Um den Sinterofen aus Hartmetall zu kennen, sollten wir uns zunächst den Sinterprozess von Hartmetall ansehen.

Die Funktion des Sinterofens besteht darin, Hartmetall-Vorformen auf eine bestimmte Temperatur (Sintertemperatur) zu erhitzen, sie für eine bestimmte Zeit (Haltezeit) zu halten und sie dann abzukühlen, um die Hartmetall-Endprodukte mit der erforderlichen Leistung zu erhalten.

1Vier Stufen im Hartmetall-Sinterprozess

Vorbrennen + Umformmittel entfernen

In der Anfangsphase des Sinterns verdampft das Formmittel mit zunehmender Temperatur allmählich und wird aus dem Sinterkörper abgeschieden. Gleichzeitig karburiert das Formmittel den gesinterten Vorformling mehr oder weniger. Oxid auf der Oberfläche des Carbidpulvers wird durch Wasserstoff reduziert. Die Kontaktspannung zwischen den Pulverpartikeln wird allmählich abgebaut und das Bindemetallpulver beginnt zu rekristallisieren.

Festphasen-Sinterstufe (800 ℃ — eutektische Temperatur)


Bei der Temperatur vor dem Auftreten der flüssigen Phase werden zusätzlich zur Fortsetzung des Prozesses in der vorherigen Stufe die Festphasenreaktion und -diffusion intensiviert, das plastische Fließen wird verstärkt und es tritt eine deutliche Schrumpfung an den Vorformlingen auf.

Flüssigphasen-Sinterstufe (eutektische Temperatur – Sintertemperatur)

Wenn die flüssige Phase in Vorformen auftritt, wird die Schrumpfung schnell abgeschlossen, und dann erfolgt die Kristallumwandlung, wodurch die Grundstruktur und Struktur von Hartmetallprodukten gebildet wird.

Kühlphase (Sintertemperatur – Raumtemperatur)

In diesem Stadium ändern sich die Mikrostruktur und die Phasenzusammensetzung des Hartmetalls mit unterschiedlichen Kühlbedingungen. Auf dieser Stufe wurden Hartmetallprodukte mit verbesserten mechanischen und chemischen Eigenschaften hergestellt.

2Die Prämisse von Sinteröfen: VAKUUM-SINTERN

Um eine reibungslose Entparaffinierung (Schmiermittel oder Formmittel), Reduktion, Legierung und Mikrostrukturumwandlung von Pulverpresslingen während des Sinterprozesses sicherzustellen, muss der Sinterofen in der Lage sein, die Sintertemperatur, die Schutzatmosphäre, den Fördermodus der Presslinge und die Erwärmung genau zu steuern und Abkühlgeschwindigkeit usw. Bei der Herstellung von Hartmetallprodukten wird heute im Wesentlichen der Vakuumsinterofen verwendet. Saugen Sie die Luft im Ofen zum Vakuum ab und füllen Sie dann den Sinterofen mit Inertgas, um einen anderen atmosphärischen Druck zu erreichen.

3 Weit verbreitete Sinteröfen aus Hartmetall 1
Abb.1 Die Beziehungen zwischen dem Druck im Sinterofen und der Porenschrumpfung von Hartmetallprodukten

3 Hartmetall-Sinteröfen, die derzeit in der Massenproduktion weit verbreitet sind

Entsprechend dem Unterschied in der Pressfestigkeit werden üblicherweise zwei Arten von Sinterverfahren verwendet, dh druckloses Sintern und Drucksintern. Druckloses Sintern ist hauptsächlich auf keramische Produkte anwendbar. Gegenwärtig wird auf dem Gebiet des Hartmetalls das Drucksintern weitverbreitet auf die folgenden drei Arten verwendet: Heißisostatisches Presssintern, Heißpresssintern und Gasdrucksintern.

Sinterofen für Heißpressen

Heißpresssintern bezieht sich auf ein Sinterverfahren, bei dem das trockene Pulver in das Modell gefüllt und dann erhitzt wird, während es aus der uniaxialen Richtung gepresst wird, um gleichzeitig das Formen und Sintern abzuschließen.

Da das Erhitzen und die Druckbeaufschlagung gleichzeitig durchgeführt werden, befindet sich das Pulver in einem thermoplastischen Zustand, der der Kontaktdiffusion von Partikeln und dem Fließ- und Stoffübertragungsprozess förderlich ist. Daher beträgt der Formdruck nur 1/10 des Kaltpressdrucks (der Kaltpressdruck beträgt etwa 630 MPa); Es kann auch die Sintertemperatur verringern und die Sinterzeit verkürzen, um dem Kornwachstum zu widerstehen und Produkte mit feiner Körnung, hoher Dichte und guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften zu erhalten. Es kann ultrahochreine Keramikprodukte herstellen, ohne Sinterhilfsmittel oder Formhilfsmittel hinzuzufügen. Die Nachteile des Heißpresssinterns sind komplexe Verfahren und Ausrüstung, strenge Anforderungen an die Produktionskontrolle, hohe Anforderungen an Formmaterialien, großer Energieverbrauch, geringe Produktionseffizienz und hohe Produktionskosten.

3 Weit verbreitete Sinteröfen aus Hartmetall 2

Integrierter Sinterofen für heißisostatisches Pressen

Heißisostatisches Pressen ist eine Prozessproduktionstechnologie, die hohe Temperatur und hohen Druck integriert. Die Heiztemperatur beträgt normalerweise 1000 ~ 2000 ℃, und der Arbeitsdruck kann 200 MPa erreichen, indem das Hochdruck-Inertgas oder Stickstoff im geschlossenen Behälter als Druckübertragungsmedium verwendet wird. Unter der gemeinsamen Einwirkung von hoher Temperatur und hohem Druck wird das Werkstück gleichmäßig in alle Richtungen komprimiert. Daher weisen die verarbeiteten Produkte eine hohe Kompaktheit, gute Gleichmäßigkeit und hervorragende Leistung auf. Da die Dichte gleichmäßig ist, ist das Verhältnis von Länge zu Durchmesser nicht begrenzt, was der Herstellung von stabförmigen und röhrenförmigen dünnen und langen Produkten förderlich ist. Darüber hinaus muss beim heißisostatischen Pressen dem Pulver im Allgemeinen kein Schmiermittel zugesetzt werden, was nicht nur die Verschmutzung der Produkte verringert, sondern auch den Herstellungsprozess vereinfacht.

Die Kompaktheit des gesinterten Produkts kann erheblich verbessert werden, indem es in einer heißisostatischen Presse unter Druckbedingungen von 80–150 MPa und einer Temperatur von 1320–1400 ° C für eine bestimmte Zeit behandelt wird, und seine Porosität kann auf 1 / 20 reduziert werden -1/100 oder sogar weniger als vor der Hüftbehandlung, und die Biegefestigkeit und Lebensdauer können erheblich verbessert werden. Das Design und die Steuerung von Hüftgeräten sind jedoch teuer und die Wartung und der Betrieb sind kompliziert, so dass es in Hartmetall nicht weit verbreitet ist.

Gasdrucksinterofen

Luftdrucksintern wird auch als Überdrucksintern oder Heißisostatisches Niederdruckpresssintern bezeichnet. Es handelt sich um eine Art heißisostatisches Press- und Sinterverfahren für Werkstücke bei einem niedrigeren Druck als beim heißisostatischen Pressen (ca. 6 MPa), was besser für die Massenproduktion geeignet ist.

Gasdrucksintern wird auf Basis von Vakuumsintern und heißisostatischem Pressen entwickelt. Das frühere Konzept ging davon aus, dass es eines großen Drucks bedarf, um die Poren in der Legierung bei der Sintertemperatur zu beseitigen. Später wurde festgestellt, dass bei der Sintertemperatur auch ein niedrigerer Druck die Poren in der Legierung eliminieren und die durch hohen Druck verursachten Defekte des „Kobaltpools“ in der Legierung vermeiden kann. Niederdrucksintern kann bessere Gesamteigenschaften erzielen als die durch isostatisches Heißpressen behandelte Legierung. Das Luftdrucksintern hat Vorteile bei der Herstellung großformatiger Hartmetallprodukte.

Sein spezifisches Arbeitsprinzip besteht darin, dass nach dem Entparaffinieren mit Wasserstoff bei einer niedrigeren Temperatur ein Vakuumsintern bei 1350 ~ 1450 ℃ für einen bestimmten Zeitraum durchgeführt wird und dann ein quasi heißisostatisches Pressen im selben Ofen durchgeführt wird. Als Druckmedium wird Argon verwendet, der Pressdruck beträgt etwa 6 MPa und wird dann für eine bestimmte Zeit gehalten und dann gekühlt.

im Vergleich zum HIP-Sintern

Denn das Sintern und das heißisostatische Pressen der Legierungsprodukte im Gasdrucksinterofen erfolgen im selben Sinterofen. Laut einer großen Anzahl von Produktionsdaten kann das Gasdrucksintern das „Grobkorn“ und andere strukturelle Defekte vermeiden, die nach einer herkömmlichen heißisostatischen Pressbehandlung leicht auftreten, und die Festigkeit und Härte der Wolframlegierungsprodukte bis zu einem gewissen Grad verbessern .

Alle Prozesse werden im selben Ofenkörper durchgeführt, was eine Menge Ausrüstungsinvestitionen spart. Die Prozesskosten des Gasdrucksinterns sind doppelt so gering wie die des heißisostatischen Pressverfahrens nach dem Vakuumsintern, was die Lebensdauer des Produkts erheblich verbessern kann.

6 MPa Gasdrucksinterofen mit Entfettungsfunktion, der in Meetyoucarbide in Produktion genommen wird

3 Weit verbreitete Sinteröfen aus Hartmetall 3
Gasdruck-Sinterofen
TypenRDE-224-6RDE-3312-6RDE-4412-6RDE-5512-6RDE-5518-6RDE-5527-6
Nutzfläche (B * H * L)200*200*400mm300*300*1200mm400*400*1200mm500*500*1200mm500*500*1800mm500*500*2700mm
Tragfähigkeit50kg300kg500kg1200kg1500kg2500kg
Heizleistung240 kVA320 kVA320 kVA430 kVA560 kVA900 kVA
HeizraumLeerzeichen ⅡLeerzeichen ⅢLeerzeichen ⅢLeerzeichen ⅢLeerzeichen ⅢLeerzeichen Ⅵ
Abkühlzeit kosten≤2h≤4h≤5h≤6h≤7h≤8h
 
Lebensspanne20 Jahre/6000 mal
maximaler Betriebsdruck58bar
max. Arbeitstemp.1580℃, 2100℃
Temp. MessmethodeW-Re5/26Thermoelement
Extremes Vakuum1Pa
Vakuum-Leckrate3Pa/Std
Effizienz beim Sammeln von Wachs≥98%
Art des UmformungsmittelsParaffin, PEG, Kautschuk, Ethylzellulose usw
Gas darf gefüllt werdenStickstoff, Argon und Wasserstoff

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