JPS5947302A - 焼結炉 - Google Patents
焼結炉Info
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- JPS5947302A JPS5947302A JP15699182A JP15699182A JPS5947302A JP S5947302 A JPS5947302 A JP S5947302A JP 15699182 A JP15699182 A JP 15699182A JP 15699182 A JP15699182 A JP 15699182A JP S5947302 A JPS5947302 A JP S5947302A
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- sintering
- sintered
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Furnace Details (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術分野
本発明は粉末冶金用焼結炉、特に効率の良い焼結炉に関
する。
する。
（ロ）背景技術
従来この分野における焼結としては、抵抗発熱によるも
の、誘導加熱によるもの、ホットプレス等が通常採用さ
れている。これ等はその焼結サイクルが１０４〜１０５
秒であり、焼結以外の工程例えばプレス工程が１ｏＯ秒
であるのに１咬べて極めて長い時間を要するものである
。
の、誘導加熱によるもの、ホットプレス等が通常採用さ
れている。これ等はその焼結サイクルが１０４〜１０５
秒であり、焼結以外の工程例えばプレス工程が１ｏＯ秒
であるのに１咬べて極めて長い時間を要するものである
。
更にまた」−述の従来の焼結炉ではその炉体が焼結され
る成型体の大きさに較べて過大であり加熱効率が瓶めて
悪く数％に過ぎない。また炉体（１１￥成部材として断
熱拐等種々の材料で構成され４’：ｊに高温で使用する
場合は被焼結体にとって々ｒましくない雰囲気を形成す
ることがあり高品質のＪｆＡ結体を得るためには種々の
工夫が必要であり設備コストが過大となる。
る成型体の大きさに較べて過大であり加熱効率が瓶めて
悪く数％に過ぎない。また炉体（１１￥成部材として断
熱拐等種々の材料で構成され４’：ｊに高温で使用する
場合は被焼結体にとって々ｒましくない雰囲気を形成す
ることがあり高品質のＪｆＡ結体を得るためには種々の
工夫が必要であり設備コストが過大となる。
」１記の問題のうち、焼結サイクルに関しては被焼結体
である成型体に直接通電して発熱する通電加熱法が提案
されているが、これは導電性月料にのみ適応されセラミ
ックのような絶縁物には応用できず、さらに表面と内部
の組織が不均一になる欠点があり超硬合金の如く組Ｘｉ
ｊ！：によって特性が：Ｉ￥しく影警！される製品には
適用されない。
である成型体に直接通電して発熱する通電加熱法が提案
されているが、これは導電性月料にのみ適応されセラミ
ックのような絶縁物には応用できず、さらに表面と内部
の組織が不均一になる欠点があり超硬合金の如く組Ｘｉ
ｊ！：によって特性が：Ｉ￥しく影警！される製品には
適用されない。
（ハ）発明の目的
本発明はか＼る従来の焼結炉の問題を解消するもので高
速で焼結でき、しかも高品質の焼結体を得ることのでき
る焼結炉を提供するのがＬ１的である。
速で焼結でき、しかも高品質の焼結体を得ることのでき
る焼結炉を提供するのがＬ１的である。
第１図は粉末冶金の一般的な製造工程を示す図であり、
数］、 （１０／ｌから０．ｌｌｌ の範囲の原料粉
末を所定組成に配合し、これに潤滑材、有機結合剤を２
〜１０％添力１１添合１１混したものを所定−」−法の
金型に充」眞し０５〜８ ｔ／ｃｍ” の圧力でプレス
成型する。次に・１・００〜８００°Ｃの温度で上記潤
滑イ」、結合剤を除去する脱バインダー（程を経て焼結
し、必要によって所定寸法に加工として製品とする。最
近の粉末冶金製品はセラミック、サーメット、超硬合金
、ダイヤモンド等種々広範な工業用途に普及しており量
産性が重要視され自動化、連続化が進んでいるが前述の
如くこれらの工程の□うち焼結工程が］〜１０時間のサ
イクルで行われており、最も遅れていると云わざるを得
ない。
数］、 （１０／ｌから０．ｌｌｌ の範囲の原料粉
末を所定組成に配合し、これに潤滑材、有機結合剤を２
〜１０％添力１１添合１１混したものを所定−」−法の
金型に充」眞し０５〜８ ｔ／ｃｍ” の圧力でプレス
成型する。次に・１・００〜８００°Ｃの温度で上記潤
滑イ」、結合剤を除去する脱バインダー（程を経て焼結
し、必要によって所定寸法に加工として製品とする。最
近の粉末冶金製品はセラミック、サーメット、超硬合金
、ダイヤモンド等種々広範な工業用途に普及しており量
産性が重要視され自動化、連続化が進んでいるが前述の
如くこれらの工程の□うち焼結工程が］〜１０時間のサ
イクルで行われており、最も遅れていると云わざるを得
ない。
本発明はこの焼結を光エネルギーを利用し短時間に行う
ものである。従来光エネルギーの利用としては太陽エネ
ルギーをパラボラ集光板により１点に集、中して加熱す
る方法が知られているが、上記の粉末冶金製品の焼結に
は雰囲気調′１゛１− Ｈ，、＋：産扛の点で実用的で
ない。
ものである。従来光エネルギーの利用としては太陽エネ
ルギーをパラボラ集光板により１点に集、中して加熱す
る方法が知られているが、上記の粉末冶金製品の焼結に
は雰囲気調′１゛１− Ｈ，、＋：産扛の点で実用的で
ない。
に）発明の開示
本発明は赤外線ランプ等の望源を密閉炉体の所定箇所に
設置し、炉体内壁は断面放物線状又は楕円状のＡｌ
または金の反月１板となっており、上記ランプの光が炉
体中心に全て集光し、中心に焼結すべき成型体を照射し
急速加熱することによって焼結を短時間に完了せしめる
ものである。
設置し、炉体内壁は断面放物線状又は楕円状のＡｌ
または金の反月１板となっており、上記ランプの光が炉
体中心に全て集光し、中心に焼結すべき成型体を照射し
急速加熱することによって焼結を短時間に完了せしめる
ものである。
第２図は本発明の焼結に用いる焼結炉の一例の正断面図
であり、第３図はその中心部の横断面図である。被焼結
体６は炉体］の中央部に石英板等１３の上に設置し、光
源ランプ１６の光は反則板Ｊ５に反射し１７で示す光線
に示す如く全て被焼結体６に集光し、被焼結物は製品の
大きさ、材１′１によって異るが、１〜１０分で昇温焼
結が完了する。
であり、第３図はその中心部の横断面図である。被焼結
体６は炉体］の中央部に石英板等１３の上に設置し、光
源ランプ１６の光は反則板Ｊ５に反射し１７で示す光線
に示す如く全て被焼結体６に集光し、被焼結物は製品の
大きさ、材１′１によって異るが、１〜１０分で昇温焼
結が完了する。
上記の光源としては赤外線ランプが最も適する。
この赤外線ランプは透明石英ガラス管にタングステンフ
ィラメントを封入し、内部にハロゲンガスを人、れて密
閉されたものであり、その放射波長はぼＸ ］、、］、
５ ミクロンにピークをもつ近赤外線放射スペクトル
をもっている。従って輻！ＩＪ効率も高く、電力密度は
１００ワツ） ／ ｃｍ”前後であり、従来の抵抗発熱
体に較べ、２〜１０倍の電力密度をもっている。この赤
外綿ランプは従来、主として熱分析、熱的性能試験や半
導体の熱処理等に使用されているが、本発明の如く粉末
冶金の焼結に用いた例は無い４０本発明者らは腫々の検
討の結果粉末冶金への実用を可能にしたものである。
ィラメントを封入し、内部にハロゲンガスを人、れて密
閉されたものであり、その放射波長はぼＸ ］、、］、
５ ミクロンにピークをもつ近赤外線放射スペクトル
をもっている。従って輻！ＩＪ効率も高く、電力密度は
１００ワツ） ／ ｃｍ”前後であり、従来の抵抗発熱
体に較べ、２〜１０倍の電力密度をもっている。この赤
外綿ランプは従来、主として熱分析、熱的性能試験や半
導体の熱処理等に使用されているが、本発明の如く粉末
冶金の焼結に用いた例は無い４０本発明者らは腫々の検
討の結果粉末冶金への実用を可能にしたものである。
第２図は上記光ビーム加熱方式を用いた焼結炉の１実施
例の全体の正断面図である。炉体１の中は脱バインダ一
部２と焼結部３とに分れており、各々上下移動可能なシ
ャッター８．８′で遮断することができる。脱バインダ
一部は電熱ヒータ７によって２００〜８００°Ｃに加熱
されバインダー留めＷに回収される。焼結部では被焼結
体６が石英管１２の中央に置かれ、前述の光ビームを照
射する光源部５によって急速加熱される。Ｒは真空排気
用ポンプ、９、］０がガス導入口、１１はガス排気口で
あり、炉内を真空、ガス雰囲気とＩＬ意に調整すること
ができる。
例の全体の正断面図である。炉体１の中は脱バインダ一
部２と焼結部３とに分れており、各々上下移動可能なシ
ャッター８．８′で遮断することができる。脱バインダ
一部は電熱ヒータ７によって２００〜８００°Ｃに加熱
されバインダー留めＷに回収される。焼結部では被焼結
体６が石英管１２の中央に置かれ、前述の光ビームを照
射する光源部５によって急速加熱される。Ｒは真空排気
用ポンプ、９、］０がガス導入口、１１はガス排気口で
あり、炉内を真空、ガス雰囲気とＩＬ意に調整すること
ができる。
光源部の汚染を防止するため、光７１ノ；ｉ部と石英管
内とは別々にガスを導入ずれば）３′ε結炉の捕修」二
有刊である。
内とは別々にガスを導入ずれば）３′ε結炉の捕修」二
有刊である。
第４図は本発明の焼結における焼結サイクルの一例であ
り、昇温Ａが２分、焼結キープＢが１．５分、冷却Ｃが
１．５ 分であり、従来１０４〜１０５秒であった焼結
工程は１０２秒に極端に短縮された。
り、昇温Ａが２分、焼結キープＢが１．５分、冷却Ｃが
１．５ 分であり、従来１０４〜１０５秒であった焼結
工程は１０２秒に極端に短縮された。
本発明の場合、昇温速度は１０゛Ｃ／秒以上］５０°Ｃ
／秒以下であり、焼結温度１２００〜ｌ （ｉ ００°
Ｃの範囲のものが最も効率良く焼結さ、れ、焼結サイク
ルは２０分以下で大抵の場合すんだ。
／秒以下であり、焼結温度１２００〜ｌ （ｉ ００°
Ｃの範囲のものが最も効率良く焼結さ、れ、焼結サイク
ルは２０分以下で大抵の場合すんだ。
本発明の効果は単に焼結時間の短縮のみてなく、加熱時
間が短いことにより成型体の雰囲気による汚染が少く、
またもし一部が酸化していても初期段階で還元除去され
るため真空や特殊な雰囲気が不要となった。また短時間
で焼結されてしまうため特に焼結中に液相の生ずるもの
については高温での変形が少く、形状効果の影署！が少
ないなどの効果があった。
間が短いことにより成型体の雰囲気による汚染が少く、
またもし一部が酸化していても初期段階で還元除去され
るため真空や特殊な雰囲気が不要となった。また短時間
で焼結されてしまうため特に焼結中に液相の生ずるもの
については高温での変形が少く、形状効果の影署！が少
ないなどの効果があった。
一１投に焼結される前の成型体は多孔質であり、熱伝導
が悪いため、これに光エネルギーが投入されると熱を効
率よく吸収し、成型体は急激に温度Ｌ ）１．すること
ができる。
が悪いため、これに光エネルギーが投入されると熱を効
率よく吸収し、成型体は急激に温度Ｌ ）１．すること
ができる。
１・６図面のＩｌｉ′Ｉｌ′ｉ′Ｉ−な説明第１図は粉
末冶金の工程を示す工程図、第２図、第；（図は本発明
の焼ｆ？１’ｉ炉の実施例を示す図で、第２図は炉全体
の正断面図、第３図は焼結部の中心部ｌｌ１ｌ′Ｉ断面
図および第・１・図は本発明の炉による昇温曲線の例で
ある。
末冶金の工程を示す工程図、第２図、第；（図は本発明
の焼ｆ？１’ｉ炉の実施例を示す図で、第２図は炉全体
の正断面図、第３図は焼結部の中心部ｌｌ１ｌ′Ｉ断面
図および第・１・図は本発明の炉による昇温曲線の例で
ある。
１；炉体、２；脱バインダ一部、３；焼結部、５ 、５
’ ；光源部、６＋６’；被焼結体、７；ヒータ、８１
８’ ；シャッター、９，１０．ガス導入ＬＪ 、１．
１；ガスＪ、Ｉｌ： ＋１＋ ＋ ＋、Ｒ；真空ポンプ
、Ｗ；バインダー留め、１２；石英管、１３；敷板、１
４・；熱断熱材、１５；反射板、１６；光源、１７；光
線。
’ ；光源部、６＋６’；被焼結体、７；ヒータ、８１
８’ ；シャッター、９，１０．ガス導入ＬＪ 、１．
１；ガスＪ、Ｉｌ： ＋１＋ ＋ ＋、Ｒ；真空ポンプ
、Ｗ；バインダー留め、１２；石英管、１３；敷板、１
４・；熱断熱材、１５；反射板、１６；光源、１７；光
線。
７１図
Claims (1)
- （１）炉体内壁が断面放物線状又は楕円状の反射板から
成り、炉体中央の被焼結体に集中する位置に光源ランプ
が複数個設けられてあり、該光源に電流を供給する電源
をそなえ、電力通電により光源ランプの光線が反射板に
より被焼結体に集中昇温しで通常から焼結完了まで１０
〜１０３秒で行われることを特徴とする焼結炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15699182A JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15699182A JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5947302A true JPS5947302A (ja) | 1984-03-17 |
Family
ID=15639779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15699182A Pending JPS5947302A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 焼結炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947302A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0239494U (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-16 | ||
| US5036179A (en) * | 1988-05-19 | 1991-07-30 | Quadlux, Inc. | Visible light and infra-red cooking apparatus |
| US5517005A (en) * | 1988-05-19 | 1996-05-14 | Quadlux, Inc. | Visible light and infra-red cooking apparatus |
| US5620624A (en) * | 1988-05-19 | 1997-04-15 | Quadlux, Inc. | Cooking method and apparatus controlling cooking cycle |
| US5665259A (en) * | 1988-05-19 | 1997-09-09 | Quadlux, Inc. | Method of cooking food in a lightwave oven using visible light without vaporizing all surface water on the food |
| US5726423A (en) * | 1988-05-19 | 1998-03-10 | Quadlux, Inc. | Apparatus and method for regulating cooking time in a radiant energy oven |
| US5954980A (en) * | 1988-05-19 | 1999-09-21 | Quadlux, Inc. | Apparatus and method for uniformly cooking food with asymmetrically placed radiant energy sources |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4824179U (ja) * | 1971-07-29 | 1973-03-20 | ||
| JPS5390033A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Hitachi Ltd | Heat treatment equipment |
| JPS5653278U (ja) * | 1979-09-29 | 1981-05-11 |
-
1982
- 1982-09-08 JP JP15699182A patent/JPS5947302A/ja active Pending
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| US5712464A (en) * | 1988-05-19 | 1998-01-27 | Quadlux, Inc. | Method and apparatus of cooking food in a lightwave oven |
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| JPH0239494U (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-16 |
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