JPH02229699A - ホットプレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、容器の中に加熱室が形成され、この加熱室
内にて対向する対のプレスラムの間で被処理物をプレス
するホットプレス装置に関する。

［従来の技術］ この種のホットプレス装置は、型枠に充填した彼処理物
を加熱しながら軸方向に押圧することによって、粉末金
属やセラミックスの押圧焼結、金属類の拡散接合、複合
材の成形熱処理などをするための装置として広く使用さ
れている。

従来のホットプレス装置は、第５図のように、容器１の
中に、断熱壁２によって囲まれた加熱室Ｒを形成し、そ
の加熱室Ｒにて上下１対のプレスラム３．４が対向して
いる。加熱室Ｒ内にはヒータ５が備えられ、また容器１
には、断熱壁２におナる隙間部分を通して加熱室Ｒ内に
キャリアガスを供給する給気口６と、キャリアガスの排
気口８と、真空排気口７が設けられている。そして、ブ
レスラム３．４の間には、ダイス９と上下のパンチ１０
．１１の間に試料（被処理物）Ｗを充填したモールドＭ
が位置決めされるようになっている。

このようなホットプレス装置は、真空加熱条件下あるい
は雰囲気加熱条件下において、試料Ｗをプレスする。す
なわち、真空加熱の場合は真空排気口７から排気し、ま
た雰囲気加熱の場合はキャリアガスを給気口６から導入
しつつ排気口８から排出する。

ところで、プレスされる試料Ｗとしては種々の性質のも
のがあり、例えばプレス中にガスが多量に発生したり、
溶融物がモールドＭから流出したり、また発生したガス
成分中に含まれる導電性の物質が低温部で凝縮付着する
ものなどがある。

従来のホットプレス装置には、このような試料Ｗからの
発生物に対処する構成が備わっていなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来のホットプレス装置にあっては、次
のような問題があった。

■モールドＭから流出した溶融物かプレスラム３４、ヒ
ータ５、断熱壁２などの炉材に付着して、その劣化、損
耗を招く。

■ヒータ５の電極１２などの低温部に導電物が凝縮付着
して、絶縁不良による短絡事故を起こすおそれがある。

■真空排気系に高沸点物が付着して、配管の閉塞を招く
。

■炉内が汚染される。

この発明は、このような問題を解決課題とし、試料Ｗか
ら発生した有害物（ガス、液状物、溶融物、固形物など
）を除去して、炉の内外に与える悪影響を未然に回避す
ることのできる新規なホットプレス装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段」 この発明のポットプレス装置は、 容器の中に加熱室が形成され、この加熱室内にて対向す
る対のプレスラムの間で被処理物をプレスするホットプ
レス装置において、 前記加熱室の内部に、而記被処理物の回りを覆いかっ前
記対のプレスラムが貫通するマツフル壁を設け、 前記マツフル壁に、前記容器の外に連通ずる排気ノズル
を設け、 前記マツフル壁の外側でかつ前記加熱室の内部と、前記
マツフル壁の内部との間に差圧をつくり、前者を高圧側
とし後者を低圧側とする差圧発生手段を備えたことを特
徴とする。

［作用］ この発明のホットプレス装置は、被処理物の回りをマツ
フル壁で覆い、そのマツフル壁の内部を低圧側とし、か
つその外部を高圧側として、マツフル壁の内部を排気し
つつ被処理物をホットプレスする。

そして、マツフル壁によって、被処理物からの排出物が
炉内に漏洩拡散することを防ぎ、かつマツフル壁の内外
の圧力差を利用して、被処理物からの排出物を炉外へ強
制的に排出する。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。

第１図および第２図は、この発明の第１実施例を説明す
るための図である。本実施例のホットプレス装置は、常
圧又は加圧の加熱雰囲気中におけるホットプレス装置に
適した構成となっている。

これらの図において２１は容器であり、この容器２１は
、架構２２に保持された筒状の容器本体２１ａと、この
容器本体２１ａに上部に取り付く容器上！！２ｌｂと、
容器本体２１ａの下部に取り付く容器下！２１ｃの組み
合わせによって構成されている。容器下！２１ｃは、リ
フター２３上に載せられており、クラッチ２４によって
容器本体２１ａの下部に着脱自在に取り付けられている
。

容器上蓋２ｌｂには、プレスシリンダ２５によって上下
動される上部プレスラム２６が装備され、また下蓋２　
１　ｃには、下部プレスラム２７が装備されている。

容器２Ｉの中には、断熱壁胴部２８ａ１断熱壁土部２８
ｂ１および断熱壁下蓋２８ｃによって囲まれた加熱室Ｒ
が形成され、また容器２１内の定位置にはヒータ２９が
取り付けられている。断熱壁胴部２８ａと断熱壁上部２
８ｂは、組み合わされた状聾で容器２ｌ内に位置決め保
持されており、また断熱壁下蓋２８ｃは容器下Ｍ　２　
ｌ　ｃ上に保持されている。断熱壁下Ｍ２８ｃは、容器
下蓋２ｌＣと共に、リフター２３によって上昇、下降す
るようになっていて、第１図のように上昇したときに、
断熱壁胴郎２８ａの下部を塞いで加熱室Ｒを形成し、ま
た第２図のように下降したときに、断熱壁胴部２８ａか
ら離れて加熱室Ｒを解放するようになっている。

加熱室Ｒ内には、マツフル本体３０ａとマツフル下蓋３
０ｂによって閉じられた耐熱性のマツフル壁３０が構成
されている。マツフル本体３０ａは、下方が開口する箱
状であり、複数の吊りロッド３ｌによって断熱壁土部２
８ａから吊り下げ保持されている。マツフル下ｉ３０ｂ
は、下部プレスラム２７に嵌め付けられた支持リング３
２上に支持されていて、容器下．！　２　１　ａと共に
、リフター２３によって上昇、下降するようになってい
る。

そして、このマツフル下蓋３０ｂは、リフター２３が第
１図のように上昇したときにマツフル本体３０ａの開口
部を閉じ、また第２図のように下降したときにマツフル
本体３０ａから離れるようになっている。

上部プレスラム２６はマツフル本体３０ａを下方に貫通
し、また下部プレスラム２７はマツフル下．！！ｔ．３
　０　ｂを上方に貫通しており、これらの対のプレスラ
ム２６．２７の先端部がマツフル壁３０内において対向
するようになっている。下部プレスラム２７の先端部に
は、ダイス３３と上下のパンチ３４．３５の組み合わせ
でなるモールドＭが着脱自在に取り付けられるようにな
っている。このモールドＭ内には試料（彼処理物）Ｗが
入る。

図において、３６は給気ノズル、３７は真空排気ノズル
、３８は排気ノズルである。給気ノズル３６は、図示し
ないキャリアガスの供給系に接続されていて、キャリア
ガスを加熱室Ｒ内に導くものである。また、真空排気ノ
ズル３７は、図示しない真空ボンブに接続されていて、
容器２１内を排気して真空状聾とするものである。また
、排気ノズル３Ｂは、凝縮物除去装置３９とコントール
弁４０を通して、ガスの排気系に接続されていて、マツ
フル壁３０内のガスを外郎に排気するようになっている
。凝縮物除去装置３９は、排気ガス中に含まれる試料Ｗ
からの発生物を冷却して凝縮除去するものである。コン
トール弁４０は圧力調節計４１己よってコントールされ
るものであり、その圧力調節計４１は、排気ノズル３８
内の圧力を検出する圧力センサー４２の検出信号に基づ
いてコントール弁４０の開度をコントールするものであ
る。

次に、本実施例のホットプレス装置の作用を作業手順に
したがって説明する。

■モールドＭの装入 まず、試料Ｗを入れたモールドＭを用意する。

そして、第２図のようにリフター２３を下降させて、下
部プレスラム２７の上にモールドＭを載せる。

それから、第１図のようにリフター２３を上昇させて、
容器下蓋２　ｌ　ｃによって容器本体２ｌの下部を閉じ
、断熱壁下Ｎ　２　８　ｃによって断熱壁胴郎２８ａの
下部を閉じ、マツフル下Ｍ３０ｂによってマツフル本体
３０ａを閉じる。これにより、モールドＭはマツフル壁
３０の内部に位置する。

それから、クラッチ２４によって、マツフル下Ｍ３０ｂ
をマツフル本体３０ａに取り付けて、容器２ｌを密閉す
る。

■雰囲気加熱用ホットプレス このホットプレスには、次のようなｉ［常圧又は加圧雰
囲気中のホットプレス」と、；１「減圧雰囲気中のホッ
トプレス」がある。

ｉ．「常圧又は加圧雰囲気中のホットプレス」ヒータ２
９を発熱させ、かつ給気ノズル３６から加熱室Ｒ内に所
定の圧力及び流量のキャリアガス（Ｎ，やＡｒなど）を
導入しつつ、上部プレスラム２６を下降さ什て試料Ｗを
プレスする。

加熱室Ｒ内に導入されたキャリアガスは、マツフル本体
３０ａとマツフル下蓋３０ｂとの間の隙間、マツフル本
体３０１と上部プレスラム２６との間の隙間、マツフル
下蓋３０ｂと下部プレスラム２７との間の隙間などを通
ってマツフル壁３０の内部に入る。マツフル壁３０の内
部に入ったキャリアガスは、試料Ｗから放出されたガス
（以下、「アウトガス」という）と共に、排気ノズル３
８から凝縮物除去装置３９とコントロール弁４０を通っ
て外気に放出される。つまり、キャリアガスは、マツフ
ル壁３０の内側の圧力ｐｔと、マソフル壁３０の外側の
圧力Ｐ２（＞ｐｌ）の差圧によって、押し込み排気され
ることになる。アウトガスの発生による圧力ＰＩの変動
は圧力センサー４２によって検出し、その検出圧力に応
じて圧力調節計４工がコントロール弁４０のＵｎ度を調
節することにより、圧力Ｐ【を一定とする。

試料Ｗから放出されたアウトガスは、キャリアガスと共
に凝縮物除去装置３９内を通って分離除去されて、試料
Ｗが常圧または加圧雰囲気中でホットプレスされる。

なお、キャリアガスを加熱室Ｒ内に導入した理由は、キ
ャリアガスを加熱室Ｒの外側における容器２１内（以下
、「加熱室Ｒの外側」という）に導入する場合よりも有
利であるからである。すなわち、仮に、キャリアガスを
加熱室Ｒの外側に導入した場合には、キャリアガスは、
加熱室Ｒの外側の空間を満たして界圧してから、断熱壁
胴部２．８ａ，断熱壁上部２８ｂ１および断熱壁下蓋２
８Ｃにおける隙間部分を通って加熱室Ｒに入ることにな
って、多量のキャリアガスが必要となり、しかもマツフ
ル壁３０の内圧の変動ら大きくなるからである。

ｉｉＪ減圧雰囲気中のホットプレスの場合」ガスの排気
系におけるコントロール弁４０の下流側に真空ポンプを
接続し、この真空ポンプによって排気をしつつ、上述し
た場合のホットプレスを実施する。したがって、試料Ｗ
は減圧雰囲気中でホットプレスされることになる。

■モールドＭの取り出し クラッチ２４を解除して容器２ｌの密閉を解いてから，
、第２図のようにリフター２３を下降させる。リフター
２３と共に、容器下Ｍ２１ｃ，断熱壁下蓋２　８　ｃ　
，マツフル下！ｉ３０ｂ、およびモールドＭが下降し、
モールドＭが取り出仕ることになる。

第３図は、この発明の第２実施例を説明するための図で
ある。

本実施例のホットプレス装置は、マツフル壁３０の内外
のガスか異なる場合のホットプレスに適する構成となっ
ている。

すなわち、本実施例の場合は、キャリアガスのｋ気ノズ
ル３６がマツフル壁３０の内部にまで延在していて、ｃ
（２ｇ、Ｏｔ、Ｈ，などの反応ガスを直接マツフル壁３
０内に導入する。また、容器本体２１ａに新たに設けた
給気ノズル５０から、加熱室Ｒの外側にＮ，、Ａｒなど
の不活性ガスを導入する。５ｌは差圧センサーであり、
マツフル壁３０の内外における圧力差を検出するもので
あり、その検出信号に基づいて、圧力調節計４１がコン
トロール弁４０の開度をコントロールするようになって
いる。

本実施例のホットプレス装置は、次のようにして、常圧
、加圧または減圧のキャリアガス雰囲気中でのホットプ
レスを実施する。

■常圧又は加圧雰囲気中のホットプレス給気ノズル３６
から所定の圧力及び流ｍのキャリアガスを直接マツフル
壁３０内に導入し、かつ同時に、給気ノズル５０からＮ
　ｔ，　Ａ　ｒなどの所定の圧力及び流量のガスを加熱
室Ｒの外側に導入する。そして、ガスの排気系における
コントロール弁４０の下流側を外気圧として、試料Ｗを
ホットプレスする。

マツフル壁３０内のキャリアガスは、押し出されるよう
にして排気ノズル３８から排気される。

また、加熱室Ｒの外側に導入されたガスは、加熱室Ｒを
構成する壁における隙間部分、およびマツフル壁３０に
おける隙間部分を通ってマツフル壁３０内に入り込み、
キャリアガスと共に排気ノズル３８から押し出されるよ
うにして排気される。

また、これらのガスと共に、試料Ｗからの発生物が排気
され、そして凝縮物除去装置３９にて分離排除される。

圧力調節計４１は、マツフル壁３０内を一定圧とするよ
うに、コント口−ノレ弁４０の開度をコントロールする
。

このように、本実施例の場合は、マツフル壁３０の内部
にキャリアガスを直接導入するため、マツフル壁３０の
外郎の部材（例えば、ヒータ２９や断熱壁胴部２８ａ、
断熱壁上部２８ｂ、断熱壁下蓋２　８　ｃ　，容器２１
など）が腐食、酸化損耗などを嫌う場合に適用される。

■減圧雰囲気中のホットプレス ガスの排気系におけるコントロール弁４０の下流側に真
空ポンプを接続し、この真空ボンブによって排気をしつ
つ、上述した場合のホットプレスを実施する。したがっ
て、試料Ｗは減圧雰囲気中でホットプレスされることに
なる。

第４図は、この発明の第３実施例を説明するだめの図で
ある。

本実施例のホットプレス装置は、真空中におけるホット
プレスに適した構成となっている。

すなわち、ガスの排気系におけるコントロール弁４０の
下流側に真空ポンブ６１を接続し、この真空ボンプ６ｌ
によってマツフル壁３０の内部を排気するようになって
いる。また、圧力調節計４１は、マツフル壁３０内の真
空度を検出する真空計の検出信号に基づいてコントロー
ル弁４０の開度をコントロールするようになっている。

本実施例の場合は、次のようにして真空中におけるホッ
トプレスを実施する。

［真空中におけるホットプレス］ 真空排気ノズル３７から容器２１内を真空排気し、それ
から、真空ボンブ６ｌによってマソフル壁３０内を真空
排気しつつ、試料Ｗをホットプレスする。試料Ｗからの
発生物は、排気ノズル３８を通して排気され、そして凝
縮物除去装置３９にて分離排除される。圧力調節計４１
は、マツフル壁３０の内圧を一定とするように、コント
ロール弁４０の開度をコントロールする。

なお、この発明のホットプレス装置は、対のプレスラム
２６．２７を上下に備えた縦型のものに特定されるもの
ではなく、それらを左右に備えた横型のものなどであっ
てもよい。

また、マツフル壁３０の内部を低圧側とし、かつその外
部を高圧側とする差圧発生手段としては、マツフル壁３
０の内部を強制的に排気するポンプ、マンフル壁３０の
外部にガスを強制的に給気するボンブ、またはこれらを
組み合わせたものであってもよく、要は、マツフル壁３
０の内部を低圧側として、排気ノズル３８から排気でき
るものであればよい。

また、上述した実施例では、モールドＭ内に試料Ｗを入
れて、そのモールドＭと一体に試料Ｗを扱って装人取出
を行っているが、試料Ｗを単独で装入取出するようにし
てもよい。

［効果］ 以上説明したように、この発明のホットプレス装置は、
被処理物の回りをマツフル壁で覆い、そのマツフル壁の
内部を低圧側とし、かつその外部を高圧側として、マツ
フル壁の内部を排気しつつ被処理物をホットプレスする
構成であるから、次のような効果を奏することができる
。

■マツフル壁によって、被処理物からの排出物が炉内に
漏洩拡散することを防ぎ、かつマンフル壁の内外の圧力
差を利用して、被処理物からの排出物を強制的に排出す
るから、炉内の汚染を防止して、炉の長寿命化を実現す
ることができる。

■被処理物からの排出物を除去する排出工程をホットプ
レス工程と同時に実施するため、その排出工程を別の炉
で実施する必要がなく、処理工程の短縮を図ることがで
きる。

■被処理物からの排出物を除去する機能を備えているた
め、ホットプレス法の利用範囲を拡大することができる
。

■また、マツフル壁に、被処理物の装入取出方向側に開
口する装入取出口を設けて、この装入取出口に開閉自在
の蓋を備えることにより、被処理物の装入取出を容易な
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図および第２図はこの発明の第１実施例を説明する
ための図であって、第１図は被処理物の装入状態におけ
る縦断面図、第２図は被処理物の装人取出時における縦
断面図である。 第３図および第４図は、この発明の異なる他の実施例を
説明するための要部の縦断面図である。 第５図は、従来例を説明するための概略構成図である。 Ｉ・・・・・・容器、　２１ａ・・・・・・容器本体、
１ｂ・・・・・・容器上蓋、　２１ｃ・・・・・・容器
下蓋、３・・・・・・リフター　　２４・・・・・・ク
ラッチ、５・・・・・・プレスシリンダ、 ６・・・・・・上部プレスラム、 ７・・・・・・下部プレスラム、 ８ａ・・・・・・断熱壁胴部、 ８ｂ・・・・・・断熱壁上部、 ８ｃ・・・・・・断熱壁下蓋、　　２９・・・・・・ヒ
ータ、３０・・・・・・マツフル壁、 ３０ユ・・・・・・マツフル本体、 ３０ｂ・・・・・・マツフル下蓋、 ３１・・・・・・吊りロツド、　　３３・・・・・・ダ
イス、３４・・・・・・上パンチ、　　３５・・・・・
下パンチ、３６・・・・・・給気ノズル、　３８・・・
・・・排気ノズル、Ｒ・・・・・・加熱室、　Ｍ・・・
・・・モールド、Ｗ・・・・・・試料（被処理物）。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器の中に加熱室が形成され、この加熱室内にて
   対向する対のプレスラムの間で被処理物をプレスするホ
   ットプレス装置において、 前記加熱室の内部に、前記被処理物の回りを覆いかつ前
   記対のプレスラムが貫通するマツフル壁を設け、 前記マツフル壁に、前記容器の外に連通する排気ノズル
   を設け、 前記マツフル壁の外側でかつ前記加熱室の内部と、前記
   マツフル壁の内部との間に差圧をつくり、前者を高圧側
   とし後者を低圧側とする差圧発生手段を備えたことを特
   徴とするホットプレス装置。
2. （２）前記マツフル壁に、前記被処理物の装入取出方向
   側に開口する被処理物の装入取出口を設け、前記装入取
   出口に開閉自在の蓋を備えた第１請求項に記載のホット
   プレス装置。