DE2506288A1 - Ofen, insbesondere sinterofen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, ZbUbZöö

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN DXIII POSTl-ACH 860 820 .

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

ERO TANTAL Kondensatoren
Gesellschaft mit beschränkter Haftung 8300 Landshut, Ludmillastr. 23/25

Ofen, insbesondere Sinterofen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen, welcher sich insbesondere zum kontinuierlichen Sintern von kleinen Werkstücken, beispielsweise Tantalanoden für Kondensatoren, eignet.

Für pulvermetallurgisch^ Sinterverfahren werden fast ausschließlich Sinterofensysteme verwendet. Bei derartigen Verfahren werden typischerweise gemischte Metallpulver und ein Binder in kompakte Körper der gewünschten Gestalt gepreßt. Der Preßvorgang gibt den kompakten Körpern dabei eine ausreichende mechanische Festigkeit, so daß sie von selbst ihre Form behalten. Der kompakte Körper wird sodann in eine Hochtemperatur-Sinterzone eines Sinterofensystems eingebracht, in welcher der Körper durch Wärme weitere Testigkeit erhält. Es wird generell angenommen, daß die große Wärme beim Sintern die einzelnen Pulverpartikel

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miteinander verbindet, wodurch eine feste einstückige Struktur entsteht. Die Warne verflüchtigt weiterhin den Binder, treibt eingeschlossene Gase aus und überführt Verunreinigungen im Körper in die Gasphase. Derartige von den Werkstücken ausgehende Gase sind typischerweise Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, lietallverunreinigungen sowi'e verschiedene organische Substanzen. Nach dem Abkühlen können die gesinterten Körper weiter verarbeitet werden, wobei es sich beispielsweise um eine maschinelle Behandlung zur Herstellung der gewünschten Gestalt oder um eine Behandlung zur Bildung einer Kondensatoranode handelt.

Da die meisten pulverisierten iletalle bei den hohen Temperaturen in der Sinterzone eines Sinterofensstark reaktiv v/erden, wobei sie speziell mit: Sauerstoff reagieren, werden die Körper gewöhnlich in einer Schutzatmosphäre oder im Vakuum gesintert. Bei manchen Sinterverfahren ist es wünschenswert, in der Sinterzone eine aufgeheizte reduzierende Atmosphäre zu verwenden, welche Verunreinigungen im Körper chemisch reduziert und miteinander verbindet, ohne daß das dem Sintervorgang unterworfene Metall nachteilig beeinflußt wird.

Sinterofen und Sintersysteme arbeiten generell entweder chargenweise oder kontinuierlich, ßei kleinen Stückzahlen und bei einer genauen Regelung der Verfahrensparameter sind heute chargenweise arbeitende öfen bevorzugt. Soll andererseits Zeit und Arbeitsaufwand gespart und eine feste Temperaturverteilung gewährleistet werden, so ist ein kontinuierlich arbeitender Sinterofen bevorzugt.

Kontinuierlich arbeitende Sinteröfen besitzen generell wenigstens drei miteinander verbundene Kammern, eine Fördervorrichtung zum Transport der zu sinternden Werkstücke

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durch das Ofcnsystein sowie eine Einrichtung zur Einleitung einer Schutzgasatmosphäre in die Sinterzone des Ofensystems. üio erste Kammer ist eine Vorheizkammer, in der die Werkstücke in die Schutzgasatmosphäre des Ofensystems gelangen und in der eine beträchtliche iienge von Verunreinigungen durch die Wärme in der Kammer verflüchtigt v/erden. Die Temperatur in dieser Vorheizkammer ist wesentlich kleiner alsdie zur Sinterung der Werkstücke erforderliche Sintertemperatur. Die Wärme in der Vorheizkamiaer wird aus dem heißen Schutzgas gewonnen, das aus der Hochtemperatur-Sinterkammer austritt. Bei dieser lCai-iraer handelt es sich urn die zweite Kammer, welche eine Sinterzone aufweist, in der die Werkstücke durch eine geeignete heizeinrichtung auf die Sintertemperatur gebracht und auf dieser gehalten werden. Typischerweise ist die Heizeinrichtung ein elektrischer Widerstandsheizer oder ein Gasverbrennungsheizer, der gewöhnliph durch eine Muffel geschützt ist. Die dritte Kammer ist eine Abkühlkammer, in der die Werkstücke auf eine etwa auf Umgebungstemperatur liegende Temperatur abgekühlt werden, bevor sie mit der Außenatmosphäre in Kontakt gelangen. Invielen Fällen ist für die Abkühlkammer ein Wassermantel vorgesehen, der eine schnellere Abkühlung der Werkstücke gewährleistet.

Schutzatmospharensysterae für einen kontinuierlichen Sinterofen müssen zweckmäßigerweise offene Systeme sein, da es generell unpraktisch ist, am Einlaß und am Auslaß für die Werkstücke eine gasdichte /ibdichtung vorzusehen, und da die Werkstücke leicht transportierbar sein sollen. Aus diesem Grunde wird das Schutzgas gewöhnlich in der Sinterzone zugeführt, wobei es aus dieser sowohl durch den Einlaß als auch durch den Auslaß aus dem Ofen ausströmen kann. Diese Gase dienen beim Sintervorgang im wesentlichen zwei Zwecken. Einerseits halten sie beim Sintervorgang Sauerstoff und andere Verschmutzungen aus der umgebnden Luft

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von den Werkstücken fern und führen andererseits von den Werkstücken abgegebene verflüchtigte Verunreinigungen ab. Beim ersten Vorgang handelt es sich um eine Schutzfunktion, während es sich beim zweiten Vorgang um eine Reinigungsfunktion handelt.

Die erste Funktion vermeidet den Kontakt zwischen den Werkstücken und Luft in der Sinterzone, wodurch die Vermeidung einer Oxidation der Werkstücke unterstützt wird. Der höhere Druck des Schutzgases verhindert einen Luftrückstrom in das ointerofensystem durch den Einlaß und den Auslaß für die Werkstücke.

Durch die Reinigungsfunktion werden verflüchtigte Verunreinigungen in .die Außenatemosphäre abgeführt, so daß sich keine gasförmigen Verunreinigungen im Sinterofensystem bilden können. Um eine gleichförmige Verteilung des Reinigungsgasstroms sowohl durch den Einlaß als auch durch den Auslaß sicnerzusteilen, v/erden die Gase gewöhnlich in der Nähe des Zentrums der Sinterkammer eingeleitet. Die aus den Werkstücken abgegebenen eingeschlossenen Gase und die verflüchtigten Verunreinigungen werden daher durch den reinigenden Strom des Schutzgases durch den Einlaß und den Auslaß aus dem Ofen abgeführt.

Solange sich die Werkstücke auf der Sintertemperatur befinden, ruft der Kontakt von Verunreinigungen im Reinigungsgas mit den Werkstücken keine wesentlichen Probleme hervor, da die Verunreinigungen erneut verflüchtigt werden. Wenn sich die Werkstücke beim Erreichen der Kühlkammer jedoch abkühlen, reagieren sie mit den aus dem Auslaß abgeführten Verunreinigungen, bis sie nahezu die ümgebungsteiaperatur annehmen. Eine Reaktion mit den Verunreinigungen im Reinigungsgas strom kann zu un erwünschten Ablagerungen auf den

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Oberflächen der Werkstücke führen, welche deren vorgesehene Funktion nachteilig beeinflußeii können.

Verunreinigungen im Reinigungsgasstrom,welcher durch den JJinlaß für die Werkstücke ausströmt und mit den Werkstücken in Kontakt tritt, stellen kein ins Gewicht fallendes Verschmutzungsproblem dar, da diese Verunreinigungen durch die hohe Temperatur in der Sinterkaiomer erneut verflüchtigt werden.

Bei konventionellen kontinuierlichen Sinterofensystemen besteht daher das Problem darin, daß die durch.den Auslaß kontinuierlich abgeführten Verunreinigungen mit den in der Abkühlkammer abkühlenden Werkstücken in Kontakt treten, v/eil die Werkstücke gerade an dieser Stelle am stärksten mit den Verunreinigungen reagieren.

Vorrichtungen zur i'örderung der Werkstücke durch die Ofenkammern können generell in drei Typen eingeteilt werden. Es handelt sich dabei um Rollenantriebsvorrichtungen, Schubvorrichtungen und um kontinuierliche Bänder aus Ilaschendraht. Rollenantriebs-Fördervorrichtungen bestehen aus einer Serie von angetriebenen Rollen, welche die Werkstücke durch den Oferitransportieren, wobei sich diese in Behältern befinden. Zwar können auf diese Weise relativ schwere Lasten transportiert v/erden; derartige Fördervorrichtungen halten jedoch die hohen Sinterteniperaturen nicht aus. bei Schub-Fördervorrichtungen werden Behälter oder ähnliche Einrichtungen zum Transport der Werkstücke verwendet, wobei der Weitertransport der Behälter durch den Druck erfolgt, welcher von dem in den Ofen eintretenden Behältern ausgeübt wird. Bei derartigen Schub-Fördervorrichtungen können jedoch im Jetrieb Verbeulungen auftreten, welche zu einem

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Verklemmen der Behälter im Ofen führen. Maschendraht-Fördervorrichtungen sind aus Metalldrähten hergestellte kontinuierliche Bänder, bei denen die Metalldrähte in Form eines netzes miteinander verbunden sind. Derartige Fördervorrichtungen können aufgrund der Dehnung des Bandes in der Hochteinperaturzone des Ofens keine schweren Lasten transportieren, und können auch aufgrund der Eigenschaften des Metalldrahtes keine hohen Sinterteinperaturen aushalten. Weiterhin besteht bei bestimmten Arten von werkstücken während des Sintern aufgrund des Kontaktes zwischen Metall und Metall die Möglichkeit des Anklebens am Maschenband, was zu einer Verschmutzung der Werkstücke führt. Eine derartige Verschmutzung kann bei den beiden anderen Arten von Fördervorrichtungen unter Verwendung von Behältern nicht auftreten.

Die drei genannten Arten von Fördervorrichtungen besitzen also für den Transport von Werkstücken durch ein Sinterofensystem in jedem Falle Nachteile, wobei es sich speziell um die mangelnde Widerstandsfähigkeit gegen die hohen Sintertemperaturen und um die Möglichkeit der Verschmutzung- der Arbeitslast handelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ofen, insbesondere einen Sinterofen anzugeben, bei dem die oben genanntenNAchteile vermieden werden. Insbesondere soll dabei eine Fördervorrichtung für die Werkstücke hohe Sintertemperaturen aushalten können, möglichst keine Verschmutzung der werkstücke herbeiführen und ein Ankleben der Werkstücke unmöglich machen. Darüber hinaus soll die Schutzgasatmosphäre so in das Ofensystein eingebracht werden/ daß eine erneute Verschmutzung des Abkühlens der gesinterten Werkstücke reduziert wird. Die Schutzgasatmosphäre soll dabei auch so eingebracht v/erden, daß die Abkühlung der

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gesinterten Werkstücke schneller erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Ofen der in Rede stehenden Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet: eine Ileizkammeranordnung mit einem offenen Einlaß zur Zuführung von zu erhitzenden, insbesondere zu sinternden Werkstücken und einem offenen Auslaß zur Abführung von erhitzten, insbesondere gesinterten Werkstücken, eine eine ileizzone in der Heizkamraeranorcmung ^bildende Vorrichtung und eine dem Einlaß und dem Auslaß zugeordnete Gaszufuhreinrichtung, welche beim Erhitzen einen kontinuierlichen Gasstrom aus dem Einlaß und dem Auslaß heraus aufrechterhält, um beim Erhitzen entstehende Verunreinigungen auf dem Einlaß abzuführen.

In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Bildung einer schmutzfreien Gasatmosphäre für einen Ofen der vorstehend definierten Art vorgesehen, daß beim Sintern der Werkstücke Gas, das mit den zusinternden Werkstücken nichtchemisch reagiert, in der und gegen die Bewegungsrichtung der Werkstoffe geführt wird, um beim Sintern erzeugte Verunreinigungen gegen die oiewegungsrichtung der Werkstücke zu führen.

"Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Sinterofens und einer Fördervorrichtung, wobei der Ofen geschnitten dargestellt ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Sinterofens und einer Fördervorrichtung, wobei der Ofen geschnitten dargestellt ist;

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Fig. 3eine Draufsicht eines Teils eines Metallbandes zur Herstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Fördervorrichtung; und

Fig. 4 eine detaillierte Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Teils einer Fördervorrichtung und eines Antriebs.

Generell besitzt der erfindungsgeinüße Sinterofen eine Gaszufuhreinrichtung zur Zuführung von Schutzgas in der Form, daß die beim Sintern entstehenden Verunreinigungen in Gegenrichtung zur Bewegung von Werkstücken in der Sinterzone abgeführt werden. Die Werkstücke werden dabei durch ein festes kontinuierliches Band aus hitzebeständigem Metall durch die Sinterzone transportiert. Der Sinterofen besitzt an speziellen Stellen in den ufenkammern Strömungsöffnungen für die Schutzgasatmosphäre, so daß in dem Teil des Systems ein Gegengasstrom entsteht, in dem während des Sinterns der Werkstücke der Hauptteil der Verunreinigungen entsteht.

Bei einer besonderen Ausfuhrungsform der Erfindung sind mehrere Sinterofenkammern mit Strömungsöffnungen für ein Schutzgas vorgesehen. Diese Strömungsoffnungen sind so angeordnet, daß sich in dein Bereich des Systems ein Gegengasstrom ergibt, in dem der größte Teil der Verunreinigungen verflüchtigt wird. Auch dabei ist ein kontinuierliches Band aus hitzebeständigem Metall mit genuteten iialterungswänden zum Transport der Werkstücke durch die Sinterkammern vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Verfahrens zum sintern von Tantalkörpern für die Verwendung als Anoden in elektrolytischen Kondensatoren näher beschrieben. Es ist dabei zu bemerken, daß die Erfindung jedoch nicht auf die

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Durchführung derartiger Verfahren beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines horizontalen Sinterof ensys teias 1o zürn Sintern von Tantalkörpern. Das System 1o setzt sich aus einem Ofen 11 und einer Fördervorrichtung 12 zusammen. Die Fördervorrichtung 12 setzt sich ihrerseits aus einem kontinuierlichen festen Metallband 14, einem Antrieb 15 und einer Sammelvorrichtung 16 zusammen. Das Band 14 bewegt sich im Betrieb des Sinterofensystems 1o aufgrund der Wirkung des Antriebs 15 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung. Tantalwerkstücke 13 werden durch eine nicht dargestellte Anordnung in einem. Bereich 17 auf das Band 14 ge-, laden. Die Werkstücke 13 treten zunächst durch einen Einlaß 19 in eine Vorheizkammer 18 des Ofens 11 ein, in der sie auf eine etwas unterhalb der Sintertemperatur liegende Temperatur aufgeheizt werden. :3odann treten die Werkstücke 13 in eine Sinterkammer 2o ein, in der sie durch eine Heizeinrichtung 21 auf die Sintertemperatur aufgeheizt werden. Die gesinterten Werkstücke treten sodann durch eine Kühlkammer 22 und einen Auslaß 23 aus, wobei sie hinter dem Auslaß vom Band 14 abgeführt werden und in die 3amme!einrichtung 16 gelangen. Eine (nicht sichtbare) Schutzgasatmosphäre wird durch Gasströmungsöffnungen 24 und 25 in den Sinterofen 11 eingebracht. Dieses Schutzgas strömt am Einlaß 19 und am Auslaß 23 aus dem Ofen aus und vermeidet damit soweit als möglich, daß die Außenatmosphäre durch den Einlaß und den Auslaß in den Ofen eintreten und mit den Werkstücken 13 beim Sintern in Kontakt treten kann.

Durch Verwendung zweier Gasströmungsöffnungen 24 und 25 zur Einführung von Schutzgas an den in Fig. 1 dargestellten Stellen werden Verunreinigungen, welche in der Vorheizkauimer 18 und in der Sinterkammer 2o verflüchtigt werden,

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gegen die Bewegungsrichtung der Werkstoffe durch den Gasstrom von der öffnung 24 durch den Einlaß 19 abgeführt. Dieser Verunreinigungsstrom ist möglich, da. der größte Teil der Verunreinigungen in der Vorheizkammer 1ü und im Einlaßbereich der Sinterkammer 19 verflüchtigt wird. Der Schutzgasstrom von der Einströmöffnung 25 stellt sicher, daß praktisch kein Gas, das durch die Gaseinströmöffnung eintritt, über denAuslaß 23 aus dem Ofen 11 austritt. Weiterhin stellt dieser Gasanteil eine unverschmutzte Schutzgasatmosphäre für die durch die Kühlkammer 22 transportierten Werkstücke 13 dar. iJie sich in der Kühlkammer 22 abkühlenden gesinterten Werkstücke reagieren mit den von der Schutzgasatmosphäre mitgeführten Verunreinigungen, so daß in diesem Teil des Sintervorgangs ein nichtverschmutztes Schutzgas erforderlich ist. Die von den Strömungsöffnungen

24 und 25 ausgehenden Gasströme sind in Fig. 1 schematisch durch Pfeile angedeutet.

Das durch die Gasströmungsöffnung 25 eingeleitete Schutzgas verdünnt weiterhin das von der Gasströmungsöffnung 24 durch die Kühlkammer 22 und den Auslaß 23 ausströmende Gas in ausreichendem Maße; dieses Gas führt nämlich Verunreinigungen aus der Sinterkammer ab. Die Verdünnung der Verunreinigungen in diesem Gasstrom hält erneute Verschmutzungen der Werkstücke 13 beim Abkühlen so klein wie möglich.

Die Einführung von Schutzgas durch die Gassrömungsöffnung

25 im Bereich des Einlasses der Kühlkammer 22 verbessert den gesamten Sinterprozess weiter. Dieses Gas unterstützt die Abkühlung der Werkstücke 13, da es im Gegensatz zu den durch die GasStrömungsöffnung 25 eintretenden Gas nicht durch die heiße Zone der Sinterkaiomer 2o gelaufen ist. Durch schnellere Abkühlung der Werkstücke 13 verbleiben diese nicht solange in dent Temperaturbereich, in dem sie

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speziell mit Verunreinigungen in der Schutzgasatmosphäre reagieren.

Ist beim Sintern von Tantalkörpern zur Verwendung als Kondensatoranoden eine Abkühlung auf etwa 3oo°C erfolgt, so reagieren diese Körper nicht mehr in einem solchen Maße mit Verschmutzungen, daß sich nachteilige Ablagerungen ergeben können. Die üeit, in der die Körper mit vorhandenen Verschmutzungen reagieren können, ist umso kleiner, je schneller die gesinterten Körper auf eine derartige Temperatur abgekühlt werden.

Insgesamt besteht das Ergebnis einer derartigen Konfiguration von GasStrömungsöffnungen zur Einleitung von Schutzgasen in den Ofen darin, daß die von den Werkstücken 13 beim 'Wärmeeinwirkung abgegebenen verflüchtigten Verunreinigungen im wesentlichen durch den Einlaß 19 abgeführt werden, während unversehmutztes Gas von der Gasströraungsöffnung 25 den Schutz der Werkstücke bei der Abkühlung in der Kühl~ kammer 22 unterstützt. Durch den Auslaß 23 abgeführte Verunreinigungen sind durch das von der Ströiaungsöffnung 25 kommende Gas so weit verdünnt, daß sie die Werkstücke 13 nicht mehr nachteilig beeinflußen.

Typische, im Sinter-ofensysten verwendete Schutzgase sind reduzierende Gase, wie beispielsweise Wasserstoff, gecrackter Ammoniak oder Inertgase, wie beispielsweise Helium oder Argon. Zur Sinterung von Tantalkürpern für Kondensatoranoden können lediglich Inertgase, wie beispielsweise Argon, verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine v/eitere Ausfuhrungsform d=er Erfindung zur Gewährleistung eines unverschmutz ten Schutzgasstrom im letzten Teil ües Sinterschrittes und während des Abkühlens

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der gesinterten Werkstücke. Bei dieser ausführungsform umfaßt ein Sinterofensystem 11o einen Ofen 111 sowie eine Fordervorrichtung 112. Die Fürdervorrichtung 112 umfaßt ihrerseits ein Metallband 114, einen Antrieb 115 sowie eine Sammeleinrichtung 11u. Werkstücke 113 werden in einem Bereich 117 auf das Band 114 aufgebracht, durch den Sinterofen 111 transportiert und in die Sammeleinrichtung 116 gebracht. Die Transportrichtung des Bandes 114 ist durch nahe am Band eingezeichnete Pfeile gekennzeichnet.

Der Ofen 111 besitzt eine Vorheizkammer 11G mit einem Werkstückeinlaß 119, Sinterkammern 12o und 123 mit Iieizeinrichtungen 121 und 13o, eine Verbindungskammer 129 zwischen den Sinterkammern 12o und 123 sowie eine Kühlkammer 122 mit einem Werkstückauslaß 123. Schutzgas wird durch eine Gasströmungsöffnung 131 in den Ofen 111 eingeleitet und strömt durch den Einlaß 119 sowie den Auslaß 123 aus, was in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist.

Zu sinternde Werkstücke 113 treten am Einlaß 119 in den Ofen 111 ein und werden indie Vorheizkammer 118 transportiert. Durch die Gase, welche aus der Hochtemperatur-Sinterkammer 12o aus dem Ofen 111 austreten, werden die Werkstücke aufgeheizt. Da eingeschlossene Gase und andere Verunreinigungen aus den Werkstücken 113 verflüchtigt werden, werden sie durch den aus dem Einlaß 119 austretenden Gasstrom aus dem Ofen 111 abgeführt. Da die beim Eintreten der Werkstücke 113 in die Sinterkammer 12o verflüchtigten Verunreinigungen gegen die Bewegungsrichtung der Werkstücke abeführt werden, ist sichergestellt, daß die Verunreinigungen nicht mehr mit den Werkstücken in Kontakt treten, nachdem diese durch die erste Sinterkammer 12ö transportiert worden sind.

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Zum Zeitpunkt, in dem die Werkstücke 113 die zweite Sinterkaiamer 128 erreichen, ist ein großer Teil der Verunreinigungen vonden Workstücken abgeführt. Hoch vorhandene Verunreinigungen v/er dan durch den zum Auslaß 123 strömenden frischen Schutz gas strom, ausreichend verdünnt, i-iach dem Abkühlen in der Kühlkammer 152 und nach Verlassen des Ofens 111 durch den Auslaß 123 werden die Werkstücke 113 in der Sammeleinrichtung 116 gesammelt, aus der sie für v/eitere Verarbeitungsschritte entnommen werden können. In Verbindung mit der Gasströmungsöffnung 131 können v/eitere Gasströmungsöffnungen 132 und 133 verwendet werden, um die Reinigung der Kammern 12o und 120 dadurch zu unterstützen, daß. in den Sinterkammern eine weitere Gasmischung erfolgt, welche die Abführung von Verunreinigungen erleichtert. Diese genannten Gasströmungsöffnungen 132 und 133 sind nicht unbedingt erforderlich; sind jedoch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erwünscht, so können sie in solchen Fallen Verwendung finden,wenn die grundsätzliche Strömungsverteilung .' nicht verändert wird.

Anstelle der beiden Sinterkammern im Sinterofensystem nach Fig. 2 können auch v/eitere Sinterkammern in Serie zu den beiden dargestellten Kammern verwendet werden. Eine derartige Ausgestaltung gewährleistet eine weitere Sicherheit gegen erneute Verschmutzung der Werkstücke während des Sintervorganges . ".'-■-■"."■

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines Teils des kontinuierlichen Bandes (14 in Fig. 1 und 114 in Fig. 2) vor der Herstellung der endgültigen Gestalt. Ein Bandabschnitt214 ist dabei mit einer Vielzahl von Nuten 24o versehen. Gestrichelte Linien 241 und 242 zeigen an, v/o das Band abgebogen wird, um parallele, im Abstand voneinander befindliche Halterungswände 243 und 244 zu bilden, welche verhindern, daß (nicht dargestellte/

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Werkstücke vor oder während des Sintervorganges seitlich vom Band herunterrollen oder herunterfallen.können. Die iluten 24o gewährleisten, daß das Band über den (nicht dargestellten) Antrieb laufen kann, ohne daß nachteilige Spannungen in den Halterungswänden 243 und 244 auftreten. Wegen der leichten Herstellung sind. V-förmige Nuten bevorzugt, obwohl auch jede andere Gestalt für die Hüten 24o in Betracht kommen kann.

Die Halterungswände 24 3 und 244 müssen nicht notwendig durch Aufbiegen der Ränder des Bandes hergestellt werden. Sie können vielmehr auch durch Befestigung von getrennten Streifen am Band hergestellt werden. Die Nuten können entweder vor oder nach der Befestigung am Band in die Halterungsbände eingebracht werden. Aufgrund der Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Zeit und Arbeitsaufwand stellt jedoch das Abbiegen der Ränder des Bandes ein bevorzugtes Herstellungsverfahren dar.

Die Halterungswände 243 und 244 sollen in gleichförmigen und kurzen Intervallen genutet sein. Der Abstand der Hüten 24o kann als Funktion des Durchmessers des Antriebs variiert v/er den. Für größere Durchmesser des Antriebs kann der Abstand zwischen den Nuten kleiner sein, während bei Antrieben mit kleinerem Durchmesser kleinere Abstände in Betracht kommen können. Der Abstand der Hüten liegt vorzugsv/eise im Bereich von etwa o,32 bis 3,54 cm.

Das Band 214 ist ein dünnes Metallband vorzugsweise aus hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Tantal, wobei die beiden (nicht dargestellten ) Enden zur Bildung einer zusammenhängenden Schleife miteinander verschweißt v/erden. Für das Band 214 kommen vorzugsweise hitzebeständige Metalle in Betracht, da sie die hohen Sintertemperaturen ohne nachteiligen Uinfluß auf ihre physiaklischen Eigenschaften,

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wie beispielsweise ihre mechanische Festigkeit aushalten können. Für das Sintern von Tantalkörpern zur Verwendung als Anoden in Kondensatoren ist Tantal bevorzugt, da sich beim Kontakt von Tantalkörpern und einem Tantalband die geringste Verschmutzung ergibt.

Die Dicke eines Metallbandes 214 kann im Bereich von etwa ο,οοδ bis o,o5 cm und vorzugsweise im Bereich von etwa ο,o 13 bis o,25 era liegen.

Das Band 214 wird vorzugsweise durch einen unbelasteten Lauf durch den Ofen vorgeglüht, wodurch die Möglichkeit des Anklebens von Werkstücken so klein wie möglich gemacht wird. Tantal versprödet bei hohen Temperaturen nicht so leicht, wie andere hitzebeständige Metalle, so daß ein Band aus diesem Metall bei längerer Lebensdauer in Verbindung mit Antrieben kleinerer Durchmesser verwendet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines hinter dem Ofen angeordneten Antriebs sowie ein genutetes Förderband. Dabei treibt ein Hauptantrieb 315 ein mit nuten 34o versehenes Band 314. Eine Antriebsrolle 345 mit kleinerem Durchmesser gewährleistet eine größere Durchbiegung es ebenen Teiles des Bandes 314, so daß auch (nicht dargestellte) Werkstücke vom Band herunterfallen, welche beim Sintervorgang leicht am Band ankleben. Die (nicht dargestellte) Sammeleinrichtung kann unter dem Antriebsrad 345 angeordnet werden, so daß die in Richtung eines Pfeiles vom Band 314abfallenden Werkstücke gesammelt werden.

Der erfindungsgemäße Ofen stellt also ein kontinuierliches Sinterofensystem mit einer Zuführeinrichtung für Schutzgas dar, wobei zur Abführung von im Sinterprozess erzeugten

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Verunreinigungen ein Gegengas strom vorhanden'ist.
Durch Verv/endung einer Fordervorrichtung aus hitzebeständigem Metall, das hohe Temperaturen aushält und ein Ankleben sowie eine Verschmutzung der Uerkstücke verhindert, sind keine Behälter oder andere Trägereleiaente erforderlich. " -

- Patentansprüche -

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Ofen, insbesondere Sinterofen, gekennzeichnet durch eine ilex zkarnmeranordnung (11, 111) mit einem offenen Einlaß (19, 119) zur Zuführung von zu erhitzenden, insbesondere zu sinternden Werkstücken (13, 113) und einen offenen Auslaß (23, 123) zur Abführung von erhitzten, insbesondere gesinterten Werkstücken (13, 113), durch eine eine 'Heizzone in der Hei ζ kammer anordnung (11, 111) bildende Vorrichtung (2o, 12o, 128) und durch eine dem Einlaß (19, 119) und dein Auslaß (23, 123) zugeordnete Gaszufuhreinrichtung (24,.25, 131, 132, 133), welche beim Erhitzen einen kontinuierlichen Gasstrom aus dem Auslaß und dera Einlaß heraus aufrecht erhalt, um beim Erhitzen entstehende Verunreinigungen aus dem Einlaß abzuführen.

2. üfen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (12, 112) für- die Werkstücke (13, 113> in Form eines zusammenhängenden Bandes (214, 314) aus hitzebeständigeia iletall mit genuteten Seitenhalterungswänden (243, 244), welche die Halterung der Werkstücke (13, 113) auf dem Band (214, 314) beim Erhitzen unterstützen.

3. Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Iieizkaiomeranordnung (111) zwei durch eine Verbindungskammer (129) verbundene ileizkamrnern (12o, 123) aufweist, welche uJinterzonen für die Werkstücke (113) bilden, und daß die Fördervorrichtung (112) zur Führung der Werkstücke

(113) durch den Einlaß (119), die Sinterzonen (12o, 123) und den Auslaß (123) dient.

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4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Fördervorrichtung (12, 112) bildende zusammenhängende Band (214, 314) aus hitzebeständigem Metall zur Bildung einer Schleife mit seinen Enden verbunden ist, und daß die genuteten Seitenhalterungswände (243, 244) senkrecht auf dem Band stehen.

5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (19, 119) und der Auslaß (23, 123) während des Sinterns offen sind.

6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (345) zur Abführung gesinterter Werkstücke

. (113) von der Fördervorrichtung (112).

7. Verfahren zur Bildung einer schmutzfreien Gasatmosphäre für einen Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sintern der Werkstücke (13, 113) Gas, das mit den zu sinternden Werkstücken nichtchemisch reagiert, in der und gegen die Bewegungsrichtung der Werkstoffe geführt wird, um beim Sintern erzeugte Verunreinigungen gegen die Bewegungsrichtung der Werkstücke zu führen.

8. verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (13, 113) Massen aus pulverisiertem Metall sind, die sich "als Anoden für elektrischeBauelemente, beispielsweise Kondensatoren, eignen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß solche Metalle verwendet werden, welche dielektrische Oxidfilme zu bilden vermögen.

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