JP3847698B2

JP3847698B2 - Quenching equipment

Info

Publication number: JP3847698B2
Application number: JP2002304869A
Authority: JP
Inventors: 保山崎
Original assignee: 岩崎システム株式会社
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP2004137578A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空等の減圧条件下あるいは雰囲気ガス存在下で、金属等の被加熱材に対して焼入れ処理を行う焼入れ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焼入れ装置としては、例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３等の公知文献に開示された構成がしられている。特に特許文献２は、真空加熱室と、この真空加熱室に隣接して設けられた真空焼入れ室と、この真空焼入れ室内で加熱された被加熱材を冷却する冷却用液槽と、上記真空加熱室および真空焼き入れ室とを真空にまで減圧する真空ポンプとを備えた構成を開示している。
【０００３】
このような焼入れ装置は、製造段階で、大量の機械部品、工具、治具または金型等の被加熱材に対して焼入れ処理に適している。
【０００４】
ところで、製造段階前に、特定の被加熱材の焼入れ処理に適したオイル等の焼入れ用液体を選定する試験を行う必要がある。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−４２４８２号公報
【特許文献２】
特許２８１１５８１号
【特許文献３】
特開平７−４１８４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の焼入れ装置は上述のような構成を有しているので、上述の選定試験を上述の焼入れ装置で行う場合には、数種の液体について冷却用液槽に対して注入または排出を繰り返す作業を行わなければならず、使い勝手が悪いという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、特定の被加熱材の焼入れ処理に適したオイル等の焼入れ用液体を選定する試験を行うのに適した焼入れ装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る焼入れ装置は、被加熱材を収容する円筒状の減圧管と、該減圧管を加熱する加熱炉と、前記減圧管の下部を支持する貫通孔を有するフランジと、該フランジの下面のうち前記貫通孔を囲む部分に当接可能な開口部を有しかつ前記被加熱材の焼入れ用液体を収容する減圧容器と、該減圧容器を支持しかつ該減圧容器の開口部を前記フランジの下面に対して当接または離間させる第１の昇降手段と、前記減圧管の上部に支持された減圧ボックスと、該減圧ボックスに配設されかつ前記被加熱材を前記減圧管と前記減圧容器内の焼入れ用液体中との間で上下移動させる第２の昇降手段とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による焼入れ装置を示す正面図であり、図２は図１に示した焼入れ装置を示す側面図であり、図３は図１に示した焼入れ装置における回転手段を一部破断して示す平面図であり、図４は図１に示した焼入れ装置における要部を拡大して示す縦断面図であり、図５は図１に示した焼入れ装置における減圧ボックスおよび第２の昇降手段を拡大して示す縦断面図であり、図６は図１に示した焼入れ装置におけるフランジを拡大して示す平面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。なお、図１、図４、図５および図７では図面に向かって手前側を前方とし奥側を後方とする。図２および図８では図面に向かって左側を前方とし右側を後方とする。図３および図６では図面に向かって下側を前方とし上側を後方とする。
【００１０】
図において１は真空または減圧下で焼入れ処理を行うための焼入れ装置である。この焼入れ装置１は、試験片（被加熱材）Ｓを収容する円筒状の石英管（減圧管）２と、この石英管２を外側から赤外線の輻射で加熱する加熱炉３と、上記石英管２の下部を略円筒状の支持部材２ａおよびＯリング２ｂを介して支持する貫通孔４ａを有するフランジ４と、このフランジ４の下面４ｂのうち上記貫通孔４ａを囲む部分に当接可能な開口部５ａを有しかつ試験片Ｓの試料液（焼入れ用液体）ＬＡを所定の液量だけ収容するビーカＢ１を内部に保持する真空容器（減圧容器）５と、この真空容器５を支持しかつこの真空容器５を矢印Ａ方向またはＢ方向に上下移動させて上記フランジ４の下面４ｂに対して当接または離間させるエアシリンダ（第１の昇降手段）６と、石英管２の上部に略円筒状の支持部材２ａおよびＯリング２ｂを介して支持された真空ボックス（減圧ボックス）７と、この真空ボックス７に配設されかつ試験片Ｓを石英管２と真空容器５内の試料液ＬＡ中との間で矢印Ａ方向またはＢ方向に上下移動させる駆動機構（第２の昇降手段）８とから概略構成されている。
【００１１】
フランジ４は、架台９の矩形上面９ａの後半分の四隅に立設された支柱１０の上部に固設された略矩形状の支持板１１の下面にその貫通孔１１ａと同軸に配設されている。なお、架台９の下側の四隅には、図１および図２に示すように架台９を移動するためのキャスタ１４がそれぞれ配設されている。
【００１２】
フランジ４内には、図１に示す真空ポンプ（減圧手段）１５の接続管１５ａに接続する開口端（一端）１６ａとフランジ４の下面４ｂに真空容器５の開口部５ａ内に向けて開口する開口端（他端）１６ｂとを有する断面Ｌ字状の吸引路１６が形成されている。また、フランジ４内には、図６および図７に示すように貫通孔４ａを挟んで吸引路１６と対向する位置に断面Ｌ字状の真空値測定用通路（減圧値測定用通路）１７が形成されており、この真空値測定用通路１７には測定装置（図示せず）との接続を行うコネクタ１８が配設されている。なお、フランジ４内には、真空値測定用通路１７の近傍位置にスペアポート１９が形成されている。
【００１３】
フランジ４の貫通孔４ａの近傍位置には、図６に示すように断面矩形状の貫通孔４ｃが形成されており、この貫通孔４ｃ内には真空容器５内の試料液ＬＡ中へ浸けられる略Ｌ字形に折り曲げられた下端部２０ａを有する、いわゆる投込みヒータとしてのシーズヒータ（加熱手段）２０が装着されている。なお、２０ｂはシーズヒータ２０の配線部である。また、フランジ４の貫通孔４ｃ内には、シーズヒータ２０の近傍位置に、試料液ＬＡの温度を測定するための熱電対２１が貫通して配設されている。この熱電対２１の下端部２１ａは試料液ＬＡ中にビーカＢ１の底部から所定の距離まで浸かるように設定されている。
【００１４】
フランジ４のシーズヒータ２０の近傍位置には、図６および図８に示すようにフランジ４を冷却するための冷却水路（第１の冷却手段）２２が形成されている。なお、２２ａは冷却水入口であり、２２ｂは冷却水出口である。
【００１５】
このようなフランジ４の下面４ｂには、エアシリンダ６による上方移動により、Ｏリング２３を介して上記真空容器５の開口部５ａが当接可能である。真空容器５は透明強化ガラス製のフラスコであり、この真空容器５の外側には、図４に示すようにフランジ４の下面４ｂに固定された函状の保護カバー２４が配設されている。真空容器５内のビーカＢ１は真空容器５の底部に配置された固定皿２５上に載置されている。保護カバー２４の底部にはエアシリンダ６の上部に水平に保持テーブル２６が固定されている。エアシリンダ６の下部は、架台９の上部に配設されたターンテーブル２７上の回転軸（図示せず）から離れた位置に支持されている。ターンテーブル２７は、架台９内に配設された駆動モータ（図示せず）により、上記エアシリンダ６により真空容器５の開口部５ａがフランジ４の下面４ｂから所定距離だけ離間している場合に、フランジ４の外側に位置する回転軸（図示せず）を中心として、９０°ずつ回転可能である。また、ターンテーブル２７上には、図３に示すように、上記エアシリンダ６の他に、エアシリンダ６から矢印Ｒ２方向に９０°離れた位置に配置されかつ試験片Ｓを洗浄する洗浄器２８を昇降自在に支持するエアシリンダ２９と、エアシリンダ６から矢印Ｒ１方向に９０°離れた位置に配置されかつ洗浄器２８により洗浄された試験片Ｓの表面にエアを吹き付けてこれを乾燥する乾燥機３０を昇降自在に支持するエアシリンダ３１とが搭載されており、またエアシリンダ６から１８０℃の位置に常圧試験用の標準液ＬＢを収容するビーカＢ２を保持する保持テーブル３２を昇降自在に支持するエアシリンダ３３が搭載されている。なお、架台９上の支持板１１の下面には、駆動機構（図示せず）により真空容器５の開口部５ａを開閉する液受けシャッタ３４が水平方向移動可能に配設されている。
【００１６】
一方、石英管２の外側には、上述のようなフランジ４と加熱炉３との間にフランジ４に対する加熱炉３からの熱的影響を遮断する冷却水路（第２の冷却手段）３５が設けられており、加熱炉３と真空ボックス７との間には真空ボックス７に対する加熱炉３からの熱的影響を遮断する冷却水路（第３の冷却手段）３６が設けられている。
【００１７】
真空ボックス７内の駆動機構８は、図５に示すように、真空ボックス７の壁面７ａに回転可能に配設された駆動軸３７ａを有するサーボモータ３７と、このサーボモータ３７の駆動軸３７ａから矢印Ｂ方向に離れかつ真空ボックス７の壁面７ａに駆動軸３７ａと平行に回転可能に配設された従動軸３８と、真空ボックス７の内側であってサーボモータ３７の駆動軸３７ａの先端に固定されたタイミングプーリ３９と、真空ボックス７の内側であって従動軸３８の一端に固定されたタイミングプーリ４０と、２つのタイミングプーリ３９、４０間に配設された第１のタイミングベルト４１と、この第１のタイミングベルト４１に支持されて矢印Ａ方向またはＢ方向に上下移動可能な移動体４２と、この移動体４２に支持されかつ下端部４３ａで試験片Ｓを保持する支持棒４３と、上記サーボモータ３７の駆動軸３７ａの基部に固定されたタイミングプーリ４４と、上記従動軸３８の他端に固定されたタイミングプーリ４５と、２つのタイミングプーリ４４、４５間に配設された第２のタイミングベルト４６とから概略構成されている。支持棒４３の下端部４３ａは、サーボモータ３７の駆動力により石英管２内の所定位置と真空容器５内の試料液ＬＡ中との間で上下移動可能である。
【００１８】
真空ボックス７の壁面７ａの内側には第１のタイミングベルト４１の回転駆動を案内するガイド４７が設けられており、壁面７ａの外側には第２のタイミングベルト４６の回転駆動を案内するガイド４８が設けられている。また、第２のタイミングベルト４６の外側には、第１のタイミングベルト４１と同期回転する第２のタイミングベルト４６の移動距離を測定する試験片上限検知センサ４９、試験片下限検知センサ５０、加熱炉原点検知センサ５１および液体位置検知センサ５２が配設されている。
【００１９】
真空ボックス７の壁面７ｂには、支持棒４３の下端部４３ａまで延在して試験片Ｓの表面に当接する熱電対５４の測定温度を取出すための取出口５５と、真空ボックス７内へＮ_２ガス（以下、窒素ガスという）等の不活性ガスを導入するための導入口（不活性ガス導入口）５６とが形成されている。
【００２０】
このような真空ボックス７および上記加熱炉３は、上記支持板１１上に立設された側板５７に固定されている。側板５７および架台９の後部には、一連の焼入れ処理を制御する制御部（図示せず）を収納した制御ボックス５８が設けられている。この制御ボックス５８内には、上述の不活性ガス等の雰囲気ガス存在下で行う焼入れ処理後において真空容器５内から雰囲気ガスを排気するための排気ブロア５９および排気口６０が設けられている。
【００２１】
次に動作について説明する。
まず、駆動機構８のサーボモータ３７を駆動することにより移動体４２を矢印Ｂ方向に下げ、支持棒４３の下端部４３ａをフランジ４の貫通孔４ａ内を通過して試験片下限位置まで下げる。この状態で焼入れ試験の対象となる試験片Ｓを下端部４３ａに取り付けた後、サーボモータ３７を逆回転させて移動体４２を矢印Ａ方向に上げ、支持棒４３の下端部４３ａを再び貫通孔４ａ内を通過して試験片上限位置まで上げる。なお、試験片下限位置は試験片下限検知センサ５０により検知され、試験片上限位置は試験片上限検知センサ４９により検知される。
【００２２】
次に、上記試験片Ｓの焼入れ処理に適すると予想される試料液ＬＡを容れたビーカＢ１を、エアシリンダ６により最下位置に下降した保持テーブル２６上の真空容器５内の固定皿２５上に載置する。ここで、最下位置はフランジ４の下面４ｂから矢印Ｂ方向に延びるシーズヒータ２０の下端部２０ａおよび熱電対２１の下端部２１ａが真空容器５の開口部５ａから抜け出る位置を基準に決められる。次に、エアシリンダ６により真空容器５をその開口部５ａがフランジ４の下面４ｂに当接するまで上昇させ、ビーカＢ１内の試料液ＬＡ中にシーズヒータ２０および熱電対２１を浸ける。ここで、シーズヒータ２０により試料液ＬＡが所定の温度まで加温され、その温度は熱電対２１により常に検知される。
【００２３】
次に、真空ポンプ１５を駆動することにより、フランジ４に設けられた吸引路２６を通じて真空容器５、石英管２および真空ボックス７内を１つの減圧空間として所望の真空値まで減圧すると共に、石英管２を加熱炉３により所定の加熱温度で加熱する。ここで、減圧空間の真空値はフランジ４の真空値測定用通路１７を通じて測定装置（図示せず）により常に測定される。また、試験片Ｓに対する加熱温度は熱電対５４により常に測定される。
【００２４】
次に、試験片Ｓに対する焼成が終了すると、サーボモータ３７を駆動することにより試験片Ｓを試験片下限位置まで下げて試料液ＬＡに浸ける。このとき、試験片Ｓの温度変化が冷却曲線として熱電対５４により測定される。なお、試料液ＬＡがオイルである場合において、焼成された試験片Ｓをオイルに浸ける際にオイルが引火したときには、真空ボックス７の導入口５６から窒素ガス等の不活性ガスを減圧空間内に導入することにより、真空ボックス７から見て吸引路１６を有するフランジ４の下側にある火災に対して効率よく不活性ガスを照射して迅速に消火することが可能である。
【００２５】
次に、真空ポンプ１５および加熱炉３を停止して上記減圧空間を常温常圧に戻した後に、エアシリンダ６によりフランジ４の下面４ｂから真空容器５の開口部５ａを離間させ、上記最下位置まで真空容器５を下げる。次に、ターンテーブル２７を矢印Ｒ１方向に９０°回転させて試験片Ｓの下側に洗浄器２８を配置し、エアシリンダ２９により洗浄器２８を上昇させて試験片Ｓを洗浄する。次に、エアシリンダ２９により洗浄器２８を下降させた後、ターンテーブル２７を矢印Ｒ２方向に１８０°回転させて試験片Ｓの下側に乾燥機３０を配置し、エアシリンダ３１により乾燥機３０を上昇させて洗浄器２８により洗浄された試験片Ｓの表面にエアを吹き付けてこれを乾燥する。
【００２６】
なお、標準液ＬＢを用いて焼入れ試験を行う場合には、真空容器５を用いずに常圧下で行うことが可能である。また、窒素ガス等の雰囲気ガスの存在下で焼入れ試験を行う場合には、減圧下で減圧空間内に真空ボックス７の導入口５６から窒素ガス等の不活性ガスを導入して行うことが可能である。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、フランジ４の下面４ｂに対して真空容器５の開口部５ａを当接または離間させるように構成したので、真空容器５内の試料液ＬＡの交換を容易に行うことができ、特定の試験片Ｓの焼入れ処理に適したオイル等の焼入れ用液体の選定を迅速に行うことができるという効果がある。また、フランジ４の上に石英管２、加熱炉３、真空ボックス７および駆動機構８を搭載してユニット化し、フランジ４の下に分離可能に真空容器５を配設するように構成したので、フランジ４のサイズに焼入れ装置を実質的に纏めることができ、コンパクト化を図ることができるという効果がある。
【００２８】
この実施の形態１によれば、フランジ４に真空ポンプ１５に接続された吸引路１６と、真空ポンプ１５により減圧される石英管２、真空容器５および真空ボックス７内の真空値を測定するための真空値測定用通路１７と、エアシリンダ６により真空容器５の開口部５ａがフランジ４の下面４ｂに当接している場合に真空容器５内に延びて試料液ＬＡを加温するシーズヒータ２０と、このシーズヒータ２０の近傍位置に配設されかつフランジ４を冷却する冷却水路２２とを備えるように構成したので、焼入れ処理に必要な要素をフランジ４に集約することができ、コンパクト化を図ることができるという効果がある。
【００２９】
この実施の形態１によれば、真空ボックス７に導入口５６を備えるように構成したので、試料液ＬＡがオイルである場合において、焼成された試験片Ｓをオイルに浸ける際にオイルが引火したときには、真空ボックス７の導入口５６から窒素ガス等の不活性ガスを減圧空間内に導入することにより、真空ボックス７から見て吸引路１６を有するフランジ４の下側にある火災に対して効率よく不活性ガスを照射して迅速に消火することができるという効果がある。
【００３０】
この実施の形態１によれば、石英管２の外側であってフランジ４と加熱炉３との間に冷却水路３５を設け、加熱炉３と真空ボックス７との間に冷却水路３６を設けるように構成したので、加熱炉３の熱的影響からフランジ４および真空ボックス７を保護することができるという効果がある。
【００３１】
この実施の形態１によれば、真空容器５を上下移動させるエアシリンダ６をターンテーブル２７上に搭載するように構成したので、試験片Ｓの洗浄、乾燥の他、試料液ＬＡと標準液ＬＢとの交換を容易に行うことができるという効果がある。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、被加熱材を収容する円筒状の減圧管と、該減圧管を加熱する加熱炉と、前記減圧管の下部を支持する貫通孔を有するフランジと、該フランジの下面のうち前記貫通孔を囲む部分に当接可能な開口部を有しかつ前記被加熱材の焼入れ用液体を収容する減圧容器と、該減圧容器を支持しかつ該減圧容器の開口部を前記フランジの下面に対して当接または離間させる第１の昇降手段と、前記減圧管の上部に支持された減圧ボックスと、該減圧ボックスに配設されかつ前記被加熱材を前記減圧管と前記減圧容器内の焼入れ用液体中との間で上下移動させる第２の昇降手段とを備えるように構成したので、第１の昇降手段によりフランジから減圧容器を離間させて焼入れ用液体を容易に交換することができ、被加熱材の焼入れ処理に適したオイル等の焼入れ用液体の選定を迅速に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による焼入れ装置を示す正面図である。
【図２】図１に示した焼入れ装置を示す側面図である。
【図３】図１に示した焼入れ装置における回転手段を一部破断して示す平面図である。
【図４】図１に示した焼入れ装置における要部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図１に示した焼入れ装置における減圧ボックスおよび第２の昇降手段を拡大して示す縦断面図である。
【図６】図１に示した焼入れ装置におけるフランジを拡大して示す平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１焼入れ装置
２石英管（減圧管）
２ａ支持部材
２ｂＯリング
３加熱炉
４フランジ
４ａ貫通孔
４ｂ下面
４ｃ貫通孔
５真空容器（減圧容器）
５ａ開口部
６エアシリンダ（第１の昇降手段）
７真空ボックス（減圧ボックス）
８駆動機構（第２の昇降手段）
９架台
９ａ矩形上面
１０支柱
１１支持板
１１ａ貫通孔
１４キャスタ
１５真空ポンプ（減圧手段）
１５ａ接続管
１６吸引路
１６ａ開口端（一端）
１６ｂ開口端（他端）
１７真空値測定用通路（減圧値測定用通路）
１８コネクタ
１９スペアポート
２０シーズヒータ（加熱手段）
２０ａ下端部
２０ｂ配線部
２１熱電対
２１ａ下端部
２２冷却水路（第１の冷却手段）
２２ａ冷却水入口
２２ｂ冷却水出口
２３Ｏリング
２４保護カバー
２５固定皿
２６保持テーブル
２７ターンテーブル
２８洗浄器
２９エアシリンダ
３０乾燥機
３１エアシリンダ
３２保持テーブル
３３エアシリンダ
３４液受けシャッタ３４
３５冷却水路（第２の冷却手段）
３６冷却水路（第３の冷却手段）
３７サーボモータ
３８従動軸
３９、４０タイミングプーリ
４１第１のタイミングベルト
４２移動体
４３支持棒
４４、４５タイミングプーリ
４６第２のタイミングベルト
４７、４８ガイド
４９試験片上限検知センサ
５０試験片下限検知センサ
５１加熱炉原点検知センサ
５２液体位置検知センサ
５４熱電対
５５取出口
５６導入口（不活性ガス導入口）
５７側板
５８制御ボックス
５９排気ブロア
６０排気口
Ｂ１、Ｂ２ビーカ
ＬＡ試料液（焼入れ用液体）
ＬＢ標準液
Ｓ試験片[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quenching apparatus that performs a quenching process on a material to be heated such as a metal under reduced pressure conditions such as vacuum or in the presence of atmospheric gas.
[0002]
[Prior art]
Generally, as a hardening apparatus, the structure disclosed by well-known literatures, such as patent document 1, patent document 2, and patent document 3, is made, for example. In particular, Patent Document 2 discloses a vacuum heating chamber, a vacuum quenching chamber provided adjacent to the vacuum heating chamber, a cooling liquid bath for cooling a material to be heated heated in the vacuum quenching chamber, and the vacuum heating. The structure provided with the vacuum pump which decompresses a chamber and a vacuum hardening chamber to vacuum.
[0003]
Such a quenching apparatus is suitable for quenching treatment of a material to be heated such as a large amount of machine parts, tools, jigs, or dies at the manufacturing stage.
[0004]
By the way, before the manufacturing stage, it is necessary to conduct a test for selecting a quenching liquid such as oil suitable for quenching a specific material to be heated.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-42482 [Patent Document 2]
Patent No. 2811581 [Patent Document 3]
JP-A-7-41848 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional quenching apparatus has the above-described configuration, when the above selection test is performed by the above quenching apparatus, several kinds of liquids are injected into or discharged from the cooling liquid tank. There was a problem that it was difficult to use because it had to be repeated.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a quenching apparatus suitable for performing a test for selecting a quenching liquid such as oil suitable for quenching a specific material to be heated. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A quenching apparatus according to the present invention includes a cylindrical decompression tube that accommodates a material to be heated, a heating furnace that heats the decompression tube, a flange having a through hole that supports a lower portion of the decompression tube, and a lower surface of the flange A decompression container having an opening capable of abutting a portion surrounding the through-hole and containing a liquid for quenching the material to be heated, and supporting the decompression container and opening the opening of the decompression container to the flange First elevating means for making contact with or separating from the lower surface of the evacuation unit, a decompression box supported on the upper part of the decompression tube, and the decompression tube and the decompression vessel disposed in the decompression box and the material to be heated. And second elevating means for moving up and down between the liquid for quenching.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
Embodiment 1 FIG.
1 is a front view showing a quenching apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a side view showing the quenching apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a rotating means in the quenching apparatus shown in FIG. 4 is a partially cutaway plan view, FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an enlarged main part of the quenching apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a decompression box and a quenching box in the quenching apparatus shown in FIG. FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view showing a second lifting means, FIG. 6 is an enlarged plan view showing a flange in the quenching apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 1, 4, 5, and 7, the front side is the front and the back side is the rear as viewed in the drawings. 2 and 8, the left side is the front and the right side is the rear as viewed in the drawings. 3 and 6, the lower side is the front and the upper side is the rear as viewed in the drawing.
[0010]
In the figure, reference numeral 1 denotes a quenching apparatus for performing a quenching process under vacuum or reduced pressure. The quenching apparatus 1 includes a cylindrical quartz tube (decompression tube) 2 that accommodates a test piece (material to be heated) S, a heating furnace 3 that heats the quartz tube 2 with infrared radiation from the outside, and the quartz tube. 2 and a flange 4 having a through hole 4a for supporting the lower portion of the flange 4 through a substantially cylindrical support member 2a and an O-ring 2b, and an opening capable of contacting a portion of the lower surface 4b of the flange 4 surrounding the through hole 4a. A vacuum vessel (reduced pressure vessel) 5 having a portion 5a and holding a beaker B1 containing a predetermined amount of sample liquid (quenching liquid) LA of the test piece S, and supporting the vacuum vessel 5; An air cylinder (first lifting means) 6 that moves the vacuum vessel 5 up and down in the direction of arrow A or B so as to contact or separate from the lower surface 4 b of the flange 4, and a substantially cylinder above the quartz tube 2. Support member 2a and O-ring 2b And a vacuum box (decompression box) 7 supported through the quartz box 2 and the sample liquid LA in the vacuum vessel 5 disposed in the vacuum box 7 and in the direction of arrow A or B. And a drive mechanism (second lifting / lowering means) 8 that moves up and down.
[0011]
The flange 4 is disposed coaxially with the through-hole 11a on the lower surface of a substantially rectangular support plate 11 fixed to the upper part of a support column 10 erected at the four corners of the rear half of the rectangular upper surface 9a of the gantry 9. Yes. In addition, casters 14 for moving the gantry 9 are respectively disposed at the four corners below the gantry 9 as shown in FIGS. 1 and 2.
[0012]
In the flange 4, an opening end (one end) 16 a connected to the connection pipe 15 a of the vacuum pump (decompression means) 15 shown in FIG. 1 and a lower surface 4 b of the flange 4 are opened toward the opening 5 a of the vacuum vessel 5. A suction path 16 having an L-shaped cross section having an open end (other end) 16b is formed. Also, in the flange 4, as shown in FIGS. 6 and 7, a vacuum value measurement passage (reduced pressure measurement passage) 17 having an L-shaped cross section is provided at a position facing the suction passage 16 with the through hole 4a interposed therebetween. A connector 18 for connecting to a measuring device (not shown) is disposed in the vacuum value measuring passage 17. A spare port 19 is formed in the flange 4 in the vicinity of the vacuum value measurement passage 17.
[0013]
As shown in FIG. 6, a through hole 4c having a rectangular cross section is formed in the vicinity of the through hole 4a of the flange 4, and the through hole 4c is immersed in the sample liquid LA in the vacuum vessel 5. A sheathed heater (heating means) 20 as a so-called throwing heater having a lower end portion 20a bent in a substantially L shape is mounted. Reference numeral 20b denotes a wiring portion of the sheathed heater 20. Further, a thermocouple 21 for measuring the temperature of the sample liquid LA is disposed in the through hole 4 c of the flange 4 at a position in the vicinity of the sheathed heater 20. The lower end 21a of the thermocouple 21 is set so as to be immersed in the sample liquid LA from the bottom of the beaker B1 to a predetermined distance.
[0014]
A cooling water passage (first cooling means) 22 for cooling the flange 4 is formed in the vicinity of the sheathed heater 20 of the flange 4 as shown in FIGS. In addition, 22a is a cooling water inlet and 22b is a cooling water outlet.
[0015]
The opening 5 a of the vacuum vessel 5 can come into contact with the lower surface 4 b of the flange 4 through the O-ring 23 by the upward movement of the air cylinder 6. The vacuum vessel 5 is a transparent tempered glass flask, and a box-shaped protective cover 24 fixed to the lower surface 4b of the flange 4 is disposed outside the vacuum vessel 5 as shown in FIG. The beaker B <b> 1 in the vacuum vessel 5 is placed on a fixed plate 25 arranged at the bottom of the vacuum vessel 5. A holding table 26 is fixed horizontally to the top of the air cylinder 6 at the bottom of the protective cover 24. The lower portion of the air cylinder 6 is supported at a position away from a rotating shaft (not shown) on a turntable 27 disposed on the upper portion of the gantry 9. The turntable 27 is used when the opening 5 a of the vacuum vessel 5 is separated from the lower surface 4 b of the flange 4 by a predetermined distance by the air cylinder 6 by a drive motor (not shown) disposed in the gantry 9. The rotation axis (not shown) located outside the flange 4 can be rotated by 90 °. Further, on the turntable 27, as shown in FIG. 3, in addition to the air cylinder 6, a washer 28 disposed at a position 90 ° away from the air cylinder 6 in the direction of arrow R <b> 2 and washing the test piece S. The air cylinder 29 is supported so as to be able to move up and down, and the air cylinder 29 is disposed at a position 90 ° away from the air cylinder 6 in the direction of the arrow R1 and dried by blowing air onto the surface of the test piece S cleaned by the cleaner 28 An air cylinder 31 that supports the machine 30 so as to be movable up and down is mounted, and a holding table 32 that holds a beaker B2 that contains a standard solution LB for atmospheric pressure test at 180 ° C. from the air cylinder 6 can be raised and lowered. An air cylinder 33 is mounted for support. A liquid receiving shutter 34 that opens and closes the opening 5a of the vacuum vessel 5 by a driving mechanism (not shown) is disposed on the lower surface of the support plate 11 on the gantry 9 so as to be movable in the horizontal direction.
[0016]
On the other hand, on the outside of the quartz tube 2, a cooling water channel (second cooling means) 35 is provided between the flange 4 and the heating furnace 3 as described above to block the thermal influence from the heating furnace 3 on the flange 4. In addition, a cooling water passage (third cooling means) 36 is provided between the heating furnace 3 and the vacuum box 7 to block the thermal influence from the heating furnace 3 on the vacuum box 7.
[0017]
As shown in FIG. 5, the drive mechanism 8 in the vacuum box 7 includes a servo motor 37 having a drive shaft 37 a rotatably disposed on the wall surface 7 a of the vacuum box 7, and a drive shaft 37 a of the servo motor 37. A driven shaft 38 that is separated in the direction of the arrow B and is rotatably disposed on the wall surface 7a of the vacuum box 7 in parallel with the drive shaft 37a, and is fixed to the tip of the drive shaft 37a of the servo motor 37 inside the vacuum box 7 A timing pulley 39, a timing pulley 40 fixed to one end of the driven shaft 38 inside the vacuum box 7, a first timing belt 41 disposed between the two timing pulleys 39, 40, A movable body 42 supported by the first timing belt 41 and movable up and down in the direction of arrow A or B, and supported by the movable body 42 and at the lower end 43a. A support rod 43 for holding the specimen S, a timing pulley 44 fixed to the base of the drive shaft 37a of the servo motor 37, a timing pulley 45 fixed to the other end of the driven shaft 38, and two timing pulleys And a second timing belt 46 disposed between 44 and 45. The lower end portion 43 a of the support bar 43 can be moved up and down between a predetermined position in the quartz tube 2 and the sample liquid LA in the vacuum vessel 5 by the driving force of the servo motor 37.
[0018]
A guide 47 for guiding the rotational drive of the first timing belt 41 is provided inside the wall surface 7a of the vacuum box 7, and a guide 48 for guiding the rotational drive of the second timing belt 46 is provided outside the wall surface 7a. Is provided. Further, on the outside of the second timing belt 46, a test piece upper limit detection sensor 49, a test piece lower limit detection sensor 50 for measuring the moving distance of the second timing belt 46 that rotates synchronously with the first timing belt 41, a heating A furnace origin detection sensor 51 and a liquid position detection sensor 52 are provided.
[0019]
On the wall surface 7 b of the vacuum box 7, an outlet 55 for taking out the measured temperature of the thermocouple 54 that extends to the lower end 43 a of the support rod 43 and abuts the surface of the test piece S, and N into the vacuum box 7. An introduction port (inert gas introduction port) 56 for introducing an inert gas such as _two gases (hereinafter referred to as nitrogen gas) is formed.
[0020]
Such a vacuum box 7 and the heating furnace 3 are fixed to a side plate 57 erected on the support plate 11. A control box 58 containing a control unit (not shown) for controlling a series of quenching processes is provided at the rear of the side plate 57 and the gantry 9. The control box 58 is provided with an exhaust blower 59 and an exhaust port 60 for exhausting the atmosphere gas from the vacuum vessel 5 after the quenching process performed in the presence of the atmosphere gas such as the inert gas described above.
[0021]
Next, the operation will be described.
First, the moving body 42 is lowered in the direction of arrow B by driving the servo motor 37 of the drive mechanism 8, and the lower end portion 43 a of the support rod 43 passes through the through hole 4 a of the flange 4 and is lowered to the test piece lower limit position. In this state, after the test piece S to be subjected to the quenching test is attached to the lower end portion 43a, the servo motor 37 is reversely rotated to raise the moving body 42 in the direction of arrow A, and the lower end portion 43a of the support rod 43 is again inserted into the through hole. Pass through 4a and raise to the upper limit position of the specimen. The test piece lower limit position is detected by the test piece lower limit detection sensor 50, and the test piece upper limit position is detected by the test piece upper limit detection sensor 49.
[0022]
Next, the beaker B1 containing the sample liquid LA that is expected to be suitable for the quenching treatment of the test piece S is lowered to the lowermost position by the air cylinder 6 on the fixed plate 25 in the vacuum container 5 on the holding table 26. Placed on. Here, the lowest position is determined based on the position where the lower end portion 20a of the sheathed heater 20 and the lower end portion 21a of the thermocouple 21 extending in the direction of arrow B from the lower surface 4b of the flange 4 come out from the opening portion 5a of the vacuum vessel 5. Next, the vacuum vessel 5 is raised by the air cylinder 6 until the opening 5a contacts the lower surface 4b of the flange 4, and the sheathed heater 20 and the thermocouple 21 are immersed in the sample liquid LA in the beaker B1. Here, the sample liquid LA is heated to a predetermined temperature by the sheath heater 20, and the temperature is always detected by the thermocouple 21.
[0023]
Next, by driving the vacuum pump 15, the vacuum vessel 5, the quartz tube 2, and the vacuum box 7 are decompressed to a desired vacuum value through the suction passage 26 provided in the flange 4 to a desired vacuum value, and quartz The tube 2 is heated by the heating furnace 3 at a predetermined heating temperature. Here, the vacuum value in the decompression space is always measured by a measuring device (not shown) through the vacuum value measurement passage 17 of the flange 4. Further, the heating temperature for the test piece S is always measured by the thermocouple 54.
[0024]
Next, when firing on the test piece S is completed, the servo motor 37 is driven to lower the test piece S to the lower limit position of the test piece and immerse it in the sample liquid LA. At this time, the temperature change of the test piece S is measured by the thermocouple 54 as a cooling curve. In the case where the sample liquid LA is oil, when the fire ignites when the fired test piece S is immersed in the oil, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the decompressed space from the inlet 56 of the vacuum box 7. By introducing, it is possible to extinguish the fire quickly by irradiating the inert gas efficiently with respect to the fire under the flange 4 having the suction path 16 when viewed from the vacuum box 7.
[0025]
Next, after the vacuum pump 15 and the heating furnace 3 are stopped and the decompressed space is returned to room temperature and normal pressure, the opening 5a of the vacuum vessel 5 is separated from the lower surface 4b of the flange 4 by the air cylinder 6, and the lowest Lower the vacuum vessel 5 to the position. Next, the turntable 27 is rotated 90 ° in the direction of the arrow R1, the cleaning device 28 is disposed below the test piece S, and the cleaning device 28 is raised by the air cylinder 29 to clean the test piece S. Next, after the cleaning device 28 is lowered by the air cylinder 29, the turntable 27 is rotated 180 ° in the direction of the arrow R <b> 2, the dryer 30 is disposed below the test piece S, and the dryer 30 is driven by the air cylinder 31. Is raised and air is blown onto the surface of the test piece S cleaned by the cleaning device 28 to dry it.
[0026]
In addition, when performing a quenching test using the standard solution LB, it is possible to perform under normal pressure without using the vacuum vessel 5. In addition, when performing a quenching test in the presence of an atmospheric gas such as nitrogen gas, it is possible to perform by introducing an inert gas such as nitrogen gas from the inlet 56 of the vacuum box 7 into the vacuum space under reduced pressure. It is.
[0027]
As described above, according to the first embodiment, the opening 5a of the vacuum vessel 5 is brought into contact with or separated from the lower surface 4b of the flange 4, so that the sample liquid LA in the vacuum vessel 5 is The replacement can be easily performed, and there is an effect that the quenching liquid such as oil suitable for the quenching process of the specific test piece S can be quickly selected. Since the quartz tube 2, the heating furnace 3, the vacuum box 7 and the drive mechanism 8 are mounted on the flange 4 to form a unit, and the vacuum vessel 5 is detachably disposed below the flange 4. The quenching apparatus can be substantially combined with the size of the flange 4, and there is an effect that a reduction in size can be achieved.
[0028]
According to the first embodiment, the suction path 16 connected to the flange 4 to the vacuum pump 15, and the vacuum value in the quartz tube 2, the vacuum vessel 5 and the vacuum box 7 decompressed by the vacuum pump 15 are measured. When the opening 5a of the vacuum vessel 5 is in contact with the lower surface 4b of the flange 4 due to the vacuum value measurement passage 17 and the air cylinder 6, the sheathed heater 20 extends into the vacuum vessel 5 and heats the sample liquid LA. And a cooling water channel 22 that is disposed in the vicinity of the sheathed heater 20 and cools the flange 4, elements necessary for the quenching process can be concentrated on the flange 4, thereby reducing the size. There is an effect that it can be planned.
[0029]
According to the first embodiment, since the vacuum box 7 is configured to include the inlet 56, when the sample liquid LA is oil, the oil ignites when the fired test piece S is immersed in the oil. In some cases, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the decompression space from the inlet 56 of the vacuum box 7, thereby improving efficiency against a fire under the flange 4 having the suction path 16 when viewed from the vacuum box 7. There is an effect that fire can be extinguished quickly by often irradiating with inert gas.
[0030]
According to the first embodiment, the cooling water channel 35 is provided outside the quartz tube 2 between the flange 4 and the heating furnace 3, and the cooling water channel 36 is provided between the heating furnace 3 and the vacuum box 7. Therefore, the flange 4 and the vacuum box 7 can be protected from the thermal influence of the heating furnace 3.
[0031]
According to the first embodiment, since the air cylinder 6 for moving the vacuum vessel 5 up and down is mounted on the turntable 27, in addition to cleaning and drying the test piece S, the sample liquid LA and the standard liquid LB. There is an effect that it can be easily exchanged.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a cylindrical decompression pipe that accommodates a material to be heated, a heating furnace that heats the decompression pipe, a flange having a through hole that supports a lower portion of the decompression pipe, A decompression container having an opening capable of contacting a portion of the lower surface of the flange surrounding the through-hole and containing a liquid for quenching the material to be heated; and supporting the decompression container and opening the decompression container First lifting and lowering means for contacting or separating the lower surface of the flange, a decompression box supported on an upper part of the decompression pipe, and the material to be heated disposed in the decompression box and the decompression pipe Since the second elevating means that moves up and down between the quenching liquid in the decompression vessel is provided, the quenching liquid is easily separated by separating the decompression vessel from the flange by the first elevation means. Can be replaced, heated material There is an effect that the selection of the hardening liquid such as oil which are suitable for the quenching treatment can be performed quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a quenching apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the quenching apparatus shown in FIG.
3 is a plan view showing a part of the rotating means in the quenching apparatus shown in FIG.
4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the quenching apparatus shown in FIG. 1. FIG.
5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a decompression box and second elevating means in the quenching apparatus shown in FIG. 1. FIG.
6 is an enlarged plan view showing a flange in the quenching apparatus shown in FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Quenching device 2 Quartz tube (pressure reduction tube)
2a Support member 2b O-ring 3 Heating furnace 4 Flange 4a Through hole 4b Lower surface 4c Through hole 5 Vacuum vessel (depressurized vessel)
5a Opening 6 Air cylinder (first lifting means)
7 Vacuum box (decompression box)
8 Drive mechanism (second lifting means)
9 Stand 9a Rectangular top surface 10 Support column 11 Support plate 11a Through hole 14 Caster 15 Vacuum pump (pressure reduction means)
15a Connecting pipe 16 Suction passage 16a Open end (one end)
16b Open end (other end)
17 Vacuum value measurement passage (reduced pressure measurement passage)
18 Connector 19 Spare port 20 Sheath heater (heating means)
20a Lower end 20b Wiring part 21 Thermocouple 21a Lower end 22 Cooling channel (first cooling means)
22a Cooling water inlet 22b Cooling water outlet 23 O-ring 24 Protective cover 25 Fixing plate 26 Holding table 27 Turntable 28 Washer 29 Air cylinder 30 Dryer 31 Air cylinder 32 Holding table 33 Air cylinder 34 Liquid receiving shutter 34
35 Cooling channel (second cooling means)
36 Cooling channel (third cooling means)
37 Servo motor 38 Drive shaft 39, 40 Timing pulley 41 First timing belt 42 Moving body 43 Support rod 44, 45 Timing pulley 46 Second timing belt 47, 48 Guide 49 Test piece upper limit detection sensor 50 Test piece lower limit detection sensor 51 Heating furnace origin detection sensor 52 Liquid position detection sensor 54 Thermocouple 55 Outlet 56 Inlet (inert gas inlet)
57 Side plate 58 Control box 59 Exhaust blower 60 Exhaust port B1, B2 Beaker LA Sample liquid (quenching liquid)
LB Standard Solution S Test piece

Claims

A cylindrical pressure-reducing pipe that accommodates the material to be heated, a heating furnace that heats the pressure-reducing pipe, a flange having a through-hole that supports the lower part of the pressure-reducing pipe, and a portion of the lower surface of the flange that surrounds the through-hole A decompression container that has an opening that can be brought into contact with the container and contains a liquid for quenching the material to be heated, and supports the decompression container and makes the opening of the decompression container contact the lower surface of the flange or First elevating means for separating, a decompression box supported on the upper part of the decompression tube, and the material to be heated disposed in the decompression box and the quenching liquid in the decompression vessel A quenching apparatus comprising: a second lifting and lowering means that moves up and down between the two.

The flange has a suction path having one end connected to the decompression means and the other end opened toward the opening of the decompression container on the lower surface of the flange, and the decompression pipe, decompression container, and decompression box decompressed by the decompression means A decompression value measurement passage for measuring the decompression value, a heating means extending into the decompression container when the opening of the decompression container is in contact with the lower surface of the flange by the first elevating means, and the heating 2. A quenching apparatus according to claim 1, further comprising a first cooling means disposed in a vicinity of the means and cooling the flange.

The quenching apparatus according to claim 2, wherein the decompression box includes an inert gas inlet.

The decompression pipe includes a second cooling means provided between the flange and the heating furnace, and a third cooling means provided between the heating furnace and the decompression box. Item 2. A quenching apparatus according to item 1.

The first lifting means is a rotating body of a rotating means that rotates around a rotation axis located outside the flange when the opening of the decompression container is separated from the lower surface of the flange by the first lifting means. The quenching apparatus according to claim 1, wherein the quenching apparatus is supported on an outer peripheral portion.