JPH01142018A - 金属加工部品を熱処理するための真空炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円筒状加圧ケーシングを備え、その中に軸方
向に整列された熱導体によｐ取り囲まれかつ断熱材を備
えた装入物室、および冷却ガスをノズルによシ装入物室
を通り、熱交換器を経て案内することができるガス冷却
装置が配置されている金属加工品を熱処理するための真
−空炉に関する。このような真空炉は、特に多様な品質
の鋼からなる全ての種類の工具および構成部品の硬化に
利用される。部分的に、これらの真空炉は他の熱処理、
たとえば焼鈍およびロウ付けのために使用することもで
きる。

〔従来の技術〕

西ドイツ国特許第２８３９８０７号および同第２８４４
８４３号明細書には、この種の真空炉が記載されている
。この種の炉は、おもに円筒状加圧ケーシングを備え、
その中に断熱壁によシ仕切られた、加熱体で加熱される
装入物室およびガス冷却装置が存在する。工具および構
成部品は装入物室中で真空下にオーステナイト化温度に
加熱され、急冷のため冷却された加圧下の不活性ガスを
炉中で循環させる。その際冷却ガスは高い速度で熱い装
入物上へ流れ、この装入物から熱エネルギーを奪い、熱
交換器を通り、ここで冷却され、再び装入物室に供給さ
れる。装入物室への冷却ガスの導入は、西ドイツ国特許
第２８３９８０７号によシ、別々の、軸方向に整列され
たガス導入管に取付けられたノズルを介して行なわれる
。この構造の欠点は、炉中のガス導入管のだめの高い材
料費および製造費である。管およびノズルは耐高熱性材
料からなっていなければならない。西ドイツ国特許第２
８４４８４３号明細書において使用されている通風機は
、冷却ガスがかなシの部分熱い装入物表面に沿って流れ
るだけで、装入物の内部へ侵入しないという欠点を有す
る。

西ドイツ国特許出願公開第１９１９４９３号明細書から
、炉中で不活性ガスを通風機を用いて循環させ、輻射の
ほかに対流を形成させるため、室温と約７５０°Ｃとの
間の温度範囲内で装入物の加熱を促進することは公知で
ある。しかしこの場合でも、加熱体と装入物との間の熱
伝導は最適ではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って本発明の課題は、円筒状加圧ケーシングを備え、
その中に軸方向に整列されたヒーターによシ取り囲まれ
た、断熱層を備えた装入物室および冷却ガスをノズルを
介して装入物室を通り、熱交換器を経て案内することが
できる、ガス冷却装置が配置されている、金属加工品を
熱処理するための真空炉を構成することであった。これ
らの真空炉は、加熱された装入物のできる限シ迅速かつ
均一な冷却を保証し、できる限シ簡単な構造を有し、で
きる限り迅速に加熱可能であるべきである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明により、ヒーターが管としく６） て構成され、装入物室に向って穿孔を備えかつ電気絶縁
片を介して冷却ガス分配装置と連結していることによシ
解決される。

有利には、冷却ガス分配装置は、冷却ガスを加熱管を通
して圧送し、装入物室から再び吸引する通風機を備えて
いる。

さらに断熱層の壁が、冷却ガス分配装置の範囲内に閉鎖
可能な開口を備えているのが有利で′ある。それによシ
、装入物の加熱時間中に加熱゛　　ガス流は炉内部に熱
交換器を迂回する加熱ガス流を維持することができる。

高価な冷却ガスの場合、炉に冷却ガス回収装置を設ける
ことも同様に有利である。

〔実施例〕

炉は円筒状圧力ケーシング１を備え、その１端面が炉に
供給および排出することのできるドア２として構成され
ている。装入物室３は、外方へは円筒形の断熱層４によ
シ仕切られておシ、この円筒は断熱材からなシ、その端
面に相応する壁を備えていて、そのうちの少なくとも１
っ室３中の外方への輻射を遮蔽するので、わずがなエネ
ルギー損失が生じるにすぎない。断熱層４の内側で、装
入物室３中には、加熱管として構成され、装入物室３に
向って穿孔Ｔを備えている電気ヒーター６が配置されて
いる。この加熱管６は、たとえば１〜３　ｍｍの壁厚お
よび４゜〜１５０ｍの内径を有する。穿孔７の直径は、
加熱管の穿孔の面積の和が内径の面積に一致するように
定められる。加熱管６は、電気絶縁片８を介して冷却ガ
ス分配装置９に固定されておシ、この分配装置は駆動モ
ーター１ｏおよび通風機１１と共に、耐圧ケーシング内
でドア２に相対する側に収納されている。冷却ガス分配
装置９に隣接する断熱層４の壁は、１つの開口１２を備
えていて、この開口はスライダー１３によって閉鎖およ
び開放することができる。耐圧ケーシング１と断熱層４
との間には、水冷式熱交換器管１４が収納されている。

たとえば工具を装入物室３に装入した後、この装入物室
に不活性ガスを流して加熱する。スライダー１３は障１
熱層中の開口１２’ｅ開放しておシ（第１図）、その結
果不活性ガスは通風機１１によって加熱管６中へ圧送す
ることができ、ここから不活性ガスは加熱管の全長にわ
たって分配されている穿孔７を経て装入物室３中へ侵入
し、断熱層中の開口１２を通って再び通風機１１へ戻さ
れる。不活性ガスは加熱管６を通って供給されるので、
不活性ガスは急速に加熱管の温度を受は取り、このこと
が熱輻射範囲内での熱ガスによる装入物の迅速かつ均一
な加熱をもたらす。加熱ガスを装入物に直接噴射するこ
とによシ、装入物は内部でも均一に加熱される。

保護ガス下のこの加熱工程は、約７５０℃まで利用され
る。約１ろ００°ａｔで加熱しなければならない焼入処
理の場合、不活性ガスを炉から除去し、さらに加熱する
のは、この温度範囲内で極めて有効であるたんに熱輻射
だけによって行なう。

加熱された装入物を急冷するために、開口１２を閉じた
場合、炉に冷たい不活性ガスを過圧で溢扛させる。この
場合、断熱層４の壁５をシリンダ状筒から外し、その結
果間隙が生じて、装入物室３が耐圧ケーシング１と断熱
層４との間のすき間と連絡する（第２図）。冷却ガスは
通風機１１によシ、冷却された加熱管６を経て高い速度
で装入物室３中へ圧送され、ここから冷却ガスは熱交換
器伝熱管１４を通って再び冷却ガス分配装置９中へ流入
し、新たに循環させられる。相応する不活性ガスを高い
ガス圧およびガス速度とともに使用する場合、本発明に
よる真空炉を用いて、油浴による焼き入れで達成可能な
焼き入れ効果と比較可能な焼き入れ効果が達成される。

これによシ、今までのものと異なるタイプの鋼もガス冷
却によって焼き入れして硬化することができる。

同時にガス供給管として用いられる加熱管６は、好まし
くはカーボン繊維補強プラスチックからなる。この場合
、熱発生にとシ重碩な加熱管の導電性断面およびガス容
積流にと９重要な加熱管の内径は、相互に調和していな
ければならない。加熱体とガス供給管との組み合せは、
この炉の製造の際に著しい製造技術の簡素化をもたらす
。

焼き入れのために高価な不活性ガスを使用する場合、こ
の不活性ガスを再び回収するのが有利である。この目的
のために、冷却ガスは焼き入れ工程の終了後、コンプレ
ッサーで炉の内部から排出され、高圧貯蔵タンクに送ら
れ、そこから次の使用に提供する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明による真空炉の１実施例を表わすも
ので、第１図は約７５０°Ｃまでの加熱相における炉の
略示断面図であり、第２図は冷却相における炉の略示断
面図である。 １・・・圧力ケーシング、２・・・ドア、３・・・装入
物室、４・・・断熱層、５・・壁、６・・・電気ヒータ
ー、７・・・穿孔、８・・・電気絶縁片、９・・・冷却
ガス分配装置、１０・・・駆動モーター、１１・・・通
風機、１２・・・開口、１３・・スライダー、１４・・
・熱交換伝熱管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒状圧力ケーシングを備え、その中で軸方向に整
   列されたヒーターに取り囲まれた、断熱層を備えた装入
   物室、および冷却ガスをノズルを介し装入物室を通り、
   熱交換器に案内することができるガス冷却装置が配置さ
   れている金属加工品を熱処理するための真空炉において
   、ヒーター（６）が管として構成され、装入物室に向つ
   て穿孔（７）を備え、かつ電気絶縁片（８）を介して冷
   却ガス分配装置（９）と連結してことを特徴とする金属
   加工部品を熱処理するための真空炉。 ２、冷却ガス分配装置（９）が通風機（１１）を備えて
   いる請求項１記載の真空炉。 ３、断熱層（４）の壁が、冷却ガス分配装置（９）の範
   囲内で、閉鎖可能な開口（１２）を備えている請求項１
   または２記載の真空炉。 ４、冷却ガス用回収装置を備えている請求項１から３ま
   でのいずれか１項記載の真空炉。