JP3679902B2

JP3679902B2 - Degreasing equipment

Info

Publication number: JP3679902B2
Application number: JP19739397A
Authority: JP
Inventors: 祥二高橋; 宏州神澤; 克己村上
Original assignee: Seiko Epson Corp; Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp; Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JPH1143704A

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a degreasing furnace for performing a degreasing process on a compact including a raw material powder and an organic binder.
[0002]
[Prior art]
When producing a metal product by sintering a metal powder molded body, the metal powder injection molding (MIM) is performed by mixing and kneading the metal powder and the organic binder and injection molding using the kneaded product. : Metal Injection Molding) method is known.
[0003]
The molded body produced by this MIM method is subjected to degreasing treatment (debinding treatment) using a degreasing device before being subjected to sintering.
[0004]
A conventional degreasing apparatus includes a degreasing furnace for degreasing a molded body in a high temperature environment, a degreasing gas supply system for supplying a degreasing gas to the inside of the degreasing furnace, and a degreasing gas used for degreasing to the outside of the degreasing furnace. It comprises a degreasing gas exhaust system for exhausting, and a vacuum pump for depressurizing the inside of the degreasing furnace is installed in the degreasing gas exhaust system.
[0005]
Further, since the degreasing gas used for degreasing contains an organic binder component such as wax, if the degreasing gas sucked by the vacuum pump is directly released into the atmosphere, the environment is adversely affected. For this reason, the degreasing gas exhaust system is provided with a trap for capturing the organic binder component in the degreasing gas. This trap has a structure in which the degreasing gas is cooled by a refrigerant pipe, and the organic binder component in the degreasing gas is removed by agglomeration and solidification.
[0006]
However, such a configuration requires a cleaning operation to remove the solidified organic binder component from the trap and its surroundings so that the performance of the defatted gas exhaust system is not deteriorated. In addition to requiring labor, the degreasing apparatus cannot be operated continuously for this work, and there is a disadvantage that productivity is low.
[0007]
In addition, since the trap removal capability is limited, organic binder components that could not be removed may adhere to the vacuum pump, resulting in reduced performance of the vacuum pump, and in some cases the vacuum pump may become inoperable. There are things to do.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a degreasing device that is easy to maintain and that can smoothly exhaust a degreasing gas.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (9) below.
[0010]
(1) A degreasing furnace for performing a degreasing process on a molded body including a raw material powder and an organic binder, a degreasing gas supply system for supplying a degreasing gas to the inside of the degreasing furnace, and a degreasing gas used for degreasing A degreasing apparatus having a degreasing gas exhaust system for exhausting out of the degreasing furnace,
The degreasing gas exhaust system includes at least one pump for depressurizing the inside of the degreasing furnace, and a combustion device installed on the downstream side of the pump,
During the operation of the pump, the temperature of the pump chamber is maintained at a temperature at which the components of the organic binder contained in the degreasing gas are not liquefied .
[0011]
(2) The degreasing gas exhaust system has a low temperature exhaust path used when degreasing in a low temperature range and a high temperature exhaust path used when degreasing in a high temperature range, The degreasing furnace according to (1), wherein the pump is installed in the middle.
[0012]
(3) The degreasing furnace according to (2), wherein the combustion device is installed on a downstream side of a joining portion between the low temperature exhaust path and the high temperature exhaust path.
[0013]
(4) A high vacuum pump and a low vacuum pump located downstream thereof are installed in the low temperature exhaust path, and during the operation of these two pumps, the temperature of the pump chamber is adjusted to the degreasing temperature. The degreasing furnace according to the above (2) or (3), which is maintained at a temperature at which the components of the organic binder contained in the gas are not liquefied .
[0014]
(5) The degreasing furnace according to any one of (1) to (4), wherein the pump is a dry pump.
[0015]
(6) The degreasing furnace according to any one of (1) to (5), wherein each part of the degreasing gas exhaust system is heated to a temperature of 50 ° C. or higher.
[0016]
(7) The degreasing furnace according to any one of (1) to (6), wherein a liquid reservoir is installed upstream of the pump of the degreasing gas exhaust system.
[0017]
(8) The degreasing furnace according to any one of (7), wherein the liquid reservoir includes a heater capable of heating and vaporizing the stored liquid.
[0018]
(9) The degreasing furnace according to (1) to (8), wherein the molded body is a molded body obtained by metal injection molding.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the degreasing apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the degreasing apparatus of the present invention.
[0022]
First, before explaining the configuration of the degreasing apparatus of the present invention, a molded body used for degreasing will be described.
[0023]
As the molded body 31 to be degreased, metal, non-metal, or raw material powder mixed with them is used, and examples include those molded by compression molding (compact molding), extrusion molding, injection molding, etc. The metal powder is preferably molded by a metal powder injection molding method (MIM method). This metal powder injection molding method has an advantage that a metal sintered product having a complicated and fine shape can be manufactured with high dimensional accuracy. Hereinafter, the manufacturing process will be described sequentially.
[0024]
First, a metal powder, which is a raw material powder, and an organic binder (organic binder) are prepared, and these are kneaded by a kneader to obtain a kneaded product (compound).
[0025]
The metal of the metal powder is not particularly limited, and examples thereof include all metal elements such as iron, nickel, cobalt, copper, aluminum, tungsten, titanium, molybdenum, vanadium, and alloys thereof. In addition, two or more kinds of metal powders having different compositions can be mixed (mixed powder).
[0026]
The method for producing the metal powder is not particularly limited, and for example, those produced by an atomization method, a reduction method, a carbonyl method, or a pulverization method can be used.
[0027]
The average particle size of such a metal powder is not particularly limited, but is usually preferably about 0.2 to 200 μm, more preferably about 1 to 50 μm.
[0028]
On the other hand, examples of the organic binder include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate, styrene resins such as polystyrene, polyvinyl chloride, poly Various resins such as vinylidene chloride, polyamide, polyester, polyether, polyvinyl alcohol, or copolymers thereof, various waxes, paraffin, higher fatty acids (eg, stearic acid), higher alcohols, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, etc. 1 type or 2 types or more of these can be mixed and used.
[0029]
Further, a plasticizer may be further added. Examples of the plasticizer include phthalic acid esters (eg, DOP, DEP, DBP), adipic acid esters, trimellitic acid esters, sebacic acid esters, and the like, and one or more of these are mixed. Can be used.
[0030]
The content of the metal powder in the molded body before degreasing is not particularly limited, but is preferably about 50 to 97 wt%, and more preferably about 65 to 93 wt%.
[0031]
In the kneading, in addition to the metal powder, the binder, and the plasticizer, various additives such as a lubricant, an antioxidant, a degreasing accelerator, and a surfactant can be added as necessary. .
[0032]
Next, the kneaded product obtained above or the pellets granulated from the kneaded product is used for injection molding by an injection molding machine to produce a molded body having a desired shape. In this case, a molded body having a complicated and fine shape can be easily manufactured by selecting a molding die.
[0033]
The molding conditions for injection molding vary depending on various conditions such as the particle size of the metal powder to be used, the composition of the binder and the blending amount thereof. For example, the material temperature is preferably about 80 to 220 ° C., the injection pressure. Is preferably about ²⁰ to 170 kgf / cm ² .
[0034]
In the above description, the MIM method using metal powder as the raw material powder has been described. However, in the present invention, the raw material powder may be a powder of a metal compound such as various ceramics or cermet. Furthermore, what mixed these and the said metal powder may be used.
[0035]
As shown in FIG. 1, a degreasing apparatus 1 of the present invention includes a degreasing furnace 2 that performs a degreasing process on a molded body 31, a degreasing gas supply system 6 that supplies a degreasing gas to the inside of the degreasing furnace 2, and a degreasing furnace 2. And a degreasing gas exhaust system 7 for exhausting the degreasing gas therein.
[0036]
The degreasing furnace 2 has a processing space 20 in which a substantially sealed state can be maintained. In the processing space 20, a mounting table 3 on which the molded body 31 is mounted is installed.
[0037]
Further, the degreasing furnace 2 is provided with a heater 4 for heating the inside of the processing space 20 and a stirring device 5 for stirring the atmosphere of the processing space 20.
[0038]
The stirring device 5 includes a motor 51 and a stirring blade 52 rotated by the motor 51, and the stirring blade 52 is located in the processing space 20. By the operation of the stirring device 5, the composition (concentration) and temperature distribution of the degreasing gas in the processing space 20 become uniform, and the molded body 31 is degreased more uniformly and efficiently, and defects such as swelling, deformation, and cracking Contributes to preventing the occurrence of
[0039]
The operation of the heater 4 is controlled by a control means (not shown) such as a microcomputer to control the temperature in the processing space 20, particularly a temperature rising pattern as described later.
[0040]
The degreasing furnace 2 includes a degreasing gas supply system 6 that supplies a degreasing gas (carrier gas) to the processing space 20, and a degreasing gas exhaust that exhausts the degreasing gas used for degreasing in the processing space 20 to the outside of the degreasing furnace 2. It is connected to the system 7.
[0041]
The degreasing gas supply system 6 includes pipes 61, 62, and 63 that supply three different types of degreasing gases A, B, and C, respectively, and a selection valve 64 that is installed at the downstream end of the pipes 61, 62, and 63, The pipe 65 connects the selection valve 64 and the inside of the processing space 20, and the flow rate adjustment valve 66 is provided in the middle of the pipe 65.
[0042]
Among these, the selection valve 64 is a valve that selects connection between any one or more of the pipelines 61, 62, and 63 and the pipeline 65. One of the degreasing gases A, B, and C can be supplied alone, or two or more can be mixed and supplied in a predetermined combination.
[0043]
The flow rate adjustment valve 66 is a valve that adjusts the flow rate of the degreasing gas flowing through the pipeline 65.
[0044]
The selection valve 64 and the flow rate adjustment valve 66 are respectively constituted by electromagnetic valves, and the operation of these valves, that is, the selection by the selection valve 64 and the opening degree of the flow rate adjustment valve 66 are controlled by the control means.
[0045]
The degreasing gas exhaust system 7 includes a pipeline 71 communicating with the processing space 20, a liquid reservoir 11 installed at the lower end of the pipeline 71, an inclined pipeline 72 connected in the middle of the pipeline 71, and an inclined pipeline 72, a low-temperature exhaust path 8 and a high-temperature exhaust path 9 formed by branching from the downstream end (right end in the figure), a pipe 74 connected to the downstream side of the junction 73 of both paths 8 and 9, and a pipe The combustion apparatus 10 installed in the middle of the path 74 is provided.
[0046]
The high-temperature exhaust path 9 has a pipe line 91 having one end connected to the inclined pipe line 72 and the other end connected to the joining portion 73, and the pipe line 91 has a pipe line 91 in the vicinity of the inclined pipe line 72. A valve 92 that can open and close the flow path is provided. The valve 92 is an electromagnetic valve.
[0047]
The low-temperature exhaust path 8 has a pipe line 81 having one end connected to the inclined pipe line 72 and the other end connected to the joining portion 73, and in the middle of the pipe line 81 from the upstream side (the inclined pipe line 72 side). In order, a valve 82, a pump 83, and a pump 84 are installed. The valve 82 can open and close the flow path in the pipe 91 and is configured by an electromagnetic valve.
[0048]
The pump 83 installed on the upstream side of the low-temperature exhaust path 8 is a high vacuum pump, and the pressure on the inlet side is, for example, about 1 × 10 ⁻² to 1 × 10 ⁻⁴ torr, and the pressure on the outlet side is For example, it is about 1 × 10 ⁻¹ to 1 × 10 ² torr. Note that these pressures can vary depending on the configuration of the pump 83, and may be lower than, for example, the pressures exemplified above.
[0049]
The pump 84 installed on the downstream side of the pump 83 in the low temperature exhaust path 8 is a low vacuum pump, and the pressure on the inlet side thereof is, for example, about 1 × 10 ⁻² to 1 × 10 ¹ torr. The pressure on the side is, for example, about 1 × 10 ² torr to about atmospheric pressure.
[0050]
During the exhaust of the degreasing gas, the inside of the pump 83 (pump chamber) and the inside of the pump 84 (pump chamber) are maintained at a high temperature by heat generated by the operation of the pump. This temperature is a temperature at which the component (decomposed gas) of the organic binder contained in the degreasing gas passing through the pump is not liquefied, and is, for example, about 50 to 200 ° C. As a result, no component of the organic binder is deposited inside the pumps 83 and 84. Accordingly, the pumps 83 and 84 do not cause performance deterioration and the smooth operation is stably maintained, and the pump chamber 83 Thus, there is an advantage that maintenance work is not required for removing organic components deposited and solidified, and that maintenance is easy.
[0051]
For example, a mechanical booster pump (MBP) can be used as the pumps 83 and 84. In particular, the pump 84 is preferably a dry pump having a pair of eyebrows-shaped rotors. This is because the dry pump does not require an internal lubricating oil and can maintain the high temperature as described above, and thus is particularly effective in preventing the deposition of organic components.
[0052]
The combustion apparatus 10 is an apparatus capable of burning organic components in exhausted degreasing gas. For example, the combustion apparatus 10 includes a burner that uses gas, kerosene, or the like as fuel in the combustion chamber, and generates heat when energized. The thing provided with the heat generating body etc. are mentioned. The combustion temperature in the combustion apparatus 10 is about 700 to 1200 ° C., for example.
[0053]
In each part of the degreasing gas exhaust system 7, that is, for example, in the middle of the pipelines 71, 72, 81, 92, 74, etc., a heater 14 for heating them is installed. During the degreasing step, the heater 14 is heated to preferably maintain the temperature of 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, more preferably 95 ° C. or higher, over almost the entire degreasing gas exhaust system 7. Be drunk. Note that a power source for energizing the heaters 13 and 14 is omitted in the figure.
[0054]
Thus, since each part of the degreasing gas exhaust system 7 is maintained at a predetermined temperature, the components of the organic binder contained in the degreasing gas are prevented from adhering and accumulating in each pipe line, etc. As with the pumps 83 and 84, maintenance is facilitated.
[0055]
The inclined pipe line 72 has an inclined lower end connected to the middle of the pipe line 71. Even if the organic component is liquefied inside the inclined pipe line 72 or the like, the liquid flows into the inclined pipe line 72 due to the action of gravity. It flows down along and is introduced into the liquid reservoir 11.
[0056]
The liquid reservoir 11 includes a tank (drain) 12 for storing the liquid and a heater 13 for heating the liquid in the tank 12 when an organic component or the like contained in the degreasing gas is liquefied. The liquefaction of the organic component may occur, for example, when the temperature of the pipeline is temporarily lowered. The liquid stored in the tank 12 is heated and vaporized by the heater 13, and is combusted and exhausted by the combustion device 10 through the inclined pipe 72, the low temperature exhaust path 8, the high temperature exhaust path 9, and the pipe 74.
[0057]
Providing such a liquid reservoir 11 has the advantage that even when liquefaction of the organic component occurs in the degreasing gas exhaust system 7, it can be removed, vaporized and exhausted again.
[0058]
In such a degreasing apparatus 1, the operations of the valves 82 and 92, the pumps 83 and 93, the heaters 13 and 14, and the combustion apparatus 10 are controlled by the control means.
[0059]
Note that the degreasing apparatus 1 of the present invention may be provided with only one of the pumps 83 and 84, or may be provided with one or more similar pumps. Moreover, the kind of pump is not limited to what was mentioned above, According to various conditions, such as a pressure required of the processing space 20, it can select suitably and can be used.
[0060]
Next, an example of a degreasing method using the degreasing apparatus 1 will be described.
[0061]
<1> The molded body 31 is placed in a predetermined arrangement on the mounting table 3 of the degreasing furnace 2, and then the degreasing furnace 2 is sealed, and the predetermined degreasing selected by the selection valve 64 by the degreasing gas supply system 6. Gas is supplied and filled into the processing space 20.
[0062]
Examples of the degreasing gas include inert gas such as nitrogen gas and argon gas, air, carbon dioxide gas, hydrogen gas, and ammonia decomposition gas, and one or more of these may be mixed. Can be used. An inert gas such as nitrogen gas or argon gas is preferable for preventing deterioration of the molded body 31, and air is preferable for reducing the manufacturing cost.
[0063]
<2> After stopping the supply of the degreasing gas into the degreasing furnace 2, the heater 4 is operated to raise the temperature in the furnace to, for example, about 50 to 70 ° C, and each heater 13 of the degreasing gas exhaust system 7, 14 is operated and heated to a temperature of 80 ° C. or higher (previous process).
[0064]
<3> When the above steps are completed, a low temperature degreasing process (first step) is performed.
[0065]
The heater 4 is intermittently operated while the agitation apparatus 5 is operated to agitate the inside of the degreasing furnace 2, and the heating temperature (in-furnace temperature) of the molded body 31 is increased as a whole. That is, as shown in FIG. 2, the heater 4 is operated for a predetermined time (for example, 1 to 60 minutes), the furnace temperature is increased with time (= first pattern), and then the output of the heater 4 is stopped or decreased. Then, the furnace temperature is kept constant for a predetermined time (for example, 1 to 120 minutes) (= second pattern), and thereafter, the first pattern and the second pattern are alternately repeated. Thereby, the furnace temperature rises stepwise.
[0066]
On the other hand, the degreasing gas exhaust system 7 is operated to bring the atmosphere of the processing space 20 of the degreasing furnace 2 into a reduced pressure state as shown in FIG. That is, the flow control valve 66 and the valve 92 are closed, the valve 82 is opened, the pumps 83 and 84 and the combustion apparatus 10 are operated, and the degreasing gas in the degreasing furnace 2 is supplied to the pipe 71, the inclined pipe 72, the low temperature. Exhaust is performed via the exhaust path 8, the pipe line 74 and the combustion device 10. In this case, the pressure in the degreasing furnace 2 can be arbitrarily set within a range of, for example, 1 × 10 ⁻³ to 1 × 10 ² torr.
[0067]
The degreasing gas flowing out from the degreasing furnace 2 contains a component (decomposed gas) of the organic binder separated from the molded body 31. This component is burned in the combustion device 10 and released into the atmosphere. The
[0068]
Further, since the exhaust path through which the degreasing gas passes is kept at a high temperature by the operation of the heater 14 or the like, the components of the organic binder are not aggregated and solidified (deposited) to adhere to the exhaust path. In particular, since the pumps 83 and 84 have the above-described configuration, the components of the organic binder are not aggregated, solidified and accumulated in the pump chamber and the like, so that the degreasing gas can be exhausted smoothly and stably. It can be carried out.
[0069]
In this low temperature degreasing process, the degreasing process and the exhausting process as described above may be performed while adjusting the opening degree of the flow control valve 66 and supplying a small amount of degreasing gas from the degreasing gas supply system 6. it can. In this case, the decomposition gas generated from the molded body 31 can be efficiently discharged out of the degreasing furnace 2.
[0070]
In the above description, the pumps 83 and 84 are continuously operated. However, the pumps 83 and 84 may be intermittently operated to increase or decrease the pressure in the degreasing furnace 2 at a predetermined cycle.
[0071]
The upper limit of the furnace temperature (heating temperature) in this step is not particularly limited, but it is preferably about 350 ° C., more preferably about 300 ° C.
[0072]
By setting it as the above structures, a molded object can be degreased uniformly and favorably in a shorter degreasing time, and generation | occurrence | production of defects, such as a swelling, a deformation | transformation, and a crack, can be prevented.
[0073]
In this low temperature degreasing step, degreasing may be performed while supplying a small amount of degreasing gas from the degreasing gas supply system 6.
[0074]
<4> After the low temperature degreasing step, a high temperature degreasing treatment (second step) is performed.
[0075]
While agitating device 5 is actuated and the inside of degreasing furnace 2 is agitated, heater 4 is actuated to maintain the heating temperature (inner furnace temperature) of molded body 31 at a high temperature, and degreasing gas supply system 6 is actuated for processing. The degreasing gas selected by the selection valve 64 is supplied into the space 20.
[0076]
At this time, the degreasing gas 7 is exhausted from the degreasing furnace 2 to the outside of the degreasing furnace 2 by the degreasing gas exhaust system 7 in an amount substantially equal to the supply amount of the degreasing gas to the degreasing furnace 2. That is, the valve 82 is closed, the valve 92 is opened, and the degreasing gas in the degreasing furnace 2 is fed into the pipe 71, the inclined pipe 72, the high-temperature exhaust path 9, and the pipe 74 due to the difference between the processing space 20 and atmospheric pressure. And it exhausts via the combustion apparatus 10.
[0077]
The component (decomposed gas) of the organic binder contained in the degreasing gas flowing out from the degreasing furnace 2 is burned in the combustion device 10 and released into the atmosphere as described above.
[0078]
Further, since the exhaust path through which the degreasing gas passes is maintained at a high temperature by the operation of the heater 14 or the like, the components of the organic binder do not aggregate and solidify and adhere to the exhaust path. Can be exhausted smoothly and stably.
[0079]
In such a high temperature degreasing process, the opening degree of the flow rate adjusting valve 66 is set to be relatively large, and a sufficient supply amount (flow rate) of the degreasing gas into the processing space 20 is ensured. Specifically, when the capacity of the processing space 20 of the degreasing furnace 2 is 2 to 8 m ³ , the supply amount of the degreasing gas is preferably about 80 to 450 liters / minute, more preferably about 130 to 380 liters / minute. can do. This suitable supply amount increases or decreases according to various conditions such as the capacity of the degreasing furnace 2.
[0080]
The type and composition of the degreasing gas in this step may be the same as or different from the degreasing gas used in the first step, but the same type, that is, the same composition or the same main component of the gas is preferable. .
[0081]
The furnace temperature (treatment temperature) in this step is set to a higher temperature range than that of the first step, and the maximum temperature is preferably about 800 ° C., more preferably about 630 ° C. In this case, as shown in FIG. 2, the temperature in the furnace in this step is increased over time from the end of the first step, and then the high temperature state (maximum temperature) is maintained for a certain time. Is preferred.
[0082]
In this step, since a degreasing gas composed of air, an inert gas (non-oxidizing gas), or the like is flowed into the furnace, heat transfer is performed through these gases, and the temperature distribution in the degreasing furnace 2 is stabilized. Therefore, the molded body 31 is degreased uniformly and efficiently, the temperature increase rate in the degreasing furnace 2 is significantly increased, and the degreasing time is greatly shortened.
[0083]
Moreover, the consumption of degreasing gas is reduced because the degreasing time is shortened. In particular, a reduction in the consumption of expensive degreasing gas such as argon gas is advantageous for reducing manufacturing costs.
[0084]
<5> After the high-temperature degreasing step, a cooling step (third step) is performed.
[0085]
In this step, the operation of the heater 4 is stopped or powered down to lower the furnace temperature, and the molded body 31 is cooled to room temperature, for example.
[0086]
At this time, it is preferable to supply a small amount of degreasing gas into the processing space 20 by setting the opening degree of the flow control valve 66 small. Thereby, the cooling efficiency of the molded object 31 improves, quality improvement and shortening of processing time can be aimed at.
[0087]
The supply amount of the degreasing gas in this case is preferably about 0.05 to 0.7 times the supply amount of the degreasing gas in the second step, and is about 0.1 to 0.5 times. More preferred. Specifically, the supply amount of the degreasing gas is preferably about 4 to 310 liters / minute, more preferably about 15 to 170 liters / minute, with respect to the capacity of the same degreasing furnace 2 as described above.
[0088]
The degreasing gas used in this step is preferably the same type as the degreasing gas used in the second step.
[0089]
In this step, the degreasing gas exhaust system 7 operates the heater 14 and the combustion apparatus 10, closes the valve 82, opens the valve 92, and removes the degreasing gas in the degreasing furnace 2 from the pipe 71 and the inclined pipe. Exhaust is performed via the path 72, the high temperature exhaust path 9, the pipe line 74 and the combustion device 10. At this time, the liquid component accumulated in the liquid reservoir 11 is heated and vaporized by the heater 13, passes through the pipelines 72, 91 and 74, and the combustion device 10 and is released to the atmosphere. At this time, the same effect as the first and second steps can be obtained.
[0090]
<6> The degreased molded body 31 (degreased body) obtained as described above is fired and sintered in, for example, a sintering furnace (not shown) to form a metal sintered body.
[0091]
In this case, the sintering conditions are not particularly limited, and for example, the temperature is about 1000 to 1400 ° C. and about 15 to 30 hours. The sintering atmosphere is, for example, under a reduced pressure (vacuum) of 5 × 10 ⁻² torr or less (particularly 1 × 10 ⁻² to 1 × 10 ⁻⁶ torr), or an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. It is said.
[0092]
The sintering furnace may be prepared separately, but the degreasing furnace 2 in the degreasing apparatus 1 of the present invention can also be used as a sintering furnace. In this case, the operation of transferring the degreased degreased body from the degreasing furnace 2 to the sintering furnace is omitted, which contributes to improvement in productivity.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operation of removing organic components from the degreasing gas exhaust system becomes unnecessary or reduced, so that the maintenance of the apparatus is easy and the degreasing gas can be smoothly exhausted. It can be carried out.
[0094]
In particular, when a low temperature exhaust path and a high temperature exhaust path are provided, the degreasing efficiency is improved, and the quality of the degreased body can be improved and the degreasing time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a degreasing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing temporal changes in temperature and pressure in a degreasing furnace during a degreasing process of the degreasing apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Degreasing apparatus 2 Degreasing furnace 20 Processing space 3 Mounting stand 31 Molded body 4 Heater 5 Stirrer 51 Motor 52 Stirrer blade 6 Degreasing gas supply system 61, 62, 63 Pipe 64 Selection valve 65 Pipe 66 Flow control valve 7 Degreasing gas Exhaust system 71 Pipe line 72 Inclined pipe line 73 Junction part 74 Pipe line 8 Low temperature exhaust path 81 Pipe line 82 Valves 83 and 84 Pump 9 High temperature exhaust path 91 Pipe line 92 Valve 10 Combustion device 11 Liquid reservoir 12 Tanks 13 and 14 Heater

Claims

A degreasing furnace that performs degreasing treatment on a compact including a raw material powder and an organic binder, a degreasing gas supply system that supplies a degreasing gas to the inside of the degreasing furnace, and a degreasing gas used for degreasing outside the degreasing furnace A degreasing device having a degreasing gas exhaust system for exhausting to
The degreasing gas exhaust system includes at least one pump for depressurizing the inside of the degreasing furnace, and a combustion device installed on the downstream side of the pump,
During the operation of the pump, the temperature of the pump chamber is maintained at a temperature at which the components of the organic binder contained in the degreasing gas are not liquefied .

The degreasing gas exhaust system has a low temperature exhaust path used when degreasing in a low temperature range and a high temperature exhaust path used when degreasing in a high temperature range, and the middle of the low temperature exhaust path The degreasing furnace according to claim 1, wherein a pump is installed.

The degreasing furnace according to claim 2, wherein the combustion device is installed on a downstream side of a joining portion between the low temperature exhaust path and the high temperature exhaust path.

In the low temperature exhaust path, a high vacuum pump and a low vacuum pump located downstream thereof are installed, and during operation of both these pumps, the temperature of the pump chamber is in the degreasing gas. The degreasing furnace according to claim 2 or 3, wherein the component of the organic binder contained is maintained at a temperature at which the component is not liquefied .

The degreasing furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein the pump is a dry pump.

The degreasing furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein each part of the degreasing gas exhaust system is heated to a temperature of 50 ° C or higher.

The degreasing furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein a liquid reservoir is installed upstream of the pump of the degreasing gas exhaust system.

The degreasing furnace according to claim 7, wherein the liquid reservoir includes a heater that can heat and vaporize the stored liquid.

The degreasing furnace according to claim 1, wherein the molded body is a molded body obtained by metal injection molding.