專利名稱：脫脂爐及脫脂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脫脂爐及脫脂方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于燒結(jié)含有金屬粉末的成形體來制造金屬制品的粉末冶金法，由于可以得到同時(shí)復(fù)合成形(Near Net shape)的燒結(jié)體,近年來,在許多工業(yè)領(lǐng)域正在普及。為得到上述成形體，已知有例如將金屬粉末和有機(jī)粘合劑進(jìn)行混合、混煉，并使用該混煉物(混合物)進(jìn)行注射成形的金屬粉末注射成形(MIM :Metal Injection Molding)法。并且，除此之外，還已知有壓縮成形法、擠壓成形法等成形方法。這樣制成的成形體在實(shí)施脫脂處理(脫粘合劑處理)除去有機(jī)粘合劑后，進(jìn)行燒成，得到作為目標(biāo)物的金屬制品(燒結(jié)體)。脫脂處理中，將成形體放入脫脂爐中，通過加熱分解來除去成形體中的有機(jī)粘合劑。在現(xiàn)有的脫脂爐中，一邊使氣體循環(huán)一邊進(jìn)行脫脂，但是存在有時(shí)也將含有有機(jī)粘合劑的分解成分的氣體再次提供給成形體的脫脂而導(dǎo)致脫脂效率低的問題。因此，作為能夠進(jìn)行氣體更換的脫脂爐，專利文獻(xiàn)I中公開有如下脫脂爐，具備收容被處理物的爐主體,振蕩微波的微波生成單元，向爐主體內(nèi)供給脫脂氣體的脫脂氣體供給單元以及加熱脫脂氣體的加熱單元。但是上述裝置中，由于供給到脫脂爐內(nèi)的氣體無論是否有助于脫脂都立刻被排出爐外，因此，氣體的使用量非常多而導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)成本上升。而且，需要設(shè)置用于加熱脫脂氣體的加熱單元，從而無法避免脫脂爐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、大型化。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:特開2003-075077號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種脫脂用氣體的利用效率高的脫脂爐及脫脂方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案上述目的通過以下的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的脫脂爐的特征在于，具有爐主體，形成在水平方向具有長(zhǎng)軸的筒狀；風(fēng)扇，設(shè)置于所述爐主體的內(nèi)部中所述長(zhǎng)軸方向的一個(gè)端部；第一間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的上層部和收容被脫脂體的中層部；第二間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的下層部和所述中層部；加熱單元，用于加熱所述上層部；氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的中央到所述一個(gè)端部的位置，并向所述上層部導(dǎo)入氣體；以及氣體排氣系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的所述氣體導(dǎo)入系統(tǒng)的位置到所述長(zhǎng)軸方向的另一個(gè)端部的位置，并對(duì)所述下層部的氣體進(jìn)行排氣。基于此，由于被構(gòu)成能夠利用比重差將脫脂用氣體和有機(jī)粘合劑分解成分分離，并將脫脂用氣體再次提供給被脫脂體脫脂，因此能夠得到脫脂用氣體利用效率高且運(yùn)轉(zhuǎn)成本低的脫脂爐。而且，能夠得到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單脫脂效率高的脫脂爐。本發(fā)明的脫脂爐中，優(yōu)選地，在觀察與所述長(zhǎng)軸垂直的橫截面時(shí)，所述風(fēng)扇設(shè)置于與所述中層部重疊的位置，且所述上層部的面積與所述下層部的面積的和小于所述中層部的面積?；诖耍谏蠈硬恳约跋聦硬苛鲃?dòng)的氣體的流速大于在中層部流動(dòng)的氣體的流速。其結(jié)果，由于能夠提高基于比重差的氣體的分離效率且更可靠地分離脫脂用氣體和有機(jī)粘合劑分解成分，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更有效地利用脫脂氣體。本發(fā)明的脫脂爐中，優(yōu)選地，在觀察與所述長(zhǎng)軸垂直的橫截面時(shí)，所述爐主體的內(nèi)壁面形成大致圓形，且所述中層部通過沿鉛直方向設(shè)置的第三間壁墻及第四間壁墻與所述爐主體分隔開。基于此，能夠高效率地進(jìn)行爐主體內(nèi)部氣體的更換等。在本發(fā)明的脫脂爐中，優(yōu)選地，所述第二間壁墻設(shè)置為相對(duì)于所述爐主體能夠裝卸。基于此，能夠在在第二間壁墻上裝載有被脫脂體的狀態(tài)下進(jìn)行搬運(yùn)，因此容易對(duì)被脫脂體進(jìn)行操作。本發(fā)明的脫脂方法的其特征在于，所述脫脂方法通過在脫脂爐內(nèi)在加熱條件下使被脫脂體暴露于脫脂用氣體從而進(jìn)行脫脂，所述脫脂爐利用供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體和伴隨著所述被脫脂體的脫脂而產(chǎn)生的有機(jī)粘合劑分解成分的比重差來分離所述脫脂用氣體和所述有機(jī)粘合劑分解成分，并將供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體再次提供給所述被脫脂體的脫脂，同時(shí)將所述有機(jī)粘合劑分解成分向所述脫脂爐外排氣。由此，能夠一邊有效地利用脫脂用氣體一邊高效率地脫脂。本發(fā)明的脫脂方法中，優(yōu)選地，在利用所述比重差進(jìn)行分離時(shí)，使所述脫脂用氣體的溫度和所述有機(jī)粘合劑分解成分的溫度基本相等?；诖耍捎谀軌蚶帽戎夭顚?duì)脫脂用氣體和有機(jī)粘合劑分解成分進(jìn)行分離，因此能夠?qū)⒚撝脷怏w的消耗量控制在最小限度。


圖1是示出本發(fā)明的脫脂爐的實(shí)施方式的縱截面圖。圖2是圖1所示的脫脂爐的橫截面圖。圖3是用于說明本發(fā)明的脫脂方法的實(shí)施方式的縱截面圖。圖4是用于說明本發(fā)明的脫脂方法的實(shí)施方式的縱截面圖。
具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的脫脂爐以及脫脂方法進(jìn)行詳細(xì)說明。脫脂爐首先對(duì)本發(fā)明的脫脂爐進(jìn)行說明。該脫脂爐是通過在加熱下使含有無機(jī)粉末和有機(jī)粘合劑的成形體暴露在脫脂氣體中從而進(jìn)行脫脂的脫脂爐。圖1是示出本發(fā)明的脫脂爐的實(shí)施方式的縱截面圖，圖2是圖1所示的脫脂爐的橫截面圖。圖1所示脫脂爐I包括形成沿水平方向具有長(zhǎng)軸的筒狀的爐主體2 ;設(shè)置于爐主體2內(nèi)部的風(fēng)扇3 ;分割爐主體2內(nèi)部空間的一部分的第一間壁墻41以及第二間壁墻42 ；沿爐主體2內(nèi)壁設(shè)置的加熱器5 (加熱單元)；向爐主體2內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6 ；以及對(duì)氣體進(jìn)行排氣的氣體排氣系統(tǒng)7。并且，將爐主體2的內(nèi)部空間除長(zhǎng)軸方向兩端部以外的部分分隔成上層部201、中層部202和下層部203的三層時(shí)，第一間壁墻41設(shè)置于上層部201和中層部202的分界處，第二間壁墻42設(shè)置于下層部203和中層部202的分界處。供脫脂處理的成形體(被脫脂體)100被收容在中層部202。以下對(duì)脫脂爐I的各部進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1所示爐主體2形成沿水平方向具有軸線的圓筒形狀，一端(圖1左端)被塞住而另一端(圖1右端)開放。而且設(shè)置有前門21以便塞住右端。前門21被設(shè)置成自由開關(guān)，從而能夠?qū)⒊尚误w100收容于中層部202或者從中層部202取出脫脂處理后的成形體 100。在水平方向上，爐主體2的內(nèi)部20被分成圖1中作為左側(cè)端部的左端部204、作為右側(cè)端部的右端部205以及位于左端部204和右端部205之間的中央部206。其中，中央部206被分成上述上層部201、中層部202以及下層部203的三層。爐主體2由例如不銹鋼、耐熱鋼等鐵合金等構(gòu)成。并且，從垂直于長(zhǎng)軸的橫截面觀察時(shí)，爐主體2的內(nèi)壁面可以形成三角形、四邊形、五邊形、六邊形、八邊形之類的多邊形，優(yōu)選形成圓、橢圓之類的大致圓形。由此，能夠高效率地進(jìn)行爐主體2的內(nèi)部20氣體交換
坐寸ο左端部204設(shè)置有風(fēng)扇3。風(fēng)扇3安裝于貫通爐主體2壁部的旋轉(zhuǎn)軸31的一端，旋轉(zhuǎn)軸的另一端與電機(jī)32連接。該風(fēng)扇3通過強(qiáng)制地使提供給爐主體2內(nèi)部20的氣體循環(huán)，從而促進(jìn)成形體100脫脂。另一方面，右端部205設(shè)置有中門22以便將其左右隔開。中門22是設(shè)置有多個(gè)貫通孔的板狀體，作為其構(gòu)成材料可以列舉如不銹鋼、耐熱鋼等。如上所述中央部206設(shè)置有第一間壁墻41以及第二間壁墻42。它們是分別沿水平方向配置的板狀體，并分別在寬度方向上固定于爐主體2的內(nèi)壁。由此，在中央部206，被構(gòu)成為上層部201和中層部202之間以及下層部203和中層部202之間不通氣。構(gòu)成材料并未特別限定，但優(yōu)選不銹鋼、耐熱鋼等。另一方面，由于第一間壁墻41以及第二間壁墻42僅僅設(shè)置在中央部206，因此在左端部204和右端部205處上層部201以及下層部203形成通氣狀態(tài)。另外，也可以將第一間壁墻41以及第二間壁墻42向左端部204和右端部205延長(zhǎng)至不阻礙該通氣的程度。并且，第二間壁墻42優(yōu)選可裝卸地設(shè)在爐主體2。由此，能夠在第二間壁墻42上裝載有成形體100的狀態(tài)下進(jìn)行搬運(yùn)，因此成形體100的操作變得容易。圖2所示脫脂爐I具有與第一間壁墻41以及第二間壁墻42的位置對(duì)齊并沿垂直方向配置的第三間壁墻43以及第四間壁墻44。由此，由第三間壁墻43以及第四間壁墻44夾持的部分與爐主體2分隔開，從垂直于長(zhǎng)軸的橫截面觀察時(shí)，中層部202大致形成為四邊形。其結(jié)果，收容成形體100的空間的環(huán)境可以使氣體的狀態(tài)(氣體濃度等)更均勻，從而能夠使成形體100順利脫脂。另外，可以根據(jù)需要設(shè)置第三間壁墻43以及第四間壁墻44，也可以將其省略。另外，當(dāng)爐主體2內(nèi)部20的總長(zhǎng)設(shè)定為I時(shí)，第一間壁墻41、第二間壁墻42、第三間壁墻43以及第四間壁墻44的長(zhǎng)度即中央部206的長(zhǎng)度優(yōu)選為O. 6以上O. 98以下，更優(yōu)選為O. 7以上O. 95以下。由此，能夠高效率且均勻地對(duì)成形體100進(jìn)行脫脂。并且，左端部204和右端部205的長(zhǎng)度比優(yōu)選為1: 3以上3 :1以下，更優(yōu)選為1: 2以上2 :1以下。由此，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提聞成形體100的脫脂效率。爐主體2上部連接有用于導(dǎo)入脫脂用氣體的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6。圖1所示氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6具有一端與爐主體2的上層部201連接的氣體導(dǎo)入管61 ;與氣體導(dǎo)入管61的另一端連接的氣體供給源62 ;以及控制導(dǎo)入氣體的流量的閥門63。另一方面，爐主體2下部連接有用于對(duì)氣體進(jìn)行排氣的氣體排氣系統(tǒng)7。圖1所示氣體排氣系統(tǒng)7具有一端與爐主體2的下層部203連接的氣體排氣管71 ;與氣體排氣管71的另一端連接的排氣泵72 ;以及控制排氣的氣體流量的閥門73。此外，爐主體2的內(nèi)壁設(shè)置有加熱器5。通過給加熱器5通電，對(duì)內(nèi)部20的氣氛和第一間壁墻41、第二間壁墻42等進(jìn)行加熱，隨之對(duì)成形體100進(jìn)行加熱。圖1示出爐主體2內(nèi)壁的上部、下部設(shè)置有加熱器5的情況，圖2示出爐主體2內(nèi)壁的側(cè)部設(shè)置有加熱器5的情況。加熱器5的設(shè)置位置并不僅限于爐主體2內(nèi)壁，可以位于壁部?jī)?nèi)或外壁，也可以位于第一間壁墻41或第二間壁墻42。脫脂方法接著，對(duì)本發(fā)明的脫脂爐的作用(本發(fā)明的脫脂方法)進(jìn)行說明。圖3、4是用于說明本發(fā)明的脫脂方法的實(shí)施方式的縱截面圖。如上所述，脫脂體是通過在加熱下將包含無機(jī)粉末和有機(jī)粘合劑的成形體暴露于氣體中而除去有機(jī)粘合劑而形成的產(chǎn)物。作為無機(jī)粉末并未特別限定，可以列舉如不銹鋼粉末、Al粉末、Ti粉末之類的各種金屬粉末、氧化鋁粉末、氧化鋯粉末之類的各種陶瓷粉末、碳黑粉末、碳酸纖維粉末之類的各種碳粉末等。另外，作為有機(jī)粘合劑可以列舉如各種樹脂材料等。成形體是例如通過壓縮成形、注射成形、擠出成形等各種成形方法對(duì)包含這些的組合物進(jìn)行成形而得到的產(chǎn)物。這樣得到的成形體100裝載于中央部206的中層部202 (以下，將該空間稱為“處理空間”)。然后關(guān)閉前門21，使氣體排氣系統(tǒng)7運(yùn)轉(zhuǎn)從而對(duì)爐主體2內(nèi)部20殘留的氣體進(jìn)行排氣。在排氣一定時(shí)間后，通過氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6向內(nèi)部20導(dǎo)入脫脂用氣體G1。根據(jù)無機(jī)粉末和有機(jī)粘合劑的組成適當(dāng)選擇導(dǎo)入的脫脂用氣體G1，例如可以列舉出大氣(空氣)、氧氣之類的氧化類氣體、氮?dú)?、氬氣之類的惰性氣體、氨分解氣、氫氣之類的還原類氣體等，可以使用其中一種或兩種以上混合使用。由氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6持續(xù)導(dǎo)入脫脂用氣體G1，另一方面，可以使氣體排氣系統(tǒng)7直接運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以將其停止而自然排氣。如果在該狀態(tài)下給加熱器5通電，則爐主體2的脫脂用氣體Gl被加熱。然后，使風(fēng)扇3運(yùn)轉(zhuǎn)則形成環(huán)境氣體流動(dòng)，從而通過被加熱后的脫脂用氣體Gl加熱成形體100。如圖3所示，在脫脂用氣體Gl由氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6導(dǎo)入之后，在上層部201向右方移動(dòng)，此時(shí)由于在加熱器5附近移動(dòng)，因此高效率地被加熱。到達(dá)右端部205的脫脂用氣體Gl在右端部205向下方移動(dòng)，折返后在處理空間(中層部202)向左方移動(dòng)。然后通過成形體100附近，從而高效率地進(jìn)行脫脂。這種脫脂是通過對(duì)成形體100中的有機(jī)粘合劑進(jìn)行加熱分解而進(jìn)行。由這種加熱分解產(chǎn)生的有機(jī)粘合劑分解成分被卷入脫脂用氣體Gl的氣流中，形成混合氣體(以下稱為“脫脂后氣體G2”)離開成形體100。由此，成形體100周圍總是充滿新的脫脂用氣體G1，因此有機(jī)粘合劑的蒸發(fā)不會(huì)飽和而是會(huì)持續(xù)進(jìn)行。其結(jié)果，能夠提高成形體100的脫脂效率。另外，由脫脂產(chǎn)生的脫脂后氣體G2被吸引到風(fēng)扇3，到達(dá)左端部204。在此，脫脂后氣體G2的氣流被分成向上方或下方，折返后在上層部201或下層部203向右方移動(dòng)。此時(shí)，脫脂后氣體G2中比重相對(duì)較大的有機(jī)粘合劑分解成分G3在左端部204因自重的影響而被分向下方，并在下層部203向右方移動(dòng)。與此相反，脫脂后氣體G2中比重相對(duì)較小的脫脂用氣體G1’在左端部204被分向上方，并在上層部201向右方移動(dòng)。如圖4所示，在下層部203移動(dòng)的有機(jī)粘合劑分解成分G3由氣體排氣系統(tǒng)7排氣并從脫脂爐I中除去。另一方面，脫脂用氣體G1’主要由脫脂用氣體Gl構(gòu)成，但由于在左端部204由于風(fēng)扇3的作用被強(qiáng)制上下分開，因此上述因比重而產(chǎn)生的分離并不嚴(yán)格，也含有有機(jī)粘合劑分解成分G3。因而，脫脂用氣體G1’可以說是脫脂用氣體Gl和有機(jī)粘合劑分解成分G3的混合氣體。該脫脂用氣體G1’在上層部201向右方移動(dòng)，其流動(dòng)途中與由氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6持續(xù)導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl匯合。此時(shí)，兩者向右方移動(dòng)并基本上互不混合。這是因?yàn)?，因脫脂用氣體G1’被充分加熱，所以含有有機(jī)粘合劑分解成分G3的混合氣體的比重相對(duì)較小，在上層部201中也是在上方移動(dòng)，而被導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl因?yàn)槭切聦?dǎo)入的氣體，所以溫度還很低且比重相對(duì)較大。這樣，脫脂用氣體G1’和脫脂用氣體Gl由于其性質(zhì)的差異，因而幾乎不混合而直至移動(dòng)到右端部205。但是，在移動(dòng)至右端部205期間由于脫脂用氣體Gl被充分加熱，因此其比重變小。這樣，脫脂用氣體Gl和脫脂用氣體G1’的溫度大致相等，而是否含有有機(jī)粘合劑分解成分G3對(duì)比重產(chǎn)生影響，因此比重的大小關(guān)系發(fā)生逆轉(zhuǎn)。其結(jié)果，右端部205中脫脂用氣體Gl比重相對(duì)變小，在位于上方的處理空間(中層部202)向左方移動(dòng)。另一方面，脫脂用氣體G1’在右端部205基于比重差而分離成脫脂用氣體Gl和有機(jī)粘合劑分解成分G3。而且，由于在右端部205流速充分降低，因此能夠較嚴(yán)格地進(jìn)行上述分離。于是，分離后的脫脂用氣體Gl向位于上方的處理空間(中層部202)移動(dòng)，有機(jī)粘合劑分解成分G3向下層部203移動(dòng)。其結(jié)果，可以向中層部202提供實(shí)質(zhì)上清潔的脫脂用氣體Gl，從而能夠防止脫脂效率降低。這樣，下層部203中能夠?qū)嵸|(zhì)上選擇性地僅僅移動(dòng)有機(jī)粘合劑分解成分G3并從氣體排氣系統(tǒng)7進(jìn)行排氣，因此不會(huì)徒勞地排出脫脂用氣體G1。由此，通過脫脂爐I可以將脫脂用氣體Gl的消耗量控制在最小限度。如上所述通過脫脂爐1，能夠利用供成形體100脫脂的脫脂用氣體Gl和伴隨著成形體100脫脂產(chǎn)生的有機(jī)粘合劑分解成分G3的比重差對(duì)它們進(jìn)行分離，并將脫脂用氣體Gl再次用于脫脂。為此，有機(jī)粘合劑分解成分G3被提供給脫脂的情況被抑制，從而能夠提高單位時(shí)間的脫脂效率。另外，由于能夠有效利用脫脂用氣體G1，因而能夠控制其使用量并控制運(yùn)轉(zhuǎn)成本上升。而且，由于總是能夠向成形體100提供清潔的脫脂用氣體G1，因此能夠抑制發(fā)生脫脂不均勻等脫脂不良，從而能夠?qū)崿F(xiàn)提高脫脂成品率。 在此，在爐主體2中氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6從長(zhǎng)軸中點(diǎn)開始連接到左側(cè)。通過連接到這樣的位置，因此導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl在到達(dá)右端部205期間被充分加熱。其結(jié)果，能夠防止使成形體100的溫度降低，由此能夠避免降低脫脂效率。并且，到達(dá)右端部205時(shí)由于能夠可靠地使導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl的比重小于脫脂用氣體G1’的比重，因此能夠可靠地進(jìn)行基于比重差的分離。另外，在現(xiàn)有的脫脂爐中也有在氣體導(dǎo)入系統(tǒng)中設(shè)置加熱單元并對(duì)導(dǎo)入的脫脂用氣體進(jìn)行加熱的例子，但根據(jù)本發(fā)明，無需設(shè)置除這種加熱器5以外的加熱單元，因此能夠?qū)崿F(xiàn)脫脂爐I結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。將爐主體2內(nèi)部20的總長(zhǎng)設(shè)定為I時(shí)，如果氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6的連接位置在距離左端長(zhǎng)度為O. 5以下的范圍的話，則脫脂爐I達(dá)到如上所述的效果。并且，優(yōu)選為距離左端不足O. 5的范圍，更優(yōu)選為距離左端O. 4以下的范圍，更加優(yōu)選為距離左端O. 3以下的范圍。另外，在比上述范圍更靠右側(cè)連接氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6時(shí)，導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl未被充分加熱而脫脂效率降低，同時(shí)脫脂用氣體Gl在右端部205向下層部203移動(dòng)而被排氣。而且這種情況下，導(dǎo)入的脫脂用氣體Gl由于以某種程度維持著剛導(dǎo)入后的流速直至到達(dá)右端部205，因此向下層部203移動(dòng)。為此，無法進(jìn)行基于比重差的分離。并且，從防止脫脂用氣體Gl逆流的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述連接位置距離左端O. 01以上。另一方面，在爐主體2中氣體排氣系統(tǒng)7從上述氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6的位置連接至右偵U。通過在這種位置處的連接，能夠可靠地對(duì)有機(jī)粘合劑分解成分G3進(jìn)行排氣。這是因此，由于從右端部205向下層部203移動(dòng)的有機(jī)粘合劑分解成分G3的流速變得最小，存在排氣不暢的可能性，因此通過將氣體排氣系統(tǒng)7連接到右端部205側(cè)，能夠防止排氣不暢。并且，從左端部204向下層部203移動(dòng)的有機(jī)粘合劑分解成分G3由于被風(fēng)扇3推動(dòng)而保持足夠高的流速，因此即使氣體排氣系統(tǒng)7連接到右端部205側(cè)，也不會(huì)發(fā)生排氣不暢。爐主體2內(nèi)部20的總長(zhǎng)設(shè)定為I時(shí)，如果氣體排氣系統(tǒng)7的連接位置在距離右端長(zhǎng)度為O. 5以下的范圍的話，則脫脂爐I達(dá)到如上所述的效果。并且，優(yōu)選為距離右端不足O. 5的范圍，更優(yōu)選為距離左端O. 45以下的范圍。另外，為了即使有機(jī)粘合劑分解成分G3發(fā)生逆流也不會(huì)污染成形體100，優(yōu)選上述連接位置距離右端O. 01以上。此外，中央部206的長(zhǎng)度設(shè)定為I時(shí)，優(yōu)選第一間壁墻41和第二間壁墻42的寬度以及第三間壁墻43和第四間壁墻44的高度分別為O. 05以上O. 4以下，更優(yōu)選為O.1以上O. 3以下。由此而確保足夠的長(zhǎng)度以加熱導(dǎo)入的脫脂用氣體，同時(shí)確保足夠的高度以分離脫脂用氣體Gl和有機(jī)粘合劑分解成分G3。其結(jié)果能夠可靠地進(jìn)行基于比重差的分離。
如上所述，本發(fā)明者通過優(yōu)化氣體導(dǎo)入系統(tǒng)6的連接位置和氣體排氣系統(tǒng)7的連接位置雙方，首次發(fā)現(xiàn)能夠兼顧提高脫脂效率和有效利用脫脂用氣體，從而完成本發(fā)明。并且，由于能夠通過爐主體2、第一間壁墻41、第二間壁墻42、風(fēng)扇3等少數(shù)簡(jiǎn)單部件實(shí)現(xiàn)如上所述的效果，因此盡管脫脂爐I結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，但本發(fā)明在能夠以低成本進(jìn)行高效脫脂這方面有用。此外，對(duì)風(fēng)扇3的風(fēng)量(轉(zhuǎn)數(shù)等)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定以產(chǎn)生如上所述的氣體流量。例如，優(yōu)選設(shè)定為從風(fēng)扇3向下層部203移動(dòng)的有機(jī)粘合劑分解成分G3到達(dá)氣體排氣系統(tǒng)7所需的足夠的風(fēng)量。并且，從垂直于長(zhǎng)軸的橫截面觀察時(shí)，優(yōu)選風(fēng)扇3設(shè)置于不與中層部202重疊的位置。由此分別賦予上層部201和下層部203足夠的流速，從而形成達(dá)到上述效果所需的氣體流動(dòng)。另外，加熱器5只要配置成至少加熱上層部201即可，除此之外的部位設(shè)置的加熱器5也可以省略。另外，關(guān)于爐主體2，觀察垂直于長(zhǎng)軸的橫截面時(shí)，上層部201以及下層部203被設(shè)定為其面積和小于中層部202面積。由此，在上層部201以及下層部203流動(dòng)的氣體流速大于在中層部202流動(dòng)的氣體流速。其結(jié)果，例如在右端部205基于比重差的氣體分離效率提高，從而能夠更可靠地分離脫脂用氣體Gl和有機(jī)粘合劑分解成分G3，因此能夠更加有效地利用脫脂用氣體Gl。上層部201以及下層部203的面積和優(yōu)選為中層部202面積的10%以上50%以下，更優(yōu)選為15%以上45以下。通過設(shè)定為這種范圍，能夠使基于比重差的氣體分離效率最大化。脫脂處理的處理溫度并未特別限定，優(yōu)選為100°C以上750°C以下，更優(yōu)選為150°C以上700°C以下。脫脂處理的處理時(shí)間優(yōu)選為O. 5小時(shí)以上20小時(shí)以下，更優(yōu)選為I小時(shí)以上10小時(shí)以下。出于各種目的(例如縮短脫脂時(shí)間等目的)，脫脂處理也可以分成多次進(jìn)行。例如可以列舉出，前半部分在低溫下、后半部分在高溫下脫脂這種方法和低溫與高溫反復(fù)進(jìn)行的方法等。基于例如打毛刺或形成槽等微小結(jié)構(gòu)等目的，也可以對(duì)得到的脫脂體實(shí)施各種后加工。此外，即使成形體中的有機(jī)粘合劑并未通過脫脂處理而完全除去亦可，例如也可以在脫脂處理結(jié)束時(shí)殘留其中一部分。如上所述地得到的脫脂體被供給到之后的燒成，從而得到金屬燒結(jié)體或陶瓷燒結(jié)體。根據(jù)無機(jī)粉末的組成適當(dāng)選擇燒成氣氛，可以列舉出氧化性氣氛、非氧化性氣氛、這些氣氛的真空或者減壓狀態(tài)(例如1. 33X10_4Pa以上133Pa以下)、氮?dú)?、氬氣等惰性氣體等。根據(jù)無機(jī)粉末的組成適當(dāng)設(shè)定燒成溫度，金屬粉末的情況優(yōu)選為1000°C以上1650°C以下，更優(yōu)選為1050°C以上1500°C以下。此外，陶瓷粉末的情況優(yōu)選為1250°C以上1900°C以下，更優(yōu)選為1300°C以上1800°C以下。
燒成時(shí)間優(yōu)選為0. 5小時(shí)以上20小時(shí)以下，更優(yōu)選為I小時(shí)以上15小時(shí)以下。此外，出于各種目的(例如縮短燒成時(shí)間等目的)，這種燒成工序也可以分成多個(gè)工序(階段)進(jìn)行。這種情況例如可以列舉出，前半部分在低溫下、后半部分在高溫下燒成這種方法和低溫與高溫反復(fù)進(jìn)行的方法等。此外，基于例如打毛刺或形成槽等微小結(jié)構(gòu)等目的，也可以在如上所述的燒成工序后對(duì)得到的燒結(jié)體實(shí)施機(jī)械加工、放電加工、激光加工、蝕刻等。也可以根據(jù)需要對(duì)得到的燒結(jié)體實(shí)施HIP處理(熱等靜壓處理)等。由此能夠?qū)崿F(xiàn)燒結(jié)體的更高密度化。作為HIP處理?xiàng)l件，例如設(shè)定溫度為850°C以上1100°C以下，時(shí)間為I小時(shí)以上10小時(shí)以下。而且，加壓壓力優(yōu)選為50MPa以上，更優(yōu)選為100MPa以上。如上所述得到的燒結(jié)體可以用于何種目的，作為其用途可以列舉出各種結(jié)構(gòu)部件、各種醫(yī)療用結(jié)構(gòu)體等。另外，期待得到的燒結(jié)體的相對(duì)密度例如為95%以上，優(yōu)選為96%以上。這種燒結(jié)體燒結(jié)密度高且外觀及尺寸精度優(yōu)良。對(duì)于燒結(jié)體的拉伸強(qiáng)度，例如在使用金屬粉末時(shí)期待達(dá)到900MPa以上。而且，對(duì)于燒結(jié)體的O. 2%耐力，在例如使用金屬粉末時(shí)期待達(dá)到750MPa以上。以上，基于優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不僅限于此。例如，脫脂爐也可以附加除上述結(jié)構(gòu)物以外的任意結(jié)構(gòu)物。實(shí)施例接著，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。1、脫脂體以及燒結(jié)體的制造實(shí)施例1首先，準(zhǔn)備通過水霧化法制造而得的SUS316L粉末。通過激光衍射方式的粒度分布測(cè)量裝置(MICRO TRAK、日機(jī)裝株式會(huì)社制造、HRA9320-X100)對(duì)SUS316L粉末測(cè)量平均粒徑，測(cè)得平均粒徑為10 μ m。有機(jī)粘合劑使用將聚丙烯和固體石蠟以質(zhì)量比為9 I的方式混合而得的混合物。而且，SUS316L粉末和有機(jī)粘合劑的質(zhì)量比為91 9。然后將上述物質(zhì)混合，用加壓混合機(jī)(攪拌機(jī))進(jìn)行混煉。接著通過造粒機(jī)將得到的混煉物粉碎，得到平均粒徑5mm的顆粒。接著使用得到的顆粒，在材料溫度150°C、注射壓力10· 8MPa(110kgf/cm2)的成形條件下，通過注射成形機(jī)進(jìn)行成形。由此得到成形體。此外，成形體的形狀為直徑O. 5mmX高O. 5mm的圓筒形狀。然后，在溫度500°C、時(shí)間1小時(shí)、氣氛氮?dú)?大氣壓)的脫脂條件下對(duì)成形體IOOkg實(shí)施脫脂處理。由此得到脫脂體。此外，該脫脂使用了圖1、2所示的脫脂爐。脫脂爐的各設(shè)定值如下所示。脫脂爐的各設(shè)定值爐主體的橫截面形狀圓形處理空間的橫截面形狀四邊形氣體導(dǎo)入系統(tǒng)的連接位置距離左端長(zhǎng)度O.1的位置
氣體排氣系統(tǒng)的連接位置距離右端長(zhǎng)度O. 4的位置上層部以及下層部的面積和處理空間面積的25%各間壁墻的長(zhǎng)度爐主體內(nèi)部總長(zhǎng)為I時(shí)O. 9左端部和右端部的長(zhǎng)度比1:1處理空間長(zhǎng)度和寬度的比5 I處理空間長(zhǎng)度和高度的比5 I然后，在溫度1270°C、時(shí)間3小時(shí)、氣氛氮?dú)?大氣壓)的燒成條件下對(duì)脫脂體實(shí)施燒成處理。由此得到燒結(jié)體。脫脂爐的各設(shè)定值示于表I。實(shí)施例2、3除脫脂爐的各設(shè)定值如表I所示地變更以外，其余分別與實(shí)施例1相同地得到燒結(jié)體。實(shí)施例4除使用除去了圖2所示第三間壁墻43以及第四間壁墻44的脫脂爐以外，其余與實(shí)施例1相同地得到燒結(jié)體。此外，脫脂爐的處理空間的橫截面形狀為上部以及下部為水平直線、側(cè)部畫圓弧的橢圓形。并且，隨著該變更，上層部以及下層部的面積相對(duì)減少。脫脂爐的各設(shè)定值示于表I。實(shí)施例5 除無機(jī)粉末的組成以及有機(jī)粘合劑的組成分別變更如下以外，其余分別與實(shí)施例1相同地得到燒結(jié)體。作為無機(jī)粉末，準(zhǔn)備有通過水霧化法制得的平均粒徑為6 μ m的2% N1-Fe合金粉末(EPSON ATMIX(株)制造，真密度為7. 827g/cm3)。此外，2% N1-Fe的組成為:C :0· 4質(zhì)量％以上O. 6質(zhì)量％以下，Si 0. 35質(zhì)量％以下,Mn 0. 8質(zhì)量％以下，P 0. 03質(zhì)量％以下，S 0. 045質(zhì)量％以下，N1:1. 5質(zhì)量％以上2. 5質(zhì)量％以下，Cr :0. 2質(zhì)量％以下，F(xiàn)e :剩余部分。作為有機(jī)粘合劑使用相對(duì)于2% N1-Fe合金粉末100重量份，含有聚乙烯醇O. 8重量份、褐煤蠟O. 04重量份、山梨糖醇酐脂肪酸酯O. 01重量份的物質(zhì)。脫脂爐的各設(shè)定值示于表I。實(shí)施例6除使用除去了圖2所示第三間壁墻43以及第四間壁墻44的脫脂爐以外，其余與實(shí)施例5相同地得到燒結(jié)體。此外，脫脂爐的處理空間的橫截面形狀為上部以及下部為水平直線、側(cè)部畫圓弧的橢圓形。并且，隨著該變更，上層部以及下層部的面積相對(duì)減少。脫脂爐的各設(shè)定值示于表I。比較例1、2除脫脂爐的各設(shè)定值如表I所示地變更以外，其余與實(shí)施例1相同地得到燒結(jié)體。比較例3、4除脫脂爐的各設(shè)定值如表I所示地變更以外，其余與實(shí)施例5相同地得到燒結(jié)體。表I
權(quán)利要求
1.一種脫脂爐，其特征在于，具有 爐主體，形成在水平方向具有長(zhǎng)軸的筒狀； 風(fēng)扇，設(shè)置于所述爐主體的內(nèi)部中所述長(zhǎng)軸方向的一個(gè)端部； 第一間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的上層部和收容被脫脂體的中層部； 第二間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的下層部和所述中層部； 加熱單元，用于加熱所述上層部； 氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的中央到所述一個(gè)端部的位置，并向所述上層部導(dǎo)入氣體；以及 氣體排氣系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的所述氣體導(dǎo)入系統(tǒng)的位置到所述長(zhǎng)軸方向的另一個(gè)端部的位置，并對(duì)所述下層部的氣體進(jìn)行排氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫脂爐，其特征在于， 在觀察與所述長(zhǎng)軸垂直的橫截面時(shí)，所述風(fēng)扇設(shè)置于與所述中層部重疊的位置，且所述上層部的面積與所述下層部的面積的和小于所述中層部的面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫脂爐，其特征在于， 在觀察與所述長(zhǎng)軸垂直的橫截面時(shí)，所述爐主體的內(nèi)壁面形成大致圓形，且所述中層部通過沿鉛直方向設(shè)置的第三間壁墻及第四間壁墻與所述爐主體分隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的脫脂爐，其特征在于， 所述第二間壁墻設(shè)置為相對(duì)于所述爐主體能夠裝卸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫脂爐，其特征在于， 在所述長(zhǎng)軸方向上，當(dāng)所述爐主體的內(nèi)部的總長(zhǎng)為I時(shí)，所述第一間壁墻的長(zhǎng)度及所述第二間壁墻的長(zhǎng)度為O. 6以上O. 98以下。
6.一種脫脂爐，其特征在于，所述脫脂爐通過在爐內(nèi)在加熱條件下使被脫脂體暴露在脫脂用氣體中從而進(jìn)行脫脂， 所述脫脂爐利用供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體和伴隨著所述被脫脂體的脫脂而產(chǎn)生的有機(jī)粘合劑分解成分的比重差來分離所述脫脂用氣體和所述有機(jī)粘合劑分解成分，并將供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體再次提供給所述被脫脂體的脫脂，同時(shí)將所述有機(jī)粘合劑分解成分向所述脫脂爐外排氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫脂爐，其特征在于，具有 爐主體，形成具有長(zhǎng)軸的筒狀； 第一間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的中央部分的上層部和收容被脫脂體的中層部； 第二間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的中央部分的下層部和所述中層部； 氣體循環(huán)單元，在所述中層部形成從所述長(zhǎng)軸方向的一端向另一端的氣流，且在所述中央部分的上層部及所述中央部分的下層部形成從所述另一端向所述一端的氣流； 脫脂用氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，向所述爐主體的內(nèi)部導(dǎo)入脫脂用氣體；以及 氣體排氣系統(tǒng)，設(shè)置成面對(duì)所述中央部分的下層部以對(duì)包含所述有機(jī)粘合劑分解成分的氣體進(jìn)行排氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的脫脂爐，其特征在于，還具有 加熱單元，使在利用所述比重差進(jìn)行分離時(shí)所述脫脂用氣體的溫度和所述有機(jī)粘合劑分解成分的溫度基本相等。
9.一種脫脂方法，其特征在于，所述脫脂方法通過在脫脂爐內(nèi)在加熱條件下使被脫脂體暴露于脫脂用氣體從而進(jìn)行脫脂， 在所述脫脂方法中，利用供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體和伴隨著所述被脫脂體的脫脂而產(chǎn)生的有機(jī)粘合劑分解成分的比重差來分離所述脫脂用氣體和所述有機(jī)粘合劑分解成分，并將供所述被脫脂體的脫脂的所述脫脂用氣體再次提供給所述被脫脂體的脫脂，同時(shí)將所述有機(jī)粘合劑分解成分向所述脫脂爐外排氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫脂方法，其特征在于， 在利用所述比重差進(jìn)行分離時(shí)，使所述脫脂用氣體的溫度和所述有機(jī)粘合劑分解成分的溫度基本相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種脫脂爐及脫脂方法。該脫脂爐的特征在于，具有爐主體，形成在水平方向具有長(zhǎng)軸的筒狀；風(fēng)扇，設(shè)置于所述爐主體內(nèi)部中所述長(zhǎng)軸方向的一個(gè)端部；第一間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的上層部和收容被脫脂體的中層部；第二間壁墻，被設(shè)置為間隔所述爐主體的內(nèi)部中除所述長(zhǎng)軸方向的兩端部以外的部分的下層部和所述中層部；加熱單元，用于加熱所述上層部；氣體導(dǎo)入系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的中央到所述一個(gè)端部的位置，并向所述上層部導(dǎo)入氣體；以及氣體排氣系統(tǒng)，設(shè)置于所述爐主體中從所述長(zhǎng)軸方向的所述氣體導(dǎo)入系統(tǒng)的位置到所述長(zhǎng)軸方向的另一個(gè)端部的位置，并對(duì)所述下層部的氣體進(jìn)行排氣。
文檔編號(hào)F27D7/00GK103033059SQ20121036922
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者中村英文 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社