JP2000055571A - Heat treatment furnace - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate inconveniences of deterioration of heat insulating material caused by evaporation of metal of low melting point and a reduction in quality of substances to be processed. SOLUTION: An inner box 3 for storing a substance W to be processed is internally installed within a heating space. An inner side of the inner box 3 is evacuated by an evacuating system 5 through a cooling surface 4 arranged at an inner space S2 of a furnace outside a heat insulating material 2, resulting in that either brazing material X evaporated within the inner box 3 or low melting point metal such as a getter material G and the like is condensed at the cooling surface 4 and then adhesion of it to the heat insulating material 2 and its re-evaporation can be effectively avoided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロー付炉などの接
合炉、ホットプレス炉、焼却炉等として利用される熱処
理炉に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment furnace used as a joining furnace such as a brazing furnace, a hot press furnace, an incinerator and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、金属やセラミック等のロー付け
を行うためのロー付炉では、炉内に断熱材によって囲繞
される加熱空間を形成し、この加熱空間にロー材となる
金ロー、銀ロー、胴ロー、アルミニウムロー等の低融点
金属を含む被処理物を配置して熱処理を行うようにして
いるのが通例である。特に、アルミニウムのロー付で
は、アルミニウムの酸化を防止するために、被処理物中
にマグネシウムを混入して酸素を捕獲するゲッタ材とし
て機能させ、これによりアルミニウムの酸化を防いで表
面の活性な状態、ひいては良好な接合状態を実現するよ
うにしている。2. Description of the Related Art For example, in a brazing furnace for brazing metal, ceramics, or the like, a heating space surrounded by a heat insulating material is formed in the furnace. Generally, an object to be processed containing a low melting point metal such as a row, a body row, and an aluminum row is arranged to perform the heat treatment. In particular, when brazing aluminum, in order to prevent oxidation of aluminum, magnesium is mixed into the object to be processed to function as a getter material to capture oxygen, thereby preventing oxidation of aluminum and keeping the surface active. Thus, a good bonding state is realized.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらロー
材やゲッタ材等は、低融点金属であり、蒸発し易い。こ
のため、これらが断熱材に付着して反応劣化させる不都
合や、一旦付着したロー材やゲッタ材が次の熱処理時に
再蒸発して被処理物に付着し、品質を低下させる等の問
題があった。また、従来構成において、再蒸発したロー
材やゲッタ材は炉内を排気する排気系を通じて炉外に排
出されることとなるが、再蒸発量以上に炉内を排気する
ことはできないため、高真空状態を得る上で支障になる
という問題もあった。However, these brazing materials and getter materials are low-melting metals and are easily evaporated. For this reason, there is a problem that they adhere to the heat insulating material to cause a reaction deterioration, and that the brazing material or the getter material once adhered re-evaporates during the next heat treatment and adheres to the object to be processed, thereby deteriorating the quality. Was. In addition, in the conventional configuration, the re-evaporated brazing material and getter material are discharged out of the furnace through an exhaust system that exhausts the inside of the furnace. There is also a problem that it is difficult to obtain a vacuum state.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、炉内に断熱材によって囲繞される加
熱空間を形成し、この加熱空間に低融点金属と共に被処
理物を配置して熱処理を行うようにしたものにおいて、
前記加熱空間に被処理物を収容する内箱を内設し、この
内箱内を、断熱材の外側の炉内空間に設けた冷却面を介
して排気系により排気するように構成したことを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention forms a heating space surrounded by a heat insulating material in a furnace, and places an object to be processed together with a low melting point metal in the heating space. In what is arranged and heat treated,
An inner box accommodating the object to be processed is provided in the heating space, and the inner box is configured to be exhausted by an exhaust system through a cooling surface provided in a furnace inner space outside the heat insulating material. Features.

【０００５】このように構成すれば、内箱内で蒸発した
低融点金属は、断熱材の外の炉内空間に出た後、冷却面
で凝固する。このため、それらが断熱材に付着して該断
熱材を劣化させていた従来の不都合を有効に解消するこ
とができる。また、排気の妨げとなる断熱材からの再蒸
発がなくなるため、内箱内を高真空に排気することも容
易となる。[0005] With this configuration, the low-melting-point metal evaporated in the inner box enters the furnace space outside the heat insulating material, and then solidifies on the cooling surface. For this reason, the conventional inconvenience that they adhere to the heat insulating material and deteriorate the heat insulating material can be effectively eliminated. Further, since there is no re-evaporation from the heat insulating material which hinders the exhaust, it is easy to exhaust the inside of the inner box to a high vacuum.

【０００６】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この熱処理炉は、炉胴１内に断熱材２によっ
て囲繞される加熱空間Ｓ１を形成し、この加熱空間Ｓ１
に低融点金属を含む被処理物Ｗを配置して熱処理を行う
ようにしたものであり、前記加熱空間Ｓ１に被処理物Ｗ
を収容する内箱３を内設し、この内箱３内を、断熱材２
の外側の炉内空間Ｓ２に設けた冷却面４を介して排気系
５により排気するように構成したものである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this heat treatment furnace, a heating space S1 surrounded by a heat insulating material 2 is formed in a furnace body 1, and this heating space S1 is formed.
An object W containing a low melting point metal is disposed in the heating space S1 to perform heat treatment.
An inner box 3 for accommodating the heat insulating material 2 is provided inside the inner box 3.
The gas is exhausted by an exhaust system 5 through a cooling surface 4 provided in a furnace space S2 outside the furnace.

【０００７】具体的に説明すると、炉胴１は、ウォータ
ジャケット式の２重円筒体構造のもので、そのウォータ
ジャケット内に冷却水を流通させることができるように
なっている。断熱材２は、前記炉胴１の内側に同心状に
配置されているもので、炉内を該断熱材２よりも内側の
加熱空間Ｓ１と外側の炉内空間Ｓ２とに区画している。
この断熱材２の内周には、内箱３を包囲するようにロッ
ドヒータ９が周設してあり、内箱３を所定の処理温度に
加熱できるようになっている。More specifically, the furnace body 1 has a water jacket type double cylindrical structure, and allows cooling water to flow through the water jacket. The heat insulating material 2 is arranged concentrically inside the furnace body 1 and divides the inside of the furnace into a heating space S1 inside the heat insulating material 2 and a furnace space S2 outside the furnace.
A rod heater 9 is provided around the inner periphery of the heat insulating material 2 so as to surround the inner box 3 so that the inner box 3 can be heated to a predetermined processing temperature.

【０００８】内箱３は、グラファイトやモリブデン等の
素材からなるもので、加熱空間Ｓ１の中心に配置され、
前記ロッドヒータ９からの輻射熱等を受けて、内部に収
容される被処理物Ｗに対する均一加熱を可能ならしめて
いる。この内箱３の下面には、排気管６の一端６ａが接
続してあり、この排気管６の他端６ｂ側は鉛直下方に垂
設されて前記断熱材２を貫通し、炉内空間Ｓ２に開口さ
れている。The inner box 3 is made of a material such as graphite or molybdenum, and is disposed at the center of the heating space S1.
By receiving the radiant heat from the rod heater 9 and the like, it is possible to uniformly heat the workpiece W accommodated therein. One end 6a of an exhaust pipe 6 is connected to the lower surface of the inner box 3, and the other end 6b side of the exhaust pipe 6 is vertically suspended vertically and penetrates the heat insulating material 2 to form a furnace space S2. It is open to.

【０００９】冷却面４は、前記排気管６の他端６ｂと対
向するように炉胴１の内面に配置したトラップ板７上に
設定されてなるもので、炉胴１内を流通する冷却水の冷
熱を受けて、ロー材などを凝固させるに足る温度領域に
保持するようになっている。排気系５は、一端５１ａを
炉胴１を貫通して炉内空間Ｓ２に連通され他端を油回転
真空ポンプＲＰに接続した排気管５１と、この排気管５
１の途中に順次介設された第１バルブ５２、油拡散ポン
プＤＰ及び第２バルブ５３とを具備してなるもので、炉
内空間Ｓ２を吸引することにより、冷却面４及び排気管
６を介して前記内箱３内を真空排気することができるよ
うになっている。The cooling surface 4 is set on a trap plate 7 disposed on the inner surface of the furnace body 1 so as to face the other end 6 b of the exhaust pipe 6. , And is kept in a temperature range sufficient to solidify the brazing material and the like. The exhaust system 5 includes an exhaust pipe 51 having one end 51a penetrating through the furnace body 1 and communicating with the furnace space S2 and the other end connected to an oil rotary vacuum pump RP.
A first valve 52, an oil diffusion pump DP, and a second valve 53, which are sequentially interposed in the middle of 1, the cooling surface 4 and the exhaust pipe 6 are drawn by sucking the furnace space S2. The inside of the inner box 3 can be evacuated through the air.

【００１０】なお、図において符号８で示すものは、炉
内を窒素やアルゴン等の不活性ガスで置換するために設
けられている外導入系である。このような構成からなる
本実施例の熱処理炉において、例えば被処理物Ｗのロー
付を行う場合には、被処理物Ｗをロー材Ｘと共に内箱３
内に収容した状態で、両バルブ５２、５３を開き、油回
転ポンプＲＰ及び油拡散ポンプＤＰを稼働させて内箱３
内を排気しつつ、ヒータ９をＯＮにして、内箱３内を所
定温度にまで加熱する。これにより、ロー材Ｘが溶解し
てロー付けが進行し、これに伴ってロー材Ｘの蒸気等は
拡散により排気管６を真下に向かって直進し、トラップ
板７の冷却面４に接触して凝固する。ロー材Ｘがアルミ
ニウムの場合には、マグネシム等のゲッタ材Ｇが混入し
てあるため、冷却面４においてゲッタ材Ｇやその酸化物
（酸化マグネシウム等）も凝固して捕捉されることとな
る。Reference numeral 8 in the figure denotes an external introduction system provided for replacing the inside of the furnace with an inert gas such as nitrogen or argon. In the heat treatment furnace of this embodiment having such a configuration, for example, when brazing the workpiece W, the workpiece W is put together with the brazing material X into the inner box 3.
In the state where the inner box 3 is opened, both the valves 52 and 53 are opened, and the oil rotary pump RP and the oil diffusion pump DP are operated.
While the inside is evacuated, the heater 9 is turned on to heat the inside of the inner box 3 to a predetermined temperature. As a result, the brazing material X is melted and brazing proceeds, and along with this, the vapor of the brazing material X diffuses straight down the exhaust pipe 6 by diffusion and contacts the cooling surface 4 of the trap plate 7. To solidify. When the brazing material X is aluminum, since the getter material G such as magnesium is mixed therein, the getter material G and its oxide (magnesium oxide or the like) are also solidified and captured on the cooling surface 4.

【００１１】以上のようにして、この実施例の熱処理炉
は、内箱３内で蒸発したロー材Ｘやゲッタ材Ｇ等を、排
気管６を介し断熱材２の外側の炉内空間Ｓ２に直接導出
させて、排気管６の対向位置に配置したトラップ板７の
冷却面４で凝固させ、これらロー材Ｘやゲッタ材Ｇを断
熱材２やヒータ９に接触させないようにしているもので
ある。このため、それらが断熱材２等に付着して該断熱
材２やヒータ９が劣化することを有効に防止することが
できる。また、次のロー付け時に断熱材２からロー材Ｘ
やゲッタ材Ｇが再蒸発することがなくなるため、これに
起因した被処理物Ｗの汚染も好適に解消することができ
る。しかも、このような排気の妨げとなる断熱材２から
の再蒸発がなくなると、内箱３内を高真空に排気するこ
とも容易になるため、ロー付けに相応しい適切な圧力設
定を実現するなどして、ロー付け処理の精度も有効に向
上させることが可能となる。その上、前記トラップ板７
を脱着式のものにしておけば、トラップ板７を取り替え
るだけで捕捉したロー材Ｘやゲッタ材Ｇの除去ができる
ため、炉内清掃を容易にしてメンテナンスの便も有効に
向上させることが可能となる。As described above, in the heat treatment furnace of this embodiment, the brazing material X and the getter material G evaporated in the inner box 3 are transferred to the furnace space S2 outside the heat insulating material 2 via the exhaust pipe 6. It is directly led out and solidified on the cooling surface 4 of the trap plate 7 arranged at the position facing the exhaust pipe 6 so that the brazing material X and the getter material G do not contact the heat insulating material 2 and the heater 9. . Therefore, it is possible to effectively prevent the heat insulating material 2 and the heater 9 from being deteriorated due to the adhesion to the heat insulating material 2 and the like. Also, at the next brazing, the brazing material X
Since the re-evaporation of the getter material G does not occur, the contamination of the processing object W caused by the re-evaporation can be suitably eliminated. In addition, when the re-evaporation from the heat insulating material 2 which hinders the exhaust is eliminated, the inside of the inner box 3 can be easily evacuated to a high vacuum, so that an appropriate pressure setting suitable for brazing is realized. As a result, the accuracy of the brazing process can be effectively improved. In addition, the trap plate 7
Can be removed so that the trapped brazing material X and getter material G can be removed simply by replacing the trap plate 7, making it easier to clean the furnace and effectively improving maintenance. Becomes

【００１２】なお、本発明は、ロー付け以外の処理、例
えばバインダとして錫や亜鉛を用いるマグネット等の焼
結処理等にも有効に適用することができる。また、トラ
ップ板に適当な凹凸を設ける等して、表面積を増やし、
冷却効果を高めることも有効である。その他、内導入系
を設けて内箱内に炉外から処理ガスを流入させたり、タ
イトボックスを被処理物とともに出し入れ可能とした
り、容器内の被処理物を積極的に加圧するホットプレス
構造を併用したり、ヒータを断熱材の内側に配置するな
ど、各部の具体的構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形が可能である。The present invention can be effectively applied to processing other than brazing, for example, sintering of a magnet or the like using tin or zinc as a binder. Also, by providing appropriate irregularities on the trap plate, etc., the surface area is increased,
Increasing the cooling effect is also effective. In addition, a hot press structure that provides an internal introduction system to allow the processing gas to flow into the inner box from outside the furnace, enables the tight box to be taken in and out together with the object to be processed, and positively pressurizes the object to be processed in the container The specific configuration of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, such as using together or arranging the heater inside the heat insulating material.

【００１３】[0013]

【発明の効果】本発明の熱処理炉は、以上説明したよう
に、加熱空間に被処理物を収容する内箱を内設し、この
内箱内を、断熱材の外側の炉内空間に設けた冷却面を介
して排気系により排気するように構成したものである。
このため、内箱内で蒸発するロー材やゲッタ材等の低融
点金属を冷却面で凝固させて断熱材への付着を回避し、
これにより断熱材に対する延命効果を得るとともに、低
融点金属の再蒸発のない環境を整えて熱処理の精度を有
効に向上させることが可能となる。このような効果に加
えて、本発明は内箱を介して被処理物を加熱するため、
直接加熱に比べて加熱の均質化も図ることが可能とな
る。As described above, in the heat treatment furnace of the present invention, an inner box for accommodating an object to be processed is provided in the heating space, and the inner box is provided in the furnace space outside the heat insulating material. The exhaust system is configured to exhaust air through the cooling surface.
For this reason, low-melting-point metals such as the brazing material and the getter material that evaporate in the inner box are solidified on the cooling surface to avoid adhesion to the heat insulating material,
As a result, it is possible to obtain an effect of extending the life of the heat insulating material, and to prepare an environment in which the low-melting-point metal does not re-evaporate, thereby effectively improving the accuracy of the heat treatment. In addition to such effects, the present invention heats the workpiece through the inner box,
Heating can be homogenized as compared with direct heating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す模式的な構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２…断熱材 ３…内箱 ４…冷却面 ５…排気系 Ｓ１…加熱空間 Ｓ２…炉内空間 Ｗ…被処理物 2 ... heat insulating material 3 ... inner box 4 ... cooling surface 5 ... exhaust system S1 ... heating space S2 ... furnace space W ... workpiece

フロントページの続き (72)発明者 山内 一平 滋賀県大津市月輪一丁目８番１号 島津メ クテム株式会社内 Ｆターム(参考） 4K056 AA09 AA19 BA01 BA03 BB06 CA01 CA10 CA20 DB12 DB19 DB23 DC01 DC07 EA06 FA08 4K061 AA01 AA05 BA02 BA09 BA12 CA03 CA04 CA19 DA05 FA01 FA12 FA13 GA02 GA09 HA07Continuing from the front page (72) Inventor Ippei Yamauchi 1-8-1, Tsukuwa, Otsu-shi, Shiga F-term in Shimadzu Mektem Co., Ltd. 4K056 AA09 AA19 BA01 BA03 BB06 CA01 CA10 CA20 DB12 DB19 DB23 DC01 DC07 EA06 FA08 4K061 AA01 AA05 BA02 BA09 BA12 CA03 CA04 CA19 DA05 FA01 FA12 FA13 GA02 GA09 HA07

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】炉内に断熱材によって囲繞される加熱空間
を形成し、この加熱空間に低融点金属と共に被処理物を
配置して熱処理を行うようにしたものにおいて、前記加
熱空間に被処理物を収容する内箱を内設し、この内箱内
を、断熱材の外側の炉内空間に設けた冷却面を介して排
気系により排気するように構成したことを特徴とする熱
処理炉。A heating space surrounded by a heat insulating material is formed in a furnace, and an object to be processed is disposed in the heating space together with a low-melting metal. A heat treatment furnace, wherein an inner box for housing an object is provided therein, and the inside of the inner box is exhausted by an exhaust system through a cooling surface provided in a furnace space outside the heat insulating material.