EP1205562A1 - Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace - Google Patents

Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace Download PDF

Info

Publication number
EP1205562A1
EP1205562A1 EP00203907A EP00203907A EP1205562A1 EP 1205562 A1 EP1205562 A1 EP 1205562A1 EP 00203907 A EP00203907 A EP 00203907A EP 00203907 A EP00203907 A EP 00203907A EP 1205562 A1 EP1205562 A1 EP 1205562A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
treatment chamber
heating
coolant
oven
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00203907A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
François Knellwolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP00203907A priority Critical patent/EP1205562A1/en
Publication of EP1205562A1 publication Critical patent/EP1205562A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C21D1/64—Quenching devices for bath quenching with circulating liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0025—Supports; Baskets; Containers; Covers

Definitions

  • the present invention relates to a method of heat treatment by immersion in particular of metal parts, more particularly of rapid quenching especially pieces made of a noble metal, such as gold, titanium or platinum.
  • the invention also includes a device for implementing this method.
  • Noble metals such as, for example, gold, titanium and platinum, are often used to make pieces intended in particular for jewelry or the packaging of watchmaking achievements. They must then have properties physical such that their shaping can be easy, while retaining a excellent stability.
  • a metal must undergo a heat treatment consisting in heating said metal to a high temperature, below the melting point, for a while, so as to get a particular crystallographic structure. This structure being stable only at this temperature, the metal is quenched, that is to say abruptly cooled, to freeze said crystal structure and keep the metal in this crystallographic state at the ambient temperature.
  • the main object of the present invention is the implementation of a method, by the use of an appropriate device, mainly to resolve the above problems.
  • the coolant may have a temperature defined according to the desired heat treatment, depending on whether the user wants quenching, hyper-quenching, annealing, or the like.
  • the invention also relates to an improved device for implement this method, comprising an oven comprising at least one chamber heat treatment, means for heating said treatment chamber, at least one coolant tank, circulation pipes for the coolant connected to said tank, characterized in that at least one portion of said coolant circulation pipes is formed by the processing chamber itself.
  • a closed circuit can optionally be provided in the device for the coolant, said circuit comprising a cooler, allowing limit the size of the upper tank, even in the case of parts requiring prolonged contact with coolant.
  • the heating means of the oven are of the resistive type, directly formed by the walls of the heating enclosure, for example in accordance with those described in patent CH 688 873.
  • FIG. 1 shows a view of said heating element 1 as described in patent CH 688 873. It consists of a refractory metal tunnel 2 heated by the passage of an electric current noted I.
  • This tunnel 2 is supplied by an electrical supply circuit 3 comprising a primary circuit 4 and a secondary circuit 5, the secondary circuit 5 being connected at series in tunnel 2.
  • the primary circuit 4 includes adjustment means 6 for the intensity of the current flowing in the secondary circuit 5 and therefore in the tunnel 2.
  • the tunnel also comprises, preferably, means 7 for measuring its indoor temperature.
  • the above technique is adapted to construction of the furnace 8 shown in FIGS. 2 and 3, most of the elements are integrated inside a frame 9.
  • the tunnel refractory metal 2 is placed inside a metal casing 10 in the frame, as shown in Figure 3a.
  • this one has a circular section, however it can be foreseen that this adopts a different section.
  • the envelope 10 contains ceramic fibers refractory 11, so as to thermally isolate the metal tunnel from the rest of the furnace.
  • 3b represents a variant of the envelope according to the invention, in which it further comprises a second steel tube 12, adjusted so as to enclose the metal tunnel 2 via a layer of ceramic fibers 13, and thus prevent it from deforms too quickly.
  • a second steel tube 12 adjusted so as to enclose the metal tunnel 2 via a layer of ceramic fibers 13, and thus prevent it from deforms too quickly.
  • the tube 12 which is connected to the electrical supply means to be heated and, the fibers 13 being removed, the tube 12 constitutes the heating element of the tunnel 2 by radiation.
  • the tunnel 2 is further arranged to perform an additional function which is to ensure the circulation of the coolant. To do this, it is directly integrated into a main tube 14 of the furnace.
  • This tubing 14 essentially comprises three portions of substantially circular sections.
  • the first 15 of these portions is straight and extends from a terminal opening 16, slightly protruding on the front face 17 of the frame and used to introduce the parts 18 to be treated, up to the heating element 2.
  • This opening 16 therefore corresponds to the inlet of the heating cabinet.
  • the first portion 15 further comprises a tube 19 connected to its upper part by conventional means.
  • This tube 19 comprises a first part 20 which is short and slightly curved in the direction of the heating element, then a second part 21 extending vertically upwards and having an opening controlled by a valve 22 at its upper end.
  • the second portion of the main tubing is formed by the heating element 2 previously described. This element is delimited by two circular rings 23 serving to connect it to the other elements of the main tubing 14.
  • the heating element 2 also has two tabs 24 provided for establishing the electrical connection between the tunnel 2 and the current supply means 3 previously described. note that these supply means are not shown in Figure 2 for reasons of clarity.
  • the third portion 25 of the main tubing is located in the extension of the heating element. It has a curved first part 26 downwards, then a second straight and substantially vertical part 27, of which the end 28 is open.
  • the part of the tubing 14 comprising the first two portions 15 and 2 described above is slightly inclined relative to the horizontal, in a direction such that the rear end 29 of the heating element 2 is at a level lower than entry 16 of the heating enclosure.
  • the opening 16 of the first portion corresponding to said entry is controlled by the use of a lever 30 actuating a ball valve 31.
  • Means not shown are also provided in the first portion 15 of the tubing for holding in place a carriage 32, described later, by through which the parts 18 are introduced into the heating enclosure.
  • the envelope 10 containing the heating element 2 is fixed to the frame 9 by common fastening means not shown, as well as two tanks 33 and 34 coolant storage.
  • the first of these tanks 33 is located in the upper part of the frame and has a substantially circular opening 35 in its bottom, receiving the upper end 36 of the vertical tube 19 so waterproof.
  • the second tank 34 is located in the lower part of the frame and has a substantially circular opening 37 on its upper face, receiving the straight portion 27 of the third portion 25 of the tube 14 in a sealed manner.
  • the lower reservoir 34 further comprises a pump 38 capable of discharging the liquid cooling to the reservoir 34 via a return line not shown, directly connecting the two tanks to each other. We can possibly provide an overflow pipe 39 connecting the two tanks to avoid an overflow from the upper tank.
  • the device according to the invention uses a specific carriage 32, one possible realization of which is shown in Figure 4.
  • This carriage 32 has a metal structure 40 carrying a handle 41 and rollers 42. Its central part is shaped so as to be able to accommodate the parts to be treated inside boxes 43 and is delimited by two plates 44, here in the form of half-discs and preferably made of stainless steel, serving as a heat shield to protect the ends of the carriage.
  • the power to the heating element is cut and the inlet valve 22 of the coolant is opened immediately to quench, letting said liquid fill the main tubing 14 and therefore completely immerse the metal parts 18.
  • the liquid then flows into the tank lower 34 where it is recovered, then returned to the upper tank 33 under the action of the pump 38, possibly by passing through a cooler not shown.
  • the pump 38 is stopped, the inlet valve 22 of the liquid closed, and the ball valve 31 open to be able to extract the carriage 32 and recover the metal parts 18.
  • the tank 33 is located at any height in the oven and associated with means pumping to force coolant to flow through tubing 14 before returning to the tank 33, possibly via a cooler.
  • the device according to the invention provides for the use of a carriage 45 for supporting the specific loads, visible in FIG. 5.
  • This carriage 45 has a particular feature, compared to the previous one, that it is not inserted directly into the heating enclosure but in a "sock" intermediate 46, shown in FIG. 6.
  • This sock 46 is cylindrical and has a substantially circular opening 47 at one of its ends, while that the other end preferably carries a caster 48.
  • the carriage 45 has a simple metal structure 49 for receiving a box 50 provided for contain charges. At one of its ends, the carriage comprises a plate 51, circular here, including holes 52, 53 for connecting pipes of gas.
  • the carriage 45 includes one or more several stainless steel plates, not shown, between the input plate 51 and the box 50 serving as a heat shield for the intermediate metallic structure 49.
  • the sock 46 is introduced in the main pipe 14 of the oven through the inlet of the heating enclosure 16, same as the carriage 32 in the previous embodiment.
  • Roulette 48 ensures, as in the case of the carriage 32, greater ease of introduction of the "sock" in the tube 14.
  • the charges 18 are placed in the box 50, which is itself placed on the carriage 45.
  • Said carriage is then introduced into the sock 46 through circular opening 47, the whole being assembled so waterproof, using O-rings not shown, for example.
  • the air vacuum is then carried out in the sock 46, before introducing the inert gas therein through the hole 53 located on the input plate 51 of the carriage 45.
  • the heating means 3 to 6 are then activated, the rest of the process taking place in the same manner as described previously.
  • the above description can in no way be considered as being limiting.
  • the tunnel refractory metal 2 is not directly heated by passing a current electric but that it is doubled by another refractory metal tunnel being itself connected to the power supply means.
  • Such a variant makes it possible to further limit the thermal shock suffered by the heating element during quenching and therefore to increase its longevity.
  • the means of heating used are not of the resistive type, but inductive. In the latter case, the rooms are heated directly, and tunnel 2 does not need to be heated, it is why we can possibly foresee that it is made of ceramic, the rest of the device remains unchanged.
  • the oven comprises, according to different modes of embodiment, a cylindrical housing having an opening on the front face of the frame and likely to receive an unused cart.
  • the oven may also include a screen, on the front of the frame, allowing to display a certain number information such as the temperature in the heating chamber or the duration heating. This screen can possibly be associated with a keyboard allowing to control the oven, using conventional electronic means.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

A method for the heat treatment of metal components (18) consists of heating the components in a treatment chamber (2) of a furnace (8) and then quenching them by immersion in a cooling liquid directly in the heating enclosure without having to displace them. An Independent claim is also included for the heat treatment device used to put this method into service.

Description

La présente invention concerne un procédé de traitement thermique par immersion notamment de pièces métalliques, plus particulièrement de trempe rapide notamment de pièces faites d'un métal noble, tel que l'or, le titane ou le platine. L'invention comprend également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé.The present invention relates to a method of heat treatment by immersion in particular of metal parts, more particularly of rapid quenching especially pieces made of a noble metal, such as gold, titanium or platinum. The invention also includes a device for implementing this method.

Les métaux nobles tels que, par exemple, l'or, le titane et le platine, sont souvent utilisés pour réaliser des pièces destinées notamment à la joaillerie ou à l'habillage de réalisations horlogères. Ils doivent alors présenter des propriétés physiques telles que leur façonnage puisse être aisé, tout en conservant une excellente stabilité. Pour présenter de telles propriétés, un métal doit subir un traitement thermique consistant à chauffer ledit métal à une température élevée, inférieure au point de fusion, pendant un certain temps, de sorte à obtenir une structure cristallographique particulière. Cette structure n'étant stable qu'à cette température, le métal est trempé, c'est-à-dire refroidi brusquement, pour figer ladite structure cristalline et maintenir le métal dans cet état cristallographique à la température ambiante.Noble metals such as, for example, gold, titanium and platinum, are often used to make pieces intended in particular for jewelry or the packaging of watchmaking achievements. They must then have properties physical such that their shaping can be easy, while retaining a excellent stability. To exhibit such properties, a metal must undergo a heat treatment consisting in heating said metal to a high temperature, below the melting point, for a while, so as to get a particular crystallographic structure. This structure being stable only at this temperature, the metal is quenched, that is to say abruptly cooled, to freeze said crystal structure and keep the metal in this crystallographic state at the ambient temperature.

Pour mettre en oeuvre un tel traitement thermique, on utilise actuellement des procédés classiques dont voici des exemples:

  • la pièce à traiter est tenue à l'aide d'une pince ou portée dans un panier, elle est d'abord chauffée à l'aide d'un chalumeau, puis plongée dans un bac contenant un liquide de refroidissement, pour subir la trempe;
  • un autre procédé permet de limiter la complexité des manipulations précédemment décrites, en ayant recours à un dispositif comprenant une enceinte chauffante dans laquelle est placée la pièce, l'enceinte étant capable de pivoter autour d'un axe horizontal, et se situant juste au-dessus d'un bac à liquide de refroidissement. Une fois le chauffage terminé, il suffit de faire basculer l'enceinte pour faire tomber la pièce dans le bac afin d'y effectuer la trempe. On peut noter que ce dispositif permet le traitement simultané de plusieurs pièces.
To carry out such a heat treatment, conventional methods are currently used, here are examples:
  • the part to be treated is held using pliers or carried in a basket, it is first heated using a torch, then immersed in a tank containing a coolant, to undergo quenching ;
  • another method makes it possible to limit the complexity of the manipulations described above, by using a device comprising a heating enclosure in which the part is placed, the enclosure being capable of pivoting about a horizontal axis, and being situated just above above a coolant tank. Once the heating is finished, simply tilt the enclosure to drop the part in the tray to quench it. It can be noted that this device allows the simultaneous processing of several pieces.

Toutefois, de tels procédés ne sont pas envisageables lorsqu'il s'agit de réaliser des pièces destinées à la joaillerie ou à l'horlogerie. En effet, tous deux présentent un inconvénient important, qui est le contact plus ou moins long qu'établit la pièce avec l'air environnant, au cours du traitement, puisque celui-ci provoque l'apparition de taches d'oxydation sur la surface du métal, interdisant ainsi son utilisation à des fins esthétiques. On notera que le deuxième procédé présente un inconvénient supplémentaire, en ce qui concerne notamment les domaines de la joaillerie et de l'horlogerie, qui est le grand risque de marquage des pièces traitées, du fait de leur chute dans le bac de trempe.However, such methods cannot be envisaged when it comes to make pieces for jewelry or watchmaking. Indeed, both have a significant drawback, which is the more or less long contact that establishes the room with the surrounding air, during treatment, since this causes the appearance of oxidation spots on the surface of the metal, thus preventing its use for aesthetic purposes. Note that the second method has a additional disadvantage, particularly with regard to the areas of jewelry and watchmaking, which is the great risk of marking the treated parts, due to their fall into the quench tank.

Des procédés qui permettent d'éviter tout contact entre les pièces à traiter et l'air existent déjà. Des dispositifs mettant en oeuvre de tels procédés sont également connus dans l'art antérieur. En effet, le brevet US 3,633,895 décrit un four au sein duquel se trouvent deux chambres séparées par une porte en matériau isolant thermique. Une des chambres constitue l'enceinte chauffante du four, tandis que l'autre, placée immédiatement à côté de la première, constitue une chambre de trempe. Ce dispositif comporte des moyens pour faire le vide d'air dans l'ensemble constitué notamment par les deux enceintes précédemment décrites. Il comprend en outre un réservoir situé au-dessus de la chambre de trempe, qui peut également être maintenu sous vide, et destiné à contenir un liquide de refroidissement. Le procédé de traitement thermique correspondant se décompose de la façon suivante: une fois la pièce placée à l'intérieur de l'enceinte chauffante, on effectue le vide d'air dans l'ensemble du dispositif. On chauffe alors la pièce, et une fois le chauffage terminé on ouvre la porte isolante entre les deux chambres. On laisse ainsi entrer un bras commandé par un mécanisme hydraulique, ce bras prenant la pièce à traiter en charge, pour la déplacer jusque dans la chambre de trempe. On referme alors la porte isolante et on ouvre des vannes commandant l'arrivée du liquide de refroidissement depuis le réservoir, ledit liquide immergeant totalement la chambre de trempe et donc la pièce à traiter. Le liquide est récupéré sous la chambre de trempe. Il est ensuite soumis à une circulation forcée par le recours à une pompe lui faisant traverser un refroidisseur, avant de retourner dans le réservoir.Processes which avoid any contact between the parts to be treated and the air already exist. Devices implementing such methods are also known in the prior art. Indeed, US patent 3,633,895 describes an oven within from which there are two rooms separated by a door made of insulating material thermal. One of the bedrooms constitutes the heating enclosure of the oven, while the other, placed immediately next to the first, constitutes a tempering. This device includes means for creating a vacuum in the assembly constituted in particular by the two enclosures previously described. It includes in addition to a tank located above the quenching chamber, which can also be maintained under vacuum, and intended to contain a coolant. The process of corresponding heat treatment breaks down as follows: once the room placed inside the heating chamber, the air is vacuumed in the whole device. We then heat the room, and once the heating is finished we opens the insulating door between the two rooms. We let an arm go in controlled by a hydraulic mechanism, this arm taking the part to be treated in charge, to move it into the quenching chamber. We then close the door insulating and opening valves controlling the arrival of the coolant from the tank, said liquid completely immersing the quenching chamber and therefore the part to be treated. The liquid is collected under the quenching chamber. He is then subjected to forced circulation by the use of a pump making it cross a cooler, before returning to the tank.

Ce système, bien qu'ayant l'avantage de permettre une trempe rapide, présente toutefois quelques inconvénients. En effet, le procédé est assez complexe du fait de l'utilisation de deux chambres distinctes dans le four. En outre, même si le transfert de la pièce d'une chambre à l'autre est rapide, il engendre une perte de temps non négligeable pour le procédé de trempe, du fait de la chute transitoire de température non contrôlée lors du déplacement de la pièce. En plus, le transfert est à l'origine d'un autre problème plus grave, qui est le risque d'endommagement de la pièce à traiter du fait des vibrations dues, non seulement, à sa prise en charge par le bras hydraulique, mais également au déplacement qui suit la prise en charge.This system, although having the advantage of allowing rapid quenching, has some drawbacks, however. Indeed, the process is quite complex due to the use of two separate chambers in the oven. In addition, even if the transfer of the room from one room to another is fast, it generates a loss of significant time for the quenching process, due to the transient fall of temperature not controlled when moving the part. In addition, the transfer is at the cause of another, more serious problem, which is the risk of damage to the part to be treated due to vibrations due not only to its assumption by the hydraulic arm, but also to the movement following the treatment.

On se rend compte que pour remédier à ce problème, il faut recourir à un procédé permettant d'effectuer successivement les étapes de chauffage puis de trempe, sans avoir à déplacer la pièce métallique entre les deux. We realize that to remedy this problem, it is necessary to resort to a process for successively carrying out the heating steps and then quenching, without having to move the metal part in between.

Un tel type de procédé est déjà connu du brevet US 4,278,421. Celui-ci décrit un dispositif permettant de mettre en oeuvre un procédé au cours duquel on place une pièce métallique dans une enceinte chauffante, contenue dans un four industriel, afin de la chauffer avant de lui faire subir une trempe à l'aide d'un gaz de refroidissement. Le four comporte en outre des conduites servant à faire circuler le gaz, à l'aide d'un système de soufflerie, via un refroidisseur. L'injection du gaz de refroidissement dans l'enceinte chauffante au moment de la trempe se faisant par une conduite de grosse section débouchant dans la partie supérieure de l'enceinte chauffante, le flux d'entrée du gaz est contrôlé et dirigé par un clapet. Ce système permet de maítriser la répartition du gaz de refroidissement lors de son entrée au contact de la pièce à tremper, et ce pour des tailles de pièce variables.Such a type of process is already known from US Pat. No. 4,278,421. This describes a device for implementing a process during which a metal part in a heating enclosure, contained in an industrial oven, in order to heat it before subjecting it to quenching using a cooling. The oven also has lines for circulating the gas, using a blower system, via a cooler. Gas injection cooling in the heating chamber at the time of quenching by a large section pipe leading into the upper part of the enclosure The gas inlet flow is controlled and directed by a valve. This system allows you to control the distribution of the cooling gas when it enters the contact of the part to be quenched, and this for variable part sizes.

Cependant, pour obtenir certaines propriétés physiques particulières du métal constituant la pièce après le traitement thermique, le recours à un gaz de refroidissement n'est pas suffisant, car l'échange thermique au moment de la trempe n'est pas assez rapide. Pour obtenir ces propriétés physiques particulières, l'utilisation d'un liquide est indispensable du fait de la plus grande capacité calorifique massique de ce type de fluide par rapport aux gaz. Un autre problème se pose alors, pour tout homme de l'art. Il est généralement reconnu que l'utilisation d'un liquide de refroidissement au lieu d'un gaz, dans un dispositif tel que le précédent, exposerait les éléments chauffants du four à un choc thermique violent, entraínant leur détérioration.However, to obtain certain specific physical properties of the metal constituting the part after the heat treatment, the use of a cooling is not sufficient, because the heat exchange at the time of quenching is not fast enough. To obtain these particular physical properties, the use of a liquid is essential due to the greater specific heat capacity of this type of fluid compared to gases. Another problem then arises, for everything skilled in the art. It is generally recognized that the use of a cooling instead of a gas, in a device like the previous one, would expose the furnace heating elements to a violent thermal shock, causing their deterioration.

La présente invention a pour principal objet la mise en oeuvre d'un procédé, par l'utilisation d'un dispositif approprié, permettant principalement de résoudre les problèmes précités.The main object of the present invention is the implementation of a method, by the use of an appropriate device, mainly to resolve the above problems.

Dans ce but, l'invention concerne un procédé de traitement thermique de pièces métalliques dans un four, comportant les étapes consistant à:

  • introduire au moins une pièce à traiter dans une chambre de traitement dudit four,
  • chauffer la pièce à une température de traitement déterminée,
  • interrompre le chauffage une fois que la pièce a atteint ladite température de traitement,
  • procéder à la trempe de la pièce à l'aide d'un moyen de refroidissement,
  • extraire la pièce traitée du four,
caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est un liquide et en ce que l'étape de trempe consiste à introduire ledit liquide à l'intérieur de la chambre de traitement, et à amener ce liquide directement au contact de la pièce. To this end, the invention relates to a method of heat treatment of metal parts in an oven, comprising the steps consisting in:
  • introduce at least one part to be treated into a treatment chamber of said oven,
  • heat the part to a determined treatment temperature,
  • interrupt the heating once the room has reached said treatment temperature,
  • quench the part using cooling means,
  • extract the treated part from the oven,
characterized in that the cooling means is a liquid and in that the quenching step consists in introducing said liquid inside the treatment chamber, and in bringing this liquid directly into contact with the workpiece.

On note que le liquide de refroidissement peut présenter une température définie en fonction du traitement thermique souhaité, selon que l'utilisateur veut effectuer une trempe, une hyper-trempe, un recuit, ou autres.It is noted that the coolant may have a temperature defined according to the desired heat treatment, depending on whether the user wants quenching, hyper-quenching, annealing, or the like.

L'invention concerne également un dispositif perfectionné permettant de mettre en oeuvre ce procédé, comportant un four comprenant au moins une chambre de traitement thermique, des moyens de chauffage de ladite chambre de traitement, au moins un réservoir à liquide de refroidissement, des conduites de circulation du liquide de refroidissement reliées audit réservoir, caractérisé en ce qu'au moins une portion desdites conduites de circulation du liquide de refroidissement est formée par la chambre de traitement elle-même.The invention also relates to an improved device for implement this method, comprising an oven comprising at least one chamber heat treatment, means for heating said treatment chamber, at least one coolant tank, circulation pipes for the coolant connected to said tank, characterized in that at least one portion of said coolant circulation pipes is formed by the processing chamber itself.

On peut éventuellement prévoir dans le dispositif un circuit fermé pour le liquide de refroidissement, ledit circuit comprenant un refroidisseur, ceci permettant de limiter la taille du réservoir supérieur, même dans le cas de pièces nécessitant un contact prolongé avec le liquide de refroidissement.A closed circuit can optionally be provided in the device for the coolant, said circuit comprising a cooler, allowing limit the size of the upper tank, even in the case of parts requiring prolonged contact with coolant.

On peut également prévoir des moyens conventionnels, tels que décrits dans l'art antérieur, permettant de créer une atmosphère protectrice dans l'enceinte chauffante. On évite ainsi tout risque de réaction parasite sur la surface du métal, garantissant un aspect immaculé de la pièce traitée.One can also provide conventional means, as described in the prior art, making it possible to create a protective atmosphere in the enclosure heating. This avoids any risk of parasitic reaction on the surface of the metal, guaranteeing an immaculate appearance of the treated part.

Dans un mode de réalisation préféré du dispositif, les moyens de chauffage du four sont du type résistif, directement formés par les parois de l'enceinte chauffante, par exemple conformément à ceux décrits dans le brevet CH 688 873.In a preferred embodiment of the device, the heating means of the oven are of the resistive type, directly formed by the walls of the heating enclosure, for example in accordance with those described in patent CH 688 873.

On peut, dans une variante, utiliser un chariot spécifique adapté à la géométrie de l'enceinte chauffante, au nombre et/ou à la nature des pièces à traiter, facilitant ainsi leur manipulation.One can, in a variant, use a specific carriage adapted to the geometry of the heating chamber, the number and / or the nature of the parts to be treated, facilitating thus their manipulation.

On peut aussi prévoir d'utiliser un manchon supplémentaire de protection appelé "chaussette", placé dans l'enceinte chauffante et dans lequel se loge le chariot portant les pièces à traiter. Cette solution s'applique lorsque la nature du métal interdit tout contact direct de la pièce avec le liquide de refroidissement utilisé, pour ne pas en dégrader l'aspect. C'est le cas, à titre d'exemple non limitatif, lorsque la pièce est en titane et que l'eau est utilisée pour la trempe.We can also plan to use an additional protective sleeve called "sock", placed in the heating enclosure and in which the carriage is housed carrying the parts to be treated. This solution applies when the nature of the prohibited metal any direct contact of the part with the coolant used, so as not to degrade the appearance. This is the case, by way of nonlimiting example, when the part is in titanium and that water is used for quenching.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de différents exemples d'exécution en référence aux dessins annexés, dans lesquels:

  • la figure 1 représente un schéma en transparence de l'élément chauffant, conformément à l'art antérieur ;
  • la figure 2 représente une vue d'ensemble, en partie éclatée, d'un four selon l'invention ;
  • la figure 3a représente une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2;
  • la figure 3b représente une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 pour un autre mode de réalisation de l'enveloppe;
  • la figure 4 représente une vue en perspective d'un chariot selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
  • la figure 5 représente une vue en perspective d'un chariot selon un autre mode de réalisation, et
  • la figure 6 représente une vue en perspective du manchon dans lequel vient se loger le chariot selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5.
The invention will be better understood with the aid of the following description of various exemplary embodiments with reference to the appended drawings, in which:
  • Figure 1 shows a transparent diagram of the heating element, according to the prior art;
  • FIG. 2 represents an overall view, partially exploded, of an oven according to the invention;
  • Figure 3a shows a sectional view along line III-III of Figure 2;
  • Figure 3b shows a sectional view along line III-III of Figure 2 for another embodiment of the envelope;
  • Figure 4 shows a perspective view of a carriage according to a preferred embodiment of the invention;
  • FIG. 5 represents a perspective view of a carriage according to another embodiment, and
  • FIG. 6 represents a perspective view of the sleeve in which the carriage is housed according to the embodiment shown in FIG. 5.

Le four selon l'invention fait appel à une technique connue de l'art antérieur en ce qui concerne l'élément chauffant. En effet, la figure 1 représente une vue dudit élément chauffant 1 tel que décrit dans le brevet CH 688 873. Il est constitué d'un tunnel métallique réfractaire 2 chauffant grâce au passage d'un courant électrique noté I. Ce tunnel 2 est alimenté par un circuit d'alimentation électrique 3 comprenant un circuit primaire 4 et un circuit secondaire 5, le circuit secondaire 5 étant relié en série au tunnel 2. Le circuit primaire 4 comporte des moyens de réglage 6 de l'intensité du courant circulant dans le circuit secondaire 5 et donc dans le tunnel 2. Le tunnel comporte en outre, préférentiellement, des moyens 7 de mesure de sa température intérieure.The oven according to the invention uses a technique known from the prior art in regarding the heating element. Indeed, Figure 1 shows a view of said heating element 1 as described in patent CH 688 873. It consists of a refractory metal tunnel 2 heated by the passage of an electric current noted I. This tunnel 2 is supplied by an electrical supply circuit 3 comprising a primary circuit 4 and a secondary circuit 5, the secondary circuit 5 being connected at series in tunnel 2. The primary circuit 4 includes adjustment means 6 for the intensity of the current flowing in the secondary circuit 5 and therefore in the tunnel 2. The tunnel also comprises, preferably, means 7 for measuring its indoor temperature.

Dans le dispositif selon l'invention, la technique susmentionnée est adaptée à la construction du four 8 représenté sur les figures 2 et 3, dont la plupart des éléments sont intégrés à l'intérieur d'un bâti 9. En effet, dans la présente invention le tunnel métallique réfractaire 2 est placé à l'intérieur d'une enveloppe métallique 10 dans le bâti, tel que représenté sur la figure 3a. Dans un mode de réalisation préféré du tunnel 2, celui-ci présente une section circulaire, cependant on peut prévoir que celui-ci adopte une section différente. L'enveloppe 10 contient des fibres de céramique réfractaire 11, de sorte à isoler thermiquement le tunnel métallique du reste du four. La figure 3b représente une variante de l'enveloppe selon l'invention, dans laquelle elle comprend en outre un deuxième tube 12 en acier, ajusté de sorte à enserrer le tunnel métallique 2 via une couche de fibres de céramique 13, et éviter ainsi qu'il ne se déforme trop rapidement. On peut éventuellement prévoir que c'est le tube 12 qui est relié aux moyens d'alimentation électrique pour être chauffé et, les fibres 13 étant supprimées, le tube 12 constitue l'élément chauffant du tunnel 2 par rayonnement.In the device according to the invention, the above technique is adapted to construction of the furnace 8 shown in FIGS. 2 and 3, most of the elements are integrated inside a frame 9. Indeed, in the present invention the tunnel refractory metal 2 is placed inside a metal casing 10 in the frame, as shown in Figure 3a. In a preferred embodiment of the tunnel 2, this one has a circular section, however it can be foreseen that this adopts a different section. The envelope 10 contains ceramic fibers refractory 11, so as to thermally isolate the metal tunnel from the rest of the furnace. FIG. 3b represents a variant of the envelope according to the invention, in which it further comprises a second steel tube 12, adjusted so as to enclose the metal tunnel 2 via a layer of ceramic fibers 13, and thus prevent it from deforms too quickly. One can possibly foresee that it is the tube 12 which is connected to the electrical supply means to be heated and, the fibers 13 being removed, the tube 12 constitutes the heating element of the tunnel 2 by radiation.

Le tunnel 2 est en outre agencé pour remplir une fonction supplémentaire qui est d'assurer la circulation du liquide de refroidissement. Pour ce faire, il est directement intégré dans une tubulure principale 14 du four. Cette tubulure 14 comporte essentiellement trois portions de sections sensiblement circulaires. La première 15 de ces portions est droite et s'étend d'une ouverture terminale 16, légèrement en saillie sur la face avant 17 du bâti et servant à introduire les pièces 18 à traiter, jusqu'à l'élément chauffant 2. Cette ouverture 16 correspond donc à l'entrée de l'enceinte chauffante. La première portion 15 comporte en outre un tube 19 raccordé à sa partie supérieure par des moyens conventionnels. Ce tube 19 comprend une première partie 20 courte et légèrement courbée en direction de l'élément chauffant, puis une deuxième partie 21 s'étendant verticalement vers le haut et ayant une ouverture contrôlée par une vanne 22 à son extrémité supérieure. La seconde portion de la tubulure principale est formée par l'élément chauffant 2 précédemment décrit. Cet élément est délimité par deux bagues circulaires 23 servant à le raccorder aux autres éléments de la tubulure principale 14. L'élément chauffant 2 comporte également deux pattes 24 prévues pour établir la connexion électrique entre le tunnel 2 et les moyens d'alimentation en courant 3 précédemment décrits. Notons que ces moyens d'alimentation ne sont pas représentés sur la figure 2 pour des raisons de clarté. La troisième portion 25 de la tubulure principale se situe dans le prolongement de l'élément chauffant. Elle comporte une première partie 26 courbée vers le bas, puis une deuxième partie 27 droite et sensiblement verticale, dont l'extrémité 28 est ouverte. La partie de la tubulure 14 comprenant les deux premières portions 15 et 2 ci-dessus décrites est légèrement inclinée par rapport à l'horizontale, dans un sens tel que l'extrémité arrière 29 de l'élément chauffant 2 est à un niveau plus bas que l'entrée 16 de l'enceinte chauffante.The tunnel 2 is further arranged to perform an additional function which is to ensure the circulation of the coolant. To do this, it is directly integrated into a main tube 14 of the furnace. This tubing 14 essentially comprises three portions of substantially circular sections. The first 15 of these portions is straight and extends from a terminal opening 16, slightly protruding on the front face 17 of the frame and used to introduce the parts 18 to be treated, up to the heating element 2. This opening 16 therefore corresponds to the inlet of the heating cabinet. The first portion 15 further comprises a tube 19 connected to its upper part by conventional means. This tube 19 comprises a first part 20 which is short and slightly curved in the direction of the heating element, then a second part 21 extending vertically upwards and having an opening controlled by a valve 22 at its upper end. The second portion of the main tubing is formed by the heating element 2 previously described. This element is delimited by two circular rings 23 serving to connect it to the other elements of the main tubing 14. The heating element 2 also has two tabs 24 provided for establishing the electrical connection between the tunnel 2 and the current supply means 3 previously described. note that these supply means are not shown in Figure 2 for reasons of clarity. The third portion 25 of the main tubing is located in the extension of the heating element. It has a curved first part 26 downwards, then a second straight and substantially vertical part 27, of which the end 28 is open. The part of the tubing 14 comprising the first two portions 15 and 2 described above is slightly inclined relative to the horizontal, in a direction such that the rear end 29 of the heating element 2 is at a level lower than entry 16 of the heating enclosure.

L'ouverture 16 de la première portion correspondant à ladite entrée est contrôlée par le recours à une manette 30 actionnant une vanne à boisseau sphérique 31. Des moyens non représentés sont également prévus dans la première portion 15 de la tubulure pour maintenir en place un chariot 32, décrit ultérieurement, par l'intermédiaire duquel les pièces 18 sont introduites dans l'enceinte chauffante.The opening 16 of the first portion corresponding to said entry is controlled by the use of a lever 30 actuating a ball valve 31. Means not shown are also provided in the first portion 15 of the tubing for holding in place a carriage 32, described later, by through which the parts 18 are introduced into the heating enclosure.

L'enveloppe 10 contenant l'élément chauffant 2 est fixée au bâti 9 par des moyens de fixation courants non représentés, de même que deux réservoirs 33 et 34 de stockage du liquide de refroidissement. Le premier de ces réservoirs 33 est situé dans la partie supérieure du bâti et comporte une ouverture 35 sensiblement circulaire dans son fond, recevant l'extrémité supérieure 36 du tube vertical 19 de manière étanche. Le deuxième réservoir 34 est situé dans la partie inférieure du bâti et comporte une ouverture 37 sensiblement circulaire sur sa face supérieure, recevant la partie droite 27 de la troisième portion 25 de la tubulure 14 de manière étanche. Le réservoir inférieur 34 comporte en outre une pompe 38 capable de refouler le liquide de refroidissement vers le réservoir 34 par l'intermédiaire d'une conduite de retour non représentée, reliant directement les deux réservoirs entre eux. On peut éventuellement prévoir un tuyau de trop-plein 39 reliant les deux réservoirs pour éviter un débordement du réservoir supérieur.The envelope 10 containing the heating element 2 is fixed to the frame 9 by common fastening means not shown, as well as two tanks 33 and 34 coolant storage. The first of these tanks 33 is located in the upper part of the frame and has a substantially circular opening 35 in its bottom, receiving the upper end 36 of the vertical tube 19 so waterproof. The second tank 34 is located in the lower part of the frame and has a substantially circular opening 37 on its upper face, receiving the straight portion 27 of the third portion 25 of the tube 14 in a sealed manner. The lower reservoir 34 further comprises a pump 38 capable of discharging the liquid cooling to the reservoir 34 via a return line not shown, directly connecting the two tanks to each other. We can possibly provide an overflow pipe 39 connecting the two tanks to avoid an overflow from the upper tank.

Pour l'introduction des pièces 18 à traiter dans le four, le dispositif selon l'invention utilise un chariot 32 spécifique, dont une réalisation possible est représentée à la figure 4. Ce chariot 32 comporte une structure métallique 40 portant une poignée 41 et des roulettes 42. Sa partie centrale est conformée de sorte à pouvoir accueillir les pièces à traiter à l'intérieur de boítes 43 et est délimitée par deux plaques 44, ici en forme de demi-disques et de préférence en acier inoxydable, servant d'écran thermique pour protéger les extrémités du chariot.For the introduction of the parts 18 to be treated into the oven, the device according to the invention uses a specific carriage 32, one possible realization of which is shown in Figure 4. This carriage 32 has a metal structure 40 carrying a handle 41 and rollers 42. Its central part is shaped so as to be able to accommodate the parts to be treated inside boxes 43 and is delimited by two plates 44, here in the form of half-discs and preferably made of stainless steel, serving as a heat shield to protect the ends of the carriage.

Pour effectuer le traitement thermique de pièces métalliques, celles-ci sont placées dans les boítes 43, sur le chariot 32. Celui-ci est mis en place dans l'enceinte chauffante 2 par l'ouverture 16 située sur la face avant du bâti 9, la vanne à boisseau sphérique 31 étant ouverte. Les roulettes 42 du chariot lui permettent de rouler à l'intérieur de la tubulure 14, facilitant ainsi sa mise en place. Le positionnement du chariot 32 dans la tubulure 14 est déterminé par des moyens conventionnels non représentés, tels qu'un crochet sur lequel vient reposer la poignée 41 par exemple. La vanne 31 est alors fermée, et des moyens non représentés, connus de l'homme de l'art, sont activés pour remplacer l'air présent dans la tubulure 14 par une atmosphère inerte. Puis l'alimentation 3 de l'élément chauffant 2 est mise en marche, avec un courant I d'intensité adaptée à la température de traitement souhaitée. A la fin du chauffage, l'alimentation de l'élément chauffant est coupée et la vanne 22 d'entrée du liquide de refroidissement est ouverte immédiatement pour effectuer la trempe, laissant ledit liquide remplir la tubulure principale 14 et donc immerger complètement les pièces métalliques 18. Le liquide s'écoule ensuite jusque dans le réservoir inférieur 34 où il est récupéré, puis renvoyé dans le réservoir supérieur 33 sous l'action de la pompe 38, éventuellement en traversant un refroidisseur non représenté. Une fois le refroidissement achevé, la pompe 38 est arrêtée, la vanne 22 d'entrée du liquide refermée, et la vanne à boisseau sphérique 31 ouverte pour pouvoir extraire le chariot 32 et récupérer les pièces métalliques 18. Bien entendu, on peut prévoir que le réservoir 33 est situé à n'importe quelle hauteur dans le four et associé à des moyens de pompage pour forcer le liquide de refroidissement à circuler dans la tubulure 14 avant de revenir dans le réservoir 33, éventuellement via un refroidisseur.To carry out the heat treatment of metal parts, these are placed in the boxes 43, on the carriage 32. It is placed in the enclosure heating 2 through the opening 16 located on the front face of the frame 9, the ball valve spherical 31 being open. The rollers 42 of the carriage allow it to roll at inside the tubing 14, thus facilitating its installation. The positioning of carriage 32 in tubing 14 is determined by conventional means not shown, such as a hook on which rests the handle 41 for example. The valve 31 is then closed, and means not shown, known to the man of art, are activated to replace the air present in the tubing 14 with an atmosphere inert. Then the supply 3 of the heating element 2 is switched on, with a current I of intensity adapted to the desired treatment temperature. At the end of heating, the power to the heating element is cut and the inlet valve 22 of the coolant is opened immediately to quench, letting said liquid fill the main tubing 14 and therefore completely immerse the metal parts 18. The liquid then flows into the tank lower 34 where it is recovered, then returned to the upper tank 33 under the action of the pump 38, possibly by passing through a cooler not shown. Once the cooling is complete, the pump 38 is stopped, the inlet valve 22 of the liquid closed, and the ball valve 31 open to be able to extract the carriage 32 and recover the metal parts 18. Of course, provision can be made for the tank 33 is located at any height in the oven and associated with means pumping to force coolant to flow through tubing 14 before returning to the tank 33, possibly via a cooler.

Dans un mode de réalisation particulier, qui concerne notamment le traitement de pièces en titane, pour les raisons mentionnées précédemment, le dispositif selon l'invention prévoit l'utilisation d'un chariot 45 de support des charges spécifique, visible sur la figure 5. Ce chariot 45 a de particulier, par rapport au précédent, qu'il n'est pas introduit directement dans l'enceinte chauffante mais dans une "chaussette" intermédiaire 46, représentée en figure 6. Cette chaussette 46 est cylindrique et comporte une ouverture sensiblement circulaire 47 à l'une de ses extrémités, tandis que l'autre extrémité porte de préférence une roulette 48. Le chariot 45 comporte une structure métallique simple 49 permettant de recevoir une boíte 50 prévue pour contenir les charges. A une de ses extrémités, le chariot comporte une plaque 51, circulaire ici, comprenant des trous 52, 53 permettant de connecter des tuyaux de gaz. Un de ces trous 52 est prévu pour connecter une pompe à vide tandis qu'au moins un trou 53 supplémentaire est prévu pour connecter une arrivée de gaz inerte, tel que de l'argon. On peut également prévoir que le chariot 45 comporte une ou plusieurs plaques en acier inoxydable, non représentées, entre la plaque d'entrée 51 et la boíte 50 servant d'écran thermique pour la structure métallique 49 intermédiaire. Lors du traitement de pièces ou charges en titane, la chaussette 46 est introduite dans la tubulure principale 14 du four par l'entrée de l'enceinte chauffante 16, de même que le chariot 32 dans le mode de réalisation précédent. La roulette 48 assure, comme dans le cas du chariot 32, une plus grande facilité d'introduction de la "chaussette" dans la tubulure 14. Les charges 18 sont placées dans la boíte 50, qui est elle-même placée sur le chariot 45. Ledit chariot est alors introduit dans la chaussette 46 par l'ouverture circulaire 47, le tout étant assemblé de manière étanche, à l'aide de joints toriques non représentés, par exemple. Le vide d'air est ensuite effectué dans la chaussette 46, avant d'y introduire le gaz inerte par le trou 53 se trouvant sur la plaque d'entrée 51 du chariot 45. Les moyens de chauffage 3 à 6 sont alors activés, la suite du procédé se déroulant de la même manière que décrite précédemment.In a particular embodiment, which notably relates to the processing of titanium parts, for the reasons mentioned above, the device according to the invention provides for the use of a carriage 45 for supporting the specific loads, visible in FIG. 5. This carriage 45 has a particular feature, compared to the previous one, that it is not inserted directly into the heating enclosure but in a "sock" intermediate 46, shown in FIG. 6. This sock 46 is cylindrical and has a substantially circular opening 47 at one of its ends, while that the other end preferably carries a caster 48. The carriage 45 has a simple metal structure 49 for receiving a box 50 provided for contain charges. At one of its ends, the carriage comprises a plate 51, circular here, including holes 52, 53 for connecting pipes of gas. One of these holes 52 is provided for connecting a vacuum pump while at at least one additional hole 53 is provided for connecting an inert gas supply, such as argon. It is also possible to provide that the carriage 45 includes one or more several stainless steel plates, not shown, between the input plate 51 and the box 50 serving as a heat shield for the intermediate metallic structure 49. When processing titanium parts or charges, the sock 46 is introduced in the main pipe 14 of the oven through the inlet of the heating enclosure 16, same as the carriage 32 in the previous embodiment. Roulette 48 ensures, as in the case of the carriage 32, greater ease of introduction of the "sock" in the tube 14. The charges 18 are placed in the box 50, which is itself placed on the carriage 45. Said carriage is then introduced into the sock 46 through circular opening 47, the whole being assembled so waterproof, using O-rings not shown, for example. The air vacuum is then carried out in the sock 46, before introducing the inert gas therein through the hole 53 located on the input plate 51 of the carriage 45. The heating means 3 to 6 are then activated, the rest of the process taking place in the same manner as described previously.

Bien entendu, la description qui précède ne peut en aucun cas être considérée comme étant limitative. On peut facilement imaginer, par exemple, que le tunnel métallique réfractaire 2 n'est pas directement chauffé par passage d'un courant électrique, mais qu'il est doublé par un autre tunnel métallique réfractaire étant lui-même connecté aux moyens d'alimentation électrique. Une telle variante permet de limiter davantage le choc thermique subi par l'élément chauffant lors de la trempe et donc d'augmenter sa longévité. On peut également imaginer que les moyens de chauffage utilisés ne sont pas du type résistif, mais inductif. Dans ce dernier cas, les pièces sont chauffées directement, et le tunnel 2 ne nécessite pas d'être chauffé, c'est pourquoi on peut éventuellement prévoir qu'il est réalisé en céramique, le reste du dispositif restant inchangé.Of course, the above description can in no way be considered as being limiting. One can easily imagine, for example, that the tunnel refractory metal 2 is not directly heated by passing a current electric but that it is doubled by another refractory metal tunnel being itself connected to the power supply means. Such a variant makes it possible to further limit the thermal shock suffered by the heating element during quenching and therefore to increase its longevity. We can also imagine that the means of heating used are not of the resistive type, but inductive. In the latter case, the rooms are heated directly, and tunnel 2 does not need to be heated, it is why we can possibly foresee that it is made of ceramic, the rest of the device remains unchanged.

On peut en outre prévoir que le four comporte, selon différents modes de réalisation, un logement cylindrique présentant une ouverture sur la face avant du bâti et susceptible de recevoir un chariot inutilisé. Le four peut également comporter un écran, sur la face avant du bâti, permettant d'afficher un certain nombre d'informations telles que la température dans l'enceinte chauffante ou encore la durée du chauffage. Cet écran peut éventuellement être associé à un clavier permettant de commander le four, via des moyens électroniques classiques.It can also be provided that the oven comprises, according to different modes of embodiment, a cylindrical housing having an opening on the front face of the frame and likely to receive an unused cart. The oven may also include a screen, on the front of the frame, allowing to display a certain number information such as the temperature in the heating chamber or the duration heating. This screen can possibly be associated with a keyboard allowing to control the oven, using conventional electronic means.

Il ressort clairement de la description qui précède que ce procédé et ce dispositif permettent avantageusement d'effectuer une trempe rapide, donc efficace, de pièces métalliques. Le fait de pouvoir procéder à une telle trempe avec un liquide, sous atmosphère protectrice et sans déplacer les pièces entre les étapes de chauffage et de refroidissement convient en particulier pour le traitement de pièces délicates destinées à l'horlogerie ou à la joaillerie.It is clear from the above description that this process and device advantageously make it possible to carry out a rapid, therefore effective quenching, of metal parts. The fact of being able to carry out such a quenching with a liquid, under a protective atmosphere and without moving the parts between the stages of heating and cooling is particularly suitable for processing parts delicate for watchmaking or jewelry.

Claims (14)

Procédé de traitement thermique de pièces métalliques dans un four (8), comportant les étapes consistant à: introduire au moins une pièce (18) à traiter dans une chambre de traitement (2) dudit four, chauffer la pièce (18) à une température de traitement déterminée, interrompre le chauffage une fois que la pièce a atteint ladite température de traitement, procéder à la trempe de la pièce à l'aide d'un moyen de refroidissement, extraire la pièce traitée du four, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est un liquide et en ce que l'étape de trempe consiste à introduire ledit liquide à l'intérieur de la chambre de traitement (2) et à amener ce liquide directement au contact de la pièce (18).Method of heat treatment of metal parts in an oven (8), comprising the steps consisting in: introduce at least one part (18) to be treated into a treatment chamber (2) of said oven, heating the part (18) to a determined treatment temperature, interrupt the heating once the room has reached said treatment temperature, quench the part using cooling means, extract the treated part from the oven, characterized in that the cooling means is a liquid and in that the quenching step consists in introducing said liquid inside the treatment chamber (2) and in bringing this liquid directly into contact with the part (18 ). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement est introduit dans la chambre de traitement sous l'effet de la pesanteur.Method according to claim 1, characterized in that the coolant is introduced into the treatment chamber under the effect of gravity. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pendant l'étape de trempe, après un premier passage dans la chambre de traitement (2), le liquide de refroidissement est récupéré pour être d'abord refroidi, puis réinjecté dans la chambre de traitement au moins une fois.Method according to claim 1 or 2, characterized in that during the quenching step, after a first passage in the treatment chamber (2), the coolant is recovered to be first cooled, then reinjected into the chamber treatment at least once. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de chauffage est précédée d'une étape de mise sous atmosphère protectrice de la chambre de traitement.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating step is preceded by a step of placing the treatment chamber under a protective atmosphere. Procédé de traitement thermique de pièces métalliques dans un four (8), comportant les étapes consistant à: introduire au moins une pièce (18) à traiter dans un manchon de protection (46), lui-même étant introduit dans une chambre de traitement (2) dudit four, chauffer la pièce (18) à une température de traitement déterminée, interrompre le chauffage une fois que la pièce a atteint ladite température de traitement, procéder à la trempe de la pièce à l'aide d'un moyen de refroidissement, extraire la pièce traitée du four, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est un liquide et en ce que l'étape de trempe consiste à introduire ledit liquide à l'intérieur de la chambre de traitement (2) et à amener ce liquide directement au contact de la paroi externe du manchon de protection (46).Method of heat treatment of metal parts in an oven (8), comprising the steps consisting in: introducing at least one part (18) to be treated into a protective sleeve (46), itself being introduced into a treatment chamber (2) of said oven, heating the part (18) to a determined treatment temperature, interrupt the heating once the room has reached said treatment temperature, quench the part using cooling means, extract the treated part from the oven, characterized in that the cooling means is a liquid and in that the quenching step consists in introducing said liquid inside the treatment chamber (2) and in bringing this liquid directly into contact with the external wall of the protective sleeve (46). Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pendant l'étape de trempe, le liquide de refroidissement s'écoule dans un espace compris entre la paroi interne de la chambre de traitement (2) et la paroi externe du manchon de protection (46).Method according to claim 5, characterized in that , during the quenching step, the coolant flows in a space between the internal wall of the treatment chamber (2) and the external wall of the protective sleeve ( 46). Dispositif de traitement thermique de pièces métalliques (18) dans un four (8), notamment pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, ledit four (8) comprenant au moins une ouverture (16) pour accéder à au moins une chambre de traitement thermique (2), des moyens de chauffage (2 à 6) de ladite chambre de traitement, au moins un réservoir (33) à liquide de refroidissement, des conduites (14) de circulation du liquide de refroidissement reliées audit réservoir (33), caractérisé en ce qu'au moins une portion (2) desdites conduites (14) de circulation du liquide de refroidissement est formée par la chambre de traitement elle-même.Device for heat treatment of metal parts (18) in an oven (8), in particular for implementing the method according to one of claims 1 to 6, said oven (8) comprising at least one opening (16) for accessing at least one heat treatment chamber (2), means for heating (2 to 6) of said treatment chamber, at least one reservoir (33) for coolant, pipes (14) for circulation of the coolant connected to said tank (33), characterized in that at least a portion (2) of said conduits (14) for circulating the coolant is formed by the treatment chamber itself. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (34, 38) pour récupérer le liquide de refroidissement, pour le refroidir et pour le faire retourner dans ledit réservoir.Device according to claim 7, characterized in that it further comprises means (34, 38) for recovering the coolant, for cooling it and for causing it to return to said tank. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comportent au moins un élément chauffant (2) qui est directement constitué par des parois de ladite chambre de traitement, celles-ci étant réalisées en métal réfractaire.Device according to claim 7 or 8, characterized in that said heating means comprise at least one heating element (2) which is directly constituted by walls of said treatment chamber, these being made of refractory metal. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite chambre de traitement (2) est entourée par des fibres (11, 13) de céramique réfractaire, le tout étant enfermé dans une enveloppe (10, 12) en acier inoxydable.Device according to claim 9, characterized in that said treatment chamber (2) is surrounded by fibers (11, 13) of refractory ceramic, the whole being enclosed in an envelope (10, 12) of stainless steel. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comportent des éléments chauffants qui sont situés à l'extérieur de ladite chambre de traitement.Device according to claim 7 or 8, characterized in that said heating means comprise heating elements which are located outside of said treatment chamber. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit réservoir (33) est situé au-dessus de la chambre de traitement (2) et en ce que ledit réservoir (33) est fermé par une vanne (22) qui, lorsqu'elle est ouverte, laisse le liquide de refroidissement s'écouler par gravité.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that said reservoir (33) is located above the treatment chamber (2) and in that said reservoir (33) is closed by a valve (22) which, when opened, lets coolant flow by gravity. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que ledit réservoir (33) est associé à une pompe permettant d'en extraire le liquide de refroidissement pour immerger l'enceinte chauffante (2) et les pièces (18) à traiter.Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that said reservoir (33) is associated with a pump making it possible to extract the coolant therefrom to immerse the heating chamber (2) and the parts (18) to treat. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce qu'un tube (15), s'étendant depuis l'ouverture (16) du four jusqu'à ladite chambre de traitement thermique, et un tube (19) d'arrivée du liquide de refroidissement sont raccordés l'un à l'autre entre ladite ouverture (16) et ladite chambre de traitement (2).Device according to one of Claims 7 to 13, characterized in that a tube (15), extending from the opening (16) of the oven to said heat treatment chamber, and a tube (19) d 'coolant inlet are connected to each other between said opening (16) and said treatment chamber (2).
EP00203907A 2000-11-08 2000-11-08 Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace Withdrawn EP1205562A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00203907A EP1205562A1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00203907A EP1205562A1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1205562A1 true EP1205562A1 (en) 2002-05-15

Family

ID=8172236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00203907A Withdrawn EP1205562A1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP1205562A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112322880A (en) * 2020-10-10 2021-02-05 芜湖天锐捷精密电子设备有限公司 Quenching device for metal material processing and implementation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB843395A (en) * 1956-10-02 1960-08-04 Hedin Ltd Improvements in or relating to the heat treatment of metal parts
US3633895A (en) * 1970-05-06 1972-01-11 Sola Basic Ind Inc Vacuum water dump quench
US4278421A (en) * 1978-10-14 1981-07-14 Ipsen Industries International Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Industrial furnaces for the heat treatment of metallic workpieces
CH688873A5 (en) * 1993-12-03 1998-04-30 Francois Knellwolf Heat treatment furnace with an electric resistance heated refractory metal tunnel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB843395A (en) * 1956-10-02 1960-08-04 Hedin Ltd Improvements in or relating to the heat treatment of metal parts
US3633895A (en) * 1970-05-06 1972-01-11 Sola Basic Ind Inc Vacuum water dump quench
US4278421A (en) * 1978-10-14 1981-07-14 Ipsen Industries International Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Industrial furnaces for the heat treatment of metallic workpieces
CH688873A5 (en) * 1993-12-03 1998-04-30 Francois Knellwolf Heat treatment furnace with an electric resistance heated refractory metal tunnel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112322880A (en) * 2020-10-10 2021-02-05 芜湖天锐捷精密电子设备有限公司 Quenching device for metal material processing and implementation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2502180A1 (en) OVEN FOR PARTIAL THERMAL TREATMENT OF WORK AREA FOR FORESTS AND SIMILAR TOOLS
EP0388333A1 (en) Apparatus for performing sequences of continous heat treatments in vacuum
EP1419675B1 (en) Cold crucible with induction heating and heat pipe cooling
FR2604378A1 (en) FOUNDRY APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF MOLDED METAL PIECES WITH ORIENTED STRUCTURE
EP0070347A1 (en) Heat treating apparatus
EP1205562A1 (en) Process and device for heat treating metal workpieces by immersion in a furnace
EP0296102B1 (en) Device with several components for heat treatment
FR2520723A1 (en) COOLING DEVICE AND METHOD FOR FORMING FLOAT ICE
FR2711034A1 (en) Levitation and melting apparatus and method of operation
CA2155668A1 (en) Method and machine for cleaning components
FR2909990A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF BLOCKS OF A SEMICONDUCTOR MATERIAL
EP0785402B1 (en) Heat treatment installation for metallic article loads
EP0182681B1 (en) Oxidation furnace for semiconductor material wafers
FR2574221A1 (en) Method and device enabling a single face of a substrate to be chemically attacked
FR2545985A1 (en) DEVICE FOR THE INTRODUCTION AND REMOVAL OF SEMICONDUCTORS IN AN OVEN
FR2593092A1 (en) Method and self-contained device for the treatment of used glass wool with a view to its disposal
EP1092121B1 (en) Heat processing installation
FR2568593A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GROWING REFRACTORY METAL SILICIDE LAYERS AND LAYERS OBTAINED THEREBY
EP0100272A1 (en) Process and apparatus for the production of castings, and castings produced by this process
FR2585460A1 (en) Arm for automatically introducing support boats of silicon discs into a tubular oven for the manufacture of integrated microcircuits
BE519656A (en)
EP1733868A1 (en) Device and process for cooling of a core
CH410029A (en) Process for tempering timepieces and apparatus for implementing this process
WO2021260083A1 (en) Glass sheet bending mould comprising a heating circuit and a cooling circuit
CH511942A (en) Furnace for hardening self-hardening alloy steels and high speed steels

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20021115

AKX Designation fees paid

Designated state(s): CH LI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20080318

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080930