JPH01176023A

JPH01176023A - 真空熱処理炉

Info

Publication number: JPH01176023A
Application number: JP33576787A
Authority: JP
Inventors: Michio Sugiyama; 杉山　道生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-12
Also published as: JPH0255486B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、−室式の真空熱処理炉に関し、詳しくは、
鋼材等の被処理物を真空加熱した後、ガス冷却を利用し
て熱処理する真空熱処理炉に関する。

（従来の技術〉従来のこの種の一室式のガス冷却を利用する真空熱処理
炉では、真空容器に減圧装置と冷却ガス供給装置とが接
続され、真空容器内に加熱室が配設され、真空容器内の
加熱室周囲に、供給された冷却ガスを循環させる循環装
置が配設されているそして、従来のこの種の真空熱処理
炉では、ガス冷却の方式の差により、つぎの２［類のタ
イプのものがある。

（１）１番目のタイプは、加熱室を略直方体形状とし、
前部に設けられた被処理物を出し入れする内部扉の他に
、加熱室の上壁と底壁とに冷却用界を設け、さらに、加
熱室上方の真空容器内に循環装置としての冷却ファンを
設けるタイプである。

そしてこのタイプの被処理物の冷却時には、上下の冷却
用界を共に開放させるとともに冷却ファンを作動させ、
被処理物を冷却ガスの上方から下方へ、あるいは下方か
ら上方への一方向だけの流れを利用し、被処理物を冷却
していた。

（２）２番目のタイプは、加熱室を前後に横置きとした
円筒形状とし、加熱室の前後壁に冷却用屏（前壁の冷却
用界は被処理物の出し入れ用も兼ねる）を設け、さらに
、加熱室の内周面に周方向に沿って複数の冷却ガスを吹
き出す吹き出しノズルを設け、これらの各吹出ノズルに
冷却ガスの循環装置としてのブロアから延びるダクトを
接続するタイプである。そしてこのタイプの被処理物の
冷却時には、前後の冷却用屏を共に開放させるとともに
ブロアを作動させ、全であるいは所定の吹出ノズルから
被処理物に冷却ガスを吹き付け、加熱室半径方向内方へ
向かった後に加熱室前後方向へ向かう冷却ガスの流れを
利用し、被処理物を冷却していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉一番目のタイプの炉では、冷却ガスの上方から下方へ、
あるいは下方から上方への一方向だけの流れを利用して
おり、被処理物が細長い棒状としている場合には、上下
方向に吊り下げるようにし、また、被処理物が薄い板状
としている場合には、上下方向に立てるようにすれば、
均一な焼入れを行なうことができる。

しかし、被処理物を略球形状、略立方体、略直方体等の
厚肉太物被処理物とする場合には、冷却ガスの上流側と
下流側とに分かれる被処理物の上部と下部との冷却速度
が著しく異なり、被処理物に大きな焼入れ歪が生じ易く
なり、１番目のタイプの炉で熱処理するには不向ぎであ
った。

なお、この欠点は、二段、三段等の段積みで熱処理する
場合にも同様であり、上段側と下段側との一方の冷却ガ
ス下流側の被処理物の冷却速度が遅くなり、その下流側
の被処理物の焼入れが不充分となって、この１番目のタ
イプの炉で熱処理するのには不向きであった。

また、２番目のタイプの炉では、加熱室内周壁の吹出ノ
ズルを経て加熱室周壁から半径方向内方に向かって被処
理物に当たった後、加熱室の前後に向かう冷却ガスの流
れを利用しており、被処理物が略球状、略立方体、略直
方体等の厚肉大物被処理物としている場合には、良好に
焼入れを行なうことができる。

しかし、このタイプの炉では、既述のように、吹出ノズ
ルから加熱室半径方向内方へ吹出した冷却ガスが必ず最
終的に加熱室前後方向に２手に分かれて流れることから
、被処理物に対して加熱室前後方向の冷却ガスの流れが
重なることが避けられない、そのため、細長い棒状の被
処理物を熱処理する場合には、炉内にいかなる態様でセ
ットしても、被処理物に弓状の焼入れ歪が生じ、２番目
のタイプの炉で熱処理するには不向きであった。

特に、近年に至っては、ターボファンの利用や加圧ガス
冷却の発達により、より速いガス冷却速度が得られるよ
うになり、冷却速度が増々遠くなっているため、上述の
焼入れ歪の問題が生じ易くなっている。

この発明は、上述の問題を解決できるもので、被処理物
の形状・大きさ等が変わっても、冷却ガスの漬れを適宜
変更することができ、被処理物を均一な速度で冷却する
ことができて、焼入れ歪の発生を極力抑えて熱処理する
ことができる真空熱処理炉を提供することを目的とする
。

く問題点を解決するための手段〉この発明に係る真空熱処理炉は、真空容器に減圧装置と
冷却ガス供給装置とが接続され、真空容器内には、加熱
室と、加熱室周囲の所定位置に配置されて、供給される
冷却ガスを真空容器内で循環させる循環装置とが配設さ
れている真空熱処理炉であって、加熱室が略直方体形状とし、循環装置の冷却ガス吐出側には、それぞれ独立して開閉
可能なダンパを備えるとともに、それぞれ先端に吹出ノ
ズルを備える４つのダクトが接続され、各吹出ノズルが、それぞれ加熱室における上壁、底壁及
び左右の両側壁に対して、間隙を有しかつ対向して配置
され、加熱室における吹出ノズルに対向すると壁、底壁及び左
右の両側壁の部位と、前壁及び後壁の部位とには、それ
ぞれ独立して開閉可能な冷却用群が設けられていること
を特徴とする。

〈発明の作用・効果〉この発明に係る真空熱処理炉では、被処理物の真空加熱
処理後、冷却ガス供給装置からの冷却ガスを真空容器内
に供給して、加熱室の上壁、底壁及び左右の両側壁の任
意の冷却用群を開放するとともに、加熱室の前後壁の冷
却用群も任意に開放する。と同時に循環装置を作動させ
て、所定のダンパを開放させれば、冷却ガスがダクトを
介して所定の吹出ノズルから吹き出され、所定の加熱室
の壁部から加熱室内にその冷却ガスが流入される、その
後流入された冷却ガスは、被処理物を冷却した後、冷却
ガスの流入なく開放されている加熱室の壁部から加熱室
外へ流出され、循環装置に吸気されて再び循環する。

すなわち、この発明に係る真空熱処理炉では、加熱室に
おける上壁・底壁及び左右の側壁のそれぞれの冷却用群
を任意に開閉し、かつ、ダンパを操作してそれらの壁部
に対向する吹出ノズルから任意に冷却ガスを吹き出させ
れば、加熱室内の上方・下方・左方・右方の任意の方向
から冷却ガスを流入させることができる。そして、加熱
室の他の冷却用群を開放しておけば、湾入した冷却ガス
を流入方向以外の加熱室の前方・後方・上方・下方・左
方・及び右方の任意の方向に流出させることができる。

したがって、この発明に係る真空熱処理炉では、冷却ガ
スの流れを適宜変更することができるため、被処理物の
形状・大きさ等が変わることとなっても、被処理物に対
応した冷却ガスの流れで冷却でき、被処理物を均一な速
度で冷却できて、焼入れ歪の発生を極力抑えることがで
きる。

〈実施例〉以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

実施例の真空熱処理炉Ｆは、第１〜３図に示すように、
真空容器１に公知の減圧装置２と窒素ガス等の冷却ガス
供給装置３とが接続され、真空容器１内に加熱室４が配
設されている。真空容器ｌの前部は内部に被処理物Ｍを
装入する装入５１１Ａとしている。

加熱室４は、略直方体形状とし、図示しない公知の発熱
体を具備し、公知の断熱材で囲って構成されている。加
熱室４は、上壁４Ａ、底壁４Ｂ。

左側壁４Ｃ，右側壁４Ｄ、前壁４Ｅ、及び後壁４Ｆに、
それぞれ被処理物Ｍを冷却する際選択して開放される冷
却用群８Ａ、８Ｂ、８Ｃ，８Ｄ、８Ｅ、８Ｆを備えてい
る。各冷却用群８Ａ〜８Ｆは、真空容器１外に配置され
る図示しないエアシリンダ等を利用した開閉装置により
、それぞれ独立して開閉可能としている。なお、前壁４
Ｅの冷却用ｍ８Ｅは、被処理物Ｍ装入用の機能も兼ねる
こととなる。また、４ａは、被処理物Ｍの架台である。

加熱室４後方には、冷却ガス供給装置３によって供給さ
れた冷却ガスを真空容器１内で循環させるファンやブロ
ア等を備えた循環装置５が配設されている。この循環装
置５の吸気側は、第１図に示すように、加熱室４後方の
一箇所としているが、吐出側は、第３図に示すように、
それぞれダクト６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄに接続されて
４つに分岐されている。なお、この循環装置５は、循環
する冷却ガスを冷却する図示しない公知の冷却手段も具
備している。

各ダクト６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄは、第３図に示すよ
うに、元部側にダンパ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄを備え
ている。各ダンパ７Ａ〜７Ｄは、真空容器１外に配置さ
れる図示しないエアシリンダ等を利用した開閉装置によ
り、それぞれ独立して開閉可能としている。

また、各ダクト６Ａ〜６Ｄの先端側は、第１・２図に示
すように、加熱室４の上壁４Ａ、底壁４Ｂ、及び左右側
壁４Ｃ，４Ｄにおける冷却用扉８Ａ〜８Ｄの開放部位ま
で延びている。そして、それぞれの先端部位には、各壁
部４Ａ〜４Ｄに対して間隙を有しかつ対向して配置され
、複数の吐出孔を備える吹出ノズル９Ａ、９Ｂ、９Ｃ及
び９Ｄが配置されている。

つぎに、この実施例の炉Ｆの使用態様について説明する
。

まず、薄い板状の被処理物Ｍ１を熱処理する場合につい
て述べる。ちなみに、被処理物Ｍ１が薄い板状とする場
合には、処理量を考慮すると、複数の被処理物Ｍ１を立
てて上下方向で冷却ガスを流すことが好ましい。

まず、装入扉ＩＡと加熱室前壁４Ｅの冷却用扉８Ｅとを
開放して加熱室４内に複数の被処理物Ｍ１を立てて装入
し、装入５ｉｔＡと冷却用５ｉ１１３Ｅとを閉鎖する。

そして、減圧装置２を作動させて、真空容器１内を真空
状態とし、被処理物Ｍ１を加熱する。

被処理物Ｍ１を所定温度で所定時間維持したならば、冷
却ガス供給装置３を作動させ、真空容器１内を冷却ガス
の加圧状態とする。と同時に、加熱室上・底壁４Ａ・４
Ｂの冷却用扉８Ａ・８Ｂと、上壁４Ａに通じるダクト６
Ａのダンパ７Ａとを開放し、循環装置５を作動させる。

すると、冷却ガスは、吹出ノズル９Ａを経て加熱室上壁
４Ａから流入して底壁４Ｂから流出し、その後、循環装
置５内へ吸入され、ダクト６Ａを経て再び吹出ノズル９
Ａから加熱室４へ上方から流入して循環することとなる
（第１〜４図参照）その後、ダンパ７Ａを閉じ、底壁４
Ｂに通ずるダクト６Ｂのダンパ７Ｂを開放する。

すると、冷却ガスは、吹出ノズル９Ｂを経て加熱室底壁
から流入して上壁４Ａから流出し、その後、循環装置５
を経て循環することとなる（第５図参照）。

そして、これらの加熱室４内を上方から下方へ又は下方
から上方へ流れる冷却ガスにより、薄い板状の被処理物
Ｍ１が各部を均一な冷却速度で冷却され、焼入れ歪の発
生を低減されて焼入れされることとなる。

その後、焼入れ処理がなされたならば、循環装置５を停
止させ、装入扉ＩＡ及び加熱室前壁４Ｅの冷却用扉８Ｅ
を開放し、被処理物Ｍ１を取出せばよい。

つぎに、二・三段等の段積みで被処理物Ｍ２を熱処理す
る場合を説明すると、冷却時、加熱室左右側壁４Ｃ・４
Ｄの冷却用扉８Ｃ・８Ｄを共に開放し、さらに、左側壁
４Ｃに通じるダクト６ｃのダンパ７Ｃと、右側壁４Ｄに
通じるダクト６Ｄのダンパ７Ｄとを順次交互に開放し、
循環装置５を作動させればよい。

すると、冷却ガスは、第６・７図に示すように、吹出ノ
ズル９Ｃを経て左側壁４ｃから加熱室４へ流入して右側
壁４Ｄから流出して循環したり、吹出ノズル９Ｄを経て
右側壁４Ｄから加熱室４へ流入して左側壁４Ｃから流出
して循環する。

そのため、段積みの被処理物Ｍ２の各々を均一に冷却す
ることができ、焼入れ歪の発生を押えて被処理物Ｍ２の
焼入れが行なえる。

さらに、球状等の厚肉太物の被処理物Ｍ３を熱処理する
場合には、冷却時、加熱室４の８壁４Ａ〜４Ｆと、各ダ
クト６Ａ〜６Ｄの各ダンパ７Ａへ７Ｄとを全て開放して
循環装置５を作動させればよい。

すると、冷却ガスは、第１０・１１図に示すように、各
吹出ノズル９Ａ〜９Ｄを経て加熱室４全周の上壁４　Ａ
’・底壁４Ｂ・及び左右側壁４Ｃ・４Ｄから流入し、前
後壁４Ｅ・４Ｆから流出して循環する。

そのため、従来の技術の欄で述べた２番目のタイプの炉
と同様となって、厚肉大物被処理物Ｍ３を均一に冷却す
ることができ、焼入れ歪の発生を抑えて被処理物Ｍ３の
焼入れが行える。

さらに、所望に応じて、加熱室前後壁４Ｅ・４Ｆを除い
た８壁４Ａ〜４Ｄを開放した状態で、上・底壁４Ａ・４
Ｂに通じるダクト６Ａ・６ＢのダンバフＡ・７Ｂを開放
させたり、左右側壁４Ｃ・４Ｄに通じるダクト６Ｃ・６
ＤのダンバフＣ・７Ｄを開放させ、循環装置５を作動さ
せてもよい。

このような態様とすると、冷却ガスは、第８・９図に示
すように、加熱室４内へ上下方向から流入して左右方向
へ流出したり、あるいは、加熱室４内へ左右方向から流
入して上下方向へ流出することとなる。

したがって、実施例の真空熱処理炉Ｆでは、冷却用ｍ８
Ａ〜８Ｆやダンパ７Ａ〜７Ｄを操作し、冷却時における
加熱室４内の冷却ガスの涜れを上下方向・左右方向・前
後方向等を組合わせた第４〜１０図に示す７つの基本形
の他、さらに種々の流れを選択することができる。

そのため、被処理物の形状・大きさ等が変わることとな
っても、冷却ガスの流れを適宜変更することができるた
め、被処理物に対応した冷却ガスの流れで冷却でき、既
述の発明の作用・効果の欄で述べたと同様な効果を奏す
る。

なお、実施例の炉Ｆにおいて、各冷却用ｍ８Ａ〜８Ｆや
ダンパ７八〜７Ｄの動作をコントローラ等で調整できる
ようにし、例えば、第４〜１０図に示す７つの基本形を
時間を含めて自動的に構成できるようにして、同一ある
いは異種の被処理物Ｍを種々のパターンによる自動操作
で真空熱処理することもできる。

【図面の簡単な説明】

３４１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は
同実施例における第１図のＩＩ　−１１部位を示す断面
図、第３図は同実施例における第１図のｌｌｌ−Ｉ＋１
部位を示す断面図、第４図・第５図・第６図・第７図・
第８図・第９図・第１０図はそれぞれ冷却時の冷却ガス
の漬れを種々変更させた際の概略断面図、第１１図は同
実施例における第１０図のＸｌ−Ｘ１部位を示す概略断
面図である。１・・・真空容器、２・・・減圧装置、３・・・冷却ガス供給装置、４・・・加熱室、４Ａ・・・上壁、４Ｂ・・・底壁、４Ｃ・・・左側壁、４Ｄ・・・右側壁、４Ｅ・・・前壁、４Ｆ・・・後壁、５・・・循環装置、６Ａ・６Ｂ・６Ｃ・６Ｄ・・・ダクト、７Ａ・７Ｂ・７
Ｃ・７Ｄ・・・ダンパ、８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄ・８Ｅ
・８Ｆ・・・冷却用扉９Ａ・９Ｂ・９Ｃ・９Ｄ・・・吹出ノズル、Ｆ・・・真
空熱処理炉、Ｍ（Ｍｌ・Ｍ２・Ｍ３）・・・被処理物。特　　許　　出　　願　　人第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】真空容器に減圧装置と冷却ガス供給装置とが接続され、
前記真空容器内には、加熱室と、該加熱室周囲の所定位
置に配置されて、供給される冷却ガスを前記真空容器内
で循環させる循環装置とが配設されている真空熱処理炉
であつて、前記加熱室が略直方体形状とし、前記循環装置の冷却ガス吐出側には、それぞれ独立して
開閉可能なダンパを備えるとともに、それぞれ先端に吹
出ノズルを備える４つのダクトが接続され、前記各吹出ノズルが、それぞれ前記加熱室における上壁
、底壁及び左右の両側壁に対して、間隙を有しかつ対向
して配置され、前記加熱室における前記吹出ノズルに対向する上壁、底
壁及び左右の両側壁の部位と、前壁及び後壁の部位とに
は、それぞれ独立して開閉可能な冷却用扉が設けられて
いる、ことを特徴とする真空熱処理炉。