JP3241481U - Two-way atmosphere sintering furnace - Google Patents
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Abstract
【課題】双方向雰囲気制御プロセス及び双方向雰囲気焼結炉を提供する。【解決手段】本発明は、双方向雰囲気制御プロセス及び双方向雰囲気焼結炉を開示し、双方向雰囲気制御により、一方向雰囲気制御における流れ方向の各領域での製品サイズと性能の相違点を、反対方向の雰囲気制御によって補完し、製品のサイズと性能を前後で均一にする。【選択図】図３A two-way atmosphere control process and a two-way atmosphere sintering furnace are provided. The present invention discloses a two-way atmosphere control process and a two-way atmosphere sintering furnace, and by the two-way atmosphere control, the difference in product size and performance in each region in the flow direction in the one-way atmosphere control. , complemented by atmosphere control in opposite directions to make product size and performance uniform from front to back. [Selection drawing] Fig. 3
Description
本発明は、焼結プロセスおよび焼結炉の技術分野、特に双方向雰囲気制御プロセス及び双方向雰囲気焼結炉に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technical field of sintering processes and sintering furnaces, and more particularly to interactive atmosphere control processes and interactive atmosphere sintering furnaces.
ＭＩＭ等の粉末冶金製品は、消費者向け電子製品、医療機器、自動車部品、スマートウェア、ハードウェアツール、光ファイバー通信、軍事用品などのさまざまな分野で使用されており、製品のサイズと性能に対する要件が高い。ただし、フルファーネス製品の歩留まりは低く、特に燃焼しにくい製品の場合、同じ炉で焼結した製品のサイズや性能に相違点があり、製品の歩留まりをさらに向上させる必要がある。 Powder metallurgy products such as MIM are used in various fields such as consumer electronic products, medical devices, automotive parts, smart wear, hardware tools, fiber optic communications, and military products, and the requirements for product size and performance. is high. However, the yield of full furnace products is low, especially in the case of products that are difficult to burn, there are differences in size and performance of products sintered in the same furnace, and the yield of products needs to be further improved.
従来技術の焼結炉は、主に以下の吸気モードを有する。１．ガスを直接材料タンクに充填する。２．材料タンク外のガスは吸気バルブから吸入される。３．上下の安全弁によって吸気される。４．側板からの吸気により、エアストロークを短縮させる。上記の焼結炉は一方向吸気構造しかなく、焼結炉内のガスは一方向に流れる。炉本体には、固定された吸気位置と排気位置があり、脱脂・焼結の過程で、吸気位置で吸気し、排気位置で排気し、気流は特定の方向性の流れ方向を形成する。気流は方向性のある流れ方向を形成するため、流れの方向の領域で製品のサイズと性能に相違点が生じ、主な理由は３つある。
１．ガス中の成分（不純物）の影響。ガスには水分などの不純物が含まれ、気流が製品を通過すると、ガス中の水分等の不純物が製品と反応して製品に影響を与え、気流中の不純物は前で反応し、後で製品を流れる気流は製品への影響が少なくなり、製品の前後で相違点が生じる。
２．製品中の揮発性物質の影響。例えば、初期の脱脂工程では、加熱工程中に、製品中のバインダーが製品から揮発し、気流の方向で排気口に入り、これにより、前の製品からの揮発性物質が後ろに流れ、後の製品の表面に付着し、前の製品と後の製品の相違点を形成する。
３．ガスの流量、流速、流れの状態の影響。吸気位置付近の製品を流れるガスの流量と流速は、排気口位置付近の製品を流れるガスの流量と流速よりも大きく、距離が大きいほど、より顕著になる。気流は材料板と材料板の間を通過し、気流が直線を通過した後、乱流現象が発生し、気流が最後に到達するほど、製品の洗掘が少なくなり、製品の領域による相違点が表示される。さらに、排気口はスロットルの役割を果たし、排気口の近くの製品の炭素ポテンシャル分布はしばしば顕著である（炭素含有量はより多くなる）。
Prior art sintering furnaces mainly have the following intake modes. 1. Fill the gas directly into the material tank. 2. Gas outside the material tank is sucked through the intake valve. 3. Inhaled by upper and lower safety valves. 4. Air intake from the side plate shortens the air stroke. The above sintering furnace has only one-way intake structure, and the gas in the sintering furnace flows in one direction. The furnace body has fixed intake and exhaust positions.In the process of degreasing and sintering, the intake position is intake and the exhaust position is exhaust, and the airflow forms a specific directional flow direction. Since the airflow creates a directional flow direction, there are differences in product size and performance in the flow direction area, for three main reasons.
1. Effects of components (impurities) in the gas. The gas contains impurities such as moisture, when the airflow passes through the product, the moisture and other impurities in the gas will react with the product and affect the product, and the impurities in the airflow will react before, and later affect the product. The air current flowing through the product has less influence on the product, and a difference occurs before and after the product.
2. Effects of volatile substances in the product. For example, in the initial degreasing process, during the heating process, the binder in the product volatilizes from the product and enters the exhaust port in the direction of the airflow, which causes the volatiles from the previous product to flow backwards and It adheres to the surface of the product and forms the difference between the previous product and the subsequent product.
3. Effects of gas flow rate, flow velocity and flow conditions. The gas flow rate and velocity through the product near the intake position is greater than the gas flow rate and velocity through the product near the outlet position, and the greater the distance, the more pronounced. The airflow passes between the material plates, and after the airflow passes through a straight line, a turbulent phenomenon occurs. be done. Furthermore, the exhaust port acts as a throttle and the carbon potential distribution of the product near the exhaust port is often pronounced (higher carbon content).
本発明は、従来技術における一方向雰囲気制御の使用によって引き起こされる製品サイズおよび性能の大きな相違点の技術的問題を解決するために、双方向雰囲気制御プロセス及び双方向雰囲気焼結炉を提供することを目的とする。 The present invention provides a two-way atmosphere control process and a two-way atmosphere sintering furnace to solve the technical problem of large differences in product size and performance caused by the use of one-way atmosphere control in the prior art. With the goal.
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。 In order to achieve the above objects, the present invention provides the following solutions.
本発明は、前期工程、焼結工程、および後期工程を含む、双方向雰囲気制御プロセスを開示し、焼結工程は、
プロセスガスを材料タンク内に充填して、ガスの順流を形成するステップＡと、
プロセスガスを材料タンク内に充填して、ガスの逆流を形成するステップＢと、を含む。
The present invention discloses a two-way atmosphere control process, including an early stage, a sintering step, and a late stage, wherein the sintering step comprises:
A step A of filling a process gas into the material tank to form a gas forward flow;
B. charging a process gas into the material tank to form a backflow of gas.
好ましくは、焼結工程は、さらに
材料タンク内で真空排気し、ガスの順流を形成するステップＣＡと、
材料タンク内で真空排気し、ガスの逆流を形成するステップＣＢと、を含む。
Preferably, the sintering process further comprises step CA of evacuating the material tank to form a gas forward flow;
C. B. Evacuate the material tank to form a backflow of gas.
本発明はまた、順方向雰囲気制御構造を備えた双方向雰囲気焼結炉を開示し、前記順方向雰囲気制御構造は、順方向吸気構造及び順方向排気構造を含み、ガスは、前記順方向吸気構造から材料タンク内に流入し、前記順方向排気構造によって材料タンクから流出して、ガスの順流を形成し、前記双方向雰囲気焼結炉はさらに、逆方向雰囲気制御構造を有し、前記逆方向雰囲気制御構造は、逆方向吸気構造及び逆方向排気構造を有し、ガスは、前記逆方向吸気構造から流入し、前記逆方向排気構造から流出して、ガスの逆流を形成する。 The present invention also discloses a two-way atmosphere sintering furnace with a forward atmosphere control structure, said forward atmosphere control structure includes a forward intake structure and a forward exhaust structure, gas is supplied to said forward intake structure into the material tank and out of the material tank by the forward exhaust structure to form a forward flow of gas, the two-way atmosphere sintering furnace further has a reverse atmosphere control structure, the reverse The directional atmosphere control structure has a reverse intake structure and a reverse exhaust structure, and gas flows in from said reverse intake structure and out of said reverse exhaust structure to form a gas reverse flow.
好ましくは、前記順方向吸気構造は順方向吸気管であり、前記順方向吸気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向吸気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通し、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is a forward intake pipe, one end of the forward intake pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward intake pipe communicates with a material tank in the sintering furnace. and the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace. .
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は逆方向排気管であり、前記逆方向排気管は前記順方向吸気管の分岐管である。 The reverse intake structure is a reverse intake pipe, the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, the reverse exhaust structure is a reverse exhaust pipe, and the reverse exhaust pipe is the It is a branch pipe of the forward intake pipe.
好ましくは、前記順方向吸気構造は吸気弁であり、前記吸気弁が材料タンクに固定され、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is an intake valve, the intake valve is fixed to the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace , and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 Said reverse intake structure is a reverse intake pipe, said reverse intake pipe is a branch pipe of said forward exhaust pipe, and said reverse exhaust structure is a splicing gap on a material tank and a door panel gap.
好ましくは、前記順方向吸気構造は、安全弁、材料タンク上のスプライシングギャップ、および材料タンク上のドアパネルギャップであり、前記安全弁が材料タンクに固定され、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is a safety valve, a splicing gap above the material tank and a door panel gap above the material tank, the safety valve is fixed to the material tank, and the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe. , One end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 Said reverse intake structure is a reverse intake pipe, said reverse intake pipe is a branch pipe of said forward exhaust pipe, and said reverse exhaust structure is a splicing gap on a material tank and a door panel gap.
好ましくは、前記順方向吸気構造は、材料タンクの側板の開口部であり、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is an opening in the side plate of the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the The other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンクの側板の開口部である。 The reverse intake structure is a reverse intake pipe, the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, and the reverse exhaust structure is an opening in the side plate of the material tank.
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。 Compared with the prior art, the present invention has achieved the following technical effects.
本発明は、双方向雰囲気制御により、一方向雰囲気制御における流れ方向の各領域での製品サイズと性能の相違点を、反対方向の雰囲気制御によって補完し、製品のサイズと性能を前後で均一にする。 The present invention uses two-way atmosphere control to compensate for the differences in product size and performance in each region in the flow direction in one-way atmosphere control by the opposite direction atmosphere control, making the product size and performance uniform in the front and back. do.
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、以下は、実施例で使用される添付の図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明の図面は、本発明のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとって、他の図面もまた、創造的な努力なしにこれらの図面から得ることができる。 To describe the embodiments of the present invention or the technical solutions of the prior art more clearly, the following briefly introduces the accompanying drawings used in the embodiments. Apparently, the drawings in the following description are only some embodiments of the present invention, and other drawings can also be derived from these drawings for those skilled in the art without creative efforts.
以下に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。 The following clearly and completely describes the technical solutions in the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention. Apparently, the described embodiments are only some but not all embodiments of the present invention. All other embodiments obtained by persons skilled in the art based on the embodiments of the present invention without creative work fall within the protection scope of the present invention.
本発明は、従来技術における一方向雰囲気制御の使用によって引き起こされる製品サイズおよび性能の大きな相違点の技術的問題を解決するために、双方向雰囲気制御プロセス及び双方向雰囲気焼結炉を提供することを目的とする。 The present invention provides a two-way atmosphere control process and a two-way atmosphere sintering furnace to solve the technical problem of large differences in product size and performance caused by the use of one-way atmosphere control in the prior art. With the goal.
本発明の上記の目的、特徴および利点をより明確に理解するために、以下で添付の図面および具体的な実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。 In order to understand the above objects, features and advantages of the present invention more clearly, the present invention will be described in further detail below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments.
本実施例は、双方向雰囲気制御プロセスを提供し、前期工程ＧＩ、焼結工程ＧII、後期工程ＧIIIを含む。焼結工程は比較的複雑であり、本実施例は、ガス流れに関連する内容のみを説明し、焼結工程の他の内容は、従来技術を参照すればよい。焼結工程ＧIIは、
プロセスガスを材料タンク２内に充填して、ガスの順流を形成するステップＡと、
プロセスガスを材料タンク２内に充填して、ガスの逆流を形成するステップＢと、を含む。
This embodiment provides a two-way atmosphere control process, including an early stage GI, a sintering stage GII, and a late stage GIII. The sintering process is relatively complicated, and this embodiment only describes the contents related to gas flow, and the other contents of the sintering process can be referred to the prior art. The sintering process GII is
A step A of filling the process gas into the
a step B of filling the process gas into the
本実施例では、従来技術で一方向雰囲気制御を使用することに基づいて反対方向の雰囲気制御が追加され、従来の一方向雰囲気制御プロセスで雰囲気が不十分な製品、特に元の排気位置付近でサイズと炭素含有量に大きな偏差がある製品を補完させて、非常に良い効果があり、炉製品全体が焼結されており、サイズは非常に均一になる。元の一方向雰囲気制御を順方向雰囲気制御として定義し、反対方向雰囲気制御を逆方向雰囲気制御として定義する。 Building on the use of one-way atmosphere control in the prior art, the present example adds an opposite direction atmosphere control to provide products with insufficient atmosphere in the conventional one-way atmosphere control process, especially near the original evacuation location. Complementing products with large deviations in size and carbon content, it has a very good effect, the whole furnace product is sintered, and the size becomes very uniform. The original one-way atmosphere control is defined as the forward atmosphere control, and the opposite direction atmosphere control is defined as the reverse direction atmosphere control.
ガスの流れを伴う材料タンク２内へのガスの充填プロセスに加えて、真空焼結プロセスにおいて材料タンク２を真空排気するプロセスはまた、ガスの流れを伴う。したがって、製品のサイズおよび性能の均一性をさらに改善するために、この実施例の焼結工程はまた、
材料タンク２内で真空排気し、ガスの順流を形成するステップＣＡと、
材料タンク２内で真空排気し、ガスの逆流を形成するステップＣＢと、を含む。
In addition to the process of filling gas into
Step C A of evacuating the
a step CB of evacuating the
具体的な実施中に、ステップＡおよびステップＢを連続的に実行し、ステップＣＡおよびステップＣＢを連続的に実行してもよく、また、ステップＣＡ及び／又はステップＣＢをステップＡとステップＢの間に挿入してもよい。なお、本実施例で指す順流と逆流は反対方向の流れ方向であり、本実施例では、ステップＣＡとステップＡの気流方向は同じであり、ステップＣＢとステップＢの気流方向は同じである。 During a particular implementation, steps A and B may be performed sequentially, steps C A and C B may be performed sequentially, and steps C A and/or steps C B may be performed sequentially. and step B. Note that the forward flow and reverse flow referred to in this embodiment are opposite flow directions, and in this embodiment, the airflow directions in steps CA and A are the same, and the airflow directions in steps CB and B are the same. be.
具体的には、前期工程ＧＩは、脱脂プロセス（脱脂プロセスがない場合は、直接加熱して保温し、製品の直接焼結のために備えてもよい）など、主に加熱を前提とした基本プロセスである。前期工程ＧＩの温度範囲は、室温～７００℃であり、好ましくは、室温～６００℃である。後期工程ＧIIIは冷却プロセスなどの主に冷却を前提とした基本プロセスであり、焼結工程ＧＩＩ終了の直後にある。後期工程ＧＩＩＩの温度範囲は、温度を１４００℃から、好ましくは１２００℃から下げることである。焼結工程ＧII中の温度範囲は、加熱段階、保温段階および冷却段階を含めて、６００℃～１６００℃、好ましくは６００℃～１４００℃である。ここで、加熱段階には、線形加熱と段階的加熱が含まれる。 Specifically, the first stage process GI is mainly based on the premise of heating, such as the degreasing process (if there is no degreasing process, it may be directly heated and kept warm to prepare for direct sintering of the product). It's a process. The temperature range of the first step GI is room temperature to 700°C, preferably room temperature to 600°C. The latter process GIII is a basic process such as a cooling process that mainly assumes cooling, and is immediately after the sintering process GII. The temperature range for late step GIII is to lower the temperature from 1400°C, preferably from 1200°C. The temperature range during the sintering step GII is 600° C.-1600° C., preferably 600° C.-1400° C., including the heating, warming and cooling stages. Here, the heating stage includes linear heating and stepwise heating.
本実施例において、炉内に充填されるプロセスガスは、窒素またはアルゴンまたは水素または混合ガスであり、ステップＡ、ステップＢ、ステップＣＡおよびＣＢにおける材料タンク２内の圧力およびガス充填流量は、定常値に保つことができるか、または可変値にすることができ、当業者は、実際の必要性に従って選択することができる。
In this embodiment, the process gas filled in the furnace is nitrogen or argon or hydrogen or mixed gas, and the pressure and gas filling flow rate in the
ステップＡとステップＢの炉内の圧力値は０．０１Ｐａ～１０００ＫＰａ、好ましくは１ＫＰａ～１００ＫＰａである。 The pressure value in the furnace in steps A and B is 0.01 Pa to 1000 KPa, preferably 1 KPa to 100 KPa.
ステップＡとステップＢのガス充填流量値は１Ｌ／ｍｉｎ～５００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは１Ｌ～２００Ｌ／ｍｉｎである。 The gas filling flow rate value in steps A and B is 1 L/min to 500 L/min, preferably 1 L to 200 L/min.
図１は、焼結炉内のＭＩＭ製品の温度プロセス曲線である。図１では、Ａ１、Ａ２、およびＡ３は、それぞれ１番目、２番目、および３番目の順方向ガス充填であり、以下同様である。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ１番目、２番目、および３番目の逆方向ガス充填であり、以下同様である。Ｃ１は、１回のステップＣＡと１回のステップＣＢを含む１回の真空排気プロセスを表す。図２は、一方向雰囲気と双方向雰囲気で焼結した後のＭＩＭ製品の炭素ポテンシャル分布曲線の比較図であり、双方向雰囲気制御は、一方向雰囲気制御と比較して、炭素含有量の分布偏差を大幅に改善することがわかる。 FIG. 1 is a temperature process curve for MIM products in a sintering furnace. In FIG. 1, A1, A2, and A3 are the first, second, and third forward gas fills, respectively, and so on. B1, B2, B3 are the first, second, and third reverse gas fills, respectively, and so on. C1 represents one evacuation process including one step CA and one step CB . FIG. 2 is a comparison diagram of the carbon potential distribution curves of MIM products after sintering in unidirectional atmosphere and bidirectional atmosphere control, the bidirectional atmosphere control compared to the unidirectional atmosphere control, the carbon content distribution It can be seen that the deviation is greatly improved.
本実施例はまた、既存の焼結炉で一般的に使用される順方向雰囲気制御構造（または一方向雰囲気制御構造）を有する双方向雰囲気焼結炉を提供する。順方向雰囲気制御構造は、順方向吸気構造及び順方向排気構造を含み、ガスは、順方向吸気構造から材料タンク２内に流入し、順方向排気構造によって材料タンク２から流出して、ガスの順流を形成する。従来技術に基づいて、本実施例は、逆方向雰囲気制御構造を追加し、逆方向雰囲気制御構造は、逆方向吸気構造および逆方向排気構造を有し、ガスは、逆方向吸気構造から流入し、逆方向排気構造から流出して、ガスの逆流を形成する。焼結炉の種類に応じて、逆方向逆風制御構造は、順方向の気流と反対の逆方向の気流を形成できる限り、さまざまな形態をとることができ、以下は、４つの一般的な焼結炉構造に対して逆方向雰囲気制御構造の例として説明するが、以下の４つの配置形態に限定されない。例えば、以下の４つの構造において、逆方向吸気管５はすべて、順方向排気管４の分岐管であるが、当業者は、逆方向吸気管５の一端を焼結炉の外側に配置し、逆方向吸気管５の他端を焼結炉内の材料タンク２と連通し、且つ逆方向吸気管５を順方向排気管４に隣接させるように設置することもでき、このようにして、順方向気流の出口は逆方向気流の入口に非常に近く、同様にも双方向雰囲気制御を実現することができる。
This embodiment also provides a two-way atmosphere sintering furnace with a forward atmosphere control structure (or one-way atmosphere control structure) commonly used in existing sintering furnaces. The forward atmosphere control structure includes a forward intake structure and a forward exhaust structure, the gas flows into the
図３に示すように、材料タンク２（またはマッフル）内にガスが直接充填される焼結炉構造である。図３では、順方向吸気構造は順方向吸気管３であり、順方向吸気管３の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向吸気管３の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通し、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。
As shown in FIG. 3, it is a sintering furnace structure in which the material tank 2 (or muffle) is directly filled with gas. In FIG. 3, the forward intake structure is the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は逆方向排気管６であり、逆方向排気管６は順方向吸気管３の分岐管である。
The reverse intake structure is the
図４に示すように、ガスが材料タンク２の吸気弁７から材料タンク２に入る焼結炉構造である。図４では、順方向吸気構造は吸気弁７であり、吸気弁７が材料タンク２に固定され、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。
As shown in FIG. 4, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。
The reverse intake structure is the
図５に示すように、ガスが材料タンク２の安全弁８と材料タンク２のギャップから材料タンク２に入る焼結炉構造である。図５において、順方向吸気構造は、安全弁８、材料タンク２上のスプライシングギャップ、および材料タンク２上のドアパネルギャップであり、安全弁８が材料タンク２に固定され、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。
As shown in FIG. 5, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。
The reverse intake structure is the
図６に示すように、ガスが材料タンク２側板の開口部から材料タンク２に入る焼結炉構造である。図６において、順方向吸気構造は、材料タンク２の側板の開口部であり、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。
As shown in FIG. 6, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２の側板の開口部である。
The reverse intake structure is the
以下は、図５に示す焼結炉を使用して３１６材料のハンドルで焼結したデータである。表１は、一方向雰囲気制御下で得られた製品サイズ分布及びＣＰＫであり、表２は、双方向雰囲気制御下で得られた製品サイズ分布及びＣＰＫである。 The following is data sintered with handles of 316 material using the sintering furnace shown in FIG. Table 1 is the product size distribution and CPK obtained under unidirectional atmosphere control and Table 2 is the product size distribution and CPK obtained under bidirectional atmosphere control.
焼結炉の性能を評価する場合、標準偏差とＣＰＫが主な指標である。標準偏差とは、すべてのサイズ変動の均一性を指し、値が小さいほど、優れている。ＣＰＫは、生産の実現可能性を測定する指標を指し、ベンチマーク値は１．３３で、値が大きいほど、優れている。比較すると、双方向雰囲気制御プロセスを採用した後、一方向雰囲気制御プロセスの欠点が効果的に改善されていることがわかる。 Standard deviation and CPK are the main indicators when evaluating sintering furnace performance. Standard deviation refers to the uniformity of all size variations, the lower the better. CPK refers to an index that measures the feasibility of production, with a benchmark value of 1.33, the higher the value the better. By comparison, it can be seen that the shortcomings of the one-way atmosphere control process are effectively improved after adopting the two-way atmosphere control process.
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る。同時に、当業者にとって、本発明のアイデアによれば、具体的な実施形態および適用範囲に変更が生じる。結論として、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。 Specific examples are used herein to describe the principles and embodiments of the present invention, and the above example descriptions are only used to help understand the methods and core ideas of the present invention. be. At the same time, for those skilled in the art, the ideas of the present invention lead to changes in the specific embodiments and scope of application. In conclusion, the contents of this specification should not be construed as limiting the present invention.
１ 炉本体
２ 材料タンク
３ 順方向吸気管
４ 順方向排気管
５ 逆方向吸気管
６ 逆方向排気管
７ 吸気弁
８ 安全弁
1
本考案は、焼結プロセスおよび焼結炉の技術分野、特に双方向雰囲気焼結炉に関する。The present invention relates to the technical field of sintering processes and sintering furnaces, in particular bi-atmosphere sintering furnaces.
ＭＩＭ等の粉末冶金製品は、消費者向け電子製品、医療機器、自動車部品、スマートウェア、ハードウェアツール、光ファイバー通信、軍事用品などのさまざまな分野で使用されており、製品のサイズと性能に対する要件が高い。ただし、フルファーネス製品の歩留まりは低く、特に燃焼しにくい製品の場合、同じ炉で焼結した製品のサイズや性能に相違点があり、製品の歩留まりをさらに向上させる必要がある。 Powder metallurgy products such as MIM are used in various fields such as consumer electronic products, medical devices, automotive parts, smart wear, hardware tools, fiber optic communications, and military products, and the requirements for product size and performance. is high. However, the yield of full furnace products is low, especially in the case of products that are difficult to burn, there are differences in size and performance of products sintered in the same furnace, and the yield of products needs to be further improved.
従来技術の焼結炉は、主に以下の吸気モードを有する。１．ガスを直接材料タンクに充填する。２．材料タンク外のガスは吸気バルブから吸入される。３．上下の安全弁によって吸気される。４．側板からの吸気により、エアストロークを短縮させる。上記の焼結炉は一方向吸気構造しかなく、焼結炉内のガスは一方向に流れる。炉本体には、固定された吸気位置と排気位置があり、脱脂・焼結の過程で、吸気位置で吸気し、排気位置で排気し、気流は特定の方向性の流れ方向を形成する。気流は方向性のある流れ方向を形成するため、流れの方向の領域で製品のサイズと性能に相違点が生じ、主な理由は３つある。
１．ガス中の成分（不純物）の影響。ガスには水分などの不純物が含まれ、気流が製品を通過すると、ガス中の水分等の不純物が製品と反応して製品に影響を与え、気流中の不純物は前で反応し、後で製品を流れる気流は製品への影響が少なくなり、製品の前後で相違点が生じる。
２．製品中の揮発性物質の影響。例えば、初期の脱脂工程では、加熱工程中に、製品中のバインダーが製品から揮発し、気流の方向で排気口に入り、これにより、前の製品からの揮発性物質が後ろに流れ、後の製品の表面に付着し、前の製品と後の製品の相違点を形成する。
３．ガスの流量、流速、流れの状態の影響。吸気位置付近の製品を流れるガスの流量と流速は、排気口位置付近の製品を流れるガスの流量と流速よりも大きく、距離が大きいほど、より顕著になる。気流は材料板と材料板の間を通過し、気流が直線を通過した後、乱流現象が発生し、気流が最後に到達するほど、製品の洗掘が少なくなり、製品の領域による相違点が表示される。さらに、排気口はスロットルの役割を果たし、排気口の近くの製品の炭素ポテンシャル分布はしばしば顕著である（炭素含有量はより多くなる）。Prior art sintering furnaces mainly have the following intake modes. 1. Fill the gas directly into the material tank. 2. Gas outside the material tank is sucked through the intake valve. 3. Inhaled by upper and lower safety valves. 4. Air intake from the side plate shortens the air stroke. The above sintering furnace has only one-way intake structure, and the gas in the sintering furnace flows in one direction. The furnace body has fixed intake and exhaust positions.In the process of degreasing and sintering, the intake position is intake and the exhaust position is exhaust, and the airflow forms a specific directional flow direction. Since the airflow creates a directional flow direction, there are differences in product size and performance in the flow direction area, for three main reasons.
1. Effects of components (impurities) in the gas. The gas contains impurities such as moisture, when the airflow passes through the product, the moisture and other impurities in the gas will react with the product and affect the product, and the impurities in the airflow will react before, and later affect the product. The air current flowing through the product has less influence on the product, and a difference occurs before and after the product.
2. Effects of volatile substances in the product. For example, in the initial degreasing process, during the heating process, the binder in the product volatilizes from the product and enters the exhaust port in the direction of the airflow, which causes the volatiles from the previous product to flow backwards and It adheres to the surface of the product and forms the difference between the previous product and the subsequent product.
3. Effects of gas flow rate, flow velocity and flow conditions. The gas flow rate and velocity through the product near the intake position is greater than the gas flow rate and velocity through the product near the outlet position, and the greater the distance, the more pronounced. The airflow passes between the material plates, and after the airflow passes through a straight line, a turbulent phenomenon occurs. be done. Furthermore, the exhaust port acts as a throttle and the carbon potential distribution of the product near the exhaust port is often pronounced (higher carbon content).
本考案は、従来技術における一方向雰囲気制御の使用によって引き起こされる製品サイズおよび性能の大きな相違点の技術的問題を解決するために、双方向雰囲気焼結炉を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to provide a two-way atmosphere sintering furnace to solve the technical problem of large differences in product size and performance caused by the use of one-way atmosphere control in the prior art.
上記の目的を達成するために、本考案は以下の解決手段を提供する。 In order to achieve the above objects, the present invention provides the following solutions .
本考案は、順方向雰囲気制御構造を備えた双方向雰囲気焼結炉を開示し、前記順方向雰囲気制御構造は、順方向吸気構造及び順方向排気構造を含み、ガスは、前記順方向吸気構造から材料タンク内に流入し、前記順方向排気構造によって材料タンクから流出して、ガスの順流を形成し、前記双方向雰囲気焼結炉はさらに、逆方向雰囲気制御構造を有し、前記逆方向雰囲気制御構造は、逆方向吸気構造及び逆方向排気構造を有し、ガスは、前記逆方向吸気構造から流入し、前記逆方向排気構造から流出して、ガスの逆流を形成する。The present invention discloses a two-way atmosphere sintering furnace with a forward atmosphere control structure, wherein the forward atmosphere control structure includes a forward intake structure and a forward exhaust structure, and gas is supplied to the forward intake structure into the material tank from and out of the material tank by the forward exhaust structure to form a forward flow of gas, the two-way atmosphere sintering furnace further has a reverse atmosphere control structure, the reverse direction The atmosphere control structure has a reverse intake structure and a reverse exhaust structure, and gas flows in from said reverse intake structure and out of said reverse exhaust structure to form a gas reverse flow.
好ましくは、前記順方向吸気構造は順方向吸気管であり、前記順方向吸気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向吸気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通し、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is a forward intake pipe, one end of the forward intake pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward intake pipe communicates with a material tank in the sintering furnace. and the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace. .
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は逆方向排気管であり、前記逆方向排気管は前記順方向吸気管の分岐管である。 The reverse intake structure is a reverse intake pipe, the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, the reverse exhaust structure is a reverse exhaust pipe, and the reverse exhaust pipe is the It is a branch pipe of the forward intake pipe.
好ましくは、前記順方向吸気構造は吸気弁であり、前記吸気弁が材料タンクに固定され、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is an intake valve, the intake valve is fixed to the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace , and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 Said reverse intake structure is a reverse intake pipe, said reverse intake pipe is a branch pipe of said forward exhaust pipe, and said reverse exhaust structure is a splicing gap on a material tank and a door panel gap.
好ましくは、前記順方向吸気構造は、安全弁、材料タンク上のスプライシングギャップ、および材料タンク上のドアパネルギャップであり、前記安全弁が材料タンクに固定され、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is a safety valve, a splicing gap above the material tank and a door panel gap above the material tank, the safety valve is fixed to the material tank, and the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe. , One end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 Said reverse intake structure is a reverse intake pipe, said reverse intake pipe is a branch pipe of said forward exhaust pipe, and said reverse exhaust structure is a splicing gap on a material tank and a door panel gap.
好ましくは、前記順方向吸気構造は、材料タンクの側板の開口部であり、前記順方向排気構造は順方向排気管であり、前記順方向排気管の一端は焼結炉の外側にあり、前記順方向排気管の他端は焼結炉内の材料タンクと連通する。 Preferably, the forward intake structure is an opening in the side plate of the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the The other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンクの側板の開口部である。 The reverse intake structure is a reverse intake pipe, the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, and the reverse exhaust structure is an opening in the side plate of the material tank.
従来技術と比較して、本考案は以下の技術的効果を達成した。Compared with the prior art, the present invention has achieved the following technical effects.
本考案は、双方向雰囲気制御により、一方向雰囲気制御における流れ方向の各領域での製品サイズと性能の相違点を、反対方向の雰囲気制御によって補完し、製品のサイズと性能を前後で均一にする。The present invention uses two-way atmosphere control to compensate for the differences in product size and performance in each region in the flow direction in one-way atmosphere control with the opposite direction atmosphere control, making the product size and performance uniform between the front and back. do.
本考案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、以下は、実施例で使用される添付の図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明の図面は、本考案のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとって、他の図面もまた、創造的な努力なしにこれらの図面から得ることができる。To describe the embodiments of the present invention or the technical solutions of the prior art more clearly, the following briefly introduces the accompanying drawings used in the embodiments. Apparently, the drawings in the following description are only some embodiments of the present invention , and other drawings can also be derived from these drawings for those skilled in the art without creative efforts.
以下に本考案の実施例における添付の図面を参照して本考案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、本考案の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本考案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、本考案の保護範囲に含まれる。The following clearly and completely describes the technical solutions in the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention . Apparently, the described embodiments are only some but not all embodiments of the present invention . All other embodiments obtained by persons skilled in the art without creative work based on the embodiments of the present invention shall fall within the protection scope of the present invention .
本考案は、従来技術における一方向雰囲気制御の使用によって引き起こされる製品サイズおよび性能の大きな相違点の技術的問題を解決するために、双方向雰囲気焼結炉を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to provide a two-way atmosphere sintering furnace to solve the technical problem of large differences in product size and performance caused by the use of one-way atmosphere control in the prior art.
本考案の上記の目的、特徴および利点をより明確に理解するために、以下で添付の図面および具体的な実施形態を参照して、本考案をさらに詳細に説明する。In order to understand the above objects, features and advantages of the present invention more clearly, the present invention will be described in further detail below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments.
本実施例は、双方向雰囲気制御プロセスを提供し、前期工程ＧＩ、焼結工程ＧII、後期工程ＧIIIを含む。焼結工程は比較的複雑であり、本実施例は、ガス流れに関連する内容
のみを説明し、焼結工程の他の内容は、従来技術を参照すればよい。焼結工程ＧIIは、
プロセスガスを材料タンク２内に充填して、ガスの順流を形成するステップＡと、
プロセスガスを材料タンク２内に充填して、ガスの逆流を形成するステップＢと、を含む。This embodiment provides a two-way atmosphere control process, including an early stage GI, a sintering stage GII, and a late stage GIII. The sintering process is relatively complicated, and this embodiment only describes the contents related to gas flow, and the other contents of the sintering process can be referred to the prior art. The sintering process GII is
A step A of filling the process gas into the
a step B of filling the process gas into the
本実施例では、従来技術で一方向雰囲気制御を使用することに基づいて反対方向の雰囲気制御が追加され、従来の一方向雰囲気制御プロセスで雰囲気が不十分な製品、特に元の排気位置付近でサイズと炭素含有量に大きな偏差がある製品を補完させて、非常に良い効果があり、炉製品全体が焼結されており、サイズは非常に均一になる。元の一方向雰囲気制御を順方向雰囲気制御として定義し、反対方向雰囲気制御を逆方向雰囲気制御として定義する。 Building on the use of one-way atmosphere control in the prior art, the present example adds an opposite direction atmosphere control to provide products with insufficient atmosphere in the conventional one-way atmosphere control process, especially near the original exhaust location. Complementing products with large deviations in size and carbon content, it has a very good effect, the whole furnace product is sintered, and the size becomes very uniform. The original one-way atmosphere control is defined as the forward atmosphere control, and the opposite direction atmosphere control is defined as the reverse direction atmosphere control.
ガスの流れを伴う材料タンク２内へのガスの充填プロセスに加えて、真空焼結プロセスにおいて材料タンク２を真空排気するプロセスはまた、ガスの流れを伴う。したがって、製品のサイズおよび性能の均一性をさらに改善するために、この実施例の焼結工程はまた、
材料タンク２内で真空排気し、ガスの順流を形成するステップＣＡと、
材料タンク２内で真空排気し、ガスの逆流を形成するステップＣＢと、を含む。In addition to the process of filling gas into
Step C A of evacuating the
a step CB of evacuating the
具体的な実施中に、ステップＡおよびステップＢを連続的に実行し、ステップＣＡおよびステップＣＢを連続的に実行してもよく、また、ステップＣＡ及び／又はステップＣＢをステップＡとステップＢの間に挿入してもよい。なお、本実施例で指す順流と逆流は反対方向の流れ方向であり、本実施例では、ステップＣＡとステップＡの気流方向は同じであり、ステップＣＢとステップＢの気流方向は同じである。During a particular implementation, steps A and B may be performed sequentially, steps C A and C B may be performed sequentially, and steps C A and/or steps C B may be performed sequentially. and step B. Note that the forward flow and reverse flow referred to in this embodiment are opposite flow directions, and in this embodiment, the airflow directions in steps CA and A are the same, and the airflow directions in steps CB and B are the same. be.
具体的には、前期工程ＧＩは、脱脂プロセス（脱脂プロセスがない場合は、直接加熱して保温し、製品の直接焼結のために備えてもよい）など、主に加熱を前提とした基本プロセスである。前期工程ＧＩの温度範囲は、室温～７００℃であり、好ましくは、室温～６００℃である。後期工程ＧIIIは冷却プロセスなどの主に冷却を前提とした基本プロセス
であり、焼結工程ＧＩＩ終了の直後にある。後期工程ＧＩＩＩの温度範囲は、温度を１４００℃から、好ましくは１２００℃から下げることである。焼結工程ＧII中の温度範囲は、加熱段階、保温段階および冷却段階を含めて、６００℃～１６００℃、好ましくは６００℃～１４００℃である。ここで、加熱段階には、線形加熱と段階的加熱が含まれる。Specifically, the first stage process GI is mainly based on the premise of heating, such as the degreasing process (if there is no degreasing process, it may be directly heated and kept warm to prepare for direct sintering of the product). It's a process. The temperature range of the first step GI is room temperature to 700°C, preferably room temperature to 600°C. The latter process GIII is a basic process such as a cooling process that mainly assumes cooling, and is immediately after the sintering process GII. The temperature range for late step GIII is to lower the temperature from 1400°C, preferably from 1200°C. The temperature range during the sintering step GII is 600° C.-1600° C., preferably 600° C.-1400° C., including the heating, warming and cooling stages. Here, the heating stage includes linear heating and stepwise heating.
本実施例において、炉内に充填されるプロセスガスは、窒素またはアルゴンまたは水素または混合ガスであり、ステップＡ、ステップＢ、ステップＣＡおよびＣＢにおける材料タンク２内の圧力およびガス充填流量は、定常値に保つことができるか、または可変値にすることができ、当業者は、実際の必要性に従って選択することができる。In this embodiment, the process gas filled in the furnace is nitrogen or argon or hydrogen or mixed gas, and the pressure and gas filling flow rate in the
ステップＡとステップＢの炉内の圧力値は０．０１Ｐａ～１０００ＫＰａ、好ましくは１ＫＰａ～１００ＫＰａである。 The pressure value in the furnace in steps A and B is 0.01 Pa to 1000 KPa, preferably 1 KPa to 100 KPa.
ステップＡとステップＢのガス充填流量値は１Ｌ／ｍｉｎ～５００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは１Ｌ／ｍｉｎ～２００Ｌ／ｍｉｎである。The gas filling flow rate values in steps A and B are 1 L/min to 500 L/min, preferably 1 L /min to 200 L/min.
図１は、焼結炉内のＭＩＭ製品の温度プロセス曲線である。図１では、Ａ１、Ａ２、およびＡ３は、それぞれ１番目、２番目、および３番目の順方向ガス充填であり、以下同様である。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ１番目、２番目、および３番目の逆方向ガス充填であり、以下同様である。Ｃ１は、１回のステップＣＡと１回のステップＣＢを含む１回の真空排気プロセスを表す。図２は、一方向雰囲気と双方向雰囲気で焼結した後のＭＩＭ製品の炭素ポテンシャル分布曲線の比較図であり、双方向雰囲気制御は、一方向雰囲気制御と比較して、炭素含有量の分布偏差を大幅に改善することがわかる。FIG. 1 is a temperature process curve for MIM products in a sintering furnace. In FIG. 1, A1, A2, and A3 are the first, second, and third forward gas fills, respectively, and so on. B1, B2, B3 are the first, second, and third reverse gas fills, respectively, and so on. C1 represents one evacuation process including one step CA and one step CB . FIG. 2 is a comparison diagram of the carbon potential distribution curves of MIM products after sintering in unidirectional atmosphere and bidirectional atmosphere control, the bidirectional atmosphere control compared to the unidirectional atmosphere control, the carbon content distribution It can be seen that the deviation is greatly improved.
本実施例はまた、既存の焼結炉で一般的に使用される順方向雰囲気制御構造（または一方向雰囲気制御構造）を有する双方向雰囲気焼結炉を提供する。順方向雰囲気制御構造は、順方向吸気構造及び順方向排気構造を含み、ガスは、順方向吸気構造から材料タンク２内に流入し、順方向排気構造によって材料タンク２から流出して、ガスの順流を形成する。従来技術に基づいて、本実施例は、逆方向雰囲気制御構造を追加し、逆方向雰囲気制御構造は、逆方向吸気構造および逆方向排気構造を有し、ガスは、逆方向吸気構造から流入し、逆方向排気構造から流出して、ガスの逆流を形成する。焼結炉の種類に応じて、逆方向逆風制御構造は、順方向の気流と反対の逆方向の気流を形成できる限り、さまざまな形態をとることができ、以下は、４つの一般的な焼結炉構造に対して逆方向雰囲気制御構造の例として説明するが、以下の４つの配置形態に限定されない。例えば、以下の４つの構造において、逆方向吸気管５はすべて、順方向排気管４の分岐管であるが、当業者は、逆方向吸気管５の一端を焼結炉の外側に配置し、逆方向吸気管５の他端を焼結炉内の材料タンク２と連通し、且つ逆方向吸気管５を順方向排気管４に隣接させるように設置することもでき、このようにして、順方向気流の出口は逆方向気流の入口に非常に近く、同様にも双方向雰囲気制御を実現することができる。 This embodiment also provides a two-way atmosphere sintering furnace with a forward atmosphere control structure (or one-way atmosphere control structure) commonly used in existing sintering furnaces. The forward atmosphere control structure includes a forward intake structure and a forward exhaust structure, the gas flows into the
図３に示すように、材料タンク２（またはマッフル）内にガスが直接充填される焼結炉構造である。図３では、順方向吸気構造は順方向吸気管３であり、順方向吸気管３の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向吸気管３の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通し、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。 As shown in FIG. 3, it is a sintering furnace structure in which the material tank 2 (or muffle) is directly filled with gas. In FIG. 3, the forward intake structure is the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は逆方向排気管６であり、逆方向排気管６は順方向吸気管３の分岐管である。 The reverse intake structure is the
図４に示すように、ガスが材料タンク２の吸気弁７から材料タンク２に入る焼結炉構造である。図４では、順方向吸気構造は吸気弁７であり、吸気弁７が材料タンク２に固定され、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。 As shown in FIG. 4, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 The reverse intake structure is the
図５に示すように、ガスが材料タンク２の安全弁８と材料タンク２のギャップから材料タンク２に入る焼結炉構造である。図５において、順方向吸気構造は、安全弁８、材料タンク２上のスプライシングギャップ、および材料タンク２上のドアパネルギャップであり、安全弁８が材料タンク２に固定され、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。 As shown in FIG. 5, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップである。 The reverse intake structure is the
図６に示すように、ガスが材料タンク２側板の開口部から材料タンク２に入る焼結炉構造である。図６において、順方向吸気構造は、材料タンク２の側板の開口部であり、順方向排気構造は順方向排気管４であり、順方向排気管４の一端は焼結炉の炉本体１の外側にあり、順方向排気管４の他端は、焼結炉内の材料タンク２と連通する。 As shown in FIG. 6, the sintering furnace structure is such that gas enters the
逆方向吸気構造は逆方向吸気管５であり、逆方向吸気管５は順方向排気管４の分岐管であり、逆方向排気構造は、材料タンク２の側板の開口部である。 The reverse intake structure is the
以下は、図５に示す焼結炉を使用して３１６材料のハンドルで焼結したデータである。表１は、一方向雰囲気制御下で得られた製品サイズ分布及びＣＰＫであり、表２は、双方向雰囲気制御下で得られた製品サイズ分布及びＣＰＫである。 The following is data sintered with handles of 316 material using the sintering furnace shown in FIG. Table 1 is the product size distribution and CPK obtained under unidirectional atmosphere control and Table 2 is the product size distribution and CPK obtained under bidirectional atmosphere control.
焼結炉の性能を評価する場合、標準偏差とＣＰＫが主な指標である。標準偏差とは、すべてのサイズ変動の均一性を指し、値が小さいほど、優れている。ＣＰＫは、生産の実現可能性を測定する指標を指し、ベンチマーク値は１．３３で、値が大きいほど、優れている。比較すると、双方向雰囲気制御プロセスを採用した後、一方向雰囲気制御プロセスの欠点が効果的に改善されていることがわかる。 Standard deviation and CPK are the main indicators when evaluating sintering furnace performance. Standard deviation refers to the uniformity of all size variations, the lower the better. CPK refers to an index that measures the feasibility of production, with a benchmark value of 1.33, the higher the value the better. By comparison, it can be seen that the shortcomings of the one-way atmosphere control process are effectively improved after adopting the two-way atmosphere control process.
本明細書では、特定の例を使用して、本考案の原理および実施形態を説明し、上記の実施例の説明は、本考案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る。同時に、当業者にとって、本考案のアイデアによれば、具体的な実施形態および適用範囲に変更が生じる。結論として、本明細書の内容は、本考案を限定するものとして解釈されるべきではない。Specific examples are used herein to describe the principles and embodiments of the present invention , and the above example descriptions are only used to help understand the methods and core ideas of the present invention . be. At the same time, for those skilled in the art, the ideas of the present invention will lead to changes in the specific embodiments and scope of application. In conclusion, the contents of this specification should not be construed as limiting the invention .
１ 炉本体
２ 材料タンク
３ 順方向吸気管
４ 順方向排気管
５ 逆方向吸気管
６ 逆方向排気管
７ 吸気弁
８ 安全弁
1
Claims (7)
プロセスガスを材料タンク内に充填して、ガスの順流を形成するステップＡと、
プロセスガスを材料タンク内に充填して、ガスの逆流を形成するステップＢと、を含むことを特徴とするプロセス。 A two-way atmosphere control process, comprising an early stage, a sintering process, and a late stage, the sintering process comprising:
A step A of filling a process gas into the material tank to form a gas forward flow;
B. charging a process gas into the material tank to form a backflow of gas.
材料タンク内で真空排気し、ガスの順流を形成するステップＣＡと、
材料タンク内で真空排気し、ガスの逆流を形成するステップＣＢと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向雰囲気制御プロセス。 The sintering process further comprises step CA of evacuating the material tank and forming a gas forward flow;
and C. B. Evacuating the material tank to form a backflow of gas.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であるか、又は前記逆方向吸気管及び前記順方向排気管はすべては独立したパイプラインであり、且つ互いに隣接して配置され、前記逆方向排気構造は逆方向排気管であり、前記逆方向排気管は前記順方向吸気管の分岐管であるか、又は前記逆方向排気管及び前記順方向吸気管はすべては独立したパイプラインであり、且つ互いに隣接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の双方向雰囲気焼結炉。 The forward intake structure is a forward intake pipe, one end of the forward intake pipe is outside the sintering furnace, the other end of the forward intake pipe communicates with a material tank in the sintering furnace, and the the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace;
The reverse intake structure is a reverse intake pipe, and the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, or the reverse intake pipe and the forward exhaust pipe are all independent pipelines. and are arranged adjacent to each other, wherein the reverse exhaust structure is a reverse exhaust pipe, and the reverse exhaust pipe is a branch pipe of the forward intake pipe, or the reverse exhaust pipe and the 4. The bi-directional atmosphere sintering furnace of claim 3, wherein the forward intake pipes are all independent pipelines and are arranged adjacent to each other.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であるか、又は前記逆方向吸気管及び前記順方向排気管はすべては独立したパイプラインであり、且つ互いに隣接して配置され、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップであることを特徴とする請求項３に記載の双方向雰囲気焼結炉。 the forward intake structure is an intake valve, the intake valve is fixed on the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace; The other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace,
The reverse intake structure is a reverse intake pipe, and the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, or the reverse intake pipe and the forward exhaust pipe are all independent pipelines. and are located adjacent to each other, and the reverse exhaust structures are the splicing gap above the material tank and the door panel gap.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であるか、又は前記逆方向吸気管及び前記順方向排気管はすべては独立したパイプラインであり、且つ互いに隣接して配置され、前記逆方向排気構造は、材料タンク上のスプライシングギャップ及びドアパネルギャップであることを特徴とする請求項３に記載の双方向雰囲気焼結炉。 The forward intake structure is a safety valve, a splicing gap above the material tank and a door panel gap above the material tank, the safety valve is fixed to the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, the forward one end of the directional exhaust pipe is outside the sintering furnace, the other end of the forward exhaust pipe communicates with the material tank in the sintering furnace;
The reverse intake structure is a reverse intake pipe, and the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, or the reverse intake pipe and the forward exhaust pipe are all independent pipelines. and are located adjacent to each other, and the reverse exhaust structures are the splicing gap above the material tank and the door panel gap.
前記逆方向吸気構造は逆方向吸気管であり、前記逆方向吸気管は前記順方向排気管の分岐管であり、前記逆方向排気構造は、材料タンクの側板の開口部であることを特徴とする請求項３に記載の双方向雰囲気焼結炉。
The forward intake structure is an opening in the side plate of the material tank, the forward exhaust structure is a forward exhaust pipe, one end of the forward exhaust pipe is outside the sintering furnace, and the forward exhaust The other end of the tube communicates with the material tank in the sintering furnace,
The reverse intake structure is a reverse intake pipe, the reverse intake pipe is a branch pipe of the forward exhaust pipe, and the reverse exhaust structure is an opening in the side plate of the material tank. The two-way atmosphere sintering furnace according to claim 3.
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