專利名稱：用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備，包括具有作為第一內(nèi)腔的容納燒結(jié)料的內(nèi)腔的設(shè)置在底板上的容納燒結(jié)料的托盤，圍繞該托盤的缽狀罩體，其邊緣相對(duì)于底板被密封，與被缽狀罩體包圍的作為第二內(nèi)腔的內(nèi)腔相連的保護(hù)氣體導(dǎo)入口和-導(dǎo)出口以及圍繞缽狀罩體與底板的燒結(jié)空間作為第三內(nèi)腔。此外，本發(fā)明涉及用于燒結(jié)料的燒結(jié)方法，所述燒結(jié)料如易氧化材料，特別是金屬的燒結(jié)料，特別是以牙科框架的形式，使用這樣一種設(shè)備:其包含一個(gè)布置在底板上的托盤，將燒結(jié)料引入該托盤作為第一內(nèi)腔的內(nèi)腔中，包圍所述托盤的缽狀罩體，其邊緣相對(duì)于底板被密閉，以及與被罩體包圍的作為第二內(nèi)腔的內(nèi)腔相連的保護(hù)氣體導(dǎo)入口和-導(dǎo)出口，其中將該被缽狀罩體所包圍的第二內(nèi)腔用保護(hù)氣吹掃。
背景技術(shù)：
上述類型的設(shè)備和方法可以由DE202010007606 Ul和DE202010002533 Ul獲悉。
為此，在燒結(jié)爐中將由石英構(gòu)成的托盤建于耐火泥砌塊的支架上，在該托盤中燒結(jié)銀-鈀合金或鉻-鈷合金的牙科框架。所述耐火泥砌塊和托盤為石英容器所包圍，該容器通過(guò)石墨密封裝置相對(duì)于布置在耐火泥砌塊上的底板密封。底板和耐火泥砌塊都被穿孔，以使被石英容器包圍的石英托盤位于其中的內(nèi)腔用保護(hù)氣如氬氣吹掃。為了防止框架的氧化，該燒結(jié)在保護(hù)氣氣氛下進(jìn)行。在這種情況下，在約1200°C的溫度下會(huì)出現(xiàn)不希望的石英的腐蝕，因此將它在事先用氮化硼噴劑涂覆。將待燒結(jié)的材料放置在得自剛玉、氧化鋁或氧化鋯的惰性珠上的托盤中。相應(yīng)的設(shè)備表現(xiàn)出如下缺點(diǎn)，在高于1200°C的溫度下的使用是不可能的，因?yàn)橐环矫?，石英的使用壽命在相?yīng)的溫度下受到嚴(yán)重的限制，而另一方面如果與手指油脂直接接觸，則由于石英材料的處理導(dǎo)致爆裂。DE20 2011106734 Ul涉及一種用于金屬或陶瓷的無(wú)氧燒結(jié)的設(shè)備，并包括一個(gè)在其上支撐一個(gè)頂罩的底板。在該頂罩中，在載物板上支撐了一個(gè)可引入燒結(jié)料的燒結(jié)坩堝。此外具有保護(hù)氣的導(dǎo)入口和-導(dǎo)出口。作為該設(shè)備的材料提供了石英玻璃或重結(jié)晶的碳化硅。WO 94/16642 Al涉及一種煅燒窯，在其中布置了一個(gè)燃燒室，其頂部被一個(gè)蓋子覆蓋，如果在燃燒室內(nèi)弓I入保護(hù)氣體，則氣體能夠流過(guò)所述蓋子。EP 2 101 133 Al的主題是一種用于牙科制品的燒結(jié)爐。DE 102008012578 Al涉及一種牙科爐，用該爐施行不同的加熱周期。在此可以實(shí)現(xiàn)加熱功率的過(guò)沖。DE202011005465 Ul涉及一種用于金屬或陶瓷的無(wú)氧燒結(jié)的設(shè)備。這里，將燒結(jié)料嵌入存在于燒結(jié)容器中的燒結(jié)粒料中，所述燒結(jié)粒料例如可以由鋯石小球組成
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，如此擴(kuò)展上述類型的設(shè)備和方法，以至于避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，特別是在1200°c以上的溫度也可以沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行燒結(jié)。同樣應(yīng)該確保阻止不希望的燒結(jié)料的變色或氧化反應(yīng)。根據(jù)設(shè)備，該目的基本上如此得以解決，使托盤被封閉部件所覆蓋，并且使該第一內(nèi)腔在覆蓋托盤的封閉部件處與第二內(nèi)腔以氣流相連。本發(fā)明尤其涉及用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備，所述設(shè)備包括具有作為第一內(nèi)腔的容納燒結(jié)料的內(nèi)腔的設(shè)置在底板上的容納燒結(jié)料的托盤，圍繞該托盤的缽狀罩體，其邊緣相對(duì)于底板被密封，與被缽狀罩體包圍的作為第二內(nèi)腔的內(nèi)腔相連的保護(hù)氣體導(dǎo)入口和-導(dǎo)出口以及圍繞缽狀罩體與底板的燒結(jié)空間作為第三內(nèi)腔，其特征在于，所述托盤被封閉部件覆蓋，并且使該第一內(nèi)腔在覆蓋托盤的封閉部件處與第二內(nèi)腔以氣流相連。按照根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，燒結(jié)料的燒結(jié)在被由托盤包圍的被稱為第一內(nèi)腔的內(nèi)腔中進(jìn)行，其中該托盤由封閉部件覆蓋。盡管第一內(nèi)腔是惰性氣體可以流經(jīng)的，但是將干擾如氧氣到達(dá)托盤內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)大大降低。尤其提供了，將罩體直接用其邊緣氣密地或形狀鎖合地支撐在底板上。所述罩體的邊緣以及底板在一定程度上被磨平，前者可以無(wú)需附加的密封件直接平放在底板上，以獲得一定程度的密封，據(jù)此，氧氣沒(méi)有或基本上沒(méi)有可能滲入被罩體包圍的并被稱為第二內(nèi)腔的內(nèi)腔中。通過(guò)這些措施確保了，氧氣無(wú)法或很大程度無(wú)法從外部到達(dá)罩體的(第二個(gè))內(nèi)腔，其也可被稱為鐘罩中，并因此也無(wú)法或很大程度無(wú)法到達(dá)被托盤所包圍的(第一)內(nèi)腔中。此外應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，至少托盤及其封閉部件如蓋子，但特別是底板、托盤、封閉部件和缽狀或罩形或鐘罩形的罩體由得自碳化硅、氮化硅的材料組成。通過(guò)這樣的材料選擇產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)，即該燒結(jié)可以在高于1200°C，特別是最高1350°C的溫度下進(jìn)行，而無(wú)材料損壞。特別優(yōu)選使用碳化硅，因?yàn)槠滹@示出對(duì)氧氣的還原效果。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案，可以將導(dǎo)入托盤和缽狀罩體之間的間隙中的惰性氣體，其尤其應(yīng)該是氬氣，但任選也可以是氮?dú)?，從由罩體包圍的第二內(nèi)腔直接導(dǎo)入包圍底板與罩體的燒結(jié)空間，即被稱作第三內(nèi)腔的燒結(jié)爐內(nèi)腔中。這導(dǎo)致在燒結(jié)爐的燒結(jié)空間(第三內(nèi)腔)中進(jìn)一步的氧氣濃度降低。也使得氧氣滲入罩體的(第二)內(nèi)腔中變得困難。本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案提供了，將托盤支撐在具有開口的環(huán)上，所述環(huán)就它而言被布置在底板上，其中優(yōu)選保護(hù)氣體導(dǎo)入口和任選的保護(hù)氣體導(dǎo)出口在環(huán)內(nèi)穿過(guò)底板?；蛘咛岢?，從托盤或其底壁伸出突起，優(yōu)選至少三個(gè)在圓形上均勻分布的突起，在底板上經(jīng)由所述突起支撐托盤。通過(guò)相關(guān)的措施來(lái)確保，底板能夠在整個(gè)表面上具有均勻的厚度，以此停止由于燒結(jié)時(shí)出現(xiàn)的溫度變化而形成裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。此外，本發(fā)明的特征在于，托盤中的燒結(jié)料被放置在顆粒材料上，所述顆粒材料由陶瓷，特別是氧化鋯或氧化鋁制成的實(shí)心球構(gòu)成。由二氧化鋯得到的優(yōu)點(diǎn)在于，其在隔絕氧氣的情況下部分轉(zhuǎn)化為一氧化鋯。這些通過(guò)氧氣缺失而產(chǎn)生的空位導(dǎo)致顏色變暗。令人驚訝的是，這個(gè)最初的氧氣釋放沒(méi)有不利的影響，并且可以在后期起還原作用并作為指示劑來(lái)使用，因?yàn)樵撔Ч谘鯕鉂B入的情況下是可逆的。
按照根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)將確保，在1200°C及更高，特別是在約1250°C的溫度下，可以進(jìn)行金屬合金，特別是鈷-鉻合金，如鈷-鉻-鑰合金的燒結(jié)，而不會(huì)產(chǎn)生氧化和不受控制的變色的危險(xiǎn)。在此，將燒結(jié)料布置在托盤中，所述托盤具有封閉其的封閉部件，其中確保使容納燒結(jié)料的托盤的(第一)內(nèi)腔被保護(hù)氣吹掃，以趕走可能存在的氧氣。所述封閉部件如蓋子般起作用或是一個(gè)蓋子。如果優(yōu)選地，沒(méi)有將覆蓋托盤的封閉部件嚴(yán)密地布置在托盤上，則也可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的放置，只要例如在封閉部件中提供例如通過(guò)激光形成的細(xì)小的孔，通過(guò)它使保護(hù)氣的交換變得可能。另外存在用保護(hù)氣吹掃缽狀或鐘罩狀罩體，也就是所謂的鐘罩的可能性，所述吹掃從罩體的(第二)內(nèi)腔向外進(jìn)行。尤其是也具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即該材料適合于在高溫下的燒結(jié)，其中由于還原效果尤其可突出碳化硅。或者任選同樣可以使用氮化硅。上述提及類型的方法的特征在于，在引入燒結(jié)料之后用封閉部件覆蓋托盤，使得保護(hù)氣由此或至少通過(guò)該封閉部件上的一個(gè)開口或通過(guò)托盤上的一個(gè)開口滲透到托盤，也就是第一內(nèi)腔的內(nèi)部，并且將缽狀罩體的(第二)內(nèi)腔用無(wú)法使罩體抬升的保護(hù)氣過(guò)壓，特別是用高于環(huán)境壓力的具有I毫巴< P < 25毫巴，特別是2毫巴< p < 10毫巴的過(guò)壓p加載。特別提供作為燒結(jié)料用于較大的物體，特別是牙橋框架(zahntechnischesBriickengeriist),特別是具有至少三個(gè)橋節(jié)(Briickengliedern),優(yōu)選至少五個(gè)橋節(jié)的橋式框架(Briickenge riiste),并且將容納在該設(shè)備，即燒結(jié)室包圍的設(shè)備中的燒結(jié)料以5開/分鐘彡R1彡100開/分鐘，特別是20開/分鐘彡R1彡80開/分鐘的加熱速率R1,從室溫Tz加熱至T1，其中800°C彡T1 ( 1100°〇，在1\溫度下任選I分鐘彡( 10分鐘的保持時(shí)間h之后以5開/分鐘彡R2 < 30開/分鐘的加熱速率R2升高到1200°C ^ T2 ^ 1350°C的溫度T2,使燒結(jié)料在溫度T2下保持5分鐘< t2 < 120分鐘，特別是15分鐘< t2 ( 50分鐘的時(shí)間t2，其中任選隨后將燒結(jié)料，也就是在保持時(shí)間t2之后加熱到溫度T3，其中T3XT2，用以熔化燒結(jié)料的表面，然后從溫度T2或者T3以冷卻速度R3冷卻到低于400°C的溫度，該冷卻速度優(yōu)選至少在冷卻開始時(shí)為5開/分鐘彡R3彡100開/分鐘。然后冷卻達(dá)到室溫Tz。本發(fā)明還提供的是，將燒結(jié)料在包圍設(shè)備的燒結(jié)室里從室溫以加熱速率R1加熱到溫度T2如1200°C彡T2 ( 1350°C用以燒結(jié)，在溫度T2下保持5分鐘彡t2 ( 220分鐘，特別是15分鐘< t2 ( 60分鐘的時(shí)間t2，其中任選隨后將燒結(jié)料，也就是在保持時(shí)間之后加熱至IJ溫度T3，其中T3>T2，用以熔化燒結(jié)料的表面，然后從溫度T2或者T3以冷卻速度R3冷卻到低于400°C的溫度，其中該冷卻速度優(yōu)選最初為5開/分鐘彡R3彡100開/分鐘。在此特別提供的是，將加熱速率R1設(shè)置為5開/分鐘彡R1彡100開/分鐘，特別是20開/分鐘< R1 < 80開/分鐘的值。所述加熱到溫度T1和任選保持在溫度T1下，以便隨后繼續(xù)被加熱到溫度T2，優(yōu)選對(duì)較大的物體如橋式框架施行。在燒結(jié)較小物體時(shí)，如一顆牙的框架(Geriiste)，所述以任選不同的加熱速率首先至IJ溫度T1以及隨后到溫度T2的加熱可以改變?nèi)缦?，即直接加熱到溫度T2?？梢圆蝗Q于物體大小而施行的表面的短時(shí)間熔化是自身創(chuàng)造性的提議，在使用不同于根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的設(shè)備用于燒結(jié)時(shí)也可以獲得應(yīng)用。此外可提供，在燒結(jié)料冷卻到溫度T1之后將帶有托盤的底板，其封閉部件及罩體至少部分地，優(yōu)選完全地從燒結(jié)室移除。所述燒結(jié)室可以是被稱為第三內(nèi)腔的燒結(jié)爐的內(nèi)腔。與前面所給出的溫度和加熱速率無(wú)關(guān)，作為自身創(chuàng)造性的標(biāo)志還可以強(qiáng)調(diào)的是存在這樣的可能性，即在致密燒結(jié)之后施行另外的加熱，以此使燒結(jié)料表面熔融，以獲得所需的表面特性。在托盤內(nèi)部的短時(shí)間高溫導(dǎo)致表面的熔化，以至于框架上的表面顯得幾乎如已經(jīng)牙科技術(shù)拋光了 一般。特別是提供了，將保護(hù)氣的入口和/或-出口與導(dǎo)入管或?qū)С龉芟噙B接，它由氧化鋁制成。在這里可以將管道用特別是基于氧化鋁的高溫粘合劑與底板粘接。在選擇SiC作為底板、罩體、托盤及其封閉部件用的材料時(shí)，利用了材料良好的導(dǎo)熱性和幾乎完全的密實(shí)性。因此，使組件內(nèi)的溫度差異最小化。由此降低熱應(yīng)力。因此，即使在例如直徑為100毫米的大型部件的情況中，快速的溫度變化也是可行的。此外碳化硅表現(xiàn)出還原效果，并且能夠?qū)夥罩械臍堄嘌跤盟械奶嫁D(zhuǎn)化成一氧化碳。這種效果是不會(huì)消失。同時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可測(cè)量的材料的壁厚的減少。燒結(jié)料在非密實(shí)封閉的燒結(jié)托盤中的存儲(chǔ)改善了燒結(jié)結(jié)果。改善的原因可能是建成了配備有對(duì)氧具有還原性的壁的內(nèi)腔。它減弱了氧氣造成的干擾。相應(yīng)的干擾不能再直接到達(dá)燒結(jié)料。這提高了消除并因此減輕干擾的可能性。經(jīng)控制的惰性氣體的供給和排放確保了，罩體中的內(nèi)壓不能如此增加，使得罩體被抬起。以這種方式實(shí)現(xiàn)了排除氧氣。替代一個(gè)或多個(gè)在底板上的保護(hù)氣排氣口，也可以在罩體上存在例如至少一個(gè)通過(guò)激光形成的孔，以能夠有控制地排出保護(hù)氣。與常規(guī)技術(shù)不同，沒(méi)有將空心球用于在托盤中放置燒結(jié)料。空心球會(huì)儲(chǔ)存氧氣并且因此在高溫下使燒結(jié)料的緊鄰空間中毒。根據(jù)本發(fā)明，采用無(wú)法存儲(chǔ)氧氣的實(shí)心球。在此，氧化鋯作為球的材料展示出令人驚訝的合適，雖然其最初在氧氣貧乏的氣氛中傾向于釋放氧。在例如通過(guò)一個(gè)溫度循環(huán)而獲得的氧氣釋放之后，相應(yīng)的得自氧化鋯的實(shí)心球顯示出對(duì)氧的還原效果。為了在底板上按序定位罩體和托盤，現(xiàn)有技術(shù)通常提供多個(gè)梯級(jí)(Stufen)。本發(fā)明放棄了它們并使用了一塊平板，可以以簡(jiǎn)單的方式將其與罩體接觸面的區(qū)域拋光，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的密封，使得氧氣的滲透由此沒(méi)有或基本上沒(méi)有可能。由于不存在梯級(jí)，在底板上也沒(méi)有厚度的差異，以至于因此減少了熱應(yīng)力。本發(fā)明其它的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征不僅由單獨(dú)的和/或組合的其中獲悉特征的權(quán)利要求中獲悉，而且由以下對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例的


獲悉。

圖中:
圖1顯示了用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備的第一種實(shí)施方式，
圖2顯示了相應(yīng)設(shè)備的第二種實(shí)施方式和 圖3為時(shí)間-溫度圖。
具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中，其中原則上對(duì)于相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，分別純粹原則性地表示了設(shè)備10、100的實(shí)施方式，所述設(shè)備用于燒結(jié)金屬燒結(jié)料，特別是牙齒框架。如由圖1原則性給出的，設(shè)備10 -對(duì)應(yīng)于設(shè)備100 -位于由墻體的片段15、17原則性表示的燒結(jié)爐的內(nèi)腔或燒結(jié)室12中。在也被稱作第三內(nèi)腔的燒結(jié)室12中，調(diào)節(jié)所需的溫度，以將存在于設(shè)備10、100中的燒結(jié)料燒結(jié)到需要的程度。設(shè)備10由底板14，一個(gè)被稱作鐘罩的缽狀或罩蓋式的罩體16，一個(gè)具有U形橫截面的托盤18以及被稱作封閉部件的蓋子20組成，借助于該封閉部件原則上并未將托盤18完全緊密地密封。此外，將托盤18通過(guò)一個(gè)環(huán)22支撐在底板14上。所述環(huán)22具有凹部24、26、28，由此形成被罩體16包圍的內(nèi)腔30 -被稱作第二內(nèi)腔-與被環(huán)22包圍的內(nèi)腔32之間的連接。將在圖1中沒(méi)有顯示的燒結(jié)料布置在被托盤18包圍的并由蓋子20封閉的被稱為第一內(nèi)腔的內(nèi)腔34中。按照根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，底板14、罩體16、托盤18、蓋子20以及環(huán)22優(yōu)選由SiC制成，雖然作為替代材料也可以考慮SiN。將底板14和罩體16的周邊邊緣36在一定程度上磨平，以確保罩體16在底板14上產(chǎn)生形狀鎖合。以此防止氧氣滲入的理由。根據(jù)本發(fā)明，蓋子20不應(yīng)該將托盤18的(第一)內(nèi)腔34完全封閉，使得在由托盤18與罩體16之間延伸的(第二)內(nèi)腔30與被托盤18所包圍的第一內(nèi)腔34之間空氣動(dòng)力學(xué)地形成連接。如果蓋子20封閉地位于托盤18上，則蓋子20具有至少一個(gè)開口，以便能夠?qū)ν斜P18的內(nèi)腔34進(jìn)行吹掃。在托盤18上的開口是等效的。為了防止氧化及變色，將保護(hù)氣體例如氬氣或氮?dú)饨?jīng)由實(shí)施例中的存在于底板14上的開口 38導(dǎo)入第二內(nèi)腔30。該保護(hù)氣到達(dá)被托盤18所包圍的第一內(nèi)腔34，因?yàn)槿缟纤觯w子20沒(méi)有封閉托盤18。替代地或補(bǔ)充地，保護(hù)氣經(jīng)由在蓋子20上和/或在托盤18的壁上的至少一個(gè)開口到達(dá)。然后，導(dǎo)入第二內(nèi)腔30中的氣體經(jīng)由優(yōu)選同樣存在于底板14上的開口流出。然而也存在這樣的可能性，在罩體16的周邊壁中，例如借助于激光形成至少一個(gè)開口，經(jīng)由該開口使氣體流出。在這種情況下，優(yōu)選如此將流出的氣體導(dǎo)入燒結(jié)室12 -也就是第三內(nèi)腔中，以至于罩體16至少在周邊邊緣30的范圍內(nèi)被保護(hù)氣吹掃。由于蓋子20沒(méi)有密封地放在托盤18上，保護(hù)氣可以流入被托盤18包圍的放有燒結(jié)料的第一內(nèi)腔34中。然而同時(shí)降低氧的滲透(干擾)。對(duì)于所述至少一個(gè)開口這同樣適用。相對(duì)于環(huán)境，(第二)內(nèi)腔30應(yīng)具有升高的壓力，其中過(guò)壓可優(yōu)選在I毫巴和25毫巴之間，特別是在2毫巴和10毫巴之間。圖2的實(shí)施例與圖1的實(shí)施例區(qū)別如下，即托盤18并非支撐在環(huán)22上，而是通過(guò)從托盤18的底壁40伸出的突起42、44來(lái)支撐的。這里特別提供了三個(gè)突起，它們被均勻分布布置在圓周上。在其它方面與圖1的實(shí)施方式一致，因此參閱相關(guān)說(shuō)明。通過(guò)托盤18在環(huán)22上或經(jīng)由突起42、44的支撐產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)，即底板14具有均勻的厚度，因此避免了厚度差異并由此降低了內(nèi)部應(yīng)力。為了使在燒結(jié)時(shí)存在于第一內(nèi)腔34中的燒結(jié)料46不接觸托盤18的內(nèi)表面，在底壁40的內(nèi)側(cè)48，即底表面上引入球狀顆粒材料50，它由實(shí)心球，即不由空心球組成。作為材料可以考慮優(yōu)選氧化鋁或氧化鋯。實(shí)心球具有的優(yōu)點(diǎn)是，不能保存氧氣。這也適用于氧化鋯球，盡管它在氧氣貧乏的氣氛中傾向于開始釋放氧氣。但是在釋放氧氣后其顯示出還原效果。作為尤其由碳化硅構(gòu)成的組件的優(yōu)選尺寸可給出:
底板14:直徑90毫米至110毫米，厚度2至4毫米；
罩體16:外徑95毫米至105毫米，壁厚3毫米至5毫米，高度50毫米至55毫米；
環(huán)22:4毫米到8毫米，外徑60毫米至70毫米，壁厚3毫米至5毫米；
燒結(jié)托盤18:高度30毫米至35毫米，外徑80毫米至90毫米，壁厚3毫米至5毫米；蓋子20:與托盤18相同的外徑，在邊緣區(qū)域中的厚度2毫米至5毫米，中間區(qū)域的厚度4毫米到8毫米。如從繪出的圖示可知，托盤18的外表面與罩體16的內(nèi)表面之間的距離可選擇相對(duì)小。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，由此將額外阻止氧氣滲入托盤18的(第一)內(nèi)腔34中，當(dāng)保護(hù)氣排氣開口位于并穿過(guò)罩體16的邊緣區(qū)域時(shí)尤其如此。圖3展示了為燒結(jié)燒結(jié)料46的加熱曲線和冷卻曲線。根據(jù)圖3的曲線適用于燒結(jié)較大的物體。作為例子，可提及具有4節(jié)(Gliedern)的牙橋框架。純?cè)瓌t性地得出，首先將燒結(jié)爐并由此燒結(jié)室12也因此燒結(jié)料46從室溫Tz加熱至溫度T1，其中在鈷-鉻合金作為材料用于燒結(jié)料46時(shí)T1在800°C到1100°C之間。該加熱速率應(yīng)優(yōu)選介于20開/分鐘到80開/分鐘之間。在溫度T1，將燒結(jié)料46保持在I分鐘到10分鐘之間的時(shí)間A。隨后以5開/分鐘到30開/分鐘之間的加熱速率進(jìn)行從溫度T1到1200°C到1350°C之間的溫度T2的加熱。在溫度T2下，將燒結(jié)料46保持5分鐘到120分鐘之間的時(shí)間t2并隨后冷卻到低于400°C的溫度，其中應(yīng)選擇至少一個(gè)在5開/分鐘到100開/分鐘的冷卻速率。然后冷卻到室溫，其中優(yōu)選從燒結(jié)室12取出設(shè)備10、100。為此可將設(shè)備10、100降低，如通過(guò)雙箭頭52表示的。任選可將燒結(jié)料在冷卻到T1之后在溫度T1下保持I分鐘到10分鐘的時(shí)間。之后冷卻至室溫Tz。從圖3中的原理圖獲知，可以將燒結(jié)料在達(dá)到燒結(jié)溫度T2后短時(shí)間加熱到更高的溫度T3 (虛線區(qū)域)，以實(shí)現(xiàn)表面的熔化。該短期的有針對(duì)性的熔融可在保持時(shí)間t2期間，優(yōu)選在保持時(shí)間&之后進(jìn)行。由圖3得出后者。在燒結(jié)較小物體時(shí)，如一顆牙的框架，用任選彼此不同的加熱速率加熱到溫度1\、保持在此溫度下以及隨后進(jìn)一步加熱到溫度T2是沒(méi)有必要的。而是可以直接從室溫加熱溫度T2。以此無(wú)關(guān)地同樣存在這樣的可能性，在保持在溫度T2之后進(jìn)行短期的升溫到溫度T3,以實(shí)現(xiàn)燒結(jié)料表面的熔化。
權(quán)利要求
1.用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備(10、100)，包括 -布置在底板(14)上容納燒結(jié)料的托盤(18)，其具有作為第一內(nèi)腔的容納燒結(jié)料的內(nèi)腔(34)， -包圍托盤的缽狀罩體(16),其邊緣(36)對(duì)于底板是密封的， -與作為第二內(nèi)腔的由缽狀罩體包圍的內(nèi)腔(30)相連的保護(hù)氣導(dǎo)入和-導(dǎo)出口(38)，以及 -作為第三內(nèi)腔的包圍帶有底板的缽狀罩體的燒結(jié)室(12) 其特征在于，所述托盤(18)被封閉部件(20)所覆蓋，并且該第一內(nèi)腔(34)在托盤所覆蓋的封閉部件處與第二內(nèi)腔以氣流方式相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 所述燒結(jié)料(46)是得自易氧化的材料、金屬燒結(jié)料、牙科框架的燒結(jié)料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 所述罩體(16)直接被其邊緣(36)形狀鎖合地支撐在底板(14)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 托盤(18)被支撐在具有凹部(24，26，28)的環(huán)(22)上，所述環(huán)自身被布置在底板(14)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 保護(hù)氣體導(dǎo)入口(38)和任選的保護(hù)氣體導(dǎo)出口在環(huán)內(nèi)穿過(guò)底板(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 由托盤(18)或其底壁(40)伸出突起(42，44)，優(yōu)先至少三個(gè)在圓形上均勻分布的突起，在底板(14)上經(jīng)由所述突起支撐該托盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 在托盤(18)中，將燒結(jié)料(46)布置在以實(shí)心球形式的顆粒材料(50)上，所述實(shí)心球得自陶瓷，特別是得自氧化鋯或Al2 O30
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 底板(14 )、托盤(18 )、封閉部件(20 )以及缽狀的罩體(16 )由選自SiC、SiN的一種材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備， 其特征在于， 將被罩體(16)包圍的第二內(nèi)腔(30)用無(wú)法使罩體抬升的保護(hù)氣過(guò)壓，特別是用高于環(huán)境壓力的具有I毫巴Sp < 25毫巴，特別是2毫巴Sp < 10毫巴的過(guò)壓p加載。
10.使用設(shè)備(10，100) 燒結(jié)燒結(jié)料(46)的方法，所述設(shè)備包括安置在底板(14)上的托盤(18)，在其作為第一內(nèi)腔的內(nèi)腔(34)中引入燒結(jié)料，一個(gè)包圍該托盤的缽狀罩體(16)，其邊緣(36)對(duì)于底板是密封的，以及與作為第二內(nèi)腔的由缽狀罩體包圍的內(nèi)腔(30)相連的保護(hù)氣導(dǎo)入和-導(dǎo)出口(38)，其中用保護(hù)氣吹掃由缽狀罩體包圍的第二內(nèi)腔， 其特征在于， 在托盤中導(dǎo)入燒結(jié)料(46)之后將托盤(18)用一個(gè)封閉部件(20)覆蓋，經(jīng)該封閉部件或經(jīng)由在該封閉部件上的至少一個(gè)開口或經(jīng)由在托盤上的至少一個(gè)開口將保護(hù)氣引入托盤的內(nèi)腔(34)中，并且用無(wú)法使罩體抬升的保護(hù)氣過(guò)壓加載被缽狀罩體包圍的第二內(nèi)腔(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法， 其特征在于， 將第二內(nèi)腔(30)用具有I毫巴Sp < 25毫巴的過(guò)壓P加載。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法， 其特征在于， 作為燒結(jié)料(46)使用選自易氧化的材料、金屬燒結(jié)料、牙科框架的燒結(jié)料。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法， 其特征在于， 作為燒結(jié)料用于較大的物體，特別是牙橋框架，特別是具有至少三個(gè)橋節(jié)，優(yōu)選至少五個(gè)橋節(jié)的橋式框架，并且將包圍該設(shè)備燒結(jié)室(12)中的燒結(jié)料以5開/分鐘彡R1 ( 100開/分鐘，特別是20開/分 鐘彡R1 ( 80開/分鐘的加熱速率R1，從室溫加熱至T1，其中SOO0C^ T1 ( 1100°〇，在T1溫度下任選I分鐘彡( 10分鐘的保持時(shí)間之后以5開/分鐘彡R2彡30開/分鐘的加熱速率R2升高到1200°C ^ T2 ^ 1350°C的溫度T2,使燒結(jié)料在溫度T2下保持5分鐘彡t2彡120分鐘，特別是15分鐘彡t2 ( 50分鐘的時(shí)間t2，其中任選隨后將燒結(jié)料加熱到溫度T3，其中T3XT2，用以熔化燒結(jié)料的表面，然后從溫度T2或者T3以冷卻速度&冷卻到低于400°C的溫度,R3優(yōu)選在冷卻的最初為5開/分鐘彡R3S 100開/分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法， 其特征在于， 將燒結(jié)料(46)在包圍設(shè)備的燒結(jié)室(12)里從室溫以加熱速率R2加熱到溫度T2用以燒結(jié)，其中1200°C彡T2 ( 1350°C，在溫度T2下保持5分鐘彡t2 ( 220分鐘，特別是15分鐘< t2 ( 60分鐘的時(shí)間t2，其中任選隨后將燒結(jié)料加熱到溫度T3，其中T3XT2，用以熔化燒結(jié)料的表面，然后從溫度T2或者T3以冷卻速度R3冷卻到低于400°C的溫度，其中該冷卻速度優(yōu)選最初為5開/分鐘< R3 < 100開/分鐘。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法， 其特征在于， 將所述加熱速率R2設(shè)置為5開/分鐘< R2 < 100開/分鐘，特別是20開/分鐘彡R2彡80開/分鐘的值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法， 其特征在于， 為將燒結(jié)料冷卻到室溫T2或在燒結(jié)料冷卻過(guò)程中將帶有托盤的底板、其封閉部件及罩體從燒結(jié)室(40)至少部分地，優(yōu)選完全地移除。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法， 其特征在于， 作為燒結(jié)料(46)使用由鈷- 鉻合金，優(yōu)選由鈷-鉻-鑰合金構(gòu)成的那些。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于燒結(jié)燒結(jié)料的設(shè)備(10)和方法，所述燒結(jié)料如易氧化的材料，特別是金屬燒結(jié)料(46)，特別是牙科框架，所述設(shè)備包括布置在底板(14)上容納燒結(jié)料的托盤(18)，包圍托盤的缽狀罩體(16)，其邊緣(36)對(duì)于底板是密封的，以及與由缽狀罩體包圍的內(nèi)腔(30)相連的保護(hù)氣導(dǎo)入和-導(dǎo)出口(38)。由此，甚至可以在高于1200℃的溫度下沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行燒結(jié)，它提出了，將托盤(18)用封閉部件(20)覆蓋，其中在該覆蓋的封閉部件處使托盤的內(nèi)腔(34)與所述罩體的內(nèi)腔以氣流方式連接。
文檔編號(hào)F27B21/08GK103162537SQ20121052202
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者J.哈亨貝格, R.施泰因克, P.波普, I.維澤爾 申請(qǐng)人:德固薩有限責(zé)任公司