Способ удаления воска



Способ удаления воска
Способ удаления воска
Способ удаления воска
Способ удаления воска

 


Владельцы патента RU 2518825:

АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН (JP)
АйЭйчАй МАШИНЕРИ ЭНД ФЕНИС КО., ЛТД. (JP)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам удаления воска из порошковых изделий. Одно или множество обрабатываемых изделий нагревают в печи, выдерживают в течение заданного периода времени в интервале температур выше температуры испарения воска и ниже температуры науглероживания обрабатываемых изделий и осуществляют регулирование на основании характеристик испарения органического связующего материала. Способ обеспечивает повышение качества изделий. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу обезжиривания.

Испрашивается приоритет японской патентной публикации № 2009-297251, поданной 28 декабря 2009 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ в качестве ссылки.

Уровень техники

В процессе спекания при нагревании формового порошкового изделия, которому придают заданную форму путем замешивания органического связующего материала, такого как воск, в измельченный исходный материал, связующий материал, включенный в формовое порошковое изделие, удаляется (процесс обезжиривания), и затем конечное изделие получают после спекания формового порошкового изделия внутри печи при дополнительно повышенной температуре. В качестве нагревательной печи, используемой в этом процессе спекания, можно использовать, например, печь для обезжиривающего спекания, описанную в следующем патентном документе 1.

Список литературы

Патентный документ

[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2000-17305.

Сущность изобретения

Техническая проблема

В случае формового порошкового изделия данного вида часто осуществляют крупномасштабную обработку мелких предметов, и обычно формовые порошковые изделия располагают и содержат во внутреннем контейнере, содержащем встроенные полки, и загружают в печь, как описано в патентном документе 1. Чтобы сделать формовые порошковые изделия однородными, необходимо повышать температуру всех формовых порошковых изделий до одинакового уровня во время процесса обезжиривания. Однако вследствие размещения внутри печи, например, различного положения по отношению к нагревателю, возникает разность температур между внешней частью и центральной частью внутреннего контейнера; таким образом возникает разность температур между формовыми порошковыми изделиями. Когда возникает разность температур между формовыми порошковыми изделиями, степень обугливания изделий изменяется вследствие различного время завершения обезжиривания, приводя к изменчивости качества. Существует способ, в котором температуру внутри печи медленно повышают, чтобы уменьшить разность температур между формовыми порошковыми изделиями. Однако данный способ является неэффективным, поскольку требуется продолжительное время, чтобы начать процесс обезжиривания.

Кроме того, аналогично данной изменчивости качества между изделиями, даже когда процесс обезжиривания осуществляют только с одним крупногабаритным формовым порошковым изделием, если возникает разность температур в каждой части формового порошкового изделия, изменчивость качества каждой части возникает таким же образом.

Настоящее изобретение сделано с учетом вышеуказанных проблем, и цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ обезжиривания формового порошкового изделия, в котором можно уменьшить изменчивость качества каждого изделия и изменчивость качества каждой части одного изделия. Кроме того, вторая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ обезжиривания, в котором можно сократить время обработки.

Решение проблемы

Чтобы решить описанные выше проблемы, в настоящем изобретении использованы следующие способы. Таким образом, (1) настоящее изобретение предлагает способ обезжиривания, где один или множество формовых порошковых изделий, содержащих органический связующий материал, нагревают и обезжиривают внутри печи, и включает стадию выдерживания, где температуру внутри печи выдерживают в течение заданного периода времени выше температуры испарения, при которой испаряется органический связующий материал, и ниже температуры, при которой обугливается формовое порошковое изделие.

В настоящем изобретении на стадии выдерживания путем выдерживания температуры внутри печи в течение заданного периода времени можно подавлять увеличение разности температур между формовыми порошковыми изделиями или между частями одного формового порошкового изделия, и можно уменьшать разность температур за счет теплопередачи внутри печи. Кроме того, на стадии выдерживания обеспечивается возможность испарения органического связующего материала из формового порошкового изделия путем выдерживания температуры внутри печи выше температуры испарения органического связующего материала, и возникновение обугливания формового порошкового изделия можно подавлять путем выдерживания при температуре ниже температуры обугливания за счет газа, образующегося при испарении органического связующего материала.

(2) Способ обезжиривания, описанный в п. (1), может включать стадию регулирования, где время стадии выдерживания регулируют на основании характеристики испарения органического связующего материала.

Используя этот способ в настоящем изобретении, можно подавлять индивидуальное различие органического связующего материала или разность скорости повышения температуры между формовыми порошковыми изделиями и осуществлять равномерное обезжиривание между формовыми порошковыми изделиями.

(3) В способе обезжиривания, описанном в п. (1) или (2), первое формовое порошковое изделие и второе формовое порошковое изделие можно размещать в различных положениях друг относительно друга внутри печи, и способ может дополнительно включать первую стадию измерения, где измеряют температуру первого формового порошкового изделия, и вторую стадию измерения, где измеряют температуру второго формового порошкового изделия, и может включать вторую стадию выдерживания, где температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

При использовании этого способа в настоящем изобретении, когда температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения органического связующего материала в течение времени, пока и первое формовое порошковое изделие, и второе формовое порошковое изделие не достигнет температуры испарения органического связующего материала, температуры формовых порошковых изделий становятся приблизительно однородными, и формовые порошковые изделия готовы к повышению до температуры на стадии выдерживания. В результате, даже когда разность между температурой на стадии выдерживания и температурой испарения органического связующего материала является сравнительно большой, органический связующий материал может равномерно обезжириваться между формовыми порошковыми изделиями, и можно подавлять возникновение обугливания формового порошкового изделия вследствие газа, образующегося при испарении органического связующего материала.

(4) Способ обезжиривания, описанный в п. (1) или (2), может дополнительно включать первую стадию измерения, где измеряют температуру первого положения формового порошкового изделия, и вторую стадию измерения, где измеряют температуру второго положения, которое отличается от первого положения, формового порошкового изделия, и может включать вторую стадию выдерживания, где температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

При использовании этого способа в настоящем изобретении, когда выдерживают температуру внутри печи на уровне температуры испарения в течение времени, пока и часть первого положения и часть второго положения одного формового порошкового изделия не достигнет температуры испарения органического связующего материала, температуры частей формового порошкового изделия становятся приблизительно однородными, и части готовы к нагреванию до температуры на стадии выдерживания. В результате, даже когда разность между температурой на стадии выдерживания и температурой испарения органического связующего материала является сравнительно большой, органический связующий материал может равномерно обезжириваться между частями формового порошкового изделия, и можно подавлять возникновение обугливания формового порошкового изделия вследствие газа, образующегося при испарении органического связующего материала.

(5) Способ обезжиривания, описанный в п. (3) или (4), может дополнительно включать стадию повышения температуры, где температуру внутри печи увеличивают выше или до уровня температуры испарения перед началом второй стадии выдерживания.

При использовании этого способа в настоящем изобретении можно сокращать время обработки, поскольку при увеличении температуры внутри печи увеличивается скорость повышения температуры формовых порошковых изделий.

(6) Способ обезжиривания, описанный в пп. (1)-(5), может дополнительно включать стадию установления давления, где регулируют давление атмосферы внутри печи.

При использовании этого способа в настоящем изобретении можно также сокращать время обработки, поскольку при увеличении давления атмосферы внутри печи увеличивается теплопередача к формовому порошковому изделию.

Полезные эффекты изобретения

В настоящем изобретении, используя способ обезжиривания, в котором одно или множество формовых порошковых изделий, содержащих органический связующий материал, нагревают и обезжиривают внутри печи, можно уменьшать изменчивость качества каждого изделия из формовых порошковых изделий, уменьшать изменчивость качества каждой части одного изделия и сокращать время обработки формового порошкового изделия.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет диаграмму, которая показывает конфигурацию печи для обезжиривания в варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет график, описывающий способ обезжиривания в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 представляет график, описывающий способ обезжиривания во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет график, описывающий способ обезжиривания в третьем варианте осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

Далее способ обезжиривания в вариантах осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на сопровождающие чертежи. В следующем описании будет представлен пример случая, в котором воск используют в качестве органического связующего материала, замешанного в порошкообразный исходный материал, и получают формовое порошковое изделие.

Фиг. 1 представляет диаграмму, которая показывает конфигурацию печи для обезжиривания 1 в варианте осуществления настоящего изобретения.

В печи для обезжиривания 1 при нагревании обрабатываемого изделия W, которое представляет собой формовое порошковое изделие, включающее воск (органический связующий материал), при уменьшенном давлении или в вакууме, обрабатываемое изделие W подвергают удалению содержащегося в нем воска (обезжиривают), и затем получают готовое изделие после спекания обрабатываемого изделия W в печи при дополнительно повышенной температуре. Печь для обезжиривания 1, чтобы выдерживать давление даже в том случае, когда изменяется уровень давления внутри печи, включает корпус печи 2, представляющий собой вакуумный резервуар, форма которого имеет приблизительно цилиндрическую конфигурацию. В корпусе печи 2 установлена рубашка водяного охлаждения (не показана), чтобы предотвращать чрезмерное повышение температуры корпуса печи 2.

В корпусе печи 2 установлены полка для размещения 3, на которой находится множество обрабатываемых изделий W, муфель 4, который окружает полку для размещения 3, нагреватель 5, который нагревает обрабатываемое изделие W через муфель 4, и изолирующая камера 6, которая окружает муфель 4 и нагреватель 5. Система подачи газа-носителя 7, которая подает газ-носитель внутри корпуса печи 2, главная система выпуска 8, которая регулирует давление атмосферы внутри печи, и система выпуска для обезжиривания 9, которая выпускает пар воска, образующийся в муфеле 4, соединены с корпусом печи 2. Печь для обезжиривания 1 имеет управляющее устройство (не показано), которое управляет работой каждого компонента, описанного выше.

Полка для размещения 3 имеет конфигурацию полки, оборудованной множеством отделений, которые содержат множество обрабатываемых изделий W. Полка для размещения 3 служит для образования пути передачи тепла от нагревателя 5 к множеству обрабатываемых изделий W. В углу полки для размещения 3, где скорость повышения температуры является максимальной, установлен температурный датчик 51, который измеряет температуру обрабатываемого изделия W1 (первого формового порошкового изделия), расположенного в угловой части. В центре полки для размещения 3, где скорость повышения температуры является минимальной, установлен температурный датчик 52, который измеряет температуру обрабатываемого изделия W2 (второго формового порошкового изделия), расположенного в центре полки для размещения 3. Результаты измерений от температурных датчиков 51 и 52 передаются на управляющее устройство. В качестве температурных датчиков 51 и 52 здесь использована термопара. Однако температуру можно измерять, например, используя бесконтактный датчик, такой как радиационный термометр.

Настоящий вариант осуществления описывает случай, в котором имеется множество обрабатываемых изделий W. Однако когда существует одно обрабатываемое изделие W, можно изготовить полку для размещения 3, которая пригодна для содержания одного обрабатываемого изделия W.

Кроме того, температурные датчики 51 и 52 соответствующим образом расположены, чтобы каждый из них измерял температуру отдельной части одного обрабатываемого изделия W (первое положение и второе положение).

Нагреватель 5 установлен на паре верхнего и нижнего муфеля в виде ящика 4. Нагреватель 5 нагревает муфель 4 путем радиационного нагрева, и обрабатываемое изделие W нагревается косвенным образом, используя тепло, переданное от муфеля 4. Температура нагревателя 5 (температура внутри печи) регулируется управляющим устройством.

В изолирующей камере 6 используют, например, изолятор на основе ваты, такой как графитовая вата или керамическая вата. Изолирующая камера 6 имеет форму ящика и установлена так, что она окружает внешнюю часть муфеля 4 и нагреватель 5.

Система подачи газа-носителя 7 содержит линию подачи газа-носителя 71, которая имеет вид трубы, обеспечивающей подачу газа-носителя внутрь корпуса печи 2. Газ-носитель, поступающий из системы подачи газа-носителя 7, состоит из инертного газа, такого как газообразный азот, газообразный аргон, газообразный гелий или их смесь. Кроме того, в системе подачи газа-носителя 7 установлен датчик давления (не показан), который способен измерять давление атмосферы внутри корпуса печи 2. Результаты измерений от датчика давления передаются в управляющее устройство.

Главная система выпуска 8 содержит главную линию выпуска 81, которая имеет вид трубы, обеспечивающей выведение из муфеля 4. В главной линии выпуска 81 установлены механический насос 82 и ротационный насос 83.

Механический насос 82 и ротационный насос 83 представляют собой последовательные устройства или сочетаются в одном блоке в соответствии со степенью уменьшения давления или откачивания атмосферы внутри муфеля 4 под контролем управляющего устройства. Кроме того, в главной системе выпуска 8 установлен датчик давления (не показан), который способен измерять давление атмосферы внутри муфеля 4. Результаты измерений от датчика давления передаются в управляющее устройство.

Система выпуска для обезжиривания 9 содержит линию выпуска для обезжиривания 91, которая имеет вид трубы, обеспечивающей выведение пара воска, образующегося внутри муфеля 4. В линии выпуска для обезжиривания 91 установлен улавливатель воска 92. Улавливатель воска 92 задерживает воск путем охлаждения пара воска.

Кроме того, линия выпуска для обезжиривания 91 соединена с главной линией выпуска 81 через обводную линию 93, таким образом, выведение пара воска из системы выпуска для обезжиривания 9 осуществляется за счет работы ротационного насоса 83.

Далее способ обезжиривания обрабатываемого изделия W с использованием печи для обезжиривания 1, имеющей вышеуказанную конфигурацию, будет описан со ссылкой на фиг. 2.

Фиг. 2 представляет график, описывающий способ обезжиривания в первом варианте осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 вертикальная ось представляет температуру, и горизонтальная ось представляет время. Кроме того, на фиг. 2 сплошная линия представляет изменение температуры внутри печи (нагреватель 5), штриховая линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W1, и штрихпунктирная линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W2.

Сначала внутри муфеля 4 создают разреженную атмосферу, используя главную систему выпуска 8. Температура испарения (точка испарения) Tv воска при этом, как показано на фиг. 2, составляет приблизительно 260°C.

На стадии S1 через нагреватель 5 пропускают электрический ток, и температура внутри печи увеличивается от комнатной температуры до температуры испарения Tv воска. При этом обрабатываемое изделие W1 и обрабатываемое изделие W2 различаются по степени теплопередачи, поскольку они занимают различные положения, и возникает разность температур.

Затем на стадии S2 температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения Tv в течение заданного периода времени, пока результаты измерений от обоих температурных датчиков 51 и 52 не достигнут температуры испарения Tv (вторая стадия выдерживания).

На этой стадии S2 в течение времени, пока обрабатываемое изделие W1 и обрабатываемое изделие W2 не приблизятся к температуре испарения Tv воска, температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения Tv. Таким образом, когда температуры обрабатываемых изделий W становятся приблизительно одинаковыми, обрабатываемые изделия W готовы к повышению температуры, осуществляемому в процессе обезжиривания на стадии S3. В результате, даже когда разность между температурой обрабатываемого изделия W на стадии S3 и температурой испарения Tv воска является сравнительно большой, обрабатываемые изделия W равномерно очищаются от воска (обезжириваются). Кроме того, можно заранее предотвращать возникновение обугливания вследствие резкого увеличения температуры обрабатываемого изделия W. Стадия S2 в настоящем варианте осуществления заканчивается в соответствующее время, когда результаты измерений от обоих температурных датчиков 51 и 52 достигают температуры T3 (T3=Tv-20°C).

Затем на стадии S3 температуру внутри печи выдерживают выше температуры испарения Tv, при которой испаряется воск, и ниже температуры обугливания, при которой воск обугливается, в течение заданного периода времени (стадия выдерживания).

На этой стадии S3 путем выдерживания температуры внутри печи в течение заданного периода времени осуществляют обезжиривание при одновременном подавлении увеличения разности температур между обрабатываемыми изделиями W, причем разность температур уменьшается за счет теплопередачи внутри печи.

Кроме того, на стадии S3 после того, как температуры обрабатываемого изделия W1 и обрабатываемого изделия W2 достигают уровня T3, замедляется процесс повышения температуры, и температура внутри печи медленно увеличивается до температуры выдерживания T2 (T2=Tv+30°C), и осуществляется процесс, в котором температуру внутри печи выдерживают при температуре выдерживания T2.

На стадии S3 осуществляют испарение воска из обрабатываемого изделия W при выдерживании температура внутри печи выше температуры испарения Tv воска. Если температура внутри печи увеличивается до температуры испарения Tv воска, воск, как правило, испаряется. Однако если температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения Tv, образуется часть, в которой воск испаряется, и часть, в которой воск не испаряется вследствие индивидуальных различий воска или различных условий повышения температуры между обрабатываемыми изделиями W и т.п. Таким образом, в настоящем варианте осуществления обеспечивается испарение воска путем выдерживания температуры внутри печи выше температуры испарения Tv на стадии S3.

Кроме того, на стадии S3 возникновение обугливания обрабатываемого изделия W подавляют путем выдерживания температуры внутри печи на уровне температуры выдерживания T2, которая ниже температуры обугливания обрабатываемого изделия W. Следует отметить, что температура обугливания обрабатываемого изделия W определяется типами воска и давлением внутри печи. Температура обугливания обрабатываемого изделия W в настоящем варианте осуществления, например, представляет собой температуру, которая приблизительно на 50°C выше температуры испарения Tv. Температуру выдерживания T2 устанавливают выше температуры испарения Tv. Однако если она чрезмерно высокая, обрабатываемое изделие W обугливается, а если температура выдерживания T2 слишком близка к температуре испарения Tv, воск может испаряться не полностью. С учетом этих факторов предпочтительная температура выдерживания T2 приблизительно составляет Tv + 30°C.

Кроме того, даже если испарение воска почти завершается в процессе медленного повышения температуры, существуют индивидуальные различия в характеристиках испарения воска. В результате может не быть обеспечено полное удаление воска из обрабатываемого изделия W в процессе медленного повышения температуры. Таким образом, чтобы регулировать время на стадии S3, далее предусмотрен процесс выдерживания, чтобы сохранять температуру внутри печи на уровне температуры выдерживания T2 в конце стадии 3 (процесс регулирования). В настоящем варианте осуществления процесс выдерживания осуществляют в течение одного часа.

Затем на стадии S4 температуру внутри печи повышают от температуры выдерживания T2 до температуры спекания T1, при которой спекают обрабатываемое изделие W.

Наконец, на стадии S5 температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры спекания T1 в течение заданного периода времени, пока результаты измерений от обоих температурных датчиков 51 и 52 не достигнут температуры спекания T1, и спекают обрабатываемое изделие W. Таким образом, можно обеспечить однородность изделия. Следует отметить, что суммарное время обработки в настоящем варианте осуществления составляет 9,5 часов.

Первый вариант осуществления, описанный выше, представляет собой способ обезжиривания, в котором воск, содержащийся, по меньшей мере, в обрабатываемом изделии W1 и обрабатываемом изделии W2 (формовое порошковое изделие), занимающих различные положения друг относительно друга внутри печи, нагревают и удаляют. В данный способ включена стадия S3 (стадия выдерживания), где температуру внутри печи выдерживают выше температуры испарения Tv, при которой испаряется воск, и ниже температуры, при которой обугливается обрабатываемое изделие W, в течение заданного периода времени. На этой стадии 3 путем выдерживания температуры внутри печи в течение заданного периода времени можно подавлять увеличение разности температур между обрабатываемыми изделиями W или между различными частями одного обрабатываемого изделия W, причем можно уменьшать разность температур между обрабатываемыми изделия W или между различными частями одного обрабатываемого изделия W за счет теплопередачи внутри печи. Кроме того, в процессе выдерживания на стадии S3 обеспечивается испарение воска из обрабатываемого изделия W при выдерживании температуры внутри печи выше температуры испарения Tv воска (температуры испарения органического связующего материала). Кроме того, возникновение обугливания обрабатываемого изделия W можно подавлять путем выдерживания температуры внутри печи ниже температуры обугливания за счет газа, образующегося при испарении воска. Таким образом, в первом варианте осуществления настоящего изобретения можно уменьшать изменчивость качества готового изделия.

Кроме того, в первом варианте осуществления, описанном выше, поскольку стадию регулирования осуществляют на стадии S3, можно подавлять индивидуальные различия воска или различие скоростей повышения температуры между обрабатываемым изделием W1 и обрабатываемым изделием W2 и обеспечивать равномерное обезжиривание обрабатываемых изделий.

Кроме того, в первом варианте осуществления, среди множества обрабатываемых изделий W, по меньшей мере, обрабатываемое изделие W1 (первое формовое порошковое изделие) и обрабатываемое изделие W2 (второе формовое порошковое изделие) занимают различные положения друг относительно друга, и включена первая стадия измерения, где измеряют температуру обрабатываемого изделия W1, и вторая стадия измерения, где измеряют температуру обрабатываемого изделия W2. Кроме того, включена вторая стадия выдерживания, где температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

Таким образом, путем выдерживания температуры внутри печи на уровне температуры испарения в течение времени достижения обоими изделиями, включая обрабатываемое изделие W1 и обрабатываемое изделие W2, температуры испарения воска, температуры обрабатываемого изделия W1 и обрабатываемого изделия W2 становятся приблизительно одинаковыми, и обрабатываемое изделие W1 и обрабатываемое изделие W2 готовы к повышению температуры на стадии выдерживания. В результате, даже когда разность между температурой на стадии выдерживания и температурой испарения воска обрабатываемого изделия W1 и обрабатываемого изделия W2 является сравнительно большой, обрабатываемое изделие W1 и обрабатываемое изделие W2 можно равномерно обезжиривать (удалять из них воск), и можно подавлять возникновение обугливания обрабатываемых изделий W за счет газа, образующегося при испарении воска.

Кроме того, в первом варианте осуществления для одного обрабатываемого изделия W включены первая стадия измерения, где измеряют температуру первого положения обрабатываемого изделия W, и вторая стадия измерения, где измеряют температуру второго положения, которое отличается от первого положения обрабатываемого изделия W.

Кроме того, включена вторая стадия выдерживания, где температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

Таким образом, для одного обрабатываемого изделия W при выдерживании температуры внутри печи на уровне температуры испарения воска в течение времени, пока и часть первого положения, и часть второго положения достигает температура испарения воска обрабатываемого изделия W, температуры частей одного обрабатываемого изделия W становятся приблизительно одинаковыми, и эти части готовы к повышению температуры на стадии выдерживания. В результате, даже когда разность между температурой на стадии выдерживания и температурой испарения воска является сравнительно большой, воск можно равномерно удалять из частей одного обрабатываемого изделия W, и можно подавлять возникновение обугливания обрабатываемого изделия W за счет газа, образующегося при испарении воска.

(Второй вариант осуществления)

Далее второй вариант осуществления настоящего изобретения будет представлен в следующем описании, причем одинаковые условные обозначения относятся к одинаковым или эквивалентным конфигурациям описанного выше варианта осуществления, и это описание будет упрощено или не повторено.

Фиг. 3 представляет график, описывающий способ обезжиривания во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Как и в варианте осуществления, представленном выше, на графике фиг. 3 вертикальная ось представляет температуру, и горизонтальная ось представляет время. Кроме того, на фиг. 3, сплошная линия представляет изменение температуры внутри печи (нагреватель 5), штриховая линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W1, и штрихпунктирная линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W2.

Во втором варианте осуществления, чтобы сокращать время обработки по сравнению с вариантом осуществления, представленным выше, давление атмосферы внутри печи регулируют таким образом, чтобы повышать температуру испарения Tv воска (стадия установления давления). Если увеличивать давление атмосферы внутри печи, можно сокращать время обработки, поскольку увеличивается теплопередача к обрабатываемому изделию W.

Регулирование давления атмосферы внутри печи осуществляют путем управления работой главной системы выпуска 8 или системы подачи газа-носителя 7. В первом варианте осуществления обезжиривание осуществляют при откачивании атмосферы, однако во втором варианте осуществления главную систему выпуска 8 нагревают, заданное количество инертного газа подают из системы подачи газа-носителя 7, и обезжиривание осуществляют при уменьшенном давлении атмосферы, которое превышает давление при откачивании. Как показано на фиг. 3, температура испарения Tv воска во втором варианте осуществления составляет приблизительно 350°C. Если увеличивается температура испарения Tv воска, можно увеличивать количество тепла, передаваемого обрабатываемому изделию W на стадии S1 и стадии S2. Кроме того, если увеличивается температура испарения Tv воска, можно сокращать время повышения температуры, требуемое обрабатываемому изделию W для достижения температуры спекания T1 на стадии S4 и стадии S5, поскольку становится меньшей разность между температурой испарения Tv и температурой спекания T1. Следует отметить, что суммарное время обработки в настоящем варианте осуществления составляет 8,5 часов.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения предложена стадия установления давления в дополнение к стадиям, описанным в первом варианте осуществления. Таким образом, можно сокращать время обработки, поскольку увеличивается давление атмосферы внутри печи, и усиливается теплопередача к обрабатываемому изделию W.

(Третий вариант осуществления)

Далее будет описан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В следующем описании одинаковые условные обозначения относятся к одинаковым или эквивалентным конфигурациям описанного выше варианта осуществления, и это описание будет упрощено или не повторено.

Фиг. 4 представляет график, описывающий способ обезжиривания в третьем варианте осуществления настоящего изобретения. Как и в представленных выше вариантах осуществления, на графике фиг. 4 вертикальная ось представляет температуру, и горизонтальная ось представляет время. Кроме того, на фиг. 4, сплошная линия представляет изменение температуры внутри печи (нагреватель 5), штриховая линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W1, и штрихпунктирная линия представляет изменение температуры обрабатываемого изделия W2.

В третьем варианте осуществления, чтобы сокращать время обработки по сравнению с первым и вторым вариантами осуществления, представленными выше, в дополнение к способу второго варианта осуществления предусмотрена стадия S1' (стадия повышения температуры), на которой температуру внутри печи увеличивают выше или до уровня температуры испарения Tv, перед началом стадии S2.

На стадии S1' при первоначальном повышении температуры температуру внутри печи увеличивают до температуры T4 выше температуры испарения Tv и затем уменьшают до температуры испарения Tv. Уменьшение температуры до температуры испарения Tv на стадии S1' осуществляют, прекращая работу нагревателя 5 и поглощая тепло рубашкой водяного охлаждения в атмосфере внутри печи. За счет этой стадии S1' можно сокращать время обработки, поскольку увеличивается скорость повышения температуры вследствие уменьшения количества тепла, передаваемого обрабатываемому изделию W. Температура обрабатываемого изделия W не увеличивается выше температуры обугливания, поскольку стадию S1' осуществляют перед стадией S2. Кроме того, заранее предотвращается повышение температуры обрабатываемого изделия W на стадии S2. Следует отметить, что суммарное время обработки в настоящем варианте осуществления составляет 7,9 часов.

В третьем варианте осуществления настоящего изобретения предложена стадия повышения температуры в дополнение к стадиям, описанным в первом варианте осуществления. Таким образом, можно сокращать время обработки, поскольку увеличивается температура внутри печи, и увеличивается скорость повышения температуры обрабатываемого изделия W.

Выше в настоящем документе были описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничено представленными выше вариантами его осуществления. Все формы, сочетания и другие характеристики каждого составляющего элемента, представленного в приведенных выше вариантах осуществления, являются примерами, и возможны разнообразные модификации на основании конструкционных требований и других условий без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

Например, в представленных выше вариантах осуществления описана последовательность от стадии S1 через стадию S2 к стадии S3. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и, например, технологический процесс можно осуществлять от стадии S1 до стадии S3, не проходя через стадию S2.

Кроме того, в представленных выше вариантах осуществления описано использование воска в качестве примера органического связующего материала, включенного в формовое порошковое изделие. Однако настоящее изобретение не ограничено этим, и можно использовать различные типы органических связующих материалов, таких как клей.

Кроме того, настоящее изобретение можно применять для обработки не только множества обрабатываемых изделий W, но и одного обрабатываемого изделия W. В представленных выше вариантах осуществления обработку осуществляют, измеряя температуру первого формового порошкового изделия W1 и второго формового порошкового изделия W2 температурными датчиками 51 и 52, соответственно. В случае одного обрабатываемого изделия W этот процесс можно осуществлять, измеряя температуру части в первом положении (например, внутренней части обрабатываемого изделия W) и части во втором положении (например, внешней части обрабатываемого изделия W), которое отличается от первого положения, устанавливая в данных положениях температурные датчики 51 и 52, соответственно, и тогда можно осуществлять способ обезжиривания согласно настоящему изобретению. В результате можно уменьшать изменчивость качества каждой части одного обрабатываемого изделия W.

Промышленная применимость

Используя способ обезжиривания согласно настоящему изобретению, можно уменьшать изменчивость качества каждого изделия из формовых порошковых изделий и уменьшать изменчивость качества каждой части одного изделия и сокращать время обработки формового порошкового изделия.

Список условных обозначений

S2 - стадия (вторая стадия выдерживания)

S3 - стадия (стадия выдерживания)

S1' - стадия (стадия повышения температуры)

Tv - температура испарения (температура испарения органического связующего материала)

W1 - обрабатываемое изделие (первое формовое порошковое изделие)

W2 - обрабатываемое изделие (второе формовое порошковое изделие)

1. Способ удаления воска, в котором одно или множество формовых порошковых изделий, содержащих органический связующий материал, нагревают и удаляют воск внутри печи, включающий:
стадию выдерживания, на которой температуру внутри печи выдерживают в течение заданного периода времени выше температуры испарения, при которой испаряется органический связующий материал, и ниже температуры, при которой науглероживается формовое порошковое изделие, и
стадию регулирования, на которой время стадии выдерживания регулируют на основании характеристик испарения органического связующего материала.

2. Способ удаления воска по п.1, в котором первое формовое порошковое изделие и второе формовое порошковое изделие помещают в различные положения друг относительно друга внутри печи, и дополнительно включающий:
первую стадию измерения, на которой измеряют температуру первого формового порошкового изделия, и вторую стадию измерения, на которой измеряют температуру второго формового порошкового изделия, и
вторую стадию выдерживания, на которой температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

3. Способ удаления воска по п.1, дополнительно включающий:
первую стадию измерения, на которой измеряют температуру первого положения формового порошкового изделия, и вторую стадию измерения, на которой измеряют температуру второго положения, которое отличается от первого положения формового порошкового изделия, и
вторую стадия выдерживания, на которой температуру внутри печи выдерживают на уровне температуры испарения в течение заданного периода времени, пока все результаты измерений с первой стадии измерения и второй стадии измерения не достигнут температуры испарения.

4. Способ удаления воска по п. 2, дополнительно включающий стадию повышения температуры, на которой температуру внутри печи увеличивают выше или до уровня температуры испарения перед началом второй стадии выдерживания.

5. Способ удаления воска по п.3, дополнительно включающий стадию повышения температуры, на которой температуру внутри печи увеличивают выше или до уровня температуры испарения перед началом второй стадии выдерживания.

6. Способ удаления воска по п.1, дополнительно включающий стадию установления давления, на которой регулируют давление атмосферы внутри печи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам удаления пластификатора. .

Изобретение относится к изготовлению конструктивных элементов путем литья под давлением, в частности к способу удаления вспомогательных веществ из заготовки. .

Изобретение относится к способу удаления органического связующего из сырой керамической формы путем окисления органического связующего. .
Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической и металлургической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам термообработки различных изделий в псевдоожиженном слое и может быть использовано при удалении технологической связки из керамического полуфабриката, полученного преимущественно методом горячего литья под давлением.

Изобретение относится к области производства керамических деталей и может быть использовано для изготовления технической керамики методом горячего литья под давлением.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем послойного лазерного синтеза. Может использоваться для производства деталей сложных форм из мелкодисперсных порошков в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к обработке поверхности металлов. Способ получения коррозионно-стойкого покрытия на поверхности нелегированной стали включает подготовку порошка в виде нанокомпозитных частиц Fe-Ni, содержащих 3-10 мас.% никеля, и послойное нанесение его на поверхность нелегированной стали с лазерным спеканием.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу послойного получения трехмерных объектов из порошкового материала путем облучения высокоэнергетическим пучком.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к нанесению покрытий из порошковых материалов посредством послойного лазерного спекания. Может использоваться для упрочнения изношенных рабочих поверхностей стальных изделий, например участков вала, расположенных в зонах подшипников.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу послойного изготовления трехмерных объектов из порошкового материала. Порошковый материал отверждают посредством его облучения высокоэнергетическим электронным лучом, при этом осуществляют регулирование количества ионов, присутствующих в непосредственной близости от того положения, где электронный луч облучает порошковый материал.

Изобретение представляет собой стереолитографическую машину. Последняя содержит емкость (3), приспособленную для содержания текучего вещества и содержащую прозрачное дно (3a), опорную пластину (2), снабженную отверстием (2а) и предназначенную для размещения емкости (3) так, что прозрачное дно (3a) обращено к отверстию (2a), источник (4) излучения, размещенный под опорной пластиной (2) и приспособленный для подачи пучка излучения к прозрачному дну (3a) через отверстие (2a), а также блок (5) управления температурой, приспособленный для поддержания опорной пластины (2) при заданной температуре.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения изделий из порошков лазерным плавлением. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения изделий из порошков путем послойного лазерного спекания. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения изделий из порошков путем послойного лазерного спекания. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии лазерного послойного синтеза деталей, и может применяться в разных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению металлических изделий из порошков селективным лазерным спеканием. Наносят слой керамического порошка, проводят селективное спекание на заданных участках слоя и удаляют указанный материал из неспеченных участков. Между спеченными участками керамического слоя наносят слой порошка металла или сплава той же толщины и проводят селективное спекание на этих участках. Цикл повторяют до осуществления полного формирования изделия. При этом керамика образует при спекании оболочку формируемого изделия. После каждого спекания слоя металла или сплава проводят его расплавление и/или расплавление всего объема металла или сплава, а после полного формирования изделия и кристаллизации расплавленного металла или сплава производят удаление керамики. 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к порошковой металлургии и предназначено для получения изделий из сверхтвердых материалов на основе карбида вольфрама. Может использоваться в машиностроении и металлообрабатывающей промышленности. В шихте в качестве матрицы используются гранулы сплава ВК8 размером 1-5 мкм, составляющие (90±1) мас.%, и монокристаллический нанопорошок карбида вольфрама с размером частиц в диапазоне 10-200 нм с логнормальной функцией распределения частиц нанопорошка по размерам в количестве (10±1) мас.%. После перемешивания шихта подвергается процессу спекания в форме путем нагрева, который проводится в вакууме до 600-700°С в течение 3 часов, с выдержкой в течение 1 часа. Последующий нагрев осуществляют до температуры спекания 1250-1300°С в течение 1 часа с выдержкой в течение 10 мин и охлаждают форму до нормальной температуры. Полученный сплав обладает высокими твердостью, прочностью на изгиб и на сжатие, износостойкостью и радиационной устойчивостью.
Наверх