KR102326856B1 - Gas carburizing heat treatment apparatus in vacuum and heat treatment method using apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진공 상태에서의 가스 침탄 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas carburizing heat treatment apparatus in a vacuum state and a heat treatment method using the same.
일반적으로, 진공 가스 침탄 열처리장치는 내부를 감압하여 진공상태에서 온도를 상승시킨 후, 가스를 주입하여 피가공물을 열처리하는 장치이다. 진공 열처리로는 열처리에 따른 변색이 없고 또한 냉각 시 피가공물의 변형이 적고 탈탄 및 침탄이 생기지 않는 장점이 있다. 철강 재료는 같은 성분이라도 열처리 방법에 따라 조직이 크게 달라질 수 있다. 즉, 철강 재료에 열처리를 알맞게 하여 철강 재료의 기계적 성질 및 그 밖의 성질을 변화시켜 사용 용도에 따라 효과적으로 이용될 수 있다. In general, a vacuum gas carburizing heat treatment apparatus is an apparatus for heat-treating a workpiece by injecting gas after increasing the temperature in a vacuum state by depressurizing the inside. Vacuum heat treatment furnace has the advantage that there is no discoloration due to heat treatment, there is little deformation of the workpiece during cooling, and decarburization and carburization do not occur. Even with the same component, the structure of steel materials can vary greatly depending on the heat treatment method. That is, by appropriately heat-treating the steel material to change the mechanical properties and other properties of the steel material, it can be effectively used according to the intended use.
이와 같은 철강 재료 중에서도 열간금형강은 철에 탄소(C), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 실리콘(Si), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 망간(Mn), 바나듐(V) 및 코발트(Co) 등의 원소를 포함하는 합금강을 말한다. 열간금형강은 주로 높은 가공 온도에서 기계적 강도 특성이 요구되는 성형재료로 사용된다. 이와 같은 용도로 사용되기 위해 열간금형강은 충분한 강도, 고온에서의 우수한 경도 및 내마모성이 요구된다. 열간금형강의 기계적 특성을 개선하기 위한 방법 중 하나로 열처리를 이용한 열간금형강의 표면 경화 기술이 개발되고 있다. Among these steel materials, hot-form steel contains carbon (C), chromium (Cr), tungsten (W), silicon (Si), nickel (Ni), molybdenum (Mo), manganese (Mn), and vanadium (V) in iron. and alloy steel containing elements such as cobalt (Co). Hot-formed steel is mainly used as a molding material that requires mechanical strength properties at high processing temperatures. In order to be used for this purpose, hot-form steel is required to have sufficient strength, excellent hardness at high temperatures, and wear resistance. As one of the methods for improving the mechanical properties of hot-formed steel, a surface hardening technique using heat treatment is being developed.
표면경화법의 일종인 침탄열처리법은 저탄소강 재질의 피가공물의 표층에 탄소를 투입시켜 피가공물의 표면에 고탄소의 합금층을 형성하는 것이다. 이와 관련하여 종래의 선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-2162465호(2020년 9월 25일자 등록)가 있다. 본 선행 기술은 하우징 내부 중앙에 구비되어 열간금형강을 수용하는 받침대와, 상기 하우징 내측벽에 방사상으로 배열된 복수개의 발열봉과, 상기 받침대를 따라 흐르도록 가스를 주입시키는 가스공급부와, 상기 하우징 내 공기 및 주입된 가스를 배기시키는 가스배출부로 구성되어 열간금형강의 진공침탄 열처리장치 및 이를 이용한 열간금형강의 진공침탄 열처리방법에 관한 것이다.The carburizing heat treatment method, which is a type of surface hardening method, forms a high-carbon alloy layer on the surface of the workpiece by injecting carbon into the surface layer of the workpiece made of low-carbon steel. In this regard, as a prior art, there is Republic of Korea Patent Registration No. 10-2162465 (registered on September 25, 2020). The prior art includes a support provided in the center of the housing for accommodating hot molded steel, a plurality of heating rods radially arranged on the inner wall of the housing, and a gas supply unit for injecting gas to flow along the support; To a vacuum carburizing heat treatment apparatus for hot-formed steel comprising a gas discharge unit for evacuating air and injected gas, and to a vacuum carburizing heat treatment method for hot-formed steel using the same.
그러나, 본 선행기술의 진공침탄 열처리장치는 별도의 냉각 장치가 구비되지 않아 고온으로 발열되었던 발열봉의 전원을 끄는 것 만으로는 발열봉이 냉각되기까지 시간이 장시간 소요될 수 있다. 또한, 받침대는 다수 개의 홀 또는 메쉬 형태로 구성되더라도, 받침대에 접촉되어 가려진 열간금형강의 면에는 균일하게 가스 및 열이 침투되지 않아 고르게 열처리가 되기 어려운 문제점이 있다.However, since the vacuum carburizing heat treatment apparatus of the present prior art is not provided with a separate cooling device, it may take a long time until the heating rod is cooled by simply turning off the power of the heating rod that has been heated at a high temperature. In addition, even if the pedestal is configured in the form of a plurality of holes or meshes, there is a problem in that it is difficult to uniformly heat-treat the surface of the hot-formed steel that is in contact with the pedestal and is not covered by gas and heat uniformly.
본 발명은 가스가 전체적으로 빠짐없이 주입되고, 열처리 시편의 표면이 균일하게 열처리될 수 있는, 진공 상태에서의 가스 침탄 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a gas carburizing heat treatment apparatus in a vacuum state, and a heat treatment method using the same, in which gas is completely injected and the surface of a heat treatment specimen can be uniformly heat treated.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 열처리공간이 구비되고, 일측 단부가 외측으로 볼록한 형상으로 형성되어, 내부로 주입된 가스가 내측벽을 따라 내부에 전체적으로 퍼질 수 있는 제1열처리로;와 상기 제1열처리로와 동일 또는 유사하게 형성되되, 상기 제1열처리로와 개구부를 마주보게 배치되는 제2열처리로;와 상기 제1열처리로와 상기 제2열처리로의 사이에 배치되어, 상기 제1열처리로 및 상기 제2열처리로를 동시에 밀폐할 수 있는 차단도어; 및 상기 제1열처리로 및 상기 제2열처리로를 회전 및 이동시킬 수 있는 이동부;를 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a first heat treatment furnace having a heat treatment space therein, one end of which is formed in a convex shape to the outside, so that the gas injected into the inside can be spread as a whole along the inner wall; and a second heat treatment furnace formed identically or similarly to the first heat treatment furnace and disposed to face the first heat treatment furnace and the opening; and disposed between the first heat treatment furnace and the second heat treatment furnace, the first heat treatment furnace and the first heat treatment furnace a blocking door capable of simultaneously sealing the heat treatment furnace and the second heat treatment furnace; and a moving unit capable of rotating and moving the first heat treatment furnace and the second heat treatment furnace.
본 발명의 실시예들에 따른 열처리장치는 고온 및 저온 열처리를 나눠서 진행할 수 있는 특징이 있다. 열처리로는 고온으로 상승 후 저온으로 하강되기까지 장시간이 소요될 수 있으므로, 상대적으로 고온 및 저온의 열처리로를 분리하여 열처리를 진행함으로써 용이하게 열처리 과정을 진행할 수 있다. 필요에 따라, 고온 및 저온 열처리 장치를 교차로 진행하여, 열처리장치의 수명이 길어질 수 있다. 또한, 본 발명의 열처리장치는 다수 개의 투입배출홀을 통해 가스가 전체적으로 동시에 주입 및 배출될 수 있다. 또한, 본 발명의 열처리장치는 이동부를 통해 열처리로를 회전시킬 수 있으므로, 열처리로를 개방하지 않고 내부에 수용된 열처리시편을 뒤집어 전체적으로 고르게 열처리 시편의 열처리가 가능하다. 또한, 본 발명의 열처리장치를 이용한 열처리방법은 침탄열처리를 수행하기 이전에 2단계의 예열 공정을 통해 열처리 시편의 표면을 효과적으로 균열시켜 가스가 용이하게 침투될 수 있다. 또한, 침탄열처리 수행 후에도 재열처리 및 저온템퍼링을 통해 열처리 시편의 표면을 매끄럽게 형성시킬 수 있다.The heat treatment apparatus according to the embodiments of the present invention is characterized in that the high temperature and low temperature heat treatment can be performed separately. Since it may take a long time for the heat treatment furnace to rise to a high temperature and then lower to a low temperature, the heat treatment process can be easily performed by separating the heat treatment furnaces of relatively high temperature and low temperature and performing the heat treatment. If necessary, by alternating the high-temperature and low-temperature heat treatment apparatus, the life of the heat treatment apparatus may be prolonged. In addition, in the heat treatment apparatus of the present invention, gas may be simultaneously injected and discharged as a whole through a plurality of input and discharge holes. In addition, since the heat treatment apparatus of the present invention can rotate the heat treatment furnace through the moving part, it is possible to heat the heat treatment specimen evenly as a whole by inverting the heat treatment specimen accommodated therein without opening the heat treatment furnace. In addition, the heat treatment method using the heat treatment apparatus of the present invention can effectively crack the surface of the heat treatment specimen through a two-step preheating process before performing the carburizing heat treatment, so that the gas can easily penetrate. In addition, even after the carburizing heat treatment is performed, the surface of the heat treatment specimen can be formed smoothly through reheat treatment and low temperature tempering.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리장치의 내부 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 열처리장치의 회전시를 도시한 내부 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 열처리장치의 차단도어가 상승된 상태를 도시한 내부 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1열처리로에서 제2열처리로로 열처리 시편의 이동 시를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 주입 흐름을 보인 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 배출 흐름을 보인 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 주입 및 배출 흐름을 보인 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 열처리장치를 이용하여 열처리 시편을 열처리하는 순서를 예시한 도표이다.
도 10은 도 1에 도시된 열처리장치를 이용하여 열처리 시편을 열처리하는 순서를 예시한 블록도이다.1 is an internal cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is an internal cross-sectional view illustrating the rotation of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
4 is an internal cross-sectional view illustrating a state in which the blocking door of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 is raised.
5 is a cross-sectional view illustrating the movement of a heat treatment specimen from the first heat treatment furnace shown in FIG. 1 to the second heat treatment furnace.
6 is a cross-sectional view illustrating a gas injection flow of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
7 is a cross-sectional view showing a gas exhaust flow of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating gas injection and exhaust flows of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
9 is a diagram illustrating a sequence of heat treatment of a heat treatment specimen using the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
10 is a block diagram illustrating a sequence of heat-treating a heat treatment specimen using the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 이하의 실시예들은 해당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the following examples are provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The following embodiments are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field, and detailed descriptions for known configurations that may unnecessarily obscure the technical gist of the present invention to be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리장치의 내부 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 열처리장치의 측단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 열처리장치의 회전시를 도시한 내부 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 열처리장치의 차단도어가 상승된 상태를 도시한 내부 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 제1열처리로에서 제2열처리로로 열처리 시편의 이동 시를 도시한 단면도이다.1 is an internal cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side cross-sectional view of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 . FIG. 3 is an internal cross-sectional view illustrating the rotation of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 . 4 is an internal cross-sectional view illustrating a state in which the blocking door of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 is raised. 5 is a cross-sectional view illustrating the movement of a heat treatment specimen from the first heat treatment furnace shown in FIG. 1 to the second heat treatment furnace.
도 1 내지 5를 참조하면, 본 실시예의 열처리장치(100)는 한 쌍의 열처리로(110, 140)가 서로 개구부를 마주보며 대칭적으로 배치될 수 있다. 열처리장치(100)의 내부에는 열처리 시편(10)이 인입되어, 열처리가 진행될 수 있다. 예컨대, 제1열처리로(110)에서는 상대적으로 고온의 열처리를 진행하고, 제2열처리로(140)에서는 상대적으로 저온의 열처리를 진행할 수 있다. 열처리로의 내부가 고온으로 상승된 후에는 온도가 하강되기까지 장시간이 소요될 수 있으므로, 고온과 저온의 열처리로를 구분하여 열처리 시편(10)을 열처리 사이클에 따라 맞는 열처리로로 옮겨 열처리가 진행될 수 있다. 또한, 본 실시예의 열처리로(110, 140)는 회전이 가능하게 형성되어, 열처리로를 회전시켜 열처리 시편(10)을 전체적으로 균일하게 열처리시킬 수 있다. 1 to 5 , in the
구체적으로, 열처리장치(100)는 고온의 열처리가 이루어지는 제1열처리로(110), 상측에 열처리 시편(10)이 수용되는 받침부(120), 열처리로(110, 140)의 내부에 배치되어 열을 발산하는 발열부(130), 저온의 열처리가 이루어지는 제2열처리로(140), 제1열처리로(110)와 제2열처리로(140)의 사이에 배치되는 차단도어(150), 열처리로(110, 140)를 회전 및 이동시킬 수 있는 이동부(160) 및 열처리로(110, 140)의 하측에 배치되는 지지대(170)를 포함할 수 있다. Specifically, the
제1열처리로(110)는 내부에 열처리 공간이 구비되고, 외통(111)과 내통(112)의 이중 구조로 형성될 수 있다. 제1열처리로(110)는 일측 단부가 외측으로 볼록한 형상으로 형성되어, 내부로 주입된 가스가 내측 벽을 따라 내부에 전체적으로 퍼질 수 있다. 즉, 제1열처리로(110)의 일측 단부는 외측으로 볼록한 형상으로 형성되고, 타측 단부는 개구부가 구비된 반구형으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1열처리로(110)는 가스가 주입 및 배출되는 외통(111), 외통의 내부에 배치되고 내부에 열처리 시편(10)이 수용되는 내통(112), 외통(111)과 내통(112)을 고정하는 고정핀(113), 외통(111)의 표면에 배치되는 가스주입부(114) 및 가스배출부(115)를 포함할 수 있다. The first
외통(111)은 내통(112)보다 소정 정도 큰 형상으로 형성되고, 표면에 구비된 가스주입부(114) 및 가스배출부(115)를 통해 가스가 주입 및 배출될 수 있다. 외통(111)은 일측이 외측으로 볼록한 형상으로 형성되고, 타측이 개방된 반구형으로 형성될 수 있다. 외통(111)의 개구부 둘레에는 외측 방향으로 다수 개의 브라켓이 구비되어 후술할 차단도어(150)가 체결부재에 의해 고정될 수 있다. The
내통(112)은 외통(111)보다 소정 정도 작은 형상으로 형성되고, 외통(111)의 내부에 외통(111)과 소정 정도 이격되게 배치될 수 있다. 내통(112)의 내부에는 열처리 시편(10)이 배치될 수 있다. 더욱 상세하게는, 내통(112)의 내부에는 후술할 받침부(120) 및 발열부(130)가 배치되어, 받침부(120)의 상측에 수용된 열처리 시편(10)에 열이 가해질 수 있다. 받침부(120) 및 발열부(130)는 뒤에서 더 상세히 설명하도록 한다. The
더욱 상세하게는, 외통(111)과 내통(112)의 사이에는 가스이동공간(111a)이 형성되고, 외통(111)으로 주입된 가스는 가스이동공간(111a)에 수용될 수 있다. 가스이동공간(111a)에 수용된 가스는 내통(112)의 표면에 구비된 투입배출홀(112a)을 통해 내통(112)의 내부로 유입될 수 있다. 마찬가지로, 내통(112)의 내부에 수용된 가스를 배출하고자 할 때에는, 투입배출홀(112a)을 통해 가스이동공간(111a)으로 가스가 배출되고, 가스배출부(115)를 통해 가스이동공간(111a)의 가스가 배출될 수 있다. More specifically, a
고정핀(113)은 외통(111)과 내통(112)의 사이에 배치되어, 외통(111)과 내통(112)을 연결할 수 있다. 고정핀(113)은 다수 개가 배치될 수 있다. The fixing
가스주입부(114)는 외통(111)의 표면에 형성되되, 외주면의 상측 및 하측에 형성될 수 있다. 바람직하게, 가스주입부(114)는 상측 및 하측에 한 쌍으로 배치되어, 제1열처리로(110)의 회전 시에도 용이하게 가스를 주입할 수 있다. 또한, 가스주입부(114)는 가스통과 탈착 가능하게 형성되어, 제1열처리로(110)의 회전 시에는 탈락시켜 회전 후 재부착하여 제1열처리로(110)의 회전시에도 용이하게 가스의 주입이 가능하다. The
예컨대, 가스주입부(114)는 열처리 시편(10)의 열처리 시 사용되는 가스를 주입하거나, 열처리 후 냉각 과정에서 사용될 수 있는 냉각 가스를 주입하는 데에 이용될 수 있다. 즉, 가스주입부(114)는 가스통의 탈부착이 가능하게 형성되어, 열처리 시 사용되는 가스 외에도 열처리 후 냉각 가스가 주입되어, 열처리 시편(10)을 더욱 용이하게 냉각시킬 수 있다. For example, the
가스배출부(115)는 외통(111)의 표면에 형성되되, 개구부의 반대편인 볼록부에 형성될 수 있다. 바람직하게, 가스배출부(115)는 볼록부에 배치되어, 볼록부를 통해 모아진 가스가 용이하게 외부로 배출될 수 있다. 마찬가지로, 가스배출부(115)도 가스통과 탈착 가능하게 형성되어, 제1열처리로(110)의 회전 시에는 탈락시켜 용이하게 회전이 가능하다. The
바람직하게, 가스주입부(114) 및 가스배출부(115)는 밀폐 가능하도록 형성되어, 미사용 시 또는 밀폐가 요구되는 상황에서 외통(111)을 밀폐시킬 수 있다. Preferably, the
도 6은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 주입 흐름을 보인 단면도이다. 도 7은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 배출 흐름을 보인 단면도이다. 도 8은 도 1에 도시된 열처리장치의 가스 주입 및 배출 흐름을 보인 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a gas injection flow of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 . 7 is a cross-sectional view showing a gas exhaust flow of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 . FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating gas injection and exhaust flows of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
도 6 내지 8을 참조하여, 열처리로(110, 140)의 내부에 가스가 주입 및 배출될 때의 흐름을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIGS. 6 to 8 , the flow when the gas is injected and discharged into the
도 6 내지 7을 참조하면, 열처리로(110, 140)의 내부에 가스가 각각 주입 및 배출될 때는, 내통(112)의 외주면에 배치된 다수 개의 투입배출홀(112a)을 통해 여러 방향에서 동시에 가스가 주입 및 배출될 수 있다. 즉, 여러 방향에서 가스가 주입 및 배출되므로, 내통(112)의 내부 전체적으로 가스가 고르게 주입 및 배출될 수 있다. 본 실시예에서는, 내통(112)의 내부가 진공인 상태에서 가스가 주입 및 배출되는 것이므로 일측 방향에서 가스가 주입 및 배출되는 경우, 내통(112)의 전체에 가스가 주입 및 배출되게 하기 위해서는 소정 정도 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 여러 방향에서 가스가 동시에 주입 및 배출될 수 있도록 하여, 단시간에 내통(112)의 내부에 가스가 용이하게 주입 및 배출될 수 있다. 6 to 7, when gas is injected and discharged into the
또한, 도 8을 참조하면, 열처리로(110, 140)의 내부에 가스의 주입과 배출이 동시에 진행될 때는, 외통(111) 및 내통(112)의 일측이 볼록한 형상에 의해 주입된 가스가 내측 벽면을 타고 흐르면서 배출되도록 유도될 수 있다. 즉, 열처리로(110, 140)의 개구부 방향에 배치된 가스주입부(114)를 통해 가스가 유입되고, 볼록부 방향에 배치된 가스배출부(115)를 통해 내측벽을 타고 모아진 가스가 배출될 수 있다. In addition, referring to FIG. 8 , when the gas is injected and discharged into the
한편, 받침부(120)는 내통(112)의 내부에 배치되되, 상측에 열처리 시편(10)이 수용될 수 있다. 바람직하게, 받침부(120)는 다수 개의 홀이 형성되거나, 망사(mesh) 구조로 형성되어, 열처리 시편(10)으로 가스 및 열이 용이하게 전달될 수 있다. 또한, 받침부(120)는 내통(112)의 내부 상측 및 하측에 마주보게 배치될 수 있다. 받침부(120)는 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되어, 내통(112)의 내부에서 상하 방향으로 이동될 수 있다. 구체적으로, 받침부(120)는 열처리 시편(10)이 상측에 수용되는 받침대(121), 받침대(121)의 하측에 연결되는 연결부(122) 및 연결부(122)와 연결되어 받침대(121)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 실린더부(123)를 포함할 수 있다. On the other hand, the
받침대(121)는 열처리 시편(10)이 상측에 안착 가능하고, 다수 개의 홀이 구비되어, 받침대(121)에 안착된 면의 열처리 시편(10)으로 열 및 가스가 전달될 수 있다. 또는, 받침대(121)는 망사(mesh) 구조로 형성되어, 열처리 시편(10)으로 열 및 가스가 용이하게 전달될 수 있다. 예컨대, 받침대(121)는 판형의 부재로 형성되되, 열처리 시편(10)이 안정적으로 안착될 수 있도록 양측 단부가 상측으로 절곡 형성될 수 있다. The
또는, 받침대(121)는 다수 개의 롤러(미도시)가 배치되어, 받침대(121)의 상측에 수용된 열처리 시편(10)을 일측의 받침대(121)에서 타측의 받침대(121)로 용이하게 이동시킬 수 있다. Alternatively, the
연결부(122)는 받침대(121)의 일측과 연결되되, 외통(111)의 외측까지 연장 형성될 수 있다. 예컨대, 연결부(122)의 일측은 받침대와 연결되고, 타측은 실린더부(123)와 연결되어, 실린더부(123)의 작동에 따라 받침대(121)를 상하로 이동시킬 수 있다. 즉, 연결부(122)는 제1열처리로(110)의 내부에 배치된 받침대(121)에서부터 제1열처리로(110)의 외측까지 연장 형성되어, 제1열처리로(110)의 외측에 배치된 실린더부(123)와 연결될 수 있다. The
실린더부(123)는 연결부(122)와 연결되어 연결부(122)를 상하로 이동시킬 수 있다. 바람직하게, 실린더부(123)는 제1열처리로(110)의 외통(111)의 외측에 고정되도록 배치되어, 제1열처리로(110)의 회전 시에도 같이 회전될 수 있다. The
한편, 발열부(130)는 제1열처리로(110)의 내통(112)의 내부에 배치되고, 다수 개가 내통(112)의 내측 벽을 따라 배치될 수 있다. 발열부(130)는 받침부(120)와 평행하도록 배치되어, 받침부(120)의 상측에 수용된 열처리 시편(10)을 향해 열이 발산될 수 있다. 구체적으로, 발열부(130)는 받침대(121)와 대응되는 위치에 배치되는 제1발열부(131) 및 받침대(121)가 배치되지 않은 위치에 배치되는 제2발열부(132)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
제1발열부(131)는 내통(112)의 내측 벽을 따라 배치되되, 받침대(121)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 더욱 상세하게는, 받침대(121)의 후편에 제1발열부(131)가 배치되되, 상대적으로 좁은 간격으로 다수 개가 배치될 수 있다. 받침대(121)의 상측에 수용된 열처리 시편(10)은 받침대(121)에 다수 개의 홀이 형성되거나 망사 구조로 형성되더라도, 상대적으로 개방된 부분보다 받침대(121)에 의해 가려지는 부분이 생기기 때문에 열처리가 용이하게 이뤄지지 않을 수 있다. The
즉, 제1발열부(131)는 상대적으로 열처리가 용이하게 이뤄지지 않는 받침대(121)의 후편에 촘촘한 간격으로 배치되어, 받침대(121)의 후편에 더 많은 열을 가해 가스가 용이하게 받침대(121)에 안착된 열처리 시편(10)을 향해 침투될 수 있다. That is, the first
제2발열부(132)는 받침대(121)가 배치되지 않은 위치에 배치되고, 제1발열부(131)와 비교하여 상대적으로 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 제2발열부(132)는 내통(112)의 내측 벽을 따라 배치되어, 내통(112)의 내부 온도를 상승시키는 역할을 할 수 있다. The second
제2열처리로(140)는 제1열처리로(110)의 개구부와 마주보게 배치될 수 있다. 즉, 제2열처리로(140)의 개구부와 제1열처리로(110)의 개구부가 서로 마주보게 배치되고, 후술할 차단도어(150)에 의해 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)의 개구부가 동시에 밀폐될 수 있다. 더욱 상세하게는, 제2열처리로(140)는 제1열처리로(110)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The second
한편, 차단도어(150)는 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)의 사이에 배치되어, 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)를 동시에 밀폐할 수 있다. 차단도어(150)는 열처리 시에는 밀폐되고, 열처리 시편(10)을 옮길 시에는 분리될 수 있다. 예컨대, 차단도어(150)는 분리 시 호이스트(hoist)와 같은 구조물을 통해 상측으로 들어올려질 수 있다. 구체적으로, 차단도어(150)는 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)를 분리하는 중심차단막(151), 내통(112)을 밀폐하는 내통차단막(152), 차단도어(150)의 분리 시 연결되는 이동고리(153) 및 열처리로(110, 140)와 체결 고정될 수 있는 연결브라켓(154)을 포함할 수 있다. On the other hand, the blocking
중심차단막(151)은 제1열처리로(110)의 외통(111)의 개구부와 동일 또는 유사한 면적으로 형성될 수 있다. 중심차단막(151)은 제1열처리로(110)와 제2열처리로(140)의 개구부의 사이에 배치되되, 소정 정도 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 중심차단막(151)의 둘레에는 외통(111)의 둘레와 연결되는 연장부가 중심차단막(151)과 수직되게 배치되어, 외통(111)과 체결 고정될 수 있다. The
내통차단막(152)은 중심차단막(151)의 양 측면에 배치되되, 중심차단막(151)과 소정 정도 이격되게 배치될 수 있다. 내통차단막(152)은 내통(112)의 개구부와 동일 또는 유사한 면적으로 형성될 수 있다. 내통차단막(152)은 고정핀(113)에 의해 중심차단막(151)과 소정 정도 이격된 거리를 유지하며 고정될 수 있다. 즉, 내통차단막(152)과 중심차단막(151)이 이격되게 배치되어, 외통(111)과 내통(112) 사이의 가스이동공간(111a)이 루프 형으로 형성되게 하여, 가스이동공간(111a) 내의 가스가 순환될 수 있도록 한다.The inner
이동고리(153)는 중심차단막(151)의 둘레에 형성되되, 외측 방향으로 형성될 수 있다. 이동고리(153)는 차단도어(150)를 분리하여 상승시킬 때, 상승시키는 장비에 고정시키기 위해 배치될 수 있다. 예컨대, 이동고리(153)는 중심차단막(151)의 외측 둘레에 형성되되, 상측 및 하측에 한 쌍으로 형성되어, 열처리로(110, 140)의 회전 시에도 용이하게 차단도어(150)를 분리시킬 수 있다. The
더욱 상세하게는, 열처리장치(100)의 상측에 호이스트(미도시)가 구비되는 경우, 이동고리(153)는 고리 형으로 형성되어, 호이스트의 후크에 이동고리(153)를 걸어 차단도어(150)를 들어올릴 수 있다. 또는, 열처리장치(100)의 상측에 실린더(미도시)가 구비되는 경우, 이동고리(153)는 내측으로 탄성적으로 동작될 수 있는 집게 형으로 형성되어, 실린더에 구비된 고리에 끼워 고정될 수 있다. 즉, 이동고리(153)는 차단도어(150)를 들어올리기 위한 상승장치(미도시)에 고정될 수 있는 형식이면 무관하며, 예시된 형상에 한정되지 않는다.More specifically, when a hoist (not shown) is provided on the upper side of the
연결브라켓(154)은 중심차단막(151)의 둘레에 수직되게 연장된 연장부에 배치되되, 외측 방향으로 다수 개가 배치될 수 있다. 차단도어(150)의 연결브라켓(154)은 외통(111)의 개구부 둘레에 구비된 브라켓과 체결부재에 의해 체결 고정될 수 있다. The
한편, 이동부(160)는 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)에 각각 연결되어, 열처리로(110, 140)를 회전 및 이동시킬 수 있다. 이동부(160)는 제1열처치로 및 제2열처리로(140)의 측면에 바 형식으로 세워지되, 후술할 회전부(161)가 수평 방향으로 연장 형성되어, 열처리로(110, 140)의 일측에 연결될 수 있다. 예컨대, 열처리로(110, 140)의 내부에 수용된 열처리 시편(10)을 뒤집기 위해 열처리로(110, 140)를 회전 시 및 열처리 시편(10)을 제1열처리로(110)에서 제2열처리로(140)로 옮길 시, 이동부(160)에 의해 열처리로(110, 140)가 회전 및 이동될 수 있다.Meanwhile, the moving
구체적으로, 이동부(160)는 열처리로(110, 140)를 회전시킬 수 있는 회전부(161) 및 열처리로(110, 140)를 이동시킬 수 있는 좌우이동부(162)를 포함할 수 있다. Specifically, the moving
회전부(161)는 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)를 후술할 회전축(161a)을 중심으로 회전시킬 수 있다. 회전부(161)는 지면에 수직 방향으로 세워진 이동부(160)에 수평 방향으로 연장 형성되어, 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)의 일측에 연결될 수 있다. 회전부(161)는 열처리로(110, 140)와 연결되는 회전축(161a) 및 회전축(161a)을 회전시켜 열처리로(110, 140)를 회전시킬 수 있는 모터부(161b)를 포함할 수 있다. The
좌우이동부(162)는 이동부(160)의 하단에 배치되어, 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)를 좌우로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 좌우이동부(162)는 바닥면에 형성된 리드스크류 또는 실린더에 의해 이동부(160)를 좌우로 이동시킬 수 있다. 이동부(160)가 좌우로 이동되면, 이동부(160)와 연결된 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)가 좌우로 이동될 수 있다. 바람직하게, 차단도어(150)가 상승되고, 제1열처리로(110)에 수용된 열처리 시편(10)을 제2열처리로(140)로 이동시킬 때, 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)가 서로 맞닿아, 열처리 시편(10)을 용이하게 이동시킬 수 있다. The left and right moving
한편, 지지대(170)는 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)의 하측에 배치되어, 제1열처리로(110) 및 제2열처리로(140)의 회전 및 이동 시 지지할 수 있다. 바람직하게, 지지대(170)는 다수 개가 구비되어, 열처리로(110, 140)의 회전 시와 이동 시 선택적으로 하강 및 상승되어 각각 지지될 수 있다. 또한, 지지대(170)는 받침부(120)에서 연장 배치된 실린더부(123)와 간섭되지 않도록 중심부에서 소정 정도 이격되게 한 쌍으로 배치되어 열처리로(110, 140)를 지지할 수 있다. 구체적으로, 지지대(170)는 열처리로(110, 140)의 이동 및 회전 시 접촉되는 롤러부(171) 및 지지대(170)의 상하방향으로 높낮이를 조절할 수 있는 실린더부(172)를 포함할 수 있다. On the other hand, the
롤러부(171)는 지지대(170)의 상측에 배치되어, 열처리로(110, 140)의 하단을 지지할 수 있다. 롤러부(171)는 열처리로(110, 140)의 회전 시 지지할 수 있도록 y축 방향으로 회전될 수 있는 롤러부(171)와 열처리로(110, 140)의 이동 시 지지할 수 있도록 x축 방향으로 회전될 수 있는 롤러부(171)를 포함할 수 있다. 롤러부(171)는 지지대(170)가 열처리로(110, 140)의 하단과 접촉되어 지지할 때, 지지대(170)와 열처리로(110, 140)의 사이에 마찰이 크게 발생되는 것을 방지하기 위해 배치되어, 열처리로(110, 140)는 지지하면서도 마찰은 감소될 수 있다. The
실린더부(172)는 지지대(170)의 일측에 배치되어, 상하 방향으로 높낮이가 조절될 수 있다. 예컨대, 열처리로(110, 140)의 동작에 따라 회전 시는 x축 방향의 롤러부(171)가 배치된 지지대(170)는 열처리로(110, 140)에 접촉되지 않도록 실린더부(172)에 의해 하강될 수 있다. 마찬가지로, 열처리로(110, 140)의 이동 시는 y축 방향의 롤러부(171)가 배치된 지지대(170)는 실린더부(172)에 의해 하강될 수 있다. 즉, 열처리로(110, 140)의 동작에 따라 접촉이 요구되는 지지대(170)가 실린더부(172)에 의해 상승되고, 접촉되면 안 되는 지지대(170)는 하강될 수 있다. The
도 9는 도 1에 도시된 열처리장치를 이용하여 열처리 시편을 열처리하는 순서를 예시한 도표이다. 도 10은 도 1에 도시된 열처리장치를 이용하여 열처리 시편을 열처리하는 순서를 예시한 블록도이다.9 is a diagram illustrating a sequence of heat treatment of a heat treatment specimen using the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 . 10 is a block diagram illustrating a sequence of heat-treating a heat treatment specimen using the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 .
도 9 내지 10을 참조하여 본 실시예의 열처리장치(100)를 이용하여 열간금형강인 열처리 시편(10)을 열처리하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of heat-treating the
먼저, 열처리 시편(10)을 제1열처리로(110)의 받침대(121)에 안착시키는 제1단계(S-1), 제1열처리로(110)의 내부를 진공 배기하고, 발열부(130)의 온도를 650 내지 670로 조성하여 열처리 시편(10)을 1차 예열 처리할 수 있는 제2단계(S-2), 제1열처리로(110)의 내부에 질소 가스를 주입하고, 발열부(130)의 온도를 850 내지 870로 조성하여 열처리 시편(10)을 2차 예열 처리할 수 있는 제3단계(S-3), 제1열처리로(110)의 내부의 질소 가스를 배기한 후, 탄화수소계 가스를 주입하고, 발열부(130)의 온도를 1050 내지 1070로 조성하여 열처리 시편(10)을 가스 침탄 열처리할 수 있는 제4단계(S-4), 제1열처리로(110)의 내부의 탄화수소계 가스를 배기한 후, 질소 가스를 주입하고, 발열부(130)의 온도를 850 내지 870로 조성하여 열처리 시편(10)을 재열처리할 수 있는 제5단계(S-5), 제1열처리로(110)에서 제2열처리로(140)로 열처리 시편(10)을 옮긴 후, 150 내지 170로 조성된 제2열처리로(140)의 내부에서 열처리 시편(10)을 저온 템퍼링할 수 있는 제6단계(S-6) 및 상기 열처리 시편(10)을 상온까지 냉각시키는 제7단계(S-7)를 포함할 수 있다. First, in the first step (S-1) of seating the
더욱 상세하게는, 제2단계(S-2)의 1차 예열 처리 단계는 30분 동안 진행될수 있다. 1차 예열 처리함에 따라 열처리 시편(10)의 표면 조직이 균열되기 시작할 수 있다. 이와 같이 열처리 시편(10)의 표면 조직이 균열되므로 후술할 침탄 열처리 과정에서 균열된 표면 조직에 탄화수소계 가스가 효과적으로 반응될 수 있다. 또한, 발열봉의 온도가 650℃ 미만인 경우 열처리 시편(10)의 표면 조직의 균열이 잘 이뤄지지 않을 수 있으며, 670℃를 초과하는 경우 열처리 시편(10)의 표면 조직이 불균일하게 균열되어 최종적으로 열처리 시편(10)의 품질에 영향이 있을 수 있다. More specifically, the first preheating treatment step of the second step (S-2) may be performed for 30 minutes. As the first preheating treatment is performed, the surface structure of the
이후, 제3단계(S-3)의 2차 예열 단계는 120분 동안 진행될 수 있다. 2차 예열 단계는 진공 상태였던 제1열처리로(110)의 내부 압력을 조절하기 위해, 희석가스인 질소(N2)가스가 주입될 수 있다. 2차 예열 처리는 1차 예열 처리보다 높은 온도에서 진행되기 때문에 압력이 상승되어 열처리 시편(10) 고유의 물성에 영향을 줄 수 있으므로, 질소가스를 주입하여 제1열처리로(110) 내부의 압력이 안정적으로 유지될 수 있다. 2차 예열 처리 후에는 1차 예열 처리시 보다 표면 조직이 더욱 미세하게 균열이 생길 수 있다. 또한, 발열봉의 온도가 850℃ 미만인 경우 열처리 시편(10)의 표면 조직의 균열이 잘 이뤄지지 않을 수 있으며, 870℃를 초과하는 경우 열처리 시편(10)의 표면 조직이 불균일하게 균열되어 최종적으로 열처리 시편(10)의 품질에 영향이 있을 수 있다.Thereafter, the second preheating step of the third step S-3 may be performed for 120 minutes. In the second preheating step, nitrogen (N 2 ) gas, which is a dilution gas, may be injected to adjust the internal pressure of the first
이후, 제4단계(S-4)의 침탄 열처리 단계는 90분 동안 진행될 수 있다. 2차 예열 처리 후 표면 조직이 균열된 열처리 시편(10)이 탄화수소계 가스가 주입된 제1열처리로(110)에서 침탄층이 형성될 수 있다. 침탄 열처리 온도에서 탄화수소계 가스가 열처리 시편(10)의 표면 균열 사이로 확산되며 성장되어 조직 균질화가 이루어지면서 열처리 시편(10)의 표면에 침탄층이 형성될 수 있다. Thereafter, the carburizing heat treatment step of the fourth step (S-4) may be performed for 90 minutes. A carburizing layer may be formed in the first
이후, 제5단계(S-5)의 재열처리 단계는 120분 동안 진행될 수 있다. 침탄 열처리 단계 후 표면에 침탄층이 형성된 열처리 시편(10)을 850 내지 870℃에서 재열처리 하여 급격하게 온도가 하강되어 열처리 시편(10)에 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 재열처리 단계에서는 제1열처리로(110)의 내부에 주입되어있던 탄화수소계 가스를 모두 배기시킨 후 질소 가스를 주입하고, 발열부(130)의 전원을 끄고 제1열처리로(110)의 온도를 재열처리 온도까지 하강시킨 후 유지시킬 수 있다.Thereafter, the reheat treatment step of the fifth step (S-5) may be performed for 120 minutes. After the carburizing heat treatment step, the
예컨대, 제1열처리로(110)는 온도가 하강되기까지 장시간이 소요될 수 있으므로, 가스주입부(114)를 통해 냉각 가스를 주입시켜 제1열처리로(110) 내부의 온도를 하강시킬 수 있다. 재열처리 단계는 고온에서 장시간 가열에 따른 조립화된 열처리 시편(10)의 표면을 다시 미세화하며, 표면 층이 여리게 됨을 방지하고 경도가 상승될 수 있다. 이와 같이 질소 분위기 하에서의 냉각을 통해 열처리 시편(10)의 표면 조직을 마르텐사이트(Martensite)로 변태시켜, 열처리 시편(10)의 표면이 효과적으로 경화될 수 있다. For example, since it may take a long time for the temperature of the first
이후, 제6단계(S-6)의 저온 템퍼링 단계는 재열처리 단계까지 마친 열처리 시편(10)을 상온까지 냉각시키기 전에 약 150 내지 170℃에서 180분 동안 진행할 수 있다. 저온 템퍼링 단계는 열처리 시편(10)의 표면에 남은 잔류 응력을 감소시켜 열처리 시편(10)의 취성을 감소시키고 인성이 부가되어 물성이 향상될 수 있다. Thereafter, the low-temperature tempering step of the sixth step (S-6) may be performed at about 150 to 170° C. for 180 minutes before cooling the heat-treated
이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 열처리장치는 고온 및 저온 열처리를 나눠서 진행할 수 있는 특징이 있다. 열처리로는 고온으로 상승 후 저온으로 하강되기까지 장시간이 소요될 수 있으므로, 상대적으로 고온 및 저온의 열처리로를 분리하여 열처리를 진행함으로써 용이하게 열처리 과정을 진행할 수 있다. 필요에 따라, 고온 및 저온 열처리 장치를 교차로 진행하여, 열처리장치의 수명이 길어질 수 있다. As described above, the heat treatment apparatus according to the embodiments of the present invention has a feature that can perform the high-temperature and low-temperature heat treatment separately. Since it may take a long time for the heat treatment furnace to rise to a high temperature and then lower to a low temperature, the heat treatment process can be easily performed by separating the heat treatment furnaces of relatively high temperature and low temperature and performing the heat treatment. If necessary, by alternating the high-temperature and low-temperature heat treatment apparatus, the life of the heat treatment apparatus may be prolonged.
또한, 본 발명의 열처리장치는 다수 개의 투입배출홀을 통해 가스가 전체적으로 동시에 주입 및 배출될 수 있다. 열처리 시편이 수용된 열처리로의 내통의 내부로 주입 및 배출될 수 있는 투입배출홀이 내통의 표면에 다수 개가 구비되어, 가스의 주입 및 배출이 동시다발적으로 전체적으로 용이하게 주입 및 배출될 수 있다. 즉, 열처리 시편으로의 가스의 주입 및 배출이 균일하며 동시에 이루어지므로 열처리 시편의 표면에 균일하게 침투되는 가스의 깊이가 균일하게 될 수 있다.In addition, in the heat treatment apparatus of the present invention, gas may be simultaneously injected and discharged as a whole through a plurality of input and discharge holes. A plurality of input and discharge holes that can be injected and discharged into the inner cylinder of the heat treatment furnace in which the heat treatment specimen is accommodated are provided on the surface of the inner cylinder, so that the gas injection and discharge can be simultaneously and easily injected and discharged as a whole. That is, since the injection and discharge of gas into the heat treatment specimen are uniformly and simultaneously performed, the depth of the gas uniformly penetrating into the surface of the heat treatment specimen can be made uniform.
또한, 본 발명의 열처리장치는 이동부를 통해 열처리로를 회전시킬 수 있으므로, 열처리로를 개방하지 않고 내부에 수용된 열처리시편을 뒤집어 전체적으로 고르게 열처리 시편의 열처리가 가능하다. 받침대에 수용된 열처리 시편은 받침대와 접촉된 부분이 상대적으로 접촉되지 않은 부분보다 열 및 가스가 적게 전달될 수 있다. 이에 따라, 열처리 시편의 표면에 균일하게 가스가 침투되지 않을 수 있으므로, 열처리 과정에서 열처리 시편을 뒤집어, 전체적으로 균일한 깊이로 열처리 시편에 가스가 침투될 수 있다. In addition, since the heat treatment apparatus of the present invention can rotate the heat treatment furnace through the moving part, it is possible to heat the heat treatment specimen evenly as a whole by inverting the heat treatment specimen accommodated therein without opening the heat treatment furnace. The heat-treated specimen accommodated in the pedestal may transmit less heat and gas to the portion in contact with the pedestal than to the non-contact portion. Accordingly, since the gas may not uniformly permeate the surface of the heat-treated specimen, the heat-treated specimen is turned over during the heat treatment process, and the gas may penetrate the heat-treated specimen to a uniform depth as a whole.
또한, 본 발명의 열처리장치를 이용한 열처리방법은 침탄열처리를 수행하기 이전에 2단계의 예열 공정을 통해 열처리 시편의 표면을 효과적으로 균열시켜 가스가 용이하게 침투될 수 있다. 또한, 침탄열처리 수행 후에도 재열처리 및 저온템퍼링을 통해 열처리 시편의 표면을 매끄럽게 형성시킬 수 있다. 즉, 열처리 시편에 침투되는 탄화수소계 가스의 깊이가 깊어질 수 있으며, 매끄러운 표면을 가지므로 성형성이 향상될 수 있다. In addition, the heat treatment method using the heat treatment apparatus of the present invention can effectively crack the surface of the heat treatment specimen through a two-step preheating process before performing the carburizing heat treatment, so that the gas can easily penetrate. In addition, even after the carburizing heat treatment is performed, the surface of the heat treatment specimen can be formed smoothly through reheat treatment and low temperature tempering. That is, the depth of the hydrocarbon-based gas penetrating into the heat treatment specimen may be increased, and since it has a smooth surface, the formability may be improved.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, although embodiments of the present invention have been described, those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention may be variously modified and changed by, etc., and this will also be included within the scope of the present invention.
10: 열처리 시편 100: 열처리장치
110: 제1열처리로 111: 외통
112: 내통 113: 고정핀
114: 가스주입부 115: 가스배출부
120: 받침부 121: 받침대
122: 연결부 123: (받침부의)실린더부
130: 발열부 131: 제1발열부
132: 제2발열부 140: 제2열처리로
150: 차단도어 151: 중심차단막
152: 내통차단막 153: 이동고리
154: 연결브라켓
160: 이동부 161: 회전부
162: 좌우이동부 170: 지지대
171: 롤러부 172: (지지대의)실린더부10: heat treatment specimen 100: heat treatment device
110: first heat treatment furnace 111: outer cylinder
112: inner cylinder 113: fixing pin
114: gas injection unit 115: gas discharge unit
120: support 121: support
122: connection part 123: (support part) cylinder part
130: heating part 131: first heating part
132: second heating unit 140: second heat treatment furnace
150: blocking door 151: central blocking film
152: inner barrier barrier 153: moving ring
154: connection bracket
160: moving unit 161: rotating unit
162: left and right moving unit 170: support
171: roller portion 172: (support) cylinder portion
Claims (7)
상기 제1열처리로(110)와 동일 또는 유사하게 형성되되, 상기 제1열처리로(110)와 개구부를 마주보게 배치되는 제2열처리로(140);
상기 제1열처리로(110)와 상기 제2열처리로(140)의 사이에 배치되어, 상기 제1열처리로(110) 및 상기 제2열처리로(140)를 동시에 밀폐할 수 있는 차단도어(150); 및
상기 제1열처리로(110) 및 상기 제2열처리로(140)를 회전 및 이동시킬 수 있는 이동부(160);를 포함하고,
상기 제1열처리로(110)는,
가스가 주입 및 배출될 수 있는 외통(111); 및
상기 외통(111)의 내부에 구비되되, 상기 외통(111)과 이격되게 배치되고, 상측, 하측, 좌측 및 우측 표면에 각각 다수 개가 배치된 투입배출홀(112a)을 통해 가스가 동시에 유입 및 배출될 수 있는 내통(112);을 포함하고,
상기 차단도어(150)는,
상기 차단도어(150)의 중심에 배치되고, 상기 외통(111)의 개구부와 대응되는 위치에 상기 외통(111)과 동일 또는 유사한 면적으로 형성되는 중심차단막(151); 및
상기 중심차단막(151)의 양 측면에 배치되고, 상기 내통(112)의 개구부와 대응되는 위치에 상기 내통(112)과 동일 또는 유사한 면적으로 형성되어, 루프 형의 가스이동공간(111a)을 형성하는 내통차단막(152);을 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치.a first heat treatment furnace 110 having a heat treatment space therein, one end of which is formed in a convex shape to the outside, so that the gas injected into the inside can be spread as a whole along the inner wall;
a second heat treatment furnace 140 formed to be the same as or similar to the first heat treatment furnace 110 , and disposed to face the opening of the first heat treatment furnace 110 ;
A blocking door 150 is disposed between the first heat treatment furnace 110 and the second heat treatment furnace 140 to seal the first heat treatment furnace 110 and the second heat treatment furnace 140 at the same time. ); and
and a moving unit 160 capable of rotating and moving the first heat treatment furnace 110 and the second heat treatment furnace 140 ,
The first heat treatment furnace 110,
an outer cylinder 111 through which gas can be injected and discharged; and
Doedoe provided inside the outer cylinder 111, the gas is simultaneously introduced and discharged through the input and discharge holes 112a arranged spaced apart from the outer cylinder 111 and arranged in a plurality on the upper, lower, left and right surfaces, respectively. Including the inner tube (112) that can be
The blocking door 150 is
a central blocking film 151 disposed at the center of the blocking door 150 and formed in the same or similar area as the outer cylinder 111 at a position corresponding to the opening of the outer cylinder 111; and
It is disposed on both sides of the central blocking film 151 and is formed in the same or similar area as the inner cylinder 112 at a position corresponding to the opening of the inner cylinder 112 to form a loop-type gas movement space 111a. Including, a gas carburizing heat treatment apparatus;
상기 제1열처리로(110)는,
상기 제1열처리로(110)의 내부에 배치되되, 상측에 열처리 시편(10)이 수용될 수 있는 받침부(120); 및
상기 제1열처리로(110)의 내부에 배치되되, 다수 개가 상기 제1열처리로(110)의 내측 벽을 따라 배치되고, 상기 받침부(120)와 평행하도록 배치되어, 상기 열처리 시편(10)을 향해 열을 발산할 수 있는 발열부(130);를 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치.The method according to claim 1,
The first heat treatment furnace 110,
Doedoe disposed inside the first heat treatment furnace 110, a support portion 120 in which the heat treatment specimen 10 can be accommodated on the upper side; and
Doedoe disposed inside the first heat treatment furnace 110, a plurality of pieces are disposed along the inner wall of the first heat treatment furnace 110, are disposed parallel to the support portion 120, the heat treatment specimen (10) Including, a gas carburizing heat treatment apparatus;
상기 이동부(160)는,
상기 제1열처리로(110) 및 상기 제2열처리로(140)를 회전축(161a)을 중심으로 회전시킬 수 있는 회전부(161); 및
상기 제1열처리로(110) 및 상기 제2열처리로(140)를 좌우로 이동시킬 수 있는 좌우이동부(162);를 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치.The method according to claim 1,
The moving unit 160,
a rotating part 161 capable of rotating the first heat treatment furnace 110 and the second heat treatment furnace 140 about a rotary shaft 161a; and
A gas carburizing heat treatment apparatus including;
상기 발열부(130)는,
받침대(121)와 대응되는 위치에 배치되되, 상대적으로 좁은 간격으로 다수 개가 배치되어, 상기 열처리 시편(10)을 향해 강한 세기로 열을 발산할 수 있는 제1발열부(131); 및
상기 받침대(121)가 배치되지 않은 위치에 배치되되, 상대적으로 넓은 간격으로 다수 개가 배치되어, 상기 제1열처리로(110)의 내부에 열을 발산할 수 있는 제2발열부(132);를 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치.4. The method according to claim 3,
The heat generating unit 130,
Doedoe disposed at a position corresponding to the pedestal 121, a plurality of pieces arranged at relatively narrow intervals, a first heat generating unit 131 capable of dissipating heat with a strong intensity toward the heat treatment specimen 10; and
The pedestal 121 is disposed at a position where the pedestal 121 is not disposed, and a plurality of them are arranged at relatively wide intervals, and a second heat generating unit 132 capable of dissipating heat inside the first heat treatment furnace 110; Including, gas carburizing heat treatment apparatus.
상기 받침부(120)는,
상기 열처리 시편(10)이 상측에 안착 가능하되, 다수 개의 홀이 구비되어, 상기 열처리 시편(10)을 향해 열 및 가스가 전달될 수 있는 받침대(121);
상기 받침대(121)의 일측과 연결되되, 상기 제1열처리로(110)의 외측까지 연장 형성될 수 있는 연결부(122); 및
상기 제1열처리로(110)의 외측에 배치되되, 상기 연결부(122)의 단부와 연결되어, 상기 받침부(120)를 상하로 이동시킬 수 있는 실린더부(123);를 포함하는, 가스 침탄 열처리 장치.4. The method according to claim 3,
The support part 120 is,
The heat treatment specimen 10 can be seated on the upper side, a plurality of holes are provided, the pedestal 121 through which heat and gas can be transmitted toward the heat treatment specimen 10;
a connection part 122 connected to one side of the pedestal 121 and extending to the outside of the first heat treatment furnace 110; and
Gas carburizing, including; disposed on the outside of the first heat treatment furnace 110, and connected to the end of the connection part 122, the cylinder part 123 capable of moving the support part 120 up and down heat treatment device.
열처리 시편(10)을 상기 제1열처리로(110)의 받침대(121)에 안착시키는 제1단계(S-1);
상기 제1열처리로(110)의 내부를 진공 배기하고, 발열부(130)의 온도를 650 내지 670℃로 조성하여 상기 열처리 시편(10)을 1차 예열 처리할 수 있는 제2단계(S-2);
상기 제1열처리로(110)의 내부에 질소 가스를 주입하고, 상기 발열부(130)의 온도를 850 내지 870℃로 조성하여 상기 열처리 시편(10)을 2차 예열 처리할 수 있는 제3단계(S-3);
상기 제1열처리로(110)의 내부의 질소 가스를 배기한 후, 탄화수소계 가스를 주입하고, 상기 발열부(130)의 온도를 1050 내지 1070℃로 조성하여 상기 열처리 시편(10)을 가스 침탄 열처리할 수 있는 제4단계(S-4);
상기 제1열처리로(110)의 내부의 탄화수소계 가스를 배기한 후, 질소 가스를 주입하고, 상기 발열부(130)의 온도를 850 내지 870℃로 조성하여 상기 열처리 시편(10)을 재열처리할 수 있는 제5단계(S-5);
상기 제1열처리로(110)에서 상기 제2열처리로(140)로 상기 열처리 시편(10)을 옮긴 후, 150 내지 170℃로 조성된 상기 제2열처리로(140)의 내부에서 상기 열처리 시편(10)을 저온 템퍼링할 수 있는 제6단계(S-6); 및
상기 열처리 시편(10)을 상온까지 냉각시키는 제7단계(S-7);를 포함하여, 상기 열처리 시편(10)의 가스 침탄 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는, 가스 침탄 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
In the heat treatment method using the gas carburizing heat treatment apparatus of claim 1,
a first step (S-1) of seating the heat treatment specimen 10 on the pedestal 121 of the first heat treatment furnace 110;
A second step (S-) in which the inside of the first heat treatment furnace 110 is evacuated and the temperature of the heat generating unit 130 is set to 650 to 670° C. to preheat the heat treatment specimen 10 2);
A third step of injecting nitrogen gas into the first heat treatment furnace 110 and setting the temperature of the heat generating unit 130 to 850 to 870° C. to perform secondary preheating of the heat treatment specimen 10 (S-3);
After evacuating the nitrogen gas inside the first heat treatment furnace 110 , a hydrocarbon-based gas is injected, and the temperature of the heat generating unit 130 is set at 1050 to 1070° C. to gas-carburize the heat treatment specimen 10 . A fourth step (S-4) that can be heat treated;
After exhausting the hydrocarbon-based gas inside the first heat treatment furnace 110 , nitrogen gas is injected, and the temperature of the heat generating unit 130 is set at 850 to 870° C. to reheat the heat treatment specimen 10 . a fifth step that can be done (S-5);
After moving the heat treatment specimen 10 from the first heat treatment furnace 110 to the second heat treatment furnace 140, the heat treatment specimen ( 10) a sixth step (S-6) capable of low-temperature tempering; and
A heat treatment method using a gas carburizing heat treatment apparatus, characterized in that the gas carburizing heat treatment of the heat treatment specimen 10 is performed, including; a seventh step (S-7) of cooling the heat treatment specimen 10 to room temperature .
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