(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉（２）と、炉を通って移動するための炉（２）の内部にある１つまたは複数の工具ホルダ（１４）とを含む、複数の切削工具を熱処理するための装置であって、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）は、工具（１２）の列の各工具の第１部分を受け入れるようになっており、各工具（１２）の第２部分は工具ホルダから突き出ており、放射加熱エレメント（５４）が炉（２）の内部にあり、各工具（１２）の第２部分は前記エレメント（５４）からの放射熱に直接さらされ、各工具（１２）の第１部分は前記熱から遮蔽され、炉（２）は、工具（１２）が加熱される１つまたは複数の加熱ゾーン（３６、３８）と、工具（１２）が冷却される１つまたは複数の個別の冷却ゾーン（２６）とに分割されており、複数の加熱エレメント（５４）が少なくとも１つの加熱ゾーン（３６、３８）の内部に配置され、エレメントの間に、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）のために通路を画定し、この通路を関連する工具ホルダ（１４）が通過し、工具ホルダ（１４）が少なくとも１つの加熱ゾーン（３６、３８）を順番に通過するとき、加熱エレメント（５４）は工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）の各側に位置付けられ、工具（１２）の第２部分の側に沿って位置し、複数の冷却エレメント（６０）が少なくとも１つの冷却ゾーン（２６）の内部に配置されて、エレメントの間に、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）のために通路を画定し、関連する工具ホルダ（１４）が、加熱ゾーンまたは各加熱ゾーン（３６、３８）を通過した後に続いてこの通路を通過し、１つまたは複数の冷却ゾーン（２６）における通路または各通路は加熱ゾーン（３６、３８）において関連する通路の連続部を形成し、冷却エレメント（６０）は液体冷却され、工具ホルダが少なくとも１つの冷却ゾーン（２６）を通過するとき、冷却エレメント（６０）は工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）の各側に位置付けられ、工具（１２）の第２部分の側に沿って位置し、加熱エレメント（５４）と冷却エレメント（６０）は個別の工具（１２）の各側から同じ距離に位置し、こうして各工具（１２）は均一に加熱され、続いて均一かつ急速に冷却される装置。
【請求項２】
炉（２）と、炉を通って移動するための炉（２）の内部にある１つまたは複数の工具ホルダ（１４）とを含む、複数の切削工具を熱処理するための装置であって、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）は、その中に２列の平行な工具（１２）列の各工具の第１部分を受け入れるようになっており、各工具（１２）の第２部分は工具ホルダから突き出ており、放射加熱エレメント（５４）が炉（２）の内部にあり、各工具（１２）の第２部分は前記エレメント（５４）からの放射熱に直接さらされ、各工具（１２）の第１部分は前記熱から遮蔽され、炉（２）は、工具（１２）が加熱される１つまたは複数の加熱ゾーン（３６、３８）と、工具（１２）が冷却される１つまたは複数の個別の冷却ゾーン（２６）とに分割されており、複数の加熱エレメント（５４）が少なくとも１つの加熱ゾーン（３６、３８）の内部に配置され、エレメントの間に、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）のために通路を画定し、この通路を関連する工具ホルダ（１４）が通過し、工具ホルダ（１４）が少なくとも１つの加熱ゾーン（３６、３８）を順番に通過するとき、加熱エレメント（５４）は工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）の各側に位置付けられ、工具（１２）の第２部分の側に沿って位置し、複数の冷却エレメント（６０）が少なくとも１つの冷却ゾーン（２６）の内部に配置されて、エレメントの間に、工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）のために通路を画定し、関連する工具ホルダ（１４）が、加熱ゾーンまたは各加熱ゾーン（３６、３８）を通過した後に続いてこの通路を通過し、１つまたは複数の冷却ゾーン（２６）における通路または各通路は加熱ゾーン（３６、３８）において関連する通路の連続部を形成し、冷却エレメント（６０）は液体冷却され、工具ホルダが少なくとも１つの冷却ゾーン（２６）を通過するとき、冷却エレメント（６０）は工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）の各側に位置付けられ、工具（１２）の第２部分の側に沿って位置し、加熱エレメント（５４）と冷却エレメント（６０）は工具ホルダ（１４）の各側に工具（１２）の隣接する列の工具から等しい距離に位置し、こうして各工具（１２）は均一に加熱され、続いて均一かつ急速に冷却される装置。
【請求項３】
加熱エレメント（５４）は工具（１２）の第２部分の側に沿って第２部分の長さに相当するだけ延びていて、工具ホルダ（１４）の側に沿っては延びていないか、又は、加熱エレメント（５４）が工具（１４）の第２部分の側に沿って第２部分の長さを越えて、部分的に工具ホルダ（１４）の側に沿ってまで延びている請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各工具ホルダ（１４）を冷却するための手段（５０）をさらに含む請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
工具（１２）をあるゾーンから次のゾーンへ移動させるための運搬手段（８、４４）を含む請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
炉（２）が回転炉床式炉である請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
炉（２）の雰囲気が窒素ガスである請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
１つまたは複数の真空ロック室（９２ａ、９２ｂ）を含み、真空ロック室を通じて工具（１２）および工具ホルダ（１４）が炉（２）に装荷され、また炉（２）から取り出され、こうして前記装荷および取り出し中に酸素が炉（２）の中に入ることを防止する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
１つまたは複数の加熱ゾーン（３６、３８）の前に位置する１つまたは複数の予熱ゾーン（２２、２４）を含む請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の装置を使用して複数の切削工具（１２）を熱処理して工具（１２）を焼き入れする方法であって、工具（１２）の第２部分を炉（２）内の複数の加熱エレメント（５４）に直接さらして前記第２部分の温度を高い値に上昇させるステップと、工具（１２）の第１部分を前記複数の加熱エレメント（５４）から遮蔽して、これを第２部分の高い温度より低い温度に維持するステップと、列または各列の工具（１２）の第２部分を工具（１２）の各側に位置する複数の加熱エレメント（５４）にさらし、加熱エレメントは工具（１２）の側部に沿って位置し、個別の工具（１２）を均一に加熱するステップと、列または各列の工具（１２）の第２部分を複数の液体冷却式の冷却エレメント（６０）にさらし、これら冷却エレメントは該冷却エレメントの間に通路を画定し、通路は加熱エレメント（５４）の間に通路の連続部を形成し、加熱ステップに続いて工具はこの連続部を通過し、これによって工具（１２）を均一かつ急速に冷却するステップとを含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記装置は請求項４に記載した工具ホルダ（１４）を冷却するための手段（５０）を含む装置であって、前記方法は、少なくとも１つの工具ホルダ（１４）において工具（１２）の第１部分を位置選定するステップと、前記の工具ホルダを冷却するための手段（５０）によって工具ホルダまたは各工具ホルダ（１４）を冷却するステップとをさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、切削工具の熱処理に関し、特に、必ずしも限定はしないが、シャンクと、異なる硬度が与えられることが望ましい切削部分とを有するツイスト・ドリルなどの切削工具の熱処理に関する。
【０００２】
（背景技術）
ツイスト・ドリル、フライス工具、リーマ、面取りフライスなどの切削工具は、多くの切刃で形成された切削部分と、工具を例えばコレト・チャックまたは旋盤、さく岩機、ハンド・ドリルなどのその他のホルダに保持するためのシャンクとを含む。これらの工具が十分な切削を実施できるようにするために、これらの工具の切削部分を焼入れすることは実用面では通常である。しかしながら、チャックまたはその他のホルダが工具を確実に掴むべきであれば比較的軟らかいシャンクが必要であるから、同じ程度にシャンクを焼入れするのは望ましくない。
【０００３】
これらの切削工具は、一般的に鋼鉄から、最も通常には高速度鋼から製造される。これらが焼入れされる工程は熱処理工程であり、この場合、工具のためのブランクが約１１５０〜１２３０℃の温度にまで加熱され、この温度で工具は十分な時間保持されて、ブランクはその芯まで確実に加熱される。それからブランクは急速に冷却（すなわち急冷）されて鋼にその硬度を与える微細構造を変化させる。その他の鉄金属および非鉄金属の焼入れは、適当な熱処理様式によって同様な方式で達成することができる。
【０００４】
望みの差別焼入れ（完全に焼入れされた切削部分／軟質シャンク）を行うために、従来の取り組み方は熱処理のための塩浴を使用することである。工具の切削部分を必要な高温に保持されている液体塩の中に浸す。シャンクは浴から離れたままであり、したがって、はっきり認めうるどんな焼入れも発生するには十分な高さではない温度におかれたままである。
【０００５】
この方式における塩浴の使用は、望みの硬度特性を有する工具を確実に製造することができ、これは今日でも使用されている最も通常の硬化方法である。しかしながらこの工程は、特に浴の中で使用される毒性の著しく高温の溶融塩に関連する環境上および安全上の問題があるという欠点を有し、この欠点は工程の作業者に困難で不愉快な作業条件を生じさせることにもなる。
【０００６】
最近、工具を三段真空炉の中で処理することによって差別的に焼入れを行い、工具は線状に炉中の３つの室を進むという方法が提案されている。工具を第１室にバッチ式に装荷し、第１室を閉じ、それから工具を出す。それから所定の時間の後に工具のバッチを第２室に移動させるが、第２室はすでに真空状態にあり、工具を望みの焼入れ温度に加熱するために高温に保たれている。加熱された室に適切な時間だけ保持されると、次いで工具は第３室に移される。ここで工具は、高圧下で室に窒素ガスをポンプで送ることによって急冷される。
【０００７】
望みの差別冷却を達成するために、工具は、工具シャンクを受け入れる凹部を伴って形成された大きな金属ブロックの形のキャリアに入れて、炉の室の中に保持される。キャリアはシャンクを室の加熱された内部からある程度遮蔽する。しかしながら、キャリア自体の温度は、熱処理様式が工具を加熱室の中に十分な時間長だけ保持しなければならないと指図する場合には、上昇することになり、結果的にシャンクのある程度望ましくない焼入れとなる可能性がある。この問題は、キャリアが工具のバッチの間で十分に冷却され得ない場合には、さらに悪化する可能性がある。工具に窒素を吹き付けることによる急速冷却は、望ましくないねじれを生じさせることもある。
【０００８】
さらにまた、炉をその周囲環境から密封しなければならず、また必要な真空を維持できるように炉の内部では３つの室を個別に密封しなければならず、これは比較的複雑で高価な炉の設計を招く。この理由は多分、上述の欠点があるにもかかわらず塩浴がまだ優勢であるためである。
ＵＳ５０５２９２３、ＷＯ９０／１２２６６およびＧＢ−Ａ−２０９５３８３は、請求項１の前掲特徴部分に記載の熱処理装置を記載している。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、その一般目的として、従来のこれまで望ましくなかった塩浴に対する経済的で信頼性のある代替物を提供する、切削工具の２つの部分を差別的に加熱するための熱処理装置と方法を提供することを対象とする。
【００１０】
ある態様では、本発明は、複数の切削工具を熱処理するための装置であって、炉と、炉を通って移動するための炉内にある１つまたは複数の工具ホルダとを含み、工具ホルダまたは各工具ホルダはその中に少なくとも１列の工具の各々の第１部分を受け入れるようになっており、各工具の第２部分は工具ホルダから突き出ており、放射加熱エレメントが炉の内部にあり、各工具の第２部分は前記エレメントからの放射熱に直接さらされ、各工具の第１部分は前記熱から遮蔽され、炉は、工具が加熱される１つまたは複数の加熱ゾーンと、工具が冷却される１つまたは複数の個別の冷却ゾーンとに分割されている装置であり、複数の加熱エレメントが少なくとも１つの加熱ゾーンの内部に配置され、エレメントの間に少なくとも１つの通路を画定し、この通路を１列または各列の工具が通過し、工具が少なくとも１つの加熱ゾーンを通過するとき、加熱エレメントは工具の各側に位置付けられ、工具の第２部分の側に沿って位置し、こうして各工具は均一に加熱され、複数の冷却エレメントが少なくとも１つの冷却ゾーンの内部に配置されて、エレメントの間に少なくとも１つの通路を画定し、列または各列の工具が加熱ゾーンまたは各加熱ゾーンを通過した後に続いてこの通路を通過し、１つまたは複数の冷却ゾーンにおける通路または各通路は加熱ゾーンに関連する通路の連続部を形成し、冷却エレメントは液体冷却され、工具が少なくとも１つの冷却ゾーンを通過するとき、冷却エレメントは工具の各側に位置付けられ、工具の第２部分の側に沿って位置し、こうして各工具は均一かつ急速に冷却されることを特徴とする、装置を提供する。
【００１１】
別の態様では、本発明は、本発明の第１態様の装置を使用して複数の切削工具を熱処理して工具を焼き入れする方法であって、各工具の第２部分を炉内の放射熱源に直接さらして、前記第２部分の温度を高い値に上昇させ、各工具の第１部分を前記放射熱源から遮蔽して、これを第２部分の高温度よりも低い温度に維持する方法であり、列または各列の工具の第２部分を、工具の各側に位置して工具の第２部分の側に沿って位置する複数の加熱エレメントにさらして個別の工具を均一に加熱するステップと、列または各列の工具の第２部分を、加熱エレメントの間に通路の連続部を形成する通路を間に画定する液体冷却式の複数の冷却エレメントにさらし、工具は加熱ステップに続いて通路を通り、これによって工具は均一かつ急速に冷却されるステップとを特徴とする、方法を提供する。
【００１２】
ここで使用される「工具」という用語は、工具のためのブランクおよび半完成ブランク、ならびに完成された工具自体を含むこととする。
【００１３】
工具を放射熱源に直接さらすことによって、工具の２部分の差別的加熱を正確に制御できることがわかった。
【００１４】
この制御は、工具が炉の中で加熱されているときに放射熱源が工具に沿って並ぶように配置されているので強化される。加熱エレメントが工具に沿って延びていないか、または工具ホルダに沿ってせいぜい部分的にのみ延びて、工具の一部分が遮蔽されるように配置することもできる。これは、工具の２部分の差別加熱をさらに誇張する。
【００１５】
工具の２部分の間における温度差を増加するためのもう１つの特に好ましい対策は、各工具ホルダを積極的に冷却することである。例えば空気、水、またはその他のある冷却用流体を、各工具ホルダ、または熱をホルダから引き離すことができる各工具ホルダに熱的に結合された別のある熱伝導エレメントを通じて、またはその周りに強制することができる。
【００１６】
本発明の炉は、複数の工具が加熱エレメントに同時にさらされるようになっている。工具の均一な加熱は、工具の列の各側に加熱エレメントを設けて、例えば工具の列に平行に置くことによって確証される。この原理を、互いに平行に延びる２列以上の工具または工具の配列を含むレイアウトに拡張することができ、これらの列または配列は、対向する加熱エレメントの間に画定された通路の内部の工具ホルダに保持される。例えば４つの加熱エレメントによって画定された３つの平行な通路の中に３列の工具が保持される。
【００１７】
各工具の各側が少なくとも１つの加熱エレメントからの放射熱に直接さらされて、このエレメントからバッチの他の工具のいずれによっても遮蔽または部分的に遮蔽されないことは、特に好ましい。一般的に、上述の加熱エレメントの構成によれば、これは工具ホルダをせいぜい２列の平行な工具列を保持するよう配置しなければならないことを意味する。それでも、工具がバッチの一方の側で各加熱エレメントに完全にさらされて、バッチの他方の側で部分的に各エレメントから遮蔽されるように、互いに列をずらすことが望ましい。
【００１８】
炉は、加熱エレメントにさらすことに次いで工具を急速に冷却するための冷却エレメントを含む。水またはその他の冷却流体の流れによって液体冷却される冷却エレメントは、工具から放射する熱を吸収して、工具周りの大気の温度が著しく上昇することを防ぐのに役立ち、工具の急速冷却を助長する。
【００１９】
加熱エレメントと同様、平行な冷却エレメントの列を炉の内部に配置して、工具のための１つまたは複数の通路を確定することができる。
【００２０】
従来、工具をゾーンから他のゾーンへ渡すために運搬手段が準備されている。この取り組み方のために適合できる特に便利な炉の形は回転炉床式炉であり、この炉では、工具は回転支持物または炉床によって、例えば異なる温度ゾーンに下位分割される環状室を通じて支えられる。
【００２１】
（好ましい実施形態の説明）
図１では、回転炉床式炉２が関連する装荷・取り出しコンベヤ・システム４に沿って示されている。炉は工具ブランクを、この例では高速度鋼（ＨＳＳ）から形成されたツイスト・ドリル用のブランク熱処理するために設計されている。
【００２２】
炉２の環状内部は、その周囲に１０個の同じサイズのゾーン６に分割されている。同様に、炉２の回転炉床８も１０個の同じサイズのセグメント１０に分割され、各セグメント１０は、炉が１０個の対応する位置を通じて位置合せされるにつれて、工具キャリア１４における炉のゾーン６を通じて工具ブランク１２のバッチを順次運搬するようになっている。
【００２３】
炉は、周辺大気圧において、またはこれに非常に近い圧力で運転される。すなわち炉を空気抜きしない。この好ましい実施形態では、炉の雰囲気（すなわち炉の内部における雰囲気）は窒素ガスである。これは、ブランクの変色と、炉が運転される高温（１１５０〜１２３０℃）に鋼が酸素にさらされた場合に発生することのある脱炭の可能性とを防止する。
【００２４】
使用中は、工具はキャリア１４の中にバッチで装荷され、次いでキャリア１４は装荷コンベヤ１６に沿って移動して移送テーブル１８に１度に１つずつ到達する。ここから、キャリア１４は炉の中へ装荷され、炉２の装荷／取り出しゾーン２０における路床８のセグメント１０の上に載せられる。それから炉床は、図１において矢印Ａで示すように反時計方向に１つのセグメント１０の長さだけ位置合せされ、ちょうど装荷されたキャリア１４ａを２つの事前加熱ゾーン２２、２４の第１ゾーンに取り込み、もう１つのキャリア１４ｂを５つの冷却ゾーン２６〜３０の最終ゾーンから装荷／取り出しゾーン２０へ運ぶ。それからキャリア１４ｂを炉２から移送テーブル１８の上に取り出し、ここからキャリアは取り出しコンベヤ３４に沿って移動し、このコンベヤ３４は装荷コンベヤ１６に平行であるが逆の方向に走行する。次に、今熱処理されて焼入れされた工具ブランクはさらなる加工（例えば溝彫り研磨など）のために取り出される。
【００２５】
次の位置合せステップでは、キャリア１４ａとこれが載っている炉床のセグメント１０とは、順次に第２事前加熱ゾーン２４、２つの高温加熱ゾーン３６、３８、および５つの冷却ゾーン２６を通じて取られ、装荷／取り出しゾーン２０に戻る。事前加熱ゾーン２２、２４は、ブランクの温度を、これらが加熱ゾーン３６、３８における非常に高い温度にさらされる前に、約９００℃にまで上げるのに役立つ。これは、望ましくないねじれを引き起こすことのあるブランク１２の非常に急速な加熱を回避する。工具ブランク１２が約１２００℃の温度にまで上昇される２つの加熱されたゾーン３６、３８において費やされる時間は、ブランク１２がその芯まで確実に加熱されるために十分なものである。それからブランクは、これが第１冷却ゾーン２６に入ると急速に冷却され、約６００℃の温度にまで非常に急速に冷却する。ブランクが残りの４つの冷却ゾーン２７〜３０を通過すると、ブランク１２はほぼ周囲の温度にまでさまされ、それから炉２から排出される。
【００２６】
断熱ブリッジ（図示せず）、すなわち炉の内部の幅をまたぐが工具ブランクの通路を侵害しない絶縁部材が、第２高温ゾーンと第１冷却ゾーンとの間と、および冷却ゾーン自体の間とに置かれている。ゾーンのこの配置では、工具ブランクは低温ゾーンへの装荷および低温ゾーンからの取り出しがなされ、この低温ゾーンは加熱されたゾーンから断熱ブリッジによるのみならず２つの予熱ゾーンによっても分離されているが、この配置は炉から周辺環境への熱損失を非常に少なくする。
【００２７】
炉床８が位置合せされる度に、処理された工具ブランクを保持する１つのキャリア１４は装荷／取り出しゾーン２０から取り出されて、処理のために準備された新しいブランクを保持するキャリアと取り替えられる。この方式で、工程は連続的に非常に効率的な様式で実施され、キャリアの装荷と取り出しは両方とも同じ場所で起こる。炉２の回転炉床設計がまた、知られている真空炉と比較してわりに小さな床スペースを取ることは有利である。
【００２８】
ここで図２、３、４に転じて、炉の構造をさらに詳しく説明する。右側で加熱ゾーン３８の１つを、左側で冷却ゾーン３０の１つを通る断面を示す図２で最もよく見られるように、炉の炉床８はハウジング４０の内部に回転のために取り付けられている。ハウジング４０において、装荷／取り出しゾーン２０の近くに１つの開口部（図示せず）が形成されており、これを通じて工具キャリア１４を導入、除去することができる。炉の下方のピット４２が、ロータ４４を駆動するためのモータ（図示せず）を収容し、ロータには炉床８が取り付けられ、ロータによって炉床は駆動され、炉床８のセグメント１０を炉２のゾーン６を通じて段階的に動かす。位置合せ機構の変形のどれでも、例えばグロボイド・カム位置合せ機構を含めて、この駆動部のために使用することができる。このような機構は、簡単な機構にもかかわらず炉床６を非常に正確に割り出すことができるので（例えば±１．０ｍｍ以内）特に好ましい。
【００２９】
各炉床セグメント１０の上には、軟鋼（ＭＳ）製の台板５０が取り付けられている。この台板５０は水で冷却され、水はこの目的のために台板に設けられたチャネルを通じて（例えば約３〜４バールの圧力で）ポンプ輸送される。冷却剤は共通の供給源から炉床８のハブを通じて各台板５０に圧力下で供給され、このハブから冷却剤は可とう性の配管を通じて台板５０へ送られる。ハブにおける取付具が、定置供給管と炉床と共に回転する配管との間の相対的回転を可能にし、同時に一方から他方への冷却剤の流れを維持する。
【００３０】
下に記述する構造を有する工具キャリア１４は台板５０の上に立っており、したがって工具キャリアは台板と熱的に連絡しており、台板によって冷却される。
【００３１】
加熱ゾーン３６、３８ならびに予熱ゾーン２２、２４は、これらの側部と頂部において厚い断熱材の厚い層５２によって閉じられ、これらのゾーンにおける必要な温度上昇を維持するのに役立つ。加熱されたゾーン３６、３８と第２予熱ゾーン２４との頂部にわたる断熱部５２ａは破られて、加熱エレメントの配列５４が、この例では各ゾーンに横に並んだ４個の加熱エレメントが断熱部を通って上から炉の中へ突き出ることを可能にする。加熱エレメントは、抵抗に依存して加熱して、エレメントの温度を正確かつ迅速に制御することを可能にする電気を伝導するエレメントであることが好ましい。
【００３２】
第１予熱ゾーン２２は、この例では加熱エレメントを全く含まず、代わりに第２予熱ゾーン２４からの放射熱および／または対流熱によって加熱される。
【００３３】
加熱エレメント５４は、加熱されたゾーン３８の幅全体にわたって等間隔に並んでおり、これらの間に３つの周囲方向に延びる同じ幅の通路５６を画定し、炉床８が位置合せされると、工具ブランク１２はこれらの通路に沿って移動する。この配置は、（下記の）工具キャリア１４の設計とともに、すべてのブランク１２がエレメント５４からの放射熱によって均一に加熱されることを確証する。上述の知られている真空炉とは異なり、エレメント５４が工具ブランク１２から非常に狭い間隔で配置されて、ブランク１２の加熱の非常に正確な制御を可能にすることに、特に留意すべきである。一般的に、エレメントと隣接する工具との間の間隔は、いずれか特定の工具バッチのための正確な間隔を、工具が必要とする熱処理様式に応じて、そのキャリア１４におけるブランクの位置を調節することによって選択することができるが、約５０ｍｍまたはそれ以下になる。
【００３４】
炉の高温加熱ゾーン３６、３８と第２予熱ゾーン２４とにおける温度を、例えば標準的熱電対を使用して監視し、加熱エレメントへの電力を制御してこれらのゾーンの希望温度を維持することによって、さらなる制御を行うことができる。代表的な編成では、これら３つのゾーンの各々における６個の熱電対は、望みの制御をもたらすのに適切である。３つのゾーンは独立して制御されることが好ましい。例証として、３つの制御されたゾーンにおける代表的な温度は、第２予熱ゾーン２４において約１０００℃、第１高温加熱ゾーン３６において約１２００℃、第２高温加熱ゾーン３８において約１２３０℃となるであろう。実際の値は、望みの熱処理様式や処理される工具の材料などの要素に応じて変化することもある。
【００３５】
断熱されていない冷却ゾーン２６〜３０では、冷却エレメント６０は、屋根部材６２から下向きに加熱エレメント５４と類似の配列状様式で垂れ下がっており、これらのエレメント５４の間に画定された通路５６の連続部域５６ａを画定する。冷却エレメントはアルミニウムのブロックであり、これは台板５０と同様にチャネルを伴って形成され、これらのチャネルを通じて冷却水がポンプで、この例では約３〜４バールの圧力で送られる。この配列は、知られている炉の窒素急冷よりも苛酷ではない、ブランク１２の非常に急速なそれでも制御された冷却を提供することができ、その結果、ねじれがあっても最小限に抑えることができる。
【００３６】
すでに注目したように、ブランクは炉２を通じて工具キャリア１４に支えられている。図３、４を見ると、これらのキャリアの各々は、３つの軟鋼製吸熱器７２が上に取り付けられている軟鋼製台７０を有し、軟鋼製吸熱器は台の幅全体にわたって等間隔に並び、台７０の全長にわたって延びている。吸熱器７２の間の間隔は断熱耐火性材料７４によって充填されている。
【００３７】
図５に示すように、吸熱器７２は各々、台７０の長さに沿って中間で接合された２つの軟鋼製ブロック７２ａ、７２ｂから形成され、これらの吸熱器は互いに僅かな角度でずれているので、各吸熱器７２の線はこれらが上に支えられている炉床８の曲率に近似している。台７０も同様に形作られている。台７０の幅にわたる吸熱器７２の位置は、これらが加熱エレメントと冷却エレメント５４、６０によって画定された通路５６、５６ａと一致するようなものである。
【００３８】
吸熱器７２の各ブロック７２ａ、７２ｂの頂部表面には、ブロックの全長にわたって延びた細長い凹部７５が形成されている。この凹部の中にやはり軟鋼製の工具ホルダ７６がぴったり入っており、工具ホルダの頂部表面には、処理すべき工具ブランク１２のシャンク端部８０を受け入れる寸法になっている均等に離間した孔７８が形成されている。ホルダ７６に受け入れられると、工具ブランクは上向きに突出するので、工具ブランクの切削部分は、これらが炉２の加熱ゾーン５６、５８を通じて移動すると加熱エレメント５４の間に位置する。こうして、切削部分はエレメント５４からの放射熱にさらされ、またシャンクはホルダの内部に遮蔽され、ホルダ自体は加熱エレメントのレベルの下に配置されている（図３、４を参照）。
【００３９】
工具ホルダ７６はそれ自体、吸熱器７２を通じて水冷される台板５０によって冷却されるが、工具ホルダもまた炉２の中にあるときには熱を伝導してシャンク８０から熱を引き離す役目をする。これは工具ホルダによって提供される遮蔽とともに、シャンク８０の温度が約８００℃以下に保たれることを保証し、したがってシャンクは決して焼き入れされない。
【００４０】
工具ブランク１２の軟質シャンク端部８０と焼き入れされた切削部分８２との分割は、工具ホルダにおける孔７８の深さによって制御され、孔が深いほど軟質シャンク８０は長くなる。ブランクの焼き入れ部分と軟質部分との遷移部は、ブランク自体を通る熱の伝導効果のために孔の深さと正確に一致しないが、ある特定の工具設計のための、孔の深さと遷移部の位置との関係を決定することは、簡単な実験の問題である。
【００４１】
焼き入れ度合いはまた、炉２における工具ブランク１２と加熱エレメント５４との間の間隔によって大きく影響を受けることになる。これは工具ホルダ７６における孔７８の適切な位置付けによって制御可能である。異なる直径の工具ブランクはまた、ブランクが確実に均一に加熱されるためには、異なる孔の配置を必要とする。図５に示す工具ホルダ７６は、各々に２列の千鳥形配列の孔７８を有し、例えば約８〜１０ｍｍの直径を有する工具のために適切であろう。もっと大きな直径の工具のためには、図６ａ、６ｂの例に見るように単一列の孔がより適切であろうし、より小さな直径の工具をさらに密に詰め込むことができる（図７ａ、７ｂ）。
【００４２】
異なるサイズの工具に適応するためのこの取り組み方が、異なる工具バッチのために工具ホルダ７６だけを交換する必要があることを意味するのは有利である。さらなる有利な点は、高度の制御が、吸熱器の位置、冷却水の流量、吸熱器ブロック間の断熱の量、および工具ホルダにおける孔の間隔と深さ、工具のあらゆる形のための特定の最適パラメータを含む、上述の炉構造における変数によって、実験によって論理的に推理可能な炉における温度と費やす時間も考慮して、焼き入れ工程全体にわたって与えられることである。これはまた、炉の運転パラメータが工具の異なる形によって必ずしも変えられる必要はなく、代りに熱処理工程の特性は吸熱器とホルダの適切な選択によって制御されることである。これは、さまざまな形の工具が大きな時間の損失なしに炉を続行できるという大きな有利性を有する。
【００４３】
図８ａ、８ｂは、上述の炉を使用する可能性のある熱処理の効果を示す。特定すれば、２つの同じ工具ブランク（この例では直径１０ｍｍのＨＳＳツイスト・ドリルのためのブランク）、すなわち本発明による回転炉床式炉において処理されたもの（図８ａ）と、従来の塩浴において処理されたもの（図８ｂ）との硬度特性を比較した場合、切削部分（すなわち「溝彫り長さ」）の類似の硬度が両工程において達成され、本発明によって処理されたブランクのシャンクはむしろ従来の工程で到達されたものより軟らかいことがわかる。さらにまた、試験によって、この取り組み方は非常に首尾一貫した最終硬度像を生み出し、これは作業の各サイクルで達成できる再現可能な加熱曲線および冷却曲線に帰することができることが示されている。
【００４４】
理解されるように、上述の特定の例は例証を意図するものであり、説明した装置に対する多くの変更が本発明から逸脱することなく実施可能である。例えば、図９に示すように、取り出しコンベヤ３４の上に位置する冷却ファン９０によって追加の冷却を準備することもできる。この図はまた、工具の装荷と取り出し中に炉の中に酸素の入来を停止するために設けられた真空ロック９２も図示している。装荷中に、工具は装荷コンベヤ１６の端部において真空ロック室９２ａに入る。室の両側にあるドアが室を密封し、室内部の気体はポンプで抜き出されて圧力は約１×１０-2ｍバールに低下する。それから室は炉からのＮ2ガスによって充填される。次いで、工具は内部室ドア（すなわち炉装荷ゾーンの方に開いているもの）を通じて炉の中に装荷される。この方式は実質的に酸素が炉に入ることを完全に阻止する。
【００４５】
真空ロック９２ｂは、工具が炉から取り出しコンベヤ３４に取り出されるときに、簡単な方法で操作される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による回転炉床式炉の部分断面平面図である。
【図２】  図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った僅かに拡大した断面図である。
【図３】  図１の炉における加熱ゾーンの断面図である。
【図４】  図３に図示する加熱ゾーンの中央部分を拡大して多少概略的に示す図である。
【図５】  図１の炉において使用するための工具キャリアの拡大平面図である。
【図６ａ】  図５に示す工具キャリアのための代替吸熱器ブロックの平面図である。
【図６ｂ】  図５に示す工具キャリアのための代替吸熱器ブロックの端面図である。
【図７ａ】  図５に示す工具キャリアのための代替吸熱器ブロックの平面図である。
【図７ｂ】  図５に示す工具キャリアのための代替吸熱器ブロックの端面図である。
【図８ａ】  本発明の一実施形態による工程によって熱処理された１０ｍｍ「ジョバー・ドリル」（ツイスト・ドリル）のブランクの硬度変化を示す図である。
【図８ｂ】  溶融塩浴によって熱処理された場合の図８ａと同じ図である。
【図９】  装荷／取り出しコンベヤ配置の変更したものを示す図１と同様な図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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