JP7144617B2 - 真空脱脂焼結炉及びその使用方法 - Google Patents
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Description
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Al2O3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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (9)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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