專利名稱：真空滲碳處理方法和真空滲碳處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求基于2007年3月9日在日本申請(qǐng)的特愿2007-060498 號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在本說明書中引用其內(nèi)容。本發(fā)明涉及真空滲碳處理方法和真空滲碳處理裝置。
背景技術(shù)：
真空滲碳處理是通過在金屬制的被處理物的表層部進(jìn)行滲碳并淬 火，來(lái)提高表層部的硬度的滲碳處理的一種。真空滲碳處理有例如在特 開平8-325701號(hào)公報(bào)(下面簡(jiǎn)稱為專利文獻(xiàn)l)和特開2004-115893號(hào) 公報(bào)(下面簡(jiǎn)稱為專利文獻(xiàn)2)中所公開的。在專利文獻(xiàn)l中公開的真空滲碳處理是在加熱室中，在極低壓力狀 態(tài)下，將被處理物加熱至規(guī)定溫度，將乙炔等滲碳性氣體裝入加熱室內(nèi)， 對(duì)被處理物進(jìn)行滲碳。之后，停止供給滲碳性氣體，通過再次使加熱室 內(nèi)呈極低壓力狀態(tài)，使被處理物表面附近的碳向內(nèi)部擴(kuò)散，降溫至淬火 溫度后，進(jìn)行油冷卻。對(duì)于專利文獻(xiàn)2中公開的真空滲碳處理，為了改善被處理物的表面 (特別是角部)的過剩的滲碳，在如專利文獻(xiàn)1的真空滲碳處理中的擴(kuò) 散的初期，將脫碳性氣體引入爐(等同于專利文獻(xiàn)1的加熱室)內(nèi)，減 少或除去被處理物的表面的滲碳體。圖12、 13是表示在以往的真空滲碳處理中，處理汽車用內(nèi)齒輪(！i 7/^7*)時(shí)各工序的處理時(shí)間和溫度、氣氛條件及裝置形式實(shí)例的說 明圖。該處理?xiàng)l件為以所謂母材碳濃度為0.2%的SCr420的鋼材為處 理對(duì)象材料，使表面碳濃度目標(biāo)為0.8%,圖12中的有效滲碳深度為 0.8mm,圖13中的有效滲碳深度為1.5mm,使該有效滲碳深度的碳濃度 目標(biāo)為0.35%。在如上所述的以往的真空滲碳處理中，如圖12、 13所示，在擴(kuò)散 工序之后，在降溫工序中，降溫至淬火溫度后，轉(zhuǎn)移到淬火前的保持工 序。此時(shí)，通常在使?jié)B碳處理的處理溫度X'C為930'C左右進(jìn)行，但處 理溫度越高，滲碳和擴(kuò)散進(jìn)行得越迅速，因此可以縮短真空滲碳處理所需的時(shí)間。然而，在處理溫度X'C例如約1050'C進(jìn)行真空滲碳處理時(shí)，不能將 因高溫處理而肥大化的被處理物W的結(jié)晶顆粒微細(xì)化，因此存在不能 獲得具有規(guī)定的物性值的被處理物W這樣的問題。另外還存在在被處 理物的表面和內(nèi)部之間產(chǎn)生溫度偏差從而結(jié)晶顆粒變得不均勻的問題。本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而提出的，目的在于即使在通過提高處理溫 度迅速進(jìn)行滲碳和擴(kuò)散來(lái)縮短處理時(shí)間的場(chǎng)合，在謀求通過高溫處理的 被處理物的表面和內(nèi)部之間的溫度均勻化的同時(shí)，改善結(jié)晶顆粒肥大 化，也可以得到具有規(guī)定的物性值的被處理物。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述課題，本申請(qǐng)的第1方面是真空滲碳處理方法，該方 法在預(yù)熱工序中，使加熱室內(nèi)的被處理物的溫度為第1溫度，在滲碳工 序中，將上述加熱室內(nèi)減壓至極低氣壓狀態(tài)，由該狀態(tài)將滲碳性氣體提 供至上述加熱室內(nèi)，對(duì)上述被處理物滲碳。之后，在擴(kuò)散工序中，停止 提供上述滲透性氣體，使碳從上述被處理物的表面向內(nèi)部擴(kuò)散，在淬火 工序中，使上述被處理物的溫度為第2溫度，由該狀態(tài)進(jìn)行急冷，其中 在上述擴(kuò)散工序和上述淬火工序之間進(jìn)行如下工序正火工序，即對(duì)上 述被處理物的溫度交替多次重復(fù)進(jìn)行從上迷第1溫度至規(guī)定溫度的降溫 處理和保溫處理的逐步冷卻，以使溫度履歷滿足規(guī)定條件；正火后保持 工序，即上述正火工序之后，通過在規(guī)定時(shí)間保溫以使上述被處理物整 體達(dá)到上述規(guī)定溫度，使上述被處理物的結(jié)晶顆粒微細(xì)化；和再加熱工 序，即在上迷正火后保持工序之后，使上述被處理物的溫度上升至上述 第2溫度。對(duì)于本申請(qǐng)的第2方面，在上迷第l發(fā)明的真空滲碳處理方法中， 對(duì)于上述正火工序中的各降溫處理，也可以分別均等地設(shè)定降溫溫度。對(duì)于本申請(qǐng)的第3方面，在上述第1或第2方面的真空滲碳處理方 法中，也可以在上迷加熱室內(nèi)進(jìn)行上述滲碳工序、上述擴(kuò)散工序、上述 正火工序和上述再加熱工序。對(duì)于本申請(qǐng)的第4方面，在上述1至3的方面的真空滲碳處理方法 中，也可以在與上述加熱室分開設(shè)置并冷卻上述被處理物的冷卻室中進(jìn) 行上述淬火工序。對(duì)于本申請(qǐng)的第5方面，在上述1至4的方面的真空滲碳處理方法 中，也可以在將上述加熱室內(nèi)減壓至極低氣壓狀態(tài)或?qū)⒍栊詺怏w裝入上 述加熱室內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行上述預(yù)熱工序、上迷擴(kuò)散工序和上迷再加熱工序。進(jìn)一步，本申請(qǐng)的第6方面是真空滲碳處理裝置，該裝置具有具備 加熱器的加熱室和具備第1冷卻器的冷卻室，通過上迷加熱器加熱，使 上述加熱室內(nèi)的被處理物的溫度為第l溫度，將上述加熱室內(nèi)減壓至規(guī) 定氣壓以下的狀態(tài)，由該狀態(tài)向上述加熱室內(nèi)提供滲碳性氣體，對(duì)上述 被處理物滲碳，停止提供上述滲碳性氣體，使碳從上述被處理物的表面 向內(nèi)部擴(kuò)散，使上述被處理物的溫度為第2溫度的狀態(tài)，由該狀態(tài)在上 述冷卻室中，通過上迷第1冷卻器進(jìn)行急冷，其中上述加熱室具備用絕 熱隔壁包圍的爐、由至少在上述爐內(nèi)配置的第1氣體對(duì)流裝置構(gòu)成的第 2冷卻器、和在開的位置使上述加熱室內(nèi)的氣體循環(huán)的同時(shí)，在閉的位 置使上述爐內(nèi)的氣體對(duì)流的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。另外，對(duì)于本申請(qǐng)的第7方面，在上述第6方面的真空滲碳處理裝 置中，上述第2冷卻器也可以由上述第1氣體對(duì)流裝置和設(shè)置在加熱室 的熱交換器構(gòu)成。另外，對(duì)于本申請(qǐng)的第8方面，在上述第6或7方面的真空滲碳處 理裝置中，上述第1氣體對(duì)流裝置是離心風(fēng)扇，上述風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)也可 以具備設(shè)置在上述離心風(fēng)扇氣體輸出方向的上述爐的上迷絕熱隔壁的 一部分上的第1門、和相對(duì)該第1門，隔著上述被處理物，在相反側(cè)的 上述絕熱隔壁上設(shè)置的第2門。進(jìn)一步，對(duì)于本申請(qǐng)的第9方面，在上述第6至8方面的真空滲碳 處理裝置中，上述第1氣體對(duì)流裝置也可以通過把滲碳后的上述被處理 物的溫度從上述第1溫度降低至規(guī)定溫度，以使溫度履歷滿足規(guī)定條件， 進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的保溫，以使上述被處理物整體達(dá)到上述規(guī)定溫度，使上 述被處理物的結(jié)晶顆粒微細(xì)化。另外，本申請(qǐng)的第10方面是真空滲碳處理裝置，該裝置具有具備 加熱器和冷卻室的加熱室，通過上述加熱器加熱，使上述加熱室內(nèi)的被 處理物的溫度為第1溫度，將上迷加熱室內(nèi)減壓至規(guī)定氣壓以下的狀態(tài)， 由該狀態(tài)向上述加熱室內(nèi)提供滲碳性氣體，對(duì)上迷被處理物滲碳，停止 提供上述滲碳性氣體，使碳從上迷被處理物的表面向內(nèi)部擴(kuò)散,使上述被處理物的溫度為第2溫度的狀態(tài)，由該狀態(tài)通過上述冷卻器進(jìn)行急冷， 其中上述加熱室具備用絕熱隔壁包圍的爐、在上迷爐內(nèi)配置的第1氣體 對(duì)流裝置、和在開的位置使上述加熱室內(nèi)的氣體循環(huán)來(lái)冷卻上述被處理 物的同時(shí)，在閉的位置使上迷爐內(nèi)的氣體對(duì)流的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。對(duì)于本申請(qǐng)的第11方面，在上述第6至IO方面的真空滲碳處理裝 置中，上述加熱器具有由耐受從高溫狀態(tài)開始的急冷的導(dǎo)電性材料形成 并配置在上述爐內(nèi)的發(fā)熱構(gòu)件、和設(shè)置在上述爐的上述絕熱隔壁上，相 對(duì)于上述爐的上述絕熱隔壁位置固定地支撐上述發(fā)熱構(gòu)件的支撐構(gòu)件， 在上述加熱室外，配置測(cè)定上述發(fā)熱構(gòu)件的接地電流的電流測(cè)定機(jī)構(gòu)， 可以從上述電流測(cè)定機(jī)構(gòu)的測(cè)定值檢測(cè)上述發(fā)熱構(gòu)件有無(wú)接地。對(duì)于本申請(qǐng)的第12方面，在上迷第6至11方面的真空滲碳處理裝 置中，上述冷卻器也可以使高壓氣體循環(huán)來(lái)冷卻上述被處理物。對(duì)于本申請(qǐng)的第13方面，在上述第6至12方面的真空滲碳處理裝 置中，上述加熱室也可以具備第2氣體對(duì)流裝置。根據(jù)本發(fā)明的真空滲碳處理方法，因在擴(kuò)散后進(jìn)行正火和進(jìn)行其后 的溫度保持，所以為了縮短處理時(shí)間，即使在高溫下進(jìn)行滲碳和擴(kuò)散， 使結(jié)晶顆粒粗大化，通過正火和其后的溫度保持，也可以使被處理物的 結(jié)晶顆粒微細(xì)化。特別在擴(kuò)散后的正火中，通過交替重復(fù)降溫處理和保 溫處理，進(jìn)行降低被處理物的溫度的逐步冷卻，保溫時(shí)每個(gè)被處理物的 整體的溫度都被均勻化，可以抑制冷卻時(shí)產(chǎn)生的被處理物的表面溫度和 內(nèi)部溫度的溫度(不均)。因此，可以進(jìn)一步均勻地使被處理物的結(jié)晶 顆?！刮⒓?xì)化。為此，可以一邊通過高溫處理縮短處理時(shí)間， 一邊改善高 溫處理引起的被處理物的結(jié)晶顆粒的肥大化，從而可以得到具有規(guī)定的 物性值的被處理物，確保規(guī)定的品質(zhì)。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，因正火后接著進(jìn)行再加熱和淬火，所以可以 有效地完成真空滲碳處理。另外，根據(jù)本發(fā)明的真空滲碳處理裝置，在加熱室的爐內(nèi)設(shè)置了第 1氣體對(duì)流裝置，因此使用在爐內(nèi)產(chǎn)生的輻射熱和通過第1氣體對(duì)流裝 置產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流熱，可以迅速且均勻地改變爐內(nèi)的溫度。因此，升溫 時(shí)可以縮短處理時(shí)間。而且，在爐內(nèi)開的位置使加熱室內(nèi)的氣體循環(huán)來(lái)冷卻被處理物的同 時(shí)，在關(guān)的位置設(shè)置使?fàn)t內(nèi)的氣體對(duì)流的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因此通過開閉操作該風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，可以容易地實(shí)行保持工序中的溫度調(diào)節(jié)。特別是， 為了進(jìn)行溫度保持，需要加熱器，因此正火后，為了接著進(jìn)行溫度保持， 有必要連續(xù)進(jìn)行冷卻和加熱，通過在加熱室的爐內(nèi)設(shè)置第1氣體對(duì)流裝 置，可以容易地實(shí)行。為此，在正火工序中，通過進(jìn)行逐步冷卻，可以 精確度良好地且容易地進(jìn)行冷卻處理和保溫處理的細(xì)微的溫度調(diào)節(jié)。


圖l是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空滲碳處理裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。圖2是圖1的左視圖。 圖3是圖1的右視圖。圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的加熱器形狀的立體圖。圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的加熱器22相對(duì)于爐50的絕熱隔 壁21的安裝結(jié)構(gòu)以及加熱器22和電源部23的電連接的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空滲碳處理的各工序的處理時(shí) 間和溫度、氣氛條件和裝置形式實(shí)例的說明圖。圖7是顯示圖6的正火工序中的逐步冷卻的處理時(shí)間和溫度的說明圖。圖8是表示與圖7相比較，所示正火工序的處理時(shí)間和溫度的說明圖。圖9是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空滲碳處理的各工序的處理時(shí) 間和溫度、氣氛條件和裝置形式實(shí)例的說明圖。(和圖6的有效滲碳深 度不同)圖10是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空滲碳處理裝置的形式的實(shí) 例的示意圖。圖11是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式的真空滲碳處理裝置的結(jié)構(gòu)的 截面圖。圖12是表示在處理汽車用內(nèi)齒輪時(shí)，以往的真空滲碳處理的各工 序的處理時(shí)間和溫度、氣氛條件和裝置形式實(shí)例的說明圖。圖13是表示在處理汽車用內(nèi)齒輪時(shí)，以往的真空滲碳處理的各工 序的處理時(shí)間和溫度、氣氛條件和裝置形式實(shí)例的說明圖。(和圖12 的有效滲碳深度不同)具體實(shí)施方式
下面參照附圖，就本發(fā)明的真空滲碳處理裝置和方法的一實(shí)施方式 進(jìn)行說明。另外，在下面的附圖中，為了使各構(gòu)件為可辨認(rèn)的大小，可 以適當(dāng)改變各構(gòu)件的比例。圖1 ~3是表示本實(shí)施方式的真空滲碳處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖， 圖1是主視圖，圖2是左視圖，圖3是右視圖。如圖1~3所示，本實(shí) 施方式的真空滲碳處理裝置具備箱體1、加熱室2和冷卻室3,是在不 同的室中進(jìn)行加熱和冷卻的雙室型。箱體l大致為圓筒形，以軸線水平 設(shè)置，在軸線方向大致中央處分隔的一側(cè)放置加熱室2,另一側(cè)為冷卻 室3。另外，在箱體1的軸線方向大致中央部，通過使關(guān)閉冷卻室3的 入口 3a的門11升降，設(shè)置開閉冷卻室3的開閉機(jī)構(gòu)12。加熱室2具備爐50、加熱器22、電源部23和載置臺(tái)25。其中，圖 4是表示加熱器22的形狀的立體圖。另外，圖5是表示加熱器22相對(duì) 于爐50的安裝結(jié)構(gòu)和加熱器22與后面所述的電源部23的電連接的示 意圖。如圖5所示，爐50是在金屬制的外廓21a和石墨制的內(nèi)廓21b之 間，將填充了絕熱材料21c的絕熱隔壁21形成為箱型形狀而成的。如圖4所示，加熱器22包括同型的3個(gè)加熱器HI ~H3。各加熱器 H1~H3包括中空細(xì)軸部gl、實(shí)心細(xì)軸部g2、實(shí)心粗軸部g3、連接器 cl~c3、供電軸部m。中空細(xì)軸部gl、實(shí)心細(xì)軸部g2和實(shí)心粗軸部g3 是石墨制的。供電軸部m是金屬制的。連接器cl是長(zhǎng)方體，在長(zhǎng)度方向2等分的各個(gè)區(qū)域具備每個(gè)相互 反向的連接部al、 bl，可以通電連接中空細(xì)軸部gl和實(shí)心細(xì)軸部g2。 連接器c2是L字型，即2個(gè)連接部a2、 b2相互以垂直方向設(shè)置，中空 細(xì)軸部gl彼此可以通電連接。連接器c3是2個(gè)朝著同方向的連接部a3、 b3間隔連接而成的，中空細(xì)軸部gl彼此可以通電連接。以4根中空細(xì)軸部gl配置成矩形，矩形的3個(gè)角由連接器c2連接。 形成上述矩形的剩下的1個(gè)角的2個(gè)中空細(xì)軸部gl的各端部中的一端 通過連接器cl與實(shí)心細(xì)軸部g2連接，另一端安裝在連接器c3的連接部 a3、 b3的一端。安裝在實(shí)心細(xì)軸部g2的連接器cl上的端部相反側(cè)的端 部與實(shí)心粗軸部g3的一端部連接，在實(shí)心粗軸部g3的另一端部安裝供電軸部m。包括如上所迷的4根中空細(xì)軸部gl、實(shí)心細(xì)軸部g2、實(shí)心粗軸部 g3、連接器cl、 3個(gè)連接器c2和供電軸部m的結(jié)構(gòu)，成對(duì)并由連接器 c3連接，構(gòu)成各加熱器H1 H3。另外，中空細(xì)軸部gl、實(shí)心細(xì)軸部g2和實(shí)心粗軸部g3隨各個(gè)截面 積的差異而改變發(fā)熱難易程度，中空細(xì)軸部gl、實(shí)心細(xì)軸部g2、實(shí)心 粗軸部g3依次易于發(fā)熱，實(shí)心粗軸部g3難于發(fā)熱。如圖5所示，供電軸部m是中空的，在內(nèi)部放置冷卻管t。在冷卻 管t中循環(huán)抑制通電引起的溫度上升的冷卻水。加熱器H1 H3由在爐50的絕熱隔壁21的一部分上設(shè)置的加熱器 支撐部26支撐。加熱器支撐部26是陶瓷制的，形成內(nèi)徑比實(shí)心粗軸部 g3的直徑大的大致圓筒形，以圓筒的軸方向與絕熱隔壁21的厚度方向 平行地進(jìn)行固定，以使各端部分別位于絕熱隔壁21的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。位于絕熱隔壁21的外側(cè)的端部設(shè)置了直徑和比圓筒的內(nèi)徑小的實(shí) 心粗軸部g3的直徑相同的開口 26a，通過在該開口 26a上鑲嵌安裝實(shí)心 粗軸部g3,來(lái)支撐各加熱器H1-H3。另外，供電軸部m從設(shè)置在箱體1上的開口 la向箱體l外導(dǎo)出。 在開口 la和供電軸部m的間隙，用密封材料lb堵塞而密閉。電源部 23與供電軸部m連接。電源部23具有電源23a、斷路器23b、晶閘管23c、溫度調(diào)節(jié)計(jì)23d、 變壓器23e、電阻器23f和電流計(jì)23g。電源23a通過斷路器23b、晶閘管23c和變壓器23e與供電軸部m 連接，向供電軸部m提供電力。斷路器23b在對(duì)電路的負(fù)荷超過允許值 時(shí)切斷電力，防止電路遭受過負(fù)荷。晶閘管23c與溫度調(diào)節(jié)計(jì)23d協(xié)同工作，使電路呈導(dǎo)通狀態(tài)，直至 加熱器HI ~H3的溫度達(dá)到規(guī)定溫度，當(dāng)加熱器HI ~H3的溫度達(dá)到規(guī) 定溫度，解除導(dǎo)通。變壓器23e將由電源23a供電的電力的電壓轉(zhuǎn)換為 規(guī)定的值。電阻器23f和電流計(jì)23g配置在從變壓器23e和供電軸部m之間的 電路分岔并接地的電路的中間。電流計(jì)23g測(cè)定接地電流。其中，如圖1、 2所示，在加熱室2的上部，朝著下方設(shè)置電動(dòng)機(jī) Ml。該電動(dòng)沖幾M1的軸51從爐50的上面穿插入路50內(nèi)，在軸51的端部安裝風(fēng)扇Fl (第1氣體對(duì)流裝置)。該風(fēng)扇F1是離心風(fēng)扇，沿著爐50內(nèi)的上面配置。 是在風(fēng)扇Fl的氣體輸出側(cè)，爐50上面的兩側(cè)部設(shè)置門53a、 54a (第l門)(參見圖2)。另外，隔著被處理物W在爐50的下面設(shè)置 門55a (第2門)。各個(gè)門53a、 54a、 55a與各個(gè)圓筒53b、 54b、 55b 連接，構(gòu)成可以開閉的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。也就是說，這些門53a、 54a、 55a 在開的位置時(shí)，爐50和加熱室2連通，通過使風(fēng)扇F1工作，流動(dòng)的氣 體可以在整個(gè)加熱室2內(nèi)循環(huán)。另外，在真空狀態(tài)下，依次從溫度越高 蒸汽壓越低的物質(zhì)蒸發(fā)，因此暴露在爐50內(nèi)高溫下的風(fēng)扇Fl也可以使 用由即使?fàn)t50內(nèi)的溫度上升至1300'C左右也不熱變形的物質(zhì)制造的風(fēng) 扇。另外，在爐50外，沿著加熱室2的內(nèi)壁設(shè)置熱交換器24。熱交換 器24從在爐50內(nèi)加熱的氣體奪取熱來(lái)冷卻(參見圖2)。另外，除這種冷卻器24之外，也可以例如設(shè)置空氣冷卻風(fēng)扇，來(lái) 提高冷卻效率，所述空氣冷卻風(fēng)扇通過在箱體1內(nèi)設(shè)置水路，在其中通 冷卻水來(lái)冷卻氣體的水冷夾套，或者設(shè)置通過在箱體l外設(shè)置葉片，擴(kuò) 大熱放射面積來(lái)冷卻氣體。冷卻加熱室2內(nèi)時(shí)，通過打開爐50的門53a、 54a、 55a， 一邊用風(fēng) 扇Fl循環(huán)爐50內(nèi)和加熱室2內(nèi)的氣體， 一邊用熱交換器24冷卻，來(lái) 降低加熱室2內(nèi)的溫度和爐50內(nèi)被處理物W的溫度。這樣，冷卻加熱 室2內(nèi)時(shí)，風(fēng)扇Fl和熱交換器24 —起構(gòu)成第2冷卻器40。栽置臺(tái)25由矩形的框架和多個(gè)輥構(gòu)成，各個(gè)輥以旋轉(zhuǎn)軸線與框架 相對(duì)的2個(gè)邊平行地并列，兩端旋轉(zhuǎn)自由地支撐在框架的其它2個(gè)邊上。 設(shè)置這種栽置臺(tái)25,以使各個(gè)輥的旋轉(zhuǎn)軸線與運(yùn)送方向垂直，從而可以 良好地移送被處理物W。通過被栽置在載置臺(tái)25上，也可以從下面?zhèn)?均勻地加熱^皮處理物W。另外，上迷各部與風(fēng)扇F1—樣，是使用即使?fàn)t50內(nèi)的溫度升溫至 1300'C左右也不熱變形的物質(zhì)制造的。如圖3所示，冷卻室3是用于冷卻被處理物W的室，具備第1冷卻 器31、整流板32和栽置臺(tái)33。第1冷卻器31具有熱交換器31a和風(fēng)扇31b。熱交換器31a從冷卻 室3內(nèi)的氣體奪取熱來(lái)冷卻。風(fēng)扇31b在冷卻器3內(nèi)在高壓下使氣體循環(huán)。整流板32是間隔切割成柵格狀的柵格箱，栽置在放置冷卻室3內(nèi) 的被處理物W的位置的上下，來(lái)調(diào)節(jié)冷卻室3內(nèi)的氣體流動(dòng)方向。栽 置臺(tái)33和設(shè)置在加熱室2內(nèi)的載置臺(tái)25的結(jié)構(gòu)大致相同，且配置在和 栽置臺(tái)25相同的高度。另夕卜，該柵格箱也可以是柵格箱和沖孔金屬(Z 》f》夕'乂夕/k)的組合。接著，就在上迷結(jié)構(gòu)的真空滲碳處理裝置中進(jìn)行的真空滲碳處理， 使用圖6~圖8進(jìn)行說明。在真空滲碳處理中，依次進(jìn)行預(yù)熱工序、滲 碳前保持工序、滲碳工序、擴(kuò)散工序、正火工序、再加熱工序、淬火前 保持工序和淬火工序。圖6是表示以所謂母材碳濃度為0.2%的SCr420的鋼材為處理對(duì)象 材料，使表面碳濃度目標(biāo)為0.8%，有效滲碳深度為0.8mm,有效滲碳深 度的碳濃度目標(biāo)為0.35%時(shí)，各個(gè)工序的處理時(shí)間和溫度、氣氛條件和 裝置形式實(shí)例的說明圖。圖7是圖6的正火工序的放大圖，是以縱軸為 溫度，橫軸為處理時(shí)間的說明圖。圖8是用于比較的圖，和圖7—樣， 將正火工序放大表示，是以縱軸為溫度，橫軸為處理時(shí)間的說明圖。上述說明圖中的各工序的處理時(shí)間用根椐Fick的第2定律的擴(kuò)散方 程式算出。在預(yù)熱工序中，首先，將被處理物W載置在被設(shè)置在加熱室2的 爐50內(nèi)的加熱器HI ~H3包圍的位置。接著，從加熱室2排氣，使加熱 室2內(nèi)和爐50內(nèi)減壓使之呈真空狀態(tài)。其中，在通常的真空滲碳處理 中，"真空"指大氣壓的1/10左右的10kPa以下左右，在本實(shí)施方式中， 把lPa以下作為"空"。另外，此時(shí)，關(guān)閉風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的門53a、 54a、 55a，將爐50內(nèi)堵塞。然后，對(duì)加熱器22通電，使?fàn)t50內(nèi)的溫度升溫。即使在真空下進(jìn) 行全部的預(yù)熱工序，也可以進(jìn)行真空滲碳處理，但在本實(shí)施方式中，即 使加熱室2內(nèi)的溫度升溫至650。C，為了防止物質(zhì)從纟皮處理物W的表面 蒸發(fā)，也向加熱室2內(nèi)裝入惰性氣體。此時(shí)加熱室2內(nèi)的氣壓為0.1kPa~ 低于大氣壓左右。另外，通過使風(fēng)扇F1工作，使用使?fàn)t50內(nèi)升溫產(chǎn)生 的輻射熱和通過風(fēng)扇Fl產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流熱這兩者，可以有效地使?fàn)t50 內(nèi)升溫。此外，進(jìn)一步繼續(xù)升溫，使加熱室2內(nèi)的溫度升溫至1050'C后， 向滲碳前保持工序轉(zhuǎn)移。在滲碳前保持工序中，將加熱室2內(nèi)的溫度保持在預(yù)熱工序結(jié)束時(shí) 的溫度。經(jīng)過該滲碳前保持工序，可以將被處理物W的溫度從表面至 內(nèi)部均勻化為1050'C (第l溫度)。在滲碳前保持工序的最后2分鐘， 排出惰性氣體使加熱室2內(nèi)減壓，返回到真空狀態(tài)。在滲碳工序中，向加熱室2內(nèi)裝入滲碳性氣體。滲碳性氣體例如為 乙炔。此時(shí)加熱室2內(nèi)的氣壓為O.lkPa以下。在該滲碳工序中，通過把 加熱室2內(nèi)置于1050'C這樣高溫的滲碳性氣體氣氛下，對(duì)被處理物W 滲碳。在擴(kuò)散工序中，排出加熱室2內(nèi)的滲碳性氣體并裝入惰性氣體。此 時(shí)加熱室2內(nèi)的氣壓為0.1kPa 低于大氣壓左右。此外，保持加熱室2 內(nèi)的溫度。經(jīng)過該擴(kuò)散工序，被處理物W表面附近的碳可以從表面向內(nèi)部擴(kuò)散。如果處理溫度是相同條件，可以根據(jù)滲碳工序的處理時(shí)間和擴(kuò)散工 序的處理時(shí)間，確定表面碳濃度、有效滲碳深度、有效滲碳深度的碳濃度。擴(kuò)散工序之后進(jìn)行正火工序。在正火工序之前，因被處理物W長(zhǎng) 時(shí)間暴露在1050。C這樣高溫的下，因此結(jié)晶顆粒肥大化。正火工序是為 了消除被處理物W的應(yīng)變，或者為了結(jié)晶顆粒微細(xì)化而進(jìn)行的，在規(guī) 定的處理時(shí)間(例如5 ~ 15分鐘)使?fàn)t50內(nèi)的溫度從105(TC冷卻至600。C以下。其中，如圖8所示，在正火工序中，在規(guī)定的處理時(shí)間(例如，Tl-T2 間)只進(jìn)行冷卻，通常連續(xù)降低爐50內(nèi)的溫度至600'C以下。然而，一 旦連續(xù)冷卻，被處理物W的表面溫度(圖8中的Po)和內(nèi)部溫度(圖8 中Qo)的溫度變得不均勻，就會(huì)產(chǎn)生溫度不均，因此與爐50的理想的 冷卻梯度(圖8中的實(shí)線)相比，與被處理物W的實(shí)際溫度之間就會(huì) 產(chǎn)生大幅的誤差。此外，在正火工序后的正火后保持工序的開始時(shí)間T2， 爐50內(nèi)的溫度、被處理物W的表面溫度、內(nèi)部溫度的溫度降低就會(huì)發(fā) 生延遲(例如，AP。、 AQo)。結(jié)果，在該狀態(tài)下，在正火后保持工序， 即使在一定溫度下保溫，結(jié)晶顆粒也不能有效微細(xì)化。因此，如圖6、 8所示，在正火工序中，從1050'C冷卻至600。C以 下時(shí)，進(jìn)行交替重復(fù)冷卻和保溫處理的逐步冷卻。具體地說，連續(xù)使設(shè)置于爐50內(nèi)的風(fēng)扇Fl工作，冷卻處理時(shí)，通過使風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的門53a、 54a、 55a在開的位置，打開爐50，通過熱 交換器24循環(huán)加熱室2內(nèi)的氣體，來(lái)冷卻滲碳后的被處理物W的溫度。 另一方面，保溫處理時(shí)，通過使風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)枸的門53a、 54a、 55a在關(guān) 的位置，閉塞爐50,使氣體在爐50內(nèi)對(duì)流，進(jìn)行保溫，使整個(gè)被處理 物W的溫度變得均勻。這樣，通過把冷卻處理和保溫處理作為1個(gè)循環(huán)，在規(guī)定的處理時(shí) 間(例如Tl-T2間)內(nèi)，多次(例如3.5循環(huán))進(jìn)行該循環(huán)，使?fàn)t50 內(nèi)的溫度冷卻至600'C以下。由此，各冷卻處理時(shí)產(chǎn)生的^t處理物W的 表面溫度(圖7中的P!)和內(nèi)部溫度(圖7中Q,)的溫度的不均在保 溫處理時(shí)都被均勻化。因此，在抑制被處理物W的表面溫度和內(nèi)部溫 度的溫度不均的同時(shí)，在正火后保持工序的開始時(shí)T2,可以抑制爐50 內(nèi)的溫度、被處理物W的表面溫度、內(nèi)部溫度的溫度降低的延遲(例 如，AP、AQ!)。另外，為了精確度良好地防止被處理物W的表面溫度和內(nèi)部溫度 的溫度不均，優(yōu)選均勻(例如，在圖7中，各冷卻循環(huán)的溫度改變?yōu)?(1050-600 ) /4 ( 'C ))設(shè)定逐步冷卻時(shí)的各循環(huán)的冷卻溫度。進(jìn)一步 優(yōu)選均勻設(shè)定各循環(huán)的冷卻時(shí)間(例如，圖7中的Ta)或保溫時(shí)間(例 如，圖7中的Tb)。另外，可以適當(dāng)改變冷卻處理和保溫處理的循環(huán)數(shù)。接著，進(jìn)行正火后保持工序。在該正火后保持工序中，通過在規(guī)定 時(shí)間(例如10分鐘)保溫，將被處理物整體的溫度均勻化，可以進(jìn)一 步使結(jié)晶顆粒微細(xì)化。在再加熱工序中，再次提高在正火工序中下降的爐50內(nèi)的溫度。 在再加熱工序中，升溫至后面的淬火工序中的淬火溫度850'C (第2溫 度)。此外，在淬火前保持工序中將該溫度保持規(guī)定時(shí)間。經(jīng)過該淬火 前保持工序，將被處理物W的溫度從表面直至內(nèi)部均勻化為850'C。最后，將被處理物W轉(zhuǎn)移到冷卻室3中，進(jìn)行淬火工序。在淬火 工序中，用第1冷卻器31冷卻被處理物W。此時(shí)的冷卻對(duì)于如本實(shí)施 方式的處理對(duì)象材料即所謂的SCr420的鋼材那樣的難以淬火的材料， 為了進(jìn)行淬火，需要在處理時(shí)的初期l分鐘左右的時(shí)間內(nèi)，冷卻至冷卻 的溫度差的一半左右。第1冷卻器31例如一邊在從10倍至30倍左右 的大氣壓下循環(huán)冷卻室3內(nèi)部的氣體， 一邊冷卻，來(lái)提高被處理物W的 冷卻速度。相對(duì)于上述以往的真空滲碳處理，根據(jù)本發(fā)明的真空滲碳處理方 法，因擴(kuò)散后進(jìn)行正火和之后的溫度保持，因此為了縮短處理時(shí)間，即 使在高溫下進(jìn)行滲碳和擴(kuò)散而使結(jié)晶顆粒粗大化，也可以通過正火和之后的溫度保持，使被處理物w的結(jié)晶顆粒微細(xì)化。特別在擴(kuò)散后的正 火中，通過交替重復(fù)降溫處理和保溫處理進(jìn)行使被處理物w的溫度降 低的逐步冷卻，保溫時(shí)被處理物整體都被均勻化，可以抑制冷卻時(shí)產(chǎn)生的被處理物w的表面溫度和內(nèi)部溫度的溫度不勻。因此，可以更均勻 地使被處理物w的結(jié)晶顆粒微細(xì)化。因此， 一邊通過高溫處理縮短處 理時(shí)間， 一邊改善高溫處理引起的被處理物w的結(jié)晶顆粒的肥大化， 可以得到具有規(guī)定的物性值的被處理物w，并可確保規(guī)定的品質(zhì)。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，接著正火進(jìn)行再加熱和淬火，因此可以有效 地完成真空滲碳處理。另外，根據(jù)本發(fā)明的真空滲碳處理裝置，因再加熱室2的爐50內(nèi) 設(shè)置了風(fēng)扇Fl,因此使用在爐50內(nèi)產(chǎn)生的輻射熱和由風(fēng)扇Fl產(chǎn)生的強(qiáng) 制對(duì)流熱，可以迅速且均勻地改變爐50內(nèi)的溫度。因此，在升溫時(shí)， 可以縮短處理時(shí)間。進(jìn)一步，在爐50內(nèi)以開的位置使加熱室2內(nèi)的氣 體循環(huán)來(lái)冷卻被處理物W，同時(shí)設(shè)置以閉的位置使?fàn)t50內(nèi)的氣體對(duì)流 的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因此通過開閉操作該風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的門53a、 54a、55a, 可以容易地實(shí)行保持工序中的溫度調(diào)節(jié)。特別地，為了進(jìn)行溫度保持， 需要加熱器22,因此正火后為了接著進(jìn)行溫度保持，需要連續(xù)進(jìn)行冷卻 和加熱，通過在加熱室2的爐50內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇Fl作為第2冷卻器40，同 時(shí)設(shè)置熱交換器24，可以容易地使其進(jìn)行。因此，在正火工序中，在進(jìn) 行逐步冷卻方面，可以精確度良好地且容易地進(jìn)行冷卻處理和保溫處理 的細(xì)微的溫度調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，因可在加熱室2內(nèi)進(jìn)行正火，所以為了正火，不必從加熱 室2取出被處理物W，因此不增加移動(dòng)高溫的被處理物W的次數(shù)，可 以通過在高溫的狀態(tài)下移動(dòng)被處理物W來(lái)避免變形等危險(xiǎn)。圖9是表示以所謂母材碳濃度為0.2%的SCr420的鋼材為處理對(duì)象 材料，使表面碳濃度目標(biāo)為0.8%,有效滲碳深度為1.5mm，有效滲碳深 度的碳濃度目標(biāo)為0.35%時(shí)，各個(gè)工序的處理時(shí)間和溫度、氣氛條件和 裝置形式實(shí)例的說明圖。也就是說，在圖9所示的真空滲碳處理中，以 和圖6所示的真空滲碳處理相同的鋼材為處理對(duì)象材料，與圖6所示的真空滲碳處理的不同點(diǎn)是使有效滲碳深度為1.5mm。和圖6—樣，上迷說明圖中的各工序的處理時(shí)間用根據(jù)Fick的第2 定律的擴(kuò)散方程式算出。在圖9所示的真空滲碳處理中，設(shè)定的有效滲碳深度比圖6的真空 滲碳處理深，所以滲碳工序和擴(kuò)散工序的處理時(shí)間延長(zhǎng)。圖9的其它工 序的處理時(shí)間和圖6 —樣。這樣，即使在設(shè)定的有效滲碳深度深的真空滲碳處理中，通過開閉 操作風(fēng)扇Fl和風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的門53a、 54a、 55a,也可以有效地進(jìn)行升 溫和保溫時(shí)的溫度改變。此外，即使在設(shè)定的有效滲碳深度深的真空滲 碳處理中，即使為了縮短處理時(shí)間而在高溫下進(jìn)行滲碳和擴(kuò)散而使結(jié)晶 顆粒粗大化，通過在正火工序中進(jìn)行逐步冷卻，也可以使結(jié)晶顆粒微細(xì) 化。因此， 一邊通過高溫處理縮短處理時(shí)間， 一邊改善高溫處理引起的 結(jié)晶顆粒的肥大化，可以得到規(guī)定的物性值的被處理物W。接著，就脫氣工序進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，在加熱器22中發(fā) 生接地時(shí)，進(jìn)行脫氣工序。脫氣工序在用電流計(jì)23g測(cè)定的接地電流的 值超過閾值時(shí)，不把被處理物W放入爐50內(nèi)，而是將爐50內(nèi)的溫度升 溫至比處理溫度(在本實(shí)施方式中為1050'C )高50~ 15(TC的溫度，保 持規(guī)定時(shí)間后，冷卻。經(jīng)過該脫氣工序，蒸發(fā)爐50內(nèi)的煤煙。在脫氣工序中，將加熱室2的溫度升溫至1200'C左右，設(shè)置在爐 50內(nèi)的各構(gòu)件是用爐50內(nèi)的溫度即使升溫至1300'C左右也不蒸發(fā)的物 質(zhì)制造的，因此可以除去煤煙而不損害各構(gòu)件。在實(shí)施上述脫氣工序時(shí)，根據(jù)以往的結(jié)構(gòu)改變加熱器22的結(jié)構(gòu)。 即，以往的加熱器的結(jié)構(gòu)是用陶資等絕緣體覆蓋發(fā)熱部分即通電部分以 免產(chǎn)生由煤煙附著造成的麻煩，通過絕緣體間接地將熱傳導(dǎo)到外部。但是，在加熱室2的爐50內(nèi)進(jìn)行本實(shí)施方式的正火工序時(shí)，在上 述以往的結(jié)構(gòu)中，覆蓋通電部分的絕緣體的陶資因從加熱的狀態(tài)急劇冷 卻而破裂。因此制成本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的爐50。本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的爐50的結(jié)構(gòu)一般認(rèn)為能夠耐受從加熱狀態(tài)開 始的急劇冷卻。但是，在圖5所示的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的加熱器22中， 加熱器支撐部26 —旦被煤煙覆蓋，就會(huì)接地。與此相反，在本實(shí)施方 式中，監(jiān)視接地電流，接地電流超過規(guī)定的閾值時(shí)，進(jìn)行脫氣工序從接 地狀態(tài)恢復(fù)，從而防止接地引起的損害。在上述實(shí)施方式中，使用圖1~3所示的雙室型的真空滲碳處理裝 置進(jìn)行說明，但在其它方式的真空滲碳處理裝置中，如上迷實(shí)施方式， 可以進(jìn)行在擴(kuò)散工序后進(jìn)行正火工序和再加熱工序的真空滲碳處理。圖IO是表示真空滲碳處理裝置的形式的實(shí)例的示意圖。如圖10所 示，真空滲碳處理裝置的形式除上述實(shí)施方式的雙室型之外，還包括單 室型、連續(xù)型、運(yùn)送裝置不同體型等。單室型是沒有冷卻專用室而只由加熱室構(gòu)成，在加熱室內(nèi)，具備相 當(dāng)于上述實(shí)施方式中的第2冷卻器40的冷卻器的形式。對(duì)于單室型， 因冷卻器在加熱室內(nèi)，溫度降低速度慢，所以淬火性好的鋼材為處理對(duì) 象材料時(shí)，可以利用。上述實(shí)施方式的處理對(duì)象材料即所謂的SCr420 的鋼材因淬火性差，所以在淬火工序前不能在單室型中進(jìn)行。連續(xù)型是在連續(xù)真空滲碳處理多個(gè)被處理物W時(shí)使用的形式，具 備預(yù)熱室、第1加熱室、第2加熱室和冷卻室。在第2加熱室中具備冷 卻器。這種連續(xù)型例如以下面的順序進(jìn)行真空滲碳在預(yù)熱室進(jìn)行預(yù)熱 工序，在第l加熱室進(jìn)行滲碳前保持工序、滲碳工序和擴(kuò)散工序，在第 2加熱室進(jìn)行正火工序、再加熱工序和淬火前保持工序，在冷卻室進(jìn)行 淬火工序。隨著工序的進(jìn)行，被處理物W依次移動(dòng)經(jīng)過處理室，因此 可以依次進(jìn)行多個(gè)被處理物W的真空滲碳處理。運(yùn)送裝置不同體型是上迷實(shí)施方式的加熱室2和冷卻室3不設(shè)置在 同一箱體l內(nèi)，成為不同體，進(jìn)一步設(shè)置在兩個(gè)處理室間移動(dòng)的被處理 物W的運(yùn)送裝置。真空滲碳處理的各工序和上述實(shí)施方式一樣，在加 熱室進(jìn)行預(yù)熱工序~淬火前保持工序，在冷卻室進(jìn)行淬火工序。其中，加熱室也可以設(shè)置數(shù)臺(tái)而不限于1臺(tái)。在真空滲碳處理中， 需要加熱室的時(shí)間比需要冷卻室的時(shí)間長(zhǎng)，因此如果加熱室和冷卻室的 臺(tái)數(shù)為1:1,則冷卻室的空置時(shí)間變長(zhǎng)，但如果按照被處理物的數(shù)量增 設(shè)加熱室，則通過從多臺(tái)加熱室向冷卻室依次運(yùn)送^^處理物，可以減少 冷卻室的空置時(shí)間而有效利用冷卻室，因此可以有效進(jìn)行真空滲碳處 理。另外，設(shè)置多臺(tái)加熱室時(shí)，也可以使其中至少1臺(tái)附帶冷卻器，其 它的加熱器沒有冷卻器。作為運(yùn)送裝置不同體型的實(shí)例，除附圖所示的之外，可以考慮進(jìn)一 步具備主容器和準(zhǔn)備室。主容器例如是圓筒形的密閉容器，1臺(tái)至數(shù)臺(tái) 加熱室、冷卻室和準(zhǔn)備室以放射狀與該圓筒形的主容器的外周面連接，18運(yùn)送裝置放置在主容器內(nèi)。運(yùn)送裝置在與加熱室、冷卻室和準(zhǔn)備室任意 一室連接的位置之間在主容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在這種真空滲碳處理裝置中，使用者一旦把被處理物放入準(zhǔn)備室， 運(yùn)送裝置就從準(zhǔn)備室向加熱室運(yùn)送被處理物，再?gòu)募訜崾蚁蚶鋮s室運(yùn)送 被處理物，從冷卻室向準(zhǔn)備室運(yùn)送被處理物。然后，使用者從準(zhǔn)備室取 出被處理物。根據(jù)上述真空滲碳處理裝置，被處理物在運(yùn)送經(jīng)過各室時(shí)，常常通 過主容器內(nèi)，因此把被處理物放入準(zhǔn)備室后，實(shí)施真空滲碳處理，在從 準(zhǔn)備室取出之前，確實(shí)可以不與外部的空氣接觸。另外，在把被處理物 裝入加熱室或冷卻室內(nèi)之間，可以從準(zhǔn)備室存取另外的處理物，因此在 多個(gè)被處理物的真空滲碳處理時(shí)，可以有效利用真空滲碳處理裝置的各 個(gè)室。另外，上述主容器的形狀是一個(gè)實(shí)例，主容器也可以在放置運(yùn)送裝 置的同時(shí)，與加熱室、冷卻室和準(zhǔn)備室連接。進(jìn)一步，通過使運(yùn)送裝置安裝加熱器和/或冷卻器，在管理被處理物 的溫度的同時(shí)，可以在加熱室和冷卻室之間運(yùn)送。而且，在運(yùn)送:f皮處理 物時(shí)，加熱室或冷卻室和運(yùn)送裝置連通時(shí)，通過運(yùn)送裝置的加熱器(或 冷卻器)，可以使加熱室內(nèi)的溫度(或冷卻室內(nèi)的溫度)和運(yùn)送裝置內(nèi) 的溫度為相同程度。此外，通過運(yùn)送裝置的冷卻器，可以將真空滲碳處 理后的被處理物冷卻至常溫。接著，基于圖U，說明本發(fā)明的其它實(shí)施方式中的真空滲碳處理裝置。圖ll是表示真空滲碳處理裝置結(jié)構(gòu)的截面圖。本實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于加熱室2除了上述第1氣體對(duì)流裝置，還 具備第2氣體對(duì)流裝置。如圖U所示，在爐50的側(cè)面配置電動(dòng)才幾M1，從該電動(dòng)才幾M1，通 過沒有圖示出的軸，安裝風(fēng)扇Fl (第1氣體對(duì)流裝置)。進(jìn)一步，在加熱室2的上部配置電動(dòng)機(jī)M2，通過沒有圖示出的軸， 安裝風(fēng)扇F2 (笫2氣體對(duì)流裝置)。該風(fēng)扇F2設(shè)置在加熱室2的爐50 外面，進(jìn)行在加熱室2內(nèi)的氣體循環(huán)。在爐50的上面設(shè)置門56a (第1 門)，圓筒56b、 55b與該門56a連接，可以形成開閉。即，在本實(shí)施 方式中，第2冷卻器40，由風(fēng)扇Fl、風(fēng)扇F2和熱交換器24構(gòu)成。如上述實(shí)施方式，起到和只設(shè)置風(fēng)扇Fl的實(shí)施 方式相同的效果，同時(shí)在打開爐50的門56a、 55a時(shí)，使風(fēng)扇Fl和風(fēng)扇 F2這兩者工作，可以更有效地實(shí)行加熱室2內(nèi)的溫度改變。另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍不受上述實(shí)施方式的限定，在不脫離本發(fā) 明宗旨的范圍內(nèi)，上述實(shí)施方式包括加入各種改變的實(shí)施方式。例如， 在上述方式中，是通過使高壓氣體循環(huán)來(lái)冷卻被處理物W的第1冷卻 器31,在實(shí)施時(shí)，冷卻器也可通過油冷來(lái)冷卻^t處理物W。進(jìn)一步，本實(shí)施方式中的逐步冷卻不只限于正火工序時(shí)，如圖12、 13所示，在不進(jìn)行正火而在降溫工序中進(jìn)行降溫至淬火溫度后，移至淬 火前保持工序的以往的真空滲碳處理的場(chǎng)合，也可以在該降溫工序時(shí)進(jìn)行逐步冷卻。即使在這種真空滲碳處理中，也可以謀求因高溫處理而肥 大化的被處理物的結(jié)晶顆粒的微細(xì)化。
權(quán)利要求
1.一種真空滲碳處理方法，該方法在預(yù)熱工序中，使加熱室內(nèi)的被處理物的溫度為第1溫度，在滲碳工序中，將上述加熱室內(nèi)減壓到極低氣壓狀態(tài)，由該狀態(tài)將滲碳性氣體提供到上述加熱室內(nèi)，對(duì)上述被處理物滲碳，在擴(kuò)散工序中，停止提供上述滲碳性氣體，使碳從上述被處理物的表面向內(nèi)部擴(kuò)散，在淬火工序中，使上述被處理物的溫度為第2溫度，在該狀態(tài)下進(jìn)行急冷，其中，在上述擴(kuò)散工序和上述淬火工序之間進(jìn)行正火工序，即對(duì)上述被處理物的溫度交替多次重復(fù)進(jìn)行從上述第1溫度至規(guī)定溫度的降溫處理和保溫處理的逐步冷卻，以使溫度履歷滿足規(guī)定條件；正火后保持工序，即上述正火工序之后，通過在規(guī)定時(shí)間保溫以使上述被處理物整體達(dá)到上述規(guī)定溫度，使上述被處理物的結(jié)晶顆粒微細(xì)化；和再加熱工序，即在上述正火后保持工序之后，將上述被處理物的溫度上升至上述第2溫度。
2. 權(quán)利要求1所迷的真空滲碳處理方法，其中，均等地設(shè)定上述正 火工序中的各降溫處理降溫溫度。
3. 權(quán)利要求1或2所述的真空滲碳處理方法，其中，在上迷加熱室 內(nèi)進(jìn)行上述滲碳工序、上述擴(kuò)散工序、上述正火工序和上述再加熱工序。
4. 權(quán)利要求1 ~3任一項(xiàng)所迷的真空滲碳處理方法，其中，在與上 迷加熱室分開設(shè)置并冷卻上述被處理物的冷卻室中進(jìn)行上述淬火工序。
5. 權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的真空滲碳處理方法，其中，在將上 述加熱室內(nèi)減壓至極低氣壓狀態(tài)或?qū)⒍栊詺怏w裝入上述加熱室內(nèi)的狀 態(tài)下進(jìn)行上述預(yù)熱工序、上述擴(kuò)散工序和上述再加熱工序。
6. —種真空滲碳處理裝置，該裝置具有具備加熱器的加熱室和具備 第1冷卻器的冷卻室，通過上述加熱器加熱，使上述加熱室內(nèi)的被處理物的溫度為第l溫 度，將上述加熱室內(nèi)減壓至規(guī)定氣壓以下的狀態(tài)，由該狀態(tài)向上迷加熱 室內(nèi)提供滲碳性氣體，對(duì)上述被處理物滲碳，停止提供上述滲碳性氣體， 使碳從上述被處理物的表面向內(nèi)部擴(kuò)散，使上述被處理物的溫度為第2 溫度的狀態(tài)，由該狀態(tài)在上述冷卻室中，通過上迷第1冷卻器進(jìn)行急冷，其中，上述加熱室具備 用絕熱隔壁包圍的爐、由至少在上述爐內(nèi)配置的第1氣體對(duì)流裝置構(gòu)成的第2冷卻器、和 在開的位置使上述加熱室內(nèi)的氣體循環(huán)的同時(shí)，在閉的位置使上述 爐內(nèi)的氣體對(duì)流的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
7. 權(quán)利要求6所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述第2冷卻器由 上述第1氣體對(duì)流裝置和設(shè)置在加熱室的熱交換器構(gòu)成。
8. 權(quán)利要求6或7所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述第1氣體 對(duì)流裝置是離心風(fēng)扇，上述風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具備設(shè)置在上述離心風(fēng)扇氣體輸出方向的上述 爐的上述絕熱隔壁的一部分上的第1門、和相對(duì)該第1門，隔著上述被處理物，在相反側(cè)的上述絕熱隔壁上設(shè) 置的第2門。
9. 權(quán)利要求6~8任一項(xiàng)所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述第 1氣體對(duì)流裝置通過把滲碳后的上述被處理物的溫度從上述第1溫度降 低至規(guī)定溫度，以使溫度履歷滿足規(guī)定條件，進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的保溫，以 便上迷被處理物整體達(dá)到上述規(guī)定溫度，使上述被處理物的結(jié)晶顆粒微細(xì)化。
10. —種真空滲碳處理裝置，該裝置具有具備加熱器和冷卻室的加熱室，通過上述加熱器加熱，4吏上述加熱室內(nèi)的凈皮處理物的溫度為第l溫 度，將上述加熱室內(nèi)減壓至規(guī)定氣壓以下的狀態(tài)，由該狀態(tài)向上述加熱 室內(nèi)提供滲碳性氣體，對(duì)上述被處理物滲碳，停止提供上述滲碳性氣體， 使碳從上述被處理物的表面向內(nèi)部擴(kuò)散，使上述被處理物的溫度為第2 溫度的狀態(tài)，通由該狀態(tài)過上述冷卻器進(jìn)行急冷，其中，上述加熱室具備用絕熱隔壁包圍的爐、在上迷爐內(nèi)配置的第1氣體對(duì)流裝置、和在開的位置使上述加熱室內(nèi)的氣體循環(huán)來(lái)冷卻上述被處理物的同 時(shí)，在閉的位置使上述爐內(nèi)的氣體對(duì)流的風(fēng)路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
11. 權(quán)利要求6~ IO任一項(xiàng)所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述 加熱器具有由耐受從高溫狀態(tài)開始的急冷的導(dǎo)電性材料形成并配置在上述爐內(nèi)的發(fā)熱構(gòu)件、和安裝在上迷爐的上迷絕熱隔壁上并相對(duì)于上述 爐的上迷絕熱隔壁位置固定地支撐上述發(fā)熱構(gòu)件的支撐構(gòu)件，在上述加熱室外，配置測(cè)定上述發(fā)熱構(gòu)件的接地電流的電流測(cè)定機(jī)構(gòu)，從上述電流測(cè)定機(jī)構(gòu)的測(cè)定值檢測(cè)上述發(fā)熱構(gòu)件有無(wú)接地。
12. 權(quán)利要求6~11任一項(xiàng)所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述 冷卻器使高壓氣體循環(huán)來(lái)冷卻上迷被處理物。
13. 權(quán)利要求6~ 12任一項(xiàng)所述的真空滲碳處理裝置，其中，上述 加熱室具備第2氣體對(duì)流裝置。
全文摘要
在擴(kuò)散工序和淬火工序之間進(jìn)行以下工序正火工序，即對(duì)被處理物的溫度交替多次重復(fù)進(jìn)行從第1溫度至規(guī)定溫度的降溫處理和保溫處理的逐步冷卻，以使溫度履歷滿足規(guī)定條件；正火后保持工序，即正火工序之后，通過在規(guī)定時(shí)間保溫以便整個(gè)上述被處理物達(dá)到規(guī)定溫度，使被處理物的結(jié)晶顆粒微細(xì)化；和再加熱工序，即在正火后保持工序之后，使被處理物的溫度上升至第2溫度。根據(jù)本發(fā)明，即使在通過提高處理溫度迅速進(jìn)行滲碳和擴(kuò)散來(lái)縮短處理時(shí)間的場(chǎng)合，也可以在謀求因高溫處理引起的被處理物的表面和內(nèi)部之間的溫度均勻化的同時(shí)改善結(jié)晶顆粒的肥大化，得到具有規(guī)定的物性值的被處理物。
文檔編號(hào)C21D1/06GK101260505SQ20081008340
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者勝俁和彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi