JPH01159365A - イオン浸炭窒化炉 - Google Patents
イオン浸炭窒化炉Info
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- JPH01159365A JPH01159365A JP31649287A JP31649287A JPH01159365A JP H01159365 A JPH01159365 A JP H01159365A JP 31649287 A JP31649287 A JP 31649287A JP 31649287 A JP31649287 A JP 31649287A JP H01159365 A JPH01159365 A JP H01159365A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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。
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〕
この発明は被処理物のイオン浸炭とイオン窒化を、単独
であるいは同時におこなうイオン浸炭窒化炉に関する。
であるいは同時におこなうイオン浸炭窒化炉に関する。
最近鋼材などの被処理物の表面硬化法として、被処理物
を装入した真空容器中にアルゴンなどのキャリアーガス
とCH系ガスあるいは窒素ガスの混合ガスから成る処理
ガスを導入し、被処理物と陽極の間にグロー放電を発生
させ、イオン化した炭素あるいは窒素を被処理物の表面
に打込むイオン浸炭(プラズマ浸炭ともいわれる)ある
いはイオン窒化(プラズマ窒化ともいわれる)が実用化
されている。第5図はこの処理法のための装置の一例を
示し、1は鋼製の炉殻、2は黒鉛製の断熱材を兼ねた陽
極、3はステンレス製の陰極で、その基部は絶縁物4を
介して炉殻1に固着されている。5は搭載用の治具に取
付けた被処理物、6はこの被処理物5を載せるための黒
鉛製の炉床で、陰極3の上端部に嵌着されている。7は
黒鉛製の丸棒状のヒータで抵抗加熱により発熱し、被処
理物5を主として放射熱により加熱昇温させるものであ
り、また8は黒鉛製の処理ガス供給用の管状のガスマニ
ホールドであり、被処理物5の周囲に複数本並設され、
被処理物5に向って処理ガスを吹出す複数個の吹出口を
そなえている。9は炉殻1に設けた排気口、10はこの
排気口9に接続した真空ポンプである。
を装入した真空容器中にアルゴンなどのキャリアーガス
とCH系ガスあるいは窒素ガスの混合ガスから成る処理
ガスを導入し、被処理物と陽極の間にグロー放電を発生
させ、イオン化した炭素あるいは窒素を被処理物の表面
に打込むイオン浸炭(プラズマ浸炭ともいわれる)ある
いはイオン窒化(プラズマ窒化ともいわれる)が実用化
されている。第5図はこの処理法のための装置の一例を
示し、1は鋼製の炉殻、2は黒鉛製の断熱材を兼ねた陽
極、3はステンレス製の陰極で、その基部は絶縁物4を
介して炉殻1に固着されている。5は搭載用の治具に取
付けた被処理物、6はこの被処理物5を載せるための黒
鉛製の炉床で、陰極3の上端部に嵌着されている。7は
黒鉛製の丸棒状のヒータで抵抗加熱により発熱し、被処
理物5を主として放射熱により加熱昇温させるものであ
り、また8は黒鉛製の処理ガス供給用の管状のガスマニ
ホールドであり、被処理物5の周囲に複数本並設され、
被処理物5に向って処理ガスを吹出す複数個の吹出口を
そなえている。9は炉殻1に設けた排気口、10はこの
排気口9に接続した真空ポンプである。
ところが上記構成のイオン浸炭炉11においては、真空
ポンプ10に接続された排気口9は炉殻1の1箇所に設
けられているだけなので、ガスマニホールド8の吹出口
から流出した処理ガスが炉内を流通して排気口9から排
気される際、被処理物5の周囲の処理ガスの流通状態が
一定であり、このためたとえば段積みされた多数個の被
処理物はその各位置によってその周囲の処理ガス濃度に
差を生じ、被処理物の浸炭深さあるいは窒化深さのばら
つきが大きいという問題があった。
ポンプ10に接続された排気口9は炉殻1の1箇所に設
けられているだけなので、ガスマニホールド8の吹出口
から流出した処理ガスが炉内を流通して排気口9から排
気される際、被処理物5の周囲の処理ガスの流通状態が
一定であり、このためたとえば段積みされた多数個の被
処理物はその各位置によってその周囲の処理ガス濃度に
差を生じ、被処理物の浸炭深さあるいは窒化深さのばら
つきが大きいという問題があった。
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、浸炭深
さや窒化深さのばらつきの少ない均一な処理をおこなう
ことができるイオン浸炭窒化炉を提供しようとするもの
である。
さや窒化深さのばらつきの少ない均一な処理をおこなう
ことができるイオン浸炭窒化炉を提供しようとするもの
である。
しかしてこの発明のイオン浸炭窒化炉は、炉殻内に陽極
と陰極と処理ガス供給用のガスマニホールドと被処理物
加熱用のヒータとをそなえたイオン浸炭窒化炉において
、前記炉殻に複数個の排気口を設け、この排気口をそれ
ぞれ開閉弁を介して真空ポンプに接続したことを特徴と
するイオン浸炭窒化炉である。
と陰極と処理ガス供給用のガスマニホールドと被処理物
加熱用のヒータとをそなえたイオン浸炭窒化炉において
、前記炉殻に複数個の排気口を設け、この排気口をそれ
ぞれ開閉弁を介して真空ポンプに接続したことを特徴と
するイオン浸炭窒化炉である。
この発明のイオン浸炭窒化炉においては、複数個の排気
口に設けた各開閉弁を操作することにより、イオン浸炭
あるいはイオン窒化中において炉内から排気する排気口
を切換えることができる。
口に設けた各開閉弁を操作することにより、イオン浸炭
あるいはイオン窒化中において炉内から排気する排気口
を切換えることができる。
これによって炉内を流通する処理ガスの流通状態が切換
ねり、各被処理物周囲の処理ガス流通状態の均一化、従
って処理ガス濃度の均一化をはかることができ、浸炭深
さあるいは窒化深さのばらつきが抑制される。またこの
排気は必ずしも1箇所の排気口のみによっておこなわな
くてもよく、たとえば被処理物が金型などの大型の1個
の部品から成るときは、全排気口を開放して同時排気を
おこない、被処理物全周の処理ガス流通状態の均一化を
はかる等、被処理物の形状、個数等に応じて排気口の開
放個数、開放順序などを自由に選定して最適のガス流通
状態で処理をおこなうことができる。
ねり、各被処理物周囲の処理ガス流通状態の均一化、従
って処理ガス濃度の均一化をはかることができ、浸炭深
さあるいは窒化深さのばらつきが抑制される。またこの
排気は必ずしも1箇所の排気口のみによっておこなわな
くてもよく、たとえば被処理物が金型などの大型の1個
の部品から成るときは、全排気口を開放して同時排気を
おこない、被処理物全周の処理ガス流通状態の均一化を
はかる等、被処理物の形状、個数等に応じて排気口の開
放個数、開放順序などを自由に選定して最適のガス流通
状態で処理をおこなうことができる。
以下第1図および第2図によりこの発明の一実施例を説
明する。
明する。
図中、第5図と同一部分には第5図と同一符号を付して
その説明を省略する。炉殻1には、その胴部外周を4等
分する位置に、4個の排気口12a〜12d(排気口1
2と総称する)が設けられ、各排気口には4個の電磁操
作式の開閉弁13a〜13dがそれぞれ接続されている
。そしてこれら開閉弁13の排気側は、1台の真空ポン
プ10に接続されている。陽極2は、側方に開口部14
をそなえ、被処理物5を包囲する箱形の容器状を呈し、
断熱性および通気性を有するカーボンファイバの板状成
形体を組立てて成る。第1図において15は、図示しな
いヒンジにより側部を炉殻1に支持された手動開閉式の
蓋で、16はシール用の0リングである。17はこの1
15に取付けられた内蓋であり、陽極2と同様なカーボ
ンファイバ製で、開口部14の開閉をおこなうものであ
る。
その説明を省略する。炉殻1には、その胴部外周を4等
分する位置に、4個の排気口12a〜12d(排気口1
2と総称する)が設けられ、各排気口には4個の電磁操
作式の開閉弁13a〜13dがそれぞれ接続されている
。そしてこれら開閉弁13の排気側は、1台の真空ポン
プ10に接続されている。陽極2は、側方に開口部14
をそなえ、被処理物5を包囲する箱形の容器状を呈し、
断熱性および通気性を有するカーボンファイバの板状成
形体を組立てて成る。第1図において15は、図示しな
いヒンジにより側部を炉殻1に支持された手動開閉式の
蓋で、16はシール用の0リングである。17はこの1
15に取付けられた内蓋であり、陽極2と同様なカーボ
ンファイバ製で、開口部14の開閉をおこなうものであ
る。
18は閉鎖状態の内蓋17と陽極2により包囲された処
理室である。また19は陽極2と陰極3の間に接続され
た直流電源、20はヒータ7通電用の交流電源、21は
ガスマニホールド8に接続された処理ガス供給源である
。
理室である。また19は陽極2と陰極3の間に接続され
た直流電源、20はヒータ7通電用の交流電源、21は
ガスマニホールド8に接続された処理ガス供給源である
。
上記構成のイオン浸炭炉22においては、被処理物5を
図示しない搬送フォーク等により炉床6上に載置し、蓋
15を閉じて真空ポンプ10を運転し、炉内を0.5〜
1QTOrr程度の真空とする。
図示しない搬送フォーク等により炉床6上に載置し、蓋
15を閉じて真空ポンプ10を運転し、炉内を0.5〜
1QTOrr程度の真空とする。
このとき開閉弁31はいずれか1個を開放しておけばよ
い。炉内排気後ヒータ7に通電して被処理物5を所定の
温度(たとえば900℃)に加熱し、アルゴンと水素ガ
スをガスマニホールド8から炉内に供給してwA極2と
陰極3上の被処理物5との間のグロー放電により水素イ
オンの衝突による被処理物表面のクリーニングをおこな
う。
い。炉内排気後ヒータ7に通電して被処理物5を所定の
温度(たとえば900℃)に加熱し、アルゴンと水素ガ
スをガスマニホールド8から炉内に供給してwA極2と
陰極3上の被処理物5との間のグロー放電により水素イ
オンの衝突による被処理物表面のクリーニングをおこな
う。
そののちCH系ガスから成る処理ガスをガスマニホール
ド8から炉内に供給し、陽極2と被処理物5間のグロー
放電により炭素イオンを被処理物5の表面に打込んでイ
オン浸炭処理をおこなう。
ド8から炉内に供給し、陽極2と被処理物5間のグロー
放電により炭素イオンを被処理物5の表面に打込んでイ
オン浸炭処理をおこなう。
このイオン浸炭処理中においては、開閉弁13a〜13
dを1個ずつ所定時間(たとえば2分間)ごとに順番に
開放して、排気口12a、12b。
dを1個ずつ所定時間(たとえば2分間)ごとに順番に
開放して、排気口12a、12b。
12c、12dの順に排気口を切換えることを繰返す。
これによってガスマニホールド8から供給されて処理室
18内を流れra極2の壁面を通過して排気口12へと
流れる処理ガスの流通状態は、順次4通りに切換えられ
、被処理物5の各部を流通する処理ガス濃度のばらつき
が減少して均一化され、浸炭深さのばらつきも低減化さ
れる。
18内を流れra極2の壁面を通過して排気口12へと
流れる処理ガスの流通状態は、順次4通りに切換えられ
、被処理物5の各部を流通する処理ガス濃度のばらつき
が減少して均一化され、浸炭深さのばらつきも低減化さ
れる。
上記構成のイオン浸炭炉22(ただし炉殻1の内径=1
600姻)において、5CR420製の自動車用小物部
品を搭載治具に1段当り20個並べて6段積みしたもの
を被処理物5とし、処理ガスとしてC388ガス7j/
winとN2ガス3fJ7minの混合ガスを用い、炉
内圧5 Torrで900℃35分間の浸炭と、それに
続く90分間の拡散処理をおこなった。そして上記浸炭
中においては、開閉弁13a〜13dのタイマ制御によ
り排気口128〜12dを各2分間ずつ順番に1個ずつ
開放して排気をおこなったところ、得られた被処理物5
の浸炭深さのばらつきは±0.09 armであった。
600姻)において、5CR420製の自動車用小物部
品を搭載治具に1段当り20個並べて6段積みしたもの
を被処理物5とし、処理ガスとしてC388ガス7j/
winとN2ガス3fJ7minの混合ガスを用い、炉
内圧5 Torrで900℃35分間の浸炭と、それに
続く90分間の拡散処理をおこなった。そして上記浸炭
中においては、開閉弁13a〜13dのタイマ制御によ
り排気口128〜12dを各2分間ずつ順番に1個ずつ
開放して排気をおこなったところ、得られた被処理物5
の浸炭深さのばらつきは±0.09 armであった。
これに対して1個の排気口12aのみを用いて排気をお
こない、他の条件は前記実施例と同条件で浸炭処理をお
こなった比較例では、被処理物5の浸炭深さのばらつき
は±0.19amと、2倍以上のばらつきが実測された
。
こない、他の条件は前記実施例と同条件で浸炭処理をお
こなった比較例では、被処理物5の浸炭深さのばらつき
は±0.19amと、2倍以上のばらつきが実測された
。
なお前記排気口12の切換えは、前記順番以外の順でお
こなってもよいし、被処理物の形状や個数等に応じて、
2個の排気口を1組として開閉をおこなったり、あるい
は4個全部を開放して排気をおこなって処理ガス濃度の
均一化をはかることもできる。またこの排気口の切換え
は、イオン浸炭中のみではなく前工程の水素イオンによ
る被処理物表面のクリーニング中にも行なってもよい。
こなってもよいし、被処理物の形状や個数等に応じて、
2個の排気口を1組として開閉をおこなったり、あるい
は4個全部を開放して排気をおこなって処理ガス濃度の
均一化をはかることもできる。またこの排気口の切換え
は、イオン浸炭中のみではなく前工程の水素イオンによ
る被処理物表面のクリーニング中にも行なってもよい。
次に第3図はこの発明の他の実施例を示し、陽極2の内
壁面に黒鉛から成る通気抵抗の大きいガスタイトシート
23を張付け、このガスタイトシート23に複数個(こ
の実施例では4個)の丸穴状の通気孔24を穿設したも
のであり、その他の構成は前記実施例と同一構造を有す
るものである。
壁面に黒鉛から成る通気抵抗の大きいガスタイトシート
23を張付け、このガスタイトシート23に複数個(こ
の実施例では4個)の丸穴状の通気孔24を穿設したも
のであり、その他の構成は前記実施例と同一構造を有す
るものである。
この実施例においては、ガスマニホールド8から処3!
Pv1B内に供給された処理ガスは、通気孔24部の陽
極2の通気性を有する壁面を通過していずれかの排気口
12を経て炉外に排気される。
Pv1B内に供給された処理ガスは、通気孔24部の陽
極2の通気性を有する壁面を通過していずれかの排気口
12を経て炉外に排気される。
このため処理室18内からの処理ガスの流出位置が規制
されたことになり、処理室18内のガス流通状態の一定
化により、排気口12の切換えとあいまって、被処理物
各部における処理ガス濃度をさらに均一化することがで
きる。この通気孔24の位置および個数は、排気口12
の位置および個数、被処理物の形状、個数等に応じて、
たとえば実験あるいはコンピュータによるシミュレーシ
ョン等により決定することができる。なおガスタイトシ
ート23は陽極2の外壁面に張付けてもよい。
されたことになり、処理室18内のガス流通状態の一定
化により、排気口12の切換えとあいまって、被処理物
各部における処理ガス濃度をさらに均一化することがで
きる。この通気孔24の位置および個数は、排気口12
の位置および個数、被処理物の形状、個数等に応じて、
たとえば実験あるいはコンピュータによるシミュレーシ
ョン等により決定することができる。なおガスタイトシ
ート23は陽極2の外壁面に張付けてもよい。
第4図はこの発明のさらに他の実施例を示し、前記ガス
タイトシート23を省略し、かわりに陽極2の壁面に直
接通気孔25を穿設したものであり、前記第3図の実施
例と同様な作用効果を有するものである。なおこの場合
は、陽極2は通気性を有しないカーボン板などで構成す
ることもできる。
タイトシート23を省略し、かわりに陽極2の壁面に直
接通気孔25を穿設したものであり、前記第3図の実施
例と同様な作用効果を有するものである。なおこの場合
は、陽極2は通気性を有しないカーボン板などで構成す
ることもできる。
この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、た
とえば排気口12の位置や個数は上記以外のものとして
もよく、また陽極2は、円筒形の容器状のものや内蓋1
7を有しないもの、あるいは容器状以外の開放形状のも
のとしてもよい。
とえば排気口12の位置や個数は上記以外のものとして
もよく、また陽極2は、円筒形の容器状のものや内蓋1
7を有しないもの、あるいは容器状以外の開放形状のも
のとしてもよい。
またこの発明はイオン浸炭炉にも適用でき、さらにイン
−アウト形のほかスルー形の炉にも適用できるものであ
る。
−アウト形のほかスルー形の炉にも適用できるものであ
る。
以上説明したようにこの発明によれば、炉殻に設けた複
数個の排気口を開閉弁により個別に開閉できるようにし
たので、炉内の処理ガスの流通状態を切換えることによ
り、被処理物の浸炭深さや窒化深さのばらつきを低減化
することができる。
数個の排気口を開閉弁により個別に開閉できるようにし
たので、炉内の処理ガスの流通状態を切換えることによ
り、被処理物の浸炭深さや窒化深さのばらつきを低減化
することができる。
第1図はこの発明の一実施例を示すイオン浸炭炉の縦断
面図、第2図は第1図のA−A線断面図、第3図はこの
発明の他の実施例を示す第2図相当図、第4図はこの発
明のさらに他の実施例を示す第2図相当図、第5図は従
来のイオン浸炭炉の一例を示す第2図相当図である。 1・・・炉殻、2・・・陽極、3・・・陽極、5・・・
被処理物、7・・・ヒータ、8・・・ガスマニホールド
、10・・・真空ポンプ、12a 〜12d−・・排気
口、13a〜13d・・・開閉弁、17・・・内蓋、2
1・・・処理ガス供給源、22・・・イオン浸炭炉、2
3・・・ガスタイトシート、24・・・通気孔、25・
・・通気孔。 第5図
面図、第2図は第1図のA−A線断面図、第3図はこの
発明の他の実施例を示す第2図相当図、第4図はこの発
明のさらに他の実施例を示す第2図相当図、第5図は従
来のイオン浸炭炉の一例を示す第2図相当図である。 1・・・炉殻、2・・・陽極、3・・・陽極、5・・・
被処理物、7・・・ヒータ、8・・・ガスマニホールド
、10・・・真空ポンプ、12a 〜12d−・・排気
口、13a〜13d・・・開閉弁、17・・・内蓋、2
1・・・処理ガス供給源、22・・・イオン浸炭炉、2
3・・・ガスタイトシート、24・・・通気孔、25・
・・通気孔。 第5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炉殻内に陽極と陰極と処理ガス供給用のガスマニホ
ールドと被処理物加熱用のヒータとをそなえたイオン浸
炭窒化炉において、前記炉殻に複数個の排気口を設け、
この排気口をそれぞれ開閉弁を介して真空ポンプに接続
したことを特徴とするイオン浸炭窒化炉。 2 陽極が被処理物を包囲する容器状を呈している特許
請求の範囲第1項記載のイオン浸炭窒化炉。 3 陽極が通気性材料で構成されている特許請求の範囲
第2項記載のイオン浸炭窒化炉。4 陽極が通気性材料
層と、複数個の通気孔を穿設した非通気性材料層の2層
から成る特許請求の範囲第2項記載のイオン浸炭窒化炉
。 5 陽極の壁面に複数個の通気孔が穿設されている特許
請求の範囲第2項または第3項記載のイオン浸炭窒化炉
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62316492A JP2556072B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | イオン浸炭窒化炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62316492A JP2556072B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | イオン浸炭窒化炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01159365A true JPH01159365A (ja) | 1989-06-22 |
JP2556072B2 JP2556072B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=18077699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62316492A Expired - Fee Related JP2556072B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | イオン浸炭窒化炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2556072B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1043159C (zh) * | 1995-06-07 | 1999-04-28 | 大连海事大学 | 一种用于金属表面强化的离子轰击炉 |
JP2008260858A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Tosoh Corp | ポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
US9822917B2 (en) | 2005-08-12 | 2017-11-21 | Mitsubishi Chemical Corporation | Tube end connector and zeolite separation membrane element |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6066860A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
JPS60243261A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-03 | Honda Motor Co Ltd | イオン応用多目的熱処理方法および装置 |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP62316492A patent/JP2556072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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JP2008260858A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Tosoh Corp | ポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
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Publication number | Publication date |
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JP2556072B2 (ja) | 1996-11-20 |
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