JP2005120439A

JP2005120439A - 真空浸炭炉

Info

Publication number: JP2005120439A
Application number: JP2003357352A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Machi; 哲司町; Yoshiyuki Iwagami; 良行岩上
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】炉一基で連続炉からバッチ式炉まで、大量から少量生産までカバーでき、省エネルギーに貢献し、かつ対象ワークの変更も最小時間で可能な炉を提供する。
【解決手段】予熱室である１室、昇温室である２室、浸炭室である３室、拡散室である４室（浸炭室及び拡散室は、浸炭兼拡散室であってもよい）、降温室である５室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、少なくともいずれかの１室は、予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品のストレートスルー型の真空浸炭炉に関する。

従来の真空浸炭炉としては、例えば特許文献１に示すようなバッチ式ストレートスルー型の真空浸炭炉があるが、浸炭処理に数時間が必要であり、大量生産時には複数以上の炉を設置する必要があった。従来の大量生産用の連続ガス浸炭炉は昇温、浸炭、拡散、降温の各工程が真空シールにより仕切られた独立した各室で行われる構造であり、トレイ又はバスケットは、各室全部を通過しないと浸炭が行われない。
特公平２−４８６１８号公報第３図特開２０００−３５５７５５図１、請求項１

かかる従来の大量生産用の連続ガス浸炭炉は、最大生産量に対応したサイクルタイムでトレイ又はバスケットが挿入、排出されるようにトレイ数、炉長が決定されている。このため従来の連続ガス浸炭炉では、少量生産時も大量生産時も同一サイクルタイムでありエネルギー等の無駄が生じることと、対象ワークの変更に対し条件の変更が生じたときは炉内のワークを払い出した後条件設定変更する必要がありフレキシビリティに欠けた。特許文献２では、従来の昇温室、浸炭室、拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、拡散室は浸炭室と兼用の浸炭兼拡散室とし、浸炭兼拡散室で真空浸炭処理及び拡散処理を行うことにより、広い範囲の浸炭温度領域にわたって浸炭深さの変化に効率的に対応し若干フレキシビリティを増した真空浸炭炉を提案している。

本発明の課題は、炉一基で連続炉からバッチ式炉まで、大量から少量生産までカバーでき、省エネルギーに貢献し、かつ対象ワークの変更も最小時間で可能な炉を提供することにある。

このため本発明の第１発明は、予熱室、昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記焼入れ室以外の少なくともいずれかの１室は、予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉を提供することにより上記課題を解決した。
前記予熱室又は昇温室は予熱及び昇温の各機能を兼用し、前記昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、及び降温室の少なくともいずれかの１室は浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにした真空浸炭炉あってもよい。

本発明の第２発明は、昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記焼入れ室以外の少なくともいずれかの１室は昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉を提供することにより上記課題を解決した。
前記昇温室は予熱及び昇温の各機能を兼用しかつ複数以上のトレイ又はバスケットを挿入可能にし、前記昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、及び降温室の少なくともいずれかの１室は浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにした真空浸炭炉あってもよい。

かかる構成により、本発明の真空浸炭炉による真空浸炭焼入れは、真空浸炭炉としての真空浸炭の高温処理による生産性の向上とＣＯ₂の排出なしの特徴に加え、真空浸炭炉の各室に予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことにより、真空浸炭炉のうちの１室のみで、又は２室以上のみで、上記各機能を実施し、兼用されたあとに残る各室は上記各機能を停止するので、大量生産時は各室本来の工程で操業し、中・少量生産時は生産量に応じた室を選択し操業させることが可能となり、炉一基で連続炉からバッチ式炉まで、大量から少量生産までカバーでき、生産量の変動、対象ワークの切換等に無駄がなく処理が可能になり、かつ消費エネルギーも最小限に抑えることが可能になった。又対象ワークの変更に対しても炉内ワークをすべて払出すことなく、条件変更が可能でありロスタイムが最小限にすることができフレキシビリティがある真空浸炭炉を提供するものとなった。

本発明を実施するための最良の形態の一例を図１、図２を参照して説明する。図１は本発明の第１発明を実施するための最良の形態に使用する、チャージのサイクルタイム（以下サイクルタイムという）が１〜８時間くらい生産量に変動がある場合の、真空浸炭炉の構成を示すブロック図、図２は図１の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示す。本発明の第１発明を実施するための最良の形態は、図１に示すように、予熱室である１室、昇温室である２室、浸炭室である３室、拡散室である４室（浸炭室及び拡散室は、浸炭兼拡散室であってもよい）、降温室である５室及び焼入れ室６を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、焼入れ室６以外の少なくともいずれかの１室は、予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉である。
予熱室である１室又は昇温室である２室は予熱及び昇温の各機能を兼用し、昇温室である２室、浸炭室である３室及び拡散室である４室、及び降温室である５室の少なくともいずれかの１室は浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにした真空浸炭炉であってもよい。

図２の (1)サイクルタイム１〜２時間は、比較的浅い浸炭で生産量が多い場合（チャージのサイクルタイムが短い場合）で、１室の予熱室は予熱工程、２室の昇温室は昇温工程、３室の浸炭室は浸炭工程、４室の拡散室は拡散工程、５室の降温室は降温工程とそれぞれの工程を担って全室操業して処理を実施する。この場合、焼入れ室６を含め各室の処理時間をそれぞれ１時間とすると、サイクルタイムが１時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となり、サイクルタイムが２時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間も６時間となる。
(2) 〜(4) は生産量が少ない場合（チャージのサイクルタイムが長い場合）はサイクルタイムに応じ各室で複数工程を処理する。
図２の(2) はサイクルタイムは３時間の場合で、３室〜５室のみを使用し、３室では予熱工程と昇温工程とを１室で兼用して行い、４室では浸炭工程と拡散工程とを１室で兼用して行い、５室では降温工程を実施する。この場合、１室、２室は各室の搬送ローラ８のみを動作させ、トレイまたはバスケットの搬送のみを行い、温度管理、圧力管理は行わず各機能を停止する。この場合、焼入れ室６を含め各室の処理時間をそれぞれ１時間とすると、サイクルタイムが３時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となり、６時間内に２チャージのトレイ又はバスケットが処理される。
図２の(3) はサイクルタイムは６時間の場合で、４室、５室のみを使用し、４室では予熱工程と昇温工程とを１室で兼用して行い、５室では浸炭工程、拡散工程及び降温工程とを１室で兼用して実施する。この場合、１室〜３室は各室の搬送ローラ８のみを動作させ、トレイまたはバスケットの搬送のみを行い、温度管理、圧力管理は行わず各機能を停止する。この場合、焼入れ室６を含め各室の処理時間をそれぞれ１時間とすると、サイクルタイムが６時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となる。
図２の(4) はサイクルタイムは８時間の場合で、５室のみを使用し、５室では予熱工程、昇温工程、浸炭工程、拡散工程及び降温工程とを１室で兼用して実施する。この場合、１室〜４室は各室の搬送ローラ８のみを動作させ、トレイまたはバスケットの搬送のみを行い、温度管理、圧力管理は行わず各機能を停止する。この場合、焼入れ室６を含め各室の処理時間をそれぞれ１時間とすると、サイクルタイムが８時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となる。

図３は本発明の第２発明を実施するための最良の形態に使用する、チャージのサイクルタイム（以下サイクルタイムという）が３〜８時間くらい生産量に変動がある場合の、真空浸炭炉の構成を示すブロック図で、真空浸炭炉は１室〜３室及び焼入れ室６を含む。図４は図３の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示す。
図４の (1)サイクルタイム１〜２時間は、生産量が多い場合（チャージのサイクルタイムが短い場合）で、１室の予熱室は予熱工程及び昇温工程を兼用して実施し、２室の浸炭兼拡散室は浸炭工程及び拡散工程を兼用して実施し、３室の降温室は降温工程を実施する。この場合、焼入れ室６を含め各工程の処理時間を１時間とすると、サイクルタイムが１時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となり、サイクルタイムが２時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間も６時間となる。
図４の(2) のサイクルタイムは３時間の場合で、２室及び３室のみを使用し、２室では予熱工程と昇温工程とを１室で兼用して行い、３室では浸炭工程、拡散工程及び降温工程を１室で兼用して実施する。この場合、１室、４室及び５室は各室の搬送ローラ８のみを動作させ、トレイまたはバスケットの搬送のみを行い、温度管理、圧力管理は行わず各機能を停止する。この場合、焼入れ室６を含め各工程の処理時間を１時間とすると、サイクルタイムが３時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となり、６時間内に２チャージのトレイ又はバスケットが処理される。
図４の(3) のサイクルタイムは６時間の場合で、３室のみを使用し、３室では予熱工程、昇温工程、浸炭工程、拡散工程及び降温工程とを１室で兼用して実施する。この場合、１室、２室、４室及び５室は各室の搬送ローラ８のみを動作させ、トレイまたはバスケットの搬送のみを行い、温度管理、圧力管理は行わず各機能を停止する。この場合、焼入れ室６を含め各工程の処理時間を１時間とすると、サイクルタイムが６時間の１チャージのトレイ又はバスケットの全処理時間は６時間となる。

図５は本発明の図３とは異なる本発明を実施するための最良の形態に使用する、大形ワークまたは肉厚ワークで深い浸炭を要求される場合の、真空浸炭炉の構成を示すブロック図で、真空浸炭炉は１室〜４室を含む。１室は複数のトレイまたはバスケットの挿入が可能な構成とし、予熱・昇温工程と浸炭拡散のパルス浸炭ができる構造である。２〜４室は昇温、浸炭、拡散、降温の機能を兼用する。図６は図５の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示し、２室及び３室がそれぞれ浸炭拡散のパルス浸炭を行うようにした。浸炭拡散のパルス浸炭を繰り返すので、大形ワークまたは肉厚ワークで深い浸炭を要求される真空浸炭に適する。
図７は図５の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する別の一例を示し、３室のみ浸炭拡散のパルス浸炭を行うようにした。３室で浸炭拡散のパルス浸炭を繰り返すので、比較的大形ワーク又は肉厚ワークの真空浸炭に適する。
〔発明を実施するための最良の形態の効果〕

かかる発明を実施するための最良の形態の構成により、本発明の真空浸炭炉による真空浸炭焼入れは、真空浸炭炉としての真空浸炭の高温処理による生産性の向上とＣＯ₂の排出なしの特徴に加え、真空浸炭炉の各室に予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことにより、真空浸炭炉のうちの１室のみで、又は２室以上のみで上記各機能を実施し、兼用されたあとに残る残る各室は上記各機能を停止するので、大量生産時は各室本来の工程で操業し、中・少量生産時は生産量に応じた室を選択し操業させることが可能になり、炉一基で連続炉からバッチ式炉まで、大量から少量生産までカバーでき、生産量の変動、対象ワークの切換等に無駄がなく処理が可能になりかつ消費エネルギーも最小限に抑えることが可能になった。又対象ワークの変更に対しても炉内ワークをすべて払出すことなく条件変更が可能でありロスタイムが最小限にすることができフレキシビリティがある真空浸炭炉を提供するものとなった。

本発明の第１発明を実施するための最良の形態に使用する、チャージのサイクルタイム（以下サイクルタイムという）が1 〜8 時間くらい生産量に変動がある場合の、真空浸炭炉の構成を示すブロック図。図１の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示す。本発明の第２発明を実施するための最良の形態に使用する、チャージのサイクルタイムが３〜８時間くらい生産量に変動がある場合の、真空浸炭炉の構成を示すブロック図。図３の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示す。図３とは異なる本発明第２発明を実施するための最良の形態に使用する、大形ワークまたは肉厚ワークに有効である場合の真空浸炭炉の構成を示すブロック図。図５の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する各室の一例を示す。図５の構成の真空浸炭炉の大まかなサイクルタイムと使用する別の一例を示す。

符号の説明

１室〜５室予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温を行う各室、又は予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の機能を少なくとも２以上兼用する各室
６焼入れ室
７トレイまたはバスケット
８搬送ローラ

Claims

予熱室、昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記焼入れ室以外の少なくともいずれかの１室は、予熱、昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉。
予熱室、昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記予熱室又は昇温室は予熱及び昇温の各機能を兼用し、前記昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、及び降温室の少なくともいずれかの１室は浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉。
昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記焼入れ室以外の少なくともいずれかの１室は昇温、浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉。
昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、降温室及び焼入れ室を含む鉄合金部品の真空浸炭炉において、前記昇温室は予熱及び昇温の各機能を兼用しかつ複数以上のトレイ又はバスケットを挿入可能にし、前記昇温室、浸炭室及び拡散室又は浸炭兼拡散室、及び降温室の少なくともいずれかの１室は浸炭、拡散及び降温の各機能を少なくとも２以上兼用するようにしたことを特徴とする真空浸炭炉。