真空脱脂烧结炉的制作方法

本发明涉及真空脱脂烧结炉。

背景技术：

例如，如下述专利文献1所示，提出了在一个炉中进行脱脂处理和烧结处理的真空脱脂烧结炉。该真空脱脂烧结炉具有：加热室，其通过加热被烧结体来进行脱脂处理或烧结处理；以及排出管，其排出加热室的内部气氛。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-41610号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，在烧结处理时，在排出管内流动的排气处于非常高的温度。若高温的排气在脱脂处理时与附着在排出管内的树脂接触，则会产生分解气体。由此，存在因分解气体逆流到加热室内而使烧结处理中的材料碳化这样的问题。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供在一个炉内进行脱脂处理和烧结处理的情况下能够防止被烧结体碳化的真空脱脂烧结炉。

用于解决课题的手段

本申请的例示的一个实施方式的真空脱脂烧结炉进行包含树脂的被烧结体的脱脂处理和烧成处理，其中，该真空脱脂烧结炉具有：炉体；加热室，其配置于所述炉体的内侧，对所述被烧结体进行加热；排出路径部，其将所述加热室的内部气氛排出到所述炉体的外侧；以及回收部，其回收通过所述脱脂处理而从所述被烧结体排出的树脂。所述排出路径部具有：主路径部，其连接所述加热室和所述回收部；以及分支路径部，其在所述炉体的内侧从所述主路径部分支而与排出口连接。

发明效果

根据本发明，提供即使在一个炉内进行脱脂处理和烧结处理的情况下也能够防止被烧结体碳化的真空脱脂烧结炉。

附图说明

图1是示出第一实施方式的真空脱脂烧结炉的概略结构的剖视图。

图2是示出排出路径部的主要部分结构的剖视图。

图3是示出第二实施方式的真空脱脂烧结炉的概略结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的真空脱脂烧结炉的一个实施方式进行说明。本实施方式的真空脱脂烧结炉能够在一个炉体中连续地进行被烧结体的脱脂处理和烧成处理。

另外，本发明的范围并不限定于以下的实施方式，在本发明的技术思想的范围内可以任意地变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使各构造的比例尺和数量等与实际构造的比例尺和数量等不同。

(第一实施方式)

图1是示出本实施方式的真空脱脂烧结炉1的概略结构的剖视图。如图1所示，本实施方式的真空脱脂烧结炉1具有炉体2、加热室3、回收部4以及排出路径部5。炉体2具有主体部2a和能够相对于主体部2a进行开闭的门部2b。炉体2在由门部2b和主体部2a形成的内侧的空间(炉内)s中收纳加热室3。另外，在炉体2中，主体部2a和门部2b由冷却机构(未图示)进行冷却。由此，炉体2使因加热室3的热而处于高温的空间s的温度不传递到炉体2的表面侧。

加热室3包含外侧壳体3a、加热器3b以及密闭箱(收纳壳体)3c。外侧壳体3a构成加热室3的主体。加热器3b设置在外侧壳体3a与密闭箱3c之间。密闭箱3c在内部以密闭的状态收纳被烧结体10。基于这样的结构，加热室3能够防止加热器3b和外侧壳体3a被在脱脂处理时产生的分解气体污染。

加热室3通过驱动加热器3b而对收纳在密闭箱3c内的被烧结体10进行加热。加热器3b的热也传递到外侧壳体3a。因此，加热室3(外侧壳体3a)向炉体2内释放热量。

在本实施方式中，作为被烧结体10，使用了在金属粉末或陶瓷粉末等中混入树脂作为粘合剂的被烧结材料。加热室3通过加热被烧结体10来进行该被烧结体10的脱脂处理或烧结处理。

加热室3在脱脂处理中加热至使被烧结体10中包含的树脂气化或熔融的温度区域。在进行脱脂处理时，加热室3使惰性气体(载气)、还原气体或氧化性气体以规定的流量流入到密闭箱3c内，使该密闭箱3c的内部压力为减压状态。

另外，加热室3在烧结处理中加热至使脱脂处理后的被烧结体10烧结的温度区域。在进行烧结处理时，加热室3使惰性气体(载气)、还原气体或氧化性气体以规定的流量流入到密闭箱3c内，使内部压力为减压或常压状态。

排出路径部5将加热室3(密闭箱3c)的内部气氛(排气)排出到炉体2的外侧。在本实施方式中，排出路径部5具有主路径部6和分支路径部7。

主路径部6由形成连接加热室3和排气装置15的排气路径的配管构成。具体而言，主路径部6设置成通过从密闭箱3c向下方延伸而贯穿外侧壳体3a和炉体2的状态。主路径部6的排气是通过排气装置15的工作而进行的。排气装置15例如由真空泵等构成。主路径部6的排气经由与排气装置15连接的排出口9而排出到外部。基于这样的结构，密闭箱3c内的气氛经由主路径部6排出到外部。

分支路径部7在炉体2的内侧从主路径部6分支，由形成连接加热室3(密闭箱3c)和排气装置15的排出路径的配管构成。分支路径部7设置成如下状态：在沿着加热室3(外侧壳体3a)的底板向一方延伸之后，通过向下方弯折约90度而贯穿炉体2。分支路径部7的排气是通过排气装置15的工作而进行的。分支路径部7的排气经由与排气装置15连接的排出口9排出到外部。

主路径部6和分支路径部7的一部分配置在炉体2的内侧。分支路径部7中的设置在炉体2的内侧的部分被从加热室3(外侧壳体3a)释放的热进行加热。分支路径部7的内部温度根据从加热室3接收的热量、即与加热室3的距离来决定。在本实施方式中，分支路径部7与加热室3的距离被设定为：通过被至少开始了烧成处理时的加热室3进行加热，使配置在炉体2的内侧的分支路径部7的内部温度比被烧结体10中包含的树脂的气化温度高。

这里，从加热室3(密闭箱3c)排出的排气的温度越靠近排出路径部5的下游越低。即，在排出路径部5的配管内流动的距离越长，排气的温度越低。在本实施方式中，分支路径部7中的配置在炉体2的内侧的路径比主路径部6中的配置在炉体2的内侧的路径长。因此，与经由主路径部6的情况相比，经由分支路径部7的情况下的到达炉体2的外侧时的排气温度更高。

分支路径部7中的配置在炉体2的内侧的路径的长度例如优选设定为在炉体2的内侧形成的空间s的一半左右。这样，能够充分降低在分支路径部7中流动的排气的温度。

图2是示出排出路径部5的主要部分结构的剖视图。图2是与图1的由双点划线包围的区域a对应的剖视图。如图2所示，分支路径部7的第一内径d1比主路径部6的第二内径d2小。即，在本实施方式中，分支路径部7的流路面积比主路径部6的流路面积小。由此，在主路径部6中流动的排气的流速比在分支路径部7中流动的排气的流速快，因此能够产生使排气积极地吸入到分支路径部7侧的吸入力。

另外，在分支路径部7中流动的排气的流速能够根据第一内径d1和第二内径d2的比例进行调整。为了加快在分支路径部7中流动的排气的流速，只要减小上述比例即可。但是，如果比例变得过小(例如小于1/10)，则流速变得过快，产生压力损失。另一方面，如果使上述比例变得过大(例如大于1/2)，则在分支路径部7中流动的排气的流速变慢，不能充分地产生上述吸入力。

针对于此，在本实施方式的排出路径部5中，使第一内径d1和第二内径d2的比例为1/10以上至1/2。本实施方式的排出路径部5例如使用分支路径部7的内径(第一内径d1)为25mm、主路径部6的内径(第二内径d2)为100mm的排出路径部。

通过设定为这样的比例，能够适当地调整主路径部6和分支路径部7的流速差。因此，能够抑制分支路径部7中的压力损失的产生，并且产生使排气积极地吸入到分支路径部7侧的吸入力。

在本实施方式中，回收部4设置在主路径部6的中途。即，回收部4经由主路径部6与加热室3连接。回收部4用于回收通过脱脂处理而从被烧结体10排出的树脂30。

本实施方式的真空脱脂烧结炉1还具有路径切换部8和控制部12，该路径切换部8将加热室3(密闭箱3c)的内部气氛的排出路径在主路径部6与分支路径部7之间进行切换。由此，真空脱脂烧结炉1在进行脱脂处理的情况下可以使用主路径部6进行加热室3(密闭箱3c)的排气，在进行烧成处理的情况下可以使用分支路径部7进行加热室3(密闭箱3c)的排气。

路径切换部8具有第一阀8a和第二阀8b。第一阀8a(开闭部件)设置在主路径部6中的炉体2的外侧，能够对主路径部6进行开闭。另一方面，第二阀8b设置在分支路径部7中的炉体2的外侧，能够对分支路径部7进行开闭。由于第一阀8a和第二阀8b配置在炉体2的外侧，因此防止了因暴露在高温下而产生的故障等。

在本实施方式中，第一阀8a配置在主路径部6的路径中的比回收部4靠近炉体2的位置。即，第一阀8a配置在炉体2的附近。由此，能够缩短主路径部6中的位于从炉体2到第一阀8a之间的部分(以下称为外侧部分16)。

在本实施方式中，第二阀8b配置在炉体2的附近。由此，能够缩短分支路径部7中的位于从炉体2到第二阀8b之间的部分(以下称为外侧部分17)。

控制部12与路径切换部8电连接，控制第一阀8a及第二阀8b的开闭。

本实施方式的真空脱脂烧结炉1在进行脱脂处理时，利用主路径部6作为排出路径部5。即，在进行脱脂处理时，控制部12向路径切换部8发送使第一阀8a为打开状态、使第二阀8b为关闭状态的指令。路径切换部8根据从控制部12发送的信号，对路径切换部8进行控制以使第一阀8a为打开状态，使第二阀8b为关闭状态。由此，作为基于排出路径部5的从加热室3(密闭箱3c)起的排出路径，能够利用主路径部6。

本实施方式的真空脱脂烧结炉1在进行烧结处理时，利用分支路径部7作为排出路径部5。即，在进行烧结处理时，控制部12向路径切换部8发送使第一阀8a为关闭状态、使第二阀8b为打开状态的切换指令。路径切换部8根据从控制部12发送的信号，对路径切换部8进行控制以使第一阀8a为关闭状态，使第二阀8b为打开状态。由此，作为基于排出路径部5的从加热室3(密闭箱3c)起的排出路径，能够利用分支路径部7。

接着，对本实施方式的真空脱脂烧结炉1的动作进行说明。首先，真空脱脂烧结炉1进行脱脂处理。作业者通过打开炉体2的门部2b而接近加热室3。然后，在将被烧结体10以密闭状态收纳在密闭箱3c内之后，关闭门部2b。然后，将加热室3(密闭箱3c)内设定为规定的温度、压力条件。

真空脱脂烧结炉1通过控制部12以打开主路径部6并关闭分支路径部7的方式对第一阀8a和第二阀8b进行控制。然后，通过使排气装置15进行工作，吸引由密闭箱3c内的被烧结体10中的粘合剂(树脂)产生的分解气体，通过主路径部6从密闭箱3c(加热室3)内排出。另外，在进行脱脂处理的情况下，密闭箱3c内例如被保持在比较低的温度(例如400℃)，并且提供规定量的惰性气体(载气)。另外，密闭箱3c内的压力为减压状态。

通过脱脂处理而从被烧结体10中包含的树脂产生的分解气体与载气一起经由主路径部6到达配置在炉体2的外侧的回收部4内。分解气体通过在回收部4内冷却而凝固，作为树脂30而附着。这样，进行从被烧结体10排出树脂的脱脂处理。另外，在回收部4中未作为树脂回收的分解气体的一部分与载气一起经由排气装置15导入到排出口9，通过设置在排出口9上的补充部件(例如过滤器等)而被回收。

在主路径部6的内表面附着有通过脱脂处理而从被烧结体10分离的树脂。特别是成为如下的状态：在主路径部6中的温度降低得较大的部分(例如，位于炉体2的外侧的外侧部分16)附着有较多树脂。

由于分支路径部7中的比第二阀8b靠上游侧的部分在脱脂处理时不关闭流路，因此分解气体流入到内部。因此，在分支路径部7中的比第二阀8b靠上游的部分，因脱脂处理而在内表面附着有树脂。特别是成为如下的状态：在分支路径部7中的温度降低得较大的部分(位于炉体2的外侧的外侧部分17)附着有较多树脂。

如上所述，真空脱脂烧结炉1的脱脂处理结束。接着，真空脱脂烧结炉1进行烧结处理。在进行烧结处理时，密闭箱3c内被设定为高温(例如1400℃)，并且一边让惰性气体流过一边使压力成为减压或常压状态。因此，在脱脂处理结束后到开始烧结处理之前，需要用于使密闭箱3c内的温度上升的时间。

在脱脂处理结束后，真空脱脂烧结炉1以关闭主路径部6并打开分支路径部7的方式切换排出路径部5。具体而言，真空脱脂烧结炉1通过控制部12向路径切换部8发送使第一阀8a为关闭状态、使第二阀8b为打开状态的切换指令。路径切换部8根据从控制部12发送的信号，对路径切换部8进行控制，以使第一阀8a为关闭状态，使第二阀8b成为打开状态。另外，排出路径部5的切换只要是至少在烧结处理开始之前，则可以是任意的时刻。

在关闭主路径部6并打开分支路径部7之后，控制部12使排气装置15进行工作。由此，加热室3(密闭箱3c)内的气氛通过分支路径部7排出。

在开始烧结处理之前，加热室3内的温度是一直上升的。分支路径部7中的设置在炉体2的内侧的部分被随着加热室3(密闭箱3c)的温度上升而释放到该加热室3(外侧壳体3a)的周围的热进行加热。因此，分支路径部7的内部温度上升。由此，附着在分支路径部7的内表面的树脂分解而产生分解气体。该分解气体与载气一起经由排气装置15导入到排出口9，并被设置于排出口9的补充部件(例如过滤器等)回收。

在本实施方式中，至少在开始烧成处理时，使配置在炉体2的内侧的分支路径部7的内部温度高于被烧结体10中包含的树脂的气化温度。由此，在开始烧成处理之前，能够通过将附着在配置于炉体2的内侧的分支路径部7的内表面上的树脂分解并气体化而大致去除。但是，由于分支路径部7中的位于炉体2的外侧的外侧部分17未被加热，因此保持着在内表面上附着有树脂的状态。

在本实施方式的真空脱脂烧结炉1中，通过将分支路径部7中的配置在炉体2的内侧的路径加长，能够使烧结处理时从加热室3排出的排气的温度在到达外侧部分17之前的期间降低。因此，能够防止因高温的排气流入到外侧部分17而产生分解气体，从而防止分解气体向加热室3的逆流。

另一方面，主路径部6中的设置在炉体2的内侧的部分被随着加热室3(密闭箱3c)的温度上升而释放到该加热室3(外侧壳体3a)的周围的热进行加热。因此，主路径部6的内部温度上升。由此，附着在主路径部6的内表面上的树脂分解而产生分解气体。该分解气体与载气一起经由排气装置15导入到排出口9，并被设置于排出口9的补充部件(例如过滤器等)回收。

这样，在开始烧成处理之前，能够通过将附着在配置于炉体2的内侧的主路径部6的内表面上的树脂分解并气体化而大致去除。但是，由于主路径部6中的位于炉体2的外侧的外侧部分16未被加热，因此保持着在内表面上附着有树脂的状态。

在本实施方式的真空脱脂烧结炉1中，在烧成处理时来自加热室3的高温的排气有可能流入到外侧部分16。在该情况下，有时附着在外侧部分16的内侧的树脂被分解而产生分解气体r1(参照图2)。

在本实施方式中，如图2所示，通过使分支路径部7中的流速比主路径部6中的流速快，能够产生使排气积极地吸入到分支路径部7侧的吸入力。因此，到达主路径部6与分支路径部7的连接部的附近的分解气体r1被吸入到分支路径部7的内侧。因此，即使在附着在外侧部分16的内侧的树脂分解而产生分解气体r1的情况下，也能够通过被积极地拉入到分支路径部7侧来防止向加热室3侧逆流。

本实施方式的真空脱脂烧结炉1通过将第一阀8a配置在炉体2的附近来缩短主路径部6中的位于炉体2的外侧的外侧部分16。由此，在烧成处理时，能够减少由外侧部分16产生的分解气体r1自身的产生量。

如上所述，根据本实施方式的真空脱脂烧结炉1，即使在脱脂处理之后进行烧结处理的情况下，作为处于高温的排气路径，能够利用在炉体2的内侧从主路径部6分支的分支路径部7。另外，真空脱脂烧结炉1在进行烧结处理时，通过第一阀8a在回收部4的上游侧关闭主路径部6，因此能够可靠地防止高温的排气流向回收部4。

由此，在进行烧结处理时，高温的排气不流向回收部4，因此能够防止从回收到回收部4的树脂生成分解气体。因此，能够防止因分解气体向加热室3(密闭箱3c)内的逆流而导致被烧结体10碳化。因此，根据本实施方式的真空脱脂烧结炉1，即使在一个炉内进行脱脂处理和烧结处理的情况下，也能够防止被烧结体10碳化。

(第二实施方式)

接着，对第二实施方式的真空脱脂烧结炉的结构进行说明。本实施方式与第一实施方式的不同之处在于分支路径部的形状。因此，对与第一实施方式共同的结构和部件标注相同的标号，省略或简化其说明。

图3是示出本实施方式的真空脱脂烧结炉1a的概略结构的剖视图。如图3所示，本实施方式的真空脱脂烧结炉1a具有炉体2、加热室3、回收部4、排出路径部5、路径切换部8、控制部12以及排气装置15。

在本实施方式中，排出路径部5具有主路径部6和分支路径部27。分支路径部27设置成如下状态：在沿着加热室3(外侧壳体3a)的底板呈直线状延伸后，通过向斜下方弯折而贯穿炉体2。即，分支路径部27具有下游侧流路部28，该下游侧流路部28随着从与主路径部6连接的上游侧朝向下游侧而远离加热室3(外侧壳体3a)的底面。

根据本实施方式的真空脱脂烧结炉1a，随着朝向下游侧，在分支路径部27内流动的排气的温度不容易受到加热室3(外侧壳体3a)的热的影响。因此，能够有效地降低在分支路径部7内流动的排气的温度。因此，配置在炉体2的内侧的分支路径部27的长度可以比第一实施方式短。

另外，本发明并不限于上述实施方式的内容，在不脱离发明的主旨的范围内可以适当变更。

标号说明

1、1a：真空脱脂烧结炉；2：炉体；3：加热室；3a：外侧壳体；3b：加热器；3c：密闭箱(收纳壳体)；4：回收部；5：排出路径部；6：主路径部；7、27：分支路径部；8：路径切换部；9：排出口；10：被烧结体；12：控制部；28：下游侧流路部；d1：第一内径；d2：第二内径。