[发明专利]金属材料的热处理方法及其装置

说明书

本发明涉及金属材料的热处理方法及装置，尤其是涉及利用使金属材料吸氢以及从吸氢的金属材料中放出氢来改变上述金属材料的组织而调整物理性能，或者使金属材料破碎的热处理装置。

以前，作为进行例如金属材料的物理性能调整等(例如，利用稀土(R)-Fe-B系含金的晶粒微细化提高磁性能，或者利用Ti系含金的组织粗大化改善疲劳强度和抗蠕变性能)的一种方法，是在某一处理温度下，通过使上述金属材料吸氢后再放出氢，进行改变金属组织，作为这种热处理装置，以前研究了图1所示的结构。

这种热处理装置101，由在金属材料W放入时，将这种金属材料W加热至给定处理温度的热处理炉102、通过供气路103与热处理炉102连接的贮存反应用氢的氢气储气瓶104、连接上述热处理炉102的抽吸热处理炉102内的气体并排出气体的排气手段105和烧掉处理这种排出气体并向大气排放的排气处理手段106构成。

而且在这种热处理装置101中，金属材料W放入上述热处理炉102中并抽真空后，在由上述氢气储气体瓶104向热处理炉102内供给氢气的同时，借助使热处理炉102内的温度保持在500-1000℃，将上述金属材料W在氢气气氛中加热至给定温度而吸氢，接着一边使热处理炉102内的温度保持在上述温度，一边借助热处理炉102内减压至真空状态，使氢从吸氢的金属材料W中放出。

另外，从金属材料W中放出的氢通过排气手段105排出气体，在后级排气处理手段106燃烧后排出装置外。

可是，在上述的现有技术中，用于金属材料热处理的氢，因为从氢气储气瓶104供给热处理炉102后，经过排气处理手段106向大气排放，所以在每一个处理过程中必须供给新的氢，其结果是增加氢的消耗量，而且为了贮存氢，需要大容量的氢气储气瓶104。

另一方面，作为解决像这样的问题的方法，例如考虑从热处理炉102排出的氢送回供给方的氢气储气瓶104。

但是，在像这样的方法中，需要使已气化的氢回复成液体的液化处理设施，由此与热处理装置整体大型化的同时，导致处理设施的建设费用高涨，而不能成为有效的解决手段。特别是在用数个热处理炉进行热处理的情况下，因为每个热处理炉必须设置氢供给系统，所以导致设备更加大型化。

另外，如果再使用热处理时用过的氢时，由于在热处理炉中处理时会带入杂质，则应考虑再使用时对热处理的金属材料的性能影响。

本发明的主要目的是提供能有效地解决上述现有技术中的问题的金属材料的热处理方法。

本发明的其他目的是提供能够适合实施该热处理方法的装置。

在本发明的第一个目的中提供具有下述工序的金属材料的热处理方法，所述工序包括进行使金属材料吸氢的吸氢处理和从上述吸氢的金属材料中放出氢的放氢处理工序，以及回收从金属材料中放出的氢的同时，将回收的氢再供给上述吸氢放出工序的氢回收过程。

在上述氢回收工序中，既可以使贮氢合金贮存氢而且放出贮存的氢，也可以使金属材料进行吸氢的吸氢处理和从上述吸氢的金属材料中放出氢的放氢处理的吸氢放氢反复进行。

在上述氢处理中，为了使氢气吸收量与脱氢量是大致等量的氢出入，回收的氢气量应大致等于下次运转时的氢气量，为此几乎不需要供给新的氢气，由于氢气漏出等原因而损失的量是微量的，可以补充上述微量的丧失氢气的不足量。

在本发明的第二个目的中提供具有在金属材料中进行吸氢的吸氢处理和从上述吸氢的金属材料中放出氢的放氢处理的热处理炉和附属于热处理炉的与回收从上述热处理炉中放出的上述氢的同时，再将这种氢供给热处理炉的氢回收手段的金属材料的热处理装置。

可以以由贮氢合金组成的氢贮存手段构成上述氢回收手段，也可以由在金属材料中进行吸氢的吸氢处理和从上述吸氢的金属材料中放出氢的放氢处理的第二个热处理炉构成上述氢回收手段。

作为由上述贮氢合金组成的贮存手段，例如，可以使用日本专利特开昭55-126198或美国专利4270360中记载的公知的贮氢合金贮存装置。这种装置由在密闭容器内以一定间隔平行固定的2个多孔板和在上述2个多孔板外侧与各个多孔板有间隔设置的加热冷却部分组成，在上述多孔板与加热冷却部分之间形成的空间中填充贮氢合金，在上述贮氢合金中贮存的氢，通过加热或冷却上述加热冷却部分而放出或吸留。