KR940001345B1 - 철계금속의 열처리로 장치 - Google Patents

철계금속의 열처리로 장치 Download PDF

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Abstract

요약 없음.

Description

철계금속의 열처리로 장치
제1도의 (a),(b)는 종래의 적주식 가스침탄노와 가스침탄로의 개략도.
제2도는 본 발명의 열처리로 장치의 개략도.
제3도는 제2도의 A-A선 단면도.
제4도는 제2도의 B-B선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 로몸체 33 : 히트파이프,
34,35: 첨가가스가열공급관, 36,37 : 하부가스공급관
38,39 : 프로판, 암모니아 이산화탄소공급관 및 질소공급관
31 : 상부순환휀 32 : 하부순환휀
본 발명은 철계금속의 일반 열처리 및 표면경화를 위한 열처리로 장치에 관한 것이다.
일반적으로 열처리로는 열처리하고자 하는 금속을 적당한 온도로 가열한 후 적당한 속도로서 냉각하여 확산 또는 변태에 의하여 조직을 조정하거나 내부응력을 제거하는 이외에 변태의 일부를 막고 적당한 조직으로 만들어 목적하는 성질 및 상태를 얻기 위한 것으로 알려져 있다.
이러한 열처리를 위한 방법은 담금질, 뜨임과 같은 일반열처리, 오오스템퍼, 마이퀀칭과 같은 항온열처리 및 고주파 경화법, 침탄법과 같은 표면경화 열처리로 구분되어진다.
본 발명에서는 일반열처리 및 표면경화 열처리를 위한 열처리로에 있어서, 강,주철을 포함한 모든 철계금속을 열처리 하기 위한 열처리로의 장치를 제공함에 있다.
종래에도 일반열처리 및 표면경화를 위한 각종 열처리 방법이 제공되고 있으나 이러한 본 발명에서 제공하고자 하는 첨가가스에 의한 표면경화 열처리로는 가스침탄 및 침탄질화에 관한 것이 공지되어 있는바, 이러한 가스침탄로는 첨부한 도면 제1도(a) 및 (b)에서와 같이 적주식 침탄노와 가스침탄로가 제공된 바 있다.
상기한 적주식 침탄노는 밸브(1)를 통하여 침탄제로 사용되는 메탄올, 질소, 프로판등 첨가가스를 침탄제 장입구(2)를 통하여 로내(3)에 공급하여 팬(4)에 의해 교반시켜 가공물(5)을 침탄시키는 방법에 의하여 열처리한 후 침탄반응후의 폐가스는 배기공(6)을 통하여 배출하며,
상기한 가스침탄노는 가스발생기(11)에 적정비와 공기와 메탄(CH4), 프로판(C3H6)을 장입구(12),(13)을 통하여 공급시킨 후, 상기 가스발생기(11)에서 발생된 변성가스를 공급구(14)를 통하여 로내(3)에 공급하여 팬(4)에 의해 교반시켜 가공물(5)을 침탄시키는 방법에 의하여 열처리한 후 배기공(6)을 통하여 폐가스를 방출시켜 왔다.
그러나 이러한 종래의 적주식 가스침탄노나 가스침탄노는 표면경화를 위해 침탄방법에 의하여 가공물의 표면을 경화시키는 것이기는 하나 공급된 첨가가스가 가공물과 반응이 느리게 일어나고 또한 로내에서 원활하게 순환되지 아니하므로 가공물에 침탄이 균일하게 생성되지 아니하고, 특히 침탄이외의 목적을 위한 수단 즉 제품의 특성 및 그 목적 사용에 따라 금형의 열처리 및 질화처리, 침탄질화처리 및 금형의 광휘열처리등이 사실상 불가능하여 별도의 로 즉 질화처리를 위해서 가열벨형(bell type)로 또는 냉각벨형(bell type)로와 같은 질화로와 금형로등을 사용해야 하는 단점이 있었다.
본 발명에서는 이와 같은 단점을 제거하기 위해 창출된 것으로 특히 열처리를 위한 가공물의 특성에 따라 침탄, 질화, 침진탄화, 침탄질화처리 및 금형의 열처리 등을 단지 공급되는 첨가가스의 조절 및 변경에 의하여 가능하도록 하고, 또한 로자체의 상,하부를 개방형으로 하되 노의 상, 하부에 순환휀을 착설하여 이에 의해 첨가가스가 가공물의 표면에서 직접 확산되면서 첨가가스 반응이 신속 및 온도의 균일화를 도모하여 열처리 시간을 줄여 결국 생산성 향상을 제공하는데 있다.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 열처리로 장치에 대하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
로몸체(30)의 상,하부를 개방하여 상,하부순환휀(31),(32)를 각각 내향하도록 장착하고, 상기 로몸체(30)를 구성하는 히트파이프(33)의 전방에 상부에서 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3)를 공급할 수 있도록 서로 대향하는 한쌍의 프로판(C3H8)암모니아(NH3) 가열공급관(34),(35)를 형성하여 그 각각의 배출구(34'),(35')가 상기 하부순환휀(32)을 구성하는 임펠러(32')의 근처에 위치하도록 구성하되 상기 프로판(C3H8)암모니아(NH3)을 공급하는 첨가가스 가열공급판(34),(35)의 배출구(34'),(35')의 하부에는 로몸체(30)의 하부에서도 암모니아(NH3) 및 반응을 위한 가스를 공급할 수 있도록 하부가스공급관(36),(37)을 각각 형성한다.
다시 상기 프로판(C3H8), 암모니아(NH3)공급관(36),(37)사이에는 각각 등간격으로 이산화탄소(CO2) 및 프로판(C3H8)공급관(38), 질소(N2)공급관(39)을 착설하며,
상기 상부순환휀(31)을 구성하는 임펠러(31')의 근처에 위치하도록 다수의 첨가가스 공급관(40),(41),(42),(43)을 등간격으로 방사상 형태로 구성하여 이루어진다.
미설명부호 50,51은 가변 모터로서 각각 상기 상,하부순환휀(31),(32)을 구동하게 하고, 52는 가공물(P)을 안치하기 위한 받침대로서 로몸체(30)에 구성되어지고 70은 배출구이다.
이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용 및 제효과에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 첨부한 도면 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 가공물(P)을 로몸체(30)을 구성하는 받침대(52)에 안치시켜 로몸체(30)의 내부를 밀폐한다.
이와 같은 상태에서 히트파이프(33)의 가열에 의해 열처리에 필요한 적정온도에 의해 가공물(P)의 표면조직의 조정이 이루어지게 되면서 가변 모터(50),(51)의 구동에 의해 각각 적절한 속도로 순환휀(31),(32)이 작동되게 되며 이를 구성하는 임펠러(31'),(32')가 회전하게 된다.
이때 상기한 하부임펠러(32') 근처에 구비된 배출구(34'),(35')를 통하여 히트파이프(33)의 열에 의해 프로판 및 암모니아의 첨가가스 가열공급관(34),(35)을 통하여 로몸체(30)내로 장입되는 일부의 분해된 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3)가 로몸체(30)내에 임펠러(32')에 의해 가공물(P)에 직접 확산하도록 공급되게 된다.
이렇게 일부의 분해된 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3)는 상기 가공물(P)의 표면에서 반응을 생성하게 되어 원하는 그 조직을 조정하게 된다.
물론 상기한 바와 같이 암모니아(NH3)가 로몸체(30)내에 공급될때와 맞추어 상기한 이산화탄소(CO2) 및 프로판(C3H8)공급관(38), 질소(N2)공급관(39)을 통하여 각각 이에 해당하는 첨가가스가 로몸체(30)내에 공급될때 상기한 일부의 분해된 프로판(C3H8)암모니아(NH3)와 함께 임펠러(32')의 회전에 의해 혼합되면서 로몸체(30)내에 공급되어 이와 함께 가공물(P)의 표면에서 반응을 일으켜 그 조직의 조정이 이루어지게 된다.
또한 필요에 따라서는 열처리외의 목적에 따라 첨가가스의 종류 및 그 처리방법에 따라 상부순환휀(31)을 구성하고 있는 임펠러(31')의 근처에 형성된 첨가가스공급관(40),(41),(42),(43)을 통하여 가공물(P)의 그 목적하는 바에 따라 첨가가스를 임펠러(31')에 의해 상부에서 하부로 순환환풍시켜 주어 가공물(P)에 직접 첨가가스가 그 표면에 맞닿아 반응을 일으켜 그 조직의 조정 또한 이루어지게 될 것이다.
한편 가공물(P)의 금속적 특성 및 그 사용목적에 따라 상기한 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3)를 히트파이프(33)의 열에 의해 분해시키지 아니하고 그 상태로서 로몸체(30)내에 장입하여 주고자 할때에는 암모니아(NH3)공급관(36),(37)을 통해 공급하되 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3)의 첨가가스 가열공급관(34),(35)은 폐쇄하면 될 것이다.
이와 같이 공급된 암모니아(NH3) 역시 이산화탄소(CO2)질소(N2)의 장입과 함께 일펠러(32')에 의해 혼합되면서 로몸체(30)내에 공급되어지되 가공물(P)에 직접 분산 확포되어져 가공물(P)의 표면에서 신속한 가스반응이 생성되게 된다.
이와 같은 작용공정에 따른 본 발명의 열처리로 장치에 의하면 특히 순질화처리를 행함에 있어 가장 특징적인 것은 암모니아(NH3)가 가열공급관(34),(35)를 통과하면서 히트파이프(33)의 열에 의해 분해되는 것을 조절할 수 있도록 함으로서 가공물(P)에 생성되는 백층의 생성 두께를 그 사용 목적하는 바에 따라 조절할 수 있게 된다.
이러한 것은 로몸체(30)로 부터 배출구(70)를 통하여 방출되는 암모니아(NH3)의 방출량이 많으면 백층이 가공물(P)에 많이 (두껍게)생성되는 것을 말하는 것이 되고, 이와 반대현상은 백층이 적게 (얇게)생성되는 것을 말하는 것이 되므로 결국 상기한 백층의 생성두께는 암모니아(NH3)의 공급 조절에 의하여 결국 가능해지게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 열처리로 장치에 의하면 종래부터 사용되는 첨가가스의 종류와 그 장입량에 따라 상기한 침탄처리, 침탄질화처리, 질화처리등의 가능하게 되고, 특히 이러한 것은 순환휀에 의해 첨가가스가 가공물에 직접 분사하여 주게 하여 상기한 고 공지의 첨가가스가 가공물의 표면에서 반응이 신속하게 이루어지게 된다.
또한 이와 같은 본 발명의 로는 금형의 열처리에 특히 적합하며, 이것은 금형재료의 표면 탄소농도를 쉽게 조절할 수 있기 때문이며, 탈탄 및 산화를 억제하게 하므로서 광휘열처리가 용이하게 된다.
물론 본 발명의 장치에서 적용하는 순환휀은 그 회전속도, 분사각도는 가공물의 금속적 특성과 그 사용목적에 따라 변경할 수 있고 이에 따라 사용되는 첨가가스 역시 이미 공지된 각종 열처리로에 사용되는 것을 사용할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명에 의한 열처리로에 의하면 단위시간당 열처리 능력이 뛰어나고 사용 첨가가스의 종류에 따라 각종 열처리 작업을 행할 수 있는 매우 유용한 발명임이 명백하다.

Claims (1)

  1. 로몸체(30)의 상,하부를 개방하여 상,하부순환휀(31),(32)을 대향되도록 착설하고, 상기 로몸체(30)를 구성하는 히트파이프(33)의 전방에 상부에서 프로판(C3H8)과 암모니아(NH3)를 공급할 수 있도록 서로 대향하는 한쌍의 첨가가스 가열공급관(34),(35)를 형성하여 그 각각의 배출구(34')(35')가 상기 하부순환휀(32)을 구성하는 임펠러(32') 근처에 위치하도록 구성하되 상기 프로판(C3H8) 및 암모니아(NH3) 첨가가스 가열공급관(34),(35)의 배출구(34'),(35')의 하부에는 로몸체(30)의 외부에서 암모니아(NH3) 및 침탄용가스 프로판(C3H8)를 공급할 수 있도록 하부가스 공급관(36)(37)을 각각 형성하고, 상기 하부가스 공급관(36),(37) 사이에는 각각 등간격으로 노의 분위기에 따라 이산화탄소(CO2) 및 프로판(C3H8)공급관(38) 질소(N2)공급관(39)을 착설하며, 상기 상부순환휀(31)을 구성하는 임펠러(31')의 근처에는 다수의 첨가가스 공급관(40),(41),(42),(43)을 방사상동 간격으로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철계금속의 열처리로 장치.
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