JPH0820182B2 - Sintering furnace - Google Patents
Sintering furnaceInfo
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- JPH0820182B2 JPH0820182B2 JP12290388A JP12290388A JPH0820182B2 JP H0820182 B2 JPH0820182 B2 JP H0820182B2 JP 12290388 A JP12290388 A JP 12290388A JP 12290388 A JP12290388 A JP 12290388A JP H0820182 B2 JPH0820182 B2 JP H0820182B2
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- molded product
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はワックスやバインダー等を添加して成型せし
めた粉末成形品を焼結する焼結炉に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sintering furnace for sintering a powder molded product which is molded by adding a wax, a binder and the like.
従来の技術 従来、焼結炉が利用される分野としては、超合金やフ
ァインセラミックス等を製造する特殊な分野に限られて
いたが、焼結炉の性能が著しく発達した結果、最近では
コスト競争の激しい産業機器部品を製造加工する分野で
も利用されており、従来の機械加工や精密鋳造ではこな
しきれなかった複雑な形状の精密部品を製造する際は勿
論のこと、経済性、作業環境改善等の観点から、加工が
それ程困難ではない金属部品を製造する際にあたっても
焼結炉が用いられるケースが多くなっている。しかも焼
結炉による産業機器部品の製造は大量生産に非常に適し
ているので今後は機械加工製品から粉末冶金製品への切
り換えが活発に行われると予想される。Conventional technology Conventionally, the fields in which sintering furnaces were used were limited to special fields for manufacturing superalloys, fine ceramics, etc. It is also used in the field of manufacturing and processing industrial equipment parts, which are extremely demanding, and not only when manufacturing precision parts with complicated shapes that could not be completed by conventional machining or precision casting, economic efficiency, work environment improvement, etc. From the viewpoint of the above, there are many cases where a sintering furnace is used also when manufacturing a metal part whose processing is not so difficult. Moreover, since the manufacturing of industrial equipment parts by the sintering furnace is very suitable for mass production, it is expected that switching from machined products to powder metallurgy products will be actively carried out in the future.
かかる従来の焼結炉は、真空排気ポンプ等が接続され
ている炉殻の内部には、ワックス等を添加した原料粉末
の射出成形品である粉末成形品を載置する載置台が配設
されており、この載置台の周りには、粉末成形品を加熱
する加熱ヒータが設けられている一方、炉殻の外部から
導入された加圧窒素ガス等を内部循環せしめて高温状態
にある粉末成形品を強制冷却する冷却ガス循環機構が設
けられており、これで良好な焼結体が得られるような構
成となっている。なお、焼結温度(約1200℃)が非常に
高いことから載置台の材質としてはグラファイトのもの
が採用されており、それ故、デワックス、焼結等の一連
の熱処理工程において、粉末成形品の品質を損なう要因
の一つたる所謂侵炭現象を発生させないために、粉末成
形品が載置される接触面にアルミナの粉等からなる侵炭
防止剤を敷くようにして対処している。In such a conventional sintering furnace, a mounting table for mounting a powder molded product, which is an injection molded product of a raw material powder to which wax or the like is added, is disposed inside a furnace shell to which a vacuum exhaust pump or the like is connected. A heater for heating the powder molded product is provided around the mounting table, while the pressurized nitrogen gas introduced from the outside of the furnace shell is internally circulated to generate powder at a high temperature. A cooling gas circulation mechanism for forcibly cooling the product is provided so that a good sintered body can be obtained. Since the sintering temperature (about 1200 ° C) is extremely high, graphite is used as the material of the mounting table. Therefore, in a series of heat treatment processes such as dewaxing and sintering, In order to prevent the so-called carburizing phenomenon, which is one of the factors that impair the quality, a carburizing inhibitor made of alumina powder or the like is laid on the contact surface on which the powder molded product is placed.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来例による場合には、熱処理す
べき対象が比較的大型の粉末焼結品であれば問題なく装
置としての性能を十分に享受できるものの、時代の流れ
からしてこれから需要が拡大すると予想される小型の粉
末焼結品を熱処理するにあたっては大きく分けて次に述
べる2つの欠点がある。まず、第1の欠点としては、一
連の熱処理工程を逐次進める中で、冷却ガス循環機構を
駆動させると、加圧窒素ガスの風圧でもって粉末焼結品
が侵炭防止剤とともに辺りに飛び散ってしまうことが掲
げられ、第2の欠点としては、粉末成形品の各表面温度
のバラツキが少なくとも±3℃以内に抑える必要がある
にもかかわらず、粉末焼結品と載置台との熱容量の相当
な違いから、加熱ヒータの対向面と載置台の接触面との
表面温度の差がこの許容範囲内を遥かに超えてしまうと
いうことが掲げられる。これらの欠点は熱処理対象が小
型の粉末焼結品であれば良好な熱処理を行うことができ
ないことを意味しており、産業機器部品の機械加工製品
から粉末冶金製品への転換にあたり大きな障害となり得
る。However, in the case of the above-mentioned conventional example, if the object to be heat-treated is a relatively large-sized powder sintered product, the performance as an apparatus can be fully enjoyed without any problems, but from the flow of the times. The heat treatment of small-sized powder-sintered products, for which demand is expected to increase, has the following two drawbacks. First, as a first drawback, when the cooling gas circulation mechanism is driven while the series of heat treatment steps are sequentially performed, the powder sintered product is scattered around with the carburizing inhibitor due to the wind pressure of the pressurized nitrogen gas. The second disadvantage is that although the surface temperature variation of the powder molded product must be suppressed to at least ± 3 ° C, the heat capacity of the powder sintered product and the mounting table is equivalent. Due to such a difference, the difference in surface temperature between the facing surface of the heater and the contact surface of the mounting table is far beyond this allowable range. These disadvantages mean that good heat treatment cannot be performed if the target of heat treatment is a small powder sintered product, which can be a major obstacle in converting industrial machined parts machining products to powder metallurgy products. .
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、小
型の粉末焼結品であっても良好な熱処理をり行うことが
可能な焼結炉を提供することを目的とする。The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a sintering furnace capable of performing excellent heat treatment even with a small powder sintered product.
課題を解決するための手段 本発明にかかる焼結炉は、加熱ヒータに対向配置して
あり、被処理物を収める凹部を有する載置台と、載置台
に埋設してある冷却媒体流通経路と、炉殻に設けてあ
り、炉殻の外部から導入された冷却ガスを循環せしめる
冷却ガス循環機構とを具備している。Means for Solving the Problems The sintering furnace according to the present invention is arranged opposite to the heater, and has a mounting table having a recessed portion for accommodating an object to be processed, and a cooling medium flow path embedded in the mounting table, A cooling gas circulation mechanism, which is provided in the furnace shell and circulates a cooling gas introduced from the outside of the furnace shell, is provided.
作用 載置台の凹部の収められている被処理物は、加熱ヒー
タにより加熱状態にある載置台を介して加熱される一
方、冷却媒体流通経路に流れる冷却媒体により冷却状態
にある載置台を介して冷却されることになる上に、冷却
ガス循環機構により冷却ガスが炉殻の内部を循環するこ
とになっても、載置台の上面から若干下がった位置に相
当する凹部に収められている関係上、冷却ガスの直接的
な風圧が与えられることはない。The object to be processed, which is accommodated in the concave portion of the mounting table, is heated by the heating heater via the mounting table in the heated state, while it is heated through the mounting table in the cooling state by the cooling medium flowing in the cooling medium distribution path. In addition to being cooled, even if cooling gas circulates inside the furnace shell due to the cooling gas circulation mechanism, it is contained in the concave portion that is slightly lower than the upper surface of the mounting table. , No direct wind pressure of the cooling gas is given.
実施例 以下、本発明にかかる焼結炉の一実施例を図面を参照
して説明する。第1図は焼結炉の内部構成図、第2図は
載置台の斜視図、第3図は第2図のA−A線による断面
図である。Example An example of a sintering furnace according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an internal configuration diagram of a sintering furnace, FIG. 2 is a perspective view of a mounting table, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
円筒状の炉殻10の開放両端面には、熱処理すべき粉末
成形品aを出し入れする際の開閉扉11が夫々設けられて
おり、炉殻10の内部には、円筒状の断熱壁12が配設され
ている。しかも開閉扉11の裏側には、断熱壁12の開放両
端面を塞ぐ断熱扉121が夫々設けられている。また断熱
壁12の内壁には、加熱ヒータたるロッドヒータ13が複数
本固着されており、更に各ロッドヒータ13の対向位置に
相当する断熱壁12の内部には、粉末成形品aを載置する
載置台20が複数段配設されている。一方、炉殻10の壁面
には、キャリアガス導入経路15、真空排気経路16等が夫
々接続されており、デワックス時に粉末成形品aから発
生するベーパガスをキャリアガス導入経路15を介して供
給されたキャリアガスでもって、真空排気経路16の途中
に設けてあるワックストラップ装置(図示せず)に転送
回収せしめるようになっている。Opening and closing doors 11 for loading and unloading the powder molded product a to be heat-treated are respectively provided on both open end surfaces of the cylindrical furnace shell 10, and inside the furnace shell 10, a cylindrical heat insulating wall 12 is provided. It is arranged. Moreover, on the back side of the opening / closing door 11, heat insulating doors 121 for closing both open end surfaces of the heat insulating wall 12 are provided. Further, a plurality of rod heaters 13 as heating heaters are fixed to the inner wall of the heat insulating wall 12, and the powder molded product a is placed inside the heat insulating wall 12 corresponding to the position where each rod heater 13 faces each other. A plurality of mounting bases 20 are arranged. On the other hand, a carrier gas introduction path 15, a vacuum exhaust path 16 and the like are connected to the wall surface of the furnace shell 10, respectively, and vapor gas generated from the powder molded article a at the time of dewaxing was supplied through the carrier gas introduction path 15. The carrier gas is transferred and recovered by a wax trap device (not shown) provided in the middle of the vacuum exhaust path 16.
ところで粉末成形品aの焼結温度(約1200℃)が非常
に高いことから、ロッドヒータ13、載置台20を代表とす
る炉殻10の内部の主要構成部はグラファイトから構成さ
れているが、これらの構成部が高い温度を有したまま大
気雰囲気に下に置かれると酸化して劣化することにな
る。そこで、開閉扉11の一方には、熱処理工程のサイク
ルを短縮せしめる観点からも、熱処理が完了した粉末成
形品aを含めて炉殻10の内部の構成部を強制冷却する冷
却ガス循環機構14が装備されている。この冷却ガス循環
機構14は、炉殻10の内部に導入された加圧酸素ガス等を
循環せしめる冷却ファン141と、冷却ファン141の周りに
配置してあるエロフィンチューブからなる熱交換器142
からなるもので、断熱扉121を若干開けた状態で加圧窒
素ガスを強制循環せしめ、この過程で載置台20に載置収
納された粉末成形品aをも冷却するような構成となって
いる。次に載置台20について詳しく説明すると、第2図
に示すようにグラファイト製の板材の上面には、縦5列
横5列に配置された凹部22が設けられ、しかも冷却媒体
として窒素ガス等が流通する冷却管21(冷却媒体流通経
路に相当する)が埋設された形となっている。しかもこ
の載置台20が断熱壁12の内部にて複数段棚状に配置され
ている。中でも、炉殻10の外部に装備された窒素ガス供
給装置(図示せず)から炉殻10の内部に引き込まれてい
る冷却管21は、載置台20の内部にて凹部22の横配列に沿
った形で蛇行状に通されており、図示されていないが、
更に下段から上段にかけての載置台20へと順次通された
後、再び炉殻10の外部に取り出されるようになってい
る。一方、粉末成形品aが余裕をもって収められる程度
の空き空間を有する凹部22の底面中央部には、アルミナ
の粉等からなる侵炭防止剤を敷くための円形状の切り込
み溝221が設けられている。By the way, since the sintering temperature (about 1200 ° C.) of the powder molded product a is very high, the main constituent parts inside the furnace shell 10 represented by the rod heater 13 and the mounting table 20 are made of graphite. If these components are exposed to the atmosphere while having a high temperature, they will oxidize and deteriorate. Therefore, from the viewpoint of shortening the cycle of the heat treatment process, one of the doors 11 is provided with a cooling gas circulation mechanism 14 for forcibly cooling the internal components of the furnace shell 10 including the powder molded product a for which the heat treatment has been completed. Equipped. The cooling gas circulation mechanism 14 includes a cooling fan 141 that circulates the pressurized oxygen gas or the like introduced into the furnace shell 10, and a heat exchanger 142 that includes an erotic fin tube arranged around the cooling fan 141.
With the heat insulating door 121 slightly opened, the pressurized nitrogen gas is forcibly circulated, and in this process, the powder molded product a stored on the mounting table 20 is also cooled. . Next, the mounting table 20 will be described in detail. As shown in FIG. 2, recesses 22 arranged in 5 rows and 5 columns are provided on the upper surface of a graphite plate, and nitrogen gas or the like is used as a cooling medium. A cooling pipe 21 (corresponding to a cooling medium distribution path) that circulates is buried. Moreover, the mounting table 20 is arranged inside the heat insulating wall 12 in the form of a plurality of shelves. Among them, the cooling pipe 21 drawn into the inside of the furnace shell 10 from the nitrogen gas supply device (not shown) provided outside the furnace shell 10 is arranged inside the mounting table 20 along the lateral arrangement of the recesses 22. Although it is not shown in the drawing,
Further, after being sequentially passed through the mounting table 20 from the lower stage to the upper stage, it is taken out again to the outside of the furnace shell 10. On the other hand, a circular cut groove 221 for laying a carburizing inhibitor made of alumina powder or the like is provided at the center of the bottom surface of the concave portion 22 having an empty space to allow the powder molded product a to be accommodated with a margin. There is.
上記のように構成された焼結炉でもって小型の粉末成
形品aであっても良好な熱処理が行うことができること
の原理について説明する。The principle that good heat treatment can be performed even with a small powder molded product a by the sintering furnace configured as described above will be described.
まず、侵炭防止剤が予め敷かれている凹部22に熱処理
すべき粉末成形品aをセットした後に、開閉扉11を開
じ、焼結炉の運転を開始させると、図外の真空排気ポン
プが駆動し、ロッドヒータ13の通電が開始され、やがて
デワックス工程、本焼結工程が逐次進められることにな
る。これらの工程における粉末成形品aの加熱の大部分
は、これが載置台20の上面から若干下がった位置に相当
する凹部22に収められている関係上、粉末成形品aに比
較して遥かに熱容量が大きい載置台20の保有熱により行
われることになり、ロッドヒータ13からの直接加熱の度
合いが減った分だけ均等加熱の度合いが高くなり、それ
故、各面表面温度のバラツキも要求されている±3℃以
内に抑えることが可能となり得る。First, after the powder molded product a to be heat-treated is set in the concave portion 22 in which the carburizing inhibitor is preliminarily spread, the opening / closing door 11 is opened and the operation of the sintering furnace is started. Is driven, the energization of the rod heater 13 is started, and eventually the dewaxing step and the main sintering step are sequentially advanced. Most of the heating of the powder molded product a in these steps is contained in the concave portion 22 corresponding to a position slightly lower than the upper surface of the mounting table 20, so that the heat capacity is much higher than that of the powder molded product a. Is carried out by the heat of the mounting table 20 which is large, the degree of uniform heating is increased by the degree of the degree of direct heating from the rod heater 13, and therefore the variation in the surface temperature of each surface is also required. It may be possible to keep the temperature within ± 3 ° C.
そして、本焼結工程が終了すれば、焼き入れ工程とし
て窒素ガス供給装置(図示せず)を駆動させて、窒素ガ
スを冷却管21に流通せしめる。すると、粉末成形品aが
載置台20とともに速やかに冷却され、焼結温度から常温
にまで急激に下げられることになる。しかも、この焼き
入れ工程において、冷却ガス循環機構14を駆動させた場
合であっても、加圧窒素ガスの風圧が粉末成形品a及び
侵炭防止剤に直接当たらないようになっている一方にお
いて、炉殻10の内部における主要構成部を冷却させるだ
けの程度でよいことから、結果として、形状変形や品質
劣化に繋がることになる粉末成形品a及び侵炭防止剤が
吹き飛ばされることも無くなる。Then, when the main sintering process is completed, a nitrogen gas supply device (not shown) is driven as a quenching process to cause the nitrogen gas to flow through the cooling pipe 21. Then, the powder molded article a is cooled rapidly together with the mounting table 20, and is rapidly lowered from the sintering temperature to room temperature. Moreover, in this quenching process, even when the cooling gas circulation mechanism 14 is driven, the wind pressure of the pressurized nitrogen gas is prevented from directly contacting the powder molded product a and the carburizing inhibitor. Since it is only necessary to cool the main constituent parts inside the furnace shell 10, as a result, the powder molded product a and the carburizing inhibitor which would lead to shape deformation and quality deterioration are not blown off.
従って、本実施例による場合には、熱処理すべき対象
が小型の粉末成形品aであっても良好な熱処理を行うこ
とができ、しかも熱処理サイクル時間を短縮できること
も併せて焼結炉の元来有するメリットを十分に享受でき
ることになり、産業機器部品の機械加工製品から粉末冶
金製品への転換を大きく推進する上で意義がある。Therefore, according to the present embodiment, even if the object to be heat-treated is a small powder molded article a, good heat treatment can be performed, and the heat treatment cycle time can be shortened. It will be possible to fully enjoy the merits that it has, and it will be of great significance to greatly promote the conversion of machined products of industrial equipment parts to powder metallurgy products.
なお、本発明にかかる焼結炉は上記実施例に限定され
ず、例えば載置台の構造、個数は勿論のこと、粉末成形
品を収める凹部を溝状とするようにしてもよく、また載
置台の凹部を別部材でもって塞ぐような形態であっても
構わない。更に、冷却ガス循環機構にあってはその主要
部を炉殻の外部に装備するようにしても良い。The sintering furnace according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, not only the structure and the number of the mounting tables but also the recess for accommodating the powder molded product may be groove-shaped. Alternatively, the concave portion may be closed by another member. Further, in the cooling gas circulation mechanism, its main part may be equipped outside the furnace shell.
発明の効果 以上、本案焼結炉による場合には、粉末成形品が載置
台に設けてある冷却媒体流通経路に流通する冷却媒体に
より冷却され得るような構成となっているので、時代の
流れからしてこれから需要が拡大すると予想される小型
の粉末成形品であっても良好な熱処理を行うことができ
る。それ故、産業機器部品の機械加工製品から粉末冶金
製品への転換をより推進する上で大きな意義がある。As described above, in the case of the sintering furnace of the present invention, the powder molded product can be cooled by the cooling medium flowing through the cooling medium distribution passage provided in the mounting table. Then, good heat treatment can be performed even for a small-sized powder molded product whose demand is expected to increase in the future. Therefore, it is of great significance in further promoting the conversion of machined products of industrial equipment parts to powder metallurgy products.
第1図から第3図にかけては本発明にかかる焼結炉の実
施例における説明図てあって、第1図は焼結炉の内部構
成図、第2図は載置台の斜視図、第3図は第2図のA−
A線による断面図である。 10……炉殻 13……ロッドヒータ 14……冷却ガス循環機構 20……載置台 21……冷却管 22……凹部1 to 3 are explanatory views of an embodiment of a sintering furnace according to the present invention. FIG. 1 is an internal configuration diagram of the sintering furnace, FIG. 2 is a perspective view of a mounting table, and FIG. The figure is A- in Figure 2.
It is sectional drawing by the A line. 10 …… Furnace shell 13 …… Rod heater 14 …… Cooling gas circulation mechanism 20 …… Mounting table 21 …… Cooling pipe 22 …… Recess
Claims (1)
ータにより加熱して焼結する焼結炉において、前記加熱
ヒータに対向配置してあり、前記被処理物を収める凹部
を有する載置台と、載置台に設けてある冷却媒体流通経
路と、前記炉殻に設けてあり、炉殻の外部から導入され
た冷却ガスを内部循環せしめる冷却ガス循環機構とを具
備することを特徴とする焼結炉。1. A sintering furnace in which an object to be processed inserted into a furnace shell is heated by a heater to sinter, and is provided so as to face the heater and has a recess for accommodating the object to be processed. A mounting table; a cooling medium flow path provided in the mounting table; and a cooling gas circulation mechanism provided in the furnace shell and internally circulating a cooling gas introduced from the outside of the furnace shell. A sintering furnace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12290388A JPH0820182B2 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Sintering furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12290388A JPH0820182B2 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Sintering furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291090A JPH01291090A (en) | 1989-11-22 |
| JPH0820182B2 true JPH0820182B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=14847465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12290388A Expired - Lifetime JPH0820182B2 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Sintering furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820182B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4883589B2 (en) * | 2008-08-22 | 2012-02-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Annealing furnace |
| CN102331173A (en) * | 2011-08-10 | 2012-01-25 | 苏州恒瑞粉末冶金制造有限公司 | Inner box of sintering furnace |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP12290388A patent/JPH0820182B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01291090A (en) | 1989-11-22 |
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