JPH0472012A - 超高真空熱処理炉 - Google Patents
超高真空熱処理炉Info
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- JPH0472012A JPH0472012A JP18473090A JP18473090A JPH0472012A JP H0472012 A JPH0472012 A JP H0472012A JP 18473090 A JP18473090 A JP 18473090A JP 18473090 A JP18473090 A JP 18473090A JP H0472012 A JPH0472012 A JP H0472012A
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Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超高真空熱処理炉、即ち、被処理物の焼入れ、
ろう付、窒化、炭化、拡散接合等の処理を行なう炉に関
し、特に、チタン、アルミニウム等、酸化を受けると表
面が発色したり、処理の精度が低下するろう付、窒化、
炭化、拡散接合に用いる材料を処理する分野で適用され
、雰囲気中の油分、水分はもとより、残存する大気中の
酸素による様々な悪影響を防止する超高真空熱処理炉に
関する。
ろう付、窒化、炭化、拡散接合等の処理を行なう炉に関
し、特に、チタン、アルミニウム等、酸化を受けると表
面が発色したり、処理の精度が低下するろう付、窒化、
炭化、拡散接合に用いる材料を処理する分野で適用され
、雰囲気中の油分、水分はもとより、残存する大気中の
酸素による様々な悪影響を防止する超高真空熱処理炉に
関する。
従来、丑記したような真空炉や真空ろう付炉等にあって
は、加熱ヒータや断熱材を容器内の被処理物が入れられ
るのと同一の空間に置かれていた。
は、加熱ヒータや断熱材を容器内の被処理物が入れられ
るのと同一の空間に置かれていた。
ト記した断熱材としては、ファイバー状のフェルトや積
層構造とした金属製反射板があるが、前記したように被
処理物の収容場合と同一空間にあるため、被処理物の出
入の際、容器内を大気に解放することにより、大気中の
ほこり、油分(ミスト)、水分がこの断熱材の表面に付
着してしまい、真空排気しても10“〜1(lル(To
rr)程度が実用炉としての限度となっていた。一般的
な炭素鋼やステンレス等の熱処理であれば、これで充分
であるが、チタン等の酸化しやすいものは残存酸素によ
り表面が酸化され着色が生じてしまうことがある。
層構造とした金属製反射板があるが、前記したように被
処理物の収容場合と同一空間にあるため、被処理物の出
入の際、容器内を大気に解放することにより、大気中の
ほこり、油分(ミスト)、水分がこの断熱材の表面に付
着してしまい、真空排気しても10“〜1(lル(To
rr)程度が実用炉としての限度となっていた。一般的
な炭素鋼やステンレス等の熱処理であれば、これで充分
であるが、チタン等の酸化しやすいものは残存酸素によ
り表面が酸化され着色が生じてしまうことがある。
また、たとえ着色はなくとも表面が酸化されているため
に、例えばチタンの窒化や真空中での拡散接合を行なう
場合、表面酸化膜がバリヤーとなって窒化スピードが遅
くなり、拡散接合も温度を上昇しないとできなくなって
しまう。
に、例えばチタンの窒化や真空中での拡散接合を行なう
場合、表面酸化膜がバリヤーとなって窒化スピードが遅
くなり、拡散接合も温度を上昇しないとできなくなって
しまう。
ろう付にあっても、例えばアルミニウムのろう付におい
ては表面の強固な酸化膜を除去し、良好なろう付を得る
ために酸素分圧を極力低下させる必要がある。しかし、
従来の真空炉では前述の残存ガスのため、マグネシウム
等の酸素ゲッター材を入れて酸素を取除く作業が必要と
されていた。
ては表面の強固な酸化膜を除去し、良好なろう付を得る
ために酸素分圧を極力低下させる必要がある。しかし、
従来の真空炉では前述の残存ガスのため、マグネシウム
等の酸素ゲッター材を入れて酸素を取除く作業が必要と
されていた。
これらの残存する酸素を少なくするには、単に真空ポン
プを大きくするだけでは不充分であり、ヒータ、碍子、
断熱材等の表面に付着している油分、水分、ガス分子か
らなる数百Aの不純物層の影響を排除する必要があり、
特にセラミック碍子や断熱材は大きなネックとなってい
た。
プを大きくするだけでは不充分であり、ヒータ、碍子、
断熱材等の表面に付着している油分、水分、ガス分子か
らなる数百Aの不純物層の影響を排除する必要があり、
特にセラミック碍子や断熱材は大きなネックとなってい
た。
本発明は上記した従来の技術の問題点に着目してなされ
たもので、かかる問題点を解消して、特に酸素による悪
影響を受けることが極めて少なく、チタンやアルミニウ
ム等の酸化し易い材料でも多目的な処理を容易になすこ
とができ、しかも、メンテナンスやヒータや断熱材の損
傷防止ができ、清浄な真空状態を得ることができる超高
真空熱処理炉を提供することを目的としている。
たもので、かかる問題点を解消して、特に酸素による悪
影響を受けることが極めて少なく、チタンやアルミニウ
ム等の酸化し易い材料でも多目的な処理を容易になすこ
とができ、しかも、メンテナンスやヒータや断熱材の損
傷防止ができ、清浄な真空状態を得ることができる超高
真空熱処理炉を提供することを目的としている。
この目的を達成するために本発明に係る超高真空熱処理
炉は、被処理物を超高真空あるいは稀薄高純度ガス中で
熱処理、ろう付、拡散接合等の多目的処理を行ない、被
処理物および容器内壁の表面に付着している油脂分、水
分、容器内の大気、特に酸素を取除くため超高真空とな
す設備に適用される超高真空熱処理炉にあって、容器を
外部容器と内部容器とよりなる二重構造とし、その外部
容器と内部容器との空間に加熱ヒータとファイ/へ一状
断熱層を配設してあることを特徴としている。
炉は、被処理物を超高真空あるいは稀薄高純度ガス中で
熱処理、ろう付、拡散接合等の多目的処理を行ない、被
処理物および容器内壁の表面に付着している油脂分、水
分、容器内の大気、特に酸素を取除くため超高真空とな
す設備に適用される超高真空熱処理炉にあって、容器を
外部容器と内部容器とよりなる二重構造とし、その外部
容器と内部容器との空間に加熱ヒータとファイ/へ一状
断熱層を配設してあることを特徴としている。
上記した構成としたことにより、ヒータや断熱材は被処
理物の出入の際にも大気と触れることがなくなり、これ
らの表面に耐着している油分や水分の離脱による影響が
なくなって清浄な真空を得ることができることとなり、
容器内部の清掃やメンテナンスが容易となり、また、ヒ
ータや断熱材には別の安全なガスを送ることで損傷を防
止でき、チタン等の酸化し易い材料の様々な多目的処理
が容易に可能となるのである。
理物の出入の際にも大気と触れることがなくなり、これ
らの表面に耐着している油分や水分の離脱による影響が
なくなって清浄な真空を得ることができることとなり、
容器内部の清掃やメンテナンスが容易となり、また、ヒ
ータや断熱材には別の安全なガスを送ることで損傷を防
止でき、チタン等の酸化し易い材料の様々な多目的処理
が容易に可能となるのである。
次に、本発明の実施の一例を第1図を参照して説明する
。
。
第1図は本発明を実施した超高真空熱処理炉を示す断面
図であり、図中1は容器を示している。
図であり、図中1は容器を示している。
この容器1は上下に分割される1外部容器2aと下外部
容器2bとからなる外部容器2と上内部容器3aと上内
部容器3bとからなる内部容器3との二重構造となって
いる。また、この外部容器2と内部容器3はその分割箇
所においてバッキングを介してボルト締めされ、内部の
メンテナンスや清掃を可能なようにしている。さらに、
容器lは特に図示しない駆動装置により上下部は開閉さ
れ被処理物4を内部に出入できるようになっている。ま
た、外部容器2と内部容器3とで構成される空間内には
ヒータ5・5・・・及び断熱材6命6が配設され、外部
より電力等で加熱できるようになっている。
容器2bとからなる外部容器2と上内部容器3aと上内
部容器3bとからなる内部容器3との二重構造となって
いる。また、この外部容器2と内部容器3はその分割箇
所においてバッキングを介してボルト締めされ、内部の
メンテナンスや清掃を可能なようにしている。さらに、
容器lは特に図示しない駆動装置により上下部は開閉さ
れ被処理物4を内部に出入できるようになっている。ま
た、外部容器2と内部容器3とで構成される空間内には
ヒータ5・5・・・及び断熱材6命6が配設され、外部
より電力等で加熱できるようになっている。
外部容器2の外側には排気管7aφ7b・7Cが設けら
れ、排気管7Cは内部容器3内の空間と連絡し、高真空
ポンプ8、遮断弁9ae 9 bを介して真空ポンプ1
0に連結している。排気管7a・7bは遮断弁9Cを介
して真空ポンプlOに直結している。なお、11は真空
ポンプ10と継げられた大気放出管である。
れ、排気管7Cは内部容器3内の空間と連絡し、高真空
ポンプ8、遮断弁9ae 9 bを介して真空ポンプ1
0に連結している。排気管7a・7bは遮断弁9Cを介
して真空ポンプlOに直結している。なお、11は真空
ポンプ10と継げられた大気放出管である。
また、ガス導入設備はガスボンベ(タンク)12より流
湯調整装置13及び遮断弁14を通って容器l内へガス
が導入されるようになっている。
湯調整装置13及び遮断弁14を通って容器l内へガス
が導入されるようになっている。
図では単ラインで示しであるが、実際は複数のガスライ
ンが設けられることとなる。このガスラインの途中より
分岐して0N−OFF弁15を介して外部容器2内への
ライン16aと内部容器3内へ入るライン16b、及び
前記した遮断弁9Cをバイパスして0NOFF弁17が
設けられ、排気管7C17aまたは7bより圧力が導か
れた差圧計18からの信号を処理する信号変換器19謂
りの信号により、前記した0N−OFF弁15φ17が
ケーブル19&を介して開閉されるようになっている。
ンが設けられることとなる。このガスラインの途中より
分岐して0N−OFF弁15を介して外部容器2内への
ライン16aと内部容器3内へ入るライン16b、及び
前記した遮断弁9Cをバイパスして0NOFF弁17が
設けられ、排気管7C17aまたは7bより圧力が導か
れた差圧計18からの信号を処理する信号変換器19謂
りの信号により、前記した0N−OFF弁15φ17が
ケーブル19&を介して開閉されるようになっている。
尚、図中20a・20bは冷却用の/゛ズル、21a−
21b遮断弁、22は送風機、23は直流電源、24は
電線である。
21b遮断弁、22は送風機、23は直流電源、24は
電線である。
本実施例に係る超高真空処理炉は上記のように構成され
ているもので、被処理物4を容器1内に装入後、真空ポ
ンプ10を作動させ遮断弁9a番9b−9cを開とする
ことで外部容器2、内部容器3内の大気が大気放出管1
1により放出される。ある一定置下の圧力(ITo r
r、133Pa)になると、ターボ分子ポンプ等の高
真空ポンプ8が作動して内部容器3内の圧力は低下し、
高真空となる0次いで、ヒータ5・5・・・を加熱し内
部容器3温度を摂氏400度以北に保つと、付着した油
分、水分、ガス等が離脱し、内部容器3巾は超高真空と
なる。さらに、清浄な状態を得るにはアルゴン水素等の
ガスを遮断弁14を開き、茨量調整装置13によって波
量を制御しながら内部容器3内・\送る。ガス圧力を放
電に適した状態(10〜10 Torr)に保ちなが
ら、直流電源23より電線24を経て被処理物4にマイ
ナス電圧(〜IKV)を印加すると、ガスが放電により
イオン化され、イオン化されたガス分子が被処理物表面
をたたくので(イオンポンバー)”)71浄化される。
ているもので、被処理物4を容器1内に装入後、真空ポ
ンプ10を作動させ遮断弁9a番9b−9cを開とする
ことで外部容器2、内部容器3内の大気が大気放出管1
1により放出される。ある一定置下の圧力(ITo r
r、133Pa)になると、ターボ分子ポンプ等の高
真空ポンプ8が作動して内部容器3内の圧力は低下し、
高真空となる0次いで、ヒータ5・5・・・を加熱し内
部容器3温度を摂氏400度以北に保つと、付着した油
分、水分、ガス等が離脱し、内部容器3巾は超高真空と
なる。さらに、清浄な状態を得るにはアルゴン水素等の
ガスを遮断弁14を開き、茨量調整装置13によって波
量を制御しながら内部容器3内・\送る。ガス圧力を放
電に適した状態(10〜10 Torr)に保ちなが
ら、直流電源23より電線24を経て被処理物4にマイ
ナス電圧(〜IKV)を印加すると、ガスが放電により
イオン化され、イオン化されたガス分子が被処理物表面
をたたくので(イオンポンバー)”)71浄化される。
通常、数十分、このイオンボンバードを行ない、ガス電
源を切ると、圧力が降下する。
源を切ると、圧力が降下する。
この状態を保ちつつ、ろう付、拡散接合などの超高真空
処理ができる。
処理ができる。
イオン窒化、イオン浸炭等を行なう場合には。
前述した工程で一度高真空にした後、ガスを導入し、被
処理物4にマイナス電圧を印加し、放電させながら処理
をする。この場合、圧力は数Torrであり、内部容器
3の内外圧力差はほとんどないから圧力荷重は発生しな
い。
処理物4にマイナス電圧を印加し、放電させながら処理
をする。この場合、圧力は数Torrであり、内部容器
3の内外圧力差はほとんどないから圧力荷重は発生しな
い。
ガス窒化、浸炭などを行なう場合には、大気圧以トでガ
スを導入する。この場合、遮断弁9bは一度閉じて充圧
後、少し開け、ガス導入量だけリックさせる。
スを導入する。この場合、遮断弁9bは一度閉じて充圧
後、少し開け、ガス導入量だけリックさせる。
差圧計18により、内部容器3、外部容器2内の圧力差
がある一定値以りになると(±10T。
がある一定値以りになると(±10T。
rr)、例えば充圧時、内部容器3内の圧力が外部容器
2内の圧力より一定値以上高くなると、0NOFF弁1
5が開となり、ガスが外部容器2内に導入される。逆に
、内部容器3内の圧力が外部容器2内の圧力より一定値
以ヒ下がると、0NOFF弁17が開いて外部容器2内
の圧力を逃がす、かくして、内部容器3内外の圧力差は
一定値以上に保たれるので、内部容器3の耐圧強度は問
題とならず、非常に薄くて済む、従って熱慣性が少なく
省エネルギーとなり、加熱、冷却時間も少なくて済む。
2内の圧力より一定値以上高くなると、0NOFF弁1
5が開となり、ガスが外部容器2内に導入される。逆に
、内部容器3内の圧力が外部容器2内の圧力より一定値
以ヒ下がると、0NOFF弁17が開いて外部容器2内
の圧力を逃がす、かくして、内部容器3内外の圧力差は
一定値以上に保たれるので、内部容器3の耐圧強度は問
題とならず、非常に薄くて済む、従って熱慣性が少なく
省エネルギーとなり、加熱、冷却時間も少なくて済む。
また、0N−OFF弁15・17は圧力差が一定値以上
にならないと開かないので、外部容器2内のヒータ5Φ
5・・・や断熱材6から出る油分、水分等の不純物のガ
スがガス導入管を通って内部容器3内に導入(拡散)し
てくることがない、何故なら、ON−〇FF弁15φ1
7が開く時は常に圧力差があり、ガスは必ず外部容器2
の方向へ向って波れるから、不純カス拡散と逆向きとな
るからである。
にならないと開かないので、外部容器2内のヒータ5Φ
5・・・や断熱材6から出る油分、水分等の不純物のガ
スがガス導入管を通って内部容器3内に導入(拡散)し
てくることがない、何故なら、ON−〇FF弁15φ1
7が開く時は常に圧力差があり、ガスは必ず外部容器2
の方向へ向って波れるから、不純カス拡散と逆向きとな
るからである。
上記したように、本願発明に係る超高真空熱処理炉によ
ると、被処理物が収容される空間にヒータや断熱材がな
いので、これらの表面に付着している油分、水分の離脱
による影響がなく、清浄な真空状態を得ることができ、
メンテナンスや清掃が容易に行なえる。また、処理ガス
がいかなる種類でもヒータや断熱材には別の安全なガス
を送ることができ、ヒータや断熱材を傷めたり、汚れを
生ずることがない。
ると、被処理物が収容される空間にヒータや断熱材がな
いので、これらの表面に付着している油分、水分の離脱
による影響がなく、清浄な真空状態を得ることができ、
メンテナンスや清掃が容易に行なえる。また、処理ガス
がいかなる種類でもヒータや断熱材には別の安全なガス
を送ることができ、ヒータや断熱材を傷めたり、汚れを
生ずることがない。
また、チタンやアルミニウム等の酸化しやすい材料であ
っても様々な多目的処理が可使となっている。
っても様々な多目的処理が可使となっている。
第1図は本発明を実施した超高真空熱処理炉を示す断面
図である。 1・・・容器 2・・・外部容器 3・・・内部容器4
・・・被処理物 5・・・ヒータ 6・・・断熱材8・
・・高真空ポンプ lO・・・真空ポンプ12・・・ガ
スボンベ 5・17・・・0N−OFF弁 8・・・差圧計 19・・・信号変換器 特許出願人 有限会社 シーアンドニー同 有限会
社 サンビー
図である。 1・・・容器 2・・・外部容器 3・・・内部容器4
・・・被処理物 5・・・ヒータ 6・・・断熱材8・
・・高真空ポンプ lO・・・真空ポンプ12・・・ガ
スボンベ 5・17・・・0N−OFF弁 8・・・差圧計 19・・・信号変換器 特許出願人 有限会社 シーアンドニー同 有限会
社 サンビー
Claims (3)
- (1)被処理物を超高真空あるいは稀薄高純度ガス中で
熱処理、ろう付、拡散接合等の多目的処理を行ない、被
処理物および容器内壁の表面に付着している油脂分、水
分、容器内の大気、特に酸素を取除くため超高真空とな
す設備に適用される超高真空熱処理炉にあって、容器を
外部容器と内部容器とよりなる二重構造とし、その外部
容器と内部容器との空間に加熱ヒータとファイバー状断
熱層を配設してあることを特徴とする超高真空熱処理炉
。 - (2)前記外部容器と内部容器とで形成される空間と内
部容器内との差圧を検出する差圧計を配し、一定差圧以
上になると外部容器と内部容器とで形成される空間にガ
スを導入する弁及びガスを排出する弁を各々設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の超高真空熱
処理炉。 - (3)前記被処理物にマイナス電圧を印加し、前記した
稀薄高純度ガス中でイオン化放電させてイオンボンバー
ドを行ない、被処理物の表面を清浄化する電源を有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
項に記載の超高真空熱処理炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18473090A JPH0472012A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 超高真空熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18473090A JPH0472012A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 超高真空熱処理炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0472012A true JPH0472012A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16158364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18473090A Pending JPH0472012A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 超高真空熱処理炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0472012A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103937942A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 江苏邦泰炉业有限公司 | 一种双层真空炉胆 |
CN105066683A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-18 | 无锡市悦丰化工有限公司 | 一种新型真空冶炼炉 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18473090A patent/JPH0472012A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103937942A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 江苏邦泰炉业有限公司 | 一种双层真空炉胆 |
CN105066683A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-18 | 无锡市悦丰化工有限公司 | 一种新型真空冶炼炉 |
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