EP0609492A1 - Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen - Google Patents

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EP0609492A1
EP0609492A1 EP93114885A EP93114885A EP0609492A1 EP 0609492 A1 EP0609492 A1 EP 0609492A1 EP 93114885 A EP93114885 A EP 93114885A EP 93114885 A EP93114885 A EP 93114885A EP 0609492 A1 EP0609492 A1 EP 0609492A1
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EP
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holder according
base plate
radiation
radiation shield
lower layers
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Wolfgang Peter
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Ipsen International GmbH
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    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D5/005—Supports specially adapted for holding elongated articles in an upright position, e.g. sparking plugs
    • 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
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/01—End parts (e.g. leading, trailing end)

Definitions

  • the invention relates to a holder for partial heat treatment of tools having a clamping area and a work area, in particular drills, in furnaces, in particular vacuum chamber furnaces with pressurized gas quenching, the tools standing up on a base plate being guided by a perforated base plate and the base plate toward the furnace chamber with a radiation shield is provided.
  • a receptacle for heat treatment tools is known, which is provided on the side facing the furnace chamber with a radiation shield.
  • the base plate which is provided with holes for receiving the tools, is equipped with an insulating plate towards the furnace chamber, which is intended to reduce the heat transfer to the base plate.
  • a radiation screen is applied to the insulating plate, which has a low heat emission value, ie reflects the heat radiation.
  • the invention has for its object to provide a holder for partial heat treatment of tools in ovens, which allows a transition zone on the workpiece as small as possible and leads the workpieces sufficiently in the base plate while maintaining good thermal insulation.
  • the surface of the radiation screen has a high emission factor for heat radiation and that the radiation screen is arranged directly on the base plate.
  • the radiation shield is constructed in multiple layers in such a way that an uppermost layer facing the furnace chamber has the highest possible emission factor for thermal radiation, and the lower layers have the lowest possible emission factor for thermal radiation.
  • the lower layers having a low heat emission factor reflect the incident heat radiation, so that the base plate is optimally insulated from the furnace chamber by the different emission or reflection factors of the individual layers of the radiation shield.
  • the surface of the radiation shield facing the furnace chamber has a heat emission factor of 0.8 to 1.0, preferably 0.9.
  • Polished metal surfaces, graphite or carbon fiber reinforced graphite (CFC), for example, have proven to be suitable materials for the surface of the radiation shield facing the furnace chamber.
  • the layer thickness of the surface of the radiation shield is preferably between 0.5 and 2.5 mm. This small layer thickness of the surface of the radiation shield limits the amount of energy to be absorbed. The minimum thickness is limited by the mechanical properties of the materials, since these have to be resistant to the mechanical forces in the gas flow in the cooling phase.
  • graphite and CFC in particular have proven themselves due to their long service life.
  • graphite and CFC are characterized by low abrasion, which prevents contamination of the furnace interior with detached particles.
  • the heat emission factors of the lower layers of the multilayer radiation shield are preferably between 0.03 and 0.3.
  • thin metal sheets or metal foils with a layer thickness of 0.03 to 0.5 mm are used for the lower layers of the radiation shield. Since the lower layers consist of very thin sheets or foils, it is all the more important that the top layer has a high resistance to the gas flow, since this layer also serves as a protective layer for the thin lower layers.
  • insulating gaps or insulating layers can be arranged between the individual layers. While the insulating layers consist of ceramic, for example, the insulating gaps are simple distances between the layers, which are created, for example, by a wavy application of the individual layers to one another.
  • the material of the individual layers of the radiation shield is to be selected so that this material has a saturation vapor pressure which is lower than the working pressure of the furnace, since vapor deposits on the surfaces of the layers can have a severe impact on their emission or reflection properties.
  • the individual layers can consist of different materials.
  • a different material for each layer it is possible to use the emission or reflection properties of different materials at a desired location.
  • Nickel and nickel alloys such as, for example, have been used as materials Chromium-nickel and copper-nickel alloys (Monel) have proven to be suitable because they have a low saturation vapor pressure and a low heat emission factor.
  • the radiation shield consists of an upper layer and three lower layers.
  • the design with a three-layer underlayer has proven to be sufficient if the materials are well coordinated with one another with their emission and reflection factors.
  • Such a combination of materials results, for example, from the use of layers of nickel, copper and aluminum.
  • the base plate is largely shielded from heat radiation by the three-layer underlayer, which means that the workpieces only have a short transition zone, since the radiation shield consists of only a few and, in addition, very thin layers.
  • the hole dimension of the radiation shield for receiving the workpieces has a larger diameter than the hole dimension of the base plate.
  • the base plate arranged under the base plate is arranged to be adjustable in height in order to workpieces of different lengths to be able to set the transition zone between the hardened work area and the unhardened clamping area at the desired location.
  • furnace chamber 1 shows a furnace chamber 1 of a vacuum chamber furnace, which is provided with insulation 2 on the outside and is heated on the inside via heating elements 3.
  • a holder 4 for receiving workpieces 5 which are to be subjected to a partial heat treatment in the furnace chamber 1.
  • the holder 4 for receiving the workpieces 5 consists of a base frame 6, a base plate 7 and a base plate 9 provided with holes 8.
  • the workpieces 5 are inserted into the holder 4 in such a way that they have a clamping area 10 on the base plate 7 which is not to be hardened rising from the bore 8 of the base plate 9 and project into the heatable furnace chamber 1 with their work area 11 to be hardened.
  • the base plate 9 In order to isolate the base plate 9 from the furnace chamber 1, the base plate 9 has a radiation shield 12 on the side facing the furnace chamber 1, the surface 13 of which is thus obtained is that it first absorbs the incident heat radiation and then emits it back to the furnace chamber 1, which enables a homogeneous temperature distribution in the furnace chamber 1.
  • FIG. 2 shows an enlarged cross section through the base plate 9 with a radiation screen 12 arranged thereon.
  • the radiation screen is constructed in multiple layers. Under the layer 14 with the surface 13 having the large heat emission factor, three further layers 15 are arranged, each with a very small heat emission factor.
  • the individual layers 15 are separated from one another by insulating gaps 16, which are produced by wavy laying of the layers 15. In this case, the individual layers 15 lie on one another only at individual contact points 17, so that no heat conduction can take place between the individual layers 15.
  • fastening elements 18 are provided which connect the radiation shield 12 to the base plate 9.
  • the heating elements 3 heat the furnace chamber 1 to the operating temperature of approximately 1,200 °.
  • the base plate 9 of the holder 4, which guides the workpiece 5 does not heat up too much, so that the base plate 9 guided clamping area 10 is not heated up to the transition temperature.
  • the base plate 9 is provided on the furnace chamber side with a radiation screen 12. The radiation screen 12 prevents excessive heating of the base plate 9 and thus the clamping area 10 of the workpiece 5 guided in the base plate 9.
  • the base plate 7 is arranged in the base frame 6 of the holder 4 so as to be adjustable in height.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von einen Einspannbereich und einen Arbeitsbereich aufweisenden Werkzeugen, insbesondere Bohrern, in Öfen, insbesondere Vakuumkammeröfen mit Druckgasabschreckung, wobei die Werkzeuge auf einer Bodenplatte (7) aufstehend von einer gelochten Grundplatte (9) geführt werden und die Grundplatte (9) zu der Ofenkammer (1) hin mit einem Strahlungsschirm (12) versehen ist. Um eine Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen in Öfen zu schaffen, die eine möglichst kleine Übergangszone am Werkstück ermöglicht und unter Beibehaltung einer guten Wärmedämmung die Werkstücke ausreichend in der Grundplatte führt, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Oberfläche (13) des Strahlungsschirmes (12) einen hohen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweist und daß der Strahlungsschirm (12) direkt auf der Grundplatte (9) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von einen Einspannbereich und einen Arbeitsbereich aufweisenden Werkzeugen, insbesondere Bohrern, in Öfen, insbesondere Vakuumkammeröfen mit Druckgasabschreckung, wobei die Werkzeuge auf einer Bodenplatte aufstehend von einer gelochten Grundplatte geführt sind und die Grundplatte zur Ofenkammer hin mit einem Strahlungsschirm versehen ist.
  • Aus der DE-OS 39 34 103 ist eine Aufnahme für einer Wärmebehandlung zu unterziehende Werkzeuge bekannt, die auf der der Ofenkammer zugewandten Seite mit einem Strahlungsschirm versehen ist. Bei dieser bekannten Halterung ist die zur Aufnahme der Werkzeuge mit Bohrungen versehene Grundplatte zur Ofenkammer hin mit einer Isolierplatte ausgestattet, die die Wärmeübertragung auf die Grundplatte vermindern soll. Als zusätzliche Schicht ist auf die Isolierplatte ein Strahlungschirm aufgebracht, der einen niedrigen Wärmeemissionswert aufweist, d. h. die Wärmestrahlung reflektiert. Diese Aufnahme bietet zwar die Möglichkeit, die Grundplatte gegenüber der Wärmestrahlung in der Ofenkammer zu isolieren, jedoch weisen die Werkzeuge eine große Übergangszone zwischen gehärtetem Arbeitsbereich und nicht gehärtetem Einspannbereich auf, da eine ausreichend isolierende Isolierplatte sehr dick ausgelegt werden muß. Ferner zeigen die zu härtenden Arbeitsbereiche der Werkzeuge einen unterschiedlichen Härteverlauf, da aufgrund des einen hohen Wärmereflexionswert aufweisenden Strahlungsschirmes die Wärmestrahlung von der Oberfläche des Strahlungsschirmes auf die Werkzeuge reflektiert wird und die Werkzeuge dadurch ungleichmäßig erwärmt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen in Öfen zu schaffen, die eine möglichst kleine Übergangszone am Werkstück ermöglicht und unter Beibehaltung einer guten Wärmedämmung die Werkstücke ausreichend in der Grundplatte führt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird vorgeschlagen, daß die Oberfläche des Strahlungsschirmes einen hohen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweist und daß der Strahlungsschirm direkt auf der Grundplatte angeordnet ist.
  • Mit einer derartigen Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen lassen sich sehr kurze Übergangszonen vom gehärtetem zum nicht gehärtetem Bereich des Werkstückes erzielen. Aufgrund des hohen Wärmeemissionsfaktors der Oberfläche des Strahlungsschirms wird der größte Teil der Wärmestrahlung zuerst absorbiert und anschließend wieder zur Heizkammer hin emittiert, wodurch eine homogene Temperaturverteilung in der Heizkammer ermöglicht wird. Der hohe Emissionsfaktor bzw. niedrige Reflexionsfaktor für Wärmestrahlung verhindert darüber hinaus die bei reiner Reflexion auftretende ungleichmäßige Erwärmung der Werkstücke. Durch die direkte Anordnung des Strahlungsschirmes auf der Grundplatte, d. h. ohne Zwischenschaltung einer Isolierplatte, kann die Übergangszone am Werkstück sehr klein gehalten werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Halterung ist der Strahlungsschirm mehrlagig so aufgebaut, daß eine oberste, der Ofenkammer zugewandte Schicht einen möglichst hohen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung, und die unteren Schichten einen möglichst niedrigen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweisen. Bei diesem mehrlagigen Aufbau des Strahlungsschirmes reflektieren die einen niedrigen Wärmeemissionsfaktor aufweisenden unteren Schichten die auftreffende Wärmestrahlung, so daß durch die unterschiedlichen Emissions- bzw. Reflexionsfaktoren der einzelnen Schichten des Strahlungsschirmes die Grundplatte bestmöglich zur Ofenkammer hin isoliert ist.
  • Um eine ausreichende Emission der Wärmestrahlung zu gewährleisten, weist die der Ofenkammer zugewandte Oberfläche des Strahlungsschirmes einen Wärmeemissionsfaktor von 0,8 bis 1,0, vorzugsweise 0,9 auf. Als geeignete Materialien für die der Ofenkammer zugewandte Oberfläche des Strahlungsschirmes haben sich beispielsweise polierte Metalloberflächen, Graphit oder carbonfaserverstärkter Graphit (CFC) bewährt. Die Schichtdicke der Oberfläche des Strahlungsschirmes beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,5 mm. Durch diese geringe Schichtdicke der Oberfläche des Strahlungsschirmes wird die aufzunehmende Energiemenge begrenzt. Die minimale Dicke wird durch die mechanischen Eigenschaften der Materialien begrenzt, da diese gegen die mechanischen Kräfte bei der Gasströmung in der Kühlphase beständig sein müssen. Neben der Verwendung von polierten Metalloberflächen haben sich insbesondere Graphit und CFC aufgrund ihrer langen Lebensdauer bewährt. Darüber hinaus zeichnen sich Graphit und CFC durch einen geringen Abrieb aus, wodurch Verschmutzungen des Ofeninnenraums mit abgelösten Partikeln vermieden werden.
  • Die Wärmeemissionsfaktoren der unteren Schichten des mehrlagigen Strahlungsschirmes liegen vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,3. Zur Erzielung einer möglichst kurzen Übergangszone am WerkStück werden für die unteren Schichten des Strahlungsschirmes dünne Metallbleche oder Metallfolien mit einer Schichtdicke von 0,03 bis 0,5 mm verwendet. Da die unteren Schichten aus sehr dünnen Blechen oder Folien bestehen, ist es um so wichtiger, daß die oberste Schicht eine hohe Beständigkeit gegenüber der Gasströmung aufweist, da diese Schicht gleichzeitig als Schutzschicht für die dünnen unteren Schichten dient.
  • Um die Wärmeleitung zwischen den einzelnen Schichten des Strahlungsschirmes bzw. dem Strahlungsschirm und der Grundplatte zu verringern, können Isolierspalte oder Isolierschichten zwischen den einzelnen Schichten angeordnet sein. Während die Isolierschichten beispielsweise aus Keramik bestehen, sind die Isolierspalte einfache Abstände zwischen den Schichten, die beispielsweise durch ein welliges Aufbringen der einzelnen Schichten aufeinander entstehen.
  • Das Material der einzelnen Schichten des Strahlungsschirmes ist so zu wählen, daß dieses Material einen Sättigungsdampfdruck aufweist, der niedriger ist als der Arbeitsdruck des Ofens, da Dampfablagerungen auf den Oberflächen der Schichten deren Emissions- bzw. Reflexionseigenschaften stark beeinträchtigen können.
  • Um bei einem mehrlagigen Strahlungsschirm eine bestmögliche Abschirmung der Grundplatte gegenüber der Wärmestrahlung zu erzielen, können die einzelnen Schichten aus verschiedenen Materialien bestehen. Durch die Verwendung eines jeweils anderen Materials für jede Schicht ist es möglich, die Emissions- bzw. Reflexionseigenschaften verschiedener Materialien an einer jeweils gewünschten Stelle gezielt einzusetzen. Als Materialien haben sich Nickel und Nickellegierungen, wie beispielsweise Chrom-Nickel- und Kupfer-Nickellegierungen (Monel) als geeignet erwiesen, da sie einen niedrigen Sättigungsdampfdruck und einen niedrigen Wärmeemissionsfaktor aufweisen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halterung besteht der Strahlungsschirm aus einer oberen Schicht und drei unteren Schichten. Die Ausgestaltung mit einer dreilagigen Unterschicht hat sich als ausreichend erwiesen, wenn die Materialien mit ihren Emissions- bzw. Reflexionsfaktoren gut aufeinander abgestimmt sind. Eine solche Materialkombination ergibt sich beispielsweise bei der Verwendung von Schichten aus Nickel, Kupfer und Aluminium. Bei dieser Kombination wird die Grundplatte durch die dreilagige Unterschicht weitestgehend von der Wärmestrahlung abgeschirmt, wodurch die Werkstücke nur eine kurze Übergangszone aufweisen, da der Strahlungsschirm aus nur wenigen und darüber hinaus sehr dünnen Schichten besteht.
  • Um bei der Verwendung eines Strahlungsschirmes mit einer Oberfläche aus Graphit oder CFC ein Aufkohlen durch einen Kontakt zwischen metallischem Werkstück und der Oberfläche des Strahlungsschirms zu verhindern, weist das Lochmaß des Strahlungsschirmes zur Aufnahme der Werkstücke einen größeren Durchmesser auf als das Lochmaß der Grundplatte.
  • Zur Befestigung des Strahlungsschirmes an der Grundplatte wird vorgeschlagen, ein Material zu verwenden, das beim Kontakt mit Graphit oder CFC nicht aufkohlt. Als geeignete Materialien für diese Befestigungselemente haben sich beispielsweise Molybdän und Tantal erwiesen.
  • Schließlich wird vorgeschlagen, daß die unter der Grundplatte angeordnete Bodenplatte höhenverstellbar angeordnet ist, um bei verschieden langen Werkstücken die Übergangszone zwischen gehärtetem Arbeitsbereich und nicht gehärtetem Einspannbereich an der gewünschten Stelle einstellen zu können.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
    • Fig. 1
    einen ausschnittweisen Längsschnitt durch eine Ofenkammer mit einer erfindungsgemäßen Halterung und
    Fig. 2
    einen vergrößerten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Halterung entlang der Schnittlinie II-II gemäß Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt eine Ofenkammer 1 eines Vakuumkammerofens, welche nach außen mit einer Isolierung 2 versehen ist und im Inneren über Heizelemente 3 beheizt wird. In der Ofenkammer 1 befindet sich eine Halterung 4 zur Aufnahme von Werkstücken 5, die in der Ofenkammer 1 einer partiellen Wärmebehandlung unterzogen werden sollen.
  • Die Halterung 4 zur Aufnahme der Werkstücke 5 besteht aus einem Grundgestell 6, einer Bodenplatte 7 und einer mit Bohrungen 8 versehenen Grundplatte 9. Die Werkstücke 5 sind so in die Halterung 4 eingesetzt, daß sie mit einem nicht zu härtenden Einspannbereich 10 auf der Bodenplatte 7 aufstehend von der Bohrung 8 der Grundplatte 9 geführt werden und mit ihrem zu härtenden Arbeitsbereich 11 in die beheizbare Ofenkammer 1 hineinragen.
  • Um die Grundplatte 9 gegenüber der Ofenkammer 1 zu isolieren, weist die Grundplatte 9 auf der der Ofenkammer 1 zugewandten Seite einen Strahlungsschirm 12 auf, dessen Oberfläche 13 so beschaffen ist, daß sie die auftreffende Wärmestrahlung zuerst absorbiert und anschließend wieder zur Ofenkammer 1 hin emittiert, wodurch eine homogene Temperaturverteilung in der Ofenkammer 1 ermöglicht wird.
  • Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch die Grundplatte 9 mit einem darauf angeordneten Strahlungsschirm 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahlungsschirm mehrlagig ausgebildet. Unter der Schicht 14 mit der den großen Wärmeemissionsfaktor aufweisenden Oberfläche 13 sind drei weitere Schichten 15 mit einem jeweils sehr kleinen Wärmeemissionsfaktor angeordnet. Die einzelnen Schichten 15 sind durch Isolierspalte 16 voneinander getrennt, welche durch ein welliges Verlegen der Schichten 15 erzeugt werden. Die einzelnen Schichten 15 liegen in diesem Fall nur an einzelnen Berührungsstellen 17 aufeinander, so daß keine Wärmeleitung zwischen den einzelnen Schichten 15 stattfinden kann.
  • Um einen dauerhaften Halt zwischen dem Strahlungsschirm und der Grundplatte 9 auch bei der hohen mechanischen Belastung während der Gasabschreckung zu gewährleisten, sind Befestigungselemente 18 vorgesehen, die den Strahlungsschirm 12 mit der Grundplatte 9 verbinden.
  • Beim Betrieb des Vakuumkammerofens erhitzen die Heizelemente 3 die Ofenkammer 1 auf die Betriebstemperatur von etwa 1.200°. Um im Werkstück 5 eine möglichst kurze Übergangszone zwischen zu härtendem Arbeitsbereich 11 und nicht zu härtendem Einspannbereich 10 zu erhalten ist es wichtig, daß sich die Grundplatte 9 der Halterung 4, welche das Werkstück 5 führt nicht zu stark erwärmt, damit der von der Grundplatte 9 geführte Einspannbereich 10 nicht bis auf die Umwandlungstemperatur erwärmt wird. Zur Isolierung der Grundplatte 9 gegenüber der Wärmestrahlung in der Ofenkammer 1 ist die Grundplatte 9 ofenkammerseitig mit einem Strahlungsschirm 12 versehen. Der Strahlungsschirm 12 verhindert ein übermäßiges Erwärmen der Grundplatte 9 und somit des in der Grundplatte 9 geführten Einspannbereiches 10 des Werkstückes 5. Aufgrund des Aufbaus des Strahlungsschirmes 12 aus einer oder mehreren dünnen Folien bestehenden Schichten 14, 15 ist es möglich, daß die Übergangszone im Werkstück 5 sehr klein ist. Zum Einstellen der genauen Lage der Übergangszone zwischen Einspannbereich 10 und Arbeitsbereich 11 verschieden langer Werkstücke 5 ist die Bodenplatte 7 höhenverstellbar in dem Grundgestell 6 der Halterung 4 angeordnet.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Ofenkammer
    2
    Isolierung
    3
    Heizelement
    4
    Halterung
    5
    Werkstück
    6
    Grundgestell
    7
    Bodenplatte
    8
    Bohrung
    9
    Grundplatte
    10
    Einspannbereich
    11
    Arbeitsbereich
    12
    Strahlungsschirm
    13
    Oberfläche
    14
    Schicht (obere)
    15
    Schicht (untere)
    16
    Isolierspalt
    17
    Berührungspunkt
    18
    Befestigungselement

Claims (21)

  1. Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von einen Einspannbereich und einen Arbeitsbereich aufweisenden Werkzeugen, insbesondere Bohrern, in Öfen, insbesondere Vakuumkammeröfen mit Druckgasabschreckung, wobei die Werkzeuge auf einer Bodenplatte aufstehend von einer gelochten Grundplatte geführt werden und die Grundplatte zu der Ofenkammer hin mit einem Strahlungsschirm versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberfläche (13) des Strahlungsschirmes (12) einen hohen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweist und daß der Strahlungsschirm (12) direkt auf der Grundplatte (9) angeordnet ist.
  2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (12) mehrlagig aufgebaut ist, daß die Oberfläche (13) einer der Ofenkammer (1) zugewandten Schicht (14) einen möglichst hohen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweist und
    daß untere Schichten (15) einen möglichst niedrigen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung aufweisen.
  3. Halterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) der der Ofenkammer (1) zugewandten Seite des Strahlungsschirmes (12) einen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung von 0,8 bis 1,0, vorzugsweise 0,9 aufweist.
  4. Halterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ofenkammer (1) zugewandte Schicht (14) des Strahlungsschirmes (12) aus poliertem Metall, Graphit oder carbonfaserverstärktem Graphit (CFC) besteht.
  5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ofenkammer (1) zugewandte Schicht (14) des Strahlungsschirmes (12) eine Schichtdicke von 0,5 bis 2,5 mm aufweist.
  6. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) des mehrlagigen Strahlungsschirmes (12) einen Emissionsfaktor für Wärmestrahlung von 0,03 bis 0,3 aufweisen.
  7. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) des mehrlagigen Strahlungsschirmes (12) als dünne Metallbleche oder Metallfolien ausgebildet sind.
  8. Halterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) des mehrlagigen Strahlungsschirmes (12) eine Schichtdicke von 0,03 bis 0,5 mm aufweisen.
  9. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den unteren Schichten (15) des mehrlagigen Strahlungsschirmes (12) Isolierspalte (16) oder Isolierschichten angeordnet sind.
  10. Halterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten aus Keramikmaterial bestehen.
  11. Halterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierspalte (16) dadurch entstehen, daß die unteren Schichten (15) nur an einzelnen Berührungspunkten (17) aufeinander aufliegen.
  12. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) des mehrlagigen Strahlungsschirmes (12) aus verschiedenen Materialien bestehen.
  13. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der unteren Schichten (15) einen Sättigungsdampfdruck aufweist, der niedriger ist als der Arbeitsdruck des Ofens.
  14. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) aus Nickel oder Nickellegierungen bestehen.
  15. Halterung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Nickellegierungen für die unteren Schichten (15) Chrom-Nickellegierungen oder Kupfer-Nickellegierungen (Monel) verwendet werden.
  16. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (12) aus einer oberen Schicht (14) und drei unteren Schichten (15) besteht.
  17. Halterung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schichten (15) aus Nickel, Kupfer und Aluminium bestehen.
  18. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser von Bohrungen (8) zur Aufnahme von Werkstücken (5) im Strahlungsschirm (12) größer sind als die Durchmesser der Bohrungen (8) in der Grundplatte (9).
  19. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (12) mittels eines Befestigungselementes (18) mit der Grundplatte (9) verbunden ist.
  20. Halterung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (18) aus Molybdän oder Tantal besteht.
  21. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (7) höhenverstellbar in einem Grundgestell (6) angeordnet ist.
EP93114885A 1993-01-30 1993-09-16 Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen Expired - Lifetime EP0609492B1 (de)

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DE9301293U DE9301293U1 (de) 1993-01-30 1993-01-30 Halterung zur partiellen Wärmebehandlung von Werkzeugen
DE9301293U 1993-01-30

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EP0609492A1 true EP0609492A1 (de) 1994-08-10
EP0609492B1 EP0609492B1 (de) 1998-08-26

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US (1) US5417567A (de)
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DE (2) DE9301293U1 (de)

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