DE3446587A1

DE3446587A1 - Verfahren zum aufbringen eines glasemails

Info

Publication number: DE3446587A1
Application number: DE19843446587
Authority: DE
Inventors: John Lewis Claud Saffron Walden Essex Mumford; Roger Frank Haverhill Suffolk Price
Original assignee: Ti Group Services Ltd Birmingham; TI Group Services Ltd
Current assignee: TI Corporate Services Ltd
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1985-07-04
Also published as: FI76124B; FI76124C; GB8334118D0; AT390448B; US4555415A; IT8449321A0; ES538865A0; BR8406653A; JPS60155686A; FR2557153B1; DD231379A5; CS1007284A2; IN163155B; ZA849649B; NO163062B; FI845023L; LU85706A1; NO845091L; CH667286A5; NO163062C

Description

Verfahren zum Aufbringen eines Glasemails

Die Erfindung betrifft Glasemails und insbesondere ei": Verfahren für das Aufbringen van Glasemails zur Bildung eines Überzugs auf einem Substrat.

Uenn auf gewisse Metallsubstrate wie z. B. Stahl Glasemails aufgebracht werden, treten in dem Überzug leicht verschiedene Fehler auf. Die Hauptfehler, die bei Stahl auftreten, sind: (a) Kohlenstoffblasen-Fehler und (b) Fischschuppen. Uenn in das Email Metallteilchen eingemischt werden, kenn ein Schäumen der Emailschicht, des zu einem porösen Überzug führt, ein ernstes Problem darstellen.

Kohlenstoffblasen-Fehler werden im allgemeinen einer Wechselwirkung zwischen dem Email und in der Stahloberfläche vorhandenem Kohlenstoff zugeschrieben. Diese Wechselwirkung ruft schwarze Flecken hervor, und in schweren Fällen kann die Oberfläche des Emails blasig sein. Um dieses Problem bis zu einem vertretbaren Ausrraß zu

Dresdner Bank (München) Klo. 3939 844 Deutsche Bartk (München) Kto 2861060 Postscheckamt (München) Kto 670-43-804

vermindern, ist es notwendig gewesen, Sanderstähle mit "EmaillierquaLität" herzustellen, in denen der Kohlenstoffgehalt auf weniger als etwa 0,030 Gew.-% vermindert ist. Trotzdem ist bei Emails mit hell gefärbter oder weißer Deckemailschicht ein zweites Aufbringen von Email erforderlich, um eine zufriedenstellende Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten. Sonderstähle, in denen der Kohlenstoffgehalt auf weniger als etwa 0,008 Gew.-% vermindert ist, nehmen unmittelbar aufgebrachtes weißes Email auf, ohne daß bedeutehde Kohlenstoffblasen-Fehler auftreten.

Fischschuppen liegen vor, wenn das Email unter Bildung eines charakteristischen "Fischschuppen"-Musters von dem Stahlsubstrat abblättert. Um dieses Problem zu vermeiden, kann wieder· das Stahlsubstrat behandelt oder das Email durch besondere Verfahren aufgebracht werden, und es wird im allgemeinen festgestellt, daß kaltgewalzter Stail in viel geringerem Maße gegen diesen Fehler empfindlicr, ist als warmgewalztes Material. Trotzdem führt dieses Problem ^zu einer starken Einschränkung der Stahltypen, die ohne kostspielige Vorbehandlung des Stahls oder ohne die üJahl besonderer Emailzusammensetzungen emailliert werden können.

Ähnliche Probleme treten auch bei anderen metallischen Substraten auf, und zwar insbesondere bei den Metallen, cie eine Affinität für Sauerstoff zeigen, z. B. bei Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Silicium und ihren Legierungen.

QQ Ferner ist bekannt, daß die Zugabe von Metallteilchen, insbesondere von Aluminium und ähnlichen Metallen, zu Glasemails zwecks Bildung einer Metallkeramik Emails liefert, die größere Zähigkeit bzw. Zähfestigkeit, Hachtemperaturbeständigkeit und verbessertes Haftvermögen an Stahlsubstre» ten zeigen. Diese Überzüge neigen jedoch während ihrer Herstellung zum Schäumen, was zu porösen Überzügen führt.

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IJenn diese Überzüge als Deckemailschichten für selbstreinigende Backöfen verwendet uierden, ist diese Porosität vorteilhaft, da sie eine große Oberfläche für die kata lytische Oxidation von Verschmutzungen in Form von Brat- bzw. Backrückständen geuährleistet. Dieses Schäumen und die Porosität sind jedoch unerwünscht, wenn Glasemail-Metallkeramik-Überzüge, die Aluminiumteilchen enthalten, benötigt werden, um ein Metallsubstrat gegen Oxidation und Korrosion zu schützen.

Glasemail-Überzüge werden aus Glas- oder Frittenzusammensetzungen gebildet, die auf das Substrat in Form eines Pulvers aufgebracht und dann zur Bildung eines zusammenhängenden bzw. kontinuierlichen Überzugs geschmolzen werden.

Die Fritte wird auf das Substrat oft in Form einer Aufschlämmung aufgebracht, in der feinverteilte Teilchen der Fritte durch Suspensionsmittel wie z. B. Ton in einer wäßrigen Suspension gehalten werden, wobei die Aufschlämmung ferner andere Zusätze zur Einstellung der Eigensch-ft^en der Aufschlämmung und der Endeigenschaften des Überzugs nach dem Brennen enthält. Uenn zu der EmailaufschlMmmung Aluminiumpulver gegeben wird, besteht die Neigung, caS das Aluminium unter Erzeugung von gasförmigem Wasserstoff mit der Aufschlämmung reagiert.

Gemäß der US-PS 29 GO 276 wird die Reaktion zwischen einer Glasemail-Aufschlämmung und Aluminiumpulver dadurch verhindert, daß eine Emailfritte verwendet wird, die im wesentlichen aus drei Teilen Boroxid ie ein Teil Bariumoxid besteht. Es wird behauptet, daß diese Fritte in dem Uasser, das für die Aufschlämmung verwendet wird, relativ unlöslich ist.

Aus der DE-PS 28 29 959 ist eine Fritte bekannt, deren Zusammensetzungsbereich derart ist, daß keine Gasentwicklung eintritt, wenn sie in einer Aufschlämmung verwendet

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und Aluminiumpulver zugegeben wird. Der Zusammensetzungsbereich der Fritte unterscheidet sich in der Hinsicht van üblichen Emailfritten, daß sie ähnlich wie die aus der US-PS 29 OD 276 bekannte Fritte im wesentlichen aus Baroxid besteht und daß sie weniger als 1 Gew.-% Siliciumdioxid enthält.

Selbst wenn Maßnahmen der vorstehend beschriebenen Art ergriffen iuerden, um eine Reaktion zwischen Aluminiumteilchen und der Glasemail-Aufschlämmung zu verhindern, können während des Brennens trotzdem eine Gasentwicklung und ein darauffolgendes Schäumen der Metallkeramik-Überzüge auftreten, was die Herstellung nichtporäser Überzüge schwierig macht. Eine Herabsetzung der Brenntemperatur verringert dieses Problem bis zu einem gewissen Grade. Die Entwicklung von Porosität kann ferner bis zu einem gewissen Grade dadurch gemildert werden, daß in die Aufschlämmung feuerfeste Teilchen wie z. B. Chromdioxid (DE-PS 28 29 959) gegeben werden, wobei angenommen wird, daß die feuerfesten Teilchen während des Brennens in dem Überzug Risse bzw. Spalten aufrechterhalten und auf diese Weise ein leichtes Entweichen von Gas ermöglichen. Alternativ kann eine Mischung von Fritten verwendet werden, und zwar derart, daß eine der Fritten eine bedeutend höhere Erweichungstemperatür hat als die andere Fritte und in der Metallkeramik während des Brennens ebenfalls Risse bzw. Spalten für das Entweichen von Gas zurücklassen kann. Selbst wenn die vorstehend beschriebenen Maßnahmen ergriffen werden, können die fertigen Metallkeramik-Überzüge unannehmbar porös sein.

Gegenstand der Erfindung ist ein Uerfahren zum Aufbringen eines Glasemails, bei dem auf ein Metall eine pulverisierte Glasfritte aufgebracht wird, wobei die Glasfritte einen Wassergehalt bis zu 0,03 Gew.-% hat, und bei dem das beschichtete Metall dann bei einer Temperatur, die oberhalb des Schmelzpunktes der Fritte liegt, in einem Ofen, der

eiriR AtiiiDaphiiru mit einem Taupunkt bis zu 1Ü"C aufweist, gebrannt wird.

Während eine Verminderung des Wassergehalts der Fritte und der Ofenatmasphäre auf diese Werte die Fehler in den hergestellten Überzügen im Vergleich zu Überzügen, die durch übliche Emaillierverfahren hergestellt werden, in bedeutendem HaBe vermindert, können noch bessere Ergebnisse erhalten werden, wenn Zusammensetzungen, die eine Glasfritte mit einem Wassergehalt bis zu 0,03 Gew.-% enthalten, in einem Ofen gebrannt werden, der eine Atmosphäre mit einem Taupunkt bis zu 5⁰C aufweist, und wenn Zusammensetzungen, die eine Glasfritte mit einem Wassergehalt bis zu 0,015 Gew.-% enthalten, in einem Ofen gebrannt werden, der eine Atmo-Sphäre mit einem Taupunkt bis zu 1O⁰C aufweist.

Zu dem Glasemail können Metallteilchen gegeben werden, un eine Metallkeramik zu bilden. Diese Metallkeramik-Zusammensetzungen können bis zu 60 Vol.-% Metallteilchen enthalten. Dis Verwendung kleiner Teilchen, die vorzugsweise eine Korngröße von weniger als 200 pm haben, ist vorteilhaft.

Es ist festgestellt worden, daß durch eine Verminderung des Wassergehalts der Fritte und durch das Brennen in einer Atmosphäre mit niedrigem Taupunkt, wie es vorstehend vorgeschlagen wurde, die Neigung zu Fehlern, die mit dem Emaillieren von Stahl und ähnlichen Metallen verauncen sind, und insbesondere die PJeigung zu Kohlenstoff d Icsen- und Fischschuppen-Fehlern in bedeutendem MaBe verhindert wird. Ferner kann auch das Problem der Gasentwicklung oder des Schäumens bei Metallkeramik-Zusammensetzungen, cas zu Porosität führt, in bedeutendem Maße verringert werden. Dies wird ohne Zusätze von feuerfesten Teilchen zu der Emailmischung erreicht und erfordert auch nicht die Verwendung von besonderen Frittenzusammensetzungen, die sich von den in der Emaillierindustrie üblicherweise verwendeten un:

bekannten Frittenzusammensetzungen unterscheiden. Ferner brauchen die Brenntemperaturen nicht eingeschränkt zu werden.

Die im Rahmen der Erfindung verwendete Fritte kann eine Grundzusammensetzung haben, die den Grundzusammensetzungen, die beim Emaillieren üblicherweise angewandt werden, ähnlich ist. Der Gehalt an Hasser oder Hydraxylionen wird jedach durch geeignete Mittel bzw. Maßnahmen auf den erforderlichen Wert vermindert. Folglich kann das Wasser aus der Fritte entfernt werden, indem durch die geschmolzene Frittenzusammensetzung ein .trockenes Gas, beispielsweise Argon, hindurchperlen gelassen wird. Alternativ könnte die geschmolzene Fritte einem Vakuum ausgesetzt werden, um das tüasser abzuziehen bzw. abzusaugen. Es ist auch möglich, die Frittenzusammensetzung aus wasserfreien Materialien herzustellen, beispielsweise dadurch, daß vor dem Mischen calciniert wird und daß während der Herstellung eine Uasseraufnahme vermieden wird.

LJasser kann aus der Frittenzusammensetzung auch dadurch entfernt werden, daß die geschmolzene Fritte mit Reagentien umgesetzt wird, die mit LJasser oder Hydroxylicnen reagieren. Bei diesem Verfahren muß darauf achtgegeben uerdEn, daß das Reagens nicht mit den anderen Bestandteilen der Fritte reagiert Dder daß die Reaktionsprodukte die Eigenschaften der Fritte nicht beeinträchtigen.

Nachdem die Frittenzusammensetzung behandelt worden ist, um den Wassergehalt zu vermindern, muß daraus ein Pulver gebildet werden. Dies kann durch Anwendung trockener Abschreckverfahren für die Anfangsstufe der Korngrößenverminderung vor der Durchführung üblicher Mahlverfahren erreicht werden. Die Fritte kann jedoch zulassen, daß sie in Nasser abgeschreckt wird, ohne daß ihr Wassergehalt in bedeutendem Maße ansteigt, und zwar unter der Voraussetzung, daß die

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- ίο -

Temperatur schnell auf einen Uert herabgesetzt wird, eier unterhalb der Temperatur liegt, bei der UJasser irr.stands ist, die Fritte aufzulösen und in die Fritte zu diffundieren. Diese Temperatur, bei der die LJasseraufnähme ein bedeutendes Ausmaß erreicht, hängt von der Zeitdauer, für die die Fritte mit dem Wasser in Berührung ist, und von der Zusammensetzung der Fritte ab, jedoch beträgt sie für Fritten, die typischerweise auf Stählen verwendet werden, etuia 50G⁰C. Die Fritten können unter der Voraussetzung, daß keine hydratisieren Mahlzusätze wie z. B. Ton und Eorsäure verwendet werden, auch in Wasser gemahlen werden.

Die Email- und Metallkeramik-Zusammensetzungen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können auf das Substrat geeigneterweise in einem nichtwäßrigen System, das beispielsweise 3 % Cellulosenitrat in Amylacetat enthält, aufgebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, ein wäßriges Suspensionssystem zu verwenden, das ein Suspensionsmittel auf Basis eines Cellulose- oder eines anderen Polysaccharide wie z. B. IMatriumcarboxymethylcellulose oder Xanthangummi enthält. Ein mögliches Suspensionsmittel, das für diesen Zweck verwendet werden kann, ist ein Xenthangummi , das im Handel als "KELZAN" von Merck & Co. Inc. erhältlich ist. Wenn eine wäßrige Suspension verwendet wird, um eine Metallkeramik bzw. ein Cermet aufzubringen, kann es auch vorteilhaft sein, zu der Emailmischung bzu;· dem Schlicker einen Korrosionsinhibitor zu geben, u-. eine Reaktion des metallischen Pulvers zu verhindern. Dies=r Korrosionsinhibitor muß im wesentlichen nichthyüratisiert sein oder muß jedes Hydratwasser sei einer Temperatur entwickeln, die weit unter der Erweichungstemperatur der Fritte liegt. Ein derartiger Korrosionsinhibitor ist im Handel als "FERIMOX ALU" von Industrial Anti Corrosion Services Limited erhältlich.

Andere Zusätze, beispielsweise Pigmente, können in der

Email- oder Metallkeramik-Zusammensetzung unter Ger Voraussetzung enthalten sein, daß sie nicht hydratisiert sind oder bei einer Temperatur, die weit unter der Erweichungstemperatur der Fritte liegt, zerfallen bzw. sich aufspalten und jeden Uassergehalt verlieren.

Um den Feuchtigkeitsgehalt der Atmosphäre in dem Brennofen innerhalb der angegebenen Grenzen zu halten, ist es notwendig, einen Ofen anzuwenden, dessen Atmosphäre eingestellt werden kann, um in der Schmelzzone einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufrechtzuerhalten. Elektrisch beheizte Öfen sind für diesen Zweck besonders geeignet. Gasbeheizte ader älgefeuerte Öfen können jedoch unter der Voraussetzung angewandt werden, daß die feuchten Verbrennungsprodukte wirksam von dem Gegenstand, der gebrannt wird, getrennt werden. Dies kann durch die Verwendung von Metallstrahlrohr-Heizvorrichtungen, in denen die Flamme und die Verbrennungsprodukte- vollständig umschlossen sind, erreicht werden. Außerdem muß der Feuchtigkeitsgehalt der Luft, die sich innerhalb des Ofens befindet oder in den Ofen eintritt, eingestellt werden. Dies kann beispielsweise cadurch erreicht werden, daß Druckluft getrocknet wird, inden sie über ein Trockenmittel geleitet wird, so daß ihr Taupunkt auf etwa -40⁰C vermindert wird, und d = ß diese trockene Luft mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, u-n den Taupunkt der Luft in dem Ofen unter 10^sC zu halten, in den Ofen hinein abgelassen wird. Alternativ kennte der Ofen i~! einem Raum mit eingestellter Atmosphäre betrieben werden.

Die Glasemail-Metallkeramik-Überzüge, die durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgebracht werden, können mit einer weiteren Glasemailschicht ohne Metallteilchen beschichtet werden, um eine Deckemailschicht mit hohem Glanz zu erhalten. Um beim Aufbringen dieser weiteren Schicht eine Gasentwicklung oder ein Schäumen zu vermeiden, können Glssemailfritten, deren Gehalt an Wasser oder Hydroxylianen

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unter 0,03 Geui.-% liegt und die den in der Mc tal lkuramikschicht verwendeten Glasemailfritten ähnlich sind, veruendet werden. Wenn der Überzug durch einen weiteren Emailüberzug bedeckt ujird, können die Überzüge in getrennten Brennstufen oder gleichzeitig geschmolzen werden. Ferner kann eine Fritte mit einer Farbe, deren Wassergehalt unter 0,03 Gew.-% liegt, für dekorative Zwecke in einen Emailoder Metallkeramik-Überzug mit einer anderen Farbe, der erfindungsgemäß gebildet wird, eingemischt sein.

Zu den Überzügen, insbesondere zu den Metallkeramik-Überzügen, die durch das erfindungsgemäBe Verfahren aufgebracht werden, können auch teilchenförmige feuerfeste Materialien wie z. B. Siliciumdioxid oder Zirkoniumoxid gegeben werden, um hochtemperaturbeständige Überzüge herzustellen.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert:

In diesen Beispielen basierten die verwendeten Glasemailfritten auf zwei Grund-Frittenzusammensetzungen: Die Fritten A1, A2 und A3 basierten auf einer säurebeständigen Fritte für Grundemailschichten mit der folgenden Formulierung:

Geu.-%

Siliciumdioxid (SiO₂) 52,5

Boroxid (B₂O₃) 16,6

Natriumoxid (Na„0) 15,*

Lithiumoxid (li_0) 0,2

Q₀ Titandioxid (TiO₂) 5,6

Bariumoxid (BaG) ■ 3,5

Phosphorpentoxid (P₂O₅) 0,*»

Cobaltoxid (CoO) 0,3

EisenCIlD-o'xid (Fe₂O₃) 0,2

Fluor (F₂) 3,7

Nickeloxid (NiO) 1,0

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Die Fritte A1 war die Grund-Frittenzusammensetzung, die durch übliche Verfahren hergestellt worden war. Die Menge des in der Fritte vorhandenen Wassers betrug 0,083 Gew.-96. Dieses Wasser rührte sowohl von den Rohmaterialien, die zur Herstellung der Fritte verwendet wurden, als auch van der Atmosphäre des Ofens, in dem die Fritte hergestellt wurde, her.

Für die Fritten A2 und A3 wurde der Wassergehalt der Grundfritte dadurch vermindert, daß durch die geschmolzene Frittenzusammensetzung trockenes Gas hindurchperlen gelassen wurde. Die Fritte A2 wurde hergestellt, indem 15 kg der Grundfritte bei 1100⁰C umgeschmolzen wurden und durch die Schmelze 660 1 Argon mit einem Wassergehalt von weniger als 3 Volumen-ppm hindurchperlen gelassen wurden. Die geschmolzene Fritte wurde dann in üblicher Weise in Wasser abgeschreckt und 1 h lang bei 150⁰C getrocknet. Der Wassergehalt der erhaltenen Fritte A2 war auf 0,027 Gew.-96 vermindert.

Zur Herstellung der Fritte A3 wurde das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt, jedoch wurden durch die Schmelze 2250 1 trockenes Argon hindurchgeleitet, um eine Fritte mit einem Wassergehalt von 0,012 Gew.-% zu erhalten.

Die Fritten B1 und B2 basierten auf einer Fritte für weiße Deckemailschichten mit Titandioxid als Trübungsmittel, die die folgende Zusammensetzung hatte:

Gew.-%

Siliciumdioxid (SiO₂) 46,5

Boroxid (B₂O₃) 15,6

Natriumoxid (Na₂O) 7,4

Kaliumoxid Lithiumoxid Titandioxid Zinkoxid Aluminiumoxid Phospharpentoxid Fluor

(Li₂O)

(TiO₂)

(ZnO)

(Al₂O₃)

(P₂O₅)

(F₂)

7,4

o,a

19,0 0,5 0,5 0,7

1,5

Die Fritte B1 uiar die Grundzusammensetzung, die durch übliche Uerfahren hergestellt wurde und einen Wassergehalt von 0,032 Gew.-% hatte.

Die Fritte B2 wurde dadurch hergestellt, daß die Gruntifritte behandelt wurde, indem durch 15 kg der bei 1100⁰C umgeschmolzenen Grundfritte 1950 1 Argon mit einem Wassergehalt von weniger als 3 Uolumen-ppm hindurchperlen gelassen wurden. Die Fritte wurde dann in Wasser abgeschreckt und 1 h lang bei 150⁰C getrocknet. Die erhaltene Fritte EZ hatte einen Wassergehalt von 0,009 Geu.-%.

In den Beispielen uurden vier verschiedene
typen verwendet:

Stahlsübstrat-

1. ein im Handel als "Uitrostaal" von Estel IMU (Wiederlande) erhältlicher entkohlter Emaillierstahl,

2. ein in Übereinstimmung mit British Standard 141* 5: Part 1 1972 gebildeter Emaillierstahl (Bezeichnung CR2VE)

3. ein in Übereinstimmung mit British Standard 1449: Part 1 1972 gebildeter Sondertiefziehstahl (Bezeichnung CR1) und

4. ein in Übereinstimmung mit British Standard 1449: Part 1 1972 gebildeter warmgewalzter Allzueckstah1 (Bezeichnung HR4).

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Die in Gew.-% ausgedrückten Zusammensetzungen dieser Stähle (Rest = Eisen) sind in der folgenden Tabelle angegeben.

STAHL

	Vitrostaal	CR2VE	CR1	HRi*
LO Kohlenstoff	<0,01	0,016	0,059	0,060
Silicium	0,015	ο,ώμ*	0,028	<o,o-·
Schwefel	0,010	0,012	0,010	0,012
Phosphor	0,005	0,007	0,005	0,021
Mangan	0,037	0,39	0,30	<0,29
15 Chrom	0,10	0,09	0,06	0,01
Nickel	<0,01	<0,01	<0,01	0,02
Molybdän	<0,01	<T0,01	<0,01	ο,αι
Titan	0,01	0,01	0,01	0,01
Niob	0,007	.0,00**	0,007	<0,01
20 Hupfer	0,011	0,03	0,006	0,03
Cobalt	0,012	0,012	0,008	0,01
Aluminium	0,008	0,007	0,081	0,D39

Der entkohlte Emaillierstahl "Λ/itrostaal" und der CR2UE-Emaillierstahl wurden durch BlockgieSsn von unberuhigten Stählen hergestellt und dadurch, daß sie zuerst ujarmceuialzt und schließlich mit Zuischenstufenglühung kaltgewalzt wurden, derart in 0,7 mm-Blech umgewandelt, dsB die Neigung zu . Fischschuppen-Fehlern im Fall ihrer Verwendung zur OQ Emaillieren auf ein Minimum herabgesetzt wurde. Der entkohlte Emaillierstahl war durch Glühen in einer feuchten Idasserstoffatmosphäre auch entkohlt worden.

Der CR1-Son"dertiefziehstahl wurde durch BlDckgießen eines gg mit Aluminium beruhigten Stahls hergestellt, der dann dadurch, daß er zuerst warmgewalzt und schließlich mi.t

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Zwischenstufenglühung kaltgewalzt wurde, derart in 1 mm-Blech umgewandelt wurde, daß die optimalen Tiefzieheigenschaften hervorgerufen wurden. Stahl dieses Typs neigt im allgemeinen zur Erzeugung von Fischschuppen-Fehlern, wenn übliche Emaillierverfahren angewandt werden.

Der warmgewalzte HRi»-Allzweckstahl wurde hergestellt, indem durch Stranggießen von mit Aluminium beruhigtem Stahl ein Vorblock hergestellt und der Vorblack dann nur durch lilarmwalzen in 3 mm-Blech umgewandelt wurde. Stahl dieses Typs neigt normalerweise in sehr hohem Maße zur Erzeugung von Fischschuppen-Fehlern, wenn übliche Emaillierverfahren angewandt werden.

Falls nichts anderes angegeben ist, wurden die Fritten in Form einer wäßrigen Aufschlämmung auf die Stahlsubstrate aufgebracht. Die Aufschlämmungen wurden hergestellt, indem in üblicher üJeise eine Naßmahlung in einer Kugelmühle durchgeführt wurde, bis 99 Gew.-% der Fritte eine Korngröße ^υοπ weniger als 38 pm hatten. Es wurde der folgende Mahlungsansatz verwendet:

Fritte . 1,2 kg

üJasser 600 ml

Xanthangummi-Suspensionsmittel 3,0 g

Natriumnitrit 12,0 g

Wenn zu der Aufschlämmung Metallpulverzusätze gegeben wurden, wurden diese zusammen mit 4 Vol.-% (bezogen cu' riss gQ Gesamtvolumen der Aufschlämmung) des Inhibitors ""srnox Alu" gründlich in die Aufschlämmung eingemischt. Der prozentuale Gewichtsanteil des Metallpulvers ist auf das Gesamtgewicht der in der fertigen Aufschlämmung vorhandenen Feststoffe b'ezogen.

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Bnispicle I und II '.

lüäßrige Aufschlämmungen- der Fritten A1 und A3 wurden auf Bleche aus warmgewalztem HRt»-5tahl, die nur durch Banden gereinigt worden waren, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 10 min lang bei 120⁰C getrocknet und dann 6 min lang bei 85O⁰C in einem Ofen, dessen Atmosphäre einen Taupunkt von 15°C hatte, gebrannt. Die erhaltenen Emailüberzüge zeigten in beträchtlichem Ausmaß Fischschuppen-Fehler, wie es in Fig.

1 bzw. Fig. 2 veranschaulicht ist.

Beispiel III

Beispiel II wurde unter Verwendung einer wäßrigen Aufschlämmung der Fritte A3 wiederholt, jedoch wurde der getrocknete Überzug 6 min lang bei 850⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 0⁰C gebrannt. Dsr erhaltene Überzug zeigte vollen Glanz und war vollkommen frei von Fischschuppen-Fehlern, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist.

Beispiel IU

Eine wäßrige Aufschlämmung der Fritte A1 wurde auf eine Probe von CR2\/E-Emaillierstahl, dessen Oberfläche zljvct durch Beizen und Tauchvernickelung behandelt worden w=r, aufgesprüht. Die Probe wurde 10 min lang bei 120⁰C getrocknet und 3 min lang bei 83O⁰C in einem Ofen mit einer Atrcsphäre mit einem Taupunkt von 5°C gebrannt. Der hergestellte Überzug war frei von Fischschuppen-Fehlern, zeigte jedoch Kohlenstoffblasen-Fehler in Form von schwarzen Flecken, die in beträchtlichem Ausmaß über die Probe verteilt waren (siehe Fig. it).

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ι Beispiele U und WI

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritte A3 wurden auf Proben von entkohltem Emaillierstahl und CR2UE-Emaillierstahl, die

durch Beizen und Tauchvernickelung vorbehandelt worden 5

waren, aufgesprüht. Die Proben wurden in derselben Weise wie in Beispiel IU 1D min lang bei 12O⁰C getrocknet und 3 min lang bei 830⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 5°C gebrannt. Die in diesen Beispielen hergestellten Überzüge waren wieder frei von Fischschuppen-Fehlern, zeigten jedoch in beiden Fällen nur in einem sehr geringen Ausmaß einzelne schwarze Flecken aufgrund von Hohlenstoffblasen-Fehlern (siehe Fig. 5 und 6).

Die Untersuchung von Querschnitten durch die in Beispielen 15

IU, U und UI hergestellten Proben mit einem Mikroskop zeigte, daß die in den Überzügen vorhandenen schwarzen Flecken mit einer Gasentwicklung an der Stahloberfläche in Uerbindung standen, die dazu geführt hatte, daß verfärbtes

Email von der Nähe der Stahloberfläche in den Überzuq 20

hochgerissen wurde. Das Ausmaß der restlichen Gasbläschen an der Email/Stahl-Grenzflache war in den Überzügen, die in Beispielen U und UI aus der Fritte A3 hergestellt wurden, merklich geringer.

Beispiele Uli bis XU

Aus den Fritten A1, A2 und A3 wurden wäßrige Au^?schlä-nmungen hergestellt, die jeweils 15 Gew.-^ Aluminiumpulver mit

einer Korngröße bis zu 50 pm enthielten. Jede Aufschlämmung 30

wurde auf drei aus entkohltem Emaillierstahl hergestellte Probebleche, die nur entfettet worden waren, aufgesprüht. Die Überzüge auf jedem Probeblech wurden 10 min lang bei 120⁰C an der Luft getrocknet. Ein Probeblech mit jedem

Frittenüberzug wurde dann 3 min lang bei S10°C in Öfen mit 35

Atmosphären mit Taupunkten von 15°C, 7⁰C bzw. -5°C ge-

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brannt. In jedem Fall betrug die Menge des auf den Blechen vorhandenen geschmolzenen Überzugs etwa 350 g je m der Stahloberfläche.

Keiner der hergestellten. Emailüberzüge zeigte irgendwelche Fischschuppen-Fehler, jedoch waren alle Überzüge infolge einer Gasentwicklung während des Brennvorgangs porös. Das Ausmaß der Porosität stieg jedoch mit einer Erhöhung des Wassergehalts der Fritte und der Ofenatmosphäre an, wie es in der nachstehenden Tabelle gezeigt wird. Auch das Oberflächenaussehen der Überzüge veränderte sich mit dem Ausmaß der Gasentwicklung während des Brennvargangs.

In der folgenden Tabelle sind die Porositätszahlen als prozentuale Volumenanteile angegeben; sie wurden durch quantitative Metallographie von polierten Querschnitten durch die Überzüge bei der Untersuchung mit 20Q-^?acher Vergrößerung ermittelt.

Beispiel Fritte Taupunkt Porosität Oberflächenaussehen

Uli A1 15°C 43 % rauh und blasig

(siehe Fig. 7)

Will A2 15°C 30,3 % rauhmatte Oberflä-

(siehe Fig. S) chenbeschaffenheit

IX A3 15⁰C 26,2 % rauhmatte Oberflä-

(siehe Fig. 9) chenbeschaffenheit

X ' A1 7°C 32 % rauhmatte OcErflä-(siehe Fig. 10) chenbeschaffer.neit

XI A2 7°C 22,5 % glattmatte Oberfle-

(siehe Fig. 11) chenbeschaffenheit

XII A3 7°C 19,5 % glatte Oberflächen-

(siehe Fig. 12) beschaffenheit mit Halbglanz

XIII A1 -5⁰C 24,9 % rauhmatte Oberflä-

(siehe Fig. 13) chenbeschaffenheit XIU A2 -5⁰C 16,5 % glatte Oberflächen-

(siehe Fig. 1*0 beschaffenheit mit

Halbglanz

XU A3 -5°C 1£»,7 % glatte Oberflächen-

(siehe Fig. 15) beschaffenheit mit

Halbglanz

Beispiele XUI und XUII

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritten B1 und B2, die 15 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm enthielten, wurden auf Bleche aus entkohltem Emaillierstahl, die gebeizt und tauchvernickelt worden waren, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 10 min lang bei 120⁰C getrocknet und dann 3 min lang bei 810⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von O⁰C gebrannt. In jedem Fall betrug dis Menge des auf den Blechen vorhandenen geschmolzenen Über-

2
zugs etwa 350 g je m der Stahloberfläche. Die Porosität der Überzüge wurde in der in Beispiel Uli beschriebenen Weise gemessen.

Beispiel Fritte Taupunkt Porosität

XUI B1 0⁰C 23,U % rauhmstte Ctsrfls-

(sis'ns Fig. 16) chenbeschaffenhait

XWII B2 0⁰C 3,0 % glatte Oberfläche-

(siehe Fig. 17) bsschaffenheit Tit

Halbglanz

Beispiele XUIII bis XX

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritte A3, die 5 Gew.-%, 10

gg Gew.-% und 30 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm enthielten, wurden auf Bleche aus warmgewalz-

3 Λ 4 S 5 8 7 - 21 - de

tem HR'i-Stnhl, die (lurch Snnrlcn qprninigt wurden uaren,

aufgesprüht. Diese Überzüge wurden 1D min lang bei 120⁰C

getrocknet und 6 min lang bei 850⁰C in einem Ofen mit einer

Atmosphäre mit einem Taupunkt von 0⁰C gebrannt.

Heiner der hergestellten Überzüge zeigte irgendwelche Fischschuppen-Fehler oder Blasen des Typs, der normalerweise gefunden wird, wenn ein derartiger Stahl emailliert wird, und alle Überzüge hafteten fest an dem Stahlsubstrat ^an· Das Oberflächenaussehen der Überzüge ist nachstehend angegeben:

Beispiel % Pulver Oberflächenaussehen

Xl/HI 5 glatte, glänzende Oberflechenbe

schaffenheit (mit üblichem Email vergleichbar)

XIX 10 glatte Oberflächenbeschaffenheit

mit Halbglanz

2Q XX 30 glattmatte Oberflächenbeschaf-

fenhei t

Beispiele XXI und XXII

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritten A1 und A3, die 15 Gew.- % Zirkoniumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm enthielten, wurden auf Bleche aus entkohltem Emaillierstahl, die durch Beizen und Tauchvernickelung vorbehandelt uorden waren, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 10 min lang sei

gQ 120⁰C getrocknet und U min lang bei 81O⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 0⁰C gebrannt. Der in Beispiel XXI aus der Fritte A1 hergestellte Überzug hatte ein rauhes und blasiges Aussehen, während der in Beispiel XX'II aus der Fritte A3 hergestellte Überzug glatt war und eine glänzende Oberflächenbeschaffenheit hatte. Die Untersuchung der Struktur der Überzüge mit einem Mikroskop

34 46 5 37 - ²² - ^DE

zeigte, daß das rauhe, blasige Aussehen des Überzugs von Beispiel XXI mit Porosität urn die Zirkoniumteilchen herum in Verbindung stand (siehe Fig. 1B), während oa.s Email bei dem Überzug von Beispiel XXII eng an den ZirkDniumteilchen anhaftete (siehe Fig. 19). Die in höherem Maße kohärente Beschaffenheit des Überzugs aus der Fritte A3 würde zusätzlich zu der V/erbesserung des Aussehens des Überzuges wahrscheinlich auch die Festigkeit des Überzugs verbessern.

Beispiele XXIII und XXIU

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritten A1 und A3, die 15 Gew.- % Titanpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm enthielten, wurden auf Bleche aus entkohltem Emaillierstahl, die durch Beizen und Tauchvernickelung vorbehandelt worden waren, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 10 min lang bei 120⁰C getrocknet und k min lang bei 810⁰C in einem Bfen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 0⁰C gebrannt. Beics Beispiele lieferten glatte Überzüge mit glänzender Oberflächenbeschaffenheit. Die Untersuchung der Struktur der Überzüge mit einem Mikroskop zeigte jedoch, daß im Fall der Verwendung der Fritte A1 in Beispiel XXIII um die Titanteilchen herum Porosität sichtbar war (siehe Fig. 20), während im Fall der Verwendung der Fritte A3 in Beispiel XXIV das Email eng an den Titanteilchen anhaftete (siehe Fig. 21). Die in höherem Maße kohärente Beschaffenheit des aus der Fritte A3 hergestellten Überzuges führt zu einer Verbesserung der Festigkeit des Überzugs.

Die Fritte A3 wurde zur Herstellung einer wäßrigen Aufschlämmung in der vorstehend beschriebenen Weise gemahlen, jedoch wurde" der Mahlungsansatz folgendermaßen verändert:

* · * 3445587 -23-	λ «a • *	• * * *	g
FrittG	1.5?	kg
Wasser	600	ml
Natriumcarboxymethylcellulose	a g
Natriumnitrit	12

DE

15 Geuj.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm uiurden zusammen mit U V/ol.-% des Inhibitors "Fernox Alu" in die Aufschlämmung eingemischt. Diese wäßrige Aufschlämmung wurde auf ein Blech aus CR2UE-Emaillierstahl, das durch Beizen und Tauchvernickelung vorbehandelt worden war, aufgesprüht. Der Überzug ujurde 10 min lang bei 120°C getrocknet und 3 min lang bei 81O⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von O⁰C geschmolzen. Der hergestellte Überzug war mit dem in Beispiel XII hergestellten Überzug vergleichbar, hatte ein glattes Aussehen mit Halbglanz und war frei von Blasen.

Beispiel XXUI

Die Fritte A3 wurde gemahlen, um in der vorstehend beschriebenen üJeise eine wäßrige Aufschlämmung herzustellen, wobei jedoch ein üblicher Mahlungsansatz mit der folgenden Zusammensetzung verwendet wurde:

Fritte 1,2 kg.

üJasser £00 ml

Weißer Emaillierton 72 g

(Suspensionsmittel)

Borsäure 72 g

Natriumnitrit 0,6 g

In die Aufschlämmung wurden 15 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm eingemischt. Die wäßrige Aufschlämmung "wurde auf ein Blech aus CR2\/E-Emaillierstehl, das durch Beizen und Tauchvernickelung vorbehandelt uorden war, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 10 min lang bsi 12Q^CC

I]C trockne? t. und J min l;ing hui BK)⁰C in (ilniMu Ut Ί>η mit kIhim· Atmosphäre mit einem Taupunkt van D⁰C gebrannt. Der erhaltene Überzug war rauh und blasig und hatte ein .ähnliches Aussehen wie der in Beispiel Uli hergestellte Überzug.

Beispiel XXUII

Die Fritte A3 wurde in einer Kugelmühle trocken gemahlen, bis 99 Geiü.-% der Fritte eine Korngröße von weniger als 38 pm hatten. Die trockene pulverisierte Fritte wurde mit 7,5 Gew.-% (auf das Gesamtgeuicht der Feststoffe bezogen) Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm vermischt, und daraus wurde mit einer Lösung von 3 Ge ω.-56 Cellulosenitrat in Amylacetat eine Aufschlämmung gebildet. Die nichtwäßrige Aufschlämmung wurde auf ein Blech aus entfettetem CR2UE-Emaillierstahl aufgesprüht und in einem gut belüfteten Bereich bei Umgebungstemperatur trocknen gelassen. Dss Blech wurde dann U min lang bei BIO⁰C in einem C'an mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 5°C georannt. Der erhaltene Überzug zeigte keine Neigung zum Schäumen ader zur Blasenbildung und lieferte einen fest anhaftenden, dichten bzw. undurchlässigen und festen bzw. widerstandsfähigen Überzug, der ähnlich wie der in Beispiel XU hergestellte Überzug ein glattes Aussehen mit Halbglanz zeigte.

Beispiele XXUIII und XXIX

Zwei Bleche aus warmgewalztem HRU-Stahl u-jrdsn in :er in Beispiel XX beschriebenen L'eis= r>it Schichten ξ_ξ cs.~ Fritte A3, die 3D Gew.-% Aluminiumpulver Enthielten, □=- schichtet und gebrannt.

Wäßrige Aufschlämmungen der Fritten A1 und A3 wurcen auf

die beschichteten Bleche aufgesprüht. Diese wurden 10 min

lang bei 15D°C trocknen gelassen und 6 min lang bei 85G⁼C

in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt van

1 O⁰C gebrannt. Der in Beispiel XXVIII erhaltene Überzug, in dem die Deckemailschicht aus der Fritte A1 bestand, war rauh und zeigte in beträchtlichem Ausmaß Blasenbildung, während der in Beispiel XXIX erhaltene Überzug, in dem diE Deckemailschicht aus der Fritte A3 bestand, ein Dberflächenaussehen hatte, das mit dem Dberflächenaussehen des Überzugs van Beispiel III vergleichbar war, d. h. eine glatte Dberflächenbeschaffenheit mit vollem Glanz zeigte und frei von Blasenbildung oder Fischschuppen-Fehlern war.

Beispiel XXX

Eine wäßrige Aufschlämmung der Fritte A3, die 15 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm enthielt, wurde auf ein entfettetes Blech aus entkohltem Emaillierstahl aufgesprüht. LJährend der Überzug noch feucht war, wurde eine zweite wäßrige Aufschlämmung der Fritte A3 ohne Metallzusatz durch Aufsprühen auf das Blech aufgebracht. Die Probe wurde 1D min lang bei 12D⁰C getrocknet und 3 min lang bei 810⁰C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 0°C gebrannt. Der erhaltene Überzug haftete fest an dem Stahlsubstrat an und hatte ein Oberflächenaussehen, das mit dem Dberflächenaussehen des Überzugs von Beispiel III vergleichbar war, d. h. er hatte eine --latts, glänzende Dberflächenbeschaffenheit und uar frei von Blasenbildung oder anderen Oberflächenfehlern.

Beispiel XXXI und XXXII

gO Eine wäßrige Aufschlämmung der Fritte A3, die 1D Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Korngröße bis zu 5D pm enthielt, wurde in der vorstehend beschriebenen lüeise hergestellt. Diese Aufschlämmung wurde in zwei Anteile aufgeteilt. Zu dem ersten Anteil wurden D,5 Gew.-% der Fritte B1, aie zu

g5 einer Korngröße zwischen 75 pm und 250 pm trocken gemahlen worden war, gegeben. Zu dem zweiten Anteil wurden 0,5 Gem.-

% der Fritte B2 , die zu einer Korngröße? zwischen 7b pm um: 250 pm trocken gemahlen worden usr, gegeben. Die Aufschlämmungen lüurden auf Bleche aus CR1-Tief ziehstahl , die zuvor entfettet worden uiaren, aufgesprüht. Die Überzüge wurden 1D min lang bei 120⁰C getrocknet und k min lang bei B50°C in einem Ofen mit einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 5⁰C gebrannt. Beide Überzüge hafteten fest an dem Stahlsubstrat an und waren frei von Fischschuppen-Fehlern, die häufig angetroffen werden, wenn Stahl dieses Typs emailliert wird. Der Überzug von Beispiel XXXI, der Teilchen der Fritte B1 enthielt, zeigte jedoch auf seiner Oberfläche eine Vielzahl von kleinen Bläschen, die mit den Teilchen der Fritte B1 in Verbindung standen (siehe Fig. 22). Der Überzug von Beispiel XXXII, der Teilchen dar Fritte B2 enthielt, hatte ein ansprechendes bzw. vorteilhaftes Aussehen mit einer schwarzen, halbmatten Oberflächenbeschaffenheit mit einer Vielzahl von weißen ^lecken, die durch die Teilchen der Fritte '32 erzeugt wurden (siehe Fig. 23).

Beispiel XXXIII

Aus der Fritte A3, zu der 15 Gew.-% Aluminiumpulver nit einer Korngröße bis zu 50 pm und 12 Gew.-% Siliciun-ioxidpulver mit einer Korngröße bis zu 50 pm gegeben ^jrisn, wurde eine wäßrige Aufschlämmung gebildet. Diese Au"srhlsmmung wurde auf eine Probe von entfettetem, entohlt-τι Emaillierstahl aufgesprüht. Der Überzug wurde 10 πin lang bei 120°C trocknen gelassen und r=nn 3 min lang bei 510³C

on in einem Ofen mit einer Atmosphäre r-.it ein = " Taupunkt vcn 0⁰C gebrannt. Der erhaltene Überzug war fsst und dicht bzw. undurchlässig und hatte eine glatte, halbmatte Oberflächenbeschaffenheit.

or- In den beigefügten Zeichnungen, auf die in den vorstehenden Beispielen Bezug genommen wird, haben die Fig. die folgen-

den Bedeutungen:

Fig. 1 bis 6 sind vergrößerte Fotografien der Oberflächen der in Übereinstimmung mit Beispielen I bis UI hergestellten Überzüge.

Fig. 7 bis 17 sind mit einem Lichtmikroskop erhaltene mikrofotografische Aufnahmen von Schnitten durch die in Übereinstimmung mit Beispielen WII bis XUII hergestellten Überzüge.

Fig. 18 bis 21 sind mit einem' Lichtmikroskop erhaltene mikrofDtografische Aufnahmen von Schnitten durch die in Übereinstimmung mit Beispielen XXI bis XXIU hergestellten Überzüge, und

Fig. 22 und 23 sind vergrößerte Fotografien der DbET'läche der in Übereinstimmung mit Beispiel XXXI bzu. XXXII hergestellten Überzüge.

Fig. 1 und 2 zeigen die Fischschuppen-Fehler 10 (Fig. 1), die sich bei den in Übereinstimmung mit Beispiel I bzu. II hergestellten Überzügen ergaben. In Fig. 3, die ~=n ir. Übereinstimmung mit Beispiel III hergestellten ürerzug zeigt, sind keine Fischschuppen-Fehler vorhanden.

Fig. U bis 6 zeigen die Verteilung von Kahlsnstcf^rrlase~- Fehlern in Farm von schwarzen ^rlscken 11· (^rig. U) fcei csn im Übereinstimmung mit Beispielen IU eis Vl gebildeten Überzügen.

Wie es in Fig. 15 veranschaulicht ist, zeigen die in Fig. 7 bis 17 abgebildeten Querschnitte das Stahlsubstrat 12 und die Metallkeramikschicht 13. Die Metallkeramikschicht 13 enthält Metallteilchen 14, die Glas- oder Frittenmstrix 15 und Gasbläschen 16. Die Gasbläschen 16 cehoren zu zu, = :

ljl-\ I;- Z O 37 - 28 - DE UUcU

Arten: i) zu den kleinen ülüschen, die allen Emai Ischich ten zugehären und durch das Einschließen von Gasen zwischen csn Frittenteilchen tüährend des Brennens hervorgerufen werden, und ii) zu den grüßen Bläschen, die durch Gasentwicklung an der Metall/Fritte-Grenzflache hervorgerufen werden. Aus Fig. 7 bis 17 geht deutlich hervor, daß im Fall ner Verminderung des Wassergehalts der Fritte und der Ofenatmasphäre auch die auf eine Gasentwicklung an der Metall/Fritte-Grenzfläche zurückzuführende Porosität abnimmt.

Die dunkle Schicht 17 oberhalb der Metallkeramikschicht 13 ■in diesen Fig. ist eine Befestigungsmasse. Aus Fig. 7 bis 17 geht auch hervor, daß die Oberfläche der in ÜDersinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten

X5 Proben, d. h. der in Fig. 11, 12, 1*+, 15 und 17 gezeigten Proben, im allgemeinen glatter ist als die Oberflächen cer außerhalb der Erfindung liegenden Beispiele.

Fig. 22 zeigt die Blasen 1B, die durch die Ein" ühru-ig van Teilchen der Fritte B1 in Beispiel XXXI erzeugt werden, unn Fig. 23 zeigt die weißen Flecken 19, die durch die Einführung von Teilchen der Fritte B2 in Beispiel XXXII srzejgt werden .

Während sich die vorstehende Beschreibung au~ iie Verteile des Aufbrincens von Enailfrittsn au;" 5tahlsu::str5te cc = r des Aufbringens von Alumini'j" ~n-h=ltencer ^vet5ll< = r2~i'<Zusammensetzungen konzentriert haz, .ξγπεπ ehniic^= Verteile erzielt, wenn andere SuDstrste Emailliert uarrsn c:sr wenn Metallkeramik-Zusammensetzungen mit anderen "etällzusätzen aufgebracht werden. Das erfindungsgemsße Vermehren ist besonders geeignet, wenn entweder aas Substrat οcer der teilchenförmige Metallzusatz eine hohe Affinität für Sauerstoff hat, d. h. wenn es sich dabei z. B. um Eisen, Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Silicium ocsr ihre Legierungen handelt. Das Verfahren kann jecoch au" jeces

Substrat, das einen hohen Schmelzpunkt hat, beispielsueiüc auf Metall oder Keramik, angewandt werden.

Zusätzlich zu Überzügen für metallische oder nichtmetallische Substrate schließt die Erfindung auch Glas/f-'etall-Verbundstoffe ein, in denen beispielsweise das Glas als Matrix für Metallteilchen dient.

Claims

TlEDTKE - BüHLING " KlNNE-. GlRUPE.". . .;;.: ÄSS If. r% /^ Ot! '' - : .* - ! : "ΟΓρΙ.-lng. H.Tiedtke I R G ¥ Pellmann - Grams " wmurr - DipL-chem. a Bowing Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann O 4 4 O O O / Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 2C 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Mü 20. Dezember OE Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufbringen eines Glasemails, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Metall eine pulverisierte Glasfritte aufgebracht uird, mobei die Glasfritte einen Wassergehalt bis zu 0,03 Geuj.-% hat, und daß das beschichtete Metall dann bei einer Temperatur, die oberhalb des Scnmelzpunkts der Fritte liegt, in einem Ofen, der eine Atmosphäre mit einem Taupunkt bis zu 10⁰C aufweist, gebrannt uird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fritte einen Wassergehalt bis zu 0,015 Bsu.-τί r-at und daß der Taupunkt der Ofenatmosphäre bis ze 'D=C neträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, cadurch gekennzeicnr.et, daß die Fritte einen Wassergehalt bis zu 0,03 Geu-.-% hat und daß der Taupunkt der Atmosphäre bis zu-5⁰C beträgt,

^f. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daüurcn gekennzeichnet, daß mit der pulverisierten Glasfritte pulverisiertes Metall vermischt uird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Metall eine Korngröße bis zu 200 pr

Dresdner B*nk (München) Kto. 3939844 deutsche 8ink (München) Kto. 2861060 PoMscneckjmt (München) Kto 670-43-30«

hat.

6. Uerfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu der pulverisierten Fritte bis zu 60 Gew.-% an pulverisiertem Metall gegeben werden.

7. Uerfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus Eisen, Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Silicium und ihren Legierungen ausgewählt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Glasemail als Überzug auf ein Substrat aufgebracht wird.

9. Uerfahren nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet,

daß der Überzug in Form einer nichtwäßrigen AufschlMmmung auf das Substrat aufgebracht wird.

10. Uerfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug in Form einer wäßrigen Aufschlämmung auf das Substrat aufgebracht wird, wobei die wäßrige Aufschlämmung ein Suspensionsmittel auf Polysaccharidbasis enthält.

11. Uerfahren nach Anspruch 1D, dadurch gekennzeichnet, daß das Suspensionsmittel ein Xanthangummi ist.

12. Uerfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Substrat ein zweiter Überzug aus pulverisierter Glasfritte aufgebracht wird, wobei die Fritte in dem zweiten Überzug einen Wassergehalt bis zu 0,03 Gew.-% hat und der zweite Überzug bei einer Temperatur, "die oberhalb des Schmelzpunkts der Fritte liegt, in einem Ofen, der eine Atmosphäre mit einem Taupunkt bis zu 10⁰C aufweist, gebrannt wird.

- 3 - Dt. 44G4

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Überzug aufgebracht uird, bevor der erste Überzug gebrannt morden ist, und daB d>er erste und

5 der zueite Überzug gleichzeitig gebrannt werden.

14. V/erfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daB mit der pulverisierten Glasfritte pulverisiertes feuerfestes Material vermischt wird.