JP2022515207A - 真空脱脂焼結炉及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空脱脂焼結炉及びその使用方法を提供する。【解決手段】粉末冶金、粉末セラミック焼結等の製造専用装置の技術分野に関し、グラファイト材料箱（３）には、内部ガス充填口（４）と内部ガス抽出口（５）が設置され、内部ガス充填口（４）は内部ガス充填管（６）と連通し、内部ガス抽出口（５）は内部ガス抽出管（７）と連通し、炉本体（１）には、外部ガス充填口（８）と外部ガス抽出口（９）が設置され、外部ガス充填口（８）は外部ガス充填管（１０）と連通し、外部ガス抽出口（９）は外部ガス抽出管（１１）と連通する。前記真空脱脂焼結炉は、主にグラファイト材料箱（３）内にプロセスガスを充填し、補足としてグラファイト材料箱（３）外に不活性ガスを充填し、グラファイト材料箱（３）の内外の雰囲気を隔離し、グラファイト材料箱（３）外からグラファイト材料箱（３）へのさまざまな不純な雰囲気や汚染物質の侵入による製品の焼結への影響を減らし、製品の品質と生産速度を向上させ、炉内の汚染度を低減し、真空脱脂焼結炉の耐用年数を延ばし、高温焼結時に水素を使用し、低温脱脂時に酸素を使用できるようにする。【選択図】図５

Description

本発明は、粉末冶金および粉末セラミック焼結等の製造専用装置の技術分野、特に真空脱脂焼結炉及びその使用方法に関する。

グラファイト熱場真空脱脂焼結炉は、金属粉末胚の脱脂および焼結に使用され、炉内の主要部品はすべて炭素繊維とグラファイトで作られ、グラファイトは、導電性、耐熱性、信頼性、軽量性、加工性、長寿命性に優れていることから、真空焼結炉の主原料の１つであるが、以下の問題がある。

１．粉塵の影響：グラファイトと炭素繊維は粉塵を発生しやすく、グラファイト粉塵や炭素繊維粉塵は、気流とともに材料箱に運ばれ、材料箱内の製品に付着し、焼結中、製品の表面に欠陥が生じやすく、製品中の炭素含有量も増加し、高い品質が要求される、３１６、３０４、３１６Ｌ、１７－４ＰＨ等のステンレス鋼材料で作られた製品の性能を低下させる。
２．水分の影響：炉扉を開けると、空気中の水分が炉内に入り、炭素繊維断熱シリンダーに入り、真空高温下では、水分が蒸気になって流出し、水分により製品の表面が酸化し、軽い場合に黄変し、ひどい場合に灰色、青みになる。
３．漏れの影響：真空炉の漏れは避けられないが、低いレベルで制御され、空気は炉扉等の位置から入り、これは焼結製品と接触しやすく、製品の性能に影響を与える。異なる炉の漏れ量は異なり、異なる炉による焼結製品間で違いが生じる。
４．新物質の汚染影響：セラミック板（負荷板）は製品を配置するための中間体であり、セラミック板がないと、製品は直接焼結されるため（ＰＭやＭＩＭ製品など）、焼結に欠かせない負荷部品である。ただし、セラミック板とグラファイト材料板が直接接触すると、炭素熱還元反応が起こり、ＡｌやＡｌ_２Ｏ_３などの新しい物質が生成され、製品の表面に付着し、炉内での真空排気または冷却等のプロセスのとき、材料箱の上部カバーが開かれ、生成された新しい物質は材料箱の外側に出て炭素繊維断熱シリンダーに入るか、または炉内壁に付着して断熱シリンダーを汚染し、次の炉のプロセス実行段階では、また材料箱内に入り、このように繰り返して、一定量に達すると製品の表面に堆積し、製品の表面欠陥を引き起こし、製品の性能に影響を与える。
５．バインダー汚染の影響：真空環境はバインダーの気化に有利であるが、バインダーの拡散も容易にし、脱脂するとき、バインダーが製品から脱出し、蒸気に変えて拡散し、その一部が材料箱の外側に漏れたり、炭素繊維断熱シリンダーに入ったり、炉の内壁に付着して炉内を汚染したりする。焼結プロセス中、バインダー蒸気はキャリアガスによって材料箱内に運ばれ、製品を汚染し、製品のサイズと性能に影響を与える。

従来の真空脱脂焼結炉の炉内構造を図１と図２に示すように、材料箱Ｂ１は内部引抜管Ｂ２に接続され、内部引抜管Ｂ２は真空ポンプＢ３に接続され、脱脂と焼結プロセスでは、プロセスガスが炉内に充填され、真空ポンプが作動し、材料箱の外側の圧力は、材料箱の内側の圧力よりも高くなり、圧力差により、ガスの一方向の流れが促進され、材料箱の外側のガスは、材料箱のドアと材料箱本体の間の隙間から材料箱に入り、ガスは材料箱内に入って製品表面を通過し、次に内部引抜管Ｂ２に入る。特許文献１は、金属粉末射出成形真空脱脂焼結炉用の指向性気流装置を開示し、ドアパネルに吸気装置が取り付けられ、材料箱の内外の圧力差が一定の値に達すると、吸気弁が開き、ドアパネルから気流が入り、製品の表面を通って流れ、内部引抜管に入る。従来技術では、ガスは、材料箱の外部空間の雰囲気と汚染物質を材料箱に運び、製品内を流れる。雰囲気には、漏れた空気、断熱炭素繊維断熱シリンダーに堆積した水、炭素等の雰囲気が含まれ、汚染物質には、ほこり、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素等の汚染物質が含まれる。材料箱内の製品が汚染されていると、欠陥が発生し、高濃度の炭素雰囲気は製品の炭素を増加させ、空気は製品を酸化し、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素は製品を変形させ、サイズの不均一等を引き起こす。

また、プロセスガスの使用制限の問題もあり、水素の熱伝導率は室温で窒素の７倍と非常に優れているため、製品胚体をすばやく加熱し、ポリマーと反応してバインダー中のポリマー有機物の分解を促進することができ、そのため、水素は、脱脂速度を上げるために、焼結炉の脱脂プロセスでよく使用される。金属への拡散速度が速く、酸化物が強力に還元されるため、水素は非常に理想的な焼結プロセスガスでもある。

高温焼結で水素を使用する目的は次のとおりでる。水素と炭素の反応により、以下で生成される炭素、遊離炭素、製品中の炭素を除去できる。

１．高温焼結にグラファイトの熱場を使用する場合、全体的な炭素ポテンシャルが高いため、低炭素ステンレス鋼を焼結する場合、炭素含有量が３１６Ｌなど、標準を超えるため、炭素含有量が０．０４％未満のグラファイト熱場を使用すると達成しにくい。
２．低温熱で脱脂するとき、熱場に残っている炭素が高温焼結中に揮発して遊離炭素を形成し、遊離炭素は製品を浸炭するか、部分的に浸炭する。
３．金属粉末を作るとき、表面に酸化物層が形成され、酸化物層を除去しないと、焼結時の拡散が妨げられ、製品が緻密にならない。水素を使用すると、炭素酸化物を還元することができる。

しかしながら、業界では、水素と炭素は敏感な温度帯（１０００℃～１２００℃）で反応するため、グラファイト熱場の焼結プロセスでの水素の使用が制限されている。従来の真空脱脂焼結炉の部品は、材料箱Ｂ１でも断熱シリンダーＢ５でも、炭素で作られている。実験によると、図３に示すように、グラファイト棒には漸進的変化温度で水素が供給され、水素とグラファイトの間で反応が行い、グラファイト部品を消費する。したがって、従来技術のグラファイト熱場の焼結プロセスにおいて水素を充填させることは許可されていない。そして、敏感な温度帯以外のみで、水素を炉内に充填することも不適用である。これは材料箱の外輪には、材料箱Ｂ１を加熱するための加熱材料Ｂ４（グラファイト電極棒、グラファイト加熱棒、グラファイト接続シート）があり、加熱材料Ｂ４の外輪には、材料箱Ｂ１の熱が失わないように維持するために炭素繊維断熱シリンダーＢ５があるからである。グラファイトコラムＢ８は、グラファイト材料箱Ｂ１を支持するために使用され、グラファイト内部引抜管Ｂ２は、真空配管システムと材料箱Ｂ１を接続して、気流の流れ方向を確保するために使用される。炉内材料箱Ｂ１の外側には非常に多くのグラファイト部品があり、炉本体Ｂ７のジャケットには冷却水があるため、材料箱Ｂ１から炉内壁まで（内側から外側へ）の炉内の温度も異なり、そのうち、加熱材料Ｂ４の温度が最も高く、材料箱Ｂ１の外壁の温度は放射によって上昇し、材料箱の温度は、一方では材料箱Ｂ１内に伝達され、他方ではグラファイトコラムＢ８およびグラファイト上部カバーＢ９等のグラファイト部品に伝達される。断熱シリンダーＢ５の内壁の温度は高く、外壁の温度は低いため、炉内の各部品の温度は異なる。熱電対Ｂ６は材料箱Ｂ１の温度を監視し、材料箱Ｂ１の温度が水素反応に敏感な範囲以外（１３００℃など）に制御されると、加熱材料Ｂ４の温度は１３００℃より高くなるが、断熱シリンダーＢ５の近くのグラファイト部品の温度は水素反応に敏感な範囲にあり、水素はこの温度帯でグラファイト部品と反応し、部品を消耗する。

脱脂プロセスも製品の品質にとって非常に重要であり、脱脂が完全ではない場合、その後の焼結時に製品のサイズが大きくなりすぎ、表面が灰色になり、性能が基準を満たさない。従来技術では、スクラップ率は非常に高く、解決手段は、脱脂時間を長くして、製品中のバインダーを可能な限り排出させることである。低温では、空気中の酸素がバインダーと反応して脱脂速度を速め（バインダーの主成分はＰＥ、ＰＰなどのポリマープラスチックであり、約２００℃の温度でプラスチックに酸素を添加すると、燃焼を加速することができる）、しかしながら、現在の真空脱脂焼結炉技術では、３００℃以上で酸素がグラファイトと反応し、グラファイト部品を損失するため、酸素の使用が制限されている。また、水素の使用制限と同様に、材料箱の温度を約２００℃に制御し、酸素を炉に投入しても、材料箱に入る前に、異なる温度帯を通過し、反応領域のグラファイト部品と断熱シリンダーに反応し、特に加熱材料は、材料箱の温度よりも温度が高く、損失が大きくなる。

ＣＮ１０３２６４１６３Ａ

本発明は、真空脱脂焼結炉及びその使用方法を提供して、従来技術における上記の問題を解決し、脱脂焼結の効率および製品の品質を改善することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の解決手段を提供する。

本発明は、炉本体および前記炉本体の内部に設置された炭素繊維断熱シリンダーを含み、グラファイト材料箱が前記炭素繊維断熱シリンダーの内部に設置された真空脱脂焼結炉を提供し、
前記グラファイト材料箱には、内部ガス充填口と内部ガス抽出口が設置され、前記内部ガス充填口は内部ガス充填管と連通し、前記内部ガス抽出口は内部ガス抽出管と連通し、前記内部ガス充填管と前記内部ガス抽出管は両方とも前記炭素繊維断熱シリンダーと前記炉本体を貫通して炉の外側に伸び、
前記炉本体には、外部ガス充填口と外部ガス抽出口が設置され、前記外部ガス充填口は外部ガス充填管と連通し、前記外部ガス抽出口は外部ガス抽出管と連通し、前記外部ガス抽出管は、前記炭素繊維断熱シリンダーを貫通して前記炭素繊維断熱シリンダーと前記グラファイト材料箱との間に伸びている。

好ましくは、前記グラファイト材料箱内には、ガス導入装置と複数層の材料板が設置され、前記ガス導入装置は、前記内部ガス充填口と前記材料板との間に配置され、前記ガス導入装置には、前記材料板の各層にそれぞれつながるガス導入穴が設置されている。

好ましくは、前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の両端に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の中央に設置されているか、又は前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の中央に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の両端に設置されているか、又は前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の一端に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の他端に設置されている。

好ましくは、前記内部ガス抽出管は、第１の圧力センサー、第１の流量調整弁、および真空ポンプに順次連通し、前記第１の圧力センサーは、前記グラファイト材料箱の内部圧力を検出するために使用され、前記外部ガス抽出管は、第２の流量調整弁と前記真空ポンプに順次連通し、前記炉本体には、前記グラファイト材料箱の外部圧力を検出するための第２の圧力センサーが設置される。

好ましくは、前記内部ガス抽出口と前記第１の圧力センサーとの間の前記内部ガス抽出管はさらに、第３の流量調整弁および第３の圧力センサーに連通する。

好ましくは、前記炭素繊維断熱シリンダーと前記グラファイト材料箱との間に、複数のグラファイト加熱棒が均一に配置され、前記グラファイト材料箱には複数の熱電対が設置され、前記熱電対は前記グラファイト材料箱の対応する領域の温度を検出するために使用される。

好ましくは、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の下側に設置され、最下層の前記材料板の下側にある前記グラファイト材料箱に分圧弁が設置され、前記グラファイト材料箱の上側の中央または両端には、材料箱上部カバーが設置されている。

好ましくは、前記内部ガス充填管と前記外部ガス充填管には、それぞれ一つの質量流量計が設置されている。

本発明はまた、上記の技術的解決手段のいずれか一項に記載されているような真空脱脂焼結炉の使用方法を提供する。

脱脂プロセスを行う時、グラファイト材料箱の内部温度を制御し、グラファイト材料箱の内部温度を制御し、外部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱外部の炉内に外部充填ガスを充填し、内部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱の内部に内部充填脱脂プロセスガスを充填し、内部ガス充填口と内部ガス抽出口、外部ガス充填口と外部ガス抽出口の気流量を調整することにより、グラファイト材料箱の外部圧力は内部圧力よりも高くなり、グラファイト材料箱内部のバインダー蒸気はグラファイト材料箱の外部に拡散しない。

焼結プロセス中に、グラファイト材料箱の内部温度を制御し、外部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱外部の炉内に外部充填ガスを充填し、内部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱の内部に内部充填焼結プロセスガスを充填し、内部ガス充填口と内部ガス抽出口、外部ガス充填口と外部ガス抽出口の気流量を調整することにより、内部圧力と比較して、グラファイト材料箱の外部圧力を等しく、わずかに高く、又はわずかに低くさせ、グラファイト材料箱の外部の汚染ガスは、グラファイト材料箱内部に拡散せず、グラファイト材料箱内部の雰囲気の純粋性を確保し、グラファイト材料箱内部の内部充填焼結プロセスガスもグラファイト材料箱の外部に拡散しない。

好ましくは、前記内部充填脱脂プロセスガスは、蒸気、空気、水素、不活性ガス、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、アセチレン、酸素またはアンモニア、または上記のガスのうちの少なくとも２種の混合ガスであり、前記内部充填焼結プロセスガスは、水素、不活性ガス、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、アセチレン、酸素またはアンモニア、または上記のガスのうちの少なくとも２種の混合ガスであり、前記外部充填ガスは、不活性ガスまたは水素、あるいは水素と不活性ガスの混合ガスであり、外部ガス抽出管を閉じると、製品を通過することなく、前記外部充填ガスが分圧弁を介して、内部ガス抽出管から抽出されることができる。

従来技術と比較して、本発明は以下の技術的効果を達成した。

本発明の真空脱脂焼結炉は、主にグラファイト材料箱内にプロセスガスを充填し、補足としてグラファイト材料箱外に不活性ガスを充填し、グラファイト材料箱の内外の雰囲気を隔離し、グラファイト材料箱内に比較的独立した純粋な空間を形成させ、グラファイト材料箱外からグラファイト材料箱へのさまざまな不純な雰囲気や汚染物質の侵入による製品の焼結への影響を減らし、製品の品質を向上させる。

本発明は、圧力差を設定することにより、脱脂時のバインダー蒸気の漏出による炉内汚染を防止し、外部ガス抽出口からグラファイト材料箱外の不純な雰囲気を抽出し、炉内の汚染度を低減し、真空脱脂焼結炉の耐用年数も延長させる。

本発明は、グラファイト材料箱の内気および外気の異なる設定を通じて、高温焼結中の水素の使用および低温脱脂中の酸素の使用が可能になり、当業者が解決することを熱望している技術的課題を解決し、それによって脱脂焼結の時間を短縮し、生産速度を改善し、製品の性能と品質を改善する。

本発明の実施例または従来技術の技術的解決手段をより明確に説明するために、実施例に必要な図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下の説明の図面は、本発明の一部の実施例にすぎない。当業者にとって、創造的な作業なしで、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

従来の真空脱脂焼結炉のシステム図である。 従来の真空脱脂焼結炉の正面断面図である。 漸進的変化温度でグラファイト棒に水素ガスを充填する反応効果図である。 本発明の真空脱脂焼結炉のシステム図である。 実施例１の正面断面図である。 実施例２の正面断面図である。 実施例３の正面断面図である。 実施例４の正面断面図である。 本発明の真空脱脂焼結炉の雰囲気効果図である。

以下は、本発明の実施例における添付の図面を参照して、本発明の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。明らかに、記載された実施例は、本発明の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

本発明は、真空脱脂焼結炉及びその使用方法を提供して、従来技術における上記の問題を解決し、脱脂焼結の効率および製品の品質を改善することを目的とする。

本発明の上記の目的、特徴および利点をより明白かつ理解可能にするために、本発明は、添付の図面および発明を実施するための形態を参照して、以下でさらに詳細に説明される。

実施例１
図４－図５に示すように、本実施例は、真空脱脂焼結炉を提供する。この真空脱脂焼結炉は炉本体１および炉本体１の内部に設置された炭素繊維断熱シリンダー２を含み、グラファイト材料箱３が炭素繊維断熱シリンダー２の内部に設置され、グラファイト材料箱３の上側の中央には、材料箱上部カバー２４が設置された。炭素繊維断熱シリンダー２とグラファイト材料箱３との間に円周方向に、複数のグラファイト加熱棒２１が均一に配置され、グラファイト材料箱３の上側および下側にそれぞれ複数の熱電対２２が設置され、熱電対２２は、グラファイト材料ボックス３の上側および下側の温度をそれぞれ検出するために使用された。

グラファイト材料箱３には、内部ガス充填口４と内部ガス抽出口５が設置され、内部ガス充填口４は内部ガス充填管６と連通し、内部ガス充填管６は、プロセスガスをグラファイト材料箱３の内部に充填するために使用され、内部ガス抽出口５は内部ガス抽出管７と連通し、内部ガス充填管６と内部ガス抽出管７は両方とも炭素繊維断熱シリンダー２と炉本体１を貫通して炉の外側に伸びていた。炉本体１には、外部ガス充填口８と外部ガス抽出口９が設置され、外部ガス充填口８は外部ガス充填管１０と連通し、外部ガス充填管１０は、炉本体１と炭素繊維断熱シリンダー２との間に不活性ガスを充填するために使用され、外部ガス抽出口９は外部ガス抽出管１１と連通し、外部ガス抽出管１１は、炭素繊維断熱シリンダー２を貫通して炭素繊維断熱シリンダー２とグラファイト材料箱３との間に伸びていた。本実施例において、内部ガス充填口４はグラファイト材料箱３上側の両端に設置され、内部ガス抽出口５はグラファイト材料箱３の下側中央に設置され、外部ガス充填口８は炉本体１の上側に設置され、外部ガス抽出口９は炉本体１の下側に設置され、プロセスガスは、内部ガス充填管６を通ってグラファイト材料箱３内に入り、気流は製品を通って流れ、内部ガス抽出管７によって抽出され、同時に、不活性ガスは、外部ガス充填管１０を通って炉内に入り、外部ガス抽出管１１によって抽出され、図９に示すグラファイト材料箱３の内側と外側で異なる雰囲気の効果を形成した。

さらに、グラファイト材料箱３内には、ガス導入装置１２と複数層の材料板１３が設置され、材料板１３は、多層２列設置され、材料板１３には、製品胚体を配置するためのセラミック板が設置され、ガス導入装置１２は、内部ガス充填口４と材料板１３との間に配置され、２列材料板１３の２つの外側にそれぞれ一つのガス導入装置１２が設置され、ガス導入装置１２は、板状または管状であってもよく、プロセスガスが各層に均一に入ることができるように、ガス導入装置１２上において、材料板１３の各層にそれぞれつながるガス導入穴が設置された。

図４に示すように、内部ガス充填管６と外部ガス充填管１０には、それぞれ一つの質量流量計２５が設置され、第１の圧力センサー１４、第１の流量調整弁１５および真空ポンプ１６は、脱脂パイプラインシステムを構成し、内部ガス抽出管７と連通し、脱脂プロセスが行われると、第１の流量調整弁１５が開かれ、第１の圧力センサー１４が使用されて、グラファイト材料箱３の内部圧力が検出され、外部ガス抽出管１１は、第２の流量調整弁１７と真空ポンプ１６に順次連通し、炉本体１には、グラファイト材料箱３の外部圧力を検出するための第２の圧力センサー１８が設置された。２つの質量流量計２５、第１の流量調整弁１５および第２の流量調整弁１７の流量を調整することにより、グラファイト材料箱３の内部圧力および外部圧力を調整することができ、そして、それぞれ第１の圧力センサー１４および第２の圧力センサー１８によりリアルタイムで監視することができた。分圧焼結プロセスを実行するために、内部ガス抽出管７はさらに、第３の流量調整弁１９及び第３の圧力センサー２０に連通した。

また、本実施例は上記の真空脱脂焼結炉の使用方法を提供する。脱脂プロセスを行う時、グラファイト材料箱３の内部温度を制御し、外部ガス充填管１０を使用してグラファイト材料箱３外部の炉内に窒素またはアルゴンなどの不活性ガスを充填し、内部ガス充填管６を使用してグラファイト材料箱３の内部に脱脂プロセスガスを充填し、脱脂プロセスガスは一般に不活性ガスとして選択されるか、水蒸気や空気などの酸素含有媒体を選択してもよく、水素を、脱脂速度を上げるために選択してもよい。酸素含有媒体ガスを選択する場合、酸素とグラファイトとの間の反応の敏感な温度を回避するために、グラファイト材料箱３の温度を、３００℃を超えなく、好ましくは約２００℃に制御することに注意を払い、内部ガス充填口４と内部ガス抽出口５、外部ガス充填口８と外部ガス抽出口９の気流量を調整することにより、グラファイト材料箱３の外部圧力は内部圧力よりも高くなり、グラファイト材料箱３内部のバインダー蒸気はグラファイト材料箱３の外部に拡散して、炉本体１の内壁、炭素繊維断熱シリンダー２、およびグラファイト部品などの炉内を汚染することはなかった。

焼結プロセスを行う時、グラファイト材料箱３の内部温度を制御し、外部ガス充填管１０を使用してグラファイト材料箱３外部の炉内に窒素またはアルゴンなどの不活性ガスを充填し、内部ガス充填管６を使用してグラファイト材料箱３の内部に焼結プロセスガスを充填し、焼結プロセスガスは一般に不活性ガスを選択するが、水素を選択してもよい。水素を選択する場合は、グラファイト材料箱３の温度を１２００℃以上、好ましくは１３００℃に制御するように注意し、内部ガス充填口４と内部ガス抽出口５、外部ガス充填口８と外部ガス抽出口９の気流量を調整することにより、内部圧力を比較して、グラファイト材料箱３の外部圧力を等しく、わずかに大きく、またはわずかに小さくさせ、わずかに大きくなったり小さくなったりすることは、グラファイト材料箱３の内側と外側との間の圧力差が、シーリングを確実にするという前提の下でグラファイト材料箱３が耐えることができる最大圧力よりも小さいことを意味する。グラファイト材料箱３はある程度の気密性を有するため、グラファイト材料箱３の外部の汚染ガスはグラファイト材料箱３に拡散して入らず、グラファイト材料箱３の内部の雰囲気の純粋性を確保し、グラファイト材料箱３内部の焼結プロセスガスは、グラファイト材料箱３の外部に拡散して、炭素繊維断熱シリンダー２およびグラファイト部品などの炉内の部品を損失することもなかった。

実施例２
図６に示すように：本実施例と実施例１との違いは以下のとおりである。内部ガス充填口４はグラファイト材料箱３上側の中央に設置され、内部ガス抽出口５はグラファイト材料箱３の下側両端に設置され、２列の材料板１３の隣接する一端には、それぞれ、ガス導入装置１２が設置され、材料箱の上部カバー２４はグラファイト材料箱３上側の両端に設置され、外部ガス抽出口９は炉本体１の下側に設置された。その他の技術的特徴および使用方法については、実施例１を参照されたい。

実施例３
図７に示すように：本実施例と実施例１との違いは以下のとおりである。内部ガス充填口４はグラファイト材料箱３の右端などの上側の一端に設置され、内部ガス抽出口５はグラファイト材料箱３の左端などの下側の他端に設置され、材料板１３は、多層設置され、材料板１３の右端にのみ、ガス導入装置１２が設置され、外部ガス抽出口９は炉本体１の下側に設置された。その他の技術的特徴および使用方法については、実施例１を参照すればよい。

実施例４
図８に示すように：本実施例と実施例１との違いは以下のとおりである。外部ガス抽出管１１を閉じると、最下層の材料板１３の下側にあるグラファイト材料箱３に分圧弁２３が設置され、分圧弁２３は、内部ガス抽出口５に近接し、上側材料板１３のバリアにより、分圧弁２３を通ってグラファイト材料箱３に入る汚染ガスは、製品の胚体を汚染することなく、内部ガス抽出口５を通して直接排出され、基本的に同じ技術的効果を達成した。

本明細書では、特定の例を使用して、本発明の原理および実施形態を説明し、上記の実施例の説明は、本発明の方法およびコアアイデアを理解するのを助けるためにのみ使用され、同時に、当業者の場合、本発明のアイデアによれば、発明を実施するための形態および応用範囲に変更がある。要約すると、本明細書の内容は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

１－炉本体、２－炭素繊維断熱シリンダー、３－グラファイト材料箱、４－内部ガス充填口、５－内部ガス抽出口、６－内部ガス充填管、７－内部ガス抽出管、８－外部ガス充填口、９－外部ガス抽出口、１０－外部ガス充填管、１１－外部ガス抽出管、１２－ガス導入装置、１３－材料板、１４－第１の圧力センサー、１５－第１の流量調整弁、１６－真空ポンプ、１７－第２の流量調整弁、１８－第２の圧力センサー、１９－第３の流量調整弁、２０－第３の圧力センサー、２１－グラファイト加熱棒、２２－熱電対、２３－分圧弁、２４－材料箱の上部カバー、２５－質量流量計。

Claims (10)

1. 炉本体及び前記炉本体内部に設置された炭素繊維断熱シリンダーを含み、前記炭素繊維断熱シリンダーの内部には、グラファイト材料箱が設置され、
   前記グラファイト材料箱には、内部ガス充填口と内部ガス抽出口が設置され、前記内部ガス充填口は内部ガス充填管と連通し、前記内部ガス抽出口は内部ガス抽出管と連通し、前記内部ガス充填管と前記内部ガス抽出管は両方とも前記炭素繊維断熱シリンダーと前記炉本体を貫通して炉の外側に伸び、
   前記炉本体には、外部ガス充填口と外部ガス抽出口が設置され、前記外部ガス充填口は外部ガス充填管と連通し、前記外部ガス抽出口は外部ガス抽出管と連通し、前記外部ガス抽出管は、前記炭素繊維断熱シリンダーを貫通して前記炭素繊維断熱シリンダーと前記グラファイト材料箱との間に伸びていることを特徴とする真空脱脂焼結炉。
2. 前記グラファイト材料箱内には、ガス導入装置と複数層の材料板が設置され、前記ガス導入装置は、前記内部ガス充填口と前記材料板との間に配置され、前記ガス導入装置には、前記材料板の各層にそれぞれつながるガス導入穴が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空脱脂焼結炉。
3. 前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の両端に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の中央に設置されているか、又は前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の中央に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の両端に設置されているか、又は前記内部ガス充填口は前記グラファイト材料箱の一端に設置され、前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の他端に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空脱脂焼結炉。
4. 前記内部ガス抽出管は、第１の圧力センサー、第１の流量調整弁、および真空ポンプに順次連通し、前記第１の圧力センサーは、前記グラファイト材料箱の内部圧力を検出するために使用され、前記外部ガス抽出管は、第２の流量調整弁と前記真空ポンプに順次連通し、前記炉本体には、前記グラファイト材料箱の外部圧力を検出するための第２の圧力センサーが設置されることを特徴とする請求項１に記載の真空脱脂焼結炉。
5. 前記内部ガス抽出口と前記第１の圧力センサーとの間の前記内部ガス抽出管はさらに、第３の流量調整弁および第３の圧力センサーに連通することを特徴とする請求項４に記載の真空脱脂焼結炉。
6. 前記炭素繊維断熱シリンダーと前記グラファイト材料箱との間に、複数のグラファイト加熱棒が均一に配置され、前記グラファイト材料箱には複数の熱電対が設置され、前記熱電対は前記グラファイト材料箱の対応する領域の温度を検出するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の真空脱脂焼結炉。
7. 前記内部ガス抽出口は前記グラファイト材料箱の下側に設置され、最下層の前記材料板の下側にある前記グラファイト材料箱に分圧弁が設置され、前記グラファイト材料箱の上側の中央または両端には、材料箱上部カバーが設置されていることを特徴とする請求項２に記載の真空脱脂焼結炉。
8. 前記内部ガス充填管と前記外部ガス充填管には、それぞれ一つの質量流量計が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空脱脂焼結炉。
9. 脱脂プロセスを行う時、グラファイト材料箱の内部温度を制御し、外部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱外部の炉内に外部充填ガスを充填し、内部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱の内部に内部充填脱脂プロセスガスを充填し、内部ガス充填口と内部ガス抽出口、外部ガス充填口と外部ガス抽出口の気流量を調整することにより、グラファイト材料箱の外部圧力は内部圧力よりも高くなり、グラファイト材料箱内部のバインダー蒸気はグラファイト材料箱の外部に拡散せず、
   焼結プロセス中に、グラファイト材料箱の内部温度を制御し、外部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱外部の炉内に外部充填ガスを充填し、内部ガス充填管を使用してグラファイト材料箱の内部に内部充填焼結プロセスガスを充填し、内部ガス充填口と内部ガス抽出口、外部ガス充填口と外部ガス抽出口の気流量を調整することにより、内部圧力と比較して、グラファイト材料箱の外部圧力を等しく、わずかに大きく、またはわずかに小さくさせ、グラファイト材料箱の外部の汚染ガスはグラファイト材料箱の内部に拡散せず、グラファイト材料箱の内部雰囲気の純粋性を確保し、グラファイト材料箱内部の内部充填焼結プロセスガスもグラファイト材料箱の外部に拡散しないことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の真空脱脂焼結炉の使用方法。
10. 前記内部充填脱脂プロセスガスは、蒸気、空気、水素、不活性ガス、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、アセチレン、酸素またはアンモニア、または上記のガスのうちの少なくとも２種の混合ガスであり、前記内部充填焼結プロセスガスは、水素、不活性ガス、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、アセチレン、酸素またはアンモニア、または上記のガスのうちの少なくとも２種の混合ガスであり、前記外部充填ガスは、不活性ガスまたは水素、あるいは水素と不活性ガスの混合ガスであり、外部ガス抽出管を閉じると、製品を通過することなく、前記外部充填ガスが分圧弁を介して、内部ガス抽出管から抽出されることができることを特徴とする請求項９に記載の真空脱脂焼結炉。
    
    
    

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