專利名稱：連續(xù)滲碳爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)滲碳爐，該連續(xù)滲碳爐對正在包含滲碳氣體 的環(huán)境大氣中被輸送的工件，即處理對象，接連地執(zhí)行包括滲碳處理 的多個過程。
背景技術(shù)：
對于連續(xù)滲碳爐，在爐內(nèi)設(shè)有加熱區(qū)域、滲碳區(qū)域、擴散區(qū)域和 冷卻區(qū)域等。當(dāng)料盤從爐的輸送入口向爐的移出口被輸送時，已裝載 在料盤上的工件在這些區(qū)域中的每一個中受到處理。作為用于在爐內(nèi)輸送工件的方法，料盤推動器方法和輥道爐床方 法都是可用的。對于使用料盤推動器方法的連續(xù)滲碳爐，例如，如日本專利特開2004-10945中所公布的，最靠近上游側(cè)的料盤從輸送入口 被推動器推向移出口，因而，多個料盤在被保持相互接觸的同時被輸 送。另一方面，對于使用輥道爐床方法的連續(xù)滲碳爐，跨過爐底布置 的大量爐床輥被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，使得料盤在這些爐床輥上方被移動。對爐內(nèi)的加熱區(qū)域和滲碳區(qū)域施加相互不同等級的加熱能量是必 須的。另外，滲碳區(qū)域接收滲碳氣體的輸入。為了加強滲碳處理后工 件的產(chǎn)品質(zhì)量，必須保持每個區(qū)域中的溫度和環(huán)境大氣是不變的；并 且，為此，已經(jīng)設(shè)想出利用根據(jù)需要打開和關(guān)閉的中間門來選擇性地 隔離與前述接連區(qū)域之間的溫差最顯著的加熱區(qū)域。對于輥道爐床方法，可以通過控制爐床輥的旋轉(zhuǎn)以簡易的方式調(diào) 節(jié)不同料盤之間的間隙。因此，使用輥道爐床方法并且在加熱區(qū)域和 滲碳區(qū)域之間安裝了中間門的連續(xù)滲碳爐在當(dāng)今被廣泛應(yīng)用。然而，對于使用輥道爐床方法的連續(xù)滲碳爐，必須從外面來驅(qū)動 大量爐床輥，而且相當(dāng)大數(shù)量的熱能被爐側(cè)壁的熱擴散浪費掉，爐床 輥的軸被支撐在所述爐側(cè)壁中。另外，必須通過循環(huán)地來回旋轉(zhuǎn)爐床 輥而使其擺動，以防止?fàn)t床輥由于從料盤施加到其上的載荷而偏轉(zhuǎn)， 以致爐床輥的驅(qū)動控制變得麻煩。此外，這些大量爐床輥的維護也變 得復(fù)雜和麻煩。而且，爐的尺寸由于多個料盤之間的間隙的設(shè)置而增 大。另一方面，對于使用料盤推動器方法的連續(xù)滲碳爐，可以消除上 述的輥道爐床方法的缺點；并且，通過改變推動器的行程，可以在最 靠近上游側(cè)的料盤和它前面的料盤之間設(shè)置間隙。然而，在其自身和 加熱區(qū)域之間設(shè)有中間門的清洗腔室存在于爐的輸送入口側(cè)，所以在 前一個料盤已經(jīng)被從加熱區(qū)域輸送到滲碳區(qū)域之前，不可能將下一個 料盤送入清洗腔室，這使得送入料盤之間的時間周期較長。另外，通過提供平面圖上的推角相互正交的多個推動器，并以Z 字形方式改變料盤在爐內(nèi)的輸送方向，可以在一對料盤通過爐時，在 這對料盤之間產(chǎn)生間隙。然而，在這種情況下，爐在平面圖上的形狀 不能夠被做成直線形，使得裝置占有的區(qū)域尺寸增大。本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)料盤推動器方法來操作的連續(xù)滲 碳爐，使用該連續(xù)滲碳爐，在保持輸送通道在平面圖上的形狀為直線 的同時，其上裝載了工件的料盤的輸送通道被制成包括位于滲碳區(qū)域 上游側(cè)的多段，并且，使用該連續(xù)滲碳爐，通過設(shè)置在每段推動料盤 的多個推動器，可以在每個正被接連地輸送的料盤與下一個料盤之間 建立間隙，以允許所安裝的中間門的操作。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的連續(xù)滲碳爐提供爐、舉升機構(gòu)和多個推動器。所述爐具有滲碳區(qū)域和包括所述滲碳區(qū)域上游側(cè)的第一區(qū)域和第二區(qū)域的多個 區(qū)域。所述第二區(qū)域和所述第一區(qū)域沿著裝載在料盤上的工件的輸送 方向依此次序接連地布置。所述舉升機構(gòu)在所述多個區(qū)域中除了最靠 近輸送方向上的上游側(cè)的區(qū)域的某些區(qū)域?qū)⒘媳P降低。所述多個推動 器包括第一推動器和第二推動器。所述第一推動器將所述第一區(qū)域中 的料盤推到所述滲碳區(qū)域。所述第二推動器將所述第二區(qū)域中的料盤 推到所述第一區(qū)域。所述多個推動器被布置成它們推動所述料盤的位 置越是接近所述輸送方向下游側(cè)則越低。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連續(xù)滲碳爐的平面剖視圖； 圖2是該連續(xù)滲碳爐的側(cè)面剖視圖；和圖3A至3E是用于說明該連續(xù)滲碳爐的主要部分的操作的示意性 側(cè)面橫截面視圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖使用具體的術(shù)語對本發(fā)明的實施例進行描 述。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連續(xù)滲碳爐的一個示例 的平面剖視圖。圖2是該連續(xù)滲碳爐的側(cè)面剖視圖。該連續(xù)滲碳爐100在裝載到料盤上的工件沿著輸送通道的輸送期 間對這些工件連續(xù)執(zhí)行例如預(yù)處理、加熱處理、滲碳處理、擴散處理、 冷卻處理和淬火處理，所述輸送通道被制成平面圖上為直線的形狀。 該連續(xù)滲碳爐100是使用混合方法的連續(xù)滲碳爐，并通過料盤推動器 方法輸送裝載了大量工件的料盤經(jīng)受預(yù)處理、加熱處理、滲碳處理和 擴散處理，然后通過輥道爐床方法輸送這些料盤經(jīng)受冷卻處理和淬火 處理。該連續(xù)滲碳爐100包括爐主體1、舉升機構(gòu)2、推動器3和4、 中間門5至8、引入門9、輥道爐床IO、淬火裝置11和移出裝置12。爐主體1為權(quán)利要求中的"爐"，在平面圖中，爐主體1被制成約為恒定寬度的長方形，沿著箭頭符號X所示的料盤200的輸送方向 延伸。清洗腔室21、加熱腔室22、滲碳區(qū)域23、擴散區(qū)域24和冷卻 區(qū)域25沿著箭頭符號X的方向依次布置在爐主體1中。清洗腔室21 和加熱腔室22對應(yīng)于權(quán)利要求中的"多個區(qū)域"。在本示例中，在清洗腔室21中，約40(TC的熱在已經(jīng)與外界空氣 隔離的環(huán)境大氣中被施加于裝載在料盤200上的工件，并隨即執(zhí)行諸 如脫脂處理等的預(yù)處理。清洗腔室21不被認為受上面所述限制；只要 可對清洗腔室21替換其中的環(huán)境大氣，任何構(gòu)造都是可以接受的。在加熱腔室22中，工件在諸如RX氣體或類似氣體的載氣的環(huán)境 大氣中，在約900'C下經(jīng)受初步熱施加。在滲碳區(qū)域23中，諸如RX氣體或類似氣體的載氣和諸如碳氫化 合物氣體或類似氣體的濃縮氣體被供應(yīng)，滲碳處理通過在滲碳氣體的 環(huán)境大氣中在約93(TC至95(TC下將熱施加于工件而執(zhí)行。在擴散區(qū)域24中，擴散處理被執(zhí)行，以將由滲碳處理加載到每個 工件表面上的碳擴散到工件的內(nèi)部。在冷卻區(qū)域25中，工件被冷卻并浸至約850'C的溫度，該溫度是 淬火處理開始前的溫度。舉升機構(gòu)2布置在加熱腔室22中，其包括舉升臺31和升降缸32， 舉升臺31構(gòu)成加熱腔室22的底表面的一部分。通過使用升降缸32 (由液壓驅(qū)動)升高和降低舉升臺31，該舉升 機構(gòu)2向下移動料盤200的輸送通道。舉升機構(gòu)2還可使用氣動系統(tǒng) 或電機驅(qū)動系統(tǒng)升高和降低舉升臺31。清洗腔室21的底表面高于滲碳區(qū)域23及后面區(qū)域的底表面。與 從引入臺13到清洗腔室21內(nèi)部的輸送通道相比，從滲碳區(qū)域23向前 的料盤200的通道較低，使得爐主體1中的輸送通道被構(gòu)造成兩段， 即上段和下段。在加熱腔室22中，舉升機構(gòu)2使將從料盤200的上段輸送通道被 移到下段輸送通道的料盤200降低。推動器3和4是權(quán)利要求中的"多個推動器"。推動器3是權(quán)利 要求中的"第一推動器"，其在箭頭符號X的方向上將料盤200從引 入臺13推到清洗腔室21，并從清洗腔室21推到加熱腔室22。推動器 4是權(quán)利要求中的"第二推動器"，其在箭頭符號X的方向上將料盤 22從加熱腔室22推到滲碳區(qū)域23。中間門5至8是權(quán)利要求中的"多個中間門"。中間門5在清洗 腔室21和加熱腔室22之間打開和關(guān)閉。中間門6在加熱腔室22和滲 碳區(qū)域23之間打開和關(guān)閉。中間門7在擴散區(qū)域24和冷卻區(qū)域25之 間打開和關(guān)閉。中間門8在冷卻區(qū)域25和淬火裝置11之間打開和關(guān) 閉。引入門9打開和關(guān)閉清洗腔室21的輸送入口 21A。由于這些中間門5和6，因而可以選擇性地相互隔離清洗腔室21 和加熱腔室22,以及加熱腔室22和滲碳區(qū)域23。因此，可以保持清 洗腔室21、加熱腔室22和滲碳區(qū)域23中的環(huán)境大氣和溫度相互不同。輥道爐床IO包括多個爐床輥IOA，和在附圖中未示出的電機，該 電機對這些多個爐床輥IOA提供轉(zhuǎn)動能量。這些多個爐床輥10A以大 約相等的間距布置，以構(gòu)成從擴散區(qū)域24的下游側(cè)部分經(jīng)過冷卻區(qū)域 25到淬火裝置11的上游側(cè)部分的底表面。這些爐床輥10A的每一個 的兩端部分都穿過爐主體1的側(cè)壁，以暴露在外面，并且被附圖中未 示出的軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐。電機的旋轉(zhuǎn)被傳遞到每個爐床輥10A的一個端部。淬火裝置11包括出口門41、舉升機構(gòu)42和油箱43。出口門41 在淬火裝置11和移出裝置12之間打開和關(guān)閉。舉升機構(gòu)42包括能夠 被自由升降的舉升臺42B，舉升臺42B包括多個輥42A。已經(jīng)被送入 冷卻區(qū)域25的料盤200安裝在該舉升臺42B上。油箱43布置在料盤 200的輸送通道下方，其存儲淬火油。舉升機構(gòu)42使其上安裝了料盤 200的舉升臺42B降低，并將料盤200浸入油箱43中。裝載到料盤200 上的工件從而被淬火油突然冷卻。移出裝置12包括多個輥51，和移出門52。這些多個輥51構(gòu)成料 盤200在移出裝置12內(nèi)的輸送表面。移出門52控制該移出裝置12的 移出出口 12A的打開和關(guān)閉。圖3A至3E是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的連續(xù)滲碳爐的 主要部分的操作的示意性側(cè)面橫截面視圖。在下文中，將僅僅集中說 明在用于將料盤200送入清洗腔室21、加熱腔室22和滲碳腔室23的 處理期間與中間門5和6以及引入門9有關(guān)的操作；對其它門的操作 的說明將被省略。在料盤200被送入之前，中間門5至8和引入門9位于其關(guān)閉位 置，使得輸送通道在這些門被布置的位置被中斷。另外，出于安全方 面的考慮，舉升機構(gòu)2等待在其位置，且舉升臺31被降低。在其上裝載了大量工件的第一料盤200A已經(jīng)被安裝到引入臺13 上后，如圖3A中所示，引入門9被移到其打開位置，使得輸送入口 21A被打開，且料盤200A在箭頭符號X的方向被推動器3推動。因而， 料盤200A從引入臺13被送入清洗腔室21。在料盤200A已經(jīng)被送入 清洗腔室21后，引入門9被移到其關(guān)閉位置，使得清洗腔室21被關(guān) 閉。脫脂處理被執(zhí)行，在該脫脂處理中，裝載在料盤200A上的工件在與外界環(huán)境隔離的環(huán)境大氣內(nèi)被加熱到預(yù)定溫度，從而燒掉粘附于工 件表面的油、脂等。在該脫脂處理已經(jīng)完成后，如圖3B中所示，在舉升機構(gòu)2將舉升 臺31移到其上部位置并將其停在該處的同時，中間門5被移到其打開 位置，使得清洗腔室21和加熱腔室22連通在一起，然后料盤200A在 箭頭符號X的方向被推動器3推動。因此，料盤200A從清洗腔室21 被送入加熱腔室22,并被安裝到舉升臺31上。在料盤200A因此被送 入加熱腔室22內(nèi)后，中間門5被移到其關(guān)閉位置，清洗腔室21和加 熱腔室22之間的連通因而被中斷。裝載在料盤200A上的工件然后通 過熱的施加而經(jīng)受預(yù)熱處理，以在載氣的環(huán)境大氣內(nèi)被加熱到預(yù)定溫 度。在對裝載在第一料盤200A上的工件正在執(zhí)行預(yù)熱處理的同時，第 二料盤200B被安裝到引入臺13上，引入門9被移到其打開位置，以 打開輸送入口 21A，且料盤200B在箭頭符號X的方向上被推動器3 推動。因此，料盤200B從引入臺13被帶入清洗腔室21。在料盤200B 已經(jīng)被送入清洗腔室21后，引入門9被移到其關(guān)閉位置，使得清洗腔 室21被關(guān)閉。裝載在料盤200A上的工件然后在與外界大氣隔離的環(huán) 境大氣內(nèi)，在指定溫度下通過熱施加而經(jīng)受脫脂處理。如圖3C中所示，舉升臺31與料盤200A —起被保持降低到其向 下的位置，直到對裝載在料盤200A上的工件的預(yù)熱處理已經(jīng)完成為 止。當(dāng)對裝載在料盤200A上的工件的預(yù)熱處理已經(jīng)完成后，如圖3D 中所示，中間門6被移動到其打開位置，使得加熱腔室22和滲碳區(qū)域 23連通在一起，料盤200A然后在箭頭符號X的方向上被推動器4推 動。因此，料盤200A從加熱腔室22被送入滲碳區(qū)域23。在料盤200A 已經(jīng)被送入滲碳區(qū)域23內(nèi)后，中間門6被移到其關(guān)閉位置，使得加熱腔室22和滲碳區(qū)域23相互隔離。然后，在滲碳氣體的環(huán)境大氣內(nèi)， 通過熱施加對裝載在料盤200上的工件執(zhí)行滲碳處理，以將工件升高 到預(yù)定溫度。在已經(jīng)將料盤200A送入滲碳區(qū)域23內(nèi)后，中間門6被移到其關(guān) 閉位置(參照圖3E)。通過以上所述，完成將料盤200送入滲碳區(qū)域 23的處理的一個循環(huán)。隨后，在執(zhí)行如圖3B至圖3D所示的操作、且料盤200B從加熱 腔室22被送入滲碳區(qū)域23內(nèi)時，這時，料盤200A在箭頭符號X的方 向上在滲碳區(qū)域23內(nèi)被料盤200B推動，并被移動。并且，當(dāng)重復(fù)圖 3B至圖3E中所示的操作時，由于處于相互接觸的狀態(tài)，滲碳區(qū)域23 和擴散區(qū)域24中的多個料盤200在箭頭符號X的方向被移動。通過在加熱腔室22中設(shè)置舉升機構(gòu)2，料盤200的輸送通道被構(gòu) 造成兩段，即上段和下段，這樣，在從引入臺13穿過清洗腔室21到 加熱腔室22的上段輸送通道上，料盤200被上段推動器3推動，而在 從加熱腔室22到滲碳區(qū)域23的下段輸送通道上，料盤200被下段推 動器4推動。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在輸送通道中滲碳區(qū)域23上游側(cè)，在 每對正被輸送的料盤200之間建立適當(dāng)?shù)拈g隙，以安裝中間門6。如果輸送通道中滲碳區(qū)域23上游側(cè)的清洗腔室21和加熱腔室22 布置在可以被中間門5和6相互隔離的狀態(tài)，還可以在滲碳區(qū)域23內(nèi) 使多個料盤200相互接觸地被輸送。并且，可以在縮短爐的總長并保 持其占據(jù)的區(qū)域緊湊的同時，以統(tǒng)一的方式對大量工件在清洗腔室中 執(zhí)行預(yù)處理，在加熱腔室中22中執(zhí)行預(yù)熱處理，以及在滲碳區(qū)域中執(zhí) 行滲碳處理。盡管在上面描述的實施例中，清洗腔室21和加熱腔室22布置在 輸送通道中滲碳區(qū)域23的上游側(cè)，但本發(fā)明不限于在這兩個區(qū)域執(zhí)行這種處理；這兩個區(qū)域是執(zhí)行其它類型處理的區(qū)域也是可以接受的。 另外，設(shè)置三個或更多區(qū)域以相似的方式實施本發(fā)明也是可以的。在 這種情況下，與區(qū)域數(shù)量相同的推動器將被布置在上段和下段中，將 對除最靠近上游側(cè)的區(qū)域以外的每個區(qū)域設(shè)置舉升機構(gòu)，并且，與多 個區(qū)域數(shù)量相同的輸送通道段將被作為上段和下段被提供。應(yīng)當(dāng)理解的是，在本發(fā)明的實施例的上述說明中，所有的特征以 示例的方式示出，而不應(yīng)被認為限定本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不由上面 描述的實施例的任何特征限定，而僅由所附權(quán)利要求的范圍限定。另 外，權(quán)利要求中的要素的等同物和其合法和合適范圍內(nèi)的變化形式， 也被認為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)滲碳爐，包括爐，所述爐包括滲碳區(qū)域，在所述滲碳區(qū)域中，在料盤沿著輸送方向的輸送期間，對裝載在所述料盤上的工件執(zhí)行滲碳處理；和包括所述滲碳區(qū)域上游側(cè)的第一區(qū)域和第二區(qū)域的多個區(qū)域，所述第二區(qū)域和所述第一區(qū)域在所述輸送方向上依此次序接連布置；至少一個舉升機構(gòu)，所述至少一個舉升機構(gòu)在所述多個區(qū)域中除了最靠近所述輸送方向上的所述上游側(cè)的區(qū)域的一些區(qū)域中使料盤降低；和多個推動器，所述多個推進器包括第一推動器和第二推動器，所述第一推動器將所述第一區(qū)域中的料盤推到所述滲碳區(qū)域，所述第二推動器將所述第二區(qū)域中的料盤推到所述第一區(qū)域，并且所述多個推動器被布置成它們推動所述料盤的位置越是接近所述輸送方向的所述下游側(cè)則越低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連續(xù)滲碳爐，還包括多個中間門，所述 多個中間門在所述多個區(qū)域的相鄰區(qū)域之間，以及在所述多個區(qū)域中 最下游側(cè)的區(qū)域和所述滲碳區(qū)域之間選擇性地打開和關(guān)閉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連續(xù)滲碳爐，其中所述第一區(qū)域是加熱腔室，工件在所述加熱腔室中被加熱到預(yù)熱 溫度，所述預(yù)熱溫度低于所述滲碳處理期間的滲碳溫度；所述第二區(qū)域是清洗腔室，所述清洗腔室與外界大氣隔離； 所述第一推動器將料盤從所述加熱腔室輸送到所述滲碳區(qū)域； 布置成高于所述第一推動器的所述第二推動器將料盤引入所述清 洗腔室，并將料盤從所述清洗腔室輸送到所述加熱腔室；以及所述舉升機構(gòu)布置在所述加熱腔室中，并在其內(nèi)向下降低料盤。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)滲碳爐，其中 所述第一區(qū)域是加熱腔室，工件在所述加熱腔室中被加熱到預(yù)熱 溫度，所述預(yù)熱溫度低于所述滲碳處理期間的滲碳溫度；所述第二區(qū)域是清洗腔室，所述清洗腔室與外界大氣隔離； 所述第一推動器將料盤從所述加熱腔室輸送到所述滲碳區(qū)域； 布置成高于所述第一推動器的所述第二推動器將料盤引入所述清 洗腔室，并將料盤從所述清洗腔室輸送到所述加熱腔室；以及所述舉升機構(gòu)布置在所述加熱腔室中，并在其內(nèi)向下降低料盤。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)滲碳爐，其中，在所述清洗腔室中 對裝載在料盤上的工件執(zhí)行預(yù)處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)滲碳爐，其中，在所述清洗腔室中 對裝載在料盤上的工件執(zhí)行預(yù)處理。
全文摘要
本發(fā)明的連續(xù)滲碳爐提供爐、舉升機構(gòu)和多個推動器。爐具有滲碳區(qū)域和包括所述滲碳區(qū)域上游側(cè)的第一區(qū)域和第二區(qū)域的多個區(qū)域。所述第二區(qū)域和所述第一區(qū)域沿著裝載在料盤上的工件的輸送方向依此次序接連地布置。所述舉升機構(gòu)在所述多個區(qū)域中除了最靠近輸送方向上游側(cè)的區(qū)域的某些區(qū)域?qū)⒘媳P降低。所述多個推動器包括第一推動器和第二推動器。所述第一推動器將所述第一區(qū)域中的料盤推到所述滲碳區(qū)域。所述第二推動器將所述第二區(qū)域中的料盤推到所述第一區(qū)域。多個推動器被布置成它們推動所述料盤的位置越是接近所述輸送方向下游側(cè)則越低。
文檔編號C23C8/20GK101245440SQ20081000860
公開日2008年8月20日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者南口雅紀, 田中康規(guī) 申請人:光洋熱系統(tǒng)株式會社