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Werkstoff für Heiz-und Kochgeräte aller Art
Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für Heiz-und Kochgeräte aller Art, der auf Grund seiner technologischen Eigenschaften überall da vorteilhaft verwendet werden kann, wo es sich um eine rasche und gleichmässige Zufuhr von Wärme aus einer beliebigen Heizquelle in das zu erwärmende Medium handelt.
Man hat bisher z. B. für Öfen oder Herde in erster Linie Platten aus Gusseisen verwendet.
Wenn man auch bestrebt war, solche Platten möglichst dünn zu halten, um eine rasche und intensive Wärmeleitung von der Heizquelle an das zu erwärmende Medium zu erreichen, so war man doch-sei es bei Ofendeckplatten oder Seitenwänden, sei es bei Kochherdplatten oder anderen Heizvorrichtungen-infolge der grossen Bruchgefahr dünner Gussplatten an eine grössere Plattenstärke gebunden. Dieser Nachteil wirkte sich besonders bei grösseren Formstücken aus, die aus Festigkeitsgründen besonders starkwandig gebaut werden mussten. Es wurde bereits auch versucht, grössere Herdplatten aus kleinen, etwas dünneren Stücken zusammenzusetzen, welchen Konstruktionen aber praktisch keine besondere Bedeutung zukommt.
Wenn auch bei der normalen Herdfeuerung mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen bisher dem planen Aufsitzen des Kochtopfes auf der Herdplatte weniger Bedeutung beigemessen wurde, so war man bei Elektroheizgeräten von Anbeginn auf eine möglichst gute Wärmeleitung von der Heizplatte in den Topf bedacht und hat aus diesem Grunde der Platte und dem Topfboden durch mühevolles Plandrehen oder Planschleifen einen guten Passsitz verliehen. Aus Festigkeitsgründen mussten auch in diesem Falle die Kochplatten und die Böden der Elektrokochgeschirre, die bisher meist aus Gusseisen erzeugt wurden, erhebliche Wandstärken aufweisen. Solche Kochtöpfe sind schwierig herzustellen und deshalb teuer, ausserdem infolge ihres höheren Gewichtes meist unhandlich im Gebrauch.
Dazu kommt noch, dass sich solche Gusseisenplatten nach mehr oder weniger langem Gebrauch infolge innerer Spannungen des Materiales verziehen und uneben werden. Um den genauen Passsitz wieder herzustellen, müssen dann Platten und Kochgeschirre erneut plan geschliffen oder gedreht werden.
Diese bisher auftretenden Mängel werden durch die Erfindung beseitigt. Sie beruht in der Verwendung eines nach den bekannten Arbeitsmethoden der Pulvermetallurgie hergestellten
Sinterkörpers aus Eisenpulver oder aus Stahlpulver mit einem Kohlenstoffgehalt von 0-1 bis
1-5%. Zur Erzielung besonderer Eigenschaften, wie z. B. zur Erzeugung eines korrosionsfreien Materiales, können dem Eisen-bzw. dem Stahlpulver korrosionshemmende Zusätze, wie z. B.
Nickel, Aluminium oder Chrom, in Pulverform bis zu etwa 50% zugesetzt werden oder es kann von vornherein von einer korrosionsbeständigen Stahllegierung ausgegangen werden. An Stelle von Stahlpulver kann auch eine Mischung von Eisenpulver mit Gusseisenpulver und bzw. oder
Graphit angewendet werden.
Für Anwendungszwecke, bei welchen es auf eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit ankommt, hat es sich ferner als zweckmässig erwiesen, dem Ausgangsmaterial ein gutwärmeleitendes Metall oder eine solche Metallegierung zuzusetzen, wozu sich in erster Linie Kupfer oder Silber bzw. deren Legierungen eignen. Zur Herstellung der erfindungsgemässen Gegenstände bedient man sich der bekannten Arbeitsweisen der Pulvermetallurgie. So kann man z. B. das Ausgangsmetallpulver oder die Pulvermischung in die jeweilig gewünschte Endform pressen und den Pressling mit oder ohne Anwendung von Druck bei höheren Temperaturen zu Körpern sintern, die eine Porosität von etwa 5 bis 35% aufweisen. Das Pressen und Sintern kann gegebenenfalls zur Erzielung einer möglichst geringen Porosität mehrmals wiederholt werden.
Nach dem Sintern empfiehlt sich eine kalibrierende Nachbehandlung in der Kälte oder Wärme. Um eine besonders gute Festigkeit zu erhalten, kann das Sintern unter Druckanwendung durchgeführt werden.
Der gewünschte Formkörper kann aber besonders vorteilhaft auch in der Weise hergestellt werden, dass das Eisen-bzw. Stahlpulver bis zu
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einer Dichte von 4 bis 7 /cm3, vorteilhaft
5 bis 6. 5 gfcm3, gepresst und der erhaltene Skelett- körper entweder als solcher oder nach einer
Sinterung mit der niedrigerschmelzenden, gut- wärmeleitenden Metallkomponente getränkt wird, wobei der Skelettkörper das flüssige Metall auf- saugt. Dieser Vorgang ist in der Pulver- metallurgie als Einseigern bekannt.
Man kann aber mit Vorteil auch mit dem Eisen- bzw. dem Stahlpulver die niedrigerschmelzende, gutwärmeleitende Komponente innig vermischen und die Mischung bei einer Temperatur sintern, die etwas über den Schmelzpunkt der niedrigst- schmelzenden Komponente liegt. Durch Kalt- oder Warmnachverdichtung und Wiederholung der Sinterbehandlung kann praktisch Poren- freiheit erzielt werden. Fernerhin besteht auch die Möglichkeit, die Mischung der Ausgangs- pulver mit Hilfe des bekannten Strangpress- verfahrens zu Formstücken beliebigen Quer- schnittes zu verformen, die gleichfalls praktisch porenfrei sind.
Bei der Verwendung des erfindungsgemässen Werkstoffes für Heiz-oder
Kochgeräte ergibt sich zunächst der grosse Vorteil, dass die auf dem Sinterwege hergestellten Form- körper aus den Metallpulver ohne Materialabfall in ihre endgültige Form gepresst werden können, wodurch sich in den meisten Fällen eine spätere
Nachbearbeitung erübrigt. So können z. B. Deck- platten für Elektroheizanlagen mit den auf ihrer
Unterseite zur Aufnahme der Heizdrahtwendel vorgesehenen Rillen in einem Arbeitsgang gepresst werden. Ein weiterer Vorteil des vor- geschlagene Werkstoffes liegt darin, dass er in bedeutend dünnerer Wandstärke als Gussmaterial hergestellt werden kann, wodurch eine beachtliche Steigerung der Wärmedurchleitung, also ein höherer Nutzeffekt erreicht wird.
Diese verhältnismässig dünnen, gesinterten Formkörper zeigen auch noch die vorzügliche Eigenschaft, keine inneren Spannungen aufzuweisen, sie verziehen sich nicht und behalten ihre gegebene Form unverändert bei. Sie bedürfen daher nach mehr oder weniger langem Gebrauch keiner Nachbearbeitung, wie dies für Gussplatten erforderlich ist, die stets grosse innere Spannungen aufweisen und sich bei höheren Temperaturen oft sehr rasch verziehen und uneben werden. Ein solcher Nachteil fällt ganz besonders bei Elektroherdplatten sowie Elektrogeschirren ins Gewicht.
Dieselben Vorzüge, die der Werkstoff z. B. bei Kochplatten, Elektrokocher oder Bügeleisenplatten aufweist, machen ihn zu einem gleich wertvollen Baustoff für die Böden von Kochgeschirren, insbesondere von Elektrokochtöpfen. Solche Bodenplatten können in einfacher Weise auf beliebige Topfformen aus anderem Werkstoff aufgelötet oder aufgeschweisst werden. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, die Lötung unter Schutzgas mit dem Tränken des Porenkörpers in einem Arbeitsgang vorzunehmen. Eine Vernickelung oder Emaillierung kann besonders bei den erwähnten gutwärmeleitenden Zusätzen mit Leichtigkeit durchgeführt werden.
Beispiele :
1. Reines Eisenpulver mit einer Korngrösse unter 0-3 mm wird bei einem Druck von 3 CM zu einer Platte, auf deren Unterseite Rillen zur Aufnahme einer Heizdrahtwendel vorgesehen sind, verpresst und bei etwa IISOC gesintert.
Nach der Sinterung erfolgt eine zweite Pressung wieder mit einem Druck von 3 t, cm2, worauf gegebenenfalls eine Nachsinterung bei 1100 C angeschlossen wird. Der erhaltene Formkörper
EMI2.1
2. Eisenpulver mit einer Korngrösse unter 0. 1 mm wird mit 20% Gusseisenpulver und 0-8%
EMI2.2
gesintert. Der erhaltene Formkörper kann in der Kälte oder in der Wärme nachkalibriert werden. Er weist sodann eine Festigkeit von etwa 60 'MM auf. Sein Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 0-9%.
3. Eisenpulver mit einer Korngrösse unter
EMI2.3
einer Platte mit einer Festigkeit von 6 bis 8 kg mm2 und einer Porosität von 30 bis 35% verpresst. Der erhaltene Skelettkörper wird in Schutzgas mit flüssigem Kupfer getränkt, wobei er gleichzeitig auf eine Topfform aufgelötet wird. Das erhaltene Elektrokochgeschirr kann in bekannter Weisemit Ausnahme der Unterseite des Topfbodensemailliert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkstofffür Heiz-und Kochgeräte aller Art, wie Öfen, Herde, Kochgeschirre, Bügeleisen, Deckplatten für Elektroherde, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Sintereisen oder aus Sinterstahl mit