DE3205501C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen.

Zum Sintern von Hartmetallen werden meist Vakuumöfen mit einer geschlossenen Graphitmuffel bzw. einem geschlossenen Graphittiegel verwendet, um den vor dem Sintern erforder­ lichen Entwachsungsprozeß im gleichen Ofen in einem Zug durchführen zu können. Der Entwachsungsprozeß ist notwendig, da die Hartmetallpulver vor dem Verpressen zu Formstücken mit Wachs oder Stearaten versetzt werden. Die geschlossene Muffel hat daher die Aufgabe, die während der Entwachsung freiwerdenden Wachs- bzw. Stearindämpfe von den übrigen Einbauten des Ofens und dem Vakuumkessel fernzuhalten.

In der DE-OS 15 08 470 wird ein Vakuumofen zum Sintern von Hartmetallen beschrieben, bei dem das Sintergut zunächst in einem Temperaturbereich zwischen 200 und 800°C ent­ wachst wird. Die entstehenden Dämpfe werden über eine an die Graphitmuffel angeschlossene Rohrleitung aus dem Ofen entfernt.

Die Entwachsung erfolgt allgemein bei Unterdruck (10- 20 mbar) durch Absaugen der Dämpfe mit einer Pumpe oder im Überdruckbereich (wenige mbar). In beiden Fällen wird durch Gaszugabe (Argon, Wasserstoff, Stickstoff) eine Strömung derart erzeugt, daß im Ofenraum ein höherer Druck als in der Graphitmuffel herrscht. Damit wird ein Austreten von Wachsdämpfen aus der Graphitmuffel verhindert. Um diesen Überdruck mit vertretbaren Gasmengen zu erzeugen, muß die Graphitmuffel geschlossen sein und darf nur geringe Un­ dichtigkeiten zum Ofenraum aufweisen.

Diese für die Entwachsung ideale Anordnung hat für den folgenden Sinterprozeß jedoch Nachteile. Durch die dicht schließende Graphitmuffel ist während des Sinterns die Evakuierung der Charge stark behindert. Außerdem muß nach dem Sintern bei rund 1500°C die Charge möglichst rasch wieder abgekühlt werden, um den Vakuumofen, der oberhalb 200°C nicht geöffnet werden sollte, für die nächste Sinter­ charge freizubekommen. Zu diesem Zweck wird der Ofen mit Kühlgas geflutet. Die geschlossene Graphitmuffel verhindert jedoch eine wirksame Gaszirkulation und damit ein schnelles Abkühlen der Charge, so daß man Abkühlzeiten um 15 Stunden in Kauf nehmen muß.

Aus der DE-OS 28 44 843, der DE-Z VDI-Z 118 (1976) Nr. 22, S. 1073 bis 1075 und der DE-Z elektrowärme international 37 (1979) B 4 S. B 199 bis B 205 sind Vakuumöfen für die Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken bekannt, deren Graphitmuffel zur schnelleren Kühlung oben und unten mit einem beweglichen Wandteil versehen sind. Zum Entwachsen sind diese Öfen allerdings nicht geeignet.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, einen Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen zu schaffen, bei dem trotz dichtschließender Graphitmuffel während des Sinterns das Evakuieren erleichtert und die Abkühlgeschwindigkeit nach beendigter Sinterung wesentlich erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Graphitmuffel rohrförmig ausgebildet ist und die horizontal liegenden Rohrenden stirnseitig mit zwei beweg­ lichen Graphitdeckeln versehen sind. Diese Graphitdeckel können während des Ofenbetriebs mitsamt ihrer Isolierung bewegt werden, so daß die entsprechenden Öffnungen die Eva­ kuierung während des Sinterns erleichtert und die Abkühlung durch die Möglichkeit der Gasumwälzung in der Muffel wesent­ lich erhöht wird.

Die Bewegung dieser Deckel erfolgt vorzugsweise über Pneumatikzylinder.

Die Abb. I und II zeigen schematisch in beispiel­ hafter Ausführungsform einen erfindungsgemäßen Vakuum­ ofen im Längsschnitt und im Querschnitt.

Der Vakuumofen besteht im wesentlichen aus einem wasser­ gekühlten, doppelwandigen Rezipienten (2), der die Innen­ einbauten des Ofens umschließt. In der rohrförmigen Graphit­ muffel (4) ist die Charge (1) mit dem Sintergut untergebracht. Die zylindrische Wärmedämmung (3), normalerweise aus Graphit­ filz, schließt den Heizraum ein, in dem die Graphitheizung (7) untergebracht ist. Die beiden Rohrenden der Graphit­ muffel (4) sind stirnseitig mit Graphitdeckeln (6) abge­ schlossen, die ebenfalls eine Wärmedämmung (5) aus Graphit­ filz tragen. Diese Graphitdeckel (6) können über Stangen (11) mit Hilfe von Pneumatikzylindern (12) in verschiedene Stel­ lungen gefahren werden. Über einen Stutzen (8) kann Gas in den Ofen gegeben werden, die Entwachsung erfolgt über eine an die Graphitmuffel (4) angeschlossene Rohrleitung (9) in einen Wachsabscheider (10). Ein Gasumwälzer (13) mit Antriebs­ motor (14) sorgt für die Gasumwälzung.

Wird im Vakuumofen entwachst, so werden beide Graphitdeckel (6) fest auf die Graphitmuffel (4) gedrückt, so daß die Muffel geschlossen ist und ein Austreten von Wachsdämpfen in den Ofenraum verhindert wird. Beim Vakuumsintern und während des Abkühlens werden die Graphitdeckel (6) samt Wärmedämmung (5) von den Pneumatikzylindern (12) zurückge­ fahren. Auf beiden Stirnseiten der Graphitmuffel (4) ent­ steht dadurch ein Ringspalt, der einmal das Evakuieren er­ leichtert und zum anderen die Abkühlgeschwindigkeit erhöht, indem das Ofengas über den Gasumwälzer (13) auch durch die Graphitmuffel (4) geleitet wird, wo es die Charge direkt kühlen kann.

Auf diese Weise ist es möglich, die Kühlzeit von ca. 15 Stunden auf 2 bis 3 Stunden herabzusetzen und die Kapazität des Vakuumofens dadurch nahezu zu verdoppeln.

Claims (2)

1. Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitmuffel (4) rohrförmig ausgebildet ist und die horizontal liegenden Rohrenden stirnseitig mit zwei beweglichen Graphitdeckeln (6) versehen sind.

2. Vakuumofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Graphitdeckel (6) über Pneumatik­ zylinder (12) bewegt werden.