DE3833337A1

DE3833337A1 - Vorrichtung zur schnellkuehlung von werkstuecken und des druckbehaelters in einer hip-anlage

Info

Publication number: DE3833337A1
Application number: DE19883833337
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bernd Bielfeldt; Gerhard Deseyve
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schnellkühlung von Werkstücken und des Druckbehälters einer HIP-Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim HIP-Verfahren (Heiß-Isostatisches-Pressen) werden feste Werkstücke, oder solche, die aus Pulver bestehend in einer Matrize vorliegen, unter hohem Druck und hoher Temperatur verpreßt und verdichtet. Während eines HIP-Zyklus wird die Charge in der Regel mit einer Widerstandsheizung bis auf maximal 2200°C aufgeheizt. Die sogenannte HIP-Phase erstreckt sich je nach Werkstoff und Werkstück über einen kürzeren oder längeren Zeitraum. Danach wird die Charge im Druckbehälter soweit abgekühlt, daß sie mit hinreichend niedriger Temperatur aus den Druckbehälter entnommen werden kann. Die Abkühlung nach der HIP-Phase spielt eine wesentliche Rolle. Zum einen ist bei vielen Werkstoffen das Einhalten einer bestimmten Abkühlgeschwindigkeit aus Gründen der Werkstoffqualität notwendig, zum anderen ist die Belegungsart einer HIP-Anlage stark von der Länge der Abkühlphase, ca. die Hälfte der Zykluszeit, abhängig. Bei HIP-Anlagen mit größerem Durchmesser bzw. hohen Drücken ist eine schnelle Abkühlung allein über die wassergekühlte Druckbehälter-Außenwand nicht möglich. Die Abkühlzeit ist somit auch ein wirtschaftlicher Faktor, da der Druckbehälter solange für einen neuen Fertigungszyklus nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die fertigen Werkstücke und der Druckbehälter schneller abgekühlt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 wiedergegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nach den Merkmalen und Maßnahnen der Erfindung ist von Vorteil, daß eine bis zu 50% schnellere Abkühlzeit erreicht werden kann.

Der wirtschaftliche Vorteil der Erfindung ist insbesonders für bestimmte HIP-Anlagen von größter Bedeutung, da bei manchen Verfahrensabläufen, z. B. für Hartmetall, kürzere Abkühlzeiten zwingend notwendig sind. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgenäßen Vorrichtung ist auch, daß mit geschlossener Isolierhaube ohne Wärmeverlust der Ofen bis zu einer maximalen Temperatur von 2200°C aufgeheizt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.

Mit 8 ist der Druckbehälter der HIP-Anlage bezeichnet. Der Druckbehälter 8 besteht aus der wassergekühlten Außenwand 3 und der ebenfalls wassergekühlten Innenwand 6. In Inneren des Druckbehälters 8 ist das Werkstück 2 von der Isolierhaube 4 umgeben, die eine durch eine Vorrichtung 1 verschließbare Öffnung 7 aufweist. In Deckel 5 ist ein vom Kühlmedium durchflossener Wärmetauscher 9 untergebracht. Bis zu 1400° geschieht die Abkühlung bei geschlossener Isolierhaube 4 verhältnismäßig schnell. Ab 1400°C wird über ein Stellglied der Vorrichtung 1 die Öffnung 7 am oberen Teil der Isolierhaube 4 freigegeben. Durch die Freigabe der Öffnung 7 in der Isolierhaube 4, wird eine erzwungene Konvektion des Gases im Druckbehälter 8 eingeleitet. Das heiße Gas wird durch die obere Öffnung 7 der Isolierhaube 4 direkt auf einen am oberen Deckel 5 im Druckbehälter 8 angebrachten Wärmetauscher 9 geführt. Durch die Abkühlung des heißen Gases fällt dieses zwischen der wassergekühlten Rezipient-Innenwand 6 und der Isolierhauben-Außenwand nach unten und wird weiter abgekühlt. Durch die untere Öffnung 10 tritt das abgekühlte Gas in den Innenraum der Isolierhaube wieder ein. Das stark abgekühlte Gas fließt auf Grund der Konvektion an der Charge vorbei und nimmt dabei wieder Wärme auf, bis die Abkühlung des Werkstücks 2 für eine gefahrlose Entnahme ausreicht.

Claims

1. Vorrichtung zur Schnellkühlung von Werkstücken und des Druckbehälters einer HIP-Anlage beim heißisostatischen Pressen, bestehend aus den wassergekühlten Druckbehälter-Außen- und Innenwänden und der darin befindlichen Isolierhaube, die das zu pressende Werkstück umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Vorrichtung (1) vorgesehen ist, die eine Öffnung (7) an der Oberseite der Isolierhaube (4) freigibt, wenn die Abkühlung des Werkstücks (2) und des Ofens 1400°C erreicht hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Führung des Heißgasstromes um das Werkstück (2), durch die freigegebene Öffnung (7) in der Isolierhaube (4), an der Oberfläche eines in den Deckel (5) des Druckbehälters (8) installierten Wärmetauschers (9) vorbei und um die Isolierhaube (4) abwärts in die untere Öffnung (10) der Isolierhaube (4) wieder herein.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorrichtung (1) zun automatischen Öffnen der Isolierhaube (4) zwischen dem oberen Wärnetauscher (9) und der Isolierhaube (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bauelemente der Vorrichtung (1) zum Öffnen der Isolierhaube (4) eine Temperaturbeständigkeit von über 1400°C aufweisen.