186998. lajstromszámú szabadalom • Többemeletes folyamatos hőkezelő kemence
2 186998 3 A találmány tárgya, olyan hőkezelő kemence, mely alkalmas síklapok több egymástól függőleges síkban elválasztott rétegben, tetszés szerinti hőciklusban történő egyidejű folyamatos hőkezelésére. A kitűzött feladatot az ismert hasonló rendeltetésű berendezésektől eltérő módon oldottuk meg, melynek az a lényege, hogy az általunk javasolt hőkezelő kemence felépítése olyan, hogy a hőkezelő kemence hoszszában egymás fölé helyezett lemezekből álló távtartókkal párhuzamosan rögzített hosszirányban mozgatható lapkavezető rendszere van. Ismert tény, hogy a napjaink műszaki életében számtalan területen szükséges a különféle ipari termékek hőkezelése. Ilyen terület például a mikroelektronikában a vastagréteg áramkörök hőkezelése. A mikroelektronikában fontos szerepet betöltő vastagréteg áramkörök olyan szigetelő alapú áramkörök, melyek passzív elemeket — ellenállás, kondenzátor és vezető hálózatot — tartalmaznak. A vastagréteg áramköröket más területeken is ismert technológiával, szitanyomással, beégetéssel gyártják. Gyártásuk egyik legigényesebb folyamata a beégetés — színterelés. A beégetés során szilárdul meg a kerámia hordozóra szitanyomással felvitt vezető hálózat és alakul ki a passzív alkatrészek, elsősorban az ellenállások stabil értéke. A fentiek alapján tehát nem szorul bizonyításra, hogy a mikroelektronikában a hőkezelés rendkívül fontos művelet. A hőkezelés céljaira alkalmas kemencéket a világon sok vállalat gyárt. Modern és korszerű követelményeknek megfelelő berendezéseket hoz forgalomba például a Tempress Microelectronics B. V. angol vállalat. A berendezés alkalmas a vastagréteg áramkörök hőkezelésére. Az áramköröket egy végtelenített szalag szállítja a hőkezelő térbe. Hasonló korszerű terméket hoz forgalomba a Watkins—Johnson USA vállalat. A hivatkozott és az általánosságban elterjedt berendezésekre közösen jellemző, bár a beégetés, illetve a hőkezeléssel szemben támasztott korszerű követelményeket kielégítik azonban a méreteik általában nagyok 3—10 méter között vannak, sőt a nagyteljesítményű hőkezelő kemencéké ennél még jóval hosszabb. További közös vonás, hogy a beégetendő terméket végtelenített hőálló huzalokból álló szállító szalag szállítja a hőkezelő térbe. Az ismert típusoknak a gyakorlatban az energia felvételük 6—77 kW-ig terjed. A napjainkban széles körben elterjedt hőkezelő kemencék alapvető hiányosságai a következőkben foglalhatók össze: Az üzemeltetésük energiaigénye igen magas, mert a végtelenített lapkaszállító szalaga periodikus mozgás közben a betáplált hő jelentős részét -— kikerülve a hőkezelő térből — gazdaságtalanul elvezeti. További hátrány, hogy a hagyományos rendszerű hőkezelő kemencék méretei nagyok és a hőkisugárzás pótlására nagy energiát igényelnek. A fentieken kívül még hátránya az is, hogy a hagyományos hőkezelő kemencék lapkamozgató mechanizmusa — a működés közben hőhatás változások miatt — gyakran meghibásodik. Napjaink technikai életében jogosan merült fel olyan igény, hogy a hőkezelő kemencék konstrukciója biztosítsa a hőkezelés minőség fenntartás mellett a méretük csökkentését, illetve a kihozatali teljesítmény megtartása vagy növelése mellett az alacsonyabb energia felvételét. A fenti követelményeknek tesz eleget az általunk javasolt megoldás. A találmány szerinti hőkezelő kemence felépítése gv'akorlatilag eltér a napjainkban alkalmazott hőkezelő kemencék felépítésétől. A megoldás azon a felismerésen alapszik, hogy az egyenletes sebességgel mozgó testek a gyors mozgás változást a tehetetlenségüknél fogva nem tudják követni. E felismerés alapján olyan mozgató mechanizmust javaslunk, mely folyamatosan működik, de nem végtelen szállító szalag. Ismeretes, hogy ha egy vízszintes síkban elhelyezett lapra egy testet helyezünk el és ezt a siklapot vízszintes síkban előre és hátra váltakozó sebességgel mozgatjuk, akkor a ráhelyezett test a tehetetlenségénél fogva az ismételt mozgatások hatására végig halad a síkalpon és az ellentétes oldalán leesik róla. Kézenfekvő tehát, hogy a lapkák haladási sebességét a percenkénti léptetésszám és a léptetéshossz beállításával lehet meghatározni. Az általunk javasolt hőkezelő kemence felépítését az 1. és 2. ábrában mutatjuk be. 1 hőkezelő kemence 2 fűtőrendszer 3 lapkavezető síklapok 4 távtartó 5 lapkavezető rendszer 6 görgő 7 periodikus hosszirányban váltakozó sebességű és irányi! lapka léptető rendszer 8 hőkezelő tér Az ábrából kitűnik, hogy a javasolt hőkezelő kemence felépítése a következő: Az 1 hőkezelő kemence a 8 hőkezelő terének hosszában 4 távtartókkal tetszés szerinti számú egymás fölé párhuzamos síkban rögzített 3 lapkavezető síklapok vannak elhelyezve. E 3 lapka vezető síklapokból és 4 távtartókból felépített 5 lapkavezető rendszer egy 7 periodikus hosszirányban váltakozó sebességű és irányú lapka léptető rendszerhez kapcsolódik. A lapkaléptető rendszer gyakorlatilag sokféle kivitelű lehet. Ismeretes például elektromos vagy mechanikus megoldású is. A vele szemben támasztott követelmény csak az, hogy az 5 lapka vezető rendszert periodikusan hosszirányban, váltakozó irányban és váltakozó sebességgel mozgassa. A javasolt rendszer felépítéséből következik, hogy az egymás fölé tetszés szerinti számban helyezhetünk el 3 lapkavezető síklapokat a számukat gyakorlatilag a hőkezelő kemence mérete és a tervezett kihozatali teljesítménye szabja meg. A javasolt hőkezelő kemence működése igen egyszerű. A kezelő személyzet vagy az automatikus adagoló segítségével az 1 hőkezelő kemence egyik végén az 5 lapkavezető rendszerbe helyezik a hőkezelendő lapokat, például a mikroelektronikai gyártástechnológiában a kerámia lapokra szitanyomással felvitt pasztákat. A 7 periodikus hosszirányban váltakozó sebességű és irányú lapka léptető rendszer segítségével mozgatott 5 lapkavezető rendszer mozgásával a ráhelyezett kerámia testek a mozgásuk során végigmennek az 1 hőke-! zelő kemence 8 hőkezelő terének teljes hosszán. Ez idő alatt történik a hőkezelés. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 55 55 60 2
