KR20020092803A

KR20020092803A - 진공 열처리로 및 감압 분위기의 탄소농도 측정 방법 및장치

Info

Publication number: KR20020092803A
Application number: KR1020020030201A
Authority: KR
Inventors: 주료자와히데토시; 요코세케이지; 아부카와후미타카; 타카하시준; 에비하라히사시
Original assignee: 도와 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2002-12-12
Also published as: EP1265044A1; EP1265044B1; US7024916B2; DE60212762T2; KR100749133B1; DE60212762D1; US6709629B2; KR100637808B1; US20040149006A1; KR20060089184A; US20020189322A1

Abstract

철계 재료가 고온 범위에서의 열처리로 구성재로 사용되는 경우, 진공 침탄 처리시, 피처리물이 침탄됨과 동시에 열처리로 구성재도 침탄된다. 또한, 강선 방법에 따른 측정의 경우, 가압 분위기에 탄소농도 측정용 강선을 삽입하는 것이 어렵다. 진공 열처리로는 노 동체(furnace shell), 그 노 동체의 내측에 배치되는 케이싱, 그 케이싱의 내부에 배치된 후판형 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷과 박판형 알루미나계 세라믹 재료로 이루어진 단열층, 및 그 단열층으로 둘러싸인 가열실에 배치된 히터를 포함한다. 감압된 처리실내의 분위기의 탄소농도를 측정하는 장치 및 방법에 있어서, 탄소농도 측정체를 노 동체의 외부로부터 그 노 동체내의 처리실로 운반하여, 탄소농도 측정체를 소정 시간 처리실내의 분위기와 반응시키고, 탄소농도 측정체를 소정 시간 서냉시킨 후, 대기압 하의 실온에서 탄소농도 측정체의 탄소량을 측정한다.

Description

진공 열처리로 및 감압 분위기의 탄소농도 측정 방법 및 장치{Vacuum heat treatment furnace and method of and apparatus for measuring carbon concentration in atmoshere having reduced pressure}

본 발명은 진공 열처리로(爐)에 관한 것으로, 특히, 진공 열처리, 진공 침탄처리 등에서 침탄에 의한 열화(劣化)를 방지하고, 피처리물 또는 작업에 대한 열 에너지 효율을 증가시키도록 구성된 진공 열처리로, 및 감압 분위기의 탄소농도 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.

감압하에 철 및 강 재료를 침탄하는 방법으로서는, 종래, 노(爐)내에 탄화수소계 가스를 도입하여 행하는 진공 침탄방법이 있고, 노 구성재로서의 단열재 및히터에 탄소계 재료를 사용하는 일이 많고, 피처리물 지지용 하스(hearth) 레일 및 운반용 하스 롤러에는 내열 강, 내열 주강, 탄소계 재료 등이 사용되고 있다. 또한, 상기 진공 열처리로에는, 작업 환경 및 단열 특성 상, 노벽을 수냉하는 타입과, 단열재를 두껍게 하여 단열 특성을 증가시킴으로써 수냉을 행하지 않는 타입이 있다.

그러나, 노 구성재로서 고온 영역에 철계 재료(고 Ni 고 Cr 물질을 함유하는 난(難)침탄재)를 사용하는 경우, 진공 침탄처리 시, 피처리물의 침탄과 동시에 노 구성재도 침탄되므로, 재료가 취약해져 부서지는 경우가 발생하게 된다. 또한, 열 에너지를 감소시키기 위해, 노벽을 수냉시키지 않고 단열재를 두껍게 하여 단열 특성을 높이고 방산(放散) 열량을 감소시키는 경우에도, 단열재 자체의 축열량(蓄熱量)이 클 필요가 있어, 승온(昇溫)에 필요한 열 에너지가 증대되고, 강온(降溫)에 있어서도 많은 시간이 필요하게 된다.

또한, 열처리로 내의 침탄 또는 무산화(anti-oxidized) 분위기의 탄소농도를 직접 측정하는 수단으로서, 예를 들어, 일본 공개특허공고 45-35411호 공보에 강선(鋼線) 방법이 제시되어 있다. 또한, 탄소농도 측정용 강선을 보유하기 위한 보유 봉에 관해서는, 예를 들어, 일본 실용실안 제2586972호에 그 구조가 제시되어 있다.

그러나, 강선 방법에 따른 측정은 보통 대기압 이상의 분위기 중에 탄소농도 측정용 강선을 삽입하여 행하는 것이고, 감압 분위기 중에서는 탄소농도 측정용 강선을 삽입하는 것이 어렵다. 또한, 감압하의 진공 침탄은 탄소가 직접 강에 침입하는 처리이고, 노내 분위기 중의 탄소농도를 제어 및 측정할 수 없다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결한다.

본 발명이 목적은, 노 동체(furnace shell)와, 그 노 동체의 내측에 배치된 케이싱과, 그 케이싱의 내부에 배치된 후판(厚板)형 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷과 박판(薄板)형 알루미나계 세라믹 재료로 이루어진 단열층, 및 그 단열층으로 둘러싸인 가열실에 배치된 히터를 포함하는 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 노 동체와, 그 노 동체의 내측에 배치되는 케이싱과, 그 케이싱의 내부에 배치된 다층의 후판형 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷과 박판형 알루미나계 세라믹 재료로 이루어진 단열층, 및 그 단열층에 둘러싸인 가열실에 배치된 히터를 포함하는 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 다층의 세라믹 섬유 블랭킷 중의 적어도 하나의 층이 탄소섬유의 보드, 펠트 또는 판으로 구성되는 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 단열층으로 둘러싸인 상기 가열실 내에, 분위기 가스를 대류에 의해 순환시키기 위한, 고강도 탄소섬유로 된 팬(fan)이 설치된 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피처리물을 운반하기 위한 롤러와, 그 롤러의 표면의 손상을 방지하고 교체가 용이한 트레이 가이드가, 상기 절연층으로 둘러싸인상기 가열실 내에 설치된 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 절연층으로 둘러싸인 상기 가열실 내에, 작업 위치 검출용 플래퍼(flapper)가 설치된 진공 열처리로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열처리로의 노 동체의 외부와 그 노 동체내의 처리실 사이를 연통시키는 탄소농도 측정체 삽입 포트(port)와, 그 포트의 내부를 배기시키는 수단과, 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분의 진공 시일(seal)을 유지하는 수단과, 상기 노 동체의 외부로부터 상기 처리실 내로 탄소농도 측정체를 운반하는 수단, 및 상기 탄소농도 측정체의 탄소량을 측정하는 수단을 포함하는 감압 분위기의 탄소농도 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분의 진공 시일을 유지하는 상기 수단이, 탄소농도 측정체를 운반하는 상기 수단을 체결 및 보유하는 수단인 탄소농도 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열처리로의 노 동체의 외부와 그 노 동체내의 처리실 사이를 연통시키는 탄소농도 측정체 삽입 포트의 내부를 배기시키는 단계와, 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분으로부터 상기 처리실 내로 탄소농도 측정체를 운반하는 단계와, 상기 탄소농도 측정체를 상기 처리실내의 분위기와 소정 시간 반응시키는 단계와, 상기 탄소농도 측정체를 소정 시간 서냉시키는 단계와, 상기 탄소농도 측정체를 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트 부분으로 빼내어 상기 탄소농도 측정체를 실온까지 냉각시키는 단계, 및 대기압 중에서 상기 탄소농도 측정체의 탄소량을 측정하는 단계를 포함하는 감압 분위기의 탄소농도 측정방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 탄소농도 측정체가 탄소농도 측정용 강선, 탄소농도 측정용 강 호일(foil) 또는 피침탄처리체의 시편(試片)인 탄소농도 측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공 열처리로의 수직 단면 정면도,

도 2(A)는 감압 분위기에서의 승온(昇溫)에 따른 도 1에 도시된 진공 열처리로의 특성을 나타내는 그래프,

도 2(B)는 N₂가스 분위기에서의 승온에 따른 도 1에 도시된 진공 열처리로의 특성을 나타내는 그래프,

도 3(A)는 감압 분위기에서의 강온(降溫)에 따른 도 1에 도시된 진공 열처리로의 특성을 나타내는 그래프,

도 3(B)는 N₂가스 분위기에서의 강온에 따른 도 1에 도시된 진공 열처리로의 특성을 나타내는 그래프,

도 4(A)는 도 1에 도시된 단열층의 특성을 설명하는 도면,

도 4(B)는 도 1에 도시된 단열층의 특성을 설명하는 도면,

도 5(A)는 종래의 가스 침탄로의 단열층의 특성을 설명하는 도면,

도 5(B)는 도 1에 도시된 단열층의 특성을 나타내는 도면,

도 6(A)는 종래의 가스 침탄로의 열 에너지의 이동을 나타내는 도면,

도 6(B)는 도 1에 도시된 진공 열처리로의 열 에너지의 이동을 나타내는 도면,

도 7은 탄소농도 측정장치를 설명하는 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1: 노 동체(furnace shell)2: 케이싱

3, 4: 블랭킷5: 세라믹 복합재

6: 와셔와 볼트7: 히터

8: 팬9: 피처리물

10: 접합부11: 롤러

12: 트레이 가이드13: 플래퍼

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 열처리로(爐)는 수냉식 이중 벽 구조의 노 동체(furnace shell)(1)와, SUS 강 재료, 금속 망 또는 펀칭 금속으로 이루어진 케이싱(2)을 구비하고 있다. 노 동체(1)의 내측에 배치된 단열층은 50 ㎜의 두께를 갖는 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷(blanket)(3), 50 ㎜의 두께를 갖는 고(高) 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷(4), 및 1 ㎜의 두께를 갖는 박판(薄板)형 알루미나계 세라믹 복합재(5)로 이루어져 있다. 이들은 노 동체(1)의 내측에 세라믹 와셔와 볼트(6)에 의해 일체로 고정되어 있다.

세라믹 섬유 블랭킷(3, 4) 및 박판형 세라믹 복합재(5)를 포함하는 단열층 대신에 또는 그 단열층에 추가하여, 재료 비용 및 목표로 하는 단열재 특성에 따라, 세라믹 섬유 보드, 탄소섬유의 보드, 펠트 또는 판을 사용할 수도 있다.

4면을 가지는 탄소 히터(7)가 단열층의 내측에 배치되어 가열실을 구성한다. 고강도 탄소섬유로 이루어진 경량(輕量)의 팬(fan)(8)이 가열실내의 상부에 배치되어, 가열실내에 배치된 피처리물(9)의 온도를 높이거나 낮출 때 도입되는 N₂가스 또는 불활성 가스 분위기를 대류에 의해 순환시켜 피처리물(9)내의 온도차를 감소시키고 효율적으로 열을 전도시키도록 한다. 팬(8)의 구동축은 단면이 작아 열전도에 의한 열손실이 적으며, 구동축에 대한 접합부(10)가 노 동체(1)와 케이싱(2) 사이의 공간에 배치되어, 핀 및 볼트의 탈착에 의해 팬(8)을 교체하고 수리하는 것이 용이하게 된다.

고강도 탄소섬유로 이루어진 롤러(11)가 유효 가열대역(帶域)의 내부를 통과하도록 가열실내의 하부에 배치되어, 피처리물(9)을 운반하고 피처리물(9)의 온도를 감소 및 증가시키는 것을 가능하게 한다. 롤러(11)는 가벼우며 단면이 작아 열손실이 적다. 롤러(11)의 구동축을 구동원에 접속하는 접합부가 노 동체(1)와 케이싱(2) 사이의 공간에 배치되어 있어, 롤러를 쉽게 탈착하는 것이 가능하여 롤러의 수리 및 교체를 쉽게 행할 수 있다. 이 경우, 롤러(11)를 이용한 운반 작업 시, 피처리물(9)이 롤러(11) 위를 이동할 때 롤러 접촉면의 탄소섬유 방향으로 롤러(11)에 박리 또는 스크래핑(scraping)이 쉽게 발생하므로, 트레이 가이드(12)를 롤러(11) 위에 배치하여 손상에 노출시킴으로써 롤러(11) 자체를 손상시키지 않으면서 단지 트레이 가이드(12)만 교체하는 것이 가능하여 경제적으로 유리하게 된다. 트레이 가이드(12)로는 고강도 탄소섬유가 사용되지만, Si가 주입된 탄소섬유, 탄소 재료, 세라믹 등을 사용할 수도 있다. 또한, 가열실 내에는 고강도 탄소섬유로 이루어진 작업 위치 검출용 플래퍼(flapper)(13)가 제공되어 있다.

가열실내에는 진공 침탄 처리에 의해 열화(劣化)되거나 손상될 위험이 있는 철계 재료가 사용하지 않기 때문에, 최고 가열온도를 1473 K로 하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 진공 열처리로는 배치(batch)형 노 및 연속 노 모두에 적용가능하다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 진공 열처리로의 노내의 유효 치수 내의 온도 분포를 측정하였다.

노내의 유효 치수: 길이 600 ㎜, 폭 300 ㎜, 높이 300 ㎜

측정 조건: 진공(2 Pa), 빈 로(empty furnace) T/C, 9개 측정점

결과: 1123 K .... 온도폭 4.6 K, 1203 K .... 온도폭 4.2 K, 1323 K .... 온도폭 4.5 K

상기한 바와 같이, 본 발명의 진공 열처리로에 따르면, 어떠한 온도에서도 온도폭 5.0 K내의 온도 분포를 얻을 수 있다.

[실시예 2]

본 발명에 따른 진공 열처리로를 이용한 진공 중 및 N₂가스 분위기 중에서의 승온(昇溫) 및 강온(降溫) 실험에서, 피처리물내에서의 온도차와 승온 및 강온 시간을 비교하였다.

노내의 유효 치수: 길이 600 ㎜, 폭 300 ㎜, 높이 300 ㎜

측정 조건: 승온 특성,

피처리물을 1223 K의 온도를 갖는 노내에 투입한 후 온도를 높임.

진공(2 Pa), N₂가스 분위기(0.1 MPa), 피처리물 그로스(gross)로 80 ㎏, T/C, 5개 측정점

측정 조건: 강온 특성,

1223 K의 온도로 유지된 피처리물의 온도를 1103 K까지 낮춤.

진공(2 Pa), N₂가스 분위기(0.1 MPa), 피처리물 그로스로 80 ㎏, T/C, 5개 측정점

결과: 승온 특성

진공 중(2 Pa) .... 최대 온도폭 298 K, 피처리물내 온도폭 10 K에 도달하는 시간 3.4 Ks(도 2(A)에 나타냄)

N₂가스 분위기 중(0.1 MPa) .... 최대 온도폭 192 K, 피처리물내 온도폭 10 K에 도달하는 시간 2.0 Ks(도 2(B)에 나타냄)

결과: 강온 특성

진공 중(0.4 Pa) .... 최대 온도폭 9 K, 피처리물내 온도폭 1103 K에 도달하는 시간 3.7 Ks(도 3(A)에 나타냄)

N₂가스 분위기 중(0.1 MPa) .... 최대 온도폭 9 K, 피처리물내 온도폭 1103 K에 도달하는 시간 2.8 Ks(도 3(B)에 나타냄)

상기한 바와 같이, N₂가스 분위기를 대류에 의해 순환시키는 경우, 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 진공에 비해, 피처리물내의 온도차를 작게 하고 효율 좋게 열을 전도시킬 수 있다.

[표 1]

승온 특성

	진공(2 Pa)	N₂가스 분위기(0.1 MPa)	감소율
최대 온도폭	298 K	192 K	36%
승온 시간	3.4 Ks	2.0 Ks	41%

[표 2]

강온 특성

	진공(0.4 Pa)	N₂가스 분위기(0.1 MPa)	감소율
최대 온도폭	9 K	9 K	0%
승온 시간	3.7 Ks	2.8 Ks	24%

[실시예 3]

본 발명에 따른 진공 열처리로의 단열층의 성능 특성을 측정하였다. 도 4(A) 및 도 4(B)는 노내의 온도가 1203 K 및 1323 K일 때 단열재의 온도, 방산(放散) 열량 및 축열량(蓄熱量)을 나타내고 있다.

[비교 실시예]

본 발명에 따른 진공 열처리로에서, 강(鋼) 부품(피처리물의 중량은 그로스로 85 ㎏임)을 탄화수소 가스(C₃H₈) 및 산화성 가스(CO₂)를 이용하여 1.7 KPa 하에 침탄 처리하였다. 그 결과, 대기압하에서 수행된 가스 침탄의 결과와 동일한 침탄 처리 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 종래의 가스 침탄로(DOWA KOGYO CO., LTD에서 제조한 TKM-80) 및 본 발명에 따른 진공 열처리로를 이용하여 얻은 데이터로부터, 그로스로 550 ㎏의 피처리물 중량에서 0.8 ㎜의 유효 급냉경화층 두께를 얻기 위한 침탄 및 급냉(quenching) 처리를 계산하여 양 경우의 단열 특성 및 열 에너지를 비교하였다.

단열층의 성능 특성의 비교 결과, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타낸 바와 같이,방산 열량은 28% 감소하고, 축열량은 86% 감소하였다. 같은 방식으로, 열 에너지를 비교한 결과에 따르면, 도 6(A) 및 도 6(B)에 나타낸 바와 같이, 방산 열량의 감소 및 처리품에 대한 열효율의 향상에 기인하여 동일한 품질을 갖는 침탄 및 급냉 처리품을 얻기 위해 필요한 열 에너지를 40% 감소시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노의 구성재로 철재 및 침탄에 의해 열화되는 재료를 사용하지 않고, 손상 및 파손 시 쉽게 교체할 수 있도록 노를 구성하고, 작업 환경 상 노벽을 수냉하는 동안 단열재 특성을 향상시켜 방산 열량을 감소시키면서 축열량을 낮게 억제하고, 승온 및 강온 시의 피처리물에 대한 열전도 효율을 높게 하는 노 구조로 하였기 때문에, 종래의 단점을 더욱 해결할 수 있는 탁월한 이점이 있다.

또한, 도 7은 본 발명에 따른 감압 분위기에서 탄소농도를 측정하는 장치를 나타낸다. 도 7에서, 부호 14는 노 동체(1)의 내측에 제공된 단열층을 나타내고, 부호 15는 단열층(14)으로 둘러싸인 처리실을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 탄소농도 측정체를 삽입하기 위해 포트(port) 또는 튜브(16)가 노 동체(1)의 외부로부터 처리실(15) 내부를 연장되도록 설치되고, 그 포트(16)에는, 노 동체(1)의 외부를 처리실(15)의 내부와 격리시키기 위한 게이트 밸브(17), 포트(16)의 내부를 대기압으로 복귀시키기 위한 누출(리크) 밸브(18), 포트(16)의 내부를 배기시키기 위해 필요한 배기 밸브(19), 진공 펌프(20), 및 진공 계기(meter)를 갖는 장치(21)가 제공되어 있다.

또한, 탄소농도 측정용 강선(鋼線)(22)이 보유 봉(24)의 선단에 수납되어 있고, 그 보유 봉(23)에 대한 체결력을 조절할 수 있는 진공 시일(seal)을 갖는 플랜지(24)가 삽입 포트 플랜지(25)에 장착되어 있으며, 삽입 포트(16)의 내부는 배기 밸브(19)를 개방시 진공 펌프(20)에 의해 배기된다. 포트(16)의 내부가 충분히 배기되었다는 것을 진공 계기에 의해 확인한 후, 배기 밸브(19)를 닫고 게이트 밸브(17)를 개방하여 처리실(15)을 포트(16)의 내부와 연통시킨다. 체결력을 조절할 수 있는 진공 시일을 느슨하게 하고 보유 봉(23)을 포트(16)에 의해 안내하여 보유 봉(23)의 선단을 처리실(15) 내에 삽입한 후, 보유 봉(23)가 처리실(15)로 더이상 들어가지 않도록 진공 시일을 차단시킨다. 탄소농도 측정용 강선(22)을 처리실(15) 내의 분위기와 소정 시간 동안 반응시킨 후, 진공 시일을 느슨하게 하여, 탄소농도 측정용 강선(22)이 수납되어 있는 보유 봉(23)의 선단을 노 동체(1)와 단열층(14) 사이의 공간부(26)로 빼내 서서히 냉각시킨다. 소정 시간 후, 예를 들어, 5분 경과 후, 보유 봉(23)의 선단을 게이트 밸브(17)의 외측으로 빼내고, 게이트 밸브(17)를 닫고, 배기 밸브(19)를 개방하여, 포트(16)의 내부를 진공 펌프(20)에 의해 배기시키고, 보유 봉(23)의 선단에 수납된 탄소농도 측정용 강선(22)을 실온까지 냉각시킨다. 냉각 후, 배기 밸브(19)를 닫고 누출 밸브(18)를 개방하여 포트(16)의 내부를 대기압으로 복귀시킨 후, 플랜지(24)를 플랜지(25)로부터 분리하여 보유 봉(23)의 선단에 수납된 탄소농도 측정용 강선(22)을 꺼내고, 탄소농도 측정용 강선(22)의 전기저항 값을 측정하기 위한 전기저항 측정장치의 접속 단자에 그 강선(22)을 접속하여 탄소량을 측정한다.

[실시예 4]

도 7에 도시된 장치를 이용하여, 감압하의 노내 분위기의 탄소농도를 측정하였다.

처리 조건: 노내 온도 1223 K, 압력 100 KPa, 53 KPa, 27 KPa의 각 조건 하에 노내 분위기의 탄소농도를 변경시켜 탄소농도 측정용 강선을 이용하여 노내 분위기의 탄소농도를 측정하고, 측정 후의 강선을 연소 분석하여 얻은 결과와 비교하였다. 전기저항 측정장치로서는, DOWA KOGYO CO., LTD에서 제조한 탄소 전위 미터를 사용하였다. 그 결과, 표 3이 얻어졌다.

[표 3]

표 3으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 저항값 측정에 의한 탄소농도가 연소 분석에 의한 탄소농도와 실질적으로 일치하는 것이 판명되었다. 이 경우, 본 발명에 있어서는, 탄소농도 측정용 강선(22) 대신에 탄소농도 측정용 강 호일(foil)을 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 감압 처리실내에서 피처리물을 침탄하는 경우, 침탄 개시 전에 처리실내에 시편(試片)으로서, 예를 들어, 강봉을 삽입하고, 침탄 개시로부터 소정 시간 경과 후, 예를 들어, 소정의 침탄이 종료되기 15분 전에 강봉을 처리실로부터 꺼낸다. 서냉시킨 후 강봉의 조직을 관찰하고, 그 결과로부터, 처리실내 분위기의 탄소농도, 상기 삽입시간에 대한 강봉의 탄소농도, 침탄 깊이 등과 같은 침탄 거동(擧動) 및 이력(履歷)을 구하였다.

상기한 구성에 따르면, 처리실내에서 피처리물에 대해 예정된 침탄 품질이 얻어져 있는지 여부를 확인하는 것이 가능하며, 그 품질이 얻어진 때 침탄 처리를 종료하고, 피처리물을 다음 단계에 해당하는 확산 처리 단계로 이동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 이 실시예에 따르면, 감압하의 노내 분위기의 탄소농도를 측정하는 방법으로서, 열처리로내에서 탄소농도를 직접 측정하는 종래의 강선 방법을 동일하게 사용하는 것이 가능하여, 감압 처리에서는 종래에 수행할 수 없었던 침탄 처리 도중에서의 노내 분위기의 탄소농도를 쉽게 측정할 수 있다는 커다란 이점이 있다.

Claims

노 동체(furnace shell)와, 그 노 동체의 내측에 배치된 케이싱과, 그 케이싱의 내부에 배치된 후판(厚板)형 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷(blanket)과 박판(薄板)형 알루미나계 세라믹 재료로 이루어진 단열층, 및 그 단열층으로 둘러싸인 가열실에 배치된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
노 동체와, 그 노 동체의 내측에 배치된 케이싱과, 그 케이싱의 내부에 배치된 다층의 후판형 알루미나-실리카계 세라믹 섬유 블랭킷과 박판형 알루미나계 세라믹 재료로 이루어진 단열층, 및 그 단열층에 둘러싸인 가열실에 배치된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 2 항에 있어서, 상기 다층의 세라믹 섬유 블랭킷중의 적어도 하나의 층이 탄소섬유의 보드, 펠트 또는 판으로 된 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노 동체가 수냉식인 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단열층으로 둘러싸인 상기 가열실 내에, 분위기 가스를 대류에 의해 순환시키기 위한, 고강도 탄소섬유로 된 팬(fan)이설치된 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 피처리물을 운반하기 위한 롤러와, 그 롤러의 표면의 손상을 방지하고 교체가 용이한 트레이 가이드가, 상기 단열층으로 둘러싸인 상기 가열실 내에 설치된 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 6 항에 있어서, 상기 롤러가 고강도 탄소섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 트레이 가이드가 고강도 탄소섬유, Si가 함침된 고강도 탄소섬유, 또는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단열층으로 둘러싸인 상기 가열실 내에, 작업 위치 검출용 플래퍼(flapper)가 설치된 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
제 9 항에 있어서, 상기 플래퍼가 고강도 탄소섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 열처리로.
열처리로의 노 동체의 외부와 그 노 동체내의 처리실 사이를 연통시키는 탄소농도 측정체 삽입 포트(port)와, 그 포트의 내부를 배기시키는 수단과, 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분의 진공 시일(seal)을 유지하는 수단과, 상기 노 동체의 외부로부터 상기 처리실 내로 탄소농도 측정체를 운반하는 수단, 및 상기 탄소농도 측정체의 탄소량을 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 분위기의 탄소농도 측정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 탄소농도 측정용 강선인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 탄소농도 측정용 강 호일(foil)인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정장치.
제 11 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 피침탄처리체의 시편(試片)인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정장치.
제 11 항, 제 12 항, 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분의 진공 시일을 유지하는 상기 수단이, 탄소농도 측정체를 운반하는 상기 수단을 체결 및 보유하는 수단인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정장치.
열처리로의 노 동체의 외부와 그 노 동체내의 처리실 사이를 연통시키는 탄소농도 측정체 삽입 포트의 내부를 배기시키는 단계와;

상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분으로부터 상기 처리실 내로 탄소농도 측정체를 운반하는 단계와;

상기 탄소농도 측정체를 상기 처리실내의 분위기와 소정 시간 반응시키는 단계와;

상기 탄소농도 측정체를 소정 시간 서냉시키는 단계와;

상기 탄소농도 측정체를 상기 노 동체의 외부에 있는 상기 포트의 부분으로 빼내어 상기 탄소농도 측정체를 실온까지 냉각시키는 단계, 및

대기압 중에서 상기 탄소농도 측정체의 탄소량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 분위기의 탄소농도 측정방법.
제 16 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 탄소농도 측정용 강선인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정방법.
제 16 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 탄소농도 측정용 강 호일인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정방법.
제 16 항에 있어서, 상기 탄소농도 측정체가 피침탄처리체의 시편인 것을 특징으로 하는 탄소농도 측정방법.