JPH0657403A - 連続式プラズマ熱処理炉 - Google Patents
連続式プラズマ熱処理炉Info
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- JPH0657403A JPH0657403A JP4238895A JP23889592A JPH0657403A JP H0657403 A JPH0657403 A JP H0657403A JP 4238895 A JP4238895 A JP 4238895A JP 23889592 A JP23889592 A JP 23889592A JP H0657403 A JPH0657403 A JP H0657403A
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- heat treatment
- plasma heat
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
間も少なくて済む連続式プラズマ熱処理炉を提供する。 【構成】 真空ポンプに接続された炉殻7内に陽極11
と陰極21と処理品加熱用のヒ−タ13と処理ガス供給
用のガスマニホ−ルド14とをそなえたプラズマ熱処理
室3の出口側に、真空ポンプに接続された炉殻7内に処
理品加熱用のヒ−タ33をそなえた拡散室4Aおよび4
Bを連設し、この拡散室4Bの出口側に冷却室5を連設
し、プラズマ熱処理室3の入口3a部から冷却室5の出
口5b部にかけて、処理品搬送用のハ−スロ−ル6を設
けた。
Description
利用して処理品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連続式プラズマ熱処理炉に関す
る。
面硬化法として、処理品を装入した真空容器中にアルゴ
ンなどのキヤリア−ガスを導入してスパツタリングを行
い、しかる後にCH系ガスまたは窒素ガスあるいはそれ
らの混合ガスから成る処理ガスを導入し、処理品と陽極
の間にグロ−放電を発生させ、イオン化した炭素あるい
は窒素を処理品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。
化においては、イオンの打込みにより処理品表面部には
炭素あるいは窒素の高濃度層が集中するので、このまま
焼入れ等を施すと割れを生じる。そのためイオン打込後
の処理品を高温度で長時間(たとえば920℃で100
分程度)保持して炭素あるいは窒素分を処理品の表面内
部へ拡散させる拡散工程が必須となる。
マ熱処理炉では、上記グロ−放電によりイオンの打込み
をおこなうプラズマ熱処理室内において、イオン打込後
の処理品をそのまま保持して拡散をおこなつていたの
で、プラズマ熱処理炉の生産性が劣るうえ、プラズマ発
生用の構造複雑な陰極やその支持用碍子、ガスヘツダ等
が高温に長時間さらされるため、これら各部の損耗や割
れが発生し、寿命が短く不経済であり、保守にも手間が
かかるという問題があつた。
ので、生産性がすぐれ、装置の寿命が長く保守の手間も
少なくて済む連続式プラズマ熱処理炉を提供しようとす
るものである。
マ熱処理炉は、真空ポンプに接続された炉殻内に陽極と
陰極と処理品加熱用のヒ−タと処理ガス供給用のマニホ
−ルドとをそなえたプラズマ熱処理室の出口側に、真空
ポンプに接続された炉殻内に処理品加熱用のヒ−タをそ
なえた拡散室を連設し、この拡散室の出口側に冷却室を
連設し、前記プラズマ熱処理室の入口部から前記冷却室
の出口部にかけて処理品搬送用の搬送装置を設けて成る
連続式プラズマ熱処理炉であつて、前記プラズマ熱処理
室と前記拡散室の少なくとも一方を、炉長方向に複数室
連設したことを特徴とする。
は、プラズマ熱処理室において炭素イオンあるいは窒素
イオンの打込みをおこなつた処理品は、搬送装置により
拡散室内へ移送し、この拡散室内でヒ−タにより処理品
を加熱することにより、炭素あるいは窒素分の表面内部
への拡散をおこなうことができる。
プラズマ熱処理室内へ装入してイオンの打込みを並行し
ておこなうことができるとともに、プラズマ熱処理室と
拡散室の少なくとも一方が複数室あるのでプラズマ熱処
理同士および/または拡散処理同士をも並行しておこな
うことができ、これらの並行処理によつて生産性が大巾
に向上する。
スマニホ−ルド、陰極、およびこれらを支持する絶縁物
などのプラズマ発生用装置の無用な加熱がなくなり、こ
れらプラズマ発生用装置の損耗や割れ、汚損による絶縁
劣化などが低減化される。
例を説明する。図中、1は連続式プラズマ熱処理炉で、
処理品2の進行方向に、プラズマ熱処理室3、拡散室4
Aと4B、および冷却室5を連設して成る。6は、プラ
ズマ熱処理室3の入口3a部から冷却室5の出口5b部
にかけて設けた、処理品搬送用の搬送装置であるハ−ス
ロ−ルである。
に、鋼製の炉殻7内に黒鉛製の断熱壁を兼ねた円筒状の
陽極11を配設して、処理品2を収容する処理室12を
形成し、この処理室12内に処理品加熱用の黒鉛製の丸
棒状のヒ−タ13と、処理ガス供給用の黒鉛製のガスマ
ニホ−ルド14を設けてある。15は炉殻7に接続した
真空ポンプ、16はヒ−タ13加熱用の交流電源、17
(図1参照)はガスマニホ−ルド14に接続した処理ガ
ス供給源である。
の陰極21の基部は昇降台22に固着され、この昇降台
22の中央下面に固着した支柱23は、炉殻7に固定し
た絶縁物製のブツシユ24に摺動自在に嵌合し、この支
柱23の下端は空圧シリンダ25のピストンロツドに連
結されている。26はシ−ル用のOリングである。この
空圧シリンダ25のシリンダ基部は、炉殻7に固着した
基板27上に、絶縁物28を介して取付けられている。
29(図1参照)は、陽極11と陰極21(詳しくは昇
降台22)間に接続した直流電源である。
の供給および処理品2に負電圧をかける装置を有しない
他は、プラズマ熱処理室3と同様な構成を有し、炉殻7
内に陽極11と同様な断熱壁31で包囲した加熱室32
を設け、この加熱室32内に処理品加熱用のヒ−タ33
を設けてある。34は処理品昇降装置で、前記陰極21
に代る押棒35をそなえ、この押棒35は前記陰極21
と同様な駆動機構により昇降駆動されるものであり、相
当部分に同一符号を付して図示してある。この処理品昇
降装置34は、拡散工程において処理品2を加熱中に、
処理品2を上昇位置の押棒35上に保持してハ−スロ−
ル6から浮かせ、ハ−スロ−ル6を回転させてその曲り
を防止するためのものである。また拡散室4Bは拡散室
4Aと同一構造を有する。
る駆動機構により昇降駆動される昇降テ−ブル41が設
けられ、この昇降テ−ブル41の下降時に、油槽42内
に処理品2が浸漬されるようになつている。また43は
プラズマ処理室3の入口3aの扉、44は同じく出口の
扉、45は拡散室4Aの入口の扉、46は同じく出口の
扉、47は拡散室4Bの入口の扉、48は同じく出口の
扉で、いずれも真空保持可能なゲ−ト弁式の扉である。
また49は冷却室5の出口5bの扉である。これら各扉
は、空圧シリンダ50により昇降駆動される。
いては、処理品2はハ−スロ−ル6により炉内搬送さ
れ、先ず入口3aからプラズマ熱処理室3内に装入され
た処理品2は、空圧シリンダ25による陰極21の上昇
駆動により陰極21上に移載される。この状態で真空ポ
ンプ15による炉殻7内の排気、ヒ−タ13による処理
品2の加熱をおこない、ガスマニホ−ルド14からアル
ゴンと水素のクリ−ニング用混合ガスを供給し、しかる
後にアルゴンとCH系ガスから成る処理ガスの供給、お
よび陽極11と陰極21上の処理品2間のグロ−放電の
発生等をおこなう常法により、イオン浸炭処理を施す。
21を下降させてハ−スロ−ル6上に移載し、予め真空
排気してある拡散室4A内へ移送して、処理品昇降装置
34を上昇駆動して押棒35上に支持し、ヒ−タ33に
より所定の高温に保持して、処理品2の表面層の炭素を
内部拡散させる拡散処理をおこなう。この拡散処理を、
処理品の所望の浸炭深さ等に応じて定まる総拡散処理時
間の約半分の時間だけおこなつたら、押棒35の下降に
よりハ−スロ−ル6上に移載した処理品2を、予め真空
排気してある隣りの拡散室4B内へ移送し、ここで前記
と同様にして残りの拡散処理時間分の拡散処理をおこな
う。
によりハ−スロ−ル6上に移載した処理品2を冷却室5
内へ搬送し、昇降テ−ブル41の下降により油槽42に
浸漬して急冷する焼入処理を施したのち、出口5bから
炉外へ搬送し、必要に応じて図示しない装置により焼戻
処理等をおこなう。
の拡散処理中に、後続の処理品2の拡散室4Aにおける
拡散処理と、さらに後続の処理品2のプラズマ熱処理室
3におけるイオン浸炭処理とを並行しておこなうことが
でき、従来の同一室内で拡散処理までおこなう場合に比
べて生産性が大巾に向上する。すなわち、プラズマ熱処
理に20分、拡散処理に40分、焼入処理に5分要する
場合、上記装置により並行処理をおこなうことにより、
約25分のサイクルタイムで処理品を処理できるのに対
し、従来の同一室処理の場合のサイクルタイムは約65
分なので、生産性は約260%に向上する。
ルド14、陰極21、ブツシユ24等のプラズマ発生用
装置が1個の処理品の処理に対して高温にさらされる高
温曝露時間は、上記本発明による並行処理の場合は20
分であるのに対し、従来の同一室処理の場合は約60分
なので、高温曝露時間は約33%に短縮化されるのであ
る。
例を示し、この実施例の連続式プラズマ熱処理炉51
は、前記実施例におけるプラズマ熱処理室3と同一構造
のプラズマ熱処理室3Aと3Bを連設し、この出口側に
前記実施例における拡散室4Aと同一構造の拡散室4A
と4Bと4Cを連設し、この出口側に前記実施例と同一
構造の冷却室5を連設した構成を有する。
は、2室のプラズマ熱処理室と、3室の拡散室とを有す
るものであり、各室での並行処理によりさらに生産性の
向上をはかることができる。すなわち、プラズマ熱処理
に40分、拡散処理に60分、焼入に5分要する場合、
図4に示すようにひとつの処理品2に対して各室20分
ずつの処理をおこない、5室で並行処理をおこなうこと
により、約25分のサイクルタイムで処理品を処理で
き、従来の同一室処理の場合のサイクルタイム約105
分に対して、生産性は約420%と大巾に向上する。ま
たプラズマ熱処理室3Aおよび3B内のガスマニホ−ル
ド14その他のプラズマ発生用装置の高温曝露時間は約
20分で、従来の同一室処理の場合の約100分に対
し、約20%に短縮化されるのである。
理30分、拡散処理60分、焼入処理5分の処理をおこ
なう場合は、たとえばプラズマ熱処理室3Aの処理時間
を10分、プラズマ熱処理室3Bの処理時間を20分と
することにより、前記と同様なサイクルタイムで処理を
おこなうことができる。
はなく、たとえば処理品2はハ−スロ−ル6上に保持し
たままプラズマ熱処理や拡散処理をおこなつてもよい。
またプラズマ熱処理室3または3Aの処理品入口側に予
熱室を連設したり、冷却室5の出口側に焼戻室を連設し
てもよい。さらに冷却室5は油槽以外の冷却手段をそな
えたものとしてもよい。
たが、この発明の装置はイオン窒化あるいはイオン浸炭
とイオン窒化を同時におこなう場合にも適用できるもの
である。またプラズマ熱処理室は3室以上の複数室連設
構成としてもよいし、拡散室は1室あるいは4室以上の
複数室連設構成としてもよい。
プラズマ熱処理と拡散とを別室でおこなうようにしたの
で、これら両工程を並行しておこなうことができ、さら
にプラズマ熱処理室と拡散室の少なくとも一方を複数室
としたのでプラズマ熱処理同士および/または拡散処理
同士も並行しておこなうことができ、生産性が大巾に向
上する。またガスマニホ−ルドや陰極その他のプラズマ
発生用装置は、拡散工程中の加熱が不要となり高温曝露
時間が短縮化されるので、損耗や割れ、絶縁劣化などが
低減化され、同一処理量に対して、装置の寿命は延び保
守の手間も少なくて済む。
理炉の縦断面図である。
処理炉の模式側面図である。
る処理品の加熱温度線図である。
マ熱処理室、3A…プラズマ熱処理室、3B…プラズマ
熱処理室、3a…入口、4A…拡散室、4B…拡散室、
4C…拡散室、5…冷却室、5b…出口、6…ハ−スロ
−ル(搬送装置)、7…炉殻、11…陽極、13…ヒ−
タ、14…ガスマニホ−ルド、15…真空ポンプ、16
…交流電源、17…処理ガス供給源、21…陰極、22
…昇降台、25…空圧シリンダ、29…直流電源、33
…ヒ−タ、34…処理品昇降装置、41…昇降テ−ブ
ル、42…油槽、51…連続式プラズマ熱処理炉。
Claims (1)
- 【請求項1】 真空ポンプに接続された炉殻内に陽極と
陰極と処理品加熱用のヒ−タと処理ガス供給用のマニホ
−ルドとをそなえたプラズマ熱処理室の出口側に、真空
ポンプに接続された炉殻内に処理品加熱用のヒ−タをそ
なえた拡散室を連設し、この拡散室の出口側に冷却室を
連設し、前記プラズマ熱処理室の入口部から前記冷却室
の出口部にかけて処理品搬送用の搬送装置を設けて成る
連続式プラズマ熱処理炉であつて、前記プラズマ熱処理
室と前記拡散室の少なくとも一方を、炉長方向に複数室
連設したことを特徴とする連続式プラズマ熱処理炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4238895A JPH0657403A (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 連続式プラズマ熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4238895A JPH0657403A (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 連続式プラズマ熱処理炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0657403A true JPH0657403A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=17036868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4238895A Pending JPH0657403A (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 連続式プラズマ熱処理炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0657403A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3811658A1 (de) * | 1987-04-07 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | Sequenz-controller |
JPH1053809A (ja) * | 1996-06-06 | 1998-02-24 | Dowa Mining Co Ltd | 浸炭焼入焼戻方法及び装置 |
JP2009084633A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Dowa Thermotech Kk | プラズマ窒化処理装置及び連続式プラズマ窒化処理方法 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP4238895A patent/JPH0657403A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3811658A1 (de) * | 1987-04-07 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | Sequenz-controller |
JPH1053809A (ja) * | 1996-06-06 | 1998-02-24 | Dowa Mining Co Ltd | 浸炭焼入焼戻方法及び装置 |
JP2009084633A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Dowa Thermotech Kk | プラズマ窒化処理装置及び連続式プラズマ窒化処理方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20031226 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040206 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040326 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20040423 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |