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JP5276796B2 - Plasma processing furnace - Google Patents

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JP5276796B2
JP5276796B2 JP2007097729A JP2007097729A JP5276796B2 JP 5276796 B2 JP5276796 B2 JP 5276796B2 JP 2007097729 A JP2007097729 A JP 2007097729A JP 2007097729 A JP2007097729 A JP 2007097729A JP 5276796 B2 JP5276796 B2 JP 5276796B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma-treating furnace with which the temperature distribution in a material to be treated is improved and the generation of uneven treatment can be prevented. <P>SOLUTION: In the plasma-treating furnace 4, surroundings of the material 2 to be treated in a treating chamber S2 is provided with a heat-shading material 63, and in the heat shading material 63, an opening hole part 81 is arranged. Further, the opening hole part 81 is made to open/close with a cover material 83, and in this way, the heat in the heat-shading material 63 is made to exhaust to the outside. The heat-shading material 63 is arranged at the side parts and the upper part of the material 2 to be treated and the opening hole part 81 is arranged at the upper part of the material 2 to be treated. Furthermore, the inlet side of the heat-shading material 63 is provided with an inlet side heat-shading door 64 for opening/closing the inlet side and the outlet side heat-shading material 63 is provided with an outlet side heat-shading door 65 for opening/closing the outlet side, and in the inside of the heat-shading material 63, a heater 62 is provided, and in the furnace body 51, a cooling water passage 68 is included. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えば鋼材等の被処理体をプラズマを用いて処理するプラズマ処理炉に関する。   The present invention relates to a plasma processing furnace for processing an object to be processed such as a steel material using plasma.

例えばクランクシャフト等の鋼材品の製造においては、鋼材の耐摩耗性や耐食性等を向上させるため、鋼材の表面に窒化鉄層を形成する窒化処理が行われている。かような窒化処理方法の一例として、プラズマ窒化(イオン窒化)がある(特許文献1、2参照)。この方法は、鋼材品である被処理体を装入した処理室に、窒素ガス(N)を含有した処理ガスを供給し、鋼材品である被処理体を陰極とし、処理室を構成する炉体等を陽極として、両極間にグロー放電を発生させ、これによりイオン化した処理ガス(窒素イオン)を被処理体に対して衝突させ、被処理体の表面に浸入させるものである。 For example, in the manufacture of steel products such as crankshafts, a nitriding treatment is performed in which an iron nitride layer is formed on the surface of the steel material in order to improve the wear resistance and corrosion resistance of the steel material. An example of such a nitriding method is plasma nitriding (ion nitriding) (see Patent Documents 1 and 2). In this method, a processing gas containing nitrogen gas (N 2 ) is supplied to a processing chamber in which an object to be processed that is a steel product is charged, and the processing object is configured by using the object to be processed that is a steel product as a cathode. Using a furnace body or the like as an anode, glow discharge is generated between the two electrodes, and an ionized process gas (nitrogen ions) is caused to collide with the object to be processed and enter the surface of the object to be processed.

上記のような窒化処理を行う処理炉として、処理室内に、被処理体の周囲を囲む熱遮蔽体(断熱材)を設けたものが知られている(特許文献1、2参照)。かような熱遮蔽体は、被処理体と炉体との間を仕切るように、処理室内の被処理体の側方や上方に配置される。このような熱遮蔽体を設けることで、被処理体に与えられた熱が周囲に放散すること、炉体などに吸収されてしまうことを抑制できる。従って、被処理体の加熱効率を向上させることができる。   As a processing furnace for performing the nitriding treatment as described above, a furnace provided with a heat shield (heat insulating material) surrounding the object to be processed is known (see Patent Documents 1 and 2). Such a heat shield is arranged on the side or above the object to be processed in the processing chamber so as to partition the object to be processed and the furnace body. By providing such a heat shield, it is possible to suppress the heat given to the object to be processed from being dissipated to the surroundings and being absorbed by the furnace body or the like. Accordingly, the heating efficiency of the object to be processed can be improved.

特開平7−3340号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-3340 特開平9−268365号公報JP-A-9-268365

しかしながら、従来の処理炉においては、被処理体の温度分布にばらつきが生じ易く、そのために処理むらが発生しやすい問題があった。即ち、被処理体の周囲に熱遮蔽体を配置すると、熱遮蔽体の内側に熱が溜まり、被処理体の温度が高温になりすぎてしまうことがあった。また、プラズマを用いた処理を行う場合、処理室内は減圧されるが、そのような減圧状態になっていても、僅かな熱対流が生じるため、処理室の雰囲気温度は、下部よりも上部側が上昇しやすい傾向がある。そのため、熱遮蔽体を例えば被処理体の側方と上方を囲むように配置した場合では、熱遮蔽体の内側上部(被処理体の上部と熱遮蔽体との間)が高温になりやすかった。従って、被処理体の上部(特に上部中央部分)の温度が、他の部分よりも高温になりやすかった。即ち、被処理体の上部とその他の部分との間で、処理効果に差が生じるおそれがあった。   However, in the conventional processing furnace, there is a problem that the temperature distribution of the object to be processed is likely to vary, and therefore processing unevenness is likely to occur. That is, when a heat shield is disposed around the object to be processed, heat is accumulated inside the heat shield and the temperature of the object to be processed may become too high. In addition, when performing processing using plasma, the processing chamber is depressurized. Even in such a depressurized state, slight heat convection occurs, so the atmosphere temperature in the processing chamber is higher on the upper side than on the lower side. It tends to rise. Therefore, when the heat shield is disposed so as to surround the side and upper side of the object to be processed, for example, the inside upper part of the heat shield (between the upper part of the object to be processed and the heat shield) is likely to become high temperature. . Therefore, the temperature of the upper part (particularly the upper central part) of the object to be processed is likely to be higher than the other parts. That is, there is a possibility that a difference in processing effect may occur between the upper portion of the object to be processed and other portions.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、被処理体の温度分布を改善し、処理むらの発生を防止できるプラズマ処理炉を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a plasma processing furnace that can improve the temperature distribution of an object to be processed and prevent the occurrence of processing unevenness.

上記課題を解決するため、本発明によれば、プラズマを発生させることにより被処理体を処理するプラズマ処理炉であって、被処理体を収納する処理室を備え、前記処理室内の被処理体の周囲に配置される熱遮蔽体を備え、前記熱遮蔽体に開口を設け、前記開口を開閉させる蓋体を設け、前記熱遮蔽体の内側の、前記被処理体と前記開口との間の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記開口に対する前記蓋体の位置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、プラズマ処理中に、前記蓋体を開閉することで前記被処理体と前記開口との間の温度を調節することを特徴とする、プラズマ処理炉が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, a plasma processing furnace for processing an object to be processed by generating plasma, comprising a processing chamber for storing the object to be processed, the object to be processed in the processing chamber. A heat shield disposed around the heat shield, provided with an opening in the heat shield, and provided with a lid for opening and closing the opening, between the object to be processed and the opening inside the heat shield. A temperature sensor that measures temperature; and a control unit that controls a position of the lid with respect to the opening based on a measurement value of the temperature sensor, and the control unit opens and closes the lid during plasma processing. Thus , a plasma processing furnace is provided in which the temperature between the object to be processed and the opening is adjusted .

前記熱遮蔽体は、被処理体の側方及び上方に設けても良い。前記開口は、被処理体の上方に設けても良い。前記熱遮蔽体の内側には、被処理体を加熱するヒータを設けても良い。さらに、前記熱遮蔽体の入口側を開閉する入口側熱遮蔽扉と、前記熱遮蔽体の出口側を開閉する出口側熱遮蔽扉とを備えても良い。前記熱遮蔽体は、炉体の内側に設け、前記炉体を冷却する冷却水を通過させる冷却水路を備えるようにしても良い。   The heat shield may be provided on the side and above the object to be processed. The opening may be provided above the object to be processed. A heater for heating the object to be processed may be provided inside the heat shield. Furthermore, you may provide the entrance side heat shielding door which opens and closes the entrance side of the said heat shield, and the exit side heat shielding door which opens and closes the exit side of the said heat shield. The heat shield may be provided inside the furnace body and provided with a cooling water passage through which cooling water for cooling the furnace body passes.

また、前記処理室は、被処理体を窒化処理する窒化室であっても良い。 Further, the processing chamber may be a nitriding chamber for nitriding a target object.

本発明によれば、被処理体の熱を熱遮蔽体の内側から外側に、開口を通じて放散させることができる。蓋体によって開口を開閉することで、被処理体の熱が開口を通じて放散される状態と放散されない状態とを切り換えることができる。これにより、開口付近の被処理体の温度を調節できる。即ち、被処理体の温度分布を改善し、処理むらの発生を防止することができる。   According to the present invention, the heat of the object to be processed can be dissipated through the opening from the inside to the outside of the heat shield. By opening and closing the opening with the lid, it is possible to switch between a state in which the heat of the object to be processed is dissipated through the opening and a state in which the heat is not dissipated. Thereby, the temperature of the to-be-processed object near opening can be adjusted. That is, it is possible to improve the temperature distribution of the object to be processed and prevent the occurrence of processing unevenness.

以下、本発明にかかる実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1及び図2に示すように、プラズマ窒化処理システム1は、被処理体2を収納して処理する3つの処理室、即ち、被処理体2を加熱処理(予熱処理)する加熱室S1、加熱室S1において加熱処理された被処理体2をプラズマを発生させることにより窒化処理する窒化室S2、窒化室S2において窒化処理された被処理体2を冷却処理する冷却室S3を備えている。加熱室S1、窒化室S2、冷却室S3は、加熱炉3、窒化炉4(プラズマ処理炉)、冷却部5にそれぞれ設けられており、横方向(略水平方向、搬送方向D)において一列に、入口側からこの順に並べて設けられている。また、プラズマ窒化処理システム1には、被処理体2を所定の搬送方向Dに移動させ、加熱室S1、窒化室S2、冷却室S3の順に搬送する被処理体搬送機構6が備えられている(図2参照)。さらに、加熱炉3の入口側には、被処理体2を加熱室S1に搬入する搬入機11が設けられている。冷却部5の出口側には、冷却室S3から搬出された被処理体2を受け取る搬出機12が設けられている。また、加熱炉3と窒化炉4の間には、シャッター室15が設けられている。窒化炉4と冷却部5の間には、シャッター室16がそれぞれ設けられている。加熱炉3、窒化炉4、冷却部5の外部には、プラズマ窒化処理システム1の各部の動作を制御する制御部17、プラズマ窒化処理システム1の各部に電圧を供給する電源ユニット18が設けられている(図1参照)。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma nitriding system 1 includes three processing chambers that house and process the object 2, that is, a heating chamber S <b> 1 that heats (preheats) the object 2. A nitriding chamber S2 for nitriding the object to be processed 2 heated in the heating chamber S1 by generating plasma, and a cooling chamber S3 for cooling the object to be processed 2 nitrided in the nitriding chamber S2 are provided. The heating chamber S1, the nitriding chamber S2, and the cooling chamber S3 are provided in the heating furnace 3, the nitriding furnace 4 (plasma processing furnace), and the cooling unit 5, respectively, and are arranged in a row in the lateral direction (substantially horizontal direction, transport direction D). These are arranged in this order from the entrance side. In addition, the plasma nitriding system 1 includes a target object transport mechanism 6 that moves the target object 2 in a predetermined transport direction D and transports the heating chamber S1, the nitriding chamber S2, and the cooling chamber S3 in this order. (See FIG. 2). Furthermore, on the entrance side of the heating furnace 3, a carry-in machine 11 for carrying the workpiece 2 into the heating chamber S1 is provided. On the outlet side of the cooling unit 5, a carry-out machine 12 that receives the workpiece 2 carried out from the cooling chamber S <b> 3 is provided. A shutter chamber 15 is provided between the heating furnace 3 and the nitriding furnace 4. A shutter chamber 16 is provided between the nitriding furnace 4 and the cooling unit 5. Outside the heating furnace 3, the nitriding furnace 4, and the cooling unit 5, a control unit 17 that controls the operation of each unit of the plasma nitriding system 1 and a power supply unit 18 that supplies a voltage to each unit of the plasma nitriding system 1 are provided. (See FIG. 1).

本実施形態において、被処理体2は、例えばクランクシャフトあるいはカムシャフト等の複数の金属製品であり、金属等の導電性を有する支持部材2a(トレー等)によって保持された状態で、支持部材2aと一体的に搬送されるようになっている。被処理体2の材質は、クランクシャフトの場合は例えば炭素鋼あるいは合金鋼等の鋼材であり、カムシャフトの場合は例えば鋳鉄等である。   In the present embodiment, the object to be processed 2 is a plurality of metal products such as a crankshaft or a camshaft, for example, and is supported by a support member 2a (a tray or the like) having conductivity such as metal, and the support member 2a. It is designed to be transported integrally. The material of the workpiece 2 is a steel material such as carbon steel or alloy steel in the case of a crankshaft, and is cast iron or the like in the case of a camshaft.

加熱炉3は炉体21を備えており、この炉体21の内部空間が加熱室S1となっている。炉体21の入口側には、被処理体2の搬入口22と、搬入口22を開閉するシャッター23が設けられている。炉体21の出口側には、被処理体2の搬出口25と、搬出口25を開閉するシャッター26が設けられている。シャッター26は、シャッター室15内において移動するようになっている。また、加熱室S1には、被処理体2を加熱室S1において搬送するチェーンコンベア31(図2参照)、加熱室S1内の被処理体2を放射熱によって加熱する加熱室ヒータ(図示せず)、加熱室S1内の雰囲気を攪拌する攪拌機構34(ファン)が設けられている。さらに、加熱室S1には、加熱室S1内を減圧(真空引き)する加熱室減圧機構42と、加熱室S1内に加熱用ガス又はパージ用ガスとして例えば窒素ガス(N)を供給する加熱室ガス供給路43が接続されている(図2参照)。 The heating furnace 3 includes a furnace body 21, and the internal space of the furnace body 21 is a heating chamber S1. On the entrance side of the furnace body 21, a carry-in port 22 for the workpiece 2 and a shutter 23 for opening and closing the carry-in port 22 are provided. On the outlet side of the furnace body 21, a carry-out port 25 for the object to be processed 2 and a shutter 26 for opening and closing the carry-out port 25 are provided. The shutter 26 moves in the shutter chamber 15. The heating chamber S1 includes a chain conveyor 31 (see FIG. 2) that conveys the object 2 to be processed in the heating chamber S1, and a heating chamber heater (not shown) that heats the object 2 in the heating chamber S1 by radiant heat. ), A stirring mechanism 34 (fan) for stirring the atmosphere in the heating chamber S1 is provided. Further, in the heating chamber S1, a heating chamber pressure-reducing mechanism 42 that depressurizes (evacuates) the inside of the heating chamber S1, and heating for supplying, for example, nitrogen gas (N 2 ) as a heating gas or a purge gas into the heating chamber S1. A chamber gas supply path 43 is connected (see FIG. 2).

窒化炉4は、いわゆる横型炉の構造になっており、例えば長さ方向(軸方向)を搬送方向Dに向けた略円筒状をなす炉体51を備え、この炉体51の内部空間が窒化室S2となっている。炉体51は、金属(導体)によって構成されている。炉体51の入口側には、被処理体2の搬入口52と、搬入口52を開閉するシャッター53が設けられている。シャッター53は、シャッター室15内において移動するようになっている(図2参照)。炉体51の出口側には、被処理体2の搬出口55と、搬出口55を開閉するシャッター56が設けられている。シャッター56は、シャッター室16内において移動するようになっている。   The nitriding furnace 4 has a so-called horizontal furnace structure. For example, the nitriding furnace 4 includes a furnace body 51 having a substantially cylindrical shape with the length direction (axial direction) directed in the transport direction D, and the internal space of the furnace body 51 is nitrided. It is chamber S2. The furnace body 51 is made of metal (conductor). On the entrance side of the furnace body 51, a carry-in port 52 for the workpiece 2 and a shutter 53 for opening and closing the carry-in port 52 are provided. The shutter 53 moves in the shutter chamber 15 (see FIG. 2). On the outlet side of the furnace body 51, a carry-out port 55 for the object to be processed 2 and a shutter 56 for opening and closing the carry-out port 55 are provided. The shutter 56 moves in the shutter chamber 16.

図3及び図4に示すように、窒化室S2には、被処理体2を窒化室S2において搬送するチェーンコンベア61、被処理体2を放射熱によって加熱するヒータ62(窒化室ヒータ)が設けられている。さらに、ヒータ62の発熱が拡散して炉体51等に奪われることを抑制する熱遮蔽体63(窒化室熱遮蔽体)、熱遮蔽体63の入口側を開閉する入口側熱遮蔽扉64、熱遮蔽体63の出口側を開閉する出口側熱遮蔽扉65が設けられている。また、被処理体2を窒化室S2内でチェーンコンベア61に対して昇降移動させる被処理体昇降機構66が備えられている。被処理体昇降機構66には、電極体67が設けられている。炉体51には、炉体51を冷却する冷却水を通過させる冷却水路68が内蔵されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the nitriding chamber S <b> 2 is provided with a chain conveyor 61 for conveying the object 2 to be processed in the nitriding chamber S <b> 2 and a heater 62 (nitriding chamber heater) for heating the object 2 by radiant heat. It has been. Furthermore, a heat shield 63 (nitriding chamber heat shield) that suppresses the heat generated by the heater 62 from diffusing and being taken away by the furnace body 51 and the like, an inlet side heat shield door 64 that opens and closes the inlet side of the heat shield 63, An outlet side heat shielding door 65 that opens and closes the outlet side of the heat shield 63 is provided. Moreover, the to-be-processed object raising / lowering mechanism 66 which raises / lowers the to-be-processed object 2 with respect to the chain conveyor 61 within the nitriding chamber S2 is provided. The workpiece lifting mechanism 66 is provided with an electrode body 67. The furnace body 51 has a built-in cooling water passage 68 through which cooling water for cooling the furnace body 51 passes.

ヒータ62は、熱遮蔽体63(後述する側壁部63a、63b)の内側に設けられている。図示の例では、熱遮蔽体63の内面に沿って、被処理体2の側方にそれぞれ配置されるように設けられており、被処理体2を両側全体から加熱するようになっている。なお、ヒータ62としては、例えば電気ヒータ等を用いても良く、その場合、ヒータ62には、電源ユニット18から交流電源が供給される。また、図示の例では、ヒータ62は被処理体2の両側にそれぞれ複数ずつ設けられ、被処理体2の周囲を複数のゾーンに分割して温調できるようになっている。即ち、各ヒータ62の発熱量をそれぞれ調節することで、熱遮蔽体63の内側の温度分布(窒化処理時の処理温度分布)を制御できる構成になっている。   The heater 62 is provided inside a heat shield 63 (side walls 63a and 63b described later). In the example shown in the drawing, the heat shield 63 is provided on the side of the object 2 along the inner surface of the heat shield 63, and the object 2 is heated from both sides. For example, an electric heater or the like may be used as the heater 62. In this case, AC power is supplied to the heater 62 from the power supply unit 18. In the illustrated example, a plurality of heaters 62 are provided on both sides of the object to be processed 2 so that the temperature of the object 2 can be controlled by dividing the periphery of the object 2 into a plurality of zones. In other words, by adjusting the amount of heat generated by each heater 62, the temperature distribution inside the heat shield 63 (processing temperature distribution during nitriding) can be controlled.

熱遮蔽体63は、図4及び図5に示すように、搬送方向Dからみて略コの字状をなし、チェーンコンベア61又は被処理体昇降機構66によって保持された状態の被処理体2の側方(被処理体2の幅方向において両側)にそれぞれ備えられる側壁部63a、63bと、被処理体2の上方に備えられる上板部63cとを有している。即ち、窒化室S2内の被処理体2の周囲において、被処理体2の側方及び上方を囲むように設けられている。換言すれば、被処理体2の側部と炉体51の側壁部との間を側壁部63a(63b)によって左右に仕切り、被処理体2の上部と炉体51の天井部との間を上板部63cによって上下に仕切るように設けられている。また、図5に示すように、搬送方向Dにおいて熱遮蔽体63の入口側には、被処理体2を通過させる入口側通過口63dが設けられている。搬送方向Dにおいて熱遮蔽体63の出口側には、被処理体2を通過させる出口側通過口63eが設けられている。なお、熱遮蔽体63は、断熱性の高い材質(断熱材)によって形成しても良い。   As shown in FIGS. 4 and 5, the heat shield 63 has a substantially U-shape when viewed from the transport direction D, and the heat shield 63 is held by the chain conveyor 61 or the workpiece lifting mechanism 66. Side walls 63a and 63b provided on the sides (both sides in the width direction of the object 2) and an upper plate part 63c provided above the object 2 are provided. That is, it is provided around the object to be processed 2 in the nitriding chamber S2 so as to surround the side and upper side of the object to be processed 2. In other words, the side part of the object to be processed 2 and the side wall part of the furnace body 51 are divided into left and right by the side wall part 63a (63b), and the space between the upper part of the object to be processed 2 and the ceiling part of the furnace body 51 is divided. The upper plate portion 63c is provided so as to be partitioned vertically. Further, as shown in FIG. 5, an inlet-side passage port 63 d through which the object to be processed 2 passes is provided on the inlet side of the heat shield 63 in the transport direction D. On the outlet side of the heat shield 63 in the transport direction D, an outlet-side passage port 63e through which the object to be processed 2 passes is provided. The heat shield 63 may be formed of a highly heat insulating material (heat insulating material).

側壁部63a、63bは、略鉛直(搬送方向Dに対して平行)に向けられた平板状をなしている。図4に示す例では、側壁部63a、63bは、チェーンコンベア61の上面よりも上方に設けられている。即ち、チェーンコンベア61又は被処理体昇降機構66によって保持された被処理体2の両側部全体を覆うように設けられている。   The side wall parts 63a and 63b have a flat plate shape oriented substantially vertically (parallel to the transport direction D). In the example shown in FIG. 4, the side wall parts 63 a and 63 b are provided above the upper surface of the chain conveyor 61. That is, it is provided so as to cover the entire sides of the object 2 held by the chain conveyor 61 or the object lifting mechanism 66.

上板部63cは、略水平(搬送方向Dに対して平行)に向けられた平板状をなしている。上板部63cの中央部(即ち、チェーンコンベア61又は被処理体昇降機構66によって保持された被処理体2の上方)には、開口81が設けられている。図示の例では、開口81は、略方形状に形成されており、また、上方からみた平面視において、窒化処理を行う際の所定位置に配置された被処理体2の上部中央に重なるような位置に設けられている。   The upper plate portion 63c has a flat plate shape that is oriented substantially horizontally (parallel to the transport direction D). An opening 81 is provided in the central portion of the upper plate portion 63c (that is, above the workpiece 2 held by the chain conveyor 61 or the workpiece lifting mechanism 66). In the illustrated example, the opening 81 is formed in a substantially rectangular shape, and overlaps with the upper center of the workpiece 2 disposed at a predetermined position when performing nitriding in a plan view as viewed from above. In the position.

開口81の周縁部には、開口壁体82が備えられている。開口壁体82は、開口81の周縁部から外側(上板部63cの上方)に向かって立設され、また、開口81の周縁部全体に沿って、方形の枠状に設けられている。   An opening wall body 82 is provided at the peripheral edge of the opening 81. The opening wall body 82 is erected from the peripheral portion of the opening 81 toward the outside (above the upper plate portion 63 c), and is provided in a rectangular frame shape along the entire peripheral portion of the opening 81.

開口81と開口壁体82の上方には、開口81(開口壁体82の上部開口)を開閉させる蓋体83が設けられている。図示の例では、蓋体83は、略方形の平板状をなし、略水平に向けられている。また、炉体51の天井部に取り付けられている蓋体昇降機構84(蓋体移動機構)の下端部によって支持されており、蓋体昇降機構84の作動により、略鉛直方向に沿って昇降するようになっている。即ち、開口壁体82に近接して開口81を閉塞する閉塞位置PL1(図6参照)と、閉塞位置PL1の上方に移動して開口81を開口させる開口位置PL2との間で、昇降移動可能になっている。なお、蓋体83は、断熱性の高い材質によって構成してもよい。蓋体昇降機構84は、例えばエアシリンダ等のシリンダ機構を用いた構成にしても良い。 A lid 83 that opens and closes the opening 81 (the upper opening of the opening wall 82) is provided above the opening 81 and the opening wall 82. In the illustrated example, the lid 83 has a substantially rectangular flat plate shape and is oriented substantially horizontally. Moreover, it is supported by the lower end part of the cover body raising / lowering mechanism 84 (cover body moving mechanism) attached to the ceiling part of the furnace body 51, and it raises / lowers along a substantially vertical direction by the action | operation of the cover body raising / lowering mechanism 84. It is like that. That is, between the closing position P L1 (see FIG. 6) that closes the opening 81 close to the opening wall body 82 and the opening position P L2 that moves above the closing position P L1 and opens the opening 81, It can be moved up and down. Note that the lid 83 may be made of a highly heat-insulating material. The lid lifting mechanism 84 may be configured to use a cylinder mechanism such as an air cylinder, for example.

入口側熱遮蔽扉64(図3参照)は、略平板状をなし、側壁部63a、63b、上板部63cに対して略垂直(搬送方向Dに対して垂直)に設けられている。また、炉体51の天井部に取り付けられている図示しない入口側扉昇降機構(例えばシリンダ機構等)によって支持されており、入口側扉昇降機構の作動により、略鉛直方向に沿って昇降するようになっている。即ち、側壁部63a、63b、上板部63cの入口側の縁部に近接して入口側通過口63dを閉塞する入口閉塞位置PI1と、入口閉塞位置PI1の上方に移動して入口側通過口63dを開口させる入口開口位置PI2との間で、昇降移動可能になっている。入口閉塞位置PI1に配置された入口側熱遮蔽扉64は、被処理体2の後部(入口側の側部)と搬入口52との間を搬送方向Dにおいて前後に仕切るように設けられる。なお、入口側熱遮蔽扉64は、断熱性の高い材質によって構成してもよい。 The entrance-side heat shielding door 64 (see FIG. 3) has a substantially flat plate shape and is provided substantially perpendicular to the side wall portions 63a and 63b and the upper plate portion 63c (perpendicular to the transport direction D). Moreover, it is supported by an entrance side door elevating mechanism (for example, a cylinder mechanism) (not shown) attached to the ceiling portion of the furnace body 51, and ascends and descends along a substantially vertical direction by the operation of the entrance side door elevating mechanism. It has become. That is, the side wall portions 63a, 63 b, an inlet closed position P I1 which closes the inlet-side passage hole 63d in proximity to the inlet side of the edge portion of the upper plate portion 63c, it moves upward in the inlet closing position P I1 inlet side between the inlet opening position P I2 to open the passage port 63d, it has become vertically movable. Inlet closing position P I1 inlet-side heat shielding door 64 disposed is provided so as to divide back and forth in the conveying direction D between the entrance 52 and the rear portion of the workpiece 2 (inlet side portion). In addition, you may comprise the entrance-side heat shielding door 64 with a material with high heat insulation.

出口側熱遮蔽扉65は、略平板状をなし、側壁部63a、63b、上板部63cに対して略垂直(搬送方向Dに対して垂直)に設けられている。また、炉体51の天井部に取り付けられている図示しない出口側扉昇降機構(例えばシリンダ機構等)によって支持されており、出口側扉昇降機構の作動により、略鉛直方向に沿って昇降するようになっている。即ち、側壁部63a、63b、上板部63cの出口側の縁部に近接して出口側通過口63eを閉塞する出口閉塞位置PO1と、出口閉塞位置PO1の上方に移動して出口側通過口63eを開口させる出口開口位置PO2との間で、昇降移動可能になっている。出口閉塞位置PO1に配置された出口側熱遮蔽扉65は、被処理体2の前部(出口側の側部)と搬出口55との間を搬送方向Dにおいて前後に仕切るように設けられる。なお、出口側熱遮蔽扉65も、断熱性の高い材質によって構成してもよい。 The outlet side heat shielding door 65 has a substantially flat plate shape, and is provided substantially perpendicular to the side wall parts 63a and 63b and the upper plate part 63c (perpendicular to the transport direction D). Further, it is supported by an outlet side door elevating mechanism (for example, a cylinder mechanism) (not shown) attached to the ceiling portion of the furnace body 51, and moves up and down along a substantially vertical direction by the operation of the outlet side door elevating mechanism. It has become. That is, the side wall portions 63a, 63 b, and the outlet closing position P O1 for closing the outlet-side passage hole 63e in proximity to the edge of the outlet side of the upper plate portion 63c, the outlet side moves upward of the outlet closing position P O1 between the outlet opening position P O2 for opening the passage port 63e, which is a vertically movable. The outlet side heat shielding door 65 disposed at the outlet closing position PO1 is provided so as to partition the front part (side part on the outlet side) of the workpiece 2 and the carry-out port 55 in the transport direction D in the front-rear direction. . In addition, you may comprise the exit side heat shielding door 65 also with a material with high heat insulation.

被処理体昇降機構66は、被処理体2に対して電圧を印加するための電極体67と、電極体67を窒化室S2内において昇降させる昇降機112と、電極体67を昇降機112から絶縁させる絶縁体113とを備えている。電極体67は、窒化室S2内においてチェーンコンベア61の内側(チェーンベルトの間)に設けられている(図6参照)。各電極体67には、窒化室S2の外部に設けられているプラズマ用電源115(直流電源)の陰極が、配線等を介して接続されている。一方、プラズマ用電源115の陽極は、例えば炉体51に対して配線等を介して接続されている。なお、直流電源115の陰極(電極体67)と陽極(炉体51等)は、絶縁体113によって絶縁されている。即ち、絶縁体113を設けることで、直流電源115の陰極と陽極が短絡して電圧が低下すること、アーク放電等の異常放電が生じて処理効率が低下すること等を防止するようになっている。また、電極体67によって被処理体2を支持し、昇降機112によって絶縁体113及び電極体67を上昇させると、被処理体2をチェーンコンベア61から持ち上げ、電極体67以外の部分から絶縁した状態にすることが可能な構成になっている。絶縁体113は、耐熱性、電気絶縁性等が高い材質、例えばセラミックス等によって形成されている。   The workpiece lifting mechanism 66 has an electrode body 67 for applying a voltage to the workpiece 2, a lift 112 that lifts and lowers the electrode body 67 in the nitriding chamber S <b> 2, and the electrode body 67 is insulated from the lift 112. And an insulator 113. The electrode body 67 is provided inside the chain conveyor 61 (between the chain belts) in the nitriding chamber S2 (see FIG. 6). A cathode of a plasma power supply 115 (DC power supply) provided outside the nitriding chamber S2 is connected to each electrode body 67 via a wiring or the like. On the other hand, the anode of the plasma power source 115 is connected to the furnace body 51 through wiring or the like, for example. Note that the cathode (electrode body 67) and the anode (furnace body 51, etc.) of the DC power supply 115 are insulated by an insulator 113. That is, by providing the insulator 113, the cathode and the anode of the DC power source 115 are short-circuited to reduce the voltage, and abnormal discharge such as arc discharge occurs to reduce processing efficiency. Yes. In addition, when the object to be processed 2 is supported by the electrode body 67 and the insulator 113 and the electrode body 67 are raised by the elevator 112, the object to be processed 2 is lifted from the chain conveyor 61 and insulated from portions other than the electrode body 67. It is possible to make it. The insulator 113 is made of a material having high heat resistance, high electrical insulation, etc., such as ceramics.

また、窒化室S2には、図3に示すように、窒化室S2内を減圧(真空引き)する窒化室減圧路131が接続されている。窒化室減圧路131は、窒化室S2の外部において、例えば真空ポンプ等を備えた減圧機構132(窒化室減圧機構)に接続されている。さらに、窒化室S2内に例えば窒素ガス(N)、水素ガス(H)、プロパンガス(C)等の炭化水素系のガス、アンモニアガス(NH)等を処理ガス又はパージ用ガスとして供給する窒化室ガス供給路133が設けられている。窒化室ガス供給路133は、窒化室S2の外部において、窒化室ガス供給源ユニット134に接続されている。窒化室ガス供給源ユニット134には、窒素ガス供給源141、水素ガス供給源142、プロパンガス供給源143、アンモニアガス供給源144が設けられている。 Further, as shown in FIG. 3, a nitriding chamber pressure reducing path 131 for reducing the pressure (evacuating) inside the nitriding chamber S2 is connected to the nitriding chamber S2. The nitridation chamber decompression path 131 is connected to the decompression mechanism 132 (nitridation chamber decompression mechanism) including a vacuum pump or the like outside the nitridation chamber S2. Further, for example, nitrogen gas (N 2 ), hydrogen gas (H 2 ), hydrocarbon gas such as propane gas (C 3 H 8 ), ammonia gas (NH 3 ) or the like is treated or purged into the nitriding chamber S2. A nitriding chamber gas supply path 133 is provided as supply gas. The nitriding chamber gas supply path 133 is connected to the nitriding chamber gas supply source unit 134 outside the nitriding chamber S2. The nitriding chamber gas supply source unit 134 is provided with a nitrogen gas supply source 141, a hydrogen gas supply source 142, a propane gas supply source 143, and an ammonia gas supply source 144.

冷却部5は、図2に示すように、筐体151を備えており、この筐体151の内部空間が冷却室S3となっている。筐体151の入口側には、被処理体2の搬入口152と、搬入口152を開閉するシャッター153が設けられている。シャッター153は、シャッター室16内において移動するようになっている。筐体151の出口側には、被処理体2の搬出口155と、搬出口155を開閉するシャッター156が設けられている。また、冷却室S3には、被処理体2を冷却室S3において搬送するチェーンコンベア161、冷却室S3内の雰囲気を攪拌する攪拌機構164(ファン)が設けられている。さらに、冷却室S3には、冷却室S3内を減圧(真空引き)する冷却室減圧機構172、冷却室S3内に冷却用ガス又はパージ用ガスとして例えば窒素ガス(N)を供給する冷却室ガス供給路173が接続されている。 As shown in FIG. 2, the cooling unit 5 includes a casing 151, and an internal space of the casing 151 is a cooling chamber S <b> 3. On the entrance side of the housing 151, a carry-in port 152 for the workpiece 2 and a shutter 153 for opening and closing the carry-in port 152 are provided. The shutter 153 moves in the shutter chamber 16. On the outlet side of the housing 151, a carry-out port 155 for the object to be processed 2 and a shutter 156 for opening and closing the carry-out port 155 are provided. The cooling chamber S3 is provided with a chain conveyor 161 that conveys the workpiece 2 in the cooling chamber S3 and an agitation mechanism 164 (fan) that agitates the atmosphere in the cooling chamber S3. Further, the cooling chamber S3 includes a cooling chamber decompression mechanism 172 that decompresses (evacuates) the inside of the cooling chamber S3, and a cooling chamber that supplies, for example, nitrogen gas (N 2 ) as a cooling gas or a purge gas into the cooling chamber S3. A gas supply path 173 is connected.

被処理体搬送機構6は、図2に示すように、前述した加熱室S1のチェーンコンベア31、窒化室S2のチェーンコンベア61、冷却室S3のチェーンコンベア161、シャッター室15に設けられているローラ181、シャッター室16に設けられているローラ182を備えている。   As shown in FIG. 2, the workpiece transfer mechanism 6 includes the roller provided in the chain conveyor 31 in the heating chamber S1, the chain conveyor 61 in the nitriding chamber S2, the chain conveyor 161 in the cooling chamber S3, and the shutter chamber 15. 181 and a roller 182 provided in the shutter chamber 16.

上述したプラズマ窒化処理システム1の各部の機能要素は、制御部17(図1参照)の命令によって制御される。制御部17は、例えば汎用コンピュータ等を備え、所定の処理レシピに従って被処理体2を自動的に処理する制御を行うように構成されている。即ち、制御部17の制御により、後述する加熱処理、窒化処理、冷却処理を自動的に行わせることができる。なお、図示はしないが、プラズマ窒化処理システム1には、加熱室S1の温度、圧力、窒化室S2の温度、圧力、冷却室S3内の温度、圧力等をそれぞれ検出する温度計、圧力計等の検出センサが設けられており、その検出値が制御部17に送信されるように構成されている。即ち、制御部17は、各検出センサの検出値に基づいて、プラズマ窒化処理システム1の各部を制御するようになっている。   The functional elements of each part of the above-described plasma nitriding system 1 are controlled by commands from the control unit 17 (see FIG. 1). The control unit 17 includes, for example, a general-purpose computer, and is configured to perform control for automatically processing the workpiece 2 according to a predetermined processing recipe. That is, under the control of the control unit 17, a heating process, a nitriding process, and a cooling process described later can be automatically performed. Although not shown, the plasma nitriding system 1 includes a thermometer, a pressure gauge, and the like for detecting the temperature and pressure of the heating chamber S1, the temperature and pressure of the nitriding chamber S2, the temperature in the cooling chamber S3, and the pressure, respectively. The detection sensor is provided, and the detection value is transmitted to the control unit 17. That is, the control unit 17 controls each unit of the plasma nitriding system 1 based on the detection value of each detection sensor.

次に、以上のように構成されたプラズマ窒化処理システム1を用いたプラズマ窒化(イオン窒化)処理方法について説明する。先ず、加熱室S1に被処理体2が搬入される。即ち、被処理体2が搬入機11から搬入口22を通じて加熱室S1に搬送され、チェーンコンベア31上に受け渡される。   Next, a plasma nitriding (ion nitriding) processing method using the plasma nitriding processing system 1 configured as described above will be described. First, the workpiece 2 is carried into the heating chamber S1. That is, the workpiece 2 is conveyed from the carry-in machine 11 to the heating chamber S <b> 1 through the carry-in port 22, and is transferred onto the chain conveyor 31.

搬入口22が閉じられて加熱室S1内が密閉されると、加熱室減圧機構42の作動により、加熱室S1内が減圧され、略真空状態(例えば約0.1Torr程度(約13.3Pa程度))にされる。その後、加熱室ガス供給路43を通じて加熱室S1内に窒素ガスが供給される。これにより、加熱室S1内から酸化性雰囲気(O)が排出され、加熱室S1内が窒素ガスによってパージされ、処理圧力(加熱室S1の圧力)は、例えば約500Torr程度(約66.7kPa程度)にされる。そして、図示しないヒータの発熱によって、チェーンコンベア31上の被処理体2が例えば約500℃程度まで加熱される。 When the inlet 22 is closed and the inside of the heating chamber S1 is sealed, the inside of the heating chamber S1 is depressurized by the operation of the heating chamber decompression mechanism 42 and is in a substantially vacuum state (for example, about 0.1 Torr (about 13.3 Pa). )). Thereafter, nitrogen gas is supplied into the heating chamber S <b> 1 through the heating chamber gas supply path 43. Thus, the oxidizing atmosphere (O 2 ) is discharged from the heating chamber S1, the inside of the heating chamber S1 is purged with nitrogen gas, and the processing pressure (pressure in the heating chamber S1) is, for example, about 500 Torr (about 66.7 kPa). Degree). And the to-be-processed object 2 on the chain conveyor 31 is heated to about 500 degreeC by the heat_generation | fever of the heater which is not shown in figure, for example.

一方、窒化室S2においては、窒化室S2の搬入口52、搬出口55がそれぞれシャッター53、56によって閉じられ、窒化室S2が密閉状態にされた状態で、減圧機構132の作動により、窒化室S2内が減圧された状態(例えば約1Torr程度(約133.3Pa程度))になっている。また、窒化室ガス供給路133を通じて窒化室S2内に窒素ガスが供給された状態になっている。即ち、窒化室S2内は、窒素ガス雰囲気にされた状態で、減圧されている。さらに、窒化室S2内の温度は、ヒータ62の発熱によって所定温度(例えば約500℃〜550℃程度)に昇温されている。また、冷却水路68には、冷却水が適宜供給される。即ち、窒化室S2内の温度は、ヒータ62の発熱量と冷却水路68の冷却水の流量を調節することによって、所定の温度に制御されている。   On the other hand, in the nitriding chamber S2, the carry-in port 52 and the carry-out port 55 of the nitriding chamber S2 are closed by the shutters 53 and 56, respectively, and the nitriding chamber S2 is sealed, and the nitriding chamber S2 is operated by the operation of the decompression mechanism 132 The inside of S2 is in a decompressed state (for example, about 1 Torr (about 133.3 Pa)). Further, nitrogen gas is supplied into the nitriding chamber S2 through the nitriding chamber gas supply path 133. That is, the pressure in the nitriding chamber S2 is reduced in a nitrogen gas atmosphere. Further, the temperature in the nitriding chamber S <b> 2 is raised to a predetermined temperature (for example, about 500 ° C. to 550 ° C.) by the heat generated by the heater 62. The cooling water channel 68 is appropriately supplied with cooling water. That is, the temperature in the nitriding chamber S2 is controlled to a predetermined temperature by adjusting the heat generation amount of the heater 62 and the flow rate of the cooling water in the cooling water channel 68.

加熱室S1における加熱処理が終了すると、再び減圧機構42が作動させられ、加熱室S1内が窒化室S2の圧力と同程度(例えば約1Torr程度)に減圧される。その後、搬出口25、搬入口52がそれぞれ開かれ、加熱室S1と窒化室S2が、シャッター室15を通じて互いに連通させられる。窒化室S2では、入口側熱遮蔽扉64が入口開口位置PI2に移動させられ、入口側通過口63dが開かれる。 When the heat treatment in the heating chamber S1 is completed, the pressure reducing mechanism 42 is operated again, and the pressure in the heating chamber S1 is reduced to the same level as the pressure in the nitriding chamber S2 (for example, about 1 Torr). Thereafter, the carry-out port 25 and the carry-in port 52 are opened, and the heating chamber S1 and the nitriding chamber S2 are communicated with each other through the shutter chamber 15. In the nitriding chamber S2, the inlet side heat shielding door 64 is moved to the inlet opening position PI2 , and the inlet side passage port 63d is opened.

かかる状態において、被処理体2が搬送方向Dに沿って移動させられ、加熱室S1から搬出口25、シャッター室15、搬入口52を通じて、窒化室S2に搬送される。即ち、被処理体2がチェーンコンベア31上からチェーンコンベア61上に受け渡される。被処理体2が窒化室S2に搬入されると、窒化室S2の搬入口52が閉じられ、窒化室S2内は、再び密閉状態にされる。   In this state, the workpiece 2 is moved along the transport direction D, and is transported from the heating chamber S1 to the nitriding chamber S2 through the carry-out port 25, the shutter chamber 15, and the carry-in port 52. That is, the workpiece 2 is transferred from the chain conveyor 31 to the chain conveyor 61. When the workpiece 2 is carried into the nitriding chamber S2, the carry-in port 52 of the nitriding chamber S2 is closed, and the inside of the nitriding chamber S2 is again sealed.

窒化室S2に搬入された被処理体2は、チェーンコンベア61の駆動により、入口側通過口63dを通じて、熱遮蔽体63の内側の所定位置に搬送された後、静止させられる。熱遮蔽体63の入口側通過口63dと出口側通過口63eは、入口側熱遮蔽扉64、出口側熱遮蔽扉65によってそれぞれ閉じられる。さらに、被処理体昇降機構66の駆動により電極体67が上昇させられ、チェーンコンベア61上に保持されている被処理体2が電極体67によって押し上げられる。即ち、被処理体2はチェーンコンベア61から上方に離隔し、熱遮蔽体63の内側において電極体67上に載せられた状態、また、電極体67以外の部分(昇降機112、炉体51、チェーンコンベア61等)から電気的に絶縁された状態になる。こうして、被処理体2は、被処理体昇降機構66に支持された状態で、所定の高さで静止させられ、熱遮蔽体63、入口側熱遮蔽扉64、出口側熱遮蔽扉65によって囲まれた状態(即ち、被処理体2の側部全体が熱遮蔽性の高い部材によって囲まれ、かつ、被処理体2の上部が上板部63cによって覆われた状態)になる。こうすることで、被処理体2から熱が放散されることを抑制でき、被処理体2を効率的に加熱できるようになる。   The object to be processed 2 carried into the nitriding chamber S2 is transported to a predetermined position inside the heat shield 63 through the inlet-side passing port 63d by the driving of the chain conveyor 61, and is then stopped. The inlet side passage port 63d and the outlet side passage port 63e of the heat shield 63 are closed by the inlet side heat shielding door 64 and the outlet side heat shielding door 65, respectively. Further, the electrode body 67 is raised by driving the object lifting mechanism 66, and the object to be processed 2 held on the chain conveyor 61 is pushed up by the electrode body 67. That is, the object to be processed 2 is separated from the chain conveyor 61 upward and is placed on the electrode body 67 inside the heat shield 63, and the parts other than the electrode body 67 (elevator 112, furnace body 51, chain 51). It is electrically insulated from the conveyor 61 or the like. In this way, the object to be processed 2 is stationary at a predetermined height while being supported by the object lifting mechanism 66, and is surrounded by the heat shield 63, the inlet side heat shield door 64, and the outlet side heat shield door 65. (Ie, the entire side portion of the object to be processed 2 is surrounded by a member having high heat shielding properties, and the upper portion of the object to be processed 2 is covered by the upper plate portion 63c). By carrying out like this, it can suppress that a heat | fever is dissipated from the to-be-processed object 2, and the to-be-processed object 2 can be heated now efficiently.

また、被処理体2が窒化室S2に搬入され、搬入口52が閉じられて窒化室S2内が密閉されると、窒化室ガス供給路133を通じて窒化室S2内に窒素ガスを含む処理ガス(例えば窒素ガス、水素ガス、プロパンガス、アンモニアガス等の混合流体)が供給される。これにより、窒化室S2内の圧力が、所定の処理圧力(例えば約3Torr〜8Torr程度(約400Pa〜1067Pa程度)に昇圧される。   Further, when the object to be processed 2 is carried into the nitriding chamber S2, the inlet 52 is closed, and the inside of the nitriding chamber S2 is sealed, a processing gas containing nitrogen gas in the nitriding chamber S2 through the nitriding chamber gas supply path 133 ( For example, a mixed fluid such as nitrogen gas, hydrogen gas, propane gas, and ammonia gas) is supplied. As a result, the pressure in the nitriding chamber S2 is increased to a predetermined processing pressure (for example, about 3 Torr to 8 Torr (about 400 Pa to 1067 Pa).

こうして、窒化室S2内に処理ガスが供給され、被処理体2が電極体67によって支持された状態において、直流電源115によって電圧が印加され、窒化処理が行われる。即ち、電極体67及び被処理体2が陰極となり、炉体5が陽極となって、両極間にグロー放電が起こり、プラズマが発生する。即ち、窒化室S2内の処理ガスがイオン化される。イオン化した処理ガス(窒素イオン)は、被処理体2に対して衝突し、被処理体2の表面に浸入する。これにより、被処理体2の表面に、窒化鉄層が形成される。   Thus, in the state where the processing gas is supplied into the nitriding chamber S2 and the workpiece 2 is supported by the electrode body 67, a voltage is applied by the DC power source 115 to perform nitriding. That is, the electrode body 67 and the object to be processed 2 serve as cathodes, the furnace body 5 serves as an anode, glow discharge occurs between the two electrodes, and plasma is generated. That is, the processing gas in the nitriding chamber S2 is ionized. The ionized processing gas (nitrogen ions) collides with the object 2 and enters the surface of the object 2. Thereby, an iron nitride layer is formed on the surface of the workpiece 2.

なお、窒化処理が行われる間、窒化室S2内の処理温度、被処理体2の温度は、ヒータ62の発熱、グロー放電による加熱(イオン化した処理ガスが被処理体2に衝突することによる加熱)、冷却水路68による冷却を制御することで、所定温度(例えば約500℃〜550℃程度)に調節される。   During the nitriding process, the processing temperature in the nitriding chamber S2 and the temperature of the object to be processed 2 are the heat generated by the heater 62 and the heating by glow discharge (heating by the ionized processing gas colliding with the object to be processed 2). ), By controlling the cooling by the cooling water channel 68, the temperature is adjusted to a predetermined temperature (for example, about 500 ° C. to 550 ° C.).

さらに、熱遮蔽体63の内側の温度分布は、開口81を開閉することで、好適に調節することが可能である。即ち、この窒化炉4のような横型の処理炉では、一般的に竪型の処理炉と比較して処理室内の温度分布が悪くなりやすい傾向があり、被処理体2の上部(特に開口81の真下付近に位置する上部中央部分)が高温になりやすいが、開口81を開くことで、開口81を通じて熱遮蔽体63内の熱が放出され、炉体51(冷却水路68)に吸収されやすくなる。   Furthermore, the temperature distribution inside the heat shield 63 can be suitably adjusted by opening and closing the opening 81. That is, in a horizontal processing furnace such as the nitriding furnace 4, the temperature distribution in the processing chamber tends to be generally worse than that in the vertical processing furnace, and the upper portion (particularly the opening 81) of the workpiece 2 tends to be deteriorated. The upper central portion located in the vicinity of the upper part of the heat shield tends to become hot, but by opening the opening 81, the heat in the heat shield 63 is released through the opening 81 and is easily absorbed by the furnace body 51 (cooling water channel 68). Become.

例えば被処理体2の上部中央部分の温度が、予め設定した所定の上限温度よりも上昇した場合は、蓋体83を開口位置PL2に移動させ、開口81を開き、被処理体2の上部中央部分の熱が熱遮蔽体63の外に放熱される状態にすれば良い。そうすれば、被処理体2の上部中央部分の温度を低下させ、他の部分(被処理体2の上部中央部分以外の部分)の温度に近づけることができる。逆に、被処理体2の上部中央部分の温度が、予め設定した所定の下限温度(上限温度よりも低い温度)よりも低下した場合は、蓋体83を閉塞位置PL1に移動させ、開口81を閉じ、被処理体2の上部中央部分の熱が熱遮蔽体63の外に放熱されない状態に切り換えるようにすれば良い。そうすれば、被処理体2の上部中央部分の温度を昇温させ、他の部分の温度に近づけることができる。こうして開口81を開閉することで、被処理体2の上部中央部分の温度を、所定の範囲内(上限温度と下限温度との間)の温度に維持することができる。また、被処理体2の上部中央の温度が他の部分に対して高温又は低温になりすぎることを防止でき、窒化処理における被処理体2の温度分布の均一性を向上させることができる。ひいては、処理むらが発生することを防止できる。 For example, when the temperature of the upper center portion of the workpiece 2 rises above a predetermined upper limit temperature set in advance, the lid 83 is moved to the opening position PL2 , the opening 81 is opened, and the upper portion of the workpiece 2 is What is necessary is just to make it the state in which the heat of a center part is thermally radiated outside the heat shield 63. If it does so, the temperature of the upper center part of the to-be-processed object 2 can be reduced, and it can approach the temperature of other parts (parts other than the upper center part of the to-be-processed object 2). On the contrary, when the temperature of the upper center portion of the object to be processed 2 is lower than a predetermined lower limit temperature (a temperature lower than the upper limit temperature), the lid 83 is moved to the closing position PL1 , and the opening is opened. 81 may be closed so that the heat of the upper center portion of the object to be processed 2 is switched to a state where the heat is not radiated outside the heat shield 63. If it does so, the temperature of the upper center part of the to-be-processed object 2 can be raised, and it can approximate the temperature of another part. By opening and closing the opening 81 in this manner, the temperature of the upper central portion of the workpiece 2 can be maintained at a temperature within a predetermined range (between the upper limit temperature and the lower limit temperature). Further, it is possible to prevent the temperature at the upper center of the object to be processed 2 from becoming too high or low with respect to other parts, and to improve the uniformity of the temperature distribution of the object to be processed 2 in the nitriding process. As a result, it is possible to prevent processing unevenness from occurring.

以上のようにして、窒化室S2における窒化処理が終了すると、直流電源115による電圧の供給が停止され、グロー放電が停止される。また、被処理体昇降機構66の駆動により、電極体67と被処理体2が下降させられる。すると、被処理体2が電極体67からチェーンコンベア61に受け渡され、電極体67は、チェーンコンベア61及び被処理体2の下方に下降させられる。また、出口側熱遮蔽扉65が出口開口位置PO2に移動させられ、出口側通過口63eが開かれる。さらに、搬出口55、搬入口152それぞれ開かれ、窒化室S2と冷却室S3が、シャッター室16を通じて互いに連通させられる。 As described above, when the nitriding process in the nitriding chamber S2 is completed, the supply of voltage by the DC power supply 115 is stopped, and the glow discharge is stopped. Further, the electrode body 67 and the object to be processed 2 are lowered by driving the object to be processed lifting mechanism 66. Then, the workpiece 2 is transferred from the electrode body 67 to the chain conveyor 61, and the electrode body 67 is lowered below the chain conveyor 61 and the workpiece 2. Further, the outlet-side heat shielding door 65 is moved to the outlet opening position P O2, the outlet-side passage hole 63e is opened. Furthermore, the carry-out port 55 and the carry-in port 152 are opened, and the nitriding chamber S2 and the cooling chamber S3 are communicated with each other through the shutter chamber 16.

かかる状態において、被処理体2が搬送方向Dに沿って移動させられ、熱遮蔽体63の内側から出口側通過口63e、搬出口55、シャッター室16、搬入口152を通じて、予め減圧された冷却室S3に搬送される。即ち、被処理体2がチェーンコンベア61上からチェーンコンベア161上に受け渡される。被処理体2が冷却室S3に搬入されると、冷却室S3の搬入口152が閉じられ、冷却室S3内が密閉状態にされる。   In this state, the workpiece 2 is moved along the transport direction D, and the pressure is reduced in advance from the inside of the heat shield 63 through the outlet-side passage port 63e, the transport port 55, the shutter chamber 16, and the transport port 152. It is conveyed to chamber S3. That is, the workpiece 2 is transferred from the chain conveyor 61 to the chain conveyor 161. When the workpiece 2 is carried into the cooling chamber S3, the carry-in port 152 of the cooling chamber S3 is closed, and the inside of the cooling chamber S3 is sealed.

冷却室S3に搬入された被処理体2は、チェーンコンベア161の駆動により、冷却室S3の所定位置に搬送され、静止させられる。また、冷却室S3に冷却室ガス供給路173を通じて窒素ガスが供給され、冷却室S3内が所定の処理圧力(例えば約500Torr程度)に昇圧され、冷却処理が行われる。被処理体2から放熱される熱は、冷却室S3内の窒素ガス、筐体151等を介して、図示しない冷却水路内の冷却水に伝達し、冷却水と共に冷却部5から排熱される。かかる冷却処理により、被処理体2の温度は、約500℃〜550℃程度から約100℃〜150℃程度まで下げられる。   The object to be processed 2 carried into the cooling chamber S3 is conveyed to a predetermined position in the cooling chamber S3 by the driving of the chain conveyor 161, and is stopped. Further, nitrogen gas is supplied to the cooling chamber S3 through the cooling chamber gas supply path 173, the inside of the cooling chamber S3 is increased to a predetermined processing pressure (for example, about 500 Torr), and cooling processing is performed. The heat radiated from the workpiece 2 is transmitted to cooling water in a cooling water passage (not shown) via nitrogen gas in the cooling chamber S3, the casing 151, and the like, and is exhausted from the cooling unit 5 together with the cooling water. By this cooling treatment, the temperature of the workpiece 2 is lowered from about 500 ° C. to 550 ° C. to about 100 ° C. to 150 ° C.

冷却処理が終了すると、搬出口155か開かれ、チェーンコンベア161の駆動により、被処理体2が冷却室S3から搬出口155を通じて搬出機12上に受け渡される。以上のようにして、プラズマ窒化処理システム1における一連の処理工程が終了する。   When the cooling process is completed, the carry-out port 155 is opened, and the workpiece 2 is transferred from the cooling chamber S3 to the unloader 12 through the carry-out port 155 by driving the chain conveyor 161. As described above, a series of processing steps in the plasma nitriding processing system 1 is completed.

なお、プラズマ窒化処理システム1では、複数の被処理体2を連続的に並行して処理できる。即ち、加熱室S1においては加熱処理、窒化室S2においては窒化処理、冷却室S1において冷却処理をそれぞれ行いながら、複数の被処理体2を連続的に、効率的に処理することができる。   In the plasma nitriding system 1, a plurality of objects to be processed 2 can be continuously processed in parallel. That is, a plurality of objects to be processed 2 can be processed continuously and efficiently while performing heat treatment in the heating chamber S1, nitriding treatment in the nitriding chamber S2, and cooling treatment in the cooling chamber S1.

以上説明したように、かかるプラズマ窒化処理システム1の窒化炉4においては、熱遮蔽体63に開口81が設けられていることにより、熱遮蔽体63の内側の雰囲気や被処理体2の熱を、熱遮蔽体63の内側から外側(炉体51側)に、開口81を通じて放散させることができる。蓋体83によって開口81を開閉することで、熱遮蔽体63の内側の雰囲気や被処理体2の熱が開口81を通じて放散される状態と放散されない状態とを切り換えることができる。これにより、開口81付近の雰囲気や被処理体2の温度(開口81に対向する上部中央部分の温度)を調節できる。即ち、熱遮蔽体63内の雰囲気の温度分布や被処理体2の温度分布を改善し、温度分布の均一性を向上させることができる。ひいては、被処理体2の処理むらの発生を防止することができる。   As described above, in the nitriding furnace 4 of the plasma nitriding treatment system 1, the opening 81 is provided in the heat shield 63, so that the atmosphere inside the heat shield 63 and the heat of the object to be processed 2 can be reduced. The heat shield 63 can be diffused through the opening 81 from the inner side to the outer side (furnace body 51 side). By opening and closing the opening 81 with the lid 83, it is possible to switch between a state in which the atmosphere inside the heat shield 63 and the heat of the object to be processed 2 are dissipated through the opening 81 and a state in which the heat is not dissipated. Thereby, the atmosphere in the vicinity of the opening 81 and the temperature of the object to be processed 2 (the temperature of the upper central portion facing the opening 81) can be adjusted. That is, the temperature distribution of the atmosphere in the heat shield 63 and the temperature distribution of the object to be processed 2 can be improved, and the uniformity of the temperature distribution can be improved. As a result, the processing unevenness of the object to be processed 2 can be prevented.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

例えば以上の実施形態では、被処理体2として鉄系合金からなるクランクシャフト、カムシャフト等を例示したが、被処理体2とはかかるものに限定されず、本実施形態は、様々な材質に対するプラズマ窒化に適用できる。   For example, in the above embodiment, a crankshaft made of an iron-based alloy, a camshaft, and the like are illustrated as the object to be processed 2, but the object to be processed 2 is not limited to this, and the present embodiment is applicable to various materials. Applicable to plasma nitriding.

窒化炉4に設けるヒータ62、熱遮蔽体63、開口81、開口壁体82、蓋体83等の形状や配置等も、以上の実施形態には限定されない。例えばヒータ62は、窒化室S2内の被処理体2の側方だけでなく、上方に設けても良い。また、入口側熱遮蔽扉64や出口側熱遮蔽扉65は、必ずしも設けなくても良い。即ち、入口側通過口63d、出口側通過口63eを開口させた状態で窒化処理を行っても良い。開口壁体82は、必ずしも設けなくても良い。即ち、蓋体83を熱遮蔽体63に対して直接的に接触させ、開口81を閉塞するようにしても良い。開口81の位置は、被処理体2の上部中央に重なる位置には限定されず、他の箇所に設けても良い。   The shape, arrangement, and the like of the heater 62, the heat shield 63, the opening 81, the opening wall 82, the lid 83, and the like provided in the nitriding furnace 4 are not limited to the above embodiment. For example, the heater 62 may be provided not only on the side of the workpiece 2 in the nitriding chamber S2, but also on the upper side. Further, the inlet side heat shielding door 64 and the outlet side heat shielding door 65 are not necessarily provided. That is, the nitriding treatment may be performed in a state where the inlet side passage port 63d and the outlet side passage port 63e are opened. The opening wall body 82 is not necessarily provided. In other words, the lid 83 may be brought into direct contact with the heat shield 63 to close the opening 81. The position of the opening 81 is not limited to the position overlapping the upper center of the workpiece 2 and may be provided at another location.

以上の実施形態では、蓋体83を閉塞位置PL1と開口位置PL2の2箇所に移動させることにより、被処理体2の温度分布を調節する方法を説明したが、蓋体83は、3箇所以上の複数の位置に段階的に移動させるようにしても良いし、任意の位置に移動させるようにしても良い。即ち、開口81の開度(開口81と蓋体83との間の距離)を段階的又は任意に調節するようにしても良い。 In the above embodiment, the method for adjusting the temperature distribution of the workpiece 2 by moving the lid 83 to the closed position P L1 and the opening position P L2 has been described. You may make it move to the several position more than a location in steps, and you may make it move to arbitrary positions. That is, the opening degree of the opening 81 (the distance between the opening 81 and the lid 83) may be adjusted stepwise or arbitrarily.

例えば図7に示すように、開口81に対する蓋体83の高さを4段階に調節できるように、即ち、蓋体83を閉塞位置PL1、閉塞位置PL1の上方に配置されて開口81を開口させる第一の開口位置PL3、第一の開口位置PL3よりも高い第二の開口位置PL4、第二の開口位置PL4よりも高い第三の開口位置PL5に移動できるようにしても良い。この場合、開口81の開度は、蓋体83を閉塞位置PL1に配置したとき最小(ゼロ)になり、蓋体83を第三の開口位置PL5に配置したとき最大になる。また、被処理体2の上部から開口81を通じて放散される放熱量(炉体51に吸収される熱量)は、開口81の開度が大きくなるほど増加する。即ち、蓋体83を第三の開口位置PL5に配置したとき、放熱量が最大になる。従って、蓋体83の位置を調節することで、放熱量を調節し、ひいては、熱遮蔽体63内の温度分布、被処理体2の温度分布を制御することができる。 For example, as shown in FIG. 7, the height of the lid body 83 with respect to the opening 81 can be adjusted in four stages, that is, the lid body 83 is disposed above the closing position P L1 and the closing position P L1 to open the opening 81. first open position P L3 which opened, to be moved to the first second open position P L4 higher than the opening position P L3, second third opening position P L5 higher than the opening position P L4 May be. In this case, the opening degree of the opening 81 is minimized (zero) when placing the lid 83 in the closed position P L1, maximized when placing the lid 83 to the third opening position P L5. Further, the amount of heat dissipated from the upper portion of the object to be processed 2 through the opening 81 (the amount of heat absorbed by the furnace body 51) increases as the opening degree of the opening 81 increases. That is, when the lid 83 is disposed at the third opening position PL5 , the heat radiation amount is maximized. Therefore, by adjusting the position of the lid 83, the amount of heat radiation can be adjusted, and as a result, the temperature distribution in the heat shield 63 and the temperature distribution of the workpiece 2 can be controlled.

また、図7に示すように、窒化室S2の温度(雰囲気温度)を測定する温度センサ185を備え、その測定値に基づいて、蓋体83の位置を調節するようにしても良い。図7に示す例では、温度センサ185は、熱遮蔽体63の内側において、被処理体2の上部中央部分と開口81との間の温度を測定するように配置されている。つまり、温度センサ185の測定値から、被処理体2の上部中央部分の温度を予測できるようになっている。また、温度センサ185の測定値は、制御部17に送信される。制御部17は、温度センサ185の測定値に基づいて、開口81に対する蓋体83の位置を制御する。即ち、温度センサ185の測定値に基づいて、蓋体昇降機構84に制御命令を送信し、蓋体昇降機構84は、制御部17から送信された制御命令に従って、蓋体83の位置を調節する。例えば、温度センサ185の測定値が目標値(予め設定された上限温度と下限温度の間の温度)になるように制御する。このようにすれば、被処理体2の温度を適切に調節することができる。   Further, as shown in FIG. 7, a temperature sensor 185 for measuring the temperature (atmosphere temperature) of the nitriding chamber S2 may be provided, and the position of the lid 83 may be adjusted based on the measured value. In the example shown in FIG. 7, the temperature sensor 185 is disposed inside the thermal shield 63 so as to measure the temperature between the upper central portion of the workpiece 2 and the opening 81. That is, the temperature of the upper center portion of the workpiece 2 can be predicted from the measured value of the temperature sensor 185. Further, the measured value of the temperature sensor 185 is transmitted to the control unit 17. The control unit 17 controls the position of the lid 83 with respect to the opening 81 based on the measurement value of the temperature sensor 185. That is, based on the measured value of the temperature sensor 185, a control command is transmitted to the lid lifting mechanism 84, and the lid lifting mechanism 84 adjusts the position of the lid 83 according to the control command transmitted from the control unit 17. . For example, control is performed so that the measured value of the temperature sensor 185 becomes a target value (a temperature between a preset upper limit temperature and a lower limit temperature). If it does in this way, the temperature of to-be-processed object 2 can be adjusted appropriately.

また、制御部17においては、温度センサ185の測定値と目標値との差(偏差量)を計算し、その偏差量に基づいて、開口81の開度を決定するようにしても良い。例えば、偏差量が小さいときは、蓋体83を第一の開口位置PL3に配置し、放熱量を小さくすれば良い。偏差量が大きいときは、蓋体83を第二の開口位置L4に配置し、放熱量を大きくすれば良い。偏差量がさらに大きいときは、蓋体83を第三の開口位置PL5に配置し、放熱量を最大にすれば良い。このように、偏差量が大きいほど、開口81の開度を大きくするように制御しても良い。そうすれば、熱遮蔽体63内の温度分布、被処理体2の温度分布を、さらに精度良く適切に調節することができる。 Further, the control unit 17 may calculate the difference (deviation amount) between the measured value of the temperature sensor 185 and the target value, and determine the opening degree of the opening 81 based on the deviation amount. For example, when the deviation amount is small, the lid 83 may be disposed at the first opening position PL3 to reduce the heat dissipation amount. When the deviation amount is large, the lid 83 may be disposed at the second opening position L4 to increase the heat radiation amount. When the deviation amount is larger, the lid 83 may be disposed at the third opening position PL5 to maximize the heat radiation amount. Thus, the larger the deviation amount, the larger the opening degree of the opening 81 may be controlled. If it does so, the temperature distribution in the heat shield 63 and the temperature distribution of the to-be-processed object 2 can be adjusted appropriately more accurately.

さらに、窒化炉4の構成は、以上の実施形態に示したプラズマ窒化処理システム1のような連続式の処理システム(複数の処理室を備え、加熱処理、プラズマを利用した処理、冷却処理等の複数種類の処理を互いに異なる処理室で行うシステム)には限定されず、バッチ型のプラズマ処理システム(複数種類の処理を同一の処理室で行うシステム)にも適用できる。即ち、例えば加熱処理と窒化処理を互いに同一の処理室内で行う構成、あるいは、加熱処理と窒化処理と冷却処理を互いに同一の処理室内で行う構成等にも適用できる。   Furthermore, the configuration of the nitriding furnace 4 is a continuous processing system such as the plasma nitriding processing system 1 shown in the above embodiment (including a plurality of processing chambers, such as a heating process, a process using plasma, a cooling process, etc. The present invention is not limited to a system that performs a plurality of types of processing in different processing chambers), and can also be applied to a batch-type plasma processing system (a system that performs a plurality of types of processing in the same processing chamber). That is, for example, the present invention can be applied to a configuration in which heat treatment and nitriding treatment are performed in the same processing chamber, or a configuration in which heating treatment, nitriding treatment, and cooling processing are performed in the same processing chamber.

また、窒化炉4の構成は、以上の実施形態で説明したような横型炉(被処理体を横方向に移動させ、処理室の側方から搬入出させる構造)には限定されず、竪型炉(被処理体を上下方向に移動させ、処理室の下方から搬入出させる構造)にも適用できる。   Further, the configuration of the nitriding furnace 4 is not limited to the horizontal furnace as described in the above embodiment (a structure in which the object to be processed is moved in the lateral direction and is carried in / out from the side of the processing chamber). The present invention can also be applied to a furnace (a structure in which an object to be processed is moved up and down and carried in and out from below a processing chamber).

図8は、バッチ型の竪型の窒化炉190の一例を示している。なお、図8においては、上述した実施形態における要素と同一の機能構成を有する要素に、同一の符号を付している。この窒化炉190は、長さ方向(軸方向)を略鉛直方向に向けた略円筒状をなす炉体191を備えており、この炉体191の内部空間が窒化室S2となっている。炉体191は金属によって構成されており、炉体191の底部には、被処理体2の搬入出口192と、搬入出口192を開閉するシャッター193が設けられている。さらに、窒化炉190は、上述した窒化炉4と同様に、ヒータ62、熱遮蔽体63、冷却水路68(炉体191を冷却する冷却水路)、開口81、開口壁体82、蓋体83、蓋体昇降機構84等を備えている。また、被処理体2を昇降移動させることにより搬入出口192を通じて窒化室S2に対して搬入出させる被処理体昇降機構196を備えている。   FIG. 8 shows an example of a batch type vertical nitriding furnace 190. In FIG. 8, elements having the same functional configuration as the elements in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. The nitriding furnace 190 includes a furnace body 191 having a substantially cylindrical shape whose length direction (axial direction) is substantially vertical, and the internal space of the furnace body 191 is a nitriding chamber S2. The furnace body 191 is made of metal, and a loading / unloading port 192 for the object to be processed 2 and a shutter 193 for opening / closing the loading / unloading port 192 are provided at the bottom of the furnace body 191. Further, the nitriding furnace 190 includes a heater 62, a heat shield 63, a cooling water channel 68 (a cooling water channel for cooling the furnace body 191), an opening 81, an opening wall body 82, a lid 83, A lid lifting mechanism 84 and the like are provided. Moreover, the to-be-processed object raising / lowering mechanism 196 which carries in / out to the nitriding chamber S2 through the loading / unloading port 192 by moving the to-be-processed object 2 up and down is provided.

この窒化炉190に備えられている熱遮蔽体63は、底部が開口された略直方体状をなしている。つまり、窒化室S2内において被処理体昇降機構196によって保持された被処理体2(窒化処理を行う際の所定位置に配置された被処理体2)の側部全体を囲み、かつ、被処理体2の上部を囲むように形成されている。開口81は、上方からみた平面視において、被処理体昇降機構196によって保持された被処理体2の上部中央に重なるような位置に設けられている。また、被処理体昇降機構196は、被処理体昇降機構66と同様に、電極体67、絶縁体113等を備えている。このような窒化炉190の構成においても、蓋体83によって開口81を開閉することで、開口81を通じて放散される放熱量を調整し、被処理体2の温度分布を好適に制御できる。   The heat shield 63 provided in the nitriding furnace 190 has a substantially rectangular parallelepiped shape with an open bottom. That is, the entire side portion of the object 2 to be processed (the object 2 to be processed disposed at a predetermined position when performing the nitriding process) held by the object lifting mechanism 196 in the nitriding chamber S2 is surrounded and processed. It is formed so as to surround the upper part of the body 2. The opening 81 is provided at a position so as to overlap the upper center of the workpiece 2 held by the workpiece lifting mechanism 196 when viewed from above. Further, similarly to the workpiece lifting mechanism 66, the workpiece lifting mechanism 196 includes an electrode body 67, an insulator 113, and the like. Also in such a configuration of the nitriding furnace 190, the opening 81 is opened and closed by the lid 83, whereby the amount of heat dissipated through the opening 81 can be adjusted, and the temperature distribution of the workpiece 2 can be suitably controlled.

また、本実施形態は、プラズマ窒化処理以外にも、例えばプラズマ浸炭処理、プラズマ浸炭窒化処理等、プラズマを利用した様々な処理に適用することが可能である。即ち、プラズマ処理炉とは窒化炉(プラズマ窒化炉)には限定されず、例えばプラズマ浸炭炉、プラズマ浸炭窒化炉等であっても良い。   In addition to the plasma nitriding process, the present embodiment can be applied to various processes using plasma such as a plasma carburizing process and a plasma carbonitriding process. That is, the plasma processing furnace is not limited to a nitriding furnace (plasma nitriding furnace), and may be a plasma carburizing furnace, a plasma carbonitriding furnace, or the like.

本発明は、金属製品等の表面処理を行うプラズマ処理炉等に適用できる。   The present invention can be applied to a plasma processing furnace or the like that performs surface treatment of metal products and the like.

本実施形態にかかるプラズマ窒化処理システムの概略平面図である。1 is a schematic plan view of a plasma nitriding system according to an embodiment. プラズマ窒化処理システムの概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of a plasma nitriding system. 窒化炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a nitriding furnace. 窒化炉の縦断面図(図3におけるI−I線による概略断面図)である。It is a longitudinal cross-sectional view (schematic cross-sectional view by the II line | wire in FIG. 3) of a nitriding furnace. 熱遮蔽体、開口及び蓋体の構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the composition of a heat shield, an opening, and a lid. 熱遮蔽体、被処理体昇降機構の構成を拡大して示した説明図である。It is explanatory drawing which expanded and showed the structure of the thermal-shielding body and the to-be-processed object raising / lowering mechanism. 蓋体の位置を4段階に調節する実施形態を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed embodiment which adjusts the position of a cover body in 4 steps. 竪型炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a vertical furnace.

符号の説明Explanation of symbols

D 搬送方向
S1 加熱室
S2 窒化室
S3 冷却室
1 プラズマ窒化処理システム
2 被処理体
3 加熱炉
4 窒化炉
5 冷却部
6 被処理体搬送機構
17 制御部
62 ヒータ
63 熱遮蔽体
64 入口側熱遮蔽扉
65 出口側熱遮蔽扉
81 開口
82 開口壁体
83 蓋体
84 蓋体昇降機構
D Transport direction S1 Heating chamber S2 Nitriding chamber S3 Cooling chamber 1 Plasma nitriding system 2 Processed object 3 Heating furnace 4 Nitriding furnace 5 Cooling unit 6 Processed object transport mechanism 17 Control unit 62 Heater 63 Heat shield 64 Entrance side heat shield Door 65 Outlet side heat shielding door 81 Opening 82 Opening wall body 83 Lid body 84 Lid body lifting mechanism

Claims (6)

プラズマを発生させることにより被処理体を処理するプラズマ処理炉であって、
被処理体を収納する処理室を備え、
前記処理室内の被処理体の周囲に配置される熱遮蔽体を備え、
前記熱遮蔽体に開口を設け、
前記開口を開閉させる蓋体を設け
前記熱遮蔽体の内側の、前記被処理体と前記開口との間の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記開口に対する前記蓋体の位置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、プラズマ処理中に、前記蓋体を開閉することで前記被処理体と前記開口との間の温度を調節することを特徴とする、プラズマ処理炉。
A plasma processing furnace for processing an object to be processed by generating plasma,
A processing chamber for storing the object to be processed;
A heat shield disposed around the object to be processed in the processing chamber;
Providing an opening in the thermal shield;
Providing a lid for opening and closing the opening ;
A temperature sensor that measures the temperature between the object to be processed and the opening inside the thermal shield, and a control unit that controls the position of the lid relative to the opening based on a measurement value of the temperature sensor; With
The said control part adjusts the temperature between the said to-be-processed object and the said opening by opening and closing the said cover body during plasma processing, The plasma processing furnace characterized by the above-mentioned .
前記熱遮蔽体は、被処理体の側方及び上方に設けられ、
前記開口は、被処理体の上方に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマ処理炉。
The thermal shield is provided on the side and upper side of the object to be processed,
The plasma processing furnace according to claim 1, wherein the opening is provided above the object to be processed.
前記熱遮蔽体の内側に、被処理体を加熱するヒータを設けたことを特徴とする、請求項1又は2に記載のプラズマ処理炉。 The plasma processing furnace according to claim 1, wherein a heater for heating the object to be processed is provided inside the heat shield. 前記熱遮蔽体の入口側を開閉する入口側熱遮蔽扉と、前記熱遮蔽体の出口側を開閉する出口側熱遮蔽扉とを備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のプラズマ処理炉。 It has an entrance side heat shielding door which opens and closes the entrance side of the heat shield, and an exit side heat shield door which opens and closes the exit side of the heat shield. The plasma processing furnace described. 前記熱遮蔽体は、炉体の内側に設けられ、
前記炉体を冷却する冷却水を通過させる冷却水路を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のプラズマ処理炉。
The thermal shield is provided inside the furnace body,
The plasma processing furnace according to any one of claims 1 to 4, further comprising a cooling water passage through which cooling water for cooling the furnace body is passed.
前記処理室は、被処理体を窒化処理する窒化室であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ処理炉。 The plasma processing furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein the processing chamber is a nitriding chamber for nitriding a target object .
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