JP4354371B2 - Metal material surface modification heat treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は金属材料の表面改質熱処理装置、特に、熱処理炉に水平方向にワークを搬入し、搬出するようにした金属材料の表面改質熱処理装置に関するものである。 The present invention relates to a surface reforming heat treatment apparatus for a metal material, and more particularly to a surface reforming heat treatment apparatus for a metal material in which a workpiece is carried into and out of a heat treatment furnace in a horizontal direction.
従来、金属材料の雰囲気による表面改質熱処理技術としては、種々のものが知られている。(特許文献1〜4)。
然しながら、上記のような従来の金属材料の表面改質熱処理装置においては次のような欠点があった。 However, the conventional metal material surface modification heat treatment apparatus as described above has the following drawbacks.
(1)炉の構造面でも、運用面でも人体の安全保護のため何よりもシール性が優先的になっており、構造面から熱処理炉は処理すべきワークを上下に挿,脱するベル型炉やピット炉等のように縦型配置となり、操業効率・生産性が悪く処理コストが高くなる。 (1) A bell-type furnace in which the sealing performance is given priority over the structural and operational aspects of the furnace for the safety of the human body. And vertical arrangements such as pit furnaces, etc., resulting in poor operation efficiency and productivity and high processing costs.
(2)ベル型炉やピット炉等の設置に際しては殆どの場合上下方向に空間が必要であり、ワーク搬送レベルを揃えるためには床に窪みをつける等の処理が必要である。従って、炉の設置が非常に面倒であり、稼動中作業者にも不便である。 (2) When installing a bell-type furnace, a pit furnace or the like, in most cases, a space is required in the vertical direction, and in order to make the work transfer level uniform, a process such as forming a recess in the floor is necessary. Therefore, the installation of the furnace is very troublesome and inconvenient for operating workers.
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。 The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks.
本発明の金属材料の表面改質熱処理装置は、両側面にワーク搬送用開口を有する熱処理炉と、この開口を夫々開閉する開閉扉と、上記熱処理炉内にワークを搬入し、搬出するため上記各開口に隣接して夫々上記熱処理炉外に配置した水平方向に往復動可能なワーク搬送用手段と、上記熱処理炉内に配置した固定テーブルと、上記熱処理炉内に雰囲気ガスを導入する手段と、上記熱処理炉内に配置した攪拌ファンと、より成り、上記開閉扉が、外面側ケースと、上記熱処理炉の開口に面する内面側ケースと、これらケース内に充填された熱絶縁体とにより構成され、上記内面側ケースにはその外周部に温度変化による熱処理炉の変形に追従するエキスパンションとなる弧状部分が設けられており、上記熱処理炉が温度変化によって膨張,収縮したとき、これに応じて上記開閉扉の内面側ケースが伸縮自在となり、上記熱処理炉の壁が上下に互いに離間された二重壁であり、両者間が温度変化による変形に追従可能なエキスパンションによって連結されていることを特徴とする。 The metal material surface modification heat treatment apparatus according to the present invention includes a heat treatment furnace having openings for conveying workpieces on both sides, an open / close door that opens and closes each of the openings, and a work piece carried into and out of the heat treatment furnace. A means for transporting a workpiece that can be reciprocated in a horizontal direction, arranged outside the heat treatment furnace, adjacent to each opening, a fixed table arranged in the heat treatment furnace, and a means for introducing atmospheric gas into the heat treatment furnace; And a stirring fan disposed in the heat treatment furnace, wherein the open / close door includes an outer surface side case, an inner surface side case facing the opening of the heat treatment furnace, and a thermal insulator filled in the case. The inner case is provided with an arc-shaped portion that expands to follow the deformation of the heat treatment furnace due to temperature change on the outer periphery thereof, and the heat treatment furnace expands and contracts due to temperature change. When this inner surface side case of the door is telescopic in response to a double-walled walls are spaced apart from each other above and below the heat treatment furnace, connected by a can follow expansion in deformation between them due to a temperature change It is characterized by being.
上記攪拌ファンを、磁気シールを介して上記熱処理炉の上記壁によって回転自在に枢支したシャフトを介して熱処理炉外から駆動せしめることを特徴とする。 The stirring fan is driven from the outside of the heat treatment furnace through a shaft rotatably supported by the wall of the heat treatment furnace through a magnetic seal .
上記磁気シールが、磁性流体によるものであることを特徴とする。The magnetic seal is made of a magnetic fluid.
本発明の金属材料の表面改質熱処理装置は上記のような構成であるから、熱処理炉3内にワーク5の搬入,搬出のための搬送手段を配置する必要がなく、炉内に生ずる熱処理に不都合な副産物、例えば塩化物などの堆積による搬送不良等を生ずることは全くない。
Since the metal material surface modification heat treatment apparatus according to the present invention has the above-described configuration, it is not necessary to arrange a transfer means for carrying in and out the
また、熱処理炉本体の温度変化による伸縮に対して開閉扉2a,2b及び攪拌ファン9等を支持する上壁25aがエキスパンション機能によって対応できこれによりリークの問題を全く生じないようになる。
Further, the
また、ワークを熱処理炉に対し水平方向に搬送し、搬出できるので装置の高さを減少できる等種々の利益がある。 In addition, since the work can be transported and unloaded in the horizontal direction with respect to the heat treatment furnace, there are various benefits such as reduction in the height of the apparatus.
以下図面によって本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明においては、図1に示すように両側に開口1a,1bとその開閉扉2a,2bを有するマッフル型の耐蝕,耐熱合金製の熱処理炉(レトルト)3を用い、この熱処理炉3の一方の開口1a及び他方の開口1b側において上記熱処理炉3外に夫々水平方向に往復動可能なリトリバー4a,4bを配置し、テーブル(図示せず)上に移動自在に配置されている、例えばステンレス鋼製のワーク5を上記開口1a側のリトリバー4aによって熱処理炉3内に配置した固定テーブル6上に開閉扉2aを開いて挿入し、上記リトリバー4aを引き戻した後上記開閉扉2aを閉じ、上記ワーク5を熱処理炉3内に気密に格納し、図2に示すように熱処理炉3内をヒーター7によって例えば300℃から800℃付近に加熱し、この加熱前は熱処理炉3内に注入管(図示せず)を介して腐食性ガス又は固形原料例えばHCl,またはNH4 Cl等を注入し又はワーク上に置き、加熱昇温後は同じく変成ガスやアンモニアガスを所定量流入せしめ、ワーク5を例えば1時間から4時間表面改質熱処理を行うが、長時間処理では2日又は3日行わしめる。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a muffle type corrosion-resistant, heat-resistant alloy heat treatment furnace (retort) 3 having openings 1a, 1b and
軟窒化後、熱処理炉3の開口1b側の開閉扉2bを開き、ワーク5を開口1b側のリトリバー4bによって引き出し、冷却室8内で冷却せしめ、この冷却室8内をN2 ガスでパージしてワーク5の表面の仕上がり状態を良好ならしめる。
After soft nitriding, the opening / closing
上記熱処理炉3内には攪拌ファン9を配置し、これを例えば磁気シール10を介して熱処理炉3の上壁によって回転自在に枢支したシャフト11を介して熱処理炉3外から駆動せしめる。
A stirring
上記開閉扉2aまたは2bは図2に示すように外面側ケース12と、上記熱処理炉3の開口1aに面する内面側ケース13と、これらケース12,13内に充填された熱絶縁体14とにより構成し、上記内面側ケース13にはその外周部に温度変化による熱処理炉3の変形に追従するエキスパンションとなる弧状部分15を設け、上記熱処理炉3が温度変化によって膨張,収縮したとき、これに応じて上記開閉扉2a及び2bの内面側ケース13が伸縮自在となるようにする。
As shown in FIG. 2, the opening / closing
上記リトリバー4aまたは4bは図4及び図5に示すようにトラクションバー16と、このトラクションバー16を水平方向に往復動せしめるためのガイドローラー17及び駆動チェーン18と、このチェーン18の駆動モーター19と、上記トラクションバー16の一端にその頭部をトラクションバー16の上面より起伏自在に設けたヘッド20と、このヘッド20の駆動手段(図示せず)とにより構成し、上記ヘッド20を上記トラクションバー16の上面より起立せしめれば、上記ヘッド20がワーク5の側面に対接でき、この状態で上記トラクションバー16を水平移動せしめれば、これによってワーク5が移動され、上記熱処理炉3内に搬送され、または、上記熱処理炉3から搬出できるようにする。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、上記磁気シール10は、図6に示すように攪拌ファン9のシャフト11の外周に軸方向に互いに離間して等しい極の面が互いに対向するよう固定配置した複数の永久磁石21と、隣接する永久磁石21相互間に介挿固定したポールピース22と、このポールピース22のシャフト11側端面に形成したくぼみ23と、このくぼみ23内及びシャフト11と永久磁石21の端面間に充填,保持せしめた磁性体粒子を含有する磁性流体24とにより構成されており、上記磁性流体24がシール効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 6, the
本発明の他の実施例においては、ワーク5として焼結材製自動車部品を用い、熱処理炉3を560°±5℃に加熱後スチームを流入し、ワーク5を60分間ホモ処理し、その後スチーム流入を止め、除湿を計り、変成ガスやアンモニアガスを所定量流入せしめ、ワーク5を例えば45〜60分間軟窒化せしめる。
In another embodiment of the present invention, a sintered automobile part is used as the
軟窒化後、熱処理炉3の開口1b側の開閉扉2bを開き、ワーク5を開口1b側のリトリバー4bによって引き出し、冷却室8内で冷却せしめ、この冷却室8内をN2 ガスでパージしてワーク5の表面の仕上がり状態を良好ならしめる。
After soft nitriding, the opening / closing
本発明の更に他の実施例においては、ワーク5としてNi合金やステンレス鋼製品を用い、熱処理炉3内でハロゲン元素の雰囲気に接触せしめた後、雰囲気を変成ガス、または、炭化水素ガス及びアンモニアガスに変え軟窒化せしめる。
In still another embodiment of the present invention, a Ni alloy or stainless steel product is used as the
その後の処理は上記実施例と同様とする。 The subsequent processing is the same as in the above embodiment.
なお、上記熱処理炉3の炉壁は図2に示すように上下に互いに離間せしめた二重壁25a,25bにより形成し、両者間に温度変化による熱処理炉の伸縮吸収用エキスパンション部分26を介挿せしめ、上記上側の壁25aによって上記攪拌ファン9のシャフト11やその他のガス導入管(図示せず)等を支持せしめるようにする。
Incidentally, the
このようにすれば熱処理炉の温度変化による変形かつ炉内雰囲気の接触によって上記攪拌ファンのシャフトその他のシールが破損される等の事故を未然に防ぐことができる。 In this way, it is possible to prevent an accident such as deformation of the heat treatment furnace due to temperature change and breakage of the shaft and other seals of the stirring fan due to contact with the atmosphere in the furnace.
1a 開口
1b 開口
2a 開閉扉
2b 開閉扉
3 熱処理炉
4a リトリバー
4b リトリバー
5 ワーク
6 固定テーブル
7 ヒーター
8 冷却室
9 攪拌ファン
10 磁気シール
11 シャフト
12 外面側ケース
13 内面側ケース
14 熱絶縁体
15 弧状部分
16 トラクションバー
17 ガイドローラー
18 駆動チェーン
19 駆動モーター
20 ヘッド
21 永久磁石
22 ポールピース
23 くぼみ
24 磁性流体
25a 二重壁
25b 二重壁
26 伸縮吸収用エキスパンション部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a
Claims (3)
この開口を夫々開閉する開閉扉と、
上記熱処理炉内にワークを搬入し、搬出するため上記各開口に隣接して夫々上記熱処理炉外に配置した水平方向に往復動可能なワーク搬送用手段と、
上記熱処理炉内に配置した固定テーブルと、
上記熱処理炉内に雰囲気ガスを導入する手段と、
上記熱処理炉内に配置した攪拌ファンと、
より成り、
上記開閉扉が、外面側ケースと、上記熱処理炉の開口に面する内面側ケースと、これらケース内に充填された熱絶縁体とにより構成され、上記内面側ケースにはその外周部に温度変化による熱処理炉の変形に追従するエキスパンションとなる弧状部分が設けられており、上記熱処理炉が温度変化によって膨張,収縮したとき、これに応じて上記開閉扉の内面側ケースが伸縮自在となり、
上記熱処理炉の壁が上下に互いに離間された二重壁であり、両者間が温度変化による変形に追従可能なエキスパンションによって連結されている
ことを特徴とする金属材料の表面改質熱処理装置。 A heat treatment furnace having workpiece transfer openings on both sides;
An open / close door that opens and closes each opening;
A means for transferring a workpiece that is reciprocally movable in the horizontal direction and is arranged outside the heat treatment furnace adjacent to each opening to carry the work in and out of the heat treatment furnace.
A fixed table disposed in the heat treatment furnace,
Means for introducing atmospheric gas into the heat treatment furnace;
A stirring fan arranged in the heat treatment furnace,
Consists of
The open / close door is composed of an outer case, an inner case facing the opening of the heat treatment furnace, and a thermal insulator filled in the case, and the inner case has a temperature change at its outer periphery. An arc-shaped part that is an expansion following the deformation of the heat treatment furnace is provided.When the heat treatment furnace expands and contracts due to temperature change, the inner side case of the open / close door can be expanded and contracted accordingly.
A surface reforming heat treatment apparatus for a metal material, characterized in that the walls of the heat treatment furnace are double walls spaced apart from each other in the vertical direction , and the two are connected by an expansion capable of following deformation due to temperature change.
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