DE1949603A1 - Warmgepresste Keramikgegenstaende sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Έ 596/a - S/B

Iforton Company, Worchester, Massachusetts (Y₀St₀JL)

Warmgepreßte Keramikgegenstände sowie Yerfahren zu. deren Herstellung

Die Erfindung betrifft hoch feste, hoch abnutzungsbeständige keramische Gegenstände und insbesondere Gegenstände,die aus stark tonerdehaltigen Ausgangsmaterialien hergestellt wurden, sowie Yerfahren zu deren Herstellung« Derartige fertige keramische Gegenstände oder Artikel werden gewöhnlich mit großem Vorteil für solche Abnutzungsbeständigkeit erfordernde Anwendungen verwendet, wie beispielsweise Schleifgebläsedüsen, Auskleidungen für Zerkleinerungsanlagen, Saugkastenabdeckungen, die in der Papierherstellungsindustrie verwendet werden, Raffinationsplatten, Auskleidungen für Mischer, Staubsammler, Pumpen, Erdrutschen (ore shutes), Verblendungen in Bergbaueinrichtungen,und dergl. In jüngster Zeit wurden derartige Keramikgegenstände, insbesondere solche, die durch Warmpressen hergestellt wurden, mit weitgehendem Erfolg als Panzerplatte zum Schutz von Anlagen und Personen gegen ballistische Bedrohungen verwendet, wobei der Erfolg dieser Keramikmaterialien weitgehend auf deren hohe Pestigkeitseigenschaften und deren leichtes Gewicht im Vergleich zu den üblicheren Parizerifiäteriälieni wie Stahl, zurückzuführen ist*

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Abriebsbeständige keramische Materialien, wie beispielsweise gesinterte Aluminiumoxydmassen, Porzellan, Stellit, Wolframcarbid, Borcarbid, und sogar gesinterter Bauxit sindseit vielen Jahren bekannt, was sich durch die Anwendung von Gegenständen ergibt, die aus Keramikmaterialien gemäß den USA-Patentschriften 1 096 688, 1 393 562 und 3 228 147 hergestellt wurdeiu Die Verwendung dieser hoch festen keramischen Materialien als Schutzbewehrung ist nicht annähernd so bekaflt, jedoch ist die Verwendung wenigstens eines der Materialien, nämlich Borcarbid, in J₀TFeE* Hansen "Research and Development", Juni 1968, Seiten 26-31 beschrieben,,

Obgleich diese Materialien mit einigem Erfolg verwendet wurden und verwendet werden, sind sie mit dem erheblichen Kachteil hoher Kosten behaftet,, Beispielsweise werden einige der am besten abriebsbeständigen hoch festen Keramikgegenstände aus solchen Grundmaterialien, wie Wolframcarbid, Titancarbid, Borcarbid oder hoch· reinem Aluminiumoxyd hergestellt} derartige Gegenstände können unter Anwendung relativ bekannter Warmpreßverfahren hergestellt werden, jedoch sind die Ausgangsgrundmaterialien selbst sehr teuer« Andererseits ergab die Anwendung weniger kostspieliger Grundmaterialien, wie Bauxit, Ton oder Steatit,bisher keine Gegenstände mit den überlegenen Eigenschaften solcher Gegenstände, die aus den vorstehend erwähnten Grundmaterialien hergestellt worden waren. Wo jedoch keine optimalen Eigenschaften notwendig sind oder wo Kosten von erster Wichtigkeit sind, erwiesen sich Keramikgegenstände, die aus billigen Ausgangsstoffen, wie Bauxit oder Porzellan* hergestellt warenj als einigermassen wirtschaftlich erfolgreiche

Diese Keramikgegenstande würden sowohl nach dem' SiriierveiS-fähren als äuöh dem Wärmpreßverfahren hergesteilt₀ Blide ¥er-

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fahren sind bekannt. Ein"typisches Sinterverfahren ist in der USA-Patentschrift 2 347 685 be schrieben, während zwei Warmpreßverfahren in den USA-Patentschriften 3 279 917 und 3 340 270 beschrieben sind_o

Bs besteht daher ein Bedarf an im wesentlichen aus Aluminium oxyd bestehender Keramik mit relativ geringen Kosten, die hohe mechanische Festigkeit und einen hohen Grad an Abriebsbeständigkeit aufweist»

Gegenstand der Erfindung ist ein warmgepreßter Keramikgegenstand von hoher Festigkeit und andauernder Beständigkeit gegenüber Abnutzung, der aus natürlich vorkommendem Bauxit oder aus synthetisch hergestellten Bauxitmassen hergestellt wurde , wobei diese Gegenstände ein spezifisches Gewicht von wenigstens 3»62 g/cm und eine numerische mittlere Kristallgröße von 1,8 η oder weniger aufweisen, und die natürlichen und synthetischen Bauxite aus 78 bis 94$ AIoO.*, O bis 9?o SiO₂, 2 bis 8fS Fe₂O,,, 2 bis Mo TiO₂ und insgesamt O bis 3°/o OaO, MgO und Ka₂O aufgebaut sind«

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von harten, hoch festen, abriebsbeständigen Keramikgegenständen aus natürlichem oder synthetischem Bauxit, wobei die Gegenstände ein spezifisches Gewicht von wenigstens 3,62 g/om besitzen, wobei der Bauxit vermählen wird, bis er chemisch gleichmäßig und feinzerteilt ist, calciniert wird,und die gewünschten Gegenstände unter gleichzeitiger Anwendung eines Druckes von nicht weniger als 56 kg/cm (800 psi) und einer Temperatur von 1100 bis 1400⁰C auf den in einer Form geeigneter Konfiguration enthaltenen Bauxit geformt wird, wobei Druck und Temperatur in dem Bauxit während eines ausreichenden Zeitraums beibehalten werden, um eine Verdichtung

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des Bauxits auf ein mindest spezifisches Gewicht von 3,62 g/cm zu ergebene

Die Anwendung von Keramikgegenständen aus gesintertem Bauxit als abnutzungsbeständige Oberflächen ist seit vielen Jahren bekannt ( USA-Patentschriften 2 347 685, 2 339 264, 2 310 953» 2 311 228)_o Diese gesinterten keramischen Bauxitgegenstände waren jedoch, obgleich sie gegenüber den meisten Metallen überlegene Abriebsbeständigkeit aufwiesen, gegenüber den hoch abriebsbeständigen keramischen Materialien, wie beispielsweise Wolframcarbid und Borcarbid, unterlegen«, ^ Der Hauptvorteil der gesinterten keramischen Bauxitgegenstände: gegenüber den Gegenständen aus keramischen Materialien der letzteren Art lag in den relativ geringen Kosten« Es war daher überraschend, festzustellen, daß, wenn gewisse Bauxite, d#h_e Bauxite einer bestimmten Zusammensetzung, innerhalb eines relativ engen temperatur- und Druckbereich*warmgepreßt werden, Keramikgegenstände erhalten werden, die hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Abnutzungsbeständigkeit, überlegen waren.

Man kann so vorgehen, daß zunächst natürlicher Bauxit, der L- -hauptsächlich Al₂O,, Fe₂O, und TiO₂ enthält, gründlich vermählen wird, bis er chemisch gleichmäßig ist, bei 400 bis 1000^C calciniert wird, die geeignete Menge des vermahlenen und calcinierten natürlichen Bauxits in eine Graphitform gibt oder eine Form aus anderem geeigneten feuerfesten Material gewünschter Gestalt, ζ·Β· einer Form mit einem so gestalteten Hohlraum, daß er eine Sandstrahldüse bildet, und der auf diese Weise angebrachte Bauxit bei einem Druck von nicht weniger als 56 kg/om (800 psi) und einer Temperatur von 1100 bis 1400<C während eine? Zeitraums von 5 bis 25 Minuten warmge-

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preßt wird» Keramische Gegenstände, beispielsweise Sandstrahldüsen, Schutzplatten, Auskleidungen für Anlagen usw., die auf diese Weise aus Bauxit hergestellt wurden, /besitzen mechanische Festigkeitseigenschaften und Abnutzungsbeständigkeiten, die mindestens gleich sämtlichen hoch festen abnutzungsbeständigen Keramikmaterialien sind, wie beispielsweise relativ reines hoch dichtes gesintertes Aluminiumoxyd, warmgepreßtes relativ hoch reines Aluminiumoxyd, gesinterter Bauxit, Wolframcarbid und derglo, und die hinsichtlich der Abriebsbeständigkeit Borcarbid nur geringfügig, unterlegen sind«,

Die hoch leistungsfähigen Keramikgegenstände der Erfindung können auch aus synthetischem Bauxit hergestellt werden,, Das Interesse an der Herstellung der vorstehenden Gegenstände aus synthetischem Bauxit ist Z₀Zt₈ wegen der hohen Kosten gegenüber dem natürlich vorkommenden Bauxit zur Herstellung dieses sogenannten synthetischen Bauxits lediglich akademische Wenn man sich jedoch der Mühe und Kosten zur Synthetisierung einer Bauxit ä.hnliohen Masse innerhalb des erfindungsgemäß angegebenen Zusammensetzungsbereichs unterziehen möchte, können daraus die neuen Keramikgegenstände der Erfindung hergestellt werden,,

Um dies zu erreichen, muß man lediglich in feinzerteilter Form die geeigneten Mengen an Metalloxyden, wie vorstehend angegeben, durch die ziemlich bekannte Technik der chemisohen Kolloidalverfahren vermischen. Die Art, in der die verschiedenen Metalloxyde zusammengemischt werden, ist jedoch sehr kritisch Und muß mittels einer Kolloidalmethode oder irgendwelcher anderer Verfahren, die ein mindestens so inniges öemisoh liefern, wie die Kolloidaimethöde» erfolgen. In natürlichem Bauxit sind die Oxyde innig vermischt oder auf natürliche Weise gleichzeitig ausgeschieden und sind sehr

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fein verteilte Es ist fast unmöglich., diese Bedingungen durch, bloßes mechanisches Vermischen oder sogar Zusammenvermahlen der gewünschten Oxyde zu wiederholen<> Zur Serstellung der optimalen bau¹'· ähnlichen Keramikgegenstände der Erfindung müssen die verschiedenen Oxyde innig vermischt werden, wobei jedes Oxyd., eine Teilchengröße im Bereich der sogenannten kolloidalen Teilchen, d»h_e etwa 500 myU. aufweist* Ist der synthetische Bauxit einmal hergestellt, so wird er in einer der bei natürlichem Bauxit angewendeten Weise identischen Verfahrensweise zur Her- f stellung der festen, abnutzungsbeständigen keramischen Bauxitgegenstände gemäß der Erfindung weiter verarbeitete

Keramikmaterialien, die durch das Verfahren und aus dem . Bauxit und den bauxitähnlichen Materialien, die im folgenden als ^lr Bauxit" bezeichnet werden, gemäß den bevorzugten Ausführungβformen der Erfindung hergestellt wurden, weisen eine Druckfestigkeit in der Größenordnung von 28 000 kg/cm (400 QOQ-psi) und eineXbriebsbeständigkeit in der Größenordnung des äusserst abriebsbeständigen Materials Borcarbid auf_e ■ ·

Eines der ausgeprägtesten Merkmale der Erfindung bestellt darin, daß aufgrund der rei ativ geringen Wärmpreßtemperatur Metalibestandteile, wie Z₀Be Metallbefestigungsmittel, rückseitige Metallverstärkungen oder sogar Me.tallverstärkungsstäbe oder Maschen regelrecht in den keramischen "Bauxit"-Gegenstand eingepreßt werden können,. Das Metall muß lediglich, einen Schmelzpunkt oberhalb der Warmpreßtemperatur und einen Wärmeausdehnungskoeffizient gleich oder größer dem des "Bauxits" be sitzen,), ■ .:

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Im folgenden sind Ausführungsformen τοη erfindungsgemäßen Gegenstanden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen-"beschrieben, in denen

Pig. 1 eine Draufsicht eines warmgepreßten keramischen Bauxitbriketts 10, das die mit Gewinde versehenen Befestigungsbolzen bzw«, -schrauben 12 enthält, die in das Brikett 10 eingepreßt sind,

Fig«, 2 eine Handschnittansicht eines Briketts 10 längs der Linie 2-2 in Figo 1, worin die Befestigungsschrauben 12 mit dem flansch 14 dieser Befestigungsschrauben in das keramische Brikett 10 eingebettet sind, . ;

Figo 3 eine Draufsicht eines warmgepreßten keramischen Bauxitbriketts 16, das die mit Gewinde versehenem Befestigungsstifte 18 in die Platte 16 eingepreßt enthält,

Figo 4 eine Randschnittansicht des Briketts 16 entlang der Linie 4-4 in Fig_# 3, worin die Befestigungsstifte mit dem Flansch 20 dieser Befestigungsstifte in die keramische Platte 16 eingebettet sind,

Fig« 5 eine weitere warmgepreßte keramische Bauxitplätte 22, die kein sichtbares Zubehör enthält,

Fig«, 6 eine' Randschnittansioht der Platte 22 längs der Linie 6-6 in Fig_e 5, die ein in die Mitte' der Platte eingepreßtes Drahtsieb 24 aufweist und

Figo 7 einen Längsschnitt einer warmgepreßten keramischen Bauxitsandstrahlduse 26 mit einer teilweise im Schnitt dargestellten Längsansicht der Sandstrahldüse 26, wobei die Innenkammer 28 und die umgebende Wand 30 gezeigt sind, wiedergeben*

Das erfindungsgemäße Keramikmaterial mit unerwartet hoher Festigkeit und hoher Abnutzüngsbeständigkeit ergibt sich

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aus der bestimmten chemischen Zusammensetzung und der feinen Korngröße des natürlichen Bauxits, der in gewissen Teilen der Welt gefunden wird. Die Hauptbestandteile des Bauxits sind Aluminiumoxyd, Siliciumoxyd, Eisen-III-oxyd und Titandioxydo Die relativen Mengenverliäl tnisse dieser Oxyde sind in hohem Maße variabel, je nach dem ursprünglichen Charakter des Bodens, aus dem sie herstammen., den Witterungsbedingungen, denen sie unterworfen waren und dem geologischen Zeitintervall, während dem sich der Verwitterungsprozeß vollzogen hat« Praktisch jeder Bauxit kann zur Durchführung der Erfindung verwendet werden. Jedoch sind gewisse Bauxite, doh* Bauxite, die in bestimmten Teilen der Welt abgebaut v/erden, besser geeignet als andere« In Tabelle I ist die Zusammensetzung nach dem Calcinieren von vier Bauxiten wiedergegeben, die zur Herstellung des neuen Keramifcmaterials verwendet werden können«.

Tabelle I

Bauxitart

Arkansas	8,84	2,68	3,29	85,19
Metall-	6,88	2,68	1,49	88,95
Qualität
Surinam	2,53	3,32	6,74	87,41
Jamaica	4,13	1,96	14,05	79,86

Obgleich sämtliche in Tabelle I aufgeführten Bauxitarten keramische Stoffe mit ungewöhnlicher Festigkeit und Abriebsbeständigkeit liefern, sind Keramikprodukte aus dem sogenannten Surinambauxit den aus den anderen Bauxitarten hergestellten Produkten überlegene Die Verhältnisse der

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im Bauxit anzutreffenden vier Hauptoxyde können ziemlich, weitgehend variiert werden, jedoch weist die sich dem Idealwert nähernde Zusammensetzung einen geringen Siliciumdioxydgehalt und hohen Eisen- und Titandioxydgehalt auf, wobei der Hauptbestandteil des Materials aus Aluminiumoxyd bestehto Genauer weist eine optimale Zusammensetzung etwa 3$ Titandioxyd, 1% Eisen->III-oxyd, einen Siliciumdioxydgehalt von weniger als 3fo und als Rest Aluminiumoxyd auf·

Die vorstehend erwähnte "optimale Zusammensetzung" konnte durch Versuche mit einer Reihe synthetisch hergestellter Bauxite erreicht werden, in denen die prozentualen Konzentrationen an Siliciumdioxyd, Titandioxyd und Eisen—III-oxyd unter Beibehaltung eines konstanten Aluminiumoxydgehalts variiert wurden. Bei diesen Versuchen wurde der Siliciumdioxydgehalt von 0 bis 5$, der Titandioxydgehalt von 0 bis 5$ und der Eisen—Ill-oxydgehalt von 0 bis -5?° variiert, wobei der Rest Aluminiumoxyd war«, Das Ergebnis dieser Untersuchungen zeigte, daß sowohl die Verarbeitung als auch die Eigenschaften des fertigen Keramikgegenstandes durch die Anwesenheit der höheren Mengen Titandioxyd und Eisen-III-oxyd erheblich verbessert wurden, wobei insbesondere das Eisen-III—oxyd einen sehr markanten Einfluß auf die Verdichtung des fertigen Gegenstandes ausübte Das Siliciumdioxyd scheint keinen günstigen Einfluß weder auf die Verarbeitbarkeit noch auf die Eigenschaften des Endproduktes auszuüben, tatsächlich wurde das autarksten überlegene Produkt erhalten, wenn der ursprüngliche Ansatz des Aus— gangsmaterials kein Siliciumdioxyd enthielt«,

Ausserdem sollten natürlich vorkommende Bauxite, um zur Durchführung der Erfindung geeignet zu sein, etwa innerhalb des Zusammensetzungsbereic'hs von 78 bis 94$ Α1ρΟ·χι weniger

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als 9?o Siliciumdioxyd, 2 bi& 8$ Fe₃O₅, 2 bis 4$ TiOg und bis zu 3$-Gesamtstoffe aus geringeren Verunreinigungen, wie beispi-elsweise GaO, MgO und Sa₂O_t .fallen,,

Abgebauter natürlicher Bauxit ist ein weicher Stein, der gebrochen werden muß» Ferner ist, wie vorstehend erwähnt, Bauxit hauptsächlich aus den Hydraten des Aluminiumoxyds, Titandioxyds, Eisen-III-oxyds und Siliciumdioxyds aufgebaut >und kann daher nicht zur Herstellung keramischer Materialien verwendet werden, bis das Hydratwasser entfernt isto Um dies zu erreichen, wird roher Bauxit grob gebrochen und bei etwa 4OO bis 1000⁰C während verschiedener Zeiträume, die von der Art der verwendeten Oalciniereinrichtung und physikalischen Gesichtspunkten, wie beispielsweise die Größe der grob gebrochenen Bauxitteilchen, die Stärke· des zu calcinierenden Materialbettes und dergl. abhängen, calcinierto Es sei darauf hingewiesen," daß Galcinierungstemperaturen erheblich unterhalb von 900⁰C kein vollständig dehydratisiertes Produkt ergeben; eine Galcinierung bei etwa 400⁰C entfernt etwa 75$ des Hydratationswassers, wobei sich ein Material ergibt, das zur Durchführung der Erfindung geeignet ist, ;j^ed°ch. nicht ohne gewisse Schwierigkeiten_e Das nach der Galcinierung bei 40Q⁰C oder bei irgendeiner Temperatür,die erheblich unterhalb 900⁰C liegt, zurückbleibende Wasser, liefert manchmal eil,, beschädigtes Endprodukt, was auf Druck zurückgeht, der durch die Verflüchtigung des Restwassers ausgeübt wird, und durch den Warmpreßvorgang innerhalb des Gesamtverfahrens herbeigeführt wird» Im Idealfall sollte die Galcinierung bei etwa 900⁰C durchgeführt werden, um ein vollständiges Entfernen des Hydratationswassers sicherzusterien_o '

Abgebauter natürlicher Bauxit ist bekanntlich in seinem Charakter quantitativ uneinheitlich. Diese Ungleichmäßig—

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keit ist in Bauxiten, die in verschiedenen geographischen Orten abgebaut werden, ausserordentlich hoch» Jedoch, selbst wenn Bauxit am gleichen Ort abgebaut wird, dpho aus derselben Ader, kann die quantitative ungleich« mäßigkeit recht hoch sein«, Um keramische Bauxitgegenstände hoher Qualität zu erzeugen, wird der unmittelbar abgebaute grob zerkleinerte Bauxit vermählen, bis das Material chemisch einheitlich ist. Der Mahlprozeß kann mit irgendeiner beliebigen einer Anzahl üblicher Arten von Mühlen, ZeBe Kugelmühlen, Hammermühlen, Schlagmühlen usw«, durchge-» führt werden* Die Yermahlzeit muß nur so lang sein-»*»·, als zur Gleichmäßigmachung des ursprünglichen grob zerkleinerten Bauxits notwendig ist«

Wenn das Vermählen zum Gleichmäßigmachen des grob gebrochenen Bauxits feucht erfolgt, sollte dieser Mahlvorgang vor der Calcinierstufe durchgeführt werden, um das Mahlwasser zur gleichen Zeit wie das Sydratationswasser zu entfernen,, Wenn troekenjvermahlen wird, kann der Mahl Vorgang entweder vor oder nach dem Calcinieren erfolgen«

Die letzte Überlegung hinsichtlich des Rohmaterials betrifft eigentlich den Einfluß der Teilchengröße ( im Unterschied zur Kristallgröße). Die Teilchengröße ist relativ unwichtig, so weit die verschiedenen Oxyde gleichmäßig innerhalb ;jedes Teilchens verteilt sind. Sehr grobe Partikel* z.B. von etwa 3 mm (t/8 inch) Durchmesser, können wegen des Druck-Temperaturcharakters des Formungsvorgangs verwendet werden. Jedoch ist bei Durchführung der Erfindung, wobei der Bauxit gemahlen wird, das erhaltene Grundmaterial stets sehr feinteilig, wobei die mittlere Teilchengröße sich gut unterhalb 50 m. bewegt»

Das "Verfahren, nach dem die erfindungsgemäßen Keramikgegenstände hergestellt werden, ist die ziemlich bekannte

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Technik zur Herstellung von keramischer Stoffe, das sogenannte Warmpressen· Der Warmpreßvorgang und die Torrichtung sind in der Literatur, Z₀B, den USA-Patentschriften 2 618 567, 3 279 917, 3 305 533, 3 340 270, entsprechend beschrieben, so daß es hier nicht erforderlich ist, das Warmpreßverfahren bzw_o die Vorrichtung eingehend zu erörtern. Jedoch besteht ein sehr fundamentaler Gesichtspunkt der Erfindung in dem anzuwendenden engen [Temperaturbereich zusammen mit einem Bauxit einer speziellen chemischen Zusammensetzung, um die gewünschten neuen keramischen Bauxitgegenstände herzustellen« Es wurde gefunden, daß zur Herstellung der gewünschten Keramikgegenstände aus Bauxit das Warmpressen innerhalb eines relativ engen Temperaturbereichs von k 1100 bis 140CW und vorzugsweise bei etwa 125O⁰C erfolgen muß_o Das optimale Produkt wird gewöhnlich bei letzterer Temperatur erzeugte Wenn die Warmpreßtemperatur sich nach jeder Seite von 125O⁰C verschiebt, so setzt bei den erwünschten Gesamteigen·-, schäften des Keramikproduktes eine graduelle Verschlechterung ein_e Hoch innerhalb des Bereichs von 1100 bis 1400⁰C ist das erhaltene Produkt den qualitativ hochwertigen mit hohen Kosten verbundenen keramischen Materialien, die laufend für hoch abriebsbeständige Anwendungen oder Anwendungen, bei denen eine hohe Festigkeit des keramischen Materials erforderlich ist, verwendet werden, äquivalent oder lediglich geringfügig unter« 1/egeni Von den drei Verfahrensvariablen, Temperatur, Druck und Zeit, ist die Zeit die kritischste Variable« Eine genauere Be- f Schreibung der theoretischen Gesichtspunkte der Erfindung kommt soeben heraus, daher genügt der Hinweis, daß bei der Herstellung eines Keramikstüokes einer Stärke, die jeder Anwendbarkeit genügt, durch eine Temperatur unterhalb HOO⁰C keine ausreichende Verdichtung des Bauxitpulvers bei einem sinnvollen Druck erreicht werden kann} andererseits ergibt sich bei Temperaturen oberhalb von 14OCW ein Kristallwachstum, das den hohen Festigkeitseigenschaften und der Abriebsbeständigkeit des Produktes entgegensteht.

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Der wirksame Druckbereich des Verfahrens wird durch die vorstehenden Temperaturgrenzen von 11GO bis 1400 ⁰G und durch die Stärke des gewünschten Keramikgegenstandes bestimmt. Es wurde gefunden, daß zur Herstellung eines hochjabriebsbeständigen keramischen Gegenstandes mit einem vernünftigen Festigkeitsgrad die Stärke des Stückes im Bereich von 6,3 mm (1/4 inch) liegen soll, was selbst bei der oberen Temperaturgrenze von 1400 ⁰C einen Mindestdruck von 56 kg/cm (800 psi) erfordert. Es besteht im wesentlichen keine obere Begrenzung des Drucks, ausgenommen solche Begrenzungen, die durch das praktische Vorgehen und die Begrenzungen der Anlage gegeben sind. In allen Fällen muß jedoch der Druck bei irgendeiner gegebenen Temperatur ausreichend hoch sein, um den Bauxit auf eine Minimaldichte von etwa 3,62 g/cm zu verdichten. Wenn man zwei hoch feste abriebsbeständige Platten, von denen eine eine Stärke von 6,3 mm (1/4 inch) und die andere eine Stärke von 25 mm (1 inch) aufweist, bei einer Temperatur von 1250 ⁰C herstellen möchte, so wird offensichtlich zur Herstellung der 25 mm dicken Platte ein höherer Druck benötigt als zur Herstellung der 6,3 mm dicken Platte.

Die Zeitvariable der Warmpreßstufe des Verfahrens, was in diesem Fall die Zeit bedeutet, während der das unter Druck stehende Material bei einer bestimmten vorgegebenen Temperatur vorliegt, wird am auffallensten durch die Warmpreßtemperatur beeinflußt. Es wurde festgestellt, daß, je höher die Warmpreßtemperatur ist, umso kurzer die Warmpreßzeit sein muß, um merkliche Änderungen der Kristallgröße in der Richtung des Kristallwachstums zu vermeiden.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gegenstandes aus keramischem Material von einer besonderen gewünschten Stärke ergibt sich offensichtlich eine optimale Druck-Temperatur-

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Zeitkombination, die in einfacher Weise durch ein geringfügiges Ausmaß an Versuchen bestimmt werden kann, man kann willkürlich die Mitte des Bereichs für jede der drei Variablen auswählen.

Eine Modifikation des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist von erheblichem wirtschaftlichen Interesse. Gemäß dieser Modifikation wird der gemahlene und calcinierte Bauxit mit einer geringen Menge eines organischen Materials, das als

t zeitweiliger Binder wirkt, angefeuchtet. Dies ist eine in der Keramikindustrie und der feuerfesten Industrie verwendete bekannte Methode. Der angefeuchtete Bauxit wird dann zu der gewünschten Gestalt durch Vorpressen in einer Porm bei Raumtemperatur vorgeformt. Eine Anzahl dieser vorgeformten Gegenstände der gleichen Gestalt,und wobei wenigstens zwei Dimensionen die gleichen sind, werden in eine einzelne Graphitform gebracht und bei der gewünschten erhöhten Temperatur und dem gewünschten Druck durch einen Stufenpreßvorgang gepreßt. Während der Warmpreßphase brennt der zeitweilige Binder, der ein organisches Material ist, sauber aus dem keramischen Körper aus. Die Hauptvorteile des kalten Formens vor dem Stufenpressen in der Warmpresse bestehen in einer

w Steigerung der Herstellungsgeschwindigkeit und einer wirksameren Anwendung der Warmpraßanlage.

Jede beliebige andere Kaltverformungstechnik kann in wirksamer Weise angewendet werden, z.B. Gleitgießen.

Keramikgegenstände, die sich aus den vorstehend beschriebenen Materialkombinationen und dem Verfahren ergeben, besitzen unerwartet hohe Abriebsbeständigkeit. Die Abriebs- oder Abnutzungsbeständigkeit wird durch einen speziell konstruierten Abriebstest gemessen und durch einen mit «Abnutaungsfaktor¹¹

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I yJ H <J U U

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bezeichneten Wert wiedergegeben. Je geringer der Wert des sogenannten Abnutzungsfaktors ist, umso größer ist die Beständigkeit des Materials hinsichtlich der Abnutzung. Die Werte des Abnutzungsfaktors werden unter Anwendung einer speziell entworfenen Yorrichtung erhalten, wobei im wesentlichen eine Testprobe des Materials bei einem bekannten Druck dem Abrieb durch Siliciumcarbidsand ausgesetzt wird, der über die Fläche der Testprobe bei einer bekannten Geschwindigkeit während eines vorbestimmten Zeitraums wandert, wonach die Eindringtiefe in das Stück oder die Stärke des durch den Abrieb abgeschliffenen Materials gemessen wird. Diese Werte werden dann zur Berechnung des "Abnutzungsparameters" verwendet, der wiederum dazu benutzt wird, zu dem Abnutzungsfaktor zu gelangen, in-dem der berechnete Abnutzungsparameter zu dem Abnutzungsparameter eines beliebig gewählten Bezugsmaterials in Beziehung gesetzt wird. Genauer ausgedrückt, wird für das erfindungsgemäße Material der Versuch unter Anwendung von. Siliciumcarbid (46 grit), einem Druck von 1,7 kg/cm (24 psi) und einer Korngeschwindigkeit von 228 m/min (760 feet per minute) durchgeführt. Das Bezugsmaterial ist warmgewalzter Stahl 1020, und die Größe der Testprobe beträgt 25 x 12,7 x 12, 7 mm (1 χ 1/2 χ 1/2 inch) und bietet eine Oberfläche von 12,7 x 25 mm (1/2 χ 1 inch). Das gemessene Zeitintervall des Abriebs wurde verändert, um eine Eindringtiefe in das Probenstück zu bekommen, die ausreicht, um eine genaue Meseung durchzuführen. Die Abnutzungsparameter werden unter Anwendung folgender Gleichung berechnet:

t/t Abnutzungsparameter =

worin Y = Korngeschwindigkeit
• T= Versuchszeit

T = Inches-Eindringtiefe (Stärke der abgeschliffenen Schicht

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Die so abgeleiteten Abnutzungsparameter der untersuchten Materialien werden dann zu dem Abnutzungsparameter von warmgewalztem Stahl 1020 in Beziehung gesetzt, indem ersterer durch letzteren geteilt wird, wobei sich eine Zahl, der sogenannte "Abnutzungsfaktor" ergibt. Materialien mit einem Abnutζungsfaktor von weniger als 1 sind hinsichtlich der Abnutzungsbeständigkeit dem Bezugsmaterial, warmgewalztem Stahl 1020, überlegen.

Ψ In dieser Weise wurde eine Reihe qualitativ hochwertiger üblicherweise verwendeter abriebsbeständiger keramischer Materialien hinsichtlich der Abriebsbeständigkeit mit dem erfindungsgemäßen warmgepreßten keramischen Bauxitmaterial verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

Material Abnutzungs

faktor

warmgewalzter Stahl 1020 1,00 hoch reines warmgepreßtes Aluminiumoxyd 0,70

gesinterter Bauxit A 0,70

M2-Hoohgeschwindigkeitswerkzeugstahl 0,54

warmgepreßtes Titanborid 0,31

warmgepreßtes mit Kobalt gebundenes

Wolframcarbid 0,15

warmgepreßtes Borcarbid 0,06

Bauxit A, bei 1200 ⁰C warmgepreßt 0,13

Bauxit A, bei 1300 ⁰C warmgepreßt 0,17

Bauxit A, bei 1400 ⁰C warmgepreßt " 0,31

Bauxit A war ein Surinam-Bauxit der folgenden Zusammensetzung: .

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« 17 -

Al₂O₃ 87,3

"Be₀Q-Z 6,7

₂ 3,3 *

SiO₂ ■_. 2,5 9έ

andere Materialien 0,2$

Aus der !Tabelle ist leicht zu ersehen, daß die bei 1200 ⁰C, 1300 ⁰C und 1400 ⁰C warmgepreßten Bauxit Α-Proben sämtlichen aufgeführten Materialien einschließlich des hοchabriebsbeständigen Materials Titanborid überlegen sind. Die bei 1200 ⁰C und 1300 ⁰C warmgepreßten Bauxite sind hinsichtlich der Abnutzungsbeständigkeit etwa gleich dem kobaltgebundenen Wolframcarbid und erreichen etwa die äußerst hohe Abnutzungsbeständigkeit von warmgepreßtem Borcarbid. Tabelle II gibt auch den Einfluß der Preßtemperatur auf den Abnutzungsbeständigkeitscharakter des Bauxits A wieder. Ein Warmpressen bei 1200 bis 1300 ⁰C liefert Materialien mit etwa gleich hoher Abriebsbeständigkeit, wenn jedoch die Temperatur 1300 ⁰C übersteigt, tritt als Punktion der Temperatur ein Abfall der Abriebsbeständigkeit ein, was sich durch den fast 100 #-igen Abfall der Abriebsbeständigkeit beim Übergang von einer Warmpreßtemperatur von 1300 ⁰C auf 1400 ⁰C ausdrückt.

Ferner wird der Abnutzungsfaktor nicht nur durch Temperaturen oberhalb von 1400 ⁰C beeinträchtigt sondern ebenfalls durch das spezifische Gewicht des keramischen Gegenstandes, der sich bei den verschiedenen Kombinationen von Temperatur und Druck innerhalb des Temperatur-Druckparameters der Erfindung ergibt. Beispielsweise variierte eine Reihe von Versuchsproben, die unter verschiedenen Verarbeitungsbedingungen zwischen 1100 bis 1400 ⁰C und 56 bis 425 kg/cm² (800 bis 600 psi) hergestellt worden waren, im spezifischen Gewicht von 3,63 bis 3,91 g/cm³ bei einem entsprechenden Bereich des Abnutzungsfaktors von 0,25 bis 0,13.

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Keramische Bäuxitmaterialien, die gemäß den bevorzugten Ausführungen der Erfindung nefgesteilt wurden, weisen die beachtliche Biegefestigkeit von 3160 kg/cm² (4500 psi) und die sehr beeindruckende Druckfestigkeit von 28100 kg/cm (400 000 psi) auf, wenn der Bauxit nahe seiner maximalen theoretischen Dichte warmgepreßt wird. Warmgepreßte Proben können dicht zu ihrem theoretischen spezifischen Gewicht mit Drücken von nur 56 kg/cm (800 psi) und Temperaturen bis herunter zu 1100 ⁰C gepreßt werden, wenn die Stärke der hergestellten Proben in der Größenordnung von 6,3 im (1/4 inch) liegt. Wie sich dem Fachmann von selbst ergibt, muß je größer die gewünschte Stärke des fertigen Keramikgegenstandes ist, die Temperatur und/oder der Druck umso größer sein, um diese Materialien als pulverförmigen Bauxit auf maximale theoretische Dichte zu verdichten.

Eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, die von grundlegender Bedeutung ist, besteht darin, daß aufgrund der relativ niedrigen Warmpreßtemperaturen, d.h. weniger als 1400 ⁰C, Metallbestandteile direkt in den Keramikgegenstand, wenn dieser warmgepreßt wird, eingepreßt werden können. Dadurch ergeben sich keramische Gegenstände, die eingepreßte funktioneile Metallkomponenten, wie z.B. mit Gewinde versehene Bolzen bzw» Schrauben oder Stifte zur Befestigung des Keramikgegenstandes an den Wänden, beispielsweise von Malanlagen, Erzrutschen (ore shutes), Bergbauanlagen und dgl., enthalten, oder metallische ,Verstärkungsmedien, wie Stäbe, Drahtgewebe, perforierte Platten, Teilchen oder gehackte Stränge; oder Metallrohre oder Spulen eur Förderung von Kühlluft oder Flüssigkeiten aufweisen. Der einzige Begrenzungsfaktor hinsichtlich der erfolgreichen Einformung von Metallkomponenten besteht darin, daß die Metallkomponente aus einem Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient,der gleloh oder größer als derjenige des keramischen Materials ist, und wobei der SchM©lspunkt des Metalle natürlich cb^r-^lb von 1400 ⁰C

00 983 5/Ί 67 5 '."....■

BAD ORIGINAL

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liegen muß oder, wenn die "bevorzugte Preßtemperatur von 1250 ⁰C verwendet, wird, oberhalb der letzteren Temperatur liegen muß, aufgebaut sein/i lüe Brauchbarkeit derartiger zusammengesetzter Keramik-Metallgegenstände von hoher Festigkeit und hoher Abriebsbeständigkeit ist lediglich durch das Vorstellungsvermögen begrenzt.

Obgleich sämtliche technischen Gründe für die unerwartet hohe Festigkeit und hohe Abnutzungsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Keramikmaterials nicht erläutert wurden, wurden ausreichende angegeben, um eine Formulierung zu gestatten, die eine vernünftige Theorie zu sein scheint.

Ausgedehnte mikroskopische Studien und physikalische Untersuchungen an Keramikproben, die aus bei 1100 bis 1400 ⁰C warmgepreßtem natürlichem und synthetischem Bauxit hergestellt waren, ergaben zwei zutreffende Fakten, nämlich:

A) Die sehr feine kristalline Natur des ursprünglichen rohen Ausgangsmaterials veränderte sich nicht viel während des angewandten Temperaturbereichs aufgrund der angewendeten niedrigen Temperaturen. Durch Warmpressen bei einer Temperatur von 1100bis 1400 ⁰C wurden Keramikgegenstände mit einer numerischen mittleren Kristallgröße im Bereich von 0,5 /u (die annähernde Kristallgröße des nicht verpreßten ursprünglichen Ausgangsmaterials) bis etwa 1,8 /u erzeugt.

B) Das Auftreten von Eisen-Aluminiumspinell, der ursprünglich nicht vorlag, und die faserartige Textur und kugelförmigen Teilchen des Eisens belegen die Anwesenheit einer flüssi-

* gen Phase.

Das Vorliegen der flüssigen Phase bei diesen geringen Preßtemperaturen trägt zu den hohen Dichten bei, die für die hier offenbarten bauxitähnlichen Zusammensetzungen erreichbar

und offensichtlich einzigartig sind, was wiederum ausschlaggebend für die erhaltene hohe Festigkeit und hohe Abriebsbeständigkeit ist. Die fein kristalline Struktur dieser Keramikgegenstände, die sich aus den niedrigen Preßtemperaturen herleitet, trägt hauptsächlich zu der Eigenfestigkeit bei, was durch den Abfall der Abnutzungsbeständigkeit der sich durch Anwendung von Temperaturen oberhalb 1300 ⁰C ergibt, zusammen mit einem Anstieg der Kristallgröße plus der allgemein angenommenen Theorie, daß die Festigkeit gesinterter, geschmolzener und warmgepreßter Keramikgegenstände umgekehrt proportional zur mittleren Kristallgröße ist, wenn das betreffende Material polykristallin ist, belegt wird.

Beispiel 1

In einem typischen Beispiel zur Durchführung der Erfindung wurde Surinam-Bauxit in einen geeigneten Zustand zum Warmpressen überführt, indem zunächst in eine übliche Porzellankugelmühle 2500 g Rohbauxit, 2500 g Wasser und 5000 g gewöhnliche Aluminiumoxyd-Mahlkugeln eingebracht wurden. Der Porzellanbehälter wurde dann zugedeckt und auf Mahlwalzen gebracht und der Bauxit während 24 Stunden gemahlen. Das überschüssige Wasser wurde dann abdekantiert, und der feuchte feinpulverisierte und innig vermischte Bauxit wurde dann bei 1000 ⁰C während 4 Stunden caleiniert. Eine mikroskopische Prüfung des calcinierten Materials zeigte eine mittlere Teilchengröße von etwa 4 bis 5 M an, die etwa bei der mittleren Kristallgröße der in natürlichem Bauxit anzutreffenden Oxyde liegt. Zu diesem Zeitpunkt wurden 1245 g des gemahlenen und calcinierten Bauxits in eine Graphitform mit geeigneten Dimensionen, zur Herbeiführung des Warmpressens eines Briketts von 11,4 x 6,3 χ 4,4 cm (4,5 x 2,5 x 1,75 inch) gebracht. Der in der Graphitform enthaltene Bauxit wurde dann in einer Warmpreßvorrichtung angeordnet, z.B. der gemäß der USA-Patentschrift 3 303 533 und bei etwa 350 kg/cm² (5000 psi) und einer Temperatur von 1250 ⁰C gepreßt, wobei diese Temperatur während

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ausreichender Zeit beibehalten wurde, damit die gesamte Masse des Bauxits bei der Temperatur von 125OPC während etwa 5 Minuten warmgepreßt wurde_o Für diesen Zeitpunkt wurden sowohl die Temperatur als auch der Druck freigegeben, und man ließ das warmgepreßte Brikett und den Formaufbau langsam während etwa 12 Stunden abkühlen₀ Das so hergestellte Brikett war hart und dioht, wies ein spezifisches G-ewioht von 3 »88 g/cm und einen Ab'nutzungsfaktor von 0,16 auf ο

Beispiel 2

Eine zweite 2500 g Menge Surinambauxit wurde in gleicher Weise, wie in Beispiel T beschrieben, in den geeigneten Zustand zum Warmpressen gebracht«, Etwa 890 g des gemahlenen und calcinierten Bauxits wurden in eine Form gebracht, die der gemäß Beispiel 1 identisch war. Jedoch wurde in diesem 3?all die gesamte Menge von 890 g Bauxit in Anteilen unter feststampfen von Hand zur Kompaktierung,des Pulvers nach Zugabe Jedes Anteils in die Form gebracht* Machdem etwa 60$ der 890 g in Anteilen unter Feststampfen in die Form gegeben waren, wurden zwei feste Stahlstücke von etwa 18 χ 18x13 mm (0,75 x 0,75 x 0,50 inch) und die am unteren Teil einen kleinen Flansch aufwiesen, sorgfältig in der Form angeordnet, und dann wurde der Rest der 890 g Bauxit zugefügt und festgestampfte Der die beiden Metalleinfügungen enthaltende festgestampfte Bauxit wurde dann in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 besehrieben, ge« preßte Fach dem Abkühlen wurde das Stück aus der Form entfernt, und die Metalleinlagen wurden gebohrt und zur Aufnahme einer Schraube eingeschnitten, die zur Befestigung des fertigen Keramikstücks an einer Metallgrundlage verwendet wurde*

Der Aufbau dieses zusammengesetzten Keramik-Metaligefüges entsprach etwa dem des in den Pig» 3 und 4 wiedergegebenen *^ufbau· ; 0 0 9 83 5416Vi:':;; ; ' V:;;;\^:': ^:

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" .Beispiel· 3

10 Bauxitkeramikplatten oder - ziegel von 152 x 152 χ 9>5 mm ( 6 χ 6 χ 3/8 ) wurden dadurch hergestellt, daß 6000 g Surinambauxit in 6000 g Wasser während 24 Stunden in einer Kugelmühle, vermählen wurden,, Der gemäß der Zusammensetzung einheitliche Bauxit wurde dann von überschüssigem Wasser befreit und während 4 Stunden bei 900⁰C calcinierta Eine Menge von 3000 g des gemahlenen und calcinierten Bauxits . wurde in- einen üblichen Hobart—Mischer gebracht, und es * wurden 300 g eines 4$ige*i Methqcels (Methylcellulosederivat) in Wasser zu dem. Bauxit zugegeben; das Gemisch wurde bis zur Gleichmäßigkeit vermischt» 300 g dieses Gemischs wurden

It

in eine Stahlform von 152 χ 152 χ 101 mm ( 6 χ 6 χ 4 ) mit geeigneter Grund-».und Deckplatte gebracht, und das Gemisch wurde bei 105 kg/cm (1500 pounds per square inch) bei Raumtemperatur gepreßt, wobei die form und die Platten vorher mit Butyl stearat., das als Entförmungsmittel wirkte,, überzogen waren* Die auf diese Weise kaltgepreßte Platte oder der Ziegel wurde aus der Form entfernt und während 10 Stunden bei 60⁰C getrocknete Weitere 9 Ziegel oder Platten wurden in identischer Weise kaltgepreßt. Diese kaltge-) preßten oder sogenannten vorgeformten Platten wiesen Ausmaße von 152 χ 152 χ 19 mm (6x6 χ 3/4") auf und-hatten eine Dichte von etwa 1,6 g/cm _o Die Platten wurden dann, in eine einzige übliche Graphitform mit Innenabmessungen von 152 χ 152 χ 508 mm ( 6 χ 6 χ 20") gebracht, die eine Graphitbodenplatte oder einen Kolbenblock und eine Deckplatte oder einen Kolbenblock aufwies, wobei die in die Form gebrachte vorgeformte Platte !jeweils von der anderen durch ν eine Gräphitabstandsplatte von etwa 13 nun (i/2") Stärke getrennt war* Die in der Graphitform enthaltenen kaltge-

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formten Platten wurden dann einem 6~stündigen Erhitzungscyclus bei einem Druck von 105 kg/cm (1500 psi) unterworfen, wobei der Erhitzungscyclus aus einem Temperaturanstieg von Raumtemperatur auf 125O⁰C von 5 1/2 Stunden und einem· 50-minütigen Dauererhitzen bei 125O⁰C bestand«Nach dem 6-stündigen Preßcyclus wurden die Wärmezufuhr und der Druck abgebrochen, und man ließ den Forminhalt während etwa 10 Stunden abkühlen, und zu diesem Zeitpunkt wurden 10 Formstücke aus dem Formaufbau entfernt» Die Dichte dieser warmgepreßten Formstücke lag bei etwa 5»9 g/cm _β Die Platten wurden ballistisch gegenüber qualitativ hochwertigen sehr kostspieligen Borcarbidpanzerplatten getestet· Die warmgepreßten Bauxitplatten waren den Borcarbidplatten, wobei beide Arten von.Platten gleiche Stärke aufwiesen, hinsichtlich ihrer Fähigkeit, dem Eindringen ballistischer Projektile zu widerstehen, äquivalent«

Beispiel 4

Eine Bauxitkeramikplatte von 152 χ 152 χ 9»5 mm ( 6 χ 6 χ 3/8") wurde hergestellt, die ein Stahlsieb aus rostfreiem 304-Stahl von 105 x 105 mm ( 6 χ 6 ") und einer lichten Maschenweite von 1,4 mm enthielt, das etwa in der Mitte der Stärke der 9,5 mm (3/8 ") Platte angeordnet war« Diese mit Drahtsieb verstärkte Platte wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 2, mit Bezug auf die Herstellung des Rohbauxits für die Kaltformungsphase des Verfahrens und die Warmpreßbedingungen beschrieben, hergestellte Die Kaltpreßphase des Verfahrens unterschied sich in diesem Fall wie folgt:

Das Kaltpressen erfolgte in zwei Stufen» Zunächst wurden 130 g des mit der Methocellosung behandelten Bauxits in eine Stahlform von 152 χ 152 mm ( 6 χ 6 ") gegeben und bei

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105 kg/cm ( 1500 psi) gepreßte .Die Deckplatte der Form wurde dann entfernt und das 152 χ 152 mm ( 6x6 "■) große Stahlsieb aus rostfreiem 304-Stahl mit einer lichten Maschenweite von 1,4 mm (12 mesh)'wurde in der "Form oben auf das bereits kaltgeformte Material aufgelegt, auf das Sieb folgten dann 130 g mit Methocel behandelter Bauxit, die Deckplatte wurde wieder angeordnet, und die zusammengesetzte Anordnung wurde bei 105 kg/cm (1500 psi) gepreßt» Der kaltgepreßte Verbundkörper mit den Ausmaßen 152 χ 152 x 19 mm ( 6 χ 6x3/4 ") wurde dann aus der Form genommen, getrocknet und wie in Beispiel 3 warmgepreßte Diese keramische Bäuxit~»Drahtgewebe-Verbundplatte behielt ihre geometrische Konfiguration trotz Aufgabe genügender Energie, um den keramischen Bauxitanteil des Verbundkörpers zu zerschlagen, bei.

Diese verstärkte keramische Panzerplatte ist in den Mg, 5 und 6 wiedergegeben^

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   · Warmgepreßter aus Aluminiumoxyd hergestellter keramischer Gegenstand von hoher festigkeit und anhaltender Beständigkeit gegenüber Abnutzung dadurch gekennzeichnet, daß er aus natürlich vorkommendem Bauxit oder aus synthetisch hergestellten Bauxitmassen hergestellt ist, wobei der Gegenstand, ein spezifisches Gewicht von wenigstens 3*62 g /cm und eine numerische mittlere Kristallgröße von 1,8 η oder weniger aufweist und die natürlichen und synthetischen Bauxite aus 78 bis 94$ Al₂O₅I Ό bis 9$ SiO₂, 2 bis 8$ Fe₃O₃, 2 bis 4$ SiO₂ und insgesamt 0 bis 3$ OaO, MgO und Ia₂O aufgebaut sind,

   2„ Keramischer Gegenstand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abnutzungsfaktor von weniger als 0_f31»

   3· Keramischer Gegenstand nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Mindestbiegefestigkeit von 3160 kg/cm. ( 45 000 psi) und eine Mindestdruckfestigkeit von 26 400 kg/cm² ( 575 000 psi)«

   4p Keramikgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet _t daß eine Metallkomponente dauernd damit verbunden ist, wobei die Metallkomponente aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 1100⁰C aufgebaut ist.

   5c Verfahren zur Herstellung harter,hoch fester, abnutzungsbeständiger Keramikgegenstände durch Warmpressen eines Aluminiumoxydmaterials, dadurch gekennzeichnet_t daß ein natürlicher oder synthetischer Bauxit gemahlen

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   wird, bis er chemisch gleichmäßig und teilchenförmig ist, der Bauxit ealeiniert wird und der gewünschte -Gegenstand durch gleichzeitige Anwendung eines Druckes von nicht weniger als 56 kg/cm f 8QO psi) und einer Temperatur von ItOO bis HOO⁰C auf den in einer lorm geeigneter Konfiguration enthaltenen Bauxit geformt'wird, wobei Druck und Temperatur in dem Bauxit während eines ausreichenden Zeitraums beibehalten werden, um eine Verdichtung des Bauxits auf ein Minimum des spezifischen"G-ewichts von 3,62 g/cnr herbeizuführen»

   6p Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnej;, daß die Oaloinierung bei 400 bis 1OQO⁰C während eines ausreichenden Zeitraums, um wenigstens 75$ des enthaltenen Wassers zu entfernen, erfolgt«

   7e Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Verfestiger oder eine metallische Verstärkung in die Porm mit dem teilchenförmigen Bauxit vor der Anwendung von Druck und Wärme eingeführt wird,

   8« Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet_t daß der gewünschte Bauxitgegenstand zu Beginn bei Raum- ) temperatur vor dem Erhitzen unter Druck kaltgeformt wird_e

   9ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichne t_f daß das Kaltformen unter Anwendung von auf den Bauxit ausgeübtem Druck während der Bauxit in einer Form geeigneter Konfiguration enthalten ist oder durch Siessen erfolgt.

   1Oo Verfahren nach Anspruch 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Warmpreßtemperatur von 1200 bis 1300⁰C angewandt wird.

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