DE2750290B2 - Feuerfestartikel und Metall-Keramikverbundkörper aus silikathaltigem Aluminiumtitanat - Google Patents

Feuerfestartikel und Metall-Keramikverbundkörper aus silikathaltigem Aluminiumtitanat

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Feuerfestprodukte, insbesondere Gießereiartikel, aus silikathaltigem Aluminiumtitanat und daraus hergestellten keramischen Metallverbundkörpern. Derartige Produkte sollen eine gute Temperaturschockbeständigkeit, Korrosionsfestigkeit und eine ausreichend mechanische Festigkeit besitzen. Die Erfindung bezweckt daher die Nachteile der bisher verwendeten Werkstoffe durch die Verwendung von silikathaltigem Aluminiumtitanat aufzuheben, wie z. B. den Angriff von Gußeisen in der Aluminiumschmelze, die geringfügige Formbeständigkeit von asbesthaltigen Materialien und die Unbeständigkeit >o gegenüber Oxidation als auch die geringeren Standzeiten von Graphit.
Bekannt sind solche silikathaltigen Aluminiumtitanate aus der DE-AS 12 38 376. Hieraus geht hervor, daß derartige Massenzusammensetzungen plastische Antei- » Ie in Form von Kaolin enthalten können. Dabei wird auf die außerordentlich gute Temperaturwechselbeständigkeit und die geringe Wärmedehnung solcher Massen hingewiesen. Andererseits ist die Brenntemperatur bei den einzelnen Beispielen mit über 1400° C relativ hoch, <>o was wiederum niedrige Festigkeiten mit sich bringt, da ein grobes Korn im Scherben infolge Kristallwachstum vorliegt. Obwohl der Ausdehnungskoeffizient bei relativ niedrigen Werten liegt, kam dieser Werkstoff wegen der geringen Festigkeit großtechnisch nicht zum Einsatz. t>5 Neuerliche Versuche ergaben, daß die alleinige SiO2-Zugabe in Form von Kaolin nicht die gewünschte mechanische Festigkeit nach dem Sintern bringt.
Deshalb wird nach anderen Wegen gesucht, die Festigkeit des Aluminiumtitanats unter Erhaltung eines niedrigen Ausdehnungskoeffizienten zu verbessern.
Des weiteren ist ein silikathaitiges Aluminiumtitanat mit Eisentitanat aus der US-PS 27 76 896 bekanntgeworden. Bei diesem Schutzrecht wurde insbesondere auf die geringe mechanische Festigkeit des Aluminiumtitanats eingegangen. Durch Zusätze von 5 bis 40 Gew.-% Ton oder Kaolin oder von 1 bis 10 Gew.-°/o Talk soll die Festigkeit erhöht werden. Hauptsächlich geht es aber darum, Aluminiumtitanat für Einsatztemperaturen 900 bis 1300° C zu stabilisieren, wobei die gute Temperaturschockbeständigkeit von Aluminiumtitanat erhalten bleiben solL Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen, 1 bis 50 Mol-% Eisentitanat (Fe2O3 χ TiO2) dem Aluminiumtitanat zuzusetzen. Durch Talk- oder Tonzugabe ist zwar eine relativ hohe Festigkeit je nach Herstellungsmethode zu erhalten, aber diese Festigkeitswerte sind immer mit einem hohen Ausdehnungskoeffizienten von fast 3xlO-6/°C zwischen Raumtemperatur und 400° C gekoppelt
In diesem Zusammenhang soll auch auf die Literaturstelle aus Ceram. Bull. Abstr. 1954, Seite 11, hingewiesen werden, insbesondere auf die Bemerkung, daß geringe Anteile von Eisentitanat oder Magnesiumtitanat das gesinterte Aluminiumtitanat stabilisieren. Mit den genannten Zusätzen hat man versucht, der allgemein bekannten Tatsache abzuhelfen, daß im Temperaturbereich unter 1300° C eine Instabilität der Aluminiumtitanatverbindung vorliegt
Weiterhin geht aus Ceramic Abstracts 1951, Seite 87, hervor, Turbinenschaufeln aus Aluminiumtitanat mit einem Aluminiumsilikatzusatz von 5 bis 40 Gew.-% herzustellen. Auch hier wird nur die gute Temperaturschockbeständigkeit dieses Werkstoffes genannt. Es zeigt sich aber auch wieder, daß man nur mit relativ hohen Zusätzen von Kieselsäure (SiO2) die Eigenschaften des reinen Aluminiumtitanats hinsichtlich der Festigkeit verbessern kann, wobei andere typische Eigenschaften des Aluminiumtitanats, wie z. B. der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient, verlorengehen. Weiterhin ist die Literaturstelle »Keramische Massen auf der Basis von Aluminiumtitanat« in der Tonindustrie Zeitung, 1974, Nr. 12, Seite 315 ff, heranzuziehen. In diesem Artikel wird erwähnt, daß geringe Anteile an Eisen- als auch Magnesiumtitanat sowie größere Anteile von SiO2 stabilisierend auf Aluminiumtitanat wirken. Aus der Feststellung in dieser Literaturstelle, daß durch den Zusatz von Aluminiumoxid zwar die mechanische Festigkeit verbessert wird, aber der Wärmeausdehnungskoeffizient beim Vorhandensein von freiem Aluminiumoxid im Aluminiumtitanat erheblich ansteigt, wird deutlich, daß man mit dem Zusatz einer einzelnen Komponente zwar einzelne Eigenschaften des reinen Aluminiumtitanats verbessern kann, aber man noch nicht einen Werkstoff erhält, der allen Anforderungen für die großtechnische Anwendung gerecht wird. Dies wird noch durch die Bemerkung unterstrichen, daß die Erprobung von Zusätzen in Form von TiO2, Cr2O3, Aluminiumphosphat, seltene Erden, Y2O3, Zirkonoxid, Thoriumoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Erdalkalioxide, Lithium und nichtoxidische Stoffe in der Praxis nicht den gewünschten Erfolg gebracht haben.
Für Feuerfestprodukte und ähnliche Anwendungsbereiche ist aus der DE-PS 19 15 782 auch ein zirkonhaltiges Aluminiumtitanat mit einer Druckfestigkeit von ob= 10 —30/N bekanntgeworden, wobei der Zusatz von
Zirkonsiiikai Zwischen 5 UOu 30 Gew.-% liegt. Die
Zusammensetzung von Zirkonsilikat bringt zwar eine Verbesserung hinsichtlich der Festigkeit, gleichzeitig steigt aber auch der Ausdehnungskoeffizient, womit eine wesentliche Bedingung für die wichtigsten technischen Anwendungsgebiete nicht erfüllt wird.
Allgemein ist zu sagen, daß Versuche mit den genannten Massen ergaben, daß diese Werkstoffe speziell bei der Herstellung und Verarbeitung von NE-Metallen nicht genügend lange Standzeiten besitzen, um kostengünstig in der Praxis eingesetzt zu werden. Sie erwiesen sich insbesondere für den rauhen Gießerei- und Schmelzbetrieb als nicht zuverlässige Feuerfestprodukte. So sind keramische Metallverbundkörper, insbesondere Abgasstränge aus der DE-AS 2163 717 und DE-AS 23 54 254 bekanntgeworden. Solche Verbundkörper haben eine doppelwandige Struktur, indem der eine Teil aus einem Metall, z. B. Aluminium, und der andere Teil aus einer Keramik besteht Durch die wärmeisolierende Wirkung der Keramik sind solche Körper vor allem für Abgasleitungen, Auspuffrohre und Auspuffkrümmer von Verbrennungsmotoren geeignet Als hitzebeständige Materialien werden die verschiedensten keramischen Werkstoffe genannt Dabei hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß wegen ihres hohen Ausdehnungskoeffizienten die Teile nicht ohne Vorwärmung eingegossen werden können und daß beim Erstarren des Metalls Kompressionskräfte solcher Stärke auftreten, daß es leicht zu Rissen in den nichtmetallischen Werkstoffen kommt. Es ist deshalb ebenfalls der Zweck dieser Erfindung, eiuen keramsichen Werkstoff einzusetzen, der problemloses Eingießen erlaubt und eine gute Verbindung zwischen Metall und Keramik bei hinreichender Festigkeit abgibt.
Aus dem Stand der Technik geht auch hervor, daß Aluminiumtitanat seit den 50er Jahren ein reges Interesse bei dem Werkstoff-Fachmann hervorgerufen hat, ohne daß bisher ein Durchbruch in der Industrie gelungen ist Letzteres ist darauf zurückzuführen, daß die Festigkeitseigenschaften dieses Werkstoffes nicht zufriedenstellend sind. Die Festigkeitswerte von Aluminiumtitanat gegenüber beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Zirkonoxid sind relativ niedrig. So war man jahrelang davon überzeugt, daß der Einsatz von Aluminiumtitanat in der Industrie nicht sinnvoll ist Es muß deshalb ein neuer Weg beschritten werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die schlechten als auch guten Eigenschaften zu kombinieren, verbunden mit einer funktionsgerechten Gestaltung der Produkte, womit sich dann neue Anwendungsmöglichkeiten dieses Werkstoffes in der Praxis ergeben.
Das gemeinsame Kennzeichen der Aufgabenstellung für die Verwendung von Aluminiumtitanat besteht in dem Wunsch, die thermischen und mechanischen Eigenschaften von silikathaltigem Aluminiumiitanat so abzugrenzen, daß sich neue Einsatzgebiete, insbesondere im rauhen Gießerei- und Schmelzbetrieb von NE-Metallen sich ergeben, wo es auf die Feuerfestigkeit, die Temperaturschockbeständigkeit, gute Wärmeisolierfähigkeit und Zuverlässigkeit des eingesetzten Materials ankommt Insbesondere geht es darum, ein Aluminiumtitanat mit hoher mechanischer Festigkeit und niedrigen Ausdehnungskoeffizienten zu finden, um einen keramischen Metallverbundkörper mit hoher Schlag- und Stoßfestigkeit zu erhalten. Dabei ist festzustellen, daß aus dem Stand der Technik kein Hinweis zu entnehmen ist, inwieweit durch die kombinierte Zugabe von Oxidverbindungen die geder Aufgabenstellung zu verbessern sind
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Verwendung von silikathaltigem Aluminiumtitanat bestehend aus Rohstoffen mit einer Korngröße unter 0,6 μπι und einer chemischen Zusammensetzung von 50 bis 60 Gew.-% Al2O3,40 bis 45 Gew.-% TiO2, 2 bis 5 Gew.-% Kaolin und 0,1 bis 1 Gew.-% Magnesiumsilikat als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die einen Temperaturschockkoeffizienten von /?=130 bis 180
ίο (W/cm), eine Wärmedämmung von A=O1Ol bis 0,03 (W/cm K), einen Ausdehnungskoeffizienten von AK±0$x\0-6/°C, einem Ε-Modul von ca. 13x103 (N/mm2) und eine Biegefestigkeit von Ob= 40 (N/mm2) bzw. eine Druckfestigkeit von σο=700 (N/mm2), ferner eins Nichtbenetzbarkeit gegenüber den meisten NE-Metallen und Laugenbeständigkeit besitzen. Die vorliegende Erfindung bringt Vorteile gegenüber den bisher eingesetzten feuerfesten Materialien, wie Graphit, Asbest, Gußeisen und SiC Besonders bei den Gießereiartikeln konnten eine erhöhte Standfestigkeit und Betriebsdauer erreicht werden. Dies ist von größter Bedeutung, da sie auch eine wesentliche Kostenersparnis auf diesem Sektor bringt Neben der großen Temperaturwechselbeständigkeit ist auch die Einsatzmöglichkeit solcher Körper in oxidierender und reduzierender Atmosphäre hervorzuheben. Auch ließen sich keine funktionsbeeinträchtigten Veränderungen des Werkstoffes durch Erosion und chemischen Angriff erkennen. Außer den neuen Einsatzgebieten gegenüber den bekannten Produkten auf der Basis von Aluminiumtitanat ergeben sich auch noch technologische und wirtschaftliche Vorteile, indem das erfindungsgemäße Material relativ einfach herzustellen ist, wobei weder teures Heißpressen noch andere aufwendige Verfahren benutzt werden müssen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, den Werkstoff zur Herstellung von Feuerfestartikeln, insbesondere Gießereiartikel wie Thermoelemente, Schutzrohre, Gaseinleitungsrohre, Verschlußstopfen mit Platte, Steigrohre, Ventilstopfen, Gießlöffel, Gießauskleidung und Steigereinsätze einzusetzen.
Ein weiterer Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Werkstoffes ergibt sich zur Herstellung von keramischen Brennhilfsmitteln, insbesondere als Einsatz für Schubplatten beim Schnellbrand.
Ein bevorzugter Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Werkstoffes ist in der Herstellung von Metall-Keramik-Verbundkörpern, insbesondere Zylinderkopf-Abgassträngen und Abgassammelleitungen zu sehen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die schematisch in den Zeichnungen wiedergegeben sind, näher erläutert Es zeigt im einzelnen
F i g. 1 keramische Bauteile bei der Aluminiumverarbeitung,
Fig.2a/2b Metall-Keramik-Verbundkörper in der Automobilindustrie.
Aluminiumtitanat hat ungewöhnliche Eigenschaften.
M) Zum Beispiel kann dieser Werkstoff einen negativen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Seine Eigenschaften werden vor allem durch die verschiedenen Zusätze zum Versatz von Aluminiumtitanat, durch verschiedenartige Wärmebehandlungen, durch das Brennen und die
b) Herstellungsmethode beeinflußt. Dabei können keine einfachen Regeln zur Herstellung von Feuerfestprodukten und Metall-Keramik-Verbundkörpern gegeben
.Ω f.*;- :A^4Ap Λ nmon^onnrLII Aln
optimale Lösung finden. Grundsätzlich kann man aber sagen, je höher die mechanische Festigkeit, um so niedriger wird die Temperaturschockbeständigkeit. Für neue Anwendungsfälle müssen die Materialeigenschaften den technischen Anforderungen exakt angepaßt werden. Dies erreicht man, indem man als Rohstoffe für den erfindungsgemäßen Werkstoff 50 bis 60 Gew.-% reaktive Tonerde und 40 bis 45 Gew.-% Titanoxid verwendet, wobei beide Rohstoffe eine mittlere Korngröße unter 0,6 μηι haben sollen. Es erfolgt dann die Zugabe von 2 bis 5 Gew.-% Kaolin und 0,1 bis 1 Gew.-°/o Magnesiumsilikat Diese Versätze werden anschließend in Kugelmühlen ca. 12 Std. lang gemahlen und mit organischen Bindemitteln je nach Formgebungsmethode, z. B. ein Trockenpreßsprühgranulat mit 1 Gew.-% Triglycerin und 2 Gew.-% Polyvinylalkohol, plastifiziert Für Gieß- oder Strangpreßartikel kann man dem Schlicker noch Glatischerben oder bei 700 bis 1000° C kalzinierte Rücklaufmasse zugeben, dabei sollen diese Anteile aber verschiedene Körnungen besitzen. Nach dem Trocknen der Probekörner mit den Abmessungen 5 χ 5 χ 50 mm erfolgt das Brennen bei 1350 bis 1450° C mit einer Haltezeit von ca. 2 Std„ wobei die Aufheizgeschwindigkeit zwischen 50 und 150° K/Std.
Tabelle 1
je nach Größe und Abmessung der Produkte liegt. Die so erhaltenen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Werkstoffes sind aus folgender Tabelle zu entnehmen:
Temperaturschock R = 130 bis 180 (W/cm*)
koeffizient λ = 0,01 bis 0,03
Wärmedämmung (W/cmK)
AK = ±0,5 χ 10-V0C
Ausdehnungskoeffizient E = ca. 13x103(N/mm2)
Elastizitäts-Modul ob = 40(N/mm2)
Biegefestigkeit Od = 7OO(N/mm2)
Druckfestigkeit
Ferner wird noch eine schlechte Benetzbarkeit gegenüber den meisten Nichtmetallen festgestellt. Aus
is den Versuchsdaten wurden auch die durchschnittliche
Schwindung von 14 bis 18% ermittelt. Am gesinterten
keramischen Körper beträgt die Dichte ca. 3,1 bis 3,3 g/cm3.
Bei der Untersuchung des erfindungsgemäßen Werk-
stoffes Aluminiumtitanat mit den Zusätzen SiO2 (Kaolin) im Bereich von 2 bis 5 Gew.-% und von MgO (Magnesiumsilikat) in Grenzen 0,1 bis 1 Gew.-% allein oder in Kombination hat sich folgendes Bild ergeben, wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist.
Zusammensetzung
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5
Al2O3 56,06 53,41 53,2 50,6 53,3
TiO2 43,94 45,59 41,8 43,4 43,7
SiO2 - - 5,0 5,0 2,5
MgO - 1,0 - 1,0 0,5
AK bei 10Ö°C 0,12 0,37 0,25 0,25 0,20
6000C 0,02 0,53 0,22 0,6 0,4
100O0C 1,20 1,07 2,55 1,5 1,3
aB (N/mm2) 14,0 36 26 30,0 40
Zersetzung bei 1100°C/100 h*) 9,7 8,6 1,2 0,5 0,6
*) Gemessen als Verhältnis der Röntgenintensitäten TiOj(110)/TiO2(022).
Zusätzlich wurde durch das Untersuchungsprogramm festgestellt daß eine Magnesiumsilikatzugabe von mehr als 2 Gew.-% erhebliche Nachteile bringt da während des Brandes eine eutektische Schmelze entsteht die das Sinterintervall recht klein hält und somit nicht reproduzierbare physikalische Werte erreicht werden und andererseits auch ein Verziehen des Formkörpers beim Brennen festzustellen ist
Der SiOrZusatz bewirkt zwar eine Verbesserung der thermischen Stabilität des reinen Aluminiumtitanats, aber gleichzeitig wird die thermische Ausdehnung erhöht Ferner ist festzustellen, je mehr sich S1O2 im Versatz befindet desto langsamer bildet sich das Aluminiumtitanat während des Brandes. Man braucht deshalb eine höhere Brenntemperatur, um den gleichen ω Aluminhimtitanat-Anteil im Scherben zu erhalten. Eine weitere Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des freien Aluminiumtitanats erhält man durch Zugabe der MgO-Komponente, die gegebenenfalls auch als reines Oxid zugesetzt werden kann, vorausgesetzt daß sie feinkörnig genug ist Wegen der geforderten Feinheit ist es aber technisch günstig, natürlich vorkommende feinkörnige Rohstoffe auf MgO-Basis, wie z. B. Sepiolith, zu verwenden. Durch die MgO-Zugabe erhält man ferner eine relativ flache Ausdehnungskurve bis zu 1000°C wobei der Ausdehnungskoeffizient unter 1,5 χ 10-6/°C liegt In diesem Zusammenhang muß aber auch darauf hingewiesen werden, daß die Eigenschaften auch noch durch den Versatzaufbau, wie z. B. Feinheit und Art der verwendeten Rohstoffe, und andererseits durch die technologischen Schritte, z. B. Brenntemperatur, beeinflußt sind. Erst aus der Summe der Maßnahmen in den genannten Grenzen wird ein technisches Produkt erzielt, das einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten hat und gleichzeitig eine hohe Festigkeit besitzt Diese beiden genannten Eigenschaften sind besonders wichtig zur Herstellung von metallischen Verbund-Hohlkörpern (Portliner). Erst mit dem erfindungsgemäßen Werkstoff lassen sich in befriedigender Weise solche Hohlkörper mit komplizierten Querschnitten herstellen, die auch eine hohe Lebensdauer erwarten lassen. Somit ist dem Fachmann ein Weg aufgezeichnet worden, durch die Kombinationszugabe von SiOrhaltigen und magnesiumsilikathalügen Zusätzen im Verhältnis von etwa 10:1 einen Werkstoff zu produzieren, der eine
Verknüpfung eines günstigen Ausdehnungskoeffizienten mit einer hohen Festigkeit aufweist.
Die Isolierkörper lassen sich nach den bekannten keramischen Verfahren fertigen. Im einzelnen ist es aber sinnvoll, Körper mit komplizierten Abmessungen und Rohre, die nicht allzu starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, durch Gießen herzustellen, wie z. B. Thermoelementschutzrohre 1 und Steigereinsätze 8, die in F i g. 1 schematisch dargestellt sind.
Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäßen Werkstoffes ist in der Herstellung von Gießereiartikeln, wie z. B. Gaseinleitungsrohre 2, Verschlußstopfen mit Platte 3, Steigrohre 4, Ventilstopfen 5, Gießlöffel 6 und Gießauskleidung 7, zu sehen. Hierzu verwendet man wegen der höheren mechanischen Belastung der Produkte insbesondere Sprühkorn, das entweder gepreßt oder isostatisch verdichtet wird mit einem Druck über 300 bar. Die Bearbeitung der isostatischen Rohlinge zu entsprechenden Formkörpern erfolgt durch Drehen oder Fräsen. Steigrohre 4 mit Längen von 500 bis 1200 mm und verschiedenen neuen Anschlußkonstruktionen wurden bereits erfolgreich eingesetzt. Auch wesentlich längere und vielseitige Einsätze haben sich bei Verschlußsystemen 3 für automatische Dosiereinrichtungen und Warmhalteöfen bereits ergeben. Neben dem Einsatz in der Aluminiumindustrie konnten diese Werkstoffe auch erfolgreich als Konstruktionsteile bei der Zinkverarbeitung verwendet werden. Grundsätzlich zeigen solche Körper aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff bei plötzlicher Berührung mit flüssigen NE-Metallen keine Rißbildung. Bemerkenswert ist dabei, daß die verhältnismäßig niedrige Festigkeit des Aluminiumtitanats durch seine geringe Wärmedehnung und hohe Temperaturbeanspruchbarkeit mehr als ausgleichen wird. Ein besonderer Grund für die jetzige Anwendung liegt auch darin, daß ein solches Material mit flüssigen NE-Metallen keine Benetzbarkeit aufweist Auch die niedrige Wärmeleitfähigkeit wird besonders bei Steigereinsätzen 8 als vorteilhaft empfunden. Somit ist die Möglichkeit der Verwendung dieses Materials für Gießereiartikel als überraschend anzusehen.
Keramische Brennhilfsmittel für die Haushaltskeramik, insbesondere für Schubplatten in Schnellbrandöfen, können ebenfalls aus dem erfindungsgemäßen silikathaltigen Aluminiumtitanat hergestellt werden. Die Formgebung erfolgt entweder durch Gießen, Trockenpressen oder Stampfen. Eine wesentliche Verbesserung der Lebensdauer bzw. Standfestigkeit solcher Schubplatten erreicht man, indem grobe Bestandteile verschiedener Körnungen in den Versatz eingebracht werden. Insbesondere zur Herstellung von Brennplatten kann noch Aluminiumoxid dem Versatz zugegeben werden, um die Standfestigkeit noch zu erhöhen.
Ein wesentlicher Verwendungsvorschlag des erfindungsgemäßen Werkstoffes besteht auch darin, einen keramischen Metallverbundkörper herzustellen, der wegen seiner wärmeisolierenden Wirkung und den
in auftretenden Wärmebeanspruchungen insbesondere in Abgasleitungen, Auspuffrohren und Auspuffkrümmern von Verbrennungsmotoren Verwendung findet. Die Form solcher Teile ist kompliziert, wie aus F i g. 2a und 2b hervorgeht, so daß meist nur das keramische Gießverfahren in Frage kommt. Zuerst erfolgt die Herstellung eines Modells, nach dem Gießformen in Gips hergestellt werden, indem der Schlicker eingegossen wird. Nachdem sich eine Wandstärke von ca. 2 bis 3 mm in der Gießform gebildet hat, wird der Rest des Schlickers ausgegossen und der Formkörper aus der Gießform herausgenommen. Der erhaltene Formkörper wird dann bei 1400° C gesintert Ohne Vorwärmung kann der gesinterte Körper in flüssiges Aluminium getaucht werden oder nach dem bekannten Gießereiverfahren in eine Gießkastenform gesetzt werden, wobei geschmolzenes Aluminium in die Form eingegossen wird. Um Bohrungen und öffnungen während des Gießvorgangs zu schließen, kann der Körper mit den üblichen Formsanden, z. B. Silikatsand unter Zusatz von Bindern, gefüllt werden. Überraschenderweise nimmt das erfindungsgemäße Aluminiumtitanat die hohen Druckspannungen der erkaltenden, kontrahierenden Aluminiumschmelze auf, vorausgesetzt, daß die Form zweckmäßig nach keramischen Gesichtspunkten konstruiert wurde. Auf diese Weise erhält man ein mit Keramik ausgekleidetes, wärmeisolierendes Metallrohr, das ein kompliziertes Profil und dünne keramische Wände 11 aufweist wie aus Fig.2a mit einem Zylinderkopf-Abgasstrang und Fig. 2b mit einer Abgassammelleitung hervorgeht
Die so beschriebenen keramischen Metallverbundkörper weisen keinerlei Nachteile auf. Die Wärmeisoiation ist außerordentlich gut, und der Verbundkörper hat hervorragende Festigkeitseigenschaften unter Schlages und Vibrationsbeanspruchung. Zusätzlich besteht auch noch die Möglichkeit, auf der Oberfläche des keramischen Scherbens einen Katalysator aufzubringen, der die Nachverbrennung erheblich verbessert
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verwendung von silikathaltigem Aluminiumtitanat, bestehend aus Rohstoffen mit einer Korngrö-Be unter 0,6 μίτι und einer chemischen Zusammensetzung von 50 bis 60 Gew.-% Al2O3, 40 bis 45 Gew.-% TiO2, 2 bis 5 Gew.-°/o Kaolin und 0,1 bis 1 Gew.-% Magnesiumsilikat als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die einen Temperatur- ι ο Schockkoeffizienten von A= 130 bis 180 (W/cm), eine Wärmedämmung von λ=0,01 bis 0,03 (W/cm K), einen Ausdehnungskoeffizienten von AK= ±0,5 xlO-6/0C, einem Ε-Modul von ca. 13XlO3 (N/mm2) und eine Biegefestigkeit von Os=4C (N/mm2) bzw. eine Druckfestigkeit von öd·= 700 (N/mm2), ferner eine Nichtbenetzbarkeit gegenüber den meisten NE-Metallen und Laugenbeständigkeit besitzen.
2. Verwendung von silikathaltigen Aluminiumtitanaten nach Anspruch 1 als Werkstoff zur Herstellung von Feuerfestprodukten, insbesondere Gießereiartikel wie Thermoelementschutzrohre (1), Gaseinleitungsrohre (2), Verschlußstopfen mit Platte (3), Steigrohre (4), Ventilstopfen (5), Gießlöffel (6), Gießauskleidungen (7), Steigereinsätze (8).
3. Verwendung von silikathaltigem Aluminiumtitanat nach Anspruch 1 als Werkstoff zur Herstellung von keramischen Brennhilfsmitteln.
4. Verwendung von silikathaltigem Aluminiumti- jo tanat nach Anspruch 1 als Werkstoff zur Herstellung von Metall-Keramik-Verbundkörpern, insbesondere Zylinderkopf-Abgasstränge (9) und Abgassammelleitungen (10).
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