KR20220153840A - Inline type diffusion bonding apparatus and Its Operating Method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인라인 확산접합 장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피가공물을 확산접합시키기 위한 확산접합장치에서 예열-가열 가압-냉각 챔버를 별도로 구성하는 한편 인라인화하여, 복수 개의 피가공물을 연속적으로 처리할 수 있도록 한 인라인 확산접합 장치 및 그 운용방법에 관한 것이다. The present invention relates to an in-line diffusion bonding device and an operating method thereof, and more particularly, in a diffusion bonding device for diffusion bonding a workpiece, a preheating-heating pressure-cooling chamber is separately configured and inlined to form a plurality of workpieces. It relates to an inline diffusion bonding device capable of continuously processing and a method of operating the same.
모재를 녹여 접합시키는 용융용접과 달리 피가공물을 고체상태로 유지하면서 접합시키는 방법을 고상접합이라고 한다. 고상접합은 모재가 용융되지 않기 때문에 본래의 특성을 보존할 수 있고 접합부의 결함도 최소화할 수 있는 장점이 있다. Unlike fusion welding, which melts and joins the base material, solid state joining is a method of joining while maintaining the workpiece in a solid state. Solid state bonding has the advantage of preserving original properties and minimizing defects in the joint because the base material does not melt.
복합재료 등 신소재의 개발 및 첨단산업의 발달에 따라 고상접합 기술은 기존의 용융용접기술로는 접합이 불가능한 소재, 복잡한 형상의 소재, 높은 품질 및 정밀성이 요구되는 소재 등의 접합에 많이 채택되고 있다. With the development of new materials such as composite materials and the development of high-tech industries, solid-state bonding technology is widely adopted for bonding materials that cannot be joined with conventional fusion welding technology, materials with complex shapes, and materials that require high quality and precision. .
고상접합의 종류로는 마찰열을 이용하는 마찰접합, 삽입금속을 이용하는 브레이징(Brazing), 원자의 확산현상을 응용한 확산접합(Diffusion Bonding) 등이 있다. 이 중에서 확산접합은 모재를 용융시키지 않을 정도의 고온 분위기 하에서 소성변형을 일으키지 않는 정도의 압력을 가하여 접합을 이루는 방법이다.Types of solid-state bonding include friction bonding using frictional heat, brazing using intercalated metal, and diffusion bonding using atomic diffusion. Among them, diffusion bonding is a method of bonding by applying a pressure that does not cause plastic deformation under a high temperature atmosphere that does not melt the base material.
도 1은 종래 확산접합에 사용되는 장치의 구조를 나타낸 도이다. 1 is a diagram showing the structure of a conventional device used for diffusion bonding.
종래의 확산접합 장치(100)는 내부를 진공으로 유지할 수 있는 메인챔버(110)와, 상기 메인 챔버(110) 내의 단열챔버(120)와, 상기 단열챔버(120) 내에 위치하며 피가공물(10)을 가열하기 위한 발열체(130)와, 상기 단열챔버(120)내에서 피가공물(10)을 거치하는 지지부(140)와, 상기 지지부(140)상의 피가공물(10)을 가압하는 가압부(150)로 이루어져 있다. A conventional
종래의 확산접합 장치(100)는 단열 및 밀폐가 가능한 전면의 게이트(도시하지 않음)를 개방하여 피가공물(10)을 단열챔버(120) 내의 지지부(140)에 거치한 후, 게이트를 밀폐하고, 메인챔버(110) 내의 기체를 배출시켜 진공상태로 만들거나 불활성 가스를 주입한 후(도 1에서는 기체의 배출이나 불활성 가스의 주입 등을 위한 배관은 도시하지 않았다.), 발열체(130)에 전기를 공급하며 가압부재(150)를 하강시켜 피가공물(10)을 가열 가압하여 피가공물이 확산접합되게 한다. 피가공물(10)은 별도의 금형 내에서 거치되어 가열 가압되기도 한다. In the conventional
확산접합이 완료되면, 불활성 기체를 공급하거나 진공상태의 분위기 하에서 피가공물을 냉각시킨 후, 전면의 게이트를 개방하여 피가공물을 확산접합 장치로부터 반출하게 된다. When the diffusion bonding is completed, an inert gas is supplied or the workpiece is cooled in a vacuum atmosphere, and then the front gate is opened to take the workpiece out of the diffusion bonding device.
상기와 같은 과정은 가열-가압-냉각의 과정이 단일챔버 내에서 이루어지기 때문에 공정 소요시간이 길고, 또한 가열-냉각을 되풀이함에 따라 에너지 소모가 증가하는 문제점이 있다. The process as described above has a problem in that the process time is long because the process of heating, pressurization, and cooling is performed in a single chamber, and energy consumption increases as heating and cooling are repeated.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 참고할 만한 기술로는 대한민국 등록특허 10-2193022호이 있다. 인라인 가압소결 장치인 상기 등록특허는 진공챔버(I)- 예열챔버(II)- 가압소결챔버(III)- 서냉챔버(IV)- 급냉챔버(V)를 연속적으로 배치하고 있으며, 각 챔버 내에는 단열챔버(120)가 각각 구비되어 있고, 각 챔버들 사이로는 피가공물(10)을 운반하기 위한 운송부(도시되어 있지 않음)가 구비되어 있다. As a reference technique to solve this problem, there is Korean Patent Registration No. 10-2193022. The registered patent, which is an in-line pressure sintering device, continuously arranges a vacuum chamber (I) - a preheating chamber (II) - a pressure sintering chamber (III) - a slow cooling chamber (IV) - a quenching chamber (V), and in each chamber Each of the
또한 상기 챔버들(I~V) 사이에는 게이트실들(i~iv)이 배치되고, 게이트실에는 양측의 챔버를 개방 또는 밀폐시키기 위한 전방 게이트(210)와 후방 게이트(220)가 설치되어 있다. In addition, gate chambers i to iv are disposed between the chambers I to V, and a
폐쇄시에는 상기 전방 게이트(210)와 후방 게이트(220)가 제 1 실린더(230)에 의해 각 챔버를 향해 동시에 가압되며, 개방시에는 제 1 실린더(230)가 수축되고 제 2 실린더(240)에 의해 상측으로 상승하게 된다. When closed, the
이와 같은 경우, 인접 챔버와의 압력차. 즉 진공압과 대기압의 차이 등에 따라 게이트실의 양측 게이트에 작용하는 힘에 의해 누설이 발생할 수 있으며 누설 발생시 진공상태로 회복하기 위해서는 게이트실에도 진공배기를 위한 배관을 설치하여야 한다. 또한 전방 게이트와 후방 게이트가 제 1 실린더에 의해 물리적으로 연결되어 단열성능에 지장을 주게 된다.In this case, the pressure difference with the adjacent chamber. That is, leakage may occur due to the force acting on the gates on both sides of the gate chamber depending on the difference between vacuum pressure and atmospheric pressure, and in order to recover to a vacuum state when leakage occurs, a pipe for vacuum exhaust must be installed in the gate chamber. Also, since the front gate and the rear gate are physically connected by the first cylinder, the insulation performance is hindered.
피가공물이 상대적으로 작은 크기인 상기 인라인 가압소결 장치의 경우에는 장치 역시 소형으로 제작되지만, 본 발명의 대상이 되는 확산접합 장치는 일반적으로 그 크기가 중후장대하여 상기 가압소결장치와 같이 두 개의 게이트(210,220)를 동시에 실린더(230)로 가압하거나 상승시키는 것이 곤란하다. In the case of the in-line pressure sintering device in which the workpiece is relatively small in size, the device is also manufactured in a small size, but the diffusion bonding device that is the object of the present invention is generally thick and large in size, so that it has two gates like the pressure sintering device. It is difficult to simultaneously press (210, 220) into the cylinder (230) or raise it.
또한 이러한 문제로 인해 상기와 같은 인라인 가압소결장치를 확산접합장치에 적용하기에는 무리가 있고, 열전달 및 강도를 고려한 설계 및 게이트실과 챔버 간의 압력조절에 대한 문제점을 해결하여야만 한다. In addition, due to these problems, it is unreasonable to apply the above in-line pressure sintering device to a diffusion bonding device, and problems of design considering heat transfer and strength and pressure control between the gate chamber and the chamber must be solved.
본 발명은 확산접합 장치를 예열-가열-냉각의 연속적인 처리가 가능한 인라인 장치로 제작하고 운용함에 있어, 게이트의 작동을 원활하게 하며, 게이트실에 별도의 압력조절을 위한 배기설비를 설치할 필요가 없고, 장치의 작동 신뢰성 및 설계 용이성을 확보할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다. In the present invention, in manufacturing and operating the diffusion bonding device as an in-line device capable of continuous processing of preheating-heating-cooling, the operation of the gate is smooth, and there is no need to install an exhaust system for separate pressure control in the gate room. Its purpose is to secure the operation reliability and ease of design of the device.
외부로부터 반입된 피가공물을 예열시키는 예열챔버와, 예열된 피가공물을 전달받아 가열/가압하여 확산접합시키는 가열가압챔버와, 확산접합이 완료된 피가공물을 냉각시키고 외부로 반출시키는 냉각챔버와, 각 챔버 간에 피가공물을 운송하는 운송부와, 예열챔버와 가열가압챔버 사이에 위치하는 제 1 게이트실과, 가열가압챔버와 냉각챔버 사이에 위치하는 제 2 게이트실을 포함하여 이루어진 인라인 확산접합장치에 있어서,A preheating chamber for preheating a workpiece brought in from the outside, a heating and press chamber for diffusion bonding by receiving the preheated workpiece and heating/pressing it, a cooling chamber for cooling the workpiece after diffusion bonding and carrying it out, An in-line diffusion bonding device comprising a transport unit for transporting a workpiece between chambers, a first gate chamber located between the preheating chamber and the heating and press chamber, and a second gate chamber located between the heating and press chamber and the cooling chamber. ,
상기 예열챔버는, 제 1 챔버바디와, 상기 제 1 챔버바디 내의 제 1 단열챔버와, 피가공물을 수납하기 위해 제 1 챔버바디와 제 1 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 1 게이트, 상기 제 1 게이트와 대향되는 위치에서 상기 제 1 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 1-2 도어와, 상기 제 1-2 도어를 작동시키는 제 1-2 도어작동부와, 상기 제 1 단열챔버 내의 제 1 히터를 포함하고;The preheating chamber includes a first chamber body, a first heat insulating chamber in the first chamber body, a first gate for opening and closing an inlet of the first chamber body and the first heat insulating chamber to accommodate a workpiece, and the first heat insulating chamber. 1-2 doors opening and closing the outlet of the first insulation chamber at a position opposite to the gate, 1-2 door operation units operating the 1-2 doors, and a first heater in the first insulation chamber contains;
상기 제 1 게이트실은, 제 2 챔버바디와, 상기 예열챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 1-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 2 게이트와, 상기 가열가압챔버의 입구를 개폐하는 제 3 게이트와, 상기 제 2,3 게이트를 각각 작동시키는 제 2,3 게이트 작동부를 포함하고; The first gate chamber includes a second chamber body, a second gate that opens and closes the outlet of the preheating chamber and is installed at a position spaced apart from the first and second doors, and a third gate that opens and closes the inlet of the heating and pressing chamber. and second and third gate operation units operating the second and third gates, respectively;
상기 가열가압챔버는 제 3 챔버바디와, 상기 제 3 챔버바디 내의 제 2 단열챔버와, 상기 제 3 게이트와 이격되어 설치되며 제 2 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 2-1 도어와, 상기 제 2 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 2-2 도어와, 상기 제 3 챔버바디 외측으로부터 제 3 챔버바디와 제 2 단열챔버를 관통하여 제 2 단열챔버 내의 피가공물을 가압하는 가압부와, 피가공물을 지지하는 지지부와, 상기 제 2 단열챔버 내의 제 2 히터와, 상기 제 2-1 도어와 제 2-2 도어를 각각 작동하는 제 2-1, 2-2 도어작동부를 포함하고; The heating and pressing chamber includes a third chamber body, a second insulating chamber in the third chamber body, a 2-1 door installed spaced apart from the third gate and opening and closing the entrance of the second insulating chamber; 2-2 door for opening and closing the outlet of the heat insulation chamber, a pressing part for pressurizing the workpiece in the second heat insulation chamber through the third chamber body and the second heat insulation chamber from the outside of the third chamber body, a support part for supporting the second heater in the second heat insulation chamber, and 2-1 and 2-2 door operating parts for operating the 2-1 door and the 2-2 door, respectively;
상기 제 2 게이트실은, 제 4 챔버바디와, 상기 가열가압챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 2-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 4 게이트와, 상기 냉각챔버의 입구를 개폐하는 제 5 게이트와, 상기 제 4,5 게이트를 각각 작동하는 제 4 ,5 게이트작동부를 포함하고; The second gate chamber includes a fourth chamber body, a fourth gate that opens and closes the outlet of the heating and pressing chamber and is installed at a position spaced apart from the 2-2 door, and a fifth gate that opens and closes the inlet of the cooling chamber. and fourth and fifth gate operation units operating the fourth and fifth gates, respectively;
상기 냉각챔버는, 제 5 챔버바디와, 피가공물을 배출하기 위해 제 5 챔버의 출구를 개폐하는 제 6 게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cooling chamber is characterized in that it includes a fifth chamber body and a sixth gate for opening and closing an outlet of the fifth chamber to discharge the workpiece.
상기 운송부는 랙과 피니언 결합 방식으로 작동하는 것이 바람직하다. Preferably, the transport unit operates in a rack and pinion combination.
제 1-2, 2-1, 2-2 도어작동부, 제 2, 3, 4, 5 게이트작동부는 각각의 도어 및 게이트의 위치를 가이드하는 각각의 가이드부와, 상기 각각의 도어 및 게이트를 승하강시키는 각각의 리프트부에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. The 1-2, 2-1, 2-2 door operating units, the 2nd, 3rd, 4th, and 5th gate operating units operate guide units for guiding the position of each door and gate, and each door and gate. It is preferable to be made by each lift part which raises and lowers.
본 발명의 인라인 확산접합 장치의 운용방법은The operation method of the inline diffusion bonding device of the present invention
예열챔버와, 가열가압챔버와, 냉각챔버와, 예열챔버와 가열가압챔버 사이에 위치하는 제 1 게이트실과, 가열가압챔버와 냉각챔버 사이에 위치하는 제 2 게이트실과, 각 챔버 간에 피가공물을 운송하는 운송부를 포함하여 이루어지는 인라인 확산접합장치로서,The preheating chamber, the heating/pressing chamber, the cooling chamber, the first gate chamber located between the preheating chamber and the heating/pressing chamber, the second gate chamber located between the heating/pressing chamber and the cooling chamber, and transporting the workpiece between the respective chambers. As an in-line diffusion bonding device comprising a transport unit to do,
상기 예열챔버는, 제 1 챔버바디와, 상기 제 1 챔버바디 내의 제 1 단열챔버와, 피가공물을 수납하기 위해 제 1 챔버바디와 제 1 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 1 게이트, 상기 제 1 게이트와 대향되는 위치에서 상기 제 1 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 1-2 도어와, 상기 제 1-2 도어를 작동시키는 제 1-2 도어작동부와, 상기 제 1 단열챔버 내의 제 1 히터를 포함하고; The preheating chamber includes a first chamber body, a first heat insulating chamber in the first chamber body, a first gate for opening and closing an inlet of the first chamber body and the first heat insulating chamber to accommodate a workpiece, and the first heat insulating chamber. 1-2 doors opening and closing the outlet of the first insulation chamber at a position opposite to the gate, 1-2 door operation units operating the 1-2 doors, and a first heater in the first insulation chamber contains;
상기 제 1 게이트실은, 제 2 챔버바디와, 상기 예열챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 1-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 2 게이트와, 상기 가열가압챔버의 입구를 개폐하는 제 3 게이트와, 상기 제 2,3 게이트를 각각 작동시키는 제 2,3 게이트 작동부를 포함하고; The first gate chamber includes a second chamber body, a second gate that opens and closes the outlet of the preheating chamber and is installed at a position spaced apart from the first and second doors, and a third gate that opens and closes the inlet of the heating and pressing chamber. and second and third gate operation units operating the second and third gates, respectively;
상기 가열가압챔버는 제 3 챔버바디와, 상기 제 3 챔버바디 내의 제 2 단열챔버와, 상기 제 3 게이트와 이격되어 설치되며 제 2 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 2-1 도어와, 상기 제 2 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 2-2 도어와, 상기 제 3 챔버바디 외측으로부터 제 3 챔버바디와 제 2 단열챔버를 관통하여 제 2 단열챔버 내의 피가공물을 가압하는 가압부와, 피가공물을 지지하는 지지부와, 상기 제 2 단열챔버 내의 제 2 히터와, 상기 제 2-1 도어와 제 2-2 도어를 각각 작동하는 제 2-1, 2-2 도어작동부를 포함하고; The heating and pressing chamber includes a third chamber body, a second insulating chamber in the third chamber body, a 2-1 door installed spaced apart from the third gate and opening and closing the entrance of the second insulating chamber; 2-2 door for opening and closing the outlet of the heat insulation chamber, a pressing part for pressurizing the workpiece in the second heat insulation chamber through the third chamber body and the second heat insulation chamber from the outside of the third chamber body, a support part for supporting the second heater in the second heat insulation chamber, and 2-1 and 2-2 door operating parts for operating the 2-1 door and the 2-2 door, respectively;
상기 제 2 게이트실은, 제 4 챔버바디와, 상기 가열가압챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 2-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 4 게이트와, 상기 냉각챔버의 입구를 개폐하는 제 5 게이트와, 상기 제 4,5 게이트를 각각 작동하는 제 4 ,5 게이트작동부를 포함하고; The second gate chamber includes a fourth chamber body, a fourth gate that opens and closes the outlet of the heating and pressing chamber and is installed at a position spaced apart from the 2-2 door, and a fifth gate that opens and closes the inlet of the cooling chamber. and fourth and fifth gate operation units operating the fourth and fifth gates, respectively;
상기 냉각챔버는, 제 5 챔버바디와, 피가공물을 배출하기 위해 제 5 챔버의 출구를 개폐하는 제 6 게이트를 포함하는 형태로 이루어진 인라인 확산접합장치를 구비하는 단계와; providing an in-line diffusion bonding device in which the cooling chamber includes a fifth chamber body and a sixth gate that opens and closes an outlet of the fifth chamber to discharge the workpiece;
제 1,2 게이트실, 가열가압챔버 및 냉각챔버는 진공상태 또는 불활성가스 분위기로, 예열챔버는 불활성가스 분위기로 하며, 예열챔버와 가열가압챔버가 각각 지정된 초기 온도로 가열되는 초기 단계와;an initial step in which the first and second gate chambers, the heating/pressing chamber, and the cooling chamber are in a vacuum state or an inert gas atmosphere, and the preheating chamber is in an inert gas atmosphere, and the preheating chamber and the heating/pressing chamber are respectively heated to designated initial temperatures;
제 1,2 게이트를 개방하여, 피가공물을 제 1 게이트를 통해 예열챔버 내로 반송시키는 단계와;opening the first and second gates to convey the workpiece into the preheating chamber through the first gate;
제 1 게이트를 닫고, 예열챔버와 제 1 게이트실이 진공상태가 되도록 배기시키거나, 불활성 가스 분위기로 형성하는 단계와;closing the first gate and evacuating the preheating chamber and the first gate chamber to a vacuum state or forming an inert gas atmosphere;
제 2 게이트를 닫고 제 1 히터를 가동하여 예열챔버 내의 피가공물을 예열하는 단계와;closing the second gate and operating the first heater to preheat the workpiece in the preheating chamber;
제 1-2 도어, 제 2 게이트, 제 3 게이트, 제 2-1 도어를 개방하고, 운송부를 이용해 피가공물을 가열가압챔버로 이동시켜 지지부에 안치시키고, 제 1-2 도어, 제 2 게이트, 제 3 게이트, 제 2-1 도어를 폐쇄하는 단계와;The 1-2nd door, the 2nd gate, the 3rd gate, and the 2-1st door are opened, the workpiece is moved to the heating and pressing chamber using the transport unit and placed in the support unit, the 1-2nd door, the 2nd gate, closing the third gate and the second-first door;
피가공물의 확산접합이 일어나도록 가열가압챔버 내의 온도와 가압부에 의한 압력을 조절하는 단계와;adjusting the temperature in the heating and pressing chamber and the pressure by the pressing unit so that diffusion bonding of the workpiece occurs;
예열챔버의 제 1 히터를 오프시키고 예열챔버의 내부를 질소 가스로 퍼지한 후, 예열 챔버의 제 1,2 게이트를 개방한 뒤 예열 챔버 내로 새로운 피가공물을 반송시키는 단계와; turning off the first heater of the preheating chamber, purging the inside of the preheating chamber with nitrogen gas, opening the first and second gates of the preheating chamber, and then transferring a new workpiece into the preheating chamber;
제 2-2 도어, 제 4 게이트, 제 5 게이트를 개방한 후, 확산접합이 끝난 피가공물을 가열가압챔버에서 냉각챔버로 운송부에 의해 이동시키고, 다시 제 2-2 도어, 제 4 게이트, 제 5 게이트를 폐쇄하는 단계와;After opening the 2-2nd door, the 4th gate, and the 5th gate, the diffusion-bonded workpiece is moved from the heating/pressing chamber to the cooling chamber by the transfer unit, and the 2-2nd door, the 4th gate, closing the fifth gate;
냉각 챔버에서 피가공물이 냉각시키는 단계와;cooling the work piece in the cooling chamber;
제 5,6 게이트를 개방시키고, 제 6 게이트를 통해 냉각된 피가공물을 외부로 반출하는 단계와;opening the fifth and sixth gates and carrying the cooled workpiece to the outside through the sixth gate;
제 6 게이트를 폐쇄시키고, 냉각챔버와 제 2 게이트실을 진공 배기시키거나 불활성 가스 분위기를 형성한 후, 제 5 게이트를 폐쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. closing the sixth gate, evacuating the cooling chamber and the second gate chamber or forming an inert gas atmosphere, and then closing the fifth gate.
가열가압챔버에서 냉각챔버로 확산접합이 끝난 피가공물을 이동하기 전, 가열가압챔버에서 피가공물을 냉각시키는 것이 바람직하다. It is preferable to cool the workpiece in the heating/pressing chamber before moving the diffusion-bonded workpiece from the heating/pressing chamber to the cooling chamber.
본 발명에 의하면, 확산접합 장치를 예열-가열-냉각의 연속적인 처리가 가능한 인라인 장치로 운용함에 있어, 게이트의 작동을 원활하게 하며, 게이트실의 압력조절이 필요하지 않고, 장치의 작동 신뢰성 및 설계 용이성을 확보할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, in operating the diffusion bonding device as an in-line device capable of continuous processing of preheating-heating-cooling, the operation of the gate is smooth, there is no need for pressure control in the gate chamber, and the operation reliability and This has the effect of ensuring ease of design.
도 1은 종래의 확산접합 장치의 구조를 나타낸 도.
도 2는 종래의 인라인 소결장치의 구조를 나타낸 도.
도 3은 본 발명 일실시예 확산접합 장치의 구조를 나타낸 도.
도 4 내지 도 7은 본 발명 일실시예 확산접합 장치의 작동을 설명하기 위한 도.1 is a view showing the structure of a conventional diffusion bonding device;
Figure 2 is a view showing the structure of a conventional in-line sintering device.
3 is a diagram showing the structure of a diffusion bonding device according to an embodiment of the present invention;
4 to 7 are diagrams for explaining the operation of the diffusion bonding device according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail according to its embodiments with reference to the drawings.
도 3은 본 발명 일 실시예 확산접합장치의 구조를 나타낸 도이다. 3 is a diagram showing the structure of a diffusion bonding device according to an embodiment of the present invention.
본 실시예 확산접합장치(100)는 외부로부터 피가공물(10)을 반입하여 예열시키는 예열챔버(300)와, 예열된 피가공물(10)을 전달받아 가열/가압하여 확산접합시키는 가열가압챔버(500)와, 확산접합이 완료된 피가공물(10)을 냉각시키고 외부로 반출시키는 냉각챔버(700)와, 각 챔버 간에 피가공물을 운송할 수 있는 운송부(800)와, 예열챔버(400)와 가열가압챔버(500) 사이에 위치하는 제 1 게이트실(400)과, 가열가압챔버(500)와 냉각챔버(700) 사이에 위치하는 제 2 게이트실(600)로 구분된다. The
예열챔버(300)는 제 1 챔버바디(310)와, 상기 제 1 챔버바디 내의 제 1 단열챔버(320)와, 피가공물을 수납하기 위해 제 1 챔버바디(310)와 제 1 단열챔버(320)의 입구를 개폐하는 제 1 게이트(330), 상기 제 1 게이트(330)와 대향되는 위치에서 상기 제 1 단열챔버(320)의 출구를 개폐하는 제 1-2 도어(340)와, 상기 제 1-2 도어(340)를 작동하는 제 1-2 도어 작동부(350)와, 상기 제 1 단열챔버 내의 제 1 히터(도시하지 않음)를 포함하고 있다. The preheating
제 1 챔버바디(310)는 금속 통체 형상을 이루고 있고, 도면상 좌측에 입구가 형성되고, 상기 입구를 제 1 게이트(330)에 의해 개폐하게 된다. 제 1 챔버바디(310) 내부에는 제 1 단열챔버(320)이 배치되어 있으며, 제 1 단열챔버(320)의 입구 역시 상기 제 1 게이트(330)에 의해 개폐된다. 즉 제 1 게이트(330)를 개폐함에 따라 제 1 챔버바디(310)와 제 1 단열챔버(320)의 입구가 개폐되게 되는 것이다. 제 1 단열챔버(320)의 출구는 제 1-2 도어(340)에 의해 개폐된다. The
본 설명에서 '게이트' 라 함은 각 챔버바디의 입출구를 개폐하는 문으로, '도어'라 함은 각 단열챔버의 입출구를 개폐하는 문으로 구분하여 칭하는 것으로 한다. 챔버바디와 단열챔버는 모두 좌우측에 입구와 출구가 형성된 통체 형상으로 이루어진다. 각 챔버바디는 각 게이트 사이의 통체로 구분된다. In this description, 'gate' refers to a door that opens and closes the entrance and exit of each chamber body, and 'door' refers to a door that opens and closes the entrance and exit of each insulation chamber body. Both the chamber body and the insulation chamber are formed in a tubular shape with inlets and outlets formed on the left and right sides. Each chamber body is divided into a body between each gate.
제 1 게이트(330)는 예외적으로 챔버바디와 단열챔버의 입구를 동시에 개폐하는 것이다. 제 1 게이트(330)는 제 1 챔버바디(310)에 힌지 연결되어 여닫는 형태로 설치된다. The
예열챔버(300) 내에는 운송부(800)가 제 1 단열챔버(320) 내부와 외부에 설치되어 있다. 운송부(800)는 랙과 피니언 형태로 이루어지며 각 챔버 사이로 피가공물을 운송하는 것이고, 운송부는 대한민국 등록특허 10-2193022호 또는 대한민국 등록특허 10-1627503호에 개시된 것 또는 그와 유사한 형태로 이루어질 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다. In the preheating
제 1 단열챔버(320)는 내부에 제 1 히터(도시하지 않음)를 구비하여 피가공물(10)을 예열하게 된다. 제 1 단열챔버(320)의 출구 측은 제 1-2 도어(340)에 의해 개폐되게 된다. 제 1-2 도어(340)는 제 1 단열챔버(320)의 출구로 열이 빠져 나가지 않도록 단열재를 포함하여 이루어지는 것이 당연하다 할 것이다. The first
제 1-2 도어(340)는 제 1-2 도어작동부(350)에 의해 개폐된다. 제 1-2 도어작동부는 제 1-2 도어(340)와 결합되어 그 작동을 가이드하는 제 1-2 도어 가이드부(351)와, 제 1-2 도어(340)를 상하로 이동시키는 제 1-2 도어 리프트부(352)로 이루어진다. The 1-
제 1-2 도어 리프트부(352)는 체인(도시하지 않음)에 의해 연결된 제 1-2 도어(340)를 상하로 이동시키고, 제 1-2 도어 가이드부(351)는 제 1-2 도어(340)을 제 1 단열챔버(320)의 출구에 이격되거나 밀착되게 된다. The 1-2nd
본 실시예에서는 제 1-2 도어 리프트부(352)를 포함하여 이후 설명될 다른 도어 리프트부와 게이트 리프트부가 실린더에 의해 도어나 게이트를 승하강시키는 것으로 설명되어 있지만, 도어 리프트부와 게이트 리프트부는 회전드럼에 의해 체인 등을 감는 형태로 이루어질 수 있으며, 그 외에 공지의 다양한 수단에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다. In this embodiment, other door lift parts and gate lift parts to be described later, including the 1-2
예열챔버(300)의 출구는 제 1 게이트실(400)의 입구이기도 하다. The exit of the preheating
제 1 게이트실(400)은 제 2 챔버바디(410)와, 상기 예열챔버(300)의 출구를 개폐하며 상기 제 1-2 도어(340)과 이격되어 설치되는 제 2 게이트(420)와, 상기 가열가압챔버의 입구를 개폐하는 제 3 게이트(430)와, 상기 제 2,3 게이트(420, 430)을 작동시키는 제 2,3 게이트 작동부(440, 450)를 포함하고 있다. The
제 2 게이트(420)는 제 2 게이트 작동부(440)에 의해 개폐된다. 제 2 게이트 작동부(440)는 제 2 게이트(420)와 결합되어 그 작동을 가이드 하는 제 2 게이트 가이드부(441)와, 제 2 게이트(420)를 상하로 작동시키는 제 2 게이트 리프트부(442)로 이루어진다. The
제 2 게이트(420)와 제 2 게이트 작동부(440)의 작동관계를 포함하여 나머지 게이트/도어와 게이트/도어 작동부의 작동관계는 앞서 설명한 제 1-2 도어(340)은 제 1-2 도어 작동부(350)의 작동관계와 유사하므로, 이후의 게이트(도어)와 게이트(도어) 작동부의 작동관계에 대하여는 설명을 생략한다. The operational relationship between the
각 게이트 및 도어는 대응되는 입출구 측으로 게이트 및 도어를 각각 가압할 수 있는 별도의 실린더나 링크를 더 구비할 수 있다. Each gate and door may further include a separate cylinder or link capable of pressing the gate and the door to a corresponding entrance and exit side.
제 1 게이트실(400)의 출구는 가열가압챔버(500)의 입구이며, 제 1 게이트실(400)의 제 3 게이트(430)에 의해 개폐된다. The outlet of the
가열가압챔버(500)는 제 3 챔버바디(510)와, 제 3 챔버바디(510) 내의 제 2 단열챔버(520)와, 상기 제 3 게이트(430)와 이격되어 설치되며 제 2 단열챔버(520)의 입구를 개폐하는 제 2-1 도어(530)와, 상기 제 2 단열챔버(520)의 출구를 개폐하는 제 2-2 도어(540)와, 상기 제 3 챔버바디(510) 외측으로부터 제 3 챔버바디(510)와 제 2 단열챔버(520)를 관통하여 제 2 단열챔버(520) 내의 피가공물(100을 가압하는 가압부와, 피가공물(10)을 지지하는 지지부(560)와, 상기 제 2 단열챔버(520) 내의 제 2 히터(도시하지 않음)와, 상기 제 2-1 도어(530)와 제 2-2 도어(540)를 각각 작동하는 제 2-1, 2-2 도어 작동부(570,580)를 포함하고 있다. The heating and pressurizing
지지부(560)는 피가공물(10)을 운송부(800)로부터 분리하여 상기 가압부(550)가 피가공물(10)을 가압할 때 피가공물(10)의 하측을 지지하며, 주로 롤러나 베어링 등으로 이루어진 운송부(800)에 가압력이 작용하지 않도록 하는 역할을 한다. The
운송부(800)으로부터 피가공물(10)을 분리하여 지지부(560)가 지지하기 위해서는, 가열가압챔버(500) 내의 운송부(800)가 운송부 리프트(810)에 의하여 상하로 이동하거나, 지지부 리프트(562)에 의해 지지부(560)가 상하로 이동하면 가능하다. In order to separate the workpiece 10 from the
제 2 게이트실(600)은 제 4 챔버바디(610)와, 상기 가열가압챔버(500)의 출구를 개폐하며 상기 제 2-2 도어(540)과 이격되어 설치되는 제 4 게이트(620)와, 상기 냉각챔버(700)의 입구를 개폐하는 제 5 게이트(630)와, 상기 제 4,5 게이트(620, 630)을 작동시키는 제 4,5 게이트 작동부(640, 650)를 포함하고 있다. The
냉각 챔버(700)는 제 5 챔버바디(710)와, 피가공물을 배출하기 위해 제 5 챔버의 출구를 개폐하는 제 6게이트(720)를 포함하고 있다. The cooling
제 6 게이트(720)는 힌지에 의해 제 5 챔버바디(710)에 연결된 여닫이 형태의 게이트로 이루어져 있다. The
상기 예열챔버(300), 가열가압챔버(500) 및 냉각챔버(700)는 각 챔버 내 기체를 배출하고 진공상태를 이루거나 불활성 가스의 주입 등을 위한 배관(도시하지 않음.)이 각각 설치되어 있다. The preheating
제 1,2 게이트실(400,600) 내에 설치된 운송부(800)은 이와 연결된 운송부 리프트(810)에 의해 상하로 이동되어, 제 2,3,4,5 게이트(420,430,620,630)와의 간섭을 피하도록 제작될 수 있다. The
이하, 본 실시예 인라인 확산접합 장치의 작동관계에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation relationship of the inline diffusion bonding device according to this embodiment will be described.
먼저 인라인 확산접합장치는, First, the in-line diffusion bonding device,
예열챔버(300)는 불활성가스(질소)분위기 하에서 약 200℃의 온도로 가열하고,The preheating
제 1,2 게이트실(400,600), 가열가압챔버(500) 및 냉각챔버(700)는 진공상태 또는 불활성 가스 분위기로 하고, 가열가압챔버(500)는 약 600℃의 온도로 가열하는 초기 상태를 이루도록 한다.The first and
예열챔버(300) 내에서의 예열은 약 500℃, 가열가압챔버(500) 내에서의 확산접합은 약 1100℃, 300톤 가압으로 이루어지지만, 외부로부터 예열챔버(300) 내로 피가공물(10)을 반입하고, 가열가압챔버(500)에서 냉각챔버(700)로 피가공물(10)을 옮길 때의 열손실 및 재가열의 효율을 고려하여 상기와 같은 초기상태로 분위기를 이루도록 하는 것이 바람직하다. Although preheating in the preheating
상기와 같은 초기 상태에서 제 1 게이트(330)를 개방하여, 피가공물(10)을 예열챔버(300)로 반입한다. In the initial state as described above, the
이때 제 2 게이트(420)는 개방하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제 1 게이트를 개방하면 예열챔버(300)에 대기압이 작용하게 되고, 만일 제 1 게이트실(400)의 제 2 게이트(420)가 폐쇄되어 있다면 제 2 게이트(420)는 개방되는 방향으로 압력을 받게 되어 예열챔버(300) 내의 대기가 제 1 게이트실(400)로 누설될 수 있다. At this time, the
제 2 게이트(420)를 개방하게 되면, 제 1 게이트실(400) 역시 대기압 상태에 놓이게 되는데, 이때 가열가압챔버(500)가 진공상태인 경우 제 3 게이트(430)는 가열가압챔버(500)를 밀폐하는 쪽으로 가압되기 때문에, 대기가 가열가압챔버(500)로 누설되지 않는다.When the
제 2 게이트(420)는 필요에 따라 일부 개방되거나 전부 개방될 수 있다. The
이후 제 1 게이트(330)를 닫고, 예열챔버(300) 내를 진공상태가 되도록 배기시키거나 불활성 가스 분위기로 한다. Then, the
제 2 게이트(420)는 (일부) 개방되어 있기 때문에 예열챔버(300)를 배기시키는 배기계통에 의해 제 1 게이트실(400) 역시 진공상태가 되거나, 불활성 가스 분위기로 된다. Since the
이후, 제 2 게이트(420)을 폐쇄시키고, 제 1 단열챔버(320) 내의 제 1 히터를 통해 피가공물(10)을 500℃가 되도록 예열한다. 이 때 인라인 확산접합 장치의 모든 게이트와 도어는 폐쇄되어 있는 상태이다. (도 4 참조)Thereafter, the
예열이 완료되면, 제 1-2 도어(340), 제 2 게이트(420), 제 3 게이트(430), 제 2-1 도어(530)를 개방하고, 운송부(800)를 이용해 피가공물(10)을 가열가압챔버(500)로 이동시킨다. (도 5 참조)When the preheating is completed, the 1-2
가열가압챔버(500)에서는 지지부(560)를 상승시키거나, 운송부(800)를 하강시켜 피가공물(10)을 지지부(560) 상에 거치한다. In the heating and
피가공물(10)을 가열가압챔버(500)의 지지부(560) 상에 거치하고 나면, 제 1-2 도어(340), 제 2 게이트(420), 제 3 게이트(430), 제 2-1 도어(530)를 폐쇄하고 가열가압챔버(500) 내의 온도를 약 1100℃로 상승시키고, 가압부(550)에 의해 피가공물(10)을 300톤으로 가압하게 된다. 본 실시예에서는 ****와 ****을 확산접합시키는 조건을 설명하는 것으로, 예열챔버(300)의 온도, 가열가압챔버(500)내의 온도 및 압력은 피가공물의 종류에 따라 달라질 수 있는 것이다. After the
피가공물(10)을 예열챔버(300)에서 가열가압챔버(500)로 이송한 후, 예열챔버(300)의 제 1 히터를 오프시키고 예열챔버(300)의 내부를 질소 가스로 퍼지한다. After the
다시 예열 챔버(300)의 제 1 게이트(330)를 개방하고, 제 2 게이트(420)를 (일부) 개방한 뒤 예열 챔버(300) 내로 새로운 피가공물(10)을 반입한다. After the
이후 제 1 게이트(330)를 폐쇄시키고, 예열챔버(300)와 제 1 게이트실(400)을 진공 상태로 배기시키거나 불활성 가스 분위기로 한 후 제 2 게이트(420)를 폐쇄한다. 예열챔버(300)는 제 1 히터에 의해 새로이 반입한 피가공물(10)을 예열하게 된다. (도 6 참조)Thereafter, the
도면에서는 처음 투입한 피가공물을 10(1), 그 다음 투입한 피가공물을 순차적으로 10(2), 10(3)으로 나타내고 있다. In the drawing, the workpiece loaded first is indicated by 10(1), and the next loaded workpiece is sequentially indicated by 10(2) and 10(3).
한편, 가열가압챔버(500)에서 피가공물의 확산접합이 끝난 피가공물은 곧바로 냉각챔버(700)로 이동할 수도 있고, 가열가압챔버(500)의 제 2 히터를 오프한 후 1시간 정도 자연냉각 후 이동할 수도 있다. 각 챔버간 피가공물의 처리시간을 고려하여 각 챔버에서 머무르는 시간을 조절하여 피가공물을 순차적으로 그리고 연속적으로 처리하기 위함이다. On the other hand, the workpiece after the diffusion bonding of the workpiece in the heating and
가열가압챔버(500)에서 확산접합이 끝난 피가공물은 지지부(560)나 운송부(800)의 승하강에 의해 지지부(560)에서 운송부(800)로 그 거치위치를 변경하게 된다. The workpiece that has been diffusion bonded in the heating and
이후, 제 2-2 도어(540), 제 4 게이트(620), 제 5 게이트(630)를 개방한 후, 운송부(800)를 이용하여 가열가압챔버(500)에서 냉각챔버(700)로 피가공물(10)을 이동하게 된다. (도 7 참조) 이동이 완료되면, 제 2-2 도어(540), 제 4 게이트(620), 제 5 게이트(630)는 폐쇄되게 된다. (도 8 참조)Thereafter, after opening the 2-
냉각챔버(700) 내의 피가공물(10)은 챔버 내를 순환하는 질소가스 등에 의해 강제 냉각된 후, 제 6 게이트(720)를 개방하여 외부로 반출된다. 이때 냉각챔버(700)에는 대기압이 작용하게 되므로, 제 5 게이트(630)이 개방되는 방향으로 힘을 받게 되고, 냉각챔버(700) 내의 대기가 제 2 게이트실(600)로 누설될 수 있다. 이를 방지하기 위해 제 5 게이트(630)를 (일부) 개방시켜 제 2 게이트실(600)에도 대기압이 작용하도록 한다. 제 2 게이트실(600)에 작용된 대기압은 제 4 게이트(620)를 가열가압챔버(500) 측으로 힘을 작용시키고, 이에 따라 대기가 가열가압챔버(500)로 누설되지 않는다. After the
피가공물을 외부로 반출한 후에는 제 6 게이트(720)를 폐쇄시키고, 냉각챔버(700)와 제 2 게이트실(600)을 진공 배기시키거나 불활성가스 분위기로 한 후, 제 5 게이트(630)를 폐쇄시킨다. After transporting the workpiece to the outside, the
상기 설명한 단계에 따라 피가공물을 예열챔버(300)에서 예열하고, 가열가압챔버(500)에서 확산접합하며, 냉각챔버(700)에서 냉각하는 것이 연속적으로 순차적으로 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 예열, 확산접합, 냉각의 단계는 거의 비슷한 시간이 소요되는 것이며, 이와 같은 경우에도 하나의 챔버에서 예열, 확산접합, 냉각의 단계를 거치는 것보다 처리시간을 대폭 감소시킬 수 있게 되는 것이다. It will be appreciated that, according to the steps described above, preheating of the workpiece in the preheating
10 : 피가공물 100 : 확산접합장치 110 : 메인부재 120 : 단열챔버
130 : 발열체 140 : 지지부재 150 : 가압부재 210 : 전방 게이트
220 : 후방 게이트 230 : 제 1 실린더 240 : 제 2 실린더 300 : 예열챔버
310 : 제 1 챔버바디 320 : 제 1 단열챔버 330 : 제 1 게이트
340 : 제 1-2 도어 350 : 제 1-2 도어작동부 351 : 제 1-2 도어 가이드부
352 : 제 1-2 도어 리프트부 400 : 제 1 게이트실 410 : 제 2 챔버바디
420 : 제 2 게이트 430 : 제 3 게이트 440 : 제 2 게이트 작동부
441 : 제 2 게이트 가이드부 442 : 제 2 게이트 리프트부
450 : 제 3 게이트 작동부 500 : 고온가압챔버 510 : 제 3 챔버바디
520 : 제 2 단열챔버 530 : 제 2-1 도어 540 : 제 2-2 도어 550 : 가압부
560 : 지지부 562 : 지지부 리프트 570 : 제 2-1 도어 작동부
580 : 제 2-2 도어 작동부 600 : 제 2 게이트실 610 : 제 4 챔버바디
620 : 제 4 게이트 630 : 제 5 게이트 640 : 제 4 게이트 작동부
650 : 제 5 게이트 작동부 700 : 냉각챔버 710 : 제 5 챔버바디
720 : 제 6 게이트 800 : 운송부 810 : 운송부 리프트Reference Numerals 10: workpiece 100: diffusion bonding device 110: main member 120: insulation chamber
130: heating element 140: support member 150: pressing member 210: front gate
220: rear gate 230: first cylinder 240: second cylinder 300: preheating chamber
310: first chamber body 320: first insulation chamber 330: first gate
340: 1-2 door 350: 1-2 door operation unit 351: 1-2 door guide unit
352: 1-2 door lift part 400: first gate chamber 410: second chamber body
420: second gate 430: third gate 440: second gate operation unit
441: second gate guide part 442: second gate lift part
450: third gate operating unit 500: high-temperature pressure chamber 510: third chamber body
520: second insulation chamber 530: 2-1 door 540: 2-2 door 550: pressurization part
560: support part 562: support part lift 570: 2-1 door operating part
580: 2-2 door operating part 600: second gate chamber 610: fourth chamber body
620: 4th gate 630: 5th gate 640: 4th gate operating unit
650: 5th gate operating unit 700: cooling chamber 710: 5th chamber body
720: 6th gate 800: transport unit 810: transport unit lift
Claims (5)
상기 예열챔버는, 제 1 챔버바디와, 상기 제 1 챔버바디 내의 제 1 단열챔버와, 피가공물을 수납하기 위해 제 1 챔버바디와 제 1 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 1 게이트, 상기 제 1 게이트와 대향되는 위치에서 상기 제 1 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 1-2 도어와, 상기 제 1-2 도어를 작동시키는 제 1-2 도어작동부와, 상기 제 1 단열챔버 내의 제 1 히터를 포함하고;
상기 제 1 게이트실은, 제 2 챔버바디와, 상기 예열챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 1-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 2 게이트와, 상기 가열가압챔버의 입구를 개폐하는 제 3 게이트와, 상기 제 2,3 게이트를 각각 작동시키는 제 2,3 게이트 작동부를 포함하고;
상기 가열가압챔버는 제 3 챔버바디와, 상기 제 3 챔버바디 내의 제 2 단열챔버와, 상기 제 3 게이트와 이격되어 설치되며 제 2 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 2-1 도어와, 상기 제 2 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 2-2 도어와, 상기 제 3 챔버바디 외측으로부터 제 3 챔버바디와 제 2 단열챔버를 관통하여 제 2 단열챔버 내의 피가공물을 가압하는 가압부와, 피가공물을 지지하는 지지부와, 상기 제 2 단열챔버 내의 제 2 히터와, 상기 제 2-1 도어와 제 2-2 도어를 각각 작동하는 제 2-1, 2-2 도어작동부를 포함하고;
상기 제 2 게이트실은, 제 4 챔버바디와, 상기 가열가압챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 2-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 4 게이트와, 상기 냉각챔버의 입구를 개폐하는 제 5 게이트와, 상기 제 4,5 게이트를 각각 작동하는 제 4 ,5 게이트작동부를 포함하고;
상기 냉각챔버는, 제 5 챔버바디와, 피가공물을 배출하기 위해 제 5 챔버의 출구를 개폐하는 제 6 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 확산접합 장치.
A preheating chamber for preheating a workpiece brought in from the outside, a heating and press chamber for diffusion bonding by receiving the preheated workpiece and heating/pressing it, a cooling chamber for cooling the workpiece after diffusion bonding and carrying it out, An in-line diffusion bonding device comprising a transport unit for transporting a workpiece between chambers, a first gate chamber located between the preheating chamber and the heating and press chamber, and a second gate chamber located between the heating and press chamber and the cooling chamber. ,
The preheating chamber includes a first chamber body, a first heat insulating chamber in the first chamber body, a first gate for opening and closing an inlet of the first chamber body and the first heat insulating chamber to accommodate a workpiece, and the first heat insulating chamber. 1-2 doors opening and closing the outlet of the first insulation chamber at a position opposite to the gate, 1-2 door operation units operating the 1-2 doors, and a first heater in the first insulation chamber contains;
The first gate chamber includes a second chamber body, a second gate that opens and closes the outlet of the preheating chamber and is installed at a position spaced apart from the first and second doors, and a third gate that opens and closes the inlet of the heating and pressing chamber. and second and third gate operation units operating the second and third gates, respectively;
The heating and pressing chamber includes a third chamber body, a second insulating chamber in the third chamber body, a 2-1 door installed spaced apart from the third gate and opening and closing the entrance of the second insulating chamber; 2-2 door for opening and closing the outlet of the heat insulation chamber, a pressing part for pressurizing the workpiece in the second heat insulation chamber through the third chamber body and the second heat insulation chamber from the outside of the third chamber body, a support part for supporting the second heater in the second heat insulation chamber, and 2-1 and 2-2 door operating parts for operating the 2-1 door and the 2-2 door, respectively;
The second gate chamber includes a fourth chamber body, a fourth gate that opens and closes the outlet of the heating and pressing chamber and is installed at a position spaced apart from the 2-2 door, and a fifth gate that opens and closes the inlet of the cooling chamber. and fourth and fifth gate operation units operating the fourth and fifth gates, respectively;
The cooling chamber includes a fifth chamber body and a sixth gate that opens and closes an outlet of the fifth chamber to discharge the workpiece.
상기 운송부는 랙과 피니언 결합 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 인라인 확산접합 장치.
According to claim 1,
Inline diffusion bonding device, characterized in that the transport unit operates in a rack and pinion coupling method.
제 1-2, 2-1, 2-2 도어작동부, 제 2, 3, 4, 5 게이트작동부는 각각의 도어 및 게이트의 위치를 가이드하는 각각의 가이드부와, 상기 각각의 도어 및 게이트를 승하강시키는 각각의 리프트부에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 인라인 확산접합 장치.
According to claim 1,
The 1-2, 2-1, 2-2 door operating units, the 2nd, 3rd, 4th, and 5th gate operating units operate guide units for guiding the position of each door and gate, and each door and gate. In-line diffusion bonding device, characterized in that made by each lift unit for lifting and lowering.
상기 예열챔버는, 제 1 챔버바디와, 상기 제 1 챔버바디 내의 제 1 단열챔버와, 피가공물을 수납하기 위해 제 1 챔버바디와 제 1 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 1 게이트, 상기 제 1 게이트와 대향되는 위치에서 상기 제 1 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 1-2 도어와, 상기 제 1-2 도어를 작동시키는 제 1-2 도어작동부와, 상기 제 1 단열챔버 내의 제 1 히터를 포함하고;
상기 제 1 게이트실은, 제 2 챔버바디와, 상기 예열챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 1-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 2 게이트와, 상기 가열가압챔버의 입구를 개폐하는 제 3 게이트와, 상기 제 2,3 게이트를 각각 작동시키는 제 2,3 게이트 작동부를 포함하고;
상기 가열가압챔버는 제 3 챔버바디와, 상기 제 3 챔버바디 내의 제 2 단열챔버와, 상기 제 3 게이트와 이격되어 설치되며 제 2 단열챔버의 입구를 개폐하는 제 2-1 도어와, 상기 제 2 단열챔버의 출구를 개폐하는 제 2-2 도어와, 상기 제 3 챔버바디 외측으로부터 제 3 챔버바디와 제 2 단열챔버를 관통하여 제 2 단열챔버 내의 피가공물을 가압하는 가압부와, 피가공물을 지지하는 지지부와, 상기 제 2 단열챔버 내의 제 2 히터와, 상기 제 2-1 도어와 제 2-2 도어를 각각 작동하는 제 2-1, 2-2 도어작동부를 포함하고;
상기 제 2 게이트실은, 제 4 챔버바디와, 상기 가열가압챔버의 출구를 개폐하며 상기 제 2-2 도어와 이격된 위치에 설치되는 제 4 게이트와, 상기 냉각챔버의 입구를 개폐하는 제 5 게이트와, 상기 제 4,5 게이트를 각각 작동하는 제 4 ,5 게이트작동부를 포함하고;
상기 냉각챔버는, 제 5 챔버바디와, 피가공물을 배출하기 위해 제 5 챔버의 출구를 개폐하는 제 6 게이트를 포함하는 형태로 이루어진 인라인 확산접합장치를 구비하는 단계와;
제 1,2 게이트실, 가열가압챔버 및 냉각챔버는 진공상태 또는 불활성가스 분위기로, 예열챔버는 불활성가스 분위기로 하며, 예열챔버와 가열가압챔버가 각각 지정된 초기 온도로 가열되는 초기 단계와;
제 1,2 게이트를 개방하여, 피가공물을 제 1 게이트를 통해 예열챔버 내로 반송시키는 단계와;
제 1 게이트를 닫고, 예열챔버와 제 1 게이트실이 진공상태가 되도록 배기시키거나, 불활성 가스 분위기로 형성하는 단계와;
제 2 게이트를 닫고 제 1 히터를 가동하여 예열챔버 내의 피가공물을 예열하는 단계와;
제 1-2 도어, 제 2 게이트, 제 3 게이트, 제 2-1 도어를 개방하고, 운송부를 이용해 피가공물을 가열가압챔버로 이동시켜 지지부에 안치시키고, 제 1-2 도어, 제 2 게이트, 제 3 게이트, 제 2-1 도어를 폐쇄하는 단계와;
피가공물의 확산접합이 일어나도록 가열가압챔버 내의 온도와 가압부에 의한 압력을 조절하는 단계와;
예열챔버의 제 1 히터를 오프시키고 예열챔버의 내부를 질소 가스로 퍼지한 후, 예열 챔버의 제 1,2 게이트를 개방한 뒤 예열 챔버 내로 새로운 피가공물을 반송시키는 단계와;
제 2-2 도어, 제 4 게이트, 제 5 게이트를 개방한 후, 확산접합이 끝난 피가공물을 가열가압챔버에서 냉각챔버로 운송부에 의해 이동시키고, 다시 제 2-2 도어, 제 4 게이트, 제 5 게이트를 폐쇄하는 단계와;
냉각 챔버에서 피가공물이 냉각시키는 단계와;
제 5,6 게이트를 개방시키고, 제 6 게이트를 통해 냉각된 피가공물을 외부로 반출하는 단계와;
제 6 게이트를 폐쇄시키고, 냉각챔버와 제 2 게이트실을 진공 배기시키거나 불활성 가스 분위기를 형성한 후, 제 5 게이트를 폐쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 확산접합 장치의 운용방법.
The preheating chamber, the heating/pressing chamber, the cooling chamber, the first gate chamber located between the preheating chamber and the heating/pressing chamber, the second gate chamber located between the heating/pressing chamber and the cooling chamber, and transporting the workpiece between the respective chambers. As an in-line diffusion bonding device comprising a transport unit to do,
The preheating chamber includes a first chamber body, a first heat insulating chamber in the first chamber body, a first gate for opening and closing an inlet of the first chamber body and the first heat insulating chamber to accommodate a workpiece, and the first heat insulating chamber. 1-2 doors opening and closing the outlet of the first insulation chamber at a position opposite to the gate, 1-2 door operation units operating the 1-2 doors, and a first heater in the first insulation chamber contains;
The first gate chamber includes a second chamber body, a second gate that opens and closes the outlet of the preheating chamber and is installed at a position spaced apart from the first and second doors, and a third gate that opens and closes the inlet of the heating and pressing chamber. and second and third gate operation units operating the second and third gates, respectively;
The heating and pressing chamber includes a third chamber body, a second insulating chamber in the third chamber body, a 2-1 door installed spaced apart from the third gate and opening and closing the entrance of the second insulating chamber; 2-2 door for opening and closing the outlet of the heat insulation chamber, a pressing part for pressurizing the workpiece in the second heat insulation chamber through the third chamber body and the second heat insulation chamber from the outside of the third chamber body, a support part for supporting the second heater in the second heat insulation chamber, and 2-1 and 2-2 door operating parts for operating the 2-1 door and the 2-2 door, respectively;
The second gate chamber includes a fourth chamber body, a fourth gate that opens and closes the outlet of the heating and pressing chamber and is installed at a position spaced apart from the 2-2 door, and a fifth gate that opens and closes the inlet of the cooling chamber. and fourth and fifth gate operation units operating the fourth and fifth gates, respectively;
providing an in-line diffusion bonding device in which the cooling chamber includes a fifth chamber body and a sixth gate that opens and closes an outlet of the fifth chamber to discharge the workpiece;
an initial step in which the first and second gate chambers, the heating/pressing chamber, and the cooling chamber are in a vacuum state or an inert gas atmosphere, and the preheating chamber is in an inert gas atmosphere, and the preheating chamber and the heating/pressing chamber are respectively heated to designated initial temperatures;
opening the first and second gates to convey the workpiece into the preheating chamber through the first gate;
closing the first gate and evacuating the preheating chamber and the first gate chamber to a vacuum state or forming an inert gas atmosphere;
closing the second gate and operating the first heater to preheat the workpiece in the preheating chamber;
The 1-2nd door, the 2nd gate, the 3rd gate, and the 2-1st door are opened, the workpiece is moved to the heating and pressing chamber using the transport unit and placed in the support unit, the 1-2nd door, the 2nd gate, closing the third gate and the second-first door;
adjusting the temperature in the heating and pressing chamber and the pressure by the pressing unit so that diffusion bonding of the workpiece occurs;
turning off the first heater of the preheating chamber, purging the inside of the preheating chamber with nitrogen gas, opening the first and second gates of the preheating chamber, and then transferring a new workpiece into the preheating chamber;
After opening the 2-2nd door, the 4th gate, and the 5th gate, the diffusion-bonded workpiece is moved from the heating/pressing chamber to the cooling chamber by the transfer unit, and the 2-2nd door, the 4th gate, closing the fifth gate;
cooling the work piece in the cooling chamber;
opening the fifth and sixth gates and carrying the cooled workpiece to the outside through the sixth gate;
An operation method of an inline diffusion bonding device comprising the steps of closing the sixth gate, evacuating the cooling chamber and the second gate chamber or forming an inert gas atmosphere, and then closing the fifth gate.
가열가압챔버에서 냉각챔버로 확산접합이 끝난 피가공물을 이동하기 전, 가열가압챔버에서 피가공물을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 인라인 확산접합 장치의 운용방법.According to claim 4,
A method of operating an inline diffusion bonding apparatus characterized by cooling a workpiece in the heating and pressing chamber before moving the workpiece after diffusion bonding from the heating and pressing chamber to the cooling chamber.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210061324A KR20220153840A (en) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | Inline type diffusion bonding apparatus and Its Operating Method |
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KR101167626B1 (en) | 2011-11-02 | 2012-07-20 | 한국기계연구원 | Vacuum hot pressing diffusion bonding apparatus |
KR101627503B1 (en) | 2015-02-11 | 2016-06-07 | 주식회사 썸백 | Transfer Unit For High Temperature And Vacuum Heat Treatment Furnace |
KR102193022B1 (en) | 2019-07-25 | 2020-12-18 | (주)삼양세라텍 | Continuous type hot press sintering apparatus |
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2021
- 2021-05-12 KR KR1020210061324A patent/KR20220153840A/en not_active Application Discontinuation
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KR101627503B1 (en) | 2015-02-11 | 2016-06-07 | 주식회사 썸백 | Transfer Unit For High Temperature And Vacuum Heat Treatment Furnace |
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