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DE102009007753A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten Download PDF

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DE102009007753A1
DE102009007753A1 DE102009007753A DE102009007753A DE102009007753A1 DE 102009007753 A1 DE102009007753 A1 DE 102009007753A1 DE 102009007753 A DE102009007753 A DE 102009007753A DE 102009007753 A DE102009007753 A DE 102009007753A DE 102009007753 A1 DE102009007753 A1 DE 102009007753A1
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Germany
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products
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chamber
sintering
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Withdrawn
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DE102009007753A
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English (en)
Inventor
Peter Jacobus Vervoort
Dieter Johnen
Francisco Lopez-Lopez
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Elino Industrie-Ofenbau 52355 Dueren De GmbH
Original Assignee
Elino Industrie-Ofenbau Carl Hanf & Co KG GmbH
HANF CARL ELINO IND OFENBAU
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Publication date
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    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten beschrieben. Bei dem Verfahren werden die Produkte durch eine erste Hauptbehandlungskammer zum Entbindern und eine zweite hiervon getrennte Hauptbehandlungskammer zum Sintern geführt. Die Produkte werden kontinuierlich oder semikontinuierlich durch die Behandlungskammern geführt, wobei sie erwärmt und durch kontinuierliche Umwälzung eines Prozessgases einer Entbinderungs- bzw. Sinterbehandlung unterzogen werden. Dadurch, dass die Produkte kontinuierlich oder semikontinuierlich durch Behandlungskammern mit relativ kleinen Querschnitten geführt, gleichmäßig erwärmt und mit einem kontinuierlich umgewälzten Prozessgas beaufschlagt werden, lassen sich maßgenaue Endprodukte herstellen, die nicht nachbearbeitet werden müssen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten, speziell von insbesondere aus Legierungen auf Cr-Basis oder FeCR-Basis bestehenden pressgeformten Bauteilen oder Vorprodukten hiervon. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung.
  • Derartige pulvermetallurgisch hergestellte Produkte müssen in der Regel einer nachfolgenden Entbinderung unterzogen werden, da sie Reste von Bindermaterial aus dem vorhergehenden Pressvorgang enthalten. Danach müssen derartige Produkte einem Sintervorgang unterzogen werden.
  • Zu solchen Produkten zählen beispielsweise pressgeformte Bauteile oder Vorprodukte hiervon, d. h. Pulverpresslinge aus einem Metallpulver, das insbesondere aus chromhaltigen Legierungen, wie Chrom-Nickel- oder Chrom-Eisen-Legierungen, besteht. Derartige Pulverpresslinge enthalten nach dem Pressen Reste an Bindermaterial, das über einen Entbinde rungsprozess entfernt werden muss. Des Weiteren müssen die Pulverpresslinge einer Sinterbehandlung unterzogen werden. Da die entsprechenden Bauteile bzw. Vorprodukte in der Regel relativ dünn sind, kommt es bei den zum Entbindern und Sintern durchgeführten Wärmebehandlungen darauf an, dass die Bauteile nach den Behandlungen einen homogenen Aufbau aufweisen und keine Verformungen besitzen, beispielsweise Verwerfungen aufweisen und eine ungleichmäßige Porosität besitzen.
  • Es ist bekannt, pulvermetallurgisch hergestellte Produkte einer Entbinderungs- und Sinterbehandlung in einem sogenannten Batch-Ofen zu unterziehen. Hierbei handelt es sich um einen Kammerofen, in dem die Produkte bzw. Vorprodukte nach einer Vakuumspülung der Ofenkammer stationär unter einer Schutzgasatmosphäre, wie beispielsweise Argon, einer entsprechenden Wärmebehandlung zum Entbindern und Sintern unterzogen werden. Solche Batch-Öfen (Kaltwandöfen) haben jedoch den Nachteil, dass sie aufgrund des relativ großen Querschnittes der Ofenkammer in dieser einen relativ hohen Temperaturgradienten besitzen, der über den Querschnitt der Ofenkammer über 5°C liegt. Hierdurch ist somit eine gleichmäßige Temperaturbehandlung der Produkte bzw. Vorprodukte nicht mehr sichergestellt, so dass die Produkte bzw. Vorprodukte je nach ihrer Lage innerhalb des Querschnittes der Ofenkammer unterschiedlich behandelt werden, was zu den vorstehend geschilderten Verformungen und Ungleichmäßigkeiten führt. So hat man insbesondere bei den auf diese Weise behandelten Produkten bzw. Vorprodukten Verformungen in der Form von Verwerfungen, Blähungen, einem Verziehen und Inhomogenitäten, beispielsweise eine ungleichmäßige Porosität, festgestellt. Hierdurch werden aufwendige und teure Nachbearbeitungen erforderlich.
  • Mit derartigen Problemen sind auch andere pulvermetallurgisch hergestellte Produkte behaftet, insbesondere solche, die geringe Wandungsstärken (Dicken) aufweisen und sich somit bei Wärmebehandlungen leicht verformen können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs wiedergegebenen Art zu schaffen, mit dem sich pulvermetallurgisch hergestellte Produkte einer besonders guten Qualität herstellen lassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der angegebenen Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
    • a. Einführen der Produkte in eine erste Hauptbehandlungskammer zum Entbindern;
    • b. kontinuierliches oder semikontinuierliches Führen der Produkte durch die erste Hauptbehandlungskammer unter Erwärmen auf die Entbinderungstemperatur und kontinuierlicher Umwälzung eines Prozessgases;
    • c. Herausführen der entbinderten Produkte aus der ersten Hauptbehandlungskammer und Einführung derselben in eine zweite Hauptbehandlungskammer zum Sintern;
    • d. kontinuierliches oder semikontinuierliches Führen der entbinderten Produkte durch die zweite Hauptbehandlungskammer unter Erwärmen auf die Sintertempe ratur und kontinuierlicher Umwälzung eines Prozessgases; und
    • e. Herausführen der gesinterten Produkte aus der zweiten Hauptbehandlungskammer.
  • Die Erfindung wendet sich somit vom bekannten Batch-Verfahren ab, bei dem die Produkte in einem Batch-Ofen stationär behandelt werden, und schlägt stattdessen ein kontinuierliches oder semikontinuierliches Verfahren vor, bei dem die zu behandelnden Produkte kontinuierlich bzw. semikontinuierlich durch eine erste Hauptbehandlungskammer und eine zweite Hauptbehandlungskammer geführt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren finden die Schritte zum Entbindern und Sintern getrennt nacheinander statt, wobei in der ersten Hauptbehandlungskammer ein Entbinderungsprozess und in der zweiten Hauptbehandlungskammer ein Sinterprozess durchgeführt werden. Beide Kammern besitzen jeweils einen kleinen abgetrennten Behandlungsraum, so dass für die zu behandelnden Produkte ein kleiner Behandlungsquerschnitt zur Verfügung steht, der eine relativ gleichmäßige Behandlungstemperatur über den gesamten Querschnitt sicherstellt und das Auftreten von Temperaturgradienten verhindert. In den Hauptbehandlungskammern erfolgt eine kontinuierliche Umwälzung eines Prozessgases, so dass die Produkte durchweg gleichmäßig mit Prozessgas beaufschlagt werden. Durch ihre kontinuierliche bzw. semikontinuierliche Förderung durch die Behandlungskammern wird darüber hinaus der gleichmäßige Gaskontakt verstärkt und eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung aller in der Ofenkammer befindlicher Produkte sichergestellt. Die drei kritischen Behandlungs kriterien lauten daher: kleiner Behandlungsquerschnitt, kontinuierliche Prozessgasumwälzung und kontinuierliche bzw. semikontinuierliche Förderung der Produkte.
  • Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden Entbinderungs- und Sintertemperaturen liegen vorzugsweise etwa bei 1.100°C (Entbinderungstemperatur) und 1.750°C (Sintertemperatur).
  • Durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare weitgehend gleichmäßige Wärmebehandlung und Gasbehandlung aller Produkte über den Querschnitt der Behandlungskammern werden Endprodukte mit einer hohen Maßgenauigkeit bzw. Maßhaltigkeit und einer hohen Homogenität erzielt.
  • Ein weiteres wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Trennung der Entbinderungsstufe und Sinterstufe stattfindet. Beide Prozesse werden in verschiedenen Behandlungskammern durchgeführt, so dass eine gegenseitige Beeinflussung beider Prozesse, beispielsweise durch das beim Stand der Technik für beide Prozesse in einer einzigen Kammer verwendete gleiche Prozessgas, ausgeschaltet wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Wärmebeaufschlagung der zu behandelnden Produkte primär über das in der jeweiligen Behandlungskammer kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit umgewälzte Prozessgas, so dass die vorstehend erwähnte gleichmäßige Wärmebeaufschlagung bzw. Prozessgasbeaufschlagung sichergestellt wird. Die Behandlungskammern werden zweckmäßigerweise indirekt beheizt, wodurch die gewünschte gleichmäßige Wärmebeaufschlagung der Produkte weiter begünstigt wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung findet eine Konditionierung der Produkte vor dem Einführen in die erste Hauptbehandlungskammer in einer Vorbehandlungskammer statt, gemäß der die Vorbehandlungskammer mit einem Inertgas gespült und die Produkte mit dem Inertgas beaufschlagt werden. Hierdurch wird insbesondere Sauerstoff aus der Vorbehandlungskammer und den Produkten entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorbehandlungskammer zusätzlich zu der Inertgasspülung mit Prozessgas gespült, um den vorstehend erwähnten Effekt des Austreibens von gasförmigen Verunreinigungen weiter zu verbessern. Ein Evakuieren der Vorbehandlungskammer ist in der Regel nicht erforderlich, kann jedoch ebenfalls durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn die zu behandelnden Produkte besonders dicht gepackt sind.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden daher pulvermetallurgisch erzeugte Sinterprodukte hergestellt, die hochdicht und maßgenau sind. Die Gefahr von Verformungen während des Einsatzes der Produkte ist daher reduziert. Beispielsweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren plattenförmige Produkte herstellen, die eine Dicke in einem Bereich von 2 mm besitzen, ohne dass die Produkte im späteren Einsatz verformt werden. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren maßgenaue Produkte hergestellt werden können, können aufwendige Nachbearbeitungsmaßnahmen entfallen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Prozessgas vorzugsweise im Gegenstrom umgewälzt. Dabei erfolgt die Umwälzung kontinuierlich, damit in der Behandlungskammer überall gleiche Temperaturbedingungen sichergestellt werden.
  • Zum Entbindern und zum Sintern können verschiedene Prozessgase Verwendung finden. Dies ist unproblematisch, da beide Prozesse in verschiedenen Behandlungskammern stattfinden. Es kann jedoch auch das gleiche Prozessgas in der ersten und zweiten Hauptbehandlungskammer verwendet werden. Wesentlich ist für das erfindungsgemäße Verfahren, dass das für die eine Behandlung verwendete Prozessgas, das mit entsprechenden Verunreinigungen aus dieser Behandlung versehen ist, so nicht für die andere Behandlung verwendet wird und diese andere Behandlung entsprechend nachteilig beeinflusst. Wesentlich ist daher für das erfindungsgemäße Verfahren, dass für beide Behandlungen reine Prozessgase eingesetzt werden, die nicht durch eine andere Behandlung verunreinigt sind.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in der zweiten Hauptbehandlungskammer verwendete Prozessgas nach entsprechender Reinigung in die erste Hauptbehandlungskammer zurückgeführt und dort verwendet. Umgekehrt kann auch das in der ersten Hauptbehandlungskammer verwendete Prozessgas nach entsprechender Reinigung in die zweite Hauptbehandlungskammer eingeführt und dort verwendet werden. In jedem Fall wird durch die Reinigung sichergestellt, dass für die zweite Behandlung ein reines Prozessgas zur Verfügung gestellt wird.
  • Wie bereits erwähnt, wird vorzugsweise mit relativ kleinen Behandlungsquerschnitten gearbeitet, um über die Breite der Behandlungskammern keine Temperaturgradienten entstehen zu lassen. Vorzugsweise werden diese kleinen Behandlungsquerschnitte aber für das erfindungsgemäße Verfahren vollständig genutzt. Es wird daher bevorzugt, die Produkte unter Nutzung des vollen Querschnittes der ersten und zweiten Behandlungskammer durch diese zu führen. Um dies zu erreichen, werden die Produkte vorzugsweise in mehreren Etagen durch die erste und zweite Behandlungskammer geführt.
  • Infolge der kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Bewegung der Produkte durch die Behandlungskammern und der kontinuierlichen Umwälzung des jeweiligen Prozessgases wird auch bei nahezu vollständiger Ausnutzung des Behandlungsquerschnittes eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung über den Behandlungsquerschnitt erzielt, so dass alle Produkte im wesentlichen gleichmäßig behandelt werden.
  • Dies schließt natürlich nicht aus, dass über die Länge der jeweiligen Behandlungskammern unterschiedliche Temperaturzonen ausgebildet sein können. Beispielsweise können die Behandlungskammern in verschiedene Zonen aufgeteilt sein, deren Temperatur in Förderrichtung allmählich ansteigt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit Heiz- und Gasumwälzeinrichtungen versehene erste Hauptbehandlungskammer zum Entbindern der Produkte, eine dieser nachgeordnete, mit Heiz- und Gasumwälzeinrichtungen versehene zweite Hauptbehandlungskammer zum Sintern der entbinderten Produkte sowie Fördermittel zum Fördern der Produkte durch die Behandlungskammern und zwischen denselben aufweist.
  • Die Gasumwälzeinrichtungen sowie die Fördermittel sind so ausgebildet, dass eine kontinuierliche Gasumwälzung und eine kontinuierliche oder semikontinuierliche Förderung der Produkte durch die Behandlungskammern durchgeführt werden können.
  • Vorzugsweise besitzt die Vorrichtung ferner eine Vorbehandlungskammer, in der die Produkte einer Vorbehandlung unterzogen werden, wobei die Vorbehandlungskammer speziell eine Einrichtung zum Spülen der Produkte mit Inertgas besitzt. Die Vorbehandlungskammer kann ferner eine Einrichtung zum Spülen der Produkte mit Prozessgas aufweisen. Dabei kann insbesondere das zum nachfolgenden Entbindern verwendete Prozessgas eingesetzt werden. Des Weiteren kann die Vorbehandlungskammer Einrichtungen zum Evakuieren derselben besitzen.
  • Die erste Hauptbehandlungskammer und die zweite Hauptbehandlungskammer sind getrennt voneinander ausgebildet. Die gesamte Vorrichtung ist als Ofenanlage ausgebildet, die einen Entbinderungsofen aufweist, in dem die erste Hauptbehandlungskammer angeordnet ist, sowie einen Sinterofen, in dem sich die zweite Hauptbehandlungskammer befindet. Die Fördermittel erstrecken sich durch die Öfen hindurch und zwischen den Öfen. Entsprechende Schleusen sind vorgesehen, um die Eingangs- und Ausgangsbereiche der Öfen gegenüber der Außenatmosphäre abzudichten.
  • Speziell sind die erste und zweite Hauptbehandlungskammer so ausgebildet, dass sie je eine Muffel besitzen, durch die die Produkte geführt werden. Hierbei weist die erste Hauptbehandlungskammer zum Entbindern vorzugsweise eine Stahlmuffel auf, während die zweite Hauptbehandlungskammer zum Sintern eine Keramikmuffel besitzt. Die Auswahl dieser Muffeln erfolgt in Anpassung an die entsprechenden Temperaturbehandlungsbereiche, die vorstehend angeführt sind. Es sind ferner Einrichtungen zur kontinuierlichen Prozessgasumwälzung durch die jeweilige Muffel vorgesehen, des Weiteren Einrichtungen zur Beheizung der jeweiligen Muffel.
  • Die Vorrichtung kann ferner eine der zweiten Hauptbehandlungskammer nachgeordnete Nachbehandlungskammer aufweisen, um zu verhindern, dass Sauerstoff der Außenatmosphäre in den Sinterbereich gelangt. In dieser Nachbehandlungskammer kann eine Nachspülung mit Prozessgas vorgenommen werden.
  • Die erste und zweite Hauptbehandlungskammer können Fördermittel zur etagenweisen oder stapelweisen Förderung der Produkte aufweisen. Hierdurch wird eine besonders gute Ausnutzung des Behandlungsquerschnittes erreicht.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Fördermittel als Durchstoßfördermittel ausgebildet, d. h. die Vorrichtung besitzt eine oder mehrere Stoßmaschinen, mit der bzw. mit denen die Produkte durch die Behandlungskammern gestoßen werden. Vorzugsweise ist jedem Ofen eine derartige Stoßmaschine zugeordnet.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung als kontinuierliches System ausgebildet, bei dem die Produkte nach Verlassen der zweiten Hauptbehandlungskammer zur ersten Hauptbehandlungskammer bzw. zur Vorbehandlungskammer zurückgeführt werden. Dabei können die Produkte während der Rückführung beispielsweise eine entsprechende Kühlzone durchlaufen. Sie werden dann erneut den jeweiligen Behandlungskammern zugeführt. Es versteht sich, dass bei der Ausbildung der Vorrichtung als Durchstoßanlage die Produkte vorzugsweise auch außerhalb der Öfen durch Stoßtechnik gefördert werden.
  • Neben den vorstehend beschriebenen Stoßöfen können natürlich auch andere Öfen Verwendung finden, beispielsweise Bandöfen, Rollenherdöfen etc.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entbindern und Sintern, die als Ofenanlage ausgebildet ist;
  • 2 eine Draufsicht auf die Ofenanlage der 1;
  • 3 einen Vertikalschnitt durch den Entbinde rungsofen der Anlage der 1 und 2 entlang Linie C-C in 4;
  • 4 einen Längsschnitt durch den Entbinderungsofen;
  • 5 einen Vertikalschnitt durch den Entbinderungsofen entlang Linie B-B in 4; und
  • 6 eine Draufsicht auf den Entbinderungsofen.
  • Die in 1 in schematischer Seitenansicht dargestellte Vorrichtung zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten ist als Ofenanlage ausgebildet und besitzt einen Entbinderungsofen 1 sowie einen nachfolgenden Sinterofen 13. Im Entbinderungsofen 1 befindet sich eine erste Hauptbehandlungskammer 21. Der nachgeordnete Sinterofen 13 enthält eine zweite Hauptbehandlungskammer 22. Beide Öfen 1 und 13 sind als Stoßöfen ausgebildet, d. h. bei diesen Öfen werden die zu behandelnden Produkte mit Hilfe von Stoßmaschinen entlang Förderbahnen durch die Öfen gestoßen. Die beiden Öfen 1 und 13 sind Teile einer gesamten Ofenanlage, die über eine entsprechende Förderbahn für die zu behandelnden Produkte miteinander verbunden sind. Diese Förderbahn ist als geschlossene Bahn ausgebildet und weist eine Rücklaufbahn 9 auf, über die die Produkte nach dem Verlassen des Sinterofens 13 wieder zum Entbinderungsofen 1 zurückgeführt werden, um dort erneut einer Entbinderungsbehandlung unterzogen zu werden. Die Produkte können daher die entsprechende Bahn mehrmals durchlaufen.
  • 1 zeigt eine Stoßmaschine 6, mit der die Produkte über eine Schleuse 5 in eine Stahlmuffel 4 eingeführt werden, die sich durch die erste Hauptbehandlungskammer 21 des Entbinderungsofens 1 erstreckt. Der Entbinderungsofen 1 ist ferner mit einem Gasumwälzsystem 3 und einer geeigneten Heizeinrichtung 2 versehen. Die zu behandelnden Produkte werden mit Hilfe der Stoßmaschine 6 kontinuierlich durch die erste Hauptbehandlungskammer des Entbinderungsofens 1 bewegt. Mit Hilfe der Heizeinrichtung 2 wird die erste Hauptbehandlungskammer 21 auf einen Temperaturbereich von etwa 1.100°C gebracht. Das Gasumwälzsystem 3 sorgt für eine kontinuierliche Umwälzung eines Prozessgases durch die erste Hauptbehandlungskammer 21 im Gegenstrom zur Förderrichtung der Produkte.
  • Bei den zu behandelnden Produkten handelt es sich beispielsweise um 2 mm dicke Platten, die aus einer Legierung auf Cr-Basis bestehen. Die Produkte werden in der ersten Hauptbehandlungskammer 21 des Entbinderungsofens 1 mit einem Prozessgas, beispielsweise N2, behandelt. Dabei wird in der ersten Hauptbehandlungskammer 21 mit einer konstanten Gasumwälzgeschwindigkeit gearbeitet, so dass eine homogene Atmosphäre aufrechterhalten werden kann. Bevor das Produkt in den Entbinderungsofen 1 gelangt, durchläuft es eine Vorbehandlungskammer (nicht gezeigt), die zum Vertreiben von Sauerstoff mit Inertgas gespült wird.
  • Die zu behandelnden Produkte sind etagenweise gestapelt und werden durch den Entbinderungsofen 1 gestoßen. Dabei füllen sie den Behandlungsquerschnitt innerhalb der Muffel 4 im Wesentlichen aus. Dieser Behandlungsquerschnitt besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Abmessungen von 250 mm × 250 mm. Die Muffel 4 wird von außen beheizt, wie durch die Heizung 2 angedeutet.
  • Nach dem Verlassen des Entbinderungsofens 1 gelangen die Produkte über eine Zwischenschleuse 11 mit Säulentrenneinrichtung 12 in den nachfolgenden Sinterofen 13. Dabei werden die Produkte über entsprechende Stoßmaschinen 10 und 20 weitergefördert. Im Sinterofen 13 werden die Produkte in einer zweiten Hauptbehandlungskammer 22 mit Hilfe einer Heizung 14 auf einen Temperaturbereich von etwa 1.750°C erhitzt, wobei ebenfalls ein Prozessgas kontinuierlich durch die Behandlungskammer umgewälzt wird. Bei dem Prozessgas kann es sich um das gleiche Prozessgas wie im Entbinderungsofen handeln, d. h. um N2. Im Sinterofen 13 befindet sich eine geöffnete Keramikmuffel, durch die die Produkte kontinuierlich bewegt werden. Eine Anpressvorrichtung 15 für die Keramikmuffel gleicht Längenänderungen derselben durch Temperaturschwankungen der Muffel aus.
  • Nach dem Durchlaufen der zweiten Hauptbehandlungskammer 22 des Sinterofens 13 gelangen die Produkte mit Hilfe einer Stoßmaschine 16 in eine Kühlzone 17, von wo sie aus über eine weitere Stoßmaschine 18 und eine Auslaufschleuse 19 auf die Rücklaufbahn 9 gelangen. Über eine weitere Stoßmaschine 8 und eine Einlaufschleuse werden die Produkte dann erneut über die Schleuse 5 in den Entbinderungsofen 1 gestoßen.
  • Die Produkte können den beschriebenen Zyklus ein oder mehrere Male durchlaufen.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf die Ofenanlage der 1. Es sind weitere Stoßmaschinen 20, 25 dargestellt, die für eine entsprechende Förderung der Produkte sorgen, wobei die Stoßmaschine 20 die Produkte durch den Sinterofen 13 und die Stoßmaschine 25 die Produkte durch die Kühlzone 17 stößt. Weitere Einzelheiten der Ofenanlage wurden bereits in Verbindung mit 1 erläutert.
  • Die 3 bis 6 zeigen Schnittansichten des Entbinderungsofens 1. Im Längsschnitt der 4 ist zu erkennen, wie die Produkte 30 durch die Behandlungskammer 21 innerhalb der Stahlmuffel 4 gestoßen werden. Mit 28 ist eine Gebläseeinrichtung bezeichnet, die für die entsprechende Gasumwälzung sorgt. 6 zeigt, wie die Gaszuführung in die Behandlungskammer 21 über Seitenkanäle 32 und zugehörige Schlitze erfolgt. Ferner zeigt 6 eine Aufteilung der Behandlungskammer in Längsrichtung in verschiedene Temperaturzonen 1–7, wobei diese Zonen durch entsprechende Trennelemente voneinander getrennt sind.
  • Im Schnitt B-B der 5 ist die auf der Oberseite angeordnete Heizung 2 zu erkennen. Des Weiteren sind die auf einer geeigneten Förderbahn 26 angeordneten Produkte 30 schematisch dargestellt. Die Behandlungskammer innerhalb der Muffel 4 ist mit 21 bezeichnet. Ein Thermoelement 27 misst die Temperatur im Ofeninneren und führt ein entsprechendes Temperatursignal einer zugehörigen Temperatursteuereinrichtung zu.

Claims (21)

  1. Verfahren zum Entbindern und Sintern von pulvermetallurgisch hergestellten Produkten, speziell von insbesondere aus Legierungen auf Cr-Basis oder FeCr-Basis bestehenden pressgeformten Bauteilen oder Vorprodukten hiervon, mit den folgenden Schritten: a. Einführen der Produkte in eine erste Hauptbehandlungskammer zum Entbindern; b. kontinuierliches oder semikontinuierliches Führen der Produkte durch die erste Hauptbehandlungskammer unter Erwärmen auf die Entbinderungstemperatur unter kontinuierlicher Umwälzung eines Prozessgases; c. Herausführen der entbinderten Produkte aus der ersten Hauptbehandlungskammer und Einführung derselben in eine zweite Hauptbehandlungskammer zum Sintern; d. Kontinuierliches oder semikontinuierliches Führen der entbinderten Produkte durch die zweite Hauptbehandlungskammer unter Erwärmen auf die Sintertemperatur und kontinuierlicher Umwälzung eines Prozessgases; und e. Herausführen der gesinterten Produkte aus der zweiten Hauptbehandlungskammer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas im Gegenstrom umgewälzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in eine Vorbehandlungskammer eingeführt werden und die Vorbehandlungskammer mit einem Inertgas gespült wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlungskammer zusätzlich zu der Inertgasspülung mit Prozessgas gespült wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlungskammer evakuiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gleiche Prozessgas in der ersten und zweiten Hauptbehandlungskammer verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der zweiten Hauptbehandlungskammer verwendete Prozessgas nach entsprechender Reinigung in die erste Behandlungskammer zurückgeführt und dort verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte unter Nutzung des vollen Querschnittes der ersten und zweiten Hauptbehandlungskammer durch diese geführt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte in mehreren Etagen durch die erste und zweite Hauptbehandlungskammer geführt werden.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit Heiz- und Gasumwälzeinrichtungen (2, 3) versehene erste Hauptbehandlungskammer (21) zum Entbindern der Produkte, eine dieser nachgeordnete, mit Heiz- und Gasumwälzeinrichtungen (14) versehene zweite Hauptbehandlungskammer (13) zum Sintern der entbinderten Produkte sowie Fördermittel zum Fördern der Produkte durch die Hauptbehandlungskammern und zwischen denselben aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorbehandlungskammer für die Produkte aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlungskammer eine Einrichtung zum Spülen mit Inertgas besitzt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlungskammer eine Einrichtung zum Spülen mit Prozessgas aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Hauptbehandlungskammer (21, 22) je eine Muffel (4) besitzen, durch die die Produkte (30) geführt werden.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Hauptbehandlungskammer (21, 22) Einrichtungen zur kontinuierlichen Prozessgasumwälzung durch die jeweilige Muffel aufweisen.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Hauptbehandlungskammer (21, 22) Einrichtungen zur Beheizung der jeweiligen Muffel (4) aufweisen.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hauptbehandlungskammer (21) eine Stahlmuffel (4) aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hauptbehandlungskammer (22) eine Keramikmuffel aufweist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Hauptbehandlungskammer (21, 22) Fördermittel zur etagenweisen Förderung der Produkte besitzen.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Hauptbehandlungskammer (21, 22) Fördermittel zum Fördern der Produkte in Stapelform aufweisen.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine der zweiten Hauptbehandlungskammer (22) nachgeordnete Nachbehandlungskammer aufweist.
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