JP6229340B2 - Vacuum sintering equipment - Google Patents
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Description
本発明は真空焼結処理設備に関し、特に、コンパクトな構造で真空焼結処理を行うことができる真空焼結処理設備に関する。 The present invention relates to a vacuum sintering processing facility, and more particularly to a vacuum sintering processing facility capable of performing vacuum sintering processing with a compact structure.
バッチ式の真空焼結炉として例えば特許文献1に示されているものがあり、これはヒータを付設した単一のレトルト内にワークを装入して、レトルト内へキャリヤガスを供給しつつ脱ワックスを行った後、同一レトルト内で脱ガス、焼結、冷却を行うものである(従来例1)。これに対して特許文献2には連続式の熱処理炉が示されており、これはチェインベルトを設けた搬送室に沿って、脱ワックス室、焼結室、冷却室を設けて、これら各室へワークを搬送して必要な焼結処理を行っている(従来例2)。
For example,
従来例1では単一のレトルト内で処理をすべて行うため省スペースではあるが、昇温や降温に時間を要して、生産効率が低いという問題がある。一方、従来例2では脱ワックス室、焼結室、冷却室でそれぞれ必要な処理を行うため生産効率は良いが、装置全体が大型化するという問題がある。 Conventional Example 1 is space-saving because all the processing is performed in a single retort, but there is a problem that it takes time to raise and lower the temperature and production efficiency is low. On the other hand, in the conventional example 2, since necessary processes are performed in the dewaxing chamber, the sintering chamber, and the cooling chamber, respectively, the production efficiency is good, but there is a problem that the entire apparatus becomes large.
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、コンパクトな装置構造で効率よく焼結処理を行うことが可能な真空焼結処理設備を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum sintering processing facility that can efficiently perform a sintering process with a compact apparatus structure.
上記目的を達成するために、本発明では、真空加熱室(2A,2B,2C,2D)と当該真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置(3)とを、両端が開放する筐体ユニット(1A)内に収納し、前記筐体ユニット(1A)内には、その長手方向半部に上下方向へ複数の前記真空加熱室(2A,2B,2C,2D)が設けられており、前記筐体ユニット(1A)の各開放部に気密的かつ着脱可能に他の筐体ユニットを連結するための連結部(11,12)を設けて、一方の開放部に前記他の筐体ユニットとして冷却室(4A)を連結するとともに、他方の開放部に前記他の筐体ユニットとして前記筐体ユニット(1A)と同一構造の筐体ユニット(1B)の一方の開放部を連結し、前記同一構造の筐体ユニット(1B)の他方の開放部に、前記同一構造の筐体ユニット(1B)の真空加熱室(2A,2B,2C,2D)内へワークを出し入れする搬送装置(3)を内設した搬送ユニット(5)を連結し、かつ前記各真空加熱室(2A,2B,2C,2D)を真空焼結処理に必要な温度にそれぞれ設定したことを特徴とする In order to achieve the above object, in the present invention , a vacuum heating chamber (2A, 2B, 2C, 2D) and a transfer device (3) for taking a workpiece into and out of the vacuum heating chamber are provided with a housing unit ( 1A) , and a plurality of vacuum heating chambers (2A, 2B, 2C, 2D) are provided in the longitudinal half of the casing unit (1A) in the vertical direction. Each open part of the body unit (1A) is provided with connecting parts (11, 12) for connecting other casing units in an airtight and detachable manner, and cooling as the other casing unit in one open part. The chamber (4A) is connected, and the other open portion is connected to one open portion of the case unit (1B) having the same structure as the case unit (1A) as the other case unit. On the other open part of the housing unit (1B) Vacuum heating chamber of the housing unit of the same structure (1B) and connected (2A, 2B, 2C, 2D) a transport unit which internally provided a conveying device (3) for loading and unloading the workpiece into (5), and wherein each The vacuum heating chamber (2A, 2B, 2C, 2D) is set to a temperature required for the vacuum sintering process, respectively.
本発明においては、複数の真空加熱室を収納した筐体ユニットに冷却室を気密的に結合して、真空焼結処理を行うことができるから、コンパクトな装置構造で効率よく焼結処理を行うことができるとともに、加熱室を内設した同一構造の筐体ユニットを二連で結合することによって、多様な真空焼結処理を効率的に行うことができる。 In the present invention , since the cooling chamber can be hermetically coupled to a housing unit containing a plurality of vacuum heating chambers and vacuum sintering can be performed, the sintering can be efficiently performed with a compact apparatus structure. In addition , various vacuum sintering processes can be efficiently performed by connecting the casing units having the same structure with the heating chambers in series.
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in the parentheses indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
以上のように、本発明の真空焼結処理設備によれば、コンパクトな装置構造で効率よく焼結処理を行うことができる。 As described above, according to the vacuum sintering apparatus of the present invention, the sintering process can be efficiently performed with a compact apparatus structure.
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。 The embodiment described below is merely an example, and various design improvements made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention are also included in the scope of the present invention.
(第1実施形態)
図1に本発明の真空焼結処理設備の一実施形態を示す。図1(1)において、一端閉鎖の筐体ユニット1内には、その長手方向半部に上下方向へ複数(本実施形態では四基)の真空加熱室(以下、単に加熱室という)2A〜2Dが設けられているとともに、筐体ユニット1の開放側の残る半部内には搬送装置としての垂直リフト3が設置されている。各加熱室2A〜2Dにはヒータが設けられて当該加熱室2A〜2D内を所定温度へ昇温できるようになっている。また筐体ユニット1には真空排気管(図示略)が連結されて各加熱室2A〜2D内を所定の真空度に維持できるようになっている。各加熱室2A〜2Dは図略のゲート弁によって垂直リフト3に面する側が開閉できるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an embodiment of the vacuum sintering equipment of the present invention. In FIG. 1 (1), in the
垂直リフト3は特表2013−504686公報に記載されたものと同様の構造である。すなわち、図2に示すように垂直リフトは上下方向へ架設された左右一対のチェーン31,32を備え、チェーン32には水平なプラットホーム33が装着されている。プラットホーム33上にはギア機構34が設けられて当該ギア機構34の入力側はチェーン31に連結されている。また、プラットホーム33上には側方へ二段で伸縮可能なフォーク体35,36が配設されており、これらフォーク体35,36は上記ギア機構34の出力側に連結されて伸縮駆動されるようになっている。
The vertical lift 3 has the same structure as that described in JP-T-2013-504686. That is, as shown in FIG. 2, the vertical lift is provided with a pair of left and
ワークは例えば格子状のトレイ上に複数が平面状に配置されてフォーク体36上に載置される。ワークを上下方向へ搬送する場合には両チェーン31,32を同時に作動させて、プラットホーム33を所定の加熱室2A〜2Dに対向する位置へ昇降させる。この後、チェーン32を停止してチェーン31のみを作動させ、ギア機構34を介してフォーク35,36を側方へ伸長させて、加熱室2A〜2D内へワークを載せたトレイを挿入し、ないし処理後のワークを載せたトレイを加熱室2A〜2D内から取り出す。なお、垂直リフト3は上記構造に限られず、公知の他の構造を採用することができる。
For example, a plurality of workpieces are arranged in a planar shape on a grid-like tray and placed on the
図1(1)において、筐体ユニット1の開放部の周縁には全周に結合部としての真空フランジ11が設けられており、当該開放部に、真空フランジ41によって他の筐体ユニットとしてのガス冷却室4が気密的に結合されている。ガス冷却室4には真空排気管が連結されるとともに窒素等の冷却ガス供給管が連結されている。ガス冷却室4の室内天井部には撹拌扇42が設けられ、また、ガス冷却室4の筐体ユニット1との結合側およびこれと反対側の各室壁にはそれぞれ真空扉43,44が設けられている。なお、垂直リフト3のフォーク35,36(図2)は加熱室2A〜2Dとは反対側にあるガス冷却室4内へも伸長進入可能である。
In FIG. 1A, a
本実施形態では、各加熱室は以下のように温度設定されている。すなわち、加熱室2Aは脱ワックス温度の500℃、加熱室2Bは脱ガス温度の1100℃、加熱室2Cは焼結温度の1100℃、加熱室2Dは時効温度の600℃とする。このような温度設定とすることによって、垂直リフト3によって図1(1)の矢印で示す経路で磁石等のワークを載置したトレーTを搬送することによって、加熱室2A〜2Cでそれぞれ脱ワックス、脱ガス、焼結を行った後、ガス冷却室へ搬送してワークを冷却して焼結処理を終了し、その後、図1(2)の矢印で示すように、垂直リフト3によってワークを載置したトレーTを加熱室2Dへ搬送して時効処理を行い、再びガス冷却室へ戻して全ての処理を終了する。以上のようにして、コンパクトな装置構造で効率よく焼結・時効処理を行うことができる。なお、本実施形態の設備は、磁石の焼結・時効処理に限られず、金属の焼結・熱処理にも適用することができる。
In the present embodiment, the temperature of each heating chamber is set as follows. That is, the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態における各加熱室にそれぞれ独立に真空排気管を連結して、各加熱室2A〜2Dを速やかに必要な真空度に設定できるようにする。このことを、図3で各加熱室2A〜2Dを二重の四角で描くことによって示している。他の構造は第1実施形態と同様である。このような本実施形態によれば、各加熱室2A〜2Dをそれぞれ独立して排気ないし復圧して必要な真空度に設定できるから、各加熱室の清浄度を保って、より高品質の焼結・時効処理が可能となる。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, a vacuum exhaust pipe is independently connected to each heating chamber in the first embodiment so that each
(第3実施形態)
本実施形態では、図4に示すように、筐体ユニット1Aを、第1実施形態の筐体ユニット1と内部が同一構造で両端を開放した構造とし、その一方に真空フランジ11,41で、他の筐体ユニットとして第1実施形態と同一構造のガス冷却室4Aを結合するとともに、筐体ユニット1Aの他方には他の筐体ユニットとして上記筐体ユニット1Aと同一構造の、加熱室2A〜2Dと垂直リフト3を内設した筐体ユニット1Bを真空フランジ11,12で結合する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
筐体ユニット1Bにはさらにその他方の開放部に真空フランジ12,51によって他の筐体ユニットとしての搬送ユニット5を結合する。搬送ユニット5は両端開放の筐体内に第1実施形態と同様の垂直リフト3を設置したもので、両端の開放部周縁にはそれぞれ真空フランジ51,52が設けられている。 A transport unit 5 as another housing unit is coupled to the housing unit 1B by a vacuum flange 12, 51 at the other open portion. The transport unit 5 is provided with a vertical lift 3 similar to that of the first embodiment in a case open at both ends, and vacuum flanges 51 and 52 are provided at the periphery of the open part at both ends.
搬送ユニット5の他方の開口は真空フランジ41,52によって、ガス冷却室4Aと実質的に同様の構造のガス冷却室4Bが結合されている。ガス冷却室4Bの、搬送ユニット5との結合側およびこれと反対側の各室壁にはそれぞれ真空扉43,44が設けられている。
The other opening of the transfer unit 5 is connected to a gas cooling chamber 4B having a structure substantially similar to that of the gas cooling chamber 4A by
本実施形態では、各加熱室は以下のように温度設定されている。すなわち、筐体ユニット1Aの加熱室2Aは脱ワックス温度の500℃、加熱室2Bは脱ガス温度の1100℃、加熱室2Cは焼結温度の1100℃とし、加熱室2Dは使用していない。筐体ユニット1Bの加熱室2A,2Bは高温時効処理温度の900℃、加熱室2C,2Dは低温時効処理温度の500℃に設定されている。
In the present embodiment, the temperature of each heating chamber is set as follows. That is, the
このような温度設定とすることによって、筐体ユニット1Aの垂直リフト3によって図4の矢印で示す経路で磁石等のワークを載置したトレーTを搬送し、加熱室2A〜2Cでそれぞれ脱ワックス、脱ガス、焼結を行った後、ガス冷却室4Aへ搬送してワークを冷却して焼結処理を終了する。その後、ワークを載置したトレーTを筐体ユニット1Aの垂直リフト3で加熱室2Dへ搬送する。ここで、トレーTは筐体ユニット1Bの垂直リフト3に受け渡され、当該垂直リフト3によってトレーTを筐体ユニット1B内の加熱室2Aに搬送して高温時効処理を行う。
With this temperature setting, the tray T on which a work such as a magnet is placed is transported by the vertical lift 3 of the housing unit 1A along the path indicated by the arrow in FIG. 4 and dewaxed in the
その後、搬送ユニット5内の垂直リフト3で筐体ユニット1Bの加熱室2A内のトレーTを取り出し、これをガス冷却室4Bへ搬送してワークを冷却する。その後、再び搬送ユニット5内の垂直リフト3でワークを筐体ユニット1B内の加熱室2Cへ搬送し、ここで低温時効処理を行う。その後、上記垂直リフト3でトレーTを加熱室2Cから取り出し、ガス冷却室4Bへ搬送してここで冷却して全体の処理を終了する。
Thereafter, the tray T in the
なお、本実施形態では、筐体ユニット1B内の加熱室2Aと2Cおよび2Bと2Dを使用して、時効処理を並列処理することができる。本実施形態によっても、コンパクトな装置構造でより効率よく焼結・時効処理を行うことができる。また、上記各実施形態においては各筐体ユニットを着脱可能に結合するが、溶接等によって着脱不可に結合しても良い。
In the present embodiment, the aging treatment can be performed in parallel using the
1,1A…筐体ユニット、1B…筐体ユニット(他の筐体ユニット)、11…真空フランジ(結合部)、2A,2B,2C,2D…真空加熱室、3…垂直リフト(搬送装置)、4,4A…ガス冷却室(他の筐体ユニット)、5…搬送ユニット(他の筐体ユニット)。
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