JPH04358005A - 真空焼結炉 - 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、脱ワックス工程と焼結
工程を一貫して行うことができるものであって、射出成
形品、サーメット、セラミック等の真空焼結に適した真
空焼結炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】処理物である粉末成形品は、その成形時
における成形性を確保する目的でワックスが混合される
。このため、焼結に先立ち、処理物から含有ワックス分
を十分に除去しておかなければならない。そこで従前は
、先ず低温加熱炉で炉内に配設した処理物を加熱してワ
ックスを蒸発除去し（脱ワックス）、次にその処理物を
高温加熱炉に入れて焼結するようにしていた。しかし、
これでは２種類の炉が必要となり、作業も全く別個のも
のになるため、コスト、生産性等に不具合が大きい。こ
のため、近時の焼結炉は、単一炉内で脱ワックス工程と
焼結工程とを連続して実施できるタイプのものが多用さ
れるようになってきた。

【０００３】しかしながら、そのような炉構造では、脱
ワックス工程時に処理物から発生するワックス蒸気が炉
内に付着凝固し、引き続く焼結工程で再気化したワック
ス蒸気が処理物と接触し焼結品の品質等に悪影響を及ぼ
すという問題を生じる。

【０００４】そこで、その対策として、グラファイト製
のタイトボックスを用いて炉内を外側の加熱室と内側の
処理室に区成し、脱ワックス時に処理室を相対的に低圧
とする差圧を生ぜしめることにより、加熱室側に導入し
たガスを処理室に流入させ、そのガスを処理室内の処理
物から発生するワックス蒸気とともにタイトボックスに
接続されているガス排出経路を通じて加熱室に触れずに
直接炉外に排出できるような手法が考えられた。このタ
イトボックスを用いた差圧ガスフロー方式により、処理
室に収容される処理物から脱ワックス工程時に発生する
ワックス蒸気を加熱室に漏出させることなく炉外に排出
することが可能になり、加熱室のワックス汚染問題を解
消できるようになった。

【０００５】具体例な一例として、図４に実公昭６３−
４０７９８号公報に係る真空焼結炉を示す。チャンバ１
はその両端に蓋体１ａ、１ａを設けて開閉自在に構成さ
れているとともに、その周壁の適宜位置に開口するガス
導入口２を有し、このガス導入口２はバルブ等を介して
図外のガス供給手段に接続されている。このチャンバ１
の内部には、図示されない支持部材によって支持された
タイトボックス４が配置され、該ボックス４内に射出成
形品などの処理物ａを内側の処理室Ｓ２　に収容して脱
ワックス工程および焼結工程を実施できるようにしてい
る。このために、前記タイトボックス４の外側の加熱室
Ｓ１　にはヒータ６が配置され、さらにこれらを囲繞す
るようにして断熱壁７が設けられている。また、前記タ
イトボックス４はその下部一側に開口するガス排出経路
８を有し、バルブ等を介して直接図外の真空排気手段に
接続されている。前記タイトボックス４の両端部は扉５
、５によって開閉自在に閉塞させてあり、これらの扉５
は断熱材製の扉本体５ａに内張り５ｂを張着して構成さ
れている。

【０００６】しかして、前記タイトボックス４は、脱ワ
ックス工程時に炉壁面や断熱材などの加熱室Ｓ１　側が
ワックスで汚染されるのを防止するために、その閉状態
で加熱室Ｓ１　を処理室Ｓ２　と連通させる通気経路９
をタイトボックス４およびこれに取付けられた扉５の微
少隙間に形成している。すなわち、この通気経路９を介
してタイトボックス４の外側からガスを入れ内側からガ
スを排気することにより、加熱室Ｓ１　に対して処理室
Ｓ２　を相対的に低圧とする差圧を生ぜしめ、これによ
って処理室Ｓ２　のガスを加熱室Ｓ１　側に漏出させる
ことなく、該ボックス４内で射出成形品ａから発生する
ワックス蒸気とともにガス排出経路８を通じて外部に直
接排出できるようになっている。１０は前記ヒータ６に
給電するための電極である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、射出成形品
を扱う場合などは処理物ａが小物であることが多く、多
段棚構造を有する容器等に処理物を多数収容してタイト
ボックス４内の処理室Ｓ２　に配設し処理に供している
のが通例である。また、処理物ａがそれ程小さくない場
合にも、搬出入上の便宜から処理物ａを容器に入れて処
理室に配設していることも少なくない。そして、このよ
うな容器を採用した際の不具合として、容器内を適正に
加熱することが出来ないという新たな不都合が顕在化し
てきた。具体的に説明すると、従来の加熱機構は、加熱
室に配置されているヒータにより処理室を輻射加熱し、
それに加えて、加熱室を通り処理室に導入されるガスを
予め加熱室で予熱しておくことにより処理室内を対流加
熱する構造になっている。ところが、容器を設けること
により、輻射加熱の効率が低下するとともに、加熱室Ｓ
１　側から処理室Ｓ２　側に差圧フローによって流入す
るガスの大半が容器の外壁に当たって跳ね返され容器内
の処理物等と有効に接触し得ないまま炉外に排出される
ようになり対流加熱の効率も低下する。これらの結果、
容器および処理物の加熱に時間を要するようになり、し
かも、そのような加熱を長時間続けても容器内の中央部
と周縁部との間に処理温度の偏在化を来たして処理ムラ
ができ易いという問題を抱えることになる。

【０００８】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、処理物を収容した容器がタイトボッ
クス内の処理室に配置される場合に、その容器全体を短
時間で均一加熱できるようにし、この種真空焼結炉にお
ける脱ワックス速度および品質を従来に比べて有効に向
上させることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものである
。

【００１０】すなわち、本発明の真空焼結炉は、炉内の
加熱室と処理室の仕切りにタイトボックスを用い、その
処理室に処理物を収容した容器を配設するようにした真
空焼結炉において、前記容器内に炉外からのガスを予熱
状態で直接導入するためのガス導入経路を接続したこと
を特徴とする。

【００１１】

【作用】このような構成のものであると、炉外から導入
されたガスは先ずもってガス導入経路を通り容器内に導
入されることになり、この容器内を通過した後、処理室
のうち容器とタイトボックスの間の空間に差圧フローし
、この空間に開口するガス排出経路より直接炉外に排出
されることになる。一方、タイトボックスは本来加熱室
側から処理室側に差圧フローするガスを有しているので
、このガスも前述したガスと合流してタイトボックス内
周に開口するガス排出経路より炉外に直接排出されるこ
とになる。

【００１２】しかして、このようないわば２段差圧式の
対流加熱構造を採用すると、容器はガス導入経路を通じ
て導入されるガスによる対流加熱で内部から直接加熱さ
れると同時に、そのガスが容器を出た際に加熱室側から
流入して来るガスとともに外部を加熱されることになる
。このため、容器は内外部に亘って略均一に加熱される
ことになり、容器内に収容される処理物を短時間でムラ
なく昇温させることが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。

【００１４】この真空焼結炉は、図４に示した従来炉と
略同等の内部構造を備えた上で、タイトボックス４の内
周に軸心方向に沿って千鳥状に往来しながら周回する予
熱パイプ２０を引き回している。そして、該タイトボッ
クス４によって囲繞される処理室Ｓ２　に容器１１を配
置し、その状態で、その予熱パイプ２０を主体として構
成されるガス導入経路２１を通じて炉外からのガスを予
熱状態で前記容器１１内に直接導入できるようにしてい
る。

【００１５】容器１１は、底板１２と、仕切板１３、１
４と、カバー１５、１６、１７とにより構成されるもの
で、タイトボックス４に支柱２２を介して固設されてい
る一対の長板状の炉床２３上に載置して使用に供される
。具体的に説明すると、仕切板１３は面板部に多数のガ
ス吹出孔１３ａを有しており、底板１２の中央部に一定
空隙下に対をなして立設されている。カバー１５は底板
１２の端縁に沿って前記仕切板１３の両端を挾持する位
置に立設されている。仕切板１４は、カバー１５、１５
間を等間隔に区画し得る位置ごとに前記仕切板１３の各
面板部に垂直方向から装着されている。カバー１６およ
びカバー１７は、装着状態で前記底板１２、仕切板１３
、１４並びカバー１５とともに内部空間を囲繞し得るも
のである。なお、これらのカバー１６、１７が装着され
る前の段階では、仕切板１４、１４間並びに仕切板１４
とカバー１５の間に形成されている棚受部１８に棚板１
９を装着できるようにしてあり、全ての棚受部１８に棚
板１９を装着したと仮定した場合に、各ガス吹出孔１３
ａを棚板１９を避けて棚板１９間の空間にそれぞれ適切
に開口させ得るように設定してある。また、それらのガ
ス吹出孔１３ａに対応してカバー１６の面板部にも略同
数のガス逃げ孔１６ａが設けてある。

【００１６】ガス導入経路２１は、前記予熱パイプ２０
を一構成要素とするほか、その予熱パイプ２０の終端を
前記炉床２３および前記底板１２を介して前記一対の仕
切板１３間の中空部に連通させるための適当な内部通路
２４を有している。そして、炉外のガス供給手段等から
ガスを導入した場合に、そのガスを予熱パイプ２０内を
引き回す間に加熱し、しかる後、内部通路２４を介して
仕切板１３間の中空部に至らしめ、ここよりガス吹出口
１３ａを介して左右の空間に高圧で噴出させることがで
きるようになっている。

【００１７】なお、３１はタイトボックス４の内外に差
圧を設けるためのガス流量形であり、３２は容器１１の
内外に差圧を設けるためのガス流量計である。そして、
脱ワックス進行時には、処理室Ｓ２　のうち容器１１内
の圧力をＰ１　、容器１１とタイトボックス４の間の圧
力をＰ２　とし、また加熱室Ｓ１　の圧力をＰ３　とし
た場合に、Ｐ１　＝Ｐ３　＞Ｐ２　が成立するようにそ
れらのガス流量形３１、３２を見ながら流量制御するよ
うにしている。３３は容器１１内に挿入された温度計で
ある。

【００１８】このような構成のものであると、炉外から
導入されたガスは先ずもってガス導入経路２１を通り容
器１１内に導入されることになり、この容器１１内を通
過した後、処理室Ｓ２　のうち容器１１とタイトボック
ス４の間の空間に差圧フローし、この空間に開口するガ
ス排出経路８より直接炉外に排出されることになる。一
方、タイトボックス４は本来加熱室Ｓ１　側から処理室
Ｓ２　側に差圧フローするガスを有しているので、この
ガスも前述したガスと合流してタイトボックス４内周に
開口するガス排出経路８より炉外に直接排出されること
になる。

【００１９】しかして、このようないわば２段差圧式の
対流加熱構造を採用すると、容器１１はガス導入経路２
１を通じて導入されるガスによる対流加熱で内部から直
接加熱されると同時に、そのガスが容器１１を出た際に
加熱室Ｓ１　側から流入して来るガスとともに外部を加
熱されることになる。このため、容器１１は内外部に亘
って均一加熱されることになり、容器１１内に収容され
る処理物を短時間でムラなく昇温させることが可能にな
る。特に、本実施例の構造は前記容器１１内に棚板１９
を挿入してもガスを吹出孔１３ａから逃げ孔１６ａに向
かって均一に流すことができるものであるため、各棚板
１９上に多数の射出成形品等を並べて処理に供する場合
等に実益が大きい。

【００２０】なお、処理物が比較的大きい場合には棚板
１９を用いる必要がないのは勿論であり、仕切板１８も
適宜取り外して使用することが可能である。また、前記
ガス吹出孔１３ａおよびガス逃げ孔１６ａの各径を下方
から上方に向かって漸次大きくなるように設定しておく
と、各棚における排気速度を均一化することができ、よ
り一層効果的となる。さらに、ガス導入経路は必ずしも
予熱パイプに沿って引き回す必要はなく、容器内にガス
を案内するための通路も構造的に限定されない。その他
、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明の真空焼結炉は、以上のような構
成であるから、処理物を収容した容器がタイトボックス
内の処理室に配置された場合にその容器全体を短時間で
均一加熱することができ、その結果、脱ワックスにかか
る所要時間を短縮して生産性やコストパフォーマンスの
向上を果たし、品質の向上も果たすことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す横断面図。

【図２】同実施例の縦断面図。

【図３】同実施例で用いた容器の分解斜視図。

【図４】従来例を示す縦断面図。

【符号の説明】

Ｓ１　…加熱室 Ｓ２　…処理室 ４…タイトボックス １１…容器 ２１…ガス導入経路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉内の加熱室と処理室の仕切りにタイトボ
   ックスを用い、その処理室に処理物を収容した容器を配
   設するようにした真空焼結炉において、前記容器内に炉
   外からのガスを予熱状態で直接導入するためのガス導入
   経路を接続したことを特徴とする真空焼結炉。