JPS59140371A - 金属加工材料の硬化法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬化温度以上に加熱するための加熱工程、物
質放出ｉ生写囲気中で加工月利を拡散処理するための物
質転換工程、加工材料を硬化温度まで調節するための湿
度低下工程及び加工月利を急冷するための冷却工程で、
加工材料を熱処理することによる、金属加工材料を硬化
する方法に関する。

前記方式の硬化法は、硬化されるべき金属加工材料を差
当り芯部まで又は大体において少なくとも表面層で慣用
の硬化温度以上で例えば９２０℃辺上の物質転換温度ま
で加熱し、しばらくの間のこの物質転換温度の保持下に
加工材料表面での拡散によりそれぞれの物質を放出する
ガスを用いる炭化又は窒化炭素化により処理するために
使用し、その後、この加工材料を温度低下により、かつ
場合によっては後拡散をＪ［ｕＸで、特有の硬化温度ま
で調節し、次しＡで、（便イヒ媒体中で急冷する。連続
的方法実Ｌｍ　＆こより大きい効率を達成するために、
加工材料を、ｊ角（列、多数の部拐からなる・ミンチと
して、加熱−１物質転換−及び温度低下工程を１個の貫
通１生の開放路を通す、通過装置が慣用されてし＼る。

ここで、これら処理工程に属する個々の通路イ杼域Ｇま
、１工程もしくは帯域の湿度及び雰囲気に関する次の工
程への円滑な移行のみが可能であるように作用する。　
熱伝達並びＧこ物質転換をイ足進する作用をするはずの
温度及び気体に関するスプリング関数（Ｓｐｒｕｎｇｆ
ｕｎｋｔｉｏｎｅｎ　）　　は不可能である。しかしな
がら、これらは、エネルギー消費を著るしく低め、所望
の冶金学重加エイオイｑ処理を可能とする。この種のス
プリング関数を路側したいなら、通路を分けて部屋状の
個々の（１ｒ域を使用しなければならない。しかしなが
ら、→１を域分割のためのスルース（５ｃｈｌｅｕｓｅ
ｎ　）及び気密ドアは、出現する高い温度では非常Ｇこ
経費がかかる。同様に、周期的作業もしくは断続的方法
実施のための公知の室装置におけると同様に、慣用の連
続的方法で１通路内で使用されるノミンチ処理も、屡々
、きっちり詰められた加工材料・ぐツチを生じ、これに
は、熱及び処理ガスが外から装入される。このパッチ処
理は、部材処理の場合よりも著るしく長い加熱時間及び
物質転換時間を必要とし、経費のかかる後処理を必要と
する部材のかなりの遅滞の危険を伴なって、・ミンチの
各部品への異なる熱伝達性が現われうる欠点を有する。

本発明の課題は、部材処理を行なうことができ、パッチ
処理に比べて、短時間の物質転換を伴なう迅速で一様な
加熱、並びに、一様な短時間の冷却の利点を達成するこ
とができ、これを用いて、部材処理の際に、連続的方法
経過も、高い生産効率で、かつ特に著るしく低いエネル
ギー消費率で可能であり、かつ、実施することができる
、前記方式の方法を得ることである。

この課題は１１本発明により、第１に、次のようにして
解決される：加工材料を気密に閉鎖しうる熱処理ｄソッ
クス内に入れ、この中で、加工材料を、ボックス内部ま
で開いている貫通性の孔隙を有するボックスの多孔性内
側ライニングにより包囲し、この内側ライニング層を、
内側ライニング層とは気密に分けられ゛た貫通性の孔隙
を有する多孔性の外側ライニング層により熱伝導性に包
囲し、加熱工程で、放熱性雰囲気を、２個のライニング
層の孔隙に通して導びき、この内側ライニング層を用い
て、この熱処Ｊ１７ボツクスの内部で循環させ、物質転
換工程で、物質放出性雰囲気を内側ライニング層を通し
て導ひき、これを用いて、ボックス内部で循環させ、放
熱性雰囲気を外側ライニング層のみに導通することによ
り、熱処理ボックス内の物質転換温度を保持し、熱低下
工程で、外側ライニング層への熱供糸合を中断し、内側
ライニング層を通して冷却性雰囲気をこのボックス内部
に導入し、この加工材料内の硬化温度の達成の後に、冷
却工程で、この加工材料を急冷させる。

こ・の方法を用いて、それぞれ部材を収容する単一ボッ
クスの使用により、例えば陶製の多孔性ボックスライニ
ング及び使用加工材料の非常に迅速な加熱が達成できる
。内部ライニング層を通してボックス内部に導入された
熱い雰囲気は、加圧下に、それが孔隙から、噴射流とし
て加工材料上に当たり、これにより、パッチ処理の際に
可能であるよりも数倍も高い熱伝達を達成することがで
きるように、循環さぜることかできる。部材処理は、高
い衝突率で連続的方法実施を可能とするが、この際、多
数の単位ボックスを例えば自動回転盤（Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｎｋａｒｕｓｓｅｌ）中に入れ、個々の熱処理ボック
スを、循環系で、加熱−１物質転侯−１及び温度低下工
程のためのボックスステーション内に導ひき、これら工
程と熱処理ゼツ°クスとは、そのライニング層にそれぞ
れの放熱性、物質放出性もしくは冷却性の雰囲気を供給
するために結合される。

熱処理ボックスの２個のライニング層を例えば約７００
℃まで加熱した後に、熱損失を力・ζ−し、内部ライニ
ング層への熱導入及びこの層内に導通された雰囲気での
熱交換により、加工材料を例えば９２０°Ｃの物質転換
温度まで加熱するのに必要な熱を後導通するために、な
お、外部ライニング層のみに放熱′姓雰囲気を供給する
必要がある。この加熱工程で放熱性雰囲気として、空気
と燃料ガス例えば天然ガスとの当量以下の混合物（化学
量論的に空気が燃料ガスより少ない）をボックスの内側
−及び外側ライニング層に導入し、層の孔隙内で、少な
くとも、内側ライニング層の孔隙から火焔か出ないよう
に燃焼させるのが有利である。次いで、２個のライニン
グ層を充分に高い温度まで加熱した後に、かつ引続く物
質転換工程の間に、空気と燃料との当量混合物を外側の
ライニング層内にのみ導入し、その孔隙内で燃焼させる
のが有利である。次いでこの外側ライニング層を介して
、循環系で、内側ライニング層に導通することの必要で
ある内部雰囲気を、それ自体で（即ち付加的な外からの
加熱なしに）加熱し、熱処理ボックスの損出熱を力・Ｓ
−する。

加工材料が所望の物質転換温度に達したら直ぢに、内側
ライニング層及びボックス内部を循環する雰囲気を自然
に、所定の物質転換に必要な物質放出性雰囲気に変え、
加工材料の所での物質転換を、有利なスプリング関数で
開始させ、迅速に実施することができる。加熱−及び物
質転換工程は、有利に又は、大規模な加工材料の場合に
望ましい方法で、次のようにして達成される：加工材料
の芯部を硬化温度に達成させ、加工材料の表面を所望の
層厚にわたり物質転換温度まで上昇させ、この温度で、
処理ガスからの拡散により炭化又は窒化炭素化させる。

この物質転換の終了後に、引続く湿度低下工・程で、熱
処理ボックスの外側ライニング層へのエネルギー供給を
終了させるか、もしくは、加工材料が硬化温度に達する
まで中断する。この際、むしろ、同様に好適な物質転換
工程と湿度低下工程との間の好適なスプリング関数を達
成するために、類１時間で冷却された内部雰囲気を内側
ライニング層を通してホ゛ツクス内部に導入することが
できる。

本発明のもう１つの特徴によれば、有利にこの冷却工程
でも、ＪＪＩＩ工材料の７１２ツクス内での急冷を、７
１クンクス内部まで開いている貫通性の孔隙を有する多
孔性７１３′ツクスライニングを通して硬化媒体を・」
？ツクス内部に導入することにより行なう。このために
、エネルギー消費を低め、更にエネルギー節約を促進す
るために、本発明方法を有利に次のように実施すること
ができる：加工材料を有する熱処理ボックスを、熱い加
熱工程、物質転換工程及び温度低下工程に導ひき、この
加工ＡＫ　Ｘ！］を硬化温度の達成後に、熱処理ボック
スから、有利に、２個のボックスを架橋するスルースの
１吏川下に、保護気体を用いて、冷たい冷却工程のため
に特別に設けられた冷却、ｌサツクス中に移し変える。

例えば、　この熱処理ボックスは、このボックスを循環
系で導ひく自動回転盤により自動スルース（５ｃｈ１ｅ
ｕｓｅｎ−ａｕｔ；ｏｍａｔｅｎ　）に渡すことができ
、この中でこの熱処理ボックスは空にされ、加工材料は
、別の特別な冷却ボックス中に入れられる。空にされた
熱処理ボックスは、次いで、自動スルースにての新たな
循環に戻すことができる。冷却工程での特別な冷却ボッ
クスの使用は、このボックスが、有利に、液状の硬化媒
体を加圧下に主として加工材料に対して垂直に走る孔隙
を通して加工材料上まで導ひくことができるように、こ
の冷却工程の実施のために特に好適な、かつ特別に構成
された多孔性冷却ボックスライニングを有することをも
可能にする。この液状の硬化媒体もしくは冷却媒体の加
圧下での加工月利上への導通は、この冷却工程の間で行
なうことができ、これに伴ない、個々の冷却槽（膜蒸発
、煮沸相、対流相）は、冷却媒体の種類に応じて、好適
に進行することができる。このために、例えば、自動ス
ルースにより加工材料が装入された冷却ボックス、を、
冷却工程の個々の冷却槽に案内する自動冷却装置（Ｋｉ
ｉｈｌａｕｔｏｍａｔｅｎ　）を使用することかできる
。

本発明方法を用いて、例えば、相応する自動制御装置の
使用下に、同時に、単一ボックス内に含有される種々の
加工材料に、部イオに適当な熱処理を、殊に加熱工程及
び物質転換工程で実施し、熱処理を利料流、表面処理に
関する要求にできるだけ１箇合させることができる。こ
れにより、その中で特別な熱処理だけが実施でき、それ
か熱処理のために同時に種々異なる加工材料での同時の
熱処理のためにＧま、それに好適かつ必要な部材が欠け
ていたので運転することができなかった、従来の連続的
方法に１ｆｆｌ用の炉装置の欠点を排除することができ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工材料を、硬化温度より高温に加熱するための加
   熱工程、加工材料を物質放出性雰囲気中で拡散処理する
   ための物質転換工程、加工材料を硬化温度まで調節する
   ための湿度降下工程及び加工材料を急冷するための冷却
   工程で熱処理することにより金属加工材料を硬化する方
   法において、加工材料を気密に閉鎖しうる熱処理ボック
   ス中に入れ・この中で、この加工材料を、ボックス内部
   まで開いている貫通性の孔隙を有する熱処理ボックスの
   多孔性内側ライニング層で包囲し、この内側ライニング
   層を、内側ライニング層とは気密に分けられた貫通性の
   孔隙を有する多孔性外側ライニング層により熱伝導性に
   包囲し、加熱工程で放熱性雰囲気を、２個のライニング
   層の孔隙を通して導ひき、この内側ライニング層を用い
   て熱処理ボックスの内部で循環させ、物質転換工程で物
   質放出性雰囲気を内側ライニング層を通して導ひき、こ
   れを用いて、ボックス内部で循環させ、外側ライニング
   層のみに放熱性雰囲気を通過させることにより熱処理ボ
   ックス内の物質転換温度を保持し、熱低下工程で外側ラ
   イニング層への熱供給を中断し、内側ライニング層を通
   して冷却性雰囲気をボックス内部に導入し、この加工材
   料全体の硬化温度の達成の後に、冷却工程でこの加工材
   料を急冷させることを特徴とする、金属加工材、ｉ６Ｆ
   の硬化法。 ２、　冷却工程で、同様に、ボックス内側まで開いてい
   る貫通性の孔隙を有する多孔性ボックスライニングを通
   してボックス内に導入される硬化媒体を加工材料に当て
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、熱処理ボックスを、循環により、加熱−１物質転換
   −１湿度低下工程用のダックススチージョンを通して案
   内し、これら工程と熱処理ＨＣソクースを、そのライニ
   ング層にそれぞれの放熱性、物質放出性もしくは冷却性
   の雰囲気を供給するために、結合させる、特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４、加工月利を、硬化湿度の達成の後に、温度低下工程
   で熱処理ボックスから、冷却工程のための特別な冷却ボ
   ックス中に、特に２個のｄ２　）ンクスを架橋している
   １個のスルースの使用下に、保護気体を用いて、入れか
   える、特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の方法５
   　液状硬化媒体を、加圧下に、多孔性冷却７Ｉ？ツクス
   ライニングの孔隙を通して加工月利−１−に導ひく、特
   許請求の範囲第２項又は第４項に記載の方法。 ６　加熱工程で、空気と燃料ガスとからの当量以下の混
   合物を熱処理ボックスの内側及び外側ライニング層内に
   導入し、これらの層の孔隙内で、少なくとも、内側ライ
   ニング層の孔隙から焔が出ない程度に燃焼させ、かつ、
   物質転換工程で空気と燃料ガスとの当量混合物を外側ラ
   イニング層内に導入し、その孔隙内で燃焼させる、特許
   請求の範囲第１項又は第３項に記載の方法。