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Bügeleisenbolzen oder andere Teile für Heiz- und Kochgeräte Zur Übertragung
von Wärme werden vielfach Metalle, Metallegierungen oder Metallverbindungen verwendet.
Es kommt metallischen Baustoffen für diesen Verwendungszweck insbesondere dann große
Bedeutung zu, wenn eine möglichst gleichmäßige Wärmeabgabe nach einer bestimmten
Richtung hin gewünscht wird. Abgesehen von der höheren Wärmeleitfähigkeit der Metalle
haben sie z. B. gegenüber keramischen Baustoffen noch den Vorteil größerer mechanischer
Festigkeit; außerdem können aus ihnen beliebige Formen in wesentlich dünneren Querschnitten
hergestellt werdexi als aus keramischen Massen.
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Die vorliegende Erfindung geht davon aus, insbesondere in Zeiten der
Verknappung von Metallen, z. B. des Eisens, einen Ersatzwerkstoff unter Einsparung
von Metallen, zu verwenden. Die Erfindung besteht darin, daß an Stelle von Eisen-
oder Nichteisenmetallen siliciumcarbidhaltige Massen verwendet werden. So eignen
sich, wie zahlreiche Versuche gezeigt haben, Massen mit einem Siliciumcarbidgehalt
von mindestens etwa. 5o0;o in hervorragendem Maße für Bügeleisenbolzen oder andere
Teile für Heiz- und Kochgeräte, c. B. Bügüleisengehäuse, Herdplatten füar Kohle-,
Gas-, Petroleum-, elektrische Herde.
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Diese siliciumcarbidhaltigen Massen halten die zugeführte Wärme längere
Zeit, da die Leitfähigkeit des reinen Siliciutncarbids unter der des Gußeisens liegt
und mit abnehmendem Siliciumgehalt - die Leitfähigkeit der Masse abnimmt.
Es
wurde bereits vorgeschlagen, silicium. carbidhaltige Massen auf Grund ihrer höheren
Temperaturbeständigkeit sowie der ausgezeichneten Widerstandsfähigkeit gegen chemischeEinflüsse
für feuerfeste, grobkeramische Materialien, z. B. für Schmelztiegel, Muffeln, Rohre
oder Platten, zu verwenden. Es wurde auch bereits eine feuerfeste Masse vorgeschlagen,
die aus kristallinischem Grafit, Silicium und einem Bindemittel besteht .und als
schützender Überzug ein ,aus einem Salz bestehendes Flußmittel besitzt. Während
aber bei diesen Massen neben der Temperaturleitfähigkeit in erster Linie auf die
höhe Schmelztemperatur und die Feuerfestigkeit Wert gelegt wird, ist diese Eigenschaft
für den vorliegenden Verwendungszweck nur von untergeordneter Bedeutung; es kommt
hier vielmehr darauf .an, daß bestimmte Gegenstände die zugeführte Wärme .längere
Zeit hindurch halten, was durch die geringere Wärmeleitfähigkeit der siliciumhaltigen
Massen gegenüber den bisher verwendeten Gußeisen bewirkt wird.
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Solche Massen gemäß der Erfindung werden in der Regel auf folgende
Weise hergestellt. Siliciumcarbidpulver der üblichen Körnung wird mit Ton als Bindemittel
mit oder ohne Zusatz von Schanotte oder einem anderen Füllstoff vermengt, mit Wasser
angeteigt, mauken gelassen. dann in Formen gepreßt und je nach dem Verwendungszweck
zwischen etwa rooo bis 150o° gebrannt. Außer Ton wurden bereits auch andere Bindemittel,
_ w^e z. B. kaustischer Magnesit oder andere hochschmelzende Metalloxyde, einzeln
oder gemischt oder derartige Naturprodukte verwendet.
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Während man bisher mit den üblichen Herstellungsverfahren das Auslangen
gefunden hat, erschien es für das vorliegende Anwendungsgebiet erforderlich, die
Zusammensetzung des Ausgangsmaterials wie auch die Arbeitsmethoden weitgehend =
variieren' um die erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände den jeweiligen Erfordernissen
anzupassen. Ein Material mit nahezu 1 oo o,'o Siliciumcarbid wird erhalten, wenn
man Siliciumcarbidpulver mit einem organischen Bindemittel, z. B. Melasse, Dextrin
o. dgl., bindet, welches sich beim Brennen des Materials fast ohne einen Rückstand
zu hinterlassen zersetzt. Demgegenüber weist ein Material, welches aus 95 % Siliciumcarbid
und 5 % Ton besteht, eine wesentlich niedrigere Wärmekapazität auf. Wird ein solches
Material z. B. für einen Bügeleisenbolzen verwendet, so muß man diesen wohl gegenüber
dem bekannten Gußeisenbolzen etwas länger anheizen, um auf dieselbe Temperatur zu
kommen, da seine Wärmekapazität unter der des Gußeisens liegt. Ein s01-eher Bolzen
gibt aber dafür auch seine Wärme langsamer ab, was einen beachtlichen technischen
Vorteil gegenüber Gußeisen darstellt. Ähnlich liegen die Verhältnisse z. B. bei
Herdplatten, Koch- oder Heizgeräten u. dgl.
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Für solche Zwecke, für welche auf eine schnelle Wärmeübertragung kein
besonderer Wert gelegt wird, kann das Siliciumcarbid auch bis zu 500,'o z. B. durch
Kohle, Elektrokorund oder durch bekannte Magerungsmittel, wie Schamotte, ersetzt
werden.
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Außer den bekannten Bindemitteln haben sich für die Herstellung der
erfindungsgemäßen Gegenstände auch metallische Bindemittel in vieler Hinsicht hervorragend
bewährt. Solche Körper können hergestellt werden, indem man .dem Siliciumcarbidpulver
einen geringen Prozentsatz z. B. eines Eisenpulvers zusetzt, die Mischung durch
Pressen verformt und bis zum Zusammensintern der .lasse erhitzt. -Es hat sich bei
der Herstellung verschiedener Gegenstände als zweckmäßig erwiesen, mehrere Bindemittel
gleichzeitig zu verwenden. So wurden z. B. mit gutem Erfolg Ton oder kaustischer
Magnesit und Melasse s3-wie künstliche oder natürliche Metalloxyde oder z. B. zur
Herstellung möglichst gut leitender Massen mit einem hohen Siliciumcarbidgehalt
Eisen und Melasse verwendet.
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Für verschiedene Anwendungsgebiete hat es sich zur Erhöhung der Festigkeit
als vorteilhaft erwiesen, in siliciumcarbidhaltige Massen Versteifungen, z. B. aus
Eisen, anzuordnen, wodurch die Herstellung besonders fester, dünner Platten oder
Gitter (Roste) ermöglicht wird.
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Um die Festigkeit des Werkstoffes zu erhöhen, kann man auf die Oberfläche
des gebrannten Formstückes einen Metallüberzug auftragen. Gegenstände, auf die z.
B. mit Hilfe des Metallspritzverfahrens eine dünne Schicht Gußeisen aufgebracht
wurde, zeigen neben erhöhter allgemeiner Festigkeit insbesondere eine hohe Kantenfestigkeit.
Außerdem ist das mit Metall überzogene Endprodukt äußerlich von einem Gußkörper
nicht zu unterscheiden.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, nur auf die Kanten einen Metallüberzug
aufzubringen oder den Gegenstand nur teilweise mit Metall zu überziehen. So hat
sich bei Bügeleisenbolzen ein Auftrag v3n Gußeisen allein auf der Unterseite des
Bolzens gut bewährt, weil dadurch die Wärmeabfuhr nach der Bügelfläche besonders
wirksam wird. Der Metallüberzug kann auch an verschiedenen Stellen eine verschiedene
Stärke aufweisen. So können beispielsweise Kochgeschirre auf der Außenseite ihres
Bodens zur schnelleren Wärmeaufnahme zweckmäßig mit einem stärkeren
Metallbelag
versehen sein als z. B. die Seitenwände.
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Im folgenden werden einige Beispiele für die Zusammensetzung verschiedener
Massen angegeben. Die Massen werden nach bekannten Methoden aufgearbeitet, d. h.
sie werden vermahlen, dann, sofern sie Ton enthalten, mäuken gelassen und von Hand
aus Aer in einer Presse verformt. Die Formlinge werden` in der üblichen Weise getrocknet
und dann- bei Temperaturen bis zu etwa i450° in neutraler Atmosphäre gebrannt. Beispiel
1 95 Raumteile Siliciumcarbid, 5 Raumteile Tön, 5 Teile Wasser.
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Beispiel 2 98 Raumteile Siliciumcarbid, 2 Raumteile käustischer Magnesit,
5 Raumteile einer Mischung von i bis 2.Gewichtsteilen Melasse und 8 bis 9 Gewichtsteile
Wasser. Beispiel 3 ioo Gewichtsteile Siliciumcarbid oder Korund und 5 bis 6 Gewichtsteile
einer i o- bis 20%igen wässerigen Lösung von Stilfitablauge. _ ' Beispiel ,¢ 5o
Raumteile Siliciumcarbid, 3o Raumteile fein gekörnte Schamotte,. 2o Raumteile Ton,
12 bis 150/0 Wasser.
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Beispiel 5 9o Raumteile Siliciumcarbid, 5 Raumteile Kohlenstoff, 2
Raumteile Serpentin, 3 Raumteile kaustischer Magnesit mit 5 bis 6 Teilen einer io
bis 2o% wässerigen Lösung von Sulfitablauge. Beispiel 6-95 Raumteile Siliciumcarbid,
5 Raumteile Eisenpulver, 5 Raumteile einer Mischung von i bis 2 Gewichtsteilen Melasse
und 8 bis 9 Gewichtsteile Wasser.