JPS6253593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気的グロー放電下における金属加
工片の化学熱処理装置に関する。

良く知られた電気的グロー放電下における金属
加工片の化学熱処理装置と方法は、気体−真空ブ
ロツクに接続された作用室、冷却ブロツク及び電
気接続ブロツクで構成される。

前記作用室のアノードとカソードは電気ブロツ
クに接続されている。この電気ブロツクはブレー
カで構成されている。このブレーカの一端は電気
供回路に接続され、他端は磁気増幅器を介してパ
ワートランスの一次コイル側に接続されている。
前記トランスの二次コイル側の出力端子は中継器
によつて整流三相ブリツジに接続されている。前
記整流ブリツジの正極端子はフイルタコイルの一
端が接続され、他端は接地され、電圧計が、前記
作用室のアノードに接続されている。前記三相電
流ブリツジの負極端子は前記作用室のカソードに
接続されている。前記フイルタコイルと電圧計の
共通接続点はサイリスタのアノードに接続され、
カソードは前記作用室のカソードに接続されてい
る。又前記サイリスタと並列にスイツチオフブロ
ツクが接続されている。前記サイリスタのコマン
ド回路はコマンドブロツクに接続され、このコマ
ンドブロツクの入口は前記作用室を介して電圧計
に接続されている。前記作用室の第１の出力端子
は前記サイリスタをしや断する装置に接続され、
第２出力端子は前記磁気増幅器のコマンド電圧を
減少するリレーに接続されている。前記リレー接
点は抵抗を分路し他方前記抵抗の他端は、前記磁
気増幅器のコマンド電源に接続され、前記抵抗の
他端は、前記磁気増幅器のコマンドコイルによつ
て前記コマンド電源の他端に接続されている。前
記設置の作用制御は前記磁気増幅器のコマンド電
圧によつて発生される。

前記磁気増幅器によつて決定される調整の領域
（範囲）が不適切であるときは、前記中継器によ
る転送の係数が変化する。

前記作用室を通過した電圧が所定の限界値を超
えて増加した場合、前記サイリスタは導通し、前
記作用室のアノードとカソードが短絡される。同
時に前記磁気増幅器のコマンド電圧が低化し、前
記サイリスタのしや断ブロツクは前記コマンド電
圧の増加に伴つて作動する。前記作用室における
電気グロー放電は４秒間回復する。

供給される電気網から引き出される全電力が、
前記設置の通常電力を超えたとき、この装置の破
壊は前記グロー放電の最大電力によつて定義され
る。

最初の開始において前記作用室における前記作
用片を清浄し処理する時間が増大した場合も装置
が破壊される。

又前記作用室の作用力が比較的ゆつくりと回復
し、しや断に続いてグロー放電が励起されると、
４秒間の遅れで復旧される。

この遅延はこの装置の再生産の減少につなが
り、特にアーク放電の高周波の場合にこの傾向が
顕著である。

この発明の目的は上記欠点を除去すべくなされ
たもので、電気供給網によつて供給された全電力
が通常電力と無視できる程度の差であり、グロー
放電の最大電力によつて定義され、初期の開始期
間中に前記作用室に作用片の清浄に必要な時間を
減少することができしや断後のグロー放電の励起
同様、前記作用室の電気的強度の回復のスピード
アツプを計りそれによつて装置の生産性を高める
ことのできる電気的グロー放電下における金属加
工片の化学熱処理装置を提供することである。

上記目的を達成するためにこの電気的グロー放
電下における金属加工片の化学熱処理装置は、気
体真空ブロツク、冷却ブロツク、メインブレーカ
を有した電気供給ブロツク、電力トランス、サイ
リスタ、整流ブリツジ、前記回路には更にフイル
タコイル及び前記作用室の電圧計が接続される。
前記パワートランスの１次側コイルはメインブレ
ーカによつて電気供給網に接続されている。二次
側コイルの１つは整流ブリツジに接続され、反作
用エレメントを介して他のコイルはさらに附加さ
れたダイオードに並列に接続された整流ブリツジ
に接続される。

前記ダイオードのカソードは正極端子に接続さ
れ、アノードは前記附加された整流ブリツジの負
極端子に接続されている。

前記整流ブリツジの負極端子は前記附加された
整流ブリツジの正極端子に接続されている。前記
附加された整流ブリツジの負極端子はフイルタコ
イルを介して前記作用室のカソードに接続され、
アノードは接地され、前記電圧測定装置を介し
て、整流ブリツジの正極端子に接続されている。
前記作用室のアノードとカソードに並列に連続的
に飽和トランス及びコンデンサの一次側コイルが
接続され、他方、前記サイリスタのカソードはコ
ンデンストランスの一次側コイルからの枝に接続
され、アノードは前記作用室のアノードにされ
る。

前記サイリスタに対するコマンドブロツクは前
記コンデンストランスの二次側コイルに接続され
ている。

前記ダイオードのアノードとカソード、前記サ
イリスタのコマンドエレクトロードとカソード、
コマンドブロツク、と共に付加される整流ブリツ
ジと整流ブリツジのコマンドブロツクに接続さ
れ、他方前記整流ブリツジのコマンドに対するブ
ロツクの２つの入力は前記作用室のアノードとカ
ソードに接続されている。そして第３の入力は電
圧計と接続されるが出力端子は前記整流ブリツジ
に接続されている。

この装置の利点は、前記電気網から供給された
全電力は、グロー放電の最大電力によつて定義さ
れるような装置の通常電力と異る。

化学熱処理の方式に対してカソード表面を清浄
する方式に変えた場合電力回路においてさらに付
加接続点を必要としない。

カソード表面を清浄する時間は短かい。前記作
用室の電気的強度は、短期間で回復する。

スイツチが切られたあと前記電気グロー放電の
励起が遅延なく回復され、次に装置の生産性を高
める。電気的グロー放電の条件下において金属片
の化学熱処理装置の１例を図に示してある。

この発明の装置はパワートランス１で構成さ
れ、このパワートランス１の一次側コイルは電気
ブレーカ３によつて供給電気網２に接続されてい
る。前記トランス１の二次側コイルの１つは整流
ブリツジ４に接続されている。リアクテイブ素子
５によつて２次側コイルは付加整流ブリツジ６に
接続される。他方前記リアクテイブ素子５に並列
に、カソードが付加整流ブリツジの正極に又アノ
ードが負極に接続されるようにダイオード７が接
続されている。

前記整流ブリツジの負極は前記付加整流ブリツ
ジ６に接続されている。前記付加整流ブリツジ６
の負極は前記作用室９のカソードに接続されてい
る。前記作用室９のアノードは電流測定装置１０
によつて前記整流ブリツジ４の正極に接続されて
いる。前記作用室９のアノードとカソードに並列
に連続してコンデンストランス１１の一次側コイ
ルとコンデンサ１２が接続されている。サイリス
タ１３のカソードはコンデンストランス１１の一
次側コイルの枝に接続され、アノードは前記作用
室９のアノードに接続されている。

前記サイリスタ１３のコマンドブロツクは前記
コンデンストランス１１の二次側コイルに接続さ
れ、さらに、前記ダイオードのアノードとカソー
ドに接続され、前記サイリスタ１３のコマンド電
極とカソードに接続され、コマンドブロツク１５
に接続され、さらに付加整流ブリツジ６に接続さ
れそして前記整流ブリツジ４のコマンドブロツク
１６に接続されている。前記整流ブリツジ４のコ
マンドブロツクの２つの入力は前記作用室９のア
ノードとカソードに接続されている。又第３の入
力は前記電圧測定装置１０に接続され、出力端子
は前記整流ブリツジ４に接続される。前記作用室
９には気体−真空ブロツク１７と冷却ブロツク１
８に接続される。

前記装置は次のように作用する。前記作用室９
には処理される金属片が満たされており、封止さ
れている。前記ブレーカ３によつて前記電圧が前
記装置に接続されている。前記コマンドブロツク
１５によつて、全体の装置を自動的に選択するこ
とができ、又手動で行うことができる。ブロツク
１５からのコマンドに続いて、前記気体−真空ブ
ロツクが付勢され、所定時間経過後、処理を開始
するための必要な圧力が作られる。前記トランス
１によつて電圧が前記整流ブリツジ４及び付加整
流ブリツジ６に供給され、これらのブリツジは、
両電圧が加算されるように接続されている。

前記コマンドブロツク１５からのコマンドによ
つて、前記付加整流ブリツジ６がスイツチ入力さ
れ、前記作用室９のアノード−カソード上に一定
の電流を生じる。この後、又コマンドによつて、
手動のレギユレータ又はブロツク１５に含まれる
プログラマによつて漸次電流整流ブリツジ４にお
いてスイツチされ、前記電気的グロー放電が励起
される。

前記グロー放電の電流の増加に伴つて、前記付
加整流ブリツジ６の端子電圧が減少する。前記放
電電圧の値が前記付加整流ブリツジ６の短絡回路
の電圧を越えると、前記ダイオード７は導通を開
始し、この結果コマンドに対して飽和トランス１
１の二次側コイルがサイリスタ１３に接続され
る。同時に単一入力ブロツク１５上で付加整流ブ
リツジ６がスイツチオフされグロー放電は整流ブ
リツジ４にのみ接続される。電気的グロー放電の
条件下における金属片の化学熱処理は、前記作用
室９の低圧で開始される。

アノード・カソード間の高圧と小さな放電電圧
によつてカノード表面を清浄するための条件が作
られ、それぞれ処理された金属片が作られる。前
記清浄はグロー放電からアーク放電への遷移がし
ばしば伴う。この遷移に対する情報は、飽和トラ
ンス１１の二次側コイルによつて得られる。この
放電電圧がダイオード７が導通を開始する電圧又
はオペレータがブロツク１５によつて各コマンド
を与えたときの電圧より小さければ、前記トラン
ス１１の二次側コイルからの信号は、アーク放電
が現われるときは前記サイリスタ１３においてス
イツチしない。そのような場合、コンデンサ１２
とトランス１１の一次側コイル間に発振を生ず
る。この発振は４段にわたつて生じる。一段目で
は、飽和トランス１１の磁気導体の磁化時間に等
しい長さを有している。そして前記コンデンサ１
２の電圧はわずかに降下する。

２段目においては、前記トランス１１のコンデ
ンサと一次側コイルは発振回路を形成している。
この発振回路は、１期間の半分の期間において発
振を生ずる。その１期間の半分の期間は前記トラ
ンス１１の磁気導体を磁化するのに必要な時間よ
りも短かい。この期間、前記コンデンサ１２は再
び充電される。他方この充電電圧はかなりの振幅
値を有し、前記アーク放電のチヤネルを介して流
れる。このため、一瞬、前記アーク放電のチヤネ
ルは急激にその部分を減少させ、この結果金属片
の表面の集中的な清浄作用が助長される。

第３段目では、前記トランス１１の磁気導体を
磁化する時間に等しい長さを有しているが、逆に
前記コンデンサ１２の電圧はわずかに降下する。

第４段目では、前記第２段と相似しているが、
発振が行われると、位相は逆である。

前記アーク放電を通して前記電圧はスイツチオ
フされ、負電圧が前記作用室９に印加され、グロ
ー放電の新しい励起が始まる迄、直線的に増加さ
れる。前記グロー放電の電圧が付加整流ブリツジ
６の短絡回路の電圧より大きければ、前記飽和ト
ランス１１の二次側コイルからの信号は、ブロツ
ク１４によりアーク放電が起こるとサイリスタ１
３に切換え入力される。

このときブロツク１５からのコマンドも又付加
的にコマンドが到達する。この場合、グロー放電
がアーク放電に変わると、充電電圧とグロー放電
が励起される直前の電圧差は、コンデンサ１２を
整流し、すでに生じたアーク放電の電圧は前記飽
和電圧１１の一次側コイルに印加される。二次側
コイルはブロツク１４によつてサイリスタ１３に
入力するための切換信号を発生する。前記サイリ
スタ１３が切換入力されると、コンデンサ１２
は、前記飽和トランス１１の一次側コイルの一部
に並列に接続した如くになる。このコイルの一部
によつて、これはサイリスタ１３によつてカバー
されていないが、前記作用室のアノード・カソー
ド上に負電圧が印加され、この結果アーク放電の
電圧の切断をスピードアツプしその電気的強度の
回復を促進する。

前記飽和トランス１１の磁気導体の飽和時間に
よつて定義される期間経過後、前記コンデンサ１
２は前記飽和トランス１１の一次側コイルによつ
て再び充電され、前記サイリスタ１３は切断さ
れ、前記作用室９のアノード−カソード上に所定
の期間直流電圧が再び印加される。

前記所定の期間は前述と同様前記飽和トランス
１１の磁気導体の飽和に必要な時間から決定され
る。しかし今回は前述の場合とは違つて逆の方向
に流れる。この後、前記作用室のアノード・カソ
ード上に、前記コンデンサ１２の全電圧が印加さ
れる。このときの印加電圧は負電圧である。この
電圧はほぼ直線的に増大し前記作用室９でグロー
放電が作用する迄続く。このようにして前記作用
室９のアノードとカソード間に現われるアーク放
電は実際には即停止され、前記作用室９には所定
の期間電圧が印加される。この電圧は４回極性が
変わり、その電気的強度の早急な回復が行われ
る。

従つて、前記放電電圧の大きさに関連して、前
記アーク放電の狭い、早急なチヤンネルを介して
前記電圧が短期間増大する。その結果、前記表面
のカソードの洗浄がスピード化され、それぞれ処
理された金属片が作られ、又実際には、早急に前
記アーク放電が阻止される。これは自動的に行わ
れ又は手動的にブロツク１５から生じるコマンド
によつて行われる。所定の電圧強度及び前記短期
間のアーク放電によつて前記処理された金属片の
洗浄の方式から、放電電圧の高圧による安定化さ
れたアーク放電の方式への遷移は特別のコマンド
を必要とせず、ダイオード７とリアクテイブ素子
５の励起を行うことができる。前記付加整流ブリ
ツジ６のブロツク１５からの自動又は手動の切断
は前記電気網から供給される電力を減少する。

前記フイルタコイル８は前記放電電圧のパルス
化を減少し同時に前記作用室９における早急に変
化された処理の期間、前記整流ブリツジ４を補助
する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を説明するブロツク図
である。 １……パワートランス、２……電気供給ネツ
ト、３……ブレーカ、４……整流ブリツジ、５…
…リアクテイブエレメント、６……付加整流ブリ
ツジ、７……ダイオード、８……フイルタコイ
ル、９……作用室、１０……電圧測定装置、１１
……飽和トランス、１２……コンデンサ、１３…
…サイリスタ、１４，１５，１６……コマンドブ
ロツク、１７……気体−真空ブロツク、１８……
冷却ブロツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体真空ブロツク、冷却ブロツク及びブレー
   カを有する電気的非供給ブロツクを有した作用室
   と； パワートランスと； サイリスタと； 連続的にフイルタコイルに接続される整流ブリ
   ツジと； 前記作用室内の電圧を測定する装置とで構成さ
   れる電気的グロー放電の条件下における金属片の
   化学−熱処理装置において、前記パワートランス
   １の一次側コイルはブレーカ３によつて電気供給
   ネツト２に接続され、二次側コイルの１つは前記
   整流ブリツジ４に接続され、他の二次側コイルは
   リアクテイブ素子５によつて前記整流ブリツジ６
   に接続され他方前記整流ブリツジ６と並列にカソ
   ードが前記付加整流ブリツジ６の正極に、アノー
   ドが前記ブリツジ６の負極に接続されるようにダ
   イオード７が接続され、前記整流ブリツジ４の負
   極は前記付加整流ブリツジ６の正極に接続され、
   前記付加整流ブリツジ６の負極は前記作用室９の
   カソードに接続され、前記アノードは接地され、
   前記電圧１０を測定する装置によつて、前記整流
   ブリツジ４の正極に接続され、前記作用室９のカ
   ソードとアノードに並列に連続的に飽和トランス
   １１とコンデンサ１２の一次側コイルが接続さ
   れ、他方前記サイリスタ１３のカソードは前記飽
   和トランス１１の一次側コイルの枝に接続され、
   アノードは前記作用室９のアノードに接続され、
   前記サイリスタ１３のコマンドブロツク１４は前
   記飽和トランス１１の二次側コイルに、前記ダイ
   オード７のアノードとカソードに、前記サイリス
   タ１３のコマンド電極とカソードに及びコマンド
   ブロツク１５に接続され、更に前記付加整流ブリ
   ツジ６に接続され又前記整流ブリツジ４のコマン
   ドブロツク１６に接続され、前記整流ブリツジ４
   のコマンドブロツクの２つの入口に前記作用室９
   のアノードとカソードが接続され、第３の入口は
   電圧を測定する装置１０に接続され、出力端子は
   整流ブリツジ４に接続されていることを特徴とす
   る電気グロー放電下での金属加工片の化学熱処理
   装置。