KR101453463B1 - 탈지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노내에서 하나 또는 복수의 처리품에 포함되는 왁스를 가열하여 탈지하는 탈지 방법으로서, 상기 노내의 온도를 왁스가 증발하는 증발점보다 높고, 처리품이 침탄하는 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지하는 단계를 가짐으로써 처리품마다의 품질의 불균일을 저감할 수 있다.

Description

탈지 방법{Degreasing method}

본 발명은 탈지 방법에 관한 것이다.

본 발명은 2009년 12월 28일에 일본 출원된 특원 2009-297251호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

소결 처리에서는 분말 원료에 왁스, 바인더 등의 유기 결합제를 혼련하여 소정 형상으로 성형한 분말 성형품을 가열함으로써 그 분말 성형품에 포함되는 바인더를 제거하고(탈지 처리), 그 후 추가로 노내 온도를 올려 소결시켜 최종 제품을 얻는다. 이 소결 처리를 실시하는 가열로로서는, 예를 들면 하기 특허문헌 1에 기재된 탈지 소결로를 들 수 있다.

특허문헌 1: 일본특개 2000-17305호 공보

그런데, 이 종류의 분말 성형품은 작은 물품의 대량 처리가 행해지는 경우가 많아 선반 구조로 이루어지는 안상자에 배열, 수용하여 노내에 장입되는 것이 통례임은 특허문헌 1에 기재된 바와 같다. 분말 성형품의 균질화를 도모하기 위해서는 모든 분말 성형품의 온도를 같은 정도로 승온시켜 탈지 처리할 필요가 있는데, 노내에서의 배치 위치, 예를 들면 히터에 대한 위치의 차이로 안상자의 외측과 중심측의 온도차가 생겨 분말 성형품 간에서 온도차가 생겨 버린다. 분말 성형품 간에서 온도차가 생기면, 탈지가 종료되는 시간이 달라 제품의 침탄 정도가 변화하여 품질의 불균일이 생긴다. 또, 분말 성형품 간에서의 온도차를 저감시키기 위해 노내의 온도를 완만하게 승온시키는 수법이 있는데, 탈지 처리 개시까지 장시간을 필요로 하기 때문에 비효율적이다.

또한, 이 제품 간의 불균일 뿐만 아니라, 대형의 분말 성형품을 하나만 탈지 처리하는 경우라도 이 분말 성형품의 부분마다 온도차가 생기면 마찬가지로 부분마다 품질의 불균일이 생긴다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 제품마다의 품질의 불균일 및 하나의 제품의 각 부분의 품질의 불균일을 저감할 수 있는 분말 성형품의 탈지 방법의 제공을 목적으로 한다. 또한, 제2 목적으로서 본 발명은 처리 시간을 단축할 수 있는 탈지 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 이하의 수법을 채용한다. 즉,

(1)본 발명은 노내에서 하나 또는 복수의 분말 성형품에 포함되는 유기 결합제를 가열하여 탈지하는 탈지 방법으로서, 상기 노내의 온도를 상기 유기 결합제가 증발하는 증발 온도보다 높고 상기 분말 성형품이 침탄하는 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지하는 유지 공정을 가진다.

본 발명에서는 유지 공정에서 노내의 온도를 소정 시간 유지함으로써, 분말 성형품 간 혹은 하나의 분말 성형품의 부분 간의 온도차의 확대가 억제됨과 동시에 노내에서의 열 전도에 의해 그 온도차가 완화된다. 또한, 유지 공정에서 노내의 온도를 유기 결합제의 증발 온도보다 높은 온도로 함으로써 분말 성형품으로부터 유기 결합제를 확실히 증발시킬 수 있고, 또한 유기 결합제가 증발하여 발생한 가스에 의한 침탄이 일어나는 온도보다 낮은 온도로 함으로써 분말 성형품의 침탄의 발생을 억제할 수 있다.

(2)상기 (1)에 기재된 탈지 방법은, 상기 유기 결합제의 증발 특성에 기초하여 상기 유지 공정의 시간을 조절하는 조절 공정을 가져도 된다.

이 수법을 채용함으로써, 본 발명에서는 유기 결합제의 고체차나 분말 성형품 간의 승온 속도의 차이에 대응할 수 있고, 분말 성형품 간에서 균일한 탈지를 실현할 수 있다.

(3)상기 (1) 또는 (2)에 기재된 탈지 방법은, 상기 노내에는 적어도 서로 다른 위치에 제1 분말 성형품 및 제2 분말 성형품이 배치되어 있고, 상기 제1 분말 성형품의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 상기 제2 분말 성형품의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가지며, 상기 제1 계측 공정 및 상기 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 상기 증발 온도에 도달하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 가져도 된다.

이 수법을 채용함으로써 본 발명에서는 제1 분말 성형품 및 제2 분말 성형품이 모두 유기 결합제의 증발 온도가 될 때까지의 동안에 노내의 온도를 그 유기 결합제의 증발 온도로 유지함으로써, 분말 성형품 간의 온도를 대략 균일하게 한 후에 유지 공정에서의 온도로의 승온을 개시할 수 있는 상태로 한다. 이 때문에 유지 공정에서의 온도와 유기 결합제의 증발 온도의 온도차가 비교적 큰 경우에서도 분말 성형품 간에서 유기 결합제가 균일하게 탈지되고, 유기 결합제가 증발하여 발생한 가스에 의한 분말 성형품의 침탄의 발생을 억제할 수 있다.

(4)상기 (1) 또는 (2)에 기재된 탈지 방법은 상기 분말 성형품의 제1 위치의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 그 분말 성형품의 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가지고, 상기 제1 계측 공정 및 상기 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 상기 증발 온도에 도달하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 가져도 된다.

이 수법을 채용함으로써 본 발명에서는 하나의 분말 성형품에서 제1 위치의 부분 및 제2 위치의 부분이 모두 유기 결합제의 증발 온도가 될 때까지의 동안에 노내의 온도를 그 증발 온도로 유지함으로써, 하나의 분말 성형품의 부분 간의 온도를 대략 균일하게 한 후에 유지 공정에서의 온도로의 승온을 개시할 수 있는 상태로 한다. 이 때문에 유지 공정에서의 온도와 유기 결합제의 증발 온도의 온도차가 비교적 큰 경우에도 하나의 분말 성형품의 부분 간에서 유기 결합제가 균일하게 탈지되고 유기 결합제가 증발하여 발생한 가스에 의한 분말 성형품의 침탄의 발생을 억제할 수 있다.

(5)상기 (3) 또는 (4)에 기재된 탈지 방법은 상기 제2 유지 공정으로 이행하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도 이상으로 승온시키는 승온 공정을 가져도 된다.

이 수법을 채용함으로써, 본 발명에서는 노내의 온도를 높이면 분말 성형품의 승온 속도를 빠르게 할 수 있기 때문에 처리 시간의 단축이 가능하다.

(6)상기 (1) 내지 (5)에 기재된 탈지 방법은 상기 노내의 분위기 압력을 조절하는 압력도 조절 공정을 가져도 된다.

이 수법을 채용함으로써, 본 발명에서는 노내의 분위기 압력을 높이면 분말 성형품에의 전열성이 늘어나기 때문에 처리 시간의 단축이 가능하다.

본 발명은 노내에서 하나 또는 복수의 분말 성형품에 포함되는 유기 결합제를 가열하여 탈지하는 탈지 방법으로서, 분말 성형품의 제품마다의 품질의 불균일 및 하나의 제품의 각 부분의 품질의 불균일을 저감할 수 있고 분말 성형품의 처리 시간도 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 탈지로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에서의 탈지 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서는 분말 원료에 혼련하고 분말 성형품으로 하는 유기 결합제에 왁스를 이용한 경우를 예시하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 탈지로(1)의 구성을 나타내는 도면이다.

탈지로(1)는 감압·진공 분위기 하에서 왁스(유기 결합제)를 포함하는 분말 성형품인 처리품(W)을 가열함으로써 그 처리품(W)에 포함되는 왁스를 제거하고(탈지 처리), 그 후 추가로 노내 온도를 올려 처리품(W)을 소결시켜 제품을 얻는다. 탈지로(1)는 노내의 압력 상태가 변화한 경우에도 그 압력에 견딜 수 있도록 대략 원통형상으로 형상 설정된 진공 용기로 이루어지는 노체(2)를 가진다. 노체(2)에는 도시하지 않은 수냉 자켓이 설치되어 있어 노체(2)의 온도 과승을 방지한다.

노체(2) 내에는 복수의 처리품(W)을 수용하는 수용 선반(3), 수용 선반(3)을 둘러싸는 마플(4), 마플(4)을 개재하여 처리품(W)을 가열하는 히터(5), 마플(4) 및 히터(5)를 둘러싸는 단열실(6)이 설치되어 있다. 또한, 노체(2)에는 노체(2) 내에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급계(7), 노내 분위기 압력을 콘트롤하는 주요 배기계(8), 마플(4) 내에 발생한 왁스 증기를 배기하는 탈지 배기계(9)가 접속되어 있다. 탈지로(1)는 상기 각 구성 기기의 구동을 제어하는 제어 장치(도시생략)를 가진다.

수용 선반(3)은 복수의 처리품(W)을 수용하는 복수의 단을 구비하는 선반 구조를 가진다. 수용 선반(3)은 복수의 처리품(W)에 대해 히터(5)의 열을 전도하는 열 전도 경로를 형성하도록 기능한다. 승온 속도가 가장 빠른 수용 선반(3)의 코너부에는 그 코너부에 배치된 처리품(제1 분말 성형품)(W1)의 온도를 계측하는 온도 센서(51)가 설치되어 있다. 또한, 승온 속도가 가장 느린 수용 선반(3)의 중앙부에는, 수용 선반(3)의 중앙부에 배치된 처리품(제2 분말 성형품)(W2)의 온도를 계측하는 온도 센서(52)가 설치되어 있다. 온도 센서(51, 52)의 계측 결과는 제어 장치로 출력된다. 온도 센서(51, 52)로서는 여기서는 열전대가 이용되는데, 예를 들면 방사 온도계와 같은 비접촉식 센서를 이용하여 온도를 계측해도 된다.

또, 본 실시형태에서는 복수의 처리품(W)을 수납하는 경우에 대해 설명하고 있는데, 처리품(W)이 하나인 경우에는 하나의 처리품(W)을 수용하는 데에 적합한 수용 선반(3)을 준비하면 된다.

또한, 온도 센서(51, 52)에 대해서도 하나의 처리품(W)의 다른 부분(제1 위치, 제2 위치)의 온도를 각각 계측하도록 적절히 배치한다.

히터(5)는 상자형상의 마플(4)의 상하에 쌍이 되어 설치되어 있다. 히터(5)는 마플(4)을 복사 가열하고, 마플(4)로부터 전해지는 열로 처리품(W)을 간접적으로 가열한다. 히터(5)의 온도(노내의 온도)는 제어 장치에 의해 관리된다.

단열실(6)에는, 예를 들면 그래파이트 울이나 세라믹 울 등의 울계 단열재가 이용되고 있다. 단열실(6)은 상자형으로, 마플(4) 및 히터(5)의 외측을 둘러싸도록 하여 설치되어 있다.

캐리어 가스 공급계(7)는 노체(2) 내에 캐리어 가스를 공급 가능하게 배관된 캐리어 가스 공급 라인(71)을 가진다. 캐리어 가스 공급계(7)로부터 공급되는 캐리어 가스는 질소 가스, 아르곤 가스나 헬륨 가스 혹은 그들의 혼합 가스 등의 비활성 가스로 이루어진다. 또한, 캐리어 가스 공급계(7)에는 노체(2) 내의 분위기 압력을 계측 가능한 도시하지 않은 압력 센서가 설치되어 있다. 압력 센서의 계측 결과는 제어 장치에 출력된다.

주 배기계(8)는 마플(4)의 밖으로부터 흡기 가능하게 배관된 주 배기 라인(81)을 가진다. 주 배기 라인(81)에는 메카니컬 펌프(82), 로터리 펌프(83)가 설치되어 있다.

메카니컬 펌프(82) 및 로터리 펌프(83)는 제어 장치의 제어하에 마플(4)의 내부에서의 감압·진공 분위기의 정도에 따라 직렬적으로 구동하거나 단기(單機)로 구동한다. 또한, 주 배기계(8)에는 마플(4)의 내부의 분위기 압력을 계측 가능한 도시하지 않은 압력 센서가 설치되어 있다. 압력 센서의 계측 결과는 제어 장치에 출력된다.

탈지 배기계(9)는 마플(4)의 내부에 생긴 왁스 증기를 흡기 가능하게 배관된 탈지 배기 라인(91)을 가진다. 탈지 배기 라인(91)에는 왁스 트랩(92)이 설치되어 있다. 왁스 트랩(92)은 왁스 증기를 냉각함으로써 왁스를 회수한다.

또한, 탈지 배기 라인(91)은 바이패스 라인(93)을 개재하여 주 배기 라인(81)과 접속되어 있고, 탈지 배기계(9)로부터의 왁스 증기의 흡기는 로터리 펌프(83)를 구동시킴으로써 실시된다.

이어서, 상기 구성의 탈지로(1)를 이용한 처리품(W)의 탈지 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 2에서 세로축은 온도를, 가로축은 시간을 나타낸다. 또한, 도 2에서 실선은 노내(히터(5))의 온도 변화를 나타내고, 점선은 처리품(W1)의 온도 변화를 나타내며, 일점쇄선은 처리품(W2)의 온도 변화를 나타낸다.

우선, 주요 배기계(8)에 의해 마플(4)의 내부에 진공 분위기를 형성한다. 이 때의 왁스의 증발점(증발 온도)(Tv)은 도 2에 도시된 바와 같이 약 260℃가 되어 있다.

단계 S1에서는 히터(5)에 통전시켜 노내의 온도를 상온(常溫)에서 왁스의 증발점(Tv)까지 승온시킨다. 이 때, 처리품(W1)과 처리품(W2)의 사이에는 배치 위치의 차이에 의해 전열의 정도가 달라 온도차가 생긴다.

다음에, 단계 S2에서는 온도 센서(51, 52)에서의 계측 결과가 모두 증발점(Tv)에 도달하기 전에 노내의 온도를 증발점(Tv)에서 소정 시간 유지한다(제2 유지 공정).

이 단계 S2에서는 처리품(W1) 및 처리품(W2)이 모두 왁스의 증발점(Tv) 근방이 될 때까지의 동안에 노내의 온도를 증발점(Tv)으로 유지한다. 이에 의해 처리품(W) 간의 온도를 대략 균일하게 함으로써, 탈지 처리하는 단계 S3에서 설정된 온도로의 승온을 개시할 수 있는 상태로 한다. 이 때문에 단계 S3에서의 처리품(W)의 온도와 왁스의 증발점(Tv)의 온도차가 비교적 큰 경우에도 처리품(W) 간에 왁스를 균일하게 탈지할 수 있다. 또한, 처리품(W)의 온도가 급격하게 상승하여 탄화되어 버리는 것을 미연에 막는 것이 가능하게 된다. 본 실시형태의 단계 S2는 온도 센서(51, 52)의 계측 결과가 모두 온도(T3)(T3=Tv-20℃)에 도달하는 적정한 시간에 도달하면 종료된다.

다음에, 단계 S3에서는 노내의 온도를 왁스가 증발하는 증발점(Tv)보다 높고 왁스가 탄화하는 탄화 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지한다(유지 공정).

이 단계 S3에서는 노내의 온도를 소정 시간 유지함으로써 처리품(W) 간의 온도차의 확대를 억제함과 동시에, 노내에서의 열 전도에 의해 그 온도차를 완화하면서 탈지를 행한다.

또, 단계 S3에서는 처리품(W1) 및 처리품(W2)의 온도가 T3에 도달한 후에 유지 온도(T2)(T2=Tv+30℃)까지 노내의 온도를 완만 승온하는 완만 승온 처리와 유지 온도(T2)로 노내의 온도를 유지하는 유지 처리를 행한다.

단계 S3에서는 노내의 온도를 왁스의 증발점(Tv)보다 높은 온도로 함으로써 처리품(W)으로부터 왁스를 확실히 증발시킨다. 노내의 온도를 왁스의 증발점(Tv)까지 승온하면 통상 왁스는 증발한다. 그러나, 왁스의 고체차나 처리품(W) 간의 승온 상황의 차이 등 때문에 노내의 온도를 증발점(Tv)으로 유지하면 왁스가 증발하는 부분과 증발하지 않는 부분이 생겨 버린다. 이 때문에 본 실시형태에서는 단계 S3에서 증발점(Tv)보다도 높은 온도로 노내의 온도를 유지함으로써 왁스를 확실히 증발시킨다.

또한, 단계 S3에서는 노내의 온도를 처리품(W)이 침탄하는 온도보다 낮은 유지 온도(T2)로 유지함으로써 처리품(W)의 침탄의 발생을 억제한다. 또, 처리품(W)의 침탄 온도는 왁스의 종류나 노내의 압력에 따라 정해진다. 본 실시형태의 처리품(W)의 침탄 온도는, 예를 들면 증발점(Tv)보다도 약 50℃ 높은 온도이다. 유지 온도(T2)는 증발점(Tv)보다 높은 온도로 하는데, 너무 높은 온도로 하면 처리품(W)이 침탄되어 버리고, 유지 온도(T2)가 증발점(Tv)에 너무 가까운 경우라면 왁스가 완전히 증발하지 않을 가능성이 있다. 이들 점을 고려하여 유지 온도(T2)는 Tv+약 30℃로 하고 있다.

또, 왁스의 증발은 완만 승온 처리에서 거의 완료되는데, 왁스의 증발 특성에는 개체차가 있다. 그 때문에 완만 승온 처리 후에 왁스가 처리품(W)으로부터 완전히 빠져 있다고는 할 수 없다. 이에 대해, 단계 S3의 시간을 조절하기 위해 단계 S3 마지막에 유지 온도(T2)에서 노내의 온도를 유지하는 유지 처리를 더 마련하고 있다(조절 공정). 본 실시형태에서는 1시간의 유지 처리를 실시하고 있다.

다음에, 단계 S4에서는 노내의 온도를 유지 온도(T2)로부터 처리품(W)을 소결시키는 소결 온도(T1)까지 승온시킨다.

마지막으로 단계 S5에서는 온도 센서(51, 52)에서의 계측 결과가 모두 소결 온도(T1)에 도달할 때까지 노내의 온도를 소결 온도(T1)에서 소정 시간 유지하여 처리품(W)을 소결시킨다. 이상의 처리에 의해 제품의 균질화를 도모할 수 있다. 덧붙여서 본 실시예에서의 총 처리시간은 9.5시간이다.

상술한 제1 실시형태는 적어도 노내에서 서로 다른 위치에 배치된 처리품(W1) 및 처리품(W2)(분말 성형품)에 포함되는 왁스를 가열하여 탈지하는 탈지 방법이다. 이 방법에 의하면 상기 노내의 온도를 왁스가 증발하는 증발점(Tv)보다 높고, 처리품(W)이 침탄하는 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지하는 단계 S3(유지 공정)를 가진다. 이 단계 S3에서는 노내의 온도를 소정 시간 유지함으로써 처리품(W) 간 혹은 하나의 처리품(W)의 다른 부분의 온도차의 확대가 억제됨과 동시에, 노내에서의 열 전도에 의해 처리품(W) 간 혹은 하나의 처리품(W)의 다른 부분의 온도차가 완화된다. 또한, 단계 S3의 유지 공정에서는 노내의 온도를 왁스의 증발점(Tv)(유기 결합제의 증발 온도)보다 높은 온도로 함으로써 처리품(W)으로부터 왁스를 확실히 증발시킬 수 있다. 또, 노내의 온도를 왁스가 증발하여 발생한 가스에 의한 침탄이 일어나는 온도보다 낮은 온도로 함으로써 처리품(W)의 침탄의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시형태에서는 완성 후의 제품의 품질의 불균일을 저감할 수 있다.

또한, 상술한 제1 실시형태에서는 단계 S3 내에 조절 공정을 마련함으로써 왁스의 고체차나 처리품(W1) 및 처리품(W2)의 승온 속도의 차이에 대응할 수 있고, 이들 처리품 간에 균일한 탈지를 실현할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는 복수의 처리품(W)에 대해서는 적어도 서로 다른 위치에 처리품(W1)(제1 분말 성형품) 및 처리품(W2)(제2 분말 성형품)이 배치되고, 처리품(W1)의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 처리품(W2)의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가진다. 그리고, 제1 계측 공정 및 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 증발 온도에 도달하기 전에 노내의 온도를 이 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 가진다.

따라서, 처리품(W1) 및 처리품(W2)이 모두 왁스의 증발 온도가 될 때까지의 동안에 노내의 온도를 그 증발 온도로 유지함으로써, 처리품(W1) 및 처리품(W2)의 온도를 대략 균일하게 한 후에 유지 공정에서의 온도로의 승온을 개시할 수 있는 상태로 한다. 이 때문에 유지 공정에서의 온도와 처리품(W1) 및 처리품(W2)의 왁스의 증발 온도의 온도차가 비교적 큰 경우에도 처리품(W1) 및 처리품(W2) 간에 왁스가 균일하게 탈지되고, 왁스가 증발하여 발생한 가스에 의한 처리품(W)의 침탄의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는 하나의 처리품(W)에 대해서는 그 처리품(W)의 다른 부분의 제1 위치의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 이 처리품(W)의 제1 위치와는 다른 제2 위치의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가진다. 그리고, 제1 계측 공정 및 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 증발 온도에 도달하기 전에 노내의 온도를 이 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 가진다.

따라서, 하나의 처리품(W)에서 제1 위치의 부분 및 제2 위치의 부분이 모두 처리품(W)의 왁스의 증발 온도가 될 때까지의 동안에 노내의 온도를 왁스의 증발 온도로 유지함으로써, 하나의 처리품(W)의 부분 간의 온도를 대략 균일하게 한 후에 유지 공정에서의 온도로의 승온을 개시할 수 있는 상태로 한다. 이 때문에, 유지 공정에서의 온도와 왁스의 증발 온도의 온도차가 비교적 큰 경우에도 하나의 처리품(W)의 부분 간에 왁스가 균일하게 탈지되고, 왁스가 증발하여 발생한 가스에 의한 처리품(W)의 침탄의 발생을 억제할 수 있다.

(제2 실시형태)

다음에 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 이하의 설명에서 상술한 실시형태와 동일하거나 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 상기 실시형태와 같이 도 3의 그래프에서는 세로축은 온도를, 가로축은 시간을 나타낸다. 또한, 도 3에서 실선은 노내(히터(5))의 온도 변화를 나타내고, 점선은 처리품(W1)의 온도 변화를 나타내며, 일점쇄선은 처리품(W2)의 온도 변화를 나타낸다.

제2 실시형태에서는 상기 실시형태보다도 처리시간을 단축하기 위해 노내의 분위기 압력을 조절하여 왁스의 증발점(Tv)을 높이고 있다(압력 조절 공정). 노내의 분위기 압력을 높이면 처리품(W)으로의 전열성이 늘어나기 때문에 처리시간의 단축이 가능하다.

노내의 분위기 압력의 조절은 주 배기계(8)의 구동이나 캐리어 가스 공급계(7)의 구동을 제어함으로써 행해진다. 제1 실시형태에서는 진공 분위기 하에서 탈지를 행하고 있었는데, 제2 실시형태에서는 주 배기계(8)를 난기 운전시키고, 캐리어 가스 공급계(7)로부터 소정량의 비활성 가스를 공급하여 진공 분위기보다도 높은 압력의 감압 분위기 하에서 탈지를 행한다. 도 3에 도시된 바와 같이 제2 실시형태의 왁스의 증발점(Tv)은 약 350℃이다. 왁스의 증발점(Tv)을 높이면 단계 S1 및 단계 S2에서 처리품(W)에 대한 입열량을 높일 수 있다. 또한, 왁스의 증발점(Tv)을 높이면 증발점(Tv)과 소결 온도(T1)의 차이가 작아지기 때문에 단계 S4 및 단계 S5에서의 소결 온도(T1)까지 처리품(W)을 승온시키는 시간을 단축할 수 있다. 덧붙여서 본 실시예에서의 총 처리시간은 8.5시간이다.

본 발명의 제2 실시형태에서는 제1 실시형태에서 서술한 공정에 덧붙여 압력 조절 공정을 구비함으로써, 노내의 분위기 압력이 높아지고 처리품(W)으로의 전열성이 늘어나기 때문에 처리 시간의 단축이 가능하다.

(제3 실시형태)

다음에 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명한다. 이하의 설명에서 상술한 실시형태와 동일하거나 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.

도 4는 본 발명의 제3 실시형태에서의 탈지 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 상기 실시형태와 같이 도 4의 그래프에서는 세로축은 온도를, 가로축은 시간을 나타낸다. 또한, 도 4에서 실선은 노내(히터(5))의 온도 변화를 나타내고, 점선은 처리품(W1)의 온도 변화를 나타내며, 일점쇄선은 처리품(W2)의 온도 변화를 나타낸다.

제3 실시형태에서는 상기 제1 및 제2 실시형태보다도 처리시간을 단축하기 위해 제2 실시형태의 수법에 덧붙여 단계 S2로 이행하기 전에 노내의 온도를 증발점(Tv) 이상으로 승온시키는 단계(승온 공정)(S1′)를 마련한다.

단계 S1′에서는 초기의 승온에서 노내의 온도를 증발점(Tv)보다도 높은 온도(T4)까지 승온시키고 나서 증발점(Tv)까지 강온시킨다. 단계 S1′에서의 증발점(Tv)까지 강온은 히터(5)의 가열을 정지하고 노내 분위기나 수냉 자켓에 의한 흡열에 의해 행해진다. 이 단계 S1′에 의해 처리품(W)에 대한 입열량을 높여 승온 속도를 높일 수 있으므로 처리시간의 단축이 가능하게 된다. 또, 단계 S1′는 단계 S2 전에 행해지기 때문에 처리품(W)이 침탄 온도보다 승온하는 일은 없다. 또, 단계 S2에서 처리품(W)의 온도 상승을 미연에 막을 수 있다. 덧붙여서 본 실시예에서의 총 처리시간은 7.9시간이다.

본 발명의 제3 실시형태에서는 제1 실시형태에서 서술한 공정에 덧붙여 승온 공정을 구비함으로써, 노내의 온도가 높아지고 처리품(W)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있기 때문에 처리시간의 단축이 가능하다.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상술한 실시형태에서 나타낸 각 구성부재의 여러 가지 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 단계 S1에서 단계 S2를 거쳐 단계 S3으로 이행한다고 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 단계 S2를 거치지 않고 단계 S1에서 단계 S3으로 이행해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 분말 성형품에 포함되는 유기 결합제로서 왁스를 예시하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 바인더 등의 다른 종류의 유기 결합제이어도 된다.

혹은 복수의 처리품(W)을 처리하는 경우뿐만 아니라, 하나의 처리품(W)을 처리하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우 상기 실시형태에서는 제1 분말 성형품(W1)과 제2 분말 성형품(W2)의 온도를 각각 온도 센서(51, 52)에서 계측하여 처리를 하고 있다. 이 처리를 하나의 처리품(W)에서의 제1 위치의 부분(예를 들면, 처리품(W)의 내측)과 이와 다른 제2 위치의 부분(예를 들면, 처리품(W)의 외측)에 각각 온도 센서(51, 52)를 설치하여 온도 계측하여 본 발명의 탈지 방법을 실시해도 된다. 이에 의해 하나의 처리품(W)의 부분마다의 품질의 불균일을 저감하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 탈지 방법에 의하면, 분말 성형품의 제품마다의 품질의 불균일 및 하나의 제품의 각 부분의 품질의 불균일을 저감할 수 있고 분말 성형품의 처리시간도 단축할 수 있다.

S2 단계(제2 유지 공정)
S3 단계(유지 공정)
S1′단계(승온 공정)
Tv 증발점(유기 결합제의 증발 온도)
W1 처리품(제1 분말 성형품)
W2 처리품(제2 분말 성형품)

Claims (8)

1. 노 내에서 하나 또는 복수의 분말 성형품에 포함되는 유기 결합제를 가열하여 탈지하는 탈지 방법으로서,
   상기 노내의 온도를 상기 유기 결합제가 증발하는 증발 온도보다 높고 상기 분말 성형품이 침탄하는 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지하는 유지 공정을 가지고,
   상기 노내에는 적어도 서로 다른 위치에 제1 분말 성형품 및 제2 분말 성형품이 배치되어 있고,
   상기 제1 분말 성형품의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 상기 제2 분말 성형품의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가지며,
   상기 제1 계측 공정 및 상기 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 상기 증발 온도에 도달하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 갖는 탈지 방법.
2. 노 내에서 하나 또는 복수의 분말 성형품에 포함되는 유기 결합제를 가열하여 탈지하는 탈지 방법으로서,
   상기 노내의 온도를 상기 유기 결합제가 증발하는 증발 온도보다 높고 상기 분말 성형품이 침탄하는 온도보다 낮은 범위 내에서 소정 시간 유지하는 유지 공정을 가지고,
   상기 분말 성형품의 제1 위치의 온도를 계측하는 제1 계측 공정과 그 분말 성형품의 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치의 온도를 계측하는 제2 계측 공정을 가지고,
   상기 제1 계측 공정 및 상기 제2 계측 공정에서의 계측 결과가 모두 상기 증발 온도에 도달하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도에서 소정 시간 유지하는 제2 유지 공정을 갖는 탈지 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유기 결합제의 증발 특성에 기초하여 상기 유지 공정의 시간을 조절하는 조절 공정을 더 갖는 탈지 방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 유기 결합제의 증발 특성에 기초하여 상기 유지 공정의 시간을 조절하는 조절 공정을 더 갖는 탈지 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 유지 공정으로 이행하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도 이상으로 승온시키는 승온 공정을 갖는 탈지 방법.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 유지 공정으로 이행하기 전에 상기 노내의 온도를 상기 증발 온도 이상으로 승온시키는 승온 공정을 갖는 탈지 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 노내의 분위기 압력을 조절하는 압력 조절 공정을 갖는 탈지 방법.
   
   
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 노내의 분위기 압력을 조절하는 압력 조절 공정을 갖는 탈지 방법.
   
   
   

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