DD228193B1 - Anlage zum kurzzeitsintern von formkoerpern - Google Patents

Description

Ofenkomplex die Anlage zur Entfernung des Preßhilfsmittels vorzuschalten, wobei der Probentransport mit oder ohne Schleuse erfolgt.

Die vom Preßhilfsmittel befreiten Formkörper werden auf einer Unterlage, einem Schiffchen oder Band als Transportmittel in den Ofenkomplex eingeführt und auf der Unterlage stehend oder liegend, in dichter oder lockerer Packung, vorzugsweise in eintägiger Einreihen-Anordnung oder einlagiger Mehrreihen-Anordnung, unter Schutzgas oder im Vakuum durch den Ofenkomplex und die Abkühlzone mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit geleitet, so daß sich die festgelegten Temperaturprofile einstellen und die Haltezeiten eingehalten werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an 2 Ausführungsbeispielen erläutert werden.

Die Anlage besteht aus einem Entwachsungsofen zur Entfernung des Preßhilfsmittels aus dem Formkörper und einem Ofenkomplex mit 2 Heizzonen mit getrennt einstellbaren Temperaturprofilen und der Abkühlzone. Zur Realisierung des ersten Temperaturprofils wird ein Strahlungserwärmungsofen eingesetzt, der so ausgelegt ist, daß in den zu sinternden Formkörpern eine Temperatur von 1500 K erreicht wird, zur Realisierung des zweiten Temperaturprofils wird eine HF-Energieübertragungseinrichtung verwendet, die keramikisoliert ist, bei einer Frequenz von 40OkHz arbeitet, eine Temperatur von 1823 K in den zu sinternden Formkörpern bewirkt und an den Enden mit Glaskeramikflanschen zur elektrischen Isolierung versehen ist. Daran schließt sich die Abkühlzone an, die im ersten Drittel keramikisoliert und danach wassergekühlt ist. Die Formkörper, Hartmetallwendeschneidplatten aus Wolframkarbid mit 6Gew.-% Kobalt und 2Gew.-% Hartparaffin als Preßhilfsmittel, Abmessungen 15 χ 15 χ 5mm, werden auf 2mm dicken Graphitschiffchen in einlagiger Einreihen-Anordnung stehend mit einer Geschwindigkeit von 0,3 mm/s durch die Anlage geführt. Nach Entfernen des Preßhilfsmittels im Entwachsungsofen werden die Formkörper in der ersten Heizzone auf 1500 K erwärmt, die Temperatur 3min gehalten, in der zweiten Heizzone die Formkörper mit einer Geschwindigkeit von 200K/min auf die Temperatur von 1823K gebracht und die Temperatur 3 min gehalten, innerhalb von 5 min kühlen die Formkörper in der Abkühlzone auf 1073 K ab, die weitere Abkühlung bis zum Entnehmen der Formkörper aus der Anlage erfolgt in 10 min. Die Anlage wird mit Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von Vh₂ = 300l/h durchströmt.

Ausführungsbeispiel 2

Zur Sinterung von aus Molybdänpulver gepreßten Stäben der Abmessungen 19 χ 19 x 500 mm wird die Temperatur der ersten Heizzone so eingestellt, daß die Temperatur der zu sinternden Formkörper 1473 K beträgt und die zweite Heizzone so ausgelegt, daß die Temperatur 2273 K beträgt, die Temperaturen werden in beiden Heizzonen 10 min gehalten. Die Stäbe werden auf einem metallischen Bandstreifen, Dicke 0,5 mm, mit einer Geschwindigkeit von V₅ = 0,1 mm/s durch die Anlage geführt. Die Sinterung erfolgt ebenfalls, wie bei Ausführungsbeispiel 1, unter strömendem Wasserstoff.

Die im erfindungsgemäßen Ofenkomplex kurzzeitgesinterten Formkörper zeigen innerhalb und zwischen den Formkörpern Eigenschaften, die mit denen auf herkömmliche Weise gesinterten Formkörpern vergleichbar sind oder bessere Eigenschaften aufweisen. Erfindungsgemäß können auch Proben solcher Geometrie mit besseren Eigenschaften gesintert werden, die durch konventionelle Induktionserwärmung bisher nicht oder nicht in der erforderlichen Qualität gesintert werden konnten.

Claims (2)

1. Anlage zum Kurzzeitsintern von Formkörpern im Vakuum, Schutzgas oder reduzierender Atmosphäre, bestehend aus
2. 2 Ofenkomplexen mit getrennt einstellbaren Temperaturprofilen, wobei das erste Temperaturprofil durch Strahlungserwärmung, direkte oder indirekte Induktionserwärmung und das zweite Temperaturprofil durch Induktionserwärmung mittels einer suszeptorfreien Hochfrequenz-Energieübertragungseinrichtung mit einer Frequenz von größer gleich 10OkHz eingestellt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Übergänge zwischen den Teilen des Ofenkomplexes elektrisch isoliert sind, die zu sinternden Formkörper sich auf einer Unterlage befinden, die keine eigenschaftsverschlechternde Wechselwirkungen mit den Formkörpern eingeht, und die Temperatur der Unterlage gleich oder tiefer der Probentemperatur ist.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie und ist zweckmäßigerweise bei der Herstellung von Sinter- oder Verbundformkörpern anwendbar.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Es ist bekannt, zu Formkörpern gepreßte Pulver, aus denen das Preßhilfsmittel entfernt wurde, mit Strahlungserwärmungseinrichtungen zu sintern (u.a. Schatt, Pulvermetallurgie, Sinter- und Verbundwerkstoffe, Deutscher Verlag der Grundstoffindustrie, Leipzig 1978). Nachteilig ist bei diesen bekannten Verfahren, daß auf Grund der geringen Aufheizgeschwindigkeiten lange Wärmebehandlungszeiten im Bereich von Ѵг bis zu einigen Stunden erforderlich sind. Die Strahlungserwärmungseinrichtungen schließen Temperaturunterschiede zwischen und innerhalb der einzelnen Formkörper nicht aus, so daß selbst innerhalb einer Sintercharge Formkörper mit einheitlichen Eigenschaften nur bedingt erhalten werden. Durch die DE-OS 2342051 ist zur Verkürzung der Wärmebehandlung eine Anlage bekannt, die aus einem Ofenkomplex mit 2 Heizzonen besteht, die getrennt einstellbare Temperaturprofile aufweisen. Das erste Temperaturprofil wird durch Strahlungserwärmung erzeugt und erwärmt die zu sinternden Formkörper auf eine Temperatur unterhalb der Sintertemperatur. Das zweite Temperaturprofil wird durch Induktion mit einer Frequenz < 1 kHz realisiert und bringt die Formkörper schnell auf Sintertemperatur.

   Bekannt ist weiterhin eine suszeptorfreie HF-Induktionserwärmungsanlage nach DD-WP 128129, die kurze Aufheizzeiten ermöglicht. Für die Herstellung von Formkörpern mit über den Probenquerschnitt gleichen Eigenschaften ist die Ausbildung einer homogenen Temperaturverteilung in axialer und radialer Richtung erforderlich, und sie stellt an die Induktortechnik hohe Anforderungen. Nur unter bestimmten Voraussetzungen, die von der Probenanordnung und der Probengeometrie abhängig sind, ist die Induktionserwärmung für das Sintern pulvermetallurgischer Formteile anwendbar. Nachteilig ist weiterhin, daß die effektiven Temperaturzonen durch die Induktorlängen begrenzt sind, insbesondere dann, wenn innerhalb eines Induktions-Energieübertragers spezielle Temperaturprofile mit verschiedenem Temperaturniveau eingestellt werden sollen. Eine Verlängerung der Induktorlängen ist durch das Auftreten hoher Spannungen an den Enden begrenzt und stellt erhöhte Anforderungen an die Durchschlagfestigkeit der Isolation. Durch Aneinanderreihen von Erwärmungseinrichtungen gleicher oder unterschiedlicher Wärmeerzeugungsart wird versucht, erforderliche Temperaturprofile zu realisieren. Nachteilig ist dabei, daß beim Zusammenschalten von Erwärmungseinrichtungen nur ein Teil der gesamten Ofenlänge als effektiv wirksame Temperaturzonen nutzbar ist, was zur Verminderung im Durchsatz führt.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, die Wärmebehandlungszeiten zu verkürzen, Eigenschaftsunterschiede innerhalb und zwischen den zu sinternden Formkörpern zu vermeiden, die Anwendungsgrenzen beim Sintern von Teilen zu erweitern und die Durchsatzmengen zu erhöhen.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, mit der die Aufheizgeschwindigkeit erhöht wird, Temperaturunterschiede innerhalb und zwischen den Formkörpern reduziert werden und die effektiv wirksamen Temperaturzonen verlängert werden.

   Die Aufgabe ist mit einer Anlage gelöst, die, wie bekannt, aus 2 Ofenkomplexen mit getrennt einstellbaren Temperaturprofilen besteht, wobei das erste Temperaturprofil durch Strahlungserwärmung, direkte oder indirekte Induktionserwärmung und das zweite Temperaturprofil durch Induktionserwärmung mittels einer suszeptorfreien Hochfrequenz-Energieübertragungseinrichtung mit einer Frequenz von größer gleich 10OkHz eingestellt werden und erfindungsgemäß die Übergänge zwischen den Teilen des Ofenkomplexes elektrisch isoliert sind, die zu sinternden Formkörper sich auf einer Unterlage befinden, die keine eigenschaftsverschlechternde Wechselwirkungen mit den Formkörpern eingeht und die Temperatur der Unterlage gleich oder tiefer der Probentemperatur ist. An den Ofenkomplex schließt sich wie bekannt eine Abkühlzone an, die durch die Wahl der Isolierung und ihrer Länge eine definierte Abkühlung bewirkt. Zweckmäßig ist es, vor den