KR101095587B1 - 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로에 의한 피가열체 가열소성시 저온에서 고온에 이르는 전 온도구간에 걸쳐 온도 분포와 분위기 가스의 유동을 균일하게 하고 냉각시 고온기체와 냉각기체를 강제 순환시켜 냉각 속도가 빨라지도록 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로 (또는 금속 열처리로)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 600~900℃의 저온역을 거쳐 900~1200℃이상의 고온으로 피가열체를 가열하는 고온가열부와, 상기 고온 가열부에서 피가열체를 600~900℃의 저온 범위로 가열시나 소결 후 냉각시 고온 가열부내의 기체를 순환시키기 위한 통로가 되는 저온 가열/냉각 순환부와, 가열 기체나 냉각 기체를 순환시키기 위해 저온 가열/냉각 순환부에 설치되는 열유동 순환구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

소결(로), 탈지, 열처리(로), 분말, 바인더, 성형체, 열유동, 단열셔터, 히터, 순환팬

Description

열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로{Flow equalization and cooling modules mounted accelerated sintering heat treatment}

본 발명은 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로 에 관한 것으로, 특히 저온에서 고온에 이르는 전 온도 구간에 걸쳐 온도 분포와 분위기 가스의 유동을 균일하게 하고 냉각시 고온기체와 냉각기체를 강제 순환시켜 냉각 속도가 빨라지도록 하는 소결로나 열처리로에 관한 것이다.

일반적으로, 무기재료 분말의 사출성형기술은 종래의 압축성형으로는 얻어지지 않는 복잡한 형상의 성형품을 만드는 것이 가능하여 최근 활발히 이용되고 있다.

이러한, 사출성형을 위해서는 금속이나 세라믹 분말 등의 무기재료에 결합성 과 유동성을 주기 위하여 유기 바인더 등을 무기재료 분말에 첨가하고, 상기 유기 바인더가 첨가된 무기재료를 원하는 형상으로 성형한 뒤에 가열 소결을 통해 최종 제품을 생산하게 되는 바, 소결하기 전에 저온에서 상기 유기 바인더를 제거하는 과정을 필수적으로 거치게 되는데, 이러한 유기 바인더 제거 과정을 탈지 공정이라 하며 전체 가열소성 공정 중 상당히 어려운 공정이다.

상기와 같은, 무기재료 분말의 사출성형기술을 통하여 성형한 제품을 최종적으로 가열소성하여 생산하는 장비로서 전기로 형식의 고온 소결로가 이용되고 있다.

상기 고온 소결로의 에서는 제품 적재 공간에 피가열체를 적재하고 거리가 떨어져 있는 히터로 피가열체를 가열하는데, 상온에서 600℃도까지는 히터의 열이 중간 매개체인 기체의 열전달을 통하여 피가열체에 전달되는 이른바, 대류 전열이 주된 열전달 작용이 되어 로실 자체와 피처리물을 가열하게 되고 600℃도 이상부터는 히터의 열이 기체 등의 매개체를 통하지 않고 전자기파의 형태로 직접 피처리물과 로실 자체에 전달되어 가열이 이루어지는 이른 바, 복사 전열이라는 열전달 작용이 함께 진행된다.

이렇게, 대류 전열과 복사 전열이 함께 진행되어 가지만 온도 상승과 함께 기체의 부피가 팽창하면서 로실 내부의 기체 밀도가 줄어감으로써 대류 전열의 비중이 점점 작아지게 되고 900℃도 정도부터는 로실 내부의 기체 밀도가 1/4이하로 줄어들면서 거의 복사 전열에 의해서만 가열이 진행되게 된다.

이러한, 열전달의 원리상 900℃도 이하, 특히 복사 전열이 거의 없는 600℃ 도 이하의 저온 작동 구간에서는 자연 대류에 의해 상부 쪽에 열이 집중되는 반면 피처리물의 적재로 인해 유동이 정체되어 있는 부분은 대류가 발생하지 않아 국소적으로 가열이 지연되는 등 로실 내부에 열과 유동의 분포가 매우 불균일하게 된다.

이를 해소하기 위해서는 강제적으로 로실 내부의 기체를 순환시킴으로써 로실 전역에 열과 유동이 균일하게 분포되도록 해 주어야 한다.

이에 따라 1200℃도 이하의 전기로 장치에는 로실 내부에 금속 제의 팬과 유동 박스를 설치하여 강제 대류를 발생시킬 수 있지만 1200℃도 이상의 전기로 장치에서는 공기 중에서 1200℃도 이상의 온도에 안정적으로 견딜 수 있는 재질이 없으므로 팬과 유동 박스를 로실 내부에 설치할 수가 없다.

결국 현재의 1200℃도 이상의 전기로 장치는 고온에서는 주로 복사 전열에 의해 균일한 온도 분포를 구현할 수 있으나, 로실 내부에 강제 대류를 발생시킬 수 있는 장치가 없음으로 해서 저온역에서, 특히 600℃도 이하에서는 온도 및 유동 분포가 매우 불균일해질 수밖에 없는 한계를 가진다.

그런데, 대개의 가열소성처리에서는 고온 유지 구간에서의 온도 균일성만으로도 소성처리 품질을 확보할 수 있으므로 이러한 저온역 구간의 열유동 불균일성이 문제될 게 없으나, 저온역에서의 탈지를 거쳐 고온역에서 소결을 하는 세라믹 또는 금속 분말의 성형체 소성에서는 저온역에서의 열유동 불균일로 인해 피처리물 중에서 탈지가 제대로 진행되지 않는 부분이 발생한 상태에서 소결 공정에 들어감으로써 최종 생산 제품에 발생하는 불량률이 매우 높아지게 되는 문제가 있다.

즉, 세라믹분말 성형 소결품 특히 ITO(Indium Tin Oxide) Target과 같은 고가제품의 생산에 있어서 품질과 원가에 치명적인 영향을 미치게 되어 이를 보완할 수 있는 대안의 제시 및 대책장치의 개발이 절실한 상태라고 하겠다.

한편, 금속 열처리에 있어서도, 미세한 온도의 차이에 민감하게 변형이 발생하는 재질 또는 형상의 금속 제품을 열처리할 경우, 저온 구간에서의 예비 열처리 단계에서 온도 분포가 균일하지 못하면 미세한 휨 등의 변형이 발생하게 되고 고온 공정에서 변형 상태가 그대로 고정되거나 혹은 더욱 심하게 진행되어 제품의 불량이 높아지게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 900℃이하의 저온 가열시 상부에는 대류전열에 의해 열이 집중되고 중부 또는 하부에는 피가열체의 적재로 인한 기체의 유동 정체가 발생되는데 이때, 고온 소결로(또는 금속 열처리로)의 가열실에 저온 가열/냉각 순환부와 열유동 순환구동부가 하나의 어셈블리 모듈로 조합된 <저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈>을 연결하여 이를 통해 고온로 가열실의 내부 기체를 강제로 교반시켜 불균일한 상태의 열과 유동이 균일해지도록 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로나 열처리로를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 900℃이하의 저온 영역에서 내부 기체를 순환 교반시킴으로써 피가열체의 전체를 감싸고 있는 열과 유동이 균일하게 하고 이로써 피가열체 전역에 걸쳐 탈지(또는 예비 열처리)가 균일하게 진행되도록 하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 고온로 가열실의 내부 기체를 강제로 순환하는 과정에서 가열된 기체의 온도가 저하되지 않도록 저온 가열/냉각 순환부의 순환 통로에 별도의 히터를 설치 가동시켜 고온로 가열실 내부와 동일한 온도를 유지하게 함으로써 고온로 가열실을 출입, 순환 하는 기체가 일정하게 온도를 유지시킬 수 있도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 탈지 및 소결과정 또는 금속열처리 과정을 거친 피가열체의 냉각시 저온 가열/냉각 순환부의 공간과 찬 기체가 존재하는 외부공간과의 연통에 의해 냉각되어진 냉각 기체가 고온로 가열실을 통과하도록 순환시켜 냉각 속도가 빨라지도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세라믹 또는 금속 분말 성형체인 피가열체를 저온에서 고온으로 가열하면서 탈지,소결,냉각 과정을 순차로 거쳐 소결체 부품을 제조하는 소결로(또는 금속 열처리로)에 있어서, 상부 및 사방측면을 이루도록 단열부재가 상호 결합되고 하부로는 세라믹 또는 금속 분말 성형체 또는 금속제품인 피가열체가 올려지는 내열 바닥판이 결합되어 형성되는 고온 가열공간의 내부로 고온가열히터가 삽입 설치되는 통 형태의 고온 전기로로 이루어지는 고온 가열부를 형성하며, 저온작동히터가 내부에 설치되는 순환공간이 형성되도록 튜브 형태로 단열재를 연장하고, 상기 단열재의 양 끝단 부분에는 공압으로 개폐작동되는 단열셔터를 구비시킨 저온 가열/냉각 순환부를 형성하여, 상기 단열재의 양 끝단이 고온 가열부의 측면에 마주보게 위치되는 단열부재를 관통하여 고온 가열공간과 순환공간이 개폐되도록 일체 또는 탈장착되게 연결 형성하고, 구동모터의 구동력으로 회전되는 순환팬이 저온 가열/냉각 순환부의 순환공간 내에 삽입 설치되는 열유동 순환구동부를 형성하여, 상기 고온 가열부의 고온 가열공간과 저온 가열/냉각 순환부의 순환공간 내의 기체를 순환시켜 저온 가열시 열 유동이 균일하고 냉각시 냉각속도가 단축되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 900℃이하의 저온 가열시 상부에는 열이 집중되고 하부에는 피가열체의 적재로 인한 기체의 유동 정체가 발생되는데 이때, 고온 가열부의 내부 기체를 강제 순환시켜 열과 유동이 균일하게 분포되도록 하여 탈지(또는 예비 열처리)가 균일하게 일어나도록 하는 효과가 있다.

그리고, 900℃이하의 저온 영역에서 열과 유동을 순환시킴으로써 피가열체의 전체에서 균일한 탈지(또는 예비 열처리)가 이루어지도록 하여 소결(또는 최종 열처리) 과정시 제품의 완성도가 높아지도록 하는 효과가 있다.

더불어, 고온 가열부의 내부 기체를 강제 순환시 가열된 기체의 온도가 저하되지 않도록 저온 가열/냉각 순환부에 형성된 별도의 히터를 가동시켜 일정하게 온도를 유지시킬 수 있도록 하여 탈지(또는 예비 열처리) 과정시 온도의 변화로 인해 효율 또는 품질이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다.

아울러, 탈지 및 소결 과정 또는 금속 열처리 과정을 거친 피가열체의 냉각시 저온 가열/냉각 순환부 내의 공간과 찬 기체가 존재하는 외부공간을 연통시켜 냉각되어진 냉각 기체가 고온 가열부를 통과하도록 순환시킴으로써 냉각속도가 빨라지도록 하는 효과가 있다.

이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로 저온 작동구간 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결로 또는 열처리로는 세라믹 또는 금속 분말 성형체인 피가열체(10)를 저온에서 고온으로 가열하면서 탈지,소결,냉각 과정을 순차로 거쳐 소결체 부품을 제조하는 소결로나 열처리로(100)에 관한 것이다.

먼저, 상기 소결로나 열처리로(100)는 상온에서 1200℃이상의 고온까지 피가열체(10)를 가열하는 고온 가열부(20)와, 상기 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)를 600~900℃의 저온범위로 가열시나 소결 후 냉각시 고온 가열부(20)내의 기체를 순환시키기 위한 통로가 되는 저온 가열/냉각 순환부(30)과, 가열기체나 냉각기체를 순환시키기 위해 저온 가열/냉각 순환부(30)에 설치되는 열유동 순환구동부(40)로 구성된다.

상기 고온 가열부(20)는 상부 및 사방측면을 이루도록 단열부재(21)가 상호 결합되고 하부로는 세라믹 또는 금속 분말인 피가열체(10)가 올려지는 내열 바닥판(22)이 결합되어 형성되는 고온 가열공간(23)의 내부로 고온가열히터(24)가 삽입 설치되는 통 형태의 고온로 가열실(25)로 이루어진다.

여기서, 상기 고온로 가열실(25)의 단열부재(21)는 1200℃이상의 고온에서 견딜 수 이는 내열재로 구성된 것으로 지붕을 이루는 상부와 좌/우/전/후 면인 사방측면을 감싸도록 상호연결한 후 내열 바닥판(22)을 하부에 결합되는 것이다.

아울러, 상기 고온로 가열실(25)의 상부에 지붕을 이루는 단열부재(21)를 관통하여 고온 가열공간(23)의 내부로 삽입되는 온도측정센서(21a)가 하나 이상으로 설치된다.

상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 저온작동히터(31)가 내부에 설치되는 순환공간(32)이 형성되도록 튜브 형태로 단열재(33)를 연장하고, 상기 단열재(33)의 양 끝단 부분에는 공압으로 개폐작동되는 단열셔터(34)를 구비시켜 형성한다.

즉, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 단열재(33)의 양 끝단이 고온 가열부(20)의 측면에 마주보게 위치되는 단열부재(21)를 관통하여 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 개폐되도록 일체 또는 탈장착되게 연결 형성한다.

이때, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 단열재(33)를 다양한 형태로 연장하여 일부분이 절단되어 양끝단이 형성된 것이다.

여기서, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 저온작동히터(31)는 다수 개로 구성하는 것으로, 상기 저온작동히터(31)는 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)를 600~900℃의 저온으로 가열할 때 고온로 가열실(25) 내의 가열된 기체가 순환시 온도가 저하되지 않도록 보조적으로 열을 발생시켜 순환공간(32)이 고온 가열공간(23)과 같은 온도를 갖게 하는 것이다.

더불어, 상기 저온작동히터(31)의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서(31a)가 단열재(33)를 관통하여 순환공간(32) 내로 노출되도록 설치된다.

아울러, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 상부로는 단열재(33)를 관통하여 순환공간(32)과 외부공간을 연통되게 개폐하는 냉각댐퍼(35)를 하나 이상으로 더 포함하여 구성한다.

즉, 상기 냉각댐퍼(35)는 순환공간(32)에 존재하는 가열된 기체를 배출시키면서 외부의 냉각기체를 유입시켜 저온 가열/냉각 순환부(30)를 냉각시키기 위한 구성인 것이다.

상기 열유동 순환구동부(40)는 구동모터(41)의 구동력으로 회전되는 순환팬(42)이 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내에 삽입 설치된다.

여기서, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)는 인버터(43)로 회전수가 조절되도록 구성한 것으로, 순환속도를 조절하기 위하여 구성된 것이다.

그리고, 상기 구동모터(41) 및 인버터(43)는 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열재(33) 외부에 결합되어 열의 영향을 받지 않으며, 순환팬(42)은 단열재(33)를 관통하는 모터축(도면번호 미도시)에 결합되어 순환공간(32) 내에 위치된다.

즉, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)는 고온 가열부(20)의 고온 가열공간(23)과 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내의 기체를 순환시켜 저온 가열시 열 유동이 균일하고 냉각시 냉각속도가 단축되도록 구성하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소결로나 열처리로(100)는 고온 가열부(20)를 이루는 내열 바닥판(22)의 상부로 세라믹 분말 또는 금속 분말 성형체 또는 금속제품인 피가열체(10)를 올려놓는다.

이후, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열셔터(34)가 폐쇄되어진 상태라 면 고온 가열부(20)의 고온 가열공간(23)과 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32)이 연통되도록 해제 작동시켜 개방한다.

다음으로, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)가 회전되도록 작동시켜 순환팬(42)을 회전시킨다.

이때, 상기 구동모터(41)의 구동됨과 동시적으로 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)를 작동시켜 고온로 가열실(25) 내의 온도가 900℃이하의 온도(공정에 따라 정해진 저온 가열 온도)까지 가열되도록 작동시킨다.

여기서, 상기 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)는 동일한 온도로 발열되도록 하여 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)의 내부 온도가 동일하도록 한다.

그리고, 상기 인버터(43)를 조정하여 공정 목적에 맞도록 그리고 및 피가열체(10)가 소결체 부품으로 제품화(또는 열처리)됨에 있어서 최적의 품질을 갖도록 구동모터(41)의 회전수를 조절한다.

이때, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)의 구동력으로 순환팬(42)이 회전되면서 고온 가열공간(23)과 순환공간(32) 사이에 가열기체를 순환시켜 피가열체(10)의 전체 표면을 가열한다.

즉, 상기 저온으로 피가열체(10)를 가열하는 과정이 분말 성형체에 있어서는피가열체의 성형에 필요한 윤활제, 결합제, 수분 등의 바인더를 성형체로부터 공정이 되는 것이며 금속제품에 있어서는 예비 열처리 공정이 되는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고온가열히터(24)와 저온작동히터(31)를 작동시켜 피가열체(10)를 900℃이하의 저온으로 가열하는 과정이 완료되면 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 저온작동히터(31)의 발열작동을 정지시키며, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)의 구동을 정지시켜 순환팬(42)의 회전을 중단시키는 동시에 단열셔터(34)가 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)을 차단하도록 폐쇄 작동시키고, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 냉각댐퍼(35)를 개방시켜 순환공간(32)과 외부공간이 연통되도록 하여 순환공간(32) 내의 가열기체가 외부로 배기되고 외부공간의 냉각기체를 순환공간(32) 내로 유입시켜 저온 가열/냉각 순환부(30)를 냉각시킨다.

여기서, 상기 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)는 지속적으로 발열 작동하여 고온로 가열실(25)의 내부를 900~1200℃이상의 온도로 상승시키면서 피가열체(10)를 가열하여 피가열체(10)가 소결체 부품이 되게 하는 소결과정(또는 최종적으로 열처리되는 열처리과정)을 거치게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피가열체(10)의 소결과정(또는 최종 열처리과정)이 완료되면 고온 가열부(20)의 고온가열히터(24)의 발열작동을 정지시키고 고온로 가열실(25)의 내부 온도가 1000℃이하로 하강하면 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 연통되도록 저온 가열/냉각 순환부(30)의 단열셔터(34)를 개방 작동시킨다.

이후, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)를 작동시켜 순환팬(42)을 회전시켜 고온 가열공간(23) 내의 가열기체는 냉각댐퍼(35)의 개방으로 냉각되어진 순환공간(32) 내로 유입되면서 냉각되고, 순환공간(32) 내의 냉각기체는 고온 가열공간(23) 내로 유동되어 고온로 가열실(25) 및 피가열체(10)를 냉각시키는 순환과 정을 수행한다.

이때, 상기 열유동 순환구동부(40)의 인버터(43)를 조정하여 구동모터(41)의 회전수를 조절을 통해 냉각을 위한 순환 유량을 조절하여 냉각속도를 조절한다.

그리고, 상기 고온로 가열실(25) 및 피가열체(10)의 온도가 100℃ 정도로 내려가면 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)를 정지시켜 순환팬(42)의 회전을 멈추게 하면서 단열셔터(34)를 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 차단되도록 폐쇄 작동시킨다.

이후, 상기 고온 가열부(20)에서 피가열체(10)가 탈지/소결/냉각되어 소결체 부품으로 완성된 제품(또는 열처리가 종료된 금속제품)을 인출하여 제조를 완료한다.

이로써, 상기 피가열체(10)를 900℃이하의 저온가열시 가열기체의 순환으로 인하여 전체가 균일하게 가열됨으로써 바인더를 제거하는 탈지효율이 증대되거나 열처리로 인한 금속제품의 변형이 없게 되는 이점이 있다.

더불어, 상기 저온작동히터(31)를 발열작동시켜 피가열체(10)의 저온 가열시 순환에 의한 온도변화가 발생되지 않도록 하는 장점이 있다.

아울러, 상기 피가열체(10)를 1200℃이상의 고온으로 가열시 단열셔터(34)로 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)을 차단하여 열 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 냉각댐퍼(35)를 개방하여 저온 가열/냉각 순환부(30)의 냉각속도를 증대시키고, 소결(또는 최종 열처리)이 완료된 피가열체(10)에 냉각된 기체를 순환팬(42)의 회전으로 순환시킴으로써 냉각효율이 증대되어 냉각 속도가 빨라지는 장점이 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 도 1에서 피가열체를 600~900℃로 저온 가열과정을 나타낸 상태 단면도,

도 3은 도 2의 저온 가열과정을 거친 후 900~1200℃이상의 고온 가열과정을 나타낸 상태 단면도,

도 4는 도 3의 고온 가열과정을 거친 후 냉각과정을 나타낸 상태 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 피가열체 20 : 고온 가열부

21 : 단열부재 21a : 온도측정센서

22 : 내열 바닥판 23 : 고온 가열공간

24 : 고온가열히터 25 : 고온로 가열실

30 : 저온 가열/냉각 순환부

31 : 저온작동히터 31a : 온도측정센서

32 : 순환공간 33 : 단열재

34 : 단열셔터 35 : 냉각댐퍼

40 : 열유동 순환구동부 41 : 구동모터

42 : 순환팬 43 : 인버터

100 : 소결로나 열처리로

Claims (4)

1. 세라믹 또는 금속 분말로 성형된 피가열체(10)를 600~900℃범위의 저온에서 900~1200℃범위의 고온으로 가열하면서 탈지, 소결, 냉각 과정을 순차로 거쳐 소결체 부품이 되도록 제조하는 소결 및 휨 변형이 발생하기 쉬운 금속 제품을 열처리하는 열처리 기능을 갖는 소결열처리로에 있어서,

   상부 및 사방측면을 이루도록 단열부재(21)가 상호 결합되고 하부로는 세라믹 또는 금속 분말 성형체 또는 금속제품인 피가열체(10)가 올려지는 내열 바닥판(22)이 결합되어 형성되는 고온 가열공간(23)의 내부로 고온가열히터(24)가 삽입 설치되는 통 형태의 고온로 가열실(25)로 이루어지는 고온 가열부(20)를 형성하며,

   저온작동히터(31)가 내부에 설치되는 순환공간(32)이 형성되도록 튜브 형태로 단열재(33)를 연장하고, 상기 단열재(33)의 양 끝단 부분에는 공압으로 개폐작동되는 단열셔터(34)를 구비시킨 저온 가열/냉각 순환부(30)를 형성하여, 상기 단열재(33)의 양 끝단이 고온 가열부(20)의 측면에 마주보게 위치되는 단열부재(21)를 관통하여 고온 가열공간(23)과 순환공간(32)이 개폐되도록 일체 또는 탈장착되게 연결 형성하고,

   구동모터(41)의 구동력으로 회전되는 순환팬(42)이 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내에 삽입 설치되는 열유동 순환구동부(40)를 형성하여, 상기 고온 가열부(20)의 고온 가열공간(23)과 저온 가열/냉각 순환부(30)의 순환공간(32) 내의 기체를 순환시켜 저온 가열시 열 유동이 균일하고 냉각시 냉각속도가 단축되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 저온작동히터(31)는 다수 개로 구성되어 순환공간(32)의 내부 온도가 고온 가열공간(23)과 동일하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로.
3. 제 1항에 있어서, 상기 저온 가열/냉각 순환부(30)의 상부로는 단열재(33)를 관통하여 순환공간(32)과 외부공간을 연통되게 개폐하는 냉각댐퍼(35)를 하나 이상으로 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열유동 순환구동부(40)의 구동모터(41)는 인버터(43)로 회전수가 조정되어 고온 가열공간(23)과 순환공간(32) 사이의 기체 순환량이 조절되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 열유동 균일화 및 냉각 가속 모듈 부착형 고품위 소결열처리로.

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