JPH08199331A - ガス浸炭方法及びその装置 - Google Patents
ガス浸炭方法及びその装置Info
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- JPH08199331A JPH08199331A JP7026144A JP2614495A JPH08199331A JP H08199331 A JPH08199331 A JP H08199331A JP 7026144 A JP7026144 A JP 7026144A JP 2614495 A JP2614495 A JP 2614495A JP H08199331 A JPH08199331 A JP H08199331A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C8/00—Solid 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
- C23C8/06—Solid 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
- C23C8/08—Solid 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 only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
- C21D1/64—Quenching devices for bath quenching with circulating liquids
Abstract
(57)【要約】
【目的】 処理時間の大幅な短縮を図り、省コスト、経
済的で、従来と同等あるいはそれ以上の品質の製品を提
供うる。 【構成】 浸炭処理温度の７５０〜９５０℃に昇温予熱
した被処理材Ｗを、直接炭化水素ガスと酸化性ガスが供
給され１０００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気中
で加熱処理すること、さらに続いて被処理材Ｗを６００
℃以下に強制冷却し、さらにその後被処理材Ｗを７５０
〜８５０℃に再加熱した後に焼入れを行う。
済的で、従来と同等あるいはそれ以上の品質の製品を提
供うる。 【構成】 浸炭処理温度の７５０〜９５０℃に昇温予熱
した被処理材Ｗを、直接炭化水素ガスと酸化性ガスが供
給され１０００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気中
で加熱処理すること、さらに続いて被処理材Ｗを６００
℃以下に強制冷却し、さらにその後被処理材Ｗを７５０
〜８５０℃に再加熱した後に焼入れを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、処理時間の短縮及び変
成炉、同変成ガスを必要としない省コスト化を図ったガ
ス浸炭方法及びその装置に関する。
成炉、同変成ガスを必要としない省コスト化を図ったガ
ス浸炭方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来一般のガス浸炭は、変成炉で製造し
た変成ガスを用い、処理温度を９００〜９３０℃に保っ
て行われている。
た変成ガスを用い、処理温度を９００〜９３０℃に保っ
て行われている。
【０００３】その他、変成炉による変成ガスの製造工程
を省き、直接炉内に原料ガスの炭化水素ガスと酸化性ガ
スを供給する経済性の向上を図ったガス浸炭法も本願出
願人により提供されている（特公平１−３８８７０号公
報、特公平６−５１９０４号公報等）。
を省き、直接炉内に原料ガスの炭化水素ガスと酸化性ガ
スを供給する経済性の向上を図ったガス浸炭法も本願出
願人により提供されている（特公平１−３８８７０号公
報、特公平６−５１９０４号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来一般のガス浸
炭法における前記処理温度の９００〜９３０℃は、被処
理材の結晶粒の粗大化防止と処理時間効率を考えて設定
されている。
炭法における前記処理温度の９００〜９３０℃は、被処
理材の結晶粒の粗大化防止と処理時間効率を考えて設定
されている。
【０００５】すなわち、処理温度を９００〜９３０℃以
上とした場合には短時間に必要とする浸炭層を得ること
ができるが、被処理材の結晶粒が粗大化して良好な浸炭
組織が得られず、また、前記処理温度を９００〜９３０
℃以下とした場合には必要とする浸炭深さを得るのに長
時間を必要とするためである。
上とした場合には短時間に必要とする浸炭層を得ること
ができるが、被処理材の結晶粒が粗大化して良好な浸炭
組織が得られず、また、前記処理温度を９００〜９３０
℃以下とした場合には必要とする浸炭深さを得るのに長
時間を必要とするためである。
【０００６】ガス浸炭において、処理時間を短縮するこ
とは電力等の必要エネルギ−及びガスの使用量等の削減
に大きく影響する。すなわち、前記処理時間の短縮がい
ずれにしても省コスト化に大きな比重を占める。
とは電力等の必要エネルギ−及びガスの使用量等の削減
に大きく影響する。すなわち、前記処理時間の短縮がい
ずれにしても省コスト化に大きな比重を占める。
【０００７】本発明は、処理時間の短縮とともに変成
炉、同変成ガスを使用せずに経済的で、且つ品質の点に
おいても従来と同等あるいはそれ以上の品質を確保でき
るガス浸炭法及びその装置を提供することを目的とす
る。
炉、同変成ガスを使用せずに経済的で、且つ品質の点に
おいても従来と同等あるいはそれ以上の品質を確保でき
るガス浸炭法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【問題を解決しようとする手段】前記目的を達成するた
め、本発明のガス浸炭法は、浸炭処理温度の７５０〜９
５０℃に昇温予熱した被処理材を、直接炭化水素ガスと
酸化性ガスが供給され１０００〜１１００℃に加熱され
た浸炭雰囲気で加熱処理するものであり、好ましくは、
続いて被処理材を６００℃以下に強制冷却し、さらにそ
の後被処理材を７５０〜８５０℃に再加熱した後、層流
方式の焼入れを行うものである。
め、本発明のガス浸炭法は、浸炭処理温度の７５０〜９
５０℃に昇温予熱した被処理材を、直接炭化水素ガスと
酸化性ガスが供給され１０００〜１１００℃に加熱され
た浸炭雰囲気で加熱処理するものであり、好ましくは、
続いて被処理材を６００℃以下に強制冷却し、さらにそ
の後被処理材を７５０〜８５０℃に再加熱した後、層流
方式の焼入れを行うものである。
【０００９】また、前記方法を実施する装置の発明は、
被処理材を７５０〜９５０℃に加熱する予熱室、直接炭
化水素ガスと酸化性ガスが供給さ１０００〜１１００℃
に加熱される浸炭室、浸炭完了被処理材を６００℃以下
に強制冷却する冷却室、該冷却した被処理材を７５０〜
８５０℃に再加熱する再加熱室、焼入室及びパ−ジ室が
それぞれ被処理材の搬送手段を有し順次開閉扉を介して
構成されてなるものであり、好ましくは前記焼入室を層
流方式の焼入室としたものである。
被処理材を７５０〜９５０℃に加熱する予熱室、直接炭
化水素ガスと酸化性ガスが供給さ１０００〜１１００℃
に加熱される浸炭室、浸炭完了被処理材を６００℃以下
に強制冷却する冷却室、該冷却した被処理材を７５０〜
８５０℃に再加熱する再加熱室、焼入室及びパ−ジ室が
それぞれ被処理材の搬送手段を有し順次開閉扉を介して
構成されてなるものであり、好ましくは前記焼入室を層
流方式の焼入室としたものである。
【００１０】
【作用】請求項１の発明は、従来の浸炭処理温度の７５
０〜９５０℃に昇温予熱した被処理材を、直接炭化水素
ガスと酸化性ガスが供給され１０００〜１１００℃に加
熱された浸炭雰囲気中で加熱処理するものである。
０〜９５０℃に昇温予熱した被処理材を、直接炭化水素
ガスと酸化性ガスが供給され１０００〜１１００℃に加
熱された浸炭雰囲気中で加熱処理するものである。
【００１１】したがって、従来の変成ガスを供給し１０
００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気で加熱処理す
る場合と異なり、直接炉内で浸炭雰囲気を生成するため
高還元性の雰囲気により粒界酸化が少なく、また変成ガ
スを使用しないため加熱エネルギ−（ガス顕熱）を低減
でき、さらに浸炭層のバラ付きの低減及び浸炭時間の短
縮が可能である。
００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気で加熱処理す
る場合と異なり、直接炉内で浸炭雰囲気を生成するため
高還元性の雰囲気により粒界酸化が少なく、また変成ガ
スを使用しないため加熱エネルギ−（ガス顕熱）を低減
でき、さらに浸炭層のバラ付きの低減及び浸炭時間の短
縮が可能である。
【００１２】また、請求項２の発明によれば、浸炭室２
における高温浸炭により粗大化した結晶粒を冷却室３に
おける冷却と再加熱室４における再加熱によって所定の
粒度に調整して粒界酸化を低減できる。さらに耐摩耗、
疲れ強さの向上等を目的とした粒状炭化物を均一に析出
させる処理が容易であり、従来と同等あるいはそれ以上
の品質の製品を提供することができる。
における高温浸炭により粗大化した結晶粒を冷却室３に
おける冷却と再加熱室４における再加熱によって所定の
粒度に調整して粒界酸化を低減できる。さらに耐摩耗、
疲れ強さの向上等を目的とした粒状炭化物を均一に析出
させる処理が容易であり、従来と同等あるいはそれ以上
の品質の製品を提供することができる。
【００１３】また、層流方式の焼入れを採用すれば焼入
歪みの少ない優れた品質の製品を短時間に提供できるも
のであり、さらに請求項４及び５の装置の発明によれ
ば、前記方法の発明を有効に実施できる。
歪みの少ない優れた品質の製品を短時間に提供できるも
のであり、さらに請求項４及び５の装置の発明によれ
ば、前記方法の発明を有効に実施できる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。図１は
本発明のガス浸炭装置の側面要部縦断面図、図２は焼入
室部の概略縦断面図、図３は焼入時の被処理材と焼入油
の温度を示す曲線図、図４は本発明の浸炭処理の１パタ
−ンを示す工程図、図５は従来の浸炭処理パタ−ンを示
す工程図である。
本発明のガス浸炭装置の側面要部縦断面図、図２は焼入
室部の概略縦断面図、図３は焼入時の被処理材と焼入油
の温度を示す曲線図、図４は本発明の浸炭処理の１パタ
−ンを示す工程図、図５は従来の浸炭処理パタ−ンを示
す工程図である。
【００１５】１は予熱室、２は浸炭室、３は冷却室、４
は再加熱室、５は焼入室、６はパ−ジ室である。
は再加熱室、５は焼入室、６はパ−ジ室である。
【００１６】さらに、図中、７は入口扉、８乃至１２は
それぞれ開閉扉、１３は出口扉、１４はそれぞれ前記各
室に設けられた搬送手段、Ｗは被処理材である。
それぞれ開閉扉、１３は出口扉、１４はそれぞれ前記各
室に設けられた搬送手段、Ｗは被処理材である。
【００１７】前記予熱室１は、被処理材温度を常温から
従来の浸炭処理温度、すなわち、７５０〜９５０℃、好
ましくは９３０℃に昇温予熱する室で、基本的には一般
のバッチ炉の加熱室と同様であり、装入初期でのファン
１５の停止や初期雰囲気保護のためにショットパ−ジを
行うことができ、さらに昇温過程において被処理材Ｗに
熱応力による歪みが生じないように昇温カ−ブを制御で
きるように構成されている。
従来の浸炭処理温度、すなわち、７５０〜９５０℃、好
ましくは９３０℃に昇温予熱する室で、基本的には一般
のバッチ炉の加熱室と同様であり、装入初期でのファン
１５の停止や初期雰囲気保護のためにショットパ−ジを
行うことができ、さらに昇温過程において被処理材Ｗに
熱応力による歪みが生じないように昇温カ−ブを制御で
きるように構成されている。
【００１８】浸炭室２は、前記予熱室１から開閉扉８を
開いて搬送手段１４によって搬送された被処理材Ｗを１
０００℃以上の適温、具体的には１０５０℃に加熱し、
同時に炭化水素ガス（ＣＨ4、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等）と酸
化性ガス（純酸素、空気、ＣＯ2等）を供給して浸炭を
行う室で、搬送手段１４、ファン１６、ファンシャフト
１７、開閉扉８及び９等の室内装置部全体が高温に耐え
る素材で構成されている。
開いて搬送手段１４によって搬送された被処理材Ｗを１
０００℃以上の適温、具体的には１０５０℃に加熱し、
同時に炭化水素ガス（ＣＨ4、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等）と酸
化性ガス（純酸素、空気、ＣＯ2等）を供給して浸炭を
行う室で、搬送手段１４、ファン１６、ファンシャフト
１７、開閉扉８及び９等の室内装置部全体が高温に耐え
る素材で構成されている。
【００１９】この浸炭室２では、浸炭処理温度が従来に
比べて高いため、炭素の拡散恒数が従来の約２倍であ
り、目標とする有効硬化深さに対して短時間での浸炭が
可能となる。
比べて高いため、炭素の拡散恒数が従来の約２倍であ
り、目標とする有効硬化深さに対して短時間での浸炭が
可能となる。
【００２０】冷却室３は、前記浸炭室２において１０５
０℃に加熱された被処理材Ｗを６００℃以下、好ましく
は５００℃に強制冷却する室で水の沸騰潜熱を利用する
方法（本願出願人の提案に係る特開平１−２５５６１９
号公報）、高圧力（約５ｋｇ／ｃｍ2）のＮ2ガスまたは
ＣＯ2ガスを流入するガス冷却法及び冷却シロッコファ
ンによる対流冷却等が併用される。
０℃に加熱された被処理材Ｗを６００℃以下、好ましく
は５００℃に強制冷却する室で水の沸騰潜熱を利用する
方法（本願出願人の提案に係る特開平１−２５５６１９
号公報）、高圧力（約５ｋｇ／ｃｍ2）のＮ2ガスまたは
ＣＯ2ガスを流入するガス冷却法及び冷却シロッコファ
ンによる対流冷却等が併用される。
【００２１】再加熱室４は、前記冷却室３で５００℃に
強制冷却された被処理材Ｗを再度オ−ステナイト化温度
の８５０℃に再加熱する。また、この再加熱室４には表
面異常層の低減や焼戻し軟化抵抗を向上させるために処
理に応じてＮＨ3ガスを流すことができ、さらに前記予
熱室１と同様に昇温過程において被処理材Ｗに熱応力に
よる歪みが生じないように昇温カ−ブを制御できる構成
になっている。
強制冷却された被処理材Ｗを再度オ−ステナイト化温度
の８５０℃に再加熱する。また、この再加熱室４には表
面異常層の低減や焼戻し軟化抵抗を向上させるために処
理に応じてＮＨ3ガスを流すことができ、さらに前記予
熱室１と同様に昇温過程において被処理材Ｗに熱応力に
よる歪みが生じないように昇温カ−ブを制御できる構成
になっている。
【００２２】この再加熱室４では、浸炭室２における高
温浸炭により粗大化した結晶粒を前記冷却室３における
冷却とこの再加熱処理により所定の粒度に調整するもの
である。
温浸炭により粗大化した結晶粒を前記冷却室３における
冷却とこの再加熱処理により所定の粒度に調整するもの
である。
【００２３】焼入室５は、従来と同様に焼入槽１８及び
エレベ−タ１９が設けられるが、焼入油２０の攪拌翼せ
ず、図２に示す層流方式によって行う例が示されてい
る。
エレベ−タ１９が設けられるが、焼入油２０の攪拌翼せ
ず、図２に示す層流方式によって行う例が示されてい
る。
【００２４】図２について説明すると、焼入槽１８の略
中央に、前記エレベ−タ１９を上方から受け入れる焼入
枠２１が配置され、該焼入枠２１の外周の略中間部より
やや下方位置に水平の動圧除去板２２を設け、さらに該
動圧除去板２２の外側端から焼入槽１８の底部に垂直仕
切り板２３を設けて前記焼入枠２１を支持し、該焼入枠
２１の下方に副室２４を形成してなる。
中央に、前記エレベ−タ１９を上方から受け入れる焼入
枠２１が配置され、該焼入枠２１の外周の略中間部より
やや下方位置に水平の動圧除去板２２を設け、さらに該
動圧除去板２２の外側端から焼入槽１８の底部に垂直仕
切り板２３を設けて前記焼入枠２１を支持し、該焼入枠
２１の下方に副室２４を形成してなる。
【００２５】そして前記垂直仕切り板２３に、内部開口
端を前記動圧除去板２２側、すなわち、上方に折り曲げ
た焼入油２０のガイドパイプ２５を均等に適数貫通さ
せ、それぞれのガイドパイプ２５に吹上ポンプ２６によ
り焼入油２０が均等に供給循環させられる構成にされ
る。
端を前記動圧除去板２２側、すなわち、上方に折り曲げ
た焼入油２０のガイドパイプ２５を均等に適数貫通さ
せ、それぞれのガイドパイプ２５に吹上ポンプ２６によ
り焼入油２０が均等に供給循環させられる構成にされ
る。
【００２６】図中、２７は前記焼入枠２１の内部の上下
位置の焼入油２０を循環させるための循環ポンプ、２８
はその循環パイプである。
位置の焼入油２０を循環させるための循環ポンプ、２８
はその循環パイプである。
【００２７】前記構成において、焼入油２０は吹上ポン
プ２６によってガイドパイプ２５を介して副室２４内に
供給され、動圧除去板２２に当たり層流となって焼入枠
２１の下端からその内部に供給されてその内部にエレベ
−タ１９によって下降させられている被処理材Ｗを冷却
する。
プ２６によってガイドパイプ２５を介して副室２４内に
供給され、動圧除去板２２に当たり層流となって焼入枠
２１の下端からその内部に供給されてその内部にエレベ
−タ１９によって下降させられている被処理材Ｗを冷却
する。
【００２８】焼入れの原則は、早く、ゆっくりと言われ
ており、具体的には歪みを少なく且つ完全焼入れをする
には、いわゆるＳ曲線のノ−ズまで早く冷却し、その後
Ｍｓ点（約２１０℃）で一時保持し、被処理材Ｗの内外
の温度を均一にしてからマルテンサイト変態を進行させ
ることが理想とされている。
ており、具体的には歪みを少なく且つ完全焼入れをする
には、いわゆるＳ曲線のノ−ズまで早く冷却し、その後
Ｍｓ点（約２１０℃）で一時保持し、被処理材Ｗの内外
の温度を均一にしてからマルテンサイト変態を進行させ
ることが理想とされている。
【００２９】前記層流方式の焼入室５は、従来の焼入油
を翼によって撹拌する場合に比べて気泡も発生せず、さ
らに内部抵抗の少ない方向へ焼入油が流れる等の乱流が
生ぜずムラのない均一焼入れが可能である。
を翼によって撹拌する場合に比べて気泡も発生せず、さ
らに内部抵抗の少ない方向へ焼入油が流れる等の乱流が
生ぜずムラのない均一焼入れが可能である。
【００３０】さらに前記構成の焼入室５における実際焼
入時の被処理材Ｗの温度曲線Ｘ及び焼入油の温度曲線Ｙ
の一例を図３に示す。同図において、時間軸Ｏ−Ａ間
は、いわゆる臨界区域であり、吹上ポンプ２６を動作さ
せて被処理材Ｗを早く冷やす工程である。
入時の被処理材Ｗの温度曲線Ｘ及び焼入油の温度曲線Ｙ
の一例を図３に示す。同図において、時間軸Ｏ−Ａ間
は、いわゆる臨界区域であり、吹上ポンプ２６を動作さ
せて被処理材Ｗを早く冷やす工程である。
【００３１】また、Ａ−Ｂ間は、吹上ポンプ２６の停止
により被処理材Ｗが保有する熱量によって焼入油２０の
温度が上昇させられ、被処理材Ｗは熱を奪われて比較的
ゆっくり冷やされる工程である。
により被処理材Ｗが保有する熱量によって焼入油２０の
温度が上昇させられ、被処理材Ｗは熱を奪われて比較的
ゆっくり冷やされる工程である。
【００３２】つぎにＢ−Ｃ間は、循環ポンプ２７を動作
させて被処理材Ｗの上下間の温度差を減少させる工程で
ある。すなわち、熱対流は下から上に流れるため、上か
ら吸って下から吐き出す方式が採用される。
させて被処理材Ｗの上下間の温度差を減少させる工程で
ある。すなわち、熱対流は下から上に流れるため、上か
ら吸って下から吐き出す方式が採用される。
【００３３】また、Ｃ−Ｄ間は再度吹上ポンプ２６を作
動させて、被処理材Ｗの温度と焼入油２０の温度を下げ
てマルテンサイト変態を進行させる工程である。また、
ＤＥ間は油切り工程である。
動させて、被処理材Ｗの温度と焼入油２０の温度を下げ
てマルテンサイト変態を進行させる工程である。また、
ＤＥ間は油切り工程である。
【００３４】なお、前記吹上ポンプの動作はインバ−タ
を用い、任意の周波数の設定で流速可変が可能である
し、タイマ−により動作時間も任意に設定できる。
を用い、任意の周波数の設定で流速可変が可能である
し、タイマ−により動作時間も任意に設定できる。
【００３５】また、前記焼入室に５に隣接されたパ−ジ
室６は、Ｎ2ガスあるいはＣＯ2ガスによるパ−ジが可能
であり、被処理材Ｗの搬出時のカ−テンフレ−ムを可能
にする。
室６は、Ｎ2ガスあるいはＣＯ2ガスによるパ−ジが可能
であり、被処理材Ｗの搬出時のカ−テンフレ−ムを可能
にする。
【００３６】図４には本発明の前記装置を利用した実際
の浸炭処理の１パタ−ンが示されている。
の浸炭処理の１パタ−ンが示されている。
【００３７】まず、被処理材Ｗとしてグロス３００ｋｇ
を予熱室１において１．２時間かけて９３０℃に昇温予
熱した。なお、被処理材Ｗの装入初期においてはファン
１５の停止による昇温制御、Ｃ4Ｈ10によるショットパ
−ジを行った。
を予熱室１において１．２時間かけて９３０℃に昇温予
熱した。なお、被処理材Ｗの装入初期においてはファン
１５の停止による昇温制御、Ｃ4Ｈ10によるショットパ
−ジを行った。
【００３８】つぎに９３０℃に昇温予熱した前記被処理
材Ｗを浸炭室２に搬送し、炭化水素ガスとしてＣ4Ｈ10
を１〜５ｌ／ｍｉｎ及び酸化性ガスとしてＣＯ2が０．
５〜２．０ｌ／ｍｉｎを供給した浸炭雰囲気で０．４３
時間かけて１０５０℃に昇温し、さらに１．１８時間の
浸炭処理を行った。
材Ｗを浸炭室２に搬送し、炭化水素ガスとしてＣ4Ｈ10
を１〜５ｌ／ｍｉｎ及び酸化性ガスとしてＣＯ2が０．
５〜２．０ｌ／ｍｉｎを供給した浸炭雰囲気で０．４３
時間かけて１０５０℃に昇温し、さらに１．１８時間の
浸炭処理を行った。
【００３９】その後冷却室３において０．１７時間かけ
て５００℃に冷却し、つぎに再加熱室４に搬送して０．
６時間かけて焼入れ適温の８５０℃に再加熱し、その後
前記の層流方式による焼入れを行い、１．３ｍｍ余の浸
炭層を得た。
て５００℃に冷却し、つぎに再加熱室４に搬送して０．
６時間かけて焼入れ適温の８５０℃に再加熱し、その後
前記の層流方式による焼入れを行い、１．３ｍｍ余の浸
炭層を得た。
【００４０】前記浸炭処理の焼入れに至るまでの総時間
は、３．３５時間であり、いわゆるサイクル時間は最も
長い時間滞留する予熱時間の１．２時間となる。したが
って、時間当りの生産量は、３００ｋｇ÷１．２時間＝
２５０ｋｇ／時間である。
は、３．３５時間であり、いわゆるサイクル時間は最も
長い時間滞留する予熱時間の１．２時間となる。したが
って、時間当りの生産量は、３００ｋｇ÷１．２時間＝
２５０ｋｇ／時間である。
【００４１】図５には、前記本発明の浸炭処理と比較す
るための従来の浸炭処理（浸炭処理温度９３０℃）の一
般浸炭処理パタ−ンが示されている。該従来の浸炭処理
における被処理材Ｗ及び浸炭雰囲気は前記本発明の場合
と同様である。もっとも、バッチ炉における被処理材
Ｗ、５５０ｋｇの浸炭処理である。
るための従来の浸炭処理（浸炭処理温度９３０℃）の一
般浸炭処理パタ−ンが示されている。該従来の浸炭処理
における被処理材Ｗ及び浸炭雰囲気は前記本発明の場合
と同様である。もっとも、バッチ炉における被処理材
Ｗ、５５０ｋｇの浸炭処理である。
【００４２】この実施例における焼入れに至るまでの総
時間は、７．５時間であり、時間当りの生産量は、５５
０ｋｇ÷７．５時間＝７３ｋｇ／時間である。
時間は、７．５時間であり、時間当りの生産量は、５５
０ｋｇ÷７．５時間＝７３ｋｇ／時間である。
【００４３】すなわち、生産量を比較すると、２５０ｋ
ｇ÷７３ｋｇ＝３．４となり、本発明の方法によれば、
３．４倍の生産量が可能であり、処理時間短縮及び使用
ガス量の節約とともに省コスト化に益するところ極めて
大である。
ｇ÷７３ｋｇ＝３．４となり、本発明の方法によれば、
３．４倍の生産量が可能であり、処理時間短縮及び使用
ガス量の節約とともに省コスト化に益するところ極めて
大である。
【００４４】さらに、本発明の場合、予熱室、浸炭室、
再加熱室のトレ−構成を増やすことにより単位時間当り
の生産量をさらに増大させることができる。また、加熱
手段は電気、ガス等を問わない。
再加熱室のトレ−構成を増やすことにより単位時間当り
の生産量をさらに増大させることができる。また、加熱
手段は電気、ガス等を問わない。
【００４５】さらにまた、粒界酸化について述べると、
ＳＣＭ４２０材の粒界酸化は、図５の実施例では２０〜
２５μｍであるが、図４の実施例では１５μｍ以下に低
減できたものである。
ＳＣＭ４２０材の粒界酸化は、図５の実施例では２０〜
２５μｍであるが、図４の実施例では１５μｍ以下に低
減できたものである。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、処理時間の大幅な短縮
が可能であるとともに、変成炉を使用しないため省コス
ト化が図られ、経済的であるとともに、従来と同等ある
いはそれ以上の品質の製品を提供できる効果が得られ
る。
が可能であるとともに、変成炉を使用しないため省コス
ト化が図られ、経済的であるとともに、従来と同等ある
いはそれ以上の品質の製品を提供できる効果が得られ
る。
【図１】本発明のガス浸炭装置の側面要部縦断面図であ
る。
る。
【図２】焼入室部の概略縦断面図である。
【図３】焼入時の被処理材と焼入油の温度を示す曲線図
である。
である。
【図４】本発明の浸炭処理の１パタ−ンを示す工程図で
ある。
ある。
【図５】従来の浸炭処理パタ−ンを示す工程図である。
１ 予熱室 ２ 浸炭室 ３ 冷却室 ４ 再加熱室 ５ 焼入室 ６ パ−ジ室 Ｗ 被処理材
フロントページの続き (72)発明者 神杉 普文 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 浸炭処理温度の７５０〜９５０℃に昇温
予熱した被処理材を、直接炭化水素ガスと酸化性ガスが
供給され１０００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気
中で加熱処理することを特徴とするガス浸炭方法。 - 【請求項２】 浸炭処理温度の７５０〜９５０℃に昇温
予熱した被処理材を、直接炭化水素ガスと酸化性ガスが
供給され１０００〜１１００℃に加熱された浸炭雰囲気
中で加熱処理し、続いて被処理材を６００℃以下に強制
冷却し、さらにその後被処理材を７５０〜８５０℃に再
加熱した後焼入れ行うことを特徴とするガス浸炭方法。 - 【請求項３】 焼入れを焼入油の層流方式で行う請求項
２記載のガス浸炭方法。 - 【請求項４】 被処理材を７５０〜９５０℃に昇温加熱
する予熱室、直接炭化水素ガスと酸化性ガスが供給され
１０００〜１１００℃に加熱される浸炭室、浸炭完了被
処理材を６００℃以下に強制冷却する冷却室、該冷却し
た被処理材を７５０〜８５０℃に再加熱する再加熱室、
焼入室及びパ−ジ室がそれぞれ被処理材の搬送手段を有
し順次開閉扉を介して構成されてなることを特徴とする
ガス浸炭装置。 - 【請求項５】 焼入室が層流方式の焼入室である請求項
４記載のガス浸炭装置。
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| DE69514775T DE69514775T3 (de) | 1995-01-20 | 1995-11-07 | Gasaufkohlungsverfahren |
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