JP5005537B2 - 低圧熱化学的処理機械 - Google Patents

低圧熱化学的処理機械 Download PDF

Info

Publication number
JP5005537B2
JP5005537B2 JP2007524374A JP2007524374A JP5005537B2 JP 5005537 B2 JP5005537 B2 JP 5005537B2 JP 2007524374 A JP2007524374 A JP 2007524374A JP 2007524374 A JP2007524374 A JP 2007524374A JP 5005537 B2 JP5005537 B2 JP 5005537B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
module
machine according
machine
heating
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.)
Active
Application number
JP2007524374A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008509282A (ja
Inventor
フランシ、ペリシエ
ジャン、ベルリエ
ジャン、マソ
ジェラール、ティソ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Etudes et Constructions Mecaniques SA
Original Assignee
Etudes et Constructions Mecaniques SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etudes et Constructions Mecaniques SA filed Critical Etudes et Constructions Mecaniques SA
Publication of JP2008509282A publication Critical patent/JP2008509282A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5005537B2 publication Critical patent/JP5005537B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising
    • C23C8/22Carburising of ferrous surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising

Description

発明の背景
本発明は、金属部品を熱化学的に処理する機械であって、少なくとも1つの加熱セルと、該処理すべき部品の表面を増炭するための1つの増炭セルと、該部品の表面からコアに拡散させる1つの炭素拡散セルと、少なくとも1つの硬化セルとを備えてなり、該セルが、直列に連続して配置されており、各セルで行われる処理の持続時間に適合した長さを有し、該部品をセルからセルへ輸送および移動させる機械的手段および異なった連続処理工程の際に該セルを相互に絶縁するための絶縁手段も備えてなる機械に関する。
金属部品を浸炭および浸炭窒化処理するための数多くの熱化学的処理装置、特に固体セメントを含むケースの形態にある装置、制御されていない雰囲気中にある装置、炭素ポテンシャルが一定である制御された雰囲気にある装置、または圧力が約5ミリバール〜20ミリバール、場合により100ミリバールまでの低圧装置が存在する。
浸炭および浸炭窒化処理は、一般的に、炭化水素、例えばメタン(CH)、アセチレン(C)またはプロパン(C)により形成される浸炭ガス、および場合により窒化ガス、例えばアンモニア(NH)、の分圧を必要とする。浸炭操作、すなわち浸炭温度設定処理、表面増炭処理および炭素拡散処理、は、好ましくは窒素分圧の下で行う。浸炭処理の際、および硬化セルに搬送する際の酸化を全て阻止するために、どの時点でも、部品は空気に露出されない。
浸炭処理に続く硬化操作では、部品を急速に冷却する。この操作は、油または溶融塩の浴中で、もしくは攪拌している高圧ガス、例えば窒素、ヘリウムまたは中性ガス、例えば二酸化炭素もしくは水素、の様々な混合物中で行う。
これらの様々な操作、すなわち浸炭処理の様々な工程は、一般的に同じケース中で行い、硬化は別のセル中で行う。
欧州特許EP−A−0922778号は、特に、一連の金属部品を熱処理するように設計された複数のセルを備えてなる熱処理装置を記載している。これらのセルは、すべて、処理セルと同じ圧力にある中央ケースに接続されている。部品は、セルからセルへ輸送および取扱レールにより運ばれる。対応するセル中で浸炭処理した後、その浸炭処理された部品は、中央ケースを経由して硬化セルへ運ばれる、つまり周囲の空気とは接触しない。
別の装置は、可動セルにより互いに接続された独立セルから構成され、該可動セルの機能は、装填および硬化セルへの搬送操作、または装填および搬送操作と同時に加圧ガス下で硬化させることである。
別の装置は、投入チャンバーおよびガス下で硬化させるセルを備えてなる「被駆動プレート」型の単一の仕切られたセルを備えてなる。
5〜20ミリバールにおける低圧浸炭のいずれの場合も、浸炭処理の各工程、すなわち少なくとも浸炭温度設定工程、部品表面の増炭工程、および部品の表面からコアへの炭素拡散工程、は、1つの同じセル中で、または部品を前進させ、輸送する機械的手段を備えてなる単一の仕切られたセル中で連続的に行われる。その場合、機械的手段は高温区域に位置する。
別の種類の機械は、米国特許第3662996号に記載されている。この機械は、大気圧で行う従来のガス浸炭機械であり、浸炭処理の各行程毎に1つのセル、すなわち浸炭加熱セル、処理すべき部品の表面を増炭させるための増炭セル、および部品の表面からコアに炭素を拡散させるための炭素拡散セル、を備えてなる。これらのセルは直列に連続的に配置され、部品はセルからセルへ移動して浸炭処理を受け、セルの長さは、それらのセル中で必要な処理時間に応じて予め決められている。
しかし、処理の各工程が異なったセル中で行われるにしても、この種の機械は、特定の条件下で、特に高圧下でしか、機能することができない。その上、部品を前進させ、輸送するための機械的手段は、対応する処理が行われる高温区域に位置し、熱的に絶縁されていない。さらに、この種の機械は、既存の製造ラインに組み込むのが困難であり、各セルの長さを、必要な処理の持続時間に応じて簡単に調整することができない。
発明の目的
本発明の目的は、上記の欠点を無くし、部品の大量生産ラインに容易に適合させ、組み込むことができる、効率的で、融通性がある低圧熱化学的浸炭または浸炭窒化処理機械を設計することである。
本発明により、この目的は、付随する請求項により、より詳しくは、温度設定、増炭および炭素拡散セルが標準的な形状を有し、それぞれが、供給モジュールと排出モジュールとの間に配置された低圧処理区域を備えてなり、該供給および排出モジュールが、対応するセルの処理区域から熱的に絶縁された低温区域をそれぞれ形成し、輸送および移動のための機械的手段が、該セルの該供給および排出モジュールの中に配置されており、あるセルの排出モジュールが、隣接するセルの供給モジュールに接続されていることにより、達成される。
他の利点および特徴は、以下に、添付の図面を参照しながら非限定的な例としてのみ記載する、本発明の特別な実施態様の説明から、より深く理解される。
特別な実施態様の説明
図1〜6に関して、熱化学的処理機械は、真空下で金属部品を低圧浸炭処理するための機械1である。機械1は、直列に連続的に配置された複数の処理セル2〜5を備えてなる。各セルは、低圧浸炭処理の特定の工程に対応し、セル中で必要とされる処理の持続時間に応じて適合し得る標準的な形状および長さLを有する。セルの製造技術は、10−1ミリバール〜30ミリバールの操作圧力を可能にする低温壁真空炉の製造技術である。
機械1は、セルからセルへ部品を移動させ、輸送する手段および浸炭処理の様々な工程際にセルを隣接するセルから絶縁するように設計された閉鎖手段も備えてなる。部品は、セル間で、約5ミリバール〜20ミリバールの予め決められた圧力、すなわち浸炭圧、で輸送される。ポンプ機構が3つのセルを、輸送期間も含めて、同じ圧力に維持する。
図1で、機械1は、特に浸炭加熱セル2を備えてなる。セル2で行う処理の目的は、部品の温度を約880℃〜1050℃の必要とされる浸炭温度に上昇させることである。この工程は、浸炭圧力約5ミリバール〜20ミリバールで、好ましくは窒素の存在下で行う。特別な場合には、圧力を100ミリバールまで増加することができる。
機械1は、浸炭加熱セル2の下流に、増炭セル3を備えてなる。セル3で行われる処理は、部品の表面を炭素または炭素および窒素で増炭して、硬化後に部品の硬度を増加させることである。この増炭工程は、好ましくは窒素または他の中性ガスを温度約880℃〜1050℃で注入することにより行い、規則的な間隔で、硬化ガス(cementing gas)の注入により完了させる。セル3における圧力は、使用する硬化ガスに応じて例えば約5ミリバール〜20ミリバールである。
増炭セル3の後、部品は最終的な炭素拡散セル4に送られる。セル4で行われる処理は、炭素を部品の厚さ方向で、部品の表面からコアに向けて、硬化した表面の必要な深さに、部品の表面で必要とされる炭素の百分率に拡散させることである。この処理工程は、浸炭加熱セル2および増炭セル3の圧力と同じ圧力で行われる。この温度は、炭素が部品中に浸透する良好な速度が得られるように、および硬化操作を行う前に部品の最適温度が得られるように、880℃〜1050℃に調節するのが好ましい。
炭素拡散セル4の内側で必要な処理温度は、浸炭加熱セル2および増炭セル3の内側で必要とされる温度とは異なっているのが好ましい。
セル2〜4の下流で、機械1は、圧力気密ドアを備えた硬化セル5も備えてなる。例えば、セル5は、ガス急冷、油急冷、塩浴急冷、または部品を必要な速度で冷却し、必要な硬度を得ることができる他の方式で急冷を行う硬化セルである。
図には示していない別の実施態様では、機械1は、硬化セル5の下流に焼戻しセルを備えてなることができる。焼戻し工程は、例えば温度約200℃〜300℃で行う。
浸炭加熱セル2の上流で、機械1は、セル2に入るまで待機する部品を収容するように設計された供給チャンバー6も備えてなる(図1)。この場合、部品が供給される前に、チャンバー6中の圧力が浸炭加熱セル2中の圧力と等しくなり、空気が確実にほとんど排出されるように、供給チャンバー6中の真空排気を行うことに注意する必要がある。
図2に示す別の実施態様では、機械1は、好適な手段により増炭セル3に接続され、セル2、3および4中に存在ガスを除去するように設計されたガスポンプ装置7を備えてなる。増炭セル3だけが、セル2および4を汚染し易い硬化ガスを含む。従って、ポンプ装置7は、汚染される可能性がある浸炭加熱セル2および炭素拡散セル4から、増炭セル3に向けて、矢印F1の方向でガス流を発生するのが有利である。
機械1は、供給チャンバー6の第一の独立したポンプ装置8および硬化セル5の第二の独立したポンプ装置9も備えてなる。
一般的な様式で、低圧浸炭処理の不可欠な3つの工程に対応する3つのセル2、3、4は、低温で、非汚染性であり、危険ではないように、低温壁セルである。硬化させるべき部品は、直列に配置された低圧浸炭処理セル2、3、4のすべてを経由して、連続的に通過する必要がある。
本発明により、機械1のセル2、3、4はすべて、同じ一般的なモデルに従い、各機能(加熱、増炭および拡散)に適合した標準的な形状を有し、長さLは調整可能であり、これによって、各セルの処理時間を特定の処理速度に正確に調節することができる。この速度を変えることにより、様々な浸炭深度を効果的に達成することができる。従って、セルの長さLは、このセル中で行われる処理の持続時間に比例する。
その上、温度を適合させ、処理する部品上で得るべき特性を正確に調節することができる。
図1および2に示す機械1の浸炭加熱セル2だけを示す図3で、セル2は、処理すべき部品が入る供給モジュール10aおよび処理の後に部品が出る排出モジュール10bを備えてなる。供給モジュール10aおよび排出モジュール10bは、標準的な形状を有し、それぞれ金属部品の装填物11を収容することができる。
セル2は、供給モジュール10aから排出モジュール10bに向けられた縦軸12を有する。縦軸12は、セル2の内側で矢印F2の方向で、装填物11が移動する方向に対応している。
供給モジュール10aと排出モジュール10bとの間で、セル2は、2個の等しい標準的な中間モジュール13を備えてなる。供給モジュール10aと排出モジュール10bとの間に幾つかの中間モジュール13を取り付けることにより、セル2の長さL1を変えることができる。例えば、炭素拡散セル4に関して、モジュール13の数が大きい程、セル4中での装填物11の同じ進行速度で、浸炭深度は大きくなる。
セル2の標準的なモジュール13は、低圧処理区域14を構成し、その中でセル2に適した処理が行われる。処理区域14は、好ましくは標準的なモジュール13により低温壁を備え、隔離され、供給モジュール10aおよび排出モジュール10bから絶縁されており、供給モジュール10aおよび排出モジュール10bは、セル2の低温区域を構成する。低温区域は、例えば供給モジュール10aおよび排出モジュール10bと、隔離された処理区域14との間に配置された、熱的に絶縁された冷却ドア15により、熱的に絶縁されている。
例えば、ドア15の冷却は、ドア15のレベルで水を循環させる熱交換機により行われる。
図3で、供給モジュール10aおよび排出モジュール10bは、実質的にU字形断面の標準的な形状を有し、それぞれ隣接するモジュール13と接続する開口部、およびセル2の末端を閉鎖する3個の壁を備えてなる。図3に示す特別な実施態様では、供給モジュール10aは、供給モジュール10aの、セル2の縦軸12と平行な壁上に位置する供給オリフィス16を備えてなり、排出モジュール10bは、排出モジュール10bの、縦軸12と平行な壁上に位置し、縦軸12に対してセル2の同じ側に位置する排出オリフィス17を備えてなる。部品の装填物11は、セル2の同じ側を経由して進入および退出する。
供給モジュール10aおよび排出モジュール10bは、それぞれ、例えば装填物11を押し、対応するモジュール10a、10bから除去するように設計された排出装置18、および装填物11を、除去する前に、固定するように設計された緩衝停止装置19を備えてなる。排出装置18および緩衝停止装置19は、部品をセル間で移動させ、輸送することができる機械的手段を構成し、セル2、3、4の低温区域に位置するのが有利である。
セルの内側における装填物11の移動は、装填物11自体により行われ、新しい装填物11が供給される度に装填物11を1個ずつ押して前進させる。従って、処理区域14は、移動または前進のための機械的手段を全く含まず、その手段は、セルの供給モジュール10aおよび排出モジュール10bにより構成される低温区域にのみ配置されている。
移動手段を供給モジュール10aおよび排出モジュール10b、すなわち各セルの低温区域のレベルに配置することにより、特に、浸炭処理の効率が向上し、セル間で部品の特性がより効果的に保護される。
さらに、増炭セル3は、硬化ガス注入工程と交互に中性ガス注入工程を備えてなり、セル間における部品の移動は、この中性ガス注入工程と同時に行われるのが有利である。従って、十分に長い中性ガス注入時間帯を設け、それに従って、機械1に沿って全ての装填物11を移動できるように、異なった移動および前進手段を起動する必要がある。従って、硬化ガスは、増炭セル3中にのみ閉じこめられ、他のセル2および4を汚染する危険性がない。
図1および2に示す特別な実施態様では、浸炭加熱セル2は、2個の標準的なモジュール13を備えてなり、セル2の供給オリフィス16および排出オリフィス17は平行であり、縦軸12に対してセル2の同じ側に位置する。
次の増炭セル3は、単一の標準的なモジュール13を備えてなり、その縦軸12が、前にあるセルの縦軸12と平行になり、同じ方向に向くように配置されている。従って、供給モジュール10aの供給オリフィス16は、前にあるセル2の排出モジュール10bの排出オリフィス17と向き合い、セル3の排出モジュール10bの排出オリフィス17は、縦軸12に対して、セル3の、供給モジュール10aの供給オリフィス16と同じ側に配置されている。
従って、炭素拡散セル4は、やはり2個の標準的なモジュール13を備えてなり、他の2つのセルと平行に配置され、その縦軸12は、浸炭加熱セル2と同じ方向を向き、浸炭加熱セル2と整列している。従って、供給モジュール10aおよび排出モジュール10bのそれぞれ供給オリフィス16および排出オリフィス17は、セル4の、縦軸12に対して同じ側に配置されている。硬化セル5は、セル4の排出オリフィス17に接続され、供給チャンバー6はセル2の供給オリフィス16に接続されている。
従って、図1および2による機械1の配置は、実質的にL字形の形状で互いに向き合っており、部品は、セル中を矢印F2(図1)の方向で移動する。
さらに、セル2、3、4の供給モジュール10aおよび排出モジュール10bは、2つの隣接するセル間で接続小室20を形成するように配置するのが有利である。その際、機械1の小室20は、処理工程中でセルからセルへのガスおよび圧力を絶縁する装置21を備えてなることができる。小室20は、セル間のガス流を制御するための逆止め弁機構も備えてなることができる。
例えば、機械1は、浸炭加熱セル2の供給モジュール10aと供給チャンバー6との間に配置された圧力密ドア21を備えてなる。
図4に示す別の実施態様では、低圧浸炭処理機械1は、連続的に平行に配置された3つのセル2、3、4を備えてなる。セル3の縦軸12は、セル2および4の縦軸12に対して平行で、対向するように向いている。セル3の供給モジュール10aの供給オリフィス16は、セル2の排出モジュール10bに面するように配置されているのに対し、セル3の排出モジュール10bの排出オリフィス17は、セル3の、縦軸12に対して他の側に配置され、セル4の供給モジュール10aに面している。セル3のモジュール10aおよび10bの供給オリフィス16および排出オリフィス17の、この特別な反対の向きにより、機械1は、実質的にS字形の一般的な形状で配置され、セル2、3、4が互いに向き合うことができる。これによって、大きな空間が節約され、機械の全体的な長さを比較的小さくすることができる。
さらに、機械1は、処理サイクルの初めに、供給チャンバー6に供給されるのを待つ装填物11の貯蔵区域22を備えてなり、処理サイクルの最後に、硬化セル5の下流で、例えば別の場所に取り出されるのを待つ装填物11の貯蔵区域23を備えてなることができる。
図5に示す別の実施態様では、セル2および3の縦軸12が同じ方向を向いており、セル4の縦軸12が他の2つと反対向きになっている。この場合、セル3および4は、セル2に対してずれている。従って、機械1は、全体的な長さがより大きくなっている。この特別な、実質的にU字形の配置により、特に、セル3、6および5にそれぞれ関連するポンプ装置7、8および9を機械1に組み込むことができる。
機械1は、セルに隣接して浸炭処理サイクルの正しい運転を検査および/または制御するための、管理、検査および/または制御装置24をさらに備えてなることができる。
図6に示す機械1の別の実施態様は、図5に示す別の実施態様とは、セル2、3、4の標準的な中間モジュール13の数により異なっている。これらのセルは、実際、それぞれ3、2および3個の、供給モジュール10aと排出モジュール10bとの間に配置された標準的なモジュール13を備えてなる。これによって、対応するセル中で部品により費やされる時間が増加する。
図5に示す機械1のレイアウトから出発して、セル2の排出モジュール10bを取り外し、別の標準的なモジュール13を追加し、排出モジュール10bを再度設置することができる。セル3および4についても、別の標準的なモジュール13を同様にして追加する。この特別なレイアウトは、機械1を用途および必要な処理時間に応じて容易に修正する、大きな融通性を例示している。
従って、一般的な様式で、1つの、同じ低圧浸炭機械1で、セル2、3、4のそれぞれの長さL1、L2およびL3(図1)は、それらのセルが備えてなる標準的なモジュール13の数に応じて、異なっていてよい。そのような機械1は、設置場所に容易に適合し、複数の様々な形状を取ることができる。従って、機械1は、特に機械1の各セル2、3、4の標準的な供給モジュール10a、排出モジュール10bおよび標準的な中間モジュール13のために、用途、設置場所の大きさ、および必要な処理時間に応じて、完全に再配置できる構造が得られる。これによって、特に時間および空間が節約され、生産性が向上する。
その上、図4、5および6に示す機械1は、貯蔵区域22および23を互いに接近して配置することができる。これによって、装填物11の取扱が、より簡単で、迅速になる。
図には示していない別の実施態様では、機械1は、セル4の下流に2つの硬化セル、例えば1つの油硬化セルおよび1つのガス硬化セル、もしくは2つのガス硬化セル、を備えてなることができる。この場合、炭素拡散セル4の排出モジュール10bは、他のセルの排出モジュール10bとは異なり、セル4の対応する縦軸12と平行に、各壁上に配置された2個の排出オリフィス17を備えてなる。この場合、2つの硬化セルは同じ排出モジュール10bに接続され、部品は、第一または第二の硬化セルに供給されてから、処理の後に取り出される。
図には示していない別の実施態様では、機械1は、供給チャンバー6と浸炭加熱セル2との間に部品の洗浄セルを備えてなり、硬化させるように設計された部品の準備を行うことができる。例えば、この洗浄セルは、大気圧または場合により蒸気相の分圧中で作動する洗浄または脱脂機械である。
図には示していない別の実施態様では、機械1は、浸炭加熱セル2の上流に、部品の対流予備加熱セルを備えてなることができる。例えば、この予備加熱セルは、部品が浸炭加熱セル2に供給される前に、その部品を例えば約300℃〜500℃の温度に加熱するように設計された対流予備加熱炉である。対流予備加熱により、加熱を均質にし、特に部品を酸化させ、その表面を十分に活性化する。この工程は、空気中、大気圧で、好ましくは少量の窒素を加えて行う。予備加熱セルは、部品の予備加熱の後、浸炭加熱セル2中の部品の滞留時間が短くなるので、時間の節約にもなる。予備加熱工程が完了した後、予備加熱セルを真空排気してから、部品を次のセルの内側に移動させる。
対流予備加熱セルを使用する場合、浸炭加熱セル2の供給モジュール10aと予備加熱セルとの間に圧力気密ドア21を配置する必要がある。
従って、機械1の上記のどの実施態様においても、処理機械1には下記の利点がある。機械1は、セル2、3および4における処理区域14の低温壁のために、外側が低温であり、非汚染性である。セル2、3、4が標準的な形状を有し、中間モジュール13および標準的な供給モジュール10aおよび排出モジュール10bによって長さを適合させることができるので、これらを、既存のどの機械加工設備およびどの大量生産部品製造設備にでも設置することができる。従って、生産性は大きく改善される。設置の融通性により、所望により使用するセル、特に洗浄、予備加熱および焼戻しセル、を、製造順序に従って挿入しても、しなくてもよく、あるいは熱処理を行うこともできる。
さらに、セルまで部品を移動させるための機械的手段は、セルの低温区域、すなわち供給モジュール10aおよび排出モジュール10b中にのみ位置する。これによって、低圧浸炭処理の効率が改良される。
本発明は、上記の様々な実施態様に限定されるものではない。特に、処理すべき部品を、支持体上に配置した一連の部品により形成することができる。セルは、どのような好適な形状でも有することができる。移動および閉鎖手段は、2つの隣接するセル間で密閉性および予め決められた圧力特性を確保できるなら、どのような好適な手段によっても形成することができる。硬化ガスは、プロパンまたは他の、部品の表面処理を行うための増炭セル3の温度に関連し得る、どのような炭化水素でもよい。
セルの低温区域に位置する移動手段は、他のいずれかの移動機構および全く異なった緩衝停止機構により形成することができる。2つの隣接するセル間の移動が予め決められた圧力で行われるのであれば、機械1は、処理の途中で、必要であれば、移動工程の際に、小室20の内側の圧力を調節および制御するための追加の手段(図には示していない)を含むことができる。
焼戻しセルを設置する場合、その後に、機械は、部品を例えば他の仕上げ処理機械(ショットピーニング、修正)に移動させるように設計された追加の移動手段(図には示していない)を備えてなることができる。
セル2〜4は、加熱装置、ガス注入回路および真空ポンプ用(図には示していない)のポンプコネクタを備えてなることができる。
図には示していない別の実施態様では、浸炭窒化処理をセル3および4で行うことができる。その場合、熱化学的処理機械1は、窒化ガスを注入する拡散セル4を備えた真空浸炭窒化処理機械である。例えば、窒素増炭は、アンモニア(NH)のようなガスを表面増炭セル3および拡散セル4の中に、必要とされる結果に応じて決められた率で導入することにより、行われる。
機械の操作は前と同じであり、処理すべき部品を各処理セル中に連続的に通過させる。これらのセルも同じ構造を有し、供給モジュール、排出モジュール、およびこれらのモジュール間に配置された標準的な中間モジュールにより、作業場、用途およびセル中での必要な処理時間に応じて完全に再配置できる機械を形成する。
本発明の熱化学的処理機械の第一実施態様を図式的に示す上面図である。 図1による熱化学的処理機械の、別の実施態様を図式的に示す上面図である。 図1および2による熱化学的処理機械のセルを示す。 本発明の熱化学的処理機械の別の実施態様を図式的に示す上面図である。 本発明の熱化学的処理機械の別の実施態様を図式的に示す上面図である。 本発明の熱化学的処理機械の別の実施態様を図式的に示す上面図である。

Claims (13)

  1. 金属部品を熱化学的に処理する機械(1)であって、少なくとも1つの加熱セル(2)と、前記処理すべき部品の表面を増炭するための1つの増炭セル(3)と、前記部品の表面からコアに拡散させる1つの炭素拡散セル(4)と、少なくとも1つの硬化セル(5)とを備えてなり、前記セル(2、3、4)が、直列に連続して配置されるとともに、各セルで行われる処理の持続時間に適合した長さ(L)を有しており、前記機械が、前記部品をセルから次のセルへ輸送および移動させる機械的手段と、異なった連続処理工程の際に前記セルを相互に絶縁するための絶縁手段とをも備えてなり、
    前記加熱セル(2)、前記増炭セル(3)、および前記炭素拡散セル(4)のそれぞれが、供給モジュール(10a)、低圧処理区域(14)、および排出モジュール(10b)を、縦軸に沿って連続的に備えてなり、前記加熱セル(2)、前記増炭セル(3)、および前記炭素拡散セル(4)から選ばれたセルの前記排出モジュール(10b)が、隣接するセルの前記供給モジュール(10a)に接続されており、前記供給モジュール(10a)および排出モジュール(10b)が、対応する前記セル(2、3、4)の前記処理区域(14)から熱的に絶縁された低温区域をそれぞれ形成し、前記輸送および移動させる機械的手段(18、19)が、前記セル(2、3、4)の前記供給モジュール(10a)および排出モジュール(10b)の中に配置されている、機械。
  2. 各セル(2、3、4)の縦軸(12)が、前記供給モジュール(10a)から、対応する排出モジュール(10b)に向けられており、各供給モジュール(10a)および排出モジュール(10b)が、前記モジュール(10a、10b)の、前記軸(12)と平行な壁上に位置する少なくとも1個のオリフィス、それぞれ供給オリフィス(16)および排出オリフィス(17)、を備えてなり、前記部品を各排出モジュール(10b)から対応する供給モジュール(10a)に輸送する手段(18)が、前記縦軸(12)に対して直角に作用する、請求項1に記載の機械。
  3. 少なくとも2つの連続するセル(2、3、4)の前記縦軸(12)が、同じ方向および/または反対の方向に平行である、請求項2に記載の機械。
  4. 前記セル(2、3、4)の前記長さ(L)が、前記セル(2、3、4)中で行われる処理サイクルの持続時間に適合するように、各セル(2、3、4)の前記処理区域(14)が、対応する数の、長さが等しい、直列に配置されたモジュール(13)から構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の機械。
  5. 前記増炭セル(3)に接続され、なおかつ前記加熱セル(2)および前記炭素拡散セル(4)から前記増炭セル(3)にガス流(F1)を発生させるように配置された、ガスポンプ輸送手段(7)を備えてなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の機械。
  6. 前記増炭セル(3)が、硬化ガスを中性ガスと交互に注入する手段を備えてなり、中性ガスを注入している間に、前記部品を輸送および移動させる手段(18、19)が起動され、前記部品を輸送する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の機械。
  7. 各処理セル(2、3、4)の前記絶縁手段(15)が、対応する供給モジュール(10a)および排出モジュール(10b)における低温区域に配置されており、前記処理区域(14)を前記供給モジュール(10a)および排出モジュール(10b)から熱的に絶縁する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の機械。
  8. 前記絶縁手段が、熱的に絶縁および冷却されたドア(15)である、請求項7に記載の機械。
  9. 前記加熱セル(2)の、前記増炭セル(3)の、および前記炭素拡散セル(4)の前記処理区域(14)が、低温壁を備えたモジュール(13)から構成される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の機械。
  10. 前記炭素拡散セル(4)の前記処理区域(14)における温度が、前記加熱セル(2)および前記増炭セル(3)の前記処理区域(14)における温度と異なっている、請求項1〜9いずれか一項に記載の機械。
  11. 前記加熱セル(2)の上流に配置された対流予備加熱セルと、前記加熱セル(2)の前記供給モジュール(10a)と前記加熱セル(2)との間に設けられた圧力気密ドア(21)とを備えてなる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の機械。
  12. 前記硬化セル(5)の下流に焼戻しセルを備えてなる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の機械。
  13. 前記加熱セル(2)の上流に前記部品の洗浄セルを備えてなる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の機械。
JP2007524374A 2004-08-06 2005-08-02 低圧熱化学的処理機械 Active JP5005537B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0408723A FR2874079B1 (fr) 2004-08-06 2004-08-06 Machine de traitement thermochimique de cementation
FR0408723 2004-08-06
PCT/FR2005/002018 WO2006024780A1 (fr) 2004-08-06 2005-08-02 Machine de traitement thermochimique basse pression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008509282A JP2008509282A (ja) 2008-03-27
JP5005537B2 true JP5005537B2 (ja) 2012-08-22

Family

ID=34947522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007524374A Active JP5005537B2 (ja) 2004-08-06 2005-08-02 低圧熱化学的処理機械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080084011A1 (ja)
EP (1) EP1786944B1 (ja)
JP (1) JP5005537B2 (ja)
DE (1) DE602005005343T2 (ja)
FR (1) FR2874079B1 (ja)
WO (1) WO2006024780A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048248B (zh) * 2012-12-11 2015-08-26 哈尔滨医科大学 可调节有效扩散面积和接受池容积的扩散池装置
PL228603B1 (pl) * 2015-02-04 2018-04-30 Seco/Warwick Spolka Akcyjna Piec wielokomorowy do nawęglania próżniowego i hartowania kół zębatych, wałków, pierścieni i tym podobnych detali

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662996A (en) * 1970-03-23 1972-05-16 Holcroft & Co Multi-chamber carburizing apparatus
JPS6016492B2 (ja) * 1979-06-14 1985-04-25 株式会社クボタ 鋳鉄管の熱処理装置
FR2487492B1 (fr) * 1980-07-25 1987-07-17 Bmi Four pour traitement thermique ou thermochimique en continu de metaux
JPS5765961U (ja) * 1980-10-03 1982-04-20
JPS60141863A (ja) * 1983-12-28 1985-07-26 Santetsuku:Kk 連続熱処理方法および連続熱処理装置
DD243050A1 (de) * 1985-11-27 1987-02-18 Hochvakuum Dresden Veb Rezipient fuer vakuumanlagen
JP2958710B2 (ja) * 1990-11-28 1999-10-06 本田技研工業株式会社 クランクシャフトのガス軟窒化法
US5402994A (en) * 1992-01-15 1995-04-04 Aichelin Gmbh Device for heat-treating metal workpieces
WO1993014229A1 (de) * 1992-01-15 1993-07-22 Aichelin Gmbh Vorrichtung zur wärmebehandlung metallischer werkstücke
JP3490791B2 (ja) * 1994-12-20 2004-01-26 光洋サーモシステム株式会社 多室熱処理炉
JP3448789B2 (ja) * 1995-01-20 2003-09-22 同和鉱業株式会社 ガス浸炭方法
JP3895000B2 (ja) * 1996-06-06 2007-03-22 Dowaホールディングス株式会社 浸炭焼入焼戻方法及び装置
FR2801059B1 (fr) * 1999-11-17 2002-01-25 Etudes Const Mecaniques Procede de trempe apres cementation a basse pression
DE10021583A1 (de) * 2000-05-04 2001-11-15 Ald Vacuum Techn Ag Verfahren und Vorrichtung zum Aufkohlen und Härten von Werkstückchargen
EP1555330B1 (de) * 2001-01-26 2007-05-09 Ipsen International GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Transportieren metallischer Werkstücke sowie Anlage zur Wärmebehandlung dieser Werkstücke
FR2821362B1 (fr) * 2001-02-23 2003-06-13 Etudes Const Mecaniques Procede de cementation basse pression
JP2003042664A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Daido Steel Co Ltd 真空加熱炉
JP2003183728A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Jh Corp 真空熱処理装置
US6902635B2 (en) * 2001-12-26 2005-06-07 Nitrex Metal Inc. Multi-cell thermal processing unit
JP2004091900A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Toyota Motor Corp ガス浸炭方法及びガス浸炭装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2874079B1 (fr) 2008-07-18
US20080084011A1 (en) 2008-04-10
EP1786944B1 (fr) 2008-03-12
EP1786944A1 (fr) 2007-05-23
JP2008509282A (ja) 2008-03-27
DE602005005343D1 (de) 2008-04-24
WO2006024780A1 (fr) 2006-03-09
FR2874079A1 (fr) 2006-02-10
DE602005005343T2 (de) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102395488B1 (ko) 기어, 샤프트, 링 및 유사 가공물의 진공 침탄 및 켄칭을 위한 다-챔버 노
EP3006576B1 (en) Device for individual quench hardening of technical equipment components
TW201207153A (en) Continuous gas carburizing furnace
US7029625B2 (en) Continuous vacuum carburizing furnace
JP4876668B2 (ja) 鋼部材の熱処理方法
JP5005537B2 (ja) 低圧熱化学的処理機械
EP1612291B1 (en) Multistage continuous carburizing and quenching furnace and continuous carburizing and quenching method
JP2016216774A (ja) 浸炭装置と浸炭方法
JPH05196365A (ja) 熱処理炉装置
KR101959985B1 (ko) 금속부품 가스침탄 열처리방법
CN103361594A (zh) 一种钢制加工件表面渗碳氮化处理方法
KR100432956B1 (ko) 금속침탄방법
JP6136681B2 (ja) 熱処理設備
US10927427B2 (en) Vacuum heat treatment apparatus
JP2019127624A (ja) 鋼部材の製造方法
KR102255186B1 (ko) 복합 열처리 장치
JP5225634B2 (ja) 熱処理方法及び熱処理設備
JP2009091638A (ja) 熱処理方法及び熱処理装置
US4596610A (en) Hardening metal parts
KR102189121B1 (ko) 강 부재의 제조 방법
JP3537049B2 (ja) 連続真空浸炭方法およびその装置
JP2014118606A (ja) 熱処理装置および熱処理方法
KR101119497B1 (ko) 가스 순환장치를 구비한 열처리로
JP2742074B2 (ja) 浸炭炉
JP2998168B2 (ja) 高温軟窒化炉及び軟窒化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110520

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110822

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110829

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110905

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110912

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20111020

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20111027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120404

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: 20120424

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: 20120523

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5005537

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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