JPWO2005068167A1 - Method and apparatus for heating and pressurizing articles via a liquid heat / pressure transmission medium - Google Patents

Method and apparatus for heating and pressurizing articles via a liquid heat / pressure transmission medium Download PDF

Info

Publication number
JPWO2005068167A1
JPWO2005068167A1 JP2005517072A JP2005517072A JPWO2005068167A1 JP WO2005068167 A1 JPWO2005068167 A1 JP WO2005068167A1 JP 2005517072 A JP2005517072 A JP 2005517072A JP 2005517072 A JP2005517072 A JP 2005517072A JP WO2005068167 A1 JPWO2005068167 A1 JP WO2005068167A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
heat
medium
transmission medium
cavity
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
Application number
JP2005517072A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
加藤 龍彦
龍彦 加藤
斗紀也 寺部
斗紀也 寺部
直史 牧口
直史 牧口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sintokogio Ltd
Original Assignee
Sintokogio Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sintokogio Ltd filed Critical Sintokogio Ltd
Publication of JPWO2005068167A1 publication Critical patent/JPWO2005068167A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15Hot isostatic pressing
    • B22F3/156Hot isostatic pressing by a pressure medium in liquid or powder form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/001Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

液体の状態に保たれた熱・圧力伝達媒体を介して物品を加圧及び加熱処理することで加圧力を確実に物品に作用させることが可能な加圧及び加熱処理する方法及び装置を提供する。装置は、キャビティを密閉又は開放するための蓋を接離可能にして備えた容器(2)であって、その蓋(2a)にキャビティと当該容器の外部との間を連通する流路(7)を有する容器(2)と、一端において流路(7)の外部端に連通連結される管路(13)と、管路(13)の他端に連通連結されて容器から分離して設けられ内部に加圧媒体を収容する外部増圧機(5)であって、加圧媒体を介してキャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加圧する外部増圧機と、容器、外部増圧機及び前記管路に設けられ前記熱・圧力伝達媒体及び前記加圧媒体を加熱するための加熱器(10)とを具備する。There is provided a method and apparatus for pressurization and heat treatment that can apply pressure to an article with certainty by applying pressure and heat treatment to the article via a heat / pressure transmission medium maintained in a liquid state. . The apparatus is a container (2) provided with a lid for sealing or opening a cavity so as to be able to contact and separate, and a flow path (7) communicating with the lid (2a) between the cavity and the outside of the container. ) Having a container (2) having one end thereof, a conduit (13) connected to the outer end of the flow path (7) at one end, and being connected to the other end of the conduit (13) and separated from the container. An external pressure booster (5) for accommodating a pressure medium therein, an external pressure booster for pressurizing a heat / pressure transmission medium in the cavity via the pressure medium, a container, an external pressure booster, and the pipe line And a heater (10) for heating the heat / pressure transmission medium and the pressure medium.

Description

本発明は、物品を高温等方圧縮(HIP)法により加圧及び加熱する方法と装置に関し、特に、溶融金属を鋳造して得られる鋳物や金属(アルミニウム、マグネシウム、超硬合金、あるいはこれらの金属の混合物を含む)又はセラミックの粉末の成形体を液体の熱・圧力伝達媒体を介して高温等方圧縮法により加圧及び加熱することにより、セラミック焼結体や緻密化した鋳物を製造する方法と装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for pressurizing and heating an article by a high temperature isotropic compression (HIP) method, and in particular, a casting or metal obtained by casting a molten metal (aluminum, magnesium, cemented carbide, or these A ceramic sintered body and a densified casting are manufactured by pressurizing and heating a compact of a ceramic powder (including a metal mixture) or a ceramic powder by a high-temperature isotropic compression method through a liquid heat / pressure transmission medium. It relates to a method and a device.

従来、物品を液体の熱・圧力伝達媒体(溶融塩、溶融ガラス等)を介して高温等方圧縮(HIP)法により処理し、あるいは成形体を高温等方圧縮成型する装置は、公知である(特開2001−262295号公報、特開昭49−123409号公報、特開平6−226428号公報)。 Conventionally, an apparatus for processing an article by a high temperature isotropic compression (HIP) method via a liquid heat / pressure transmission medium (molten salt, molten glass, etc.) or a high temperature isotropic compression molding of a molded body is known. (JP 2001-262295 A, JP 49-123409 A, JP 6-226428 A).

しかし、特開2001−262295号公報に記載された装置は、容器内に熱・圧力伝達媒体たる溶融塩と被加工物(軽合金鋳物)を入れ、この容器に蓋を被せ、蓋に形成された孔から溶融塩にピストンを挿入して溶融塩を加圧することにより前記被加工物を熱間等圧プレスすることを開示している。このピストンは細いため、溶融塩を十分に加圧するために溶融塩内に深く侵入させる必要がある。したがって、ピストンが被加工物に干渉しないようにするためには容器の長さを被加工物の長さよりもかなり長くする必要があり容器が大きくなるという問題がある。   However, the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-262295 has a molten salt that is a heat / pressure transmission medium and a work piece (light alloy casting) placed in a container, and the container is covered with a lid. In other words, the workpiece is hot isobarically pressed by inserting a piston into the molten salt through a hole and pressurizing the molten salt. Since this piston is thin, it is necessary to penetrate deeply into the molten salt in order to sufficiently pressurize the molten salt. Therefore, in order to prevent the piston from interfering with the workpiece, the length of the container needs to be considerably longer than the length of the workpiece, and there is a problem that the container becomes large.

また、特開昭49−123409号公報や特開平6−226428号公報に記載された装置は、いずれもダイ(スリーブ)キャビティ内の溶融塩を圧縮するために該キャビティ内に侵入するパンチ(ピストン)を使用する。パンチの径はキャビティの径と同じである。したがって、被加工物が大きくなると、キャビティ及びパンチの径も大きくする必要があり、その結果、パンチに大きな押圧力を与えるために大型の加圧装置を必要とし、また、大型の加圧装置を支持する丈夫な支持装置を必要とするのでコスト高となり現実的でないという問題点を有している。   In addition, all of the apparatuses described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 49-123409 and 6-226428 are punches (pistons) that enter the cavity in order to compress the molten salt in the die (sleeve) cavity. ). The punch diameter is the same as the cavity diameter. Therefore, when the workpiece becomes large, it is necessary to increase the diameters of the cavity and the punch. As a result, a large pressure device is required to apply a large pressing force to the punch. Since a strong support device for supporting is required, the cost is high and it is not practical.

さらに、特開平6−226428号公報に記載されている装置は、ダイ上面及び加圧媒体(溶融塩)の上面に金属製のシートを敷き、これらのシートを押圧することにより前記加圧媒体を加圧している。押圧されるとシートは塑性変形してしまうので使い捨てされる。従って、シートを交換する必要がありそのためのコストと手間がかかるという問題点を有している。   Furthermore, an apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-226428 has a metal sheet placed on the upper surface of a die and the upper surface of a pressurized medium (molten salt), and the pressed medium is pressed by pressing these sheets. Pressurized. When pressed, the sheet will be plastically deformed and will be discarded. Therefore, there is a problem in that it is necessary to replace the sheet, which requires cost and labor.

本発明は目的は上記問題点を克服することにある。この目的を達成するため、本発明の第1局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する方法は、物品を密閉して入れることが可能なキャビティを有する容器の該キャビティに物品を入れ、前記キャビティを液体の熱・圧力伝達媒体で満たし、該熱・圧力伝達媒体を加圧及び加熱することによる液体の熱・圧力伝達媒体を用いて前記物品を加圧及び加熱する方法において、前記熱・圧力伝達媒体の加圧は、管路を介して前記キャビティと連通連結された外部増圧機により当該熱・圧力伝達媒体と同一成分の完全に液状にされた加圧媒体を介してなされる。   The object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems. In order to achieve this object, a method for heating and pressurizing an article using a liquid heat / pressure transmission medium according to the first aspect of the present invention includes a cavity having a cavity in which the article can be sealed. The article is placed in the container, the cavity is filled with a liquid heat / pressure transmission medium, and the article is pressurized and heated using the liquid heat / pressure transmission medium by pressurizing and heating the heat / pressure transmission medium. In the method, the pressurization of the heat / pressure transmission medium is performed by using a pressure medium which is completely liquefied with the same component as the heat / pressure transmission medium by an external pressure intensifier connected to the cavity via a pipe line. Made through.

本発明の第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法は、物品を密閉して入れることが可能なキャビティを有する容器の該キャビティに物品を入れ、前記キャビティを液体の熱・圧力伝達媒体で満たし、該熱・圧力伝達媒体を加圧及び加熱する液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法であって、前記熱・圧力伝達媒体の加圧は、隔液器を介して前記キャビティと連結された外部増圧機によって圧力を発生させ、発生させた圧力を前記隔液器内の前記熱・圧力伝達媒体と同一成分の加圧媒体及び異なる成分の伝圧媒体とに隔絶して収容された当該伝圧媒体に伝達し、伝達された圧力を前記加圧媒体に伝えることにより当該加圧媒体を介して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧するものである。   The method for pressurizing and heating an article using a liquid heat / pressure transmission medium according to the second aspect of the present invention is to put the article into the cavity of a container having a cavity into which the article can be sealed, A method for pressurizing and heating an article using a liquid heat / pressure transmission medium for filling a cavity with a liquid heat / pressure transmission medium and pressurizing and heating the heat / pressure transmission medium, wherein the heat / pressure The pressure of the transmission medium is generated by an external pressure booster connected to the cavity via a separator, and the generated pressure is applied with the same components as the heat / pressure transmission medium in the separator. The pressure medium and the pressure medium that is separated from the pressure medium and transmitted to the pressure medium that is accommodated, and the transmitted pressure is transmitted to the pressure medium, whereby the pressure in the cavity is increased. Add heat / pressure transmission medium It is intended to.

第1及び第2局面の方法において、パンチ(ピストン)を使用することなく物品の加圧が可能であり、外部増圧機によって発生させた圧力を迅速かつ確実にキャビティ内の物品に作用させることができる。   In the method according to the first and second aspects, the article can be pressurized without using a punch (piston), and the pressure generated by the external pressure intensifier can be applied to the article in the cavity quickly and reliably. it can.

特に、上記第2局面の方法においては、前記加圧媒体と伝圧媒体は伸縮自在な隔絶部材によって隔絶され、該伝圧媒体が前記隔液器に圧入されることによって前記隔絶部材が伸長して前記伝圧媒体から加圧媒体に圧力が伝播される。これにより、前記外部増圧機によって発生させた圧力を正確かつ瞬時に熱・圧力伝達媒体に伝播することができる。また、本発明の第2局面の方法において、前記伝圧媒体を低融点合金とすることができ、これにより外部増圧機における加熱を比較的低温に留めることができる。   In particular, in the method according to the second aspect, the pressurizing medium and the pressure transmission medium are isolated from each other by an elastic isolation member, and the isolation member is extended by press-fitting the pressure transmission medium into the separator. Thus, pressure is transmitted from the pressure transmission medium to the pressure medium. As a result, the pressure generated by the external pressure booster can be accurately and instantaneously propagated to the heat / pressure transmission medium. In the method according to the second aspect of the present invention, the pressure transmission medium can be a low melting point alloy, whereby the heating in the external pressure booster can be kept at a relatively low temperature.

さらに、本発明の第2局面の方法において、前記伝圧媒体を常温常圧で液状の工業油とすることができる。これにより、外部増圧機を加熱する必要はなくなり加熱のためのエネルギーを最小限に抑えることが可能となる。   Furthermore, in the method of the second aspect of the present invention, the pressure transmission medium can be an industrial oil that is liquid at normal temperature and pressure. Thereby, it is not necessary to heat the external pressure booster, and energy for heating can be minimized.

本発明の第1及び第2の局面の方法において、前記熱・圧力伝達媒体の融点が前記物品の加熱温度以下である。これにより、前記物品を溶解したりすることなく加熱・加圧処理が可能となる。   In the method according to the first and second aspects of the present invention, the melting point of the heat / pressure transmission medium is equal to or lower than the heating temperature of the article. Thereby, heating / pressurizing treatment can be performed without dissolving the article.

また、本発明の第1及び第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法において、前記熱・圧力伝達媒体の融点を前記物品の加熱温度以下とすることができる。これにより、前記物品を溶解したりすることなく加圧・加熱処理が可能となる。   In the method for pressurizing and heating an article using the liquid heat / pressure transmission medium in the first and second aspects of the present invention, the melting point of the heat / pressure transmission medium is set to be equal to or lower than the heating temperature of the article. Can do. Thereby, pressurization and heat treatment can be performed without dissolving the article.

また、本発明の第1及び第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法において、前記熱・圧力伝達媒体を硝酸塩若しくは亜硝酸塩の単体又は硝酸塩の混合塩若しくは亜硝酸塩の混合塩又は硝酸塩と亜硝酸塩との混合塩とすることができる。   In the method for pressurizing and heating an article using the liquid heat / pressure transmission medium according to the first and second aspects of the present invention, the heat / pressure transmission medium may be nitrate or nitrite alone or a mixed salt of nitrate. Alternatively, a mixed salt of nitrite or a mixed salt of nitrate and nitrite can be used.

また、本発明の第1及び第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する方法において、前記物品を鋳物又は金属粉末若しくはセラミック粉末の少なくとも一方を含む成形体とすることができ、前記鋳物又は前記成形体を加熱及び加圧して緻密化した鋳物や焼結体を形成することができる。このように、本発明の方法は鋳物や金属粉末、セラミックス粉末といった広範な物品に適用が可能である。   In the method for heating and pressurizing an article using the liquid heat / pressure transmission medium according to the first and second aspects of the present invention, the article is a molded article containing at least one of a casting, a metal powder, or a ceramic powder. It is possible to form a dense cast or sintered body by heating and pressurizing the cast or the compact. Thus, the method of the present invention can be applied to a wide range of articles such as castings, metal powders, and ceramic powders.

また、本発明の第1及び第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法において、前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体の加熱が、前記容器に周設された加熱器又は該キャビティに内設された加熱器によってなし、当該加熱器の外周を断熱材によって被覆することができる。これにより、前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体を効率良く加熱することができる。   Further, in the method for pressurizing and heating an article using the liquid heat / pressure transmission medium according to the first and second aspects of the present invention, the heating of the heat / pressure transmission medium in the cavity is arranged around the container. The outer periphery of the heater can be covered with a heat insulating material. Thereby, the heat / pressure transmission medium in the cavity can be efficiently heated.

上記目的を達成するために、本発明の第1局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する装置は、キャビティを備え、該キャビティ内に物品と液体の熱・圧力伝達媒体を密閉して入れ、該液体の熱・圧力伝達媒体を加熱及び加圧して前記物品を加熱及び加圧する装置であって、前記キャビティを密閉又は開放するための蓋を接離可能にして備えた容器であって、前記蓋には前記キャビティと当該容器の外部との間を連通する流路を有する容器と、一端において前記流路の外部端に連通連結される管路と、前記管路の他端に連通連結されて前記容器から分離して設けられ内部に加圧媒体を収容した外部増圧機であって、前記加圧媒体を介して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧する外部増圧機と、前記容器、前記外部増圧機及び前記管路に設けられ前記熱・圧力伝達媒体及び前記加圧媒体を加熱するための加熱器とを具備する。   In order to achieve the above object, an apparatus for heating and pressurizing an article using a liquid heat / pressure transmission medium according to the first aspect of the present invention includes a cavity, and heat / pressure transmission between the article and the liquid in the cavity. An apparatus for heating and pressurizing the article by heating and pressurizing the heat and pressure transmission medium of the liquid in a sealed manner, and having a lid for sealing or opening the cavity so as to be able to contact and separate A container having a flow path communicating between the cavity and the outside of the container at the lid, a pipe line connected to the external end of the flow path at one end, and the pipe line An external pressure intensifier connected to the other end of the container and separated from the container and containing a pressurizing medium therein, and the heat / pressure transfer medium in the cavity is applied via the pressurizing medium. An external pressure booster that presses and the container Comprising a heater for the external pressure intensifier and provided in the conduit for heating the heat-pressure transmission medium and the pressurizing medium.

本発明の第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する装置は、キャビティを備え、該キャビティ内に物品と液体の熱・圧力伝達媒体を密閉して入れ、該熱・圧力伝達媒体を加圧及び加熱して前記物品を加圧及び加熱する装置であって、前記キャビティを密閉又は開放するための蓋を接離可能にして備えた容器であって、前記蓋には前記キャビティと当該容器の外部との間を連通する流路を有する容器と、一端において前記流路の外部端に連通連結された第一管路と、内部に媒体収容室を備え該媒体収容室は伸縮自在な隔絶部材によって加圧媒体収容室と伝圧媒体収容室とに隔絶され、前記第一管路の他端と前記加圧媒体収容室とが連通連結された隔液器と、一端において前記伝圧媒体収容室と連通連結された第二管路と、前記第二管路の他端に連通連結されて前記容器から分離して設けられ内部に前記伝圧媒体を収容した外部増圧機であって、当該伝圧媒体を介して前記加圧媒体に圧力を伝播して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧する外部増圧機と、前記容器、前記隔液器、前記外部増圧機及び前記第一管路、第二管路に設けられ前記熱・圧力伝達媒体と前記加圧媒体及び前記伝圧媒体を加熱するための加熱器とを具備する。   An apparatus for pressurizing and heating an article using a liquid heat / pressure transmission medium according to the second aspect of the present invention includes a cavity, and the article and the liquid heat / pressure transmission medium are sealed in the cavity. An apparatus for pressurizing and heating the article by pressurizing and heating the heat / pressure transmission medium, wherein the container is provided with a lid for sealing or opening the cavity so as to be able to contact and separate. The lid includes a container having a flow path communicating between the cavity and the outside of the container, a first conduit connected to the external end of the flow path at one end, and a medium containing chamber inside. The medium storage chamber is separated into a pressurization medium storage chamber and a pressure transmission medium storage chamber by an extendable isolation member, and the other end of the first pipe and the pressurization medium storage chamber are connected in communication. And a first end connected in communication with the pressure transmission medium storage chamber at one end. An external pressure intensifier connected to the other end of the pipe and the second pipe and separated from the container and containing the pressure transmission medium therein, the pressure increasing medium via the pressure transmission medium An external pressure booster that propagates pressure to the pressure medium to pressurize the heat / pressure transmission medium in the cavity, and the container, the separator, the external pressure booster, the first pipe line, and the second pipe line. And a heater for heating the heat / pressure transmission medium, the pressure medium, and the pressure transmission medium.

第1及び第2局面の装置を構成することにより、大型の装置を用いることなくある程度の大きさの物品(被加工物)を加熱・加圧処理することが可能となり、かつ、金属製の使い捨てシートを必要としないためシート交換の手間及び費用を削減することができる。   By configuring the apparatus of the first and second aspects, it becomes possible to heat and pressurize an article (workpiece) of a certain size without using a large apparatus, and a metal disposable Since no sheet is required, it is possible to reduce the labor and cost of sheet replacement.

本発明の第2局面における液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する装置において、前記媒体収容室における前記隔絶部材を一端が閉鎖された金属製ベローズとすることができ、前記金属製ベローズの開放端側を前記媒体収容室の内壁に密着して当該金属製ベローズ内を前記伝圧媒体収容室とすることができる。これにより、前記加圧媒体と伝圧媒体とを混合不能に隔絶できると共に当該加圧媒体に所定の加圧力を確実に伝えることができる。   In the apparatus for pressurizing and heating an article using the liquid heat / pressure transmission medium in the second aspect of the present invention, the isolation member in the medium accommodating chamber can be a metal bellows whose one end is closed, The open end side of the metal bellows can be brought into close contact with the inner wall of the medium housing chamber to make the inside of the metal bellows the pressure transfer medium housing chamber. As a result, the pressure medium and the pressure transmission medium can be isolated from each other so as not to be mixed, and a predetermined pressure can be reliably transmitted to the pressure medium.

第1及び第2局面の装置において、容器の蓋には、その底面を裾とし底円の直径が前記キャビティの直径に等しい円錐状の空気溜りが削成されており、前記蓋の側壁を外部端とし前記空気溜りの傾斜面を内部端とする流路と、前記空気溜りの頂点を内部端とし該蓋の側壁を外部端とする空気路とが各々貫通穿設されている。これにより、容器の外部からキャビティ内へ熱・圧力伝達媒体を容易に導入することができると共に、物品の加熱・加圧処理の際に容器のキャビティ内に閉じ込められた微量の空気を外部へ容易に放出することができる。   In the apparatus according to the first and second aspects, the container lid has a conical air pocket whose bottom is the bottom and the diameter of the bottom circle is equal to the diameter of the cavity, and the side wall of the lid is externally attached. A flow path having an end and an inclined surface of the air reservoir as an internal end, and an air passage having an apex of the air reservoir as an internal end and the side wall of the lid as an external end are respectively formed through. As a result, the heat / pressure transmission medium can be easily introduced from the outside of the container into the cavity, and a small amount of air trapped in the cavity of the container during the heating / pressurizing process of the article can be easily released to the outside. Can be released.

また第1及び第2局面の装置は、前記容器を包囲するフレームと、当該容器の下端と前記フレームの内底面との間に設けられた固定手段とを具備し、前記固定手段は前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体が加圧された際に、前記容器を押し上げて前記蓋の上面を前記フレームの天井面に押し付け、該熱・圧力伝達媒体から当該蓋に作用する力に抗して該蓋を固定する。これにより、キャビティ内の物品を前記熱・圧力伝達媒体によって加圧しても前記容器の蓋を確実に固定し続けることが可能となる。   The apparatus according to the first and second aspects further includes a frame surrounding the container, and fixing means provided between a lower end of the container and an inner bottom surface of the frame, and the fixing means is in the cavity. When the heat / pressure transmission medium is pressurized, the container is pushed up to press the upper surface of the lid against the ceiling surface of the frame, against the force acting on the lid from the heat / pressure transmission medium. Fix the lid. Thereby, even if the article in the cavity is pressurized with the heat / pressure transmission medium, the lid of the container can be securely fixed.

また第1及び第2局面の装置において、前記キャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加熱するための加熱器は前記容器に周設され又は前記キャビティに内設されており、当該加熱器の外周は断熱材で被覆されている。これにより前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体を効率良く加熱することができる。   Further, in the apparatus of the first and second aspects, a heater for heating the heat / pressure transmission medium in the cavity is provided in the container or in the cavity, and the outer periphery of the heater is Covered with insulation. Thereby, the heat / pressure transmission medium in the cavity can be efficiently heated.

以下、本発明を実施するための最良の形態(実施例1及び2)を説明する。これらの形態は例としてのみ説明するものであり、発明をそのような形態に限定することを意図するものではない。実施例1及び2において、装置の同様な要素には同じ又は同様な番号を付している。   The best mode for carrying out the present invention (Examples 1 and 2) will be described below. These forms are described by way of example only and are not intended to limit the invention to such forms. In Examples 1 and 2, like elements of the apparatus are given the same or similar numbers.

本発明は、物品を高温等方圧縮(HIP)法により加熱及び加圧する方法及び装置に関し、特に、金属粉やセラミック粉末の成形体を液体の熱・圧力伝達媒体を用いた高温等方圧縮法によって焼結体を製造する方法及び装置に関する。また、本発明は、溶融金属を鋳造して得られる鋳物を同様に処理することで鋳物に内包する空隙を微細化し或いは消失せしめて緻密で高品質な鋳物を製造する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for heating and pressurizing an article by a high temperature isotropic compression (HIP) method, and in particular, a high temperature isotropic compression method using a liquid heat / pressure transmission medium for a metal powder or ceramic powder compact. The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a sintered body. The present invention also relates to a method and apparatus for producing a dense and high-quality casting by minimizing or eliminating voids contained in the casting by similarly treating a casting obtained by casting molten metal.

ここで本発明における物品には、金属粉或いはセラミック粉末の成形体又は鋳物が含まれる。そして、金属粉にはアルミニウム、マグネシウム、超硬合金又はこれらの金属の混合物が含まれる。   Here, the article in the present invention includes a compact or casting of metal powder or ceramic powder. The metal powder includes aluminum, magnesium, cemented carbide or a mixture of these metals.

また、本発明における熱・圧力伝達媒体及び加圧媒体は硝酸カリウム(融点333℃)、硝酸ナトリウム(融点308℃)等の硝酸塩の単塩や亜硝酸ナトリウム(融点271℃)等の亜硝酸塩の単塩、または硝酸塩同士の混合塩や亜硝酸塩同士の混合塩、さらには硝酸塩と亜硝酸塩との混合塩である溶融塩を意味する。但し、この溶融塩の融点は物品を加熱する際の温度より低いことが必要である。   In addition, the heat / pressure transmission medium and the pressure medium in the present invention are simple salts of nitrates such as potassium nitrate (melting point 333 ° C.) and sodium nitrate (melting point 308 ° C.) and nitrites such as sodium nitrite (melting point 271 ° C.). It means a molten salt which is a salt, a mixed salt of nitrates, a mixed salt of nitrites, or a mixed salt of nitrate and nitrite. However, the melting point of the molten salt needs to be lower than the temperature at which the article is heated.

さらに、本発明における加熱器は通電することにより発熱するもの、例えばニクロム線を絶縁体で被覆した構造のものが一般的であるが、これに限らず同様の機能を奏することが可能な加熱器は全て含まれる。また、本発明における断熱材とは、セラミック製断熱材等の産業機械において通常用いられているものを意味する。   Furthermore, the heater in the present invention is generally one that generates heat when energized, for example, a structure in which a nichrome wire is covered with an insulator, but is not limited to this, and a heater that can exhibit the same function. Are all included. Moreover, the heat insulating material in this invention means what is normally used in industrial machines, such as a ceramic heat insulating material.

また、本発明における外部増圧機とは、加圧媒体たる溶融塩を溜めることができるボアーを有し、前記ボアー内に溜められた溶融塩内にプランジャを挿入することによって前記ボアーと連通して開設された吐出口から溶融塩を圧送することが可能な機能を有するものを意味する。   The external pressure booster in the present invention has a bore capable of storing molten salt as a pressurized medium, and communicates with the bore by inserting a plunger into the molten salt stored in the bore. It means what has a function which can pump molten salt from the established discharge outlet.

さらに、本発明における固定手段とは、物品の加圧及び加熱処理時にキャビティ内に加えられる加圧力に対抗し得る圧力を発生させる機構を有するものであり、具体的には油圧シリンダが最も好ましいが、電動シリンダを用いることも可能である。   Furthermore, the fixing means in the present invention has a mechanism that generates a pressure that can be opposed to the applied pressure applied to the cavity during pressurization and heat treatment of the article. Specifically, a hydraulic cylinder is most preferable. An electric cylinder can also be used.

実施例1
本発明を実施するための装置の実施例1を図1に示す。図1は、本発明のフレーム1と、このフレーム1に接続され当該フレーム1内に収められた容器2のキャビティ3に満たされた熱・圧力伝達媒体(本実施例において溶融塩)を加圧媒体(本実施例において熱・圧力伝達媒体と同一成分の溶融塩)を介して加圧する外部増圧機5を示す概略断面図である。
Example 1
A first embodiment of an apparatus for carrying out the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a pressure of a frame 1 of the present invention and a heat / pressure transmission medium (molten salt in this embodiment) connected to the frame 1 and filled in a cavity 3 of a container 2 accommodated in the frame 1. It is a schematic sectional drawing which shows the external pressure booster 5 pressurized via a medium (molten salt of the same component as a heat / pressure transmission medium in a present Example).

前記容器2は、キャビティ3を有するコップ形状をなし、該キャビティ3を密閉又は開放するための蓋2aを接離可能にして備えている。前記容器2は、その底面が前記フレーム1の内底面に固着された固定手段としての油圧シリンダ6の上端に当接することによって支持されている。前記蓋2aは、図示されない搬送装置によって前記フレーム1内外へ搬入出可能とされているため、前記容器2のキャビティ3を密閉又は開放することができる。   The container 2 has a cup shape having a cavity 3, and is provided with a lid 2a for sealing or opening the cavity 3 so as to be able to contact and separate. The container 2 is supported by contacting the upper end of a hydraulic cylinder 6 as a fixing means whose bottom surface is fixed to the inner bottom surface of the frame 1. Since the lid 2a can be carried into and out of the frame 1 by a conveying device (not shown), the cavity 3 of the container 2 can be sealed or opened.

前記蓋2aには該蓋2aの底面を裾とし、底円の直径が前記キャビティ3の直径に等しい円錐状の空気溜り8が形成されている。前記空気溜り8の頂点は、前記蓋2aの略縦中心軸線上に位置しており、前記蓋2aによって前記容器2に蓋をすると前記キャビティ3と前記空気溜り8とで加熱・加圧処理のための空間が形成されることとなる。そして、前記蓋2aには加圧媒体としての溶融塩を流入するための流路7が穿設されており、該流路7は前記蓋2aの側壁を外部端として水平に真直ぐ伸び、当該蓋2aの中心より若干手前の位置において直角下方に折れ曲がって該蓋2aの底面を形成する前記空気溜り8の傾斜面を内部端として貫通している。また、前記蓋2aには前記空気溜り8の頂点を内部端として真直ぐ上方に伸び、その後直角に折れ曲がって真直ぐ伸びて当該蓋2aの側壁を外部端として貫通する空気路9が穿設されている。前記空気路9はその外部端が図示されないバルブと連通接続されているため、当該バルブを開くことによって前記空気溜り8に溜まった空気を外部へ排出することができるようにされている。   The lid 2 a is formed with a conical air pocket 8 having a bottom surface of the lid 2 a as a skirt and a bottom circle diameter equal to the diameter of the cavity 3. The apex of the air reservoir 8 is located substantially on the longitudinal center axis of the lid 2a. When the container 2 is covered with the lid 2a, the cavity 3 and the air reservoir 8 are heated and pressurized. Thus, a space is formed. The lid 2a is provided with a flow path 7 for allowing molten salt as a pressurized medium to flow in. The flow path 7 extends horizontally straight with the side wall of the lid 2a as an external end, and the lid 2a The inclined surface of the air reservoir 8 that is bent at a right angle downward from the center of 2a and forms the bottom surface of the lid 2a passes through the inner end as an inner end. The lid 2a is provided with an air passage 9 extending straight upward with the apex of the air reservoir 8 as an inner end, then bent at a right angle and extending straight, and penetrating the side wall of the lid 2a as an outer end. . Since the air passage 9 is connected to a valve (not shown) at its outer end, the air accumulated in the air reservoir 8 can be discharged to the outside by opening the valve.

前記容器2及び蓋2aの外周には共に加熱器10が装着されており、これによって前記流路7内の加圧媒体及び前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体を加熱することができるようになっている。前記加熱器10は前記蓋2aにおいては前記流路7及び前記空気路9の各々の外部端である開口を避けて装着されている。前記加熱器10はニクロム線を絶縁体で被覆した構造のものであり、当該加熱器10の外周は断熱材11によって被覆されているため加熱器10によって発生した熱が外部に伝わることを防ぐことができる。   A heater 10 is mounted on the outer circumference of the container 2 and the lid 2a so that the pressurized medium in the flow path 7 and the heat / pressure transmission medium in the cavity 3 can be heated. It has become. The heater 10 is mounted on the lid 2a so as to avoid the opening which is the outer end of each of the flow path 7 and the air path 9. The heater 10 has a structure in which a nichrome wire is covered with an insulator, and since the outer periphery of the heater 10 is covered with a heat insulating material 11, heat generated by the heater 10 is prevented from being transmitted to the outside. Can do.

また、前記フレーム1から分離して外部増圧機5が設置されており当該外部増圧機5はその内部に加圧媒体としての溶融塩を満たすためのボアー4が形成されている。前記外部増圧機5の底面には前記ボアー4と連通する吐出口12が穿設されており、該外部増圧機5は前記ボアー4内に挿入可能なラム5aを備えている。さらに、外部増圧機5の外周には前記加熱器10が装着されており、当該加熱器10の外周は前記断熱材11によって被覆され、前記吐出口12と前記流路7の外部端とは管路13によって連通接続されている。従って、前記ボアー4内に収められた加圧媒体としての溶融塩を所定温度以上に加熱できると共に前記外部増圧機5の前記ボアー4内から吐出された溶融塩を前記流路7内に送り込むことができる。なお、図1においては省略されているが、前記管路13の外周は実際にはそのほぼ全長にわたって前記加熱器10が装着されており、該加熱器10の外周は前記断熱材11によって被覆されているため、前記外部増圧機5から吐出された加圧媒体としての溶融塩は所定温度を維持したまま前記流路7内に到達できる。   An external pressure booster 5 is installed separately from the frame 1, and the external pressure booster 5 has a bore 4 for filling a molten salt as a pressure medium therein. A discharge port 12 communicating with the bore 4 is formed in the bottom surface of the external pressure booster 5, and the external pressure booster 5 includes a ram 5 a that can be inserted into the bore 4. Furthermore, the heater 10 is attached to the outer periphery of the external pressure booster 5, the outer periphery of the heater 10 is covered with the heat insulating material 11, and the discharge port 12 and the outer end of the flow path 7 are connected to a pipe. A communication connection is established by a path 13. Accordingly, the molten salt as the pressurizing medium stored in the bore 4 can be heated to a predetermined temperature or more, and the molten salt discharged from the bore 4 of the external pressure booster 5 is sent into the flow path 7. Can do. Although omitted in FIG. 1, the outer periphery of the conduit 13 is actually mounted with the heater 10 over almost the entire length, and the outer periphery of the heater 10 is covered with the heat insulating material 11. Therefore, the molten salt as the pressurized medium discharged from the external pressure booster 5 can reach the flow path 7 while maintaining a predetermined temperature.

以下にこのように構成された装置により物品としてのアルミニウム鋳物Mを例にして加熱・加圧処理する方法を説明する。まず、前記蓋2aと前記容器2とを分離した状態で前記キャビティ3内に予め加熱されて液体となっている所定量の熱・圧力伝達媒体としての溶融塩を注入する。この場合の溶融塩としては、市販の複合塩である三恵冶金工業(株)製の融点が145℃のもの(商品名「バスリック」)を用いた。次に前記加熱器10によって前記容器2を加熱して前記キャビティ3内に注入された溶融塩の温度を上昇させ、最終的にアルミニウム鋳物Mの緻密化処理に必要な温度である520℃に到達させてその温度を維持する。その状態で所定温度(520℃)に加熱したアルミニウム鋳物Mを前記キャビティ3内の溶融塩中に浸漬する。その後、図示しない搬送装置により前記蓋2aを前記容器2の直上に移動し、しかる後に固定手段としての前記油圧シリンダ6を作動させて前記容器2を押し上げ、前記蓋2aの上面を前記フレーム1の天井面に押し付けて前記容器2と前記蓋2aとを密着固定し、前記キャビティ3内の溶融塩が加圧されても前記蓋2aと前記容器2との密着状態を維持できるようにする。この際、前記空気溜り8内に微量の空気が閉じ込められるが、これは前記空気路9の外部端に連通接続された図示されないバルブを開くことによって外部へ放出される。   A method for heating and pressurizing the aluminum casting M as an article as an example will be described below using the apparatus configured as described above. First, in a state where the lid 2a and the container 2 are separated from each other, a predetermined amount of molten salt as a heat / pressure transmission medium that is heated in advance into the cavity 3 to be liquid is injected. As the molten salt in this case, a commercially available composite salt having a melting point of 145 ° C. (trade name “Baslick”) manufactured by Sankei Metallurgical Industry Co., Ltd. was used. Next, the container 2 is heated by the heater 10 to increase the temperature of the molten salt injected into the cavity 3, and finally reaches 520 ° C. which is a temperature necessary for the densification treatment of the aluminum casting M. To maintain that temperature. In this state, the aluminum casting M heated to a predetermined temperature (520 ° C.) is immersed in the molten salt in the cavity 3. Thereafter, the lid 2a is moved immediately above the container 2 by a transport device (not shown), and then the hydraulic cylinder 6 as a fixing means is operated to push up the container 2, and the upper surface of the lid 2a is The container 2 and the lid 2a are pressed and pressed against the ceiling surface so that the close contact between the lid 2a and the container 2 can be maintained even when the molten salt in the cavity 3 is pressurized. At this time, a very small amount of air is trapped in the air reservoir 8 and is released to the outside by opening a valve (not shown) connected to the outer end of the air passage 9.

続いて、前記蓋2aに穿設された前記流路7内、前記管路13内及び前記外部増圧機5の前記ボアー4内を前記管路13に連通接続された図示されない注入装置によって加圧媒体としての溶融塩で満たす。この溶融塩は前記熱・圧力伝達媒体と同じ成分のものである。そして、前記流路7が穿設された前記蓋2a、前記管路13及び前記外部増圧機5に各々装着された前記加熱器10を当該溶融塩の融点以上の温度(本実施例では180℃)に加熱することによって前記流路7、前記管路13及び前記ボアー4内の溶融塩を全て完全に液体の状態とする。   Subsequently, the inside of the flow path 7 formed in the lid 2a, the inside of the pipe line 13 and the inside of the bore 4 of the external pressure booster 5 are pressurized by an injection device (not shown) connected to the pipe line 13 in communication. Fill with molten salt as medium. The molten salt has the same components as the heat / pressure transmission medium. Then, the heater 10 attached to the lid 2a in which the flow path 7 is formed, the pipe line 13 and the external pressure booster 5 are respectively heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the molten salt (180 ° C. in this embodiment). ), The molten salt in the flow path 7, the pipe line 13, and the bore 4 are all completely in a liquid state.

その後、図示しない加圧シリンダによって前記外部増圧機5の前記ラム5aを前記ボアー4内の溶融塩内に進入させ、該溶融塩に所定の圧力(本実施例においては約120MPa)を加える。すると、前記溶融塩は完全に液状となっているため加えられた所定の圧力は前記管路13、前記流路7内の溶融塩を介して前記キャビティ3内の前記熱・圧力伝達媒体としての溶融塩に瞬時に伝播し、該キャビティ3内のアルミニウム鋳物Mに所定の圧力(約120MPa)が作用することとなり、これによって当該アルミニウム鋳物Mはその空隙が微細化或いは消失せしめられて緻密化処理される。この加圧の際、前記キャビティ3内の溶融塩の液位が上昇し前記空気溜り8をも満たすと、当該溶融塩は当該空気溜り8と連通している前記空気路9から前記容器2の外部へ漏出し始めるが、この場合には前記空気路9に連通接続された図示されない前記バルブを閉じることによって溶融塩の漏出を止める。   Thereafter, the ram 5a of the external pressure intensifier 5 is caused to enter the molten salt in the bore 4 by a pressure cylinder (not shown), and a predetermined pressure (about 120 MPa in this embodiment) is applied to the molten salt. Then, since the molten salt is completely in a liquid state, the predetermined pressure applied is applied as the heat / pressure transmission medium in the cavity 3 via the molten salt in the pipe line 13 and the flow path 7. The aluminum salt M is instantly propagated to the molten salt, and a predetermined pressure (about 120 MPa) acts on the aluminum casting M in the cavity 3, whereby the voids of the aluminum casting M are refined or disappeared and densified. Is done. During the pressurization, when the liquid level of the molten salt in the cavity 3 rises and fills the air reservoir 8, the molten salt passes from the air passage 9 communicating with the air reservoir 8 to the container 2. Although leakage starts to the outside, in this case, leakage of the molten salt is stopped by closing the valve (not shown) connected to the air passage 9.

ここで、加圧媒体としての溶融塩を完全に液状にする理由は、一つには完全に液状となっていないと前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体に正確に圧力を伝達できないためである。すなわち、加圧媒体の一部分が液状とされていないと前記外部増圧機5によって加えられた圧力の一部しか前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体に伝播しない。従って、所要の圧力を伝播するためにはより高い圧力を前記外部増圧機5によって発生させる必要があるためより大掛かりな装置が必要となる。また、前記ボアー4内の加圧媒体が液状になっていないと前記ラム5aを進入させても所定の圧力を発生させることができないという問題もあるためである。   Here, the reason why the molten salt as the pressurizing medium is completely liquefied is that the pressure cannot be accurately transmitted to the heat / pressure transmitting medium in the cavity 3 unless it is completely liquid. is there. That is, if a part of the pressurizing medium is not liquid, only a part of the pressure applied by the external pressure booster 5 is propagated to the heat / pressure transmission medium in the cavity 3. Accordingly, in order to propagate the required pressure, a higher pressure needs to be generated by the external pressure booster 5, and thus a larger apparatus is required. Another reason is that if the pressure medium in the bore 4 is not in a liquid state, a predetermined pressure cannot be generated even if the ram 5a is entered.

なお、前記流路7、前記管路13及び前記ボアー4内の加圧媒体としての溶融塩を液体の状態に保つためには前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体としての溶融塩程には昇温させる必要はなく、その溶融塩の融点より高い温度に加熱されていれば十分である。従って、加圧処理時に前記流路7から前記空気溜り8内に前記キャビティ3内の溶融塩より低温の溶融塩が流入することになるが、前記空気溜り8の容積は前記キャビティ3のそれに比べて極めて小さくされているため、該キャビティ3内の溶融塩の温度はほとんど低下せず、アルミニウム鋳物Mの加熱処理に影響を与えることはない。   In order to keep the molten salt as the pressurizing medium in the flow path 7, the pipe line 13 and the bore 4 in a liquid state, the molten salt as the heat / pressure transmission medium in the cavity 3 is not enough. It is not necessary to raise the temperature, and it is sufficient if the temperature is higher than the melting point of the molten salt. Therefore, molten salt having a temperature lower than that of the molten salt in the cavity 3 flows from the flow path 7 into the air reservoir 8 during the pressurizing process, but the volume of the air reservoir 8 is larger than that of the cavity 3. Therefore, the temperature of the molten salt in the cavity 3 hardly decreases, and the heat treatment of the aluminum casting M is not affected.

次に、本発明の実施例2を以下に説明する。   Next, Example 2 of the present invention will be described below.

実施例2においては、伝圧媒体の融点を前記熱・圧力伝達媒体及び加圧媒体の融点より低くすることができ、例えば不燃性が高い油圧作動油やギア油、潤滑油、切削油、洗浄油等の常温常圧(25℃、1気圧)で液状の工業油や、融点が70〜140℃のビスマス、鉛、錫等の低融点合金の使用を意味する。   In the second embodiment, the melting point of the pressure transmission medium can be made lower than the melting points of the heat / pressure transmission medium and the pressure medium, for example, hydraulic oil, gear oil, lubricating oil, cutting oil, cleaning, which are highly nonflammable. This means the use of industrial oils that are liquid at room temperature and normal pressure (25 ° C., 1 atm) such as oil, and low melting point alloys such as bismuth, lead, and tin having a melting point of 70 to 140 ° C.

また、実施例2における隔液器は、前記加圧媒体と伝圧媒体とを各々収容する媒体収容室を内部に備え、当該媒体収容室は前記加圧媒体と伝圧媒体とを混合不能であると共に伝圧媒体から加圧媒体に圧力の伝達が可能であるように伸縮自在な隔絶部材によって隔絶された構造の圧力容器を意味する。そして、前記伝圧媒体を収容した伝圧媒体収容室は前記外部増圧機と連通接続されており前記外部増圧機から前記伝圧媒体収容室内に該伝圧媒体を圧送すると、前記隔絶部材が伸長して前記加圧媒体を収容した加圧媒体収容室内の当該加圧媒体に圧力が伝播されて該加圧媒体が前記隔液器外へと吐出される機能を有している。この隔液器の大きさ、形状は特に限定されず物品の処理のための加熱、加圧温度に対応させて適宜選定される。   Further, the separator in the second embodiment includes a medium storage chamber for storing the pressurizing medium and the pressure transmission medium therein, and the medium storage chamber cannot mix the pressurization medium and the pressure transfer medium. Further, it means a pressure vessel having a structure that is isolated by a telescopic isolation member so that pressure can be transmitted from the pressure transmission medium to the pressure medium. The pressure transmission medium accommodation chamber accommodating the pressure transmission medium is connected to the external pressure booster. When the pressure transmission medium is pumped from the external pressure booster into the pressure transmission medium accommodation chamber, the isolation member extends. Then, the pressure is propagated to the pressurizing medium in the pressurizing medium containing chamber containing the pressurizing medium, and the pressurized medium is discharged out of the separator. The size and shape of the separator are not particularly limited, and are appropriately selected according to the heating and pressurizing temperatures for processing the article.

また、伸縮自在な隔絶部材とは、前記伝圧媒体が前記外部増圧機によって前記伝圧媒体収容室内に圧送された際に伸長することによって前記加圧媒体に圧力を伝播し、前記第一管路及び前記流路内に充填された該加圧媒体によって前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体にその圧力を伝達する機能と、前記加圧媒体収容室と伝圧媒体収容室に各々収容された前記加圧媒体と伝圧媒体とを隔絶し両者を混合不能にする液体を透過させない機能を兼ね備えたものである。具体的には金属製のベローズやダイヤフラムなどが好適である。   The telescopic isolation member means that the pressure transfer medium propagates pressure to the pressurizing medium by extending when the pressure transfer medium is pumped into the pressure transfer medium accommodating chamber by the external pressure booster, and the first pipe A passage and a function of transmitting the pressure to the heat / pressure transmission medium in the cavity 3 by the pressure medium filled in the flow path, and the pressure medium accommodation chamber and the pressure transmission medium accommodation chamber, respectively. In addition, the pressure medium and the pressure transmission medium are separated from each other, and the function of not allowing the liquid to pass through to make the both unmixable is also provided. Specifically, a metal bellows or a diaphragm is suitable.

本発明を実施するための装置の実施例2を図2に示す。図2は、フレーム1と、このフレーム1に接続され当該フレーム1内に収められた容器2のキャビティ3に満たされた熱・圧力伝達媒体(本実施例において溶融塩)を加圧媒体(本実施例において溶融塩)を介して加圧する外部増圧機5と、該外部増圧機5から吐出される伝圧媒体と前記加圧媒体とを隔絶し該伝圧媒体によって加圧媒体に圧力を伝播する隔液器20を示す概略断面図である。   A second embodiment of the apparatus for carrying out the present invention is shown in FIG. FIG. 2 shows a frame 1 and a heat / pressure transfer medium (molten salt in this embodiment) filled in a cavity 3 of a container 2 connected to the frame 1 and housed in the frame 1. In the embodiment, the external pressure booster 5 that pressurizes via the molten salt), the pressure transmission medium discharged from the external pressure booster 5 and the pressure medium are isolated, and the pressure is transmitted to the pressure medium by the pressure transmission medium. It is a schematic sectional drawing which shows the separator 20 which does.

図2に示すフレーム1、容器2とその蓋2a、キャビティ3、フレーム1の内底面に固着された固定手段としての油圧シリンダ6、記加圧媒体としての溶融塩を流入させるために蓋2aに穿設された流路7、円錐状の空気溜り8、蓋2aの側壁を外部端として貫通し図示されないバルブと連通接続されている空気路9、容器2及び蓋2aの外周に装着された加熱器10、および、当該加熱器10の外周を被覆する断熱材11は、図1に示すものと同じ作用をなす。これらの要素について再度説明することを省略する。   2, the frame 2, the container 2 and its lid 2 a, the cavity 3, the hydraulic cylinder 6 as a fixing means fixed to the inner bottom surface of the frame 1, and the lid 2 a for flowing the molten salt as the pressure medium. Heated through the perforated flow path 7, the conical air reservoir 8, the air passage 9 passing through the side wall of the lid 2a as an external end and connected to a valve (not shown), the outer periphery of the container 2 and the lid 2a The heat insulating material 11 which coat | covers the container 10 and the outer periphery of the said heater 10 makes the same effect | action as what is shown in FIG. Description of these elements again is omitted.

前記フレーム1から分離して内部に媒体収容室21を有する隔液器20が設置されている。該媒体収容室21は、伸縮自在であると共に一端が閉鎖された隔絶部材としての金属製ベローズ17によって加圧媒体収容室22と伝圧媒体収容室23とに隔絶されている。金属製ベローズ17はその開放端側が媒体収容室23の内壁に密着されて当該金属製ベローズ17内を前記伝圧媒体収容室23としている。そして、伝圧媒体収容室23は隔液器20の壁面に穿設されて伝圧媒体収容室23内と隔液器20の外部とを連通する伝圧媒体導入口16を介して伝圧媒体収容室23内に伝圧媒体が導入可能にされている。また、前記加圧媒体収容室22と前記流路7とは第一管路13aを介して連通連結されている。すなわち、第一管路13aの一端を流路7の外部端に連通接続し、他端を隔液器20の壁面に穿設されて加圧媒体収容室22内と隔液器20の外部とを連通する加圧媒体吐出口15に連通接続することによって加圧媒体収容室22と流路7との連通連結が実現されている。さらに、前記隔液器20の外周には加熱器10が装着されており、当該加熱器10の外周は断熱材11によって被覆されているため、媒体収容室21内の加圧媒体及び伝圧媒体を共に所定温度に保つことが可能にされている。   A separator 20 having a medium storage chamber 21 is provided inside the frame 1 separately from the frame 1. The medium accommodating chamber 21 is isolated from the pressurized medium accommodating chamber 22 and the pressure transmission medium accommodating chamber 23 by a metal bellows 17 as an isolating member that is extendable and closed at one end. The metal bellows 17 is in close contact with the inner wall of the medium housing chamber 23 at the open end side, and the inside of the metal bellows 17 serves as the pressure transmission medium housing chamber 23. The pressure transfer medium accommodation chamber 23 is formed in the wall surface of the separator 20 and the pressure transfer medium is introduced via the pressure transfer medium introduction port 16 that communicates the inside of the pressure transfer medium accommodation chamber 23 and the outside of the separator 20. A pressure transfer medium can be introduced into the storage chamber 23. The pressurizing medium storage chamber 22 and the flow path 7 are connected in communication via a first pipe line 13a. That is, one end of the first pipe line 13a is connected to the external end of the flow path 7 and the other end is formed in the wall surface of the separator 20 so that the inside of the pressurized medium storage chamber 22 and the outside of the separator 20 are connected. Is connected to the pressurized medium discharge port 15 which communicates with the pressurized medium discharge port 15, so that the pressurized medium containing chamber 22 and the flow path 7 are connected to each other. Further, since the heater 10 is mounted on the outer periphery of the separator 20 and the outer periphery of the heater 10 is covered with the heat insulating material 11, the pressurized medium and the pressure transmission medium in the medium storage chamber 21 are provided. Are kept at a predetermined temperature.

また、前記フレーム1から分離して外部増圧機5が設置されており当該外部増圧機5はその内部に伝圧媒体たる工業油(本実施例では油圧作動油)を満たすためのボアー4が形成されている。前記外部増圧機5の底面には前記ボアー4内と連通する伝圧媒体吐出口12が貫通穿設されており、該外部増圧機5は前記ボアー4内に挿入可能なラム5aを備えている。そして、前記隔液器20の前記伝圧媒体導入口16と伝圧媒体吐出口12とは第二管路18を介して連通連結されている。   An external pressure booster 5 is installed separately from the frame 1, and the external pressure booster 5 is formed with a bore 4 for filling industrial oil (hydraulic hydraulic oil in this embodiment) as a pressure transmission medium. Has been. A pressure-transfer medium discharge port 12 communicating with the inside of the bore 4 is formed through the bottom surface of the external pressure booster 5, and the external pressure booster 5 includes a ram 5 a that can be inserted into the bore 4. . The pressure transfer medium introduction port 16 and the pressure transfer medium discharge port 12 of the separator 20 are connected to each other via a second pipe 18.

従って、ボアー4内に収められた伝圧媒体としての工業油を外部増圧機5のボアー4内から前記伝圧媒体吐出口12を介して押し出して第二管路18及び伝圧媒体導入口16を通して伝圧媒体収容室23内に圧送することができる。なお、外部増圧機5の外周には加熱器10が装着されており、当該加熱器10の外周は前記断熱材11によって被覆されている。このため、前記伝圧媒体として常温常圧(25℃、1気圧)では液状の工業油ではなく、固体状態である低融点合金を用いる場合には前記加熱器10を用いて加熱することによって液状にして圧送することとなる。   Accordingly, the industrial oil as a pressure transmission medium stored in the bore 4 is pushed out from the bore 4 of the external pressure booster 5 through the pressure transmission medium discharge port 12 and the second pipe 18 and the pressure transmission medium introduction port 16. The pressure can be fed into the pressure transmission medium accommodating chamber 23 through the through hole. A heater 10 is attached to the outer periphery of the external pressure booster 5, and the outer periphery of the heater 10 is covered with the heat insulating material 11. For this reason, when using the low melting point alloy which is not a liquid industrial oil at normal temperature and normal pressure (25 ° C., 1 atm) as the pressure transmission medium, it is liquid by heating using the heater 10. Will be pumped.

なお、図2においては省略されているが、前記第一管路13a及び第二管路18の外周は実際にはそのほぼ全長にわたって加熱器10が装着されており、該加熱器10の外周は前記断熱材11によって被覆されているため、前記外部増圧機5から吐出された伝圧媒体及び隔液器20から吐出された加圧媒体は共に所定温度を維持して液状を保ったまま圧送できるようにされている。   Although omitted in FIG. 2, the outer periphery of the first conduit 13 a and the second conduit 18 is actually mounted with a heater 10 over almost the entire length, and the outer periphery of the heater 10 is Since it is covered with the heat insulating material 11, both the pressure transmission medium discharged from the external pressure booster 5 and the pressure medium discharged from the separator 20 can be pumped while maintaining a predetermined temperature and maintaining a liquid state. Has been.

以下にこのように構成された装置により物品としてのアルミニウム鋳物Mを例にして加熱・加圧処理する方法を説明する。   A method for heating and pressurizing the aluminum casting M as an article as an example will be described below using the apparatus configured as described above.

まず、前記蓋2aと前記容器2とを分離した状態で前記キャビティ3内に予め加熱されて液体となっている所定量の熱・圧力伝達媒体としての溶融塩を注入する。この場合の溶融塩としては、市販の複合塩である三恵冶金工業(株)製の融点が145℃のもの(商品名「バスリック」)を用いた。次に前記加熱器10によって前記容器2を加熱して前記キャビティ3内に注入された溶融塩の温度を上昇させ、最終的にアルミニウム鋳物Mの緻密化処理に必要な温度である約520℃に到達させてその温度を維持する。その状態で所定温度(約520℃)に加熱したアルミニウム鋳物Mを前記キャビティ3内の溶融塩中に浸漬する。その後、図示しない搬送装置により前記蓋2aを前記容器2の直上に移動し、しかる後に固定手段としての前記油圧シリンダ6を作動させて前記容器2を押し上げ、前記蓋2aの上面を前記フレーム1の天井面に押し付けて前記容器2と前記蓋2aとを密着固定し、前記キャビティ3内の溶融塩が加圧されても前記蓋2aと前記容器2との密着状態を維持できるようにする。この際、前記空気溜り8内に微量の空気が閉じ込められるが、これは前記空気路9の外部端に連通接続された図示されないバルブを開くことによって外部へ放出される。   First, in a state where the lid 2a and the container 2 are separated from each other, a predetermined amount of molten salt as a heat / pressure transmission medium that is heated in advance into the cavity 3 to be liquid is injected. As the molten salt in this case, a commercially available composite salt having a melting point of 145 ° C. (trade name “Baslick”) manufactured by Sankei Metallurgical Industry Co., Ltd. was used. Next, the container 2 is heated by the heater 10 to increase the temperature of the molten salt injected into the cavity 3, and finally reaches about 520 ° C. which is a temperature necessary for the densification treatment of the aluminum casting M. Let it reach and maintain its temperature. In this state, the aluminum casting M heated to a predetermined temperature (about 520 ° C.) is immersed in the molten salt in the cavity 3. Thereafter, the lid 2a is moved immediately above the container 2 by a transport device (not shown), and then the hydraulic cylinder 6 as a fixing means is operated to push up the container 2, and the upper surface of the lid 2a is The container 2 and the lid 2a are pressed and pressed against the ceiling surface so that the close contact between the lid 2a and the container 2 can be maintained even when the molten salt in the cavity 3 is pressurized. At this time, a very small amount of air is trapped in the air reservoir 8 and is released to the outside by opening a valve (not shown) connected to the outer end of the air passage 9.

続いて、前記蓋2aに穿設された前記流路7内、前記第一管路13a内及び前記隔液器20の前記加圧媒体収容室22内を前記第一管路13aに連通接続された図示されない注入装置によって加圧媒体としての溶融塩で満たす。そうすると前記媒体収容室21内の隔絶部材としての前記金属製ベローズ17内部に形成された前記伝圧媒体収容室23は空の状態であるため、注入された溶融塩によって前記金属製ベローズ17の閉鎖端が押されて最小長さにまで縮められる。なお、この溶融塩は前記熱・圧力伝達媒体と同じ成分のものである。続いて前記外部増圧機5の前記ボアー4内を当該ボアー4と連通接続された図示されない注入装置によって伝圧媒体としての油圧作動油で満たす。そして、前記流路7が穿設された前記蓋2a、前記第一管路13a及び前記隔液器20に各々装着された前記加熱器10を前記加圧媒体としての溶融塩の融点以上の温度(本実施例では180℃)に加熱することによって前記流路7、第一管路13a及び加圧媒体収容室22内の溶融塩を液体の状態とする。   Subsequently, the inside of the flow path 7 formed in the lid 2a, the inside of the first pipe line 13a, and the inside of the pressurized medium storage chamber 22 of the separator 20 are connected to the first pipe line 13a. The molten salt is filled as a pressurized medium by an injection device (not shown). Then, since the pressure transmission medium accommodation chamber 23 formed inside the metal bellows 17 as an isolation member in the medium accommodation chamber 21 is empty, the metal bellows 17 is closed by the injected molten salt. The edge is pushed and shortened to the minimum length. The molten salt has the same components as the heat / pressure transmission medium. Subsequently, the bore 4 of the external pressure booster 5 is filled with hydraulic hydraulic fluid as a pressure transmission medium by an injection device (not shown) connected to the bore 4. The temperature of the heater 10 mounted on the lid 2a in which the flow path 7 is formed, the first pipe line 13a, and the separator 20 is equal to or higher than the melting point of the molten salt as the pressurizing medium. By heating to 180 ° C. in this embodiment, the molten salt in the flow path 7, the first conduit 13 a and the pressurized medium storage chamber 22 is brought into a liquid state.

その後、図示しない加圧シリンダによって外部増圧機5のラム5aをボアー4内の油圧作動油に進入させ、該油圧作動油に所定の圧力(本実施例においては約210MPa)を加える。すると、前記油圧作動油は既に液状であるため前記外部増圧機5の底面に穿設された前記伝圧媒体吐出口17から吐出されて前記第二管路18及び前記伝圧媒体導入口16を通じて前記伝圧媒体収容室23内に圧送される。このため金属製ベローズ17はその閉鎖端の内側から前記伝圧媒体によって押され、前記加圧媒体収容室22内の前記加圧媒体の圧力に打ち勝つことで伸長し前記伝圧媒体収容室23の容積が増加すると共に前記加圧媒体収容室22の容積が減少させられる。そして、当該加圧媒体収容室22の容積減少分に相当する量の前記加圧媒体が前記加圧媒体吐出口15から前記第一管路13a内へ吐出されて、当該第一管路13a及び前記流路8内に満たされた加圧媒体によって所定の圧力が前記キャビティ13内の前記熱・熱・圧力伝達媒体としての溶融塩に瞬時に伝播され、該キャビティ3内のアルミニウム鋳物Mに所定の圧力(約210MPa)が作用することとなる。これによって当該アルミニウム鋳物Mはその空隙が微細化或いは消失せしめられて緻密化処理される。   Thereafter, the ram 5a of the external pressure booster 5 is caused to enter the hydraulic fluid in the bore 4 by a pressure cylinder (not shown), and a predetermined pressure (about 210 MPa in this embodiment) is applied to the hydraulic fluid. Then, since the hydraulic fluid is already liquid, it is discharged from the pressure transmission medium discharge port 17 formed in the bottom surface of the external pressure booster 5 and passes through the second pipe 18 and the pressure transmission medium introduction port 16. It is pumped into the pressure transfer medium storage chamber 23. For this reason, the metal bellows 17 is pushed by the pressure transfer medium from the inside of the closed end thereof, and is extended by overcoming the pressure of the pressure medium in the pressure medium storage chamber 22. As the volume increases, the volume of the pressurized medium storage chamber 22 decreases. Then, an amount of the pressurized medium corresponding to the volume reduction of the pressurized medium storage chamber 22 is discharged from the pressurized medium discharge port 15 into the first pipeline 13a, and the first pipeline 13a and A predetermined pressure is instantaneously propagated to the molten salt as the heat / heat / pressure transmission medium in the cavity 13 by the pressurized medium filled in the flow path 8, and the predetermined pressure is applied to the aluminum casting M in the cavity 3. Pressure (about 210 MPa) will act. As a result, the aluminum casting M is densified by reducing or eliminating the voids.

なお、外部加圧機4のボアー4の容積は、伝圧媒体収容室23の最大容積(金属製ベローズ17が最大に伸長したとき)と第二管路18の容積とを合計した容積より十分大きくされているため、伝圧媒体による確実な圧力の伝播が可能である。また、この加圧の際、キャビティ3内の溶融塩の液位が上昇し前記空気溜り8をも満たすと、当該溶融塩は空気溜り8と連通している空気路9から容器2の外部へ漏出し始めるが、この場合には空気路9に連通接続された図示されない前記バルブを閉じることによって溶融塩の漏出を止める。   The volume of the bore 4 of the external pressurizer 4 is sufficiently larger than the total volume of the maximum volume of the pressure transmission medium storage chamber 23 (when the metal bellows 17 is extended to the maximum) and the volume of the second pipe 18. Therefore, it is possible to reliably transmit pressure by the pressure transmission medium. In addition, when the pressure of the molten salt in the cavity 3 rises and fills the air reservoir 8 during this pressurization, the molten salt passes from the air passage 9 communicating with the air reservoir 8 to the outside of the container 2. In this case, the leakage of the molten salt is stopped by closing the valve (not shown) connected in communication with the air passage 9.

なお、流路7、第一管路13a及び加圧媒体収容室22内の加圧媒体としての溶融塩を液体の状態に保つためには、前記キャビティ3内の熱・圧力伝達媒体としての溶融塩程には昇温させる必要はなく、その溶融塩の融点より高い温度に加熱されていれば十分である。従って、加圧処理時に流路7から空気溜り8内にキャビティ3内の溶融塩より低温の溶融塩が流入することになるが、前記空気溜り8の容積は前記キャビティ3のそれに比べて極めて小さくされているため、該キャビティ3内の溶融塩の温度はほとんど低下せず、アルミニウム鋳物Mの加熱処理に影響を与えることはない。   In order to keep the molten salt as the pressurizing medium in the flow path 7, the first pipe line 13 a and the pressurizing medium accommodating chamber 22 in a liquid state, the melting as the heat / pressure transmission medium in the cavity 3 is performed. It is not necessary to raise the temperature of the salt, and it is sufficient that the salt is heated to a temperature higher than the melting point of the molten salt. Accordingly, molten salt having a temperature lower than that of the molten salt in the cavity 3 flows from the flow path 7 into the air reservoir 8 during the pressurizing process, but the volume of the air reservoir 8 is extremely small compared to that of the cavity 3. For this reason, the temperature of the molten salt in the cavity 3 hardly decreases and does not affect the heat treatment of the aluminum casting M.

上記第1及び第2実施例においてはキャビティ3内の溶融塩を加熱するために容器2の外周に装着した加熱器10を用いているが、当該キャビティ3内に加熱器10を内設して溶融塩を直接加熱するようにすることもできる。この場合には前記容器2の外周を断熱材11で被覆すると共に、加熱器10と前記キャビティ3の内壁との間における加熱器10の外周に断熱材11を被覆する構成とされる。このような構成とすれば第1及び第2実施例のように容器2の外周から加熱する場合に比べて加熱効率を非常に高めることが可能となる。   In the first and second embodiments, the heater 10 mounted on the outer periphery of the container 2 is used to heat the molten salt in the cavity 3, but the heater 10 is installed in the cavity 3. It is also possible to heat the molten salt directly. In this case, the outer periphery of the container 2 is covered with the heat insulating material 11 and the outer periphery of the heater 10 between the heater 10 and the inner wall of the cavity 3 is covered. With such a configuration, it is possible to greatly increase the heating efficiency as compared with the case of heating from the outer periphery of the container 2 as in the first and second embodiments.

また、上記第1及び第2実施例においては前記キャビティ3内に熱・圧力伝達媒体としての溶融塩を注入してから物品であるアルミニウム鋳物Mを該キャビティ3内に投入しているが、先にアルミニウム鋳物Mを前記キャビティ3内に入れ、その後、熱・圧力伝達媒体としての溶融塩を当該キャビティ3内に注入する方法も可能である。この場合には、通常は予め前記容器2を加熱しておき所定温度に前記キャビティ3内を昇温させてから当該キャビティ3内に加熱された物品を入れ、その後、所定温度に加熱された溶融塩を当該キャビティ3内に注入する工程で進められる。   In the first and second embodiments, the molten aluminum as the heat / pressure transmission medium is injected into the cavity 3 and then the aluminum casting M as an article is put into the cavity 3. It is also possible to put the aluminum casting M into the cavity 3 and then inject molten salt as a heat / pressure transmission medium into the cavity 3. In this case, usually, the container 2 is heated in advance, the temperature inside the cavity 3 is raised to a predetermined temperature, and then the heated article is put into the cavity 3, and then the molten material heated to the predetermined temperature is melted. The process proceeds by injecting salt into the cavity 3.

上記実施例は例示目的のためのみのものであり、実施例に適当な変更や変形をなすことができることは当業者にとって明白であり、本発明はそういった変更や変形を含むものであり、かつ、本発明の範囲は、発明の技術的思想から逸脱することなく、添付の請求の範囲及びその同等範囲から定められるべきである。   The above embodiments are for illustrative purposes only, and it will be apparent to those skilled in the art that appropriate modifications and variations can be made to the embodiments. The present invention includes such variations and modifications, and The scope of the present invention should be determined from the appended claims and their equivalents without departing from the technical spirit of the invention.

パンチ(ピストン)を使用することなく、金属製の使い捨てシートを必要としないためシート交換の手間及び費用を削減することができ、更に、加圧媒体としての溶融塩を液状にして作用させるため、外部増圧機で発生させた圧力を確実にキャビティ内の物品に伝えることが可能であり有意義に産業上利用可能である。   Without using a punch (piston), a metal disposable sheet is not required, so the labor and cost of sheet replacement can be reduced. It is possible to reliably transmit the pressure generated by the external pressure booster to the article in the cavity, which is useful industrially.

図1は、本発明の装置の実施例1の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of Example 1 of the apparatus of the present invention. 図2は、本発明の装置の実施例2の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of Embodiment 2 of the apparatus of the present invention.

Claims (27)

物品を密閉して入れることが可能なキャビティを有する容器の該キャビティに物品を入れ、前記キャビティを液体の熱・圧力伝達媒体で満たし、該熱・圧力伝達媒体を加熱及び加圧することによる液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する方法において、
前記熱・圧力伝達媒体の加圧は、管路を介して前記キャビティと連通連結された外部増圧機により当該熱・圧力伝達媒体と同一成分の完全に液状にされた加圧媒体を介してなされる方法。
By placing an article into the cavity of a container having a cavity into which the article can be sealed, filling the cavity with a liquid heat / pressure transfer medium, and heating and pressurizing the heat / pressure transfer medium In a method of heating and pressurizing an article using a heat / pressure transmission medium,
Pressurization of the heat / pressure transmission medium is performed via a pressure medium that is completely liquefied with the same component as the heat / pressure transmission medium by an external pressure booster connected to the cavity through a pipe line. Method.
前記熱・圧力伝達媒体の融点が、前記物品の加熱温度以下である請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein a melting point of the heat / pressure transmission medium is equal to or lower than a heating temperature of the article. 前記熱・圧力伝達媒体が、硝酸塩若しくは亜硝酸塩の単体又は硝酸塩の混合塩若しくは亜硝酸塩の混合塩又は硝酸塩と亜硝酸塩との混合塩である請求項1又は2のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the heat / pressure transmission medium is nitrate or nitrite alone, a mixed salt of nitrate, a mixed salt of nitrite, or a mixed salt of nitrate and nitrite. 前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体の加熱が、前記容器に周設された加熱器によってなされ、当該加熱器の外周には断熱材が被覆されている請求項1乃至3のいずれか1つに記載の方法。 The heating of the heat / pressure transmission medium in the cavity is performed by a heater provided around the container, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. The method described. 前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体の加熱が、前記キャビティに内設された加熱器によってなされ、当該加熱器の外周には断熱材が被覆されている請求項1乃至3のいずれか1つに記載の方法。 The heating of the heat / pressure transmission medium in the cavity is performed by a heater provided in the cavity, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. The method described. 前記物品は、鋳物又は金属粉末若しくはセラミック粉末の少なくとも一方を含む成形体であり、前記鋳物又は前記成形体を加熱及び加圧して緻密化した鋳物や焼結体を形成する請求項1乃至5のいずれか1つに記載の方法。 6. The article according to claim 1, wherein the article is a cast or a molded body containing at least one of metal powder or ceramic powder, and the cast or the molded body is heated and pressurized to form a densified cast or sintered body. The method according to any one of the above. キャビティを備え、該キャビティ内に物品と液体の熱・圧力伝達媒体を密閉して入れ、該液体の熱・圧力伝達媒体を加熱及び加圧して前記物品を加熱及び加圧する液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する装置であって、
前記キャビティを密閉又は開放するための蓋を接離可能にして備えた容器であって、前記蓋には前記キャビティと当該容器の外部との間を連通する流路を有する容器と、
一端において前記流路の外部端に連通連結される管路と、
前記管路の他端に連通連結されて前記容器から分離して設けられ内部に加圧媒体を収容した外部増圧機であって、前記加圧媒体を介して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧する外部増圧機と、
前記容器、前記外部増圧機及び前記管路に設けられ前記熱・圧力伝達媒体及び前記加圧媒体を加熱するための加熱器とを、
具備する装置。
Heat and pressure transmission of liquid that includes a cavity and encloses the heat and pressure transmission medium of the article and liquid in the cavity and heats and pressurizes the liquid heat and pressure transmission medium to heat and pressurize the article An apparatus for heating and pressurizing an article using a medium,
A container provided with a lid for sealing or opening the cavity in a detachable manner, the container having a flow path communicating between the cavity and the outside of the container;
A conduit connected in communication with the outer end of the flow path at one end;
An external pressure intensifier which is connected to the other end of the pipe and is separated from the container and contains a pressurized medium therein, and transmits the heat and pressure in the cavity via the pressurized medium An external pressure booster that pressurizes the medium;
A heater for heating the heat / pressure transmission medium and the pressure medium provided in the container, the external pressure intensifier, and the pipe;
Equipment provided.
前記蓋には、当該蓋の底面を裾とし底円の直径が前記キャビティの直径に等しい円錐状の空気溜りが形成されており、前記蓋の側壁を外部端とし前記空気溜りの傾斜面を内部端とする流路と、前記空気溜りの頂点を内部端とし該蓋の側壁を外部端とする空気路とが各々貫通穿設されている請求項7に記載の装置。 The lid is formed with a conical air pocket whose bottom is the bottom of the lid and the diameter of the bottom circle is equal to the diameter of the cavity. 8. The apparatus according to claim 7, wherein a flow path serving as an end and an air passage having an apex of the air reservoir as an inner end and a side wall of the lid as an outer end are respectively penetrated. 前記容器を包囲するフレームと、
当該容器の下端と前記フレームの内底面との間に設けられた固定手段と、を具備し、前記固定手段は前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体が加圧された際に、前記容器を押し上げて前記蓋の上面を前記フレームの天井面に押し付け、該熱・圧力伝達媒体から当該蓋に作用する力に抗して該蓋を固定する請求項7又は8のいずれかに記載の装置。
A frame surrounding the container;
Fixing means provided between a lower end of the container and an inner bottom surface of the frame, and the fixing means holds the container when the heat / pressure transmission medium in the cavity is pressurized. The apparatus according to claim 7, wherein the apparatus is pushed up to press the upper surface of the lid against the ceiling surface of the frame, and the lid is fixed against a force acting on the lid from the heat / pressure transmission medium.
前記キャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加熱するための加熱器は前記容器に周設されており、当該加熱器の外周は断熱材で被覆されていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1つに記載の装置。 The heater for heating the heat / pressure transmission medium in the cavity is provided around the container, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. The device according to any one of the above. 前記キャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加熱するための加熱器は前記キャビティに内設され、当該加熱器の外周は断熱材で被覆されていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1つに記載の液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加熱及び加圧する装置。 The heater for heating the heat / pressure transmission medium in the cavity is provided in the cavity, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. An apparatus for heating and pressurizing an article using the liquid heat / pressure transmission medium according to one. 物品を密閉して入れることが可能なキャビティを有する容器の該キャビティに物品を入れ、前記キャビティを液体の熱・圧力伝達媒体で満たし、該熱・圧力伝達媒体を加圧及び加熱する液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する方法において、
前記熱・圧力伝達媒体の加圧は、隔液器を介して前記キャビティと連結された外部増圧機によって圧力を発生させ、
発生させた圧力を前記隔液器内の前記熱・圧力伝達媒体と同一成分の加圧媒体及び異なる成分の伝圧媒体とに隔絶して収容された当該伝圧媒体に伝達し、
伝達された圧力を前記加圧媒体に伝えることにより当該加圧媒体を介して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧する方法。
Liquid heat that fills the cavity with a liquid heat / pressure transfer medium and pressurizes and heats the heat / pressure transfer medium In a method of pressurizing and heating an article using a pressure transmission medium,
The pressurization of the heat / pressure transmission medium is generated by an external pressure booster connected to the cavity via a separator.
The generated pressure is transmitted to the pressure transmission medium accommodated in a pressure medium having the same component as that of the heat / pressure transmission medium in the separator and a pressure transmission medium having a different component.
A method of pressurizing the heat / pressure transmission medium in the cavity through the pressurized medium by transmitting the transmitted pressure to the pressurized medium.
前記加圧媒体と伝圧媒体は伸縮自在な隔絶部材によって隔絶され、該伝圧媒体が前記隔液器に圧入されることによって前記隔絶部材が伸長して前記伝圧媒体から加圧媒体に圧力が伝播される請求項12に記載の方法。 The pressure medium and the pressure transmission medium are isolated by a stretchable separation member, and when the pressure transmission medium is press-fitted into the separator, the separation member expands to apply pressure from the pressure transmission medium to the pressure medium. 13. The method of claim 12, wherein is propagated. 前記熱・圧力伝達媒体の融点が、前記物品の加熱温度以下である請求項12又は13のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 12 or 13, wherein a melting point of the heat / pressure transmission medium is equal to or lower than a heating temperature of the article. 前記熱・圧力伝達媒体が、硝酸塩若しくは亜硝酸塩の単体又は硝酸塩の混合塩若しくは亜硝酸塩の混合塩又は硝酸塩と亜硝酸塩との混合塩である請求項12乃至14のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the heat / pressure transmission medium is nitrate or nitrite alone, a mixed salt of nitrate, a mixed salt of nitrite, or a mixed salt of nitrate and nitrite. . 前記伝圧媒体が常温常圧で液状の工業油である請求項12乃至15のいずれか1つに記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 15, wherein the pressure transmission medium is a liquid industrial oil at normal temperature and pressure. 前記伝圧媒体が低融点合金である請求項12乃至15のいずれか1つに記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the pressure transmission medium is a low melting point alloy. 前記伝圧媒体の融点が、前記加圧媒体の融点より低い請求項12乃至17のいずれか1つに記載の方法。 The method according to claim 12, wherein a melting point of the pressure transmission medium is lower than a melting point of the pressure medium. 前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体の加熱が、前記容器に周設された加熱器によってなされ、当該加熱器の外周には断熱材が被覆されている請求項12乃至18のいずれか1つに記載の方法。 The heating of the heat / pressure transmission medium in the cavity is performed by a heater provided around the container, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. The method described. 前記キャビティ内における熱・圧力伝達媒体の加熱が、前記キャビティに内設された加熱器によってなされ、当該加熱器の外周には断熱材が被覆されている請求項12乃至19のいずれか1つに記載の方法。 The heating of the heat / pressure transmission medium in the cavity is performed by a heater provided in the cavity, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. The method described. 前記物品は、鋳物又は金属粉末若しくはセラミック粉末の少なくとも一方を含む成形体であり、前記鋳物又は前記成形体を加圧及び加熱して緻密化した鋳物や焼結体を形成する請求項12乃至20のいずれか1つに記載の方法。 21. The article is a molded article including at least one of a casting, a metal powder, or a ceramic powder, and presses and heats the casting or the molded article to form a densified casting or sintered body. The method as described in any one of these. キャビティを備え、該キャビティ内に物品と液体の熱・圧力伝達媒体を密閉して入れ、該熱・圧力伝達媒体を加圧及び加熱して前記物品を加圧及び加熱する液体の熱・圧力伝達媒体を用いて物品を加圧及び加熱する装置であって、
前記キャビティを密閉又は開放するための蓋を接離可能にして備えた容器であって、前記蓋には前記キャビティと当該容器の外部との間を連通する流路を有する容器と、
一端において前記流路の外部端に連通連結された第一管路と、
内部に媒体収容室を備え該媒体収容室は伸縮自在な隔絶部材によって加圧媒体収容室と伝圧媒体収容室とに隔絶され、前記第一管路の他端と前記加圧媒体収容室とが連通連結された隔液器と、
一端において前記伝圧媒体収容室と連通連結された第二管路と、
前記第二管路の他端に連通連結されて前記容器から分離して設けられ内部に前記伝圧媒体を収容した外部増圧機であって、当該伝圧媒体を介して前記加圧媒体に圧力を伝播して前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体を加圧する外部増圧機と、
前記容器、前記隔液器、前記外部増圧機及び前記第一管路、第二管路に設けられ前記熱・
圧力伝達媒体と前記加圧媒体及び前記伝圧媒体を加熱するための加熱器とを、
具備する装置。
Heat and pressure transmission of liquid that includes a cavity and encloses the article and liquid heat / pressure transmission medium in the cavity and pressurizes and heats the article by pressurizing and heating the heat / pressure transmission medium An apparatus for pressurizing and heating an article using a medium,
A container provided with a lid for sealing or opening the cavity in a detachable manner, the container having a flow path communicating between the cavity and the outside of the container;
A first pipeline connected at one end to the outer end of the flow path;
A medium storage chamber is provided inside, and the medium storage chamber is isolated by a stretchable isolation member into a pressurization medium storage chamber and a pressure transfer medium storage chamber, and the other end of the first conduit, the pressurization medium storage chamber, A separator connected in communication,
A second conduit connected in communication with the pressure transfer medium storage chamber at one end;
An external pressure intensifier connected to the other end of the second pipe and separated from the container and containing the pressure transmission medium therein, and pressurizing the pressure medium via the pressure transmission medium An external pressure booster that propagates through and pressurizes the heat and pressure transfer medium in the cavity;
Provided in the container, the separator, the external pressure booster, the first pipe, and the second pipe;
A pressure transmission medium, a heating medium for heating the pressure medium and the pressure transmission medium,
Equipment provided.
前記媒体収容室における前記隔絶部材は、一端が閉鎖された金属製ベローズであり、前記金属製ベローズの開放端側を前記媒体収容室の内壁に密着して当該金属製ベローズ内を前記伝圧媒体収容室としている請求項22に記載の装置。 The isolation member in the medium storage chamber is a metal bellows whose one end is closed, and an open end side of the metal bellows is brought into close contact with an inner wall of the medium storage chamber, and the pressure transfer medium is passed through the metal bellows. The apparatus according to claim 22, which is a storage chamber. 前記容器の前記蓋には、当該蓋の底面を裾とし底円の直径が前記キャビティの直径に等しい円錐状の空気溜りが形成されており、前記蓋の側壁を外部端とし前記空気溜りの傾斜面を内部端とする流路と、前記空気溜りの頂点を内部端とし該蓋の側壁を外部端とする空気路とが各々貫通穿設されている請求項22又は23のいずれかに記載の装置。 The lid of the container is formed with a conical air pocket whose bottom is the bottom of the lid and whose diameter of the bottom circle is equal to the diameter of the cavity, and the inclination of the air pocket with the side wall of the lid as an external end. 24. The flow path according to claim 22 or 23, wherein a flow path having a surface as an inner end and an air passage having an apex of the air reservoir as an inner end and a side wall of the lid as an outer end are respectively penetrated. apparatus. 前記容器を包囲するフレームと、
当該容器の下端と前記フレームの内底面との間に設けられた固定手段と、を具備し、前記固定手段は前記キャビティ内の前記熱・圧力伝達媒体が加圧された際に、前記容器を押し上げて前記蓋の上面を前記フレームの天井面に押し付け、該熱・圧力伝達媒体から当該蓋に作用する力に抗して該蓋を固定する請求項22乃至24のいずれか1つに記載の装置。
A frame surrounding the container;
Fixing means provided between a lower end of the container and an inner bottom surface of the frame, and the fixing means holds the container when the heat / pressure transmission medium in the cavity is pressurized. 25. The device according to any one of claims 22 to 24, wherein the lid is pushed up to press the upper surface of the lid against the ceiling surface of the frame, and the lid is fixed against a force acting on the lid from the heat / pressure transmission medium. apparatus.
前記キャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加熱するための加熱器は前記容器に周設されており、当該加熱器の外周は断熱材で被覆されている請求22乃至25のいずれか1つに記載の装置。 The heater for heating the heat / pressure transmission medium in the cavity is provided around the container, and the outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. Equipment. 前記キャビティ内の熱・圧力伝達媒体を加熱するための加熱器は前記キャビティに内設され、当該加熱器の外周は断熱材で被覆されている請求22乃至25のいずれか1つに記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 22 to 25, wherein a heater for heating the heat / pressure transmission medium in the cavity is installed in the cavity, and an outer periphery of the heater is covered with a heat insulating material. .
JP2005517072A 2004-01-14 2005-01-14 Method and apparatus for heating and pressurizing articles via a liquid heat / pressure transmission medium Pending JPWO2005068167A1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004006339 2004-01-14
JP2004006339 2004-01-14
JP2004011254 2004-01-20
JP2004011254 2004-01-20
PCT/JP2005/000362 WO2005068167A1 (en) 2004-01-14 2005-01-14 Method and device for heating and pressurizing article through liquid heat/pressure transfer medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2005068167A1 true JPWO2005068167A1 (en) 2007-12-27

Family

ID=34797731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005517072A Pending JPWO2005068167A1 (en) 2004-01-14 2005-01-14 Method and apparatus for heating and pressurizing articles via a liquid heat / pressure transmission medium

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2005068167A1 (en)
WO (1) WO2005068167A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108254261A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳市弗赛特科技股份有限公司 A kind of high temperature and pressure test device and test method
CN115947612B (en) * 2022-12-09 2023-09-12 秦皇岛琨煜晶材科技有限公司 Pressure transmission medium for high temperature and high pressure

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59177302A (en) * 1983-03-28 1984-10-08 Hitachi Metals Ltd Method for preventing abnormal expansion of capsule and capsule
JPS61150798A (en) * 1984-12-26 1986-07-09 Japan Steel Works Ltd:The Cold hydrostatic pressurizing device
US5340419A (en) * 1992-12-21 1994-08-23 Metal Casting Technology, Inc. Method and apparatus for densifying an article
JP2002361067A (en) * 2001-06-01 2002-12-17 Kobe Steel Ltd High pressure vessel device
JP2004074176A (en) * 2002-08-12 2004-03-11 Yuken Kogyo Co Ltd Method and apparatus for imparting pressure to article at high temperature through heat/pressure transfer medium of liquid

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005068167A1 (en) 2005-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004148391A (en) Injection apparatus for molten metal material
CN101444873B (en) Bonding method and apparatus therefor
JP5772683B2 (en) Casting method and casting apparatus
KR20070119016A (en) Improved method for preparation metal-matrix composite and device for implementing said method
JPWO2005068167A1 (en) Method and apparatus for heating and pressurizing articles via a liquid heat / pressure transmission medium
CN111448019A (en) Device for additive manufacturing of three-dimensional workpieces and method for operating a device for additive manufacturing of three-dimensional workpieces
US11117190B2 (en) Using thin-walled containers in powder metallurgy
CN109283064B (en) High-temperature high-pressure test device and test method
US10092950B2 (en) Device for die casting a metal component
TW201322401A (en) Device for filling metal
WO2001034329A1 (en) Isostat for the treatment of materials in liquid
US9546856B1 (en) Press load process for warhead
US20070035066A1 (en) Casting process
CN109454217A (en) A kind of preparation method of copper-aluminum composite board
US4279581A (en) Hot isostatic press
US20170113256A1 (en) Bar press with hydraulic drive
JPH041041B2 (en)
JP4290631B2 (en) Reduction casting method
CN106670430B (en) Hot isostatic pressing dipping systems, method and nanocarbon/metal composite material
JP2004074176A (en) Method and apparatus for imparting pressure to article at high temperature through heat/pressure transfer medium of liquid
EP0119939B1 (en) Process for pressure-sintering aluminium alloy powder
CN110177635A (en) The die-casting system of amorphous alloy
WO2024111479A1 (en) Isostatic pressurization device
EP1275451A2 (en) Pouring apparatus for castings
EP1372876B1 (en) A method and a system for hot hydrostatic pressing