JP6273519B2 - 粉末成形体の焼結方法 - Google Patents
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Description
粉末成形されたワークを焼結温度に昇温させる焼結帯と、前記焼結帯から排出されたワークを受け入れるように前記焼結帯に隣接して配置された第1徐冷帯と、前記第1徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第1徐冷帯に隣接して設けられた第2徐冷帯と、前記第2徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第2徐冷帯に隣接して設けられた冷却帯とに順に前記ワークを通過させる粉末成形体の焼結方法であって、
前記第1徐冷帯では、前記ワークの材質の共析点よりも低い第1徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第1徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークを共析点よりも低い温度に降温させ、
前記第2徐冷帯では、前記第1徐冷温度よりも低く、かつ、前記ワークの材質のMs点よりも高い第2徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第2徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークをMs点よりも高い温度領域に降温して保持し、
前記冷却帯では、前記ワークの材質のMs点よりも低い冷却温度に前記ワークを降温させる粉末成形体の焼結方法。
(1)本発明の実施形態である粉末成形体の焼結方法は、
粉末成形されたワークを焼結温度に昇温させる焼結帯と、前記焼結帯から排出されたワークを受け入れるように前記焼結帯に隣接して配置された第1徐冷帯と、前記第1徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第1徐冷帯に隣接して設けられた第2徐冷帯と、前記第2徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第2徐冷帯に隣接して設けられた冷却帯とに順に前記ワークを通過させる粉末成形体の焼結方法であって、
前記第1徐冷帯では、前記ワークの材質の共析点よりも低い第1徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第1徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークを共析点よりも低い温度に降温させ、
前記第2徐冷帯では、前記第1徐冷温度よりも低く、かつ、前記ワークの材質のMs点よりも高い第2徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第2徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークをMs点よりも高い温度領域に降温して保持し、
前記冷却帯では、前記ワークの材質のMs点よりも低い冷却温度に前記ワークを降温させる粉末成形体の焼結方法である。
この構成を採用すると、第1徐冷帯でワークが共析点よりも低い温度に降温するので、その後の第2徐冷帯および冷却帯でワークに焼きが入るのを防止することができる。また、第2徐冷帯でワークがMs点よりも高い温度領域に降温して保持されるので、第2徐冷帯でワークがMs点以下になってマルテンサイト組織が生じるのを防止することができる。この結果、ワークを比較的短い時間で第1徐冷帯および第2徐冷帯に通過させても、ワークに焼きが入るのを防止することができ、短いサイクルタイムで焼結を行なうことが可能となる。
ここでMs点とは、オーステナイト領域に加熱された材料を冷却したときに、オーステナイト組織からマルテンサイト組織への変化が開始する温度である。
(2)前記第2徐冷温度は、前記ワークの材質のMs点よりも10〜100℃の範囲で高く設定された温度とすると好ましく、前記ワークの材質のMs点よりも30〜80℃の範囲で高く設定された温度とすると更に好ましい。
前記第2徐冷温度を、前記ワークの材質のMs点よりも10℃、好ましくは30℃以上の範囲で高く設定すると、第2徐冷帯でワークにマルテンサイト組織が生じるのを効果的に防止することができ、前記第2徐冷温度を、前記ワークの材質のMs点よりも100℃、好ましくは80℃以下の範囲で高く設定すると、ベイナイト組織をもつ焼結品を生産することができる。
(3)前記第2徐冷帯は、
前記第2徐冷帯の雰囲気を加熱する第2加熱装置と、
前記第2徐冷帯の雰囲気を冷却する第2冷却装置と、
前記第2徐冷帯の雰囲気温度を検出する第2温度センサと、
前記第2温度センサの出力に基づいて前記第2加熱装置と前記第2冷却装置とを制御する第2制御部とを有し、
前記第2制御部が、前記第2温度センサで検出される雰囲気温度が前記第2徐冷温度に保持されるように前記第2加熱装置と前記第2冷却装置とをフィードバック制御するようにすると好ましい。
このようにすると、第2徐冷帯を通過するワーク自体の温度によって第2徐冷帯の雰囲気温度が変化するのを防止することができるので、多数のワークを連続して焼結するときに、ロットの序盤のワークが通過するときと、ロットの終盤のワークが通過するときとで、第2徐冷帯の雰囲気温度が変化するのを防止することができ、その結果、ロット全体にわたって安定した焼結を実施することが可能となる。
(4)前記第1徐冷帯は、
前記第1徐冷帯の雰囲気を加熱する第1加熱装置と、
前記第1徐冷帯の雰囲気を冷却する第1冷却装置と、
前記第1徐冷帯の雰囲気温度を検出する第1温度センサと、
前記第1温度センサの出力に基づいて前記第1加熱装置と前記第1冷却装置とを制御する第1制御部とを有し、
前記第1制御部が、前記第1温度センサで検出される雰囲気温度が前記第1徐冷温度に保持されるように前記第1加熱装置と前記第1冷却装置とをフィードバック制御するようにすると好ましい。
このようにすると、第1徐冷帯を通過するワーク自体の温度によって第1徐冷帯の雰囲気温度が変化するのを防止することができるので、多数のワークを連続して焼結するときに、ロットの序盤のワークが通過するときと、ロットの終盤のワークが通過するときとで、第1徐冷帯の雰囲気温度が変化するのを防止することができ、その結果、ロット全体にわたって安定した焼結を実施することが可能となる。
本発明の実施形態にかかる粉末成形体の焼結方法の具体例を、図1から図3を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 脱ワックス室
3 予熱室
4 焼結室
5 第1徐冷室
6 第2徐冷室
7 第1冷却室
8 第2冷却室
9 ワーク
10 カーボントレイ
11 ローラ
12 ヒータ
13 第1加熱装置
14 第1冷却装置
15 第1ファン
16 第1温度センサ
17 第1制御部
20 第2加熱装置
21 第2冷却装置
22 第2ファン
23 第2温度センサ
24 第2制御部
25 冷却ブロワ
26 クーラー
27 循環ファン
30,31,32,33,34 扉
Claims (5)
- 粉末成形されたワークを焼結温度に昇温させる焼結帯と、前記焼結帯から排出されたワークを受け入れるように前記焼結帯に隣接して配置された第1徐冷帯と、前記第1徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第1徐冷帯に隣接して設けられた第2徐冷帯と、前記第2徐冷帯から排出されたワークを受け入れるように前記第2徐冷帯に隣接して設けられた冷却帯とに順に前記ワークを通過させる粉末成形体の焼結方法であって、
前記第1徐冷帯では、前記ワークの材質の共析点よりも低い第1徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第1徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークを共析点よりも低い温度に降温させ、
前記第2徐冷帯では、前記第1徐冷温度よりも低く、かつ、前記ワークの材質のMs点よりも高い第2徐冷温度に雰囲気温度が保持され、その第2徐冷帯にワークを通過させることで前記ワークをMs点よりも高い温度領域に降温して保持し、
前記冷却帯では、前記ワークの材質のMs点よりも低い冷却温度に前記ワークを降温させる粉末成形体の焼結方法。 - 前記第2徐冷温度が、前記ワークの材質のMs点よりも10〜100℃の範囲で高く設定された温度である請求項1に記載の粉末成形体の焼結方法。
- 前記第2徐冷温度が、前記ワークの材質のMs点よりも30〜80℃の範囲で高く設定された温度である請求項1または2に記載の粉末成形体の焼結方法。
- 前記第2徐冷帯は、
前記第2徐冷帯の雰囲気を加熱する第2加熱装置と、
前記第2徐冷帯の雰囲気を冷却する第2冷却装置と、
前記第2徐冷帯の雰囲気温度を検出する第2温度センサと、
前記第2温度センサの出力に基づいて前記第2加熱装置と前記第2冷却装置とを制御する第2制御部とを有し、
前記第2制御部が、前記第2温度センサで検出される雰囲気温度が前記第2徐冷温度に保持されるように前記第2加熱装置と前記第2冷却装置とをフィードバック制御する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の粉末成形体の焼結方法。 - 前記第1徐冷帯は、
前記第1徐冷帯の雰囲気を加熱する第1加熱装置と、
前記第1徐冷帯の雰囲気を冷却する第1冷却装置と、
前記第1徐冷帯の雰囲気温度を検出する第1温度センサと、
前記第1温度センサの出力に基づいて前記第1加熱装置と前記第1冷却装置とを制御する第1制御部とを有し、
前記第1制御部が、前記第1温度センサで検出される雰囲気温度が前記第1徐冷温度に保持されるように前記第1加熱装置と前記第1冷却装置とをフィードバック制御する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の粉末成形体の焼結方法。
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