KR100720692B1

KR100720692B1 - 회전식 진공 열처리장치

Info

Publication number: KR100720692B1
Application number: KR1020050106722A
Authority: KR
Inventors: 김만용
Original assignee: (주)상아정공
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-23
Also published as: KR20070049695A

Abstract

본 발명은 연속적인 열처리작업이 가능하도록 하는 회전식 진공 열처리장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 양측이 개구된 관 형상으로 형성되어 열처리를 위한 제품(P)의 연속적인 투입 및 배출이 가능한 열처리로(260)가 축방향으로 회전하도록 내장되며, 가열수단(242)에 의해 상기 열처리로(260)를 가열하여 제품(P)을 열처리하는 열처리부(200)와; 상기 열처리부(200)의 개구된 일측에 구비되어, 상기 열처리부(200)의 내측으로 열처리를 위한 제품을 연속적으로 공급하는 제품공급부(100)와; 상기 열처리부(200)의 타측단과 연결되어, 상기 열처리부(200)의 내측으로 가스를 공급하는 가스공급부(300)와; 상기 열처리부(200)의 하방에서 상기 열처리부(200)의 일측과 연통되도록 형성되어, 상기 열처리부(200)를 통과한 제품을 냉각하는 냉각부(400)와; 상기 열처리부(200)의 일측에 구비되어, 상기 열처리부(200)와 제품공급부(100) 및 가스공급부(300)의 동작을 조절하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 열처리성능이 향상되고, 비용이 절감되는 효과가 있다.

회전, 진공, 열처리, 가스, 열처리장치, 열처리로

Description

회전식 진공 열처리장치 { Rotate type heat treatment equipment in vacuum }

도 1 은 일반적인 진공 열처리장치의 구성을 개략적으로 보인 개요도.

도 2 는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 구성을 개략적으로 보인 사시도.

도 3 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 열처리부와 제품공급부의 구조를 보인 부분 사시도.

도 4 는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 열처리부가 수평상태일 때의 구성을 보인 투시도.

도 5 는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 열처리부가 경사를 가지는 상태일 때의 구성을 보인 투시도.

도 6 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 전열관과 열처리로의 구조를 보인 측단면도.

도 7 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 측면 외형을 보인 측면도.

도 8 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 상면 외형을 보인 상면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 제품공급부 120. 공급부본체

140. 공급트레이 160. 공급부지지대

200. 열처리부 220. 케이스

222. 점검도어 240. 전열관

242. 가열수단 260. 열처리로

280. 구동수단 290. 안내관

300. 가스공급부 400. 냉각부

420. 냉각탱크 440. 높이조절기구

442. 제2핸들 444. 제2기어어셈블리

446. 링크어셈블리 500. 제어부

520. 조작버튼 540. 디스플레이

600. 서포트프레임 620. 캐스터

640. 고정구 660. 경사조절기구

662. 제1핸들 664. 제1기어어셈블리

666. 연결로드 H. 가열구간

P. 제품

본 발명은 진공 열처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핀 또는 크기가 작은 환봉, 샤프트 등의 열처리를 위해 경사진 상태로 회전하는 열처리부의 내측에 가스를 주입하여 진공시키고, 내부에서 연속적으로 제품이 이동하면서 단계적 가열을 통해 열처리 되는 구성을 가지는 회전식 진공 열처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 진공열처리란 처리대상물인 금속을 처리과정에 알맞은 분압으로 배기시켜 진공된 밀폐공간에서 행하는 열처리를 말하는 것으로, 이는 진공 분위기가 금속의 산화를 방지할 수 있기 때문에 자동차, 항공, 우주산업과, 전산기 산업 등과 같이 열처리 후 표면상태가 아주 양호하게 요구되는 부품에 적합하며, 이와 같은 특수한 분야뿐만 아니라 모든 분야에 널리 이용되고 있다.

이러한 진공열처리를 행하는 진공열처리로는 다른 열처리로에 비하여 피처리물의 열처리 후 표면이 미려하고 광휘성이 뛰어나며 열효율이 좋고 냉각속도가 빨라 납기단축을 달성할 수 있고, 또한 기계적 특성도 우수하며 완전 무공해 공정이므로 그 활용도가 급증하고 있는 실정이다.

이하 도면을 참고로 하여 일반적인 진공 열처리장치를 살펴보기로 한다.

도 1 은 일반적인 진공 열처리장치의 구성을 개략적으로 보인 개요도로서, 도면에 도시된 바에 따르면, 진공열처리장치는 대략 원통형상의 로본체(10)에 의해서 전체적인 외형이 형성되며, 상기 로본체(10)의 하측에는 하방으로 연장 형성되어 지면으로부터 상기 로본체(10)를 이격 지지하는 지지대(12)가 구비된다.

상기 로본체(10)는 대기압에서부터 10^-5Torr 사이 중에서 선택적인 진공도를 갖고 진공 유지되며, 상기 로본체(10)의 일측 외면에는 팬모터(20)가 구비된다. 그리고, 상기 로본체(10)의 내부에는 상기 팬모터(20)와 연결되어 회전하는 송풍팬(22)이 구비되며, 상기 송풍팬(22)의 전방에는 상기 로본체(10)의 내부를 냉각하기 위한 열교환기(24)가 구비된다.

상기 로본체(10)의 내부 대략 중앙부에는 상기 로본체(10)의 내부공간 대부분을 차지하는 반응조(30)가 형성된다. 상기 반응조(30)는 내부에 중공부를 갖는 원통형상으로 형성되어 열처리를 위한 제품(P)이 수용되며, 단열성능을 가지는 단열소재로 형성된다.

그리고, 도시되지는 않았지만 상기 반응조(30)의 일측에는 상기 반응조(30)의 내부를 가열하기 위한 가열수단(도시되지 않음)이 구비되는 것이 바람직 할 것이다.

한편, 상기 반응조(30)의 내부에는 열처리를 위한 제품(P)을 고정 수용하기 위한 지그(40)가 구비된다.

상기 지그(40)는 열처리를 위한 제품(P)의 크기와 형상에 따라서 다양하게 형성되는 것이 가능할 것이며, 열처리를 위한 제품(P)이 크기가 작은 핀 또는 샤프트, 환봉일 경우 다량의 제품(P)을 한꺼번에 열처리하기 위해 상기 지그(40)에는 다수개의 금속관(42)이 형성된다.

상기 금속관(42)은 상방으로 개구되도록 형성되며, 일정수량의 제품이 길게 세워져서 수용될 수 있도록 적절한 크기를 가지도록 형성된다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 일반적인 진공 열처리장치의 작용을 살펴본 다.

크기가 작은 핀 또는 샤프트, 환봉 등과 같은 비교적 크기가 작고 굵기가 가는 제품(P)의 열처리를 위해서는 배치(Batch)방식 또는 로트(Lot)방식으로 제품을 열처리 하게 되는데 이를 상세하게 살펴보면, 상기 지그(40)에 형성된 다수의 금속관(42)에 일정수량의 제품(P)을 세워서 담은 다음 상기 지그(40)를 상기 반응조(30)의 내부에 안착시키게 된다.

이때, 보다 많은 수량의 제품(P)의 열처리를 위해서는 다수개의 지그(40)를 상기 반응조(30)의 내부에 적층시켜 안착시키거나 별도의 선반 또는 고리 등을 이용하여 상기 지그(40)를 반응조(30)의 내부에 넣게 된다.

상기 반응조(30)에 지그(40)를 넣은 후 상기 로본체(10)를 밀폐시켜 진공상태로 만들게 된다. 상기 로본체(10)의 내부가 진공상태가 되면 상기 로본체(10) 내부의 가열수단이 작동하여 상기 반응조(30) 내부를 가열하게 된다.

이때, 가열수단에 의해 가열되는 반응조(30)의 내부온도와 가열시간은 제품의 특성에 따라 그에 알맞은 온도와 시간으로 가열되며, 금속의 성질 개선을 위해 특정사이클로 가열된다.

상기 로본체(10) 내부의 냉각을 위해서는 팬모터(20)의 구동으로 상기 송풍팬(22)을 강제 회전시키게 되며, 이와 동시에 상기 열교환기(24)가 작동함으로써 냉각공기 또는 냉각가스를 강제 순환시켜 상기 로본체(10)의 내부를 냉각시키게 된다.

그리고, 상기 반응조(30)에는 상기 로본체(10)의 가열 또는 냉각시 선택적으 로 상기 반응조(30)를 개폐하는 개폐구(도시되지 않음)가 형성되어 가열 및 냉각을 보다 효과적으로 실시할 수 있도록 한다.

상기와 같은 과정을 거쳐 열처리를 완료한 후 상기 로본체(10)가 개방되어 내부의 지그(40)를 꺼내게 되며, 상기 지그(40)의 금속과 내부에 수용된 제품(P)들을 꺼내어 작업을 완료하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 진공 열처리장치는 열처리를 위한 제품을 지그(40)에 담아서 반응조(30)에 넣어 열처리 하는 것으로 비교적 소량의 제품(P)의 열처리시에는 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

그리고, 한번 제품(P)을 넣은 후에는 가열에서 냉각까지의 작업이 완료된 다음 다른 제품(P) 또는 더 많은 제품(P)의 열처리가 가능하게 되는 배치(Batch)방식 채택함으로써 생산성이 낮은 문제점이 있다.

즉, 이와 같은 배치(Batch)방식으로 열처리함으로써 한번 열처리 후 다시 열처리하기까지 로본체(10)의 냉각 및 제품(P)의 수거 및 장착 등 준비공정시간이 길어지게 되며, 단계적 가열 및 냉각이 순차적으로 이루어지게 되어 열처리 작업 자체의 공정 또한 길어지게 되는 문제점이 있다.

그리고, 상기 지그(40)는 열처리시 마다 반복적으로 사용하게 됨으로써 지속적인 가열과 냉각에 의해 변형 또는 파손되며, 이때마다 새로운 지그(40)를 제작하여야 한다. 따라서, 상기 지그(40)의 제작에 필요한 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 다수의 제품(P)들이 겹쳐진 상태로 상기 지그(40)의 금속관(42)에 수용됨으로써 다수의 제품(P)이 겹쳐지게 되는 부위에서는 다른 부분에 비해 열처리가 잘되지 않아 치수가 변형되거나 원하는 경도를 가지도록 가공할 수 없게 되어 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핀 또는 크기가 작은 환봉, 샤프트 등이 내부에서 연속적으로 이동하면서 단계적 가열을 통해 열처리 되는 회전식 진공 열처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열처리부의 내측에 지속적으로 가스를 주입하여 가스공급부와 열처리부에서 가열된 제품을 냉각시키는 냉각부가 구비되는 회전식 진공 열처리장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치는, 양측이 개구된 관 형상으로 형성되어 열처리를 위한 제품의 연속적인 투입 및 배출이 가능한 열처리로가 축방향으로 회전하도록 내장되며, 가열수단에 의해 상기 열처리로를 가열하여 제품을 열처리하는 열처리부와; 상기 열처리부의 개구된 일측에 구비되어, 상기 열처리부의 내측으로 열처리를 위한 제품을 연속적으로 공급하는 제품공급부와; 상기 열처리부의 타측단과 연결되어, 상기 열처리부의 내측으로 가스를 공급하는 가스공급부와; 상기 열처리부의 하방에서 상기 열처리부의 일측과 연통되도록 형성되어, 상기 열처리부를 통과한 제품을 냉각하는 냉각부와; 상기 열처리부의 일측에 구비되어, 상기 열처리부와 제품공급부 및 가스공급부의 동작을 조절하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열처리부는 길이방향으로 각각 가열온도가 다른 다수의 가열구간을 가지도록 형성된다.
상기 열처리부는, 외형을 형성하는 케이스와; 상기 케이스의 내측에 중공부를 가지도록 형성되며, 다수의 가열수단이 구비되어 내부를 가열하는 전열관과; 상기 전열관의 내측을 길이방향으로 관통하도록 형성되며, 전단과 후단이 개구되도록 형성되어 열처리를 위해 공급된 제품이 길이방향으로 연속적으로 이동하면서 상기 가열수단의 열에 의해 가열되도록 하는 열처리로와; 상기 열처리로의 일측에 장착되어, 상기 열처리로 내부의 제품이 길이방향으로 원활하게 이동하도록 상기 열처리로를 길이방향의 중심을 회전축으로 하여 회전시키는 구동수단과; 상기 열처리로의 일측과 연통되며, 하방으로 연장 형성되어 상기 냉각부로 가열된 제품을 안내하는 안내관을 포함하여 구성된다.
상기 가스공급부는 상기 열처리로의 내부에 지속적으로 가스를 공급하기 위해 상기 열처리로의 개구된 후단부와 연결된다.
상기 열처리부의 하방에는 상기 열처리부를 지지하기 위한 서포트프레임이 더 구비된다.
상기 서포트프레임의 일측에는 상기 열처리부의 일측과 결합되어 상기 열처리부의 경사도를 조절하는 경사조절기구가 더 구비된다.
상기 냉각부는, 상기 안내관의 하단부와 대응하는 위치에 구비되며, 냉각을 위한 오일을 수용하는 냉각탱크와; 상기 서포트프레임의 일측에 구비되어, 상기 냉각탱크의 높이를 조절하는 높이조절기구를 포함하여 구성된다.
상기 제어부는 상기 각 가열구간에 구비된 가열수단의 작동을 개별적으로 조절하여 상기 가열구간의 온도를 조절할 수 있도록 구성된다.
상기 제어부에는 상기 각 가열구간의 온도와, 상기 열처리로의 회전속도 등을 도시하는 디스플레이가 더 구비된다.

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이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 열처리 성능의 향상효과가 있고, 작업성이 향상되는 효과가 있음은 물론 비용의 절감효과도 기대할 수 있게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 구성을 개략적으로 보인 사시도이이며, 도 3 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 열처리부와 제품공급부의 구조를 보인 부분 사시도이다.

도 4 와 도 5 는 각각 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 열처리부가 수평상태일 때와 경사를 가질 때의 구성을 보인 투시도이고, 도 6 은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 요부구성인 전열관과 열처리로의 구조를 보인 측단면도이다.

그리고, 도 7 과 도 8 은 각각 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 측면과 상면의 외형을 보인 측면도와 상면도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 회전식 진공 열처리장치는 열처리를 위한 제품(P)을 공급하는 제품공급부(100)와 공급된 제품을 가열하여 열처리하는 열처리부(200), 상기 열처리부(200)의 내측으로 가스를 지속적으로 공급하는 가스공급부(300), 열처리부(200)에서 가열된 제품을 냉각하는 냉각부(400), 그리고 열처리부(200)의 온도 및 회전속도 등을 조절하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

도 3 에 도시된 바에 따라 상기 제품공급부(100)를 상세하게 살펴보면, 상기 제품공급부(100)는 열처리를 위한 크기가 작고 굵기가 가는 핀 또는 샤프트, 환봉 등과 같은 제품(P)을 상기 열처리부(200)에 일정 수량씩 지속적으로 공급하는 것으로, 일반적으로 사용되어지는 자동피드장치(자동공급장치)가 사용된다.

상기 제품공급부(100)는 회전에 의해 열처리를 위한 제품을 지속적으로 밀어내는 공급부본체(120)와, 상기 공급부본체(120)의 일측에서 상기 열처리부(200)까지 연장 형성되어 상기 열처리부(200)로 제품을 안내하는 공급트레이(140)로 구성된다.

상기 공급트레이(140)는 제품을 일정수량씩 공급할 수 있도록 소정의 폭을 가지며, 하방으로 소정의 곡률을 가지도록 함몰 형성된다.

상기 제품공급부(100)는 별도로 구비된 공급부지지대(160)에 의해 지지되며, 상세하게 도시되지는 않았지만 상기 공급부지지대(160)는 높이 조절이 가능하도록 형성되어 상기 공급트레이(140)의 단부가 상기 열처리부(200)의 개구된 단부에 접 할 수 있도록 형성됨이 바람직 할 것이다.

상기 열처리부(200)는 길이방향 길이가 긴 통상으로 일부가 회전 가능하도록 형성되며, 내부에 열처리를 위한 제품이 수용되어 가열하는 것으로, 경사조절이 가능하도록 형성되어 내부에 수용된 제품이 경사를 따라 이동하도록 형성된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 열처리부(200)는 케이스(220)와 전열관(240), 열처리로(260), 구동수단(280) 그리고 안내관(290)을 포함하여 구성된다.

상기 케이스(220)는 상기 열처리부(200)의 전체 외부 형상을 형성하는 것으로, 원통형상 또는 다각형의 통상으로 형성되어 내부에 공간을 형성하며, 상기 케이스(220)의 일측에는 상기 케이스(220) 내부의 전장부품과 회로들을 점검하기 위한 점검도어(222)가 적어도 한개 이상 형성된다.

그리고, 상기 케이스(220)의 전면과 후면(도 4 에서 볼 때 좌측과 우측) 일부는 각각 개구되어 아래에서 상세하게 설명할 열처리로(260)의 양측단이 외부로 돌출될 수 있도록 형성된다.

상기 케이스(220)의 내측에는 전열관(240)이 구비된다. 상기 전열관(240)은 제품의 열처리를 위해 내부를 가열하는 것으로, 내부에 중공부를 가지는 원통형상으로 형성되며, 상기 케이스(220)의 내측에서 길이방향으로 전단부에서 후단부(도 4 에서 좌측단에서 우측단)까지의 길이로 형성된다.

상기 전열관(240)은 단열소재로 형성되는 것이 바람직 할 것이며, 상기 전열관(240)의 내측에는 상기 전열관(240)의 내측을 가열하기 위한 다수개의 가열수단(242)이 구비되며, 이를 도 6 을 참고로 하여 살펴본다.

도면에 도시된 바에 따르면, 상기 전열관(240)의 내측에는 상기 가열수단(242)이 다수개 구비된다. 그리고, 상기 가열수단(242)은 전기히터 또는 가스히터 등 다양하게 구성되는 것이 가능하며, 상기 전열관(240)의 내부를 가열할 수 있도록 상기 전열관(240)의 내측에 권취되어 형성되거나 내주면을 따라 다수개가 형성될 수 있을 것이다.

상기 가열수단(242)은 아래에서 상세하게 설명할 제어부(500)에 의해서 작동이 조절되며, 상기 전열관(240)의 각 부분에서의 작동이 개별적으로 조절 가능하게 된다.

예를 들어, 상기 전열관(240)을 길이방향으로 3등분하여 구간을 나누게 될 경우, 이들 각 구간을 가열하는 가열수단(242)은 각각의 가열구간(H)에 해당하는 전열관(240) 내부의 온도가 서로 다르도록 출력이 조절가능하게 구성된다.

한편, 도시되지는 않았지만 상기 전열관(240)의 내측에는 상기 전열관(240) 내부의 온도를 측정하는 온도센서가 구비된다. 상기 온도센서는 각 가열구간(H)마다 형성되는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 상기 전열관(240)의 내측에는 열처리로(260)가 구비된다. 상기 열처리로(260)는 열처리를 위한 제품(P)이 수용되는 것으로, 상기 전열관(240)을 길이방향으로 관통하도록 장착되며, 양측 단부가 상기 전열관(240)을 관통하여 상기 케이스(220)의 외측으로 돌출되도록 형성된다.

상기 열처리로(260)는 소정의 내경을 가지는 관상으로 형성되며, 이때 상기 열처리로(260)의 내경은 열처리를 위한 다수의 제품(P)이 원활하게 이동할 수 있는 크기로 형성된다.

상기 열처리로(260)의 전단부와 후단부는 개구되도록 형성되며, 개구된 전단부는 상기 제품공급부(100)의 공급트레이(140)의 단부와 인접하여 열처리를 위한 제품(P)이 공급될 수 있게 된다. 그리고, 상기 열처리로(260)의 개구된 후단부는 가스공급부(300)와 연결된다.

상기 가스공급부(300)는 상기 열처리로(260)의 내측의 진공을 위해 가스를 지속적으로 공급하는 것으로, 상기 열처리로(260)의 개구된 후단부에 연결된다. 상기 가스공급부(300)에서 공급되는 가스는 가격이 저렴하고, 안전성이 우수한 질소가스가 사용되며, 이와 같은 질소가스는 별도의 가스통 또는 가스배관을 통하여 상기 열처리로(260)의 내측으로 공급된다.

그리고, 상기 열처리로(260)의 후반부 일측에는 상기 열처리로(260)의 내부와 연통되는 안내관(290)이 형성된다. 상기 안내관(290)은 상기 열처리로(260)의 내부에서 가열된 제품을 아래에서 상세하게 설명할 냉각부(400)로 안내하는 것으로, 상기 열처리로(260)의 후반부와 인접한 위치에서 상기 냉각부(400)로 연장 형성된다.

상기 안내관(290)은 상기 열처리로(260)의 회전을 원활하게 할 수 있도록 상기 열처리로(260)의 외측과 결합 고정되지 않고, 상기 열처리로(260)의 내부에서 가열된 제품이 외부로 배출되도록 개구된 부분과 인접하도록 설치된다.

한편, 상기 열처리로(260)는 상기 전열관(240)의 내측에 구비된 가열수단(242)에 의해 간접 가열되며, 각각의 가열구간(H)에 따라 다른 출력으로 가열되는 가열수단(242)에 의해 상기 열처리로(260)의 내부온도 또한 각 가열구간(H)별로 다르게 된다.

그리고, 상기 열처리로(260)의 후단부가 외측으로 돌출된 상기 케이스(220)의 후면에는 구동수단(280)이 구비된다. 상기 구동수단(280)은 상기 열처리로(260)의 회전을 위한 것으로, 동력을 발생하는 구동모터의 회전이 벨트 또는 기어방식으로 상기 열처리로(260)에 전달되어 상기 열처리로(260)를 회전시키게 된다.

이때, 상기 열처리로(260)는 길이방향의 중심을 회전축으로 하여 회전하게 된다.

상기 열처리부(200)의 하방에는 서포트프레임(600)이 구비된다. 상기 서포트프레임(600)은 상기 열처리부(200)의 지지를 위한 것으로, 다수의 프레임의 결합으로 형성되며 상기 열처리부(200)를 지면으로부터 소정의 높이만큼 이격시키도록 형성된다.

상기 서포트프레임(600)의 저면에는 다수개의 캐스터(620)가 구비되어 이동을 용이하게 하는 한편, 다수개의 고정구(640)가 구비되어 설치장소에서 고정될 수 있도록 한다.

상기 서포트프레임(600)의 상면에는 상기 열처리부(200)가 장착되며, 이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 열처리부(200)의 후반부는 상기 서포트프레임(600)의 상면에 힌지 결합된다. 따라서, 상기 열처리부(200)의 후반부를 축으로 상기 열처리부(200)가 상하로 회동할 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 열처리부(200)의 전반부와 대응하는 상기 서포트프레임(600)의 일측에는 경사조절기구(660)가 구비된다. 상기 경사조절기구(660)는 상기 열처리부(200)의 전반부와 결합되어 상기 열처리부(200)의 전반부 상하 높이를 조절하는 것으로, 상기 열처리부(200) 전반부의 상하 높이를 조절함으로써 상기 열처리부(200)의 경사를 조절할 수 있게 된다.

상기 경사조절기구(660)는 높이조절을 위해 사용자가 회전조작하는 제1핸들(662)과 상기 제1핸들(662)의 회전운동을 상하 직선운동으로 전환하는 제1기어어셈블리(664) 그리고, 상기 제1기어어셈블리(664)의 일측과 상기 열처리부(200)와 유동 가능하게 결합되는 연결로드(666)로 구성된다.

한편, 상기 경사조절기구(660)는 필요에 따라서 모터의 구동에 의해 작동되도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다.

상기 열처리부(200)의 후반부 안내관(290)이 구비된 위치의 하방에는 냉각부(400)가 구비된다. 상기 냉각부(400)는 상기 열처리부(200)의 후반부 하방 즉, 상기 서포트프레임(600)의 후반부에 구비되며, 냉각탱크(420)와 높이조절기구(440)로 구성된다.

상기 냉각탱크(420)는 상기 열처리부(200)의 내측에서 가열된 제품의 냉각을 위한 오일을 수용하는 것으로, 상면이 개구된 통상으로 형성되어 내부에는 상기 안내관(290)의 하단부가 잠길 정도의 높이로 오일이 채워지게 된다.

그리고, 상기 높이조절기구(440)는 상기 냉각탱크(420)의 상하높이를 조절하기 위한 것으로, 사용자가 회전조작하는 제2핸들(442)과 상기 제2핸들(442)의 회전운동을 전후 직선운동으로 전환하는 제2기어어셈블리(444) 그리고, 상기 제2기어어 셈블리(444)에 의해 전환된 전후 직선운동에 의해 상하로 이동하게 되는 링크어셈블리(446)로 구성된다.

상기 높이조절기구(440) 또한 상기 경사조절기구(660)와 같이 모터의 구동에 의해 작동되도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

한편, 상기 열처리부(200)의 일측에는 제어부(500)가 구비된다. 상기 제어부(500)는 상기 열처리부(200) 내부의 온도 및 상기 열처리부(200) 내부의 회전을 조절하기 위한 것으로, 별도의 구성으로 상기 열처리부(200)와 인접한 일측에 구비되며, 필요에 따라서는 상기 열처리부(200) 또는 제품공급부(100), 서포트프레임(600) 등에 일체로 형성되는 것도 가능할 것이다.

상기 제어부(500)에는 다수의 조작버튼(520)과 디스플레이(540)가 구비된다. 상기 다수의 조작버튼(520)은 상기 구동수단(280)의 회전을 조절함으로써 상기 열처리부(200) 내부의 열처리로(260)의 회전속도를 조절할 수 있도록 하며, 이때의 회전속도는 상기 디스플레이(540)에 표시된다.

그리고, 상기 다수의 조작버튼(520) 중 일부는 상기 열처리부(200) 내부의 제품을 단계적으로 가열하기 위해 각 가열구간(H)을 가열하도록 장착된 가열수단(242)의 개별적인 조절이 가능하게 된다.

즉, 상기 조작버튼(520)의 조작으로, 첫번째 가열구간(H)과 두번째 그리고 세번째 가열구간(H)의 온도를 열처리사이클에서 필요한 온도로 설정할 수 있게 되며, 이때의 온도 또한 상기 디스플레이(540)에 표시되어 사용자의 조작을 용이하게 한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 작용을 설명한다.

본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치의 작동을 위해서는 상기 서포트프레임(600)을 이동시켜 가스배관이나 가스통이 위치한 곳에 위치하게 한 다음, 고정구(640)를 조작하여 위치를 고정한 후, 상기 가스공급부(300)를 상기 열처리부(200)의 후단에 연결하게 된다.

상기 가스공급부(300)가 상기 열처리부(200)의 열처리로 후단부에 연결되면, 상기 가스공급부(300)를 통해 질소가스가 상기 열처리로(260)의 내측으로 공급되어 상기 열처리로(260)의 내부가 진공상태가 되어 안정화 분위기로 형성된다.

다음으로, 상기 열처리부(200)의 전반부와 연결된 경사조절기구(660)를 조작하여 상기 열처리부(200)의 전반부를 적절한 높이까지 상방으로 들어올려, 상기 열처리부(200)가 소정의 경사를 가지도록 조절하게 된다.

상기 열처리부(200)의 경사조절이 완료된 다음 상기 제품공급부(100)를 상기 열처리부(200)의 개구된 전단부 즉, 상기 열처리로(260)의 개구된 전단부와 인접하도록 한다.

상기 제품공급부(100)의 공급트레이(140)가 상기 열처리로(260)의 개구된 전단과 인접하게 되면, 상기 제어부(500)를 조작하여 상기 가열수단(242)을 작동시키게 된다. 이때 상기 가열수단(242)은 각 가열구간(H)에서 설정된 온도, 예컨대 3부분의 가열구간(H)에서 각각 700℃, 770℃, 790℃의 온도가 될 수 있도록 작동하게 된다.

이때, 각 가열구간(H)의 온도는 금속의 특징 또는 열처리 정도에 따라 달라지게 되며, 가열구간(H)의 개수 또한 달라지게 된다.

상기 열처리로(260)의 내부온도가 설정된 온도에 도달하게 되면, 사용자는 상기 제어부(500)의 조작버튼(520)를 조작하여 상기 열처리로(260)를 설정된 회전속도로 회전할 수 있도록 조작하고, 이와 함께 상기 제품공급부(100)를 작동시키게 된다.

상기 제품공급부(100)의 작동으로 열처리를 위한 제품(P)은 상기 공급트레이(140)를 통해서 상기 열처리로(260)의 개구된 전단을 통해서 내부로 공급된다. 상기 열처리로(260)의 내부로 공급된 제품(P)은 상기 열처리로(260)의 내부 열기에 의해서 가열된다.

그리고, 상기 열처리로(260)는 상기 구동수단(280)에 의해 일정한 속도로 회전하게 되며, 열처리되는 크기가 비교적 작고 가는 핀 또는 샤프트 환봉과 같은 제품(P)들의 특성상 상기 열처리로(260)의 회전과 함께, 상기 열처리로(260)의 내측에서 회전하게 된다.

상기 열처리로(260)의 지속적인 회전으로 상기 열처리로(260) 내부의 제품(P)들은 서로 겹치지 않고 지속적으로 회전하게 되면서 경사를 따라서 하방으로 이동하게 되며, 이동하는 동안 상기 열처리로(260)의 내부에서 지속적으로 가열된다.

상기 열처리로(260) 내부로 공급된 제품들은 상기 열처리로(260)의 회전에 따라 함께 회전하면서 하방으로 이동하여 다음 가열구간(H)으로 이동하게 되는데, 이때 각 가열구간(H) 마다 이동하는 속도는 단계적 열처리시에 가열하게 되는 시간 과 같게 된다.

예컨대, 700℃에서 10분간의 가열이 필요한 제품(P)의 경우 700℃의 구간에서 10분에 걸쳐 다음 구간으로 이동할 수 있도록 상기 관의 회전수를 조절하게 된다.

이와 같이 상기 열처리로(260)의 내측에서 이동하는 제품(P)은 각각의 가열구간(H)을 일정시간 동안에 걸쳐서 이동함으로써 단계적인 가열을 실시하는 것과 동일하게 가열되어 열처리에 필요한 사이클을 수행하게 된다.

한편, 상기 열처리로(260)는 일정한 회전수로 회전하게 되며, 이때 상기 열처리로(260)의 내측에서 이동하는 제품(P)이 각 가열구간(H)에서 다른 시간 동안 가열이 필요한 경우에는 각각의 가열구간(H)의 길이를 다르게 하여 각 가열구간(H)에서의 제품(P)의 이동시간을 조절함으로써 가열시간을 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상기 열처리로(260)의 내부에는 상기 가스공급부(300)에서 지속적으로 질소가스가 공급되어 표면이 산화되는 것을 방지할 수 있게 되며, 상기 열처리로(260)의 후단부에서 공급되는 질소가스는 제품(P)이 공급되는 상기 열처리로(260)의 전단으로 배출된다.

다음으로, 상기 열처리로(260)의 내측에서 각 가열구간(H)을 거쳐 가열완료된 제품(P)은 상기 열처리로(260)의 후반부까지 이동하게 되고, 상기 열처리로(260)의 후반부 일측과 연통된 안내관(290)에 의해 하방의 냉각탱크(420)로 안내된다.

상기 냉각탱크(420)로 안내된 제품은 상기 냉각탱크(420)에 수용된 오일에 잠기게 되어 냉각됨으로써 열처리를 완료하게 된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 회전식 진공 열처리장치에서는, 별도의 지그를 사용하지 않고 직접 제품을 열처리로에 공급하여 제품을 가열함으로써 지그의 제작비용이 불필요하게 되며, 따라서 열처리비용의 절감효과가 있다.

또한, 제품의 지속적인 투입과 상기 열처리로의 경사와 회전을 이용하여 각 가열구간에서 설정된 온도로 가열함으로써 연속적인 열처리가 가능하게 된다. 따라서, 제품의 수량이 많고 적음에 관계없이 효과적으로 열처리가 가능하며, 열처리 준비시간이 필요 없게 됨으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 별도의 조작 없이 제품의 투입에서 냉각까지 모든 공정이 자동화되며, 각 가열구간의 온도를 조절할 수 있게 됨으로써 열처리 작업이 보다 용이해 지는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 상기 열처리로의 내측에 질소가스를 지속적으로 공급하여 상기 열처리로의 내측을 진공상태에 준하도록 함으로써 열처리되는 제품의 표면에 산화 탈탄등의 표면반응을 억제하여 열처리 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 제품이 가열되는 열처리로의 회전으로 내부의 제품들이 회전하면서 이 동하게 되어 제품이 서로 겹쳐진 채로 가열되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 제품의 고른 가열이 가능하여 열처리된 제품의 변형, 경도불량 등을 방지하고 경도의 산포를 줄임으로써 열처리 성능을 보다 향상시키는 효과가 있다.

Claims

양측이 개구된 관 형상으로 형성되어 열처리를 위한 제품의 연속적인 투입 및 배출이 가능한 열처리로가 축방향으로 회전하도록 내장되며, 가열수단에 의해 상기 열처리로를 가열하여 제품을 열처리하는 열처리부와;

상기 열처리부의 개구된 일측에 구비되어, 상기 열처리부의 내측으로 열처리를 위한 제품을 연속적으로 공급하는 제품공급부와;

상기 열처리부의 타측단과 연결되어, 상기 열처리부의 내측으로 가스를 공급하는 가스공급부와;

상기 열처리부의 하방에서 상기 열처리부의 일측과 연통되도록 형성되어, 상기 열처리부를 통과한 제품을 냉각하는 냉각부와;

상기 열처리부의 일측에 구비되어, 상기 열처리부와 제품공급부 및 가스공급부의 동작을 조절하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 열처리부는 길이방향으로 각각 가열온도가 다른 다수의 가열구간을 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 열처리부는,

외형을 형성하는 케이스와;

상기 케이스의 내측에 중공부를 가지도록 형성되며, 다수의 가열수단이 구비되어 내부를 가열하는 전열관과;

상기 전열관의 내측을 길이방향으로 관통하도록 형성되며, 전단과 후단이 개구되도록 형성되어 열처리를 위해 공급된 제품이 길이방향으로 연속적으로 이동하면서 상기 가열수단의 열에 의해 가열되도록 하는 열처리로와;

상기 열처리로의 일측에 장착되어, 상기 열처리로 내부의 제품이 길이방향으로 원활하게 이동하도록 상기 열처리로를 길이방향의 중심을 회전축으로 하여 회전시키는 구동수단과;

상기 열처리로의 일측과 연통되며, 하방으로 연장 형성되어 상기 냉각부로 가열된 제품을 안내하는 안내관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 가스공급부는 상기 열처리로의 내부에 지속적으로 가스를 공급하기 위해 상기 열처리로의 개구된 후단부와 연결됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 4 항에 있어서,

상기 열처리부의 하방에는 상기 열처리부를 지지하기 위한 서포트프레임이 더 구비됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 5 항에 있어서,

상기 서포트프레임의 일측에는 상기 열처리부의 일측과 결합되어 상기 열처리부의 경사도를 조절하는 경사조절기구가 더 구비됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 냉각부는,

상기 안내관의 하단부와 대응하는 위치에 구비되며, 냉각을 위한 오일을 수용하는 냉각탱크와;

상기 서포트프레임의 일측에 구비되어, 상기 냉각탱크의 높이를 조절하는 높이조절기구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 각 가열구간에 구비된 가열수단의 작동을 개별적으로 조절하여 상기 가열구간의 온도를 조절할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 제어부에는 상기 각 가열구간의 온도와, 상기 열처리로의 회전속도 등을 도시하는 디스플레이가 더 구비됨을 특징으로 하는 회전식 진공 열처리장치.