气体渗碳装置及气体渗碳方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及气体渗碳装置及气体渗碳方法。气体渗碳装置(1)具备：渗碳容器(2)、旋转支承部件(3)、感应加热线圈(4)、内周喷射喷嘴(51A)和外周喷射喷嘴(52)。渗碳容器(2)收容具有圆筒形状部(71)的工件(7)。旋转支承部件(3)用于使工件(7)以圆筒形状部(71)的中心轴线(O1)为中心而进行旋转。感应加热线圈(4)用于对工件(7)进行感应加热。内周喷射喷嘴(51A)配置在渗碳容器(2)内，使渗碳气体(G)向圆筒形状部(71)的内周面(711)喷射而进行冲击。外周喷射喷嘴(52)配置在渗碳容器(2)内，使渗碳气体(G)向圆筒形状部(71)的外周面(712)喷射人而进行冲击。

Gas carburizing device and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体渗碳装置及气体渗碳方法相关申请的交叉引用本申请基于在2017年11月8日申请的日本的专利申请号2017-215743号的专利申请，引用其记载内容。
本专利技术涉及对旋转的工件进行气体渗碳的气体渗碳装置及气体渗碳方法。
技术介绍
在使碳等固溶于作为钢材的工件的表面的气体渗碳法中，多数情况下使用具备生成气氛气体的转化炉、供给气氛气体的渗碳炉等的大型的渗碳设备。而且，在渗碳炉内的气氛气体中配置工件并且加热该工件，使碳等在工件的表面扩散、浸透。另外，例如，在专利文献1所记载的气体浸透热处理装置中，使用小型的加热炉，朝向加热炉内的工件供给渗碳气体。更具体而言，在专利文献1中，通过2个轴的旋转而使载置于2个轴的圆盘形状的工件旋转，并且通过感应加热线圈进行加热，并且从上侧向配置在加热炉内的圆盘形状的工件供给渗碳气体，而进行气体渗碳。专利文献1：日本特开2015-160990号公报然而，在使用小型的加热炉而对具有圆筒形状部的工件进行气体渗碳的情况下，需要进一步的工夫。在使用专利文献1的气体浸透热处理装置对具有圆筒形状部的工件进行气体渗碳的情况下，假定如下的课题。即，想到对圆筒形状部的外周面充分地供给渗碳气体，另一方面，没有对圆筒形状部的内周面充分地供给渗碳气体，该内周面的气体渗碳变得不充分。另外，在专利文献1的气体浸透热处理装置中，渗碳气体经由设置于供给流路的供给孔而向加热炉的内部流动，经由设置于排出流路的排出口而向加热炉的外部流动。即，在该气体浸透热处理装置中，没有考虑使渗碳气体向工件中的需要渗碳的位置冲击。
技术实现思路
本专利技术能够提供气体渗碳装置和气体渗碳方法，能够对工件的圆筒形状部的内周面和外周面尽量均匀地进行气体渗碳。本专利技术的一个方式提供气体渗碳装置，其具备：渗碳容器，其收容具有圆筒形状部的工件；旋转支承部件，其用于使上述工件以上述圆筒形状部的中心轴线为中心而进行旋转；感应加热线圈，其用于对上述工件进行感应加热；内周喷射喷嘴，其配置在上述渗碳容器内，使渗碳气体向上述圆筒形状部的内周面喷射而进行冲击；以及外周喷射喷嘴，其配置在上述渗碳容器内，使渗碳气体向上述圆筒形状部的外周面喷射而进行冲击。本专利技术的其他的方式提供气体渗碳方法，通过旋转支承部件使具有圆筒形状部的工件以上述圆筒形状部的中心轴线为中心而进行旋转，并且通过感应加热线圈对上述工件进行感应加热，并且，使从内周喷射喷嘴喷射的渗碳气体向上述圆筒形状部的内周面冲击，而对上述内周面进行气体渗碳，并且使从外周喷射喷嘴喷射的渗碳气体向上述圆筒形状部的外周面冲击，而对上述外周面进行气体渗碳。上述一个方式的气体渗碳装置具备为了进行具有圆筒形状部的工件的气体渗碳而特殊化的特殊的喷嘴。具体而言，气体渗碳装置在渗碳容器内具备内周喷射喷嘴和外周喷射喷嘴，该内周喷射喷嘴使渗碳气体向圆筒形状部的内周面喷射而进行冲击，该外周喷射喷嘴使渗碳气体向圆筒形状部的外周面喷射而进行冲击。而且，主要使从内周喷射喷嘴喷射的渗碳气体中的碳等渗碳成分浸透于圆筒形状部的内周面，主要使从外周喷射喷嘴喷射的渗碳气体中的碳等渗碳成分浸透于圆筒形状部的外周面。另外，在进行气体渗碳时，通过旋转支承部件使工件旋转，并且通过感应加热线圈来加热工件。而且，从内周喷射喷嘴喷射的渗碳气体冲击到旋转的工件的圆筒形状部的内周面的整周，从外周喷射喷嘴喷射的渗碳气体冲击到旋转的工件的圆筒形状部的外周面的整周。由此，能够使以适当的喷射流量冲击到圆筒形状部的内周面的整周和圆筒形状部的外周面的整周的渗碳气体中的渗碳成分适当地扩散、浸透。因此，根据上述一个方式的气体渗碳装置，能够对工件的圆筒形状部的内周面和外周面尽量均匀地进行气体渗碳。在上述其他的方式的气体渗碳方法中，也能够同样地得到在气体渗碳装置中说明的效果。因此，根据上述其他的方式的气体渗碳方法，能够对工件的圆筒形状部的内周面和外周面尽量均匀地进行气体渗碳。此外，在本专利技术的一个方式和其他的方式中示出的各构成要素的带括号的附图标记表示与实施方式的图中的附图标记的对应关系，但各构成要素不仅限于实施方式的内容。附图说明通过参照附图的后述的详细的记述，本专利技术的目的、特征、优点等变得更明确。本专利技术的附图如下所示。图1是示出实施方式1的气体渗碳装置的剖面说明图。图2是以从轴线方向的一侧观察实施方式1的气体渗碳装置的状态示出的剖面说明图。图3是以从轴线方向的另一侧观察实施方式1的气体渗碳装置的状态示出的剖面说明图。图4是示出实施方式1的工件的剖面说明图。图5是以从轴线方向的一侧观察实施方式1的工件的状态示出的说明图。图6是以从轴线方向的另一侧观察实施方式1的工件的状态示出的说明图。图7是示出对实施方式1的、进行了气体渗碳的工件的表面的碳浓度进行测定而得到的结果的图表。图8是示出实施方式1的、来自各喷射喷嘴的喷射流量与固溶极限表面积的关系的图表。图9是示出实施方式2的工件的剖面说明图。图10是以从轴线方向的一侧观察实施方式2的工件的状态示出的说明图。图11是以从轴线方向的另一侧观察实施方式2的工件的状态示出的说明图。图12是示出实施方式3的工件的剖面说明图。图13是以从轴线方向的一侧观察实施方式3的工件的状态示出的说明图。图14是以从轴线方向的另一侧观察实施方式3的工件的状态示出的说明图。图15是示出其他的实施方式的气体渗碳装置的剖面说明图。图16是示出确认试验的以往的气体渗碳装置(比较品)的剖面说明图。图17是示出对确认试验的、由实施方式1的气体渗碳装置(实施品)进行了气体渗碳的工件的表面的硬度进行测定的结果的图表。图18是示出对确认试验的、由以往的气体渗碳装置(比较品)进行了气体渗碳的工件的表面的硬度进行测定的结果的图表。具体实施方式参照附图对上述的气体渗碳装置和气体渗碳方法的优选的实施方式进行说明。＜实施方式1＞如图1～图3所示，本实施方式的气体渗碳装置1具备渗碳容器2、旋转支承部件3、感应加热线圈4、内周喷射喷嘴51A和外周喷射喷嘴52。渗碳容器2是用于进行气体渗碳的、收容具有圆筒形状部71的工件7的容器。旋转支承部件3用于使工件7以圆筒形状部71的中心轴线O1为中心而进行旋转。感应加热线圈4以螺旋状配置在工件7的外周侧，用于对工件7进行感应加热。内周喷射喷嘴51A配置在渗碳容器2内，向圆筒形状部71的内周面711喷射渗碳气体G而进行冲击。外周喷射喷嘴52配置在渗碳容器2内，向圆筒形状部71的外周面712喷射渗碳气体G而进行冲击。在本实施方式的气体渗碳方法中，通过旋转支承部件3使具有圆筒形状部71的工件7以圆筒形状部71的中心轴线O1为中心而进行旋转，并且通过感应加热线圈4对工件7进行感应加热。另外，此时，使从内周喷射喷嘴51A喷射的渗碳气体G向圆筒形状部71的内周面711冲击，而对内周面711进行气体渗碳，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体渗碳装置(1)，其中，/n具备：/n渗碳容器(2)，收容具有圆筒形状部(71)的工件(7)；/n旋转支承部件(3)，用于使所述工件以所述圆筒形状部的中心轴线(O1)为中心而进行旋转；/n感应加热线圈(4)，用于对所述工件进行感应加热；/n内周喷射喷嘴(51、51A、51B)，配置在所述渗碳容器内，使渗碳气体(G)向所述圆筒形状部的内周面(711)喷射而进行冲击；以及/n外周喷射喷嘴(52)，配置在所述渗碳容器内，使渗碳气体向所述圆筒形状部的外周面(712)喷射而进行冲击。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 JP 2017-2157431.一种气体渗碳装置(1)，其中，
具备：
渗碳容器(2)，收容具有圆筒形状部(71)的工件(7)；
旋转支承部件(3)，用于使所述工件以所述圆筒形状部的中心轴线(O1)为中心而进行旋转；
感应加热线圈(4)，用于对所述工件进行感应加热；
内周喷射喷嘴(51、51A、51B)，配置在所述渗碳容器内，使渗碳气体(G)向所述圆筒形状部的内周面(711)喷射而进行冲击；以及
外周喷射喷嘴(52)，配置在所述渗碳容器内，使渗碳气体向所述圆筒形状部的外周面(712)喷射而进行冲击。


2.根据权利要求1所述的气体渗碳装置，其中，
在使从所述内周喷射喷嘴喷射的渗碳气体全部以及从所述外周喷射喷嘴喷射的渗碳气体全部向所述工件冲击的情况下，根据基于所述内周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射流量与从所述内周喷射喷嘴喷射的渗碳气体中的碳在所述工件中能够固溶到固溶极限浓度的内周固溶极限表面积的关系、以及、基于所述外周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射流量与从所述外周喷射喷嘴喷射的渗碳气体中的碳在所述工件中能够固溶到固溶极限浓度的外周固溶极限表面积的关系，
来设定基于所述内周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射流量以及基于所述外周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射流量，以使所述工件的总表面积为所述内周固溶极限表面积与所述外周固溶极限表面积的合计以下。


3.根据权利要求1或2所述的气体渗碳装置，其中，
所述工件在沿着所述圆筒形状部的轴线方向(L)的切断面中具有至少一个凹状角部(74A、74B、74C)，
在所述切断面中，所述凹状角部全部被包含在基于所述内周喷射喷嘴或者所述外周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射范围(R)内。


4.根据权利要求1或2所述的气体渗碳装置，其中，
所述内周喷射喷嘴由第1内周喷射喷嘴(51A)和第2内周喷射喷嘴(51B)构成，所述第1内周喷射喷嘴以从所述圆筒形状部的轴线方向(L)的一侧(L1)向中心侧倾斜的状态而喷射渗碳气体，所述第2内周喷射喷嘴以从所述轴线方向的另一侧(L2)向中心侧倾斜的状态而喷射渗碳气体，
所述工件除了具有所述圆筒形状部之外，还具有与所述圆筒形状部的所述轴线方向的另一侧端部的内周侧相连的交叉部(72)、以及从所述交叉部向所述轴线方向的另一侧突出的凸部(73)，
在所述工件的沿着所述轴线方向的切断面中，所述圆筒形状部与所述交叉部的位于内周侧的边界部即第1凹状角部(74A)被包含在基于所述第1内周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射范围(R)内，并且，所述交叉部与所述凸部的位于内周侧的边界部即第2凹状角部(74B)被包含在基于所述第2内周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射范围(R)内。


5.根据权利要求4所述的气体渗碳装置，其中，
在所述工件的沿着所述轴线方向的切断面中，所述交叉部与所述凸部的位于外周侧的边界部即第3凹状角部(74C)被包含在基于所述外周喷射喷嘴的渗碳气体的喷射范围(R)内。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体渗碳装置，其中，
所述旋转支承部件由能够载置所述工件的相互平行的一对旋转轴部件(31)构成，构成为通过一对所述旋转轴部件从下方与所述圆筒形状部的所述外周面旋转接触从而使所述工件旋转，
所述内周喷射喷嘴和所述外周喷射喷嘴构成为朝向下方或者斜下方喷射渗碳气体。


7.一种气体渗碳方法，其中，
通过旋转支承部件(3)使具有圆筒形状部(71)的工件(7)以所述圆筒形状部的中心轴线(O1)为中心而进行旋转，并且通过感应加热线圈(4)对所述工件进行感应加热，
并且，使从内周喷射喷嘴(51、51A、51B)喷射的渗碳气体(G)向所述圆筒形状部的内周面(711)冲击，而对所述内周面进行气体渗碳，并且使从外周喷射喷嘴(52)喷射的渗碳气体向所述圆筒形状部的外周面(712)冲击，而对所述外周面进行气体渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：北拓也，朝冈纯也，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP