DE202011005465U1

DE202011005465U1 - Vorrichtung zum sauerstofffreien Sintern von Metall oder Keramik

Info

Publication number: DE202011005465U1
Application number: DE201120005465
Authority: DE
Original assignee: WDT Wolz Dental Technik GmbH
Current assignee: WDT Wolz Dental Technik GmbH
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-04-21

Abstract

Vorrichtung zum sauerstofffreien Sintern von Metall oder Keramik, bei der ein mit Schutzgas befüllbachuss abführbar ist und der Sinterraum als Einheit aus einem Ofenmantel 3 entnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterwärme innerhalb der Haube 1 erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sauerstofffreien Sintern von Metall oder Keramik, insbesondere in der Dentaltechnik.
Stand der Technik
Bei der Herstellung von Zahnteilen aus Sintermetallpulver ist es üblich, den Sintervorgang unter Schutzgasatmosphäre durchzuführen. Hierbei wird meistens als Schutzgas Argon eingesetzt. Die Erfahrung mit diesem Verfahren hat aber gezeigt, dass selbst bei extremer Flutung des Innenraums des Sinterofens noch Restsauerstoff vorhanden ist, der zur Verfärbung und Oxidation des Sinterobjekts führt. Dieser Effekt ist insbesondere in der Dentaltechnik störend, wo die Sintertechnik auch für verschiedene Arbeiten wie Verblendungen eingesetzt wird.
Dieses Problem wurde aber bereits durch Vorschläge des Anmelders dieser Anmeldung gelöst. Genannt seien in diesem Zusammenhang die Schriften WO 2011/020688 A1 , DE 20 2010 007 606.4 und DE 20 2010 002 533.8 . Diese Lehren haben als gemeinsames Prinzip, dass ein Behälter mit einem Boden einen Sinterraum bildet, der mit Schutzgas flutbar ist und der Sinterraum im heißen Zustand mit Schutzgasfüllung aus einem herkömmlichen Sinterofen entnehmbar ist. Die bekannten Sinteröfen weisen einen Isoliermantel auf und sind im Wandbereich meistens mit vier Heizelementen bestückt. Mit dieser Vorrichtung können diese Sinteröfen wesentlich effizienter betrieben werden.
Aufgabenstellung
Obschon bei obiger Technik eine Energieersparnis darin liegt, dass nicht bei jedem Sintervorgang der Sinterofen voll abgekühlt und wieder aufgeheizt werden muss, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Energieeffizienz noch weiter zu verbessern, wobei als wesentliche Vorteile die Sintertemperatur genauer einstellbar ist und eine einfachere Konstruktion vorliegt.
Ausführungsbeispiel
Die Figur zeigt eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Ausführung der Erfindung. Der Sinterraum wird von einer Haube 1 gebildet, die in einer Führungsnut eines Keramiksockels 2 dichtend fixiert ist. Beide Teile sind seitlich und oben von einem Ofenmantel 3 umhüllt, sodass der Sinterraum als Ganzes nach unten aus dem Ofenmantel entnommen werden kann. Im Keramiksockel 2 ist zentral ein an sich bekanntes Heizelement 4 formschlüssig gehalten, das an eine Stromquelle angeschlossen werden kann. Das Heizelement 4 wird über ein Gaszuführrohr 5 mit Schutzgas beaufschlagt, das durch Öffnungen im Heizelement 4 in den Sinterraum einfließt. Die Abführung des Schutzgases erfolgt über das Gasabführrohr 6. Auf einem Graphitsockel 10 liegt der Sinterbehälter 7, der mit Sintergranulat 8 gefüllt ist, in dem die zu sinternden Zahnteile 9 eingebettet sind.
Die Haube 1 besteht bevorzugt aus Quarzglas. Andere feuerfeste Materialien sind ebenfalls geeignet, solange sie keine störenden Stoffe abgeben. Hierunter fallen u. a. Aluminiumoxid und rekristallisiertes Siliziumkarbid. Bei der Verwendung von Quarzglas ist zur Verhinderung von Korrosion empfohlen, eine Schicht Bornitrit aufzusprühen.
Prinzipiell kann diese Haube 1 auch aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, beispielsweise Graphit oder Tantal. In diesen Fälle kann die Sinterwärme durch direkten Stromdurchgang in der Haube 1 erzielet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei einem nichtleitenden Haubenmaterial Strombahnen im Inneren der Haube 1 vorzusehen.
Die vorgenannten Konstruktionen haben alle gegenüber dem oben erwähnten Stand der Technik den Vorteil, dass die die Wärme nicht von Außen durch die Haube 1 zugeführt werden muss. Es ist daher fast belanglos, welche Wärmeleitfähigkeit und Wärmestrahlungsdurchgängigkeit die Haube 4 aufweist. Beim Stand der Technik dagegen muss das Sinterobjekt durch das Quarzglas erhitzt werden, was einen beachtlichen Temperaturunterschied zwischen Sinterobjekt und den Heizelementen erforderlich macht. Da dieser Temperaturunterschied aber praktisch nicht kalkulierbar ist und durch einströmendes kaltes Schutzgas noch verstärkt wird, ist eine präzise Einstellung der Sintertemperatur schwer möglich. Es muss nämlich daran erinnert werden, dass CrCo-Pulver in dem Temperaturbereich von 1250 bis 1350°C gesintert wird, was eine wesentlich höhere Temperatur der Heizelemente erforderlich macht und viele Heizelemente diese Temperatur nicht vertragen. Bei der vorliegenden Erfindung dagegen gibt es keinen großen Temperaturunterschied zwischen Heizelement und Sinterobjekt und die genaue Einstellung der Sintertemperatur ist für die Qualität der Sinterung ausschlaggebend. Eine Vermeidung von unerwünschten Temperaturunterschieden wird dadurch erzielt, dass das Schutzgas unmittelbar beim Einströmen schon erhitzt wird.
Das in dem Sinterbehälter 7 befindliche Sintergranulat 8 kann aus Graphitpulver, Bornitrit oder Zirkonoxidkügelchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,5 mm bestehen. Es wird vermutet, dass beide Materialien beim Sintern eine Art Eutektikum auslösen, was die Sintertemperatur nach unten drückt.
Der Graphitsockel 10 hat die Funktion einer Wärmisolierung, damit im Betrieb der Keramiksockel weit unterhalb der Sintertemperatur verbleiben kann. Durch das Graphit wird ferner weiterer Restsauerstoff eliminiert.
Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, kann die gesamte Sintervorrichtung wie beim oben gezeigten Stand der Technik aus dem Ofenmantel 3 entnommen werden, der nur noch die Funktion einer Wärmeisolierung ausfüllt.
Bezugszeichenliste

1: Haube
2: Keramiksockel
3: Ofenmantel
4: Heizelement
5: Gaszuführroh
6: Gasabführrohr
7: Sinterbehälter
8: Sintergranulat
9: Zahnteil
10: Graphitsockel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/020688 A1 [0003]
DE 202010007606 [0003]
DE 202010002533 [0003]

Claims

Vorrichtung zum sauerstofffreien Sintern von Metall oder Keramik, bei der ein mit Schutzgas befüllbarer Sinterraum durch eine auf einem Sockel 2 fixierte Haube 1 gebildet ist, wobei ein Schutzgasüberschuss abführbar ist und der Sinterraum als Einheit aus einem Ofenmantel 3 entnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterwärme innerhalb der Haube 1 erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterwärme durch ein zentrales Heizelement 4 erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterwärme durch die Haube erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube 1 aus Quarzglas besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Quarzglas mit Bornitrit beschichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterbehälter 7 zur Aufnahme des in Sintergranulat eingebetteten Sintergutes 9 rotationssymetrisch in der Haube 1 angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterbehälter 7 auf einem Graphitsockel 10 liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine unmittelbare Erhitzung des Schutzgases beim Eintritt in den Sinterraum.