JPS6411685B2 - - Google Patents

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JPS6411685B2
JPS6411685B2 JP933384A JP933384A JPS6411685B2 JP S6411685 B2 JPS6411685 B2 JP S6411685B2 JP 933384 A JP933384 A JP 933384A JP 933384 A JP933384 A JP 933384A JP S6411685 B2 JPS6411685 B2 JP S6411685B2
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JP
Japan
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gas
quenching
supply pipe
heating chamber
gas supply
Prior art date
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JP933384A
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JPS60152621A (ja
Inventor
Mitsuo Imayasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication of JPS6411685B2 publication Critical patent/JPS6411685B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加工された金属部品の素材の組織を
微細且つ均一化してその機械的強度を向上させる
為の無酸化焼入れ方法及び焼入れに使用される焼
入れ装置に関するものである。
イ 従来技術 自動車の各種構成部品や工作機械の構成部品
は、所定の形状に加工された後、機械的強度を向
上させる為に焼入れが行われる。この焼入れに際
しては、被焼入れ部品(ワーク)の酸化を防止す
る為に保護雰囲気を用いるいわゆる無酸化焼入れ
が一般的に行われている。
前記無酸化焼入れに用いる保護ガスとしては従
来、原料ガスに理論量の空気を混合して高温に加
熱された変成炉内に入れ、当該変成炉内で外熱さ
れたレトレル中に充填されたニツケル触媒に接触
させて変成した吸熱型変成ガス(RXガス)を用
い、且つガス内のカーボンポテンシヤルをワーク
の素材の炭素量に等しく調整してワークの表面炭
素量の増減を避け乍ら焼入れを行つていた。
しかし、前記RXガスは、活性ガスである為、
空気の混入量が多くなると、爆発の危険性が高い
為、焼入炉内へ多量(10m3/Hr)のRXガスを供
給し、炉内の圧力を高くして炉内への空気の侵入
を防止するようにしている。従つて多量のRXガ
スを消費し、しかもこのRXガスは単価が高い為
にランニングコストが高くつき、省エネルギー対
策上問題があつた。
そこで爆発の危険のない不活性ガスを保護ガス
として焼入れを行う方法が考えられる。不活性ガ
スとしては原料ガスに過剰空気を混合し、その燃
焼熱を利用して変成した発熱型変成ガス(NXガ
ス)を用いる。
NXガスを用いることにより空気が混入しても
爆発の危険がないので、焼入炉内の圧力を低くす
ることができ、NXガスの供給量を少なく(1〜
3m3/Hr)でき、しかもNXガスの単価も易い
のでランニングコストが安くなり、且つ省エネル
ギー上も好ましいものである。
しかし、単にNXガスを用いただけでは、カー
ボンポテンシヤルがワークの炭素量より低く脱炭
を生じる恐れがある為、NXガスに少量のメタ
ン、ブタン、或いはメタンを主成分とする液化天
然ガスを原料とする増熱都市ガス(以下13A低圧
都市ガスと称す)をエンリツチガスとして混入さ
せてカーボンポテンシヤルを調整せねばならな
い。
このようにNXガスを保護ガスとして用いた場
合、これに少量のメタンを混入させるので空気が
多量に混入すると爆発の危険性がある為、焼入炉
内へのワークの搬入時及び焼入炉からのワークの
搬出時に炉内へ空気が混入しないように工夫する
必要がある。
ロ 発明の目的 この発明はワークの搬入・搬出時に焼入炉内へ
の空気の混入を防止した無酸化焼入れ方法および
その方法の実施に使用される焼入れ装置を提供せ
んとするものである。
ハ 発明の構成 この発明は、焼入炉へ、保護ガスとしてNXガ
ス(発熱型変成ガス)を供給し、エンリツチガス
として各種メタン系ガスを混入させて焼入れする
方法において、焼入槽を備えた前室と、加熱室と
を並設し、両室間に中間扉を開閉自在に設けた焼
入炉の、中間扉を通つてワークを加熱室へ搬入及
び搬出する際に、エンリツチガスの供給を停止
し、且つNXガスの供給量を増大させて焼入れを
行うようにした無酸化焼入れ方法である。
また第2の発明は、焼入槽を備えた前室3と加
熱室2とを並設し、両室2,3間に中間扉9を開
閉自在に設けた焼入炉1の加熱室2へNXガスを
供給する第1のガス供給管11及びエンリツチガ
スを供給する第2のガス供給管13を設け、焼入
炉1の前室3へNXガスを供給する第3のガス供
給管15を設け、前記第2のガス供給管13に中
間扉9の開放に伴つて管路を閉止する常開の電磁
弁17を設け、第3のガス供給管15に中間扉9
の開放に伴つて管路を開放する常閉の電磁弁18
を設けたもので焼入れ時には第1のガス供給管1
1及び第2のガス供給管13からNXガス及びエ
ンリツチガスを焼入炉の加熱室2へ供給して焼入
れし、ワークの搬入・搬出時に第2のガス供給管
13からのエンリツチガスの供給を停止し、第3
のガス供給管15を開放し、第1のガス供給管1
1及び第3のガス供給管15から加熱室2及び前
室3へNXガスを供給するようにしたものであ
る。
ニ 実施例 第1図は本発明方法の実施に際して使用される
焼入れ装置の一例を示す図面で、同図において、
1は焼入炉で、加熱室2と前室3とを並設してあ
る。前記加熱室2は耐熱且つ断熱に優れた構造に
構成され、内部に室内を加熱する適宜の加熱手段
(図示せず)が設けられ、天井面2aに加熱の迅
速化及び温度分布と雰囲気作用の均一化を行わせ
る為のRCフアン4が設けられている。前室3は
前部にワーク装入用の前扉5が上下方向に開閉自
在に設けられ、下部に焼入れ槽、例えば油槽6を
一体に構成している。前記油槽6には焼入れ用エ
レベータ7が上下動可能に設けられ、且つ焼入れ
油8が充填されている。
9は加熱室2と前室3との間に上下動自在に設
けられた中間扉で、焼入炉1の上方に配置された
エアーシリンダ10のピストンロツド10aに上
端を連結され、エアーシリンダ10の伸縮動作に
て開閉され、加熱室2の開閉を行う。
11は変成炉(図示せず)にて変成されたNX
ガスを焼入炉1の加熱室2へ供給する第1のガス
供給管で、その先端を加熱室2へ導入させてあ
る。12は第1のガス供給管11に設けられた第
1の流量計である。13はエンリツチガスを加熱
室2へ供給する第2のガス供給管で、その先端を
第1の流量計12より下流側の第1のガス供給管
11に接続してある。14は第2のガス供給管1
3に設けられた第2の流量計である。前記エンリ
ツチガスとしては、例えばメタンを主成分とする
液化天然ガスを原料とした13A低圧都市ガスを使
用する。15はNXガスを焼入炉1の前室3へ供
給する第3のガス供給管で、後端を第1のガス供
給管11に接続し、先端を前室3へ導入させてあ
る。16は第3のガス供給管15にもうけられた
第3の流量計である。
17は第2のガス供給管13に設けられた第1
の電磁弁で、常時管路を開放しており、通電され
ると切換つて管路を閉止する。18は第3のガス
供給管15に設けられた第2の電磁弁で、常時管
路を閉止しており、通電されると切換つて管路を
開放する。19は中間扉9の上方に設けられたリ
ミツトスイツチで、中間扉9が上昇すると、その
上昇端でONされる。このリミツトスイツチ19
はONされると、前記第1の電磁弁17及び第2
の電磁弁18に通電し、第2のガス供給管13を
閉止すると共に第3のガス供給管15を開放す
る。
上記構成において、焼入れ動作を説明すると、
焼入炉1の加熱室2内の加熱手段を作用させて炉
内温度を所定の温度にすると共に加熱室2へ第1
のガス供給管11からNXガスを必要量(1〜3
m3/Hr)の13A低圧都市ガスを供給し、加熱室
2内を保護雰囲気にすると共にカーボンポテンシ
ヤルをワーク20の炭素量に合致させる。この状
態で先ず前扉5を適宜の手段で開放させて多数の
ワーク20を前室3で焼入れし、エレベータ7上
に載置する。この後前扉5を閉じ、続いてエアー
シリンダ10を短縮動作させて中間扉9を上昇さ
せて加熱室2を開放し、ワーク20を加熱室2内
へ搬入する。そして搬入後エアーシリンダ10を
伸長させて中間扉9を下降させ、加熱室2を閉じ
ワーク20を加熱する。この加熱時に前扉5を開
放させて新たなワーク20を装入し、エレベータ
7上に載せる。加熱室2内でワーク20を所定の
温度まで加熱すると、第2図に示すように、中間
扉9を開放させて加熱室2から高温のワーク20
を搬出してエレベータ7上に載置すると共に新た
なワーク20をエレベータ7から加熱室2へ搬入
する。この後中間扉9を閉じて次の加熱を行う。
一方前室ではワーク20の搬出後、エレベータ7
を下降させてワーク20を油槽6内の焼入れ油8
内に浸漬させ、焼入れを行う。焼入れが完了する
と、エレベータ7を上昇させ、続いて前扉5を開
放させて焼入れしたワーク20を前室3から取出
し、続いて新たなワーク20を装入しエレベータ
7上に載せる。この後前述した動作を繰り返して
ワーク20の焼入れを連続して行う。
前記動作時、加熱室2へのワーク20の搬入・
搬出に際して、中間扉9が上昇すると、その上昇
端でリミツトスイツチ19を押上げてONする。
すると、第1及び第2の電磁弁17,18が通電
されて切換わり、第2のガス供給管13を閉じて
加熱室2への13A低圧都市ガスの供給を停止させ
ると共に、第3のガス供給管15を開放してNX
ガスを前室3へ供給し、焼入炉1全体へ大量(4
〜8m3/Hr)のNXガスを供給し、炉内をNXガ
スで充満させる。これは炉内が低圧の場合中間扉
9を開放すると加熱室2の温度が下がり、焼入炉
1内は負圧となるため前扉5が閉止された状態で
も外部から空気が流入するので、加熱室2内への
空気の混入を防止すると共に仮に空気が混入して
も爆発しないようにするものである。そして加熱
室2へのワーク20の搬入・搬出が完了し、中間
扉9が下降すると、リミツトスイツチ19が
OFFされ、第1及び第2の電磁弁17,18が
所定時間経過後復帰し、第3のガス供給管15を
閉じて前室3へのNXガスの供給を停止し、且つ
第2のガス供給管13を開放して13A低圧都市ガ
スを加熱室2へ供給する。
尚、前記第1の電磁弁17は通電後30〜45分通
電状態を保持して、中間扉19の閉止後、加熱室
2が一定の加熱温度になつたときに、切換つて
13A低圧都市ガスを加熱室2へ再供給するように
設定する。第2の電磁弁18は通電後1〜5分通
電状態を保持して中間扉9が加熱室2を開放して
いる間だけNXガスを前室3へ供給するように設
定する。
上記焼入れ時の加熱室2の温度と、NXガス及
び13A低圧都市ガスの供給のタイミングとを示す
と第3図に示すようになる。尚、第3図のA点は
中間扉9の上昇開始点を示し、B点は下降時を示
す。
上記説明ではエンリツチガスとして13A低圧都
市ガスを用いたが、他にメタン、ブタン等のガス
を用いてもよい。また第1・第2の電磁弁17,
18の切換え操作をリミツトスイツチ19で行つ
たが、他に手動で行つてもよく、タイマーで行つ
てもよい。
ホ 発明の効果 この発明は焼入れ時の保護ガスとしてNXガス
を用いるので、炉内を低圧にすることができ、ガ
スの使用量を少なくし、且つガスの単価も安価と
なるのでランニングコストを低減させることがで
きる。また焼入れ時のワークの脱炭を防止する為
にメタン系のエンリツチガスを少量混入させるの
で、加熱室へのワークの搬入・搬出時に空気の混
入により爆発の恐れがあるが、ワークの搬入・搬
出時にはエンリツチガスの供給を停止し、且つ
NXガスの供給量を増大させて加熱室への空気の
混入を防止すると共に加熱室内をNXガスで充満
させて仮に空気が混入しても爆発しないようにす
るので安全性が大幅に向上する。
さらにエンリツチガスとして13A低圧都市ガス
を用いれば、特別な備蓄設備を必要とせず、装置
も小型にできる。また加熱室を開閉する中間扉の
開閉に伴つてNXガスの供給量の制御及びエンリ
ツチガスの供給の制御を行うので、加熱室の開放
時はエンリツチガスの供給を確実に停止させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る焼入れ装置の一実施例を
示す断面図、第2図はその動作状態を示す断面
図、第3図は保護ガスの供給タイミングを示すタ
イムチヤートであ。 1…焼入炉、2…加熱室、3…前室、9…中間
扉、11…第1のガス供給管、13…第2のガス
供給管、15…第3のガス供給管、17,18…
電磁弁、19…リミツトスイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 焼入炉へ保護ガスとして発熱形変成ガスを供
    給し、エンリツチガスとしてメタン系ガスを混入
    させて無酸化雰囲気内で焼入れする方法におい
    て、 焼入槽を備えた前室と加熱室とを並設し、両室
    間に中間扉を開閉自在に設けた焼入炉の、中間扉
    を通つてワークを加熱室へ搬入、及び搬出する際
    に、エンリツチガスの供給を停止し、且つ保護ガ
    スの供給量を増大させるようにしたことを特徴と
    する無酸化焼入れ方法。 2 焼入槽を備えた前室と加熱室とを並設し、両
    室間に中間扉を開閉自在に設けた焼入炉と、焼入
    炉の加熱室へ発熱型変成ガスを供給する第1のガ
    ス供給管及びエンリツチガスを供給する第2のガ
    ス供給管と、焼入れ炉の前室へ発熱型変成ガスを
    供給する第3のガス供給管と、第2のガス供給管
    に設けられ、中間扉の開放に伴つて管路を閉止す
    る常開の電磁弁と、第3のガス供給管に設けら
    れ、中間扉の開放に伴つて管路を開放する常閉の
    電磁弁とで構成したことを特徴とする焼入れ装
    置。
JP933384A 1984-01-20 1984-01-20 無酸化焼入れ方法及び焼入れ装置 Granted JPS60152621A (ja)

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JPS60152621A JPS60152621A (ja) 1985-08-10
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