JP2014224294A - Heat treatment apparatus, and manufacturing method of metal product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱処理装置及び金属製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a metal product manufacturing method.
金属材料の強度を向上させるために、当該金属材料に所定の熱処理を行うことが知られている。また、熱処理における昇温速度や降温速度は、金属材料の物性変化に大きな影響を与える。このため、熱伝導率が水に比べて極めて高い液体金属(例えば、液体リチウムの熱伝導率は、水の約100倍)を当該金属材料へ接触させることにより、電気やガスを用いた加熱や水や油を用いた冷却に比べて極めて大きな昇温速度や降温速度が得られる。結果、液体金属を用いた熱処理によって、従来では得られなかった特性を有する金属材料をつくりだすことができる。 In order to improve the strength of a metal material, it is known to perform a predetermined heat treatment on the metal material. In addition, the rate of temperature increase or the rate of temperature decrease in heat treatment has a great influence on the change in physical properties of the metal material. For this reason, by using a liquid metal having an extremely high thermal conductivity compared to water (for example, the thermal conductivity of liquid lithium is approximately 100 times that of water) in contact with the metal material, heating using electricity or gas can be performed. Compared with cooling using water or oil, extremely high temperature rising and cooling rates can be obtained. As a result, it is possible to produce a metal material having characteristics that could not be obtained by heat treatment using a liquid metal.
例えば、特許文献1に記載の熱処理装置は、液体金属を収容した槽と、槽内の液体金属の温度を調節する温調部と、槽内の液体金属に対し金属材料を出し入れする移動機構と、槽及び移動機構を収容する容器と、を備える。しかしながら、この液体金属は活性が非常に高く、酸素、水素、窒素や水等と反応しやすい。この反応に起因した事故を防ぐため、熱処理装置における容器は、密閉構造を有するとともに、内部を不活性ガスで充填する必要がある。
For example, the heat treatment apparatus described in
ところで、密閉容器内においては、温調部からの熱によって、液体金属が蒸発してしまう。さらに、蒸発した金属は、当該溶融炉よりも低温の部分と接することにより、凝縮して固化してしまう。例えば、特許文献1に記載の熱処理装置で用いられる移動機構は、密閉容器内の上方部分に設けられたレールに沿って、金属試料をスライド移動させるものである。このため、レールや金属試料を保持する保持具の摺動部分に、金属が凝縮して固化してしまうと、金属試料をスライド移動させることができなくなってしまう。
By the way, in a closed container, a liquid metal will evaporate with the heat from a temperature control part. Furthermore, the evaporated metal condenses and solidifies by contacting with a lower temperature part than the melting furnace. For example, a moving mechanism used in the heat treatment apparatus described in
さらに、特許文献1のような熱処理装置において、熱処理を行う、すなわち液体金属に対し金属試料を出し入れするためには、移動機構の操作を、密閉容器の外から行う必要がある。
Furthermore, in the heat treatment apparatus as in
そこで本発明は、斯かる実情に鑑み、密閉空間内における金属試料の移動が、蒸発した金属に由来する固形物によって阻害されない熱処理装置及び金属製品の製造方法を提供しようとするものである。 Therefore, in view of such a situation, the present invention intends to provide a heat treatment apparatus and a metal product manufacturing method in which the movement of a metal sample in a sealed space is not hindered by solids derived from evaporated metal.
上記課題を解決する手段は、金属製の被処理体に対して液体金属を用いた熱処理を行う熱処理装置であって、貫通孔が形成された容器と、前記容器の内部空間に配され前記液体金属を収容する槽と、移動自在又は回動自在のまま前記貫通孔に挿入されるとともに、前記容器の内部空間において前記被処理体を保持する被処理体移動機構と、前記被処理体移動機構を制御するコントローラと、前記容器に気密性を付与するシール機構と、を備え、前記コントローラは前記容器の外に配され、前記シール機構は、前記貫通孔と前記被処理体移動機構との隙間を塞ぐとともに、前記被処理体移動機構の動作に追従して変形自在な被処理体側シール具を有することを特徴とする。 Means for solving the above-mentioned problems is a heat treatment apparatus for performing heat treatment using a liquid metal on a metal object, and a container in which a through hole is formed, and the liquid disposed in the internal space of the container A tank for containing metal, a workpiece moving mechanism that is inserted into the through-hole while being movable or pivotable, and holds the workpiece in the internal space of the container, and the workpiece moving mechanism A controller that controls the container, and a sealing mechanism that imparts airtightness to the container, and the controller is disposed outside the container, and the sealing mechanism is a gap between the through-hole and the workpiece moving mechanism. And a workpiece-side sealing tool that can be deformed following the operation of the workpiece moving mechanism.
前記被処理体は、前記被処理体移動機構の動作によって、前記液体金属に浸漬する浸漬状態と前記浸漬状態から退避した退避状態との間で移動することが好ましい。前記被処理体移動機構の直線移動動作により、前記被処理体は前記浸漬状態と前記退避状態との間で移動することが好ましい。 The object to be processed is preferably moved between an immersion state immersed in the liquid metal and a retracted state retracted from the immersion state by an operation of the object movement mechanism. It is preferable that the object to be processed moves between the immersion state and the retracted state by a linear movement operation of the object movement mechanism.
前記被処理体側シール具は、前記容器に密着するように設けられた容器側固定部と、前記被処理体係止具に密着するように設けられた係止具側固定部と、前記容器側固定部から前記係止具側固定部まで延設された筒部と、を有することが好ましい。また、前記筒部は、蛇腹構造を有することが好ましい。 The object to be processed side sealing tool includes a container side fixing part provided to be in close contact with the container, a locking tool side fixing part provided to be in close contact with the object to be processed, and the container side. It is preferable to have a cylindrical portion extending from the fixing portion to the locking device side fixing portion. Moreover, it is preferable that the said cylinder part has a bellows structure.
前記槽は、第1の温度の前記液体金属が貯留する第1槽と、前記第1の温度と異なる第2の温度の前記液体金属が貯留する第2槽と、を有し、前記被処理体移動機構は、前記貫通孔を通過する回動軸を有し、前記被処理体は、前記回動軸周りにおける前記被処理体移動機構の回動動作によって、前記回動軸の周りに回動自在であるとともに、前記回動動作によって、前記第1槽の上方に位置する状態と、前記第2槽の上方に位置する状態との間で遷移可能であることが好ましい。また、前記被処理体移動機構に連結された連結蓋を、更に備え、前記連結蓋は、前記被処理体移動機構の移動動作によって、前記槽の開口を塞ぐ閉位置及び前記閉位置から退避した開位置の間で移動し、前記連結蓋は、前記被処理体が前記第1槽に対して前記浸漬状態にある場合、前記第1槽及び前記第2槽の少なくとも一方に対し前記閉位置となることが好ましい。さらに、前記第1槽と前記第2槽とのうち貯留する前記液体金属の温度が低い方を低温槽と定義した際、前記低温槽を冷却する低温槽冷却機構を備え、前記低温槽冷却機構は、前記槽に設けられ伝熱媒体が流通する伝熱媒体流通管を有し、前記伝熱媒体流通管における両側の開口端は、いずれも前記容器の外に配されたことが好ましい。 The tank has a first tank in which the liquid metal at a first temperature is stored, and a second tank in which the liquid metal at a second temperature different from the first temperature is stored, and the processing target The body moving mechanism has a rotating shaft that passes through the through hole, and the object to be processed is rotated around the rotating shaft by the rotating operation of the object moving mechanism around the rotating shaft. It is preferable that it is movable and can be shifted between a state located above the first tank and a state located above the second tank by the rotation operation. The apparatus further includes a connection lid connected to the workpiece moving mechanism, and the connection lid is retracted from the closed position and the closed position for closing the opening of the tank by the movement operation of the workpiece moving mechanism. The connecting lid moves between the open positions, and the connection lid has the closed position with respect to at least one of the first tank and the second tank when the object to be processed is in the immersion state with respect to the first tank. It is preferable to become. Furthermore, when the one where the temperature of the liquid metal stored in the first tank and the second tank is lower is defined as a low-temperature tank, a low-temperature tank cooling mechanism for cooling the low-temperature tank is provided, and the low-temperature tank cooling mechanism Has a heat transfer medium flow pipe provided in the tank through which the heat transfer medium flows, and both open ends of the heat transfer medium flow pipe are preferably arranged outside the container.
さらに、前記容器の内部空間において蒸発した前記液体金属を回収する回収機構を備え、前記回収機構は、前記容器の外に配された回収ケースと、前記回収ケースの内部空間に配されたフィルタと、前記容器の内部空間にある気体を前記回収ケースの内部空間へ送るための送り管と、前記回収ケースの内部空間にある気体を前記容器の内部空間へ送るための戻り管と、前記戻り管に設けられたポンプと、を有することが好ましい。また、前記送り管は、前記容器の内部空間にて開口する容器側送り開口を有し、前記容器側送り開口は、前記槽の上方において前記槽の開口を向くことが好ましい。さらに、前記戻り管は、前記容器の内部空間にて開口する容器側戻り開口を有し、前記容器側戻り開口は、前記槽の外周において上方を向くことが好ましい。 And a recovery mechanism for recovering the liquid metal evaporated in the internal space of the container, the recovery mechanism including a recovery case disposed outside the container, and a filter disposed in the internal space of the recovery case; A feed pipe for sending gas in the internal space of the container to the internal space of the recovery case; a return pipe for sending gas in the internal space of the recovery case to the internal space of the container; and the return pipe It is preferable to have a pump provided in the. Moreover, it is preferable that the said feed pipe has a container side feed opening opened in the internal space of the said container, and the said container side feed opening faces the opening of the said tank above the said tank. Furthermore, it is preferable that the return pipe has a container-side return opening that opens in the internal space of the container, and the container-side return opening faces upward on the outer periphery of the tank.
前記容器の外に配され、密閉性を有するリザーバタンクと、前記槽と前記リザーバタンクとの間で前記液体金属を移送する液体金属移送機構と、を備え、前記液体金属移送機構は、前記槽に貯留する前記液体金属の中で開口する槽側開口、及び前記リザーバタンクに貯留する前記液体金属の中で開口するタンク側開口を有する連通管と、前記連通管の内部空間を前記容器の内部空間に対して開放する解放状態、及び前記連通管の内部空間を前記容器の内部空間に対して遮断する遮断状態の間で切り替え可能な切り替え弁と、前記容器の内部空間に対して正圧または負圧となるように、前記リザーバタンクの内部空間の気圧を制御する気圧制御機構と、を有することが好ましい。また、前記切り替え弁は、前記容器の外に設けられたことが好ましい。 A reservoir tank that is disposed outside the container and has a sealing property; and a liquid metal transfer mechanism that transfers the liquid metal between the tank and the reservoir tank, the liquid metal transfer mechanism including the tank A tank-side opening that opens in the liquid metal stored in the tank, a tank-side opening that opens in the liquid metal stored in the reservoir tank, and an internal space of the communication pipe in the container. A switching valve that can be switched between an open state that opens to the space and a blocking state that blocks the internal space of the communication pipe from the internal space of the container, and a positive pressure or It is preferable to have an atmospheric pressure control mechanism for controlling the atmospheric pressure in the internal space of the reservoir tank so as to be a negative pressure. Further, it is preferable that the switching valve is provided outside the container.
前記容器の内部空間の圧力変動を吸収する圧力変動吸収機構を備え、前記圧力変動吸収機構は、前記容器に形成された開口を塞ぐ弾性部材を有することが好ましい。また、前記容器はグローブボックスであることが好ましい。 It is preferable that a pressure fluctuation absorption mechanism that absorbs pressure fluctuation in the internal space of the container is provided, and the pressure fluctuation absorption mechanism includes an elastic member that closes an opening formed in the container. The container is preferably a glove box.
また、上記課題を解決する手段は、被処理体に対して液体金属を用いた熱処理を行う熱処理工程を有する金属製品の製造方法であって、前記熱処理工程では、上記の熱処理装置を用いることを特徴とする。 Further, the means for solving the above-mentioned problem is a method for manufacturing a metal product having a heat treatment process for performing a heat treatment using a liquid metal on an object to be processed, wherein the heat treatment process uses the above heat treatment apparatus. Features.
上記手段によれば、液体金属が収容された密閉空間内において、密閉状態を維持しつつ、被処理体をスムーズに移動させることができる。 According to the above means, the object to be processed can be smoothly moved while maintaining the sealed state in the sealed space in which the liquid metal is accommodated.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜2に示すように、熱処理装置2は、容器10と、容器10に気密性を付与するシール機構20と、容器10の内部空間を真空引きするポンプユニット30と、容器10の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給ユニット31と、各部を制御するコントローラ40と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
容器10は、直方体状のいわゆるグローブボックス11と、グローブボックス11の側面に設けられた搬入箱12とを有する。ここで、互いに直交する3つの方向X〜Zを、次のように定義する。X方向は、グローブボックス11の底面を形成する一の辺が伸びる方向であり、Y方向は、グローブボックス11の底面を形成する他の辺が伸びる方向である。また、Z方向は、グローブボックス11の高さ方向である。
The
グローブボックス11は観察窓11Wとグローブ11Gとを側面に有する。搬入箱12は、搬入口12Eを側面に有する。また、グローブボックス11の内部空間(以下、処理空間と称する)11KAと、搬入箱12の内部空間(以下、搬入空間と称する)12KAとは連通している。そして、搬入口12Eを閉じることにより、処理空間11KAや搬入空間12KAは密閉空間となる。さらに、容器10は、仕切板15を有する。仕切板15は、処理空間11KAと搬入空間12KAとを遮断する遮断位置(図示省略)と、処理空間11KAと搬入空間12KAとが連通する連通位置(図2参照)と、の間で移動自在である。したがって、仕切板15が遮断位置の場合には、処理空間11KAと搬入空間12KAとが個別の密閉空間となる。
The
ポンプユニット30は、処理空間11KAを真空引きする処理空間用ポンプ30Aと、搬入空間12KAを真空引きする搬入空間用ポンプ30Bとを有する。また、ガス供給ユニット31は、所定の不活性ガス(例えば、アルゴンガス)を処理空間11KAに供給する処理空間用ガス供給器31Aと、所定の不活性ガスを搬入空間12KAに供給する搬入空間用ガス供給器31Aと、を有する。
The
さらに、熱処理装置2は、金属製の被処理体を収容する収容籠50と、収容籠50を吊り下げる吊り下げテーブル60と、吊り下げテーブル60をX方向へ移動させるテーブル移動機構70と、金属Mを収容する第1〜3槽81〜83と、第1〜3槽81〜83の上方に設けられ収容籠50を係止する浸漬移動機構90と、吊り下げテーブル60及び浸漬移動機構90の間で、収容籠50を搬送する搬送移動機構100とを、それぞれ処理空間11KAに有する。
Furthermore, the
ここで、被処理体は、金属材料(例えば、鉄、アルミニウム、チタン、またはこれらの合金)から形成されたものである。また、金属Mとしては、例えば、リチウムやナトリウムなどがある。 Here, the object to be processed is formed from a metal material (for example, iron, aluminum, titanium, or an alloy thereof). Examples of the metal M include lithium and sodium.
図2〜3に示すように、収容籠50は、高温環境で、溶融、変形しない材料(例えば、ステンレス)からなるものであり、被処理体を収容する籠部51と、籠部51に設けられた取っ手52とを有する。
As shown in FIGS. 2 to 3, the
吊り下げテーブル60は、水平板61と、水平板61の上面から起立し、取っ手52を吊り下げ可能なL字状の吊り下げアーム62と、を有する。なお、吊り下げアーム62は、処理前の被処理体を収容する収容籠50を吊り下げるための処理前用アームと、処理後の被処理体を収容する収容籠50を吊り下げるための処理後用アームと、を有することが好ましい。
The suspension table 60 includes a
テーブル移動機構70は、吊り下げテーブル60の水平板61を保持可能な保持具71と、グローブボックス11のX方向側の側面に形成された第1側面貫通孔11A(図4(A)参照)に挿入され、一端がグローブボックス11の外部に位置するとともに他端が保持具71に連結されたテーブルスライド棒72と、水平板61の下面に設けられた車輪73と、テーブルスライド棒72の軸線72AX方向にテーブルスライド棒72を移動させるスライド機構74と、を有する。
The
図4(A)に示すように、第1側面貫通孔11AはX方向に延びる。そして、X方向に延びたテーブルスライド棒72は、第1側面貫通孔11Aに挿入された状態で、第1側面貫通孔11Aに沿って、すなわち、自身の軸線72AX上を移動自在である。また、スライド機構74は、テーブルスライド棒72に対して同軸状に配されたネジ軸74Aと、テーブルスライド棒72とネジ軸74Aとを連結する連結具74Rと、ネジ軸74Aと嵌合するナット74Nと、ナット74Nをグローブボックス11へ固定するナット固定具74Fと、ネジ軸74AをX方向周りに回転させるモータ74Mと、を有する。図4(B)に示すように、連結具74Rは、テーブルスライド棒72の一端側に固定された受け具74RAと、ネジ軸74Aの端部から延び、受け具74RAに対して係合する係合軸74RFと、を有する。受け具74RAは、係合軸74RFが挿入可能な孔挿入を有する。また、係合軸74RFの先端には、抜け止め具74RKが形成される。そして、抜け止め具74RKの寸法は、受け具74RAに形成された挿入孔よりも大きい。したがって、受け具74RAの挿入孔に挿入された係合軸74RFは、自身の軸方向においては受け具74RAに係止されるとともに、自身の軸周りにおいては、受け具74RAの挿入孔に挿入された状態で回転自在となっている。モータ74Mの駆動により、ナット74Nに対してネジ軸74Aは、X方向へ移動する。結果、吊り下げテーブル60は、テーブルスライド棒72の移動動作に追従して、処理空間11KAにおいて、X方向に移動する。
As shown in FIG. 4A, the first side surface through
図2に示す第1〜3槽81〜83は、それぞれ、ヒータを有する。このヒータによって、第1〜3槽81〜83に収容された金属Mは、液状となるまで加熱される。
The first to
図2、5に示すように、浸漬移動機構90は、グローブボックス11に形成された上面貫通孔11Cに挿入され、一端がグローブボックス11の外部に位置するとともに他端が処理空間11KAに位置する浸漬棒91と、浸漬棒91の他端に設けられたアーム92A〜92Cと、アーム92A〜92Cの先端に設けられ、収容籠50を係止する籠係止具93と、浸漬棒91の軸線91AX上にて浸漬棒91を移動させるスライド機構94と、浸漬棒91の軸線91AX周りにおいて浸漬棒91を回動させる回動モータ95と、を有する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
上面貫通孔11Cは、グローブボックス11の上面においてZ方向に延びる。また、浸漬棒91は、上面貫通孔11Cに挿入された状態で、上面貫通孔11Cに沿って移動自在であるとともに、自身の軸線91AXを中心に回動自在である、すなわち、浸漬棒91は、自身の軸線91AX上の直線移動、及び軸線91AX周りの回動が可能となる。また、回動モータ95は、モータ本体95Mと、モータ本体95Mによって回動する回動軸95Fとを有する。回転軸95Fは、浸漬棒91の一端側に固定されているため、モータ本体95Mの駆動により、浸漬棒91は、軸線91AX周りに回動する。さらに、スライド機構94は、浸漬棒91に対して同軸状となるようにして配されたネジ軸94Aと、モータ本体95Mとネジ軸94Aとを連結する連結具94Rと、ネジ軸94Aと嵌合するナット94Nと、グローブボックス11に対してナット94Nを固定するナット固定具94Fと、ネジ軸94AをZ方向周りに回転させるモータ94Mと、を有する。図5(B)に示すように、連結具94Rは、モータ本体95Mに固定された受け具94RAと、ネジ軸94Aの端部から延び、受け具94RAに対して係合する係合軸94RFと、を有する。受け具94RAは、係合軸94RFが挿入可能な孔挿入を有する。また、係合軸94RFの先端には、抜け止め具94RKが形成される。そして、抜け止め具94RKの寸法は、受け具94RAに形成された挿入孔よりも大きい。したがって、受け具94RAの挿入孔に挿入された係合軸94RFは、自身の軸方向においては受け具94RAに係止されるとともに、自身の軸周りにおいては、受け具94RAの挿入孔に挿入された状態で回転自在となっている。
The upper surface through
このため、浸漬棒91は、モータ94Mの駆動によりZ方向へ直線移動する。結果、Z方向における浸漬棒91の直線移動によって、収容籠50は、任意の槽(例えば、槽81)に収容された液体金属Mの中に位置する浸漬状態(図6(B)参照)と、浸漬状態から退避した退避状態(図6(A)参照)と、の間で移動する。また、浸漬棒91は、回動モータ95の駆動により、Z方向周りに回動する。そして、軸線91AX周りにおける浸漬棒91の回動によって、収容籠50は、退避状態(図6(A)参照)を維持しながら、第1槽81の上方位置、第2槽82の上方位置、及び第3槽83の上方位置の間で移動する。
For this reason, the
図7に示すように、第1〜3槽81〜83は、上面貫通孔11Cに挿入された浸漬棒91の軸線91AX周りに配されることが好ましい。また、Z方向から見た場合に、第1〜3槽81〜83は、軸線91AXを中心とする被処理体Sの軌道C1と重なる位置にあることが好ましい。例えば、被処理体の軌道C1は、円状であることが好ましい。
As shown in FIG. 7, it is preferable that the 1st-3rd tanks 81-83 are distribute | arranged around the axis line 91AX of the
図2,8(A)に示すように、搬送移動機構100は、グローブボックス11のY方向側の側面に形成された第2側面貫通孔11Bに挿入され、一端がグローブボックス11の外部に位置するとともに他端が処理空間11KAに位置する搬送スライド棒101と、搬送スライド棒101の他端に設けられ、収容籠50を係止する籠引掛具102と、搬送スライド棒101の軸線101AX方向に搬送スライド棒101を移動させるスライド機構103と、を有する。第2側面貫通孔11Bは、Y方向へ延びる。こうして、第2側面貫通孔11Bに挿入された搬送スライド棒101は、Y方向へ移動可能となる。スライド機構103は、スライド機構74と同様の構造を有するため、スライド機構103の詳細説明は省略する。このような搬送スライド棒101の移動によって、籠引掛具102は、吊り下げテーブル60の吊り下げアーム62から、浸漬移動機構90の籠係止具93まで移動可能となる。なお、図8(B)に示すように、第2側面貫通孔11Bの内径は、外側から内側に向かうにしたがって大きくなっていてもよい。これにより、第2側面貫通孔11Bに挿入された搬送スライド棒101は、Y方向のみならず、X方向やZ方向にも移動可能となる。
As shown in FIGS. 2 and 8A, the
図1に示すように、シール機構20は、第1側面貫通孔11Aとテーブルスライド棒72との隙間を覆う第1側面シール部20Aと、第2側面貫通孔11Bと搬送スライド棒101との隙間を覆う第2側面シール部20Bと、上面貫通孔11Cと浸漬棒91との隙間を覆う上面シール部20Cと、を有する。
As shown in FIG. 1, the
図4(A)に示すように、第1側面シール部20Aは、金属から形成されたものであり、テーブルスライド棒72の一端側の周面に密着するように設けられた棒側シールスリーブ20AXと、グローブボックス11のうち第1側面貫通孔11Aの周縁部に密着するように設けられた容器側シールスリーブ20AYと、棒側シールスリーブ20AXから容器側シールスリーブ20AYまで延びる筒状のシール筒20ATと、を有する。シール筒20ATは、蛇腹構造を有するため、テーブルスライド棒72の移動に追従して、変形自在、すなわち伸縮自在である。このような蛇腹構造を有する第1側面シール部20Aにより、第1側面貫通孔11Aにおける気密性が得られる。
As shown in FIG. 4A, the first
また、図5(A)に示すように、上面シール部20Cは、金属から形成されたものであり、浸漬棒91の一端側の周面に沿って設けられた棒側シールスリーブ20CXと、グローブボックス11のうち上面貫通孔11Cの周縁部に密着するように設けられた容器側シールスリーブ20CYと、棒側シールスリーブ20CXから容器側シールスリーブ20CYまで延びる筒状のシール筒20CTと、を有する。さらに、図5(C)に示すように、上面シール部20Cは、棒側シールスリーブ20CXと浸漬棒91との間に配されるシールリング20CRを有する。シールリング20CRは、浸漬棒91を保持するとともに、棒側シールスリーブ20CXと浸漬棒91との隙間を塞ぐ。そして、シールリング20CRに保持された浸漬棒91は、軸線91AX周りにおいて回動可能となっている。シール筒20CTも、蛇腹構造を有するため、浸漬棒91の直線移動に追従して、伸縮自在である。この上面シール部20Cにより、上面貫通孔11Cにおける気密性が得られる。
Further, as shown in FIG. 5A, the upper
図8に示すように、第2側面シール部20Bも第1側面シール部20Aと同様の構造を有する。したがって、第2側面シール部20Bにより、搬送スライド棒101はY方向へ移動自在となるとともに、第2側面貫通孔11Bにおける気密性が得られる。
As shown in FIG. 8, the second
図1〜2に示すように、コントローラ40は、仕切板15、ポンプユニット30、ガス供給ユニット31、各モータ74M、94M、95や、スライド機構103のモータ等、各部を制御する。なお、遮断位置と連通位置との間における仕切板15操作は、コントローラ40によらず、グローブ11Gを用いてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、熱処理装置2の使用方法について説明する。
Next, the usage method of the
まず、グローブ11Gを用いて、仕切板15を連通位置(図2参照)にするとともに、吊り下げテーブル60を搬入空間12KAへ送る。さらにその後、グローブ11Gを用いて、仕切板15を遮断位置にする。これにより、処理空間11KAと搬入空間12KAとが仕切板15によって分離される。次に、搬入口12Eを開いて、吊り下げテーブル60の吊り下げアーム62に、被処理体を収容した収容籠50を吊り下げる。その後、搬入口12Eを閉じる。
First, using the
コントローラ40は、真空ポンプ30A,30Bの駆動により、容器10の内部空間、すなわち処理空間11KA及び搬入空間12KAを個別に真空引きする。その後、コントローラ40は、ガス供給ユニット31の駆動により、処理空間11KA及び搬入空間12KAに対し個別に不活性ガスを充てんする。さらにその後、グローブ11Gを用いて、仕切板15を連通位置(図2参照)にするとともに、処理空間11KAに待機する保持具71に対し、吊り下げテーブル60を嵌め込む。これにより、吊り下げテーブル60は、テーブル移動機構70の操作に伴って、X方向において移動可能となる。
The
次に、コントローラ40は、それぞれのヒータにより、第1〜3槽81〜83に収容された金属Mを加熱する。これにより、第1〜3槽81〜83に収容された金属Mは溶融し、液状(溶融金属)となる。このとき、第1〜3槽81〜83の溶融金属は、それぞれ異なる温度に維持される。
Next, the
その後、搬送スライド棒101の操作によって、収容籠50を吊り下げアーム62から外すとともに、外した収容籠50を籠引掛具102に係止する。引き続いて、搬送スライド棒101の操作によって、籠引掛具102によって係止された収容籠50を、浸漬棒91の籠係止具93まで搬送し、籠係止具93へ移す。
Thereafter, the
浸漬棒91の操作によって、浸漬棒91に係止された収容籠50は、第1槽81の上方、すなわち退避状態(図6(A)参照)に位置することとなる。そしてこのまま、収容籠50をZ方向へ下降させることにより、収容籠50は、退避状態(図6(A)参照)から浸漬状態(図6(B)参照)へ移動する。これにより、当該収容籠50に収容された被処理体Sは、溶融した金属Mに浸漬する。
By the operation of the
コントローラ40は、内蔵タイマー等によって、浸漬状態に至ってからの経過時間を計測する。コントローラ40は、所定の第1熱処理時間が経過した後、浸漬棒91を上昇させることによって、収容籠50は、浸漬状態(図6(B)参照)から退避状態(図6(A)参照)へ移動する。これにより、当該収容籠50に収容された被処理体Sは、第1槽81にて溶融した金属Mから引き上げられる。これにより、第1槽81における急速加熱処理を所定時間行うことができる。
The
次に、コントローラ40による浸漬棒91の回動動作によって、被処理体Sを収容する収容籠50は、第1槽81の上方の位置から、第2槽82の上方の位置へ移動することとなる。そして、第1槽81における溶融金属Mからの引き上げから所定の時間が経過した後、コントローラ40は、浸漬棒91の直線操作を介して、浸漬状態(図6(B)参照)と退避状態(図6(A)参照)との間で収容籠50の移動を行う。これにより、第2槽82における急速冷却処理を所定時間行うことができる。
Next, due to the rotation operation of the
そして、前述の急速加熱処理や急速冷却処理といった所定の熱処理が施された被処理体は、浸漬棒91の回動動作及び搬送スライド棒101の動作によって、収容籠50を籠係止具93から外すとともに、外された収容籠50を、所定の吊り下げアーム62へ移す。その後、搬送スライド棒101及び浸漬棒91の動作によって、収容籠50を所定の槽まで搬送することにより、当該収容籠50に収容された別の被処理体に対して、所定の熱処理を行うことができる。
And the to-be-processed object to which predetermined | prescribed heat processings, such as the above-mentioned rapid heating process and rapid cooling process, were carried out, the
熱処理装置2は、シール機構20を備えるため、容器10の気密性を維持しつつ、容器10内における被処理体Sを移動させることができる。このシール機構20は、いわゆる蛇腹構造のように伸縮自在であるとともに、いわゆる摺動部を持たない。したがって、蒸発した金属Mがシール機構20に付着したとしても、シール機構20自体は、伸縮自在のままであるため、結果として、容器10内における被処理体の移動をスムーズに行うことができる。
Since the
また、上面シール部20Cは、蛇腹構造を有するシール筒20CTと、シールリング20CXとを有するため、浸漬棒91等の直線移動動作や回動動作を可能にする。このため、容器10内における被処理体の移動を簡単に行うことができる。そして、浸漬棒91等の直線移動や回動の制御が、コントローラ40によって行われるため、所望の条件の熱処理を自動化することができる。さらに、熱処理が施された後の被処理体を、吊り下げアーム62(処理後用アーム)に戻す操作や、熱処理が施される前の被処理体を、吊り下げアーム62(処理前用アーム)から取る操作も、コントローラ40によって制御される浸漬棒91等の移動動作に基づくため、複数の被処理体に対して、所定の熱処理を自動的にかつ連続して行うことができる。
Further, since the upper
なお、浸漬移動機構90は、さらに、第1〜3槽81〜83の開口を塞ぐ第1〜3蓋121〜123を有していることが好ましい。そして、収容籠50が浸漬状態(図6(B)参照)にある場合には、第1〜3蓋121〜123は、それぞれ、第1〜3槽81〜83の開口を塞ぐ閉位置となり、収容籠50が退避状態(図6(A)参照)にある場合には、第1〜3蓋121〜123は、それぞれ、第1〜3槽81〜83の開口を開く開位置となる。これにより、収容籠50が浸漬状態(図6(B)参照)にある場合、収容籠50が浸漬された槽のみならず、他の槽の開口を塞ぐことができる。したがって、全ての槽における溶融金属の蒸発を抑えることができる。
In addition, it is preferable that the
なお、上記実施形態の熱処理装置2は、液体金属Mを収容する槽を3つ(第1槽81〜第3層83)備えているが、本発明はこれに限られず、熱処理装置2は、液体金属Mを収容する槽を2つまたは4つ以上備えていてもよい。
In addition, although the
なお、上記実施形態の熱処理装置2は、被処理体を保持するために収容籠50を備えているが、本発明はこれに限られず、熱処理装置2は、収容籠50の代わりに、被処理体を直接吊り下げ可能な吊下部材を備えていてもよい。
In addition, although the
なお、図2,3に示すようにテーブル移動機構70は、車輪73、特に車軸73Xを覆うカバー75を備えることが好ましい。カバー75により、蒸発した金属が車軸73Xに付着しにくくなる結果、テーブル移動機構70のスムーズな移動を確保できる。
2 and 3, the
また、上記実施形態では、各シール部20A〜20Cを、グローブボックス11の外側に設けたが、本発明はこれに限られず、グローブボックス11の内側に設けてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although each seal |
なお、収容籠50が退避状態(図6(A)参照)にある場合、第1〜3槽81〜83の開口を塞ぐ別蓋と、別蓋を水平移動可能な移動機構を有していてもよい。別蓋を水平移動可能な移動機構は、テーブル移動機構70と同様の構造であればよい。
In addition, when the
なお、シール筒20AT〜20CTとして、合成樹脂等の弾性体から形成されたものを用いてもよい。合成樹脂等の弾性体からなるシール筒20AT〜20CTは、形成材料に由来して伸縮自在である。このため、蛇腹構造を省略することができる。さらに、合成樹脂等の弾性体からなるシール筒20CTは、形成材料に由来して捩じれ変形可能である。このため、シールリング20CRを省略することができる。 In addition, you may use what was formed from elastic bodies, such as a synthetic resin, as sealing cylinder 20AT-20CT. The seal cylinders 20AT to 20CT made of an elastic body such as a synthetic resin are stretchable due to the forming material. For this reason, the bellows structure can be omitted. Further, the seal cylinder 20CT made of an elastic body such as synthetic resin can be twisted and deformed due to the forming material. For this reason, the seal ring 20CR can be omitted.
さらに、熱処理装置2は、図9に示すように、容器10の内部空間にある蒸発した金属Mを回収する回収機構130を備えていることが好ましい。回収機構130は、容器10の外に配された回収ケース131と、回収ケース131の内部空間に配されたフィルタ132と、容器10の内部空間にある気体を回収ケース131の内部空間へ送るための送り管133と、回収ケース131の内部空間にある気体を容器10の内部空間へ送るための戻り管134と、戻り管134に設けられたポンプ135と、送り管133に設けられた送り側開閉弁136と、戻り管134に設けられた戻り側開閉弁137と、を有する。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the
送り管133は、一端が容器10の内部空間にて開口し、他端が回収ケース131の内部空間にて開口する。同様に、戻り管134は、一端が容器10の内部空間にて開口し、他端が回収ケース131の内部空間にて開口する。コントローラ40によって、送り側開閉弁136及び戻り側開閉弁137を開かれ、ポンプ135が運転を開始すると、蒸発した金属を含む気体が、容器10から回収ケース131に向かって流れる。回収ケース131において、蒸発した金属を含む気体がフィルタ132を通過すると、蒸発した金属はフィルタ132との接触により凝縮する。この結果、フィルタ132は、蒸発した金属を含む気体から金属を濾し取ることができる。そして、フィルタ132を通過した気体は、戻り管134によって、容器10の内部空間へ戻る。
One end of the
このようにして、回収機構130によって形成された循環路、すなわち、送り管133、フィルタ132を有する回収ケース131、戻り管134、容器10を、気体が順次通過するため、容器10の内部空間にある気体において、蒸発した金属の濃度を抑えることができる。この結果、蒸発した金属に由来する固形物が、容器10の内壁に付着しにくくなる。
In this way, the gas sequentially passes through the circulation path formed by the
送り管133のうち容器10の内部空間にて開口する容器側送り開口133Xは、図10〜11に示すように、第1槽81の上方に位置し、第1槽81に向くことが好ましい。また、容器側送り開口133Xは、第1槽81の開口81Xの上方に位置することが好ましい。これにより、第1槽81に貯留する溶融金属Mが蒸発した場合であっても、当該蒸発した金属を送り管133によって、回収ケース131へ確実に送ることができる。
The container-side feed opening 133 </ b> X that opens in the internal space of the
戻り管134のうち、容器10の内部空間にて開口する容器側戻り開口134Yは、第1槽81の周りに位置することが好ましい。また、容器側戻り開口134Yは上方に向くことが好ましい。さらに、容器側戻り開口134Yが複数の場合には、第1槽81の周りにおいて環状に並ぶことが好ましい。これにより、第1槽81の開口81X近傍では、下方から上方に向かう気体の流れが生じる。このような気体の流れによって、当該蒸発した金属は、第1槽81の真上に流れやすくなる。この結果として、当該蒸発した金属を、第1槽81の上方にて開口する送り管133を介して、回収ケース131へ確実に送ることができる。
Of the
さらに、第1の容器側送り開口133Xは、容器側戻り開口134Yと正対するように環状に並び、第2の容器側送り開口133Xは、第1の容器側戻り開口134Yの内側に配されることが好ましい。さらに、第2の容器側送り開口133Xは、第1槽81の開口81Xと正対することが好ましい。これにより、第1槽81の開口81Xから第2の容器側送り開口133Xにかけて形成される経路Rの周りでは、容器側戻り開口134Yから、第1の容器側送り開口133Xにかけて一定の気体の流れが生じるため、第1槽81にて蒸発した金属は、経路Rを外れにくくなる。結果、当該蒸発した金属を回収ケース131へ確実に送ることができる。
Further, the first container-
なお、容器10の内部空間においては、送り管133及び戻り管134は、収容籠50や第1〜3蓋121〜123の移動経路から外れるように設けられることが好ましい。
In addition, in the internal space of the
上記実施形態では、回収機構130を第1槽81に対して設けたが、本発明はこれに限られず、回収機構130を第2槽82や第3層83のそれぞれに設けてもよい。
In the above embodiment, the
ところで、被処理体に対し熱処理を行う間、急速冷却処理を行う第2槽82や第2槽82に貯留する溶融金属Mは、周囲の熱源(第1槽81や第3層83のヒータや溶融金属)によって温度が上昇してしまう。このため、熱処理装置2は、図12に示すように、第2槽82に貯留する溶融金属Mを冷却する冷却機構140を備えることが好ましい。
By the way, the molten metal M stored in the
冷却機構140は、容器10の内部空間及び外部空間において伝熱媒体(He等の冷媒や空気)が循環するための循環経路を形成する伝熱媒体流通管141と、容器10の外に配され、伝熱媒体流通管141に設けられた冷却装置142と、容器10の外に配され、伝熱媒体流通管141に設けられたポンプ143と、を備える。伝熱媒体流通管141は、第2槽82に接するように設けられる。また、伝熱媒体流通管141は、第2槽82の周りにおいて螺旋状に配されることが好ましい。
The
コントローラ40の制御の下、ポンプ135が運転を開始すると、伝熱媒体が循環経路を流通する。また、コントローラ40の制御の下、冷却装置142は、伝熱媒体流通管141を流れる伝熱媒体を冷却する。これにより、伝熱媒体流通管141を流通する伝熱媒体の温度を、所定の範囲で維持することができる。
When the
このようにして、容器10の内部空間においては、第2槽82や第2槽82に貯留する溶融金属Mと、伝熱媒体流通管141を流通する伝熱媒体との間で熱交換が行われる。このため、熱処理を行っている間、第2槽82や第2槽82に貯留する溶融金属Mの温度を所望の範囲で維持することができる。
In this way, in the internal space of the
なお、伝熱媒体流通管141において、伝熱媒体は、第2槽82の上方から下方に向かって流してもよい。これにより、第2槽82の上方に貯留する溶融金属Mの温度は、第2槽82の下方に貯留する溶融金属Mの温度よりも低くなる。このようにして、第2槽82内にて生じる溶融金属Mの温度分布は、第2槽82内における当該溶融金属Mの対流を誘発する結果、第2槽82に貯留する溶融金属M全体の冷却を効率よく行うことができる。
In the heat transfer
なお、伝熱媒体が空気の場合には、冷却装置142と容器10との間の伝熱媒体流通管141を外部に開放させて、伝熱媒体の経路を容器10の外部空間に解放させてもよい。
When the heat transfer medium is air, the heat transfer
なお、上記実施形態の熱処理装置2では、伝熱媒体流通管141が第2槽82に接するように設けられたが、本発明はこれに限られず、伝熱媒体流通管141は、第2槽82に内蔵されていてもよい。
In the
また、熱処理装置2は、図13に示すように、容器10の外に配されたリザーバタンク151と、リザーバタンク151及び容器10の内部空間の間で溶融金属Mを移送する溶融金属移送機構152とを備えることが好ましい。リザーバタンク151及び溶融金属移送機構152は対となって、第1槽81に設けられる。なお、リザーバタンク151及び溶融金属移送機構152は、第1槽81〜第3層83に対し個別に設けてもよい。
As shown in FIG. 13, the
リザーバタンク151は、溶融金属Mが貯留可能な密閉空間と、密閉空間に貯留する溶融金属Mの温度を調節するヒータ(図示省略)とを有する。
The
溶融金属移送機構152は、連通管152Tと、連通管152Tに設けられる切り替え弁152Bと、気圧制御機構160と、を有する。
The molten
連通管152Tは、第1槽81に貯留する溶融金属Mの中で開口する槽側開口端152TXと、リザーバタンク151に貯留する溶融金属Mの中で開口するタンク側開口端152TYと、容器10の内部空間であって第1槽81の外で開口する容器側開口端152TZと、を有する。槽側開口端152TXとタンク側開口端152TYとは常に連通している。一方、容器側開口端152TZは、切り替え弁152Bによって、槽側開口端152TX及びタンク側開口端152TYに対し遮断された状態(遮断状態)と、槽側開口端152TX及びタンク側開口端152TYに対し開放された状態(解放状態)との間で切り替え自在である。
The
気圧制御機構160は、容器10の内部空間の気圧を検知する容器側気圧センサ161と、容器10の内部空間に連通する容器側通気管162と、容器側通気管162に設けられた容器側気圧調整ポンプ163と、容器10及び容器側気圧調整ポンプ163の間の容器側通気管162に設けられ、容器側通気管162の開閉を行う容器側開閉弁164と、リザーバタンク151の内部空間の気圧を検知するタンク側気圧センサ166と、リザーバタンク151の内部空間に連通するタンク側通気管167と、タンク側通気管167に設けられたタンク側気圧調整ポンプ168と、容器10及びタンク側気圧調整ポンプ168の間のタンク側通気管167に設けられ、タンク側通気管167の開閉を行うタンク側開閉弁169と、を有する。
The atmospheric
コントローラ40は、各気圧センサ161、166からのセンシング信号を読み取りながら、各開閉弁164、169の開閉操作や、各ポンプ163、168のON・OFF操作を行って、容器10からリザーバタンク151へ溶融金属Mが流れる流出状態と、リザーバタンク151から容器10へ溶融金属Mが流れる流入状態と、容器10及びリザーバタンク151の間で溶融金属Mの移動が起こらない停止状態と、の間で、切り替え運転を行う。ここで、流出状態では、切り替え弁152Bが閉じた状態で、容器10の内部空間の気圧がリザーバタンク151の内部空間の気圧よりも高い。一方、流入状態では、切り替え弁152Bが閉じた状態で、容器10の内部空間の気圧が、リザーバタンク151の内部空間の気圧よりも低い。また、停止状態では、切り替え弁152Bが開いており、容器10の内部空間の気圧は、リザーバタンク151の内部空間の気圧と等しい。また、切り替え弁152Bと、連通管152Tのうち切り替え弁152Bが設けられる部分は、容器10の外に位置することが好ましい。なお、切り替え弁152Bは、容器10の内部空間にあってもよい(図14参照)。
While reading the sensing signals from the
なお、熱処理装置2は、溶融金属移送機構152、すなわち連通管152Tや切り替え弁152Bの温度が溶融金属Mの凝固点以上となるように調節する温調機構を有していてもよい。温調機構は、例えば、連通管152Tや切り替え弁152Bの周りに配されるジャケットと、ジャケットの内部に供給される伝熱媒体の温度を調節する温調機と、ジャケットと温調機との間で伝熱媒体を循環させる循環路と、を有する。この温調機構により、連通管152Tや切り替え弁152Bの中で、溶融金属Mが凝固することを抑制する。
The
ところで、各棒72、91、101を操作する際、各シール部20A、20B、20Cにおける蛇腹構造が伸縮する結果、各シール部20A、20B、20Cの内部空間の体積変化に応じて、容器10の内部空間の圧力が変動してしまう。このような内部空間の圧力変動、特に圧力が増大する場合には、各棒72、91、101の操作性が悪くなる。このような各棒72、91、101の操作性を確保するために、熱処理装置2は、圧力変動吸収機構180を備えていることが好ましい。なお、グローブ11G(図1参照)を用いて容器10の内部空間の各部を操作する際にも、容器10の内部空間の圧力が変動してしまう結果、グローブ11Gの操作性が悪くなるが、次に述べる圧力変動吸収機構180によって、グローブ11Gの操作性を確保できる。
By the way, when each
圧力変動吸収機構180は、図15に示すように、容器10の内部空間の圧力変動を吸収するものであり、容器10に形成された開口11Hを塞ぐ風船181を有する。風船181の形成材料は、弾性素材、例えば、ゴムがある。図16に示すように、風船181の開口部は、開口11Hの周縁に形成されたリブ11HRに係合するとともに、図示しない結束部材を用いて風船181の開口部をリブ11HRに縛り付ける。
As shown in FIG. 15, the pressure
容器10の内部空間において各シール部20A、20B、20Cやグローブ11Gが占める体積が増大した場合、この体積増大分に追従して、風船181が膨張する(図15参照)。このため、各シール部20A、20B、20Cやグローブ11Gが占める体積が増大しても、容器10の内部空間の圧力は一定に維持される。この結果、各棒72、91、101やグローブ11Gの操作性を確保することができる。
When the volume occupied by the
さらに、圧力変動吸収機構180は、開口11Hを閉じる蓋183と、開口11Hを閉じた閉塞状態と開口11Hを外部へ開放した開放状態との間で蓋183を移動する蓋開閉機構185と、を有する。蓋開閉機構185は、蓋183を押し当てる蓋押当部材185Tと、蓋押当部材185Tを保持する保持部材185Hと、容器10の外壁面から突設された凸部材185Bと、凸部材185B及び保持部材185Hを連結する連結軸185Xと、を有する。保持部材185Hは、連結軸185Xを中心にして搖動自在となった状態で、凸部材185Bに支持される。なお、蓋183と保持部材185Hとは固着されていてもよいが、図に示すように、蓋押当部材185Tとしてボルトを用い、保持部材185Hとして、ボルトのネジと螺合可能なネジ穴が形成された保持板を用いてもよい。蓋183を閉塞状態にしたのち、ボルトを締めることにより、開口11Hの気密性を確実にすることができる。そして、蓋183によって開口11Hを閉じた状態で容器10の内部空間の真空引きを行えば、真空引きを行っている間、風船11が容器10の内部空間に引き込まれずに済む。
Further, the pressure
なお、風船181の代わりに、グローブ11Gを用いてもよい。例えば、グローブ11Gを同時に2つ使用する場合には、3つ目のグローブ11Gが風船181の代わりとして機能する。
Instead of the
なお、図9〜16に示した各機構は、熱処理装置2に限定されず、広く利用することができる。
In addition, each mechanism shown to FIGS. 9-16 is not limited to the
2 熱処理装置
10 容器
11 グローブボックス
11A 側面貫通孔
11B 側面貫通孔
11C 上面貫通孔
11KA 処理空間
11W 観察窓
12 搬入箱
12E 搬入口
12KA 搬入空間
15 仕切板
20 シール機構
20A 側面シール部
20AT シール筒
20AX 棒側シールリング
20AY 容器側シールリング
20B 側面シール部
20C 上面シール部
20CT シール筒
20CX 棒側シールリング
20CY 容器側シールリング
30 ポンプユニット
31 ガス供給ユニット
40 コントローラ
50 収容籠
60 吊り下げテーブル
61 水平板
62 アーム
70 テーブル移動機構
71 挟持具
72 テーブルスライド棒
72X 軸線
74 スライド機構
75 カバー
81〜83 槽
90 浸漬移動機構
91 浸漬棒
91X 軸線
92A〜92C アーム
93 籠係止具
94 スライド機構
95 回動モータ
100 搬送移動機構
101 搬送スライド棒
101X 軸線
102 籠引掛具
103 スライド機構
121-123 蓋
2
Claims (16)
貫通孔が形成された容器と、
前記容器の内部空間に配され前記液体金属を収容する槽と、
移動自在又は回動自在のまま前記貫通孔に挿入されるとともに、前記容器の内部空間において前記被処理体を保持する被処理体移動機構と、
前記被処理体移動機構を制御するコントローラと、
前記容器に気密性を付与するシール機構と、を備え、
前記コントローラは前記容器の外に配され、
前記シール機構は、前記貫通孔と前記被処理体移動機構との隙間を塞ぐとともに、前記被処理体移動機構の動作に追従して変形自在な被処理体側シール具を有することを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus for performing a heat treatment using a liquid metal on a metal object,
A container having a through-hole formed therein;
A tank that is arranged in the internal space of the container and contains the liquid metal;
A workpiece moving mechanism that is inserted into the through-hole while being movable or rotatable, and that holds the workpiece in the internal space of the container;
A controller for controlling the object moving mechanism;
A sealing mechanism for imparting airtightness to the container,
The controller is disposed outside the container;
The sealing mechanism includes a processing object side sealing tool that closes a gap between the through hole and the processing object moving mechanism and is deformable following the operation of the processing object moving mechanism. apparatus.
前記容器に密着するように設けられた容器側固定部と、
前記被処理体係止具に密着するように設けられた係止具側固定部と、
前記容器側固定部から前記係止具側固定部まで延設された筒部と、を有することを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項記載の熱処理装置。 The object to be processed side sealing tool is:
A container side fixing portion provided so as to be in close contact with the container;
A locking tool side fixing portion provided so as to be in close contact with the processing object locking tool;
4. The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising: a cylinder portion extending from the container side fixing portion to the locking tool side fixing portion. 5.
第1の温度の前記液体金属が貯留する第1槽と、
前記第1の温度と異なる第2の温度の前記液体金属が貯留する第2槽と、を有し、
前記被処理体移動機構は、前記貫通孔を通過する回動軸を有し、
前記被処理体は、前記回動軸周りにおける前記被処理体移動機構の回動動作によって、前記回動軸の周りに回動自在であるとともに、前記回動動作によって、前記第1槽の上方に位置する状態と、前記第2槽の上方に位置する状態との間で遷移可能であることを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項記載の熱処理装置。 The tank is
A first tank in which the liquid metal at a first temperature is stored;
A second tank in which the liquid metal at a second temperature different from the first temperature is stored,
The workpiece moving mechanism has a rotation shaft that passes through the through hole,
The object to be processed is rotatable around the rotation axis by a rotation operation of the object moving mechanism around the rotation axis, and above the first tank by the rotation operation. 6. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus is capable of transitioning between a state located at a position above the second tank and a state located above the second tank.
前記連結蓋は、前記被処理体移動機構の移動動作によって、前記槽の開口を塞ぐ閉位置及び前記閉位置から退避した開位置の間で移動し、
前記連結蓋は、前記被処理体が前記第1槽に対して前記浸漬状態にある場合、前記第1槽及び前記第2槽の少なくとも一方に対し前記閉位置となることを特徴とする請求項6記載の熱処理装置。 A connecting lid connected to the workpiece moving mechanism;
The connection lid is moved between a closed position for closing the opening of the tank and an open position retracted from the closed position by a movement operation of the workpiece moving mechanism,
The connection lid is in the closed position with respect to at least one of the first tank and the second tank when the object to be processed is in the immersion state with respect to the first tank. 6. The heat treatment apparatus according to 6.
前記低温槽冷却機構は、
前記槽に設けられ伝熱媒体が流通する伝熱媒体流通管を有し、
前記伝熱媒体流通管における両側の開口端は、いずれも前記容器の外に配されたことを特徴とする請求項6または7記載の熱処理装置。 When the lower temperature of the liquid metal stored in the first tank and the second tank is defined as a low temperature tank, a low temperature tank cooling mechanism for cooling the low temperature tank is provided,
The low temperature bath cooling mechanism is
A heat transfer medium flow pipe provided in the tank and through which the heat transfer medium flows;
The heat treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein both open ends of the heat transfer medium flow pipe are disposed outside the container.
前記回収機構は、
前記容器の外に配された回収ケースと、
前記回収ケースの内部空間に配されたフィルタと、
前記容器の内部空間にある気体を前記回収ケースの内部空間へ送るための送り管と、
前記回収ケースの内部空間にある気体を前記容器の内部空間へ送るための戻り管と、
前記戻り管に設けられたポンプと、を有することを特徴とする請求項1ないし8のうちいずれか1項記載の熱処理装置。 And a recovery mechanism for recovering the liquid metal evaporated in the internal space of the container,
The recovery mechanism is
A collection case arranged outside the container;
A filter disposed in the internal space of the collection case;
A feed pipe for sending the gas in the internal space of the container to the internal space of the recovery case;
A return pipe for sending the gas in the internal space of the recovery case to the internal space of the container;
The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising a pump provided in the return pipe.
前記容器側送り開口は、前記槽の上方において前記槽の開口を向くことを特徴とする請求項9記載の熱処理装置。 The feed pipe has a container-side feed opening that opens in the internal space of the container,
The heat treatment apparatus according to claim 9, wherein the container side feed opening faces the opening of the tank above the tank.
前記容器側戻り開口は、前記槽の外周において上方を向くことを特徴とする請求項9または10記載の熱処理装置。 The return pipe has a container side return opening that opens in the internal space of the container,
The heat treatment apparatus according to claim 9 or 10, wherein the container-side return opening faces upward on an outer periphery of the tank.
前記槽と前記リザーバタンクとの間で前記液体金属を移送する液体金属移送機構と、を備え、
前記液体金属移送機構は、
前記槽に貯留する前記液体金属の中で開口する槽側開口、及び前記リザーバタンクに貯留する前記液体金属の中で開口するタンク側開口を有する連通管と、
前記連通管の内部空間を前記容器の内部空間に対して開放する解放状態、及び前記連通管の内部空間を前記容器の内部空間に対して遮断する遮断状態の間で切り替え可能な切り替え弁と、
前記容器の内部空間に対して正圧または負圧となるように、前記リザーバタンクの内部空間の気圧を制御する気圧制御機構と、を有することを特徴とする請求項1ないし10のうちいずれか1項記載の熱処理装置。 A reservoir tank disposed outside the container and having a sealing property;
A liquid metal transfer mechanism for transferring the liquid metal between the tank and the reservoir tank,
The liquid metal transfer mechanism is
A communication pipe having a tank side opening that opens in the liquid metal stored in the tank, and a tank side opening that opens in the liquid metal stored in the reservoir tank;
A switching valve that can be switched between an open state in which the internal space of the communication pipe is opened with respect to the internal space of the container and a shut-off state in which the internal space of the communication pipe is blocked from the internal space of the container;
11. An air pressure control mechanism that controls the air pressure in the internal space of the reservoir tank so as to be positive or negative with respect to the internal space of the container. The heat treatment apparatus according to claim 1.
前記圧力変動吸収機構は、
前記容器に形成された開口を塞ぐ弾性部材を有することを特徴とする請求項1ないし12のうちいずれか1項記載の熱処理装置。 A pressure fluctuation absorbing mechanism for absorbing pressure fluctuation in the internal space of the container;
The pressure fluctuation absorbing mechanism is
The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising an elastic member that closes an opening formed in the container.
前記熱処理工程では、請求項1ないし14のうちいずれか1項記載の熱処理装置を用いることを特徴とする金属製品の製造方法。 A method of manufacturing a metal product having a heat treatment step of performing a heat treatment using a liquid metal on an object to be processed,
The method of manufacturing a metal product, wherein the heat treatment step uses the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 14.
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