JP2013169591A - Non-oxidation high-frequency heat treatment apparatus and heat treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種形状のワークの所定部位を無酸化状態で高周波の誘導加熱等により熱処理するための無酸化高周波熱処理装置及び熱処理方法に関する。 The present invention relates to a non-oxidation high-frequency heat treatment apparatus and a heat treatment method for heat-treating predetermined portions of various shapes of workpieces in a non-oxidation state by high-frequency induction heating or the like.
従来、例えば一対のワークの端面をロー付けする際には、接合端面間に銀ローをセットし、接合部分の周囲に配置された加熱コイルに高周波電源から高周波電流を供給することにより、接合部分を誘導加熱し銀ローを溶融させてロー付けする装置が使用されている。そして、このような装置において、ロー付け部分に高品質が要求される場合、ワークをチェンバー等のケース内に配置し、このケースに設けたガス供給口からケース内に窒素ガス等の不活性ガスを供給（噴射）して、ケース内を無酸化状態とした上でロー付けするようにしている。なお、無酸化状態で高周波熱処理する装置は、例えば特許文献１に開示されている。 Conventionally, for example, when brazing the end faces of a pair of workpieces, a silver solder is set between the joining end faces, and a high-frequency current is supplied from a high-frequency power source to a heating coil arranged around the joining part. Induction heating is used to melt and braze silver solder. In such an apparatus, when high quality is required for the brazed portion, a work is placed in a case such as a chamber, and an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the case from a gas supply port provided in the case. Is supplied (injected) to make the inside of the case non-oxidized and brazed. An apparatus that performs high-frequency heat treatment in a non-oxidized state is disclosed in Patent Document 1, for example.
しかしながら、このような熱処理装置にあっては、ケース自体の容積が比較的大きく設定されると共に、ケースの所定位置に設けたガス供給口から不活性ガスをケース内の全域に向けて供給する構造であるため、ケース内に供給する不活性ガスの量自体が多くなると共に、ケース内の全域を無酸化状態とするまでの時間、すなわちガス置換の時間が長くなる等、ロー付け作業能率の面で劣る。また、不活性ガスをワークの熱処理部分の略全域に均一に供給（噴射）することが難しいため、ワークの熱処理部分の無酸化状態を高精度に維持することが困難であると共に、熱処理部分の加熱温度を精度良く検出することが難しいため、所望の加熱温度を得ることが困難で、これらのことから、ワークに高品質な熱処理状態を得ることが難しい。 However, in such a heat treatment apparatus, the volume of the case itself is set to be relatively large, and a structure in which an inert gas is supplied from the gas supply port provided at a predetermined position of the case toward the entire area of the case. Therefore, the amount of inert gas supplied into the case itself increases, and the time until the entire region in the case becomes non-oxidized, that is, the time for gas replacement becomes longer. Inferior. In addition, since it is difficult to uniformly supply (inject) the inert gas to substantially the entire heat treatment portion of the work, it is difficult to maintain the non-oxidized state of the heat treatment portion of the work with high accuracy and Since it is difficult to detect the heating temperature with high accuracy, it is difficult to obtain a desired heating temperature. From these, it is difficult to obtain a high-quality heat treatment state on the workpiece.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、使用する不活性ガスの量を少なくしつつ熱処理部分の周囲を短時間に無酸化状態として、熱処理作業の能率向上と高品質な熱処理状態を同時に得ることが可能な無酸化高周波熱処理装置及び熱処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to improve the efficiency of heat treatment work by reducing the amount of inert gas used and making the periphery of the heat treated portion non-oxidized in a short time. An object is to provide a non-oxidation induction heat treatment apparatus and a heat treatment method capable of simultaneously obtaining a high-quality heat treatment state.
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ワークの熱処理部分の外形形状に略対応した形状の筒体と、該筒体の一方の開口端部に装着され不活性ガスの供給口を有する蓋体と、前記筒体の他方の開口端部に着脱可能に装着されるワーク支持台と、前記筒体の外周部で前記ワークの熱処理部分に対応した位置に配設された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給可能なトランジスタインバータと、これらを制御する制御装置と、を備え、前記筒体は、外筒体と内筒体を有して両筒体間に前記蓋体の供給口に連通したガス流路が設けられると共に、前記内筒体の前記ワークの熱処理部分に対向した位置に当該熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is not attached to a cylindrical body having a shape substantially corresponding to the outer shape of the heat-treated portion of the workpiece and one open end of the cylindrical body. A lid having an active gas supply port; a work support that is detachably attached to the other opening end of the cylinder; and a position corresponding to a heat treatment portion of the work on the outer periphery of the cylinder. A heating coil provided; a transistor inverter capable of supplying high-frequency current to the heating coil; and a control device that controls the transistor inverter. The cylindrical body includes an outer cylindrical body and an inner cylindrical body. A gas flow path communicating with the supply port of the lid is provided between the bodies, and a plurality of inert gases can be injected toward the heat treatment portion at a position facing the heat treatment portion of the workpiece of the inner cylinder. A gas injection hole is provided.
また、請求項２に記載の発明は、前記筒体が内部を視認可能な材質で形成されると共に、該筒体の外側に前記熱処理部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計が配設されていることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記筒体に前記加熱コイルが一体化されて前記ワーク支持台に対して進退可能に配設されていることを特徴とする。さらに、請求項４に記載の発明は、前記内筒体のガス噴射孔が設けられる部分が、他の部分と異材質で形成されていることを特徴とする。また、請求項５に記載の発明は、前記ワーク支持台もしくは前記蓋体に、前記内筒体内のガス置換時に当該内筒体内の酸素を筒体外に排出可能な排出孔が設けられていることを特徴とする。
In the invention according to
また、請求項６に記載の発明は、ワークの熱処理部分の外形形状に略対応した形状の外筒体と内筒体を有して両筒体間にガス流路が設けられると共に、前記内筒体の前記ワークの熱処理部分に対向した位置に複数のガス噴射孔が設けられた筒体と、該筒体の一方の開口端部に装着され不活性ガスの供給口を有する蓋体と、前記筒体の他方の開口端部に着脱可能に装着されたワーク支持台と、前記筒体の外周部で前記ワークの熱処理部分に対応した位置に配設された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給可能なトランジスタインバータと、これらを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記蓋体の供給部から不活性ガスを前記ガス流路に供給して、前記内筒体のガス噴射孔から前記熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射して内筒体内を無酸化状態にすると共に、前記トランジスタインバータを作動させて前記熱処理部分を誘導加熱して熱処理することを特徴とする。
The invention according to
本発明の請求項１に記載の発明によれば、筒体が外筒体と内筒体を有して両筒体間にガス流路が設けられると共に、内筒体に不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔が設けられているため、外筒体と内筒体間の比較的狭いガス流路から、内筒体内に不活性ガスを熱処理部分に向けて噴射して内筒体内をガス置換でき、使用する不活性ガスの量を少なくしつつワークの熱処理部分の周囲を短時間に無酸化状態として、熱処理作業の能率向上と高品質な熱処理状態を同時かつ容易に得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the cylinder has the outer cylinder and the inner cylinder, the gas flow path is provided between the two cylinders, and the inert gas is injected into the inner cylinder. Since a plurality of possible gas injection holes are provided, an inert gas is injected into the inner cylinder from the relatively narrow gas passage between the outer cylinder and the inner cylinder toward the heat treatment portion. It is possible to replace the gas, and to reduce the amount of inert gas to be used while making the periphery of the heat treatment part of the work non-oxidized in a short time, improving the efficiency of heat treatment work and obtaining a high-quality heat treatment state simultaneously and easily it can.
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、筒体が内部を視認可能な材質で形成されると共に、この筒体の外側に熱処理部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計が配設されているため、筒体として例えば石英管等の安価で透明もしくは半透明な筒体を使用できると共に、この筒体の使用により熱処理部分の温度を筒体外部から検出できて、所望の熱処理温度が確実に得られる等、熱処理品質を一層高めることができる。
Further, according to the invention described in
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、筒体に加熱コイルが一体化されてワーク支持台に対して進退可能に配設されているため、例えばワークの形状に対応した筒体と加熱コイルの位置関係を所望に維持できて、ワークの熱処理部分の加熱状態を安定させることができると共に、筒体と加熱コイルを熱処理用の治具として使用できて、各種形状のワークに容易に適用することができる。
Further, according to the invention described in
さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、内筒体のガス噴射孔が設けられる部分が他の部分と異材質で形成されているため、例えばガス噴射孔が設けられる部分をセラミック等の材質で形成し、その他の部分を石英管等の材質で形成でき、所望のガス噴射孔を簡単に形成できると共に、ワークの熱処理部分の加熱温度に対応した材質を使用できる等、各種ワークの熱処理に的確に対応することができる。 Furthermore, according to the invention described in claim 4, in addition to the effects of the inventions described in claims 1 to 3, the portion where the gas injection hole of the inner cylinder is provided is formed of a different material from the other portions. Therefore, for example, the portion where the gas injection hole is provided can be formed of a material such as ceramic, and the other portion can be formed of a material such as a quartz tube. It is possible to accurately respond to heat treatment of various workpieces, such as using materials that correspond to temperature.
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４に記載の発明の効果に加え、ワーク支持台もしくは蓋体に、内筒体内のガス置換時に内筒体内の酸素を筒体外に排出可能な排出孔が設けられているため、内筒体内のガス置換時に、該内筒体内の酸素（空気）を排出孔から素早く排出できて、内筒体内のガス置換を一層短時間かつ確実に行うことができる。 Further, according to the invention described in claim 5, in addition to the effects of the invention described in claims 1 to 4, oxygen in the inner cylinder is transferred to the work support base or the cover body when the gas in the inner cylinder is replaced. Is provided with a discharge hole capable of discharging, so that oxygen (air) in the inner cylinder can be quickly discharged from the discharge hole when replacing the gas in the inner cylinder. It can be done reliably.
また、請求項６に記載の発明によれば、制御装置により、蓋体の供給部から不活性ガスをガス流路に供給して、内筒体のガス噴射孔から熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射して内筒体内を無酸化状態にすると共に、トランジスタインバータを作動させて熱処理部分を誘導加熱して熱処理するため、外筒体と内筒体間の比較的狭いガス流路から、内筒体内に不活性ガスを熱処理部分に向けて効率的に噴射して内筒体内をガス置換でき、使用する不活性ガスの量を少なくしつつワークの熱処理部分の周囲を短時間に無酸化状態として、熱処理作業の能率向上と高品質な熱処理状態を同時かつ容易に得ることができる。
According to the invention of
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明に係わる無酸化高周波熱処理装置の一実施形態を示している。図１に示すように、無酸化高周波熱処理装置１（以下、熱処理装置１という）は、内部にロー付けする一対のワークＷａ、Ｗｂが収容セットされる円筒形状の筒体２と、この筒体２の一方の開口端部である図１の上面開口部２ａを閉塞する蓋体３と、前記筒体２の高さ（長手）方向の所定位置に、外周面に対して所定間隔を有して一体的に配設された加熱コイル４等からなる熱処理治具５を有している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1-6 has shown one Embodiment of the non-oxidation induction heat processing apparatus concerning this invention. As shown in FIG. 1, a non-oxidation induction heat treatment apparatus 1 (hereinafter referred to as a heat treatment apparatus 1) includes a cylindrical
この熱処理治具５は、その筒体２の他方の開口端部である図１の下面開口部２ｂがワーク支持台６に上にセットされたり該支持台６上から取り外されるように、上下動可能に配設されている。また、熱処理治具５の筒体２の外周面の外側の所定位置には、赤外線放射温度計７が筒体２内部に向けて配設されている。そして、前記蓋体３の後述する上面部３ａに設けられたホースコネクター８には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを前記筒体２内部に供給するガス供給部９がガスホース１０を介して接続され、前記加熱コイル４には、高周波電源としてのトランジスタインバータ１１が接続されている。
This heat treatment jig 5 is moved up and down so that the lower surface opening 2b of FIG. 1 which is the other opening end of the
また、前記筒体２には、治具駆動部１２が接続され、この治具駆動部１２が動作することにより、筒体２と蓋体３及び加熱コイル４からなる前記熱処理治具５が矢印イの如く上下動可能となっている。そして、これらのガス供給部９、トランジスタインバータ１１及び治具駆動部１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー等を有する制御装置１３に接続されており、この制御装置１３の制御信号により、後述する如く動作するようになっている。なお、制御装置１３には、前記赤外線放射温度計７が接続されている。
Further, a jig driving unit 12 is connected to the
前記筒体２は、図２及び図３に示すように、ともに円筒形状のワークＷａ、Ｗｂの外周面形状に対応した円筒形状で、内部が視認可能な透明もしくは半透明の石英管で形成された外筒体２Ａと内筒体２Ｂを有し、これらの両筒体２Ａ、２Ｂ間には、所定幅のガス流路１５が形成されている。また、内筒体２Ｂの高さ方向の所定位置でワークＷａ、Ｗｂの熱処理部分に対応した位置には、所定幅の円環形状に形成されたガス噴射部１６が設けられ、このガス噴射部１６には例えば円形の多数のガス噴射孔１６ａが内筒体２Ｂの中心軸方向に向けて形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このとき、ガス噴射孔１６ａは、その内径が所定の噴射圧が得られる内径に設定されると共に、円周方向に列状に複数列形成され、上下のガス噴射孔１６ａは千鳥位置かあるいは同一位置となるように形成されて、図２及び図３の矢印ロの如くガス流路１５内のガスが内筒体２Ｂの内部に向けて所定圧で噴射されるようになっている。なお、外筒体２Ａと内筒体２Ｂの下端は、図５に示すように、底板１７により閉塞されている。
At this time, the gas injection holes 16a are set to have an inner diameter at which a predetermined injection pressure is obtained, and are formed in a plurality of rows in the circumferential direction, and the upper and lower gas injection holes 16a are in the staggered position or the same. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the gas in the
また、前記蓋体３は、セラミックス材や石膏ボード材等の耐熱性を有する材質で形成され、図１及び図４に示すように、それぞれ外壁と内壁からなる平坦な上面部３ａと、この上面部３ａの外周から下方に円錐形状に拡がった斜面部３ｂを有し、平面部３ａから斜面部３ｂにかけて内部にガス流路１８が円錐形状に形成されている。また、斜面部３ｂの内壁の下端には、前記筒体２の内筒体２Ｂの内径と略同一の外径を有する円環状の嵌合部３ｃが一体形成されている。そして、嵌合部３ｃを内筒体２Ｂの上面開口部に上方から嵌合されることにより、蓋体３で筒体２の上面開口部２ａが閉塞されると共に、蓋体３のガス流路１８の下端が筒体２のガス流路１５の上端に密に連通するようになっている。なお、蓋体３は、所定の引張力で上方に引っ張ることにより、筒体２から取り外しできるようになっている。
The
前記ワーク支持台６は、耐熱性を有する適宜の材質で所定高さの円盤形状に形成され、図１及び図５に示すように、その外周縁には、筒体２を支持する外内一対の筒体位置決め突起１９ａ、１９ｂが円周方向に複数個一体形成されるか、もしくは円環形状に一体形成されている。また、ワーク支持台６の前記位置決め突起１９ｂの内側には、ワークＷａを位置決めするワーク位置決め突起２０が、前記筒体位置決め突起１９ａ、１９ｂと同様の形態で一体形成されると共に、筒体位置決め突起１９ｂとワーク位置決め突起２０間には、上下方向である筒体２の軸方向に貫通した排出孔２１が例えば円周方向に一定間隔で複数個形成されている。
The
この排出孔２１から、後述する如く筒体２内に不活性ガスを供給した際の、内筒体２Ｂ内部の酸素（空気）が矢印ハの如く、筒体２の外部（図で下方）に排出されるようになっている。なお、図５では、排出孔２１を貫通孔としたが、例えば二点鎖線ａで示すように、排出孔２１内もしくは排出孔２１の開口部に逆止弁２２を配設して、矢印ハ方向のみへの酸素の排出を可能としても良い。また、図５は、筒体２内の酸素の排出をワーク支持台６に設けた排出孔２１から外部に排出したが、例えば蓋体３の所定位置に排出孔を設けて筒体内２の酸素を上方に排出させても良い。この場合は、蓋体３のガス流路１８内に排出孔を形成可能なパイプを貫通配置することで対応することができる。
The oxygen (air) inside the
前記トランジスタインバータ１１は、例えば半導体スイッチング素子を使用したフルブリッジ回路等からなるインバータ回路を有し、所定周波数の高周波電流を出力変成器等を介して前記加熱コイル４に供給するようになっている。このとき、トランジスタインバータの出力電流の周波数は、ワークＷａ、Ｗｂの形態に応じて、予め設定されるかあるいは制御装置１３の制御により調整できるようになっている。また、前記ガス供給部９は、不活性ガスのガスボンベと、その供給口に接続された電磁弁等を有し、電磁弁が制御装置１３の制御信号で所定に動作することにより、前記筒体２内に不活性ガスを供給したり、ガス供給を停止するようになっている。 The transistor inverter 11 has an inverter circuit composed of, for example, a full bridge circuit using a semiconductor switching element, and supplies a high-frequency current having a predetermined frequency to the heating coil 4 via an output transformer or the like. . At this time, the frequency of the output current of the transistor inverter is set in advance or can be adjusted by the control of the control device 13 according to the form of the workpieces Wa and Wb. The gas supply unit 9 has a gas cylinder of an inert gas, an electromagnetic valve connected to the supply port, and the like. The inert gas is supplied into 2 or the gas supply is stopped.
さらに、前記加熱コイル４は、例えば銅の丸パイプを所定回数巻回することにより、略円筒形状に形成され、前記内筒体２Ｂのガス噴射部１６の外側に、外筒体２Ａを介在した状態で所定距離を有して、外筒体２Ａに図示しない連結部材等により一体的に連結配設されている。なお、加熱コイル４の形状は、巻回形状に限らず、馬蹄形状としても良いし、外筒体２Ａへの一体化構造も、連結部材による連結構造に限らず、外筒体２Ａの外周面に絶縁性の接着剤等で直接固着する構造しても良い。そして、この加熱コイル４は、その両端部が前記トランジスタインバータ１１の出力端子に接続されている。また、加熱コイル４の銅パイプ内には、前記トランジスタインバータ１１や制御装置１３に付帯して設けた図示しない冷却水供給装置から、冷却水が循環供給されて、誘導加熱時の加熱コイル４自体の発熱が抑制され、加熱効率の低下が抑えられるようになっている。
Furthermore, the heating coil 4 is formed in a substantially cylindrical shape by, for example, winding a copper round pipe a predetermined number of times, and an
次に、このように構成された熱処理装置１による熱処理方法の一例を、図６の工程図に基づいて説明する。先ず、制御装置１３により治具駆動部１２を作動させて熱処理治具５を上方に移動させ、筒体２の下端開口部２ｂをワーク支持台６上から所定距離上方に待避させる。この状態で、上下一対の円筒形状の異材質（もしくは同材質）で少なくもその一方が金属からなるワークＷａ、Ｗｂを、そのロー付け部分となる端面間に銀ローをセットした状態で、ワーク支持台６のワーク位置決め突起２０内にセット（Ｋ０１）する。
Next, an example of the heat treatment method by the heat treatment apparatus 1 configured as described above will be described based on the process diagram of FIG. First, the jig driving unit 12 is operated by the control device 13 to move the heat treatment jig 5 upward, and the lower end opening 2b of the
ワークＷａ、Ｗｂをセットしたら、制御装置１３により治具駆動部１２を作動させて熱処理治具５を下降（Ｋ０２）させ、筒体２の下端外周部をワーク支持台６の筒体位置決め突起１９ａ、１９ｂ内に位置させる。これにより、図１に示すように、内筒体２Ｂのガス噴射部１６が、一対のワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分の外周側に所定間隔を有して位置した状態となり、この状態で、制御装置１３によりガス供給部９を作動させて熱処理治具５に不活性ガスを供給（Ｋ０３）する。このガス供給部９から供給されるガスは、ガスホース１０、蓋体３のホースコネクタ８、ガス流路１８及び筒体２のガス流路１５を流れて、内筒体２Ｂのガス噴射部１６のガス噴射孔１６ａから内筒体２Ｂ内に噴射される。このとき、ガス噴射孔１６ａが内筒体２Ｂの外周面に円周方向に複数の列状に形成されていることから、不活性ガスが各ガス噴射孔１６ａからワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分に向けて均一状態で噴射される。
When the workpieces Wa and Wb are set, the jig driving unit 12 is operated by the control device 13 to lower the heat treatment jig 5 (K02), and the outer peripheral portion of the lower end of the
これにより、内筒体２Ｂ内に噴射された不活性ガスにより、内筒体２Ｂ内の酸素が前記排出孔２１から筒体２外に排出されつつ、内筒体２Ｂ内に不活性ガスが充満して無酸化状態となる。そして、この無酸化状態への移行時、すなわち内筒体２Ｂ内のガス置換時に、不活性ガスがガスホース１０の内径に略対応した大きさの各ガス流路１８、１５を経由して内筒体２Ｂの各ガス噴射孔１６ａから噴射されるため、所定圧の不活性ガスを内筒体２Ｂ内に効果的に噴射できて、内筒体２Ｂ内のガス置換の時間が短縮されると同時に不活性ガスの使用量自体を少なくできることになる。
Thus, the inert gas injected into the
不活性ガスを所定時間供給したら、該ガスの供給を停止させるかもしくは不活性ガスを続けて供給しつづけながら、制御装置１３によりトランジスタインバータ１１を作動（Ｋ０４）させ、加熱コイル４に高周波電流を供給する。この加熱コイル４への高周波電流の供給により、加熱コイル４から発生する磁束により、ワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分に渦電流が誘起され、該部分が誘導加熱される。このとき、加熱コイル４に供給される高周波電流の周波数と出力を、ワークＷａ、Ｗｂの材質や形態に応じて予め所定に設定することで、ロー付け部分が所定温度まで急速加熱され、この加熱により銀ローが溶融して一対のワークＷａ、Ｗｂがロー付けされる。また、ワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分が誘導加熱されると、前記赤外線放射温度計７によりロー付け部分の温度が検出されて制御装置１３に入力される。制御装置１３は、入力される検出温度を、予めワークＷａ、Ｗｂの形態等に応じて設定してある基準温度と比較し、検出温度が基準温度となった時点で、トランジスタインバータ１１の作動を停止させる。 When the inert gas is supplied for a predetermined time, the control device 13 operates the transistor inverter 11 (K04) while stopping the supply of the gas or continuously supplying the inert gas (K04). Supply. By supplying the high-frequency current to the heating coil 4, an eddy current is induced in the brazed part of the workpieces Wa and Wb by the magnetic flux generated from the heating coil 4, and the part is induction-heated. At this time, by setting the frequency and output of the high-frequency current supplied to the heating coil 4 in advance according to the material and form of the workpieces Wa and Wb, the brazed portion is rapidly heated to a predetermined temperature, and this heating is performed. As a result, the silver solder is melted and the pair of workpieces Wa and Wb are brazed. When the brazed portions of the workpieces Wa and Wb are induction-heated, the temperature of the brazed portion is detected by the infrared radiation thermometer 7 and input to the control device 13. The control device 13 compares the input detected temperature with a reference temperature set in advance according to the form of the workpieces Wa and Wb, etc., and when the detected temperature reaches the reference temperature, the control device 13 operates the transistor inverter 11. Stop.
そして、制御装置１３により熱処理治具５を上昇（Ｋ０５）させ、その後に、ロー付けされたワークＷａ、Ｗｂをワーク支持台６上から取り出す（Ｋ０６）。これにより、一対のワークＷａ、Ｗｂのロー付け作業が完了し、この工程において、前述したように、ガス供給時間を短縮できることから、工程Ｋ０３と工程Ｋ０４の時間を従来のチャンバー等のケースを使用した場合に比較して大幅に短縮できて、ワークＷａ、Ｗｂのロー付け作業の作業能率の向上が図れることになる。なお、以上の工程は一例であって、例えば工程Ｋ０１、Ｋ０６のワークＷａ、Ｗｂのセットや取り出しをロボットにより自動的に行うようにしても良く、このようにすれば、ロー付け作業の完全自動化を図ることが可能になる。 Then, the heat treatment jig 5 is raised by the control device 13 (K05), and then the brazed workpieces Wa and Wb are taken out from the workpiece support base 6 (K06). As a result, the brazing operation of the pair of workpieces Wa and Wb is completed, and the gas supply time can be shortened in this process as described above. Therefore, the time of the process K03 and the process K04 is used for a case such as a conventional chamber. Compared to the case, the work efficiency of the brazing work of the workpieces Wa and Wb can be improved. The above process is an example. For example, the workpieces Wa and Wb in the processes K01 and K06 may be automatically set and taken out by the robot. In this way, the brazing operation is completely automated. Can be achieved.
このように、前記実施形態の熱処理装置１においては、熱処理治具５を構成する筒体２が外筒体２Ａと内筒体２Ｂを有して両筒体２Ａ、２Ｂ間にガス流路１５が設けられると共に、内筒体２Ｂのガス噴射部１６に不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔１６ａが設けられているため、外筒体２Ａと内筒体２Ｂ間の比較的狭いガス流路１５から、内筒体２Ｂ内に不活性ガスをロー付け部分に向けて噴射して内筒体２Ｂ内をガス置換でき、使用する不活性ガスの量を少なくしつつワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分の周囲を短時間に無酸化状態として、ロー付け作業の能率向上と高品質なロー付け状態を同時かつ容易に得ることができる。
Thus, in the heat treatment apparatus 1 of the above-described embodiment, the
また、筒体２が内部を視認可能な石英管で形成されると共に、この筒体２の外側にロー付け部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計７が配設されているため、筒体２として安価で透明もしくは半透明な石英管を使用できると共に、この筒体２の使用により誘導加熱部分の温度を筒体２の外部から検出でき、この検出温度に基づいてトランジスタインバータ１１を制御することで、所望の加熱温度を確実に得ることができる等、ロー付け品質を一層高めることができる。
In addition, since the
また、筒体２に加熱コイル４が一体化された熱処理治具５がワーク支持台６に対して進退可能に配設されているため、例えばワークＷａ、Ｗｂの形状に対応した筒体２と加熱コイル４の位置関係を所望に維持できて、ワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分の加熱状態を安定させることができると共に、筒体２と加熱コイル４を一つの熱処理用の治具として使用できて、各種形状のワークＷａ、Ｗｂに容易に適用することができる。
Further, since the heat treatment jig 5 in which the heating coil 4 is integrated with the
さらに、ワーク支持台６もしくは蓋体３に、内筒体２Ｂ内のガス置換時に内筒体２Ｂ内の酸素を筒体２外に排出可能な排出孔２１が設けられているため、内筒体２Ｂ内の酸素（空気）を排出孔２１から素早く排出できて、内筒体２Ｂ内のガス置換を一層短時間かつ確実に行うことができる。その際、排出孔２１に逆止弁２２を設けるようにすれば、内筒体２Ｂ内の酸素の排出をより確実かつ短時間に行うことができる。
Furthermore, since the
図７は、前記内筒体２Ｂの変形例を示している。この変形例の特徴は、前記内筒体２Ｂを、前記ガス噴射部１６としてのセラミック管２３と上下の石英管２４で構成した点にある。すなわち、セラミック管２３に前記ガス噴射孔１６ａと同様のガス噴射孔２３ａを形成すると共に、その上下端部に凹部２３ｂをそれぞれ設け、この凹部２３ｂ内にＯリング２５等のシール材や接着材を介して上下の石英管２４を密着状態で連結固定して、内筒体２Ｂを構成する。
FIG. 7 shows a modification of the
この内筒体２Ｂの場合、上下の透明もしくは半透明の石英管２４を介して、赤外線放射温度７でロー付け部分の温度が検出されることになる。この変形例においても、前記筒体２と同様の作用効果を得ることができる他に、前記ガス噴射部１６の材質をガス噴射孔２３ａが形成され易い材質で形成でき、形や位置等の所望形態のガス噴射孔２３ａを内筒体２Ｂの所望位置に簡単に形成できると共に、ワークＷａ、Ｗｂのロー付け部分の加熱温度に対応した材質を使用できる等、各種ワークＷａ、Ｗｂに的確に対応できるいう作用効果を得ることができる。この変形例の場合、例えば下方の石英管２４とセラミックス管２３をセクミック材で一体形成しても良い。
In the case of the inner
なお、前記実施形態においては、加熱コイル４に筒体２を一体化することにより、熱処理治具５として使用可能に構成したが、本発明はこの構成に限定されず、例えば加熱コイル４を筒体２と別体で形成することもできる。また、前記実施形態においては、筒体２を円筒形状のワークＷａ、Ｗｂに対応して円筒形状としたが、ワークＷａ、Ｗｂが例えば方形状の場合は、筒体２や加熱コイル４を方形状に形成しても良く、ワークの外形形状に対応した形状の筒体２等を使用することができる。さらに、前記実施形態における、蓋体３の形状、ワーク支持台６の構成等は、一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜の構成を採用することができる。
In the above-described embodiment, the
本発明は、一対のワークを誘導加熱によってロー付けする熱処理装置に限らず、各種ワークの焼入や焼き鈍し等、誘導加熱等を使用した全ての熱処理装置にも利用できる。 The present invention is not limited to a heat treatment apparatus that brazes a pair of workpieces by induction heating, but can also be used for all heat treatment apparatuses that use induction heating or the like, such as quenching or annealing of various workpieces.
１・・・無酸化高周波熱処理装置、２・・・筒体、２Ａ・・・外筒体、２Ｂ・・・内筒体、３・・・蓋体、４・・・加熱コイル、５・・・熱処理治具、６・・・ワーク支持台、７・・・赤外線放射温度計、９・・・ガス供給部、１１・・・トランジスタインバータ、１２・・・治具駆動部、１３・・・制御装置、１５・・・ガス流路、１６・・・ガス噴射部、１６ａ・・・ガス噴射孔、１８・・・ガス流路、１９ａ、１９ｂ・・・筒体位置決め突起、２０・・・ワーク位置決め突起、２１・・・排出孔、２３・・・セラミック管、２３ａ・・・ガス噴射孔、２４・・・石英管、２５・・・Ｏリング、Ｗａ、Ｗｂ・・・ワーク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-oxidation induction heat processing apparatus, 2 ... Cylindrical body, 2A ... Outer cylindrical body, 2B ... Inner cylindrical body, 3 ... Cover body, 4 ... Heating coil, 5 ... -Heat treatment jig, 6 ... Work support, 7 ... Infrared radiation thermometer, 9 ... Gas supply unit, 11 ... Transistor inverter, 12 ... Jig drive unit, 13 ... Control device, 15 ... gas flow path, 16 ... gas injection part, 16a ... gas injection hole, 18 ... gas flow path, 19a, 19b ... cylinder positioning projection, 20 ... Work positioning protrusion, 21 ... discharge hole, 23 ... ceramic tube, 23a ... gas injection hole, 24 ... quartz tube, 25 ... O-ring, Wa, Wb ... work.
Claims (6)
前記筒体は、外筒体と内筒体を有して両筒体間に前記蓋体の供給口に連通したガス流路が設けられると共に、前記内筒体の前記ワークの熱処理部分に対向した位置に当該熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔が設けられていることを特徴とする無酸化高周波熱処理装置。 A cylinder having a shape substantially corresponding to the outer shape of the heat treatment portion of the workpiece, a lid attached to one opening end of the cylinder and having an inert gas supply port, and the other opening end of the cylinder A workpiece support base that is detachably attached to the workpiece, a heating coil disposed at a position corresponding to a heat treatment portion of the workpiece at an outer peripheral portion of the cylindrical body, and a transistor inverter capable of supplying a high-frequency current to the heating coil; And a control device for controlling these,
The cylindrical body has an outer cylindrical body and an inner cylindrical body, a gas flow path communicating with the supply port of the lid body is provided between both cylindrical bodies, and is opposed to a heat treatment portion of the work of the inner cylindrical body A non-oxidation induction heat treatment apparatus, wherein a plurality of gas injection holes capable of injecting an inert gas toward the heat treatment portion are provided at the position where the heat treatment is performed.
前記制御装置は、前記蓋体のガス供給部から不活性ガスを前記ガス流路に供給して、前記内筒体のガス噴射孔から前記熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射して内筒体内を無酸化状態にすると共に、前記トランジスタインバータを作動させて前記熱処理部分を誘導加熱して熱処理することを特徴とする無酸化高周波熱処理方法。 The outer cylinder and the inner cylinder having a shape substantially corresponding to the outer shape of the heat treatment part of the work are provided, and a gas flow path is provided between both the cylinders, and the heat treatment part of the work of the inner cylinder is opposed to the work part. A cylindrical body provided with a plurality of gas injection holes at a position; a lid body that is attached to one opening end of the cylindrical body and has an inert gas supply port; and is attached to and detached from the other opening end of the cylindrical body A work support that is detachably mounted, a heating coil disposed at a position corresponding to a heat treatment portion of the work on the outer periphery of the cylindrical body, a transistor inverter capable of supplying a high-frequency current to the heating coil, and these And a control device for controlling
The control device supplies an inert gas from the gas supply part of the lid to the gas flow path, and injects the inert gas from the gas injection hole of the inner cylinder toward the heat treatment portion, thereby generating an inner cylinder. A non-oxidation induction heat treatment method characterized in that the body is made non-oxidized and the transistor inverter is operated to heat the heat treatment portion by induction heating.
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