DE1173379B - Verfahren zur Herstellung von poroesen, glasartigen Formkoerpern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 04 b

Deutsche Kl.: 80 b-9/09

Nummer: 1173 379

Aktenzeichen: W 30680 VI b / 80 b

Anmeldetag. 12. September 1961

Auslegetag: 2. Juli 1964

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von porösen, glasartigen Formkörpern, die vergleichsweise wenig schlagempfindlich sind und stellt eine weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent 1154 752 dar. Das Verfahren des Hauptpatents ist dadurch gekennzeichnet, daß faseriges silikatisches Material mit Alkalisilikaten im Verhältnis von 0,02 bis 0,7:1 in wäßriger Lösung aufgeschlossen, gelöst, getrocknet und auf Korngrößen zwischen 0,1 und 10 mm zu einem Vorprodukt zerkleinert und dieses Vorprodukt auf Temperaturen zwischen 700 und 900° C erhitzt wird. Dabei wurde bereits vorgeschlagen, zur Erhöhung der Stabilität Metall in Netzform oder Streckblech in den Formkörper einzulegen. Man kann auf diese Weise zwar die statischen Festigkeiten verbessern, die dynamischen Festigkeiten, z. B. gegenüber Schlag und Stoß, sind jedoch für manche Gebrauchszwecke noch nicht voll befriedigend.

Es wurde nun gefunden, daß auch die dynamischen Festigkeiten der nach dem Verfahren des Hauptpatentes hergestellten porösen, glasartigen Formkörper erheblich verbessert werden können, wenn man das Herstellungsverfahren in der Weis© abändert, daß das Vorprodukt nach dem Zerkleinern in geschmolzenes Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen getaucht und dabei auf Temperaturen zwischen 700 und 900° C erhitzt wird. Man erreicht dabei eine räumliche Durchsetzung des Formkörpers mit dem Metall. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als Metall Aluminium zu verwenden. Zur Erzielung möglichst niedriger Raumdichten können dter wäßrigen Lösung aus faserigem silikatischem Material und Alkalisiükaten noch gasabspaltende Zusätze, vorzugsweise organische Stoffe, zugesetzt werden.

Beim Tauchen des gekörnten Vorproduktes in das Metallbad und beim nachfolgenden Pressen findet offensichtlich die Ausbildung einer oxydischen Bindung zwischen den SiO₂-Molekülen in der Oberflächenschicht der Partikeln aus silikatischem Material und den Metallen in Art einer Emaillebildung statt, durch die eine feste Haftung einer Metallschicht auf der vergleichsweise großen inneren Oberfläche des fertigen porösen Formkörpers erreicht wird. Das spezifische Gewicht des Fertigproduktes läßt sich in gewissen Grenzen variieren und wird beeinflußt sowohl von der Art des Metalls als auch von der Schichtstärke der inneren Metallauflage. Die Schichtstärke wiederum kann in bekannter Art durch mehrmaliges Tauchen — falls gewünscht — vergrößert werden. In der Regel genügt ein einmaliges Tauchen bei Temperaturen, die etwa 100° C über der Schmelztemperatur des Metalls liegen sollten. Das Eintauchen Verfahren zur Herstellung von porösen,
glasartigen Formkörpern

Zusatz zum Patent: 1 154 752

Anmelder:

Wasag-Chemie Aktiengesellschaft,

Essen, Rolandstr. 9

Als Erfinder benannt:

Alois Seidl, Thürnstein, Lohberg (Ndb.)

in das Metallbad, das auch im Bedarfsfall unter Schutzgas gehalten werden kann, kann in belebiger Art, beispielsweise mittels eines Schaufelrades erfolgen, das die mit Metall überzogenen glasartigen porösen Teilchen auf der Gegenseite wieder durch eigenen Auftrieb an die Oberfläche bringt, wobei durch die Umdrehungsgeschwindägkeit des Schaufelrades die Verweilzeit im geschmolzenen Metall bestimmt werden kann.

Die Pressung sollte bei Temperaturen erfolgen, bei denen das Metall noch flüssig ist, so daß ein Überschuß an anhaftendem Metal wieder in das Metallbad zurücklaufen kann. Beim Unterschreiten des Metallschmelzpunktes entsteht so ein verschäumtes Metall, dessen Hohlräume und Blasen von verschäumtem Glas ausgefüllt sind. Das Gesamtprodlukt aus Metall und verschäumtem Glas hat spezifische Gewichte zwischen 0,2 und 0,7 g/cm³ je nach dem Herstellungsverfahren, den angewendeten Temperaturen und dem verwendeten Metall oder Metallegierung.

Als Metalle oder Metallegierungen zur Herstellung dieser leichten, zum Teil metallischen, zum Teil schaumglasartigen Formkörper eignen sich alle, die bis zu 900° C schmelzen und noch nicht verdampfen und alkalisches Schaumglas benetzen. Obwohl eine Kühlung dieses Produktes nicht unbedingt erforderlich ist, soll man doch nach einer anfänglichen Schnellkühlung bis unter den Schmelzpunkt des Metalls ein langsames Abkühlen vornehmen.

Beispiel

150 g Steinwolle und 11 wäßrige Alkalisilikatlösung (Trockensubstanz 310 g) werden mit 11 einer 0,3gewichtsprozentigen Kobaltsulfatlösung versetzt, die Steinwolle durch Erhitzung völlig gelöst und dann

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6 Stunden lang bei 300° C in einem eisernen Kessel eingedampft. Der feste Rückstand wird nach Abkühlung herausgebrochen und in einem üblichen Grobbrecher auf eine Korngröße von maximal 10 mm zerkleinert.

In einer 100-1-Wanne werden 200 kg Al-Metall auf 760° C erhitzt und geschmolzen. In das geschmolzene Metall wird das zerkleinerte Vorprodukt vermittels eines Schaufelrades, das die Wanne in Längsrichtung ausfüllt, zu etwa einem Drittel seiner Höhe ins Metallbad taucht und mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von einer Minute läuft, einmal getaucht. Beim Auftauchen wird das etwa 760° C heiße Material in eine Preßvorrichtung eingebracht und darin etwa 1 bis 60 Sekunden bei etwa 750° C mit einem Druck von 0,1 bis 5 atü gepreßt. Dann wird der Formkörper aus der Preßvorrichtung entfernt, schnell unter den Metallschmelzpunkt gebracht und in einem Ofen innerhalb 1 bis 10 Stunden auf etwa 400° C und danach schneller innerhalb V« bis 2 Stunden auf Zimmertemperatur gekühlt. Man erhält einen metallisch durchsetzten schaumglasartigen Formkörper von einem Raumgewicht von 0,4 g/cm³.

Verringert man die Umlaufzeit des Schaufelrades bei dem gleichen Ansatz auf 2 Minuten, dann resultiert bei sonst gleicher Behandlung ein Formkörpei mit einem Raumgewicht von 0,6 gfcm³. Während keramische und glasige Formkörper infolge ihrer Sprödigkeit schon durch verhältnismäßig geringe Schlagarbeit von 0,1 bis 10 mkg zerspringen, ist es nicht möglich, einen nach der Erfindung hergestellten Formkörper durch Sprungbildung zu zerstören. Ei bekommt zwar an der Schlagstelle eine Vertiefung; ei kann jedoch nicht zerplatzen, da das Metall eine Fortpflanzung von Sprüngen oder Rissen unterbindet.

Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Schaumglas wurde Metall aus Metalloxyden reduziert und die Innenseite der Schaumglaszellen damit überzogen. Dieses Verfahren konnte jedoch die Sprödigkeit silikatischer Materialien nicht beseitigen im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von porösen, glasartigen Formkörpern durch Aufschließen und Lösen von faserigem silikatischem Material mit Alkalisilikaten im Verhältnis von 0,02 bis 0,7:1 in wäßriger Lösung, Trocknen, Zerkleinern des so erhaltenen Vorproduktes auf Korngrößen zwischen 0,1 und 10 mm und anschließendem Erhitzen auf Temperaturen zwischen 700 und 900° C nach Patent 1154 752, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt nach dem Zerkleinern in geschmolzenes Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierung getaucht und dadurch auf Temperaturen zwischen 700 und 900° C erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen unter Druck erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Lösung aus faserigem silikatischem Material gasabspaltende Zusätze beigegeben werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 891 445.

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