JPH01225764A - プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 - Google Patents
プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法Info
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- JPH01225764A JPH01225764A JP5245188A JP5245188A JPH01225764A JP H01225764 A JPH01225764 A JP H01225764A JP 5245188 A JP5245188 A JP 5245188A JP 5245188 A JP5245188 A JP 5245188A JP H01225764 A JPH01225764 A JP H01225764A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- -1 carbon ions Chemical class 0.000 description 1
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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〕
この発明は処理物の表面にプラズマを利用して浸炭処理
を施すようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭
方法に関する。
を施すようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭
方法に関する。
従来のプラズマ浸炭装置にあっては、加熱室内に作動ガ
スを吹き出す為のガスの噴出口を多数設けて、加熱室内
における作動ガスの？Ｒ度が各所において均一になるよ
うにしている。
スを吹き出す為のガスの噴出口を多数設けて、加熱室内
における作動ガスの？Ｒ度が各所において均一になるよ
うにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来のプラズマ浸炭装置では、処理物の表面形状が
複雑であって、浸炭による炭素の消費量が処理物の表面
の各場所によって相違すると、浸炭処理の進行と共に、
処理物の表面から見たその周囲のガス濃度に場所ごとの
ばらつきが生ずる。
複雑であって、浸炭による炭素の消費量が処理物の表面
の各場所によって相違すると、浸炭処理の進行と共に、
処理物の表面から見たその周囲のガス濃度に場所ごとの
ばらつきが生ずる。
しかも操業圧力が低い為、自然対流によるそのばらつき
の是正も期待が薄い。その結果、浸炭の均一性が損なわ
れる問題点があった。
の是正も期待が薄い。その結果、浸炭の均一性が損なわ
れる問題点があった。
本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、処理物の外形形状が複雑であって
も、操業中において上記処理物の各所の表面に接する作
動ガスの濃度を夫々調整して、各所の表面形状に対応さ
せた均一ガス濃度にすることができるようにしたプラズ
マ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法を提供することであ
る。
目的とするところは、処理物の外形形状が複雑であって
も、操業中において上記処理物の各所の表面に接する作
動ガスの濃度を夫々調整して、各所の表面形状に対応さ
せた均一ガス濃度にすることができるようにしたプラズ
マ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法を提供することであ
る。
上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである。
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである。
（作用〕
真空にされた加熱室内に作動ガスが送り込まれる。この
状態において加熱室内にプラズマが発生される。上記作
動ガスは上記プラズマの作用により分解する。そしてそ
の炭素成分により処理物表面への浸炭が行われる。上記
の場合、処理物周囲の多数のヘッダーから夫々吹き出さ
れる作動ガスの流量は夫々調整手段によって個別に調整
することができる。これにより処理物の各所の表面に接
する作動ガスの濃度は各表面形状に対応させた均一ガス
濃度にすることができる。
状態において加熱室内にプラズマが発生される。上記作
動ガスは上記プラズマの作用により分解する。そしてそ
の炭素成分により処理物表面への浸炭が行われる。上記
の場合、処理物周囲の多数のヘッダーから夫々吹き出さ
れる作動ガスの流量は夫々調整手段によって個別に調整
することができる。これにより処理物の各所の表面に接
する作動ガスの濃度は各表面形状に対応させた均一ガス
濃度にすることができる。
以下本願の実施例を示す図面について説明する。
第１図乃至第３図において、１は加熱室で、炉とも呼ば
れ中空に形成してある。２は加熱室内部において処理物
を存置する為の存置空間を示す。１ａは加熱室１におけ
る出入口を示し、周知の如く開閉自在に構成してある。
れ中空に形成してある。２は加熱室内部において処理物
を存置する為の存置空間を示す。１ａは加熱室１におけ
る出入口を示し、周知の如く開閉自在に構成してある。
上記加熱室１において、３は炉殻で、金属材料を用いて
気密的に形成してある。４は断熱材で、耐熱性と導電性
を有する材料例えばカーボンで形成してある。次に５は
加熱室１内に備えられた炉床で、耐熱性及び導電性を有
する材料で構成してある。６はその支持体を示す、７は
存置空間２において炉床５の上に胃かれた処理物を示す
、この処理物としては大きなものはそのまま炉床５の上
に、小さなものはバスケット内に段積みした状態で炉床
５の上に置かれる。
気密的に形成してある。４は断熱材で、耐熱性と導電性
を有する材料例えばカーボンで形成してある。次に５は
加熱室１内に備えられた炉床で、耐熱性及び導電性を有
する材料で構成してある。６はその支持体を示す、７は
存置空間２において炉床５の上に胃かれた処理物を示す
、この処理物としては大きなものはそのまま炉床５の上
に、小さなものはバスケット内に段積みした状態で炉床
５の上に置かれる。
向上記処理物７としては自動車用のギア部品等がある。
８はヒータで、例えば電熱ヒータである。
次に１０はガス送入手段を示す。これにおいて、１１゜
１１・・・はヘッダーで、前記存置空間２の周囲に複数
が散設してある。１２は各ヘッダー１１に備えられてい
るノズルを示す、 １３．１３・・・は各ヘッダー１１
に個別に接続したガス量の流Ｍ調整用の調整手段で、例
えばバルブやオリフィス等が用いられる。この調整手段
は手動で調整するものであっても、自動制御で調整する
ものであってもよい。１４は接続配管を示し、一端は調
整手段１３を通してヘッダー１１に、他端は図示外の周
知の作動ガス供給源に接続してある。
１１・・・はヘッダーで、前記存置空間２の周囲に複数
が散設してある。１２は各ヘッダー１１に備えられてい
るノズルを示す、 １３．１３・・・は各ヘッダー１１
に個別に接続したガス量の流Ｍ調整用の調整手段で、例
えばバルブやオリフィス等が用いられる。この調整手段
は手動で調整するものであっても、自動制御で調整する
ものであってもよい。１４は接続配管を示し、一端は調
整手段１３を通してヘッダー１１に、他端は図示外の周
知の作動ガス供給源に接続してある。
次に１５はプラズマ発生手段を示す。該発生手段１５に
おいて、１６は陽極を示し、本例では前記断熱材４が使
用してある。この陽極としては炉殻３が利用されたり或
いは上記ヒータ８やそのヒータ８と同様に加熱室ｌ内に
備えられるサセプターが用いられる場合もある。これら
を本件明細書中では炉殻の側と総称する。１７は陰極を
示し、前記炉床５上に置かれた処理物７が陰極となるよ
うにしてある。１８はプラズマ電源で、そのプラス側は
前記陽極１６に、マイナス側は支持体６、炉床５を介し
て陰極１７に夫々接続される。
おいて、１６は陽極を示し、本例では前記断熱材４が使
用してある。この陽極としては炉殻３が利用されたり或
いは上記ヒータ８やそのヒータ８と同様に加熱室ｌ内に
備えられるサセプターが用いられる場合もある。これら
を本件明細書中では炉殻の側と総称する。１７は陰極を
示し、前記炉床５上に置かれた処理物７が陰極となるよ
うにしてある。１８はプラズマ電源で、そのプラス側は
前記陽極１６に、マイナス側は支持体６、炉床５を介し
て陰極１７に夫々接続される。
上記構成のプラズマ浸炭装置による処理物の浸炭操作に
ついて説明する。先ず出入口１ａを通して処理物７を存
置空間２に装入する。次に炉殻３に接続されている周知
の真空装置により加熱室１の内部を真空にする。この真
空引は以後の過程においても継続される。次にガス送入
手段１０により加熱室１内に作動ガスを供給すると共に
、ヒータ８を作動させて内部空間の加熱を行う。上記作
動ガスとしては例えばメタンやプロパンが用いられ、加
熱室１内の圧力が２〜３ Ｔｏｒｒにされる。又ヒータ
による加熱は例えば８７０℃程度にされる。上記のよう
な操作と共にプラズマ電源１８を作動させて陽極１６と
陰極１７との間にプラズマ放電用の電圧を印加する。
ついて説明する。先ず出入口１ａを通して処理物７を存
置空間２に装入する。次に炉殻３に接続されている周知
の真空装置により加熱室１の内部を真空にする。この真
空引は以後の過程においても継続される。次にガス送入
手段１０により加熱室１内に作動ガスを供給すると共に
、ヒータ８を作動させて内部空間の加熱を行う。上記作
動ガスとしては例えばメタンやプロパンが用いられ、加
熱室１内の圧力が２〜３ Ｔｏｒｒにされる。又ヒータ
による加熱は例えば８７０℃程度にされる。上記のよう
な操作と共にプラズマ電源１８を作動させて陽極１６と
陰極１７との間にプラズマ放電用の電圧を印加する。
以上のような操作により陽極１６と陰極１７即ち処理物
７．との間には周知の如くプラズマ放電が生じ、その放
電により上記作動ガスが分解される。そして分解した作
動ガスの内の炭素イオンが処理物７の表面に打込み乃至
は吸着され、その処理物７の浸炭処理が遂行される。こ
の処理は上記のような条件で例えば１時間程度継続され
る。
７．との間には周知の如くプラズマ放電が生じ、その放
電により上記作動ガスが分解される。そして分解した作
動ガスの内の炭素イオンが処理物７の表面に打込み乃至
は吸着され、その処理物７の浸炭処理が遂行される。こ
の処理は上記のような条件で例えば１時間程度継続され
る。
上記処理の場合においては、各ヘッダー１１に接続する
調整手段１３が夫々各個別に調整されて、各ヘッダー１
１のノズル１２から吹き出されるガスの流量が調節され
る。その調節は処理物７の外形形状に応じ、処理物７の
各所の表面に接する作動ガスの濃度が、各所の表面形状
に対応した均一ガス濃度になるようにする。これにより
処理物７の各所の表面における浸炭深さの均一性が良好
となる。
調整手段１３が夫々各個別に調整されて、各ヘッダー１
１のノズル１２から吹き出されるガスの流量が調節され
る。その調節は処理物７の外形形状に応じ、処理物７の
各所の表面に接する作動ガスの濃度が、各所の表面形状
に対応した均一ガス濃度になるようにする。これにより
処理物７の各所の表面における浸炭深さの均一性が良好
となる。
次に第４図及び第５図は本願の異なる実施例を示すもの
で、処理物を加熱室内の存置空間において移動させるよ
うにした例を示すものである。図において、２１は移動
手段を示す、該移動手段は回転装置２２における回転軸
２２ａに支持体６ｅを連結して構成してある。このよう
な移動手段２１により処理物７ｅは存置空間２ｅにおい
て回転移動させられる。
で、処理物を加熱室内の存置空間において移動させるよ
うにした例を示すものである。図において、２１は移動
手段を示す、該移動手段は回転装置２２における回転軸
２２ａに支持体６ｅを連結して構成してある。このよう
な移動手段２１により処理物７ｅは存置空間２ｅにおい
て回転移動させられる。
２３、２４．２５は加熱室１ｅの側壁に設けたヘッダー
で、上記移動手段による処理物表面の移動方向に対して
交差する方向の一例として、上記処理物表面の回転方向
と直交する軸線方向に並置されている。
で、上記移動手段による処理物表面の移動方向に対して
交差する方向の一例として、上記処理物表面の回転方向
と直交する軸線方向に並置されている。
２６、２７．２８は加熱室１ｅの天井に備えさせたヘッ
ダーで、上記交差する方向の他の例として、処理物の回
転中心を中心とする半径方向に並置してある。
ダーで、上記交差する方向の他の例として、処理物の回
転中心を中心とする半径方向に並置してある。
上記構成のプラズマ浸炭装置によって処理物の浸炭処理
を行う場合、処理物は移動手段２１によりて回転移動さ
せられる。従ってその表面において回転移動方向に並ぶ
各所が作動ガスに接する条件は全て均一となる。又上記
回転移動方向と交差する方向の各所に関しても、ヘッダ
ー２３．２４．２５およびヘッダー２６．２７．２８の
各々から吹き出される作動ガスの流量を調整手段１３ｅ
によって調整することにより何れも均一の条件とするこ
とができる。
を行う場合、処理物は移動手段２１によりて回転移動さ
せられる。従ってその表面において回転移動方向に並ぶ
各所が作動ガスに接する条件は全て均一となる。又上記
回転移動方向と交差する方向の各所に関しても、ヘッダ
ー２３．２４．２５およびヘッダー２６．２７．２８の
各々から吹き出される作動ガスの流量を調整手段１３ｅ
によって調整することにより何れも均一の条件とするこ
とができる。
向上記回転移動は、処理物７ｅ内外何れを中心とする回
転（自転、公転）であっても良い。また上記移動は回転
に代え直線移動であっても良い。その場合にはその移動
方向に対して例えば直交する方向に複数のヘッダーを並
置すれば良い。
転（自転、公転）であっても良い。また上記移動は回転
に代え直線移動であっても良い。その場合にはその移動
方向に対して例えば直交する方向に複数のヘッダーを並
置すれば良い。
なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファベントのｅを
付して重複する説明を省略した。
る部分には、前回と同一の符号にアルファベントのｅを
付して重複する説明を省略した。
次に処理物の浸炭処理を具体的に行なった結果の一例を
示せば次の第１表の通りであり、前記の手段に依るとば
らつきが極めて小さくなることが理解できる。
示せば次の第１表の通りであり、前記の手段に依るとば
らつきが極めて小さくなることが理解できる。
第 １ 表
〔発明の効果〕
以上のように本発明にあっては、真空にした加熱室１内
に作動ガスを入れ、処理物７と炉殻３の側との間に電圧
を加えることによってプラズマを発生させて、上記処理
物７の表面に短時間でもってプラズマを利用した良質の
浸炭を形成できる特長があるその上に、 上記処理物の外形形状が複雑であっても本発明において
は、操業中において上記処理物７の各所の表面に接する
作動ガスの濃度を夫々調整して各所の表面形状に対応さ
せた均一ガス濃度にすることができるから、上記処理物
７の表面における浸炭の均一性は従来手段に比較してよ
り一層良好にできる有用性がある。
に作動ガスを入れ、処理物７と炉殻３の側との間に電圧
を加えることによってプラズマを発生させて、上記処理
物７の表面に短時間でもってプラズマを利用した良質の
浸炭を形成できる特長があるその上に、 上記処理物の外形形状が複雑であっても本発明において
は、操業中において上記処理物７の各所の表面に接する
作動ガスの濃度を夫々調整して各所の表面形状に対応さ
せた均一ガス濃度にすることができるから、上記処理物
７の表面における浸炭の均一性は従来手段に比較してよ
り一層良好にできる有用性がある。
図面は本願の実施例を示すもので、第１図はプラズマ浸
炭装置の縦断面略示図、第２図は第１図における■−■
線断面図、第３図は第１図におけるｍ−ｍ線断面図、第
４図は異なる実施例を示す第１図と同様の図、第５図は
第４図の平面図。 １・・・加熱室、２・・・存置空間、７・・・処理物、
１０・・・ガス送大手段、１１・・・ヘソグー、１３・
・・調整手段、１５・・・プラズマ発生手段。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
炭装置の縦断面略示図、第２図は第１図における■−■
線断面図、第３図は第１図におけるｍ−ｍ線断面図、第
４図は異なる実施例を示す第１図と同様の図、第５図は
第４図の平面図。 １・・・加熱室、２・・・存置空間、７・・・処理物、
１０・・・ガス送大手段、１１・・・ヘソグー、１３・
・・調整手段、１５・・・プラズマ発生手段。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内部に処理物を存置する為の存置空間を備える加熱
室にあっては、真空にされた加熱室内に作動ガスを供給
する為のガス送入手段と、上記存置空間に置かれる処理
物と加熱室の炉殻の側との間に電圧を加えることによっ
てプラズマを発生させる為のプラズマ発生手段とを備え
させているプラズマ浸炭装置において、上記ガス送入手
段は、上記存置空間の周囲に、夫々複数のノズルを有す
るヘッダー複数を散設すると共にそれらのヘッダーを作
動ガス供給源に対して夫々ガス量の流量調節を自在とす
る調整手段を介して接続することによって構成している
プラズマ浸炭装置。 ２、内部に処理物を存置する為の存置空間を備える加熱
室にあっては、真空にされた加熱室内に作動ガスを供給
する為のガス送入手段と、上記存置空間に置かれる処理
物と加熱室の炉殻の側との間に電圧を加えることによっ
てプラズマを発生させる為のプラズマ発生手段とを備え
させ、しかも上記ガス送入手段は、上記存置空間の周囲
に、夫々複数のノズルを有するヘッダー複数を散設する
と共にそれらのヘッダーを作動ガス供給源に対して夫々
ガス量の流量調節を自在とする調整手段を介して接続す
ることによって構成し、操業中においては上記調整手段
を用いて処理物表面の各所の表面に対応する作動ガス濃
度を個別に調整するプラズマ浸炭方法。 ３、内部に処理物を存置する為の存置空間を備える加熱
室にあっては、真空にされた加熱室内に作動ガスを供給
する為のガス送入手段と、上記存置空間に置かれる処理
物と加熱室の炉殻の側との間に電圧を加えることによっ
てプラズマを発生させる為のプラズマ発生手段とを備え
させているプラズマ浸炭装置において、上記存置空間に
は処理物表面を移動させる為の移動手段を付設すると共
に、上記ガス送入手段は、上記存置空間の周囲に、夫々
複数のノズルを有するヘッダー複数を散設すると共にそ
れらのヘッダーを作動ガス供給源に対して夫々ガス量の
流量調節を自在とする調整手段を介して接続することに
よって構成し、しかも各ヘッダーの配列方向は処理物表
面の移動方向に対して交差する方向に並置されたヘッダ
ー相互間のガス流量が相互に変換できるように配列して
あるプラズマ浸炭装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5245188A JPH01225764A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5245188A JPH01225764A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225764A true JPH01225764A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=12915089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5245188A Pending JPH01225764A (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01225764A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872569A1 (en) * | 1997-04-18 | 1998-10-21 | Plasma Metal S.A. | Nitriding process and nitriding furnace thereof |
| US6101719A (en) * | 1997-08-26 | 2000-08-15 | Nsk Ltd. | Method of manufacturing rolling bearings |
| DE10031921A1 (de) * | 2000-06-30 | 2002-01-17 | Bosch Gmbh Robert | Prozessgasaufkohlungsverfahren |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572874A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-08 | Hitachi Ltd | Surface treating apparatus using ion |
| JPS6121308A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-30 | 株式会社マキ製作所 | 果実類の自動パツク詰め装置 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP5245188A patent/JPH01225764A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572874A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-08 | Hitachi Ltd | Surface treating apparatus using ion |
| JPS6121308A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-30 | 株式会社マキ製作所 | 果実類の自動パツク詰め装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE10031921A1 (de) * | 2000-06-30 | 2002-01-17 | Bosch Gmbh Robert | Prozessgasaufkohlungsverfahren |
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