DE2531162C3 - Gebrannter, poröser Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Gebrannter, poröser Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Ein großer Teil von keramischen Erzeugnissen wird durch Gießen oder maschinell in durchlässigen oder porösen Druckgußformen aus Formgips hergestellt, weil dieser eine ausgezeichnete Durchlässigkeit und Porosität zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen aufweist Die Poren, des Formgipses absorbieren das Wasser im Ton oder ähnlichen zum Formen von keramischen Erzeugnissen verwendeten Materialien.
M Insbesondere werden Formgipsdruckgußformen fast ausschließlich beim sogenannten Druckgießverfahren benutzt, bei dem der feuchte Ton zwischen die Formhälften eingepreßt wird und die Feuchtigkeit in die Poren der Formgipsdruckgußform eindringt Der so ausgepreßte Ton wird dann von der Druckgußform befreit, indem man ein gasförmiges Medium, z. B. Luft, durch die Poren der Form durchleitet.
Obwohl man mit Formgips und anderen auf Gips basierenden Materialien relativ zufriedenstellend porö se oder durchlässige Druckgußformen herstellen kann, haben sie trotzdem beträchtliche Nachteile, wie ihre allgemein schwache mechanische Festigkeit, ihre Verschleißerscheinungen, die geringe Widerstandsfähigkeit gegen Wärmestoß und ihre beträchtliche chemische Löslichkeit in Wasser. Diese Mängel der Druckgußformen aus Formgips oder anderen auf Gips basierenden Materialien führen zu einer kurzen Lebensdauer, weil unter anderem wiederholte Druckgußvorgänge die Preßfläche schnell abfasen und dazu neigen, die Kanten der Druckgußforr.i zu brechen; das führt dazu, daß sie nach nur wenigen hundert Dmckgußvorgängen verworfen werden müssen.
Darüber hin?us wird durch die schwache mechanische Festigkeit der Gebrauch von Schwermetallbehäl- tern notwendig, um zu verhindern, daß die Druckgußfnrm während eines Druckgußvorganges zerbricht; in vielen Fällen gehen solche Druckgußformen bereits beim ersten Druckgießen infolge dieses Problems verloren.
Die offensichtlichen Nachteile, die den auf Gips basierenden Materialien zugrundcüegen, haben Fachleute veranlaßt, zu versuchen, eine poröse Druckguüform zu finden, die die gleiche Porosität und Durchlässigkeit wie die Druckgußformen aus Formgips aufweist, die aber über gute mechanische Festigkeit, Haltbarkeit, Wärmeschockwiderstandsfähigkeit und geringe Wasserlöslichkeit verfügt. Bis heute jedoch hat, obwohl viele Patente auf poröse Druckgußformen
erteilt wurden, keine in der großtechnischen Herstellung Verwendung gefunden. Der Grund dafür ist wahrscheinlich der, daß Druckgußformen, die eine höhere mechanische Festigkeit aufweisen als Druckgußformen aus Gips oder anderen auf Gips basierenden Materialien, nicht die nötige Porosität und Durchlässigkeit aufweisen und vor allem Oberflächenrisse zeigen, die die Druckgußformen zum Druckgießen unbrauchbar machen.
Im allgemeinen arbeitet eine Druckgußform, die nur eine genaue Verteilung der Porengröße besitzt, nicht unbedingt so zufriedenstellend wie eine Druckgußform, in der die zu formende Masse von der Druckgußform dadurch gelöst wird, daß mit Luft durchgeblasen wird, weil es absolut unerläßlich ist, den Vorgang des Durchblasens eigens für Form- oder andere Gipsmaterialien zu gestalten. Weiterhin ist es wichtig, daß während des Brennvorganges der Druckgußform die gebrannte Form annähernd die gleichen Abmessungen hat wie die entsprechende ungebrannte Form.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung einer Preßform, die sowohl eine Aufteilung der Porengrößen entsprechend dem gebräuchlichen Zement- oder Stuckgips als auch bessere physikalische Eigenschaften aufweist, die der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Druckgußform durch hohe mechanische Festigkeit eine viel längere Lebensdauer erlauben, als sie bei gebräuchlichen Druckgußformen aus Formgips erreichbar ist. Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Druckgußformen auch bei sehr hoher Temperatur und in korrodierender Umgebung ohne nachteilige Effekte verwende», werden. Weil die erfindungsgemäße Zusammensetzung und die Produkte nach der Erfindung über so ausgezeichnete physikalische und chemische Eigenschaften vertugen und weil sie in jede gewünschte Form gebracht werden können, gibt es für die Erzeugnisse vielseitige Anwendungsmöglichkeiten. Beispiele dafür sind die Verwendung als Formen für die Herstellung von Kiinstsinffprodiiklen oder als Gasdiffusoren. Es ist jedoch hervorzuheben, daß die Erzeugnisse nach der Erfindung in jeder Umgebung benützt werden können, wo offenzellige Struktur, niedrige Verschleißerscheinungen, hohe mechanische Festigkeit und/oder Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen oder gegen korrodierende Umgebung nützlich oder wünschenswert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher. Produkte und Methoden zur Herstellung von Druckgußformen zu entwickeln und aufzuzeigen, wobei das Produkt, wenn es gebrannt ist, eine einheitliche offenzellige Struktur von wenigstens 20 Vol-% und vorzugsweise von 30 Vol-%, eine durchschnittliche PorengröDe in der Größenordnung von I bis 10 Mikron und vorzugsweise von weniger als etwa 5 Mikron und ein Bruchmodul von wenigstens 280 kp/cm3 aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zu entwickeln und aufzuzeigen, die die wünschenswerten Eigenschaften von Druckgußformen aus Fonngips aufweist, die aber gleichzeitig über bessere physikalische Eigenschaften verfügt, die eine lange Haltbarkeit zur Folge haben.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine poröse Druckgußform und Materialien zur Herstellung derselben zu entwickeln und aufzuzeigen, die einen Bruchmodul von wenigstens 280 kp/cm1 und vorzugsweise 350 kp/cm3 und keine Oberflächendefekte aufweist, wobei die Druckgußform zum Druckgießen von keramischen Erzeugnissen auf bemerkenswert lange Zeiträume hinaus verwendet werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine poröse Druckgußform zu entwickeln, die zuerst aus Glasparti-ϊ kein und Schleifpartikeln wie Aluminium zusammengesetzt wird, wobei die Partikel in solcher Weise verbunden werden, daß das Glas aus während des Brennvorgangs entstehenden sekundären Kristallen besteht, die die Festigkeit der entstehenden Druckejuß form stark verbessern, die ihr aber gleichzeitig die gewünschte Porosität geben, die derjenigen von entsprechenden Formgipsdruckgußformen gleicht.
Diese und andere Ziele ergeben sich aus der folgenden Einzelbeschreibung von bevorzugten Ausfüh rungsformen der Erfindung, wobei sich alle Teile und Prozente auf Gewicht beziehen, wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist und alle Temperaturen in 0C angegeben werden. Vorstehend genannte und andere Ziele sind in der vorliegenden Erfindung verwirklicht, die zum Teil auf der überraschenden Entdeckung beruht, daß ein poröses keramisches Produkt, das die vorstehend aufgezählten Eigenschaften besitzt, so hergestellt werden kann, daß eine Mischung aus Glas- und Schleifpartikeln (wie z. B.
Aluminiumoxid) langsam bis zu einer Temperatur erhitzt wird, die gerade noch unter dem Temperaturbereich liegt, wo Glas anfängt, weich zu werden und zu schmelzen, und daß dann die Temperatur dort konstant gehalten wird, bis das Produkt ein Bruchmodul von wenigstens 280 kp/cm3 und vorzugsweise von 350 kp/cm3 besitzt, und daß man dann das Produkt abkühlen läßt. Diese Brennmethode bedingt, daß die Partikel durch festes Sintern verbunden werden, d. h. die Glaspartikel verformen oder verfließen nicht, vielmehr wird die Verbindung hergestellt, wenn sich die Partikel im festen Zustand befinden. Diese Methode, eine Verbindung herzustellen, beeinträchtigt nicht die Porosität der entstehenden Druckgußform und bedingt eine hohe Festigkeit, die vermutlich daraus resultiert, daß während des Brennprozesse.t sekui.Jare Kristalle in den Glaspartikeln entstehen.
Eine Verbindung durch festes Sintern herzustellen, verhindert, daß die Glaspartikel in die Zwischenräume der Partikel fließen, wobei jedoch jene Porosität und Durchlässigkeit erhalten bleibt, die für Formgips charakteristisch ist.
Die oben genannte Zusammensetzung und der Brennvorgang ermöglichen dem gebrannten Produkt auch, daß es die gleichen Ausmaße beibehält wie das
so ungebrannte Ausgangsprodukt.
Das Produkt (z. B. eine Druckguß- oder Spitzform) kann auf jede bereits bekannte Art in die gewünschte Form gebracht werden, z. B. durch Formgießen. Um dem Produkt die nötige Härte im unabgebundenen
5ri Zustand zu verleihen, ist der Gebrauch eines organischen Bindemittels und Wasser bevorzugt.
Im allgemeinen beginnt man mit der Verwendung von Partikeln, die im wesentlichen aus 30—90% Schleifpartikeln und 70—10% Glaspartikeln bestehen. Diesen Partikeln werden ein organisches Bindemittel zugesetzt und genügend Wasser, um das Produkt in die gewünschte Form zu bringen. Im allgemeinen werden die trockenen Komponenten (d. h. die Giaspartikel, die organischen Bindemittel und die feuerfesten Schleif-
6"> materialien) miteinander zu einer homogenen Masse vermischt, dann wird eine reichliche Menge Wasser zugegeben, um eine dickflüssige Zusammensetzung zu erhalten, die dann in die gewünschte Form gebracht
werden kann, indem man die Zusammensetzung in Preßformen füllt, die entweder aus Stuckgips, aus Kautschuk od. dgl. bestehen können. Das Fertigprodukt (z. B. eine DruckguDform) kann an der Luft getrocknet werden, um das Wasser zu entfernen, und wird danach so langsam gebrannt, daß das Produkt immer eine gleiche konstante Temj^eratur besitzt, die ausreichend sein muß, um das organische Bindemittel zu verdampfen. Danach wird die Temperatur langsam erhöht, bis das Produkt eine Temperatur erreicht hat, die knapp unter dem Schmelzbereich von Glas liegt; auf dieser Temperatur wird das Produkt gehalten, bis die Glaspartikel miteinander und mit den feuerfesten Schleifpartikeln durch festes Sintern verbunden und bis in den Glaspartikeln durch den Brennvorgang Kristalle gewachsen sind.
Die Glaspartikel können aus jedem gebräuchlichen Glas bestehen, vorzugsweise sollte jedoch die Größe der Partikel weniger als 44 μπι betragen. Die Ausgangspartikelgröße, d. h. der glas- und feuerfesten Schleifpartikel, bestimmt bis zu einem gewissen Grad die Porosität und Durchlässigkeit des gebrannten Produktes.
Die Glaspartikel können aus jedem gebräuchlichen Glas sein, der Schmelzpunkt des Glases sollte jedoch vorzugsweise bei einer relativ hohen Temperatur liegen, weil sich das Brennen der Druckgußform oberhalb dieses Punktes negativ auf die die Druckgußform kennzeichnende Porosität und Durchlässigkeit auswirkt Wird nämlich die Form höheren Temperaturen als dem Schmelzintervall von Glas ausgesetzt, dann verliert das Glas seine Form und fließt in die Zwischenräume zwischen den Partikeln und verringert dadurch die Porosität und Durchlässigkeit der Druckgußform.
Die Zusammensetzung der Glaspartikel selbst spielt für die vorliegende Erfindung keine Rolle und es kann jedes beliebige Silikatglas verwendet werden, das auch Natriumoxid, Calciumoxid, Boroxid, Zinkoxid, Bleioxid, Aluminiumoxid und andere anorganische Bestandteile enthalten kann.
Das poröse Schleifprodukt kann Schleifpartikel in «o einer Größenordnung von 30—90 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht von glas- und feuerfesten Schleifpartikeln und vorzugsweise umfassen die feuerfesten Schleifpartikel 30 Gew.-% bis 50 oder 70 Gew.-%. wobei die feuerfesten Schleifpartikel von den « Glaspartikeln von 30 Gew.-% bis 50 oder 70 Gew.-% gebunden werden, wobei sich die Prozentsätze auf das Gesamtgewicht von glas- und feuerfesten Schieifpartikeln beziehen.
Fast jeder feuerfeste Schleifpartikel kann für die so vorliegende Erfindung verwendet werden, so sind z. B. für solche feuerfesten Schleifpartikel Aluminiumoxid, Quarz, Wollastonit, gebrannter Ton u. dgl. verwendbar.
Wie bei den Glaspartikeln sollten die feuerfesten Schleifpartikel oder Körner eine Korngröße von weniger als 44 μηι aufweisen.
Im allgemeinen können die glas- und feuerfesten Schleifpartikel auf viele Arten in die geeignete Form gebracht werden. Eine bevorzugte Methode ist die des Gießens aus einer Schlämme, jedoch ist es unabhängig w von der angewandten Methode im allgemeinen vorteilhaft, ein organisches Bindemittel und so viel Wasser oder eine andere Flüssigkeit zuzusetzen, daß die Zusammensetzung eine ausreichende Bearbeitbarkeit erhält, damit sie in die gewünschte Form gebracht oder geformt werden kann. Wenn die Partikel gegossen werden, dann beträft der Anteil des organischen Bindemittels, bezogen auf das Gewicht der Glaspartikel, feuerfesten Schleifparlikel und des organischen Bindemittels, weniger als 2 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%. Wenn jedoch eine andere ArI der Formgebung angewandt wird, dann kann das organische Bindemittel in Größenordnungen von 2 bis 3 Gew.-% vorliegen; der genaue Anteil an organischem Bindemittel ist nicht sehr entscheidend, weil der Anteil davon abhängt, wie die poröse Preßform geformt wird. Wenn z. B. die Glas- und Schleifpartikel in einer Kautschukdruckform geformt und luftgetrocknet werden, dann ist es nötig, 2—3 Gew.-% organischen Bindemittels sowie ein wasserlösliches Polymerisat oder Kunstharz und zwischen 20—30% Wasser zuzufügen. Wenn andererseits das poröse Produkt nach der vorliegenden Erfindung durch Gießen einer Schlämme geformt wird, dann sollte der Anteil an organischem Bindemittel weniger als 2% betragen und im allgemeinen ist es vorteilhaft, Alginate, verschiedene Gummiarten oder .sogar Stärke als Bindemittel zu verwenden. Die benötigte Wassermenge entsprich natürlich der Menge, die man benötigt, um den glas- und feuerfesten Schleifpartikeln die nötige Dichte zum Formen, Gießen usw. zu verleihen.
Wie bereits erwähnt, muß die Brenntemperatur sehr sorgfältig gewählt werden, wenn das poröse Produkt nach der vorliegenden Erfindung die gewünschten Eigenschaften haben soll, d. h. gute Porosität und Durchlässigkeit vereint mit großer Festigkeit und Widerstandskraft gegen Verschleißerscheinungen mit vernachlässigbarer Volumenverminderung und im wesentlichen keinen Oberflächendefekten. Zuerst muß die Temperatur langsam genug erhöht werden, daß einerseits das ganze Ausgangsprodukt die gleiche Temperatur hat, andererseits das organische Bindemittel langsam aus dem Produkt verdampft. Wenn das organische Bindemittel ausgebrannt und das Wasser verdampft ist, dann wird die Temperatur langsam bis unter den Schmelzbereich der Glaspartikel erhöht, d. h. bis zu etwa 149—37,8°C unterhalb des Schmelzbereiches. Der Schmeizbereich der Glaspartikel kann durch Cie Volumenverminderung des Produkts bestimmt werden. Wenn das Produkt anfängt zu schrumpfen, dann ist der Schmelzbereich erreicht und die Temperatur ist zu hoch. Somit wird, vom praktischen Standpunkt aus gesehen, die Temperatur des Produkies bis unterhalb eines Punktes erhöht, in welchem das Produkt anfängt zu schrumpfen. Die Temperatur wird dann auf diesem Punkt gehalten, bis die Preßform ein Bruchmodul von 280 kp/cm3 und vorzugsweise von 350 kp/cm3 aufweist.
Die Ausgangsmaterialien (d. h. die glas- und feuerfesten Schleifpartikel and organischen Bindemittel) und die Brenntemperatur sind so gewählt, daß sich während des Brennvorganges die organischen Bindemittel nicht aufblähen (das verlangt einen relativ langsamen Temperaturanstieg) und daß kein Schmelzen der glas- oder der feuerfesten Schleifpartikel eintritt. Das ist für die Erfindung wesentlich und ausschlaggebend.
Die gebranrr.e Druckgußform selbst muß gewisse Eigenschaften besitzen, die ihre Verwendung als poröse Druckgußform erlauben. Allgemein darf die gebrannte poröse Druckgußform keine Oberflächendefekte haben, muß eine einheitliche Struktur von wenigstens 20 Vol-% und vorzugsweise 30 Vol-% oder mehr aufweisen und eine durchschnittliche Porengröße in der Größenordnung von 1 bis ίΟμιτι besitzen, wobei die günstigere Porengröße bei weniger als etwa 5 μηι liegt. Zusätzlich soliie sie eine große Festigkeit gegen Verschleißerschei-
innigen und ein hohes Bruchmodul aufweisen, das /. B. bei wenigstens 280 kp/cmJ und vorzugsweise bei 350 kp/cm3 und darüber liegt.
Um die vorliegende Erfindung näher zu erläutern, wird im folgenden eine bevorzugte Methode des Gießens zur Herstellung einer porösen Druckgußform dargelegt.
40 Gew.-% einer Aluminium-Bor-Silikat-Glasverbindung mit einer Partikelgröße von weniger als 44 (im wurden mit 60% Aluminiumoxid mit einer Partikelgröße von weniger als 44 μπι und 0,25 Gew.-% eines organischen Bindemittels gemischt. Zu der entstandenen trockenen Mischung gab man 28,5 Gew.-% Wasser unter heftigem Rühren mit einem Glasrührer zu, um eine weitgehend homogene Masse zu erhalten und Verklumpungen aufzulösen. Die erhaltene wäßrige Masse wurde in eine Schwingmühle im Verhältnis 3 :3 eingebracht und 1 1A Sld. darin belassen, um pine vollständig homogene Masse zu erzielen. Die erhaltene Formschlämme war eine dickflüssige Zusammensetzung mit einem spezifischen Gewich', von 2,2 bis 2.4 g/cmJ.
Die so hergestellte wäßrige Zusammensetzung wurde durch Einbringen in Gipsformen in die geeignete Form gebracht.
Die wäßrige Zusammensetzung ließ man in der Form 2 bis 4 Stunden trocknen und nach dem Herausnehmen weitere 24 bis 48 Stunden. Das luftgeiiocknete Formstück, das zu diesem Zeitpunkt relativ hart war und leicht gehandhabt werden konnte, wurde für 24 Std. in einen Trockner mit etwa 37,8" C gegeben, um sicherzugehen, daß alles Wasser entfernt wurde.
Nach dem Trocknen bei dieser Temperatur wurde die Form in einen Ofen gegeben und die Temperatur innerhalb von 5 Stunden langsam auf etwa 538° C erhöht und bei dieser Temperatur etwa 24 Stunden lang gehalten, um sicherzugehen, daß das organische Bindemittel vollständig ausgebrannt wurde. Es ist wichtig, das organische Bindemittel nicht zu schnell zu verdampfen, um ein Aufblähen zu verhindern. Nach dem 24Std.-Aufglühen wurde die Temperatur langsam auf 8IbX erhöht und bei dieser Temperatur etwa 2 Stunden lang gehalten.
Nach 2 Stunden war eine ausgezeichnete Bindung zwischen den Glaspartikeln und den Aluminiumoxidpartikeln entstanden, teilweise wegen der Bildung von Aluminium-Silikat-Kristallen in situ. Danach wurde die Form auf Zimmertemperatur gekühlt. Die gesamte Brennzeit betrug 44 Stunden.
Die nach dem oben genannten Verfahren hergestellte Form wies sich durch eine ausgezeichnete Porosität. Durchlässigkeit und Festigkeit aus. Außerdem wies sie ein hohes Bruchmodul und keine Oberflächendefekte auf.
Insbesondere kann eine Druckgußform nach obigem Verfahren für 7000 Druckgießvorgänge von feuchtem, trroben Ton verwendet werden. Mit feinem Kaolin können 15 000 Druckgießvorgänge erzielt werden. Im Gegensatz dazu wird eine entsprechende Druckgußform nach nur 300—400 Druckgießvorgängen unbrauchbar. Ebenso bedeutend ist die Tatsache, daß bei Benutzung einer nach dem vorherigen Verfahren hergestellten Form diese nach nur 10—19 Druckgießvorgängen gereinigt werden muß, wogegen eine Formgipsform bereits nach 7 Druckgießvorgängen durch das absorbierte Wasser des gepreßten Tons bedingt gereinigt werden muß. Darüber hinaus ist das Reinigen der porösen Keramikdruckgußform wesentlichgleichmäßiger.
Die Porosität der erfindungsgemäßen Druckgußform beträgt etwa 40%; das entspricht etwa der von Formgipsdruckgußformen und ist wesentlich besser als
ri die von anderen auf Gips basierenden Druckgußformen.
Darüber hinaus hat die Druckgußform nach der vorliegenden Erfindung ein Bruchmodul von 378 kg/cm2 und eine Volumenvermindening von nur 0,9%.
Bei anderen Druckgußformen werden 50% Glas- und
in 50% Aluminiumpartikel mit einer Bindungstemperatur von etwa 700"C verwendet. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Druckgießform weist eine Porengröße in der Größenordnung zwischen I hi<; 3 μνη auf.
ΐί Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die durchschnittliche Porengröße der gebrannten porösen Keramikdruckgußform bei etwa I bis ΙΟμηι lieg'.
vni/imrhpn iu r<; it'Hnrh wpnn dir Porf-nurnRr weniger als 5 μ in beträgt.
In der erörterten Ausführungsform ist als Berciun ein Verfahren /ur Herstellung einer porösen Keramikdruckgußform durch Formgießen angegeben. |edoch ist dies, wie bereits erwähnt, nur rin Beispiel einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform, und es können andere
_>s Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung poröser Keramikdruckgußforrncn und anderer poröser Produk-Ie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wenden. So kann z. B. neben dem Formgießen einer Mischung aus glas- und feuerfesten Schleifpartikeln
i» auch ein organisches Bindemittel verwendet werden und etwa eine Stunde vor dem Gießen kann Wasser zugegeben werden (etwa 20%); danach wird die so erhaltene Mischung in eine mit Kautschuk ausgekleidete Form gegossen, dann der Luft etwa 4 Std. lang
!Ί ausgesetzt, danach im Ofen getrocknet; nach dem Trocknen (vorausgesetzt, daß alles Wasser entfernt wurde) kann die Form in der bereits erwähnten Weise gebrannt werden. In diesem Verfahrensbeispiel wird jedoch bevorzugt in wasserlösliches harzhaltiges Agens
4(1 in einer Menge von 20 Gew.-% verwendet. Es können aber die gleichen glas- und feuerfesten Schleifpartikel wie beim Formgießen verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, beträgt der bevorzugte Anteil an feuerfesten Schleifpartikeln 50 bis 70 Gew.-%
4ϊ bezogen auf das Gesamtgewicht an feuerfesten Schleifund Glaspartikeln; es wurden jedoch auch schon Mengen von 30 oder 40 bis zu 90 Gew.-% mit Vorteil verwendet.
Die Menge an zur Herstellung eines Körpers von zur
in Handhabung vor dem Brennvorgang ausreicher. '.:r Festigkeit benötigtem Wasser hängt natürlich von vielen Faktoren ab. es hat sich aber gezeigt, daß das Wasser in Mengen von 10—20 Gew.-% (pro 100 Gew.-% des Gesamtgewichtes der glas- und feuerfesten
ϊΐ Schleifpartikel) und bis zu 30 oder 40 Gew.-% vorliegen kann, jedoch wird allgemein angenommen, daß die Wassermenge für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung ist.
Der Anteil an organischem Bindemittel variiert
to abhängig von dem Herstellungsverfahren einer Druckgußform. Im allgemeinen beträgt der Anteil an organischem Bindemittel zwischen 1 Gew.-% (pro 100 Gew.-% des Gesamtgewichtes der glas- und feuerfesten Schleifpartikel) bis zu 2 oder 3 Gew.-%. Beim
b5 FormgieBen ist das organische Bindemitlei in Mengen von 0,1 bis 1,0 Gew.-% vorhanden, wenn aber mehr Festigkeit für den unabgebunderen Zustand verlangt wird, kann der Anteil an organischem Bindemittel
erhöht werden.
Die Brenntemperatur kann abhängig von dem verwendeten Glastypus ebenfalls stark variieren; es ist jedoch wesentlich, daB die höchste Temperatur unter dem Schmel^intervall von Glas bleibt, aber hoch genug ist, um eine Verbindung zwischen den Partikeln herzustellen.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    ;1. Gebrannter, poröser Gegenstand, insbesondere Prleßform, mit einer einheitlichen, offenen Porosität vcjn mindestens 20 Vol-% und einer durchschnittlichien Porengröße zwischen 1 und 10 μιη, dadurch gi|!kennzeichnet, daß er 30 bis 90 Gew.-% feilerfeste Schleifpartikel und 70 bis 10 Gew.-% Glaspartikel enthält, wobei die Partikel untereinander durch die Glaspartikel verbunden sind, diese Verbindung durch festes Sintern hergestellt ist und die Glaspartikel Aluminium-Silikat-Kristalle enthalten, die sich in situ während des Bindungsvorganges der Partikel bilden.
    2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen 30 bis 70 Gew.-% feuerfeste Schleifpartikel und 70 bis 30 Gew.-°/o Glaspartikel enthält
    3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen 50 bis 70 Gew.-% feuerfeste Schleifpartikel und 50 bis 30 Gew.-°/o Glaspartikei enthält.
    4. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Schleifpartikel aus Aluminiumoxid (Tonerde) bestehen.
    5. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaspartikel aus Aluminium-Bor-Silikat-Glas bestehen.
    6. Gegenstand nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaspartikel im gesinterten Zustand sekundäre Kristalle enthalten, die in situ während des Brennvorganges beim Sintern gewachsen sind.
    7. Gegenstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Kristalle Aluminium-Silikat-Kristalle sind.
    8. Verfahren zur Herstellung eines porösen Gegenstandes, insbesondere Preßform, mit einer offenzeiligen Struktur von wenigstens 20 Vol-%, einer durchschnittlichen Porengröße zwischen I bis 10 μιη, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) Partikel, die im wesentlichen aus 30 bis 90% feuerfesten Schleifpartikeln und 70 bis 10% Glaspartikeln bestehen, mit
    b) einem organischen bindenden Agens und Wasser in solchen Mengen zugemischt werden, daß das Gemisch eine Festigkeit erhält, um es in die Druckgußform bringen zu können; dann aus dem Gemisch eine beliebige Form geformt wird; die erwähnte Form getrocknet wird, um das ganze Wasser weitgehend daraus zu entfernen; die resultierende trockene Form durch langsames Erhöhen der Temperatur bis zu einem Punkt, wo die gesamte Form weitgehend überall die gleiche Temperatur aufweist und bis die Form eine Temperatur erreicht hat, oberhalb der das organische Bindemittel ausbrennt, gebrannt wird; die Form auf dieser Temperatur gehalten wird, bis das organische Bindemittel im wesenllichen entfernt ist, dann die Temperatur der Form langsam wieder bis nahe, aber noch unter dem Schmelzintervall von Glas erhöht wird; und schließlich die Form auf dieser Temperatur gehalten wird, bis durch festes Sintern eine Verbindung zwischen den Partikeln entstanden ist und die Form einen Bruchmodul von wenigstens 280 kD/cmJaufweist.
    9, Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an feuerfesten Schleifpartikeln 30 bis 70% und der der Glaspartikei 70 bis 30% beträgt
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der feuerfesten Schleifpartikel weniger als 44 μηι beträgt
    11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Partikelgröße der Glaspartikel
    '0 weniger als 44 μιη beträgt.
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Schleifpartikel aus Aluminiumoxid (Tonerde) bestehen.
    13. Verfahren nach einem oder mehreren der A nsprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Brenntemperatur etwa 149 bis 37,8° C unter dem Schmelzintervall von Glas liegt.
DE2531162A 1974-07-29 1975-07-11 Gebrannter, poröser Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2531162C3 (de)

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