DE1265346B - Ofen zur Behandlung von zu sinternden, wachsgebundenen Formkoerpern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F27b

Deutsche Kl.: 31 al -14/04

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag:
Auslegetag:

B79245VI a/31 al
7. November 1964
4. April 1968

In der Sintertechnik ist es üblich, das pulverförmige Ausgangsmaterial unter Verwendung eines Bindemittels zu Formkörpern zu pressen, welche dann in einem Ofen bei entsprechend hoher Temperatur zum Endprodukt verarbeitet werden. Als Bindemittel werden verschiedenste Stoffe verwendet, unter anderem auch wachsähnliche Substanzen. Vor oder bei Durchführung des eigentlichen Sintems muß das Bindemittel entfernt werden. Eines der bekannten Verfahren im Fall der Verwendung von Wachs als Bindemittel besteht darin, daß die nach dem Pressen hinreichend formbeständigen Formkörper in einem besonderen Ofen auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das Wachs verdampft, so daß der Wachsdampf abgepumpt bzw. mit gekühlten Kondensoren aufgefangen werden kann. Die Verwendung von besonderen Vakuumentwachsungsöfen mit ihren Hilfseinrichtungen ist kostspielig, zeitraubend und umständlich. Sie bringt auch den Nachteil, daß die Formkörper, denen bei der Entwachsung vor der Sinterung das Bindemittel mehr oder weniger weitgehend entzogen wird, an Festigkeit verlieren und deshalb bei der Entnahme aus dem Entwachsungsofen und beim Einsetzen in den eigentlichen Sinterofen mit größter Vorsicht behandelt werden müssen. Entwachsung und Sinterung konnten bisher nicht in demselben Ofen durchgeführt werden, weil die vom Sintergut abgegebenen Wachsdämpfe bei den bisherigen Ofenkonstruktionen zu einer Verunreinigung und Verschmutzung des ganzen Ofeninnern und der angeschlossenen Pumpen geführt hätten, welche für die nachfolgende Sinterung untragbar gewesen wäre.

Die erwähnten Schwierigkeiten zu überwinden und die Entwachsung und Sinterung in ein- und demselben Vakuumofen vornehmen zu können ist das Ziel der Erfindung. Der erfindungsgemäße Ofen zur Behandlung von zu sinternden, wachsgebundenen Formkörpern, welcher ein geschlossenes Ofengehäuse mit Evakuierungsanschluß und darin einen Behälter und eine Heizeinrichtung zur Aufnahme und Erhitzung der zu entwachsenden und zu sinternden Formkörper aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter im Innern des evakuierbaren Ofengehäuses bis auf eine Evakuierungsöffnung allseitig geschlossen ausgebildet ist und über eine von dem Evakuierungsanschluß des Ofengehäuses unabhängige Evakuierungsleitung mit einem Wachsdampfkondensor in Verbindung steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Darin bezeichnet 1 ein geschlossenes Ofengehäuse, das über den Evakuierungsanschluß 2 mittels einer Hochvakuum-Ofen zur Behandlung von zu sinternden,
wachsgebundenen Formkörpern

Anmelder:

Balzers Vakuum G. m. b. H.,

6000 Frankfurt 70, Seehofstr. 11

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Helmut Vollmer, Balzers-Mäls;

Dipl.-Ing. Kurt Huchler, Balzers (Liechtenstein)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 9. Januar 1964 (237)

pumpe entlüftet werden kann. Im Innern des Ofengehäuses ist ein Behälter 4 zur Aufnahme des Sintergutes angeordnet, ferner ein Heizvorrichtung für den Behälter 4, z. B. eine diesen umgebende Induktionsheizspule 5.

Der Behälter 4, der, wie die Zeichnung zeigt, aus einem in Kohlegrieß eingebetteten Graphittiegel mit Deckel besteht und das Sintergut allseits umgibt, besitzt im Boden eine Evakuierungsöffnung 11, an die eine Leitung 12 angeschlossen ist. Diese mündet in die zum Wachsdampfkondensor 18 führende Leitung 13, die beheizbar ausgebildet ist. Im Innern der Leitung 13, die durch den Flansch 14 vakuumdicht durch die Wand des Ofengehäuses 1 nach außen geführt ist, ist die Hubstange 15 eines kleinen Plattenventils 16 angeordnet, mit Hilfe deren dieses geöffnet und geschlossen werden kann und welches die Leitungen 12 und 13 und damit den Innenraum des Behälters 4 nach Wahl mit dem Raum 9 des evakuierbaren Ofengehäuses 1 zu verbinden oder von diesem abzusperren gestattet. Die Hubstange 15 ist ebenfalls vakuumdicht aus dem Ofen herausgeführt und mit einem Handgriff 17 versehen. Das Plattenventil 16 und der Handgriff 17 sind in F i g. 1 in geschlossener Stellung gezeichnet, die offene Position ist gestrichelt angedeutet. Die Möglichkeit der Verbindung des Behälters 4 mit dem Raum 9 erlaubt, vor Beginn der Sinterung den Behälter 4 mit der bei 2 angeschlossenen Pumpe auf Hochvakuum zu bringen. Die an die Leitung 13 und an den als Ganzes mit 18 bezeichneten Wachsdampfkondensor angeschlossene Vakuumpumpe 19 dient dann nur dem getrennten Abpumpen des Wachsdampfes bei der Entwachsung.

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Anderenfalls kann sie bei entsprechender Dimensionierung auch zur Evakuierung des Behälters 4 benutzt werden.

Der Wachsdampfkondensor 18 ist von bekannter Konstruktion und besteht im Beispielsfall aus einem Kessel 20, in welchem kühlbare Prallplatten 21 zur Abscheidung der Waehsdämpfe angeordnet sind. Der zentral angeordnete Träger 22 der Prallplatten ist hohl ausgebildet und kann von einem Kühlmittel durchströmt werden. Die Absaugung des Wachsdampfes aus dem Behälter 4 und der aus diesem bei der Entwachsung entweichenden permanenten Gase erfolgt über die Leitungen 12,13 und 23. Vom Wachsdampfkondensor aus führt die Leitung 24 zur Vakuumpumpe 19. Zuführung und Ableitung des Wachsdampfkondensors sind mit Ventilen 25 und 26 absperrbar.

Der Ofen ist sowohl zum Entwachsen als auch zum Sintern geeignet. Das Sintergut wird in den Behälter 4 eingesetzt, darauf werden dieser und das Ofengehäuse 1 geschlossen und durch die bei 2 anzuschließende Pumpe bei geöffnetem Plattenventil 16 evakuiert. Darauf wird das Plattenventil 16 wieder geschlossen und das Sintergut durch Einschalten der Heizung auf Entwachsungstemperatur gebracht. Die austretenden Waehsdämpfe werden durch die Leitung 13 abgesaugt, gelangen in den Wachsdampfkondensor und werden dort niedergeschlagen. Die aus dem Behälter 4 gleichzeitig entweichenden, nicht kondensierbaren Gase werden, wie erwähnt, durch die Vakuumpumpe 19 wegbefördert. Es ist oft vorteilhaft, während der Entwachsung im Ofen einen Überdruck eines Hilfsgases, welches den gerade durchzuführenden Entwachsungsvorgang nicht stört, aufrechtzuerhalten. Das Hilfsgas kann z.B. Argon, Stickstoff oder Wasserstoff sein und über den Evakuierungsanschluß 2 zugeführt werden. Der Überdruck verhindert beim Entwachsen das etwaige Austreten von Wachsdämpfen durch Undichtigkeit des Behälters 4 in den Raum 9. Auch beim Sintervorgang selbst kann eine Hilfsgasatmosphäre im Ofen zur Verhinderung der Verdampfung von Bestandteilen des Sintergutes bei den hohen anzuwendenden Temperaturen dienlich sein.

Nach der Durchführung der Entwachsung braucht das Gut aus dem Behälter 4 nicht herausgenommen zu werden. Vielmehr kann einfach der Wachsdampfkondensor vom Vakuumofen mittels des Ventils 25 abgesperrt, das Plattenventil 16 geöffnet und der Raum 9 sowie der Behälter 4 auf Hochvakuum gebracht werden und darauf nach Erhöhung der Heizleistung die Sinterung in bekannter Art und Weise durchgeführt werden. Die erforderlichen Unterdrücke richten sich nach den jeweiligen Sinterprozessen und liegen etwa zwischen 10~⁵ bis 10 Torr.

Betriebstechnisch besonders vorteilhaft ist es, zwei oder mehrere Sinterofen zu einer Betriebseinheit zusammenzufassen. Dann kann die Ladung des einen Ofens entwachst werden, während die des anderen gerade gesintert wird. Für diesen Zweck wird die Leitung 23 in F i g. 1 vorteilhafterweise vom Ofen ablösbar ausgebildet.

Eine andere Möglichkeit einer solchen Mehrfachanordnung zeigt die F i g. 2.

Gleiche Teile sind darin mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. 1. Unterschiedlich gegenüber der Fig. 1 ist die Verbindung zwischen der Leitung 12 im Boden des Behälters für das Sintergut und dem Wachsdampfkondensor. Sie ist als flexible Evakuierungsschlauchleitung 32 ausgebildet und mit ihrem Mündungsstück 30 mit der Leitung 12 nicht fest verbunden, sondern durch ein im Boden des Ofengehäuses 1 angebrachtes Schleusenventil 31 aus dem evakuierten Ofen zurückziehbar bis in die gestrichelt gezeichnete Position 30732'. Die Evakuierungsschlauchleitung 32 wird in diesem Fall zweckmäßigerweise beheizbar ausgebildet, ebenso wie die Leitungen 12,13 und 23.

Das Schleusenventil 31 ist von bekannter Konstruktion und daher nicht näher beschrieben. Gezeichnet ist lediglich eine Ringdichtung 33, welche das Eindringen von atmosphärischer Luft in den Ofen verhindert, während das Schleusenventil 31 zur Ein- oder Ausführung der Evakuierungsleitung 23,32 geöffnet ist. Nach Zurückziehung der Evakuierungsschlauchleitung 32 aus dem Ofen kann das Schleusenventil 31 wieder geschlossen und erstere vom Ofen abgelöst werden. Der Wachsdampfkondensor 18 und die Vakuumpumpe 19 stehen alsdann für die Entwachsung des Sintergutes in weiteren öfen gleichen Typs zur Verfügung.

Unter Wachs im Sinne der Erfindung soll jedes hauptsächlich aus höheren Kohlenwasserstoffen bestehende Bindemittel verstanden werden, das in der Sintertechnik, insbesondere bei der Herstellung von Hartmetallsinterkörpern, Verwendung finden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ofen zur Behandlung von zu sinternden, wachsgebundenen Formkörpern, welcher ein geschlossenes Ofengehäuse mit Evakuierungsanschluß und darin einen Behälter und eine Heizeinrichtung zur Aufnahme und Erhitzung der zu entwachsenden und zu sinternden Formkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) im Innern des evakuierbaren Ofengehäuses (1) bis auf eine Evakuierungsöffnung (11) allseitig geschlossen ausgebildet ist und über eine von dem Evakuierungsanschluß (2) des Ofengehäuses (1) unabhängige Evakuierungsleitung (12,13, 23, 32) mit einem Wachsdampfkondensor (18) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Ofengehäuses (1) liegenden Teile (23,32) der Evakuierungsleitung vom Behälter (4) 'ablösbar ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsleitung (23, 32) über eine Vakuumschleuse (31) durch die Wand des Ofengehäuses (1) hindurch ein- und ausführbar ausgebildet ist. ·

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsleitung (12, 13,23,32) heizbar ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 mit einer Mehrzahl von getrennten Sintergutbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß ein ortsbeweglicher Wachsdampfkondensor (18) zusammen mit den Teilen (23,32) der Evakuierungsleitung als an jede der einzelnen Behälter (4) anschließbare ortsbewegliche Einheit ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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