DE2341325C3 - Verfahren zur Herstellung einer keramischen, temperaturschockbeständigen Gefäßform zum Schmelzen oder Gießen von Metallen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer keramischen, temperaturschockbeständigen Gefäßform zum Schmelzen oder Gießen von MetallenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramischen, temperaturschockbeständigen Gefäßformen,
die vorzugsweise zum Schmelzen oder Gießen von Metallen bzw. Legierungen geeignet sind.
Für diese und ähnliche Anwendungsbereiche sind von Espe in Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik,
Band II, Berlin 1960, Seiten 136 bis 138, Hochfrequenztiegel für die Kohlenstoff- und Schwefelbestimmung
von Metallen, Legierungen, Erzen oder Zuschlagstoffe durch Verbrennungsanalyse bekanntgeworden. Ferner
wird in der DT-AS 12 28 832 vorgeschlagen, den Tiegel mit Deckel aus poröser Keramik herzustellen, der eine
Mindestgasdurchlässigkeit von 2,5ccm/sec cm WS aufweist.
Ferner ist bekannt, aluminiumtitanaihaltige, keramische Werkstoffe für die Herstellung temperaturwechselbeständiger
Formkörper einzusetzen, wie aus der DT-AS 12 38 376 und DT-AS 19 15 787 hervorgeht.
Doch enthalten diese Werkstoffe unterschiedliche Mengen an Siliziumdioxid oder Zirkonsilikat, die bei der
Metallschmelze miteinander reagieren können, womit die Genauigkeit der Siliziumanalyse negativ beeinflußt
wird.
Allgemein ist festzustellen, daß bei den bisher bekannten Schmelztiegeln eine Reaktion zwischen den
Ferrolegierungen und den Siliziumverbindungen der Tiegel erfolgte, so daß es zu einer nur schlecht
reproduzierbaren und unkontrollierbaren Aufsilizierung des Probengutes kam. Ebenfalls wird bei Ferromangan
und Ferrochrom die Bestimmung von Mangan und des Chroms bei der Benutzung der handelsüblichen
siliziumhaltigen Tiegeln stark behindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein keramisches Verfahren zu schaffen, mit dem temperaturschockbeständige
Gefäßformen mit niedriger Wärmeausdehnuüg unter Verwendung von aluminiumtita-
s nathaltigen Werkstoffen hergestellt werden können, die
obige Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch
gelöst, daß siliziumfreie Mischungen von
ίο 39—70Gew.-% Al2O3, 29-60 Gew.-% TiO2 als auch
0,1—5Gew.-% MgF2 und 0,l-5Gew.-% Na3AlF6 mit
organischen Plastifizierungs- und Verflüssigungsmitteln aufbereitet, durch keramische Dreh-, Preß- oder
Gießverfahren verformt, getrocknet und bei Temperas türen zwischen 1200 bis 1500° C gebrannt werden, wobei
überwiegend aus 0-AIuminiumtitanat bestehende Erzeugnisse
mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von -2,510-6bis +2,5· 10"V0Czwischen20bis600°C
erhalten werden.
Eine bevorzugte Materialzusammensetzung zur Herstellung solcher Gefäßformen besteht aus einer
annähernd stöchiometrischen Zusammensetzung des Aluminiumtitanats von 53 bis 57 Gew.-% Al2O3 und 42
bis 45 Gew.-°/o TiO2 mit entsprechenden Zusätzen von 0,8 bis UGew.-% MgF2 und 0,4 bis l,2Gew.-%
Na3AlF6.
An einem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Es sei jedoch darauf
hingewiesen, daß verschiedene Änderungen hinsichtlich der Massezusammensetzung möglich sind, wie aus der
Tabelle hervorgeht. Dabei werden insbesondere Änderungen hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten
erreicht. Beim Beispiel 6 wird eine Rohstoffmischung aus 543 Gew.-% Al2O1, 43,5 Gew.-% TiO2 als
vs auch 1 Gew.-°/o MgF2 und 1 Gew.-% Na3AlF6 zusammen
mit Wasser und Mahlkörpern im Verhältnis 1:1:1 in einer Trommelmühle aufgegeben und 24 Stunden
gemahlen. Anschließend wird die keramische Masse in einer Filterpresse entwässert. Der dabei erhaltene
Filterkuchen wird mit Wasser und einem Zusatz von Verflüssigungsmitteln, wie z. B. Natriumhuminat, zu
einem keramischen Schlicker aufgequirlt. Die so verflüssigte Masse kann sowohl zum Hohl- als auch zum
KernguB verwendet werden. Nach dem Ausformen der gegossenen Gegenstände werden diese getrocknet und
bei ca. 1400° C oxidierend gebrannt. Man erhält ein nur wenig poröses Erzeugnis mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten
von l,1010-6/°C zwischen 20 und 600° C.
Die erfindungsgemäße Gefäßform ist besonders aufgrund ihres extrem niedrigen Siliziumgehaltes zum
Umschmelzen von Metallverbindungen, vorzugsweise in Hochfrequenzofen, geeignet, deren Siliziumgehalt
analytisch bestimmt werden soll. Weiterhin können diese Gefäßformen mehrmals verwendet werden, da sie
aufgrund ihrer niedrigen Wärmedehnung einem schnellen Temperaturwechsel ohne Rißbildung oder Zerstörung
standhalten. Sie sind somit besonders wirtschaftlich.
Neben dieser Verwendung kann man die Gefäßform auch noch als Gießform für Metallschmelzen einsetzen,
da sie gut temperaturschockbeständig sind und eine ausgezeichnete Maßhaltigkeit auch bei höheren Temperaturen
aufweisen. Insbesondere liegen die Vorteile mit
(15 dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tiegel
darin, Festigkeiten mit ca. 40 N/mm2 zu erzielen, was sonst bei aluminiumtitanathaltigen Körpern nicht
erreicht wurde. Dabei erweisen sich solchermaßen
hergestellte Formkörper gegenüber Metallen bzw. deren Legierungen als sehr korrosionsbeständig. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß man nur ein wenig poröses Erzeugnis durch das erfindungsgemäße Verfahren
und der entsprechenden Zusammensetzung erhält.
Außerdem konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren die Ausschußquote erheblich gesenkt werden, da
aluminiumtitanathaltige Körper sehr zu Trockenrissen neigen.
Beispiele der Massezusammensetzung und deren Einfluß auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten (Gew.-%)
| Nr. | AI2O3 | TiO2 | MgF2 | Na3AlF6 | Brenn | Wärmeausdehnungs- | |
| temperatur | koeffizient zwischen | ||||||
| 20-600 | |||||||
| 1 | 55,1 | 43,3 | 1,0 | 0,6 | 14200C | -0,02 · | |
| 2 | 40,0 | 50,0 | 5,0 | 5,0 | 14200C | 1,09 · | |
| ι | 3 | 65,0 | 30,0 | 5,0 | 5,0 | 1400°C | 1,83· |
| 4 | 69,0 | 30,0 | 0.5 | 0,5 | 1400 C | 1,43 · | |
| ί | 5 | 55.0 | 44,0 | 0,5 | 0,5 | 14000C | 1,99 · |
| 1 | 6 | 54,5 | 43,5 | 1,0 | 1,0 | 1400°C | 1,10- |
| I I 1M |
|||||||
| 0C | |||||||
| ίο-6 | |||||||
| 10-" | |||||||
| 10-" | |||||||
| 10-" | |||||||
| io-<< | |||||||
| JO"f | |||||||
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von keramischen, temperaturschockbeständigen Gefäßformen, vorzugsweise
zum Schmelzen oder Gießen von Metallen bzw. Legierungen, dadurch gekennzeichnet,
daß die siliziumfreie Mischung von 39-70 Gew.-% Al2O3, 29-60 Gew.-% TiO2 als
auch 0.1—5Gew.-% MgF2 und 0,l-5Gew.-%
Na3AlF6 mit organischen Plastifizierungs- und Verflüssigungsmitteln
aufbereitet, durch keramische Dreh-, Preß- oder Gießverfahren verformt, getrocknet
und bei Temperaturen zwischen 1200 bis 1500° C
gebrannt werden, wobei überwiegend aus /?-Aluminiumtitanat
bestehende Erzeugnisse mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von -23· 10-' bis +2,510-6/°C zwischen 20—600°C
erhalten werden.
2. Keramische, temperaturschockbeständige Gefäßform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise eine annähernd stöchiometrische Mischung des Aluminiumtitanats von 53 bis
57 Gew.-% Al2O3 und 42 bis 45 Gew.-% TiO2 mit
entsprechenden Zusätzen von 0,8 bis 1,2 Gew.-% MgF2 und 0.4 bis UGew.-% Na3AlF6 verwendet
werden.
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Publications (3)
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| DE2341325C3 true DE2341325C3 (de) | 1978-05-11 |
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ID=5889854
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| DE19732341325 Expired DE2341325C3 (de) | 1973-08-16 | 1973-08-16 | Verfahren zur Herstellung einer keramischen, temperaturschockbeständigen Gefäßform zum Schmelzen oder Gießen von Metallen |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|
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