KR960007500B1

KR960007500B1 - Pressure sintering furnace and the method of pressure sintering

Info

Publication number: KR960007500B1
Application number: KR1019920013498A
Authority: KR
Inventors: 다까히꼬 이시이; 노부아끼 다나까; 시게오 고부네
Original assignee: 가부시끼가이샤 고오베 세이꼬오쇼; 가메다까 소끼찌
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1996-06-05
Also published as: JPH0533010A; KR930002023A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Pressure Sintering Furnace and Pressure Sintering Method

본 발명은 가압소결로 및 가압소결방법에 관한 것으로서, 분말야금, 세라믹스 등의 피처리재의 소결 HIP처리에 이용된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sintering furnace and a pressure sintering method, and is used for sintering HIP treatment of materials to be treated such as powder metallurgy and ceramics.

(종래의 기술)(Conventional technology)

분말야금, 세라믹스 등의 피처리재의 제조기술의 하나로서, HIP 장치에 진공 또는 분위기 소결의 기능을 갖게하여서, 소결공정 종료후 곧 압매가스를 노실로 보내서 HIP 처리하는 기술이 있으며, 에너지 절약이 기대되고 재료에서의 열이역(熱履歷, heat history)을 적게할수 있는 것으로부터 품질상으로도 유리하기 때문에 실용화되고 있다.As one of the manufacturing technology of the material to be treated such as powder metallurgy and ceramics, there is a technology to give HIP device a vacuum or atmosphere sintering function, and to send the compressed gas to the furnace immediately after the end of the sintering process. In addition, since it is advantageous in quality from being able to reduce the heat history in a material, it is utilized.

이 기술의 실용상의 문제는 소결시의 진공배기성능과 HIP시의 가스 대류억제능력을 겸하여 구비하여야 한다는 점이다.The practical problem with this technique is that it must be equipped with both the vacuum exhaust performance during sintering and the gas convection suppression capability during HIP.

이 때문에 종래에는 일본국 실개소 63-2098호, 일본국 실개평 1-26338호를 비롯하여 제11도, 제12도에 예시한 가압소결로가 있었다.For this reason, there existed the pressurization sintering furnace illustrated in FIG. 11 and FIG. 12 conventionally, including Japanese Patent Application No. 63-2098 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-26338.

제11도, 제12도에 있어서, 1은 고압용기이고, 압력원통체(2)와 이 상하구멍에 끼워 맞춤된 상부뚜껑(3) 및 하부뚜껑(4)으로 이루어진다.In FIG. 11 and FIG. 12, 1 is a high pressure container, Comprising: The pressure cylinder 2 and the upper lid 3 and the lower lid 4 which fit in this upper and lower hole.

5는 내부에 노실(8)을 형성(구성)하는 거꾸로 세워진(*****) 컵모양의 단열층이며, 고압용기(1)내에 배치된 통상의 단열층 통(6)과 이 통(6)의 상부구멍부에 걸어맞추어지는 단열층 천판(7)으로 이루어지고, 상기 노실(8)에는 히터(9)가 배치되어 있다.5 is an inverted (*****) cup-shaped insulated layer that forms (constitutes) a furnace chamber 8 therein, and a conventional insulated layered cylinder 6 and a cylinder 6 disposed in the high-pressure container 1. It consists of the heat insulation layer top plate 7 engaged with the upper-hole part of the inside, and the heater 9 is arrange | positioned at the said furnace chamber 8.

10은 단열층 천판 상하방향 이동수단이며, 상부뚜껑(3)에 구비된 실린더(11)와 이것에 끼워맞춤된 피스톤(12)으로 이루어지고, 상부뚜껑(3)에 관총삽입된 연접봉(13)을 단열층 천판(7)에 연결함과 동시에 피스톤로드(14)에 핀(15)으로 피벗팅 연결하여 이루어진다.10 is a heat insulating layer top plate vertical movement means, consisting of a cylinder (11) provided on the upper lid (3) and a piston (12) fitted thereto, the connecting rod 13 inserted into the upper lid (3) It is made by connecting to the heat insulating layer top plate (7) and at the same time pivoting connection to the piston rod (14) with a pin (15).

또한 단열층통(6)은 스프링(16)으로 상방으로 가압되어지고, 통(6)과 천판(7)과의 걸어맞춤부에는 시일(17)을 갖고있음과 동시에 가스포트(18)을 형성할 수 있고, 통(6)의 하단은 하부뚜껑(4)에 대하여 시일(19)로 기밀화 되어 있다. 기타 20은 노상, 21은 피처리품이다.In addition, the heat insulating layer cylinder 6 is pressurized upward by the spring 16, and has the seal 17 in the engagement part of the cylinder 6 and the top plate 7, and forms the gas port 18 at the same time. The lower end of the canister 6 is hermetically sealed with a seal 19 with respect to the lower lid 4. Others 20 are roadbeds and 21 are to be processed.

제11도는 소결공정을 표시하고 이동수단(10)에 의하여 단열층 천판(7)은 상승되어 있고, 단열층 통(6)은 스프링(16)에 의해 위로 가압되어있고, 단열층(5)의 상하에는 노실(8)과 외부의 공간을 연결하는 가스통로로서의 간극(a,b)이 형성된다. 따라서 이 상태에서 히터(9)에 통전해서 가열하고 피처리품(21) 및 노내로부터 발생하는 가스는 간극(a,b)을 통하여 화살표표시(A,B)와 같이 유통하고, 상부뚜껑(3)등에 형성한 가스포트를 통해서 배기계통에 이른다.11 shows the sintering process and the heat insulating layer top plate 7 is raised by the moving means 10, the heat insulating layer cylinder 6 is pushed up by the spring 16, and the furnace chamber is placed on the upper and lower sides of the heat insulating layer 5. Gaps a and b are formed as gas passages connecting the 8 and the external space. Accordingly, in this state, the heater 9 is energized and heated, and the gas generated from the workpiece 21 and the furnace flows through the gaps a and b as shown by arrow marks A and B, and the upper lid 3 The exhaust gas flows through the gas port formed on the back panel.

제12도는 HIP공정을 도시하고, 이동수단(10)에 의하여 단열층천판(7)은 강하되고, 시일(17)을 통해서 통(6)의 상부에 걸어맞춤되어 이 통(6)은 스프링(16)에 저항하여 압하되고, 단열층(5)의 상하는 각각 시일(17,19)을 통해서 노실(8)이 기밀화 되어서 노 내부가 고압상태로 되어도 상부 및 하부뚜껑(3,4)을 지나가는 압매가스의 대류루트를 차단한다.FIG. 12 shows the HIP process, in which the insulating layer top plate 7 is lowered by the moving means 10, and is engaged with the upper part of the canister 6 through the seal 17 so that the canister 6 has a spring 16. And the upper and lower portions of the heat insulating layer 5 are sealed through the seals 17 and 19 to seal the furnace chamber 8 so that the inside of the furnace is in a high pressure state and the refrigerant gas passes through the upper and lower lids 3 and 4. Shut off the convection route.

더욱이, 가스포트(18)를 통해서 노실(8)로의 압매가스의 출입은 가능하다.Further, the pressurized gas can enter and exit the furnace chamber 8 through the gas port 18.

제11도, 제12도에 표시한 기술에 의하면, 소결공정이 종료하고 HIP공정으로 이동할 때, 급격하게 가스를 보내면 노내구조물이나 피 처리품(21)의 파손을 초래할 염려가 있으므로, 서서히 가스를 보내는 방법이 취해진다.According to the techniques shown in FIGS. 11 and 12, when the gas is sintered and moved to the HIP process, suddenly sending gas may cause damage to the furnace structure or the workpiece 21. The way to send is taken.

통상은 이 종료압력을 수 kgf/cm²로 설정하고 있다.Usually this end pressure is set to several kgf / cm ² .

그후에 통상적으로 가스를 보낸다. 이 가스공급에 동반하여 노내의 대류는 격렬하게되므로, 대류억제를 위하여는 제12도에 도시하는 바와같이 단열층천판을 하강시키는 상태로 한다.Thereafter, gas is usually sent. The convection in the furnace is violently accompanied by this gas supply, so that the heat insulating layer top plate is lowered as shown in FIG. 12 to suppress the convection.

그러나 가스는 가스포트(18)로부터 계속 보내진다.However, gas continues to flow out of the gas port 18.

이와같이 본장치에서는 항상 상부에 구멍부가 있으므로 단열층 하단시일(19)에 이상이 생기면 노내의 가스대류의 억제가 곤란하게 된다.Thus, in this apparatus, since there is always a hole in the upper portion, if an abnormality occurs in the heat insulating layer lower seal 19, it is difficult to suppress the gas convection in the furnace.

예를들면 피처리품(21)으로부터의 먼지가 시일(19)에 끼면 시일불량이 일어난다.For example, when the dust from the to-be-processed object 21 gets in the seal 19, a sealing defect will arise.

이 때문에 노내의 균열성(均熱性)이 나빠지거나 히터전력에 손실이 생기고 있었다.For this reason, the cracking property of a furnace worsened or the heater electric power was lost.

또 상술한 이유 때문에 가스포트(18)의 구경을 극단히 크게 할 수 없는 난점이 있지만, 한편으로 구경이 작으면 가스를 보낼때에 급격하게 가스를 보내면 단열층(5)을 외압에 의하여 가압하는 것으로 되므로 단열층의 전체좌굴(座屈, Buckling)을 일으킨다라는 문제가 있다. 이 좌굴사고를 방지하기 위하여 종래장치에서는 가압시간을 길게 취하지 않으면 안되고, 이로인해 생산성이 나빠진다.In addition, there is a difficulty in that the diameter of the gas port 18 cannot be made extremely large for the reasons described above. On the other hand, if the diameter is small, if the gas is suddenly sent when gas is sent, the insulating layer 5 is pressurized by an external pressure. Therefore, there is a problem that causes full buckling of the heat insulation layer. In order to prevent this buckling accident, the pressurization time must be taken long in a conventional apparatus, which leads to poor productivity.

또 제11도에 도시하는 상태에서 압매가스를 보내면, 간극(a)을 통해서 유입하는 압매가스는 간극(b)을 통해서 유입하는 압매가스 보다도 피처리품(21)을 냉각시키는 작용이 크기 때문에 노내온도가 일시적으로 내려가므로, 다음의 HIP 공정에서는 히터에 파워를 다시 넣을 필요가 있고, 이는 열이력을 적게하고, 그리고 에너지 절약 효과를 기대하는 본가압 소결로의 우위성을 손상하는 것으로 된다.In addition, when the pressurized gas is sent in the state shown in FIG. 11, the pressurized gas flowing through the gap a has a greater effect of cooling the workpiece 21 than the pressurized gas flowing through the gap b. Since the temperature is temporarily lowered, it is necessary to re-power the heater in the next HIP process, which reduces the heat history and impairs the superiority of the main pressure sintering furnace which is expected to save energy.

본 발명은 상술한 문제점을 해소할 수 있는 가압소결로와 가압소결법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a pressure sintering furnace and a pressure sintering method that can solve the above problems.

(과제를 해결하기 위한 수단)(Means to solve the task)

본 발명은 고압용기와 이 고압용기내에 배치된 통상의 단열층 통과 이 단열층 통의 상부구멍부에 걸언맞춤되는 단열층천판으로 이루어지는 내부에 노실을 형성하는 거꾸로 세워놓은 컵모양의 단열층과, 이 단열층내의 노실에 배치된 히터와, 상기 단열층 천판을 상하방향으로 이동시키는 단열층천판 상하방향 이동수단을 갖고 있고, 이 단열층 천판 상하방향 이동수단에 의하여 단열층 천판을 상방향으로 이동시킴으로써 상기 단열층 천판과 단열층통과의 사이에 노실과 단열층의 외부의 공간을 상기 단열층 통의 상단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 제1가스통로를 형성할 수 있게 되어 있는 가압 소결로에 있어서, 상술의 목적을 달성하기 위하여 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.The present invention relates to an inverted cup-shaped heat insulating layer that forms a furnace chamber inside a high pressure vessel and an ordinary heat insulating layer disposed in the high pressure vessel, wherein the heat insulating layer top plate fits with the upper hole of the heat insulating layer cylinder, and the furnace chamber in the heat insulating layer. And a heater disposed in the heater and a heat insulation layer top plate vertically moving means for moving the heat insulation layer top plate vertically, and the heat insulation layer top plate is moved upward by the heat insulation layer top plate vertical movement means. In the pressure sintering furnace which can form the 1st gas path which connects the space outside the furnace chamber and the heat insulation layer over the almost perimeter of the upper end surface of the said heat insulation layer cylinder, in order to achieve the said objective, the following technical means We are looking for

즉, 특허청구의 제1항에 관한 본 발명에서는, 단열층 천판을 상방으로 이동시킨 상태에서 단열층 통을 단열층 천판에 걸어 맞춤시켜 상기 제1가스통로를 폐색함과 동시에 단열층 통하방에 노실과 단열층 외부의 공간을 단열층통의 하단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 제2가스통로를 형성하는 상위치와, 단열층 천판을 상방으로 이동시킨 상태에서 상기 제1가스통로와 상기 제2가스통로를 형성하는 중간위치와, 단열층 천판을 하방으로 이동시킨 위치에서 단열층 통을 단열층 천판에 걸언맞춤시켜 상기 제1가스통로를 폐색함과 동시에 상기 제2가스 통로도 폐색하는 하위치에, 상기 단열층통을 상하방향으로 이동시킬 수 있는 단열층 통 상하방향 이동수단을, 상기 단열층 천판 상하방향 이동수단과는 별개로 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.That is, in the present invention according to claim 1, the heat insulation layer cylinder is fitted to the heat insulation layer top plate while the heat insulation layer top plate is moved upwards to close the first gas passage and simultaneously the outside of the furnace chamber and the heat insulation layer under the heat insulation layer passage. An upper value for forming a second gas passage communicating with the space of the lower surface of the heat insulating layer passage almost in the entire circumference, and an intermediate portion for forming the first gas passage and the second gas passage with the heat insulating layer top plate moved upward. The heat insulation layer cylinder in a vertical position at the position where the heat insulation layer top plate is moved downward, and at a lower value that closes the first gas passage and closes the second gas passage at the same time as the heat insulation layer cylinder is aligned with the heat insulation layer top plate. It is characterized in that it has a heat insulation layer cylinder vertical movement means which can be moved separately from the heat insulation layer top plate vertical movement means. .

또 특허청구의 범위 제2항에 관계되는 본 발명에서는, 가압소결방법에 있어서 소결 처리시에는 단열층통과 단열층 천판과의 사이와 단열층 통하방에, 노실과 단열층의 외부의 공간을 상기 단열층통의 상하단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 가스통로를 형성하고, 소결종결후에 압매가스를 도입할때에 노실내의 압력이 적어도 상압(常압)근방으로 될 때까지는 상기 단열층 통과 단열층 천판과의 사이의 가스통로는 폐색하는 한편, 상기 단열층 통하방의 가스통로는 형성하고, 열간등방압 가압처리시에는 기 단열층통과 단열층 천판과의 사이의 가스통로도 상기 단열층 통하방의 가스통로도 폐색하는 것을 특징으로 하는 것이다.In the present invention according to claim 2, in the pressurizing and sintering method, the space between the heat insulation layer and the heat insulation layer top plate, and below the heat insulation layer through the heat insulation layer through the top plate, and the outer space of the furnace chamber and the heat insulation layer is the upper and lower sides of the heat insulation layer cylinder. A gas passage communicating with the entire circumference of the cross section is formed, and the gas cylinder between the heat insulating layer and the heat insulating layer top plate is formed until the pressure in the furnace chamber is at least about atmospheric pressure when introducing the compressed gas after the end of sintering. While the furnace is closed, the gas passage below the heat insulation layer is formed, and during the hot isostatic pressure treatment, the gas passage between the existing heat insulation layer passage and the heat insulation layer top plate is also blocked.

또 특허청구의 범위 제3항에 관한 본 발명에서는, 가압소결방법에 있어서 상기 노실내의 온도를 떨어뜨릴 때에 단열층 통과 단열층 천판과의 사이와 단열층통하방에 노실과 단열층외부의 공간을 상기 단열층 통의 상하의 단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 가스통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.In the present invention according to claim 3, in the pressure sintering method, when the temperature in the furnace chamber is lowered, a space between the furnace chamber and the insulation layer outside the insulation chamber and the insulation layer through the insulation layer passage insulation layer top plate and under the insulation layer passage is provided. It is characterized by forming a gas passage that is connected in succession over almost the entire circumference of the upper and lower cross-section of the.

(실시예와 작용)(Examples and Actions)

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 가압소결로와 가압소결법의 실시예와 작용을 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment and operation of the pressure sintering furnace and the pressure sintering method according to the present invention.

더욱이, 상술한 가압소결로와 공통부분은 공통부호로 표시한다.Moreover, the above-mentioned pressure sintering furnace and the common part are denoted by the common reference numeral.

제1도에 있어어 상부뚜껑(3)은 진공소결용의 배관(L1)과 HIP처리용 기체송급배관(L2)이 접속되는 가스포트(3A)를 갖고 있고, 배관(L1)에는 진공밸브(22), 리크밸브(23), 진공계(24), 진공펌프(25) 및 그것의 원(元) 밸브(26)가 구비되어 있다.In FIG. 1, the upper lid 3 has a gas port 3A to which a pipe L1 for vacuum sintering and a gas supply pipe L2 for HIP processing are connected, and a vacuum valve (3) for the pipe L1. 22, a leak valve 23, a vacuum gauge 24, a vacuum pump 25, and a circle valve 26 thereof are provided.

한편, 배관(L2)에는, 압력계(27,28), 안전밸브(29,30), 방출밸브(31), 기체송급밸브(32) 및 가스통(33)등이 구비되어 있다.On the other hand, the pipe L2 is provided with pressure gauges 27 and 28, safety valves 29 and 30, discharge valve 31, gas supply valve 32, gas cylinder 33 and the like.

본 발명에 관한 가압소결로는, 상술한 천판상하방향이동수단(10)과는 별도로 단열층통(6)을 상하방향으로 이동시킬 수 있는 단열층 통 상하방향이동수단(34)이 구비되어 있고, 제1도에서 제3도에 도시하는 실시예에서는, 하부뚜껑(4)에 실린더실(35)을 형성하고, 이 실린더실(35)에 끼워맞춤된 피스톤(36)의 로드(37)를 링상의 통좌판(38)에 접속하는 것으로 구성되어 있다.The pressure sintering furnace according to the present invention is provided with a heat insulation layer cylinder up and down direction moving means 34 capable of moving the heat insulation layer cylinder 6 in the up and down direction separately from the above-described top plate vertical direction movement means 10. In the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 3, the cylinder chamber 35 is formed in the lower lid 4, and the rod 37 of the piston 36 fitted to the cylinder chamber 35 is ring-shaped. It is comprised by connecting to the board plate 38.

즉, 제2도에 도시하는 바와같이 천판상하방향 이동수단(10)에 의하여 그 단열층 천판(7)을 상방으로 이동시킨 상태에서 단열층통(6)을 단열층천판(7)에 걸어 맞춤시켜 천판(7)와 통(6)과의 사이에 있어서 거의 전주에 걸쳐서 형성한 상기 제1가스통로(a)를 폐색함과 동시에 단열층통(6) 하방에 노실(8)과 단열층(5)외부의 공간을 단열층통(6)의 하단면의 거DML 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 제2가스통로(b)를 형성하는 상위치와, 제1도에 도시하는 바와같이 단열층천판(7)을 상방으로 이동시킨 상태에서 상기 제1가스통로(a)와 상기 제2가스통로(b)를 형성하는 중간위치와, 제3도에 도시하는 바와같이 단열층 천판(7)을 하방으로 이동시킨 위치에서 단열층통(6)을 단열층천판(7)에 걸어맞춤시켜 상기 제1가스통로(a)를 폐색함과 동시에 상기 제2가스통로(b)도 폐색하는 하위치에, 상기 단열층통(6)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 단열층통 상하방향이동수단(34)이 상기 단열층 천판 상하방향 이동수단(10)과는 별도로 설치되어 있다.That is, as shown in FIG. 2, the heat insulating layer cylinder 6 is fitted to the heat insulating layer top plate 7 while the heat insulating layer top plate 7 is moved upward by the top and bottom moving means 10. A space outside the furnace chamber 8 and the heat insulation layer 5 under the heat insulation layer cylinder 6 while closing the first gas passage a formed almost over the circumference between the 7 and the cylinder 6. The upper value forming the second gas passage (b) which is connected in succession over the giant DML pole of the lower surface of the heat insulating layer cylinder 6, and the heat insulating layer top plate 7 is moved upward as shown in FIG. In the intermediate position to form the first gas passage (a) and the second gas passage (b), and the heat insulating layer cylinder (6) at the position where the heat insulating layer top plate (7) is moved downward as shown in FIG. To the heat insulating layer top plate 7 to close the first gas passage a and simultaneously close the second gas passage b. In the position, the heat insulation layer cylinder up and down movement means 34 which can move the heat insulation layer cylinder 6 in the up-down direction is provided separately from the heat insulation layer top plate up-and-down movement means 10.

통좌판(38)에는 하방으로 통상의 스커트부(39)가 형성되어 이 스커트부(39)의 하단면은 링상의 시일좌판(40)에 시일(19)을 통해서 기밀화되어 있음과 동시에 시일좌판(40)에 통부(41)를 세워 설치하고, 이 통부(41)에 끼워 넣는 로드(42)를 통좌판(38)으로부터 돌출시키는 것으로 승강가이드수단(43)이 이루어져 있다.An ordinary skirt portion 39 is formed below the passage plate 38, and the lower end surface of the skirt portion 39 is hermetically sealed to the ring-shaped seal seat 40 through the seal 19 and at the same time the seal seat. The elevating guide means 43 consists of the cylinder part 41 standing up in 40, and making the rod 42 which fits into this cylinder part 41 protrude from the cylinder plate 38. As shown in FIG.

이 제1도∼제3도에 도시하는 가압소결로를 사용하여 피처리품(21)의 가압소결방법에 대하여 설명하면, 제1도는 진공소결공정(분위기 소결)의 상태도를 도시하고 있으며, 단열층 천판(7)은 이 이동수단(10)에 의해 상승되고, 단열층통(6)은 이 이동수단(34)에 의해 중간위치까지 상승되고, 따라서 단열층 통(6)과 단열층천판(7)과의 사이와, 단열층 통(6) 하방에 노실(8)과 단열층(5)의 외부의 공간을 통(6)의 상하의 단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어통하는 가스통로(a,b)가 형성되고, 히터(9)에 통전하면서 진공펌프(25)등으로 탈기하는 것으로 진공 소결처리가 이루어진다.Referring to the pressure sintering method of the workpiece 21 using the pressure sintering furnace shown in FIGS. 1 to 3, FIG. 1 shows a state diagram of the vacuum sintering process (atmosphere sintering), and the heat insulating layer The top plate 7 is raised by this moving means 10, and the heat insulating layer cylinder 6 is raised to this intermediate position by this moving means 34, and thus, the heat insulating layer cylinder 6 and the heat insulating layer top plate 7 Gas passages a and b are formed between the furnace chamber 8 and the outside of the heat insulating layer 5 through almost the entire circumference of the upper and lower sections of the cylinder 6, and between the heat insulating layer cylinder 6 and the heater. Vacuum sintering is performed by degassing with a vacuum pump 25 or the like while energizing (9).

이 진공소결시에 피처리품(21)등에서 발생한 가스는 포트(3A)를 지나 배관(L1)의 진공밸브(22)를 통하여 펌프(25)로 배기된다.At the time of vacuum sintering, the gas generated in the workpiece 21 and the like is exhausted through the port 3A through the vacuum valve 22 of the pipe L1 to the pump 25.

소결 종료후에 아르곤가스등의 압매가스를 노내로 도입할때에는 우선, 진공밸브(22)를 닫고 진공펌프(25)를 정지시킨 후에 기체송급밸브(32)를 열고, 가스통(33)로부터 가스를 보낸다.When introducing compressed gas such as argon gas into the furnace after the sintering is finished, first, the vacuum valve 22 is closed, the vacuum pump 25 is stopped, the gas supply valve 32 is opened, and gas is sent from the gas cylinder 33.

이 경우 제2도에 도시하는 바와같이 노실(8) 내의 압력이 적어도 상압근방으로 될 때까지는, 상기 단열증통(6)과 단열층천판(7)과의 사이의 제1가스통로(a)는 폐색하는 한편, 상기 단열층 통(6) 하방의 제2가스통로(b)를 형성하여야 할 이동수단(34)에 의하여 통(6)을 상승시켜 화살표시(C)로 표시하는 바와같이 가스를 노실(8)로 도입한다.In this case, as shown in FIG. 2, until the pressure in the furnace chamber 8 becomes at least near normal pressure, the first gas passage a between the heat insulation vessel 6 and the heat insulation layer top plate 7 is closed. On the other hand, as shown by the arrow (C) by raising the cylinder (6) by the moving means 34 to form the second gas passage (b) below the heat insulating layer cylinder (6) the furnace chamber ( 8) to be introduced.

이 노실(8)로의 가스도입은, 통(6)과 천판(7)사이의 가스통로는 시일(17)로 가스 시일되어 있으므로 노내의 균열성은 유지되고, 가스는 통로(b)로부터 단시간에 보내진다.The gas introduction into the furnace chamber 8 is gas sealed between the cylinder 6 and the top plate 7 by the seal 17, so that cracking in the furnace is maintained, and gas is sent from the passage b in a short time. Lose.

이어서, 열간 등방가압처리(HIP 처리)로 이행하지만, 이동수단(10 및 34)을 같이 강하시킴으로써 통(6)의 상하양단의 가스통로는 제3도에 도시하는 바와같이 가스시일된다. 이 HIP 처리중의 가스의 압력 변동은 가스포트(18)을 통하여 흡수한다.Subsequently, the process proceeds to the hot isotropic pressure treatment (HIP treatment), but by lowering the moving means 10 and 34 together, the gas passages at the upper and lower ends of the cylinder 6 are gas sealed as shown in FIG. The pressure fluctuation of the gas during this HIP process is absorbed through the gas port 18.

HIP 처리후에 있어서는 히터(9)로의 통전을 차단함과 동시에 이동수단(10 및 34)에 의하여 통(6)의 상하양단부에 가스통로(a,b)를 형성함으로써 노실(8)과 통(6)의 상하양단에 가스통로(a,b)를 형성함으로써 노실(8)과 통(6)의 상하양단에 가스통로가 형성되고, 압력원통체(2)의 내면에 의한 냉각과 가스대류에 의한 급속냉각이 효율적으로 이루어진다.After the HIP treatment, the energization to the heater 9 is interrupted, and the gas passages a and b are formed at the upper and lower ends of the cylinder 6 by the moving means 10 and 34, so that the furnace chamber 8 and the cylinder 6 are formed. By forming gas passages (a, b) at the upper and lower ends of the upper and lower ends), gas passages are formed at the upper and lower ends of the furnace chamber 8 and the cylinder 6, and are cooled by gas convection and cooling by the inner surface of the pressure cylinder 2. Rapid cooling is efficient.

제4도 내지 제7도는, 상술한 피처리품(21)의 소결처리, HIP처리를 행한후, 노실(8)내의 온도를 떨어뜨리는 특허청구의 범위 제3항에 관계되는 가압소결방법에 사용하는데, 적합한 가압소결로(1)를 예시하였고 상술한 구성과 공통하는 부분은, 공통부호로 도시하고 있다.4 to 7 are used for the pressure sintering method according to claim 3 to reduce the temperature in the furnace chamber 8 after the sintering treatment and the HIP treatment of the workpiece 21 described above. A suitable pressure sintering furnace 1 is illustrated, and parts common to those described above are shown by common reference numerals.

우선, 제4도는 HIP처리중을 도시하고 있고, 단열층통(6)의 상하양단의 가스통로는 시일(17,19)에 의하여 가스시일되어 있고, 노실(8)내의 퍼처리품(21)은 히터(9)로 가열됨과 동시에 압매가스에 의하여 HIP 처리되고, 이 HIP 처리중의 가스의 압력변동은 가스포트(균압구멍)(18)을 통하여 흡수한다.First, FIG. 4 shows the HIP process, the gas passages at the upper and lower ends of the heat insulating layer cylinder 6 are gas sealed by the seals 17 and 19, and the fur treatment product 21 in the furnace chamber 8 is At the same time as being heated by the heater 9, HIP treatment is performed by the compressed gas, and the pressure fluctuation of the gas during the HIP treatment is absorbed through the gas port (pressure equalizing hole) 18.

HIP 처리후에 있어서는 노실(8)내의 온도를 떨어뜨리지만, 이것은 히터(9)로의 통전을 멈추고 제5도에 도시하는 바와같이, 이동수단(10)을 본예에서는 축소동작하는 것에 의해 단열층천판(7)을 상방으로 이동시키면 단열층통(6)이 이동수단(34)인 스프링의 탄발력에 의하여 들어올리워지고, 여기에 통(6)과 천판(7)과의 사이와 통(6) 하방에, 노실(8)과 단열층 외부의 공간을 통(6)의 상하단면의 거의 전주에 걸쳐서 연이어 통하는 가스통로(a,b)가 형성되고 압력원통체(2)의 내면에 의한 냉각과 제5도의 화살표로 도시하는 바와같이 가스대류에 의해 급속냉각되는 것으로 된다.After the HIP treatment, the temperature in the furnace chamber 8 is lowered, but this stops the energization to the heater 9 and, as shown in FIG. 5, reduces the movement means 10 in this example, thereby reducing the heat insulation layer top plate 7. ) Is moved upwards, the insulating layer cylinder 6 is lifted by the spring force of the spring, which is the moving means 34, between the cylinder 6 and the top plate 7 and below the cylinder 6. And gas passages (a, b) which connect the space outside the furnace chamber 8 and the heat insulating layer over almost the entire circumference of the upper and lower end faces of the cylinder 6, are cooled by the inner surface of the pressure cylinder 2, and As shown by the arrow, it is rapidly cooled by gas convection.

제6도는 단열층천판(7)에, 통(6)에 끼워맞춤되는 볼록부(7A)를 형성하는 것으로, 단일면적을 증대하여 냉각성능을 향상시킴과 동시에 가스포트(균압구멍)(18)은 직경방향으로 형성한 것을 도시하고 있다.6 shows the convex portion 7A fitted to the cylinder 6 in the heat insulating layer top plate 7, which increases the single area to improve the cooling performance and at the same time the gas port (pressure equalizing hole) 18 What is formed in the radial direction is shown.

제7도는 단열층천판(7)에 스커트(7B)를 형성하는 것으로 냉각시에 통(6)의 상단에서 유출한 고온가스의 유로를 변경하여 압력원통체(2)가 국소적으로 과도하게 온도가 올라가는 것을 방지한 것을 도시하고 있다.7 shows the skirt 7B formed on the insulating layer top plate 7 so as to change the flow path of the hot gas flowing out of the upper end of the cylinder 6 during cooling, thereby causing the pressure cylinder 2 to be excessively localized. It shows what prevented the climb.

더욱이, 제7도의 부호 44는 웨이트로서, 천판(7)의 압부력을 증대하고 있고, 또 하부뚜껑(4)은, 하부뚜껑(4)의 아래뚜껑(4A)과 하부뚜껑(4)의 윗뚜껑(4B)으로 나누어 피처리품의 핸들링을 향상시키고 있다.In addition, reference numeral 44 in FIG. 7 is a weight, which increases the pressing force of the top plate 7, and the lower lid 4 is the upper lid 4A and the upper lid 4 of the lower lid 4. It divides into the lid 4B, and the handling of the to-be-processed object is improved.

또 천판(7)과 통(6)과의 분할은 상술한 실시예외에 제8도, 제9도에 도시하는구성이라도 좋고, 이동수단(10)은 제10도에 도시한 바와같이 스프링(45)으로 압하력을 부여하고, 상승은 스프링(45)에 저항하여 유체압을 공급하도록 한 것을 비롯하여 랙·피니언 방식, 스크류나사방식 등이라도 좋다.The top plate 7 and the cylinder 6 may be divided into the configurations shown in Figs. 8 and 9 in addition to the above-described embodiment, and the moving means 10 may have a spring 45 as shown in Fig. 10. ), The lifting force is applied to the spring 45 so as to supply the fluid pressure against the spring 45, and may be a rack pinion method or a screw thread method.

더욱이, 이동수단(34)에 대하여는 제1∼3도에 도시한 유체압 피스톤·로드 방식외에 제4도 등에서 도시한 스프링방식, 랙·피니언 방식등을 채용할 수도 있다.In addition, the moving means 34 may employ a spring method, a rack pinion method, or the like shown in FIG. 4, in addition to the hydraulic pressure piston rod method shown in FIGS.

또 히터(9)에 관하여는 베이스히터 방식으로 하여도 좋다.The heater 9 may be a base heater system.

제1도는 특허청구의 범위 제1항과 제2항에 관한 본 발명의 실시예에 의한 소결시의 단면도.1 is a cross-sectional view at the time of sintering according to an embodiment of the present invention according to claims 1 and 2 of the claims.

제2도는 가스 송급시의 단면도.2 is a cross-sectional view at the time of gas supply.

제3도는 HIP시의 단면도.3 is a cross-sectional view of the HIP.

제4도는 특허청구의 범위 제3항에 관한 방법에 사용하는 가압소결로이며, HIP시의 단면도.4 is a sintering furnace for use in the method according to claim 3 of the claims, and a sectional view of the HIP.

제5도는 냉각시의 단면도.5 is a cross-sectional view at the time of cooling.

제6도는 본 발명의 다른 실시예이며, 냉각효과가 있는 예의 단면도.6 is another embodiment of the present invention, a cross-sectional view of an example having a cooling effect.

제7도는 본 발명의 다른 실시예이며, 냉각효과가 있는 예의 단면도.7 is another embodiment of the present invention, a cross-sectional view of an example having a cooling effect.

제8도는 천판(天板)과 주(主)가 되는 통(筒)모양의 부재(이하통이라 함)의 분할예를 도시하는 단면도.FIG. 8 is a cross-sectional view showing a division example of a top plate and a cylindrical member (hereinafter referred to as a cylinder) serving as a main body.

제9도는 천판과 통의 분할예를 도시하는 단면도.9 is a cross-sectional view showing a division example of a top plate and a barrel.

제10도는 천판 이동수단의 다른 예를 도시하는 단면도.10 is a sectional view showing another example of the top plate moving means.

제11도는 종래예의 단면도.11 is a sectional view of a conventional example.

제12도는 종래예의 단면도.12 is a sectional view of a conventional example.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 고압용기 5 : 단열층1: high pressure container 5: heat insulation layer

6 : 단열층천판 7 : 단열층 통6: heat insulation layer top plate 7: heat insulation layer

8 : 노실 10 : 천판이동수단8: furnace room 10: top plate moving means

34 : 통이동수단 a : 제1가스통로34: moving means a: the first gas passage

b : 제2가스통로b: second gas passage

본 발명은 이상과 같고 특허청구의 범위 제1항과 제2항에 관하여 본 발명에 의하면, 천판과 통으로 분할한 단열층은 소결공정, 압매가스송급 및 HIP공정의 각각의 상태에 대응한 최적상태가 설정될 수 있으므로, 가스가압시간의 단축이 가능하고, 가스압력에도 불구하고 균열성이 좋고 전력손실도 적은 가압소결로 및 가압소결법을 제공할 수 있고 , 특허청구의 범위 제3항에 관하여 본 발명에서는, 강제적으로 가스유동을 시키지 않더라도 자연대류에 의하여 큰 HIP 처리후의 냉각효과가 기대된다.The present invention is as described above and according to the claims 1 and 2 of the claims, according to the present invention, the heat insulating layer divided into a top plate and a cylinder has an optimum state corresponding to each state of the sintering process, the pressurized gas supply and the HIP process. Since it can be set, it is possible to shorten the gas pressurization time, and to provide a pressurization sintering furnace and a pressurization sintering method which have good cracking properties and low power loss in spite of the gas pressure. In this case, the cooling effect after a large HIP treatment is expected by natural convection even without forcibly gas flow.

Claims

The furnace chamber 8 is composed of a high pressure vessel 1, a normal heat insulation cylinder 6 disposed in the high pressure vessel 1, and a heat insulation layer top plate 7 engaged with an upper hole of the heat insulation layer cylinder 6; Inverted cup-shaped heat insulating layer 5 to form a shape, a heater 9 disposed in the furnace chamber 8 in the heat insulating layer 5, and a heat insulating layer plate vertical direction for moving the heat insulating layer top plate 7 in the vertical direction. It has a moving means 10, and the heat insulation layer top plate 7 is moved upwards by this heat insulation layer top plate up-and-down movement means 10, The furnace chamber (between the said heat insulation layer top plate 7 and the heat insulation layer cylinder 6) In the pressurizing sintering furnace which can form the 1st gas passage (a) which connects the space outside 8 and the heat insulation layer 5 over almost the perimeter of the upper end surface of the said heat insulation layer cylinder 6, the heat insulation layer top plate ( 7) by moving the heat insulating layer cylinder 6 to the heat insulating layer top plate (7) in a state of moving upwards A second gas cylinder that closes the first gas passage (a) and communicates the space outside the furnace chamber 8 and the heat insulation layer 5 below the insulation layer cylinder 6 over almost the entire circumference of the bottom surface of the insulation layer cylinder 6. The upper position forming the furnace (b), the intermediate position of forming the first gas passage (a) and the second gas passage (b) while the heat insulating layer top plate (7) is moved upward, and the heat insulating layer top plate ( 7) A lower value that closes the first gas passage (a) and closes the second gas passage (b) by engaging the heat insulating layer cylinder (6) with the heat insulating layer top plate (7) at the position where it is moved downward. The pressure sintering furnace, characterized in that the heat insulation layer cylinder vertical movement means (34) capable of moving the heat insulation layer cylinder (6) in the vertical direction, and the heat insulation layer top plate vertical movement means (10) separately.

Inverted cup-shaped upside down forming the furnace chamber 8 in the inside of the high-pressure container 1, which consists of a normal heat insulating layer cylinder 6 and a heat insulating layer top plate 7 fitted to the upper hole of the heat insulating layer cylinder 6; While arranging the heat insulation layer 5, the heater 9 is disposed in the furnace chamber 8 in the second insulation layer 5, the workpiece 21 is disposed in the furnace chamber 8, and the high pressure vessel 1 is disposed. After degassing the inside and heating with the heater 9, the sintering treatment is performed on the material to be treated 21, and then a pressurized gas is introduced into the high-pressure container 1 and isotropically by the gas pressure of the pressurized gas. In the pressure sintering method in which hot isostatic pressure is applied to the material to be processed 21 by heating with the heater 9 and then lowering the temperature in the furnace chamber 8. The space outside the furnace chamber 8 and the heat insulation layer 5 between the heat insulation cylinder 6 and the heat insulation layer top plate 7 and below the heat insulation layer cylinder 6 is provided. When forming a gas passage that is connected continuously over almost the entire circumference of the upper and lower sections of the heat insulating layer cylinder 6, and when introducing the pressurized gas after the end of sintering, the insulating layer cylinder (6) until the pressure in the furnace chamber is at least near normal pressure. ) And the gas passage between the heat insulating layer top plate 7 is blocked, while the gas passage b below the heat insulating layer cylinder 6 is formed, and at the time of hot isostatic pressure pressurization, the heat insulating layer cylinder 6 and The pressure sintering method characterized by blocking the gas passage between the heat insulating layer top plate (7) and the gas passage below the heat insulating layer cylinder (6).

Inverted cup-shaped upside down forming a furnace chamber (8) inside a high-pressure container (1) consisting of a normal heat insulating layer cylinder (6) and a heat insulating layer top plate (7) engaged with the upper hole portion of the heat insulating layer cylinder (6). While arranging the heat insulation layer 5, the heater 9 is disposed in the furnace chamber 8 in the second heat insulation layer 5, the treatment agent 21 is disposed in the furnace chamber 8, and the high pressure vessel 1 is disposed in the furnace chamber 8. After degassing and heating with the heater 9 to perform the sintering treatment on the material to be treated 21, a pressurized gas is introduced into the inside of the high pressure vessel 1, and isotropically by the gas pressure of the pressurized gas. After pressurizing and heating with the heater 9, the sintering treatment is performed on the workpiece 21, and then a pressurized gas is introduced into the high pressure vessel 1, and isotropically pressurized by the gas pressure of the pressurized gas. At the same time, by heating with the heater 9, an isotropic pressure pressurization treatment is performed on the material to be treated 21 annually. In the pressure sintering method of lowering the temperature in the furnace chamber 8, when the temperature in the furnace chamber 8 is dropped, between the heat insulation layer cylinder 6 and the heat insulation layer top plate 7, and in the heat insulation layer passage 6, A pressure sintering method characterized by forming a gas passage in which a space between the furnace chamber (8) and the heat insulating layer (5) outside is continuously connected over almost the entire circumference of the upper and lower sections of the heat insulating layer cylinder (6).