(57)【要約】【課題】処理対象物の中心部と外層との温度差を小さくすることによって処理対象物の焼割れを防止する。【解決手段】処理対象物を加熱処理後に冷却処理することによって処理対象物に対して所望の熱処理を施す熱処理方法であって、処理対象物を加熱処理する加熱工程Ｓ３と、加熱処理された処理対象物を冷却ガスによって冷却処理する第１の冷却工程Ｓ４と、該第１の冷却工程Ｓ４において冷却処理した処理対象物を非熱処理状態で放置することによって処理対象物の中心部と外層との温度差を小さくする放置工程Ｓ５と、該放置工程Ｓ５後に処理対象物をさらに冷却処理する第２の冷却工程Ｓ７とを含む。【選択図】              図５
2004256835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物を加熱処理後に冷却処理することによって処理対象物に対して所望の熱処理を施す熱処理方法であって、
処理対象物を加熱処理する加熱工程と、
加熱処理された処理対象物を冷却ガスによって冷却処理する第１の冷却工程と、
該第１の冷却工程において冷却処理した処理対象物を非熱処理状態で放置することによって処理対象物の中心部と外層との温度差を小さくする放置工程と、
該放置工程後に処理対象物をさらに冷却処理する第２の冷却工程と
を含むことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記第２の冷却工程は、処理対象物を冷却ガスによって冷却処理する工程であることを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記第２の冷却工程は、処理対象物を冷却油の中に浸漬することによって冷却処理する工程であることを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記第２の冷却工程後に処理対象物をさらに冷却ガスによって冷却処理する第３の冷却工程を含むことを特徴とする請求項３記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記第２の冷却工程後に処理対象物に付着した冷却油を処理対象物から落とす脱油工程をさらに含むことを特徴とする請求項３または４記載の熱処理方法。
【請求項６】
前記脱油工程は、前記冷却油が貯留された油槽の上方において処理対象物に脱油用ガスを吹付けることによって処理対象物に付着した冷却油を落とす工程であることを特徴とする請求項５記載の熱処理方法。
【請求項７】
前記第１の冷却工程において、処理対象物の外層は、冷却ガスを均一に吹付けられることによって均一に冷却処理されることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の熱処理方法。
【請求項８】
処理対象物の外層は、冷却ガスが上方からと下方からと所定時間毎に交互に均一に吹付けられることによって均一に冷却処理されることを特徴とする請求項７記載の熱処理方法。
【請求項９】
前記第１の冷却工程及び／あるいは前記第２の冷却工程は、処理対象物と冷却ガスとの熱交換が促進されるような圧力雰囲気下において行われることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理対象物に対して所望の熱処理を施す熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、金属材等の処理対象物を焼入れするための方法としてソルトバス法が知られている。このソルトバス法は、周知のように、急速な冷却速度を得ることができ、焼戻しを行わなくとも処理対象物に対し硬さと靭性を与えられる方法である。これらの硬さと靭性は、処理対象物の中心部と外層がほぼ等温で冷却されることによって得られるものであり、焼入れの方法としては極めて効果的な方法である。ところが、このソルトバス法は大気中で行われるため、その処理工程において処理対象物の表面処理（光輝処理等）を同時に行うことができない。また、ソルトバス法は、高温化した処理対象物を直接液体中に入れるために高温な水蒸気等が発生し、その処理作業には充分な注意が必要とされている。
【０００３】
このため、近年は、真空引きされた熱処理室の内部で処理対象物を加熱し、その後、冷却油や不活性の冷却ガスによって処理対象物を冷却する方法が提案されている。この方法によれば、処理対象物を不活性雰囲気の熱処理室内部において熱処理するために処理対象物の表面に酸化膜等が生成されず、優れた表面処理の効果が得られる。しかしながら、この冷却ガスや冷却油によって処理対象物を冷却する方法では、上述のソルトバス法のように、処理対象物の中心部と外層とをほぼ等温にして冷却することが難しい。このため、冷却処理中に処理対象物の中心部と外層との温度差が大きくなり、処理対象物が焼割れを生じることが懸念されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７３１１２７号公報
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、処理対象物の中心部と外層との温度差を小さくすることによって処理対象物の焼割れを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、処理対象物Ｗを加熱処理後に冷却処理することによって処理対象物に対して所望の熱処理を施す熱処理方法であって、処理対象物Ｗを加熱処理する加熱工程と、加熱処理された処理対象物Ｗを冷却ガスＸによって冷却処理する第１の冷却工程と、該第１の冷却工程において冷却処理した処理対象物Ｗを非熱処理状態で放置することによって処理対象物Ｗの中心部と外層との温度差を小さくする放置工程と、該放置工程後に処理対象物Ｗをさらに冷却処理する第２の冷却工程とを含むという構成を採用する。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において、上記第２の冷却工程は、処理対象物Ｗを冷却ガスＸによって冷却処理する工程であるという構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１の手段において、上記第２の冷却工程は、処理対象物Ｗを冷却油Ｙの中に浸漬することによって冷却処理する工程であるという構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第３の手段において、上記第２の冷却工程後に処理対象物Ｗをさらに冷却ガスＺによって冷却処理する第３の冷却工程を含むという構成を採用する。
【００１０】
第５の手段として、上記第３または第４の手段において、上記第２の冷却工程後に処理対象物Ｗに付着した冷却油Ｙを処理対象物Ｗから落とす脱油工程をさらに含むという構成を採用する。
【００１１】
第６の手段として、上記第５の手段において、上記脱油工程は、上記冷却油Ｙが貯留された油槽５１の上方において処理対象物に脱油用ガスＺを吹付けることによって処理対象物に付着した冷却油Ｙを落とす工程であるという構成を採用する。
【００１２】
第７の手段として、上記第１〜第６いずれかの手段において、上記第１の冷却工程において、処理対象物Ｗの外層は、冷却ガスＸを均一に吹付けられることによって均一に冷却処理されるという構成を採用する。
【００１３】
第８の手段として、上記第７の手段において、処理対象物の外層は、冷却ガスＸが上方からと下方からと所定時間毎に交互に均一に吹付けられることによって均一に冷却処理されるという構成を採用する。
【００１４】
第９の手段として、上記第１〜第８いずれかの手段において、上記第１の冷却工程及び／あるいは上記第２の冷却工程は、処理対象物と冷却ガスとの熱交換が促進されるような圧力雰囲気下において行われるという構成を採用する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る熱処理方法の一実施形態について説明する。図１は、本発明に係る熱処理方法を用いて処理対象物を熱処理する熱処理装置（以下、ガス冷油冷真空炉と称す）の断面の概略図である。この図１に示すように、本ガス冷油冷真空炉は、処理対象物Ｗをガス冷却処理及び加熱処理する加熱空冷室２と、処理対象物Ｗを油処理及びガス処理する油冷室１と、トレーＴに載置された処理対象物Ｗを油冷室１から加熱冷却室２に搬出入する搬送装置４とを主な構成要素としている。
【００１６】
油冷室１は、該油冷室１の下部に配置され冷却油Ｙにより処理対象物Ｗを油冷却する油冷却装置５と、油冷室１の上部に配置され不活性ガス等の油冷室用ガスＺ（冷却ガス，脱油用ガス）により処理対象物Ｗを冷却すると共に処理対象物Ｗに付着した冷却油Ｙを上記油冷室用ガスＺによって下方の油冷却装置５に落下させるガス処理装置６と、処理対象物Ｗを上下方向に移送する昇降台８と、閉じられた場合に油冷却装置５が設置された油冷室１の下部と油冷室１の上部とを空間的に隔てる開閉板７とから構成されている。この油冷室１の側壁には、トレーＴに載置された処理対象物Ｗを外部から油冷室１内に取り込むための油冷室用扉９が設置されている。また、油冷室１の外部には、トレーＴに載置された処理対象物Ｗを水平方向に搬送するための経路である搬送経路１０が設置されており、この搬送経路１０は、油冷室用扉９に連接されている。
【００１７】
油冷却装置５は、図２に示すように、冷却油Ｙが貯留された油槽５１と、冷却油Ｙの温度を制御する制御装置５２と、油槽５１内部の両側（図２における左右方向側）近傍に設けられ、油槽５１内を循環する油Ｙの流れを均等化する整流器５３と、整流器５３によって均等流化された冷却油Ｙが処理対象物Ｗにあたることによって乱流が生じないように冷却油Ｙの流れ方向を緩やかに変動させるルーバ５４から構成されている。なお、油冷却装置５には、図示しないポンプ等の循環装置が設置されており、この循環装置によって冷却油Ｙが図２に示した矢印方向（あるいは矢印方向と逆方向）に油槽５１内において循環される。
【００１８】
ガス処理装置６は、図３に示すように、第１のカバー６１と、第２のカバー６２と、油冷室用ファン６３と、油冷室用熱交換器６４と、支持板６５とから構成されている。第１のカバー６１と第２のカバー６２とは、板状の支持板６５を介して油冷室１内において上記油槽５１の上方に固定されている。油冷室用ファン６３は、第１のカバー６１及び第２のカバー６２の上方に固定されている。油冷室用熱交換器６４は、油冷室用ファン６３の側方に設けられており、油冷室用ガスＺを熱交換によって冷却するものである。
【００１９】
第１のカバー６１は、処理対象物Ｗの上面及び側面を覆うように箱型に形成されている。この第１のカバー６１の形状及び位置は、側面を伝って落下する油Ｙが油槽５１内に回収されるように設定されている。また、このような第１のカバー６１の上部にはガス取入部材６１ａが設けられている。このガス取入部材６１ａは、紙面に直交する方向に対向する２面が開口とされた箱形部材である。ガス取入部材６１ａの下面（すなわち第１のカバー６１の上面）には、複数の貫通孔６１ｂが所定間隔で規則的に配置された多孔板６１ｃとして構成されている。
【００２０】
第２のカバー６２は、第１のカバー６１の上面及び側面を覆うように箱型に形成されたものであり、その側部の最下端は、上記第１のカバー６１の最下端よりも下方に位置するよう形成されている。この第２のカバー６２の上部には開口部６２ａが設けられる一方、側部（図３における左側と右側）には流通孔６２ｂが設けられている。また、支持板６５における第１のカバー６１と第２のカバー６２との間の部分にも流通孔６５ａが設けられている。
【００２１】
油冷室用ファン６３は、第２のカバー６２の開口部６２ａの上方に位置している。この油冷室用ファン６３は、遠心ファンであって、開口部６２ａ介して下方から吸い込んだ油冷室用ガスＺを側方の油冷室用熱交換器６４に向けて吐き出す。油冷室用熱交換器６４は、第２のカバー６２の開口部６２ａの上方かつ油冷室用ファン６３の側方に配置されており、油冷室用ガスＺを冷却するものである。
【００２２】
昇降台８は、自らの上に載置された処理対象物Ｗ（及びトレーＴ）をカバー６１と油槽５１間において上下に移送するものであると共に、処理対象物Ｗを外部から加熱空冷室２に搬送する場合及び加熱空冷室２から外部に搬送する場合の搬送経路となるものであり、その上面には処理対象物Ｗの搬送を容易とするように複数のフリーローラ８ａが設置されている。
【００２３】
加熱空冷室２は、図１に示したように、油冷室１に連接されて設けられており、２０００ｋＰａの耐圧性能を備えた略円筒形に形状設定されている。加熱空冷室２を構成する油冷室１側の壁体は、加熱空冷室２と油冷室１との空間を隔てると共に加熱空冷室２内を気密に保つクラッチ式密閉扉３として構成されている。なお、このクラッチ式密閉扉３は、クランプ式密閉扉として構成してよい。
【００２４】
加熱空冷室２の内部には、図４に示すように、断熱室２２と、ヒータ２５と、ガス冷却装置２７とが設けられている。断熱室２２は、処理対象物Ｗを収容すると共に断熱構造を有する部屋であり、箱型に形成されている。また、断熱室２２の内部にはトレーＴごと処理対象物Ｗを載置するための載置台２８が設置されている。この載置台２８は、加熱空冷室用ガスＸ（冷却ガス）が通過できるように、例えば格子状に形状設定されており、その上面には、処理対象物Ｗの搬送を容易とするように複数のフリーローラ２９が設置されている。断熱室２２を構成する壁体のうち、クラッチ式密閉扉３側の壁体２２ｃには、循環ファン２１の軸２１ｃが取り付けられており、循環ファン本体２１ｂは、クラッチ式密閉扉３に取り付けられている。つまり、クラッチ式密閉扉３が開閉することで、壁体２２ｃが断熱室２２を開閉するようになっている。なお、この循環ファン２１は、クラッチ式密閉扉３（クラッチ式密閉扉３をクランプ式密閉扉とした場合には、クランプ式密閉扉）に取り付ける他、加熱空冷室２の側面に取り付けてもよい。
【００２５】
そして、壁体２２ｃが開閉することで断熱室２２内部に処理対象物Ｗが出し入れできるようになっている。循環ファン２１は、ファン２１ａが回転することで加熱空冷室用ガスＸを断熱室２２内で循環させるものである。ヒータ２５は、断熱室２２内部の処理対象物Ｗを均一に加熱するものであり、断熱室２２の内部に所定の間隙を隔てて配置されている。また、断熱室２２の上側壁には上部格子箱２２ａが、下側壁には下部格子箱２２ｂがそれぞれ設けられている。
【００２６】
ガス冷却装置２７は、不活性ガス等の加熱空冷室用ガスＸによって処理対象物Ｗをガス冷却するものであり、上部格子箱２２ａ、下部格子箱２２ｂ、ガス流案内板２６、加熱空冷室用熱交換器２３及び加熱空冷室用冷却ファン２４とから構成されている。上部格子箱２２ａと下部格子箱２２ｂとは厚板の格子状に形成されており、断熱室２２内に冷却用のガスＸを循環させるための開口として機能すると共に、このガスＸを均等流とする機能とを併せ持つものである。
【００２７】
ガス流案内板２６は、後述する加熱空冷室用冷却ファン２４から送られたガスＸが断熱室２２内に向かうようガスＸの流れを案内するものである。加熱空冷室用熱交換器２３は、加熱空冷室用熱交換器本体２３ａと、加熱空冷室用熱交換器本体２３ａに格納される冷却フィンチューブ２３ｄとから構成されている。
【００２８】
加熱空冷室用熱交換器本体２３ａには、開口部２３ｅが形成されており、開口部２３ｅは、加熱空冷室用冷却ファン２４の先端と連続して形成されている。つまり、本体２３ａ内を通過したガスＸが加熱空冷室用冷却ファン２４の先端を通り、加熱空冷室用冷却ファン２４の側方へ送り込まれるようになっている。また、加熱空冷室用本体２３ａは、ガス方向切替板２３ｂに囲われている。ガス方向切替板２３ｂは、上部に取り付けられた操作棒２３ｃを上下動させることにより、加熱室空冷室用ガスＸの循環方向を切り替えるものである。図示する状態（ガス方向切替板２３ｂが押し下げられた状態）では、加熱空冷室用ガスＸは矢印で示すように加熱空冷室２を反時計方向に循環し、これに対してガス方向切替板２３ｂが押し上げられた状態では、加熱空冷室用ガスＸは時計方向に循環する。
【００２９】
搬送装置４は、油冷室１と加熱空冷室２との間において処理対象物ＷをトレーＴごと水平搬送するものである。この搬送装置４は、図示しない駆動部と、該駆動部によって水平方向に移動される水平移動棒４１とを備えている。この水平移動棒４１の先端には係合部（図示せず）が設けられており、搬送装置４は、係合部をトレーＴに当接あるいは係合させた状態で水平移動棒４１を水平移動させることによって処理対象物Ｗを水平搬送する。
【００３０】
また、油冷室１及び加熱空冷室２の外部には、油冷室１及び加熱空冷室２に各々接続された減圧装置と、ガス処理装置６に油冷室用ガスＺを注入するための油冷室用ガス注入装置と、加熱空冷室２に加熱空冷室用ガスＸを注入するための加熱空冷室用ガス注入装置とが設けられている。
【００３１】
次に、このように構成された本ガス冷油冷真空炉において用いられる本熱処理方法を図５のフローチャートを参照して詳しく説明する。
まず、トレーＴに載置された処理対象物Ｗは、搬送経路１０上を水平に搬送され、油冷室用扉９を通過して油冷室１に設置された昇降台８上に載置される（ステップＳ１）。処理対象物Ｗが昇降台８上に搬送されると、油冷室用扉９が閉鎖し、油冷室１及び加熱空冷室２の内部が減圧装置によって真空引きされる。なお、加熱空冷室２は予め真空引きされていても良い。そして、昇降台８が自らの上面が加熱空冷室２の断熱室２２内に設置された載置台２８の上面と同一平面に位置するまで降下する。その後、搬送装置４が駆動して処理対象物Ｗは、トレーＴごと加熱空冷室２内に搬送される（ステップＳ２）。具体的には、水平移動棒４１の先端に設置された係合部がトレーＴに当接した状態で水平移動棒４１が加熱空冷室２方向に移動されるよって処理対象物ＷはトレーＴごと加熱空冷室２の断熱室２２内に設置された載置台２８上に搬送される。
【００３２】
続いて、クラッチ式密閉扉３が閉鎖状態となり、処理対象物Ｗは、ヒータ２５によって、１０００℃程度にまで加熱処理される（ステップＳ３（加熱工程））。そして、処理対象物Ｗの加熱工程が終了すると、不活性ガスである加熱空冷室用ガスＸが加熱空冷室用ガス注入装置によって加熱空冷室２内に注入され、加熱空冷室２内は、例えば１３０ＫＰａ〜６００ＫＰａの圧力雰囲気となる。ここで、ガス冷却装置２７が駆動することによって、加熱空冷室用ガスＸが図４に示す矢印方向あるいは矢印と逆方向に所定時間ごと交互に循環される。そして、処理対象物Ｗは、加熱空冷室用ガスＸの循環によって自らの外層が、例えば４００℃程度になるまで冷却される（ステップＳ４（第１の冷却工程））。このように、加熱空冷室２内を１３０ＫＰａ〜６００ＫＰａとすることで、処理対象物Ｗと加熱空冷室用ガスＸとの熱交換が促進され、処理対象物Ｗを急速に冷却することができる。
【００３３】
この第１の冷却工程によって処理対象物Ｗの外層は、加熱空冷室用ガスＸの循環によって４００℃程度にまで冷却されるが、処理対象物Ｗの中心部は、外層との熱交換によってしか冷却されないため外層と比較して温度が高い状態となっている（例えば、８００℃程度）。このような状態で、処理対象物Ｗを冷却部Ｙのように密度の高い冷却剤によって急速冷却すると、処理対象物Ｗに焼割れ等のひび割れが生じてしまう。そこで、処理対象物Ｗを所定時間熱処理をせずに（非熱処理状態で）放置することによって処理対象物Ｗの中心部の熱量を外層に逃がし、これによって処理対象物Ｗの外層と中心部との温度差を小さくする（ステップＳ５（放置工程））。この放置工程によって、例えば、処理対象物Ｗの外層が４５０℃程度、処理対象物Ｗの中心部が６００℃程度になるまで処理対象物Ｗは放置される。
【００３４】
そして、放置工程後、クラッチ式扉３が開放状態となり、搬送装置４が駆動して処理対象物Ｗは、トレーＴごと油冷室１内に搬送される（ステップＳ６）。具体的には、水平移動棒４１の先端に設置された係合部がトレーＴに係合した状態で水平移動棒４１が油冷室方向に移動されることによって処理対象物ＷはトレーＴごと油冷室１内に設置された昇降台８上に搬送される。
【００３５】
続いて、開閉板７が開放状態となり、昇降台８が降下することによって処理対象物Ｗは、制御装置５２によって焼き割れが生じない所定の温度に設定された冷却油Ｙが貯留される油槽５１内に移送される。そして、油冷却装置５が駆動することによって、冷却油Ｙが図２に示す矢印方向あるいは矢印と逆方向に所定時間ごと交互に循環される。処理対象物Ｗは、冷却油Ｙの循環によって自らの外層が、例えば２００℃程度になるまで冷却される（ステップＳ７（第２の冷却工程））。
【００３６】
この第２の冷却工程が終了すると、昇降台８が上昇し、処理対象物Ｗは、ガス処理装置６に設置された第１のカバー６１内に収納される。この状態において開閉扉７は、開放状態を維持される。そして、油冷室１内に不活性ガスである油冷室用ガスＺが注入される。ここで第１の冷却装置６が駆動することによって、油冷室用ファン６３が回転し、油冷室１内に注入された油冷室用ガスＺは矢印で示すように循環される。
【００３７】
具体的には、油冷室用ガスＺは、油冷室用ファン６３が回転することにより側方に吐き出され、油冷室用熱交換器５４を通過することにより冷却される。そして、上部空間１ａ内で支持板６５によって方向が制御され、第２のカバー６２の流通孔６２ｂを通過する。そして、ガス取入部材６１ａの開口端を介して多孔板６１ｃへと至る。多孔板６１ｃへ至った油冷室用ガスＺは、そこで各貫通孔によって分散され、処理対象物Ｗに均等に吹付けられる。そして、処理対象物Ｗを回り込んで第１のカバー６１の最下端に至った後、第１のカバー６１の側部を回り込み、第１のカバー６１と第２のカバー６２との間を通って流通孔６５ａ及び開口部６２ａを介して油冷室用ファン６３へと戻る。このように、ガス処理装置６によって循環される油冷室用ガスＺによって、処理対象物Ｗの外層は、例えば１００℃程度にまで冷却される（ステップＳ８（第３の冷却工程））。
【００３８】
また、油冷室用ガスＺが処理対象物Ｗに上方から吹付けられることによって、処理対象物Ｗの表面に付着していた冷却油Ｙは、飛散して第１のカバー６１の内面に付着する。第１のカバー６１の内面に付着した油Ｙは、重力と油冷室用ガスＺの風圧とによって第１のカバー６１の側部を伝って落下し、油槽５１内に回収される（ステップＳ８（脱油工程））。つまり、処理対象物Ｗを油冷室用ガスＺによって冷却する際の冷却油Ｙの飛散は、第１のカバー６１内に限定されて、飛散する部分の面積が最小限に抑えられると共に、第１のカバー６１内に飛散した冷却油Ｙは、油槽６１内に容易に回収される。特に、冷却室用熱交換器６４は第１のカバー６１の外部に配置されているので、冷却室用熱交換器６４への冷却油Ｙの飛散は起こらない。
【００３９】
上述の第３の冷却工程及び脱油工程が終了すると、昇降台８が搬送経路１０と同じ高さまで下降し、処理対象物Ｗは、トレーＴごと油冷室用扉９から搬送経路１０に搬出される（ステップＳ９）。
【００４０】
上述の本熱処理方法によれば、放置工程を行うことによって処理対象物Ｗの外層と中心部との温度差を小さくできるので、その後の冷却工程において処理対象物Ｗが焼割れを起こすことを防止することが可能となる。
【００４１】
また、油冷室１内及び加熱空冷室２内は、常に不活性雰囲気に保たれるため、このような不活性雰囲気において熱処理された処理対象物Ｗの表面には酸化膜が生成されない。よって上述のガス冷油冷真空炉における本熱処理方法によれば処理対象物Ｗをいわゆる光輝処理することが可能となる。
【００４２】
上記の構成によれば、加熱空冷室２は２０００ｋＰａの耐圧性能を有するので、ガス冷却装置２７による処理対象物Ｗの冷却の際、加熱空冷室用ガスＸの圧力を高くすることができる。したがって、処理対象物Ｗを高速に冷却することができ、その結果、処理対象物Ｗの不適合組織の発生を抑えることができる。
【００４３】
また、油冷却後のガス冷却を行うガス処理装置６は油冷却を行う油冷室１内に設けられているので、油冷却後における処理対象物Ｗの冷却を加熱空冷室２内で行う必要がない。つまり、加熱空冷室２内に冷却油Ｙが付着することがないので、加熱空冷室２内に冷却油Ｙが付着することに起因した真空度の低下を防止することが可能となる。
【００４４】
また、油冷室１内は加熱空冷室２と比べて高い真空度を必要としないので、ガス冷却によって第１のカバー６１内に冷却油Ｙが飛び散った場合でも、その飛散量は油冷室１内を所定の真空度にするための妨げとならない。また、ガス処理装置６が油冷室１内に設けられていることで、油冷却によって所定の温度まで冷却された後、さらに処理対象物Ｗを冷却するのが容易となる。これは、一般に油の温度を調整するのは時間がかかるからである。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態において熱処理した処理対象物Ｗより小さめ（熱伝達率が高め）の処理対象物を熱処理する場合には、第１の冷却工程終了後に加熱空冷室２内をさらに加圧し（例えば、７００ＫＰａ〜１０００ＫＰａ）、この加圧雰囲気の中で加熱空冷室用ガスＸによって処理対象物を冷却処理し、これを第２の冷却工程としても良い。さらに、この加熱空冷室用ガスＸによる第２の冷却工程において、処理対象物Ｗが十分に冷却される場合には、第３の処理工程を行わなくても良い。
【００４６】
（２）上記実施形態において、第２の冷却工程（油冷却）後に油冷室用ガスＺによって処理対象物Ｗを冷却処理する第３の冷却工程を行った。しかしながら、制御装置５２によって冷却油Ｙの温度をさらに低下させることによって処理対象物Ｗを冷却処理し、これを第３の冷却工程としても良い。
【００４７】
（３）上記実施形態において、加熱空冷室２が２０００ＫＰａの耐圧構造とした。しかしながら、この値に限られるものではなく、加熱空冷室２の圧力状態に対応した範囲で任意である。
【００４８】
（４）上記実施形態において、放置工程を加熱空冷室２内で行った。しかしながら、第１の冷却工程終了後に処理対象物Ｗを油冷室１に設置された昇降台８上に移送して所定時間放置することで処理対象物Ｗの中心部と外層との温度差を小さくし、これを放置工程としても良い。
【００４９】
（５）上記実施形態において、油冷室用熱交換器６４は油冷室用ガスＺを冷却するために用いられていたが、この油冷室用熱交換器６４は油冷室用ガスＺを加熱するために用いてもよい。この際、油冷却が終了した後、処理対象物Ｗに付着している冷却油Ｙを落とす目的で用いると良い。なぜならば、冷却油Ｙは加熱されることで粘性が低くなり、容易に処理対象物Ｗから取り除かれて油槽６１内に落下するからである。このようにすることで後に油冷室用熱交換器６４をガス冷却用に用いた場合、油の飛散がさらに抑えられ、処理対象物Ｗを炉外に抽出した際の油ダレが抑えられる。
【００５０】
（６）上記実施形態において、加熱空冷室２は内部にヒータ２５を備えていたが、このヒータ２５を設けずに、ガス冷却のみを行う空冷室単体として構成しても良いし、加熱空冷室２とは別にヒータ２５を設置するヒータ室を設けても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理対象物を加熱処理後に冷却処理することによって処理対象物に対して所望の熱処理を施す熱処理方法であって、処理対象物を加熱処理する加熱工程と、加熱処理された処理対象物を冷却ガスによって冷却処理する第１の冷却工程と、該第１の冷却工程において冷却処理した処理対象物を非熱処理状態で放置することによって処理対象物の中心部と外層との温度差を小さくする放置工程と、該放置工程後に処理対象物をさらに冷却処理する第２の冷却工程とを含むので、放置工程において処理対象物の中心部と外層との温度差が小さくなり、第２の冷却工程を行った際に処理対象物が焼割れを生じることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱処理方法を用いて処理対象物を熱処理するガス冷油冷真空炉の断面の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油冷却装置５の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガス処理装置６の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る加熱空冷室２の断面の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る熱処理方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１……油冷室
２……加熱空冷室
３……クラッチ式扉
４……搬送装置
５……油冷却装置
６……ガス処理装置
Ｔ……トレー
Ｗ……処理対象物
Ｘ……加熱空冷室用ガス（冷却ガス）
Ｙ……冷却油
Ｚ……油冷室用ガス（冷却ガス，脱油用ガス）
【図１】
2004256835.tif 000003
【図２】
2004256835.tif 000004
【図３】
2004256835.tif 000005
【図４】
2004256835.tif 000006
【図５】
2004256835.tif 000007