JP2811581B2 - 真空加熱方法及び真空加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、真空加熱処理された被加熱材を水槽に供給
して焼き入れする真空加熱方法及び真空加熱装置に関す
る。

〈従来の技術〉 真空加熱した被加熱材をガスにより焼き入れする真空
加熱装置や、被加熱材を油で冷却して焼き入れる真空加
熱装置（例えば特公昭55−24492号公報）は既に知られ
ている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、ガスで冷却する真空加熱装置は冷却能力が劣
り、加圧ガスを利用してもあまり冷却能率が上昇しな
い。しかも加圧ガスを利用すると冷却室を耐加圧構造に
しなければならず、構造及び処理時において制約を受け
る場合があり、価格上昇の要因となるので不利である。

また、油で冷却する真空加熱装置は、充分な冷却能力
を期待できるが、処理時において飛散する油の分子が真
空加熱室に流入し、汚損するので真空加熱室内の真空度
に著しい悪影響を与える。しかも焼き入れ冷却時の油の
炭化及びそれに基くスケールの付着等の問題もある。

一方、冷却媒体として水を使用することによって、上
記したような熱容量及びコストの面に対しての対策が可
能になるが、冷却用水槽を真空にする場合、水分が空気
と共に真空ポンプ内に混入する場合、水分が空気と共に
真空ポンプ内に混入し、真空ポンプの油の劣化を早め、
吸気能力を著しく低下させるために、頻繁に真空ポンプ
に溜った水を捨てる作業を必要としていた。

さらに、冷却用水槽の水は、脱気処理が必要であるた
めに、蒸発による水の減少にともない、新しい水を補充
して新たな脱気を行う必要がある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記に鑑み提案されたもので、密閉された
真空加熱室、真空焼き入れ室及び被加熱材の冷却用水槽
を有し、真空加熱室で真空加熱した被加熱材を真空焼き
入れ室から冷却用水槽に供給して焼き入れするととも
に、真空時に真空加熱室、真空焼き入れ室から吸入した
内気から水分を凝集し、この凝集された水を冷却用水槽
に還流させるようにしたことを特徴とする真空加熱方
法、並びに真空加熱装置に関するものである。

〈作 用〉 上記した本発明によれば、真空加熱室で加熱した被加
熱材を真空焼き入れ室に導き、続いて冷却用水槽に供給
すれば、大規模な部材も、短時間に、なおかつ安価に、
焼き入れ処理を行うことができる。

また、脱水槽を設けて真空加熱室や真空焼き入れ室を
真空にする場合に吸入する内気から凝集する水を還流さ
せることにより、真空ポンプを含めた装置全体の保守及
び処理工程の安定な実施が可能となり、しかも脱気され
ている水がほとんど減少することがなく冷却用水槽に戻
るので、新たな水を水槽に供給する必要がなく、また脱
気された水を冷却用として長期間使用できるものであ
る。

〈実施例〉 本発明の真空加熱方法及び真空加熱装置を図面の実施
例により説明する。

第１図は、本発明の真空加熱装置の概略を示すもの
で、真空加熱装置１は、気密に閉塞された真空焼き入れ
室２の一側に真空加熱室３を並設するとともに、真空焼
き入れ室２の下方に冷却用水槽４を位置させ、真空焼き
入れ室２に臨む真空加熱室３の側面には開口部５を設
け、この開口部５に蓋材６を開閉可能に設ける。

そして、蓋材６が開口部５を開放しているときには外
部から開閉部（図示せず）を介して真空焼き入れ室２内
に供給した被加熱材ａを真空加熱室３内に搬入したり、
又は真空加熱室３内の被加熱材ａを真空焼き入れ室２内
に搬出することができる。

上記した蓋材６の開閉、被加熱材ａの搬出若しくは搬
入は、通常使用されている種々のシステムにより自動化
して行うようにしてもよいし、手動操作を併用して行う
ようにしてもよい。

また、被加熱材ａとしては、チタン合金、アルミ−リ
チウム合金等、その他の真空加熱処理に適した全ての金
属（但し、鉄、銅等の酸化されやすい金属の使用を除
く）、または非金属を使用することができ、単体部材で
もよいし、又はバスケットに収納した多数の小部品でも
よい。

前記した冷却用水槽４は、真空焼き入れ室２の下方に
位置するもので、冷却用水槽４内には脱気された水が供
給されている。

一方、上記した真空焼き入れ室２には吸気管７の一端
を接続し、該吸気管７の他端を脱水槽８の上面に接続す
る。また、上記脱水槽８と真空ポンプ９とは連結管10で
連絡し、脱水槽８の下面から延在する戻り管11を前記し
た冷却用水槽４に接続する。

なお、真空焼き入れ室２および真空加熱室３には不活
性ガス供給管12が接続されている。

上記した吸気管７、連結管10及び戻り管11には電磁弁
７′10′11′を途中に設け、各管を流れる水蒸気、空
気、水の状態を適宜に調整することができる。また、連
結管10の途中に塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸
マグネシクム等の脱水剤を夫々必要に応じてガラス管等
に充填して設けると、真空ポンプ９で吸気する空気が脱
気されるので、真空ポンプ９を保護することができる。

上記した真空加熱装置１により被加熱材ａを加熱して
焼き入れする工程は次のようである。

第１工程。

真空焼き入れ室２および真空加熱室３が常圧で、冷却
用水槽４内に冷却水が供給されている状態において、真
空焼き入れ室２の開閉部を通じて被加熱材ａを外部から
真空焼き入れ室２に供給して開放している開口部５から
真空加熱室３内に搬入し、真空焼き入れ室２の開閉部を
気密に閉止して真空焼き入れ室２および真空加熱室３を
閉塞する。

第２工程。

蓋材６により開口部５を開放したまま電磁弁７′、1
0′を開放して真空ポンプ９を駆動し、真空焼き入れ室
２と真空加熱室３との内気を吸気管７、脱水槽８から連
結管10を介して吸入し、真空焼き入れ室２と真空加熱室
３とを真空状態にする。この場合、真空焼き入れ室２と
真空加熱室３の内部の空気は脱水槽８内に供給され、含
有する水分が凝集されて脱水槽８の底部に溜る。

第３工程。

真空焼き入れ室２および真空加熱室３が所望の真空状
態にまで減圧したら、開口部５を蓋材６により気密に閉
止し、真空加熱室３の内部を加熱して被加熱材ａを熱処
理する。

第４工程。

被加熱材ａが十分に加熱処理されたら、各不活性ガス
供給管12から真空焼き入れ室２、真空加熱室３の内部に
不活性ガスを供給し、不活性雰囲気にして常圧にする。

第５工程。

蓋材６により開口部５を開放し、被加熱材ａを真空焼
き入れ室２に移動して冷却用水槽４の内部に供給し、冷
却用水槽４内の冷却水により被加熱材ａを焼き入れをす
る。

第６工程。

被加熱材ａが十分に焼き入れされたら、真空焼き入れ
室２の開閉部を開放して冷却用水槽４内の被加熱材ａを
外部に排出し、真空焼き入れ室２および真空加熱室３を
第１工程の開始可能状態にする。

上記した第１工程から第６工程を順に繰り返すことに
より被加熱材ａを順次焼き入れするのであるが、脱水槽
８内に凝集された水が溜れば適宜に電磁弁11′を開放し
て冷却用水槽４内に戻すのである。

したがって、冷却用水槽４内には常に脱気された冷却
用の水がある。また、真空ポンプ９には、脱水槽８によ
り水分が供給することがない。

以上本発明を図面の実施例に基づいて説明したが、本
発明は上記した実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにで
も実施することができる。

〈発明の効果〉 上記したように、本発明の真空加熱方法および装置
は、水を冷却媒体にしているため熱容量が高くなり、従
来のガスを冷却媒体として用いた場合に比して冷却能力
が極めて高い。

また、水は従来の冷却媒体であるガスや粉体や油に比
して極めて安価であり、取扱いもまた容易である。

さらに、脱水槽から冷却用水槽の水が還流するので、
作業者は、被加熱材を移動する操作と真空ポンプや電磁
弁等の操作を適宜に留意するだけで容易に、安全に操作
できる。

従って、本発明の真空加熱方法及び真空加熱装置は、
上記した冷却能力の高さ、コスト面の利点、取扱いの容
易さにより、被加熱材として極めて大きい部材を適用す
ることが可能となり、加えて装置のメンテナンスも安定
に保つことを可能とする方法であり、実用的価値の高い
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空加熱装置の概要図である。 １は真空加熱装置、２は真空焼き入れ室、３は真空加熱
室、４は冷却用水槽、５は開口部、６は蓋材、８は脱水
槽、９は真空ポンプ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉された真空加熱室、真空焼き入れ室及
   び被加熱材の冷却用水槽を有し、真空加熱室で真空加熱
   した被加熱材を真空焼き入れ室から冷却用水槽に供給し
   て焼き入れするとともに、真空時に吸入した真空加熱
   室、真空焼き入れ室の内気から水分を凝集し、この凝集
   された水を冷却用水槽に還流させるようにしたことを特
   徴とする真空加熱方法。
2. 【請求項２】密閉された真空加熱室、真空焼き入れ室及
   び被加熱材の冷却用水槽を有し、上記した真空焼き入れ
   室には脱水槽を介して真空ポンプに接続し、上記した脱
   水槽には真空加熱室、真空焼き入れ室内から吸入した内
   気から凝集した水を冷却用水槽に還流させる戻り管を水
   槽に接続して成る真空加熱装置。