JP2000097574A - 脱脂焼結炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】炉の稼働効率の低下を有効に防ぎつつ、イニシ
ャルコストやランニングコストの削減を図り、同時に最
終製品の品質向上も図る。 【解決手段】脱脂焼結機能を備えた炉体１を対をなして
設けるとともに、両炉体１に共通の電源装置２及び主排
気装置３を備え、それら電源装置２及び主排気装置３を
交互に切り換えながら脱脂焼結工程と冷却工程とを並行
して行うようにしたので、いずれの炉体１も休止させる
ことなく各々において熱処理工程全般を効率良く進行さ
せることができ、また主排気装置３が接続されていない
側の炉体１を補助排気装置４で排気し得るようにしたの
で、主排気装置３が接続されるまでの待機時に予備排気
を実行して排気時間の短縮、水分吸着の防止を図り、ま
た脱脂焼結を終えた処理物に対して真空冷却を施すこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形品
（ＭＩＭ製品）に適用される脱脂焼結炉に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＭＩＭ製品等の制作には、金属粉末に有
機助剤（バインダー）を混練して所定形状に射出成形し
たいわゆるグリーン体と呼ばれる処理物に対して、先ず
脱脂工程においてバインダーを除去し、しかる後、焼結
工程において高温焼成することにより最終製品を得るよ
うにしている。

【０００３】その際、近時では脱脂工程と焼結工程とを
単一炉内で一貫して行えるような脱脂焼結炉も開発され
ているが、脱脂時間が異常に長い場合は、脱脂専用炉と
焼結専用炉をそれぞれ用意し、脱脂処理と焼結処理を並
行して行うようにしている場合も少なくない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＭＩＭ製品
等の場合は、小物大量処理を行うことが多いため、この
ように専用炉を設ける対策では炉から炉への移行時にお
ける再セッティングに多くの時間と労力が必要になると
いう不都合がある。また、焼結専用炉では焼結完了後に
処理物の冷却を待つ必要があり、この冷却工程が完了す
るまでは炉を開けることができない。このため、折角２
つの専用炉に分けても休止時間が多く、実際には効率化
にさほど大きく寄与し得ないのが実状であった。

【０００５】さらに、このように２種類の炉を使用する
場合は、所要電力や排気速度の違いから個々に電源装
置、排気装置を構成しなければならず、装置全体の大型
化を始め、ランニングコスト、イニシャルコストの増大
をももたらしているものであった。本発明は、電源装置
や排気装置を切り換えながら２つの炉体で脱脂焼結工程
を同時に進行できるように構成するとともに、その切り
換えをより円滑に行うための工夫を凝らした脱脂焼結炉
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明の脱脂焼結炉は、金属射出成形品の脱
脂から焼結に至るまでの工程を一貫して行う機能を備え
た対をなす炉体と、両炉体に共通の電源装置及び主排気
装置とを備え、それら電源装置及び主排気装置を交互に
切り換えて使用しながら互いに干渉しない工程を両炉体
で並行して行うようにしたものであって、主排気装置が
接続されていない側の炉体を排気し得る補助排気装置を
設けたことを特徴とする。

【０００７】このようにして、両炉体で例えば脱脂焼結
工程に要する時間と冷却工程に要する時間とをほぼ同等
に設定し、これらの互いに干渉しない工程を並行して行
うようにすれば、電源装置や排気装置を取り合うことが
なく、それらを共用化しても各炉体毎に所定の処理を休
止することなく続行することができる。したがって、炉
の稼働効率を低下させることなく、それら電源装置や排
気装置を共用化することによるコンパクト化、イニシャ
ルコストやランニングコストの削減を図ることができ
る。しかも、炉から炉への処理物の移し替えの必要もな
いため、それに要していた労力や時間も有効に削減する
ことができる。

【０００８】その上、本発明は補助排気装置を備えてお
り、主排気装置を排気を必要とする炉体側に切り換える
に先だって、該炉体内を補助排気装置により予備排気し
ておくことができる。このため、単に処理物を炉体内に
セットして切り換え時を待つ場合に比べて、水分吸着等
により処理物の品質が低下することを有効に防止するこ
とができ、また、主排気装置による排気の実時間を大巾
に短縮して、炉の稼働効率を一層有効に高めることが可
能となる。さらに、このような補助排気装置を備えてお
けば、例えば一方の炉体で焼結が完了し、他方の炉体側
に主排気装置が切り換えられた後にも、一方の炉体にお
ける冷却工程を排気を進行しながら行うことができるの
で、低温領域まで真空冷却ができ、処理物表面が炉内雰
囲気で再蒸発したバインダー等によって汚染される不都
合も有効に防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この実施例の脱脂焼結炉は、図１に示すよう
に、脱脂焼結機能を備えた炉体１を対をなして設けてい
る。各炉体１は、炉胴１１の内側に内箱１２を備え、こ
の内箱１２を周囲から加熱し得る位置にヒータ１３を配
設するとともに、内箱１２内の処理空間Ｓ１を直接炉外
から排気する位置に内排気系１４を接続し、内箱１２と
炉体１１の間の炉内空間Ｓ２を炉外から排気する位置に
外排気系１５を接続して、ほぼ同一炉内構造としたもの
である。そして、両炉体１のヒータ１３に対して共通の
電源装置２を設け、また両内排気系１４及び外排気系１
５の下流側を共通の主排気装置３に接続して、それら電
源装置２及び主排気装置３を交互に切り換えながら互い
に干渉しない工程を両炉体１で並行して行うようにして
いる。

【００１０】すなわち、各炉体１のヒータ１３と電源装
置２との間は、切換スイッチ２１を介して接続されてお
り、この切換スイッチ２１によって、背反的に電源装置
２を何れかの炉体１のヒータ１３に接続し、該ヒータ１
３に対して給電を行い得るようにしている。一方、主排
気装置３は、油回転真空ポンプ３１を末端に有し、この
油回転真空ポンプ３１の上流にバルブ３２、３３を介し
てメカニカルブースタポンプ３４及びワックストラップ
３５を並列に配置するとともに、メカニカルブースタポ
ンプ３４の更に上流にバルブ３６、３７を介してそれぞ
れ各炉体１の外排気系１５を並列に接続し、ワックスト
ラップ３５の更に上流にバルブ３８、３９を介してそれ
ぞれ各炉体１の内排気系１４を並列に接続している。

【００１１】以上のような構成に加えて、本実施例は、
主排気装置３が接続されていない側の炉体１を排気し得
る位置に、補助排気装置４を設けている。この補助排気
装置４は、末端に油回転真空ポンプ等のポンプ４１を有
し、このポンプ４１の上流がバルブ４２、４３を介して
それぞれ各炉体１のバルブ３６、３７よりも上流側にお
ける外排気系１５に接続されているもので、主排気系３
とは独立して炉体１内を排気することができるようにな
っている。

【００１２】次に、この実施例による脱脂焼結工程を説
明する。先ず、金属粉末にバインダーを混練し、射出成
形したいわゆるグリーン体と呼ばれる処理物を例えば左
側の炉体１Ｌの処理空間Ｓ１に配置する。この実施例の
場合、バインダーには脱脂焼結工程における処理物から
の抜けが従来に極めて格段に速いものが使用されてお
り、脱脂焼結工程に要する時間を冷却工程に要する時間
とほぼ同等となるまで短縮することができるものであ
る。

【００１３】そして、バルブ３２、３３、３６、３８を
開き、バルブ３７、３９を閉じて先ず左側の炉体１Ｌを
初期真空排気するとともに、これと相前後して切換スイ
ッチ２１を左側の炉体１Ｌのヒータ１３に通電し得る位
置に倒す。その後、適宜の制御により、同炉体１Ｌにお
いて図２に示すように所定温度、所定真空下に脱脂処理
が行われ、引き続き更にヒータ１３により処理空間Ｓ１
を高温推移させて焼結工程が行われる。焼結工程が完了
すると、ヒータ１３への通電を断ち、その後暫くして主
排気系３による炉体１内の排気を停止する。一方、前記
ヒータ１３への通電を断つと同時、或いはその後僅かの
時間をおいて、切換スイッチ２１を右側へ倒し、今度は
右側の炉体１Ｒのヒータ１３への通電を開始する。ま
た、排気を止めるためにバルブ３６、３８を閉じた後、
これと入れ替えにバルブ３７、３９を開くことにより、
今度は右側の炉体１Ｒに主排気系３を接続する（図２
中、符号３Ｌ→３Ｒで示す部分）。この主排気系３の切
り換えに先立って、本実施例はバルブ４２を閉、バルブ
４３を開にして、補助排気装置４により右側の炉体１Ｒ
の予備排気を開始しておく（図２中、符号４Ｒで示す部
分）。そして、前述した主排気系３の切り換えに伴っ
て、補助排気装置４の接続先を右側の炉体１Ｒから左側
の炉体１Ｌに切り換える（図２中、符号４Ｒ→４Ｌで示
す部分）。これにより、既に予備排気されている右側の
炉体１Ｒに対して引き続き主排気系３により排気が続行
され、且つ処理空間Ｓ１の加熱が開始されて脱脂焼結工
程が早期に進行し始めると同時に、脱脂焼結処理を終え
た左側の炉体１Ｌの排気も続行されて、処理物に対する
真空冷却が行われることになる。

【００１４】このようにして、左右の炉体１Ｌ、１Ｒの
一方で脱脂焼結処理が行われている間は、他方で冷却工
程が行われるという具合に、互いに干渉しない工程が並
行して実施され、かつこれら脱脂焼結工程と冷却工程と
は略同じ所要時間、例えば図３では８時間と７時間に設
定されるため、電源装置２や主排気装置３を共用化して
も、それらを取り合うことなしに各炉体１Ｌ、１Ｒ毎に
所定の処理を交互に休止することなく続行することとな
る。したがって、本実施例によれば、炉の稼働効率を低
下させることなく、それら電源装置２や主排気装置３を
共用化することによるコンパクト化、イニシャルコスト
やランニングコストの削減を図ることができる。しか
も、炉から炉への処理物の移し替えの必要もないため、
それに要していた労力や時間も有効に削減して、炉全体
の稼働効率をより有効に向上させることが可能となる。
図３の場合、一方の炉体１における冷却工程が完了した
後に、他方の炉体１の脱脂処理工程が完了するまで１時
間の待ち時間があるが、この１時間の間に製品を取り出
し、次の処理に供する処理物をセッティングすればよ
い。

【００１５】その上、本実施例は補助排気装置４を備え
ており、主排気装置３を排気を必要とする炉体１Ｌ（１
Ｒ）側に切り換える際に、該炉体１Ｌ（１Ｒ）内を補助
排気装置４により予備排気しておくことができる。この
ため、単に処理物をそれら炉体１Ｌ（１Ｒ）内にセット
して切り換え時を待つ場合に比べて、水分吸着等により
処理物の品質が低下することを有効に防止することがで
きる。また、これにより主排気装置３による排気の実時
間を大巾に短縮することができるので、炉の稼働効率を
有効に高めることが可能となる。さらに、このような補
助排気装置４を備えておけば、一方の炉体１Ｌ（１Ｒ）
で焼結が完了し、他方の炉体１Ｒ（１Ｌ）側に主排気装
置３が切り換えられた後にも、一方の炉体１Ｌ（１Ｒ）
における冷却工程を排気を進行しながら行うこともでき
るので、低温領域まで真空冷却ができ、処理物表面が炉
内雰囲気で再蒸発したバインダー等によって汚染される
ような不都合も有効に防止することが可能となる。

【００１６】なお、各部の具体的構成は、上述した実施
例のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載される効果を奏する。すなわち、本
発明の脱脂焼結炉は、脱脂焼結機能を備えた炉体を対を
なして設けるとともに、両炉体に共通の電源装置及び排
気装置を備え、それら電源装置及び排気装置を交互に切
り換えながら互いに干渉しない工程を両炉体で並行して
行うようにしたものである。

【００１８】このため、各炉体で電源装置や排気装置を
取り合うことなく、各炉体を共にフル稼働させて、炉の
稼働効率を低下させることなく、炉全体のコンパクト
化、設置面積の削減、イニシャルコストやランニングコ
ストの削減を図ることができる。しかも、専用炉を用い
る場合に比べて、処理物の移し替えも不要になり、これ
に要していた労力や時間の削減も図ることが可能とな
る。

【００１９】以上に加えて、本発明の脱脂焼結炉は、補
助排気装置を備え、主排気装置を排気を必要とする炉体
側に切り換える際に、該炉体内を補助排気装置により予
備排気できるようにしており、また脱脂焼結後の冷却工
程時にも炉内を排気して真空冷却雰囲気を作ることがで
きるようにしている。このため、単に処理物を炉体内に
セットして切り換えのタイミングを待ち、或いは脱脂焼
結後に炉内を一切排気することなく冷却する場合に比べ
て、水分吸着やバインダーによる再汚染を防いで最終製
品の品質を有効に向上させることができ、また、主排気
装置による排気の実時間を大巾に短縮して炉の稼働効率
を一層有効に高めることができるという優れた効果が奏
されるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す模式的なシステム構成
図。

【図２】同実施例における脱脂焼結処理の概要を示す工
程図。

【図３】同実施例の作用説明図。

【符号の説明】

１…炉体 ２…電源装置 ３…主排気装置 ４…補助排気装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属射出成形品の脱脂から焼結に至るまで
   の工程を一貫して行う機能を備えた対をなす炉体と、両
   炉体に共通の電源装置及び主排気装置とを備え、それら
   電源装置及び主排気装置を交互に切り換えて使用しなが
   ら互いに干渉しない工程を両炉体で並行して行うように
   したものであって、主排気装置が接続されていない側の
   炉体を排気し得る補助排気装置を設けたことを特徴とす
   る脱脂焼結炉。