DE1571297A1 - Verfahren zum Verbinden feuerfester Koerper - Google Patents

Description

• r e l " a1-:ren zum Verbinden feuerfester Körper

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  @I_@@@r@:za,tur gehrochene=i° rrƒr@;en stänclt@; ci_ioaer Art a1=. auch

  Mt- @F:r@ Aa_-Cbau ;rein Bauelementen aus r"inzel-telen.

  'ilollte man bisher s(;y'_or e keramischen, insbesondere feuer-

  festen 3i_örper miteinander verbinden, dann er @=ole;te dies

  dadurch, daß man sie mir-, L!ri- ebrann-i:en plastischen icera-

  mischen ""assen aneinander heftete und in einem zweiten

  Brand diese Hefts belle verfestigte.

  Dieses Tierfahren wirft jedoch eine Reihe von Problemen auf und hat daher in der Technik praktisch-keinen Eingang gefunden. Dies geht insbesondere daran.:.' zurück, daP sich die ungebrannte 1_ass.e nur schwer an die gebrannte i,Tasse anpaßt, was zu Spannungen führt. Auch ist die Ver--bindung außerordentlich schlecht, so daß damit die Festigkeit und Kaltbarkei t der Verbindungsnaht nur sehr gering. ist.
• Auch das Schweißen v::in keramischen Körpern mit Hilfe des elektrischen Nichtbogens i"t bis jetzt ohne Erfolg geblieben. Ein keramischer Körper ist ja normalerweise kein Schmelzprodukt. Eine Schwe=ißnaht, als kontinuierlicher geschmolzener Streifen in einem Keramikkörper macht den ganzen Keramikkörper zu einem lieteronenen Gebilde, das eine weitere 'Wiruiebehandlung im Sinne einer feuerfesten Anwendung nicht mehr aus1rält. Es -treten sehr bald neue Risse auf, die: erneut einer Sehweißung bedit_fen würden, wodurch sich je- doch d.as Gesamtprobloni nur -verschlimmert. Es ist auch bereits ein Tierfahren bekannt, bei dem man mit einem Gemisch aus Ilaolin-, Ton und Tonerde als Schweißmittel zum Verschweißen von- feuerfesten Schamotteplatten arbeitet. Dieses Verfabren ist jedoch nur dann anwendbar, wenn das geschweißte Produkt bei höchstens 10000 C. verwendet wird. Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum verbinden `euerfester I<_örper, insbesondere SiC- und Si 3N 4 - Erzeugnissen unter Zuhilfenahme des elektrischen Ijic'Ztbögens geschaffen, bei dem ebenfalls ein Schweißmittel der Schweißstelle zage-Führt wird. Das erfindunf=sgemäße Verfahren unterscheide sich j-edoc1 von den bekannten ,erfahren dadurch, daß als Scl-weißmittel Y°epc=benenralls @-ering verunreinigter, Silizium-..Jetall dient unG. i n einer Sticltstoff-Atmosphäre geschweißt wird.
• Bei diesem Verfahren .entsteht in der Verbindungsnaht keine geschmolzene, d.1: artfremde Zone, sondern ein krirtalline.s und poröses Gebilde, wie es der keramische Körper selbst ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß in der kurzen Zeit während des Schweißens aus dem beispielsweise in Form eines: Schweißdrahtes zufmefülirten Silizium-T;letall und dem als Schutz- und Reaktionsatmosphäre zum Einsatz kommenden Stickstoff sowie eventuell anwesender Abbrenngase der Kohle-, ' elektroäen neue kristalline Stoffe entstehen, welche,-die beiden züz verbindenden Teile fest zusammenhalten und die den Eigen":"cl-aften der Yrzstaliplasen in den zu verbindenden 'Teilen ähnlich sind. Da es sich bei diesen neu entstehenden kristallinen Stoffen hauptsächlich um Siliziumnitrid und Siliziumkarbid handelt, ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für dde Verbindung von Feuerfestprodukten auf der Basis dieser Stoffe wirkungsvoll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch rein oxidische feuerfeste Produkte auf diese gleise miteinander verbunden oder werden können. Die in diesem Falle fremdartige Schweißnaht stört offenbar deshalb nicht, weil sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten aller dieser Stoffe. nur sehr wenig unterscheiden.
• In weiterer Au@,bildunp der. Erfindung wird das #lerf,-.lbren zweckmäßig so geführt, daß der Abstand der Schweißelektroden von der Schweißstelle und der Schweiß@'ortschritt so gewählt werden, daß die Oberflächentemperatur der Schweißverbindun: zwischen 1 450o und 1 8(i00 C liegt.
• Eine leichte Verunreinigung des beispielsweise in Form eines Drahtes zugeführten Silizium-Metalles schadet nicht, sondern kann sogar eine Verbesserung bzw. Beschleunigung der Kristallisation bewirken Durch die Erfindung wird somit erstmalig: ein Verfahren geschaffen, mit dem es möglich ist viele gebrochene Stücke wieder zu verbinden, so daß der bisher unvermeidbar hohe Ausschuß wesentlich: reduziert werden kann. Der technische 2ortschritt des -erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit auf der Hand.- Dies gilt umsomehr, als das Verfahren selbst mit den handelsüblichen Geräten durchgeführt werden-kann und nur dann, wenn eine Schutzgasvorrichtung nicht vorbanden ist, eine solche angebracht werden muß.
• Als besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemäße Tierfahren fizr die Herstellung komplizierter Formteile aus feuerfesten Materialien erwiesen, weil diese nunmehr in einfacher Form hergestellt und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu der komplizierten Form zusammengebaut und vereinigt werden können.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü -c h e ------------------------------ 1. Verfahren zum Verbinden feuerfester Körper, insbesondere Siliziumkarbid- und Siliziumnitrid-Erzeugnisse, mittels des elektrischen Lichtbogens, bei dem ein Schweißmittel der Schweißstelle zugeführt wird, dadurch g e k e n n zeichnet , daß als Schweißmittel gegebenenfalls gering verunreinigtes Silizium-Metall dient und in einer Stickstoff-Atmosphäre geschweißt wird.
2. 2. Tierfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Abstand der Schweißelektroden von der Schweißstelle und der Schweißfortschritt so gewählt werden, daß die Uberflächentemperatur der Schweißverbindung zwischen 1 450 o und 1 800o C liegt.