(57)【要約】【課題】処理材を加熱し、この処理材に対し減圧状態で浸炭・拡散を行った後、この処理材を降温させる工程を連続して行う連続式真空浸炭炉において、セメンタイトの生成を抑制し、浸炭深さや表面炭素量を適切に調整できるようにする。【解決手段】処理材１を常圧下で加熱する加熱室１１と、加熱室から処理材が導かれ、室内が常圧から減圧状態にされる第１調整室１２と、第１調整室から導かれた処理材を複数収容させ、減圧状態で浸炭と拡散とを複数回繰り返して行う浸炭・拡散室１３と、浸炭・拡散室において処理された処理材が導かれ、室内が減圧状態から常圧にされる第２調整室１４と、第２調整室から導かれた処理材を降温させる降温室１４とを設け、各室の間に設けられた開閉部材１６ａ〜１６ｄを各室間において処理材を移動させる時にのみ開閉させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理材を常圧下で加熱する加熱室と、加熱室から処理材が導かれ、室内が常圧から減圧状態にされる第１調整室と、第１調整室から導かれた処理材を複数収容させ、減圧状態で浸炭と拡散とを複数回繰り返して行う浸炭・拡散室と、浸炭・拡散室において処理された処理材が導かれ、室内が減圧状態から常圧にされる第２調整室と、常圧状態にある第２調整室から導かれた処理材を降温させる降温室とを備え、上記の各室の間に開閉部材を設け、処理材を各室間において移動させる時にのみ開閉部材を開閉させることを特徴とする連続式真空浸炭炉。
【請求項２】
請求項１に記載した連続式真空浸炭炉において、減圧状態になった上記の第１調整室においても浸炭と拡散とを行うことを特徴とする連続式真空浸炭炉。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した連続式真空浸炭炉において、減圧状態における上記の第２調整室においても浸炭と拡散とを行うことを特徴とする連続式真空浸炭炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，鋼材部品等の処理材を浸炭処理するのに用いる連続式真空浸炭炉に係り、特に、処理材を加熱し、このように加熱された処理材に対して減圧状態で浸炭と拡散とを行い、その後、この処理材を降温させる工程を順々に連続して行うようにした連続式真空浸炭炉において、セメンタイトの生成を抑制し、浸炭深さや表面炭素量を調整することが効率良くかつ容易に行えるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から低炭素鋼や低合金鋼等の鋼材部品における強度を高めるため、その表面から炭素を内部に拡散浸透させる浸炭処理が施されている。
【０００３】
そして、このように鋼材部品等の処理材を浸炭処理するにあたっては、様々な方法が使用されており、その１つとして、連続式真空浸炭炉を用いた方法が知られている。
【０００４】
ここで、連続式真空浸炭炉を用いて鋼材部品等の処理材を浸炭処理するにあたり、従来においては、一般に図１に示すように、バスケット等に収容された処理材１を装入室８から加熱室２の入口に設けられた開閉部材３を通して順々に加熱室２内に導き、この加熱室２内において処理材１を順々に加熱させ、このように加熱された１つの処理材１を加熱室２から開閉部材３ａを通して減圧状態になった浸炭室４に導き、この浸炭室４に炭化水素ガスからなる浸炭ガスを供給し、減圧状態で上記の処理材１に炭素を付与して浸炭させた後、この処理材１を浸炭室４から開閉部材３ｂを通して減圧状態にある拡散室５に導き、この拡散室５において処理材１に付与された炭素を減圧状態で処理材１の内部に拡散させ、その後、この処理材１を拡散室５から開閉部材３ｃを通して降温室６に導き、この降温室６において上記の処理材１の温度を下げた後、この処理材１を降温室６から開閉部材３ｄを通して焼入室７に導いて焼入れを行い、その後、この焼入室７の出口に設けられた開閉部材３ｅを通して上記の処理材１を取り出すようにしている。
【０００５】
ここで、このように処理材１を浸炭処理する場合、セメンタイトの生成を抑制しながら処理材１に対する浸炭深さや表面炭素量等を調整するために、加熱室２において加熱させる時間や、浸炭室４において浸炭させる時間や、拡散室５において拡散させる時間を変更させることが必要になり、加熱室２において加熱させる時間と、浸炭室４において浸炭させる時間と、拡散室５において拡散させる時間とが大きく異ならせる場合も生じた。
【０００６】
しかし、上記のような連続式真空浸炭炉において、加熱室２において加熱させる時間と、浸炭室４において浸炭させる時間と、拡散室５において拡散させる時間とを大きく異なせると、処理材１を加熱室２、浸炭室４、拡散室５に順々に連続して導くことが困難になり、処理材１を効率良く浸炭処理することができなくなるという問題があった。
【０００７】
このため、近年においては、装入室、昇温室、浸炭室、拡散室、降温・保持室及び焼入室を備えた連続式真空浸炭炉において、複数の浸炭室を設け、各浸炭室を拡散室と兼用の浸炭兼拡散室にすると共に、この浸炭兼拡散室の少なくとも１つに昇温機能を付与して昇温室の機能を付与するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
そして、このような連続式真空浸炭炉においては、昇温室及び各浸炭兼拡散室を減圧状態にして昇温や浸炭及び拡散を行うようにすると共に、バスケット等に収容された１つの処理材を各浸炭兼拡散室に順々に導いて浸炭及び拡散を行うようにしている。
【０００９】
しかし、上記のように昇温室及び各浸炭兼拡散室をそれぞれ個別に減圧状態に維持させるにはコストが高くつき、また各浸炭兼拡散室間における開閉部材を開閉させて、バスケット等に収容された１つの処理材を複数の浸炭兼拡散室に順々に導き、各浸炭兼拡散室においてそれぞれ浸炭及び拡散を行うことは非常に面倒で効率が悪くなると共に大型化するという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１４６５１２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、処理材を浸炭処理するのに用いる連続式真空浸炭炉における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものであり、セメンタイトの生成を抑制し、浸炭深さや表面炭素量を調整することが効率良くかつ容易に行えるようにすることを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明における連続式真空浸炭炉においては、上記のような課題を解決するため、処理材を常圧下で加熱する加熱室と、加熱室から処理材が導かれ、室内が常圧から減圧状態にされる第１調整室と、第１調整室から導かれた処理材を複数収容させ、減圧状態で浸炭と拡散とを複数回繰り返して行う浸炭・拡散室と、浸炭・拡散室において処理された処理材が導かれ、室内が減圧状態から常圧にされる第２調整室と、常圧状態にある第２調整室から導かれた処理材を降温させる降温室とを設けると共に、上記の各室の間に開閉部材を設け、処理材を各室間において移動させる時にのみ開閉部材を開閉させるようにしたのである。
【００１３】
そして、この発明における連続式真空浸炭炉においては、上記のように処理材を加熱室において常圧下で加熱させるようにしているため、この加熱室を減圧させる必要がなく、イニシャル及びランニングコストが低減される。
【００１４】
また、この発明における連続式真空浸炭炉においては、第１調整室から導かれた処理材を浸炭・拡散室に複数収容させ、この１つの浸炭・拡散室内において浸炭と拡散とを複数回繰り返して行うようにしているため、複数の浸炭・拡散室間に設けられた各開閉部材を開閉させ、処理材を複数の浸炭・拡散室に順々に移動させて、各浸炭・拡散室においてそれぞれ個別に浸炭・拡散を行う場合に比べ、開閉部材を開閉させる回数が少なくなって効率が良くなると共に、浸炭・拡散の制御も容易に行えるようになる。
【００１５】
さらに、この発明における連続式真空浸炭炉において、加熱室と浸炭・拡散室との間における第１調整室や、浸炭・拡散室と降温室との間における第２調整室においても、浸炭と拡散とを行うようにすると、浸炭深さや表面炭素量を更に広い範囲で調整することが効率良く行えるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態に係る連続式真空浸炭炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る連続式真空浸炭炉は下記の実施形態に示すものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００１７】
この実施形態における連続式真空浸炭炉においては、図２に示すように、処理材１を常圧下で加熱する加熱室１１と、加熱室１１において加熱された処理材１が導かれる第１調整室１２と、第１調整室１２から導かれた処理材１を複数収容させて、減圧状態で浸炭と拡散とを複数回繰り返して行う浸炭・拡散室１３と、浸炭・拡散室１３において処理された処理材１が導かれる第２調整室１４と、第２調整室１４から導かれた処理材１を降温させる降温室１５とを連続して設けると共に、上記の各室１１，１２，１３，１４，１５の間にそれぞれ処理材１を各室１１，１２，１３，１４，１５間において移動させるための開閉部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを設けている。
【００１８】
また、この実施形態における連続式真空浸炭炉において、上記の第１調整室１２においては、加熱室１１から加熱された処理材１が導かれた後、この第１調整室１２内を減圧状態にさせるようにしており、また上記の第２調整室１４においては、浸炭・拡散室１３において処理された処理材１が導かれた後、この第２調整室１４内を減圧状態から常圧にさせるようにしている。
【００１９】
ここで、この実施形態における連続式真空浸炭炉において、処理材１を浸炭処理するにあたっては、バスケット等に収容された処理材１を装入室２０から上記の加熱室１１の入口に設けられた開閉部材２１を通して順々に加熱室１１に導き、この加熱室１１内において複数の処理材１（図に示す例では３つの処理材１）を順々に所定温度、一般には９５０℃程度に加熱させる。
【００２０】
そして、このように加熱室１１内において処理材１を所定温度に加熱させた後、この加熱室１１と上記の第１調整室１２との間に設けた開閉部材１６ａを開閉させて、１つの処理材１を第１調整室１２に導き、上記の処理材１を所定温度に維持させた状態で、この第１調整室１２内を常圧から０．０１〜０．１Ｋｐａ程度まで減圧させるようにする。なお、上記の処理材１に対する浸炭深さを深くする場合においては、上記のように減圧状態にある第１調整室１２内にアセチレンガス等の浸炭ガスを供給し、第１調整室１２内の圧力が１．１〜３．５Ｋｐａ程度になるようにして所定時間浸炭させ、その後、この第１調整室１２内を上記の０．０１〜０．１Ｋｐａ程度まで減圧させて、浸炭された炭素を処理材１内に拡散させるようにし、必要に応じて、さらにこのような操作を繰り返して行うようにする。
【００２１】
次いで、上記のように第１調整室１２を減圧させた状態で、この第１調整室１２と浸炭・拡散室１３との間に設けた開閉部材１６ｂを開閉させて、上記の処理材１を０．０１〜０．１Ｋｐａ程度の減圧状態にある浸炭・拡散室１３に導くようにする。
【００２２】
そして、上記の処理材１を所定温度に維持させた状態で、この減圧状態にある浸炭・拡散室１３内に上記の浸炭ガスを供給し、上記のように浸炭・拡散室１３内の圧力を１．１〜３．５Ｋｐａ程度になるようにして所定時間浸炭させ、その後、この浸炭・拡散室１３内を０．０１〜０．１Ｋｐａ程度まで減圧させて、浸炭された炭素を処理材１内に拡散させるようにする。
【００２３】
また、このように浸炭・拡散室１３内が減圧された状態で、前記のように第１調整室１２と浸炭・拡散室１３との間に設けた開閉部材１６ｂを開閉させて、第１調整室１２から次の処理材１をこの浸炭・拡散室１３に導くようにする。なお、この実施形態における連続式真空浸炭炉においては、このような操作を繰り返して行い、この浸炭・拡散室１３内に３つの処理材１を収容させ、それぞれ所定回数の浸炭と拡散とを行うようにしている。
【００２４】
そして、このように浸炭・拡散室１３内において所定回数の浸炭と拡散とが行われた処理材１については、この浸炭・拡散室１３と第２調整室１４との間に設けた開閉部材１６ｃを開閉させて、所定温度に維持させた状態で上記の処理材１を０．０１〜０．１Ｋｐａ程度の減圧状態にある第２調整室１４に導き、その後、この第２調整室１４内を減圧状態から常圧にさせる。なお、上記の処理材１に対する浸炭深さをさらに深くする場合においては、上記のように減圧状態にある第２調整室１２内に上記のように浸炭ガスを供給所定時間浸炭させた後、この第２調整室１２内を減圧させて、浸炭された炭素を処理材１内に拡散させるようにし、その後、この第２調整室１４内を減圧状態から常圧にさせる。
【００２５】
また、このように第２調整室１４内を減圧状態から常圧にさせた後、この第２調整室１４と上記の降温室１５との間に設けた開閉部材１６ｃを開閉させて、上記の処理材１を常圧状態にある降温室１５に導き、この降温室１５内において、９５０℃程度の所定温度になった処理材１を８５０℃程度まで降温させるようにする。
【００２６】
そして、このように降温室１５内において処理材１を８５０℃程度まで降温させた後は、降温室１５と焼入室２２との間に設けた開閉部材２３を開閉させて、上記の処理材１を焼入室２２に導き、この焼入室２２において焼入れを行った後、この焼入室２２の出口に設けられた開閉部材２４を通して上記の処理材１を取り出すようにしている。
【００２７】
そして、この実施形態における連続式真空浸炭炉においては、上記の浸炭・拡散室１３内において浸炭と拡散とを繰り返して行う回数や、拡散させる時間を変更させることにより、セメンタイトの生成を抑制しながら、処理材１に対する浸炭深さや表面炭素量を調整することができるようになり、さらに上記の第１調整室１２や第２調整室１４において、浸炭と拡散とを選択して行うことにより、さらに広い範囲おいて処理材１に対する浸炭深さや表面炭素量を調整できるようになる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における連続式真空浸炭炉においては、処理材を加熱室において常圧下で加熱させるようにしているため、この加熱室を減圧させる必要がなく、イニシャル及びランニングコストが低減される共に、この連続式真空浸炭炉においては、第１調整室から導かれた処理材を浸炭・拡散室に複数収容させ、この１つの浸炭・拡散室内において浸炭と拡散とを複数回繰り返して行うようにしているため、複数の浸炭・拡散室間に設けられた各開閉部材を開閉させ、処理材を複数の浸炭・拡散室に順々に移動させ、各浸炭・拡散室においてそれぞれ個別に浸炭・拡散を行う場合に比べ、開閉部材を開閉させる回数が少なくなると共に、浸炭・拡散の制御も容易に行えるようになり、セメンタイトの生成を抑制しながら、処理材に対する浸炭深さや表面炭素量を調整することが効率良くかつ容易に行えるようになる。
【００２９】
また、この発明における連続式真空浸炭炉において、加熱室と浸炭・拡散室との間における第１調整室や、浸炭・拡散室と降温室との間における第２調整室において、浸炭と拡散とを行うようにすると、浸炭深さや表面炭素量を更に広い範囲で調整することが効率良く行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の連続式真空浸炭炉を用いて処理材を浸炭処理する状態を示した概略説明図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る連続式真空浸炭炉を用いて処理材を浸炭処理する状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１  処理材
１１  加熱室
１２  第１調整室
１３  浸炭・拡散室
１４  第２調整室
１５  降温室
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  開閉部材
【図１】
2004346412.tif 000003
【図２】
2004346412.tif 000004