JP2725008B2 - 真空熱処理炉 - Google Patents

真空熱処理炉

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JP2725008B2
JP2725008B2 JP62278818A JP27881887A JP2725008B2 JP 2725008 B2 JP2725008 B2 JP 2725008B2 JP 62278818 A JP62278818 A JP 62278818A JP 27881887 A JP27881887 A JP 27881887A JP 2725008 B2 JP2725008 B2 JP 2725008B2
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雅知 中村
幸一 阿久津
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Daido Steel Co Ltd
NDK Inc
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Daido Steel Co Ltd
Nihon Denshi Kogyo KK
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は真空熱処理炉に関する。 金属材料の硬化処理として、浸炭焼入処理や窒化処理
が行なわれている。そして近年では、その性能を向上さ
せるために、上記のような硬化処理においてプラズマを
利用することが注目されている。 本発明は被処理材のプラズマ浸炭焼入処理及びプラズ
マ窒化処理に兼用させることができる真空熱処理炉に関
するものである。 <従来の技術、その問題点> 従来、被処理材のプラズマ浸炭焼入処理を行なう真空
熱処理炉として、開閉可能な扉を有する真空容器内に加
熱室と該加熱室に並設された油冷室との二つの熱処理室
を区画して装備したものが使用されている。かかる従来
のプラズマ浸炭焼入処理用真空熱処理炉は、被処理材を
加熱室内でプラズマ処理により浸炭処理した後、該加熱
室から油冷室内へと移送して、該油冷室で焼入処理する
というものである。 ところが、上記のような従来のプラズマ浸炭焼入処理
用真空熱処理炉には、被処理材のプラズマ窒化処理を行
ない難いという問題点がある。従来のプラズマ浸炭焼入
処理用真空熱処理炉によると、油冷室において発生する
油蒸気が加熱室内へ侵入することを避けられず、侵入し
た油蒸気によって加熱室内の被処理材までもが汚染され
るため、被処理材のプラズマ窒化能が落ちてしまうから
である。 <発明が解決しようとする問題点、その解決手段> 本発明は、叙上の如き従来の問題点を解決して、被処
理材のプラズマ浸炭焼入処理及びプラズマ窒化処理に兼
用させることができる真空熱処理炉を提供するものであ
る。 しかして本発明は、被処理材のプラズマ浸炭焼入処理
及びプラズマ窒化処理に兼用する真空熱処理炉であっ
て、開閉可能な扉を有する真空容器と、該真空容器内に
開閉可能な扉を有する断熱材で囲撓されて形成された熱
処理室と、該真空容器内に該熱処理室に並設して装備さ
れたクーラ及びファンと、該熱処理室内に装備された発
熱体と、該真空容器と該断熱材との間に配設された送風
管と、該送風管から該断熱材を貫通して該熱処理室内へ
と挿入された複数のガスノズルとを備え、熱処理室内で
プラズマ処理を行なった被処理材を同じ熱処理室内にお
いてクーラで冷却したガスをファンで循環させつつ複数
のガスノズルから吹き付けることによりガス冷却するよ
うに構成してなることを特徴とする真空熱処理炉に係
る。 本発明に係る真空熱処理炉は開閉可能な扉が取付けら
れた真空容器内に断熱材で囲撓された熱処理室が形成さ
れており、また該真空容器内には該熱処理室に並設され
たクーラ及びファンが装備されていて、該熱処理室内に
発熱体が装備されている。また真空容器と熱処理室の形
成する断熱材との間には通常は該真空容器の軸線方向に
沿い、1本又は2本以上の送風管が配設されており、該
送風管からは該断熱材を貫通して該熱処理室内へと複数
のガスノズルが挿入されていて、該送風管の基端部はフ
ァンへと接続されている。熱処理室を形成する断熱材に
は通常は前方側における真空容器の扉を臨む位置及び後
方側におけるクーラを臨む位置に開口が設けられてお
り、これらの開口には開閉可能な扉が取付けられてい
て、クーラを臨む位置の開口に取付けられた扉を開いた
状態で、熱処理室内にクーラで冷却したガスをファンに
より、熱処理室→クーラ→ファン→送風管→ガスノズル
→熱処理室の経路で循環させるようになっている。 被処理材をプラズマ浸炭焼入処理或はプラズマ窒化処
理する場合、熱処理室を形成する断熱材の扉を閉じた状
態で、真空置換した熱処理室内の被処理材を所定温度に
加熱し、熱処理室内を所定雰囲気組成にして、プラズマ
処理した後、クーラを臨む側の扉を開いて、熱処理室内
にクーラで冷却したガスをファンにより、熱処理室→ク
ーラ→ファン→送風管→ガスノズル→熱処理室の経路で
循環させつつガスノズルから吹き付けて、プラズマ後処
理の被処理材をガス冷却する。したがって本発明に係る
真空処理炉は、熱処理室内を真空雰囲気にする手段、熱
処理室内に作動ガスや冷却用ガスを導入する手段、熱処
理室内の被処理材に直流電圧を印加する手段が装備され
ている。 <作用> 被処理材をプラズマ浸炭焼入処理する場合、熱処理室
内でプラズマ浸炭処理した高温加熱状態の被処理材を同
じ熱処理室内でガス冷却する。熱処理室内における高温
加熱状態の被処理材に、クーラで冷却したガスを、熱処
理室→クーラ→ファン→送風管→ガスノズル→熱処理室
の経路で循環させつつ吹き付けるため、該被処理材はか
かるガス冷却により急冷される。プラズマ浸炭処理した
高温加熱状態の被処理材を油冷却により急冷するのでは
ないので、油冷却する場合に発生する油蒸気が熱処理室
内に侵入して次回に処理する被処理材を汚染するという
ような問題はもともと生じない。したがって同じ真空熱
処理炉を用いて被処理材をプラズマ窒化処理する場合に
被処理材のプラズマ窒化能を落すこともない。本発明に
係る真空熱処理炉は被処理材のプラズマ浸炭焼入処理及
びプラズマ窒化処理に兼用させることができるのであ
る。 以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明
する。 <実施例> 第1図は本発明の一実施例を示す要部断面図(一部側
面図)である。図示しない炉外の真空ポンプへと接続さ
れた真空容器11に開閉可能な扉21が取付けられ、真空容
器11は扉21により開閉可能となっている。真空容器11内
には断熱材31で囲撓された熱処理室32が形成され、断熱
材31にはその前方側及び後方側に開口33,34が設けられ
ていて、開口33,34に開閉可能な扉22,23が取付けられて
おり、熱処理室32内には炉外のヒータ電源41へと接続さ
れたヒータ42が装備されている。また真空容器11内には
熱処理室32の後方にクーラー51及びファン61が並設さ
れ、ファン61は炉外のモータ62へと連結されている。更
に真空容器11と断熱材31との間には真空容器11の軸線方
向に沿い送風管71,72が配設され、送風管71,72の前方部
からは複数のガスノズル73が断熱材31を貫通して熱処理
室32内へと挿入されていて、送風管71,72の後方端部に
おける開口には炉外の握手部81,82によって該開口の開
閉乃至開度を調節する弁83,84が係合されている。送風
管71,72の前方端部(先端部)は密閉され、後方端部
(基端部)における開口はファン61へと接続されてい
る。熱処理室32において被処理材Aを支持する載置台91
には炉外から端子棒92,93が連結され、端子棒92,93の基
端は炉外のプラズマ電源94の陰極へと接続されていて、
プラズマ電源94の陽極へは断熱材31が接続されている。 次に本発明の作用を第1図に示した一実施例について
説明する。 扉21,22を開き、被処理材Aを熱処理室32の載置台91
上へ装入し、扉21,22を閉じる。図示しない真空ポンプ
により、熱処理室32内を含めて真空容器11内を真空置換
した後、所定真空雰囲気下にて、ヒータ電源41を入れ、
ヒータ42により熱処理室32内を、したがって被処理材A
を所定温度まで加熱する。次いで、熱処理室32内へ作動
ガスを導入し、プラズマ電源94を入れ、熱処理室32内を
プラズマ雰囲気にする。被処理材Aの加熱温度や作動ガ
スの組成は、被処理材Aの種類やその熱処理目的、例え
ばプラズマ浸炭焼入処理或はプラズマ窒化処理に応じた
加熱温度及び組成が選定されることはいうまでもない。
かくしてプラズマ処理後、ヒータ電源41及びプラズマ電
源94を切り、熱処理室32内へ冷却用ガスを導入するその
一方で、扉23を開き、クーラ51及びファン61を作動さ
せ、弁83,84を交互に開いて、冷却用ガスを、クーラ51
→ファン61→送風管71→ガスノズル73→熱処理室32・被
処理材A→クーラ51又はクーラ51→ファン61→送風管72
→ガスノズル73→熱処理室32・被処理材A→クーラ51の
経路で循環させつつガスノズル73から吹き付けて、被処
理材Aをガス冷却する。ガス冷却後の被処理材Aは、前
述の場合とは逆の手順で炉外へ抽出する。以下はこの繰
返しである。 本発明によれば、加熱室の油冷室との二つの熱処理室
に区画された従来のプラズマ浸炭焼入用真空熱処理炉に
よる場合と同程度に、被処理材Aのプラズマ浸炭焼入処
理を一つの熱処理室で行なうことができ、しかも従来の
真空熱処理炉では実現困難であった被処理材Aのプラズ
マ窒化処理をも同じ一つの熱処理室で行なうことができ
る。 第1表は、第1図に示した一実施例の真空熱処理炉
(表中、本発明)と二つの熱処理室(加熱室及び油冷
室)に区画された従来の真空熱処理炉(表中、従来例)
とであって、いずれも先に被処理材をプラズマ浸炭焼入
処理した真空熱処理炉を使用して、被処理材をプラズマ
窒化処理(570℃×2時間)したときの、硬度(HmV)と
その深さ(mm)の結果を例示するものであるが、この第
1表からも、本発明の効果は明らかである。 <発明の効果> 以上説明した通りであるから、本発明には、被処理材
のプラズマ浸炭焼入処理及びプラズマ窒化処理に兼用さ
せることがでるという効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す要部断面図(一部側面
図)である。 11……真空容器、21,22,23……扉 31……断熱材、32……熱処理室、42……ヒータ 51……クーラ、61……ファン、73……ガスノズル 94……プラズマ電源、A……被処理材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−25274(JP,A) 特開 昭52−156140(JP,A) 特開 昭51−128681(JP,A) 特開 昭61−257462(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.被処理材のプラズマ浸炭焼入処理及びプラズマ窒化
    処理に兼用する真空熱処理炉であって、開閉可能な扉を
    有する真空容器と、該真空容器内に開閉可能な扉を有す
    る断熱材で囲撓されて形成された熱処理室と、該真空容
    器内に該熱処理室に並設して装備されたクーラ及びファ
    ンと、該熱処理室内に装備された発熱体と、該真空容器
    と該断熱材との間に配設された送風管と、該送風管から
    該断熱材を貫通して該熱処理室内へと挿入された複数の
    ガスノズルとを備え、熱処理室内でプラズマ処理を行な
    った被処理材を同じ熱処理室内においてクーラで冷却し
    たガスをファンで循環させつつ複数のガスノズルから吹
    き付けることによりガス冷却するように構成してなるこ
    とを特徴とする真空熱処理炉。
JP62278818A 1987-11-04 1987-11-04 真空熱処理炉 Expired - Fee Related JP2725008B2 (ja)

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JPS52156140A (en) * 1976-06-21 1977-12-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd Ionitriding
JPS5421179A (en) * 1977-07-18 1979-02-17 Nec Corp Inspection system for package mounting
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