JP4864696B2 - Method and apparatus for reducing contamination of workpieces - Google Patents
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Description
本発明は、それぞれ請求項1の前文と請求項19の前文による工作物の汚染を抑える方法および装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for suppressing contamination of a workpiece according to the preamble of
そのような方法と装置は、種々の製品および部品の様々な種類の熱処理において、汚染を抑えるために用いることができる。例示であり目的を限定するものではないが、1つ以上の部品をオーブン中ではんだ付けにより接合する際に部品の汚染を抑えるように本方法および本発明がどのように適用できるかを、以下の説明により理解するであろう。 Such methods and apparatus can be used to control contamination in various types of heat treatments of various products and parts. Illustrative and not limiting, the following is a description of how the present method and the present invention can be applied to reduce component contamination when soldering one or more components together in an oven. It will be understood from the explanation.
航空機産業において、例えば、様々な種類の工作物を熱処理する必要がある。例えばプレートのような様々な部品をはんだ付けにより結合する場合、部品を排気したオーブン中で加熱する。オーブン内を真空状態にするためにオーブンを排気することにより、そうしないと工作物と反応して工作物の汚染を引き起こす、好ましくない化合物の分圧を低下させる。多くの真空オーブンは低圧にすることができるにもかかわらず、オーブン内に空気が漏れて入る構造的な真空漏れがよくある。そうは言うものの、多くの種類の材料に関して、オーブン内の圧力は熱処理を行い所望の結果を得るように用いることができるほど十分に低い。しかし、これは、より良い真空度を得る試みは採算が取れないため、検知されず封止されないままの状態にあるオーブンの真空漏れが多いことを意味する。 In the aircraft industry, for example, various types of workpieces need to be heat treated. When various parts such as plates are joined by soldering, the parts are heated in an evacuated oven. By evacuating the oven to create a vacuum in the oven, the partial pressure of undesired compounds that otherwise react with the workpiece and cause contamination of the workpiece is reduced. Although many vacuum ovens can be low pressure, there is often a structural vacuum leak that leaks air into the oven. That said, for many types of materials, the pressure in the oven is low enough to be heat treated and used to achieve the desired result. However, this means that there are many vacuum leaks in ovens that are left undetected and unsealed because attempts to obtain a better vacuum are not profitable.
様々なチタン合金などの汚染に非常に敏感な材料から構成される工作物は、そのような「漏れがあり」そのため汚染されたオーブン中で熱処理される。例えば酸素等のような汚染物質の分圧が比較的低くても、これらの材料の特性は低下する。オーブンの排気用のポンプの能力を高める対策やオーブンをできるだけ気密にする対策とは別に、不活性ガスを工作物の汚染を避けるために用いることができる。 Workpieces composed of highly sensitive materials such as various titanium alloys are heat treated in such “leaky” and therefore contaminated ovens. Even if the partial pressure of contaminants such as oxygen is relatively low, the properties of these materials are reduced. Apart from measures to increase the capacity of the pump for exhausting the oven and to make the oven as tight as possible, inert gases can be used to avoid contamination of the workpiece.
この種の保護ガスを利用する従来技術による方法が、DT2448714A1号に記載されている。この方法は、オーブン中に連続的に流れるアルゴン等の保護ガスの流れにより、好ましくないガスの分圧を調整する。しかし、この方法には欠点がある。1つの欠点は、オーブン雰囲気の純度が保護ガスの純度により決まることである。保護ガス中には汚染生成物が常に存在し、これらはその他のガスとともにオーブンに連続的に供給される。オーブンは保護ガスの使用に適合する必要がある、言い換えると、既存のオーブンを一部変更する必要がある。すなわち、すべての真空オーブンを用いることは不可能であり、例えばオーブンに必要なガスを接続することが求められる。さらに、高純度ガスを用いてオーブンを連続的にフラッシングすること、すなわちガスを大量に消費することは、この方法に伴い実質的に費用が生じる。 A prior art method using this type of protective gas is described in DT2448714A1. This method adjusts the partial pressure of the undesired gas by a flow of protective gas such as argon flowing continuously in the oven. However, this method has drawbacks. One drawback is that the purity of the oven atmosphere is determined by the purity of the protective gas. Contaminated products are always present in the protective gas and these are continuously fed into the oven along with other gases. The oven needs to be compatible with the use of protective gas, in other words, the existing oven needs to be partially modified. That is, it is impossible to use all vacuum ovens, and it is required to connect necessary gases to the oven, for example. Furthermore, continuous flushing of the oven with high purity gas, i.e. consuming a large amount of gas, is substantially expensive with this method.
本発明の1つの目的は、そのような公知の方法の上記欠点の少なくともいくつかを実質的に減らす、序文で定義した種類の方法を提供すること、すなわち、比較的汚れたオーブン中で工作物を加熱しても工作物の汚染を抑えることができる方法を提供することである。 One object of the present invention is to provide a method of the kind defined in the introduction, which substantially reduces at least some of the above-mentioned drawbacks of such known methods, i.e. a workpiece in a relatively dirty oven. It is to provide a method capable of suppressing contamination of a work piece even when heated.
この目的は、請求項1による方法を提供することにより達成される。
This object is achieved by providing a method according to
第1ステップにおいて、第1の容器を保護ガスでフラッシングして充填し、第2ステップにおいて、第1および第2ステップの間に、工作物を加熱する前に第1の容器中の汚染物質に対する分圧を下げるよう、好適にはオーブンである第2の容器、従って第1の容器を排気して第1および第2の容器の内側を真空にすることにより、工作物の事実上の汚染の可能性が減少する。第1の容器中の汚染物質の初期濃度を、そのような方法により顕著に減らすことができる。この方法を、オーブンおよび加熱される工作物の汚染を抑えるために加熱工程の間中オーブンを連続的にフラッシングすることが必要な従来技術による方法と混同すべきでない。本発明による方法によれば、例えばアルゴンである保護ガスにより第1の容器を1回だけフラッシングして充填し、必要な排気を行った後第2の容器中に設置できる。 In the first step, the first container is flushed and filled with a protective gas, and in the second step, during the first and second steps, before the workpiece is heated, it is free from contaminants in the first container. In order to reduce the partial pressure, the second container, preferably an oven, and thus the first container, is evacuated to evacuate the inside of the first and second containers, thereby reducing the actual contamination of the workpiece. The possibility is reduced. The initial concentration of contaminants in the first container can be significantly reduced by such methods. This method should not be confused with prior art methods that require continuous flushing of the oven during the heating process to reduce contamination of the oven and the heated workpiece. According to the method of the present invention, the first container can be flushed and filled only once with, for example, a protective gas such as argon, and after necessary evacuation, it can be installed in the second container.
その後の工作物の加熱において、ダクト、好適には、万一第2の容器に圧力のばらつきがある場合バッファの役目をすることが可能な比較的大きな体積のダクト、および/またはバルブシステムは、工作物の汚染を抑えながら第1と第2の容器間の雰囲気を結合するために用いることができる。環境から第2の容器への漏れの結果として加熱中に生じる、第2の容器中の汚染物質と第1の容器中の汚染物質との間に分圧差は、第2の容器から第1の容器の方向にそのような汚染物質を輸送することにより均一化される傾向がある。工作物を加熱するときにダクト中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさ、好適には汚染物質の平均自由行程より小さい大きさの少なくとも1つの寸法を持つ断面を有するダクトを使用すると、そのような汚染物質がダクトの境界面と反応する可能性が増加し、それによりそのような汚染物質が第1の容器へ輸送されるのを抑える。 In the subsequent heating of the workpiece, a duct, preferably a relatively large volume duct capable of serving as a buffer in the event of a pressure variation in the second container, and / or a valve system, It can be used to couple the atmosphere between the first and second containers while suppressing contamination of the workpiece. The partial pressure difference between the contaminant in the second container and the contaminant in the first container that occurs during heating as a result of leakage from the environment to the second container is from the second container to the first container. There is a tendency to homogenize by transporting such contaminants in the direction of the container. A cross-section having at least one dimension of the same order of magnitude as the mean free path of contaminants, preferably less than the mean free path of contaminants, in the atmosphere prevailing in the duct when heating the workpiece The use of ducts having a greater likelihood of such contaminants reacting with the duct interface, thereby reducing the transport of such contaminants to the first container.
当然、ここでの意味は、前記1つの断面の大きさが第1の容器中に存在し目視や顕微鏡により確認できるクラックよりも実質的に大きいダクトを使用することである。一般に、真空度が良くなれば、ダクトの許容される断面寸法も大きくなる。多くの応用において、汚染物質分子の平均自由行程は、数ミリメートルの大きさのオーダーである。 Of course, the meaning here is to use a duct whose size of the one cross-section is present in the first container and is substantially larger than a crack that can be confirmed visually or with a microscope. In general, the better the degree of vacuum, the larger the allowable cross-sectional dimension of the duct. In many applications, the mean free path of contaminant molecules is on the order of a few millimeters.
ダクトを用いることにより、長手方向の大きさはダクトの前記少なくとも1つの断面寸法の大きさよりも何倍も大きくなり、また、第1の容器と工作物の内側に進むために汚染物質が輸送される必要がある経路に関する比較的大きな表面積に、ダクト中の汚染物質をさらすことにより、汚染物質が第1の容器に到達できる可能性はさらに減少する。これにより、反対に、汚染物質がダクトの境界面と反応する可能性は実質的に増加する。 By using a duct, the longitudinal dimension is many times larger than the size of the at least one cross-sectional dimension of the duct, and contaminants are transported to travel inside the first container and workpiece. By exposing the contaminants in the duct to a relatively large surface area for the path that needs to be removed, the possibility that the contaminants can reach the first container is further reduced. This, on the contrary, substantially increases the likelihood that the contaminant will react with the duct interface.
ダクトの代わりに、またはダクトと組合せてバルブシステムを用いるには、やや高度な第1の容器が必要であるが、加熱段階において第2の容器から第1の容器へ輸送される汚染物質を非常に効果的に抑えることができるという優位性がある。第1と第2の容器の排気において、第1の容器中のバルブを開いて第1の容器と第2の容器間の雰囲気を結合する。完全に排気した後にバルブを閉じる。工作物の加熱の際に、所定の値を超える第2の容器中の全圧において、あるいは所定の値を超える第1と第2の容器の圧力差において、第1の容器中のバルブを開放する。汚染物質が第1の容器に輸送されるのを防ぐために、バルブを開く圧力は第2の容器中で発生する圧力ばらつきよりも高くすべきであるが、第1の容器の損傷を回避するために当該温度における第1の容器を圧縮させる圧力よりも低くすべきである。 The use of a valve system instead of or in combination with a duct requires a somewhat more sophisticated first container, but it is difficult to remove contaminants transported from the second container to the first container during the heating phase. There is an advantage that can be effectively suppressed. In exhausting the first and second containers, a valve in the first container is opened to couple the atmosphere between the first container and the second container. Close the valve after exhausting completely. When the workpiece is heated, the valve in the first container is opened at the total pressure in the second container exceeding the predetermined value or at the pressure difference between the first and second containers exceeding the predetermined value. To do. In order to prevent contaminants from being transported to the first container, the pressure to open the valve should be higher than the pressure variation that occurs in the second container, but to avoid damaging the first container. Should be lower than the pressure at which the first container is compressed at that temperature.
本発明の更なる目的は、本発明による方法を実施する際の使用に適合する、序文で定義した種類の装置を提供することである。 A further object of the present invention is to provide a device of the kind defined in the introduction which is suitable for use in carrying out the method according to the invention.
この目的は、請求項19による装置を提供することにより達成される。
This object is achieved by providing a device according to
本発明の主な優位性は、本発明による方法および本発明による装置は既存の様々な種類の真空オーブンに用いることができることである。装置は持ち運び可能であり、所望であればオーブンを特別に変更することなく種々のオーブン間で再使用や移動ができる。それにより、工作物の汚染を抑えながら工作物を加熱する費用効率が高い方法であり、かつほとんどの真空オーブンに適用可能な方法が得られる。 The main advantage of the present invention is that the method according to the invention and the device according to the invention can be used in various existing types of vacuum ovens. The device is portable and can be reused and moved between various ovens without special changes to the oven if desired. This provides a cost-effective method of heating the workpiece while suppressing contamination of the workpiece and is applicable to most vacuum ovens.
本発明による方法および本発明による装置のその他の優位性は、以下の詳細な説明とその他の付随する請求項から収集可能である。 Other advantages of the method according to the invention and the device according to the invention can be gathered from the following detailed description and the other appended claims.
添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例を一例として以下に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
図1と図2において、本発明による方法を実施する際の使用に適合する独創的な装置を概略的に示す。装置は工作物2を収容するための第1の容器1を備え、工作物2を加熱する際に第1の容器1は第2の容器3中に設置されるように意図されている。第2の容器3は、オーブン中の工作物2の熱処理中にオーブン内を真空にすることが可能なようなポンプを備える全ての任意のオーブンでよい。本発明は種々の真空レベルにおいて適用可能であり、オーブン内の全圧は、10−2mbarのオーダーが適切であることが分かっている。第1の容器1は、保護ガスを導入するための第1の手段4と、第1の容器1と第2の容器3の間の雰囲気の接続を行うための第2の手段5をさらに備える。図1に示す例において、第1の手段は、関連する接続とともに第1の容器1中に配置されたバルブ4であり、第2の手段は、第1の容器1が第2の容器3中に配置されたとき、第1の容器1を環境すなわち第2の容器3に接続するダクト5である。第1の容器は、少なくとも1つのそのようなダクトを有するが、別の実施例においては、2つまたはそれ以上のダクトを有することができる。
1 and 2 schematically show an inventive device adapted for use in carrying out the method according to the invention. The apparatus comprises a
ダクト5は本発明の範囲内において種々に作成可能であるが、工作物2を収容し同時にダクト5を生成するための箱6と箱用の蓋7の形状に形成された2つの部品6、7から成る第1の容器1を有する図1に示す実施例の装置は、工作物2をこの中に置くとき、あるいは工作物2をこれから取り出すとき、第1の容器1を開閉するための特別な手段がいらないという優位性がある。蓋7は、箱6の内側のアクセスした後、箱から極めて簡単に取外し可能である。
The
ダクト5が蓋7と箱6の間に形成されるように、蓋7が第1の容器1中に設置される。そのため、この場合、ダクト5の断面8は環状である。ダクト5が形成されるように、箱の上端9と蓋7の間に配置された1つ以上の固定式または解放式の間隔が開けられる要素(図示せず)を、所望の隙間が蓋と箱の間に得られるように、蓋7と箱6が位置決めされるために用いることができる。ダクト5は、少なくとも1つの寸法10を所有する断面8を好適に有する。ここで蓋と箱間の水平方向の隙間の幅10は、工作物2を加熱するときにダクト5中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさである。またダクト5は、工作物2を加熱するときにダクト5中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい少なくとも1つの寸法を持つ断面を、好適に有する。
The lid 7 is installed in the
好都合にダクト5は、ダクト5の少なくとも1つの断面寸法10の大きさより何倍も大きい長手方向の大きさ11を有し、さらにダクト5は、ダクト5の少なくとも1つの断面寸法10の大きさの10倍より大きい長手方向の大きさ11を好適に有する。ある場合において、ダクトの少なくとも1つの断面寸法の大きさの50倍より大きい長手方向の大きさ、さらに好適には100倍より大きい長手方向の大きさが、より好都合である。ダクト5の体積が比較的大きなことが望ましい。これは、ダクト5がかなり大きな第2の断面寸法、すなわち前述のように、長手方向の大きな広がりを有することを意味する。
Conveniently, the
図1と図2に示す実施例において、ダクト5の断面寸法12は、第1の容器1の周囲全体に沿って広がっている。これにより、箱6と蓋7の間の隙間10が比較的小さな長さであるにもかかわらず、ダクト5が比較的大きな断面積8を有することになる。第1の容器の体積V1とダクトの体積Vkとの間の関係V1/Vkが20より小さくなるように、好適には15より小さくなるように、より好適には10より小さくなるように、ダクト5の体積、すなわちダクトの長さ×ダクトの断面積、この場合はダクト長さ×隙間の幅×箱の周囲が、第1の容器の体積に好適に調整される。ピースグッズ13を使用することにより、工作物2の汚染をさらに減らす可能性もある。切り屑状のピースグッズ13は、例えば、汚染物質とピースグッズ13の表面との反応により前記汚染物質を捕獲する表面を提供する。「切り屑」13という言葉、すなわち工作物の機械加工において切り離された材料は、以下にしばしば用いられることを強調すべきである。糸状または例えば粉末等のような特別な形状であり、かつ汚染物質の捕獲に好適な表面を有するその他のピースグッズを用いることも可能である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the cross-sectional dimension 12 of the
図1と図2の実施例による装置は、第1の容器を第1室15と第2室16に分割するための、例えば分割プレートである手段14を備える。隙間17が分割プレート14の外側端18と第1の容器1の内側境界面19との間に形成されるように、分割プレート14は第1の容器1の形状と寸法に調整される。従って、1つ以上の汚染物質と高い親和性がある切り屑13を第1室15中に配置することができるので、第1の容器1の第1室15と第2室16は互いに雰囲気がつながっているが、切り屑13は第2室16中にある工作物2から分離されている。
The device according to the embodiment of FIGS. 1 and 2 comprises means 14 for dividing the first container into a
その外縁に沿って、分割プレートは、第1の容器の内側境界面と実質的に平行な、プレート等のようなフランジを有することが可能であるので、隙間17は長手方向(図1の垂直方向)により大きな広がりを確保する。これにより、第2のダクトがフランジと第1の容器の内側境界面との間に形成される。そのため、第2のダクトが箱と蓋の間に位置する前記のダクトと実質的に同じ特性を持つように、この場合第1室と第2室を連結する第2のダクトの寸法を決める。
Along the outer edge, the dividing plate can have a flange, such as a plate, substantially parallel to the inner interface of the first container, so that the
切り屑13はチタン製とすることができ、例えば熱処理又ははんだ付けされる工作物2と同じ材料で好都合に作ることができる。第1の容器1の製造および/または作製において、汚染物質と親和性の高い材料を利用することもできる。例えば、工作物の汚染の危険性をさらに減らすために、ダクトの内面20および/または第1の容器の内側19をそのような材料で裏張りすることができる。装置および/または装置の材料および/または切り屑の寸法を選択することにより、本発明による方法および装置を、工作物を保護したい特定の汚染物質に対して調整することができる。
The
本発明による装置の多数の変形例を、例示目的のために以下に説明する。前述のものと共通した特徴及び特性の説明は省略するが、先に説明した本発明による装置と異なるそれら変形例の特徴を主として説明することに注目すべきである。相互作用するように意図された第1の容器を有する第2の容器も、全ての場合について省略する。さらに、種々の変形の同じまたは相当する部品に対して同じ参照符号を用いる。 A number of variants of the device according to the invention are described below for the purpose of illustration. It should be noted that although features and characteristics common to those described above are not described, features of those variations that are different from the device according to the present invention described above are mainly described. The second container with the first container intended to interact is also omitted in all cases. Furthermore, the same reference signs are used for the same or corresponding parts of various variants.
図3において、汚染物質が工作物に到達するのを抑えるために、細長く曲がりくねったループ形にダクト5が構成される、本発明による装置の変形を概略的に示す。それにより、空間を節減する方法で長いダクト5を得ることができる。工作物を第1の容器1内に挿入するあるいは第1の容器1から取り出すことができるように、第1の容器1は気密に閉まるドア22または蓋等を備えるので、容器1は必要に応じて開閉可能である。
FIG. 3 schematically shows a variant of the device according to the invention in which the
図4において、細長い円柱の形にダクト5が構成される、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。円柱は、大きな断面積の第1の部分23と小さな断面積の第2の部分25とを有する。第1の部分23は、第1の容器1に隣接して配置され、汚染物質に対して高い親和性を有する切り屑13を含む。第2の部分25は、ダクト5の環境に面する口24に隣接して配置される。この場合、ダクト5の外側部分25は、この応用において前述した大きさのオーダーの断面寸法を有し、一方、内側部分23は、ある場合において、切り屑13を円柱内に実際に配置できるより大きな断面寸法を有することが許容される。円柱および容器を気密に閉じる蓋22は、取り外し可能な部分で一体化して第1の容器1を開閉可能にする。
In FIG. 4 a further variant of the device according to the invention is schematically shown in which the
図5において、第1の容器1が第1の容器1の異なる段で切り屑13を収容するための複数の室15を備える、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。分割プレート14が2つの互いに隣接する室の各組の間に配置されるので、隙間17が分割プレートの外側端と第1の容器の内側境界面との間に形成される。分割プレートの種々の実施例に関しては、図1と図2に関連して行った説明を参照されたい。
In FIG. 5 a further variant of the device according to the invention is schematically shown, in which the
図6において、第1の容器1が第2の容器中に配置されたときダクトの代わりにバルブを利用して環境すなわち第2の容器との必要な接続を行う、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。図6に示す例において 第1の容器は3つのバルブ4、26、27を備えるが、少なくともある場合において、それ/それらを多機能にすることにより少ない個数のバルブを用いることが可能である。当該例において、第1のバルブ4は、第1の容器中に保護ガスを導入するための手段を構成する。工作物を加熱する前に容器を排気する際に、第2のバルブ26により、第1の容器1と第2の容器の間の接続を行うことができる。第3のバルブ27は、工作物の加熱中に、第1の容器1と第2の容器3との間の全ての圧力差を均一にするように設計される。第1の容器と第2の容器の間に全圧の差が発生した場合には、第1の容器1に損傷を与える恐れがある。
In FIG. 6, when the
本発明による装置の様々な実施例を用いて、実験を行った。例えば、次のような装置寸法により上手く実験を行った。 Experiments were performed using various embodiments of the apparatus according to the present invention. For example, the experiment was successfully performed with the following apparatus dimensions.
実験1
第1の容器の体積V1=1.75dm3、ダクトの長さL=100mm、およびダクトの断面寸法B×t=500×5mm、それによりダクトの長さと隙間の幅の関係L/t=20が与えられる。また、第1の容器とダクト体積との間の体積の関係V1/Vk=14である。
First container volume V 1 = 1.75 dm 3 , duct length L = 100 mm, and duct cross-sectional dimension B × t = 500 × 5 mm, whereby the relationship between duct length and gap width L / t = 20 is given. Further, the volume relationship V 1 / V k = 14 between the first container and the duct volume.
実験2
第1の容器の体積V1=15dm3、ダクトの長さL=250mm、およびダクトの断面寸法B×t=1000×5mm、それによりダクトの長さと隙間の幅の関係L/t=50が与えられる。また、第1の容器とダクト体積との間の体積の関係V1/Vk=12である。
The volume V 1 = 15 dm 3 of the first container, the length L = 250 mm of the duct, and the cross-sectional dimension B × t = 1000 × 5 mm of the duct, whereby the relationship between the length of the duct and the width of the gap L / t = 50 Given. Further, the volume relationship V 1 / V k = 12 between the first container and the duct volume.
本発明による方法の実施において、例えばはんだ付けを行うために加熱する必要のある工作物を、第1の容器中に置く。第1ステップにおいて、第1の容器が保護ガスでフラッシング及び充填される。フラッシングの時間は、工作物の形状的な複雑さに合わせて調整し、数分からかなりの時間までの範囲である。例えばアルゴン等の保護ガスを用いる容器のフラッシングにより、汚染物質の分圧が下がる。次に、保護ガスを充填した第1の容器を、第2の容器、好適にはオーブン中に置く。第2のステップにおいて、第1の容器中の汚染物質の分圧は第2の容器の排気、更に第1の容器の排気によりさらに低下して第1の容器と第2の容器の内側が真空にされる。このように空気はオーブンの外に排気され、保護ガスと残存する汚染物質が第1の容器から第2の容器へ流れ出し、さらに進んで第2の容器から環境に流れ出す。
In the implementation of the method according to the invention, a workpiece that needs to be heated, for example to perform soldering, is placed in a first container. In the first step, the first container is flushed and filled with protective gas. The flushing time is adjusted to the geometric complexity of the workpiece and ranges from a few minutes to a significant amount of time. For example, the container partial pressure using a protective gas such as argon reduces the partial pressure of the contaminant. The first container filled with protective gas is then placed in a second container, preferably an oven. In a second step, the partial pressure of the contaminant in the first container the first container and the inner vacuum of the second container further reduced by the exhaust of the exhaust, further first container in the second container To be . In this way, the air is exhausted out of the oven, and the protective gas and remaining contaminants flow from the first container to the second container and further forward from the second container to the environment.
この方法において、一方では全圧が低下し、他方では例えば酸素分圧が低下する。ある材料により構成される工作物を加熱するとき、酸素は材料と反応して化合物および/または材料の好ましくない特性を生成する相を形成するため、酸素は工作物の周囲の雰囲気において可能な限り最小限にされるべき作用物質である。汚染物質のその他の例は、様々な窒素化合物および気体状の炭素化合物である。所望の熱処理を行うため、および/または工作物の種々の部品を互いに接合するために、第1の容器を真空にした後、第1の容器とそのなかに置いた工作物をオーブン中で加熱する。 In this method, the total pressure is reduced on the one hand and, for example, the oxygen partial pressure is reduced on the other hand. When heating a workpiece composed of a material, oxygen reacts with the material to form a phase that produces compounds and / or undesirable properties of the material, so oxygen is as much as possible in the ambient atmosphere of the workpiece. The agent to be minimized. Other examples of pollutants are various nitrogen compounds and gaseous carbon compounds. The first container and the workpiece placed therein are heated in an oven after the first container is evacuated to perform the desired heat treatment and / or to join the various parts of the workpiece together. To do.
実験において、第2の容器について体積V2=0.5〜1m3を用いた。 本発明が第2の容器の体積に限定されないことは当然であるが、比較的小さなオーブンが好都合である。第1の容器内部の酸素分圧を均一にする傾向のある大きな体積のオーブンは、小さな体積のオーブンよりも第1の容器を汚染する程度が大きい。 In the experiment, a volume V 2 = 0.5-1 m 3 was used for the second container. Of course, the invention is not limited to the volume of the second container, but a relatively small oven is advantageous. A large volume oven that tends to equalize the oxygen partial pressure inside the first container is more likely to contaminate the first container than a small volume oven.
前述のように、最初に第1の容器を保護ガスによりフラッシングして充填し、その後これを第2の容器中に置くことが好都合であるが、最初に第1の容器を第2の容器中に上手に置き、その後保護ガスによりフラッシングして充填できることを強調する。 As mentioned above, it is convenient to first flush and fill the first container with protective gas and then place it in the second container, but first place the first container in the second container. Emphasize that it can be filled well by flushing with protective gas afterwards.
当然、本発明は、ここに説明した本発明の実施例に限定されず、次の特許請求項によってのみ限定される。本発明の概念を知れば、当該分野の技術者には、本発明の範囲内において多くの変更を行うことがあることは明らかである。例えば、本発明の実施例において、第2の容器内のある全圧においてバルブが開いているとき、汚染物質がバルブを通過した後に第1の容器内に入るためにダクトを通過する必要があるという事実により工作物の汚染を抑えることができるように、バルブシステムを、ダクトと組合せて用いてこれらの部品が相互作用することもできる。 Of course, the present invention is not limited to the embodiments of the invention described herein, but only by the following claims. Knowing the concept of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that many changes may be made within the scope of the present invention. For example, in an embodiment of the present invention, when the valve is open at some total pressure in the second container, the contaminant must pass through the duct to enter the first container after passing through the valve. These components can also be interacted using a valve system in combination with a duct so that the fact that the contamination of the workpiece can be reduced.
Claims (39)
第1の容器(1)が保護ガスでフラッシング及び充填された状態で、第1の容器(1)が第2の容器(3)中に、該第1の容器(1)と第2の容器(3)とを連通する手段(5)が形成されるようにして配置されている第1ステップと、
第1ステップの状態において、第2の容器(3)そして前記手段(5)を通じて第1の容器(1)が排気され第1および第2の容器の内側が真空にされる第2ステップと、
第1および第2ステップを通して、工作物(2)が加熱される前に第1の容器(1)中の前記汚染物質の分圧を下げることを特徴とする方法。In a method of suppressing contamination of a workpiece by contaminants when heating the workpiece (2), the method occurring with the workpiece placed in the first container (1),
In a state where the first container (1) is flushed and filled with the protective gas, the first container (1) and the second container are placed in the second container (3). A first step arranged such that means (5) communicating with (3) is formed;
In the state of the first step, a second step in which the first container (1) is evacuated and the inside of the first and second containers is evacuated through the second container (3) and the means (5);
A method characterized in that, through the first and second steps, the partial pressure of the contaminant in the first container (1) is reduced before the workpiece (2) is heated.
装置は、工作物(2)を収容する第1の容器(1)を備え、
第1の容器(1)は、工作物(2)を加熱する際に、第2の容器(3)中に設置されるようになっており、
第1の容器は、保護ガスを導入するための第1の手段(4)と、第2の容器の排気、更に第1の容器の排気によって第1と第2の容器の内側を真空にして、工作物(2)を加熱する前に第1の容器(1)中の前記汚染物質に対する分圧を下げるように、第1の容器(1)と第2の容器(3)の間の雰囲気を結合するための第2の手段(5)とを備える装置において、
前記汚染物質との反応により汚染物質を捕獲するための表面を有するピースグッズ(13)を、前記装置内の所定箇所に備えることを特徴とする装置。A device suitable for use in the implementation of the method according to any of claims 1 to 18 for suppressing contamination of the workpiece by contaminants during heating of the workpiece (2),
The apparatus comprises a first container (1) that houses a workpiece (2),
The first container (1), at the time of heating the workpiece (2) is adapted to be placed in the second container (3),
The first container includes a first means for introducing a protective gas (4), the exhaust of the second container, further first and by the exhaust of the first container to the inside of the second container in a vacuum The atmosphere between the first container (1) and the second container (3) so as to reduce the partial pressure on the contaminant in the first container (1) before heating the workpiece (2). And a second means (5) for coupling
Device characterized in that it comprises the reaction by piece goods which have a surface for capturing contaminants and pollutants (13), at a predetermined location within the device.
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