JPH10317011A - Heat treatment apparatus - Google Patents

Heat treatment apparatus

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JPH10317011A
JPH10317011A JP13928597A JP13928597A JPH10317011A JP H10317011 A JPH10317011 A JP H10317011A JP 13928597 A JP13928597 A JP 13928597A JP 13928597 A JP13928597 A JP 13928597A JP H10317011 A JPH10317011 A JP H10317011A
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JP
Japan
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heat
heat treatment
treated
deformation
atmosphere heating
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Application number
JP13928597A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukitaka Mizuno
野 幸 隆 水
Ryuzo Watanabe
辺 龍 三 渡
Akira Kawasaki
崎 亮 川
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Nippon Koshuha Steel Co Ltd
Original Assignee
Nippon Koshuha Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently enable heat-treating of a material to be heat-treated while restraining uneven deformation. SOLUTION: This heat treatment apparatus is provided with an atmosphere heating furnace 1 for heat-treating the material 2 to be heat-treated, a camera 6 for monitoring the material 2 to be heat-treated from the outside through a peep hole 7 in the atmosphere heating furnace 1 and a picture data analyzing device 8 for analyzing the shape, deforming quantities, distribution of the deforming quantities and uneven deformation of the material 2 to be heat-treated during the heat treatment based on the output of picture data monitored with the camera 6. Atmosphere heating temp. is controlled with heaters 3 through a temp. controller 9 so as to restrain the uneven deformation of the material 2 to be heat-treated to the min. limit according to analyzed result with the picture data analyzing device 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、被熱処理物をこ
れの不均一変形を抑えながら熱処理する熱処理装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating an object to be heat-treated while suppressing its non-uniform deformation.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属粉末射出成形法(MIM)は、金属
粉末とバインダとしての有機系の結合剤,可塑剤および
潤滑剤とを加熱混練し、所望の形状を有する金型に射出
形成後、脱バインダならびに焼結を施すものである。ま
た、この金属粉末射出成形方法は、複雑形状で高性能の
金属部品を経済的に量産できる技術であり、その最大の
特長は3次元的複雑形状品を高精度に製造できる。
2. Description of the Related Art In a metal powder injection molding method (MIM), a metal powder and an organic binder, a plasticizer and a lubricant as a binder are heated and kneaded, and injection-molded into a mold having a desired shape. Debindering and sintering are performed. Further, this metal powder injection molding method is a technology capable of economically mass-producing a high-performance metal part having a complicated shape, and its greatest feature is that a three-dimensional complicated shape product can be manufactured with high precision.

【0003】しかし、この方法により現在製造されてい
る製品の形状はさほど複雑でなく、本技術の利点を十分
に発揮しているとは言い難い。また、複雑形状製品の製
造を難しくしている最大の要因は、脱脂および焼結時の
不均一変形である。特に、焼結工程では体積収縮率が約
40vol%と大きく、形状が立体的で複雑になるほど
不均一変形が生じやすい。
However, the shape of a product currently manufactured by this method is not so complicated, and it is hard to say that the advantages of the present technology are sufficiently exhibited. The biggest factor that makes it difficult to manufacture products having complicated shapes is uneven deformation during degreasing and sintering. In particular, in the sintering step, the volume shrinkage is as large as about 40 vol%, and the more the shape is three-dimensional and complicated, the more likely non-uniform deformation occurs.

【0004】また、不均一変形が発生しても、形状の複
雑さのため、焼結後の矯正あるいはサイジングが容易で
はなく、コストを引き上げる要因となっている。これら
のことより、この方法による製品の焼結時の不均一変形
を防止する技術の確立が急務となっており、このため、
その不均一変形の性状を知る必要がある。
[0004] Even if uneven deformation occurs, straightening or sizing after sintering is not easy due to the complexity of the shape, which is a factor that raises the cost. For these reasons, there is an urgent need to establish a technology to prevent uneven deformation during sintering of products by this method.
It is necessary to know the nature of the uneven deformation.

【0005】一方、従来から、熱処理中の寸法変化の測
定には、従来から、ディラトメータが用いられている。
これは、雑誌,セラミックスvol.23 no.11
PP1082―1087に示すように、一端を封じ他
端を解放したシリカガラス管に直径3〜10ミリの試料
を入れ、これをシリカガラス棒で軽く押すというもので
ある。
On the other hand, a dilatometer has been conventionally used for measuring a dimensional change during heat treatment.
This is a magazine, Ceramics vol. 23 no. 11
As shown in PP1082-1087, a sample having a diameter of 3 to 10 mm is put in a silica glass tube whose one end is sealed and the other end is opened, and this is lightly pressed with a silica glass rod.

【0006】そして、これらを電気炉内で加熱および冷
却して、押棒の変位をダイヤルゲージ等を用いて測定
し、形状や変形量の測定を行っている。
[0006] These are heated and cooled in an electric furnace, and the displacement of the push rod is measured using a dial gauge or the like to measure the shape and the amount of deformation.

【0007】また、このとき。同一長の標準試料を他の
シリカガラス棒によって、シリカガラス管内に押し付
け、標準試料および前記試料の形状,変形量からその試
料の変形状態を判断できるようにしたものも提案されて
いる。
At this time, There has also been proposed a method in which a standard sample of the same length is pressed into a silica glass tube with another silica glass rod so that the deformation state of the standard sample and the sample can be determined from the shape and the amount of deformation of the sample.

【0008】さらに、前記シリカガラス管やシリカガラ
ス棒を用いずに、しかも加熱炉が許す限りの高温の加熱
処理を行う被熱処理物の形状を、光学的に非接触で測定
する熱膨張計が接続されている。
Further, there is provided a thermal dilatometer for optically non-contact measurement of the shape of an object to be heat-treated without using the silica glass tube or the silica glass rod and performing a heat treatment as high as the heating furnace permits. It is connected.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のディラトメータを用いる形状測定方法にあって
は、一般に単純形状の物体の1次元的寸法変化しか測定
できず、複雑形状品の熱処理中の不均一変形を測定する
ことはできないという課題があった。一方、前記非接触
式の光学的測定装置は、基本的に押棒式のディラトメー
タでの測定と同様に、被測定物表面に付けた目印の位置
の1次元測定に限定されており、従って、複雑形状品の
熱処理に伴う不均一変形は、処理が終了した後、室温の
状態において被処理物の各部の寸法を測定して確認する
しか方法がないとういう課題があった。
However, in such a conventional shape measuring method using a dilatometer, generally only a one-dimensional dimensional change of an object having a simple shape can be measured, and non-uniformity during the heat treatment of a product having a complicated shape is generally measured. There was a problem that the deformation could not be measured. On the other hand, the non-contact type optical measuring device is basically limited to one-dimensional measurement of the position of a mark attached to the surface of the object to be measured, similarly to the measurement with a push bar type dilatometer, and therefore, is complicated. The problem of non-uniform deformation accompanying the heat treatment of the shaped article is that after the treatment is completed, the only method is to measure and confirm the dimensions of each part of the workpiece at room temperature.

【0010】また、熱処理中の不均一変形が、処理中の
どの時期にどのような原因で発生しているかを究明する
ことはできず、不均一変形を抑制するための条件探索は
試行錯誤を繰り返しているのが現状であった。
Further, it is not possible to determine at what time during the processing the non-uniform deformation occurs during the heat treatment and for what cause, and the condition search for suppressing the non-uniform deformation requires trial and error. The current situation is repeating.

【0011】一方、被熱処理物の焼結処理では昇温速度
は小さい方が大きい場合に比べて不均一変形の抑制に有
利とされており、例えば、図9に示すように、昇温速度
が小さくなるにつれて不均一変形指数が小さくなるのに
対し、昇温速度が大きくなるにつれて不均一変形指数が
大きくなることが確かめられている。
[0011] On the other hand, in the sintering of the object to be heat-treated, it is considered that a smaller heating rate is more advantageous for suppressing non-uniform deformation than a larger one. For example, as shown in FIG. It has been confirmed that the non-uniform deformation index decreases as the temperature decreases, whereas the non-uniform deformation index increases as the heating rate increases.

【0012】ところが、不均一変形を抑制するため、昇
温速度を小さく抑えようとすると、雰囲気加熱炉の操業
能率が悪くなるという課題があった。
However, if the rate of temperature rise is to be reduced to suppress non-uniform deformation, there has been a problem that the operating efficiency of the atmosphere heating furnace deteriorates.

【0013】この発明は前記のような課題を解決するも
のであり、従来のディラメータや光学・非接触による被
熱処理物の1次元測定では不可能とされた、熱処理中に
おける不均一変形の測定を可能にし、かつ、この測定結
果に従って、不均一変形を抑制しながら効率良く被熱処
理物を熱処理することができる熱処理装置を得ることを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and measures non-uniform deformation during heat treatment, which is impossible with conventional dilameters or optical / non-contact one-dimensional measurement of a heat-treated object. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus that enables the heat treatment of an object to be heat treated efficiently while suppressing uneven deformation according to the measurement result.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
請求項1の発明にかかる熱処理装置は、雰囲気加熱温度
を制御しながら内部に設置した被熱処理物を熱処理する
雰囲気加熱炉と、該雰囲気加熱炉の窓を通して前記被熱
処理物を外部からモニタするカメラと、該カメラでモニ
タした画像データの出力にもとづき、熱処理中の前記被
熱処理物の形状,変形量,変形量の分布および不均一変
形を解析する画像データ解析装置とを備えて、該画像デ
ータ解析装置による解析結果に従って、前記被熱処理物
の不均一変形を最小限に抑えるように、温度コントロー
ラに、ヒータによる前記雰囲気加熱温度を制御させるよ
うにしたものである。
To achieve the above object,
2. A heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus heat-treats the heat treatment object installed therein while controlling the atmosphere heating temperature, and a camera which externally monitors the heat treatment object through a window of the atmosphere heat furnace. And an image data analyzer for analyzing the shape, deformation amount, distribution of deformation amount and non-uniform deformation of the object to be heat-treated during heat treatment based on the output of image data monitored by the camera. According to an analysis result by the analysis device, a temperature controller controls the atmosphere heating temperature by a heater so as to minimize non-uniform deformation of the object to be heat-treated.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図1において、1は雰囲気加熱
炉、2はこの雰囲気加熱炉1内で熱処理される被熱処理
物、3は雰囲気加熱炉1内の上下部に、被熱処理物2を
挟むように設置されたヒータである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an atmosphere heating furnace, 2 denotes an object to be heat-treated in the atmosphere heating furnace 1, and 3 denotes a heater installed in the upper and lower portions of the atmosphere heating furnace 1 so as to sandwich the object to be heat-treated 2. It is.

【0016】また、4は雰囲気加熱炉1の窓5を通し
て、内部の被熱処理物2に対して外部から光を照射する
照明装置である。6は別の窓7を通して内部の被熱処理
物2を外部からモニタするカメラ、8はモニタしたカメ
ラ6からの画像データを処理し、解析することにより、
熱処理中の被熱処理物の形状,変形量,変形量の分布,
不均一変形の測定を実行する画像データ解析装置であ
る。
Reference numeral 4 denotes an illuminating device for irradiating light from the outside to the heat treatment object 2 inside through the window 5 of the atmosphere heating furnace 1. Reference numeral 6 denotes a camera for externally monitoring the object 2 to be heat-treated through another window 7, and reference numeral 8 denotes a processor for processing and analyzing image data from the monitored camera 6.
The shape, deformation, distribution of deformation,
This is an image data analyzer that performs measurement of non-uniform deformation.

【0017】さらに、9は画像データ解析して得た被熱
処理物2の形状,変形量,変形量の分布,不均一変形の
各解析データに基づいて、その被熱処理物の不均一変形
を最小限に抑えるための温度制御データを出力する温度
コントローラ、10はこの温度コントローラ9からの温
度制御データにもとづいて、ヒータ3に対する供給電力
を調整するためのトランスである。
Further, 9 is to minimize the non-uniform deformation of the object to be heat-treated based on the analysis data of the shape, the amount of deformation, the distribution of the amount of deformation and the non-uniform deformation of the object to be heat-treated 2 obtained by analyzing image data. A temperature controller 10 that outputs temperature control data for limiting the temperature to a minimum is a transformer for adjusting the power supplied to the heater 3 based on the temperature control data from the temperature controller 9.

【0018】なお、前記照明装置4およびカメラ6を結
ぶ光学系には、必要に応じて光学ミラー,レンズ,光フ
ィルタなどを介在してもよく、また、振動により誤差が
発生するのを防止するため、装置の全体を防振台上に設
置することも任意である。
The optical system connecting the illuminating device 4 and the camera 6 may be provided with an optical mirror, a lens, an optical filter, and the like, if necessary, and prevents an error from occurring due to vibration. Therefore, it is optional to install the entire apparatus on a vibration isolation table.

【0019】雰囲気加熱炉1は、高温で被熱処理物2の
表面に酸化スケールが生成するのを防止するために必要
であり、これにより同一物体点を特定する際の精度が確
保できる。雰囲気加熱炉1のヒータなどの内部構造は、
表面熱処理物2を外部から照明およびモニタできるよう
に設計,加工すべきである。
The atmosphere heating furnace 1 is necessary to prevent the formation of oxide scale on the surface of the workpiece 2 at a high temperature, so that the accuracy in specifying the same object point can be secured. The internal structure such as the heater of the atmosphere heating furnace 1 is as follows.
The surface heat treatment product 2 should be designed and processed so that it can be illuminated and monitored from outside.

【0020】また、バインダー等を含んだ試料を焼結な
どの加熱処理をすると、揮発物により窓5,7のガラス
が曇るため、試料の照明や観察が不可能になる場合があ
る。これを防ぐために、これらの窓5,7の内側に、外
から開閉可能なシャッターを取り付けてもよい。
Further, when a sample containing a binder or the like is subjected to a heat treatment such as sintering, the glass of the windows 5 and 7 is fogged by volatile substances, so that illumination and observation of the sample may be impossible. In order to prevent this, a shutter that can be opened and closed from the outside may be attached inside the windows 5 and 7.

【0021】かかる熱処理装置では、前記被熱処理物2
をカメラ6により常時モニタして、得られた画像データ
を画像データ解析装置で解析する。その被熱処理物2の
形状や変形量、さらに、その変形量の分布や不均一変形
は、時々刻々変化する測定対象画像データを、基準とな
る基準画像データと比較することにより認識できる。
In the heat treatment apparatus, the object to be heat treated 2
Is constantly monitored by the camera 6, and the obtained image data is analyzed by the image data analyzer. The shape and amount of deformation of the object to be heat-treated 2 and the distribution and non-uniform deformation of the amount of deformation can be recognized by comparing the image data of the measurement object, which changes with time, with reference image data serving as a reference.

【0022】また、画像データ解析装置で解析されたこ
れらの被熱処理物2の形状,変形量,変形量の分布およ
び不均一変形の各データは、温度コントローラ9に取り
込まれ、この温度コントローラ9は、被熱処理物2の不
均一変形を最小限に抑える温度制御データを出力する。
The data of the shape, the amount of deformation, the distribution of the amount of deformation and the non-uniform deformation of the object to be heat-treated 2 analyzed by the image data analyzer are taken into a temperature controller 9. And output temperature control data for minimizing non-uniform deformation of the heat treatment target 2.

【0023】この温度制御データは基本的にトランス1
0への供給電力量の制御データであったり、またはトラ
ンス10のタップ切り替えを行うための制御データであ
る。この結果、前記不均一変形が大き過ぎた場合には、
ヒータ3に対する供給電力が抑えられ、逆に不均一変形
が小さい場合には、ヒータ3に対する供給電力を大きく
して、熱処理速度(効率)を上げることができる。
The temperature control data is basically stored in the transformer 1
This is control data of the amount of power supplied to 0 or control data for performing tap switching of the transformer 10. As a result, if the non-uniform deformation is too large,
In the case where the power supplied to the heater 3 is suppressed and the non-uniform deformation is small, the power supplied to the heater 3 can be increased to increase the heat treatment speed (efficiency).

【0024】ここで、測定対象および基準の各画像デー
タ間の物体表面上の点の特定が、精度良く行われるため
には、基準画像と測定対象画像の間に強い相関があるこ
とが必要条件である。すなわち、熱処理に伴う表面熱処
理物2の変形が進行しても、試料表面の測定しようとし
ている点の周囲の微小領域の輝度分布は、2枚の画像間
で大きく崩れないことが前提となる。
Here, in order to accurately specify a point on the surface of the object between the image data of the object to be measured and the reference, it is necessary that a strong correlation exists between the reference image and the image of the object to be measured. It is. That is, it is premised that even if the deformation of the surface heat-treated product 2 due to the heat treatment progresses, the luminance distribution of the minute region around the point to be measured on the sample surface does not largely collapse between the two images.

【0025】しかし、熱処理中においては、被熱処理物
2の表面状態が変化し、加えて温度の上昇に伴って被熱
処理物2およびヒータ3などの炉材が自然発光し、被熱
処理物2の表面における光りの反射状態も変化する。
However, during the heat treatment, the surface condition of the heat treatment target 2 changes. In addition, as the temperature increases, the heat treatment target 2 and the furnace materials such as the heater 3 emit light spontaneously, and the heat treatment target 2 The state of reflection of light on the surface also changes.

【0026】従って、室温における被熱処理物2の画像
を基準にして高温で熱処理中の画像との相関を直接とる
ことは困難な場合があり、その場合には、図2に示すよ
うに、基準画像は常に相関が強い温度範囲の画像に再設
定する必要がある。
Therefore, it is sometimes difficult to directly correlate the image of the workpiece 2 at room temperature with the image being heat-treated at a high temperature. In this case, as shown in FIG. The image must always be reset to an image in a temperature range where the correlation is strong.

【0027】すなわち、この発明では、基準画像と測定
対象画像の相関が悪化した時点で、逐次高温側に基準画
像を再設定し、すなわち、図2では画像→画像→画
像→画像のように設定し、基準画像切替毎の変位量
の増分を加算することにより最終変位を算出することが
できる。
That is, according to the present invention, when the correlation between the reference image and the image to be measured deteriorates, the reference image is successively reset to the high temperature side, that is, in FIG. 2, the image is set as image → image → image → image. Then, the final displacement can be calculated by adding the increment of the displacement amount every time the reference image is switched.

【0028】次に、画像データ解析による同一物体点の
特定を、多数ある測定点が個別に適切な基準画像を参照
し、基準画像の切り替えの測定点毎に個別にかつ平行し
て行う必要性について説明する。
Next, it is necessary to specify the same object point by image data analysis in such a way that a large number of measurement points individually refer to an appropriate reference image, and individually and in parallel for each measurement point at which the reference image is switched. Will be described.

【0029】熱処理中の被熱処理物2の不均一変形量の
定量化には、被熱処理物2の表面上に多数の測定点が必
要であるが、全ての測定点が同じ基準画像を参照して一
点でも相関が悪化することにより、基準画像を切り替え
ていると、測定点の数が増加した場合に、基準画像を切
り替えなければならない確率が増し、基準画像の切替回
数が必然的に増加する。
To quantify the amount of non-uniform deformation of the object 2 during heat treatment, a large number of measurement points are required on the surface of the object 2; however, all the measurement points refer to the same reference image. If the number of measurement points increases, the probability of having to switch the reference image increases when the number of measurement points increases, and the number of times the reference image is switched inevitably increases when the number of measurement points increases. .

【0030】一方、2枚の画像を用いた同一物体点の特
定による変位量の算出には、避けたい若干の誤差が必ず
含まれる。この発明では基準画像と測定対象画像の相関
が悪化した時点で、逐次高温側に基準画像を再設定し、
基準画像切替毎の変位の増分を加算することにより最終
変位を算出しているので、図3に示すように、基準画像
の切替回数が増加すると変位量の測定精度が悪化すると
いう限界があった。
On the other hand, the calculation of the displacement amount by specifying the same object point using two images always includes a slight error to be avoided. In the present invention, when the correlation between the reference image and the image to be measured deteriorates, the reference image is successively reset to the high temperature side,
Since the final displacement is calculated by adding the increment of the displacement for each reference image switching, as shown in FIG. 3, there is a limit that the measurement accuracy of the displacement amount deteriorates as the number of switching of the reference image increases. .

【0031】そこで、この限界を打破するため、全測定
点がひとつの基準画像を参照するという方法(以下、特
定方法1という)を改め、個々の測定点が個別に基準画
像を参照できるようにし、基準画像の切り替えも個別に
行う方法(以下、特定方法2という)を開発して、熱処
理中の不均一変形の測定を行っている。
Therefore, in order to overcome this limitation, the method in which all measurement points refer to one reference image (hereinafter referred to as specifying method 1) has been revised so that each measurement point can individually refer to the reference image. In addition, a method of individually switching the reference image (hereinafter, specified method 2) has been developed to measure non-uniform deformation during heat treatment.

【0032】これにより、個々の測定点は必要に応じ
て、固有の適当な相異なる基準画像を参照することがで
き、これにより、他の測定点の基準画像切り替えの影響
を受けずに、固有の測定精度を有することになる。
As a result, each measurement point can refer to a unique appropriate different reference image as required, so that the individual measurement points are not affected by the change of the reference image at the other measurement points. Measurement accuracy.

【0033】この方法は各測定点毎に図4に示すように
画像から切り出した微小領域(通常100画素程度)の
輝度分布のみを画像データ解析装置8のメモリに常駐さ
せ、必要により微小領域を基準画像として切り替えを行
うもので、1枚の画像全体(通常250000画素以
上)を基準画像としてメモリに常駐させるよりも、少な
いメモリで実行できる。
In this method, only the luminance distribution of a small area (usually about 100 pixels) cut out from an image is resident in the memory of the image data analyzer 8 at each measurement point as shown in FIG. Switching is performed as a reference image, and the entire image (usually 250,000 pixels or more) can be executed with less memory than when the entire image is resident in the memory as a reference image.

【0034】前記特定方法1と特定方法2のステンレス
鋼の熱処理(溶体化処理)中の変形量測定における基準
画像切替回数の比較結果を図5に示す。特定方法2を用
いると切替回数は特定方法1の40%以下となり、大幅
な精度の向上となる。なお、3次元の形状測定が必要な
場合は、モニタ用のカメラを2台設置して、得られる2
つの画像から3次元空間座標も計算することができる。
FIG. 5 shows a comparison result of the reference image switching number in the deformation amount measurement during the heat treatment (solution treatment) of the stainless steel of the above-mentioned specific method 1 and the specific method 2. When the identification method 2 is used, the number of times of switching is 40% or less of the identification method 1, and the accuracy is greatly improved. When three-dimensional shape measurement is required, two monitor cameras are installed to obtain the two-dimensional shape.
Three-dimensional spatial coordinates can also be calculated from the two images.

【0035】図6および図7は金属粉末射出成形法で成
形したグリーン11を示し、図8はこのグリーン11を
雰囲気加熱炉1内で焼結処理し、このときのグリーン1
1の不均一変形を2次元的に測定して得た温度対形状変
化特性を示す。
FIGS. 6 and 7 show a green 11 molded by a metal powder injection molding method. FIG. 8 shows a sintering process of the green 11 in an atmosphere heating furnace 1.
1 shows temperature versus shape change characteristics obtained by two-dimensionally measuring the non-uniform deformation of No. 1.

【0036】ここでは、焼結収縮はグリーン11の高さ
Cで判断でき、不均一変形はグリーン11の上端部およ
び下端部の各幅BとAの比で判断できる。
Here, the sintering shrinkage can be determined by the height C of the green 11, and the non-uniform deformation can be determined by the ratio of each width B and A at the upper end and the lower end of the green 11.

【0037】従って、このグリーン11は焼結収縮が1
000℃付近で開始し、不均一変形がその直後より発生
して、途中ピークを示し、最終的には開始時と逆方向の
変形で終了していることがわかる。
Therefore, this green 11 has a sintering shrinkage of 1
It can be seen that the deformation starts at about 000 ° C., the non-uniform deformation starts immediately after that, shows a peak in the middle, and finally ends in the deformation in the opposite direction to the start.

【0038】そして、その不均一変形の測定結果を、温
度コントローラ9にフィードバックしていない図8のケ
ースK1の場合には、大きな不均一変化が発生している
が、測定結果を温度コントローラ9にフィードバックし
て加熱パターン(温度制御データ)に反映させた図8の
ケースK2の場合には、不均一変形が1000℃以上の
領域でも小さく抑制されていることが確認された。
In the case K1 of FIG. 8 in which the measurement result of the non-uniform deformation is not fed back to the temperature controller 9, a large non-uniform change occurs, but the measurement result is transmitted to the temperature controller 9. In case K2 of FIG. 8 in which the feedback is reflected on the heating pattern (temperature control data), it was confirmed that the non-uniform deformation was suppressed to a small degree even in a region of 1000 ° C. or higher.

【0039】このように、この発明では、グリーンなど
の被熱処理物2の測定された不均一変形量の程度に応じ
て、熱処理の温度をコントロールすることで、被熱処理
物2の不均一変形を抑制しながら、熱処理操作の効率を
大幅に向上できるという効果が得られる。
As described above, in the present invention, the non-uniform deformation of the heat treatment target 2 is controlled by controlling the temperature of the heat treatment in accordance with the degree of the measured non-uniform deformation of the heat treatment target 2 such as green. The effect is obtained that the efficiency of the heat treatment operation can be greatly improved while suppressing.

【0040】なお、前記実施の形態では、被熱処理物2
が1個の場合について述べたが複数の場合でも同様の効
果が得られる。そして、一旦、熱処理の最適温度パター
ンと最適加熱出力パターンを把握することで、同様の被
熱処理物2に対しては、その後、前記のような測定を繰
り返すことなく、加熱制御の繰炉を実現できる。
In the above embodiment, the heat treatment target 2
Has been described, but the same effect can be obtained in a plurality of cases. Then, once the optimum temperature pattern and the optimum heating output pattern of the heat treatment are grasped, a similar heating target 2 is realized, and thereafter, a heating control furnace is realized without repeating the above-described measurement. it can.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、雰囲
気加熱温度を制御しながら内部に設置した被熱処理物を
熱処理する雰囲気加熱炉と、該雰囲気加熱炉の窓を通し
て前記被熱処理物を外部からモニタするカメラと、該カ
メラでモニタした画像データの出力にもとづき、熱処理
中の前記被熱処理物の形状,変形量,変形量の分布およ
び不均一変形を解析する画像データ解析装置とを備え
て、該画像データ解析装置による解析結果に従って、前
記被熱処理物の不均一変形を最小限に抑えるように、温
度コントローラに、ヒータによる前記雰囲気加熱温度を
制御させるように構成したので、従来のディラメータや
光学・非接触による被熱処理物の1次元測定では、不可
能とされた熱処理中における不均一変形の測定を可能に
し、かつ、この測定結果に従って、不均一変形が許容範
囲内では熱処理温度を高くして熱処理の操業効率を追求
させ、一方、不均一変形が許容範囲を超えて拡大してい
る場合には、熱処理温度を下げるようにして、不均一変
形を抑制しながら効率良く被熱処理物を熱処理すること
ができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, an atmosphere heating furnace for heat-treating an object to be heat-treated therein while controlling the atmosphere heating temperature, and the object to be heat-treated through a window of the atmosphere heating furnace. A camera that is externally monitored, and an image data analyzer that analyzes the shape, the amount of deformation, the distribution of the amount of deformation, and the non-uniform deformation of the object to be heat-treated during the heat treatment based on the output of the image data monitored by the camera. According to the result of the analysis by the image data analyzer, the temperature controller is configured to control the atmosphere heating temperature by a heater so as to minimize the non-uniform deformation of the object to be heat-treated. And one-dimensional measurement of the object to be heat-treated by optical and non-contact methods makes it possible to measure non-uniform deformation during heat treatment, which is considered impossible. According to the results, if the non-uniform deformation is within the allowable range, raise the heat treatment temperature to pursue the heat treatment operation efficiency, while if the non-uniform deformation is expanding beyond the allowable range, lower the heat treatment temperature. Thus, an effect is obtained that the object to be heat-treated can be efficiently heat-treated while suppressing the non-uniform deformation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の一形態による熱処理装置を示
す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の他の形態による被熱処理物の
形状測定方法において実行される被熱処理物上の測定点
の特定手順を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a procedure for specifying a measurement point on a heat treatment object, which is performed in a shape measurement method of the heat treatment object according to another embodiment of the present invention.

【図3】この発明の形状測定方法による基準画像切替回
数と測定誤差との関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a reference image switching frequency and a measurement error according to the shape measuring method of the present invention.

【図4】この発明における基準画像と測定対象画像との
間における同一物体点の同定方法を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method for identifying the same object point between a reference image and a measurement target image according to the present invention.

【図5】ステンレス鋼の熱処理中の変形量測定における
基準画像切替回数を2つの特定方法について比較表示す
る説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for comparing and displaying the number of times of reference image switching in the measurement of the amount of deformation during the heat treatment of stainless steel for two specific methods.

【図6】金属粉末射出成形法により成形したグリーンを
示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a green formed by a metal powder injection molding method.

【図7】図6に示すグリーンの側面図である。FIG. 7 is a side view of the green shown in FIG. 6;

【図8】図6に示すグリーンの熱処理中の不均一変化を
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing non-uniform changes during the heat treatment of the green shown in FIG. 6;

【図9】焼結温度に対する被熱処理物の不均一変形指数
を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a non-uniform deformation index of a heat-treated object with respect to a sintering temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 雰囲気加熱炉 2 被熱処理物 3 ヒータ 5,7 窓 6 カメラ 8 画像データ解析装置 9 温度コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Atmospheric heating furnace 2 Object to be heat-treated 3 Heater 5, 7 Window 6 Camera 8 Image data analyzer 9 Temperature controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水 野 幸 隆 富山県新湊市八幡町3−10−15 日本高周 波鋼業株式会社富山製造所内 (72)発明者 渡 辺 龍 三 仙台市青葉区台原3丁目15番12号 (72)発明者 川 崎 亮 仙台市青葉区昭和町5丁目51番701号 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yukitaka Mizuno 3-10-15, Yawatacho, Shinminato-shi, Toyama Pref. Japan Toyama Works (72) Inventor Ryuzo Watanabe Aoba, Sendai-shi 3-15-12, Taihara-ku, Tokyo (72) Inventor Ryo Kawasaki 5-51-701, Showa-cho, Aoba-ku, Sendai-shi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 雰囲気加熱温度を制御しながら内部に設
置した被熱処理物を熱処理する雰囲気加熱炉と、該雰囲
気加熱炉の窓を通して前記被熱処理物を外部からモニタ
するカメラと、該カメラでモニタした画像データの出力
にもとづき、熱処理中の前記被熱処理物の形状,変形
量,変形量の分布および不均一変形を解析する画像デー
タ解析装置と、該画像データ解析装置による解析結果に
従って、前記被熱処理物の不均一変形を最小限に抑える
ように、ヒータによる前記雰囲気加熱温度を制御する温
度コントローラとを備えたことを特徴とする熱処理装
置。
1. An atmosphere heating furnace for heat-treating an object to be heat-treated therein while controlling an atmosphere heating temperature, a camera for externally monitoring the object to be heat-treated through a window of the atmosphere heating furnace, and a monitor for the camera. An image data analyzer for analyzing the shape, deformation amount, distribution of the deformation amount and non-uniform deformation of the object to be heat-treated during the heat treatment based on the output of the image data obtained in accordance with the analysis; A heat treatment apparatus comprising: a temperature controller that controls the atmosphere heating temperature by a heater so as to minimize non-uniform deformation of the heat treatment product.
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