JP2016223732A - Vacuum defatting and sintering furnace - Google Patents
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Description
本発明は、真空脱脂焼結炉に関する。 The present invention relates to a vacuum degreasing sintering furnace.
真空脱脂焼結炉とは、金属、セラミックス等の粉末成形体(以下、「被処理品」という)から熱可塑性樹脂、成型助剤等から成るバインダーを真空条件下で加熱脱脂して、焼結品を得るための炉である。従来の真空脱脂焼結炉として特許文献1の炉がある。 A vacuum degreasing sintering furnace is a process in which a binder composed of a thermoplastic resin, a molding aid, etc. is heated and degreased under vacuum conditions from a powder molded body of metal or ceramics (hereinafter referred to as “processed product”). It is a furnace for obtaining goods. There exists a furnace of patent document 1 as a conventional vacuum degreasing sintering furnace.
特許文献1の真空脱脂焼結炉は、被処理品が収容される処理容器の内部に、被処理品を載置する載置台が多段状に設けられ、各段の載置台に複数の被処理品が並べて配置されている。処理容器の上部には、加熱により昇華したバインダー(以下、「昇華バインダー」という)を除去するために供給されるスイープガスのガス供給穴が1つ設けられている。一方、処理容器の下部には、スイープガスが排気されるためのガス排気穴が1つ設けられている。特許文献1の真空脱脂焼結炉においては、処理容器上部から供給されたスイープガスが各段の載置台に順次流れていき、処理容器の下部から排気される。 In the vacuum degreasing and sintering furnace of Patent Document 1, a stage for placing the article to be treated is provided in a multistage manner inside a treatment container in which the article to be treated is accommodated, and a plurality of treatment targets are provided on each stage of the stage. The products are arranged side by side. One gas supply hole for a sweep gas supplied to remove the binder sublimated by heating (hereinafter referred to as “sublimation binder”) is provided in the upper portion of the processing container. On the other hand, one gas exhaust hole for exhausting the sweep gas is provided in the lower part of the processing container. In the vacuum degreasing and sintering furnace of Patent Document 1, the sweep gas supplied from the upper part of the processing container sequentially flows to the mounting table of each stage and is exhausted from the lower part of the processing container.
また、多段式の載置台を備える焼結炉としては、特許文献2や特許文献3に記載された炉もある。これらの炉では、載置台の各段にそれぞれガス供給穴が形成されており、各段のスイープガスの流路が独立した構造となっている。
Moreover, as a sintering furnace provided with a multistage mounting table, there are furnaces described in
焼結炉においては、昇華バインダーを可能な限り早く除去すると共に、各段の載置台において昇華バインダーを均一に除去する必要がある。しかしながら、特許文献1のように、スイープガスが上段の載置台から下段の載置台に順次流れる構造であると、下段におけるガスの流速や圧力が上段に対して小さくなってしまう。このため、被処理品の脱脂を均一に行うことができなかった。また、下段の被処理品については脱脂不良を引き起こすこともあった。 In the sintering furnace, it is necessary to remove the sublimation binder as soon as possible, and to uniformly remove the sublimation binder on the stage of each stage. However, as in Patent Document 1, when the structure is such that the sweep gas flows sequentially from the upper stage mounting table to the lower stage mounting table, the gas flow velocity and pressure in the lower stage become smaller than the upper stage. For this reason, it was not possible to uniformly degrease the product to be processed. Moreover, the degreased defect might be caused about the to-be-processed product of the lower stage.
均一な脱脂処理ができないと、次工程の焼結工程において、処理容器の上段の被処理品と下段の被処理品との間で、焼結品の製品寸法のバラつきや炭素量のバラつき等が生じ、同一ロット内の焼結品に品質バラつきが生じてしまう。 If uniform degreasing treatment is not possible, in the next sintering process, there will be variations in the product size of the sintered product and in the carbon content between the upper processed product and the lower processed product in the processing container. As a result, the quality of the sintered product in the same lot varies.
また、特許文献2や特許文献3のように、各段の載置台にそれぞれスイープガスを供給する構造であっても、各段にそれぞれ設けられたガス供給穴に均一にガスを流し込むことができず、被処理品の脱脂を均一に行うことはできなかった。
Further, even in a structure in which sweep gas is supplied to each stage mounting table as in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被処理品を均一に脱脂処理することで、焼結品の品質バラつきを低減することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at reducing the quality variation of a sintered product by carrying out the degreasing process of the to-be-processed product uniformly.
上記課題を解決する本発明は、被処理品の脱脂、焼結処理を行う真空脱脂焼結炉であって、被処理品が収容される処理容器と、被処理品を載置する載置台と、前記処理容器に接続されたガス供給管とを備え、前記載置台は、前記処理容器内において多段状に設けられ、前記処理容器は、スイープガスが供給されるガス供給部と、前記スイープガスが排気されるガス排気部とを有し、前記ガス供給部は、前記ガス供給管が接続されるガス導入空間と、前記載置台の各段にそれぞれ設けられたガス供給穴とを有し、前記ガス導入空間には、前記ガス供給管から供給された前記スイープガスを受けるガス分散部材が配置され、前記ガス分散部材は、ガス供給条件に応じて形成された複数のガス通過口を有することを特徴とする。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a vacuum degreasing and sintering furnace for performing degreasing and sintering processing of a product to be processed, a processing container in which the product to be processed is accommodated, a mounting table on which the processing product is mounted, A gas supply pipe connected to the processing container, wherein the mounting table is provided in a multistage shape in the processing container, the processing container including a gas supply unit to which a sweep gas is supplied, and the sweep gas A gas exhaust part to be exhausted, the gas supply part has a gas introduction space to which the gas supply pipe is connected, and a gas supply hole provided in each stage of the mounting table, In the gas introduction space, a gas dispersion member that receives the sweep gas supplied from the gas supply pipe is disposed, and the gas dispersion member has a plurality of gas passage openings formed according to gas supply conditions. It is characterized by.
本発明に係る真空脱脂焼結炉は、載置台の各段に設けられたガス供給穴の上流側に、処理容器内に導入されたスイープガスを受けるガス分散部材が設けられている。このため、ガス供給管近くのガス圧力が高い状態のスイープガスを、ガス圧力が高い状態のまま各ガス供給穴に供給しないようにすることができる。これにより、各ガス供給穴におけるガス圧力を均一にすることができ、各段の載置台に均一にガスを供給することができる。 In the vacuum degreasing and sintering furnace according to the present invention, a gas dispersion member that receives the sweep gas introduced into the processing vessel is provided on the upstream side of the gas supply hole provided in each stage of the mounting table. For this reason, the sweep gas in a state where the gas pressure near the gas supply pipe is high can be prevented from being supplied to each gas supply hole while the gas pressure is high. Thereby, the gas pressure in each gas supply hole can be made uniform, and gas can be supplied uniformly to the mounting table of each stage.
本発明によれば、各段の載置台に均一にスイープガスを供給することができる。これにより、被処理品を均一に脱脂することが可能となり、焼結品の品質バラつきを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to uniformly supply the sweep gas to the mounting table at each stage. Thereby, it becomes possible to degrease the product to be processed uniformly, and the quality variation of the sintered product can be reduced.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に示すように、本実施形態に係る真空脱脂焼結炉1は、被処理品が収容される処理容器20と、処理容器20の周囲を覆うように設けられたヒーター2と、ヒーター2の周囲を覆うように設けられた非通気性断熱材3と、非通気性断熱材3を覆うように設けられた真空チャンバー4を備えている。真空チャンバー4は、前扉4aと後扉4bとを備え、各扉4a,4bは、開閉自在に構成されている。
As shown in FIG. 1, a vacuum degreasing and sintering furnace 1 according to the present embodiment includes a
図2に示すように、処理容器20の内部には、複数の被処理品Pを載置する載置台21が多段状に設けられ、被処理品Pは各段の載置台21に並べて配置されている。また、図1に示すように、処理容器20の下部には、被処理品Pの入れ替え時に処理容器20をスライドさせるためのレール5が設けられている。レール5は、非通気性断熱材3を貫通するようにして設けられた支柱6で支持されており、支柱6の下端部は、真空チャンバー4に固定されている。
As shown in FIG. 2, a mounting table 21 on which a plurality of products to be processed P are mounted is provided in a multistage manner inside the
図1,図2に示すように、処理容器20の側面部の一方には、処理容器内にスイープガスを供給するガス供給管7の一端が接続されている。ガス供給管7の他端は真空チャンバー4の外にあるガス供給源(不図示)に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end of a gas supply pipe 7 that supplies a sweep gas into the processing container is connected to one of the side surfaces of the
図1に示すように、ガス供給管7は、ヒーター2と処理容器20との間において、処理容器20の長手方向に沿って延びるように形成された直線状の水平部7aを有している。ガス供給源から供給されるスイープガスは、この水平部7aの中を流れる間にヒーター2によって加熱され、処理容器20にスイープガスが供給される際には、スイープガスは十分に予熱された状態となる。このように、真空チャンバー4に接続されたガス供給管7をそのまま処理容器20に接続せずに、処理容器20との接続端まで敢えて長い距離をとるようにガス供給管7を設けることにより、処理容器20のガス供給側の温度低下を抑制することができる。これにより、処理容器20を均一な温度に保ちやすくなり、被処理品Pの品質バラつきを更に抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the gas supply pipe 7 has a linear
図2に示すように、ガス供給管7が接続される処理容器20のガス供給部30には、ガス供給管7からのスイープガスが導入されるガス導入空間Sと、ガス導入空間Sと被処理品Pが載置されている空間とを仕切る仕切板31が設けられている。仕切板31には、ガス導入空間Sのスイープガスが各段の載置台21に流れ込むように複数のガス供給穴31aが形成されている。各ガス供給穴31aは、各載置台21の高さに合わせて載置台21の各段にそれぞれ設けられている。なお、本実施形態に係る各ガス供給穴31aは、それぞれ同一形状、同一間隔で配置されており、1段あたりに形成されるガス供給穴31aの個数も等しくなっている。
As shown in FIG. 2, the
ガス導入空間Sには、ガス供給管7から供給されたスイープガスを受けるガス分散板32が配置されている。ガス分散板32は、スイープガスを受ける面Rが、ガス導入方向Iに対して垂直となるように設けられている。即ち、ガス分散板32は、処理容器20との接続部におけるガス供給管7の管軸と、上記スイープガスを受ける面Rが垂直となっている。また、ガス分散板32の縦横の長さは、処理容器20のサイズに応じた長さとなっており、図2に示すように、ガス分散板32は、処理容器20の内面との間にスイープガスが通過する隙間が形成されるように処理容器20に固定されている。
In the gas introduction space S, a
図3に示すように、ガス分散板32には、スイープガスが通過する複数のガス通過口32aが形成されている。各ガス通過口32aは、図3では同一形状、同一間隔で図示されているが、実際にはガス供給管7からの距離やガスの供給流量、ガスの種類、ガス分散板32と処理容器内面との間に形成される隙間等のガス供給条件に応じて、仕切板31の各ガス供給穴31aにおけるガス圧力が均一になるように穴径や個数、配置等が定められている。
As shown in FIG. 3, the
図2,図4〜図6に示すように、処理容器20のガス排気部40は、着脱自在な着脱扉41を備えており、着脱扉41は、処理容器本体20aの排気側端部を覆うように設けられている。着脱扉41には、スイープガスが通過する複数のガス排気穴41aが形成され、各ガス排気穴41aは、載置台21の各段に対応する高さにそれぞれ設けられている。これにより、載置台21には1段ごとにガス供給穴31aとガス排気穴41aが形成されることになるため、載置台21の各段には独立したガス流路が形成されることになる。なお、本実施形態に係る各ガス排気穴41aは、それぞれ同一形状、同一間隔で配置されており、1段あたりに形成されるガス排気穴41aの個数も等しくなっている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4 to FIG. 6, the
着脱扉41は、傾斜部を有する傾斜ブラケット42によって処理容器本体20aに取り付けられている。図5〜図7に示すように、着脱扉41には、傾斜ブラケット42に嵌合する傾斜穴41bが形成されており、傾斜穴41bは処理容器20の幅方向の端部に2つずつ設けられている。傾斜穴41bは、着脱扉41の真空チャンバー側の面から処理容器本体側の面に向けて穴位置の高さが低くなるように形成されている。また、着脱扉41の中央上部および中央下部には、作業者が把持することが可能な取っ手43が設けられている。
The
図8〜図10に示すように、傾斜ブラケット42は、処理容器本体20aに面接触するブラケット取付部42aと、ブラケット取付部42aの側面から斜め上方に突出するように設けられた傾斜穴嵌合部42bとを有している。ブラケット取付部42aと傾斜穴嵌合部42bは同一平面上に形成されている。ブラケット取付部42aには、4つのボルト穴が形成されており、ブラケット取付部42aは処理容器本体20aにボルト固定される。傾斜ブラケット42が処理容器本体20aに取り付けられた際には、傾斜ブラケット42の傾斜穴嵌合部42bのみが処理容器本体20aの排気側端部から突出した状態となっている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
そのような状態の傾斜穴嵌合部42bと着脱扉41の傾斜穴41bとを嵌合させると、着脱扉41は、自重により傾斜穴嵌合部42bの形状に沿って処理容器本体20aに向かって移動する。これにより、着脱扉41が処理容器本体20aの端面に密着する。
When the inclined hole
図1に示すように、非通気性断熱材3の底部には、スイープガスが通過する開口部9が形成されている。また、真空チャンバー4の上部には、真空チャンバー内のスイープガスを吸引するガス排気管11の一端が取り付けられている。ガス排気管11の他端は真空ポンプ(不図示)に接続されている。ガス供給管7から供給されたスイープガスは、図1中の矢印に沿うようにして、処理容器20、非通気性断熱材3の開口部9、ガス排気管11を通って系外に排気される。
As shown in FIG. 1, an opening 9 through which the sweep gas passes is formed at the bottom of the non-breathable
本実施形態に係る真空脱脂焼結炉1は、以上のように構成されている。 The vacuum degreasing and sintering furnace 1 according to this embodiment is configured as described above.
このような真空脱脂焼結炉1の処理容器20にスイープガスを供給すると、処理容器20に導入されたスイープガスが、ガス分散板32に当たり、その後、ガス分散板32の中央部から周縁部に向かって流れていく。このように、処理容器20に導入されたスイープガスをガス分散板32で一度受けることにより、ガス圧力が高い状態にあるガス供給管近くのスイープガスが、そのままの状態で各ガス供給穴31aに流れることがなくなる。
When the sweep gas is supplied to the
一方、導入されたスイープガスを平板で受けるだけでは、中央部から周縁部に流れるスイープガスが、その平板と処理容器20の内面との間を通過することになり、平板の周縁部においてガス圧力が高くなってしまう。しかし、本実施形態に係る分散板には、スイープガスが通過する複数のガス通過口32aが形成されている。このため、ガス分散板32で受けたスイープガスの一部は、ガス通過口32aを通って、仕切板31に設けられたガス供給穴31aに向かう。これにより、ガス分散板32の周縁部において、ガス圧力が高まることを抑制している。
On the other hand, if only the introduced sweep gas is received by the flat plate, the sweep gas flowing from the central portion to the peripheral portion passes between the flat plate and the inner surface of the
そして、ガス分散板32に形成された各ガス通過口32aは、ガス供給管7からの距離やガスの供給流量、ガスの種類、ガス分散板32のサイズ、ガス分散板32と処理容器20の内面との間に形成された隙間等のガス供給条件に応じて、ガス分散板32の後方(ガスの下流側)においてガス圧力が均一となるように、穴の個数や穴径、形状、配置等が定められている。このため、ガス分散板32の後方におけるガス圧力を均一にすることができ、各ガス供給穴31aにおけるガス圧力も均一にすることができる。これにより、各段の載置台21に均一にスイープガスを流入させることが可能となる。
Each
即ち、本実施形態に係る真空脱脂焼結炉1によれば、処理容器20のガス導入空間Sに、複数のガス通過口32aが形成されたガス分散板32が設けられていることにより、各ガス供給穴31aに均一にスイープガスを供給することができる。これにより、各段の載置台21を流れるスイープガスの圧力バラつきを抑制することができ、被処理品Pの脱脂バラつきを低減することが可能となる。
That is, according to the vacuum degreasing and sintering furnace 1 according to the present embodiment, each
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、上記実施形態では、ガス分散板32をガス導入方向Iに対して垂直に設けることとしたが、ガス分散板32のスイープガスを受ける面Rとガス導入方向Iの角度は垂直でなくても良い。ガス分散板32の角度は、処理容器20や載置台21の形状、ガス供給管7の位置、各ガス供給穴31aの形状、個数、配置等に応じて適宜変更され得る。即ち、処理容器20に導入されるスイープガスを一度受け止めるようなガス分散板32が設けられていれば、処理容器20に導入されたスイープガスをガス圧力が高い状態のままガス供給穴31aに供給しないようにすることができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、ガス分散板32の形状は、板状の部材に限定されない。本発明に係る効果を得るためには、ガス供給管7から供給されるスイープガスを受ける面Rを有し、各ガス供給穴31aにスイープガスを分散させられる形状の部材であれば良い。
Further, the shape of the
また、上記実施形態では、傾斜ブラケット42を用いて着脱扉41を自重により処理容器本体20aに密着させる構成としたが、傾斜ブラケット42を用いずに着脱扉41の自重を利用した構成にしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which makes the attachment /
また、処理容器20のガス排気部40においては、着脱式の扉41ではなく、開閉式の扉を用いても良い。なお、各段の載置台21に流れ込むスイープガスは、載置台上の被処理品Pとの接触による圧力損失等で圧力が小さくなる。このため、載置台21に載置される被処理品Pの個数が各段で異なるような場合には、ガス供給部30の各ガス供給穴31aにおけるガス圧力を均一にしても、スイープガスが各段の載置台21を流れる間に圧力差が生じてしまう。
Moreover, in the
一方、上記実施形態で説明したような着脱扉41を用いた構成であれば、処理容器20に取り付けられた着脱扉41を、被処理品Pの上記のような配置に適したガス排気穴41aを有する他の着脱扉に容易に交換することができる。これにより、載置台21に載置される被処理品Pの個数が各段で異なるような場合であっても、各段に均一にスイープガスを供給することができる。即ち、着脱式の扉41を用いれば、被処理品Pの形状や個数等が異なる処理ロットにも容易に対応することができる。これにより、各段に均一にスイープガスを供給することができると共に、次ロットの処理開始までの時間を短縮することが可能となる。
On the other hand, in the configuration using the
また、上記実施形態のガス供給管7においては、ヒーター2と処理容器20との間に直線状の水平部7aを配置し、水平部7aでスイープガスを予熱する構成としたが、ガスを予熱するためのガス供給管7の予熱区間の形状は、直線状でなくても良い。例えば、予熱区間の形状は、処理容器20の幅方向に蛇行するような形状であっても良い。即ち、ヒーター2と処理容器20との間に予熱区間を有するようにガス供給管7が設けられていれば、処理容器20の温度を均一に保ちやすくなるといった効果を得ることができる。
In the gas supply pipe 7 of the above embodiment, the linear
本発明は、真空脱脂焼結炉に適用することができる。 The present invention can be applied to a vacuum degreasing sintering furnace.
1 真空脱脂焼結炉
2 ヒーター
3 非通気性断熱材
4 真空チャンバー
4a 前扉
4b 後扉
5 レール
6 支柱
7 ガス供給管
7a ガス供給管水平部
9 開口部
11 ガス排気管
20 処理容器
20a 処理容器本体
21 載置台
30 ガス供給部
31 仕切板
31a ガス供給穴
32 ガス分散板
32a ガス通過口
40 ガス排気部
41 着脱扉
41a ガス排気穴
41b 傾斜穴
42 傾斜ブラケット
42a ブラケット取付部
42b 傾斜穴嵌合部
43 取っ手
I ガス導入方向
P 被処理品
R スイープガスを受ける面
S ガス導入空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum
Claims (4)
被処理品が収容される処理容器と、
被処理品を載置する載置台と、
前記処理容器に接続されたガス供給管とを備え、
前記載置台は、前記処理容器内において多段状に設けられ、
前記処理容器は、
スイープガスが供給されるガス供給部と、
前記スイープガスが排気されるガス排気部とを有し、
前記ガス供給部は、
前記ガス供給管が接続されるガス導入空間と、
前記載置台の各段にそれぞれ設けられたガス供給穴とを有し、
前記ガス導入空間には、前記ガス供給管から供給された前記スイープガスを受けるガス分散部材が配置され、
前記ガス分散部材は、ガス供給条件に応じて形成された複数のガス通過口を有する、真空脱脂焼結炉。 It is a vacuum degreasing and sintering furnace that performs degreasing and sintering of the product to be processed,
A processing container in which an article to be processed is stored;
A mounting table on which the product to be processed is mounted;
A gas supply pipe connected to the processing vessel,
The mounting table is provided in a multistage shape in the processing container,
The processing container is
A gas supply unit to which a sweep gas is supplied; and
A gas exhaust part from which the sweep gas is exhausted,
The gas supply unit
A gas introduction space to which the gas supply pipe is connected;
Gas supply holes respectively provided in each stage of the mounting table,
A gas dispersion member that receives the sweep gas supplied from the gas supply pipe is disposed in the gas introduction space,
The gas dispersion member is a vacuum degreasing and sintering furnace having a plurality of gas passages formed according to gas supply conditions.
前記着脱扉には、前記スイープガスが通過する複数のガス排気口が形成され、
前記ガス排気口は、前記載置台の各段に対応する高さにそれぞれ設けられている、請求項1に記載の真空脱脂焼結炉。 The gas exhaust part includes a detachable removable door provided to cover an exhaust side end of the processing container main body,
The removable door is formed with a plurality of gas exhaust ports through which the sweep gas passes,
The vacuum degreasing and sintering furnace according to claim 1, wherein the gas exhaust port is provided at a height corresponding to each stage of the mounting table.
前記着脱扉に前記傾斜ブラケットに嵌合する傾斜穴が形成され、
前記傾斜ブラケットは、
前記処理容器本体に面接触するブラケット取付部と、
前記ブラケット取付部から斜め上方に突出した傾斜穴嵌合部とを有し、
前記ブラケット取付部と前記傾斜穴嵌合部は同一平面上に形成されている、請求項3に記載の真空脱脂焼結炉。
An inclined bracket is attached to the processing container body,
An inclined hole that fits into the inclined bracket is formed in the removable door,
The inclined bracket is
A bracket mounting portion in surface contact with the processing vessel body;
An inclined hole fitting portion protruding obliquely upward from the bracket mounting portion;
The vacuum degreasing and sintering furnace according to claim 3, wherein the bracket mounting portion and the inclined hole fitting portion are formed on the same plane.
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