Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitmuffel (4) auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit zwei beweglichen Wandteilen (6) versehen ist.1. Vacuum furnace with graphite muffle for dewaxing and sintering hard metals, characterized in that the graphite muffle (4) is provided with two movable wall parts (6) on two opposite sides.
2. Vakuumofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaphitmuffel (4) rohrförmig und die beweglichen Wandteile (6) als runde Deckel ausgebildet sind.2. Vacuum furnace according to claim 1, characterized in that the graphite muffle (4) is tubular and the movable wall parts (6) are designed as round covers.
3. Vakuumofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Wandteile (6) über Pneumatikzylinder ( 12) bewegbar sind.3. Vacuum furnace according to claims 1 and 2, characterized in that the movable wall parts (6) can be moved via pneumatic cylinders (12).
Die Erfindung betrifft einen Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen.The invention relates to a vacuum furnace with a graphite muffle for dewaxing and sintering hard metals.
Zum Sintern von Hartmetallen werden meist Vakuumöfen mit einer geschlossenen Graphitmuffel bzw. einem geschlossenen Graphittiegel verwendet, um den vor dem Sintern erforderlichen Entwachsungsprozess im gleichen Ofen in einem Zug durchführen zu können. Der Entwachsungsprozess ist notwendig, da die Hartmetallpulver vor dem Ver-pressen 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.Vacuum furnaces with a closed graphite muffle or a closed graphite crucible are usually used for the sintering of hard metals in order to be able to carry out the dewaxing process required before sintering in the same furnace in one go. The dewaxing process is necessary because wax or stearates are added to the hard metal powder before it is pressed into shaped pieces. The closed muffle therefore has the task of keeping the wax or stearin vapors released during dewaxing away from the other components of the furnace and the vacuum vessel.
In der DE-OS 1 508 470 wird ein Vakuumofen zum Sintern von Hartmetallen beschrieben, bei dem das Sintergut zunächst in einem Temperaturbereich zwischen 200 und 800°C entwachst wird. Die entstehenden Dämpfe werden über eine an die Graphitmuffel angeschlossene Rohrleitung aus dem Ofen entfernt.DE-OS 1 508 470 describes a vacuum furnace for sintering hard metals, in which the sintered material is first dewaxed in a temperature range between 200 and 800°C. The resulting vapors are removed from the furnace via a pipeline connected to the graphite muffle.
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 Undichtigkeiten zum Ofenraum aufweisen.Dewaxing is generally carried out under negative pressure (10-20 mbar) by sucking off the vapors with a pump or in the overpressure range (a few mbar). In both cases, the addition of gas (argon, hydrogen, nitrogen) creates a flow such that the pressure in the furnace chamber is higher than in the graphite muffle. This prevents wax vapors from escaping from the graphite muffle. In order to generate this overpressure with acceptable amounts of gas, the graphite muffle must be closed and only have minor leaks to the furnace chamber.
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 Sintercharge freizubekommen. Zu diesem Zweck wird der Ofen mit Kühlgas geflutet. Die geschlossene Gaphitmuffel verhindert jedoch eine wirksame Gaszirkulation und damit ein schnelles Abkühlen der Charge, so dass man Abkühlzeiten um 15 Stunden in Kauf nehmen muss.However, this arrangement, which is ideal for dewaxing, has disadvantages for the subsequent sintering process. The evacuation of the batch is severely impeded during sintering by the tightly closing graphite muffle. In addition, after sintering at around 1500°C, the charge must be cooled down again as quickly as possible in order to free the vacuum furnace, which should not be opened above 200°C, for the next sintering charge. For this purpose, the furnace is flooded with cooling gas. However, the closed graphite muffle prevents effective gas circulation and thus rapid cooling of the batch, so that cooling times of around 15 hours have to be accepted.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, einen Vakuumofen mit Graphitmuffel zum Entwachsen und Sintern von Hartmetallen zu schaffen, bei dem trotz dichtschliessender Graphitmuffel die Abkühlgeschwindigkeit nach beendigter Sinterung wesentlich erhöht und während des Sinterns das Evakuieren erleichtert werden kann.It was therefore the object of the invention to create a vacuum furnace with a graphite muffle for dewaxing and sintering hard metals, in which, despite the tightly sealing graphite muffle, the cooling rate can be significantly increased after sintering is complete and evacuation can be facilitated during sintering.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Gaphitmuffel auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit zwei beweglichen Wandteilen versehen ist. Diese Wandteile können während des Ofenbetriebs mitsamt ihrer Isolierung bewegt werden, so dass die entstehenden Öffnungen die Evakuierung während des Sinterns erleichtert und die Abkühlung durch die Möglichkeit der Gasumwälzung in der Muffel wesentlich erhöht wird.This object was achieved according to the invention in that the graphite muffle is provided with two movable wall parts on two opposite sides. These wall parts, together with their insulation, can be moved during operation of the furnace, so that the resulting openings facilitate evacuation during sintering and cooling is significantly increased by the possibility of gas circulation in the muffle.
Vorteilhafterweise sind die Graphitmuffel rohrförmig und die beweglichen Wandteile als runde Deckel ausgebildet. Die Bewegung dieser Deckel erfolgt vorzugsweise über Pneumatikzylinder.Advantageously, the graphite muffle is tubular and the movable wall parts are designed as round covers. These covers are preferably moved by means of pneumatic cylinders.
Die Abbildungen 1 und 2 zeigen schematisch in beispielhafter Ausführungsform einen erfindungsgemässen Vakuumofen im Längsschnitt und im Querschnitt.Figures 1 and 2 schematically show an exemplary embodiment of a vacuum furnace according to the invention in longitudinal section and in cross section.
Der Vakuumofen besteht im wesentlichen aus einem wassergekühlten, doppelwandigen Rezipienten 2, der die Inneneinbauten des Ofens umschliesst. In der rohrförmigen Graphitmuffel 4 ist die Charge 1 mit dem Sintergut untergebracht. Die zylindrische Wärmedämmung 3, normalerweise aus Graphitfilz, schliesst den Heizraum ein, in dem die Graphitheizung 7 untergebracht ist. Die beiden Rohrenden der Graphitmuffel 4 sind stirnseitig mit Graphitdeckeln 6 abgeschlossen, die ebenfalls eine Wärmedämmung 5 aus Graphitfilz tragen. Diese Graphitdeckel 6 können über Stangen 11 mit Hilfe von Pneumatikzylindern 12 in verschiedene Stellungen 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 Antriebsmotor 14 sorgt für die Gasumwälzung.The vacuum furnace essentially consists of a water-cooled, double-walled recipient 2, which encloses the internal fittings of the furnace. The batch 1 with the sintered material is accommodated in the tubular graphite muffle 4 . The cylindrical thermal insulation 3, usually made of graphite felt, encloses the heating space in which the graphite heater 7 is housed. The two tube ends of the graphite muffle 4 are closed at the front with graphite covers 6, which also carry thermal insulation 5 made of graphite felt. These graphite lids 6 can be moved to different positions via rods 11 with the aid of pneumatic cylinders 12 . Gas can be fed into the furnace via a socket 8, the dewaxing takes place via a pipeline 9 connected to the graphite muffle 4 into a wax separator 10. A gas circulator 13 with a drive motor 14 ensures gas circulation.
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 zurückgefahren. Auf beiden Stirnseiten der Graphitmuffel 4 entsteht dadurch ein Ringspalt, der einmal das Evakuieren erleichtert 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.If wax is removed in the vacuum furnace, both graphite covers 6 are pressed firmly onto the graphite muffle 4 so that the muffle is closed and wax vapors are prevented from escaping into the furnace chamber. During vacuum sintering and during cooling, the graphite covers 6 together with the thermal insulation 5 are retracted by the pneumatic cylinders 12 . This creates an annular gap on both end faces of the graphite muffle 4, which makes evacuation easier on the one hand and increases the cooling rate on the other by the fact that the furnace gas is also passed through the graphite muffle 4 via the gas circulator 13, where it can cool the charge directly.
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.In this way it is possible to reduce the cooling time from approx. 15 hours to 2 to 3 hours and thereby almost double the capacity of the vacuum furnace.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings