(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から被処理物の脱ワックス部、焼結部、冷却部が設けられた連続式処理炉において、
前記脱ワックス部は脱ワックス室と搬送室とからなり、前記脱ワックス室は底板の挿入用開口を介して前記搬送室と連通しており、
前記脱ワックス室の内部には、レフレクタで通気可能に囲われて底面部に開口を有し加熱手段を備えた加熱区画が設けられ、更にその内部にワックス蒸気を透過させない材料によって上端面を有する筒状に形成され下端が開放されたマッフルが設けられており、該マッフルの下端部は前記加熱区画の底面部の前記開口に挿入されて下方へ延在し、その下端は前記挿入用開口の周縁部上に固定されて、前記マッフル内は第１真空排気ラインに接続され、かつ不活性ガスの第１導入配管が取り付けられ、前記脱ワックス室は第２真空排気ラインに接続されており、
前記搬送室は上流端に被処理物の搬入口、下流端に搬出口を備え、それぞれ仕切扉によって開閉可能に密閉され、その内部には前記被処理物の搬送手段、および該搬送手段によって搬送されてくるトレイ上の前記被処理物を前記トレイと共に昇降させる昇降手段が配置され、更に前記搬送室は第３真空排気ラインに接続されており、
前記昇降手段はそのロッドの先端に前記挿入用開口を開閉する昇降蓋が固定され、該昇降蓋の中央部に立設された支持柱の途中には底面レフレクタが取り付けられており、前記ロッドが上昇されると前記支持柱が前記トレイを支持して前記被処理物を前記マッフル内へ挿入すると共に、前記底面レフレクタが前記加熱区画の前記底面部の開口を塞ぎ、かつ前記昇降蓋が、上昇時に持ち上げる前記搬送手段の部材と共に、前記マッフルの下端および前記脱ワックス室の前記挿入用開口を密閉するようになっており、
脱ワックス時には前記第１真空排気ライン、前記第２真空排気ラインおよび前記第３真空排気ラインが駆動され、前記昇降手段によって前記被処理物が前記トレイと共に前記マッフル内に挿入されて前記マッフルへ不活性ガスが流入され、前記マッフル内が最も高い真空度とされ、前記加熱手段によって加熱されることにより、前記被処理物から発生するワックス蒸気は前記マッフル内から漏出することなく前記第１真空排気ラインによって排出されて、前記脱ワックス室内および前記搬送室内のワックス蒸気による汚染が防がれていることを特徴とする連続式熱処理炉。
【請求項２】
前記マッフルの前記第１導入管に加えて、前記脱ワックス室に不活性ガスの第２導入管が取り付けられ、前記搬送室に同じく不活性ガスの第３導入管が取り付けられており、
脱ワックス時には、前記マッフル内、前記脱ワックス室内、および前記搬送室内へ不活性ガスが流入されて、前記マッフル内の圧力Ｐ1 、前記脱ワックス室内の圧力Ｐ2 、前記搬送室内の圧力Ｐ3 が次式
Ｐ2 ＞Ｐ1 ＜Ｐ3
で示される関係に維持されることにより、
前記脱ワックス室内および前記搬送室内のワックス蒸気による汚染が更に高度に防がれている請求項１に記載の連続式熱処理炉。
【請求項３】
前記搬送手段が前記昇降蓋を挿通可能に形成された比較的大きい開口を有する搬送台、該搬送台の前記比較的大きい開口上に重ねて置かれ前記支持柱を挿通可能に形成された比較的小さい開口を有するトレイ受け用断熱板、および前記トレイ受け用断熱板の前記比較的小さい開口に重ねて置かれる前記トレイからなる載置搬送系と、これを前記搬入口から前記搬出口へ搬送する駆動系とからなり、
前記被処理物が前記脱ワックス室の直下となる位置で停止される前記載置搬送系に対して、前記昇降蓋が上昇され前記支持柱が前記トレイを前記被処理物と共に前記マッフル内に挿入する時に、前記昇降蓋が、上昇時に持ち上げる前記トレイ受け用断熱板と共に、前記マッフルの下端および前記脱ワックス室の前記挿入用開口を密閉する請求項２に記載の連続式熱処理炉。
【請求項４】
前記第１真空排気ラインと前記第２真空排気ラインの外周、および前記脱ワックス室の外壁が断熱材で覆われており、脱ワックス時においてワックス蒸気の液化が防がれている請求項１から請求項３までの何れかに記載の連続式熱処理炉。
【請求項５】
前記ロッドの軸心部および前記ロッドの先端の前記昇降蓋の中央部を上下に貫通する孔が穿設され、前記孔の前記ロッドの下端側はバルブを介してワックス回収槽に連結されており、脱ワックス時に液状化するワックスの排出路とされている請求項１から請求項４までの何れかに記載の連続式熱処理炉。
【請求項６】
一連の脱ワックス、焼結、冷却の操作の完了した前記被処理物と共に前記連続式熱処理炉から大気中へ取り出された後、再び未処理の被処理物と共に前記連続式熱処理炉内へ搬入され、前記脱ワックス室の前記マッフル内へ挿入されて真空下に加熱される部品は前記トレイのみとされており、大気中での吸着水分等による脱ワックス時におけるガス放出が極少量となるようにされている請求項１から請求項５までの何れかに記載の連続式熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属やセラミックスの微粒子を燒結するための連続式熱処理炉に関するものであり、更に詳しくは、脱ワックス室を１室として製造コストを低減させた連続式熱処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばタンタル電解コンデンサやアルニコ磁石などの焼結製品は原料微粉末をワックス（バインダとも称する）と共に所定の形状に加圧成形し、得られる成形体を真空下に加熱して脱ワックスした後に、原料微粒子を焼結する工程を経て製造される。当初は脱ワックスと燒結とを同一の真空炉内で行なうバッチ式真空熱処理炉が実用され、現在でも小規模にはバッチ式真空熱処理炉が使用されているが、ワックス蒸気が真空熱処理炉内に付着して残り、これが燒結中に気化して焼結品の品質を低下させるという欠点を有している。
【０００３】
勿論、上記の欠点を改善することは行なわれており、例えば特開昭６１−２９５３０３号公報には、被処理物を収容してワックス除去するためのタイトボックスを炉内に設けたバッチ式真空熱処理炉が開示され、特開昭６２−２３３６７９公報には、専用の排気系を備え被処理物を密閉する脱脂用のインナーケースを設けたバッチ式真空熱処理炉が開示されている。これらは何れも脱ワックス時におけるワックス蒸気がバッチ式真空熱処理炉内に充満することによる炉内の汚染を防いだものであるが、性能的に限界がありバッチ式真空熱処理炉であるために処理能力も小さい。
【０００４】
（従来例１）
バッチ式真空熱処理炉の欠点を克服するものとして連続式真空熱処理炉が開発されたが、ワックスの影響をなくするために複数の脱ワックス室を設けたものが多い。例えば図７は特公平２−３３７６２号公報に係る「燒結装置」に開示されている燒結装置２１０の平面図であり、第１脱ワックス室２１１1 、第２脱ワックス室２１１2 、第１焼結室２１２1 、第２焼結室２１２2 、第１冷却室２１３1 、第２冷却室２１３2 、後室２１４の７室から構成され、各室は開閉自在な仕切弁で隔離されている。そして、第１脱ワックス室２１１１は温度５００〜６００℃、真空度１〜１０-3Ｔｏｒｒ程度の雰囲気下に成形体からワックスの除去が行われ、第２脱ワックス室２１１2は、脱ワックスを更に進めるべく第１脱ワックス室２１１１よりも高温度、高真空度の雰囲気として脱ワックスする。第１焼結室２１２１は温度１２００〜１６００℃、真空度１０-5Ｔｏｒｒ程度の雰囲気に保持されて脱ワックス後の成形体を燒結し、第２焼結室２１２2 は第１焼結室２１２1よりも高温、低圧に保持される。なお、図７において、符号２２１〜２２４は拡散ポンプ、符号２３１〜２３７はルーツブロアポンプ、符号２４１〜２４７は油回転ポンプである。この焼結装置２１０は脱ワックス室を２室設けた例であるが、脱ワックス室を３室設ける場合もある。
【０００５】
このように複数の脱ワックス室を設ける第１義的な意味は脱ワックスを完全に行なうことにあるが、第２義的には第１焼結室が汚染を受けない期間を可及的に長引かせるという意味合いもある。ともあれ、このように複数の脱ワックス室を設けることは、炉材に高価な耐熱性金属を多用するので、装置コストを増大させる。
【０００６】
（従来例２）
一方、局部加熱室を設けた連続式熱処理炉が特公平５−１７４７２号、特公平６−３３９４０号の各公報に開示されている。例えば、特公平６−３３９４０号公報に係る「局部加熱室を有する真空炉」に開示されている実施例の連続式真空炉３１０は、図８の縦断面図に示すような脱ワックス室３０４を備えており、図示していないが、接続されている燒結室も同様に構成されている。真空容器３０２内に画成されている脱ワックス室３０４には、局部加熱室３３０がフェルト状の黒鉛等の断熱材料３５５で通気可能に形成されており、下面は開放され、内部には電熱線３３２が取り付けられている。更に、局部加熱室３３０の内部には、ガスの流通を実質上阻止する材料、例えば金属材料製の区画容器３３３が設けられている。そして、区画容器３３３は局部加熱室３３０の下方へ延出されて下面は開放されており、取付片３３４で真空容器３０２の受片３３５に固定されている。
【０００７】
局部加熱室３３０の下方には上昇手段が設けられており、そのピストンロッド３３８の先端に受座３４１が固定されている。ピストンロッド３３８は搬送ローラ３２０上を搬送されてきた台３５０を被処理物３５６と共に上昇させ下降させる。台３５０にはガスの流通を実質上阻止する材料で形成された区画蓋３５１が取り付けられており、その面積は区画容器３３３の下面の開放部を塞ぐに充分な大きさである。
【０００８】
台３５０と共に昇降される区画蓋３５１の上面には耐熱材料製の支柱３５２が立設されており、上端には被処理物３５６を支えるための受桟３５３が備わっている。支柱３５２の中間部には通気性のある耐熱材料製の閉塞板３５４が取り付けられており、その上面には局部加熱室３３０と同様の断熱材３５５が備えられている。上記の断熱材３５５付き閉塞板３５４は局部加熱室３３０を熱的に密閉できるように、閉塞板３５４の周縁上面が区画容器３３３内の受部材３３６の下面に当接できるようになっている。
【０００９】
この従来例２の脱ワックス室３０４の区画容器３３３内に挿入される被処理物３５６は温度６００℃程度まで加熱されて、ワックス蒸気を発生するが、区画容器３３３に取り付けられた図８では示されていない真空排気用のダクトを経て排出され途中のトラップで除去される。すなわち、ワックスガスが区画容器３３３から漏れ出ることはないので、局部加熱室３３０の断熱材３５５や真空容器３０２はワックス蒸気で汚染されず、また逆に、局部加熱室３３０の断熱材３５５や真空容器３０２から水分などのガスが発生しても区画容器３３３内の被処理物３５６に接触することはないとされているが、なお、ワックスによる汚染と熱処理に障害となる水分等の発生に問題を残している。
【００１０】
すなわち、脱ワックス室３０４、その下方の搬送路は特に真空排気されていないので、区画容器３３３が開放された時などにおいて漏出するワックス蒸気はそのまま脱ワックス室３０４、搬送路を汚染する。また、被処理物３５６のキャリヤを構成する台３５０、支柱３５２、受桟３５３、閉塞板３５４は耐熱材料としてカーボン系材料で形成されることが多い。また、断熱材料３５５は局部加熱室３３０と同じ黒鉛のフェルト状物が使用されている。これらキャリヤは連続式真空炉３１０での燒結が完了すると大気中へ搬出されるがその時に大量の水分を吸着し、再度の使用時に脱ワックス室３０４、燒結室で大量のガスを放出するので、大容量の真空排気系を必要とする。特に、区画容器３３３内へ挿入される断熱材料３５５、受桟３５３、および支柱３５２は真空下に加熱されるので、ガスを容易に放出し被処理物３５６の品質を低下させる。
【００１１】
（従来例３）
これに対してガス放出量を可及的に抑えて脱ワックス室を１室とした連続式熱処理炉が本願出願人の出願による特開平９−１２６６５９号、特開平９−１２６６６０号の各公報に開示されている。図４は上記の各公報の技術的思想に基づいて作製された連続式熱処理炉を構成する脱ワックス部１０１についての被処理物Ｆの搬送方向に平行な縦断面図であり、図５は搬送方向に直角な縦断面図、図６は図４における［６］−［６］線方向の矢視図である。なお、断面の向きによって、図４には図５に示す排気ライン１１０、窒素ガス配管１７３、１７７や電極１２７は示されていない。また、図５においてはチェインベルト１９２等の搬送手段は簡略化して示している。図４、図５、図６を参照して、脱ワックス部１０１は脱ワックス室１１１と搬送室１６１とからなるが、脱ワックス時には脱ワックス室１１１を閉空間として排気すると共に搬送室１６１も排気するようにしてワックスによる汚染が防がれている。また、一連の脱ワックス、燒結、冷却の操作の後に連続式熱処理炉から大気中へ取り出されることにより水分等を吸着し、再び脱ワックス室１１１内へ挿入されて真空下に加熱される部品は被処理物Ｆを載置するトレイ１４４のみとし、脱ワックス時における水分の放出を極小化させている。
【００１２】
すなわち、脱ワックス室１１１は搬送室１６１の天井板の開口の周囲に固定された底板１１４と側壁１１３、天井鏡板１１２とに囲われて形成されており、底板１１４に設けられた挿入用開口１１５を介して搬送室１６１と連通している。天井鏡板１１２と側壁１１３とは断熱材１１６で覆われており、側壁１１３の温度を測定するための温度測定端子１１３ｔが埋め込まれている。また、側壁１１３には排気管１１７が設けられており、排気管１１７にはバルブ１１０Ｖ、ワックス補集用トラップ１１８、およびメカニカルブースタポンプ１１９、油回転ポンプ１２０を備えた排気ライン１１０が接続されている。
【００１３】
脱ワックス室１１１の内部には、複数枚の熱線反射板から形成されているレフレクタ１２３によって加熱区画１２１が通気可能に画成されており、図示せずとも側壁１１３の内面に固定されている。そして加熱区画１２１の底面部には開口１２５が形成されている。レフレクタ１２３の内周側には電熱ヒータ１２６が設置されており（図４では左右に示されているが、実際には全内周面に設けられている）、脱ワックス室１１１の側壁１１３に設けられた電極１２７に接続されている。また、途中に流量計１７１と可変流量バルブ１７２を備えた窒素ガス配管１７３が、脱ワックス室１１１の外部から断熱材１１６と側壁１１３とを貫通して、加熱区画１２１の天井面のレフレクタ１２３の下側に導入されており、その先端部には吹出しノズル１７４が取り付けられている。
【００１４】
搬送室１６１は、図４を参照して、左端に搬入扉１０６、右端に焼結部との仕切扉１０７がそれぞれ開閉可能に取り付けられ、密閉可能とされている。搬送室１６１内には、図６も参照して、２本のチェインベルト１９２が駆動スプロケット１９３と従動スプロケット１９４に巻装して設置されており、電動機１９５で駆動されて、搬送台１４２上の被処理物Ｆを矢印の方向へ搬送する。すなわち、チェインベルト１９２に係合される搬送台１４２の中央部に設けた円形開口の外周部の座ぐりに炭素系材料のトレイ受け用断熱板１４３が置かれ、トレイ受け用断熱板１４３の中央部に設けた円形開口の外周部の座ぐりにトレイ１４４が重ねて置かれ、更に被処理物Ｆはトレイ１４４上に載置されて搬送される。また搬送台１４２は脱ワックス室１１１の直下に停止されるが、その停止位置を固定させるためのストッパ１９７ａ、１９７ｂが停止された搬送台１４２の前後となる位置に設けられており、それぞれの駆動源１９８ａ、１９８ｂによって回動されて作動する。また搬入扉１０６、仕切扉１０７の内側には、搬送台１４２の搬入と搬出を介助するロール１９６ａ、１９６ｂが設けられており、それぞれ駆動スプロケット１９３の軸、従動スプロケット１９４の軸によってチェインで駆動される。更にはチェインベルト１９２の両側にはガイド板１９９が取り付けられている。
【００１５】
そして図５を参照し、搬送室１６１には流量計１７５と流量可変バルブ１７６を備えた窒素ガス配管１７７が設けられており、窒素ガスが流量調整されて先端部１７８から搬送室１６１内へ導入されるようになっている。また、搬送室１６１を排気するための排気管１６７には排気ライン１６０が設けられ、バルブ１６０Ｖを介して、脱ワックス室１１１の排気ライン１１０に接続されている。更に、搬送室１６１の下方の外部に設置されているエヤシリンダ１５９のロッド１５８が搬送室１６１内へ挿通されており、チェインベルト１９２で搬送されてくる搬送台１４２上の被処理物Ｆを脱ワックス室１１１内へ挿入するようになっている。すなわち、ロッド１５８の先端部には４本の支持柱１５２を立設した昇降蓋１５１が固定されており、支持柱１５２の中程には、加熱区画１２１を画成しているレフレクタ１２３と同様なレフレクタ１５３が取り付けられている。
【００１６】
そして、ロッド１５８が昇降蓋１５１と共に一点鎖線で示す位置から上昇されて４本の支持柱１５２の先端がトレイ１４４の下面を支持して持ち上げ、続いて昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板１４３を持ち上げる。ロッド１５８が更に上昇されて被処理物Ｆを脱ワックス室１１１の加熱区画１２１内へ挿入し、トレイ受け用断熱板１４３が脱ワックス室１１１の底板１１４に当接して昇降蓋１５１と共に脱ワックス室１１１を閉じて密閉空間を形成すると同時に、レフレクタ１５３が加熱区画１２１のレフレクタ１２３と一体となって被処理物Ｆの周囲を取り囲むようになっている。
【００１７】
被処理物Ｆの脱ワックスに際しては、被処理物Ｆは搬送台１４２上のトレイ受け用断熱板１４３に重ねたトレイ１４４に載置されて搬入扉１０６から搬送室１６１内へ搬入され、搬送台１４２はチェインベルト１９２によって搬送される。そして、搬入扉１０６が閉じられると同時に、油回転ポンプ１２０、メカニカルブースターポンプ１１９が起動され排気が開始される。搬送台１４２は図示しない機構によって被処理物Ｆを脱ワックス室１１１の直下まで搬送して停止され、ストッパ１９７ａ、１９７ｂによってその位置に固定される。次いで、エヤシリンダ１５９のロッド１５８と共に昇降蓋１５１が一点鎖線で示す位置から上昇され、昇降蓋１５１の支持柱１５２の先端がトレイ１４４の下面を支持して持ち上げ、続いて昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板１４３を持ち上げる。そして、更にロッド１５８が上昇されて被処理物Ｆが脱ワックス室１１１の加熱区画１２１内へ挿入される。
【００１８】
すなわち、被処理物Ｆが脱ワックス室１１１の底板１１４の挿入用開口１１５を経て実線で示すように脱ワックス室１１１の加熱区画１２１内へ挿入され、昇降蓋１５１がトレイ受け用断熱板１４３を脱ワックス室１１１の底板１１４の下面に当接させてロッド１５８の上昇が停止され、被処理物Ｆは脱ワックス室１１１内に収容されると共に、支持柱１５２に取り付けられているレフレクタ１５３がレフレクタ１２３と一体的に被処理物Ｆを取り囲む。また、窒素ガス配管１７３からの窒素ガスが吹出しノズル１７４から加熱区画１２１内の天井部分へ流入され、窒素ガス配管１７７からの窒素ガスが吹出しノズル１７８から搬送室１６１内へ流入される。そして脱ワックス室１１１の圧力Ｐ2 が搬送室１６１内の圧力Ｐ3 よりも低くなるように維持される。被処理物Ｆが減圧下に加熱区画１２１内の電熱ヒータ１２６の輻射熱によって加熱されることにより、被処理物Ｆに含まれているワックスは気化しワックス蒸気となってメカニカルブースタポンプ１１９および油回転ポンプ１２０で排気ライン１１０中を排気され、途中に設けられたワックス捕集用トラップ１１８に捕集される。また、脱ワックス室１１１とその排気管１１７は断熱材１１６によって温度１２０℃程度に保温されるので、ワックス蒸気の凝着が防がれる。
【００１９】
このような操作によって、ワックス蒸気が搬送室１６１内へ流れ込むことが防がれ、搬送室１６１の汚染が防がれる。また、一連の脱ワックス、燒結、冷却の操作の後、再び脱ワックス室１１１内へ挿入されて真空下に加熱される部品はトレイ１４４のみとしているので、脱ワックス室１１１内でのガス（特に水分）の発生量は極めて少なくなっており、被処理物Ｆの焼結品の品質低下が防がれている。なお、所定の脱ワックス操作が完了すると、ロッド１５８が下降され、トレイ１４４とその上の被処理物Ｆは搬送室１６１内の搬送台１４２上にトレイ受け用断熱板１４３と共に戻されて、チェインベルト１９２により続く燒結部へ送り込まれる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例３の連続式熱処理炉においては、脱ワックス時に、脱ワックス室１１１の底板１１４の挿入用開口１１５を昇降蓋１５１とトレイ受け用断熱板１４３とで塞いで脱ワックス室１１１内を密閉空間とし、かつ脱ワックス室１１１の圧力Ｐ2 を搬送室１６１の圧力Ｐ3よりも低くしているので、ワックス蒸気が搬送室１６１内へ流れ込むことはないが、脱ワックス室１１１内において、電熱ヒータ１２６に直面しない構成部品や内壁のコーナー部の表面にワックス蒸気が接触し液化して付着することによって、脱ワックス室１１１が汚染され、昇降蓋１５１が下降されて脱ワックス室１１１と搬送室１６１とが連通された時に、付着ワックスが何らかの原因によって流下したり、気化されて流れ込み搬送室１６１を汚染する場合がある。
【００２１】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、脱ワックス室、搬送室がワックスによって汚染されることなく、被処理物の脱ワックスを効果的に施すことができ、脱ワックス室を１室とした低装置コストの連続式熱処理炉を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を実施の形態によって例示すれば、図２、図３は連続式熱処理炉１００の脱ワックス部１の縦断面図であり、図２は脱ワックス前の状態、図３は脱ワックス中の状態を示し、従来例３の図５に対応する図である。脱ワックス部１は脱ワックス室１１と搬送室６１とからなり、脱ワックス室１１の底板１４の挿入用開口１５を介して搬送室６１と連通している。
【００２３】
脱ワックス室１１の内部にはレフレクタ２３で囲われて加熱区画２１が通気可能に画成されており、その内周側には電熱ヒータ２６が設置されている。また、加熱区画２１の内部には、ワックス蒸気を透過させない材料、例えば耐熱性の金属板３３によって上端面を有する筒状に形成され下方を開放されたマッフル３１が設けられている。マッフル３１の下端部は加熱区画２１の底面部の開口に挿入されて下方へ延在し、その下端は底板１４の挿入用開口１５の周縁部に固定されている。そして、マッフル３１はその枝管３６を介して脱ワックス室１１の側壁１３の排気管３７に連結され、排気管３７にはバルブ３０Ｖ、ワックス捕集用トラップ３８、およびメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０を備えた排気ライン３０が接続されている。また、脱ワックス室１１を排気するための側壁１３に設けられた排気管１７には脱ワックス室１１の排気ライン１０が設けられ、バルブ１０Ｖを介してマッフル３１の排気ライン３０に接続されている。
【００２４】
図２を参照して、搬送室６１には炭素系材料からなるトレイ受け用断熱板４３、耐熱金属製のトレイ４４、および被処理物Ｆを重ねて載置したステンレス鋼製の搬送台４２が簡略化して示したチェインベルト９２によって搬送されてくる。また搬送室６１には下方の外部に設置されているエヤシリンダ５９のロッド５８が挿通されており、ロッド５８の先端部には挿入用開口１５を開閉する昇降蓋１５が固定されている。昇降蓋５１の中央部にはトレイ４４を支持して持ち上げる支持柱５２が立設され、支持柱５２の中程には、底面レフレクタ５３が取り付けられている。そして、ロッド５８が昇降蓋５１と共に上昇されると、支持柱５２の先端がトレイ４４の下面を支持して持ち上げ、続いて昇降蓋５１がトレイ受け用断熱板４３を持ち上げる。ロッド５８が更に上昇されて被処理物Ｆを脱ワックス室１１の加熱区画２１内に設けたマッフル３１内へ挿入し、トレイ受け用断熱板４３が脱ワックス室１１の底板１４に当接して昇降蓋５１と共に脱ワックス室１１の挿入用開口１５を閉じて密閉空間が形成される。この時、トレイ受け用断熱板４３は断熱部材として、かつパッキン部材として作用する。
【００２５】
更には、マッフル３１内へは流量計８１、流量可変バルブ８２を備えた窒素ガス配管８３によって、加熱区画２１内へは流量計７１、流量可変バルブ７２を備えた窒素配管７３によって、搬送室６１内へは流量計７５、流量可変バルブ７６を備えた窒素ガス配管７７によって、不活性ガスとしての窒素ガスがそれぞれ流量調整されて導入されるようになっている。
【００２６】
脱ワックス時においては、図１、図２を参照し、被処理物Ｆを搬入する搬送台４２が搬送室６１内へ搬入され、搬入扉６が閉じられると、油回転ポンプ４０、メカニカルブースタポンプ３９が駆動されて、マッフル３１内、脱ワックス室１１内、搬送室６１内が排気され、図３に示すように、昇降蓋５１、支持柱５２、底面レフレクタ５３を備えたロッド５８が上昇されて被処理物Ｆがトレイ４４と共にマッフル３１内へ挿入される。この時、昇降蓋５１に伴われて上昇するトレイ受け用断熱板４３が脱ワックス室１１の底板１４に当接して、昇降蓋５１と共に脱ワックス室１１の底板１４の挿入用開口１５を密閉し、被処理物Ｆは、レフレクタ２３からなる加熱区画２１のマッフル３１内において、レフレクタ２３、２３’と底面レフレクタ５３とに囲まれた状態となる。そして、窒素ガス配管８３、７３、７７からマッフル３１内、脱ワックス室１１内、搬送室６１内へそれぞれ流量調整されて窒素ガスが流入され、マッフル３１内の圧力Ｐ1 、脱ワックス室１１内の圧力Ｐ2 、搬送室６１内の圧力Ｐ3が次式
Ｐ2  ＞  Ｐ1 ＜  Ｐ3
で示される関係に維持され、マッフル３１内の被処理物Ｆは電熱ヒータ２６からの幅射熱によって加熱されて脱ワックスされる。この時、脱ワックス室１１の外壁とワックス蒸気の排気ライン１０、３０は断熱材で覆われており、ワックス蒸気の液化が防がれる。
【００２７】
このような脱ワックス処理が行われることにより、被処理物Ｆから発生するワックス蒸気はマッフル３１から外部へ漏出することなくメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０によって排気ライン３０中を排気され、途中に設けられたワックス捕集用トラップ３８において捕集される。従って、脱ワックス室１１内および搬送室６１内がワックス蒸気によって汚染されることはない。
【００２８】
更には、使用されている部品のうち連続式熱処理炉１００から大気中へ取り出されて水分等を吸着した後、繰り返してマッフル３１内で真空下に加熱される部品は被処理物Ｆを載置する金属製のトレイ４４のみであり、脱ワックス時に発生する水分等のガスは極度に抑制される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による連続式熱処理炉について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３０】
図１は実施の形態による連続式熱処理炉１００の全体を示す概略断面図である。上流側から順に脱ワックス部１、焼結部２、冷却部３が連結されており、左端に搬入扉６、右端に搬出扉９が設けられ、脱ワックス部１と焼結部２とは仕切扉７によって、焼結部２と冷却部３とは仕切扉８によって仕切られている。
【００３１】
図２に示すように、脱ワックス部１は上部の脱ワックス室１１と下部の搬送室６１とからなり、脱ワックス室１１内には複数枚の熱線反射板からなるレフレクタ２３によって加熱区画２１が通気可能に画成されており、加熱区画２１の内壁側に電熱ヒータ２６が設けられている。また加熱区画２１の内部にはマッフル３１が設けられており、マッフル３１には排気用のメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０が接続されており、挿入される被処理物Ｆを真空下に加熱して真空排気するようになっている。
【００３２】
搬送室６１内には搬送手段としてのチェインベルト９２が設けられており、被処理物Ｆは、これを載置するトレイ４４と共に脱ワックス室１１の直下で停止される。搬送室６１の下方の外部には昇降手段としてのエヤシリンダ５９が設置されており、そのロッド５８が搬送室６１内へ挿通されている。そして、ロッド５８の先端部には脱ワックス室１１を開閉する昇降蓋５１が固定されており、その表面に立設された支持柱５２でトレイ４４を持ち上げるようになっている。
【００３３】
焼結部２は脱ワックス操作の完了した被処理物Ｆを脱ワックス部１よりも高真空度で高温度に加熱して焼結させる箇所であり、細部は異なるものの脱ワックス部１と同様な構造を有している。また、冷却部３では内部の加圧ガスが電動機３で駆動されるファン４によって循環され、熱交換器５によって冷却されて、焼結操作の完了した高温度の被処理物Ｆに吹き付けられ、これを冷却するようになっている。
【００３４】
上記の連続式処理炉１００において、ワックス蒸気による汚染を可及的に防ぐように構成されており、本発明の要部を占める脱ワックス部１について以下に説明する。
【００３５】
図２は図１における［２］−［２］線方向の断面図であり、被処理物Ｆが搬入された状態、すなわち、脱ワックス前の状態を示す。なお、図２と従来例３の図５とは同様な破断方向の断面図である。また図３は図２に続く断面図であり、被処理物Ｆがマッフル３１内に挿入された脱ワックス時の状態を示す。従来例３の図５と比較して明らかなように、本実施の形態による連続式熱処理炉１００の脱ワックス部１は従来例３の脱ワックス部１０１と全体的には同様に構成されているが、大きく異なっているところは、脱ワックス室１１の加熱区画２１内にワックス蒸気を透過させないマッフル３１が設けられていることにある。従って、従来例３の脱ワックス室１１１に対して、実施の形態の連続式熱処理炉１００においては脱ワックス室１１とした如く、実施の形態における各要素の符号には対応する従来例３の要素の符号から１００を減じた数字を付して、両者に共通する要素についての説明は省略し、以降においては、異なる要素についてのみ説明する。
【００３６】
上述したように、脱ワックス室１１内の加熱区画２１内には、ワックス蒸気を透過させない金属板３３で作製され上端面を有する筒状のマッフル３１が設けられており、マッフル３１の下端は開放されている。その下端は加熱区画２１の底面部の開口挿入されて下方へ延在しており、その下端は脱ワックス室１１の底板１４の挿入用開口１５の周縁部上に固定されている。そしてマッフル３１の内周面の下端部には加熱区画２１のレフレクタ２３のレベルに整合させてレフレクタ２３'が環状に取り付けられている。
【００３７】
マッフル３１の側壁には枝管３６が取り付けられ、脱ワックス室１１の側壁１３に設けられた排気管３７と連結されている。排気管３７にはバルブ３０Ｖ、ワックス捕集用トラップ３８、およびメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０を備えた排気ライン３０が接続されている。また脱ワックス室１１の排気管１７には脱ワックス室１１の排気ライン１０が設けられ、バルブ１０Ｖを介してマッフル３１の排気ライン３０に接続されており、搬送室６１の排気管６７には搬送室６１の排気ライン６０が設けられ、バルブ６０Ｖを介して脱ワックス室１１の排気ライン１０に接続されている。更には、途中に流量計８１と制御バルブ８２を備えた窒素ガス配管８３が脱ワックス室１１の外部から、断熱材１６、レフレクタ２３、金属板３３を貫通してマッフル３１内へ導入されている。そのほか、窒素ガス配管７３によって脱ワックス室１１内へ窒素ガスが流入され、窒素ガス配管７７によって搬送室６１内へ窒素ガスが流入されていることは従来例３の場合と同様である。
【００３８】
更には、図３に示すように、必要に応じてエヤシリンダ５９のロッド５８の軸心部および昇降蓋５１の中心部に貫通孔５７が穿設される。そのような場合の一例は使用されているワックスの種類によってはワックスが完全に気化せずに液状化する場合であり、貫通孔５７の下端側に、バルブ５５を介してワックス回収槽５６が連結されて、そのようなワックスの排除や、メンテナンス時のクリーニングに使用される。上述したように、マッフル３１に関連するもの以外の構成要素は従来例３の脱ワックス部１０１と全く同様に構成されている。
【００３９】
次に、脱ワックス部１の作用を説明する。図１、図２を参照して、被処理物Ｆ、トレイ４４、トレイ受け用断熱板４３を重ねて載置した搬送台４２がチェインベルト９２によって搬送室６１内に搬入され搬送室６１の搬入扉６が閉じられると油回転ポンプ４０、メカニカルブースタポンプ３９が起動されて、マッフル３１内、脱ワックス室１１内、搬送室６１内の排気が開始される。搬送台４２は被処理物Ｆを載置したまま脱ワックス室１１の直下まで搬送され、停止、固定される。続いて搬送台４２の下方からエヤシリンダ５９のロッド５８が昇降蓋５１と共に上昇されて、昇降蓋５１に立設されている支持柱５２の先端がトレイ４４の下面を支持して持ち上げ、更に昇降蓋５１がトレイ受け用断熱板４３を持ち上げる。そして、更にロッド５８が上昇されて被処理物Ｆがトレイ４４と共に脱ワックス室１１の加熱区画２１内に設けられているマッフル３１内へ挿入される。
【００４０】
図３を参照して、被処理物Ｆがマッフル３１内へ挿入されると同時に、昇降蓋５１に伴われたトレイ受け用断熱板４３が脱ワックス室１１の底板１４に当接してロッド５８の上昇が停止され、マッフル３１は脱ワックス室１１と共に密閉される。すなわち、トレイ受け用断熱板４３が断熱部材として、かつパッキン部材として働いて昇降蓋５１と共に脱ワックス室１１を密閉する。同時に窒素ガスが窒素ガス配管８３からマッフル３１内へ、窒素ガス配管７３から脱ワックス室１１の加熱区画２１内へ、窒素ガス配管７７から搬送室６１内へそれぞれ流量制御されて流入され、マッフル３１内の圧力Ｐ1 、脱ワックス室１１内の圧力Ｐ2 、搬送室６１内の圧力Ｐ3 が次式
Ｐ2  ＞  Ｐ1 ＜  Ｐ3
で示される関係に維持される。
【００４１】
そして電熱ヒータ２６に通電され輻射熱によってマッフル３１の金属板３３が加熱され、マッフル３１内の被処理物Ｆが真空下に加熱されることにより、被処理物Ｆに含まれているワックスは気化されワックス蒸気となるが、メカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０によって排気ライン３０で排気され、途中に設けられたワックス捕集用トラップ３８において捕集される。
【００４２】
この時、マッフル３１内へ流入されている窒素ガスは被処理物Ｆの脱ワックスが気化されることを介助し、更には排気ライン３０への強制的な流れを作るのでワックス蒸気がマッフル３１の内壁に付着せず脱ワックス効率が向上する。また上述したように、マッフル３１内の圧力Ｐ1 を脱ワックス室１１内の圧力Ｐ2 、搬送室内への圧力Ｐ3よりも低くしているので、脱ワックス室１１、搬送室６１からマッフル３１内へ気体が流入することはあっても、ワックス蒸気がマッフル３１から外へは漏出せず、従って、従来例３で見られたような脱ワックス室１１、搬送室６１のワックスによる汚染は生じない。
【００４３】
また、脱ワックス操作が完了し、ロッド５８と共に昇降蓋５１の下降が開始されてマッフル３１が搬送室６１と連通される時、搬送室６１内の圧力Ｐ3 はマッフル３１内の圧力Ｐ1 よりも高いので、窒素ガスは搬送室６１からマッフル３１内への流れを生じマッフル３１の排気ライン３０で排気される。
【００４４】
更には、一連の脱ワックス、焼結、冷却の操作の操作の後に、連続式処理炉１００から大気中へ取り出されて水分等を吸着した後、マッフル３１内で繰り返して真空下に加熱される部品は金属製のトレイ４４のみとして吸着する水分等の抑制が図られているので、脱ワックス時における水分等のガスの発生が極度に抑えられ焼結品の品質の低下が防がれている。
【００４５】
本発明の実施の形態による連続式熱処理炉１００、特にその脱ワックス部１は以上の様に構成され作用するが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば本実施の形態においては、マッフル３１内への窒素ガスの吹出しノズル８４を天井面に設け、マッフル３１内の排気用の枝管３６を側面に取り付けたが、窒素ガス配管８３をマッフル３１の下端部内へ導入し、排気用の枝管３６をマッフル３１の天井面に取り付けて、窒素ガスを下方から上方へ流すようにして、温度の高いワックス蒸気の排気の効率を高めるようにしてもよい。
【００４７】
また本実施の形態においては、マッフル３１を耐熱性の金属板で形成したが、ワックス蒸気が透過しない耐熱材料であればよく金属に限られない。例えば、カーボンやセラミックスによってマッフル３１を作製してもよい。
【００４８】
また本実施の形態においては、マッフル３１、脱ワックス室１１、搬送室６１の排気を一系列のメカニカルブースタポンプ３９、油回転ポンプ４０で行うようにしたが、２系列以上使用してもよい。
【００４９】
また本実施の形態においては、不活性ガスとして窒素ガスを採用したが、これをアルゴンガス等の希ガスとしてもよく、また脱ワックス、焼結の操作に悪影響を及ぼさないガスである限りにおいてガスの種類は問わない。
【００５０】
また本実施の形態においては、昇降蓋５１と脱ワックス室１１の底板１４とのシールに炭素系材料からなるトレイ受け用断熱板４３を採用したが金属エッヂによるメタルコンタクトとしてもよい。
【００５１】
また本実施の形態においては必要あれば穿設するとしたエヤシリンダ５９のロッド５８の軸心部および昇降蓋５１の中心部の貫通孔５７をマッフル３１からの排気ラインとすることもできる。
【００５２】
また本実施の形態においては、被処理物Ｆを載置するトレイ４４を耐熱金属製としたが、トレイ４４の連続式熱処理炉１０から取り出し後に水分等を吸着させないような管理が可能であれば、これを炭素系材料で作製してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したような形態で実施され、次ぎに記載するような効果を奏する。
【００５４】
本発明の連続式熱処理炉は、脱ワックス室内に設けた通気性の加熱区画内にワックス蒸気を透過させない材料によるマッフルを設け、被処理物の脱ワックスに際しては、マッフル内、加熱区画を含む脱ワックス室内、搬送室内を真空排気し、被処理物をマッフル内へ挿入し密閉してマッフル内に不活性ガスを流入させ、マッフル内の真空度を最も高くして加熱し脱ワックスするようにしたので、脱ワックス室における被処理物の脱ワックスを効果的に施すと共に、その下の搬送室のワックス蒸気による汚染を効果的に防ぐことができ、連続式熱処理炉のメンテナンスの間隔を延長させ、稼動率を向上させることができる。
【００５５】
また、脱ワックス室、搬送室を含む脱ワックス部の汚染が効果的に防がれて、続く焼結部の汚染も防がれることから、脱ワックス室を１室のみとしても十分な脱ワックスが可能であり、結果的に連続式熱処理炉の製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の連続式熱処理炉の全体を示す概略縦断面図である。
【図２】  図１における［２］−［２］線方向の断面図であり、脱ワックス前の状態を示す。
【図３】  図２に続く縦断面図であり、被処理物の脱ワックス時の状態を示す。
【図４】  従来例３の連続式熱処理炉の脱ワックス部の搬送方向に平行な縦断面図である。
【図５】  従来例３の連続式熱処理炉の脱ワックス部の搬送方向に直角な縦断面図である。
【図６】  図４における［６］−［６］線方向の矢視図である。
【図７】  従来例１の燒結装置の平面図である。
【図８】  従来例２の連続式真空炉の脱ワックス室の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  連続式熱処理炉
１１  脱ワックス室
２１  加熱区画
２６  電熱ヒータ
３１  マッフル
３８  トラップ
３９  メカニカルブ−スタポンプ
４３  トレイ受け用断熱板
４４  トレイ
５１  昇降蓋
５８  ロッド
５９  エヤシリンダ
７３  窒素ガス配管
７７  窒素ガス配管
８３  窒素ガス配管
Ｆ    被処理物
【図１】
0003853487.tif 000002
【図２】
0003853487.tif 000003
【図３】
0003853487.tif 000004
【図４】
0003853487.tif 000005
【図５】
0003853487.tif 000006
【図６】
0003853487.tif 000007
【図７】
0003853487.tif 000008
【図８】
0003853487.tif 000009