JPH0468384B2 - - Google Patents

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JPH0468384B2
JPH0468384B2 JP57135328A JP13532882A JPH0468384B2 JP H0468384 B2 JPH0468384 B2 JP H0468384B2 JP 57135328 A JP57135328 A JP 57135328A JP 13532882 A JP13532882 A JP 13532882A JP H0468384 B2 JPH0468384 B2 JP H0468384B2
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JP
Japan
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chamber
temperature
workpiece
carburizing
heating
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JP57135328A
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English (en)
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JPS5925974A (ja
Inventor
Mineo Ogino
Masazumi Oonishi
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0468384B2 publication Critical patent/JPH0468384B2/ja
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    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温浸炭処理装置の改良に関するもの
である。
従来の浸炭処理方法としては、例えば吸熱型変
成炉ガスを用いて浸炭温度920〜950℃まで被処理
物を昇温、保持した後に焼入温度850〜880℃まで
徐冷し油焼入を行なつている。この方法によれ
ば、例えば浸炭深さ0.5mmを得るのに被処理物が
炉内で装入されてから炉外に装出されるまでの総
処理時間は約5時間という長い時間を要してい
る。
そこで、前記総処理時間を短縮する目的で高温
浸炭処理方法が採用されるに至つた。すなわち、
この浸炭処理方法は、従来の浸炭温度920〜950℃
より高い所要温度で浸炭処理することにより、活
性炭素の拡散速度の増大化を促進し、もつて前記
総処理時間の短縮を図るというもので、従来より
圧力1〜300Torrに減圧保持された加熱室内にお
いてグラフアイトヒータを用いて920〜950℃より
さらに高い高温浸炭温度まで昇温し、この温度に
到達後に炭化水素系ガス(例えば、メタン、プロ
パン等)を送入し、圧力300Torr程度の減圧条件
下で浸炭処理が行なわれている。この高温浸炭処
理方法によれば、例えば浸炭深さ0.5mmを得るの
に総処理時間は3〜4時間を要し、上記浸炭処理
方法に比べて1〜2時間総処理時間が短縮する。
なお、総処理時間の内訳は、減圧に15分、昇温に
60分、浸炭に10分、再加熱焼入までの徐冷および
昇温焼入に120分を要している。
しかしながら、従来の高温浸炭処理方法におい
ては加熱手段として輻射熱の大きいグラフアイト
ヒータを用いているので、浸炭温度が高温になる
に伴つて加熱室の炉材が受ける熱的影響が大とな
り、該炉材の耐久寿命性が低下するのみならず、
所要の高温浸炭温度まで加熱昇温ませるに要する
時間も長くなるという問題を含んでいる。また従
来の高温浸炭処理装置はガス供給手段を付設した
1つの真空炉内に加熱室と冷却室とを設けていた
ので、炉内の減圧にも時間を要し、その上、完全
なバツチ処理となるため生産性の低下が避けられ
ない、という問題があつた。
本発明はこのような問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、被処理物が炉内に装入
されてから炉外に装出されるまでの総処理時間を
大幅に短縮するとともに、加熱室の炉材の耐久寿
命性の向上を図り、なおかつ連続的処理を可能と
した高温浸炭処理装置を提供することにある。
かかる本発明の方法は、装入室と、加熱室と冷
却室とを開閉扉で仕切つて連続に配置し、前記加
熱室に被処理物を所要の浸炭温度まで昇温させる
高周波加熱手段を配設し、かつ前記装入室および
前記加熱室を1〜300Torrに減圧保持する真空引
き手段と、前記加熱室および前記冷却室に浸炭性
ガスを供給するガス供給手段と被処理物を前記装
入室から前記冷却室まで搬送する搬送手段とを設
けたことを特徴とする。
すなわち、本発明は被処理物を所要の高温浸炭
温度まで加熱昇温させる手段として高周波加熱手
段を用いることにより、従来のグラフアイトヒー
タとは異なり、被処理物の所要部分のみ局部的に
急速に加熱することが可能となり、昇温に要する
時間を大巾に短縮させると共に、加熱室の炉材が
受ける輻射熱による熱的影響も小さいものとなる
ため、炉材の耐久寿命性が向上することとなる。
また装入室、加熱室および冷却室内での処理を
並行的に進めることができるので連続的な処理が
可能になり、さらに立ち上がりは別にして各室単
位に減圧を行うことができるので、減圧時間の可
及的短縮を図ることができる。
以下に本発明の一実施例を図面に基づいて詳説
する。
図において、1は被処理物2が載置されるトレ
ー、3はトレー1に載置された被処理物2が装入
される装入室、5は装入室3の入口扉4を開閉す
るためのシリンダ、7は装入室3に装入された被
処理物2を加熱室6に搬送するためのシリンダ、
9は装入室3と加熱室6との間に設けられた中間
扉8を開閉するためのシリンダである。
11は被処理物2を高周波加熱コイル10内の
所定位置にセツトするためのシリンダ、12は高
周波加熱コイル10に高周波出力(周波数100K
Hz、プレート電圧10KV、プレート電流2A)を印
加する高周波発振機で、高周波出力を印加するこ
とにより、高周波加熱コイル10内にセツトされ
た被処理物2を高温浸炭温度1100℃まで加熱昇温
できるようになつている。13は装入室3と加熱
室6を常に圧力1Torrに減圧保持させる真空ポン
プである。
15は被処理物2を加熱室6から冷却室14に
搬送するためのシリンダ、17は加熱室6と冷却
室14との間に設けられた扉16を開閉するため
のシリンダ、19は加熱室6と冷却室14に炭化
水素系ガス(例えば、メタン、プロパン等)18
を送入するための浸炭性ガス送入口、20は冷却
室14を常に圧力1〜300Torrに減圧保持させる
真空ポンプである。
24は焼入液槽21に収容された焼入油24の
中に被処理物2を搬入するとともに、必要により
被処理物2を高周波加熱コイル23内の所定位置
にセツトさせるためのシリンダ、25は高周波加
熱コイル23に高周波出力(周波数100KHz、プ
レート電圧6KV、プレート電流1.5A)を印加す
る高周波発振機で、高周波出力を印加することに
より、高周波加熱コイル23内にセツトされた被
処理物2を所要の再加熱焼入温度t℃(例えば、
800〜880℃)まで加熱昇温できるようになつてい
る。26は被処理物2を炉外に装出するためのコ
ンベヤである。なお、冷却室14に炉外とは、第
2図に示すように、焼入油22によつて遮断され
ており、本実施例においては、冷却室14に臨む
焼入油22の表面積は炉外に臨む焼入油22の表
面積の2〜15倍の大きさに設計されている。
次に本発明の浸炭処理方法について説明する。
まず、トレー1に被処理物2を載置し、シリン
ダ5によつて入口扉4を開き、被処理物2をトレ
ー1に載置したまま装入室3に装入する。被処理
物2を装入室3に装入したら、シリンダ5によつ
て入口扉4を閉め、真空ポンプ13によつて装入
室3と加熱室6の圧力を1Torrに減圧保持する一
方、冷却室14の圧力は真空ポンプ20によつて
1〜300Torrに減圧保持する。
つぎに、シリンダ9によつて中間扉8を開き、
被処理物2をシリンダ7によつて装入室3から加
熱室6に搬送し、中間扉8をシリンダ9によつて
再び閉める。加熱室6に搬送された被処理物2は
シリンダ11によつて高周波加熱コイル10内の
所定位置まで上昇させてセツトし、セツト後、高
周波加熱コイル10に高周波発振機12から高周
波出力(周波数100KHzプレート電圧10KV、プレ
ート電流2A)を印加して、被処理物2の所要部
分のみを高温浸炭温度1100℃まで90秒間で急速に
加熱昇温し、浸炭温度1100℃を保持した状態で加
熱室6と冷却室14に炭化水素系ガス(例えば、
メタン、プロパン等)18を浸炭性ガス送入口1
9より送入する。所定処理経過後、シリンダ11
によつて被処理物2を元の下方位置まで再び下降
させる。ついで、シリンダ17によつて加熱室6
と冷却室14との間の扉16を開き、シリンダ1
5によつて被処理物2を加熱室6から冷却室14
を搬送する。冷却室14に被処理物2を搬送後
は、被処理物2に品質要求される目的に応じて所
要の処理を施せばよいこととなる。
例えば、耐摩耗性を品質要求するものは、シリ
ンダ24によつて被処理物2を焼入油22の中に
入れて浸漬焼入を行ない、所要の冷却時間経過後
にコンベヤ26によつて被処理物2を炉外に装出
する。また、耐疲労性を品質要求するものは、シ
リンダ24によつて被処理物2を高周波加熱コイ
ル23内の所定位置にセツトし、セツト後、高周
波加熱コイル23に高周波発振機25から高周波
出力(周波数100KHz、プレート電圧6KV、プレ
ート電流1.5A)を印加することにより、所要の
再焼入温度t℃まで約2分間で急速に加熱昇温
し、この後シリンダ24によつて被処理物2を焼
入油22の中に入れて浸漬焼入を行ない、所要の
冷却時間経過後にコンベヤ26によつて被処理物
2を炉外に装出する。
このようにして浸炭処理を行なうと、例えば浸
炭深さ0.5mmを得るのに被処理物2が装入室3に
装入されてからコンベヤ26によつて炉外に装出
されるまでの総処理時間は約40分で済むようにな
り、その内訳は減圧に15分、昇温に1.5分、浸炭
に10分、再加熱焼入までの徐冷および昇温焼入に
22分である。つまり、被処理物2の加熱昇温手段
として高周波加熱コイル10,23を用いている
ので、被処理物2の所要部分の表層部にのみ渦電
流損等を局部的に発生させて加熱昇温することに
より、加熱速度が著しく増大し、従来に比較して
昇温に要する時間と、再加熱焼入までの徐冷およ
び昇温焼入に要する時間が大巾に短縮している。
また、装入室3に被処理材2を搬入して減圧待
期させる一方、冷却室14で焼入れ処理を並列し
て実施できるようになつて、連続的な処理が可能
になり、さらに立ち上がりは別にして各室単位に
減圧を行うことができるので、減圧時間の可及的
短縮を図ることができる。
また、本実施例においては、冷却室14と炉外
との間を焼入油22によつて遮断しているので、
浸炭性ガス送入口19より冷却室14に送入され
る炭化水素系ガス18の炉外への漏出がなく、炭
化水素系ガス18の消費量の節減を図ることがで
きる。
以上説明したように、本発明によれば、圧力1
〜300Torrの減圧条件下に加熱室において高周波
加熱手段によつて被処理物の所要部分のみを局部
的に急速に加熱昇温することができるので、被処
理物を高温浸炭温度まで加熱昇温させるのに要す
る時間が、従来のグラフアイトヒータによる昇温
に比較して短縮すると共に、各室単位に減圧を行
うことができるので減圧時間も短縮し、総処理時
間が大幅に短縮するという効果を奏する。また、
高周波加熱手段は従来のグラフアイトヒータのよ
うに輻射熱が大きくなく、被処理物の所要部分の
表層部のみを集中的に加熱するので、加熱効率が
非常に良いことは勿論のこと、しかもその際に加
熱室の炉材が高周波加熱手段から受ける輻射熱に
よる熱的影響が小さいため、炉材の温度は高い浸
炭温度まで達することがなく、従つて炉材の耐久
寿命性が著しく向上するという効果もある。
装入室、加熱室および冷却室内での処理を並行
的に進めて連続的な処理を行うことができるの
で、生産性が大輻に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略平面図、
第2図は第1図の立面断面図である。 2…被処理物、6…加熱室、10,23…高周
波加熱コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 装入室と、加熱室と冷却室とを開閉扉で仕切
    つて連続に配置し、前記加熱室に被処理物を所要
    の浸炭温度まで昇温させる高周波加熱手段を配設
    し、かつ前記装入室および前記加熱室を1〜
    300Torrに減圧保持する真空引き手段と、前記加
    熱室および前記冷却室に浸炭性ガスを供給するガ
    ス供給手段と被処理物を前記装入室から前記冷却
    室まで搬送する搬送手段とを設けたことを特徴と
    する高温浸炭処理装置。
JP13532882A 1982-08-03 1982-08-03 高温浸炭処理装置 Granted JPS5925974A (ja)

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JP13532882A JPS5925974A (ja) 1982-08-03 1982-08-03 高温浸炭処理装置

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JPS5925974A JPS5925974A (ja) 1984-02-10
JPH0468384B2 true JPH0468384B2 (ja) 1992-11-02

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