JPS5871301A - 熱間静水圧成形方法および装置 - 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】 本発明は、高温高圧ガス雰囲電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
ｆｌｔ間静間圧水圧プレス下ＨＩＰという）処理に関す
る。

ＨＩＰ％理は、高温下で不活性ガスを圧力媒体として等
方向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、・簾結された製品には、ａ）従
来の焼結法を用いる場合よりも低い湿質て高密度化が達
せられ、したがって過度の結晶成長による粒粗大化が防
出されて、ち密なＭｉ緑をうろことができる。

ｂ）あらゆる材料について、理論値に近い密度かえられ
、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）材料歩留りゝの向上、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、降圧に長いすイクルタイムをかけて
行なわなけれはならず、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、ＨＩ　Ｐ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ＨＩＰＩＰ装置
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かある。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伸に
、予熱炉が必要になり設備ゝ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か犬慨中で行なわれる
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
理体を高圧室内に押入する際、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かある。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
の嵩いＨＩＰＩＰ装置開昭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、同断蒙（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創成
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ｕｂ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１用される加
熱要素の材料としては、Ｆｅ　　ＡＺ’　　Ｃｒｔ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り無材として評価されてい
るが、安定して使す］できるのはせいぜい１１００°Ｃ
程度である。一方、１１００°Ｃ以上て安定して使用で
きるモリブデン糸あるいはグラファイト系材料は高温域
における酸化か著しいことから２００〜３００°Ｃ程度
以下の温度範囲でなければ安全に大気に曝すことができ
ない。従って高圧不活性ガス雰囲気下に摂氏十数百度の
高温でＨＩＰ％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ａｏｏ’ｃ以下迄の降温番ヒ長時間を
要するため、ＨＩＰＩＰ装置放して被処理体を取出す迄
の長大な仕掛り時間は）（ＩＰ装置の効率的利用を甚し
くＶ目毒している。因みに）ＩＴＰ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。

装　　　　　入　　　　　　　　　　　０．　　１０真
空吸引、ガス置換　　　　　１．００昇圧、昇温　　　
　　　　８．００ 保　　　　　持　　　　　　　　　　　２．００降　　
　　　温　　　　　　　　　　　　８．　００減圧回収
　　　　　　　　１．００ 計　　　　　　　　　　　　　１５．　２０そこで前記
予熱によるサイクルタイムの減少は、８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呪が減少するに過きす、サイ
クルタイムの大半を占める降温所要時間は同等影響を受
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鏝に提案し
たＨＩＰ装置に史に多くの改良と工夫とを重ね、Ｔ（Ｉ
　Ｐ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ひ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ばつ内側に加熱
装置を有する倒立コツプ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大々具えて
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１、
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・ラック
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’ｌ−゛・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（７
）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）を内蔵した倒立コツプ状断熱層αＯにより囲まれた
処理室０９とから主に構成される。

かかる処理室０１）は、断熱層（］（１と下蓋（８）と
を一体向に耐圧シリンダ（７）から離脱させることによ
り、ＨＩＰ装＠（５）の外へ取出し可能である。一方、
補助ステーション（４）、　ｔｌ）・・・は外周に冷媒
ジャケットａｚを備えたドーム型ベッセルα３を主体と
するもので、処理室Ｑｌ）　、　Ｏｆ＋又はＱｆを完全
に収納するに足る容器を備えており、ドーム型ベッセル
αｊ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）　、　ｎｊ・・・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、竪型耐圧シリンダ（７）又はドーム型ベッセルＱ
３　、　ａｓ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
α１１　、　Ｑｆ）・・・を耐圧シリンダ（７）又はド
ーム型ベッセルａ：ｉ　、　Ｑ：４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０ル及び被処理体装入準備中の第三の
処理室０Ｓと、２基の補助ステーション（４）９品と、
１基のＨＩＰ装置（５）とが示されている。又、高圧容
器の上蓋（６）と下草（８）とを挟圧する。プレス枠体
α４）　Ｃ１４５は台車０υ上に搭載されて軌道ＯＱ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０１）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００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
設けられた電力リード線αηを通して行なわれる。加熱
装ｆｌ（９）を含め、処理室α９を囲む断熱層Ｇ（１は
、気体透過性の小さな材料のほぼ同心の倒立コツプＱ８
１及び０９、並ひにそれらの間に充填されたセラミック
スファイバーのような併熱性繊維状断熱材翰によって構
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［・１（２１）で被覆されて
いる。処理室Ｏｎの内外は断熱層００の一部に穿設され
且つ開閉自在な透孔＠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
［有］内に修装された板状部材（ハ）は、スプリング（
ハ）によって上方に付勢されて突出し、透孔（イ）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ベッセルの下
部内周に設けられた突起により押し下けられて、透孔＠
を開放する。透孔（ハ）の開閉は上述の構造の伸に種々
の変形か考えられるが、要は処理室０］ｌ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、―ト脱
した状態では閉止することが肝要である。又、処理室０
１Ｊ内には、下蓋（８）に設けられ且つバルブ（至）に
よって開閉されるガスｆｆ１ｆ、　ａ　Ｗ即ち導管−か
ら、断熱庫Ｑ］）の開孔−を通って不活性ガス等の雰面
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０Ｄにおいて、下蓋（８）か
ら断ｉ％層（ｌ（）を分離して、処理室（１１）を開放
し、断熱庫ｅｔ＋を介して下蓋（８）上に被処理体を配
置した後、断熱層αＧを下蓋（８）上に載置固定して処
理室Ｏｎ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０１１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０１）は、次
いで補助ステーション（４）のドーム型ベッセル０３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ｄｌｌをドーム型ベッセルα３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ッセル０３は、その下端が前
記処理室面の下蓋（８）と気密に嵌合し得るようになっ
ており、又自問下縁近傍の突起−は板状部材（ハ）を押
し下げて透孔（イ）を開放する。史ニ又、ドーム型ベッ
セル０３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（至）が設けられている。図示
の如くに、ドーム型ベッセル（１：１内に処理室（１１
）を挿入し、下蓋（Ｈ４４・ド・）・型ベッセルａ３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…より真空吸引を行
なうか又は、排気しつつ導管（イ）より窒素ガス、アル
ゴンガス、へＩＪ　ラムガス等の不活性ガスを送入し処
理室Ｇ℃の内部を所定の雰囲気に置換する。真空吸引の
場合（ま、バルブ（ハ）を閉止しておけば、透孔（イ）
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（１）を開放し、導管
−より雰囲気ガスを供給すれば、開孔（ハ）を通り処理
室０１）及びベッセル０３内部は雰囲気ガスを以って充
満され、更に又、排気管（７）から雰囲気ガスの排出を
行なえは、導管（ハ）より送入される雰囲気ガスは開孔
（ハ）、処理室０１）、透孔（イ）を通過してドーム型
ベッセルｑ３と断熱層００との間隙に入り、排気管（至
）より排出される為、雰囲気ガスの供給Ｂ−と排出ｔｆ
とを適宜調節することにより、被処理体ＣＩ］）を任意
所定の％圧下の雰囲気ガス流に曝すことかできる。何れ
の場合も処理室ｄｌｌ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、本発明の枢要な持掛は、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）において高圧高温でＨＩＰ処理を行な
った後、降圧後床だに高温状態にある処理室（１υ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、Ｔ（ＩＰ装置（５）より下蓋（８）と共に取出さ
れた処理室０１）はその内部が高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己助された状態で
補助ステーション（４）のドーム型ベッセル０３に装入
され、前述同様にＳ　’Ｍ−よりの雰囲気ガスの送入及
び排気管（至）よりの排出を行なって、ｕＢｔ＋室Ｏｎ
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仙電する代わりにドーム型ベッセ
ル０３の冷媒ジャケラ）　Ｑ２に冷水等の冷却媒体を流
通させると、導管（５）より流入し、被処理体Ｃ（１）
、加熱装置（９）等処理室ｆｉｌｌ　ｌ−可能の熱を奪
ってゲＩ−ｌＡｎ’ｔした雰囲気ガスは、冷媒ジャケラ
）　Ｑ２の内壁で熱交換を受は冷却されて排気管（ト）
より排出される。

かかる冷却工程は従来ＨＩ　Ｉ’装置内で長時間をかけ
て行なわれていたのであるが、本発明によれはＨＩＰ装
置装置付なわれるため、Ｔ（ＩＰ装置本体のサイクル、
タイムの大１１ＶｆＩな短し１、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ＩＦ化に１゛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Ｊ、ｌＩ’ａはそれを適宜な不活性
ガスで置換した上、下蓋（８）をドーム型ベッセル０３
から離脱させ、被処理体を収容した処理室Ｏｎ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装置（５）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装骸（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（２）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１通路即ち導管（ト）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（７）
に装着された上蓋（６）と下Ｍ（８）とは作業中の離脱
を防ぐためにプレス枠体α、ｉ＞　、　Ｑ４１によって
挟圧される。上蓋（６）と下蓋（８）とを耐圧シリンダ
（７）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央される。

かかる構造の装置において、内部か昇温状態にある処理
室０Ｄを担持した下盤（８）を耐圧シリンダ（７）の下
端に気密に装着することにより、処理室０１１は耐圧シ
リンダ（７）中に装入配置される。バルブ（イ）を閉止
し圧媒ガスを導管（ト）から高圧室（至）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か採択さ
れる。）（ＩＰＲ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。

ＨＩ　Ｐ！理が完了した後、圧媒ガスを導管（至）より
排出し炉内圧力を常圧に１パした後は、更：こ内部温度
の降下を待つことなく、プレス枠体（１４＋　、　０！
を撤去して、下蓋（８）を耐圧シリンダ（７）から取り
外し、処理室０９並びにその中の被ｙシ理体と一体的に
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、倒立コツプ状の断熱層ａＯ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）に着脱自在に観合し且つ断熱庫ａｔ
＋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ＯＤを補助ステーション（４）から取り出した
上、断熱層面を下蓋（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０υを装入し
たまま、内側蓋（８ｂ）のみを断熱庫ＱＤ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
ができて預る便利である。

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−Ａｒ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、内側の倒立コツプ（１１すとして
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
ＯＩ用材料として共にモリブデンを採用し、処理室０１
）内温度１４００℃にてＨＩ　Ｐ処理する場合に、予熱
を１０００°Ｃ迄の温度で、処理室内をｌＯ〜１ＯＴｏ
ｒｒ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は、予ｉ段階ても又、ＨＩ　−Ｐ
　ｉ％理段階でも、モリブデンか４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
却した後に大剣に開放すれば、実質的に殻化しないこと
がｆＨｌａ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
０ηをＨＩＰ装置（５）と組合わせてＨＩＰ娯理を行な
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０１）を
外部雰囲気と実質的に遮断された状態で）ＩＩＰ装置よ
り収り出し、そのまま浦１１Ｑステーションに装〜し冷
却工程に付す一方、別のＰ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Ｏｎ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０１）をＨＩＰ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０】）。

０チ・・・と２基の補助ステーション（４）、　（４ｔ
と１基のＨＩＰ装置（５）とを巧妙に組合わせ、所定の
プログラムによって稼働すれば高能率のＨＩＰ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ＨＴＰ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 装　　入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１０分真空吸引・不活性ガス置換　　１時間００分昇
圧・昇温　　　　　　　　　３時間ＯＯ分高圧・高温保
持　　　　　　　２時間００分降　温　　　　　　　　
　　　１時間００分急速減圧・ガス回収　　　　　１時
間００分取出し　　　　　　　　　　　　　　１０分（
合　計　　　　　　８時間２０分 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（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（ＩＩ）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。）ＴＩＰ
装置中に装着された被処理体（ＩＴ）に対してＨＩＰ％
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（ｒｌ）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ＨＩＰ％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７図は更に高能率のＨＩ　Ｐ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′）、　＜
ａ’＋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７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０菊が台車０！１の参勤により図示
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ＨＴＰ
Ｒ理が施される。その間に別の被処理体（ｎ）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１９
６理体（Ｉｌｌ）には第三に冷却処理が施される〔工程
（イ）〕。

ＨＩＰ装置（５）の内圧が常圧に後したならば、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（ＩＩ）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
（２）は新たな被処理体（■′）と交換される。〔工程
（Ｏ〕〕。

前記工程（イ）と同様にして、被処理体（■）にＨＩＰ
処理を施す間に、被処理体（ｍ）には第三の補助ステー
ション（４’Ｓ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ｅｊ〕。

又、前記工程（ロ）と同様にして、被処理体（旧及び加
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（イ）中に装入し、次いで被処理体（■１′
）と加熱装置とを第三の補助ステーション（４′１より
取り出してＨＩＰ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。

〔工程に）〕。

次いで、前記工程（イ）と同様にして、被処理体ｄｌｌ
’）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ｆｉ％理を施すと共に
、被処理体（ｎ）には第二の補助ステーション（４１中
で冷却処理を施す。〔工程（ホ）〕。

前記工程（ロ））と同様にして被処理体（■′）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’Ｓ中に装入し、次いて被処理体（Ｉ′）
を処理室と共に第一の補助ステージ、ヨン（４）より取
り出して■ＩＰ装置（５）中に装着し、更に被処理体（
ＩＴ）を新たな被処理体（ｎ′）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！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
ＨＩＰ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、急速降圧後、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ＨＩ　Ｐ装置に対して禎数基の補助ステ
ーション及び処理室を用意して、〜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Ｉｕ　Ｒ皿体の装脱を行なうようにすれば、ＨＩＰ
Ｒ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ＨＩＰ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、ＨＩ　Ｐ’％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、本発明装置ぽは、セラミックス粉本や金属粉末の成
形体を予（１ｉｉｉ焼結して中にＨＩＰ姻理により緻密
化する場合、処理室を補１１リスチージョン内に押入し
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ＨＩＰＬＬ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図の如くルツ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
完全に蔽わ実施に頗る有利に１ｌＦｊ用することも可能
で、その応用範囲は床几である。

【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）、　（４Ｓ・・・補助ステーション、（５）・
・・ＨＩＰ装置、　　　（７）・・竪型耐圧シリンダ、
（８）・・・下蓋、　　　　　　　（８ａ）・・・環状
外側蓋、（８ｂ）・・・内側船、　　　　　（９）・・
・加ヤ＼、装ｆ−１００・・・断熱層、　　　　　０１
１−処理室、０２・・・冷媒ジャケット、ｔ１３１・・
・ドーム型ベッセル、Ｑ４）　、　（１４＜・・・プレ
ス枠体、　０均・・・台車、αη・・・電力リード線、
　　（１８１、員・・・倒立コツプ、Ｈ・・・断熱庫、
　　　　　（イ）、０３・・・導管、（至）・・・排気
管、　　　　　０１）・・・被処理体。 第６図 第８図

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ｖ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（
   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、
   更にそのまま冷却手段を備えた補助ステーション中に装
   入する工程、 ｆｊ　　別の補助ステーションにて待機中の被処理体（
   ＩＩ）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（Ｉ
   Ｉ）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、前記工程Ｃ口）によって補助ステーシ
   ョン中に装本された被処理体（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（Ｉ　’）と交換して待機せしめる工程、及び （ホ）熱間静水ノモプレス処理を了えた前記被処理体（
   Ｉｆ）を前記工程（ロ）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（■５ヲ前記工程（ハ
   ）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、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（Ｉｔ）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
   ■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（ＩＩ）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ＧＴＩ）を新たな被処理体（２））と交換すること
   からなる被処理体の装脱工程、 （ハ）　前記工程（イ）と同様にして被処理体（ｎ）に
   熱間静水圧プレス処理を施す間に、被処理体（ＩＮ１′
   ）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（ｎ）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（ｍ′）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（Ｉ’１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（■′）に熱間静水圧プレス処理を施す間に、被
   処理体（Ｉ′）には第一の補助ステーション中にて予熱
   処理を施すと共に、被処理体（ｒｌ）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（ｍ′）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ＣＩ’）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（ｒｌ）を新
   たな被処理体（市と交換することからなる被処理体の装
   脱工程。 ３、加熱装置がモリブデン又はグラファイトよりなる加
   熱３素を含んでなる特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の熱間静水圧成形方法。 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°Ｃ以下迄に下降せし
   める特許請求の＠　Ｉ？ｆｌ第１項乃至第３項の何れか
   に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。 グ、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
   得るごと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項記戦の熱間静水圧成形装置。 ８、下蓋が倒立コツプ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庫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項の何れかに記
   載の熱間静水圧成形装置。 ９、前記竪型耐圧シリンダ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項乃至第８項の何
   れか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
   の何れかに記載の熱間静水圧成形装置。 １２、補助ステーショ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。 １Ｂ、補助ステーショ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、補助ステーショ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、補助ステーショ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、補助ステーショ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。