DE2053976B2 - Tunnelofen zum sintern feuerfester pulver zu dichten gesinterten koerpern - Google Patents

Description

stellt werden können. Mit eier erfindungsgemüßen Ein- mern 10 entspricht. Alle Sockel 6 werden von einem

richtung können magnetische Oxide heißgepreßt wer- Schieber 7 bewegt und intermittierend über eine

den, wie Ferritmaterialien und ferroelektrisclie Oxid- Strecke befördert, die gleich dem /i-fachen der Länge

materialien, z, B. Bariumtitanat, Bleizirkontitanatund der Kammern 10 ist, wobei η eine ganze Zuhl unter

deren Gemische. 5 Einschluß von — I — ist. Nach einer Beförderung

Die eriindungsgemäße Einrichtung zum Heißpres- über diese Strecke bleiben die Sockel 6 eine gegebene sen von feuerfesten Pulvern zu dichten, gesinterten Zeit lang stehen und werden dann weiterbefördert. Körpern weist auf einen Tunnelofen mit einer gegebe- Diese Bewegung erfolgt im Ofen 2 mehrmals. Es ist nen Temperaturverteilung, eine Anzahl von Preß- wichtig, daß die Sockel 6 in jedem Raum an einer formanordnungen, die ein feuerfestes Pulver zwischen io genau bestimmten Stelle stehen und nicht zwei Räume einem oberen und einem unteren Stempel enthalten, 10 überbrücken. Anderenfalls werden die die feuereine Anzahl von Sockeln für die Preßformanordnun- festen Pulver enthaltenden Preßformanordnungen 4 «en, mindestens eine Preßeinrichtung, die im Tunnel- ungleichmäßig erhitzt, wenn sie zwischen zwei be-(ifen an einer gegebenen Stelle steht, an der eine ge- nachbarten Kammern 10 stehen, in denen verschiedene Temperatur herrscht, und Mittel, mit denen 15 dene Temperaturen herrschen. Dies kann zur Folge die Sockel einer nach dem andern intermittierend haben, daß die Preßformanordnungen 4 Risse bekomvom Eingang des Tunnelofens aus durch mindestens men und ein befriedigendes Heißpressen der feuer-L'ine Preßeinrichtung hindurch zum Ausgang des festen Pulver nicht mehr durchgeführt werden kann. Tunnelofens befördert werden, wobei das feuerfeste Wie in der Fig. 2 dargestellt, besteht die Preßein-I'ulver in den Preßformanordnungen von mindestens ao richtung 3 aus einem f «druckzylinder 15, einem untetiner Preßeinrichtung zu einem dichten, gesinterten ren bewegbaren Zylinder 16, einem oberen ortsfesten Körper heißgepreßt wird, der zum genannten Aus- Zylinder 18 und aus einem Rahmen 19. Die Preßeingang befördert wird. richtung 3 wird in einer der Kammern 10 aufgestellt.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrie- Da die Heißpreßeinrichtung 3 ohne Schwierigkeiten

hen. In den Zeichnungen ist die 25 zu einer gewünschten Kammer nach den Anforderun-

F i g. I eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Seiten- gen des Heißpreßverfahrens bewegbar sein muß. so

ansicht einer Heißpreßeinrichtung nach der Erfin- ist zu diesem Zweck der Tunnelofen 2 am oberen

tiling, Teil mit Schienen 17 versehen, an denen die Preß-

F i g. 2 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 2-2 einrichtung 3 bewegt werden kann,

in der Fig. 1, 30 Je nach dem Plan, nach dem das Heißpreßverfah-

F i g. 3 eine schaubildliche, zum Teil als Schnitt ren durchgeführt wird, werden vorzugsweise zwei

gezeichnete Darstellung einer Preßformanordnung Preßeinrichtungen 3 und 3' verwendet, wobei die

zum Heißpressen, die auf einem Sockel nach der Er- erste Preßeinrichtung 3 in einer Kammer aufgestellt

findung angebracht ist. wird, in der die Temperatur niedriger ist als in der

Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 1 bezeichnete 35 Kammer 10, in die die zweite Preßeinrichtung 3' be-Heißpreßeinrichtung mit einem Tunnelofen 2, dessen fördert wird. Es ist erwünscht, daß der obere ortsfeste Temperatur so geregelt werden kann, daß im Innern Zylinder 28 der ersten Preßeinrichtung etwas weniger de« Ofens eine gewünschte Temperaturverteilung be- hoch ist als der ortsfeste Zylinder 18' der zweiten steht. Im Tunnelofen 2 sind an gegebenen Stellen Preßeinrichtung. Bei dieser Anordnung wird ein Zu-Preßeinrichtungen 3 und 3' aufgestellt, die zu ver- 40 sammenstoß des oberen ortsfesten Zylinders 18' mit schiedenen gewünschten Stellen bewegbar sind. Eine dem oberen Stempel einer Preßformanordnung verAnzahl von Preßformanordnungen 4, von denen jede mieden, wenn diese zu einem Raum befördert wird, mindestens eine Art feuerfesten Pulvers 5 enthält, ist in dem die Preßeinrichtuvig aufgestellt ist.
auf Sockeln 6 gelagert, die von einem Schieber 7 Wie in der F i g. 3 dargestellt, ist eine Preßformnacheinander vom Eingang 8 des Tunnelofens 2 aus 45 anordnung 4 auf einem Sockel 6 gelagert, der am durch die Preßiinrichtungen 3 und 3' hindurch zum oberen Teil mit einer wärmeisolierenden feuerfesten Ausgang 9 des Tunnelofens 2 schubweise befördert Platte 20 versehen ist, um zu verhindern, daß die werden. Von (Jen Preßeinrichtungen 3 und 3' werden Hitze zum unteren Teil des Sockels 6 strömt Jeder die feuerfesten Pulver 5 in den Preßformanordnun- Sockel ist mit einem bewegbaren feuerfesten Kolben gen 4 zu dichten, gesinterten Körpern gepreßt, die 50 21 ausgestattet, der den Preßdruck von der Preßeindann ohne Druck zum Ausgang 9 befördert werden richtung 3 aus auf den unteren Stempel 23 der Preß-

Nach der F.rfindung ist der Tunnelofen 2 durch formanordnung 4 überträgt. Nach der Erfindung ist wärmeisolierendc Wandungen 11 in mehrere Kam- der feuerfeste Kolben 21 im wesentlichen aus zwei mern 10 unterteilt, wobei jede Wandung mit einem Blöcken 24 und 25 zusammengesetzt. Der Block 24 Ausschnitt 12 versehen ist, durch den die Preßform- 55 ist aus einem feuerfesten Material hergestellt. z.B. anordnungen 4 auf den Sockeln 6 hindurchbefördert aus 5^;C. Si|N| und deren Gemische oder aus AIjO-. werden können, wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen welcher Block in eine Führung 26 eingesetzt ist. die ist. In jeder Kammer 10 sind Heizelemente 13 und in der wärmeisolierenden feuerfesten Platte 20 voreine wärmereflektierende Wand 14 aus feuerfesten gesehen ist. Der Block 24 ist mit einem oberen Ziegeln vorgesehen. Es ist wichtig, daß in jeder Kam-60 Flansch 24ö versehen, der an der Oberseite der mer eine gegebene Temperatur besteht, die im wesent- feuerfesten Platte 20 anliegt. Der Block 25 ist aus liehen gleichmäßig verteilt ist. Die Kammern 10 einem ii'tzefesten Material, z. B. aus Stahl, hergestellt weisen im wesentlichen die gleiche Länge längs der und mit einer wärmeisolierenden Schicht 27 versehen, Beweguflgsbfdvn der Sockel 6 fjf. Die isolierenden die z. B. aus Asbest bestehen kann und zwischen dem Wandungen 11 sichern eine gleichmäßige Tempera- ös oberen Teil 25 a und dem unteren Teil ISb angeordturverteilung in allen Kammern 10. net ist. Diese isolierende Schicht verhindert, daß die

Nach der Eifindung weisen die Sockel 6 im wesent- Hitze zum unteren Teil des Blockes 25 strömt,

liehen die gleiche Länge auf, die der Länge der Kam- Die Preßformanordnung 4 besteht aus mindestens

einer Preßform 28, aus einem unteren Stempel 23 und Nach der Erfindung besteht das feuerfeste Pulver S aus einem oberen Stempel 29 aus einem feuerfesten vorzugsweise aus einem geformten Pulver aus einem Material. Dieses Material muß eine gute Wärmeleit* ferromagnetisehen Oxid oder aus einem ferroelektrifähigkeit und eine hohe mechanische festigkeit auf- sehen Oxid, wie Ferrit, Bariumtitanat und Bleiweisen bei den beim Heißpressen auftretenden Tem- 5 zirkonattitanat.

peraturen. Für die Preßformanordnung 4 werden Bei Verwendung eines ferromagnetisehen oder

vorzugsweise feuerfeste Oxide verwendet, wie AloO_:.. ferroelektrischen Materials wird ein dichter, gesinter-

ZrO2 Oder SiC, Si_;!N4 und deren Gemische. Nach der ter Körper mit einer Porosität von weniger als 0,5 °/o Erfindung wird die Preßformanordnung 4 auf einen erzeugt durch Heißpressen bei einer Temperatur zwi- Träger 30 aufgesetzt, der au» einem der obengenann- to sehen 1000 und 1500 C und bei einem Preßdruck

ten feuerfesten Materialien besteht, welcher Träger von mehr als 50 kg/cm*, ungeachtet der Zusammen-

dann auf die feuerfeste Platte 20 aufgesetzt wird. Der Setzung der Oxide. In diesem Falle werden der Block

Träger 30 ist in der Mitte mit einem Loch 31 ver- 24, die Preßform 28. der untere Stempel 23 und der

sehen, durch das der untere Stempel 23 und der obere oöere Stempel 29 vorzugsweise aus SiC oder ShN,

Teil des Blockes 24 sich bewegen können, ohne die 15 oder aus einem Gemisch dieser Substanzen, da diese Preßform 28 zu bewegen, wenn von der Preßeinrich- Materialien bei Temperaturen zwischen 1000 und

tung 3 ein Druck ausgeübt wird. Die Preßformanord- 15()() C eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen,

nung 4 ist vorzugsweise von einem feuerfesten Zylin- Der feuerfeste Zylinder 32 und der Träger 30 werden

der 32 aus einem eine gute Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise gleichfalls aus den genannten Materia-

aufweisenden Material umgeben, um eine gute ao Hen hergestellt, da die^e eine gute Wärmeleitfähigkeit

Wärmeverteilung in der Preßformanordnung 4 zu aufweisen.

bewirken sowie im feuerfesten Pulver 5. Für den Nachstehend wird ein Beispiel für die Verwendung

Zylinder 32 wird vorzugsweise ein Material verwen- der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben, auf

det wie AI₂O, und SiC. das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Die zuvor kaltgepreßten feuerfesten Pulver 5 wer- as P^:: nachstehend angeführten Prozentsätze sind

den in die Preßform 28 zwischen dem unteren Stern- Mol-Prozente. Gemische aus 24 ·.'· MnO, 24 · η ZnO.

pel 23 und dem oberen Stempel 29 eingetragen. In 52"» Fe^O wurden zu Scheiben mit einem Durch-

der Preßform 28 werden die Pulver 5 vorzugsweise messer von 150 mm und mit einer Dicke von 30 mm

mit einem Pulver 5 α eingehüllt, das aus AIjO-. und geformt. Diese geformten Ferritkörper wurden in

ZrO besteht. Dieses einhüllende Pulver verhindert 30 Heißpreßformen eingetragen, die aus einem Gemisch

eine Reaktion der feuerfesten Pulver mit dem Mate- aus SiC und Si₁N, bestanden. Die Preßform weist einen

rial der Preßform. Nach der Erfindung sind die Sok- Außendurchmesser von 240 mm. einen Tnnendurch-

kel 6 mit Rädern 34 ausgestattet, die auf Schienen 33 messer von 160 mm und eine Höhe von 100 mm auf.

am Boden des Tunnelofens 2 ruhen, so daß die Sockel Die geformten Ferritkörper wurden in A1?O -Pulver

vom Schieber 7 bewegt werden können. Die Sockel 6 35 eingehüllt, um eine Reaktion des Ferrits mit dem

können daher ohne Schwierigkeiten bewegt werden. Material der Preßform zu verhindern und damit der

obwohl sie die schwere Preßformanordnung. den geformte Ferritkörper homogen gepreßt werden kann

Träeer. die feuerfeste Platte und den Kolben tragen. Die Heißpreßeinrichtung war mit zwei Preßeinrich-

Das feuerfeste Pulver S wird in die Kammer 10 tungen ausgestattet, die in Ofenkammern aufgestellt befördert, in der die Preßeinrichtung 3 steht, und wird 40 waren, in denen eine Temperatur von 1200 C und heißgepreßt. Hierbei wird der untere bewegbare 1350 C herrschte. Die geformten Ferritkörper wur-Zylinder 16 der Preßeinrichtung 3 vom öldruckzylin den in zwei Stufen bei einer Temperatur von 1200 C der 15 nach oben bewegt und damit der feuerfeste mit einem Druck von 25Okg/cm^f und bei einer Tem-Kolben 21, der die das feuerfeste Pulver enthaltende peratur von 1350 C mit einem Druck von 350 kg/cm² Preßformanordnung 4 eine bestimmte Zeit lang gegen 45 heißgepreßt. Die Preßformen wurden mit einer Lnden oberen ortsfesten Zylinder 18 preßt, während det terbrechung von 30 Minuten in die nächste Ofen-Sockel 6 stillsteht. Nach dem Heißpressen wird der kammer befördert.

untere Zylinder 16 nach unten bewegt, wobei die Das Gewicht der erzeugten Ferritkörper betrug

Preßformanordnung 4 wieder nach unten auf den I kg bei einer Porosität von weniger als 0,5 °/o und Träger 30 bewegt wird. Danach wird die Preßform- 50 einer Anfangspermeabilität von 20 000 ± 2000 bei

anordnung 4 auf dem Sockel 6 vom Schieber 7 in die I kHz. Die Ferritkörper waren aus Körnern zusam-

nächste Kammer 10 befördert. mengesetzt, die größer als 30 Mikron waren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

ι 2 kennzeichnet, daß jede Preßfarmanordnung (4) Patentansprüche: von einem feuerfesten Zylinder (32) umgeben ist. 10, Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich-

1. Tunnelofen zum Sintern feuerfester Pulver net durch zwei im Ofen (X) angebrachte obere zu dichten, gesinterten Körpern, mit einer Anzahl 5 Schienen (17), an denen mindestens eine Preßeinvon fahrbaren Sockeln, die das feuerfeste Pulver richtung (3) bewegbar angebracht ist,

in einzelnen Mengen intermittierend vom Eingang
zum Ausgang befördern, dadurch gekennzeichnet, daß im Tunnelofen (1) an einer gegebenen, eine vorherbestimmte Temperatur auf- io
weisenden Stelle mindestens eine Preßeinrichtung (3) angeordnet ist und daß jeder Sockel (6)

eine Preßformanordnung (4) befördert, die das Gegenstand der Erfindung ist ein Tunnelofen zum

feuerfeste Pulver (5) zwischen einem oberen Sintern feuerfester Pulver zu dichten gesinterten Kör-

Stempel (29) und einem unteren Stempel (23) ent- ij pern mit einer Anzahl von fahrbaren Sockeln, die das

hält. feuerfeste Pulver in einzelnen Mengen intermittierend

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- vom Eingang zum Ausgang befördern, wobei das kennzeichnet, daß der Tunnelofen (1) durch iso- feuerfeste Pulver zu einem Körper gesimert wird. Die lierende Wandungen (11) in mehrere Kammern Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Tun-(10) unteuiilt ist, daß jede Wandung (11) mit 20 nelofen an einer gegebenen und eine vorherbestimmte einem Ausschnitt (12) als Durchlaß für die Preß- Temperatur aufweisenden Stelle mindestens eine formanordnung (4) versehen ist und daß die Kam- Preßeinrichtung angeordnet ist, daß jeder Sockel eine mern (10) im wesentlichen die gleiche Länge auf- Preßformanordnung befördert, die das feuerfeste weisen wie die Sockel (6). Pulver zwischen einem oberen und einem unteren

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Stempel enthält, welche beiden Stempel das feuerkennzeichnet, daß eine erslo (3) und eine zweite feste Pulver zu rinem dichten gesinterten Körper zu-Preßeinrichtung (3') vorgesehen ist, von denen die sammenpressen.

erste Preßeinrichtung (3) im Ofen (1) an einer Bisher wurden feuerfeste Pulver, z. B. Oxide, Stelle aufgestellt ist, die eine niedrigere Tempera- Nitride, Karbide oder deren Gemische heißgepreßl tür aufweist nls die Stelle, an der die zweite Preß- 30 unter Verwendung einer Einrichtung mit Heißpreßeinrichtung (3') aufgestellt ist. formen, mit einer Preßeinrichtung und mit einem

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Ofen, wie in der deutschen Patentschrift 1 533 01° kennzeichnet, daß die Preßeinrichtungen (3, 3') beschrieben.

mit oberen ortsfesten Zylindern (18, 18') ausge- Mit einer solchen bekannten Einrichtung kann je-

stattet sind und daß der obere ortsfeste Zylinder 35 doch jeweils nur ein Körper während einer einzelnen

(18) der ersten Preßeinrichtung (3) etwas niedriger Arbeitsperiode heißgepreßt werden, die ziemlich lange

angeordnet ist als der ortsfeste Zylinder (18') der dauert. Solche Einrichtungen sind daher für eine

zweiten Preßeinrichtung (3'). Massenherstellung heißgepreßter Körper ungeeignet.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Andererseits wurden für die Herstellung von gesinkennzeichnet, daß die Sockel (6) am oberen Teil 40 terten Körpern in großen Stückzahlen verschiedene mit einer feuerfesten Platte (20) ausgestattet sind, Tunnelofen entwickelt. Solche Tunnelofen sind offendie eine Erhitzung des unteren Teiles (21) des bart z.B. in der Patentschrift 29 767 des Amtes Sockels (6) verhindert. für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin,

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- deutschen Auslegeschrift 1 068 832, deutschen Auskennzeichnet, daß jeder Sockel (6) mit einem in 45 Iegeschrift 1 209 583, deutschen Patentschrift 611 495 einer Führung (26) bewegbar gelagerten feuer- und in der USA.-Patentschrift 3 351687. In diesen festen Kolben (24) versehen ist, der sich durch die Tunnelofen sind jedoch keine Preßeinrichtungen vor-Platte (20) bis zu deren Oberseite hindurch- gesehen, so daß ein Heißpressen feuerfester Pulver zu erstreckt und den von der Preßeinrichtung aus- dichten gesinterten Körpern nicht möglich ist.
geübten Preßdruck auf den unteren Stempel (23) 5° Außerdem müssen die Betriebsbedingungen beim überträgt. Heißpressen entsprechend bestimmt werden, z. B. die

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Erhitzungstemperatur, die Dauer der Arbeitsperiode kennzeichnet, daß der genannte feuerfeste Kolben und die Höhe des zum Erzeugen eines dichten gesin-(24) aus 7wei Blöcken besteht, von denen der eine terten Körpers mit einer kontrollierten MikroStruktur Block (24) aus einem feuerfesten Material und 55 erforderlichen Druckes, nämlich eines Körpers mit der andere Block (25) aus einem hitzefesten einer geringen Porosität und mit feinen oder großen Material besteht. Körnern. Bei einer geeigneten Heißpreßeinrichtung

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- müssen daher die Betriebsbedingungen einstellbar kennzeichnet, daß jede Preßformanordnung (4) sein, Besonders beim Heißpressen eines magnetischen eine Preßform (28) sowie einen Träger (30) auf" 60 Oxides, wie Ferrit, müssen diese Betriebsbedingungen weist, der auf der Oberseite der feuerfesten Platte genau kontrolliert werden, damit gesinterte Ferritkör-(20) gelagert ist und der in der Mitte mit einem per erhalten werden können, die eine geringe Porosi-Loch (31) versehen ist, durch das der untere tat und ausgezeichnete elektromagnetische Eigen-Stempel (23) und der obere Teil des Kolbens (24) schäften aufweisen.

unter der Einwirkung des von der Preßeinrichtung 65 Die Erfindung sieht ferner eine Heißpreßeinrich-

ausgeübten Druckes nach oben bewegbar sind, tung vor, mit der dichte, gesinterte Körper in großen

ohne die Preßform (28) zu bewegen. Stückzahlen hergestellt werden können und bei der

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- die Betriebsbedingungen ohne Schwierigkeiten einge-