JP2001123219A - 熱処理用治具 - Google Patents
熱処理用治具Info
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- JP2001123219A JP2001123219A JP30098499A JP30098499A JP2001123219A JP 2001123219 A JP2001123219 A JP 2001123219A JP 30098499 A JP30098499 A JP 30098499A JP 30098499 A JP30098499 A JP 30098499A JP 2001123219 A JP2001123219 A JP 2001123219A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浸炭や窒化の影響を受けることがなく、高温
強度に優れ、急速加熱や焼入れ時の熱衝撃にも耐える優
れた耐久性を有し、熱変形せず、軽量化に基づく熱容量
の低減が可能となり、ロボットなどの適用による省人化
にも対応可能な熱処理用治具を提供する。 【解決手段】 熱処理用治具１をＣ／Ｃコンポジットに
より形成し、還元性または中性雰囲気、あるいは真空中
での熱処理に使用する。
強度に優れ、急速加熱や焼入れ時の熱衝撃にも耐える優
れた耐久性を有し、熱変形せず、軽量化に基づく熱容量
の低減が可能となり、ロボットなどの適用による省人化
にも対応可能な熱処理用治具を提供する。 【解決手段】 熱処理用治具１をＣ／Ｃコンポジットに
より形成し、還元性または中性雰囲気、あるいは真空中
での熱処理に使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浸炭や浸炭窒化処
理、焼入れ，溶体化処理などの各種熱処理において、ワ
−ク（非処理物）と共に炉内に持ち込まれるトレーや、
複数のワークをトレー上に保持するためのバスケットや
支柱，カラー，仕切り板，ワーク受けバーなどの熱処理
用治具に係わり、とくに還元性または中性雰囲気、ある
いは真空中のように、酸素がほとんど存在しない環境で
使用される熱処理用治具に関するものである。
理、焼入れ，溶体化処理などの各種熱処理において、ワ
−ク（非処理物）と共に炉内に持ち込まれるトレーや、
複数のワークをトレー上に保持するためのバスケットや
支柱，カラー，仕切り板，ワーク受けバーなどの熱処理
用治具に係わり、とくに還元性または中性雰囲気、ある
いは真空中のように、酸素がほとんど存在しない環境で
使用される熱処理用治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、歯車やギヤシャフト，カムシャ
フトなどの浸炭処理において、これらワークは、トレー
に載置された状態で、処理炉の加熱室への搬入、加熱室
から焼入室への移動、さらには焼入室内の油槽中への急
冷などが行われる。
フトなどの浸炭処理において、これらワークは、トレー
に載置された状態で、処理炉の加熱室への搬入、加熱室
から焼入室への移動、さらには焼入室内の油槽中への急
冷などが行われる。
【０００３】また、このとき、複数のワークが炉内で転
倒、あるいは移動して、ワーク同士が重なったり、トレ
ーに接触したりすることによって、温度や浸炭層の形成
にむらが生じるようなことがないように、各ワークは、
バスケットや仕切り板，バーなど、ワーク形状に応じた
種々の構造，形状の治具によってトレー上に所定間隔に
セッティングされることになる。
倒、あるいは移動して、ワーク同士が重なったり、トレ
ーに接触したりすることによって、温度や浸炭層の形成
にむらが生じるようなことがないように、各ワークは、
バスケットや仕切り板，バーなど、ワーク形状に応じた
種々の構造，形状の治具によってトレー上に所定間隔に
セッティングされることになる。
【０００４】このような浸炭処理用治具の素材として
は、従来、耐熱性を考慮して、ステンレス鋼（主として
ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３０４を使用することもある）
や、耐熱鋳鋼（ＳＣＨ１３，ＳＣＨ１５）が用いられて
きた。
は、従来、耐熱性を考慮して、ステンレス鋼（主として
ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３０４を使用することもある）
や、耐熱鋳鋼（ＳＣＨ１３，ＳＣＨ１５）が用いられて
きた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような浸
炭処理用治具においては、ワークと共に９００〜９５０
℃の浸炭性雰囲気内で加熱されたのち、油中に急冷され
ることから、上記のようにステンレス鋼や耐熱鋳鋼を用
いて製造されていても、このような浸炭性雰囲気に繰り
返し曝され、加熱−急冷の熱応力を繰り返し受けている
間に、浸炭されて脆くなると共に、熱変形（クリープ）
が進み、焼入れ時の熱衝撃によって割れが発生すること
があることから、耐用寿命が短く、治具の材料費が高い
ことと相俟ってコストアップ要因のひとつとなってい
た。また、耐久性を確保するためには、治具の肉厚を増
すことが必要となり、結果として治具の重量が増し、持
ち運びやワークセッティング時の作業性、さらには加熱
時の熱効率が悪化するという問題点があった。
炭処理用治具においては、ワークと共に９００〜９５０
℃の浸炭性雰囲気内で加熱されたのち、油中に急冷され
ることから、上記のようにステンレス鋼や耐熱鋳鋼を用
いて製造されていても、このような浸炭性雰囲気に繰り
返し曝され、加熱−急冷の熱応力を繰り返し受けている
間に、浸炭されて脆くなると共に、熱変形（クリープ）
が進み、焼入れ時の熱衝撃によって割れが発生すること
があることから、耐用寿命が短く、治具の材料費が高い
ことと相俟ってコストアップ要因のひとつとなってい
た。また、耐久性を確保するためには、治具の肉厚を増
すことが必要となり、結果として治具の重量が増し、持
ち運びやワークセッティング時の作業性、さらには加熱
時の熱効率が悪化するという問題点があった。
【０００６】さらに、上記のような浸炭処理用治具を用
いた場合には、治具の変形が著しいために、ワークのセ
ッティングや処理後のワークの取出しに際して、作業ロ
ボットのような専用機を使用することができず、無人
化，省人化など、思い切った合理化ができないという問
題点があり、このような問題点を解消することが上記の
ような浸炭処理における課題となっていた。
いた場合には、治具の変形が著しいために、ワークのセ
ッティングや処理後のワークの取出しに際して、作業ロ
ボットのような専用機を使用することができず、無人
化，省人化など、思い切った合理化ができないという問
題点があり、このような問題点を解消することが上記の
ような浸炭処理における課題となっていた。
【０００７】一方、例えば、高速度工具鋼の真空焼入れ
のように、焼入れ温度がさらに高温（１２００〜１３０
０℃）となる熱処理には、インコネルのような超合金材
料やＭｏのような高融点金属材料からなる熱処理用治具
が使用されていたが、このような高温処理用治具におい
ても、材料費がさらに高額になることに加えて、熱変形
に基づく上記のような問題点を解消することはできず、
基本的に上記浸炭処理用治具と同様の課題を有してい
た。
のように、焼入れ温度がさらに高温（１２００〜１３０
０℃）となる熱処理には、インコネルのような超合金材
料やＭｏのような高融点金属材料からなる熱処理用治具
が使用されていたが、このような高温処理用治具におい
ても、材料費がさらに高額になることに加えて、熱変形
に基づく上記のような問題点を解消することはできず、
基本的に上記浸炭処理用治具と同様の課題を有してい
た。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、浸炭処理用治具を始めとする
従来の熱処理用治具における上記課題に着目してなされ
たものであって、浸炭や窒化の影響を受けることがな
く、高温強度に優れ、急速加熱や焼入れ時の熱衝撃にも
耐える優れた耐久性を有し、熱変形せず、ワークのセッ
ティングや処理後の取出しにロボットなどを適用して自
動化を図ると共に、軽量化に基づく熱容量の低減が可能
となり、省人化および省エネルギーによるコスト削減を
達成することができる熱処理用治具を提供することを目
的としている。
従来の熱処理用治具における上記課題に着目してなされ
たものであって、浸炭や窒化の影響を受けることがな
く、高温強度に優れ、急速加熱や焼入れ時の熱衝撃にも
耐える優れた耐久性を有し、熱変形せず、ワークのセッ
ティングや処理後の取出しにロボットなどを適用して自
動化を図ると共に、軽量化に基づく熱容量の低減が可能
となり、省人化および省エネルギーによるコスト削減を
達成することができる熱処理用治具を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る熱処理用治具は、Ｃ／Ｃコンポジットから形成されて
いる構成としたことを特徴としており、熱処理用治具に
おけるこのような構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
る熱処理用治具は、Ｃ／Ｃコンポジットから形成されて
いる構成としたことを特徴としており、熱処理用治具に
おけるこのような構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
【００１０】そして、本発明に係わる熱処理用治具は、
請求項２に記載しているように、非酸化性雰囲気あるい
は真空中での熱処理に用いることができる。
請求項２に記載しているように、非酸化性雰囲気あるい
は真空中での熱処理に用いることができる。
【００１１】また、本発明に係わる熱処理用治具は、請
求項３に記載しているように、炉内のワークを窒素雰囲
気あるいは真空中において所定温度まで加熱し、炉内に
炭化水素系ガスを供給する浸炭処理に用いることがで
き、さらに請求項４に記載しているように、炉内のワー
クを窒素雰囲気あるいは真空中において所定温度まで加
熱し、炉内に炭化水素系ガスと共にアンモニア系ガスを
供給する浸炭窒化処理に用いることができる。
求項３に記載しているように、炉内のワークを窒素雰囲
気あるいは真空中において所定温度まで加熱し、炉内に
炭化水素系ガスを供給する浸炭処理に用いることがで
き、さらに請求項４に記載しているように、炉内のワー
クを窒素雰囲気あるいは真空中において所定温度まで加
熱し、炉内に炭化水素系ガスと共にアンモニア系ガスを
供給する浸炭窒化処理に用いることができる。
【００１２】
【発明の作用】Ｃ／Ｃコンポジットは、強化材としての
炭素繊維と炭素マトリックスの複合材であって、 (1) 金属材料と較べて高温下でも強度低下がなく、軽量
化が可能 (2) 耐熱衝撃性に優れ、急加熱や急冷却に耐えることが
できる (3) 破壊靭性値が高く、手荒に扱っても破損しにくい (4) 酸化以外は化学的に極めて安定 (5) 熱膨張係数が小さく、温度変化に対する寸法精度の
信頼性が高い など、優れた特性を有している。
炭素繊維と炭素マトリックスの複合材であって、 (1) 金属材料と較べて高温下でも強度低下がなく、軽量
化が可能 (2) 耐熱衝撃性に優れ、急加熱や急冷却に耐えることが
できる (3) 破壊靭性値が高く、手荒に扱っても破損しにくい (4) 酸化以外は化学的に極めて安定 (5) 熱膨張係数が小さく、温度変化に対する寸法精度の
信頼性が高い など、優れた特性を有している。
【００１３】したがって、Ｃ／Ｃコンポジット材を用い
て形成した本発明に係わる熱処理用治具においては、上
記のように浸炭処理に適用したとしても、浸炭によって
治具が脆くなったり、熱変形したり、焼入れ時の熱衝撃
によって割れたりすることがなく、しかも浸炭ガスには
酸化性ガス（Ｏ２，Ｈ２０，ＣＯ２など）がほとんど含
まれないので、５００℃以上の高温で酸化されるという
Ｃ／Ｃコンポジット唯一の欠点が顕現することもなく、
耐用期間が長くなると共に、ロボットや専用機の使用に
よる省人化や軽量化による省エネルギーに結び付くもの
となる。
て形成した本発明に係わる熱処理用治具においては、上
記のように浸炭処理に適用したとしても、浸炭によって
治具が脆くなったり、熱変形したり、焼入れ時の熱衝撃
によって割れたりすることがなく、しかも浸炭ガスには
酸化性ガス（Ｏ２，Ｈ２０，ＣＯ２など）がほとんど含
まれないので、５００℃以上の高温で酸化されるという
Ｃ／Ｃコンポジット唯一の欠点が顕現することもなく、
耐用期間が長くなると共に、ロボットや専用機の使用に
よる省人化や軽量化による省エネルギーに結び付くもの
となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係わる熱処理用治具は、
上記のようにＣ／Ｃコンポジットから形成されたもので
あるから、上記した浸炭処理のみならず、請求項２に記
載しているように、非酸化性雰囲気あるいは真空中での
熱処理、例えば、上記のような浸炭処理，窒化処理，浸
硫処理，浸炭窒化処理、還元性または中性雰囲気炉や真
空炉を用いた焼入れ（光輝焼入れ），焼戻し，焼鈍（光
輝焼鈍），溶体化処理，時効処理など、つまり酸化性雰
囲気でない限りあらゆる種類の熱処理に適用することが
できる。
上記のようにＣ／Ｃコンポジットから形成されたもので
あるから、上記した浸炭処理のみならず、請求項２に記
載しているように、非酸化性雰囲気あるいは真空中での
熱処理、例えば、上記のような浸炭処理，窒化処理，浸
硫処理，浸炭窒化処理、還元性または中性雰囲気炉や真
空炉を用いた焼入れ（光輝焼入れ），焼戻し，焼鈍（光
輝焼鈍），溶体化処理，時効処理など、つまり酸化性雰
囲気でない限りあらゆる種類の熱処理に適用することが
できる。
【００１５】また、浸炭あるいは浸炭窒化処理のうち、
従来のガス浸炭やガス浸炭窒化においては、天然ガスや
プロパンガスなどの変成ガス、あるいは有機溶剤の熱分
解ガス（有機溶剤滴下式）が浸炭性ガスとして用いられ
る。しかしながら、これらのガスには微量のＣＯ２やＨ
２Ｏが混在するため、このようなガス浸炭あるいはガス
浸炭窒化に本発明に係わるＣ／Ｃコンポジット製熱処理
用治具を用いた場合には、治具に多少の酸化消耗が避け
られない。
従来のガス浸炭やガス浸炭窒化においては、天然ガスや
プロパンガスなどの変成ガス、あるいは有機溶剤の熱分
解ガス（有機溶剤滴下式）が浸炭性ガスとして用いられ
る。しかしながら、これらのガスには微量のＣＯ２やＨ
２Ｏが混在するため、このようなガス浸炭あるいはガス
浸炭窒化に本発明に係わるＣ／Ｃコンポジット製熱処理
用治具を用いた場合には、治具に多少の酸化消耗が避け
られない。
【００１６】これに対し、窒素雰囲気あるいは真空中で
ワークを加熱したのち、炉内に炭化水素系ガス、あるい
は炭化水素系ガスとアンモニア系ガスを送給する浸炭、
あるいは浸炭窒化処理方法においては、上記のような酸
化性ガスを一切使用せず、しかも処理中に生成されるこ
ともないことから、請求項３あるいは請求項４に記載し
ているように、本発明に係わるＣ／Ｃコンポジット製熱
処理用治具をこのような浸炭処理あるいは浸炭窒化処理
に適用した場合には、治具の酸化消耗が完全に防止され
ることになる。なお、このような浸炭処理あるいは浸炭
窒化処理において、炉内に浸炭用炭素源として供給され
る炭化水素系ガスとしては、例えばメタンやプロパン，
ブタンのような飽和炭化水素ガス、あるいはアセチレン
やエチレンなどの不飽和炭化水素ガスを用いることがで
きる。
ワークを加熱したのち、炉内に炭化水素系ガス、あるい
は炭化水素系ガスとアンモニア系ガスを送給する浸炭、
あるいは浸炭窒化処理方法においては、上記のような酸
化性ガスを一切使用せず、しかも処理中に生成されるこ
ともないことから、請求項３あるいは請求項４に記載し
ているように、本発明に係わるＣ／Ｃコンポジット製熱
処理用治具をこのような浸炭処理あるいは浸炭窒化処理
に適用した場合には、治具の酸化消耗が完全に防止され
ることになる。なお、このような浸炭処理あるいは浸炭
窒化処理において、炉内に浸炭用炭素源として供給され
る炭化水素系ガスとしては、例えばメタンやプロパン，
ブタンのような飽和炭化水素ガス、あるいはアセチレン
やエチレンなどの不飽和炭化水素ガスを用いることがで
きる。
【００１７】なお、本発明に係わる熱処理用治具に用い
るＣ／Ｃコンポジットは、材料コストが高いことから、
従来では航空・宇宙・防衛産業などを中心に使用されて
きたが、近年になって製造方法が急速に発展し、コスト
が下がることによって需要が伸び、需要増に基づく量産
効果によってさらにコストが下がるという好循環が働
き、現状ではステンレス鋼や耐熱鋳鋼製治具の１．５〜
２倍程度のコストでＣ／Ｃコンポジット製治具の製作が
可能である。
るＣ／Ｃコンポジットは、材料コストが高いことから、
従来では航空・宇宙・防衛産業などを中心に使用されて
きたが、近年になって製造方法が急速に発展し、コスト
が下がることによって需要が伸び、需要増に基づく量産
効果によってさらにコストが下がるという好循環が働
き、現状ではステンレス鋼や耐熱鋳鋼製治具の１．５〜
２倍程度のコストでＣ／Ｃコンポジット製治具の製作が
可能である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１９】まず、図１に示すような形状を備えたＣ／
Ｃコンポジット製の熱処理用治具１（外形寸法：６４０
ｍｍＷ×６４０ｍｍＬ×２３０ｍｍＨ，重量：約５．７
ｋｇ，熱容量：約４．３ｋＪ／℃）を用意し、当該治具
１に、クロムモリブデン鋼ＳＣＭ４１５からなるギヤシ
ャフト（頭部ギヤ径：約７０ｍｍ，シャフト部径：約２
５ｍｍ，長さ：約２００ｍｍ）を、そのシャフト部を前
記治具１に設けた升目（４８×４８ｍｍ、１１×１１
個）内に挿通した状態にセットした。このとき、被処理
物であるギヤシャフトが互いに接触しないように、ひと
つ置きとして隣接する升目を空けた状態に合計６０本の
ギヤシャフトをセットした。このようにそれぞれ６０本
のギヤシャフトをセットした治具１を３段に重ねて、図
２に示す構造の浸炭炉１０に装入した。
Ｃコンポジット製の熱処理用治具１（外形寸法：６４０
ｍｍＷ×６４０ｍｍＬ×２３０ｍｍＨ，重量：約５．７
ｋｇ，熱容量：約４．３ｋＪ／℃）を用意し、当該治具
１に、クロムモリブデン鋼ＳＣＭ４１５からなるギヤシ
ャフト（頭部ギヤ径：約７０ｍｍ，シャフト部径：約２
５ｍｍ，長さ：約２００ｍｍ）を、そのシャフト部を前
記治具１に設けた升目（４８×４８ｍｍ、１１×１１
個）内に挿通した状態にセットした。このとき、被処理
物であるギヤシャフトが互いに接触しないように、ひと
つ置きとして隣接する升目を空けた状態に合計６０本の
ギヤシャフトをセットした。このようにそれぞれ６０本
のギヤシャフトをセットした治具１を３段に重ねて、図
２に示す構造の浸炭炉１０に装入した。
【００２０】一方、同様のサイズ，構造を備え、ステン
レス鋼ＳＵＳ３１０Ｓからなる治具（重量：約２６．９
ｋｇ，熱容量：１３．５ｋＪ／℃）に、同種のギヤシャ
フトを同様にセットし、上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具
と共に、浸炭炉１０に装入し、図３に示す条件のもとに
上記ギヤシャフトに浸炭処理を施した。そして、このよ
うな浸炭処理に、同一の治具を繰り返し使用した場合の
耐用回数について、上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具とス
テンレス鋼製治具とを比較した。
レス鋼ＳＵＳ３１０Ｓからなる治具（重量：約２６．９
ｋｇ，熱容量：１３．５ｋＪ／℃）に、同種のギヤシャ
フトを同様にセットし、上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具
と共に、浸炭炉１０に装入し、図３に示す条件のもとに
上記ギヤシャフトに浸炭処理を施した。そして、このよ
うな浸炭処理に、同一の治具を繰り返し使用した場合の
耐用回数について、上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具とス
テンレス鋼製治具とを比較した。
【００２１】すなわち、まず、浸炭炉１０の前室１１の
入口側に備えた入口側真空扉１１ａを解放し、ギヤシャ
フトをセットした上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具および
ステンレス鋼製治具をそれぞれ前室１１内に入れ、真空
扉１１ａを閉じた状態で、真空排気装置を作動させて前
室１１および加熱室１２内の空気をパージしたのち、図
外のガス制御装置を介して窒素ガスを導入し、大気圧に
復圧することにより前室１１および加熱室１２内を窒素
ガスに置換した。
入口側に備えた入口側真空扉１１ａを解放し、ギヤシャ
フトをセットした上記Ｃ／Ｃコンポジット製治具および
ステンレス鋼製治具をそれぞれ前室１１内に入れ、真空
扉１１ａを閉じた状態で、真空排気装置を作動させて前
室１１および加熱室１２内の空気をパージしたのち、図
外のガス制御装置を介して窒素ガスを導入し、大気圧に
復圧することにより前室１１および加熱室１２内を窒素
ガスに置換した。
【００２２】次に、前室１１の内側真空扉１１ｂおよび
加熱室１２の耐熱扉１２ａを開放すると共に、炉内搬送
装置１３を作動させて両治具を加熱室１２内に移動させ
たのち、真空扉１１ｂおよび耐熱扉１２ａを閉じ、攪拌
用のファン１４を回転させながら、昇温を行うべく加熱
室１２のラジアントチュ−ブヒータ１５に通電を開始し
た。
加熱室１２の耐熱扉１２ａを開放すると共に、炉内搬送
装置１３を作動させて両治具を加熱室１２内に移動させ
たのち、真空扉１１ｂおよび耐熱扉１２ａを閉じ、攪拌
用のファン１４を回転させながら、昇温を行うべく加熱
室１２のラジアントチュ−ブヒータ１５に通電を開始し
た。
【００２３】加熱室１２の温度が所定の浸炭温度９３０
℃に到達した時点で、ガス制御装置から浸炭ガスとして
６Ｌ（標準状態）のアセチレンガスを供給し、これを５
分ごとに１２回繰り返した。なお、このとき、アセチレ
ンガスと共にアンモニアガスを供給することにより、浸
炭窒化することができる。こののち、当該温度に５０分
保持したのち、焼入温度である８５０℃に降温し、被処
理物であるギヤシャフトの温度を均一化するために、こ
の温度に２０分間保持した。
℃に到達した時点で、ガス制御装置から浸炭ガスとして
６Ｌ（標準状態）のアセチレンガスを供給し、これを５
分ごとに１２回繰り返した。なお、このとき、アセチレ
ンガスと共にアンモニアガスを供給することにより、浸
炭窒化することができる。こののち、当該温度に５０分
保持したのち、焼入温度である８５０℃に降温し、被処
理物であるギヤシャフトの温度を均一化するために、こ
の温度に２０分間保持した。
【００２４】そして、内側真空扉１１ｂおよび耐熱扉１
２ａを開放すると共に、炉内搬送装置１３を作動させ
て、加熱室１２から引き出し、昇降装置１６の下降作動
によって両治具をギヤシャフトとともに油槽１７内に浸
漬し、ギヤシャフトに焼入れを施した。なお、図２にお
いて、符号１８は加熱室１２内の温度を測定するための
熱電対、符号１９および２０は、油槽１７中の焼入油の
温度調節を行うためのそれぞれチューブヒータおよび攪
拌ファンである。
２ａを開放すると共に、炉内搬送装置１３を作動させ
て、加熱室１２から引き出し、昇降装置１６の下降作動
によって両治具をギヤシャフトとともに油槽１７内に浸
漬し、ギヤシャフトに焼入れを施した。なお、図２にお
いて、符号１８は加熱室１２内の温度を測定するための
熱電対、符号１９および２０は、油槽１７中の焼入油の
温度調節を行うためのそれぞれチューブヒータおよび攪
拌ファンである。
【００２５】こののち、各治具を解体して浸炭焼入され
たギヤシャフトを取り出したのち、これらの治具に同種
のギヤシャフトを再度同様にセットし、同様の浸炭処理
を繰り返すことにより、Ｃ／Ｃコンポジット製治具およ
びステンレス鋼製治具の耐用寿命を比較調査した。
たギヤシャフトを取り出したのち、これらの治具に同種
のギヤシャフトを再度同様にセットし、同様の浸炭処理
を繰り返すことにより、Ｃ／Ｃコンポジット製治具およ
びステンレス鋼製治具の耐用寿命を比較調査した。
【００２６】この結果、ステンレス鋼製治具の場合に
は、徐々に治具の変形が進行し、ほぼ３００回程度の浸
炭処理で治具に割れが生じて使用できなくなった。
は、徐々に治具の変形が進行し、ほぼ３００回程度の浸
炭処理で治具に割れが生じて使用できなくなった。
【００２７】これに対して、Ｃ／Ｃコンポジット製治具
においては、処理を繰り返しても変形や割れなどがほと
んど発生せず、少なくとも６００回以上の連続繰り返し
処理を行っても、なお支障なく使用が可能であることが
確認された。
においては、処理を繰り返しても変形や割れなどがほと
んど発生せず、少なくとも６００回以上の連続繰り返し
処理を行っても、なお支障なく使用が可能であることが
確認された。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係わる熱処理用治具は、Ｃ／Ｃ
コンポジットから形成されたものであるから、高温強度
に優れ、酸化性雰囲気において５００℃以上に加熱され
ない限り、化学的に極めて安定であり、例えば浸炭処理
や浸炭窒化処理に適用したとしても、熱変形や、浸炭や
窒化による脆化や、熱衝撃による割れなどが生じること
がないので、耐用寿命が大幅に向上すると共に、ロボッ
トや専用機を使用することによってワークのセッティン
グや処理後のワーク取出し作業を自動化することがで
き、省人化と軽量化による省エネルギーとが相俟って熱
処理コストの大幅な削減が可能になるという極めて優れ
た効果をもたらすものである。
コンポジットから形成されたものであるから、高温強度
に優れ、酸化性雰囲気において５００℃以上に加熱され
ない限り、化学的に極めて安定であり、例えば浸炭処理
や浸炭窒化処理に適用したとしても、熱変形や、浸炭や
窒化による脆化や、熱衝撃による割れなどが生じること
がないので、耐用寿命が大幅に向上すると共に、ロボッ
トや専用機を使用することによってワークのセッティン
グや処理後のワーク取出し作業を自動化することがで
き、省人化と軽量化による省エネルギーとが相俟って熱
処理コストの大幅な削減が可能になるという極めて優れ
た効果をもたらすものである。
【００２９】また、本発明の請求項２に係わる熱処理用
治具は、とくに非酸化性雰囲気あるいは真空中での熱処
理に使用するようにしたものであるから、高温でも酸化
消耗することがなく、Ｃ／Ｃコンポジットの特性に基づ
く上記効果を確実なものにすることができる。
治具は、とくに非酸化性雰囲気あるいは真空中での熱処
理に使用するようにしたものであるから、高温でも酸化
消耗することがなく、Ｃ／Ｃコンポジットの特性に基づ
く上記効果を確実なものにすることができる。
【００３０】さらに、本発明の請求項３あるいは請求項
４に係わる熱処理用治具は、とくに窒素雰囲気あるいは
真空中でワークを加熱したのち、炉内に炭化水素系ガ
ス、あるいは炭化水素系ガスとアンモニア系ガスを供給
する方式の浸炭処理、あるいは浸炭窒化処理に使用する
ようにしたものであるから、他の方式のガス浸炭やガス
浸炭窒化処理に較べて酸化性ガスと接触することが全く
ないので、治具の酸化消耗を完全に防止することができ
るという優れた効果がもたらされる。
４に係わる熱処理用治具は、とくに窒素雰囲気あるいは
真空中でワークを加熱したのち、炉内に炭化水素系ガ
ス、あるいは炭化水素系ガスとアンモニア系ガスを供給
する方式の浸炭処理、あるいは浸炭窒化処理に使用する
ようにしたものであるから、他の方式のガス浸炭やガス
浸炭窒化処理に較べて酸化性ガスと接触することが全く
ないので、治具の酸化消耗を完全に防止することができ
るという優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明の一実施例に係わる熱処理用治具の形状
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例に用いた
浸炭炉の構造を示すそれぞれ正面図および側面図であ
る。
浸炭炉の構造を示すそれぞれ正面図および側面図であ
る。
【図３】本発明の実施例に用いた浸炭処理条件を示す図
である。
である。
１ 熱処理用治具
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ／Ｃコンポジットから形成されている
ことを特徴とする熱処理用治具。 - 【請求項２】 非酸化性雰囲気あるいは真空中での熱処
理に用いられることを特徴とする請求項１記載の熱処理
用治具。 - 【請求項３】 炉内のワークを窒素雰囲気あるいは真空
中において所定温度まで加熱し、炉内に炭化水素系ガス
を供給する浸炭処理に用いられることを特徴とする請求
項２記載の熱処理用治具。 - 【請求項４】 炉内のワークを窒素雰囲気あるいは真空
中において所定温度まで加熱し、炉内に炭化水素系ガス
と共にアンモニア系ガスを供給する浸炭窒化処理に用い
られることを特徴とする請求項２記載の熱処理用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30098499A JP4317299B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 熱処理用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30098499A JP4317299B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 熱処理用治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001123219A true JP2001123219A (ja) | 2001-05-08 |
| JP4317299B2 JP4317299B2 (ja) | 2009-08-19 |
Family
ID=17891439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30098499A Expired - Lifetime JP4317299B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 熱処理用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4317299B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013504686A (ja) * | 2009-09-10 | 2013-02-07 | エーエルデー・バキューム・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー | ワークピースを硬化する方法及び装置、並びに該方法により硬化されたワークピース |
| JP2014012872A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Toyo Tanso Kk | 熱処理炉用トレー |
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| US20180313608A1 (en) * | 2015-10-15 | 2018-11-01 | Toyoda Iron Works Co., Ltd. | Heating device |
-
1999
- 1999-10-22 JP JP30098499A patent/JP4317299B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US10612853B2 (en) * | 2015-10-15 | 2020-04-07 | Toyoda Iron Works Co., Ltd. | Heating device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4317299B2 (ja) | 2009-08-19 |
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