JPS5947302A - 焼結炉 - Google Patents
焼結炉Info
- Publication number
- JPS5947302A JPS5947302A JP15699182A JP15699182A JPS5947302A JP S5947302 A JPS5947302 A JP S5947302A JP 15699182 A JP15699182 A JP 15699182A JP 15699182 A JP15699182 A JP 15699182A JP S5947302 A JPS5947302 A JP S5947302A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintering
- sintered
- furnace body
- lamps
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Furnace Details (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】
(イ)技術分野
本発明は粉末冶金用焼結炉、特に効率の良い焼結炉に関
する。
する。
(ロ)背景技術
従来この分野における焼結としては、抵抗発熱によるも
の、誘導加熱によるもの、ホットプレス等が通常採用さ
れている。これ等はその焼結サイクルが104〜105
秒であり、焼結以外の工程例えばプレス工程が1oO秒
であるのに1咬べて極めて長い時間を要するものである
。
の、誘導加熱によるもの、ホットプレス等が通常採用さ
れている。これ等はその焼結サイクルが104〜105
秒であり、焼結以外の工程例えばプレス工程が1oO秒
であるのに1咬べて極めて長い時間を要するものである
。
更にまた」−述の従来の焼結炉ではその炉体が焼結され
る成型体の大きさに較べて過大であり加熱効率が瓶めて
悪く数%に過ぎない。また炉体(11¥成部材として断
熱拐等種々の材料で構成され4’:jに高温で使用する
場合は被焼結体にとって々rましくない雰囲気を形成す
ることがあり高品質のJfA結体を得るためには種々の
工夫が必要であり設備コストが過大となる。
る成型体の大きさに較べて過大であり加熱効率が瓶めて
悪く数%に過ぎない。また炉体(11¥成部材として断
熱拐等種々の材料で構成され4’:jに高温で使用する
場合は被焼結体にとって々rましくない雰囲気を形成す
ることがあり高品質のJfA結体を得るためには種々の
工夫が必要であり設備コストが過大となる。
」1記の問題のうち、焼結サイクルに関しては被焼結体
である成型体に直接通電して発熱する通電加熱法が提案
されているが、これは導電性月料にのみ適応されセラミ
ックのような絶縁物には応用できず、さらに表面と内部
の組織が不均一になる欠点があり超硬合金の如く組Xi
j!:によって特性が:I¥しく影警!される製品には
適用されない。
である成型体に直接通電して発熱する通電加熱法が提案
されているが、これは導電性月料にのみ適応されセラミ
ックのような絶縁物には応用できず、さらに表面と内部
の組織が不均一になる欠点があり超硬合金の如く組Xi
j!:によって特性が:I¥しく影警!される製品には
適用されない。
(ハ)発明の目的
本発明はか\る従来の焼結炉の問題を解消するもので高
速で焼結でき、しかも高品質の焼結体を得ることのでき
る焼結炉を提供するのがL1的である。
速で焼結でき、しかも高品質の焼結体を得ることのでき
る焼結炉を提供するのがL1的である。
第1図は粉末冶金の一般的な製造工程を示す図であり、
数]、 (10/lから0.lll の範囲の原料粉
末を所定組成に配合し、これに潤滑材、有機結合剤を2
〜10%添力11添合11混したものを所定−」−法の
金型に充」眞し05〜8 t/cm” の圧力でプレス
成型する。次に・1・00〜800°Cの温度で上記潤
滑イ」、結合剤を除去する脱バインダー(程を経て焼結
し、必要によって所定寸法に加工として製品とする。最
近の粉末冶金製品はセラミック、サーメット、超硬合金
、ダイヤモンド等種々広範な工業用途に普及しており量
産性が重要視され自動化、連続化が進んでいるが前述の
如くこれらの工程の□うち焼結工程が]〜10時間のサ
イクルで行われており、最も遅れていると云わざるを得
ない。
数]、 (10/lから0.lll の範囲の原料粉
末を所定組成に配合し、これに潤滑材、有機結合剤を2
〜10%添力11添合11混したものを所定−」−法の
金型に充」眞し05〜8 t/cm” の圧力でプレス
成型する。次に・1・00〜800°Cの温度で上記潤
滑イ」、結合剤を除去する脱バインダー(程を経て焼結
し、必要によって所定寸法に加工として製品とする。最
近の粉末冶金製品はセラミック、サーメット、超硬合金
、ダイヤモンド等種々広範な工業用途に普及しており量
産性が重要視され自動化、連続化が進んでいるが前述の
如くこれらの工程の□うち焼結工程が]〜10時間のサ
イクルで行われており、最も遅れていると云わざるを得
ない。
本発明はこの焼結を光エネルギーを利用し短時間に行う
ものである。従来光エネルギーの利用としては太陽エネ
ルギーをパラボラ集光板により1点に集、中して加熱す
る方法が知られているが、上記の粉末冶金製品の焼結に
は雰囲気調′1゛1− H,、+:産扛の点で実用的で
ない。
ものである。従来光エネルギーの利用としては太陽エネ
ルギーをパラボラ集光板により1点に集、中して加熱す
る方法が知られているが、上記の粉末冶金製品の焼結に
は雰囲気調′1゛1− H,、+:産扛の点で実用的で
ない。
に)発明の開示
本発明は赤外線ランプ等の望源を密閉炉体の所定箇所に
設置し、炉体内壁は断面放物線状又は楕円状のAl
または金の反月1板となっており、上記ランプの光が炉
体中心に全て集光し、中心に焼結すべき成型体を照射し
急速加熱することによって焼結を短時間に完了せしめる
ものである。
設置し、炉体内壁は断面放物線状又は楕円状のAl
または金の反月1板となっており、上記ランプの光が炉
体中心に全て集光し、中心に焼結すべき成型体を照射し
急速加熱することによって焼結を短時間に完了せしめる
ものである。
第2図は本発明の焼結に用いる焼結炉の一例の正断面図
であり、第3図はその中心部の横断面図である。被焼結
体6は炉体]の中央部に石英板等13の上に設置し、光
源ランプ16の光は反則板J5に反射し17で示す光線
に示す如く全て被焼結体6に集光し、被焼結物は製品の
大きさ、材1′1によって異るが、1〜10分で昇温焼
結が完了する。
であり、第3図はその中心部の横断面図である。被焼結
体6は炉体]の中央部に石英板等13の上に設置し、光
源ランプ16の光は反則板J5に反射し17で示す光線
に示す如く全て被焼結体6に集光し、被焼結物は製品の
大きさ、材1′1によって異るが、1〜10分で昇温焼
結が完了する。
上記の光源としては赤外線ランプが最も適する。
この赤外線ランプは透明石英ガラス管にタングステンフ
ィラメントを封入し、内部にハロゲンガスを人、れて密
閉されたものであり、その放射波長はぼX ]、、]、
5 ミクロンにピークをもつ近赤外線放射スペクトル
をもっている。従って輻!IJ効率も高く、電力密度は
100ワツ) / cm”前後であり、従来の抵抗発熱
体に較べ、2〜10倍の電力密度をもっている。この赤
外綿ランプは従来、主として熱分析、熱的性能試験や半
導体の熱処理等に使用されているが、本発明の如く粉末
冶金の焼結に用いた例は無い40本発明者らは腫々の検
討の結果粉末冶金への実用を可能にしたものである。
ィラメントを封入し、内部にハロゲンガスを人、れて密
閉されたものであり、その放射波長はぼX ]、、]、
5 ミクロンにピークをもつ近赤外線放射スペクトル
をもっている。従って輻!IJ効率も高く、電力密度は
100ワツ) / cm”前後であり、従来の抵抗発熱
体に較べ、2〜10倍の電力密度をもっている。この赤
外綿ランプは従来、主として熱分析、熱的性能試験や半
導体の熱処理等に使用されているが、本発明の如く粉末
冶金の焼結に用いた例は無い40本発明者らは腫々の検
討の結果粉末冶金への実用を可能にしたものである。
第2図は上記光ビーム加熱方式を用いた焼結炉の1実施
例の全体の正断面図である。炉体1の中は脱バインダ一
部2と焼結部3とに分れており、各々上下移動可能なシ
ャッター8.8′で遮断することができる。脱バインダ
一部は電熱ヒータ7によって200〜800°Cに加熱
されバインダー留めWに回収される。焼結部では被焼結
体6が石英管12の中央に置かれ、前述の光ビームを照
射する光源部5によって急速加熱される。Rは真空排気
用ポンプ、9、]0がガス導入口、11はガス排気口で
あり、炉内を真空、ガス雰囲気とIL意に調整すること
ができる。
例の全体の正断面図である。炉体1の中は脱バインダ一
部2と焼結部3とに分れており、各々上下移動可能なシ
ャッター8.8′で遮断することができる。脱バインダ
一部は電熱ヒータ7によって200〜800°Cに加熱
されバインダー留めWに回収される。焼結部では被焼結
体6が石英管12の中央に置かれ、前述の光ビームを照
射する光源部5によって急速加熱される。Rは真空排気
用ポンプ、9、]0がガス導入口、11はガス排気口で
あり、炉内を真空、ガス雰囲気とIL意に調整すること
ができる。
光源部の汚染を防止するため、光71ノ;i部と石英管
内とは別々にガスを導入ずれば)3′ε結炉の捕修」二
有刊である。
内とは別々にガスを導入ずれば)3′ε結炉の捕修」二
有刊である。
第4図は本発明の焼結における焼結サイクルの一例であ
り、昇温Aが2分、焼結キープBが1.5分、冷却Cが
1.5 分であり、従来104〜105秒であった焼結
工程は102秒に極端に短縮された。
り、昇温Aが2分、焼結キープBが1.5分、冷却Cが
1.5 分であり、従来104〜105秒であった焼結
工程は102秒に極端に短縮された。
本発明の場合、昇温速度は10゛C/秒以上]50°C
/秒以下であり、焼結温度1200〜l (i 00°
Cの範囲のものが最も効率良く焼結さ、れ、焼結サイク
ルは20分以下で大抵の場合すんだ。
/秒以下であり、焼結温度1200〜l (i 00°
Cの範囲のものが最も効率良く焼結さ、れ、焼結サイク
ルは20分以下で大抵の場合すんだ。
本発明の効果は単に焼結時間の短縮のみてなく、加熱時
間が短いことにより成型体の雰囲気による汚染が少く、
またもし一部が酸化していても初期段階で還元除去され
るため真空や特殊な雰囲気が不要となった。また短時間
で焼結されてしまうため特に焼結中に液相の生ずるもの
については高温での変形が少く、形状効果の影署!が少
ないなどの効果があった。
間が短いことにより成型体の雰囲気による汚染が少く、
またもし一部が酸化していても初期段階で還元除去され
るため真空や特殊な雰囲気が不要となった。また短時間
で焼結されてしまうため特に焼結中に液相の生ずるもの
については高温での変形が少く、形状効果の影署!が少
ないなどの効果があった。
一1投に焼結される前の成型体は多孔質であり、熱伝導
が悪いため、これに光エネルギーが投入されると熱を効
率よく吸収し、成型体は急激に温度L )1.すること
ができる。
が悪いため、これに光エネルギーが投入されると熱を効
率よく吸収し、成型体は急激に温度L )1.すること
ができる。
1・6図面のIli′Il′i′I−な説明第1図は粉
末冶金の工程を示す工程図、第2図、第;(図は本発明
の焼f?1’i炉の実施例を示す図で、第2図は炉全体
の正断面図、第3図は焼結部の中心部ll1l′I断面
図および第・1・図は本発明の炉による昇温曲線の例で
ある。
末冶金の工程を示す工程図、第2図、第;(図は本発明
の焼f?1’i炉の実施例を示す図で、第2図は炉全体
の正断面図、第3図は焼結部の中心部ll1l′I断面
図および第・1・図は本発明の炉による昇温曲線の例で
ある。
1;炉体、2;脱バインダ一部、3;焼結部、5 、5
’ ;光源部、6+6’;被焼結体、7;ヒータ、81
8’ ;シャッター、9,10.ガス導入LJ 、1.
1;ガスJ、Il: +1+ + +、R;真空ポンプ
、W;バインダー留め、12;石英管、13;敷板、1
4・;熱断熱材、15;反射板、16;光源、17;光
線。
’ ;光源部、6+6’;被焼結体、7;ヒータ、81
8’ ;シャッター、9,10.ガス導入LJ 、1.
1;ガスJ、Il: +1+ + +、R;真空ポンプ
、W;バインダー留め、12;石英管、13;敷板、1
4・;熱断熱材、15;反射板、16;光源、17;光
線。
71図
Claims (1)
- (1)炉体内壁が断面放物線状又は楕円状の反射板から
成り、炉体中央の被焼結体に集中する位置に光源ランプ
が複数個設けられてあり、該光源に電流を供給する電源
をそなえ、電力通電により光源ランプの光線が反射板に
より被焼結体に集中昇温しで通常から焼結完了まで10
〜103秒で行われることを特徴とする焼結炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15699182A JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15699182A JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5947302A true JPS5947302A (ja) | 1984-03-17 |
Family
ID=15639779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15699182A Pending JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5947302A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0239494U (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-16 | ||
US5036179A (en) * | 1988-05-19 | 1991-07-30 | Quadlux, Inc. | Visible light and infra-red cooking apparatus |
US5517005A (en) * | 1988-05-19 | 1996-05-14 | Quadlux, Inc. | Visible light and infra-red cooking apparatus |
US5620624A (en) * | 1988-05-19 | 1997-04-15 | Quadlux, Inc. | Cooking method and apparatus controlling cooking cycle |
US5665259A (en) * | 1988-05-19 | 1997-09-09 | Quadlux, Inc. | Method of cooking food in a lightwave oven using visible light without vaporizing all surface water on the food |
US5726423A (en) * | 1988-05-19 | 1998-03-10 | Quadlux, Inc. | Apparatus and method for regulating cooking time in a radiant energy oven |
US5954980A (en) * | 1988-05-19 | 1999-09-21 | Quadlux, Inc. | Apparatus and method for uniformly cooking food with asymmetrically placed radiant energy sources |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4824179U (ja) * | 1971-07-29 | 1973-03-20 | ||
JPS5390033A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Hitachi Ltd | Heat treatment equipment |
JPS5653278U (ja) * | 1979-09-29 | 1981-05-11 |
-
1982
- 1982-09-08 JP JP15699182A patent/JPS5947302A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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JPS5653278U (ja) * | 1979-09-29 | 1981-05-11 |
Cited By (12)
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US5712464A (en) * | 1988-05-19 | 1998-01-27 | Quadlux, Inc. | Method and apparatus of cooking food in a lightwave oven |
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US5786569A (en) * | 1988-05-19 | 1998-07-28 | Quadlux, Inc. | Method and apparatus of cooking food in a lightwave oven |
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USRE36724E (en) * | 1988-05-19 | 2000-06-06 | Quadlux, Inc. | Visible light and infra-red cooking apparatus |
JPH0239494U (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-16 |
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