DE8912157U1 - Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen - Google Patents
Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von WerkzeugenInfo
- Publication number
- DE8912157U1 DE8912157U1 DE8912157U DE8912157U DE8912157U1 DE 8912157 U1 DE8912157 U1 DE 8912157U1 DE 8912157 U DE8912157 U DE 8912157U DE 8912157 U DE8912157 U DE 8912157U DE 8912157 U1 DE8912157 U1 DE 8912157U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- furnace
- chamber
- heating chamber
- tools
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 98
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 25
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 23
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
- C21D9/0025—Supports; Baskets; Containers; Covers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/22—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for drills; for milling cutters; for machine cutting tools
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/02—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated of multiple-chamber type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/04—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
Description
j j "
•&ogr; :.·*:: ·· :":'wf[.-<*c wolfram watzke
D-WOO DÜSSELDORF U ·'·"-· " tftPL.-ING. H E I N Z J. RING
EUROPEAN PATEN-T ATTORNEYS
Unser Zeichen! 30 247 DahlBl. H. Oktober 1969
Ipsen Industries International Gesellschaft mit beschränkter
Haftung, FlutstraQe 52, 4190 Kleve 1
/~\ Oie Erfindung betrifft einen Ofen zur partiellen Wärmebehandlung
von einen Einspannbereich und einen Arbeitsbereich aufweisenden Werkzeugen, insbesondere Bohrern, mit einer die
Chargen für die Werkzeuge aufnehmende sowie eine Tür aufweisende Heizkammer, in der Wärmestrahlung abgebende Heizelemente
für die Härtung unter Vakuumbedingungen angeordnet sind, mit einer Evakuiereinrichtung, mit einer Abschreckeinrichtung
sowie mit einem Chargiergestell zur Aufnahme der zu behandelnden Werkzeuge, wobei der nicht zu erwärmende Einspannbereich
innerhalb und der zu erwärmende Arbeitsbereich auQerhalb des Chargiergestells angeordnet ist.
Öfen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen, beispiels- ^ weise von Spiralbohrer-Rohlingen aus Schnellarbeitsstahl, sind
bekannt. Derartige Spiralbohrer sollen im Schneidbereich voll durchgehärtet sein, während sie demgegenüber im Schaftbereich,
also auf der Einspannseite, weich bleiben sollen. Eine Forderung ist dabei, daQ der Übergang von dem einen Bereich in den
anderen möglichst klein sein soll. Dies vürd dadurch erreicht,
daQ der Schneidbereich je nach HSS-Sorte bei Temperaturen zwischen 1140 und 13000C austenitisiert und danach abgeschreckt
wird, während der Schaftbereich nicht wärmer als
85O0C werden darf.
Ein bekannter Ofen zur partiellen Wärmebehandlung sieht die Härtung im Vakuum vor. Dabei werden die Werkzeuge beispielsweise
in Form der Spiralbohrer-Rohlinge in eine massive Aufnahme, welche meist aus Stahl besteht, mit hoher Wärmespeicher-Kapazität
eingesteckt und in einen Vakuumofen eingebracht. Anschließend erfolgt die Evakuierung sowie das Aufheizen
des Ofens mit der darin befindlichen Charge. Die aus der Aufnahme herausragenden Teile der Werkstücke, nämlich der
Schneidteil des Bohrers, werden durch die durch die Heizelemente abgegebene Wärmestrahlung auf Austenitisierungstempe-■-.
ratur erwärmt, während der in der Chargierplatte befindliche * Teil, nämlich der Schaft des Spiralbohrer-Rohlings, gegen die
Wärmestrahlung abgeschirmt ist. Dia große Masse der Aufnahmevorrichtung für die Werkzeuge verhindert dabei, daß diese sich
auf Temperaturen über 8500C erwärmen.
Nachteilig bei einem derartigen Ofen zur partiellen Wärmebehandlung
von Werkstücken ist die sehr lange Aufheiz- und Abkühlzeit, welche eine ausgedehnte Übergangszone vom harten zum
weichen Bereich verursacht. Darüber hinaus müssen außer den Werkstücken alle in der Heizkammer befindlichen Ofenteile,
nämlich die Heizung, Heizverbindung, Isolierung, Chargenaufnahme aufgewärmt und beim anschließenden Abschreckvorgang
~) wieder abgekühlt werden. Daraus resultieren nachteiligeraeise
ein hoher Zeitaufwand, hohe Wärmeverluste sowie ein geringer "Wirkungsgrad" bezüglich des Verhältnisses von Nutzmasse zu
Leermasse. Darüber hinaus ist mit einem derartigen Ofen nur eine niedrige Produktivität erzielbar, d.h. die Stückzahl pru
Stunde ist im Verhältnis zu den Betriebs- und Anlagekosten gering,
wodurch hohe Stückkosten entstehen.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen leistungsfähigen Ofen zur partiellen Wärmebehand-
lung von Werkzeugen im Vakuum zu schaffen, wobei insbesondere die Übergangszone vom harten zum weichen Bereich gering sein
soll.
Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorgeschlagen,
daQ der Ofen einen ersten Bereich aufweist, in dem die ständig auf Arbeitstemperatur sich befindende Heizkammer
angeordnet ist, daß der Ofen weiterhin einen zweiten Bereich zum Be- und Entladen sowie zum Abschrecken aufweist und daß
zwischen diesen beiden Bereichen eine Transporteinrichtung für die Chargen angeordnet ist.
Mit einem derartigen Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen lassen sich auf wirtschaftliche Weise sehr kurze
Übergangszonen vom harten zum weichen Abschnitt erzielen. Die Werkzeuge werden dabei unter Vakuum aus dem kalten Bereich des
Ofens in den warmen Bereich, d.h. in die Heizkammer gefahren, die bereits auf Arbeitstemperatur ist. Sobald die Charge in
dieser Heizkammer angelangt ist, erfolgt sofort die volle Wärmeübertragung durch Strahlung von der warmen Heizkammer auf
die partiell zu härtenden Werkstücke ohne zeitliche Verzögerung. Dadurch ist eine hohe Wärmeübertragungsleistung gewährleistet,
so daß die zu härtenden Abschnitte des Werkstücks innerhalb weniger Minuten bis zum Kern auf Arbeitstemperatur
aufgewärmt sind. Anschließend können die Werkstücke die warme Heizkammer wieder verlassen und im kalten Bereich des Ofens
abgeschreckt werden. Der kurze Zeitbedarf für die Wärmeübertragung gewährleistet, daß bei Spiralbohrer-Rohlingen die
durch Wärmeleitung längs der Bohrerachse in den abgeschirmten Abschnitt des Werkstückes, nämlich in den Schaft des Bohrers,
abgeführte Wärmemenge sehr gering ist und dadurch dieser Abschnitt kalt und im ursprünglichen Zustand, also weich
bleibt.
In einer ersten Ausführungsform ist der Ofen ein Einkammer-Vakuumofen.
Dieser besitzt dann zwei Plätze, nämlich einen kalten Platz für den einen Bereich, auf dem die Charge während
des Evakuierens und des Abschreckens steht und der darüber hinaus dem Be- und Entladen dient, sowie einen warmen Platz
für den anderen Bereich mit der Heizkammer.
Alternativ zum Einkammer-Vakuumofen kann als Ofen für die partielle
Wärmebehandlung auch ein Mehrkammer-Vakuumofen vorgesehen sein, wobei die beiden Bereiche in jeweils einer Kammer
V- vorgesehen sind und wobei die Kammern jeweils durch vakuumdichte
und thermisch isolierende Zwischentüren voneinander getrennt sind. Die beiden Bereiche für die partielle Wärmebehandlung
sind somit durch voneinander unabhängige Kammern gebildet.
Beim Mehrkammer-Vakuumofen ist dieser vorzugsweise ein Dreikammer-Vakuumofen,
bei dem nacheinander eine Vorkammer, eine Heizkammer sowie eine Abschreckkammer angeordnet sind, wobei
jeder der Kammern eine Evakuiereinrichtung zugeordnet ist. Die drei Kammern sind dabei ebenfalls durch thermische und
vakuumdichte Zwischentüren voneinander getrennt. Die Vorkammer f~. dient dabei ausschließlich als evakuierbare Spülkammer, indem
vor dem Transport der Charge in die nachfolgende Heizkammer diese Vorkammer auf den gleichen Arbeitsdruck evakuiert wird,
wie er in der Heizkammer herrscht. Die Heizkammer verbleibt im warmen Zustand ständig unter Vakuum, so daß die Materialien
für Isolation und Heizung nicht oxidationsbeständig bei hohen Temperaturen zu sein brauchen. Verwendet wird daher in der
Heizkammer im wesentlichen Graphitmaterial oder Molybdän. Die Abschreckkammer enthält beispielsweise ein Gebläse sowie einen
Wärmetauscher zur Rückkühlung des Gases, wobei diese beiden
• · I ·
Bauelemente auch als externe Einheit ausgebildet sein können. In der Abschreckkammer befindet sich weiterhin ein Transportsystem,
das dem in der Vorkammer gleich ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Heizkammer weist deren
Gehäuse eine hochtemperaturbeständige und, wenn sie bei den hohen Temperaturen nicht ständig unter Vakuum steht, oxidationsbeständige
Isolierung auf, an deren Innenseite ebenfalls hochtemperaturbeständige und ggf. oxidationsbeständige, wärmespeichernde
Platten mit hohem Wärmeemissionsverhalten angeord-
( ) net sind. Ourch eine derart ausgebildete Heizkammer ist ein
optimales Wärmeverhalten gewährleistet. Während die Isolierung, die beispielsweise aus Aluminiumoxid-Fasern besteht, für
die thermische Isolierung der Heizkammer nach außen hin sorgt, sorgen die wärmespeichernden Platten, bei denen es sich beispielsweise
um Siliziumcarbid-Platten handeln kann, für die notwendige sofortige Wärmestrahlung, wenn die Charge in das
Gehäuse der Heizkammer transportiert worden ist. Die Isolierung sowie die wärmespeichernden Platten brauchen nur dann aus
einem oxidationsbeständigen Material bestehen, wenn diese mit Luft in Berührung kommen. Dies ist beispielsweise beim Einkammer-Vakuumofen
der Fall, nicht jedoch beim Dreikammer-Vakuumofen, bei dem die Kammern separat voneinander evakuierbar
*- sind. Die Heizelemente können dabei an der Decke bzw. an der
Decke sowie an der Seite angeordnet sein und bestehen ebenfalls aus hochtemperaturbeständigem und ggf. oxidationsbeständigem
sowie weiterhin vakuumfestem Heizleiter-Werkstoff, beispielsweise Kanthai.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Heizkammer weist diese eine absenkbare Bodenluke aus Isolationsmaterial auf und das
Chargiergestell besteht aus einer Isolierplatte, auf der ein
Strahlungsschirm angeordnet ist, wobei das Chargiergestell mittels der Transporteinrichtung unter die Heizkammer verfahrbar
ist und dabei in seiner Arbeitsposition die abgesenkte Bodenluke ersetzt. Die absenkbare Bodenluke besteht dabei vorzugsweise
aus dem gleichen Isolationsmaterial wie das Gehäuse der Heizkammer. Allerdings ist sie ohne wärmespeichernde Platte
ausgestattet, da im abgesenkten Zustand der Bodenluke diese ansonsten Wärmestrahlung ohne Nutzwert abgeben würde, da sich
dann die Bodenluke außerhalb der Heizkammer befindet und durch das Chargiergestell ersetzt worden ist. Die Isolierplatte der
-x Bodenluke kann beispielsweise aus Keramikfasern bestehen. Als
weiteres bewagliches Element besitzt die Heizkammer eine isolierte Tür zum Ein- und Ausfahren der Charge, wobei diese Tür
im Gegensatz zur absenkbaren Bodenluke auf der Innenseite mit wärmespeichernden Platten versehen sein kann. Der auf der Isolierplatte
des Chargiergestells angeordnete Strahlungsschirm vermindert durch Reflexion Wärmeübertragung auf das
Chargiergestell.
Das Chargiergestell ist dabei zusätzlich mit einer Heb- und Senkeinrichtung versehen, so daß das Chargiergestell, nachdem
es unterhalb die Heizkammer positioniert worden ist, gegen das Gehäuse der Heizkammer gepreßt werden kann und somit vermieden
wird, daß Strahlungswärme über Spalte in den kalten Ofenraum fließt.
In einer Weiterbildung des Chargiergestells ist die Isolierplatte mit ihrem Strahlungsschirm auf einer Grundplatte angeordnet,
was insgesamt die Stabilität des Chargiergestells verbessert.
In einer weiteren Weiterbildung des Chargiergestells sind der Strahlungsschirm und die Isolierplatte sowie ggf· die Grund-
platte mit durchgehenden Bohrungen für die Aufnahme der Werk- i
zeuge versehen und unterhalb davon ist eine Bodenplatte mit Abstand angeordnet, wobei dieser Abstand mit einer Verstell- &psgr;:
einrichtung verstellbar ist. Dadurch ist eine Möglichkeit ge- t schaffen, die "Eintauchtiefe" des Werkstückes entsprechend den |
Bedürfnissen zu variieren.
SchlieGlich wird in einer Weiterbildung des Chargiergestells vorgeschlagen, daß die Bodenplatte für die Höhenverstellung
auf ihrer AuQenseite einen Strahlungsschirm aufweist. Dieser &Ggr; vermindert die Wärmeübertragung von der darunterliegenden
warmen Bodenluke auf die Bodenplatte.
Schließlich wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß im kalten Bereich des Ofens Wärmetauscherelemente angeordnet
sind. Diese dienen der Rückkühlung der Gase.
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ofens zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen in Form von Spiralbohrern
werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh- ^ rungsform eines Ofens in Form eines Einkam-
mer-Vakuumofens;
1 durch den kalten Bereich des Ofens;
Ofens;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
in Form eines Dreikammer-Vakuumofens;
den Dreikammer-Vakuumofen.
In den Fig. 1 bis 5 ist eine erste Ausführungsform eines Ofens zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen in Form eines
Einkammer-Vakuumofens 1 und in den Fig. 6 bis 9 eine zweite Ausführungsform in Form eines Dreikammer-Vakuumofens 2 dargestellt.
Der Einkammer-Vakuumofen 1 der ersten Ausführungsform besteht
aus einem Ofengehäuse 3, welches eine Ofenkammer 4 definiert. Diese bildet zwei Plätze, nämlich einen kalten Platz (in Fig.
1 links) sowie einen warmen Platz (in Fig. 1 rechts), wobei in dem warmen Platz eine Heizkammer 5 angeordnet ist, in der die
partielle Wärmebehandlung durchgeführt wird. Verbunden sind die beiden Plätze durch einen Rollgang 6, welcher eine Transporteinrichtung
definiert und der im Bereich des warmen Plat-
zes mit der Heizkammer 5 mittels eines Exzenterantriebs 7 heb-
und senkbar ist. Dies ist durch den Doppelpfeil D in Fig. l
angedeutet. Zwischen den beiden Plätzen sind zwei Querstromventilatoren 8 angeordnet. Weiterhin weist der kalte Bereich
des Einkammer-Vakuumofens 1 seitliche Wärmetauscherelemente 9 auf. Schließlich ist in Fig. 3 noch ein Pufferbehälter 10
sowie eine Evakuiereinrichtung 11 zu erkennen.
Die Heizkammer 5 besitzt ein Gehäuse mit einer Isolierung 12, welche aus einem hochtemperatur- und oxidationsbeständigen
(j Isoliermaterial besteht, beispielsweise aus Aluminiumoxid-Fasern.
An der Innenseite der Isolierung 12 sind ebenfalls hochtemperatur- und oxidationsbeständige sowie wärmespeichernde
Platten 13 aus einem Material mit hohem Wärmeemissionsverhalten angeordnet, beispielsweise Siliziumcarbid-Platten. Zum
kalten Platz des Einkammer-Vakuumofens 1 hin gerichtet weist die Heizkammer 5 eine Tür 14 auf, welche wahlweise nach oben
oder zur Seite hin klappbar oder verschiebbar ist und ebenso eine Isolierung 12 sowie wärmespeichernde Platten 13 wie die
übrige Heizkammer 5 aufweist. Der Boden der Heizkammer 5 wird durch eine Bodenluke 15 gebildet, die aus dem gleichen Isolationsmaterial
besteht wie die Isolierung 12, die jedoch keine wärmespeichernden Platten 13 wie die übrige Heizkammer 5 auf-
' ' weist. Mittels einer Heb- und Senkrichtung 16 ist diese Bodenluke
15 unterhalb des Rollgangs 6 absenkbar, wie in Fig. 4 auf der rechten Seite gestrichelt erkennbar ist.
Innerhalb der Heizkammer 5 weist diese an der Decke sowie an
der Seite Heizelemente 17 auf, die aus hochtemperaturbeständigem, oxidationsbeständigem und vakuumfestem Heizleiter-Werkstoff
bestehen, beispielsweise aus Kanthai.
- 10 -
Für die Aufnahme der für die Wärmebehandlung vorgesehenen
Werkzeuge 18 dient ein Chargiergestell 19, welches in Fig. 5 detailliert dargestellt ist. Dieses Chargiergestell 19 besteht
zunächst aus einem rechteckigen Transportrahmen 20. Auf diesem ist eine Grundplatte 21 beispielsweise aus Stahl gelagert. Die
Grundplatte 21 nimmt eine Isolierplatte 22 auf, beispielsweise eine Aluminiumoxidfaser-Platte, die die Wärmeübertragung auf
die Grundplatte 21 vermindern soll. Auf die Isolierplatte 22 ist schließlich ein Strahlungsschirm 23 aufgebracht, beispielsweise
in Form eines polierten Bleches oder einer Folie mit einem niedrigen Wärmeemissionswert, d.h. hoher Reflexion.
Als Werkstoff kann beispielsweise NiCr-Material verwendet werden. Der so gebildete Verbund aus Grundplatte 21, Isolierplatte
22 und Strahlungsschirm 23 weist Bohrungen 24 zur Aufnahme der Werkzeuge 18 in Form von Spiralbohrer-Rohlingen auf. Unterhalb
des Verbundes ist mit Abstand eine Bodenplatte 25 angeordnet, welche an ihrer Unterseite hinwiederum mit einem
Strahlungsschirm 26 versehen ist. Über Gewindebolzen 27, die in der Grundplatte 21 befestigt sind und die eine Verstelleinrichtung
28 definieren, ist die Bodenplatte 25 mit ihrem Strahlungsschirm 26, der im übrigen aus dem gleichen Material
bestehen kann wie der Strahlungsschirm 23, derart höhenverstellbar, daß die Eintauchtiefe der Werkzeuge 18 variiert
werden kann.
Nach öffnen der Ofentür 29 wird die Charge 30 dem kalten Platz
des Einkammer-Vakuumufens 1 aufgegeben, indem der Transportrahmen
20 des Chargiergestells 19, der im übrigen an den Längsseiten Führungsleisten mit bearbeiteter Unterseite aufweist
und beispielsweise aus Grauguß besteht, auf dem Rollgang
- 11 -
6 zur Auflage kommt, wie dies beispielsweise in Fig. 2 erkennbar ist. Beim Beschicken des Einkammer-Vakuumofens 1 befindet
sich die Heizkammer 5 bereits auf der vorgeschriebenen Arbeitstemperatur, wobei die Bodenluke 15 geschlossen ist, wie
in Fig. 3 mittels der durchgezogenen Linien dargestellt ist. h
L Auf der rechten Seite dieser Fig. 3 ist ebenfalls die Heizkam- |
mer 5 ohne Charge 30 dargestellt. f
Nach Schließen der Ofentür 29 wird die Ofenkammer 4 evakuiert und anschließend das Chargiergestell 19 auf dem Rollgang 6
mittels einer Stoß-Zug-Ketteneinheit 31 durch Einklinken in die Heizkammer 5 verfahren, nachdem zuvor die Tür 14 geöffnet
und die Bodenluke 15 mittels der Heb- und Senkeinrichtung 16 abgesenkt worden ist. Nachdem das Chargiergestell 19 seine Position
innerhalb der Heizkammer 5 erreicht hat, wird die Tür
14 geschlossen und mittels des Exzenterantriebs 7 der Rollgang 6 derart nach oben bewegt, daß das Chargiergestell 19 die
Heizkammer 5 unten abschließt und dabei die Bodenluke 15 ersetzt. In diesem Zustand kann dann die Wärmebehandlung erfolgen,
wobei diese sofort eintritt, da sich die Heizkammer 5 bereits auf Arbeitstemperatur befindet.
Nach Beendigung der Wärmebehandlung wird die Tür 14 geöffnet sowie der Rollgang 6 wieder nach unten bewegt und mittels der
Stoß-Zug-Ketteneinheit 31 das Chargiergestell 19 wieder herausgefahren. Sofort danach wird die Tür 14 wieder geschlossen
und die Bodenluke 15 nach oben gefahren, so daß die Heizkammer 5 allseitig abgeschlossen ist und keine Wärme austritt.
Durch Betätigen der Querstromventilatoren 8 erfolgt dann eine Abschreckung der Charge 30 im linken Bereich der Ofenkammer 4.
Nach erfolgter Abschreckung und nach Fluten des Ofengehäuses 3 kann dann nach Öffnen der Ofentür 29 die Charge 30 entnommen
werden.
- 12 -
Der in den Fig. 6 bis 9 dargestellte Dreikammer-Vakuumofen 2
der zweiten Ausführungsform besteht aus drei Kammern, nämlich
einer Vorkammer 32, einer dieser nachgeordneten Heizkammer 33, der schließlich eine Abschreckkammer 34 nachgeordnet ist. Diese
drei Kammern 32, 33, 34 sind jeweils durch vakuumdichte und thermisch isolierende Zwischentüren 35 voneinander getrennt,
wobei weiterhin jeder der Kammern 32, 33, 34 eine Evakuiereinrichtung zugeordnet ist.
Die Vorkammer 32 besitzt eine Ofentür 36. Darüber hinaus ist
(^ in ihr ein Teleskopladesystem 37 angeordnet.
Die Heizkammer 33 ist entsprechend der der ersten Ausführungsform mit dem Einkammer-Vakuumofen 1 ausgebildet. Abweichend
davon brauchen jedoch die Materialien für Isolation und Heizung nicht oxidationsbeständig bei hohen Temperaturen zu sein,
da die Heizkammer 33 im warmen Zustand ständig unter Vakuum verbleibt. Verwendet wird hier daher im wesentlichen Graphitmaterial
bzw. Molybdän. Der Transport in die Heizkammer 33 erfolgt mittels des Teleskopladesystems 37, d.h. über eine kombinierte
Hub- und Verfahreinrichtung, welche in einem heb- und senkbaren Rahmen eingebaut ist. Statt bei der Heizkammer in
, Fig. 5 weist die Heizkammer 33 bei dieser Ausführungsform noch
eine zweite Tür 14' zur dahinter befindlichen Abschreckkammer
34 hin auf.
Die Abschreckkammer 34 schließlich weist ebenfalls ein Teleskopladesystem
37' auf sowie vor allem ein Kühlgebläse 38 sowie seitliche Wärmetauscherelemente 9. Um die Chargen 30 der
Abschreckkammer 34 entnehmen zu können, weist diese noch eine Ofentür 36· auf.
- 13 -
« · · Pll I
• · · « I t III
- 13 -
Der Dreikammer-Vakuumofen 2 arbeitet wie folgt:
Zunächst wird die zu behandelnde Charge 30 der Vorkammer 32
aufgegeben, indem das Chargiergestell 19 entsprechend eingebracht wird. Dieses in Fig. 9 dargestellte Chargiergestell unterscheidet
sich von dem der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß kein Transportrahmen 20 aufgrund des hier verwendeten
Teleskopladesystems 37, 37' vorgesehen ist. Ansonsten ist der Aufbau identisch. Nach Einbringen des Chargiergestells
19 über ein externes Transportsystem wird die Ofentür 36 va-
(J kuumdicht verschlossen. Die Zwischentüren 35 zwischen den Kammern
32, 33, 34 sind ebenfalls geschlossen, so daß insbesondere in der mittleren Heizkammer 33 Vakuum herrscht und sich
vor allem auf Arbeitstemperatur befindet. Sodann wird die Vorkammer 32 auf den Arbeitsdruck der Heizkammer 33 evakuiert.
Vor dem Transport der Charge 30 in die Heizkammer 33 wird die dazwischen befindliche vakuumdichte und thermische Zwischentür
35 geöffnet und die Bodenluke 15 der Heizkammer 33 fährt nach unten. Das Chargiergestell 19 wird nunmehr mittels des Teleskopladesystems
37 in die Heizkammer 33 transportiert, nachdem die linke Tür 14 der Heizkammer 5 geöffnet worden ist.
Nachdem das Chargiergestell 19 seinen endgültigen Platz er-
,-. reicht hat, wird die Tür 14 sowie die Zwischentür 35 wieder
geschlossen. Nachdem das Chargiergestell 19 die Position der Bodenluke 15 der Heizkauimer 33 eingenommen und diese hermetisch
abgeschlossen ist, erfolgt nunmehr die Erwärmung der Werkzeuge 18, die aus dem Chargiergestell 19 herausragen.
Nach Ende der Austenitisierung wird die rechte Tür 14' der
Heizkammer 5 sowie die vakuumdichte und thermische Zwischentür 35 zur Abschreckkammer 34 geöffnet. Mittels des Teleskopladesystems
37' der Abschreckkammer 34 wird die Charge 30 in die Abschreckkammer 34 transportiert. Sowohl die Tür 141 der Heiz-
- 14 -
• · · · I I
- 14 -
kammer als auch die Zwischentür 35 schlieQen wieder und die
Bodenluke 15 der Heizkammer 5 fährt nach oben. Nunmehr wird die Abschreckkammer mit Gas gefüllt, wobei der Druck einstellbar
und Überdruck möglich ist, das Kühlgebläse 38 wird eingeschaltet und kühlt die Charge 30 ab, beispielsweise bis auf
Temperaturen von weniger als 15O0C. Danach wird die Ofentür 36
der Abschreckkammer 34 geöffnet und die Charge 30 wird anschließend
von einem externen Transportsystem aus der Abschreckkammer 34 geholt.
Während des gesamten Behandlungsvorganges bleibt die Heizkammer 33 unter Vakuum sowie vor allem auf Arbeitstemperatur, so
daß ein schneller Wärmeübertrag auf die zu behandelnden Werkzeuge 18 möglich ist.
- 15 -
BezuQszeichenliste
1 | Einkammer-Vakuumofen | 21 | Grundplatte |
2 | Dreikammer-Vakuumofen | 22 | Isolierplatte |
3 | Ofengehäuse | 23 | Strahlungsschirm |
4 | Ofenkammer | 24 | Bohrung |
5 | Heizkammer | 25 | Bodenplatte |
6 | Rollgang | 26 | Strahlungsschirm |
7 | Exzenterantrieb | 27 | Gewindebolzen |
8 | Querstromventilator | 28 | Verstelleinrichtung |
9 | Wärmetauscherelement | 29 | Ofentür |
10 | Pufferbehälter | 30 | Charge |
11 | Evakuiereinrichtung | 31 | StoQ-Zug-Ketteneinheit |
12 | Isolierung | 32 | Vorkammer |
13 | Platte | 33 | Heizkammer |
14 | Tür | 34 | Abschreckkammer |
14« | Tür | 35 | Zwischentür |
15 | Bodenluke | 36 | Ofentür |
16 | Heb- und Senkeinrichtung | 36' | Ofentür |
17 | Heizelement | 37 | Teleskopladesystem |
18 | Werkzeug | 37· | Teleskopladesystem |
19 | Chargiergesteli | 38 | Kühlgebläse |
20 | Transportrahmen | D | Doppelpfeil |
- 16 -
Claims (11)
1. Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von einen Einspannbereich
und einen Arbeitsbereich aufweisenden Werkzeugen (18), insbesondere Bohrern,
mit einer die Chargen (30) für die Werkzeuge (18) aufnehmende
sowie eine Tür (14,14*) aufweisende Heizkammer (5,33), in der Wärmestrahlung abgebende Heizelemente (17)
für die Härtung unter Vakuumbedingungen angeordnet sind,
mit einer Evakuiereinrichtung (11),
r% mit einer Abschreckeinrichtung
mit einer Evakuiereinrichtung (11),
r% mit einer Abschreckeinrichtung
sowie mit einem Chargiergestell (19) zur Aufnahme der zu
behandelnden Werkzeuge (18), wobei der nicht zu erwärmende Einsatzbereich innerhalb und der zu erwärmende Arbeitsbereich
außerhalb des Chargiergestells (19) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ofen einen ersten Bereich aufweist, in dem die ständig auf Arbeitstemperatur sich befindende Heizkammer (5,33) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ofen einen ersten Bereich aufweist, in dem die ständig auf Arbeitstemperatur sich befindende Heizkammer (5,33) angeordnet ist,
daß der Ofen weiterhin einen zweiten Bereich zum Be- und Entladen sowie zum Abschrecken aufweist und
daß zwischen diesen beiden Bereichen eine Transporteinrichtung für die Chargen (30) angeordnet ist.
daß zwischen diesen beiden Bereichen eine Transporteinrichtung für die Chargen (30) angeordnet ist.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen ein Einkammer-Vakuumofen (1) ist.
3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen ein Mehrkammer-Vakuumofen ist, wobei die beiden Bereiche in
jeweils einer Kammer (32,33,34) vorgesehen sind und wobei die Kammern (32,33,34) jeweils durch vakuumdichte und thermisch
isolierende Zwischentüren (35) voneinander getrennt sind.
- 17 -
4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daQ der Ofen
ein Dreikammer-Vakuumofen (2) ist, bei dem nacheinander eine Vorkammer (32), eine Heizkammer (33) sowie eine Abschreckkammer
(34) angeordnet sind, wobei jeder der Kammern (32,33,34) eine Evakuiereinrichtung zugeordnet ist.
5. Ofen nach einem det Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse der Heizkammer (5,33) eine hochtemperaturbeständige
und, wenn sie bei den hohen Temperaturen nicht ständig unter Vakuum steht, oxidationsbeständige Iso-
/~\ lierung (12) aufweist, an deren Innenseite ebenfalls hochtemperaturbeständige
und gegebenenfalls oxidationsbeständige, wärmespeichernde Platten (13) mit hohem Wärmeisolationsverhalten
angeordnet sind.
6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daQ die Heizkammer
(5,33) eine absenkbare Bodenluke (15) aus Isolationsmaterial aufweist und daß das Chargiergestell (19) aus
einer Isolierplatte (22) besteht, auf der ein Strahlungsschirm (23) angeordnet ist, wobei das Chargiergestell (19)
mittels der Transporteinrichtung unter die Heizkammer (5,33) verfahrbar ist und dabei in seiner Arbeitsposition
die abgesenkte Bodenluke (15) ersetzt.
7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Chargiergestell
(19) zusätzlich mit einer Heb- und Senkeinrichtung (16) versehen ist.
8. Ofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (22) mit ihrem Strahlungsschirm (23) auf
einer Grundplatte (21) angeordnet ist.
- 18 -
j t m * * » >ii itte
» s
9. Ofen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daQ der Strahlungsschirm (23) und die Isolierplatte (22) sowie gegebenenfalls die Grundplatte (21) mit durchgehenden
Bchrungen (24) für die Aufnahme der Werkzeuge (18) versehen sind und daQ unterhalb davon eine Bodenplatte (25)
mit Abstand angeordnet ist, wobei dieser Abstand mit einer Verstelleinrichtung (28) verstellbar ist.
10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daQ die Bodenplatte
(25) auf ihrer Außenseite einen Strahlungsschirm (26) aufweist.
11. Ofen nach einem der Ansprüche .1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daB im kalten Bereich des Ofens Wärmetauscherelemente (9) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8912157U DE8912157U1 (de) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8912157U DE8912157U1 (de) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8912157U1 true DE8912157U1 (de) | 1989-11-23 |
Family
ID=6843663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8912157U Expired - Lifetime DE8912157U1 (de) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8912157U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216837C5 (de) * | 2001-04-17 | 2012-06-21 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Wärmebehandlungsverfahren und dabei verwendeter Wärmebehandlungsofen |
EP2578977A3 (de) * | 2011-10-04 | 2013-06-05 | Kern Energy Enterprise Co., Ltd. | Wärmebehandlungsofen |
-
1989
- 1989-10-12 DE DE8912157U patent/DE8912157U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10216837C5 (de) * | 2001-04-17 | 2012-06-21 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Wärmebehandlungsverfahren und dabei verwendeter Wärmebehandlungsofen |
EP2578977A3 (de) * | 2011-10-04 | 2013-06-05 | Kern Energy Enterprise Co., Ltd. | Wärmebehandlungsofen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0422353B1 (de) | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen | |
DE69713963T2 (de) | Verfahren und Anlage zum Aufköhlen, Abschrecken und Anlassen | |
DE2254769A1 (de) | Ofen zum flussmittellosen loeten von aluminiumwerkstoffen unter schutzgas | |
DE3111218A1 (de) | Ofen zur waermebehandlung von bohrern | |
EP1229137B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Transportieren metallischer Werkstücke sowie Anlage zur Wärmebehandlung dieser Werkstücke | |
DE2051743A1 (de) | Einsatzhartungsanlage | |
DE10310739A1 (de) | Anlage zum Wärmebehandeln von Werkstücken | |
DE2133299C3 (de) | Vertikaler Ofen zum isostatischen Warmpressen | |
EP1767660B1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Einkammer-Vakuumofens mit Wasserstoffabschreckung | |
DE60110428T2 (de) | Verfahren und einrichtung zur wärmebehandlung von schneidwerkzeugen | |
DE8912157U1 (de) | Ofen zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen | |
WO2005052197A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur wärmebehandlung insbesondere metallischer werkstücke | |
DE2156306B2 (de) | Mehrstationenvakuumoienanlagezum Vergüten, Härten und Löten von Werkstücken | |
EP0483596B1 (de) | Vakuumofen zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke | |
DE69510143T2 (de) | Vakuumofen mit bewegbarer Heizzone | |
DE2244913A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von bandstahl | |
DE2409818A1 (de) | Verfahren zur waermebehandlung von eisenund nichteisenmetallen | |
EP1294512A1 (de) | Verfahren zum sintern von aluminium-basierten sinterteilen sowie vorrichtung zum sintern von aluminium-basierten sinterteilen | |
DE3233361A1 (de) | Kontinuierlicher elektroofen zur chemisch-thermischen behandlung von stahlteilen | |
DE4234285A1 (de) | Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischem Gut | |
DE2628605C3 (de) | Einkammer-Anlaßofen | |
WO2020058195A1 (de) | Anlage und verfahren zum sintern von bauteilen | |
EP1153146B1 (de) | Durchlaufofen mit einer einrichtung zum abschrecken von werkstücken sowie abschreckverfahren | |
DE29717714U1 (de) | Vorrichtung zum Abschrecken von Chargen metallischer Werkstücke mit einem fluiden, insbesondere gasförmigen Medium bei einem vorgegebenen Abschreckdruck | |
EP0499850B1 (de) | Verfahren und Durchlaufofen zum Wärmebehandeln von Werkstückchargen |