(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料粉末と有機結合材とを含む成形体に対し脱脂処理を施す脱脂炉と、前記脱脂炉の内部へ脱脂ガスを供給する脱脂ガス供給系と、脱脂に供された脱脂ガスを前記脱脂炉外へ排気する脱脂ガス排気系とを有する脱脂装置であって、
前記脱脂ガス排気系は、前記脱脂炉の内部を減圧する少なくとも１つのポンプと、該ポンプより下流側に設置された燃焼装置とを備え、
前記ポンプは、その作動中に、ポンプ室の温度が、前記脱脂ガス中に含まれる前記有機結合材の成分が液化しない温度に保持されるものであることを特徴とする脱脂炉。
【請求項２】
前記脱脂ガス排気系は、低温域で脱脂を行う際に使用される低温排気経路と、高温域で脱脂を行う際に使用される高温排気経路とを有し、前記低温排気経路の途中に前記ポンプが設置されている請求項１に記載の脱脂炉。
【請求項３】
前記燃焼装置は、前記低温排気経路と前記高温排気経路との合流部より下流側に設置されている請求項２に記載の脱脂炉。
【請求項４】
前記低温排気経路には、高真空ポンプと、その下流側に位置する低真空ポンプとが設置されており、これらの両ポンプが、その作動中に、ポンプ室の温度が、前記脱脂ガス中に含まれる前記有機結合材の成分が液化しない温度に保持されるものである請求項２または３に記載の脱脂炉。
【請求項５】
前記ポンプは、ドライポンプである請求項１ないし４のいずれかに記載の脱脂炉。
【請求項６】
前記脱脂ガス排気系の各部が５０℃以上の温度に加熱されている請求項１ないし５のいずれかに記載の脱脂炉。
【請求項７】
前記脱脂ガス排気系の前記ポンプより上流側に、液溜りが設置されている請求項１ないし６のいずれかに記載の脱脂炉。
【請求項８】
前記液溜りは、貯留された液を加熱し、気化させることができるヒータを備えている請求項７に記載の脱脂炉。
【請求項９】
前記成形体は、金属射出成形により得られた成形体である請求項１ないし８のいずれかに記載の脱脂炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料粉末と有機結合材とを含む成形体に対し脱脂処理を施す脱脂炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属粉末の成形体を焼結して金属製品を製造するに際し、成形体の製造方法として、金属粉末と有機バインダーと混合、混練し、この混練物を用いて射出成形する金属粉末射出成形（ＭＩＭ：Metal Injection Molding ）法が知られている。
【０００３】
このＭＩＭ法により製造された成形体は、焼結に供する前に、脱脂装置を用いて脱脂処理（脱バインダー処理）が施される。
【０００４】
従来の脱脂装置は、成形体に対し高温環境下で脱脂を行う脱脂炉と、該脱脂炉の内部へ脱脂ガスを供給する脱脂ガス供給系と、脱脂に供された脱脂ガスを脱脂炉外へ排気する脱脂ガス排気系とで構成されており、脱脂ガス排気系には、脱脂炉内を減圧する真空ポンプが設置されている。
【０００５】
また、脱脂に供された脱脂ガス中には、ワックスのような有機バインダー成分が含まれていることから、真空ポンプで吸引した脱脂ガスをそのまま大気中へ放出すると、環境に悪影響を及ぼす。そのため、脱脂ガス排気系には、脱脂ガス中の有機バインダー成分を捕捉するトラップが設けられている。このトラップは、脱脂ガスを冷媒管により冷却し、脱脂ガス中の有機バインダー成分を凝集、固化させて除去する構造のもの等がある。
【０００６】
しかしながら、このような構成では、脱脂ガス排気系の性能低下を生じないように、トラップやその周辺箇所等から、固化した有機バインダー成分を取り除く清掃作業が必要であり、このようなメインテナンスに多大な労力を必要とするとともに、この作業のために脱脂装置の連続運転ができず、生産性が低いという欠点がある。
【０００７】
また、トラップの除去能にも限界があるため、除去しきれなかった有機バインダー成分が真空ポンプ内に付着し、真空ポンプの性能低下を生じたり、場合によっては、真空ポンプが運転不能となったりすることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、メインテナンスが容易であり、また、脱脂ガスの排気を円滑に行うことができる脱脂装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明により達成される。
【００１０】
（１）  原料粉末と有機結合材とを含む成形体に対し脱脂処理を施す脱脂炉と、前記脱脂炉の内部へ脱脂ガスを供給する脱脂ガス供給系と、脱脂に供された脱脂ガスを前記脱脂炉外へ排気する脱脂ガス排気系とを有する脱脂装置であって、
前記脱脂ガス排気系は、前記脱脂炉の内部を減圧する少なくとも１つのポンプと、該ポンプより下流側に設置された燃焼装置とを備え、
前記ポンプは、その作動中に、ポンプ室の温度が、前記脱脂ガス中に含まれる前記有機結合材の成分が液化しない温度に保持されるものであることを特徴とする脱脂炉。
【００１１】
（２）  前記脱脂ガス排気系は、低温域で脱脂を行う際に使用される低温排気経路と、高温域で脱脂を行う際に使用される高温排気経路とを有し、前記低温排気経路の途中に前記ポンプが設置されている上記（１）に記載の脱脂炉。
【００１２】
（３）  前記燃焼装置は、前記低温排気経路と前記高温排気経路との合流部より下流側に設置されている上記（２）に記載の脱脂炉。
【００１３】
（４）  前記低温排気経路には、高真空ポンプと、その下流側に位置する低真空ポンプとが設置されており、これらの両ポンプが、その作動中に、ポンプ室の温度が、前記脱脂ガス中に含まれる前記有機結合材の成分が液化しない温度に保持されるものである上記（２）または（３）に記載の脱脂炉。
【００１４】
（５）  前記ポンプは、ドライポンプである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の脱脂炉。
【００１５】
（６）前記脱脂ガス排気系の各部が５０℃以上の温度に加熱されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の脱脂炉。
【００１６】
（７）  前記脱脂ガス排気系の前記ポンプより上流側に、液溜りが設置されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の脱脂炉。
【００１７】
（８）  前記液溜りは、貯留された液を加熱し、気化させることができるヒータを備えている上記（７）のいずれかに記載の脱脂炉。
【００１８】
（９）  前記成形体は、金属射出成形により得られた成形体である上記（１）ないし（８）に記載の脱脂炉。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の脱脂装置を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の脱脂装置の構成を模式的に示す図である。
【００２２】
まず、本発明の脱脂装置の構成を説明する前に、脱脂に供される成形体について説明する。
【００２３】
脱脂に供される成形体３１は、金属、非金属またはそれらを混合した原料粉末を用い、例えば圧縮成形（圧粉成形）、押出成形、射出成形等により成形されたものが挙げられるが、特に、金属粉末射出成形法（ＭＩＭ法）で成形されたものであるのが好ましい。この金属粉末射出成形法は、複雑で微細な形状の金属焼結品を高い寸法精度で製造することができる利点を有する。以下、その製造工程を順次説明する。
【００２４】
まず、原料粉末である金属粉末と有機結合材（有機バインダー）とを用意し、これらを混練機により混練し、混練物（コンパウンド）を得る。
【００２５】
金属粉末の金属としては、特に限定されず、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、タングステン、チタン、モリブデン、バナジウム等、全ての金属元素またはその合金が挙げられる。また、組成の異なる２種以上の金属粉末を混合して（混合粉）用いることもできる。
【００２６】
金属粉末の製造方法も特に限定されず、例えばアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法により製造されたものを用いることができる。
【００２７】
このような金属粉末の平均粒径は、特に限定されないが、通常、０．２〜２００μm 程度が好ましく、１〜５０μm 程度がより好ましい。
【００２８】
一方、有機結合材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２９】
また、さらに可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３０】
脱脂前の成形体中の金属粉末の含有量は、特に限定されないが、５０〜９７wt％程度であるのが好ましく、６５〜９３wt％程度であるのがより好ましい。
【００３１】
なお、前記混練に際しては、前記金属粉末、結合材、可塑剤の他に、例えば、潤滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じ添加することができる。
【００３２】
次に、前記で得られた混練物または該混練物より造粒されたペレットを用いて、射出成形機により射出成形し、所望の形状の成形体を製造する。この場合、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の成形体をも容易に製造することができる。
【００３３】
射出成形の成形条件としては、用いる金属粉末の粒径、結合材の組成およびその配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、材料温度が好ましくは８０〜２２０℃程度、射出圧力が好ましくは２０〜１７０kgf/cm2 程度とされる。
【００３４】
なお、上記では、原料粉末として金属粉末を用いたＭＩＭ法について説明したが、本発明において、原料粉末は、例えば、各種セラミックス、サーメットのような金属化合物の粉末であってもよい。さらには、これらと前記金属粉末とを混合したものでもよい。
【００３５】
図１に示すように、本発明の脱脂装置１は、成形体３１に対し脱脂処理を施す脱脂炉２と、脱脂炉２の内部へ脱脂ガスを供給する脱脂ガス供給系６と、脱脂炉２内の脱脂ガスを排気する脱脂ガス排気系７とを備えている。
【００３６】
脱脂炉２は、その内部にほぼ密閉状態を保持し得る処理空間２０を有している。この処理空間２０には、成形体３１を載置する載置台３が設置されている。
【００３７】
また、脱脂炉２には、処理空間２０内を加熱するヒータ４と、処理空間２０の雰囲気を撹拌する撹拌装置５とが設置されている。
【００３８】
撹拌装置５は、モータ５１と、該モータ５１により回転される撹拌羽根５２とで構成され、撹拌羽根５２は、処理空間２０内に位置している。この撹拌装置５の作動により、処理空間２０内の脱脂ガスの組成（濃度）および温度分布が均一となり、成形体３１は、より均一にかつ効率良く脱脂がなされ、膨れ、変形、割れ等の欠陥の発生防止に寄与する。
【００３９】
ヒータ４は、マイクロコンピュータのような制御手段（図示せず）によりその作動が制御され、処理空間２０内の温度制御、特に後述するような昇温パターンの制御がなされる。
【００４０】
この脱脂炉２には、脱脂ガス（キャリアガス）を処理空間２０へ供給する脱脂ガス供給系６と、処理空間２０内で脱脂に供された脱脂ガスを脱脂炉２外へ排気する脱脂ガス排気系７と接続されている。
【００４１】
脱脂ガス供給系６は、異なる３種の脱脂ガスＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ供給する管路６１、６２、６３と、管路６１、６２、６３の下流端に設置された選択バルブ６４と、選択バルブ６４と処理空間２０内とを接続する管路６５と、管路６５の途中に設置された流量調節バルブ６６とで構成されている。
【００４２】
このうち、選択バルブ６４は、管路６１、６２、６３のうちの任意の１または２以上と、管路６５との接続を選択するバルブである。脱脂ガスＡ、Ｂ、Ｃのうちの１種を単独で、あるいは２種以上を所定の組み合わせで混合して供給することができる。
【００４３】
また、流量調節バルブ６６は、管路６５を流れる脱脂ガスの流量を調節するバルブである。
【００４４】
選択バルブ６４および流量調節バルブ６６は、それぞれ、電磁バルブで構成され、これらのバルブの作動、すなわち、選択バルブ６４による選択および流量調節バルブ６６の開度は、前記制御手段により制御される。
【００４５】
脱脂ガス排気系７は、処理空間２０に連通する管路７１と、管路７１の下端に設置された液溜り１１と、管路７１の途中に接続された傾斜管路７２と、傾斜管路７２の下流端（図中右端）からそれぞれ分岐して形成された低温排気経路８および高温排気経路９と、両経路８、９の合流部７３より下流側に接続された管路７４と、管路７４の途中に設置された燃焼装置１０とを備えている。
【００４６】
高温排気経路９は、一端が傾斜管路７２、他端が合流部７３にそれぞれ接続された管路９１を有し、該管路９１の傾斜管路７２側近傍には、管路９１内の流路を開閉し得るバルブ９２が設置されている。このバルブ９２は、電磁バルブで構成されている。
【００４７】
低温排気経路８は、一端が傾斜管路７２、他端が合流部７３にそれぞれ接続された管路８１を有し、該管路８１の途中には、上流側（傾斜管路７２側）から順に、バルブ８２、ポンプ８３、ポンプ８４が設置されている。バルブ８２は、管路９１内の流路を開閉し得るものであり、電磁バルブで構成されている。
【００４８】
低温排気経路８の上流側に設置されたポンプ８３は、高真空ポンプであり、その流入口側の圧力が例えば、１×１０-2〜１×１０-4 torr 程度、流出口側の圧力が例えば１×１０-1〜１×１０2  torr 程度とされる。なお、これらの圧力は、ポンプ８３の構成に応じて変動可能であり、例えば、上記例示の圧力よりも低い圧力であってもよい。
【００４９】
また、低温排気経路８のポンプ８３より下流側に設置されたポンプ８４は、低真空ポンプであり、その流入口側の圧力が例えば、１×１０-2〜１×１０1 torr程度、流出口側の圧力が例えば１×１０2  torr 〜大気圧程度とされる。
【００５０】
脱脂ガスの排気中において、ポンプ８３の内部（ポンプ室）およびポンプ８４の内部（ポンプ室）は、ポンプの作動により発生する熱等により、高温状態が保持される。この温度は、ポンプを通過する脱脂ガス中に含まれる有機結合材の成分（分解ガス）が液化しない程度の温度であり、例えば、５０〜２００℃程度である。これにより、ポンプ８３、８４の内部に有機結合材の成分の堆積が生じず、よって、ポンプ８３、８４は、性能低下等を生じず、円滑な作動が安定的に維持されるとともに、ポンプ室内等に堆積、固化した有機成分を取り除くための清掃作業等が不要であり、メインテナンスが容易であるという利点がある。
【００５１】
このようなポンプ８３、８４としては、例えばメカニカルブースターポンプ（（ＭＢＰ）を用いることができる。特に、ポンプ８４については、一対のまゆ型断面のローターを有するドライポンプを用いるのが好適である。このドライポンプは、内部潤滑油を必要とせず、前述したような高温を保持することができるため、有機成分の堆積防止に特に有効だからである。
【００５２】
燃焼装置１０は、排気された脱脂ガス中の有機成分を燃焼させることができる装置であって、例えば、燃焼室内にガス、灯油等を燃料とするバーナーを備えた構成のもの、通電により発熱する発熱体を備えたもの等が挙げられる。燃焼装置１０における燃焼温度は、例えば７００〜１２００℃程度とされる。
【００５３】
脱脂ガス排気系７の各部、すなわち例えば管路７１、７２、８１、９２、７４等の途中には、それらを加熱するヒータ１４が設置されている。脱脂工程中は、これらのヒータ１４により加熱されて、好ましくは脱脂ガス排気系７のほぼ全体に渡り、好ましくは５０℃以上、より好ましくは７０℃以上、さらに好ましくは９５℃以上の温度が保たれる。なお、ヒータ１３、１４へ通電するための電源は、図中省略されている。
【００５４】
このように、脱脂ガス排気系７の各部が所定の温度に保たれているため、各管路内等に、脱脂ガス中に含まれる有機結合材の成分が付着、堆積することが防止され、前記ポンプ８３、８４と同様に、メインテナンスが容易となる。
【００５５】
傾斜管路７２は、その傾斜下端側が管路７１の途中に接続されており、仮に傾斜管路７２等の内部で有機成分が液化した場合でも、その液が重力の作用により傾斜管路７２に沿って流下し、液溜り１１に導入されるようになっている。
【００５６】
液溜り１１は、脱脂ガス中に含まれる有機成分等が液化した場合、その液を貯留するタンク（ドレーン）１２と、タンク１２内の液を加熱するヒータ１３とを備えている。前記有機成分の液化は、例えば管路の温度が一時的に低下した場合に生じることがある。タンク１２内に貯留された液は、ヒータ１３により加熱されて気化し、傾斜管路７２、低温排気経路８または高温排気経路９、管路７４を経て燃焼装置１０で燃焼され、排気される。
【００５７】
このような液溜り１１を設けたことにより、脱脂ガス排気系７内で有機成分の液化が生じた場合でも、それを除去し、さらに、気化させて再び排気することができるという利点がある。
【００５８】
このような脱脂装置１において、バルブ８２、９２、ポンプ８３、９３、ヒータ１３、１４および燃焼装置１０の作動は、前記制御手段により制御される。
【００５９】
なお、本発明の脱脂装置１は、ポンプ８３、８４のいずれか一方のみが設置されているものでも、また、さらに１つ以上の同様のポンプが設置されているものでもよい。また、ポンプの種類も、前述したものに限定されず、処理空間２０の必要とされる圧力等の諸条件に応じ、適宜選択して使用することができる。
【００６０】
次に、脱脂装置１を用いた脱脂方法の一例について説明する。
【００６１】
＜１＞  成形体３１を脱脂炉２の載置台３上に所定の配置で載置し、次いで、脱脂炉２を密閉し、脱脂ガス供給系６により、選択バルブ６４で選択された所定の脱脂ガスを処理空間２０内へ供給、充填する。
【００６２】
なお、脱脂ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガスのような不活性ガス、空気、炭酸ガス、水素ガス、アンモニア分解ガスが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。成形体３１の変質防止にとっては、窒素ガス、アルゴンガスのような不活性ガスが好ましく、製造コストの低減にとっては、空気が好ましい。
【００６３】
＜２＞  脱脂炉２内への脱脂ガスの供給を停止後、ヒータ４を作動して、炉内温度を例えば５０〜７０℃程度まで昇温するとともに、脱脂ガス排気系７の各ヒータ１３、１４を作動して、８０℃以上の温度まで加熱する（前工程）。
【００６４】
＜３＞  以上のような工程が終了したら、低温脱脂処理（第１の工程）を行う。
【００６５】
撹拌装置５を作動して脱脂炉２内を撹拌しつつ、ヒータ４を間欠的に作動させ、全体として成形体３１の加熱温度（炉内温度）を上昇傾向とする。すなわち、図２に示すように、ヒータ４を所定時間（例えば１〜６０分）作動させ、炉内温度を経時的に上昇させ（＝第１のパターン）、次いでヒータ４の出力を停止または減少させて所定時間（例えば１〜１２０分）炉内温度を一定に保ち（＝第２のパターン）、以下、この第１のパターンと第２のパターンとを交互に繰り返し行う。これにより、炉内温度は、段階的に上昇して行く。
【００６６】
一方、脱脂ガス排気系７を作動させ、図２に示すように、脱脂炉２の処理空間２０の雰囲気を減圧状態とする。すなわち、流量調節バルブ６６およびバルブ９２を閉、バルブ８２を開とし、ポンプ８３、８４および燃焼装置１０を作動して、脱脂炉２内の脱脂ガスを、管路７１、傾斜管路７２、低温排気経路８、管路７４および燃焼装置１０を経由して排気する。この場合、脱脂炉２内の圧力は、例えば１×１０-3〜１×１０2 torrの範囲内で、任意に設定することができる。
【００６７】
脱脂炉２から流出する脱脂ガス中には、成形体３１から離脱した有機結合材の成分（分解ガス）が含まれているが、この成分は、燃焼装置１０において燃焼され、大気中に放出される。
【００６８】
また、脱脂ガスが通過する排気経路は、ヒータ１４の作動等により高温に保たれているため、有機結合材の成分が凝集、固化（堆積）して排気経路内に付着することはない。特に、ポンプ８３および８４が前述した構成のものであるため、そのポンプ室等に有機結合材の成分が凝集、固化して堆積することがなく、よって、脱脂ガスの排気を円滑かつ安定的に行うことができる。
【００６９】
なお、この低温脱脂処理工程においては、流量調節バルブ６６の開度を調整して、脱脂ガス供給系６から少量の脱脂ガスを供給しつつ、前述したような脱脂処理および排気処理を行うこともできる。この場合には、成形体３１より発生した分解ガスを効率よく、脱脂炉２外に排出することができる。
【００７０】
また、前記ではポンプ８３、８４を連続運転しているが、ポンプ８３、８４を間欠的に運転し、脱脂炉２内の圧力を所定の周期で増減させることもできる。
【００７１】
本工程における炉内温度（加熱温度）の上限は、特に限定されないが、好ましくは３５０℃程度、より好ましくは３００℃程度とすることができる。
【００７２】
以上のような構成とすることで、より短い脱脂時間で、均一かつ良好に成形体の脱脂を行うことができ、膨れ、変形、割れ等の欠陥の発生を防止することができる。
【００７３】
なお、この低温脱脂工程においては、脱脂ガス供給系６より少量の脱脂ガスを供給しつつ脱脂を行ってもよい。
【００７４】
＜４＞  前記低温脱脂工程の後、高温脱脂処理（第２の工程）を行う。
【００７５】
撹拌装置５を作動して脱脂炉２内を撹拌しつつ、ヒータ４を作動させ、成形体３１の加熱温度（炉内温度）を高温に保持するとともに、脱脂ガス供給系６を作動して処理空間２０内へ選択バルブ６４で選択された脱脂ガスを供給する。
【００７６】
またこのとき、脱脂ガス排気系７より、脱脂炉２への脱脂ガスの供給量とほぼ同量の脱脂ガスを脱脂炉２外へ排気する。すなわち、バルブ８２を閉、バルブ９２を開とし、処理空間２０と大気圧との差により、脱脂炉２内の脱脂ガスを、管路７１、傾斜管路７２、高温排気経路９、管路７４および燃焼装置１０を経由して排気する。
【００７７】
脱脂炉２から流出する脱脂ガス中に含まれている有機結合材の成分（分解ガス）は、前記と同様に、燃焼装置１０において燃焼され、大気中に放出される。
【００７８】
また、脱脂ガスが通過する排気経路は、ヒータ１４の作動等により高温に保たれているため、有機結合材の成分が凝集、固化して排気経路内に付着することはなく、よって、脱脂ガスの排気を円滑かつ安定的に行うことができる。
【００７９】
なお、このような高温脱脂処理では、流量調節バルブ６６の開度を比較的大きく設定して、処理空間２０内への脱脂ガスの供給量（流量）を十分に確保する。具体的には、脱脂ガスの供給量は、脱脂炉２の処理空間２０の容量が２〜８m3の場合、好ましくは８０〜４５０リットル／分程度、より好ましくは１３０〜３８０リットル／分程度とすることができる。この好適な供給量は、脱脂炉２の容量等の諸条件に応じて増減する。
【００８０】
本工程における脱脂ガスの種類、組成は、前記第１の工程において使用した脱脂ガスと同一でも異なっていてもよいが、同種のもの、すなわち、同一組成またはガスの主成分が共通するものが好ましい。
【００８１】
本工程における炉内温度（処理温度）は、前記第１の工程のそれより高温域とされ、その最高温度は、好ましくは８００℃程度、より好ましくは６３０℃程度とすることができる。この場合、図２に示すように、本工程における炉内温度は、第１の工程の終了時から経時的に上昇し、次いで高温状態（最高温度）を一定時間保持するようなパターンとされるのが好ましい。
【００８２】
本工程では、空気や不活性ガス（非酸化性ガス）等よりなる脱脂ガスを炉内に流すので、これらの気体を媒介とした熱伝達がなされ、脱脂炉２内の温度分布が安定する。そのため、成形体３１は、均一かつ効率的に脱脂がなされるとともに、脱脂炉２内の昇温速度が大幅に速くなり、脱脂時間が大幅に短縮される。
【００８３】
また、脱脂時間が短縮されることで、脱脂ガスの消費量が低減される。特に、アルゴンガスのような高価な脱脂ガスの消費量が減ることは、製造コストの低減にとって有利である。
【００８４】
＜５＞  前記高温脱脂工程の後、冷却工程（第３の工程）を行う。
【００８５】
本工程では、ヒータ４の作動を停止するかまたはパワーダウンして、炉内温度を下げ、成形体３１を例えば常温まで冷却する。
【００８６】
このとき、流量調節バルブ６６の開度を小さく設定して、少量の脱脂ガスを処理空間２０内へ供給するのが好ましい。これにより、成形体３１の冷却効率が向上し、品質の向上および処理時間の短縮が図れる。
【００８７】
この場合の脱脂ガスの供給量は、前記第２の工程における脱脂ガスの供給量の０．０５〜０．７倍程度であるのが好ましく、０．１〜０．５倍程度であるのがより好ましい。具体的には、脱脂ガスの供給量は、前記と同様の脱脂炉２の容量に対し、好ましくは４〜３１０リットル／分程度、より好ましくは１５〜１７０リットル／分程度とすることができる。
【００８８】
なお、本工程で用いられる脱脂ガスは、前記第２の工程において使用した脱脂ガスと同種のものが好ましい。
【００８９】
また、本工程では、脱脂ガス排気系７は、ヒータ１４および燃焼装置１０を作動状態とし、バルブ８２を閉、バルブ９２を開とし、脱脂炉２内の脱脂ガスを、管路７１、傾斜管路７２、高温排気経路９、管路７４および燃焼装置１０を経由して排気する。この際、液溜り１１に溜った液体成分は、ヒーター１３で加熱されて気化され、管路７２、９１、７４、燃焼装置１０を通り、大気へ放出される。このときも前記第１、第２の工程と同様の効果が得られる。
【００９０】
＜６＞  以上のようにして得られた脱脂済の成形体３１（脱脂体）は、例えば焼結炉（図示せず）で焼成して焼結され、金属焼結体となる。
【００９１】
この場合、焼結条件は、特に限定されず、例えば温度１０００〜１４００℃程度で１５〜３０時間程度とされる。また、焼結雰囲気は、例えば、５×１０-2 torr 以下（特に、１×１０-2〜１×１０-6 torr ）の減圧（真空）下、または窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスとされる。
【００９２】
なお、焼結炉は、別途用意されたものでもよいが、本発明の脱脂装置１における脱脂炉２を焼結炉として兼用することもできる。この場合には、脱脂済の脱脂体を脱脂炉２から焼結炉へ移送する作業が省略されるので、生産性の向上に寄与する。
【００９３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、脱脂ガス排気系より有機成分を除去する作業等が不要となるかまたは減少するので、装置のメインテナンスが容易であるとともに、脱脂ガスの排気を円滑に行うことができる。
【００９４】
特に、低温排気経路と高温排気経路とを設けた場合には、脱脂効率が向上し、脱脂体の品質の向上および脱脂時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱脂装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の脱脂装置の脱脂処理時における脱脂炉内の温度および圧力の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１          脱脂装置
２          脱脂炉
２０        処理空間
３          載置台
３１        成形体
４          ヒータ
５          撹拌装置
５１        モータ
５２        撹拌羽根
６          脱脂ガス供給系
６１、６２、６３  管路
６４        選択バルブ
６５        管路
６６        流量調節バルブ
７          脱脂ガス排気系
７１        管路
７２        傾斜管路
７３        合流部
７４        管路
８          低温排気経路
８１        管路
８２        バルブ
８３、８４  ポンプ
９          高温排気経路
９１        管路
９２        バルブ
１０        燃焼装置
１１        液溜り
１２        タンク
１３、１４  ヒータ
【図１】
0003679902.tif 000002
【図２】
0003679902.tif 000003