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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Aufkohlungs- und Härteofen
und ein Aufkohlungs- und Härteverfahren
zur Verwendung beim Aufkohlen und Härten und insbesondere einen
kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungs- und Härteofen und ein kontinuierliches
Aufkohlungs- und
Härteverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Die
Aufkohlungs- und Härtebehandlung
wird umfangreich für
Metallmaterialien (beispielsweise Stahllegierung, Stahl) von mechanischen
Teilen und dergleichen durchgeführt,
für die
Zähigkeit,
Verschleißfestigkeit
und Ermüdungsfestigkeit
erforderlich sind. Bei der Aufkohlungs- und Härtebehandlung wird in großem Umfang
die Gasaufkohlungsbehandlung unter Verwendung eines Aufkohlungsgases
angewandt. Die Gasaufkohlungsbehandlung ist eine Wärmebehandlung,
bei der ein Metallmaterial, d. h. ein zu behandelndes Element, in
einer Aufkohlungsgasatmosphäre
auf eine hohe Temperatur erwärmt wird,
um dadurch ermöglichen,
daß Kohlenstoff
in die Oberfläche
des Metallmaterials diffundiert und eindringt. Aufgrund der anschließenden Härtebehandlung
erhält
sein Inneres hervorragende Zähigkeit, während seine
Oberfläche
hart wird und Verschleißfestigkeit
erzielt wird.
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Dabei
wird bei der Härtebehandlung,
bei der ein Metallmaterial in ein Härtemedium getaucht wird, die
Härtungsumwandlung
im Allgemeinen durch Tauchen des Metallmaterials in das Härtemedium
für ungefähr 5 min
abgeschlossen, und die für
einen Härtezyklus
benötigte
Zeitdauer ist ungefähr
10 min. Da andererseits ungefähr
30 bis 60 min als der Aufkohlungszyklus benötigt werden, besteht ein großer Unterschied
zwischen der für
den Härtezyklus
erforderlichen Zeitdauer und der für den Aufkohlungszyklus erforderlichen
Zeitdauer. Der gesamte Zyklus der kontinuierlichen Aufkohlungs-
und Härtebehandlung wird
in Abhängigkeit
von dem Aufkohlungszyklus eingestellt, und die Standby-Zeitdauer
wird zwischen den Härtezyklen
eingestellt, so daß eine
effiziente kontinuierliche Aufkohlungs- und Härtebehandlung erschwert ist.
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Dabei
ist es bei einer solchen kontinuierlichen Aufkohlungsbehandlung
unter Verwendung eines langen kontinuierlichen Aufkohlungsofens,
in dem eine Aufkohlungszone an der Aufstromseite im Inneren des
Ofens gebildet ist und eine Diffusionszone an der Abstromseite im
Inneren des Ofens gebildet ist, üblich,
die Oberflächen
der Metallmaterialien in der Aufkohlungszone aufzukohlen, während die Metallmaterialien
von einer gemeinsamen Transportvorrichtung transportiert werden.
Anschließend
wird üblicherweise
Kohlenstoff in das Innere jedes Metallmaterials in der Diffusionszone
diffundiert. Bei einem langen kontinuierlichen Aufkohlungsofen ist
es jedoch erforderlich, daß das
Aufkohlen und die Kohlenstoffdiffusion erfolgen, während die
Metallmaterialien von einer gemeinsamen Transportvorrichtung sequentiell
transportiert werden. Es wird ein langer Installationsort benötigt, um
diesen kontinuierlichen Aufkohlungsofen zu installieren.
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JP-A-10-204607 beschreibt
folglich einen kontinuierlichen Aufkohlungsofen, in dessen Zone die
Metallmaterialien beim Aufkohlen von einer einzigen Transportvorrichtung
sequentiell transportiert werden, wogegen in der Diffusionszone
die in der Aufkohlungszone aufgekohlten Metallmaterialien von einer
Vielzahl von Transportvorrichtungen verteilt transportiert werden,
so daß Kohlenstoff
parallel in die auf der Vielzahl von Transportvorrichtungen befindlichen
Metallmaterialien diffundiert wird, wodurch die Diffusionszone kurz
wird.
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Außerdem beschreibt
JP-A-2001-2072253 einen
kontinuierlichen Aufkohlungsofen, der aus einer gemeinsamen Transportvorrichtung
zum sequentiellen Transportieren von Metallmaterialien und einem
Aufkohlungsofen aufgebaut ist, in dem eine Aufkohlungszone gebildet
ist, die für
eine Aufkohlungsbehandlung von Metallmaterialien ausgebildet ist,
die eine große
Aufkohlungstiefe benötigen,
wobei die Metallmaterialien von der Transportvorrichtung sequentiell
transportiert werden, und wobei in einem Fall, in dem ein Metallmaterial,
das eine flache Aufkohlungstiefe benötigt, auf ein Metallmaterial
folgt, das eine große
Aufkohlungstiefe benötigt,
das Metallmaterial, das die flache Aufzeichnungstiefe benötigt, eingetragen
wird, indem ein Intervall in Bezug auf das vorhergehende Metallmaterial
entsprechend der Differenz der bei der Aufkohlungsbehandlung aufgewandten
Zeit vorgesehen wird. Wenn das die flache Aufkohlungstiefe benötigende
Metallmaterial die Aufkohlungszone durchläuft, wird das Metallmaterial
auf solche Weise transportiert, daß das Intervall im Voraus verkürzt wird.
Die Metallmaterialien, die verschiedene unterschiedliche Aufkohlungstiefen
benötigen, können also
in einem einzigen Aufkohlungsofen einer Aufkohlungsbehandlung kontinuierlich
unterzogen werden.
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Ferner
ist in 11 ein kontinuierlicher Vielstufen-Aufkohlungsofen
des Stand der Technik gezeigt. Bei dem bekannten kontinuierlichen
Vielstufen-Aufkohlungsofen sind Wärmebehandlungspaletten 101 mit
darauf angeordneten Metallmaterialien in einer Vielzahl von Stufen
gestapelt. Die Vielzahl von in Stufen gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 werden
von einer Transportvorrichtung 106 wie etwa einem Förderer gleichzeitig
innerhalb einer Aufkohlungszone 103 eines Aufkohlungsofens 102 transportiert.
Die jeweiligen Metallmaterialien, die auf der Vielzahl von in Stufen
gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 plaziert
sind, werden gleichzeitig einer Aufkohlung und Kohlenstoffdiffusion
unterzogen. Nach dem Tempern der Metallmaterialien in einer Temperaturabsenkzone 105 werden
die Vielzahl von gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 mit
den darauf angeordneten aufgekohlten Metallmaterialien gleichzeitig
einem Ölhärten unterzogen,
indem sie in einer Härtezone 107 in Öl, d. h.
in ein Härtemedium,
getaucht werden.
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Gemäß dem in
JP-A-204607 beschriebenen kontinuierlichen
Aufkohlungsofen werden in der Aufkohlungszone die Metallmaterialien
von der einzigen Transportvorrichtung sequentiell transportiert,
wogegen in der Diffusionszone die aufgekohlten Metallmaterialien
von der Vielzahl von Transportvorrichtungen verteilt transportiert
werden, um Kohlenstoff zu diffundieren, wodurch es möglich wird,
den kontinuierlichen Aufkohlungsofen zu verkürzen.
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Da
jedoch die Vielzahl von Transportvorrichtungen in der Diffusionszone
parallel angeordnet sind, wird die Länge der Diffusionszone in der
Breitenrichtung groß.
Da außerdem
die Metallmaterialien von der einzigen Transportvorrichtung sequentiell transportiert
werden, damit die Aufkohlung in der Aufkohlungszone durchgeführt wird,
kann keine effiziente Aufkohlungsbehandlung erzielt werden. Es besteht
also die Gefahr, daß die
Produktivität
abnimmt.
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Dagegen
können
nach dem in
JP-A-2001-207253 beschriebenen
kontinuierlichen Aufkohlungsofen die Metallmaterialien, die verschiedene
unterschiedliche Aufkohlungstiefen benötigen, einer Aufkohlungsbehandlung
in dem einzigen Aufkohlungsofen kontinuierlich unterzogen werden.
Da jedoch die Metallmaterialien von der einzigen Transportvorrichtung
zum Durchführen
der Aufkohlung sequentiell transportiert werden, kann keine effiziente Aufkohlungsbehandlung
erzielt werden. Es besteht also die Gefahr, daß die Produktivität abnimmt.
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Dabei
werden gemäß dem in 11 gezeigten
kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofen die Wärmebehandlungspaletten 101 mit
den darauf plazierten Metallmaterialien in Vielfachstufen gestapelt. Die
Vielzahl von in Vielfachstufen gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 werden
innerhalb der Aufkohlungszone 103 des kontinuierlichen
Aufkohlungsofens 102 gleichzeitig transportiert. Die auf
der Vielzahl von Wärmebehandlungspaletten 101 angeordneten
Metallmaterialien werden gleichzeitig einer Aufkohlung und Kohlenstoffdiffusion
unterzogen. Ferner werden die Metallmaterialien, die auf der Vielzahl
von in Vielfachstufen gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 plaziert
sind, gleichzeitig einer Härtebehandlung
in der Härtezone 107 unterzogen.
Die Aufkohlungs- und Härtebehandlung
kann also effizient ausgeführt
werden.
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Da
jedoch die auf der Vielzahl von gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 plazierten
jeweiligen Metallmaterialien in der Aufkohlungszone 103 gleichzeitig
aufgekohlt werden, wird der Aufkohlungsgasstrom in der Aufkohlungszone 103 von
den gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 beeinflußt. Außerdem treten
in Abhängigkeit
von den Positionen der gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101,
d. h. den Stufen, Änderungen
in dem Aufkohlungsgasstrom auf, und Änderungen treten infolge der
Störung
des Aufkohlungsgases auch hinsichtlich der Aufkohlungstemperatur
auf. Ferner treten Änderungen
hinsichtlich der Kohlenstoffmenge auf, die in die Oberfläche des
in jeder Stufe auf der Wärmebehandlungspalette 101 angeordneten
Metallmaterials eindringt. Diese Änderungen stellen Faktoren
dar, die es unmöglich
machen, eine stabile, gleichmäßige Aufkohlungsbehandlung
zu erreichen.
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Ferner
werden in der Härtezone 107 die
auf den gestapelten Wärmebehandlungspaletten 101 jeweils
angeordneten Metallmaterialien in dem in Stufen gestapelten Zustand
in Öl getaucht,
um gehärtet zu
werden. Deshalb tritt bei der zeitlichen Steuerung des Einbringens
der Metallmaterialien in das Öl
während
des Härtens
zwischen den Wärmebehandlungspaletten 101 der
unteren und der oberen Stufe eine zeitliche Verzögerung auf. Aufgrund verschiedener Wirkungen
des Öls
tritt somit zwischen dem auf der Wärmebehandlungspalette 101 in
der untersten Stufe angeordneten Metallmaterial und den auf den
Wärmebehandlungspaletten 101 in den
höheren
Stufen angeordneten Metallmaterialien ein Abkühlungsunterschied auf, so daß eine Differenz
hinsichtlich des Fortschreitens der Umwandlung auftritt. Es treten also
Anderungen zwischen den Metallmaterialien hinsichtlich der beim
Härten
auftretenden Formänderung
auf, und es besteht die Gefahr, daß die Maßhaltigkeit der gehärteten Metallmaterialien
instabil wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist also angesichts der vorstehend beschriebenen
Aspekte entwickelt worden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungs- und Härteofen und ein kontinuierliches
Aufkohlungs- und Härteverfahren
bereitzustellen, die hinsichtlich Produktivität hervorragend sind, es ermöglichen, eine
stabile, gleichmäßige Aufkohlungsbehandlung zu
erzielen, und es ermöglichen,
Maßhaltigkeit
zu gewährleisten
und ein Aufkohlen und Härten
mit hoher Güte
durchzuführen.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist ein kontinuierlicher Aufkohlungs-
und Härteofen
mit einem Vielstufen Aufkohlungsofen versehen, der aufweist: eine Aufkohlungszone,
eine Diffusionszone, eine Temperaturabsenkzone, wobei die Aufkohlungszone,
die Diffusionszone und die Temperaturabsenkzone von einer Aufstromseite
zu einer Abstromseite eines Ofeninneren sequentiell kontinuierlich
angeordnet sind, und eine Vielzahl von Transportvorrichtungen, die sich
jeweils von der Aufkohlungszone zu der Temperaturabsenkzone kontinuierlich
fortsetzen, wobei die Vielzahl von Transportvorrichtungen das Ofeninnere in
Vielstufen-Aufkohlungsofenbereiche unterteilen, die sich jeweils
von der Aufkohlungszone zu der Temperaturabsenkzone kontinuierlich
fortsetzen; eine Werkstückladevorrichtung,
die an der Aufstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens angeordnet
ist, wobei Wärmebehandlungspaletten,
auf denen jeweils aufzukohlende und zu härtende Metallmaterialien plaziert
sind, in Übereinstimmung
mit einer voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche und
in einem Intervall, das dem Härtezyklus
entspricht, sequentiell auf die Werkstückladevorrichtung geladen werden;
und eine Härtezone,
die an der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens angeordnet
ist, wobei die Wärmebehandlungspaletten
mit darauf befindlichen aufgekohlten Metallmaterialien in einem
kontinuierlichen Härtezyklus
von der Temperaturabsenkzone jedes der Aufkohlungsofenbereiche in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche
sequentiell in ein Härtemedium
in der Härtezone
getaucht werden.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird eine Aufkohlungsbehandlung zum Bewirken
einer Aufkohlung in Oberflächen
der Metallmaterialien und von Kohlenstoffdiffusion in das Innere
der Metallmaterialien durchgeführt
durch sequentielles Transportieren der Metallmaterialien durch die
Aufkohlungszone, die Diffusionszone und die Temperaturabsenkzone,
eine Härtebehandlung
zum Bewirken des Härtens
wird durch Tauchen der aufgekohlten Metallmaterialien in das Härtemedium
in der Härtezone
durchgeführt, und
die Aufkohlungsbehandlung und die Härtebehandlung werden kontinuierlich
durchgeführt.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung lassen die Transportvorrichtungen, die
das Ofeninnere in die Vielstufen-Aufkohlungsofenbereiche unterteilen,
eine Zirkulation eines Luftstroms zwischen jeweils benachbarten
der Aufkohlungsofenbereiche zu.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die Transportvorrichtungen Rollenförderer.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist der kontinuierliche Aufkohlungs-
und Härteofen
mit einer Vielzahl von Öffnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen
versehen. Die Vielzahl von Öffnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen
sind jeweils an einem aufstromseitigen Ende von jedem der Aufkohlungsofenbereiche
zwischen der Aufkohlungszone und der Diffusionszone sowie zwischen
der Diffusionszone und der Temperaturabsenkzone vorgesehen, um die
Unterteilung in die jeweiligen Zonen zu bewirken.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist jede der Vielzahl von Öffnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen
geöffnet, wenn
die Wärmebehandlungspaletten
mit den darauf angeordneten Metallmaterialien sie durchlaufen, um eine
Bewegung der Wärmebehandlungspaletten
zuzulassen.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist der kontinuierliche Aufkohlungs-
und Härteofen
mit einem Härtungsaufzug
versehen, der für
die Härtezone
vorgesehen und an der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens
angeordnet ist. Der Härtungsaufzug
taucht in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche
die Wärmebehandlungspalette,
die von der Temperaturabsenkzone jedes der Aufkohlungsofenbereiche
gefördert
wird und auf der das aufgekohlte Metallmaterial angeordnet ist,
in das Härtemedium,
um das Metallmaterial zu härten.
Der Härtungsaufzug
transportiert die Wärmebehandlungspalette
mit dem darauf befindlichen gehärteten
Metallmaterial ab.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird ein kontinuierliches Aufkohlungs-
und Härteverfahren
zur kontinuierlichen Durchführung
einer Aufkohlungsbehandlung, um ein Aufkohlen in Oberflächen von
Metallmaterialien und Kohlenstoffdiffusion in das Innere der Metallmaterialien
zu bewirken, und einer Härtebehandlung,
um die aufgekohlten Metallmaterialien in ein Härtemedium zu tauchen, in einem
kontinuierlichen Aufkohlungs- und Härteofen durchgeführt, der folgendes
aufweist: einen Vielstufen-Aufkohlungsofen,
in dem eine Aufkohlungszone, eine Diffusionszone und eine Temperaturabsenkzone
von einer Aufstromseite zu einer Abstromseite eines Ofeninneren sequentiell
kontinuierlich angeordnet sind, und eine Vielzahl von Transportvorrichtungen,
die sich von der Aufkohlungszone zu der Temperaturabsenkzone jeweils
kontinuierlich fortsetzen, um das Ofeninnere in Vielstufen-Aufkohlungsofenbereiche
zu unterteilen, die sich jeweils von der Aufkohlungszone zu der
Temperaturabsenkzone hin fortsetzen. Das Verfahren weist auf: sequentielles
Laden von Wärmebehandlungspaletten,
auf denen die aufzukohlenden und zu härtenden Metallmaterialien jeweils
plaziert sind, in Übereinstimmung
mit einer voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche
und in einem einem Härtezyklus
entsprechenden Intervall an einer Aufstromseite einer Transportvorrichtung
in dem Aufkohlungsofenbereich; sequentielles Transportieren der
Metallmaterialien mittels der Transportvorrichtungen durch die Aufkohlungszone,
die Diffusionszone und die Temperaturabsenkzone, um die Aufkohlungsbehandlung
durchzuführen;
und sequentielles Tauchen der Wärmebehandlungspaletten
mit darauf befindlichen aufgekohlten Metallmaterialien in des Härtemedium
in einem kontinuierlichen Härtezyklus von
der Temperaturabsenkzone jedes der Aufkohlungsofenbereiche in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche,
um die Härtebehandlung
durchzuführen.
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Weitere
Aspekt und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung und den beigefügten
Ansprüchen.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die Wärmebehandlungspaletten, auf
denen die aufzukohlenden Metallmaterialien jeweils plaziert sind,
in die jeweiligen Aufkohlungsbereiche in einer voreingestellten Reihenfolge
der Aufkohlungsofenbereiche und in einem dem Härtezyklus entsprechenden Intervall
geladen, um die Aufkohlungsbehandlung in den jeweiligen Aufkohlungszonen
und Diffusionszonen in den jeweiligen Aufkohlungsbereichen gleichzeitig
durchzuführen.
Nach dem Tempern der Metallmaterialien in den jeweiligen Temperaturabsenkzonen
werden die Wärmebehandlungspaletten
mit den darauf plazierten Metallmaterialien von der Temperaturabsenkzone
jedes der Aufkohlungsofenbereiche in dem Härtezyklus in das Härtemedium
getaucht, und zwar in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche,
um die Härtebehandlung
der Metallmaterialien durchzuführen.
Somit kann die Härtebehandlung
ohne eine Unterbrechung des kontinuierlichen Härtezyklus sequentiell durchgeführt werden.
Es kann also eine Aufkohlungs- und Härtebehandlung mit ausgezeichneter
Produktivität erhalten
werden.
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Da
ferner die Wärmebehandlungspaletten
im flachen Ladezustand von den jeweiligen Transportvorrichtungen
durch die Aufkohlungszonen und die Diffusionszonen in den jeweiligen
Aufkohlungsbereichen transportiert werden, gibt es keine Änderungen hinsichtlich
der Kohlenstoffmenge, die in die Oberflächen der auf den Wärmebehandlungspaletten
befindlichen Metallmaterialien eindringen, und hinsichtlich der
Kohlenstoffdiffusion, so daß gleichzeitig
eine zufriedenstellende Aufkohlungsbehandlung durchgeführt werden
kann. Da außerdem
die Wärmebehandlungspaletten,
auf denen die in den Temperaturabsenkzonen getemperten Metallmaterialien
jeweils plaziert sind, separat in das Härtemedium getaucht werden,
kann eine festgelegte zeitliche Steuerung des Einbringens in das
Härtemedium
sichergestellt werden, und zwischen den Metallmaterialien tritt
kein Abkühlungsunterschied
mehr auf. Da die Abweichung hinsichtlich der beim Härten zwischen
den Metallmaterialien auftretenden Formänderung unterdrückt wird,
wird die Maßhaltigkeit
der behandelten Metallmaterialien stabil, wodurch es ermöglicht wird, eine
Aufkohlungs- und Härtebehandlung
mit hoher Güte
zu gewährleisten.
Außerdem
sind die Aufkohlungsbereiche, die durch die Transportvorrichtungen unterteilt
sind, in Vielfachstufen angeordnet. Infolgedessen ist es möglich, die
Länge des
kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens
1 in Breitenrichtung zu reduzieren, und eine Verkleinerung seines
Installationsorts ist zu erwarten.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird der Durchfluß des Luftstroms, der das Aufkohlungsgas
enthält,
zwischen jeweils benachbarten der Aufkohlungszonen in den jeweiligen
Aufkohlungsofenbereichen von den Transportvorrichtungen nicht beeinträchtigt,
und die Temperatur und Atmosphäre
der gesamten Aufkohlungszone in dem Ofen können zufriedenstellend gesteuert
werden. Gleichzeitig werden der Durchfluß des Luftstroms zwischen jeweils
benachbarten der Diffusionszonen in den jeweiligen Aufkohlungsofenbereichen
von den Transportvorrichtungen nicht beeinträchtigt, und die Temperatur
und Atmosphäre
der gesamten Diffusionszone in dem Ofen können zufriedenstellend gesteuert
werden.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
die Transportvorrichtungen, welche die Zirkulation des Luftstroms
zwischen jeweils benachbarten der Aufkohlungsofenbereiche zulassen,
auf einfache Weise durch bestehende Rollenförderer gebildet sein.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die Öffnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen
an dem aufstromseitigen Ende von jedem der Aufkohlungsofenbereiche
zwischen der Aufkohlungszone und der Diffusionszone sowie zwischen
der Diffusionszone und der Temperaturabsenkzone vorgesehen, um die
Unterteilung in die jeweiligen Zonen zu bewirken, und sind so ausgebildet,
daß sie
sich öffnen,
wenn die Wärmebehandlungspaletten
mit den darauf plazierten Metallmaterialien sie durchlaufen. Somit
können die
Temperatur und Atmosphäre
in den Aufkohlungszonen und den Diffusionszonezonen in dem Ofen
effektiv zufriedenstellend gesteuert werden.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist die Härtezone mit dem Härtungsaufzug
versehen, der an der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens
angeordnet und ausgebildet ist, um in Übereinstimmung mit der voreingestellten
Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche die Wärmebehandlungspalette, die
von der Temperaturabsenkzone jedes der Aufkohlungsofenbereiche eingebracht
worden ist und auf der das aufgekohlte Metallmaterial angeordnet
ist, in das Härtemedium
zu tauchen, um das Metallmaterial zu härten, und der ausgebildet ist,
um die Wärmebehandlungspalette
mit dem darauf befindlichen gehärteten Metallmaterial
abzutransportieren. Somit kann die Härtebehandlung auf einfache
Weise durchgeführt werden.
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Nach
einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die Wärmebehandlungspaletten, auf
denen die aufzukohlenden Metallmaterialien jeweils plaziert sind,
in die jeweiligen Aufkohlungsbereiche in einer voreingestellten Reihenfolge
der Aufkohlungsofenbereiche und in einem dem Härtezyklus entsprechenden Intervall
geladen, um die Aufkohlungsbehandlung in den jeweiligen Aufkohlungszonen
und Diffusionszonen in den jeweiligen Aufkohlungsbereichen gleichzeitig
durchzuführen.
Nach dem Tempern der Metallmaterialien in den jeweiligen Temperaturabsenkzonen
werden die Wärmebehandlungspaletten
in dem Härtezyklus von
der Temperaturabsenkzone jedes der Aufkohlungsofenbereiche in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche
in das Härtemedium
getaucht, um die Härtebehandlung
der Metallmaterialien durchzuführen.
Somit kann die Härtebehandlung
ohne Unterbrechnung in dem kontinuierlichen Härtezyklus sequentiell durchgeführt werden.
Es ist also möglich,
eine Aufkohlungs- und Härtebehandlung
mit ausgezeichneter Produktivität
durchzuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische erläuternde Darstellung
eines kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens, die eine Übersicht
des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens und eines kontinuierlichen
Aufkohlungsverfahrens nach einer oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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3 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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4 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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5 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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6 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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7 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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8 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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9 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung des
Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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10 ist
eine erläuternde
Prozeßdarstellung
des Aufkohlungsverfahrens unter Verwendung des kontinuierlichen
Vielstufen-Aufkohlungsofens.
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11 ist
eine erläuternde
Darstellung eines kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens nach dem
Stand der Technik.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 10 werden
ein kontinuierlicher Vielstufen-Aufkohlungsofen und ein kontinuierliches
Aufkohlungsverfahren nach einer oder mehreren Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine schematische erläuternde Darstellung
eines kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens 1 nach einer
oder mehreren Ausführungsformen
der Erfindung. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Vielstufen-Aufkohlungsofen.
In dem Vielstufen-Aufkohlungsofen 10 ist
eine Aufkohlungszone 11 an der Aufstromseite im Inneren
des Ofens angeordnet, und eine Diffusionszone 12 und eine
Temperaturabsenkzone 13 sind an der Abstromseite der Aufkohlungszone 11 kontinuierlich
gebildet.
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Ein
Transportrollenförderer 14-1 einer
ersten Stufe, der als eine Transportvorrichtung der ersten Stufe
dient, ist an der Ofensohle des Vielstufen Aufkohlungsofens 10 auf
solche Weise kontinuierlich angeordnet, daß er sich von einem aufstromseitigen Ende
der Aufkohlungszone 11 zu einem abstromseitigen Ende der
Diffusionszone 12 erstreckt. Transportrollenförderer 14-2 bis 14-4 einer
zweiten bis vierten Stufe, die als Transportvorrichtungen der zweiten bis
vierten Stufe dienen, sind in gleichen Abständen über dem Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe sequentiell angeordnet. Diese Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe werden jeweils unabhängig angetrieben.
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Das
Innere der Aufkohlungszone 11 ist durch diese Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe in der Reihenfolge von der unteren Seite
ausgehend in Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt.
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In
der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe sind nicht gezeigte
Stopper vorgesehen, um Wärmebehandlungspaletten 50,
die von dem ersten Transportrollenförderer 14-1 von der
Aufstromseite zu der Abstromseite sequentiell transportiert werden, an
den jeweiligen Stoppositionen zu stoppen und zurückzuhalten, die eine erste
Stopposition 11-1a bis sechste Stopposition 11-1f aufweisen.
Ferner ist ein Palettendetektiersensor 11-1s zum Detektieren
der Anwesenheit oder Abwesenheit der Wärmebehandlungspalette an der
ersten Stopposition 11-1a vorgesehen.
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Gleichermaßen sind
auch in den Aufkohlungszonen 11-2 bis 11-4 der
zweiten bis vierten Stufe jeweils nicht gezeigte Stopper vorgesehen,
um die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von den Transportrollenförderern 14-2 bis 14-4 der
zweiten bis vierten Stufe transportiert werden, an den jeweiligen Stoppositionen
zu stoppen und zurückzuhalten,
die erste Stoppositionen 11-2a, 11-3a und 11-4a bis sechste
Stoppositionen 11-2f, 11-3f und 11-4f aufweisen.
Ferner sind Palettendetektiersensoren 11-2s bis 11-4s zum
Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit der Wärmebehandlungspaletten 50 an den
jeweiligen ersten Stoppositionen 11-2a bis 11-4a vorgesehen.
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Auf
die gleiche Weise wie die Aufkohlungszone 11 ist das Innere
der Diffusionszone 12 durch die Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe in der Reihenfolge von der unteren Seite
ausgehend in Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt.
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Diese
Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe sind von bestehenden Rollenförderern
für einen
Aufkohlungsofen gebildet, und eine Vielzahl von Rollen, die mit
dazwischen vorgesehenen Abständen
angeordnet sind, werden drehangetrieben, um die Wärmebehandlungspaletten 50,
die mit den darauf plazierten Metallmaterialien beladen sind, zu
transportieren. Die Zirkulation eines Luftstroms wie etwa eines
Aufkohlungsgases ist durch die Rollen hindurch möglich.
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In
der Diffusionszone 12-1 der ersten Stufe sind Stopper (nicht
gezeigt) vorgesehen, um die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von dem ersten Transportrollenförderer 14-1 von der
Aufstromseite zu der Abstromseite sequentiell transportiert werden, an
den jeweiligen Stoppositionen zu stoppen und zurückzuhalten, die eine erste
Stopposition 12-1a bis dritte Stoppositon 12-1c aufweisen.
Gleichermaßen sind
auch in den Diffusionszonen 12-2 bis 12-4 der zweiten
bis vierten Stufe jeweils nicht gezeigte Stopper vorgesehen, um
die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von den Transportrollenförderern 14-2 bis 14-4 der
zweiten bis vierten Stufe transportiert werden, an den jeweiligen
Stoppositionen zu stoppen und zurückzuhalten, die erste Stoppositionen 12-2a, 12-3a und 12-4a bis
dritte Stoppositionen 12-2c, 12-3c und 12-4c aufweisen.
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Ein
Abtransportrollenförderer 15-1 der
ersten Stufe, der zusammen mit dem Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe die Transportvorrichtung der ersten Stufe bildet, ist
in der Temperaturabsenkzone 13 auf solche Weise angeordnet,
daß er
sich von der Abstromseite des Transportrollenförderers 14-1 der ersten
Stufe kontinuierlich fortsetzt. Abtransportrollenförderer 15-2 bis 15-4 der
zweiten bis vierten Stufe, welche die Transportvorrichtungen der
zweiten bis vierten Stufe bilden, sind in gleichen Abständen über dem
Abtransportrollenförderer 15-1 der
ersten Stufe sequentiell auf solche Weise angeordnet, daß sie sich
jeweils von den Transportrollenförderern 14-2 bis 14-4 der
zweiten bis vierten Stufe kontinuierlich fortsetzen. Das Innere
der Temperaturabsenkzone 13 ist durch die Abtransportrollenförderer 15-1 bis 15-4 der
ersten bis vierten Stufe in der Reihenfolge von der unteren Seite
ausgehend in Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt. Diese Abtransportrollenförderer 15-1 bis 15-4 der
ersten bis vierten Stufe werden unabhängig angetrieben.
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Türen 16-1, 17-1, 18-1 und 19-1,
die Offnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen
zum Unterteilen des Ofeninneren in die jeweiligen Zonen sind, sind
an dem aufstromseitigen Ende öffnungsfähig vorgesehen
und dienen als Einlaß für die Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe zwischen dem abstromseitigen Ende der Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe und dem aufstromseitigen Ende der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe, zwischen dem abstromseitigen Ende der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe und dem aufstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-1 der
ersten Stufe und an dem abstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-1 der
ersten Stufe. Ein Aufkohlungsofenbereich I der ersten Stufe ist
von der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe, der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten
Stufe gebildet.
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Gleichermaßen sind
Türen 16-2, 17-2, 18-2 und 19-2,
die Öffnungs-/Schließ-Trenneinrichtungen zum
Unterteilen des Ofeninneren in die jeweiligen Zonen sind, an dem
aufstromseitigen Ende öffnungsfähig vorgesehen
und dienen als Einlaß für die Aufkohlungszone 11-2 der
zweiten Stufe zwischen dem abstromseitigen Ende der Aufkohlungszone 11-2 der zweiten
Stufe und dem aufstromseitigen Ende der Diffusionszone 12-2 der
zweiten Stufe, zwischen dem abstromseitigen Ende der Diffusionszone 12-2 der
zweiten Zone und dem aufstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-2 der
zweiten Stufe und an dem abstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-2 der
zweiten Stufe. Ein Aufkohlungsofenbereich II der zweiten Stufe ist
von der Aufkohlungszone 11-2 der zweiten Stufe, der Diffusionszone 12-2 der
zweiten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-2 der zweiten
Stufe gebildet.
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Tüten 16-3, 17-3, 18-3 und 19-3 sind
an dem aufstromseitigen Ende der Aufkohlungszone 11-3 der dritten
Stufe zwischen der Aufkohlungszone 11-3 der dritten Stufe
und der Diffusionszone 12-3 der dritten Stufe, zwischen
der Diffusionszone 12-3 der dritten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-3 der
dritten Stufe und an dem abstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-3 der
dritten Stufe öffnungsfähig vorgesehen.
Ein Aufkohlungsofenbereich III der dritten Stufe ist von der Aufkohlungszone 11-3 der dritten
Stufe, der Diffusionszone 12-3 der dritten Stufe und der
Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten Stufe gebildet. Gleichermaßen sind
Türen 16-4, 17-4, 18-4 und 19-4 an
dem aufstromseitigen Ende der Aufkohlungszone 11-4 der
vierten Stufe zwischen der Aufkohlungszone 11-4 der vierten
Stufe und der Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe, zwischen
der Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-4 der
vierten Stufe und an dem abstromseitigen Ende der Temperaturabsenkzone 13-4 der
vierten Stufe öffnungsfähig vorgesehen.
Ein Aufkohlungsofenbereich IV der vierten Stufe ist von der Aufkohlungszone 11-4 der
vierten Stufe, der Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe
und der Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten Stufe gebildet.
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Die
Aufkohlungszone 11 ist von der Diffusionszone 12 abgetrennt,
wenn die jeweiligen aufstromseitigen Türen 16-1 bis 16-4 geschlossen
und die jeweiligen abstromseitigen Türen 17-1 bis 17-4 geschlossen
sind. Ebenso ist das Innere der Aufkohlungszone 11 durch
die Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe, die den Durchfluß des Luftstroms zwischen jeweils
benachbarten der Aufkohlsofenbereiche I und II, II und III sowie
III und IV sicherstellen können,
in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe unterteilt.
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Die
Diffusionszone 12 ist von der Aufkohlungszone 11 durch
Schließen
der aufstromseitigen Türen 17-1 bis 17-4 abgetrennt,
ist von der Temperaturabsenkzone 13 durch Schließen der
abstromseitigen Türen 18-1 bis 18-4 abgetrennt
und ist durch die jeweiligen Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der ersten
bis vierten Stufe in die jeweiligen Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt.
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Eine
Härtezone 21,
die dazu dient, die aufgekohlten Metallmaterialien einer Ölvergütung zu
unterziehen, indem sie in Öl,
d. h. eine Härtemedium,
eingebracht werden, ist an der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 angeordnet,
in dem der Aufkohlungsbereich I der ersten Stufe, der Aufkohlungsbereich
II der zweiten Stufe, der Aufkohlungsbereich III der dritten Stufe
und der Aufkohlungsbereich IV der vierten Stufe in einem stufenweise
gestapelten Zustand angeordnet sind.
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Ein
Einbringaufzug 25 ist an der Aufstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 angeordnet. Der
Einbringaufzug 25 ist eine Werkstückladevorrichtung zum Laden
der Wärmebehandlungspaletten 50, die
von einem als Einbringeinrichtung dienenden Einbringförderer 29 eingebracht
werden, in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe.
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Dagegen
ist ein Härtungsaufzug 27 an
der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 angeordnet.
Durch diesen Härtungsaufzug 27 werden
die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von den Abtransportrollenförderern 15-1 bis 15-4 der
ersten bis vierten Stufe der jeweiligen Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe abtransportiert worden sind, gesammelt,
abgesenkt und für
eine vorbestimmte Zeitdauer in das Öl, d. h. das Härtemedium,
in der Härtezone 21 getaucht,
so daß die Ölvergütung der
Metallmaterialien durchgeführt wird.
Außerdem
ist die vorgesehene Anordnung derart, daß nach der Härtebehandlung
die Wärmebehandlungspaletten 50 von
dem Härtungsaufzug 27 gehoben
und beispielsweise von einem Abtransportrollenförderer 30, der als
eine Abtransporteinrichtung dient, aus dem kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofen 1 abtransportiert.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die erläuternden Prozeßdarstellungen
nach den 2 bis 10 ein
Verfahren zur Aufkohlungsbehandlung unter Verwendung des so aufgebauten kontinuierlichen
Vielstufen-Aufkohlungsofens 1 beschrieben.
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Dabei
wird beim Härten,
bei dem ein aufgekohltes Metallmaterial in ein Härtemedium getaucht wird, die
Härtungsumwandlung
im allgemeinen durch Tauchen des Metallmaterials in das Härtemedium
für ungefähr 5 min
abgeschlossen, und die für
einen Härtezyklus
benötigte
Zeitdauer ist ungefähr
10 min. Deshalb erfolgt eine Beschreibung unter Bezugnahme auf ein
Beispiel, bei dem der Härtezyklus
auf 10 min eingestellt ist.
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Die
Türen 16-1 bis 16-4 an
der Aufstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10, die
Türen 17-1 bis 17-4 zum
Unterteilen in die Aufkohlungszone 11 und die Diffusionszone 12,
die Türen 18-1 bis 18-4 zum
Unterteilen in die Diffusionszone 12 und die Temperaturabsenkzone 13 und
die Türen 19-1 bis 19-4 an
der Abstromseite des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 werden
geschlossen, wodurch das Innere des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 in
die Aufkohlungszone 11, die Diffusionszone 12 und
die Temperaturabsenkzone 13 unterteilt wird.
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Ein
Aufkohlungsgas wird der Aufkohlungszone 11 zugeführt, deren
Einlaß an
der Aufstromseite von den Türen 16-1 bis 16-4 verschlossen
wird und dessen Abstromseite von den Türen 17-1 bis 17-4 verschlossen
wird, und wird durch die gesamte Aufkohlungszone zirkuliert. Gleichzeitig
werden die Temperatur und Atmosphäre in der Aufkohlungszone 11 durch
die Temperatursteuerung und dergleichen auf voreingestellte Bedingungen
gesteuert. Das Innere der Aufkohlungszone 11 wird durch
diese Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe, die den Durchfluß des Luststroms, der das Aufkohlungsgas
enthält,
sicherstellen können,
in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe unterteilt. Diese Steuerung ermöglicht es somit,
die Steuerung so vorzunehmen, daß die Temperatur und Atmosphäre in der
gesamten Aufkohlungszone 11, die von der Aufkohlungszone 11-1 der ersten
Stufe bis zu der Aufkohlungszone 11-4 der vierten Stufe
reicht, auf von Ungleichmäßigkeit
freie Bedingungen oder zufriedenstellende Bedingungen eingestellt
werden, wobei das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit der Temperatur und
Atmosphäre
auf ein beachtliches Maß unterdrückt wird,
ohne durch die Anordnung dieser Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 beeinträchtigt zu
werden.
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Gleichermaßen werden
die Temperatur und Atmosphäre
in der Diffusionszone 12, deren Aufstromseite von der Aufkohlungszone 11 durch
die geschlossenen Türen 17-1 bis 17-4 abgetrennt
ist und deren Abstromseite von der Temperaturabsenkzone 13 durch
die geschlossenen Türen 18-1 bis 18-4 abgetrennt
ist, auf voreingestellte Bedingungen gesteuert. Das Innere der Diffusionszone 12 wird
durch die Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe, die den Durchfluß des Luftstroms sicherstellen
können,
in die Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der ersten
bis vierten Stufe unterteilt. Diese Steuerung ermöglicht es
somit, die Steuerung so vorzunehmhen, daß die Temperatur und Atmosphäre in der
gesamten Diffusionszone 12, die von der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe bis zu der Diffusionszone 12-4 der vierten
Stufe reicht, auf von Ungleichmäßigkeit
freie Bedingungen oder zufiredenstellende Bedingungen eingestellt
werden, wobei das Auftreten einer Ungleichmäßigkeit der Temperatur und
Atmosphäre
auf ein beachtliches Maß unterdrückt wird, ohne
durch die Anordnung dieser Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 beeinträchtigt zu
werden.
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Außerdem werden
die Temperatur und Atmosphäre
in der Temperaturabsenkzone 13, deren Aufstromseite von
der Diffusionszone 12 durch die geschlossenen Türen 18-1 bis 18-4 abgetrennt
ist und deren Abstromseite durch die Türen 19-1 bis 19-4 geschlossen
ist, auf voreingestellte Bedingungen gesteuert, die für die Temperaturabsenkung
geeignet sind. Das Innere der Temperaturabsenkzone 13 ist
durch die Abtransportrollenförderer 15-1 bis 15-4 der
ersten bis vierten Stufe, die den Durchfluß des Luftstroms sicherstellen
können,
in die Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt. Diese Steuerung ermöglicht es
somit, das Innere der gesamten Temperaturabsenkzone 13, die
von der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten Stufe bis
zu der Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten Stufe reicht,
auf die zufriedenstellende Temperatur und Atmosphäre zu steuern,
ohne durch die Anordnung dieser Abtransportrollenförderer 15-1 bis 15-4 beeinträchtigt zu
werden.
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In
dem Zustand, in dem die Temperatur und Atmosphäre in den jeweiligen Zonen
der Aufkohlungszone 11, der Diffusionszone 12 und
der Temperaturabsenkzone 13 des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 auf
zufriedenstellenden Bedingungen gehalten und entsprechend gesteuert
werden, werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
auf denen die aufzukohlenden Metallmaterialien angeordnet sind,
sequentiell in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe geladen, und zwar in der voreingestellen Reihenfolge
der Aufkohlungsofenbereiche, beispielsweise dem Aufkohlungsofenbereich
I der ersten Stufe, dem Aufkohlungsofenbereich II der zweiten Stufe,
dem Aufkohlungsofenbereich III der dritten Stufe und dem Aufkohlungsofenbereich
IV der vierten Stufe. Dann werden die Metallmaterialien der Aufkohlungsbehandlung
unterzogen, während
die Wärmebehandlungspaletten 50 mit
den darauf angeordneten Metallmaterialien durch die jeweiligen Aufkohlungsofenbereiche
I bis IV für
die jeweilige erste bis vierte Stufe transportiert werden. Die Wärmebehandlungspaletten 50 werden
sequentiell aus den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe in der Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche
abtransportiert und in einem kontinuierlichen Härtezyklus in der Härtezone 21 einer
Härtebehandlung
unterzogen.
-
Diese
Aufkohlungs- und Härtebehandlung wird
nachstehend im einzelnen beschrieben werden. Zunächst wird von dem Palettendetektiersensor 11-1s detektiert,
daß die
Wärmebehandlungspalette 50 abwesend
ist; die Wärmebehandlungspalette 50, die
von dem Einbringrollenförderer 29 eingebracht worden
ist und auf der das aufzukohlende Metallmaterial angeordnet ist,
wird auf den Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe in dem Aufkohlungsofenbereich I der ersten Stufe durch
den Einlaß geladen, wobei
die Tür 16-1 von
dem Einbringaufzug 25 geöffnet wird, und wird von dem
Stopper an dieser ersten Stopposition 11-1a gehalten. Anschließend wird
die Tür 16-1 geschlossen,
und die Aufkohlung des auf der geladenen Wärmebehandlungspalette 50 angeordneten
Metallmaterials wird gestartet.
-
Nach
Ablauf von dem Härtezyklus
entsprechenden 10 min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-1a in dieser Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe wird dann, wenn der Palettendetektiersensor 11-2s detektiert,
daß die
Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-2a in der Aufkohlungszone 11-2 der
zweiten Stufe abwesend ist, die Wärmebehandlungspalette 50,
auf der das folgende aufzukohlende Metallmaterial angeordnet ist,
auf den Transportrollenförderer 14-2 der
zweiten Stufe durch den Einlaß geladen,
wobei die Tür 16-2 von
dem Einbringaufzug 25 geöffnet wird, und wird an dieser
ersten Stopposition 11-2a gehalten. Die Tür 16-2 wird
dann geschlossen, und die Aufkohlung des geladenen Metallmaterials
wird gestartet.
-
Gleichermaßen wird
nach Ablauf von 10 min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 in
der Aufkohlungszone 11-2 der zweiten Stufe dann, wenn der
Palettendetektiersensor 11-3s detektiert, daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-3a der Aufkohlungszone 11-3 der dritten
Stufe abwesend ist, die Wärmebehandlungspalette 50,
auf der das aufzukohlende Metallmaterial angeordnet ist, von dem
Einbringaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-3 der
dritten Stufe geladen und an dieser ersten Stopposition 11-3a gehalten.
Ferner wird nach Ablauf von 10 min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 in
der Aufkohlungszone 11-3 der dritten Stufe dann, wenn der Palettendetektiersensor 11-4s detektiert,
daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-4a in der Aufkohlungszone 11-4 der
vierten Stufe abwesend ist, die Wärmebehandlungspalette 50,
auf der das aufzukohlende Metallmaterial angeordnet ist, von dem
Einbringaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-4 der
vierten Stufe geladen und an dieser ersten Stopposition 11-4a gehalten.
-
10
min nach dem sequentiellen Laden der Wärmebehandlungspaletten 50 an
den jeweiligen ersten Stoppositionen 11-1a bis 11-4a in
der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe bis zu der Aufkohlungszone 11-4 der
vierten Stufe, d. h. nach Ablauf von 10 min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 in
der Aufkohlungszone 11-4 der vierten Stufe, wird das Halten
der Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-1a in dem anfangs beladenen
Aufkohlungsofenbereich I der erstem Stufe aufgehoben. Diese Wärmebehandlungspalette 50 wird
von dem Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe zu der zweiten Stopposition 11-1b transportiert
und an der zweiten Stopposition 11-1b gehalten. Wenn dann
der Palettendetektiersensor 11-1s detektiert, daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-1a abwesend ist, wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Einbringgaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-1a gehalten.
-
10
min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-1a in der Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe wird das Halten der Wärmebehandlungspalette 50,
die an der ersten Stopposition 11-2a in der Aufkohlungszone 11-2 der
zweiten Stufe gehalten wird, aufgehoben. Diese Wärmebehandlungspalette 50 wird
von dem Transportrollenförderer 14-2 der
zweiten Stufe zu der zweiten Stopposition 11-2b transportiert
und an der zweiten Stopposition 11-2b gehalten. Wenn dann
der Palettendetektiersensor 11-2s detektiert, daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-2a abwesend ist, wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Einbringaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-2 der
zweiten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-2a gehalten.
-
10
min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-2a in der Aufkohlungszone 11-2 der
zweiten Stufe wird das Halten der Wärmebehandlungspalette 50,
die an der ersten Stopposition 11-3a in der Aufkohlungszone 11-3 der
dritten Stufe gehalten wird, aufgehoben. Diese Wärmebehandlungspalette 50 wird
von dem Transportrollenförderer 14-3 der
dritten Stufe zu der zweiten Stopposition 11-3b transportiert
und an der zweiten Stopposition 11-3b gehalten. Wenn dann
der Palettendetektiersensor 11-3s detektiert, daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-3a abwesend ist, wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Einbringgaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-3 der
dritten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-3a gehalten.
-
10
min nach dem Laden der Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-3a in der Aufkohlungszone 11-3 der
dritten Stufe wird das Halten der Wärmebehandlungspalette 50,
die an der ersten Stopposition 11-4a in der Aufkohlungszone 11-4 der
vierten Stufe gehalten wird, aufgehoben. Diese Wärmebehandlungspalette 50 wird
von dem Transportrollenförderer 14-4 der
vierten Stufe zu der zweiten Stopposition 11-4b transportiert
und an der zweiten Stopposition 11-4b gehalten. Wenn dann
der Palettendetektiersensor 11-4s detektiert, daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-4a abwesend ist, wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Einbringaufzug 25 auf den Transportrollenförderer 14-4 der
vierten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-4a gehalten.
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Gleichermaßen wird
während
des intermittierenden Transports der Wärmebehandlungspaletten 50,
die von den Transportrollenförderern 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe sequentiell an den ersten Stoppositionen 11-1a bis 11-4a geladen
werden, die Anwesenheit oder Abwesenheit der Wärmebehandlungspaletten 50 von
den Palettendetektiersensoren 11-1s bis 11-4s bestätigt, und
die Wärmebehandlungspaletten 50 werden
immer wieder in der Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche auf
die Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe geladen.
-
Somit
werden die auf den Transportrollenförderer 14-1 der ersten
Stufe geladenen Wärmebehandlungspaletten 50 zwischen
den jeweiligen die erste bis sechste Stopposition 11-1a bis 11-1f aufweisenden
Stoppositionen in der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe
intermittierend sequentiell transportiert. Dann werden während dieses
Transports, die auf den Wärmebehandlungspaletten 50 plazierten Metallmaterialien
in der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe aufgekohlt.
Ferner werden die auf den Wärmebehandlungspaletten 50 plazierten
Metallmaterialien zwischen der ersten bis dritten Stopposition 12-1a bis 12-1c in
der Diffusionszone 12-1 der ersten Stufe intermittierend
sequentiell bewegt, um Kohlenstoff in die Metallmaterialien zu diffundieren,
und werden anschließend
zu der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten Stufe transportiert.
-
Dabei
wird jede der Wärmebehandlungspaletten 50 von
dem Transportrollenförderer 14-1 der ersten
Stufe angehalten und für
40 min an den jeweiligen die erste bis sechste Stopposition 11-1a bis 11-1f aufweisenden
Stoppositionen in der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe
gehalten, wodurch es ermöglicht
wird, den Aufkohlungszyklus von 240 min in der Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe sicherzustellen. Außerdem wird jede der Wärmebehandlungspaletten 50 angehalten
und für
40 min an den jeweiligen die erste bis dritte Stopposition 12-1a bis 12-1c aufweisenden
Stoppositionen in der Diffusionszone 12-1 der ersten Stufe
gehalten, wodurch es ermöglicht
wird, den Diffusionszyklus von 120 min in der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe sicherzustellen. Es ist zu beachten, daß die Türen 16-1 bis 16-4, 17-1 bis 17-4, 18-1 bis 18-4 und 19-1 bis 19-4 nur
während
des Durchlaufs der Wärmebehandlungspaletten 50 geöffnet sind
und normalerweise geschlossen sind.
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Gleichermaßen werden
die auf die Transportrollenförderer 14-2 bis 14-4 der
zweiten bis vierten Stufe geladenen Wärmebehandlungspaletten 50 zwischen
den jeweiligen Stopposition von den ersten Stoppositionen 11-2a bis 11-4a bis
zu den sechsten Stoppositionen 11-2f bis 11-4f in
den Aufkohlungszonen 11-2 bis 11-4 der zweiten
bis vierten Stufe intermittierend sequentiell transportiert. Dann
werden die auf den Wärmebehandlungspaletten 50 plazierten Metallmaterialien
in den Aufkohlungszonen 11-2 bis 11-4 der zweiten
bis vierten Stufe aufgekohlt. Ferner werden die auf den Wärmebehandlungspaletten 50 plazierten
Metallmaterialien zwischen den jeweiligen Stoppositionen von den
ersten Stoppositionen 12-2a bis 12-4a bis zu den
dritten Stoppositionen 12-2c bis 12-4c in den
jeweligen Diffusionszonen 12-2 bis 12-4 intermittierend
sequentiell bewegt, um Kohlenstoff in die Metallmaterialien in den
Diffusionszonen 12-2 bis 12-4 der zweiten bis
vierten Stufe zu diffundieren, und werden anschließend zu
den jeweiligen Temperaturabsenkzonen 13-2 bis 13-4 der
zweiten bis vierten Stufe transportiert, wie in 3 gezeigt
ist.
-
Dabei
kann für
jede Wärmebehandlungspalette 50 der
Aufkohlungszyklus von 240 min in der Aufkohlungszone 11 sichergestellt
werden, und der Diffusionszyklus von 120 in der Diffusionszone 12 kann
gewährleistet
werden.
-
Ferner
werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
auf denen die aufgekohlten und diffusionsbehandelten Metallmaterialien
angeordnet sind, intermittierend sequentiell eingebracht von den
Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der ersten bis vierten
Stufe bis zu den ersten bis vierten Abtransportrollenförderern 15-1 bis 15-4,
die in den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe angeordnet sind, und zwar in Übereinstimmung
mit der Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche in dem Intervall
des Ladens der Wärmebehandlungspaletten 50 in
die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten bis
vierten Stufe, d. h. in dem Intervall von 10 min, das dem Härtezyklus
entspricht.
-
Nach
dem Tempern des Metallmaterials, das auf der in die Temperaturabsenkzone 13-1 der
ersten Stufe eingebrachten Wärmebehandlungspalette 50 angeordnet
ist, für
40 min in der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten Stufe
wird die Wärmebehandlungspalette 50 in
der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten Stufe von dem
Abtransportrollenförderer 15-1 der
ersten Stufe auf den Härtungsaufzug 27 abtransportiert,
der nach Anheben auf die Position der Temperaturabsenkzone 13-1 der
ersten Stufe im Standby-Betrieb ist, wie in 4 gezeigt
ist. Der Härtungsaufzug 27 mit
der darauf angeordneten Wärmebehandlungspalette 50 wird
abgesenkt, wie in 5 gezeigt ist, um die Wärmebehandlungspalette 50 in das Öl, d. h.
das Härtemedium,
in der Härtezone 21 zu
tauchen, wodurch das Metallmaterial einer Ölvergütung unterzogen wird. Nach
Beendigung der Härtungsumwandlung
des Metallmaterials nach Ablauf der voreingestellten Tauchdauer
wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Härtungsaufzug 27 aus
der Härtezone 21 gehoben,
auf den Abtransportrollenförderer 30 überführt und
abtransportiert. Dieser Härtezyklus
ist auf 10 min eingestellt.
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In
der abhängigen
Beziehung mit der Überführung und
nach der Überführung der
Wärmebehandlungspalette 50 von
dieser Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten Stufe auf den
Härtungsaufzug 27 werden
die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von dem Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe an den ersten bis sechsten Stoppositionen 11-1a bis 11-1f in
der Aufkohlungszone 11-1 der ersten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der der ersten Stopposition 12-1a in
der Diffusionszone 12-1 der ersten Stufe jeweils benachbarten
zweiten Stopposition 11-1b transportiert, wie in 6 gezeigt
ist. Gleichermaßen
werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
die an der ersten bis dritten Stopposition 12-1a bis 12-1c in
der Diffusionszone 12-1 der ersten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der der Temperaturabsenkzone 13-1 der
ersten Stufe benachbarten zweiten Stopposition 12-1b transportiert. Wenn
im Lauf der Zeit der Palettendetektiersensor 11-1s detektiert,
daß die
Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-1a abwesend ist, wird eine neue
Wärmebehandlungspalette 50 mit dem
darauf angeordneten Metallmaterial von dem Einbringaufzug 25 auf
den Transportrollenförderer 14-1 der
ersten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-1a gehalten.
-
Nach
dem Tempern des auf der Wärmebehandlungspalette 50 angeordneten
Metallmaterials in der Temperaturabsenkzone 13-2 der zweiten
Stufe wird dann die Wärmebehandlungspalette 50 in
der Temperaturabsenkzone 13-2 der zweiten Stufe von dem
Abtransportrollenförderer 15-2 der
zweiten Stufe auf den Härtungsaufzug 27 abtransportiert,
der an der Position der Temperaturabsenkzone 13-2 der zweiten
Stufe im Standby-Betrieb ist, wie in 7 gezeigt
ist. Der Härtungsaufzug 27 mit
der darauf angeordneten Wärmebehandlungspalette 50 wird
abgesenkt, wie in 8 gezeigt ist, um die Wärmebehandlungspalette 50 in
das Öl
in der Härtezone 21 zu tauchen,
wodurch das Metallmaterial einer Ölvergütung unterzogen wird. Nach
Ablauf der voreingestellten Tauchdauer wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Härtungsaufzug 27 aus
der Härtezone 21 gehoben,
auf den Abtransportrollenförderer 30 überführt und
abtransportiert.
-
Dabei
werden in der abhängigen
Beziehung mit der Überführung oder
nach der Überführung der Wärmebehandlungspalette 50 von
dieser Temperaturabsenkzone 13-2 der zweiten Stufe auf
den Härtungsaufzug 27 die
Wärmebehandlungspaletten 50, die
von dem Transportrollenförderer 14-2 der
zweiten Stufe an denr ersten bis sechsten Stoppositionen 11-2a bis 11-2f in
der Aufkohlungszone 11-2 der zweiten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der der ersten Stopposition 12-2a in
der Diffusionszone 12-2 der zweiten Stufe jeweils benachbarten
zweiten Stopposition 11-2b transportiert, wie in 8 gezeigt
ist. Außerdem
werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
die an denr ersten bis dritten Stoppositionen 12-2a bis 12-2c in
der Diffusionszone 12-2 der zweiten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der der Temperaturabsenkzone 13-2 der
zweiten Stufe benachbarten zweiten Stopposition 12-2b transportiert.
Wenn im Lauf der Zeit der Palettendetektiersensor 11-2s detektiert,
daß die
Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-2a abwesend ist, wird eine neue
Wärmebehandlungspalette 50 mit
dem darauf angeordneten Metallmaterial von dem Einbringaufzug 25 auf
den Transportrollenförderer 14-2 der
ersten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-1a gehalten.
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Auf
die gleiche Weise wie oben beschrieben wird nach dem Tempern des
auf der Wärmebehandlungspalette 50 angeordneten
Metallmaterials in der Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten
Stufe die Wärmebehandlungspalette 50 in
der Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten Stufe von dem
Abtransportrollenförderer 15-3 der
dritten Stufe auf den Härtungsaufzug 27 abtransportiert,
der an der Position der Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten
Stufe im Standby-Betrieb
ist, wie in 9 gezeigt ist. Anschließend wird
der Härtungsaufzug 27 mit
der darauf angeordneten Wärmebehandlungspalette 50 abgesenkt,
um die Wärmebehandlungspalette 50 in
das Öl
in der Härtezone 21 zu
tauchen, wodurch das Metallmaterial einer Ölvergütung unterzogen wird. Nach Ablauf
der voreingestellten Tauchdauer wird die Wärmebehandlungspalette 50 von
dem Härtungsaufzug 27 aus
der Härtezone 21 gehoben,
auf den Abtransportrollenförderer 30 überführt und
abtransportiert.
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In
der abhängigen
Beziehung mit der Überführung oder
nach der Überführung der
Wärmebehandlungspalette 50 von
dieser Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten Stufe auf
den Härtungsaufzug 27 werden
die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von dem Transportrollenförderer 14-3 der
dritten Stufe an den ersten bis sechsten Stoppositionen 11-3a bis 11-3f in
der Aufkohlungszone 11-3 der dritten Stufe und an denr
ersten bis dritten Stoppositonen 12-3a bis 12-3c in
der Diffusionszone 12-3 der dritten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der jeweils benachbarten zweiten Stopposition 11-3b in
der Aufkohlungszone 11-3 der dritten Stufe, der dritten
Stopposition 12-3c in der Diffusionszone 12-3 der
dritten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-3 der dritten
Stufe transportiert. Wenn im Lauf der Zeit der Palettendetektiersensor 11-3s detektiert,
daß die
Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-3a abwesend ist, wie in 10 gezeigt
ist, wird eine neue Wärmebehandlungspalette 50 mit
dem darauf angeordneten Metallmaterial von dem Einbringaufzug auf
den Transportrollenförderer 14-3 der dritten
Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-3a gehalten.
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Nach
dem Tempern des auf der Wärmebehandlungspalette 50 angeordneten
Metallmaterials in der Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten
Stufe wird die Wärmebehandlungspalette 50 in
der Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten Stufe von dem
Abtransportrollenförderer 15-4 der
vierten Stufe auf den Härtungsaufzug 27 abtransportiert,
der an der Position der Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten
Stufe im Standby-Betrieb ist. Dann wird der Härtungsaufzug 27 abgesenkt,
um die Wärmebehandlungspalette 50 in
das Öl
in der Härtezone 21 zu
tauchen, wodurch das Metallmaterial einer Ölvergütung unterzogen wird. Nach
Ablauf der voreingestellten Tauchdauer wird die Wärmebehandlungspalette 50 von dem
Härtungsaufzug 27 aus
der Härtezone 21 gehoben,
auf den Abtransportrollenförderer 30 überführt und
abtransportiert.
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In
der abhängigen
Beziehung mit der Überführung oder
nach der Überführung der
Wärmebehandlungspalette 50 von
dieser Temperaturabsenkzone 13-4 der vierten Stufe auf
den Härtungsaufzug 27 werden
die Wärmebehandlungspaletten 50,
die von dem Transportrollenförderer 14-4 der
vierten Stufe an denr ersten bis sechsten Stoppositonen 11-4a bis 11-4f in
der Aufkohlungszone 11-4 der vierten Stufe und an den ersten
bis dritten Stoppositionen 12-4a bis 12-4c der
Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe gehalten werden,
jeweils sequentiell zu der jeweils benachbarten zweiten Stopposition 11-4b in der
Aufkohlungszone 11-4 der vierten Stufe, der dritten Stopposition 12-4c in
der Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe und der Temperaturabsenkzone 13-4 der
vierten Stufe transportiert. Wenn im Lauf der Zeit der Palettendetektiersensor 11-4s detektiert,
daß die Wärmebehandlungspalette 50 an
der ersten Stopposition 11-4a abwesend ist, wird eine neue
Wärmebehandlungspalette 50 mit
dem darauf angeordneten Metallmaterial von dem Einbringaufzug 25 auf
den Transportrollenförderer 14-4 der
vierten Stufe geladen und an der ersten Stopposition 11-4a gehalten.
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Die
Wärmebehandlungspaletten 50 mit
den darauf angeordneten Metallmaterialien werden also sequentiell
in der Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche in dem dem Härtezyklus
entsprechenden Intervall in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe des Vielstufen-Aufkohlungsofens 10 geladen.
Während
die Wärmebehandlungspaletten 50 durch
die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe und die Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe bewegt werden, werden die Aufkohlung und
die Kohlenstoffdiffusion kontinuierlich durchgeführt, und die Wärmebehandlungspaletten 50 werden
sequentiell zu den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe transportiert, wo die Metallmaterialien getempert
werden. Dann werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
auf denen die in den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe getemperten Metallmaterialien angeordnet
sind, von dem Härtungsaufzug 27 in Übereinstimmung
mit der Reihenfolge der Aufkohlsofenbereiche sequentiell in das Öl in der
Härtezone 21 getaucht,
um die Metallmaterialien zu härten,
wodurch die Serie der Aufkohlungs- und Härtebehandlung kontinuierlich
durchgeführt
wird.
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Das
Innere der Aufkohlungszone 11 und das Innere der Diffusionszone 12 des
kontinuierlichen Aufkohlungsofens 10, der nach der Ausführungsform ausgebildet
ist, werden also durch die Transportrollenförderer 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe, welche die Zirkulation des Luftstroms
sicherstellen können,
in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe und die Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
vierten Stufe unterteilt. Somit wird der Durchfluß des Luftstroms,
der das Aufkohlungsgas enthält,
von den Transportrollenförderern 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe nicht beeinträchtigt, und die Temperatur
und Atmosphäre
der gesamten Aufkohlungszone 11, die von der Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe bis zu der Aufkohlungszone 11-4 der vierten
Stufe reicht, können
zufriedenstellend gesteuert werden. Gleichermaßen können die Temperatur und Atmosphäre der gesamten
Diffusionszone 12, die von der Diffusionszone 12-1 der
ersten Stufe bis zu der Diffusionszone 12-4 der vierten Stufe
reicht, zufriedenstellend gesteuert werden.
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Durch
das Innere der Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe und der Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe, die somit unter zufriedenstellenden Bedingungen gehalten
werden, werden die Wärmebehandlungspaletten 50 mit
den darauf angeordneten Metallmaterialien in einem flachen Ladezustand
für jede
Stufe transportiert, ohne von den Transportrollenförderern 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe stufenweise gestapelt zu werden. Somit
kann die Atmosphäre
in den Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 in der ersten
bis vierten Stufe, wie etwa der Durchfluß des Aufkohlungsgases und
die Aufkohlungstemperatur, auf festgelegten Werten gehalten werden.
Die Anderung hinsichtlich der Kohlenstoffmenge, die in die Oberfläche des
Metallmaterials eindringt, das auf jeder Wärmebehandlungspalette 50 in
den Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe angeordnet ist, ist also gering. Ferner werden
die Temperatur und Atmosphäre
im Inneren der Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe auf festgelegten Werten gehalten, und die Änderung
hinsichtlich der Kohlenstoffmenge, die in das Innere des Metallmaterials
diffundiert wird, das auf jeder Wärmebehandlungspalette 50 in
den Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der ersten bis
vierten Stufe angeordnet ist, ist gering. Es kann also gleichzeitig
effizient und kontinuierlich eine zufriedenstellende Aufkohlungsbehandlung
erhalten werden.
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Ferner
werden die Wärmebehandlungspaletten 50,
auf denen die in den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe getemperten Metallmaterialien jeweils angeordnet
sind, als einzelne Wärmebehandlungspaletten 50,
ohne stufenweise gestapelt zu sein, in das Öl eingebracht, um das Härten zu
bewirken. Somit tritt bei der zeitlichen Steuerung des Einbringens
in das Öl
keine Zeitverzögerung
auf, und es tritt zwischen den auf den jeweiligen Wärmebehandlungspaletten 50 angeordneten Metallmaterialien
kein Abkühlungsunterschied
mehr auf. Da im Fortschreiten der Härtungsumwandlung kein Unterschied
besteht, wird eine Abweichung der beim Härten zwischen den Metallmaterialien
auftretenden Formänderung
unterdrückt,
so daß die
Maßhaltigkeit
der behandelten Metallmaterialien stabil wird, wodurch es möglich wird,
eine Aufkohlungs- und Härtebehandlung
mit hoher Güte
sicherzustellen.
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Außerdem werden
die Wärmebehandlungspaletten 50 mit
den darauf angeordneten Metallmaterialien sequentiell in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe und die Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe in der voreingestellten Reihenfolge der
Aufkohlungsofenbereiche in dem Intervall geladen, das dem Härtezyklus
entspricht. Die Aufkohlungsbehandlung wird gleichzeitig in den Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe und den Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe durchgeführt, und nach dem Tempern der
Metallmaterialien in den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der
ersten bis vierten Stufe kann die Härtebehandlung ohne Unterbrechung
in einem kontinuierlichen Härtezyklus durchgeführt werden.
Es kann also eine Aufkohlungs- und Härtebehandlung mit ausgezeichneter Produktivität erhalten
werden.
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Ferner
werden das Innere der Aufkohlungszone 11 und das Innere
der Diffusionszone 12 des kontinuierlichen Aufkohlungsofens 10 von
den Transportrollenförderern 14-1 bis 14-4 der
ersten bis vierten Stufe unterteilt, um die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der
ersten bis vierten Stufe und die Diffusionszonen 12-1 bis 12-4 der
ersten bis vierten Stufe zu bilden, um den Aufkohlungsbereich I
der ersten Stufe, den Aufkohlungsbereich II der zweiten Stufe, den
Aufkohlungsbereich III der dritten Stufe und den Aufkohlungsbereich
IV der vierten Stufe in Vielfachstufen zu bilden.
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Ferner
ist der Einbringaufzug 25 an der Aufstromseite des kontinuierlichen
Aufkohlungsofens 10 angeordnet, und der Härtungsaufzug 27 ist
an dessen Abstromseite angeordnet. Infolgedessen ist es möglich, die
Länge des
kontinuierlichen Vielstufen-Aufkohlungsofens 1 in der Breitenrichtung
zu verringern, und eine Verkleinerung seines Installationsorts ist
zu erwarten.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
werden die Wärmebehandlungspaletten 50 von dem
Einbringaufzug 25 in der Reihenfolge der Aufkohlungszone 11-1 der
ersten Stufe und den Aufkohlungszonen 11-2, 11-3 und 11-4 der
zweiten, dritten und vierten Stufe in Übereinstimmung mit der voreingestellten
Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche geladen, und die Wärmebehandlungspaletten 50 werden
auf den Härtungsaufzug 27 in
der Reihenfolge der Temperaturabsenkzone 13-1 der ersten
Stufe und der Temperaturabsenkzonen 13-2, 13-3 und 13-4 der
zweiten, dritten und vierten Stufe abtransportiert, um die Härtebehandlung
sequentiell durchzuführen.
Die Wärmebehandlungspaletten 50 können jedoch
in die Aufkohlungszonen 11-1 bis 11-4 der ersten
bis vierten Stufe in Übereinstimmung
mit einer anderen Reihenfolge der Aufkohlungsofenbereiche geladen
werden. In diesem Fall wird auch die Reihenfolge, in der die Wärmebehandlungspaletten 50 von
den Temperaturabsenkzonen 13-1 bis 13-4 der ersten
bis vierten Stufe auf den Härtungsaufzug 27 abtransportiert
werden, entsprechend der Ladereihenfolge geändert.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
sind die Transportvorrichtungen der ersten bis vierten Stufe zwar
von Rollenförderern
gebildet; die Transportvorrichtungen der ersten bis vierten Stufe können jedoch
außerdem
von anderen Transportvorrichtungstypen wie etwa Taktförderern
gebildet sein, die den Durchtritt des Luftstroms gestatten.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
zwar der Fall erläutert
worden, in dem die Aufkohlungsbereiche von den Vierstufen-Aufkohlungsbereichen
I bis IV in der ersten bis vierten Stufe gebildet sind; die Aufkohlungsbereiche
können
jedoch außerdem
von Zweistufen-, Dreistufen- oder Fünfstufen- oder anderen Vielstufen-Aufkohlungsbereichen
gebildet sein.
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Für den Fachmann
ist ersichtlich, daß an
den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung zahlreiche Modifikation und Abwandlungen vorgenommen werden
können,
ohne von der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung soll
also sämtliche
Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung, die
mit dem Umfang beigefügten
Ansprüche übereinstimmen, umfassen.