JPS60152621A - 無酸化焼入れ方法及び焼入れ装置 - Google Patents

無酸化焼入れ方法及び焼入れ装置

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JPS60152621A
JPS60152621A JP933384A JP933384A JPS60152621A JP S60152621 A JPS60152621 A JP S60152621A JP 933384 A JP933384 A JP 933384A JP 933384 A JP933384 A JP 933384A JP S60152621 A JPS60152621 A JP S60152621A
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gas
supply pipe
quenching
heating chamber
furnace
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JP933384A
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Mitsuo Imayasu
今安 光夫
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
Daihatsu Kogyo KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Furnace Details (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加工された金属部品の素材の組織を微細且つ
均一化してその機械的強度を叩上させる為の無酸化焼入
れ方法及び焼入れに使用される焼入れ装置に関するもの
である。
イ、従来技術 自動車の各種構成部品や工作機械の構成部品は、所定の
形状に加工された後、機械的強度を向上させる為に焼入
れが行われる。この焼入れに際しては、被焼入れ部品(
ワーク)の酸化を防止する為に保護雰囲気を用いるいわ
ゆる無酸化焼入れが一般的に行われている。
前記無酸化焼入れに用いる保護ガスとしては従来、原料
ガスに理論量の空気を混合して高温に加熱された変成炉
内に入れ、当該変成炉内で外熱されたレトレル中に充填
されたニッケル触媒に接触させて変成した吸熱型変成ガ
ス(RXガス)を用い、且つガス内のカーボンボテンシ
(2) ャルをワークの素材の炭素量に等しく調整してワークの
表面炭素量の増減を避は乍ら焼入れを行っていた。
しかし、前記RXガスは、活性ガスである為、空気の混
入量が多くなると、爆発の危険性が高い為、焼入炉内へ
多量(10r//Hr)のRXガスを供給し、炉内の圧
力を高くして炉内への空気の侵入を防止するようにして
いる。従って多量のRXガスを消費し、しかもこのRX
ガスは単価が高い為にランニングコストが高くつき、省
エネルギー対策上問題があった。
そこで爆発の危険のない不活性ガスを保護ガスとして焼
入れを行う方法が考えられる。不活性ガスとしては原料
ガスに過剰空気を混合し、その燃焼熱を利用して変成し
た発熱型変成ガス(NXガス)を用いる。
NXガスを用いることにより空気が混入しても爆発の危
険がないので、焼入炉内の圧力を低くすることができ、
NXガスの供給量を少なく(1〜3nf/Hr)でき、
しかもNXガスの単価(3) も易いのでランニングコストが安くなり、且つ省エネル
ギー上も好ましいものである。
しかし、単にNXガスを用いただけでは、カーボンポテ
ンシャルがワークの炭素量より低く脱炭を生じる恐れが
ある為、NXガスに少量のメタン、ブタン、或いはメタ
ンを主成分とする液化天然ガスを原料とする増熱都市ガ
ス(以下13A低圧部市ガスと称す)をエンリッチガス
として混入させてカーボンポテンシャルを調整せねばな
らない。
このようにNXガスを保護ガスとして用いた場合、これ
に少量のメタンを混入させるので空気が多量に混入する
と爆発の危険性がある為、焼入炉内へのワークの搬入時
及び焼入炉からのワークの搬出時に炉内へ空気が混入し
ないように工夫する必要がある。
口0発明の目的 この発明はワークの搬入・搬出時に焼入炉内への空気の
混入を防止した無酸化焼入れ方法およびその方法の実施
に使用される焼入れ装置を(4) 提供せんとするものである。
ハ0発明の構成 この発明は、焼入炉へ、保護ガスとしてNXガス(発熱
型変成ガス)を供給し、エンリッチガスとして各種メタ
ン系ガスを混入させて焼入れする方法において、焼入炉
内へのワークの搬入時及び搬出時に、エンリッチガスの
供給を停止し、且つNXガスの供給量を増大さiて焼入
れを行うようにした無酸化焼入れ方法である。
また第2の発明は、焼入槽を備えた前室(3)と加熱室
(2)とを並設し、画室(2)(3)間に中間扉(9)
を開閉自在に設けた焼入炉(1)の加熱室(2)へNX
ガスを供給する第1のガス供給管(11)及びエンリッ
チガスを供給する第2のガス供給管(13)を設け、焼
入炉(1)の前室(3)へNXガスを供給する第3のガ
ス供給管(15)を設け、前記第2のガス供給管(13
)に中間扉(9)の開放に伴って管路を閉止する常開の
電磁弁(17)を設け、第3のガス供給管(15)に中
間扉(9)の開放に伴っ(5) て管路を開放する常閉の電磁弁(18)を設けたもので
焼入れ時には第1のガス供給管(11)及び第2のガス
供給管(13)からNXガス及びエンリッチガスを焼入
炉の加熱室(2)へ供給して焼入れし、ワークの搬入・
搬出時に第2のガス供給管(13)からのエンリッチガ
スの供給を停止し、第3のガス供給管(15)を開放し
、第1のガス供給管(11)及び第3のガス供給管(1
5)から加熱室(2)及び前室(3)へNXガスを供給
するようにしたものである。
二、実施例 第1図は本発明方法の実施に際して使用される焼入れ装
置の一例を示す図面で、同図において、(1)は焼入炉
で、加熱室(2)と前室(3)とを並設しである。前記
加熱室(2)は耐熱且つ断熱に優れた構造に構成され、
内部に室内を加熱する適宜の加熱手段(図示せず)が設
けられ、天井面(2a)に加熱の迅速化及び温度分布と
雰囲気作用の均一化を行わせる為のRCファン(4)が
設けられている。前室(3)(6) は前部にワーク装入用の前m (5)が上下方向に開閉
自在に設けられ、下部に焼入れ槽、例えば油槽(6)を
一体に構成している。前記油槽(6)には焼入れ用エレ
ベータ(7)が上下動可能に設けられ、且つ焼入れ油(
8)が充填されている。
(9)は加熱室(2)と前室(3)との間に上下動自在
に設けられた中間扉で、焼入炉(1)の上方に配置され
たエアーシリンダ(10)のピストンロンド(10a)
に上端を連結され、エアーシリンダ(10)の伸縮動作
にて開閉され、加熱室(2)の開閉を行う。
(11)は変成炉(図示せず)にて変成されたNXガス
を焼入炉(1)の加熱室(2)へ供給する第1のガス供
給管で、その先端を加熱室(2)へ導入させである。(
12)は第1のガス供給管(11)に設けられた第1の
流量針である。(13)はエンリッチガスを加熱室(2
)へ供給する第2のガス供給管で、その先端を第1の流
量針(12)より下流側の第1のガス供給管(7) (11)に接続しである。(14)は第2のガろ供給管
(13)に設けられた第2の流量針である。
前記エンリッチガスとしては、例えばメタンを主成分と
する液化天然ガスを原料とした13A低圧部市ガスを使
用する。(15)はNXガスを焼入炉(1)の前室(3
)へ供給する第3のガス供給管で、後端を第1のガス供
給管(11)に接続し、先端を前室(3)へ導入させで
ある。
(16)は第3のガス供給管(15)にもうけられた第
3の流量針である。
(17)は第2のガス供給管(13)に設けられた第1
の電磁弁で、常時管路を開放しており、通電されると切
換って管路を閉止する。(1日)は第3のガス供給管(
15)に設けられた第2の電磁弁で、常時管路を閉止し
ており、通電されると切換って管路を開放する。(19
)は中間扉(9)の上方に設けられたリミットスイッチ
で、中間扉(9)が上昇すると、その上昇端でONされ
る。このリミットスイッチ(19)はONされると、前
記第1の電磁弁(17)及び第2の電(8) 磁弁(18)に通電し、第2のガス供給管(13)を閉
止すると共に第3のガス供給管(15)を開放する。
上記構成において、焼入れ動作を説明すると、焼入炉(
1)の加熱室(2)内の加熱手段を作用させて炉内温度
を所定の温度にすると共に加熱室(2)へ第1のガス供
給管(11)からNXガスを必要量(1〜3 n? /
)lr)の13A低圧部市ガスを供給し、加熱室(2)
内を保護雰囲気にすると共にカーボンポテンシャルをワ
ーク(20)の炭素量に合致させる。この状態で先ず前
扉(5)を適宜の手段で開放させて多数のワーク(20
)を前室(3)へ焼入し、エレベータ(7)上に載置す
る。この後前扉(5)を閉じ、続いてエアーシリンダ(
10)を短縮動作させて中間扉(9)を上昇させて加熱
室(2)を開放し、ワーク(20)を加熱室(2)内へ
搬入する。そして搬入後エアーシリンダ(10)を伸長
させて中間扉(9)を下降させ、加熱室(2)を閉じワ
ーク(20)を加熱する。この加熱時に(9) 前扉(5)を開放させて新たなワーク(20)を装入し
、エレベータ(7)上に載せる。加熱室(2)内でワー
ク(20)を所定の温度まで加熱すると、第2図に示す
ように、中間扉(9)を開放させて加熱室(2)から高
温のワーク(20)を搬出してエレベータ(7)上に載
置すると共に新たなワーク(20)をエレベータ(7)
から加熱室(2)へ搬入する。この後中間扉(9)を閉
じて次の加熱を行う。一方前室ではワーク(20)の搬
出後、エレベータ(7)を下降させてワーク(20)を
油槽(6)内め焼入れ油(8)内に浸漬させ、焼入れを
行う。焼入れが完了すると、エレベータ(7)を上昇さ
せ、続いて前扉(5)を開放させて焼入れしたワーク(
20)を前室(3)から取出し、続いて新たなワーク(
20)を装入しエレベータ(7)上に載せる。
この後前述した動作を繰り返してワーク(20)の焼入
れを連続して行う。
前記動作時、加熱室(2)へのワーク(20)の搬入・
搬出に際して、中間扉(9)が上昇す(10) ると、その上昇端でリミットスイッチ(19)を押上げ
てONする。すると、第1及び第2の電磁弁(17) 
(1B)が通電されて切換わり、第2のガス供給管(1
3)を閉じて加熱室(2)への13A低圧部市ガスの供
給を停止させると共に、第3のガス供給管(15)を開
放してNXガスを前室(3)へ供給し、焼入炉(1)全
体へ大量(4〜8rd/Hr)のNXガスを供給し、炉
内をNXガスで充満させて加熱室(2)内への空気の混
入を防止すると共に仮りに空気が混入しても爆発しない
ようにする。そして加熱室(2)へのワーク(20)の
搬入・搬出が完了し、中間扉(9)が下降すると、リミ
ットスイッチ(19)がOFFされ、第1及び第2の電
磁弁(17)(18)が所定時間経過後復帰し、第3の
ガス供給管(15)を閉じて前室(3)へのNXガスの
供給を停止し、且つ第2のガス供給管(13)を開放し
て13A低圧部市ガスを加熱室(2)へ供給する。
尚、前記第1の電磁弁(17)は通電後30〜45(1
1) 分通電状態を保持して、中間扉(19)の閉止後、加熱
室(2)が一定の加熱温度になったときに、切換って1
3A低圧部市ガスを加熱室(2)へ再供給するように設
定する。第2の電磁弁(18)は通電後1〜5分通電状
態を保持して中間扉(9)が加熱室(2)を開放してい
る間だけNXガスを前室(3)へ供給するように設定す
る。
上記焼入れ時の加熱室(2)の温度と、NXガス及び1
3A低圧部市ガスの供給のタイミングとを示すと第3図
に示すようになる。尚、第3図のA点は中間扉(9)の
上昇開始点を示し、B点は下降時を示す。
上記説明ではエンリッチガスとして13A低圧部市ガス
を用いたが、他にメタン、ブタン等のガスを用いてもよ
い。また第1・第2の電磁弁(17) (1B)の切換
え操作をリミットスイッチ(19)で行ったが、他に手
動で行ってもよく、タイマーで行ってもよい。
ホ0発明の効果 (12) この発明は焼入れ時の保護ガスとしてNXガスを用いる
ので、炉内を低圧にすることができ、ガスの使用量を少
なくし、且つガスの単価も安価となるのでランニングコ
ストを低減させることができる。また焼入れ時のワーク
の税炭を防止する為にメタン系のエンリッチガスを少量
混入させるので、加熱室へのワークの搬入・搬出時に空
気の混入により爆発の恐れがあるが、ワークの搬入・搬
出時にはエンリッチガスの供給を停止し、且つNXガス
の供給量を増大させて加熱室への空気の混入を防止する
と共に加熱室内をNXガスで充満させて仮に空気が混入
しても爆発しないようにするので安全性が大幅に向上す
る。
さらにエンリッチガスとして13A低圧部市ガスを用い
れば、特別な備蓄設備を必要とせず、装置も小型にでき
る。また加熱室を開閉する中間扉の開閉に伴ってNXガ
スの供給量の制御及びエンリッチガスの供給の制御を行
うので、加熱室の開放時はエンリッチガスの供給を確実
に(13) 停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る焼入れ装置の一実施例を示す断面
図、第2図はその動作状態を示す断面図、第3図は保護
ガスの供給タイミングを示すタイムチャートである。 (1)−焼入炉、(2) −加熱室、(3) −前室、
(9) −中間扉、(11)・−・第1のガス供給管、
(13) −第2のガス供給管、(15) −第3のガ
ス供給管、(17) (18)・・・電磁弁、(19)
−リミットスイッチ。 (14)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 焼入炉へ保護ガスとして発熱型変成ガスを供給
    し、エンリッチガスとしてメタン系ガスを混入させて無
    酸化雰囲気内で焼入れする方法において、焼入炉内への
    ワークの搬入時及び搬出時に、エンリッチガスの供給を
    停止し、且つ保護ガスの供給量を増大させるようにした
    ことを特徴とする無酸化焼入れ方法。
  2. (2)焼入槽を備えた前室と加熱室とを並設し、画室間
    に中間扉を開閉自在に設けた□焼入炉と、焼入炉の加熱
    室へ発熱型変成ガスを□供給する第1のガス供給管及び
    エンリッチガスを供給する第2のガス供給管と、焼入炉
    の前室へ発熱型変成ガスを供給する第3のガス供給管と
    、第2のガス供給管に設けられ、中間扉の開放に伴って
    管路を閉止する常開の電磁弁と、第3のガス供給管に設
    けられ、中間扉の開放に伴って管路(1) を開放する常閉の電磁弁とで構成したことを特徴とする
    焼入れ装置。
JP933384A 1984-01-20 1984-01-20 無酸化焼入れ方法及び焼入れ装置 Granted JPS60152621A (ja)

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