JP4158905B2 - ガス浸炭処理装置 - Google Patents
ガス浸炭処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4158905B2 JP4158905B2 JP2003163493A JP2003163493A JP4158905B2 JP 4158905 B2 JP4158905 B2 JP 4158905B2 JP 2003163493 A JP2003163493 A JP 2003163493A JP 2003163493 A JP2003163493 A JP 2003163493A JP 4158905 B2 JP4158905 B2 JP 4158905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- container
- carburizing
- work
- shaft portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス浸炭法、特に被処理物を容器内に設置し、該容器の外部から被処理物を直接加熱するガス浸炭処理装置であって、浸炭ガスの使用量も低減することのできるガス浸炭処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車を始めとする車両工業、産業機械工業等における低炭素鋼や合金鋼の部品の表面改質処理(表面硬化処理)法の一種としてガス浸炭法が用いられる。ガス浸炭法は、低炭素鋼や合金鋼を、炭素を供給する媒介物質(一酸化炭素(CO)やメタン,エタン,プロパン,蒸気油,アルコール等の炭化水素化合物ガスの浸炭ガス)の雰囲気の中で加熱し(加熱温度は、930℃〜1100℃)、ワークの浸炭、拡散処理を行い表面の浸炭濃度を高める処理法である。特に、ガス浸炭法は浸炭層の深さが均一で、その調節が容易であり、熱効率もよく、大量生産にも適する。
【0003】
図3は、高周波誘導加熱によりガス浸炭処理法を実施するための装置の概要を示す従来の例図である。即ち、このガス浸炭処理装置は、被処理物Wを上下移動可能なシャフト21の上部に設置し、密閉容器22内に配置してシャッター23により密閉し、ガス供給管24,25により一酸化炭素(CO)や炭化水素化合物ガス等を供給し、高周波誘導コイル26によりワークWを誘導加熱し、ワークW表面に浸炭ガスによる熱分解で炭素を析出させ、ワークW表面から内部へと炭素を拡散浸透させる構成としてある(特許文献1)。その他、従来のガス浸炭法を実施するための装置は、いずれも上記するように密閉容器内に被処理物であるワークを配置し、浸炭ガスを供給しながら高周波加熱用コイルで加熱するように構成されている(特許文献2)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−59154
【特許文献2】
特公平6−45868
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のガス浸炭処理装置においては、密閉容器内でワークを処理するため複雑な構造や動作が必要である。また、周知の抵抗加熱方式を採用するガス浸炭焼入れ処理装置(図示省略)では、雰囲気ガス(浸炭ガス)を充満した加熱室において、ワークの浸炭、拡散処理を行う。この場合、ワークの重量とは関係なく、雰囲気ガスを加熱室いっぱい充填する必要がある。また、ガス浸炭焼入れ処理装置では、ガスの流速が小さいと、発生した炭酸ガスや水蒸気のため浸炭が阻害されやすい。従って、雰囲気ガスのカーボンポテンシャルを維持するため、加熱室には常に雰囲気ガスを流す必要がある。この場合、浸炭効率は、ガスの流速に比例し、浸炭処理には必要以上の雰囲気ガスを消費するという問題がある。
【0006】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであって、構造が極めて簡単であり、浸炭ガスの使用量も節約できコストを低減することのできるガス浸炭処理装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記する課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ガス浸炭処理装置は、上軸部と(1a)と下軸部(1b)とが一体的に連結され、少なくとも該上軸部(1a)はセラミック製とされ、ワーク(W)を該上軸部(1a)の上面に設置するようになされたワーク支持具(1)と、ワークより僅かに大きい寸法を有しその内側にワーク(W)と共にワーク支持具(1)を配置する容器(2)と、前記容器(2)の下端部を嵌着状態で該容器(2)を支持する容器支持具(3)と、前記容器(2)の下端断面をよぎって該容器(2)の内側に浸炭ガスを導入するガス導入口(3a、3b)と、前記容器(2)の上端断面をよぎって浸炭ガスを外に向かって排出する排出口(2a)と、前記容器(2)の外側に配置され、該容器を加熱しにくく且つ該容器を介して前記ワーク支持具(3)の上軸部の上面に設置されたワーク(W)を直接急速加熱する加熱手段(4)と、を備えて成ることを特徴とするものである。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、前記下軸部(1b)を回転させることによりワーク(W)を回転させるワーク回転手段(5)を設けてなることを特徴とするものである。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、前記容器(2)がセラミックまたは透明石英製のいずれかであり、前記加熱手段(4)が高周波加熱手段であることを特徴とするものである。
【0010】
更に、請求項4に記載の発明は、前記容器(2)が透明石英製であり、前記加熱手段(4)がレーザー加熱手段であることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の上記各手段においては、なるべくワークを配置する容器の大きさ(内部空間)を小さくし、且つ容器外部より内部のワークを加熱処理し、場合によっては該ワークの表面温度を1300℃以上に急速加熱して処理するものである。
このガス浸炭処理装置は、密閉空間内で処理するものではなく、浸炭ガスを流通させながら処理する開放型であり、容器が非導電性耐熱材や耐熱性透明材であるため、石英の場合でも充分耐熱性を維持させることができる。本手段によれば上限として、1450℃程度までは可能となる。また、昇降温速度が早いため短時間でガス浸炭処理が可能となる。そして従来のガス浸炭処理装置や処理方法の如く長時間浸炭ガスを流入させる必要もないので、浸炭ガスの使用量を少なくしてコストを低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明のガス浸炭処理装置の構成を示す図である。このガス浸炭処理装置は、上端部にワークWを設置するワーク支持具1と、該ワークWを内部に配置させる容器2と、該容器2を支持する容器支持具3と、該容器2の外側に配置された急速加熱手段4と、ワークWを回転させるワーク回転手段5と、を含む。
【0013】
前記ワーク支持具1は、上軸部1aと下軸部1bとをボルト1cにより一体に連結したものであるが、上軸部1aは、ワークWを加熱する前記急速加熱手段4により加熱されにくい非加熱性材料であって、例えばセラミック材が使用される。即ち、セラミック材は非導電性材料であり、耐熱性に優れているため好適に使用することができる。下軸部1bは、鋼材でもよく或いはアルミ合金や銅合金等の非鉄材でもよく、その材料は特に限定されない。このワーク支持具1は、その下軸部1bを固定部材10に配置した軸受11,12に支持させてモータ等のワーク回転手段5により回転させ、上端部の治具に保持されたワークWがその形状と処理面状態に応じて均一にまんべんなく加熱されるようにする。
【0014】
前記急速加熱手段4には、処理対象の形状、大きさ、品質等により、赤外線や紫外線を用いる光加熱、レーザー光を用いるレーザー加熱、高周波加熱コイルを用いる誘導加熱等の手段を選択して用いる。いずれの加熱手段も高密度エネルギー手段であること、ワークWの温度を瞬間的に、または高速で処理温度まで加熱できる手段であること等が要求される。
【0015】
前記容器2は、ワークWより僅かに内側寸法を大きくしたものであって、ワークWの形状,大きさにより雰囲気ガス消費量を最大限削減するためできるだけ小さくする。また、該容器2は、前記急速加熱手段4によってワークWを加熱する際この急速加熱手段4によって加熱されにくい材料を使用する。例えは、急速加熱手段4が高周波誘導加熱用コイルである場合、容器2の材料は非導電性耐熱材料を使用する。実際に行った実験例では、ワークWを径10mmの試料棒とし、容器2の内径を径12mmのムライトチューブを選定し、容器2の周辺を均一加熱するためワークWを回転させながらガス浸炭処理を行った。更に、急速加熱手段4と該急速加熱手段4によって加熱されにくい容器2の材料の他の組み合わせとしては、急速加熱手段4として赤外線やレーザーを用いた場合、容器2の材料はこの赤外線やレーザーにより加熱されない透明材の石英とすることができる。また、高周波誘導加熱の場合、窒化珪素材などの容器も用いることができる。
【0016】
前記容器支持具3には、容器2の内部へ浸炭ガス(雰囲気ガス)を導入するガス導入口3a,3bを軸対称に設けた雰囲気ガス導入機構が設けてあり固定部材7に固定してある。更に、前記容器2の上部には、浸炭ガスの排出口2aが設けてある。この雰囲気ガス導入口3a,3bからはワークWを加熱する前に容器2内に窒素ガスを導入し、内部に残留している空気や水蒸気等を置換(パージ)した後に、後述するようにメタンガスと窒素ガスの混合ガスやその他の炭化水素ガスの雰囲気ガスを流通させて浸炭処理を開始する。尚、前記ガス導入口3a,3bは、容器支持具3とは別個に設けても良い。
【0017】
また、前記容器支持具3の上には支持台8が固定され、容器2の外側壁を別位置で規制する環状の容器支持具9が載置してある。なお、容器2はワークWの浸炭処理後、或いは交換時等に容器2のみを支持台8から取外すことが出来るようになっている。
【0018】
この発明のガス浸炭処理装置の構成は、以上のようであるが、次に具体的な浸炭処理方法について説明する。
【0019】
ワークWを、ワーク保持具1の上端部に設置し、前記容器支持具3に設けた雰囲気ガス導入口3a,3bより容器内に雰囲気ガス(メタンと窒素ガスの混合ガス或いはその他の炭化水素化合物ガスの浸炭ガス)を導入し容器2の内部の空気や水蒸気等をパージする。そして流動する雰囲気ガス中で加熱手段4によりワークWの表面を加熱して浸炭処理を実施する。尚、容器2の上の雰囲気ガスの排出口2aの上部近傍に点火器のような燃焼手段13が配置してあり、排出されてきた雰囲気ガスを燃焼させる。
【0020】
本発明のガス浸炭処理装置は、図2(a)に示すように、容器2の上部が狭い排出口2aとなるように形成しても良い。或いは、図2(b)に示すように、容器2の上部に排出口7aを設けた蓋7を載置するようにしても良い。これらの構成では、外気の逆拡散が抑えられるので浸炭ガス使用量をさらに少なくすることができる。
【0021】
なお、本発明のガス浸炭処理装置は、大気圧下で行うものに限定されず、任意の圧力下(加圧、減圧)において行うものも含む。
【0022】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明のガス浸炭法処理装置によれば、極めて簡単な構成で多種類の急速加熱源を用いて高温で浸炭処理を行うことががきる。また、構造が極めて簡単であり、従来の密閉型の処理空間において長時間浸炭ガスを流す必要もなく、浸炭ガスの使用量も必要最小限とすることができるので、コストを低減した浸炭処理装置を提供することができる。更に、浸炭処理時間を短時間とすることができるので作業効率が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス浸炭処理装置の構成を示す図である。
【図2】本発明のガス浸炭処理装置であって、図2(a)は容器の上部が狭い排出口となるように形成した実施例を示し、2(b)は容器の上部に浸炭ガス排出口を設けた蓋を設ける実施例を示す図である。
【図3】ガス浸炭処理装置の従来の例図である。
【符号の説明】
1 ワーク支持具
1a 上軸部
1b 下軸部
1c ボルト
2 容器
2a ガス排出口
3 容器支持具
3a ガス導入口
3b ガス導入口
4 急速加熱手段
5 ワーク回転手段
W ワーク
7 蓋
7a 浸炭ガス排出口
Claims (4)
- 上軸部と下軸部とが一体的に連結され、少なくとも該上軸部はセラミック製とされ、ワークを該上軸部の上面に設置するようになされたワーク支持具と、ワークより僅かに大きい寸法を有しその内側にワークと共にワーク支持具を配置する容器と、前記容器の下端部を嵌着状態で該容器を支持する容器支持具と、前記容器の下端断面をよぎって該容器の内側に浸炭ガスを導入するガス導入口と、前記容器の上端断面をよぎって浸炭ガスを外に向かって排出する排出口と、前記容器の外側に配置され、該容器を加熱しにくく且つ該容器を介して前記ワーク支持具の上軸部の上面に設置されたワークを直接急速加熱する加熱手段と、を備えて成ることを特徴とするガス浸炭処理装置。
- 前記下軸部を回転させることによりワークを回転させるワーク回転手段を設けてなることを特徴とする請求項1に記載のガス浸炭処理装置。
- 前記容器がセラミックまたは透明石英製のいずれかであり、前記加熱手段が高周波加熱手段である請求項1または2に記載のガス浸炭処理装置。
- 前記容器が透明石英製であり、前記加熱手段がレーザー加熱手段である請求項1または2に記載のガス浸炭処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003163493A JP4158905B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ガス浸炭処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003163493A JP4158905B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ガス浸炭処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004360057A JP2004360057A (ja) | 2004-12-24 |
JP4158905B2 true JP4158905B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=34055287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003163493A Expired - Lifetime JP4158905B2 (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | ガス浸炭処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4158905B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5560013B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-07-23 | Dowaサーモテック株式会社 | 浸炭処理炉及び浸炭方法 |
JP5663186B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-02-04 | 光洋サーモシステム株式会社 | 浸炭処理装置 |
JP2013221199A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Nsk Ltd | 転がり軸受軌道輪の製造方法 |
JP2013221200A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Nsk Ltd | 転がり軸受軌道輪の製造方法 |
CN104870681B (zh) * | 2012-12-20 | 2017-08-29 | 韩国生产技术研究院 | 金属表面处理装置及利用该装置的金属表面处理方法 |
JP5808469B2 (ja) * | 2014-09-03 | 2015-11-10 | 光洋サーモシステム株式会社 | 浸炭処理装置 |
JP6477609B2 (ja) | 2016-06-20 | 2019-03-06 | トヨタ自動車株式会社 | 表面処理方法および表面処理装置 |
JP6863238B2 (ja) * | 2017-11-08 | 2021-04-21 | 株式会社デンソー | ガス浸炭装置及びガス浸炭方法 |
-
2003
- 2003-06-09 JP JP2003163493A patent/JP4158905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004360057A (ja) | 2004-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3230836B2 (ja) | 熱処理装置 | |
JP4158905B2 (ja) | ガス浸炭処理装置 | |
US8354623B2 (en) | Treatment apparatus, treatment method, and storage medium | |
CA2046052C (fr) | Procede et installation de cementation de pieces en alliage metallique a basse pression | |
JP2005533378A (ja) | 熱処理装置及び設定可能な垂直チャンバ | |
KR100769410B1 (ko) | 가스흐름에 의하여 회전구동되는 기재홀더를 갖는 cvd 반응기 | |
TWI288946B (en) | Heat processing method and heat processing apparatus | |
KR20080028977A (ko) | 열 처리 방법 및 열 처리 장치 | |
JP2013004904A (ja) | 熱処理炉及び熱処理装置 | |
WO2007010607A1 (ja) | 浸炭処理方法および浸炭炉 | |
JP5663186B2 (ja) | 浸炭処理装置 | |
JP6407420B2 (ja) | 熱処理装置 | |
JP5339319B2 (ja) | 加熱処理装置及び加熱処理方法 | |
US9540721B2 (en) | Method of carburizing | |
JP3794243B2 (ja) | 酸化処理方法及びその装置 | |
FR2829508A1 (fr) | Generateur d'halogenure metallique gazeux et procede de reduction des fuites d'air dans un tel generateur | |
KR101706303B1 (ko) | 폐가스 연소기능을 갖는 금형 열처리장치 | |
JP4934828B2 (ja) | 窒化炉および窒化処理方法 | |
JP6543213B2 (ja) | 表面硬化処理方法および表面硬化処理装置 | |
US6702980B2 (en) | Annealing apparatus | |
JP5548920B2 (ja) | エッジ部を有するワークの浸炭方法 | |
JP5277370B2 (ja) | 有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉 | |
JP2006183874A (ja) | 熱処理装置及び熱処理部品の製造方法 | |
US20130034820A1 (en) | Heat treatment apparatus | |
JPH0512277Y2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060605 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060731 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071026 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080709 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080709 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4158905 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |