DE625072C

DE625072C - Keramischer Koerper mit Metallueberzug

Info

Publication number: DE625072C
Application number: DES92790D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-11-07
Filing date: 1929-07-13
Publication date: 1936-02-03

Description

Es ist bekannt, Körper aus Glas, Porzellan o. dgl. mit einer Metallglasur zu überziehen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an dieser Glasur andere Metallteile zu befesti-S gen. Derartige Verbindungen sind jedoch bisher¹ schwierig ausführbar, da die metallische Glasur eine verhältnismäßig geringe Dicke hat und beim Anlöten oder Anschweißen eines Metallteiles leicht über die höchst zulässige Temperatur erhitzt und dadurch zerstört wird.

Es sind auch bereits keramische Körper bekanntgeworden, bei denen auf galvanischem Wege oder durch Aufspritzen ein Metall-Überzug hergestellt war. Allein diese Überzüge besitzen nur eine verhältnismäßig geringe Festigkeit, weil eine eigentliche Verbindung zwischen ihnen und dem keramischen Körper nicht vorhanden ist. Abgesehen da-

ao von ist auch die Herstellung von solchen Metallüberzügen, die auf galvanischem Wege hergestellt werden, verhältnismäßig umständlich und teuer, weil die keramischen Körper vor dem Herstellen der galvanischen Überzüge mit einem zweiten den elektrischen Strom leitenden Überzug versehen sein müssen.

Die Erfindung betrifft ebenfalls Überzüge

von keramischen Körpern, die sich durch eine besondere Festigkeit auszeichnen und es ermöglichen, daß ohne Schwierigkeiten an den Überzügen und somit den mit diesen versehenen keramischen Körpern beliebige Metallteile ο. dgl. angelötet werden können. Erfindungsgemäß bestehen diese Überzüge aus einer metallischen Glasur und einer damit auf feuerflüssigem Wege verbundenen Metallschicht mit niedrigem Schmelzpunkt. Die metallische Glasur dieser Überzüge ist in bekannter Weise in eine keramische Unterglasur eingebrannt. Die Metallglasur selbst enthält mit Vorteil Edelmetalle, während die äußere Metallschicht aus einer Lötmasse, z. B. Zinn und Blei, bestehen kam.

An Hand der Erfindung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Bei dem in Abb. 1 der Zeichnung dargestellten Hochspannungsisolator 1 bestehen beispielsweise die Schichten^ und 3 gemäß Abb. 2 aus je drei Lagen. Auf dem keramischen Körper 1 des Isolators befindet sich zunächst eine keramische Unterglasur 4. Über dieser Glasur befindet sich ein Metallüberzug 5, der in bekannter Weise auf der Unterglasur so eingebrannt wird, daß er sich innig mit ihr verbindet und mit ihr zusammen die Metallglasur bildet. Über der Metallglasur befindet sich eine wesentlich stärkere Schicht 6, die z. B. aus einer Lötmasse besteht.

Die Metallkappe des Isolators kann unmittelbar an der Metallschicht 2 fest gelötet oder mit ihr verschweißt" werden. Ebenso kann man den Klöppel des Isolators mit der

Schicht 3 im Isölatorinnern metallurgisch ver-. binden. L

Das Anlöten eines Metallteiles an den metallischen Überzug ;des keramischen Körpers kann z. B. mit 'Hilfe eines Lötkolbens -erfolgen. Der Kolben wird auf eine Temperatur gebracht, die über dem Sclimelzpurifefc der AuÖenschicht 6 liegt. Nachdem die bei-¹ den zu verlötenden Teile aneinander gebracht ίο sind, fährt man' mit dem Kolben schnell über die Stellen, die verlötet werden sollen. Diese Arbeitsweise empfiehlt sich deswegen, damit nicht eine bestimmte Stelle des keramischen Korpers überhitzt wird, so daß der Körper infolge der auftretenden Wärmespannungen zerspringt.

Die 'Herstellung des metallischen Über-' zuges auf dem keramischenKörper kann beispielsweise nach den folgenden, zum Teil schon an und für sich bekannten Verfahrens-· schritten erfolgen. Der keramische- Körper>, wird zunächst mit einer keramischen Unterglasur versehen. Diese Glasur wird-mit einer Lösung von mindestens 7 °/₀ Metallgehalt überzogen und über 400° erhitzt. Beim Erhitzen darf jedoch die für die Beständigkeit der keramischen Unterglasur höchst zulässige Temperatur (ungefähr 8oo°) nicht überschritten werden.

Als keramische Unterglasur hat sich z. B. die als "Mahagoniglasur bekanntgewordene günstig erwiesen, die ungefähr 85 °/₀ geschlämmten Lehm (z.B. Albany slip), 5 °/₀ Feldspat, 5 °/_tt · Kieselsäure, 3 ⁰J₀ Fe₂O₃ und 2 °/₀ MgG₂ enthält. Es sind aber auch andere -Glasuren, z.B. die bekannte schokoladenfarbige: Glasur,- mit gutem Ergebnis •verwendbar. Die Glasur wird in der ühfiehen ■ Weise auf den keramischen ,Körper gebracht und der Körper darauf in der üblichen Weise gebrannt.

Wenn der Körper ,nach dem Glasieren wier

der auf die Raumtemperatur abgekühlt; ist, wird die Metallglasur z.B. mit einem Pinsel auf den Teil der keramischen Glasur gebracht, der überzogen werden soll.

Diese metallische Glasur, von der verschieß dene Zusammensetzungen verwendbar sind, enthält einen erheblich größeren Prozentsatz Metall als er lediglich für Zierglasuren notwendig ist. _■■.--.".-■

Es hat sich gezeigt, daß man eine Glasur

verwenden muß, die mindestens 7 ^q/₀ Metall-

.. bestandteile hat, wenn—die "Herstellung des Körpers nicht eine zu genaue Einhaltung der notwendigen Heiztemperaturen erforderlieh machen soll.

Es hat sich eine Glasur als günstig erwiesen, die außer den zur Lösung notwendigen ätherischen ölen, z. B. Lavendel- oder Nelkenöl, über"7,85 °/₀ Metallbestandteile enthält, und zwar ungefähr 4,3 °/₀ Platin in metallischer Form oder als Platinchlorid, 3% Wismut in der Form eines Chlorides oder als' Metall und über 1 ^Q/_o weitere unlösliche Rückstände.

Nach dem Aufbringen der Metallglasur wird der keramische Körper auf eine Temperatur zwischen 450° C und 800° C gebracht.

Das Ergebnis ist besonders zufriedenstellend, wenn der Ofen und die zu glasierenden Körper schnell auf eine Höchsttemperatur von über 800° C gebracht und unmittelbar darauf langsam abgekühlt werden. Wenn ein derartiges Arbeitsverfahren nicht durchführbar ist, so empfiehlt es sich;, mit einer niedrigeren Höchsttemperatur zu arbeiten. Das Ergebnis ist sowohl von der Temperatur als auch von der notwendigen Zeit abhängig.

Die niedrigste Temperatur, bei der die Metallsaize noch zersetzt und eine gleichmäßige iGlasur »erzielt, wird,- liegt, selbst wenn eine ■sehr lange Erhitzungsdauer angewandt wird, wahrscheinlich etwas über 400 ° (450⁰).

Während der Anfangsstadien des Heizvorganges ist es wünschenswert, eine oxydierende Atmosphäre um die zu erhitzenden Körper bestehen zu lassen, insbesondere wenn ein elektrischer Ofen verwendet wird. Die Gasfüllung des Ofens wird einem verhältnismäßig hohen Druck ausgesetzt und dieser Druck nach der notwendigen Dauer wieder abgeschwächt. _._ s

Beim Erhitzen dringt das * Metall in die siliciumhaltige Glasur ein, die mit ihr eine im wesentlichen gleichförmige und feste Mischung bildet. Dieses Ergebnis wird nach den vorliegenden Versuchen mit Sicherheit erzielt, /wenn die obenerwähnten Verfahrensschritte genau eingehalten werden. Man erhält dann eine metallische Glasur, die bis zu einer ausreichenden Tiefe in die Siliciutnglasur eingedrungen ist und gleichzeitig an ihrer Oberfläche eine Schicht von genügender Gleichförmigkeit und Dicke bildet. Die Verbindung zwischen der äußeren Metallschicht der Glasur^ und der innenliegenden Siliciumgläsur . ist ferner vollkommen gasdicht, - und sie hat eine mechanische Festigkeit, welche die des keramischen Körpers unter Umständen weit übersteigt.

Das Überziehen der Metallglasur mit einer weiteren Metallschicht wird in der Weise vorgenommen, daß der Körper erhitzt und dann schnell in eine flüssige Lötmasse getaucht wird. Bei den Versuchen hat sich eine Lötmasse von 58°/o Zinn und 42 °/₀ Blei mit einem geeigneten Flußmittel von neutralem Charakter, z. B. Ammoniumchlorid, Grycerin, Vaselin u. dgl., als günstig' erwiesen. Die Lotmasse wird_ vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 200° C und 235° C gebracht.

Die Herstellung des Metallüberzuges kann auch in der Weise erfolgen, daß der Körper unmittelbar nach dem Erhitzen der Metallglasur in die Lötmasse getaucht wird, wenn er während des Abkühlvorganges die geeignete Temperatur erreicht hat,

Claims

Patentansprüche:

I. Keramischer Körper mit Metallüberzug, gekennzeichnet durch eine in eine keramische Unterglasur eingebrannte metallische Glasur und eine damit auf feuerflüssigem Wege verbundene Metallschicht mit niedrigem Schmelzpunkt.
2. Keramischer Körper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Unterglasur eingebrannte Metallüberzug mindestens 7 °/₀ Edelmetall enthält und daß die äußere Metallschicht aus Lötmasse, z. B. Zinn und Blei, besteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen