JPS5857481B2 - 熱間静水圧成形方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温高圧ガス雰囲気下でセラミックスあるい
は金属粉末成形体の焼結、緻密化等を行なう、いわゆる
熱間静水圧プレス（以下ＨＩＰという）処理に関する。

ＨＩＰ処理は、高温下で不活性ガスを圧力媒体として等
方的に被処理体を圧縮し、セラミックス粉末、金属粉末
またはこれらの混合物から緻密な焼結体を製造したり、
超硬合金の残留空孔を圧潰して除去したり、あるいは金
属材料を拡散接合するための優れた方法として近年各方
面より頓に注目を集めている技術である。

この方法によって成形、焼結された製品には、ａ）従来
の焼結法を用いる場合よりも低い温度で高密度化が達せ
られ、したがって過度の結晶成長による粒粗大化が防止
されて、ち密な組織をうろことができる。

ｂ）あらゆる材料について、理論値に近い密度がえられ
、しかも組織が均一である。

Ｃ）金型成形にむかない球形粉末を十分に高密度化する
ことができる。

ｄ）粉体の機械的、物理的性質が改善される。

ｅ）微細組織であるため、たとえば、高速度鋼の工具な
どでは性能が向上する。

ｆ）通常の金型成形プレスのように、プレス能力によっ
て制限されることがないので大きな寸法のものを製造で
きる。

ｇ）有害不安定な材料を取扱っても、保健上の被′害を
最低におさえることができる。

ｈ）金属とセラミックスなどとの種々の複合材料を製造
することができる。

ｉ）材料歩留りの向上、欠陥品の減少によって、材料費
を低減することができる。

等の数々の利点がある。

又、粉体の成形焼結以外にも、物体を高圧高温ガス雰囲
気下におくと、その内部欠陥が除去できじん性及び抗折
力を増大させることができるという利点を利用して、焼
結工具材料等を高圧高温処理するという利用法、あるい
は、タービンブレードを本体と接合させる場合に、両者
を高圧高温ガス雰囲気下において拡散接合させて極めて
強固な結合を得るという利用法が考えられている。

かかるＨＩＰ処理は高温高圧の雰囲気で行なわれるため
、特別の構造を備えたしかも高価なＨＩＰ装置を用い、
昇温、昇圧、降温、降圧に長いサイクルタイムをかげて
行なわなければならず、このサイクルタイムを短縮しＨ
ＩＰ処理の効率を上げることは大きな技術的課題とされ
ている。

それを解決せんとして従来、長時間を要する加熱昇温を
予熱炉にて行ない、■■ＩＰ装置内では、単に昇圧のみ
あるいは若干の昇温にとどめてＨＩＰ装置の時間的利用
効率を高めようとする幾多の試みがなされ、その代表的
な例として英国特許第１，２９１，４５９号明細書に提
案された発明がある。

この装置においては確かに、サイクルタイムの短縮を計
ることができるという利点はあるにしても、通常の高圧
高温処理設備の他に、予熱炉が必要になり設備費が高く
なるという欠点に加えて、予熱後の被処理体の搬送が大
気中で行なわれる為に、その放熱による熱損失が極めて
大きくなるという欠点を有し、さらに致命的なことには
、予熱後の高温処理体を高圧室内に挿入する際、被処理
体の放熱により高圧シリンダの下部内壁面が過熱され、
更に、高圧シリンダ内壁面の過熱により下部密封リング
が損傷を受けるという極めて重大な欠点を有しているの
である。

安全性を厳しく追求されるこの種装置において、如何に
サイクルタイムの短縮を図ることができるといえども、
かかる装置を採用することは極めて問題がある。

そこで本出願人はそれに改良を加え、サイクルタイムの
短縮が可能でしかも高圧シリンダ等の装置各部への悪影
響がない安全性の高いＨＩＰ装置を特開昭５１−１２４
，６１０号公報により既に提案した。

この提案になる発明の特徴は、高圧シリンダ、同高圧シ
リンダの上下開口部をそれぞれ密封する上部プラグ、下
部プラグによって創成される高圧室内に、断熱外装と、
同断熱外装の内側に加熱装置とを有し、前記下部プラグ
上に載置せる被処理体に高圧高温ガス雰囲気下で焼結あ
るいは接合等の処理を行なう高圧高温炉において、前記
下部プラグ、加熱装置及び断熱外装を前記高圧シリンダ
外へ一体的に取出し可能に設けるとともに、前記断熱外
装及び下部プラグによって開成される処理室を開閉自在
に設け、かつ、前記処理室の密封手段を設け、更に、前
記下部プラグの外側と処理室の内側及び外側とを連通ず
るガス通路を前記下部プラグにそれぞれ設け、且つ、前
記ガス通路を弁を介して連通させた点に存する。

この発明によれば、被処理体を予熱することによるサイ
クルタイムの短縮はもとより、予熱した高温被処理体を
高圧室内に搬送する場合に被処理体の放熱を最小限に抑
えることができ、しかも放熱により高圧シリンダ内壁面
を過熱することもなく、高圧シリンダの寿命を伸ばすこ
とができるから、保安上安全であるばかりでなく、予熱
を真空あるいは特定不活性ガス雰囲気下で行なうことが
できるため、加熱装置及び断熱外装にも、高温酸化性材
料の使用が可能となるに至った。

ところで加熱装置即ち通常は電熱装置に使用される加熱
要素の材料としては、Ｆｅ−Ａ７−Ｃｒ。

モリブデンあるいはグラファイトが考えられている。

これらのうち、高温における酸化に強いのはＦｅ−Ａｌ
−Ｃｒ材で唯一の大気開放可能材として評価されている
が、安定して使用できるのはせいぜい１１００℃程度で
ある。

一方、１１００℃以上で安定して使用できるモリブデン
系あるいはグラファイト系材料は高温域における酸化が
著しいことから２００〜３００℃程度以下の温度範囲で
なげれば安全に大気に曝すことができない。

従つて高圧不活性ガス雰囲気下に摂氏数千百度の高温で
ＨＩＰ処理を行なった後、降圧は比較的短時間で行ない
得るものの３００℃以下迄の降温に長時間を要するため
、ＨＩＰ装置を開放して被処理体を取出す迄の長大な仕
掛り時間はＨＩＰ装置の効率的利用を甚しく阻害してい
る。

因みにＨＩＰ処理による従来の成る典型的パターンでは
各処理ステップの所要時間は次の如くである。

そこで前記予熱によるサイクルタイムの減少は、３時間
の昇温昇圧所要時間が１時間４０分程度に短縮されるに
留まり、サイクルタイムの僅か８．７優が減少するに過
ぎず、サイクルタイムの大半を占める降温所要時間は何
等影響を受けることなく重要な効率阻害要因として残存
する。

このような現状に鑑み、本発明者等は前述の嚢に提案し
たＨＩＰ装置に更に多くの改良と工夫とを重ね、ＨＩＰ
装置自体のサイクルタイムを大幅に短縮し、作業効率を
著しく向上し得る方法並びに装置を発明するに至ったも
のである。

即ち、本発明にかかる装置は、頂部が閉塞された竪型耐
圧シリンダとその底部に着脱自在に嵌合する下蓋とから
なる高圧容器と、該下蓋上面に装設され且つ内側に加熱
装置を有する倒立コンブ状断熱層により囲まれた処理室
とを主体としてなり、且つ処理室内部に収容した被処理
体に熱間静水圧プレス処理を施すための雰囲気ガス並び
に圧力・温度調節手段を具えてなる熱間静水圧プレス装
置と、前記処理室を完全に収納し得る大きさと前記下蓋
が嵌合可能な底部開口とを夫々有すると共に外周に冷媒
ジャケットを備えたドーム型ベッセルを主体としてなり
且つ上記処理室と共に内部に収容された加熱装置及び被
処理体を不活性ガス雰囲気下に加熱若しくは冷却するた
めの雰囲気ガス並びに温度調節手段を夫々具えてなる複
数基の補助ステーションとを、水平方向に敷設された軌
道に沿ってその上方に列設し、更に該軌道上には前記下
蓋を保持して昇降せしめる手段を有する昇降装置を搭載
した搬送台車を走行自在に載置したことを特徴とする熱
間静水圧成形装置である。

以下、本発明を図示の実施例によって詳説する。

第１図は本発明装置におけるＨＩＰ装置と補助ステーシ
ョンとの関係配置を示す概要説明図である。

同図中、軌道１上に走行自在に載置された搬送台車２に
は、例えばチェーン捲上げ方式、ウオームギア・ランク
方式、ピストン方式等公知又は慣用の駆動手段（図示せ
ず）により昇降し得る支承台３が搭載される。

軌道１の上方には該軌道１に沿って複数基の補助ステー
ション４，４′・・・及びＨＩＰ装置５が列設される。

ＨＩＰ装置５は、頂部が上蓋６によって気密に閉塞され
た竪型耐圧シリンダＴとその底部に着脱自在に嵌合し装
着し得る下蓋８とによって形成される高圧容器と、下蓋
８の上面に装設されて高圧容器内に収納され且つ内側に
加熱装置９を内蔵した倒立コンブ状断熱層１０により囲
まれた処理室１１とから主に構成される。

かかる処理室１１は、断熱層１０と下蓋８とを一体的に
耐圧シリンダ７から離脱させることにより、ＨＩＰ装置
５の外へ取出し可能である。

一方、補助ステーション４．４’・・は外周に冷媒ジャ
ケット１２を備えたドーム型ベンセル１３を主体とする
もので、処理室１１ 、１１’又は１１″を完全に収納
するに足る容量を備えており、ドーム型ベンセル１３の
底部開口は前記下蓋８が嵌合し得る大きさ並びに形状に
形成されている。

処理室１１，１１’・・・は、搬送台車２の支承台３上
に搭載され、搬送台車２の走行によって、竪型耐圧シリ
ンター１又はドーム型ベンセル１３．１３’の直下に位
置せしめることができると共に、その位置で昇降手段を
作動させることにより、処理室１１．１１’・・・を耐
圧シリンダ１又はドーム型ベンセル１３ 、１３’に挿
入又は離脱させることができる。

第１図の例にあっては、３基の処理室、即ちＨＩＰ装置
５中に装入されている第一の処理室１１、補助ステーシ
ョン４中に装入されている第二の処理室１１′及び被処
理体装入準備中の第三の処理室１１″と、２基の補助ス
テーション４，４′と、１基のＨＩＰ装置５とが示され
ている。

又、高圧容器の上蓋６と下蓋８とを挟圧する。

プレス枠体１４．１４’は台車１５上に搭載されて軌道
１６上を走行し、作用位置と退避位置との間を往復する
ことができる。

第２図は第１図に示した装置を構成する処理室１１の垂
直断面概要図である。

同図において、下蓋８の上面には、電熱板よりなる加熱
装置９を電気的絶縁状態で内蔵する断熱層１０が装設さ
れ、加熱装置９への電力供給は、下蓋８に電気的絶縁か
つ気密状態で設げられた電力リード線１Ｔを通して行な
われる。

加熱装置９を含め、処理室１１を囲む断熱層１０は、気
体透過性の小さな材料のほぼ同心（２）到立コツプ１８
及び１９、並びにそれらの間に充填されたセラミンクス
フアイバーのような耐熱性繊維状断熱材２０によって構
成され、下蓋８に対し着脱自在に装着されており、又、
下蓋８上面は断熱層２１で被覆されている。

処理室１１の内外は断熱層１０の一部に穿設され且つ開
閉自在な透孔２２の開閉によって連通又は遮断される。

即ち下蓋８の周辺近傍の上側に穿設された凹溝２３内に
嵌装された板状部材２４は、スプリング２５によって上
方に付勢されて突出し、透孔２２を外側から遮蔽するが
、ＨＩＰ装置又は補助ステーションに装着時には、耐圧
シリンダまたはドーム型ヘンセルの下部内周に設けられ
た突起により押し下げられて、透孔２２を開放する。

透孔２２の開閉は上述の構造の他に種々の変形が考えら
れるが、要は処理室１１をＨＩＰ装置又は補助ステーシ
ョンに装入した状態で開放し、離脱した状態では閉止す
ることが肝要である。

又、処理室１１内には、下蓋８に設げられ且つバルブ２
６によって開閉されるガス流通管即ち導管２１から、断
熱層２１の開孔２８を通って不活性ガス等の雰囲気ガス
を供給し得るようになっている。

上記の構成を有する処理室１１において、下蓋８から断
熱層１０を分離して、処理室１１を開放し、断熱層２１
を介して下蓋８上に被処理体を配置した後、断熱層１０
を下蓋８上に載置固定して処理室１１を閉鎖し準備を完
了する。

此の際、被処理体はその大きさ並びに処理室１１の容量
に応じて適宜の複数個とすることにより作業効率を増大
し得ることは云う迄もない。

このようにして被処理体を装入した処理室１１は、次い
で補助ステーション４のドーム型ベンセル１３内に装入
され、ステーション内雰囲気を所定の雰囲気に調整して
、前記加熱装置９により被処理体を予熱する。

その装置並びに工程を第３図を参照して更に詳述する。

第３図は処理室１１をドーム型ベンセル１３内に装入し
た状態を示す垂直断面概要図である。

同図において、底部が開放したドーム型ベンセル１３は
、その下端が前記処理室１１の下蓋８と気密に嵌合し得
るようになっており、又内周下縁近傍の突起２９は板状
部材２４を押し下げて透孔２２を開放する。

更に又、ドーム型ベッセル１３の頂部には真空ポンプ（
図示せず）に連結し得るガス流通路即ち排気管３０が設
げられている。

図示の如くに、ドーム型ベンセル１３内に処理室１１を
挿入し、下蓋８をドーム型ベンセル１３の底部に嵌着し
、クランプ装置等適宜な係止手段によって固定して内部
を密封した後、排気管３０より真空吸引を行なうか又は
、排気しつつ導管２７より窒素ガス、アルゴンガス、ヘ
リウムガス等の不活性ガスを送入し処理室１１の内部を
所定の雰囲気に置換する。

真空吸引の場合は、バルブ２６を閉止しておけば、透孔
２２を通して処理室１１の内部も真空に置換することが
できる。

又真空とした後、バルブ２６を開放し、導管２７より雰
囲気ガスを供給すれば、開孔２８を通り処理室１１及び
ペンセル１３内部は雰囲気ガスを以って充満され、更に
又、排気管３０から雰囲気ガスの排出を行なえば、導管
２７より送入される雰囲気ガスは開孔２８、処理室１１
、透孔２２を通過してドーム型ベンセル１３と断熱層１
０との間隙に入り、排気管３０より排出される為、雰囲
気ガスの供給量と排出量とを適宜調節することにより、
被処理体３１を任意所定の気圧下の雰囲気ガス流に曝す
ことができる。

何れの場合も処理室１１内部の圧力は、被処理体中に多
量のガスが吸蔵されないよう、はぼ大気圧以下とするこ
とが望ましい。

上述のように補助ステーション４内を所定の雰囲気に調
整すると共に、加熱装置９に通電すれば被処理体が予熱
される。

以上補助ステーション４内において予熱を行なう場合に
ついて述べたが、本発明の枢要な特長は、補助ステーシ
ョンで冷却を行なうことから導き出される。

即ち、ＨＩＰ装置５においで高圧高温でＨＩＰ処理を行
なった後、降圧後未だに高温状態にある処理室１１をＨ
ＩＰ装置５より取り出し、補助ステーション４に装入し
て冷却を行なう工程が本発明に重要な効果をもたらすも
のであり、かかる冷却工程について以下に説明する。

先ず、ＨＩＰ装置５より下蓋８と共に取出された処理室
１１はその内部力塙温の不活性ガス等の圧媒ガスを以っ
て充満されたまま外気と遮断された状態で補助ステーシ
ョン４のドーム型ベンセル１３に装入され、前述同様に
導管２γよりの雰囲気ガスの送入及び排気管３０よりの
排出を行なって、処理室１１内は引続き不活性ガス雰囲
気下に保たれる。

此の場合は加熱装置に通電する代わりにドーム型ベンセ
ル１３の冷媒ジャケント１２に冷水等の冷却媒体を流通
させると、導管２７より流入し、被処理体３１、加熱装
置９等処理室１１内部の熱を奪って昇温した雰囲気ガス
は、冷媒ジャケット１２の内壁で熱交換を受は冷却され
て排気管３０より排出される。

かかる冷却工程は従来ＨＩＰ装置内で長時間をかげて行
なわれていたのであるが、本発明によればＨＩＰ装置外
で行なわれるため、ＨＩＰ装置本体のサイクルタイムの
大幅な短縮を可能とし、又、不活性ガス雰囲気内で充分
な冷却を行なうことができるため、モリブデン等の高温
で安定して使用し得るにも拘らず、高温酸化性の材料を
加熱要素等の材料に適用することが可能となった。

前述の如くして補助ステーションで予熱が完了したなら
ば、雰囲気が真空の場合はそれを適宜な不活性ガスで置
換した上、下蓋８をドーム型ベンセル１３から離脱させ
、被処理体を収容した処理室１１と共に一体的に補助ス
テーション４から取出し、そのまま素早＜ＨＩＰ装Ｎ５
内に装入してＨＩＰ処理を施す。

処理室１１がＨＩＰ装置５に装入された状態を示す垂直
断面概要図である第４図についてこの工程を詳述する。

第４図において、ＨＩＰ装置５は耐圧シリンダ７とその
上端を気密に閉塞する上蓋６とからなり、下端に下蓋８
を気密に嵌着することにより、内部に高圧室３２が形成
される。

上蓋６には圧媒ガス供給並びに排出用のガス流通路即ち
導管３３が穿設されている。

又、この例においては耐圧シリンダ７は架台（図示せず
）に支持固定し、該耐圧シリンダ１に装着された上蓋６
と下蓋８とは作業中の離脱を防ぐためにプレス枠体１４
，１４′によって挟圧される。

上蓋６と下蓋８とを耐圧シリンダ１に装着固定する方法
は螺着等の慣用された手段を適用しても良いが、高圧作
業における安全を確保する上でプレス枠体による挟圧方
式は最も推奨される。

かかる構造の装置において、内部が昇温状態にある処理
室１１を担持した下蓋８を耐圧シリンダγの下端に気密
に嵌着することにより、処理室１１は耐圧シリンダＴ中
に装入配置される。

バルブ２６を閉止し圧媒ガスを導管３３から高圧室３２
へ圧入すると共に加熱装置９に通電し加熱を続は炉内を
昇温してＨＩＰ処理を行なう。

加圧は窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活
性ガスを圧媒とし、少なくとも５００気圧程度の高圧を
以って、又温度はセラミックス、金属等の被処理体の構
成材料が塑性流動を起こすに必要な適宜な高温が採択さ
れる。

ＨＩＰ処理によって被処理体はより緻密化され、理論密
度に近い高密度成形体となる。

ＨＩＰ処理が完了した後、圧媒ガスを導管３３より排出
し炉内圧力を常圧に戻した後は、更に内部温度の降下を
待つことなく、プレス枠体１４゜１４′を撤去して、下
蓋８を耐圧シリンダ７かも取り外し、処理室１１並びに
その中の被処理体と一体的にＨＩＰ装置５より取出して
冷却のために補助ステーション４に取り付けるのである
。

次に第５図は、本発明装置における改良された型式の下
蓋８を示す部分垂直断面概要図である。

此の型式の下蓋は、倒立コンブ状の断熱層１０と加熱装
置９とを載置し保持する環状外側蓋８ａと、該環状外側
蓋８ａに着脱自在に嵌合し且つ断熱層２１を載置した内
側蓋８ｂとからなっている。

このように構成すれば、被処理体の出し入れを行なうの
に都度、処理室１１を補助ステーション４から取り出し
た上、断熱層１０を下蓋８から分離して行なう必要がな
くなり、補助ステーション４に処理室１１を装入したま
ま、内側蓋８ｂのみを断熱層２１と共に環状外側蓋８ａ
から取外すだけで極めて容易に行なうことができて頗る
便利である。

本発明装置において、加熱装置９としては、使用温度に
よってＮｉ−Ｃｒ線、Ｆｅ −Ｃｒ −Ａ、／、線ある
いはモリブデン線、グラファイトなどが用いられるが高
温における作用の安定性からモリブデン及びグラファイ
トが最も好ましい。

又、内側の倒立コンブ１９としては同じく使用温度によ
ってステンレス鋼、耐熱用超合金あるいはモリブデン等
の気体浸透性の小さな材料が用いられる。

尚、加熱装置９用材料、内側の倒立コツプ１９用材料と
して共にモリブデンを採用し、処理室１１内温度１４０
０℃にてＨＩＰ処理する場合に、予熱を１ｏｏｏ℃迄の
温度で、処理室内を１０−１〜１Ｏ−２ＴＯｒｒ に真
空吸引後アルゴンガス置換を行ない、アルゴンガス雰囲
気下で行なえば、予熱段階でも又、ＨＩＰ処理段階でも
、モリブデンが昇華することなく安定した加熱を行なう
ことができ、又、３００′ｃ以下に冷却した後に大気に
開放すれば、実質的に酸化しないことが確認された。

以上詳述した本発明装置にあっては、移動可能な処理室
１１をＨＩＰ装置５と組合わせてＨＩＰ処理を行ない、
ＨＩＰ装置の内圧を下降せしめ常圧に復した後、更に内
部温度の降下を待つことなく直ちに処理室１１を外部雰
囲気と実質的に遮断された状態でＨＩＰ装置より取り出
し、そのまま補助ステーションに装着し冷却工程に付す
一方、別の処理室１１′内に装入され準備された被処理
体をＨＩＰ装置に装入してＨＩＰ処理を施すことができ
るため、ＨＩＰ装置の占有時間、特に降温の為の占有時
間が著しく短縮され、ＨＩＰ処理のサイクルタイムを極
度に小さくすることができる。

又、予熱も処理室１１を補助ステーションと組合わせる
ことによって簡単に行ない、そのまま処理室１１をＨＩ
Ｐ装置と組合わせてＨＩＰ処理を行なうことができる為
、高価な予熱専用炉を用いたり、ＨＩＰ装置内で予熱と
ＨＩＰ処理の双方を連続して行なうための従来の装置に
比し、設備費が極めて少なくて済み、熱エネルギーの損
失を最少限になし得ると共にＨＩＰ処理のサイクルタイ
ムを更に短縮することができる。

又、第１図に例示したように、複数の処理室１１．１１
’・・・と２基の補助ステーション４．４’と１基のＨ
ＩＰ装置５とを巧妙に組合わせ、所定のプログ２ムによ
って稼働すれば高能率の’）ｆＩＰ処理を合理化された
工程条件で実施することができる。

そのような場合における本発明装置の稼働の態様を第６
図を参照して説明する。

第６図は本発明装置のＨＩＰ装置及び各補助ステーショ
ンの稼働プログラムを示すチャートである。

先ず被処理体（Ｉ）はＨＩＰ装置中にて真空吸引、不活
性ガス置換、昇圧・昇温、高圧・高温保持、降温及び急
速減圧・ガス回収のサイクルよりなるＨＩＰ処理を施さ
れる。

これら各ステップの所要時間は標準的ケースにおいて であり、特に降温に従来８時間を要していたのに対し、
本発明の場合は１時間降温後、急速減圧を行ない、内圧
が常圧に復した後、更に内部温度の降下を待つことなく
、直ちに被処理体（Ｉ）及び内部の加熱装置をそれらを
囲繞する高温不活性ガス雰囲気と共に断熱層によって外
部雰囲気と実質的に遮断された状態でＨＩＰ装置より取
り出し、更にそのまま冷却手段を備えた第一の補助ステ
ーション中に装入する。

次いで第二の補助ステーション中に装入され待機中の被
処理体（６）と加熱装置とは、それらを包囲する断熱層
と共に、該ステーションより取り出され、前記ＨＩＰ装
置中に装着される。

ＨＩＰ装置中に装着された被処理体（６）に対してＨＩ
Ｐ処理を施している間に、第一の補助ステーション中で
は、装入された被処理体（Ｉ）及び加熱装置を不活性ガ
ス雰囲気中で冷却した後、該被処理体（Ｉ）は新たな被
処理体（■）′と交換され待機する。

次いでＨＩＰ処理を了えた前記被処理体（２）を第二の
補助ステーション中に装入すると共に、第一の補助ステ
ーション中で待機中の被処理体（Ｉ）をＨＩＰ装置中に
装着する。

以上一連の工程を順次反復することにより、標準的ＨＩ
Ｐ処理本体のサイクルタイムが従来１５時間２０分であ
ったものが８時間２０分と大幅に短縮されるに至った。

第１図は更に高能率のＨＩＰ処理を行なう為の本発明方
法に好適に使用される本発明装置の側面概要図である。

同図において、第１図と同一符号は同一部分である。

同図の装置においては、１基のＨＩＰ装置５に対して３
基の補助ステーション４ 、４’、 ４“及び３基の処
理室から成っており、その作業プログラムは第８図のチ
ャートに示されている。

これら第７図及び第８図について本発明方法の別の態様
を説明する。

第１図にはＨＩＰ装置５に、恰度被処理体（Ｉ）を収容
した処理室が装入された状態が示されており／この状態
から引続いて搬送台車２は左側へ移行し、プレス枠体１
４が台車１５の移動により図示の待避位置から作業位置
へ変位し、上蓋６と下蓋８を挟圧した後、前記同様のス
テップからなるＨＩＰ処理が施される。

その間に別の被処理体Ｑ１）は第二の補助ステーション
４′中にて不活性ガス雰囲気下に予熱処理を施すと共に
、ＨＩＰ処理を了えた更に別の被処理体ＱＩＩ）には第
三の補助ステーション４″中に不活性ガス雰囲気下に冷
却処理が施される〔工程イ〕。

ＨＩＰ装置５の内圧が常圧に復したならば、更に内部温
度の降下を待つことなく直ちに前記被処理体（Ｉ）及び
内部の加熱装置をそれらを囲繞する高温不活性ガス雰囲
気と共に断熱層によって外部雰囲気と実質的に遮断され
た状態でＨＩＰ装置５より取り出し更にそのまま第一の
補助ステーション４中に装入し、次いで予熱処理を了え
た前記被処理体（４）及び加熱装置をそれらを囲繞する
高温不活性ガス雰囲気と共に断熱層によって外部雰囲気
と実質的に遮断された状態で第二の補助ステーション４
′より取り出してそのままＨＩＰ装置５中に装着し、更
に冷却処理を了えた前記被処理体（ＩＩＩ）は新たな被
処理体（ＩＩＩ）と交換される。

〔工程口〕。前記工程イと同様にして、被処理体０にＨ
ＩＰ処理を施す間に、被処理体（ホ）には第三の補助ス
テーション４″中で、予熱処理を施すと共に、被処理体
（Ｉ）には第一の補助ステーション４中にて冷却処理を
施す。

〔工程ハ〕。又、前記工程口と同様にして、被処理体用
及び加熱装置をＨＩＰ装置５より取り出し、第二の補助
ステーション４′中に装入し、次いで被処理Ｗと加熱装
置とを第三の補助ステーション４“より取り出してＨＩ
Ｐ装置５中に装着し、更に被処理体（Ｉ）を新たな被処
理体（Ｉ）と交換する。

〔王程二〕。次いで、前記工程イと同様にして、被処理
体（ＩＩＩ５にＨＩＰ処理を施す間に被処理体（Ｉ）に
は第一の補助ステーション４中で予熱処理を施すと共に
、被処理体（イ）には第二の補助ステーション４′中で
冷却処理を施す。

〔工程ホ〕。前記工程口と同様にして被処理体（２）を
処理室と共にＨＩＰ装置５より取出し、第三の補助ステ
ーション４″中に装入し、次いで被処理体（Ｉ）′を処
理室と共に第一の補助ステーション４より取り出してＨ
ＩＰ装置５中に装着し、更に被処理体（６）を新たな被
処理体（６）と交換する。

〔工程へ〕。以上一連の工程を順次反復することにより
、予熱を加えた標準的ＨＩＰ処理本体のサイクルタイム
が従来１４時間であったものが７時間と大幅に短縮され
た。

以上詳述した通り、従来はＨＩＰ処理後の降圧降温をＨ
ＩＰ装置内で長時間を費して行なっていたものを、本発
明方法並びに装置によれば、急送降圧後、高温のまま不
活性ガス雰囲気ごと被処理体及び加熱装置をＨＩＰ装置
から取り出し、別途補助ステーションで冷却を行なうよ
うにしたから、ＨＩＰ処理のサイクルタイムが大幅に短
縮され、効率が飛躍的に向上する。

又、ＨＩＰ装置の中で成形体を低圧下長時間加熱して予
熱を行ない、次いで圧媒ガスで加圧する従来法にあって
は、高圧下の加熱に適する構造のＨＩＰ装置による低圧
加熱が非常に長時間を要し、その間高価なＨＩＰ装置が
占有されるのに比し、本発明装置は、加熱装置を内蔵し
断熱層で蔽われた処理室を移動可能とし、低圧加熱を別
途補助ステーションで行なうようにしたから、ＨＩＰ炉
の占有時間がこれ又著しく短縮され、ＨＩＰ処理のサイ
クルタイムを更に減少し、効率の優れたＨＩＰ処理を可
能とするものである。

又、１基のＨＩＰ装置に対して複数基の補助ステーショ
ン及び処理室を用意しテ、ＨＩＰ処理が行なわれている
間に他の補助ステーションでは冷却、予熱あるいは被処
理体の装脱を行なうようにすれば、ＨＩＰ処理終了後、
直ちに別の被処理体をＨＩＰ装置に装入できると共にＨ
ＩＰ装置内での冷却操作時間を消去し得るからサイクル
タイムを更に短縮でき、ＨＩＰ処理を１基のＨＩＰ装置
を用いて半連続的に実施することができるために、製品
価格を更に大幅に低減させることができる。

尚、本発明装置は、セラミンクス粉末や金属粉末の成形
体を予備焼結して更にＨＩＰ処理により緻密化する場合
、処理室を補助ステーション内に挿入して予備焼結処理
を行ない、引続いて処理室をＨＩＰ装置に移した後ＨＩ
Ｐ処理を行なえば極めて効率良く高度に緻密化された焼
結体を製造することができる。

更に上記粉末成形体を第１図の如くルンボ内のガラス粉
粒体中に埋め込んで、加熱操作により該成形体が溶融ガ
ラスで完全に蔽われた状態となし、引続きＨＩＰ処理に
付す工程の実施に頗る有利に適用することも可能で、そ
の応用範囲は床机である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる装置の一例を示す概要図、第２
図乃至第４図は第１図における各部の概要を示す図で、
第２図は処理室、第３図は補助ステーションに処理室を
装入した状態図、第４図は高圧容器に前記処理室を装入
した状態図である。 第５図は処理室の変形実施態様を示す部分断面概要図で
ある。 第６図は本発明にかかる方法の実施プログラムを示すチ
ャート、第７図は本発明装置の別の態様を示す概要図で
あり、第８図は第７図の装置を使用して本発明方法を実
施する場合のプログラムを示すチャートである。 １・・・・・・軌道、２・・・・・・搬送台車、４，４
′・・・・・・補助ステーション、５・・・・・・ＨＩ
Ｐ装置、７・・・・・・竪型耐圧シリンダ、８・・・・
・・下蓋、８ａ・・・・・・環状外側蓋、８ｂ・・・・
・・内側蓋、９・・・・・・加熱装置、１０・・・・・
・断熱層、１１・・・・・・処理室、１２・・・・・・
冷媒ジャケント、１３・・・・・・ドーム型ベンセル、
１４，１４’・・・・・ブレス枠体、１５・・・・・・
台車、１７・・・・・・電力リード線、１８．１９・・
・・・・倒立コツプ、２１・・・・・・断熱層、２７．
３３・・・・・・導管、３０・・・・・・排気管、３１
・・・・・・被処理体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間静水圧プレス装置と少なくとも２つの補助ステ
   ーションとを有する熱間静水圧成形設備において、次の
   （イ）〜（ホ）記載の一連の工程を反復することを特徴
   とする熱間静水圧成形方法。 （イ）熱間静水圧プレス装置中にて被処理体（Ｉ）に、
   不活性ガス置換、昇圧・昇温、高圧・高温保持。 降温及び減圧・ガス回収のサイクルよりなる熱間静水圧
   プレス処理を施す工程。 （ロ）熱間静水圧プレス装置の内圧が常圧に復した後、
   更に内部温度の降下を待つことなく直ちに被処理体（１
   ）及び内部の加熱装置をそれらを囲繞する高温不活性ガ
   ス雰囲気と共に断熱層によって外部雰囲気と実質的に遮
   断された状態で熱間静水圧プレス装置より取り出し、更
   にそのまま冷却手段を備えた補助ステーション中に装入
   する工程。 ｅ）別の補助ステーションにて待機中の被処理体（２）
   と加熱装置とを、それらを包囲する断熱層と共に該ステ
   ーションより取り出し、前記熱間静水圧プレス装置中に
   装着する工程。 に）熱間静水圧プレス装置中に装着された被処理体（２
   ）に対して前記工程（イ）と同様の熱間静水圧プレス処
   理を施す一方、前記工枢→によって補助ステーション中
   に装入された被処理体（Ｉ）及び加熱装置を不活性ガス
   雰囲気中で冷却した後、該被処理体を新たな被処理体（
   Ｉ５と交換して待機せしめる工程、及び （ホ）熱間静水圧プレス処理を了えた前記被処理体（２
   ）を前記工櫃口）と同様にして別の補助ステーション中
   に装入すると共に、前記工程に）によって補助ステーシ
   ョンにて待機中の被処理体（Ｉ）を前記工檄）と同様に
   して前記熱間静水圧プレス装置中に装着する工程。 ２ 補助ステーションにおける冷却処理によって被処理
   体及び加熱装置の温度を約３００℃以下迄に下降せしめ
   る特許請求の範囲第１項記載の熱間静水圧成形方法。 ３ 熱間静水圧プレス装置と少なくとも２つの補助ステ
   ーションとを有する熱間静水圧成形設備において、次の
   （イ）〜（へ）記載の一連の工程を反復することを特徴
   とする熱間静水圧成形方法。 （イ）熱間静水圧プレス装置中にて被処理体（Ｉ）に、
   不活性ガス置換、昇圧・昇温、高圧・高温保持。 降温及び減圧・ガス回収のサイクルよりなる熱間静水圧
   プレス処理を施す間に、別の被処理体（６）には第二の
   補助ステーション中にて不活性ガス雰囲気下に予熱処理
   を施すと共に、熱間静水圧プレスを了えた更に別の被処
   理体（ＩＩＩ）には第三の補助ステーション中にて不活
   性ガス雰囲気下に冷却処理を施す工程。 （ロ）熱間静水圧プレス装置の内圧が常圧に復した後、
   更に内部温度の降下を待つことなく直ちに前記被処理体
   （Ｉ）及び内部の加熱装置を、それらを囲繞する高温不
   活性ガス雰囲気と共に断熱層によって外部雰囲気と実質
   的に遮断された状態で熱間静水圧プレス装置より取り出
   し、更にそのまま第一の補助ステーション中に装入し、
   次いで予熱処理を了えた前記被処理体（６）及び加熱装
   置をそれらを囲繞する高温不活性ガス雰囲気と共に断熱
   層によって外部雰囲気と実質的に遮断された状態で第二
   の補助ステーションより取り出してそのまま熱間静水圧
   プレス装置中に装着し、更に冷却処理を了えた前記被処
   理体ＣＩ［Ｉ）を新たな被処理体（ｆｆｌ）と交換する
   ことからなる被処理体の装脱工程。 ←）前記工程（イ）と同様にして被処理体（６）に熱間
   静水圧プレス処理を施す間に、被処理体（［ＩＩ）には
   。 第三の補助ステーション中にて予熱処理を施すと共に、
   被処理体（Ｉ）には第一の補助ステーション中にて冷却
   処理を施す工程。 に）前記工程（ロ）と同様にして、被処理体０及び加熱
   装置を熱間静水圧プレス装置より取り出し、第二の補助
   ステーション中に装入し、次いで被処理体（ＩＩＩ）と
   加熱装置とを第三の補助ステーションより取り出して熱
   間静水圧プレス装置中に装着し、更に被処理体（Ｉ）を
   新たな被処理体（■）′と交換することからなる被処理
   体の装脱工程。 （ホ）前記工程（イ）と同様にして、被処理体（２）に
   熱間静水圧プレス処理を施す間に、被処理体（■）′に
   は第一の補助ステーション中にて予熱処理を施すと共に
   、被処理体（６）には第二の補助ステーション中にて冷
   却処理を施す工程、及び （へ）前記工程（ロ）と同様にして、被処理体（ＩＩＩ
   ５及び加熱装置を熱間静水圧プレス装置より取り出し、
   第三の補助ステーション中に装入し、次いで被処理体（
   Ｉ）と加熱装置とを第一の補助ステーションより取り出
   して熱間静水圧プレス装置中に装着し、更に被処理体（
   ６）を新たな被処理体（６）と交換することからなる被
   処理体の装脱工程。 ４ 補助ステーションにおける冷却処理によって被処理
   体及び加熱装置の温度を約３００℃以下迄に下降せしめ
   る特許請求の範囲第３項記載の熱間静水圧成形方法。 ５ 頂部が閉塞された竪型耐圧シリンダとその底部に着
   脱自在に嵌合する下蓋とからなる高圧容器と、該下蓋上
   面に装設され且つ内側に加熱装置を有する断熱層により
   囲まれた処理室とを主体としてなり、且つ処理室内部に
   収容した被処理体に熱間静水圧プレス処理を施すための
   雰囲気ガス並びに圧力・温度調節手段を具えてなる熱間
   静水圧プレス装置と、前記加熱装置と被処理体を内部に
   包有する前記断熱層が下方より挿通される開口を有し、
   前記加熱装置と被処理体とを内包する断熱層を支持する
   装置を有するとともにそれらを不活性ガス雰囲気中で冷
   却する手段を有する複数の補助ステーションと、前記熱
   間静水圧プレス装置と各補助ステーションとの間で前記
   下蓋と被処理体とを、もしくは下蓋と被処理体と断熱層
   、加熱装置とを搬送する台車装置と、熱間静水圧プレス
   装置及び各補助ステーションにおいて前記下蓋、被処理
   体を、もしくは下蓋、被処理体と断熱層・加熱装置とを
   昇降させる昇降装置とを備えたことを特徴とする熱間静
   水圧成形装置。 ６ 加熱装置がモリブデン又はグラファイトよりなる加
   熱要素を含む電熱装置であり、前記下蓋に設けられた電
   力リード線路を通じて電力供給源に接続されるものであ
   る特許請求の範囲第５項記載の熱間静水圧成形装置。 ７ 前記熱間静水圧プレス装置を架台に支持固定すると
   共に、該熱間静水圧プレス装置を上下より挟圧するため
   のプレス枠体を挟圧作用位置と退避位置との間で移動し
   得る如くなした台車上に搭載した前記特許請求の範囲第
   ５項又は第６項記載の熱間静水圧成形装置。 ８ 下蓋が倒立コンブ状断熱層とその内側の加熱装置と
   を固設する環状外側蓋と、該外側蓋内に着脱自在に嵌合
   し且つ被処理体を断熱層を介して載置する内側蓋とから
   なる前記特許請求の範囲第５項乃至第７項の何れか１つ
   の項に記載の熱間静水圧成形装置。 ９ 前記竪型耐圧シリンターがその外周に冷媒ジャケッ
   トを具えてなる前記特許請求の範囲第５項乃土弟８項の
   何れか１つの項に記載の熱間静水圧成形装置。 １０熱間静水圧プレス装置１基に対し２基の補助ステー
   ションを有する前記特許請求の範囲第５項乃至第９項の
   何れか１つの項に記載の熱間静水圧成形装置。 １１ 熱間静水圧プレス装置１基に対し３基の補助ステ
   ーションを有する前記特許請求の範囲第５項乃至第９項
   の何れか１つの項に記載の熱間静水圧成形装置。 １２補助ステーシヨンに冷媒ジャケットを備えた特許請
   求の範囲第５項記載の熱間静水圧成形装置。 １３補助ステーシヨンに処理室内の測温手段を備えた特
   許請求の範囲第５項又は第１２項記載の熱間静水圧成形
   装置。 １４補助ステーシヨンに処理室内の温度調節手段を備え
   た特許請求の範囲第５項、第１２項又は第１３項記載の
   熱間静水圧成形装置。 １５補助ステーシヨンに雰囲気調節手段を備えた特許請
   求の範囲第５項、第１２項、第１３項又は第１４項記載
   の熱間静水圧成形装置。 １６補助ステーシヨンに下蓋クランプ装置を備えた特許
   請求の範囲第５項、第１２項、第１３項。 第１４項又は第１５項記載の熱間静水圧成形装置。