JPH04309786A - 真空連続熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空連続熱処理炉、さ
らに詳しくは、セラミック粉末の射出成形体（ＣＩＭ）
、金属微粉末の射出成形体（ＭＩＭ）等の製品を真空中
で連続的に熱処理するための真空連続熱処理炉に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続真空炉は、主に、金属の無酸
化熱処理やアルミニウムのロー付炉に用いられているも
ので、一般には、３室、例えば、鋼の熱処理について言
えば、入口に焼入室、中央に加熱室、出口に焼戻または
ガス冷却室を備えた３室あるいは４室からなる間歇動作
の連続真空炉が殆んどである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特殊鋼の微粉
末やニューセラミックの微粉末を射出成形機によって精
密成形した腕時計枠やコンピュータ、ＯＡ機器部品、治
工具の先端に取付けるチップの焼結、熱処理等には、１
２００℃以上２千数百℃に及ぶ高温且つ高真空中で被熱
物を焼結および熱処理することが必要である。しかし、
現在上述したような処理を行う炉は、真空容器の中に断
熱材で構成した加熱室を持つバッチ構造の小型真空炉を
、２台あるいは３台接続させて脱脂室、焼成室、冷却室
を形成するように改造した間歇バッチ式であり、連続処
理する大量生産用の炉は存在していない。

【０００４】本発明は、上述したような製品等を効率的
に熱処理する真空連続熱処理炉を提供することを目的と
する。

【０００５】

【構成】本発明は、断熱材の左右側壁部及び天井部から
なり、内部に発熱体を配置して加熱室を形成する炉構造
と、該加熱室の底部を通過する断熱材のキャリヤと、上
記キャリヤが出入り可能に上記炉構造を包囲する真空槽
とを包含することを特徴とする真空連続熱処理炉である
。

【０００６】

【作用】加熱処理を行う加熱領域が、断熱材の左右側壁
部及び天井部からなる炉構造と、断熱材からなるキャリ
ヤから構成され、加熱画室が熱エネルギーを効率的に保
持し、かつキャリヤが加熱室内の熱によって劣化される
ことを有効に防止する。

【０００７】

【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例の真空連
続熱処理炉を説明する。真空連続熱処理炉は、図１に示
すうに、真空連続熱処理炉本体１、入口真空置換室３、
出口真空置換室４、キャリヤリターン装置５から構成さ
れている。入口真空置換室３及び出口真空置換室４には
、それぞれ置換室入口真空扉２ａ及び置換室出口真空扉
２ｄが設けられ、またキャリヤ１０を乗せて真空連続熱
処理炉本体１とキャリヤリターン装置５との間を往復運
動するトラバーサ１３が備えられている。

【０００８】入口真空置換室３にはまた、キャリヤ１０
を挿入するための入口挿入装置８及びキャリヤ１０を真
空連続熱処理炉本体１内に押し込むための主プッシャ６
が設けられ、さらに真空ポンプ１１ａが連通されててい
る。出口真空置換室４にはまた、キャリヤ１０を検知・
引放すための検知・引放しシリンダー７及びキャリヤ１
０を取り出すための出口トラバーサ取出し装置９が設け
られている。

【０００９】真空連続熱処理炉の内部構造は、図１の線
ＡーＡに沿った真空連続熱処理炉の断面図である図２、
及び図１の線ＢーＢに沿った真空連続熱処理炉の断面図
である図３に示される。加熱領域を形成する炉構造すな
わち真空連続熱処理炉本体１は、水冷ジャケット１８で
ある長胴形の真空槽からなる。真空連続熱処理炉本体１
の出入口は、上下あるいは左右に作動する本体入口真空
扉２ｂ及び本体出口真空扉２ｃによって仕切られ、真空
連続熱処理炉本体１内を所定の真空度に保持可能に構成
されている。

【００１０】真空連続熱処理炉炉本体１は、断熱用の黒
鉛やアルミナ等のボード材、ウール、ブランケット材等
で天井部及び左右壁部が構成された加熱室１７が形成さ
れている。加熱室１７内の左右側部、及び必要により上
側部に、黒鉛、二珪化モリブデン、モリブデン、タング
ステン等からなる電気抵抗発熱体１６が取付けられる。

【００１１】被熱処理物Ａを搬送するためのキャリヤ１
０は、金属又は黒鉛製の構造物で枠取りされ、底部には
フリーローラー１４の上を滑る際に左右の振れを防ぐた
めのガイドレール１５が取付けられている。キャリヤ１
０の内部には、真空連続熱処理炉の熱効率を高めるため
黒鉛やアルミナ、質等の断熱材が埋め込まれ、またキャ
リヤ１０の上面には、被熱処理物１７の荷重に十分耐え
られるように黒鉛板または緻密質のアルミナ板が敷かれ
ている。キャリヤ１０は、図３に示すように、真空連続
熱処理炉本体１に対して加熱室１７の底部を形成するよ
うにな経路を移動する。

【００１２】真空連続熱処理炉本体１は、加熱室の炉床
部が実質上隙間無く配置されたキャリヤで構成されるた
めに、例えば、キャリヤ１０の１台分の長さ毎に断熱材
で構成された隔壁によって複数の画室２５に区分される
。それぞれの画室２５には、電気抵抗発熱体１６の気密
端子２１、熱電対（図示せず）の気密端子１９、放射温
度計（図示せず）用のサイトチューブ２０が取付けられ
る。

【００１３】上記真空連続熱処理炉の真空度は、通常、
常温時で１０−６　Ｔｏｒｒ　程度、加熱時で１０−３
ないし１０−５程度に保持出来るように設計される。次
に、上述した真空連続熱処理炉の作動について説明する
。被熱処理物Ａの搬送は、例えば黒鉛で作ったトレーや
棚板（図示せず）をキャリヤ１０に載置し、その中に被
熱処理物Ａを収納する。キャリヤ１０の加熱室１７内へ
の挿入は、まず、入口トラバーサ１３上にキャリヤ１０
を搭載する。 入口真空扉２ａを開け、入口挿入装置８によって入口ト
ラバーサ１３を主プッシャ６の中心１０’まで搬送する
。加熱室１７は、真空ポンプ１１ｂを適宜作動させるこ
とによって所定真空度に保持される。

【００１４】続いて、置換室入口真空扉２ａを閉め、真
空ポンプ１１ａを作動させて入口真空置換室３を所定真
空度すなわち加熱室１７の内部と同じ真空度にする。入
口真空置換室３の真空度が該所定真空度と同一になった
ところで本体入口真空扉２ｂを開ける。なお、このとき
本体出口真空扉２ｃは開いており、出口真空置換室４も
上記所定真空度である。

【００１５】主プッシャ６は２段階の速度で送るように
構成されており、最初、キャリヤ１０を高速で真空連続
熱処理炉本体１内に既に収容されているキャリヤ１０の
直前まで押し込む。その後、主プッシャ６はより低速の
所定搬送速度でキャリヤ１０を搬送する。加熱室１７内
で、本体出口真空扉２ｃの最も近くにあったキャリヤ１
０が出口真空置換室４に入り、検知・引放しシリンダー
７に当ると、主プッシャ６の作動が一時停止しキャリヤ
１０を出口トラバーサ１１′の位置まで移動させる。

【００１６】次に、本体出口真空扉２ｃを閉じる。続い
て、出口真空置換室４内に、中性ガス、弱還元ガス、空
気等が大気圧になるまでリーク弁２７を介して吸入され
る。出口真空置換室４内が大気圧になると、置換室出口
真空扉２ｄが開放され、出口トラバーサ９が作動してキ
ャリヤ１０を出口真空置換室４外に取り出される。

【００１７】次に、置換室出口真空扉２ｄを閉じ、真空
ポンプ１１ｃが作動して、加熱室１７内と同一の真空度
とする。次いで、本体出口真空扉２ｃが開き、再び主プ
ッシャ６が搬送を開始する。なお、主プッシャ６はスト
ロークエンドまでキャリヤ１０を押しきると、自動的に
元の位置へ戻り、本体入口真空扉２ｂが閉じる。その後
は、前述の動作を繰り返えし順次キャリヤ１０を加熱室
１７内へ送り込むことによって、連続的に被熱処理物を
真空熱処理する。キャリヤリターン装置５のライン上は
、被熱処理物の積み降ろしやストックヤードとしても使
用できる。

【００１８】

【発明の効果】従来のバッチ炉では、例えば黒鉛ケース
で制作した４００ｍｍ平方の棚箱を１５ないし２０段設
け、腕時計の外装枠のＭＩＭ成形体を各段に４０ないし
５０個すなわち全体として８００ないし１０００個程を
搭載して、数十時間かけて焼成している。また、操炉条
件として、例えば温度分布、昇温・保持・冷却サイクル
、炉内の圧力、雰囲気を常に安定した条件に保つことが
必要とされている。

【００１９】さらに、上記従来のバッチ炉の場合、一回
の焼成処理の合格率、すなわち焼成得率は、上記の条件
を全て満たすことが非常に難しいこともあって、６０〜
７０％である。また、一回のバッチ焼成処理を受けた製
品がすべてロットアウトすなわち不良品となることもし
ばしばあった。このことは、製品のコストアップをもた
らす一因にもなっている。

【００２０】これに対し、本発明の真空連続熱処理炉を
使ったときの最大の特徴は、常に安定した熱処理条件が
得られることであり、上記焼成得率は９０ないし９５％
とすることができる。本発明はまた、真空中、または真
空と中性雰囲気、還元雰囲気とを有し、かつ高温での真
空連続熱処理を行うことができる。本発明の真空連続熱
処理炉は、以下の数多くの利点がある。 １．連続的に真空熱処理を行うから、炉温を上げたり下
げたりする必要がなく、エネルギーの大巾な節約になり
、かつ常に安定した処理条件が得られる。 ２．キャリヤ全体が従来のように加熱室内に加熱領域に
収容されているのではなく、キャリヤさらに詳しくはキ
ャリヤの搭載面が加熱室の底部を形成するから、キャリ
ヤ全体が加熱されることがなく、キャリヤの使用可能期
間が長く、また熱効率を高くすることができる。 ３．製品を連続的に熱処理するから、生産ラインの自動
化、連続化が可能である。 ４．連続操業で自動化が可能であるから、真空連続熱処
理を無人化かつ省力化ができる。 ５．連続操業で自動化が可能であるから、生産管理が容
易に出来る。 ６．連続操作が可能で、急激な温度の上昇・加工を行う
ことを要しないから、真空連続熱処理炉に使用している
炉構造材の寿命が長い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の真空連続熱処理炉の平面図で
ある。

【図２】図１の線ＡーＡに沿った断面図である。

【図３】図２の線ＢーＢに沿った断面図である。

【符号の説明】

１　　　　真空連続熱処理炉本体 ２　　　　真空扉 ２ａ　　置換室入口真空扉 ２ｂ　　本体入口真空扉 ２ｃ　　本体出口真空扉 ２ｄ　　置換室出口真空扉 ３　　　　入口真空置換室 ４　　　　出口真空置換室 ５　　　　キャリヤリターン装置 ６　　　　主プッシャ ７　　　　検知・引放しシリンダー装置１１ａ，１１ｂ
，１１ｃ　　　　真空ポンプ１６　　　　発熱体 １７　　　　加熱室 １８　　　　水冷ジャケット １９　　　　熱電対 Ａ　　　　被熱処理物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　断熱材の左右側壁部及び天井部からな
   り、内部に発熱体を配置して加熱室を形成する炉構造と
   、該加熱室の底部を通過する断熱材のキャリヤと、上記
   キャリヤが出入り可能に上記炉構造を包囲する真空槽と
   を包含することを特徴とする真空連続熱処理炉。
2. 【請求項２】　　上記加熱室内に上記キャリヤを実質上
   隙間なく配置し、キャリヤを加熱室内へ挿入し、挿入さ
   れる上記キャリヤによって加熱室内のキャリヤを搬送す
   るプッシャを設けたことを特徴とする請求項１記載の真
   空連続熱処理炉。