DE102011101264B4 - Process for the heat treatment of pressed molded parts - Google Patents

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    • F27B9/047—Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases

Abstract

Verfahren zur Wärmebehandlung von mindestens einem aus mindestens einem Werkstoffpulver und mindestens einem Presshilfsmittel gepressten Formteil (1) in einem Durchlaufofen (2) mit einem Verdampfungsabschnitt (3) und einem Sinterabschnitt (4), umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Einbringen des Formteils (1) in den Verdampfungsabschnitt (3),b) Erwärmen des Formteils (1) auf eine zur Verdampfung des mindestens einen Presshilfsmittels geeigneten Temperatur in dem Verdampfungsabschnitt (3),c) Weiterleiten des Formteils (1) von dem Verdampfungsabschnitt (3) in den Sinterabschnitt (4),d) Erwärmen des Formteils (1) auf eine unterhalb der Schmelztemperatur des mindestens einen Werkstoffpulvers liegenden Temperatur in dem Sinterabschnitt (4),e) Einleiten mindestens eines oxidierenden Gases in den Sinterabschnitt (4) bis ein Kohlenstoffpotential von weniger als 0,2% erreicht ist.Process for the heat treatment of at least one molded part (1) pressed from at least one material powder and at least one pressing aid in a continuous furnace (2) with an evaporation section (3) and a sintering section (4), comprising at least the following steps:a) introducing the molded part ( 1) into the evaporation section (3),b) heating the molded part (1) to a temperature suitable for evaporating the at least one pressing aid in the evaporation section (3),c) forwarding the molded part (1) from the evaporation section (3) to the sintering section (4),d) heating the molded part (1) to a temperature below the melting temperature of the at least one material powder in the sintering section (4),e) introducing at least one oxidizing gas into the sintering section (4) until a carbon potential of less than 0.2% is reached.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von einem aus einem Werkstoffpulver und einem Presshilfsmittel gepressten Formteil in einem Durchlaufofen. Das Verfahren wird auch als Sintern bezeichnet.The present invention relates to a method for the heat treatment of a molded part pressed from a material powder and a pressing aid in a continuous furnace. The process is also referred to as sintering.

Beim Sintern wird zunächst ein Formteil aus einem Gemisch von Werkstoffpulver, insbesondere Metall- oder Kunststoffpulver, und einem Presshilfsmittel gepresst. Sinterverfahren und -öfen sind beispielsweise aus der DE 199 60 095 A1 , DE 698 17 589 T2 , DE 696 08 026 T2 , DE 10 2009 004 829 A1 und DE 28 13 758 C2 bekannt. Das gepresste Formteil wird auch als Grünling bezeichnet. Das Formteil wird in einen Durchlaufofen mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Sinterabschnitt wärmebehandelt. Vor dem eigentlichen Sinterprozess in dem Sinterabschnitt muss zunächst das Presshilfsmittel aus dem Formteil entfernt werden. Zum Entfernen des Presshilfsmittels wird das Formteil in dem Verdampfungsabschnitt auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Presshilfsmittel verdampft. Anschließend wird die Temperatur des Formteils in dem Sinterabschnitt auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffpulvers erhöht, wobei durch Oberflächendiffusion zwischen den Werkstoffpulverteilchen eine Verbindung zwischen den Werkstoffpulverteilchen hergestellt und so das Formteil gebunden wird.During sintering, a molded part is first pressed from a mixture of material powder, in particular metal or plastic powder, and a pressing aid. Sintering processes and furnaces are, for example, from the DE 199 60 095 A1 , DE 698 17 589 T2 , DE 696 08 026 T2 , DE 10 2009 004 829 A1 and DE 28 13 758 C2 famous. The pressed molded part is also referred to as a green part. The molding is heat treated in a continuous furnace having an evaporation section and a sintering section. Before the actual sintering process in the sintering section, the pressing aid must first be removed from the molded part. To remove the pressing aid, the molded part is heated in the evaporation section to a temperature at which the pressing aid evaporates. Subsequently, the temperature of the molded part in the sintering section is increased to a temperature below the melting temperature of the material powder, with surface diffusion between the material powder particles producing a connection between the material powder particles and thus the molded part being bonded.

Sowohl das Verdampfen des Presshilfsmittels als auch das Sintern selbst erfolgt unter einer geeigneten Gasatmosphäre, wobei die Gaszusammensetzung an die Erfordernisse in den verschiedenen Abschnitten angepasst wird. Das Einbringen der Gase bzw. Gasgemische erfolgt in der Regel entgegen der Transportrichtung des Formteils. Es ist bekannt, dass in dem Verdampfungsabschnitt eine oxidierende Atmosphäre eingestellt wird, so dass die bei der Verdampfung des Presshilfsmittels entstehenden Gase, wie beispielsweise Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (CxHy) oxidiert werden können. Um eine oxidierende Atmosphäre zu erzeugen, wird beispielsweise befeuchteter Stickstoff (N2) in den Verdampfungsabschnitt eingeleitet. Aus der US 5 578 147 A ist zudem bekannt, dass die Durchlaufgeschwindigkeit der Formteile bzw. die Ofentemperatur während des Verdampfungsprozesses so geregelt wird, dass möglichst alle Presshilfsmittelbestandteile vollständig oxidieren.Both the evaporation of the pressing aid and the sintering itself take place in a suitable gas atmosphere, with the gas composition being adapted to the requirements in the various sections. The gases or gas mixtures are generally introduced in the opposite direction to the transport direction of the molded part. It is known that an oxidizing atmosphere is set in the evaporation section so that the gases produced during the evaporation of the pressing aid, such as hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (C x H y ) can be oxidized. For example, to create an oxidizing atmosphere, humidified nitrogen (N 2 ) is introduced into the evaporation section. From the U.S. 5,578,147 A It is also known that the throughput speed of the molded parts or the oven temperature is regulated during the evaporation process in such a way that as far as possible all the pressing aid components oxidize completely.

Um beim eigentlichen Sinterprozess ein optimales Sinterergebniszu erhalten, ist es notwendig, dass in dem Sinterabschnitt eine reduzierende Atmosphäre vorliegt, die beispielsweise durch Einleiten von Wasserstoff (H2) realisiert wird.In order to obtain an optimal sintering result during the actual sintering process, it is necessary for a reducing atmosphere to be present in the sintering section, which is realized, for example, by introducing hydrogen (H 2 ).

Trotz der oben beschriebenen Maßnahmen, wie Einleiten des Gases entgegen der Transportrichtung der Formteile und das geregelte Variieren der Ausdampfbedingungen, kann nicht immer verhindert werden, dass die verdampften, gasförmigen Bestandteile des Presshilfsmittels in den Sinterabschnitt gelangen. Durch das Vorhandensein der verdampften Presshilfsmittelbestandteile und die hohen Temperaturen im Sinterabschnitt kommt es regelmäßig zum Aufkohlen von metallischen Werkstoffen im Sinterabschnitt. So wird beispielsweise das regelmäßig aus hochlegiertem hitzebeständigen Stahl hergestellte Transportband des Durchlaufofens im Sinterabschnitt aufgekohlt und außerhalb wieder abgekohlt. Dieses intermittierende Aufkohlen und Abkohlen des Transportbandes führt zu Kornwachstum, Verarmung an Legierungselementen und Versprödung, was wiederum zu einer erheblichen Verkürzung der Lebensdauer des Transportbandes und zum Produktionsausfall führen kann, was wiederum zu erhöhten Produktionskosten führt. Zudem wird der Sinterprozess durch die zwangsläufige Aufkohlung des metallischen Werkstoffpulvers beeinträchtigt. So wird unter anderem eine übermäßige Rußbildung im Sinterabschnitt beobachtet, sowie eine Verringerung der Dichte und eine Erhöhung der Härte und Sprödigkeit der gesinterten Formteile.Despite the measures described above, such as introducing the gas against the transport direction of the molded parts and the regulated variation of the evaporation conditions, it is not always possible to prevent the evaporated, gaseous components of the pressing aid from entering the sintering section. Due to the presence of the vaporized pressing aid components and the high temperatures in the sintering section, carburization of metallic materials in the sintering section regularly occurs. For example, the conveyor belt of the continuous furnace, which is usually made of high-alloy, heat-resistant steel, is carburized in the sintering section and decarburized again outside. This intermittent carburizing and decarburizing of the conveyor belt leads to grain growth, depletion of alloying elements and embrittlement, which in turn can lead to a significant reduction in the life of the conveyor belt and loss of production, which in turn leads to increased production costs. In addition, the sintering process is adversely affected by the inevitable carburization of the metallic material powder. Among other things, excessive soot formation in the sintering section is observed, as well as a reduction in density and an increase in hardness and brittleness of the sintered molded parts.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Verfahren anzugeben, bei dem das Verrußen der Anlage und das Aufkohlen von metallischen Werkstoffen in einem Sinterabschnitt eines Durchlaufofens vermieden wird.The object of the invention is therefore to at least partially overcome the problems described with reference to the prior art and in particular to specify a method in which sooting of the system and carburization of metallic materials in a sintering section of a continuous furnace is avoided.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.These objects are solved with a method according to the features of the independent claim. Advantageous refinements of the method are specified in the dependently formulated patent claims. The features listed individually in the claims can be combined with one another in any technologically meaningful way and can be supplemented by explanatory facts from the description, with further embodiment variants of the invention being shown.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mindestens einem aus mindestens einem Werkstoffpulver und mindestens einem Presshilfsmittel gepressten Formteil in einem Durchlaufofen mit einem Verdampfungsabschnitt und einem Sinterabschnitt, umfassend zumindest die folgenden Schritte:

  1. a) Einbringen des Formteils in den Verdampfungsabschnitt,
  2. b) Erwärmen des Formteils auf eine zur Verdampfung des mindestens einen Presshilfsmittels geeigneten Temperatur in dem Verdampfungsabschnitt,
  3. c) Weiterleiten des Formteils von dem Verdampfungsabschnitt in den Sinterabschnitt,
  4. d) Erwärmen des Formteils auf eine unterhalb der Schmelztemperatur des mindestens einen Werkstoffpulvers liegenden Temperatur in dem Sinterabschnitt,
  5. e) Einleiten mindestens eines oxidierenden Gases in den Sinterabschnitt bis ein Kohlenstoffpotential von weniger als 0,2% erreicht ist.
These objects are achieved by a method for the heat treatment of at least one molded part pressed from at least one material powder and at least one pressing aid in a continuous furnace with an evaporation section and a sintering section, comprising at least the following steps:
  1. a) introducing the molded part into the evaporation section,
  2. b) heating the molded part to an evaporation of the at least one pressing aid by means of a suitable temperature in the evaporation section,
  3. c) passing the shaped part from the evaporation section to the sintering section,
  4. d) heating the molded part to a temperature below the melting temperature of the at least one material powder in the sintering section,
  5. e) introducing at least one oxidizing gas into the sintering section until a carbon potential of less than 0.2% is reached.

Das Werkstoffpulver umfasst bevorzugt metallische Pulver, insbesondere Pulver von Eisen, Kupfer, Molybdän, Bronze und/oder rostfreien Stählen mit eingelagerten Hartstoffen, wie zum Beispiel Wolfram- oder Titankarbid).The material powder preferably includes metallic powders, in particular powders of iron, copper, molybdenum, bronze and/or stainless steels with embedded hard materials, such as tungsten or titanium carbide).

Die Presshilfsmittel umfassen bevorzugt Stearate, in denen ein sehr hoher Anteil an gebundenen Kohlenwasserstoffen enthalten ist. Besonders bevorzugt wird Zinkstearat als Presshilfsmittel verwendet (siehe zum Beispiel „Kieback, Bernd (Hg.): Pulvermetallurgie. Technologien und Werkstoffe, 2. Auflage“)The pressing aids preferably include stearates, which contain a very high proportion of bound hydrocarbons. Zinc stearate is particularly preferably used as a pressing aid (see, for example, "Kieback, Bernd (ed.): Pulvermetallurgie. Technologies and materials, 2nd edition")

Der Durchlaufofen kann durch mehrere hintereinander angeordnete einzelne Öfen gebildet sein, wobei in jedem Ofen eine von den anderen Öfen unabhängige Temperatur einstellbar ist. Alternativ kann der Ofen genau einen Ofen umfassen, in dem ein vorgebbares Temperaturprofil einstellbar ist, wobei die Abschnitte durch die im Betrieb vorliegenden Temperaturen gekennzeichnet sind. Gegebenenfalls können die einzelnen Abschnitte des Ofens auch durch Schürzen oder ähnliches voneinander getrennt sein, beispielsweise um den Gasaustausch zwischen den einzelnen Abschnitten zu vermindern. Bevorzugt werden die Formteile mit Hilfe einer Transportvorrichtung, z. B. einem Transportband, von einem Einlass des Durchlaufofens zu einem Auslass des Durchlaufofens transportiert. Das Formteil durchläuft somit zunächst den Verdampfungsabschnitt und anschließend den Sinterabschnitt auf dem Transportband. Dem Sinterabschnitt des Durchlaufofens schließen sich in der Regel Abkühlzonen an, in denen das gesinterte Formteil abgekühlt wird, meist unter einer Schutzgasatmosphäre.The continuous furnace can be formed by several individual furnaces arranged one behind the other, it being possible to set a temperature in each furnace that is independent of the other furnaces. Alternatively, the oven can include exactly one oven in which a predeterminable temperature profile can be set, with the sections being characterized by the temperatures present during operation. If necessary, the individual sections of the furnace can also be separated from one another by aprons or the like, for example in order to reduce the gas exchange between the individual sections. The molded parts are preferably transported using a transport device, e.g. B. a conveyor belt, transported from an inlet of the continuous furnace to an outlet of the continuous furnace. The molded part thus first runs through the evaporation section and then the sintering section on the conveyor belt. The sintering section of the continuous furnace is usually followed by cooling zones in which the sintered molded part is cooled, usually under a protective gas atmosphere.

Die in Schritt b) vorliegende Temperatur ist mindestens so hoch, dass das Presshilfsmittel vollständig verdampfen kann, aber nicht so hoch, dass eine Verbindung des Werkstoffpulvers entsteht, insbesondere liegt die Temperatur in Schritt b) zwischen 250 °C und 700 °C, bevorzugt zwischen 400 °C und 600 °C.The temperature present in step b) is at least so high that the pressing aid can evaporate completely, but not so high that a compound of the material powder is formed; in particular, the temperature in step b) is between 250° C. and 700° C., preferably between 400°C and 600°C.

Die in Schritt d) vorliegende Temperatur ist insbesondere so hoch, dass eine Verbindung des Werkstoffpulvers entsteht, dieses aber gerade nicht schmilzt, insbesondere liegt die Temperatur in Schritt d) zwischen 800 ℃ und 1.500 °C, bevorzugt zwischen 1.000 °C und 1.300 °C.The temperature present in step d) is in particular so high that a compound of the material powder is formed, but this just does not melt; in particular, the temperature in step d) is between 800° C. and 1,500° C., preferably between 1,000° C. and 1,300° C .

Erfindungsgemäß und entgegen der bislang vorliegenden Meinung wird ein oxidierendes Gas in den Sinterabschnitt eingeleitet. Durch das oxidierende Gas sollen die in den Sinterabschnitt gelangten gasförmige Presshilfsmittelbestandteile oxidiert werden, so dass eine Aufkohlung der metallischen Werkstoffe in dem Sinterabschnitt unterdrückt wird. Das Kohlenstoffpotential im Sinterabschnitt, welches ein Maß für die mögliche Aufkohlung darstellt, wird somit auf ein unkritisches Maß abgesenkt, und liegt insbesondere oberhalb der Rußgrenze.According to the invention and contrary to previous opinion, an oxidizing gas is introduced into the sintering section. The gaseous pressing aid components that have reached the sintering section are to be oxidized by the oxidizing gas, so that carburization of the metallic materials in the sintering section is suppressed. The carbon potential in the sintering section, which represents a measure of possible carburization, is thus reduced to an uncritical level and is in particular above the soot limit.

Vorzugsweise wird der Sauerstoffpartialdruck in dem Sinterabschnitt gemessen. Über den Sauerstoffpartialdruck lässt sich insbesondere das Kohlenstoffpotential im Sinterabschnitt bestimmen, so dass die in Schritt e) eingeleitete Menge oxidierenden Gases bevorzugt in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffpotential regelbar ist. Die Messung des Sauerstoffpartialdrucks kann mittels bekannter Sauerstoffsonden oder bekannten Lambdasonden erfolgen. Es wird also so lange der Gasstrom des eingeleiteten oxidierenden Gases erhöht oder erniedrigt, bis ein vorgegebener Sauerstoffpartialdruck erreicht ist. Es wird also so lange der Gasstrom des eingeleiteten oxidierenden Gases erhöht oder erniedrigt, bis erfindungsgemäß ein Kohlenstoffpotential von weniger als 0,2 % erreicht ist.Preferably, the oxygen partial pressure is measured in the sintering section. In particular, the carbon potential in the sintering section can be determined via the oxygen partial pressure, so that the quantity of oxidizing gas introduced in step e) can preferably be regulated as a function of the carbon potential. The oxygen partial pressure can be measured using known oxygen sensors or known lambda sensors. The gas flow of the introduced oxidizing gas is thus increased or decreased until a predetermined oxygen partial pressure is reached. The gas flow of the introduced oxidizing gas is thus increased or decreased until, according to the invention, a carbon potential of less than 0.2% is reached.

Ganz besonders bevorzugt wird in Schritt e) Kohlendioxid (CO2) als oxidierendes Gas eingeleitet.Carbon dioxide (CO 2 ) is very particularly preferably introduced as the oxidizing gas in step e).

Bevorzugt ist auch, dass ein Basisgas, umfassend zumindest Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) entgegen einer Transportrichtung des Formteils in den Durchlaufofen eingeleitet wird. Das Basisgas kann sich entsprechend den Anforderungen in den einzelnen Abschnitten des Durchlaufofens in seiner Zusammensetzung ändern. So ist bevorzugt, dass in dem Sinterabschnitt ein Gasgemisch aus höchstens 5 % oxidierendem Gas und als Rest Basisgas eingeleitet wird, wobei das Basisgas im Sinterabschnitt höchstens 2 % Methan, 3 % bis 10 % Wasserstoff und Rest Stickstoff umfasst.It is also preferred that a base gas comprising at least nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ) and/or methane (CH 4 ) is introduced into the continuous furnace counter to a transport direction of the molded part. The composition of the base gas can change according to the requirements in the individual sections of the continuous furnace. It is preferred that a gas mixture of at most 5% oxidizing gas and the remainder base gas is introduced into the sintering section, the base gas in the sintering section comprising at most 2% methane, 3% to 10% hydrogen and the remainder nitrogen.

Insbesondere hängt die Gasgemischzusammensetzung von der Art der Formteile, also insbesondere von der Geometrie, dem verwendeten Werkstoffpulver, dem verwendeten Presshilfsmittel der Formteile, und der Transportgeschwindigkeit der Formteile, und so weiter, ab.In particular, the composition of the gas mixture depends on the type of molded parts, ie in particular on the geometry, the material powder used, the pressing aid used for the molded parts, and the transport speed of the molded parts, and so on.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Presshilfsmittel ein Stearat ist.It is particularly preferred that the compression aid is a stearate.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Durchlaufofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, umfassend einen Verdampfungsabschnitt, einen Sinterabschnitt, eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Formteile von einem Einlass zu einem Auslass des Durchlaufofens und mindestens eine Gasleitung zur Einleitung von Gasen in den Sinterabschnitt, mit einer Regelvorrichtung, die mit einem Ventil in der mindestens einen Gasleitung zur Regelung eines Gasstroms des oxidierenden Gases verbunden ist.According to a further aspect of the invention, a continuous furnace is proposed for carrying out the method according to the invention, comprising an evaporation section, a sintering section, a transport device for transporting the molded parts from an inlet to an outlet of the continuous furnace and at least one gas line for introducing gases into the sintering section a control device connected to a valve in the at least one gas line for controlling a gas flow of the oxidizing gas.

Bevorzugt umfasst der Durchlaufofen einen Messsensor zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in dem Sinterabschnitt.The continuous furnace preferably includes a measuring sensor for measuring the oxygen partial pressure in the sintering section.

Bevorzugt umfasst der Durchlaufofen ferner eine Regelvorrichtung, die mit dem Messsensor verbunden ist.The continuous furnace preferably also comprises a control device which is connected to the measuring sensor.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten Details lassen sich auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen und anwenden und umgekehrt.The details disclosed for the method according to the invention can be transferred and applied to the device according to the invention and vice versa.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur beispielhaft erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt schematisch:

  • Fig.: einen Durchlaufofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention and the technical environment are explained below by way of example with reference to the figure. It should be pointed out that the figure shows a particularly preferred embodiment variant of the invention, but that it is not limited thereto. It shows schematically:
  • Fig.: a continuous furnace for carrying out the method according to the invention.

Die Figur zeigt schematisch einen Durchlaufofen 2 mit einem Verdampfungsabschnitt 3, einem Sinterabschnitt 4, einem Abkühlabschnitt 7 und einer Transporteinrichtung 5 zum Transportieren zumindest eines Formteils 1 durch den Durchlaufofen 2 von einem Einlass 12 zu einem Auslass 13. Der Durchlaufofen 2 umfasst ferner Gasleitungen 6, mittels derer Gase oder Gasgemische über Ventile 10 in die Abschnitte des Durchlaufofens 2 eingeleitet werden können. Zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in dem Sinterabschnitt 4 ist ein Messsensor 11 vorgesehen, der über eine Datenleitung 9 mit einer Regelvorrichtung 8 verbunden ist. Die Regelvorrichtung 8 ist ferner mit den Ventilen 10 zum Bereitstellen einer Gasatmosphäre mit einer Gaszusammensetzung in den Abschnitten des Sinterofens 2 verbunden.The figure shows schematically a continuous furnace 2 with an evaporation section 3, a sintering section 4, a cooling section 7 and a transport device 5 for transporting at least one molded part 1 through the continuous furnace 2 from an inlet 12 to an outlet 13. The continuous furnace 2 also includes gas lines 6, by means of which gases or gas mixtures can be introduced into the sections of the continuous furnace 2 via valves 10 . A measuring sensor 11 is provided for measuring the oxygen partial pressure in the sintering section 4 and is connected to a control device 8 via a data line 9 . The control device 8 is also connected to the valves 10 for providing a gas atmosphere with a gas composition in the sections of the sintering furnace 2 .

Das aus einem Werkstoffpulver und einem Presshilfsmittel gepresste Formteil 1 durchläuft den Durchlaufofen 2 von dem Einlass 12 zu dem Auslass 13. Das Formteil 1 wird zunächst in den Verdampfungsabschnitt 3 eingeführt, wo das Presshilfsmittel bei Temperaturen zwischen 400 °C und 600 °C verdampft. Anschließend gelangt das Formteil 1 in den Sinterabschnitt 4, wo das Werkstoffpulver bei Temperaturen zwischen 1.030 °C und 1.250 °C gesintert wird. Das gesinterte Formteil wird in dem Abkühlabschnitt 7 unter Zuführung einer Schutzgasatmosphäre abgekühlt.The molded part 1 pressed from a material powder and a pressing agent passes through the continuous furnace 2 from the inlet 12 to the outlet 13. The molded part 1 is first introduced into the evaporation section 3, where the pressing agent evaporates at temperatures between 400 °C and 600 °C. The molded part 1 then enters the sintering section 4, where the material powder is sintered at temperatures between 1,030° C. and 1,250° C. The sintered molded part is cooled in the cooling section 7 while supplying an inert gas atmosphere.

In dem Verdampfungsabschnitt 3 verdampfen die Bestandteile des Presshilfsmittels, insbesondere werden Wasserstoff, Kohleranonoxid und Kohlenwasserstoffe freigesetzt. Da aber verdampfte Presshilfsmittelbestandteile in den Sinterabschnitt 4 gelangen, wird Kohlendioxid zu dem an sich reduzierenden Gasgemisch aus beispielsweise Wasserstoff und Stickstoff in den Sinterabschnitt 4 gegeben. Dadurch werden die in den Sinterabschnitt 4 gelangten Presshilfsmittelbestanteile oxidiert, eine Aufkohlung der metallischen Bestandteile und eine Verrußung der Anlage im Sinterabschnitt 4 werden vermieden.In the evaporation section 3, the components of the pressing aid evaporate, in particular hydrogen, carbon anone oxide and hydrocarbons are released. However, since evaporated pressing aid components reach the sintering section 4 , carbon dioxide is added to the gas mixture of, for example, hydrogen and nitrogen, which is itself reducing, in the sintering section 4 . As a result, the components of the pressing aid that have reached the sintering section 4 are oxidized, and carburization of the metallic components and sooting of the system in the sintering section 4 are avoided.

Mit der erfindungsgemäßen Lehre lässt sich durch gezielte Eingabe eines oxidierenden Gases in den Sinterabschnitt 4 eines Durchlaufofens 2 eine Verrußung der Anlage und das Aufkohlen von metallischen Werkstoffen, insbesondere von Formteilen 1 im Sinterabschnitt 4 unterdrücken.With the teaching according to the invention, sooting of the system and the carburization of metallic materials, in particular of molded parts 1 in the sintering section 4, can be suppressed by the targeted introduction of an oxidizing gas into the sintering section 4 of a continuous furnace 2.

BezugszeichenlisteReference List

11
Formteilmolding
22
Durchlaufofencontinuous furnace
33
Verdampfungsabschnittevaporation section
44
Sinterabschnittsintering section
55
Transporteinrichtungtransport device
66
Gasleitunggas line
77
Abkühlabschnittcool down section
88th
Regelvorrichtungcontrol device
99
Datenleitungdata line
1010
VentilValve
1111
Messsensormeasuring sensor
1212
Einlassinlet
1313
Auslassoutlet

Claims (8)

Verfahren zur Wärmebehandlung von mindestens einem aus mindestens einem Werkstoffpulver und mindestens einem Presshilfsmittel gepressten Formteil (1) in einem Durchlaufofen (2) mit einem Verdampfungsabschnitt (3) und einem Sinterabschnitt (4), umfassend zumindest die folgenden Schritte: a) Einbringen des Formteils (1) in den Verdampfungsabschnitt (3), b) Erwärmen des Formteils (1) auf eine zur Verdampfung des mindestens einen Presshilfsmittels geeigneten Temperatur in dem Verdampfungsabschnitt (3), c) Weiterleiten des Formteils (1) von dem Verdampfungsabschnitt (3) in den Sinterabschnitt (4), d) Erwärmen des Formteils (1) auf eine unterhalb der Schmelztemperatur des mindestens einen Werkstoffpulvers liegenden Temperatur in dem Sinterabschnitt (4), e) Einleiten mindestens eines oxidierenden Gases in den Sinterabschnitt (4) bis ein Kohlenstoffpotential von weniger als 0,2% erreicht ist.Process for the heat treatment of at least one molded part (1) pressed from at least one material powder and at least one pressing aid in a continuous furnace (2) with an evaporation section (3) and a sintering section (4), comprising at least the following steps: a) introducing the molded part ( 1) in the evaporation section (3), b) heating the molded part (1) to a temperature suitable for evaporating the at least one pressing aid in the evaporation section (3), c) passing the molded part (1) on from the evaporation section (3) to the sintering section (4), d) heating the molding (1) to a temperature below the melting temperature of the at least one material powder in the sintering section (4), e) introducing at least one oxidizing gas into the sintering section (4) until a carbon potential of less than 0.2% is reached. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sauerstoffpartialdruck in dem Sinterabschnitt gemessen wird und die in Schritt e) eingeleitete Menge oxidierenden Gases in Abhängigkeit von dem Sauerstoffpartialdruck geregelt wird.procedure after claim 1 , wherein the oxygen partial pressure is measured in the sintering section and the amount of oxidizing gas introduced in step e) is controlled as a function of the oxygen partial pressure. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Schritt e) Kohlendioxid (CO2) eingeleitet wird.procedure after claim 1 or 2 , wherein in step e) carbon dioxide (CO2) is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Basisgas, umfassend zumindest Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) entgegen einer Transportrichtung des Formteils (1) in den Durchlaufofen (2) eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a base gas comprising at least nitrogen (N 2 ) and hydrogen (H 2 ) is introduced into the continuous furnace (2) counter to a transport direction of the molded part (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Presshilfsmittel ein Amidwachs ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the pressing aid is an amide wax. Durchlaufofen (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Verdampfungsabschnitt (3), einen Sinterabschnitt (4), eine Transporteinrichtung (5) zum Transportieren des mindestens einen Formteils (1) und mindestens eine Gasleitung (6) zur Einleitung von Gasen in den Sinterabschnitt (4), mit einer Regelvorrichtung (8), die mit einem Ventil (10) in der mindestens einen Gasleitung (6) zur Regelung eines Gasstroms des oxidierenden Gases verbunden ist.Continuous furnace (2) for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising an evaporation section (3), a sintering section (4), a transport device (5) for transporting the at least one molded part (1) and at least one gas line (6) for introduction of gases into the sintering section (4), with a control device (8) connected to a valve (10) in the at least one gas line (6) for controlling a gas flow of the oxidizing gas. Durchlaufofen nach Anspruch 6, umfassend einen Messsensor (11) zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in dem Sinterabschnitt (4).continuous furnace after claim 6 , comprising a measuring sensor (11) for measuring the oxygen partial pressure in the sintering section (4). Durchlaufofen nach Anspruch 7, bei der die Regelvorrichtung (8) mit dem Messsensor (11) verbunden ist.continuous furnace after claim 7 , in which the control device (8) is connected to the measuring sensor (11).
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