JP2000070745A - Member for pulverizer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアルミナ質セラミッ
クスからなる耐摩耗性に優れた粉砕機用部材に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulverizer member made of alumina ceramics and having excellent wear resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今日、微粉砕機としてはボールミル、サ
ンドミル、アトライター、振動ミル、ハンマーミル、ジ
ェットミル、ローツードーミル、ローラミル、乳鉢と乳
棒との組み合わせ等の各種のものが広く使用されてい
る。これらの粉砕機はボール、ロール等の粉砕媒体（メ
ディア）を使用して主として摩擦および衝撃圧痕力によ
り粉砕をおこなう装置と、粒子を高速運動させて、その
衝撃および圧痕力により粉砕をおこなう装置に区別され
る。2. Description of the Related Art Today, various types of fine pulverizers such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a vibration mill, a hammer mill, a jet mill, a low-to-do mill, a roller mill, and a combination of a mortar and a pestle are widely used. These pulverizers mainly use a grinding medium (medium) such as a ball or a roll to perform grinding by friction and impact indentation force, and a device to perform high-speed movement of particles to perform pulverization by the impact and indentation force. Be distinguished.
【０００３】このような粉砕機の内張材、メディア等の
摩耗しやすい部材には粉砕対象物に応じて、天然石、磁
器、ガラス、プラスチック、スチール、めのう等が使用
されている。[0003] Natural stones, porcelain, glass, plastic, steel, agate, and the like are used for easily wearable members such as lining materials and media of such a crusher, depending on the object to be crushed.
【０００４】しかしながら、これらの各材料は摩耗し易
いので、被砕物中に摩耗粉が混入することが多く、この
混入摩耗粉の分量が測定困難であるために、工程の簡略
化および製品純度の点で大きな障害となっていた。その
ため、最新の技術分野たとえばセラミックス、電子材
料、コーティング材料、粉体材料等の各分野において
は、その微粉砕工程で混入する被砕物中の微量成分およ
び微粉物が、被砕物の物性、品質管理、信頼性等に大き
な影響を及ぼすことが明らかとなった。ちなみにスチー
ルでもって構成した場合、脱鉄工程を附設していた。However, since each of these materials is liable to wear, abrasion powder is often mixed in the crushed material, and it is difficult to measure the amount of the mixed abrasion powder. It was a major obstacle in that respect. Therefore, in the latest technical fields such as ceramics, electronic materials, coating materials, powder materials, etc., trace components and fine powder in the crushed material mixed in the crushing process are subject to physical property and quality control of the crushed material. It has been clarified that it greatly affects reliability and the like. By the way, when it was made of steel, it had an iron removal process.
【０００５】そこで、粉砕機の内張材、メディア等をア
ルミナ質セラミックスで構成する技術も提示されている
が、いまだ満足し得る程度の耐摩耗性が達成されていな
い。さらにアルミナ主結晶を微細化したり、ＳｉＣやＺ
ｒＯ2 などを添加して複合化する技術（特開昭６１−１
２２１６４号および特開昭６３−１３９０４４号参
照）、ＳｉＣウイスカーを添加したり、Ｌａ含有系β−
Ａｌ2 Ｏ3 を分散する技術も提案されている（特開昭６
３−３０３７８号および特開昭６３−１３４５５１号参
照）。[0005] In order to solve this problem, a technique has been proposed in which the lining material, media, and the like of the pulverizer are made of alumina ceramics, but satisfactory wear resistance has not yet been achieved. Further refine the alumina main crystal, or use SiC or Z
A technique of adding rO 2 or the like to form a composite (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 22164 and JP-A-63-139044), adding SiC whiskers, or adding La-containing β-
A technique for dispersing Al 2 O 3 has also been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No.
3-30378 and JP-A-63-134551).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
各技術においては、靱性が十分に改善されておらず、そ
のために耐摩耗性が向上していない。すなわち、ＳｉＣ
ウイスカーを添加したり、Ｌａ含有系β−Ａｌ2 Ｏ3 を
分散する技術では靱性は向上するが、その反面、硬度が
低下していた。さらにＳｉＣウイスカーを使用すると、
原料が高価であり、製造コストが高くなるとともに、高
温酸化雰囲気で使用すると化学的安定性に欠ける。However, in each of these techniques, the toughness is not sufficiently improved, and therefore, the wear resistance is not improved. That is, SiC
In the technique of adding whiskers or dispersing La-containing β-Al 2 O 3 , the toughness is improved, but the hardness is reduced. If you use SiC whiskers,
The raw materials are expensive, the production cost is high, and when used in a high-temperature oxidizing atmosphere, they lack chemical stability.
【０００７】したがって本発明の目的は高硬度かつ高靭
性セラミックスを使用して耐摩耗性を高めるとともに、
チツピングの発生が少なくし、さらに化学的安定性にも
優れた低コストな粉砕機用部材を提供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to improve wear resistance by using high hardness and high toughness ceramics,
An object of the present invention is to provide a low-cost pulverizer member which is less likely to generate chipping and which is excellent in chemical stability.
【０００８】本発明の他の目的は耐摩耗性に優れた粉砕
機用部材を使用することで、被砕物中に混入される摩耗
粉を少なくして、被砕物の純度を高め、これによって高
品質管理を達成することにある。Another object of the present invention is to use a member for a pulverizer having excellent wear resistance to reduce the amount of abrasion powder mixed into the object to be crushed and to increase the purity of the object to be crushed, thereby improving the purity of the object to be crushed. Achieving quality control.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の粉砕機用部材
は、Ａｌ2 Ｏ3 ９０〜９９重量％、ＴｉをＴｉＯ2 に換
算して０．２〜５重量％含むアルミナ質セラミックスで
構成し、このアルミナ質焼結体をなす結晶粒内および粒
界にＴｉを含む酸化物粒子を分散させたことを特徴とす
る。The pulverizer member of the present invention is made of alumina ceramics containing 90 to 99% by weight of Al 2 O 3 and 0.2 to 5% by weight of Ti in terms of TiO 2. An oxide particle containing Ti is dispersed in crystal grains and grain boundaries forming the alumina-based sintered body.
【００１０】本発明の他の粉砕機用部材は、Ａｌ2 Ｏ3
９０〜９９重量％、ＴｉをＴｉＯ2に換算して０．２〜
５重量％、ＭｇをＭｇＯに換算して０．１〜３重量％含
むアルミナ質セラミックスで構成し、このアルミナ質焼
結体をなす結晶粒内および粒界にＭｇを含む酸化物粒子
を分散させたことを特徴とする。Another pulverizer member of the present invention is Al 2 O 3
90-99 wt%, 0.2 in terms of Ti to TiO 2
It is composed of alumina ceramics containing 5% by weight and 0.1 to 3% by weight of Mg in terms of MgO. Oxide particles containing Mg are dispersed in crystal grains and grain boundaries constituting the alumina sintered body. It is characterized by having.
【００１１】これらのアルミナ質セラミックスであれ
ば、ビツカース硬度が１７００ｋｇ／ｍｍ2 以上という
高硬度特性が得られ、さらに大きな耐摩粍性を備えると
ともに、摺動性にも優れる。しかも、破壊靭性値（ＫＩ
Ｃ）を４ＭＰａ√ｍ以上と大きくすることができ、チッ
ピングの発生を少なくできる。その上、化学的安定性に
も優れる。With these alumina ceramics, high hardness characteristics such as Vickers hardness of 1700 kg / mm 2 or more can be obtained, and further, abrasion resistance is excellent and slidability is excellent. Moreover, the fracture toughness value (KI
C) can be increased to 4 MPa√m or more, and the occurrence of chipping can be reduced. In addition, it has excellent chemical stability.
【００１２】[0012]
【発明の実施形態】本発明の粉砕機用部材はアルミナ質
セラミックスからなり、アルミナ結晶粒内および粒界に
わたってＴｉを含む酸化物粒子を分散することにより、
あるいはＭｇを含む酸化物粒子を分散させることで、準
粒界および微小領域にて残留応力が形成され、硬度が著
しく向上し、脱粒による摩耗を効果的に抑制でき、その
結果、耐摩耗性、耐チツピング性が非常に向上し、長寿
命化が達成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The pulverizer member of the present invention is made of alumina ceramics, and is obtained by dispersing oxide particles containing Ti within alumina crystal grains and over grain boundaries.
Alternatively, by dispersing the oxide particles containing Mg, residual stress is formed at the quasi-grain boundaries and minute regions, the hardness is remarkably improved, and wear due to shedding can be effectively suppressed. As a result, wear resistance, The chipping resistance is greatly improved, and a longer life is achieved.
【００１３】このようにＴｉを含む酸化物粒子を分散さ
せたアルミナ質セラミックスを作製するには、アルミナ
粉末に対しＴｉを含む化合物やその他の添加剤を加え、
かかる混合物の成形体を還元雰囲気中にて加熱し、これ
により、ＴｉをＡｌ2 Ｏ3 中に固溶させ、ついで酸化雰
囲気中にて加熱することでＴｉを酸化物となし、アルミ
ナ結晶相の粒内および粒界にＴｉを含む酸化物粒子を析
出分散させる。In order to prepare an alumina ceramic in which oxide particles containing Ti are dispersed as described above, a compound containing Ti and other additives are added to alumina powder.
The molded body of such a mixture is heated in a reducing atmosphere, whereby Ti is dissolved in Al 2 O 3 , and then heated in an oxidizing atmosphere to turn Ti into an oxide, thereby forming an alumina crystal phase. Oxide particles containing Ti are precipitated and dispersed in the grains and at the grain boundaries.
【００１４】このような作製に代えて、ＴｉとＭｇを含
む化合物や、その他の添加剤を加えた混合物からなる成
形体を、酸化雰囲気中にて加熱することで、ＴｉとＭｇ
をＡｌ2 Ｏ3 中に固溶させ、ついで還元雰囲気中にて加
熱処理することで、ＴｉをＡｌ2 Ｏ3 に固溶させるとと
もに、Ｍｇを酸化物としてＡｌ2 Ｏ3 の結晶粒内および
粒界に析出分散させてもよい。In place of such a production, a molded body made of a mixture containing a compound containing Ti and Mg and other additives is heated in an oxidizing atmosphere to obtain Ti and Mg.
Is dissolved in Al 2 O 3 , and then heat-treated in a reducing atmosphere to dissolve Ti in Al 2 O 3 and to use Mg as an oxide in the crystal grains and in the grains of Al 2 O 3. It may be precipitated and dispersed in the field.
【００１５】上記ＴｉおよびＭｇを含む酸化物相は、た
とえばＴｉＯ2 、Ａｌ2 ＴｉＯ5 、ＲＥ2 Ｔｉ2 Ｏ
7 （ＲＥは希土類元素）、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 など
であり、いずれも化学的、熱的安定性に優れ、高温強
度、高温硬度を大幅に改善する。さらに硬度および靭性
を高め、これによって耐摩耗性を高めるとともに、チツ
ピングの発生が少なくした長寿命の粉砕機用部材が提供
される。The oxide phase containing Ti and Mg is, for example, TiO 2 , Al 2 TiO 5 , RE 2 Ti 2 O
7 (RE is a rare earth element), MgO, MgAl 2 O 4, etc., all of which have excellent chemical and thermal stability and greatly improve high-temperature strength and high-temperature hardness. Further, there is provided a long-life pulverizer member having increased hardness and toughness, thereby enhancing abrasion resistance and reducing occurrence of chipping.
【００１６】また、アルミナ質セラミックスのＴｉ含有
量が少ないと分散粒子の体積分率が少なくなり、耐摩耗
性の改善効果が小さく、Ｔｉが多く含まれると、粒界に
粗大なＡｌ2 ＴｉＯ5 相が形成され、結晶粒との熱定数
差により微小なクラックが発生し、耐欠損性を低下させ
る。On the other hand, if the Ti content of the alumina ceramics is small, the volume fraction of the dispersed particles is small, and the effect of improving the wear resistance is small. If the Ti content is large, coarse Al 2 TiO 5 is contained in the grain boundaries. A phase is formed, and minute cracks are generated due to a difference in thermal constant from the crystal grains, thereby reducing fracture resistance.
【００１７】したがって、本発明によれば、焼結体中の
Ｔｉ含有量をＴｉＯ2 に換算して０．２〜５重量％、好
適には０．５〜３重量％にする。[0017] Thus, according to the present invention, the Ti content in the sintered body in terms of TiO 2 0.2 to 5% by weight, preferably to 0.5 to 3% by weight.
【００１８】Ｍｇ含有量については、少ないと分散粒子
の体積分率が少なく、耐摩耗性を改善する効果が小さく
なり、Ｍｇが多く含まれると、焼結を阻害し、緻密な焼
結体が得られにくくなる。そこで、本発明においては、
Ｍｇ含有量をＭｇＯに換算で０．１〜３重量％、好適に
は０．１〜２重量％にする。Regarding the Mg content, if the Mg content is small, the volume fraction of the dispersed particles is small, and the effect of improving the wear resistance is reduced. If the Mg content is large, sintering is hindered, and a dense sintered body is formed. It is difficult to obtain. Therefore, in the present invention,
The Mg content is 0.1 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight in terms of MgO.
【００１９】Ａｌ2 Ｏ3 母相の結晶粒径については、平
均粒径で１０μｍ以下、好適には５μｍ以下にするとよ
く、この範囲でもって強度を高めて耐欠損性を向上させ
る点でよい。The crystal grain size of the Al 2 O 3 mother phase should be 10 μm or less, preferably 5 μm or less in average grain size. This range is advantageous in that the strength is increased and the fracture resistance is improved.
【００２０】なお、Ａｌ2 Ｏ3 の結晶相の粒内および粒
界に分散するＴｉあるいはＭｇを含む酸化物粒子のサイ
ズが小さい場合は、分散粒子の間隔が小さく、また、母
相との間に結晶的整合性を保つことにより界面部の歪み
が大きく、大きな硬化効果をもたらす。耐摩耗性を改善
する効果を十分に発揮させるためには、上記Ｔｉあるい
はＭｇを含む酸化物粒子の平均粒径０．２μｍ以下にす
るとよい。When the size of the oxide particles containing Ti or Mg dispersed in the grains of the Al 2 O 3 crystal grain and at the grain boundaries is small, the distance between the dispersed particles is small and the gap between the dispersed phase and the matrix phase is small. By maintaining the crystalline consistency, the strain at the interface is large, and a large hardening effect is brought about. In order to sufficiently exhibit the effect of improving the abrasion resistance, the average particle diameter of the oxide particles containing Ti or Mg is preferably 0.2 μm or less.
【００２１】このような構成のアルミナ質セラミックス
においては、ＴｉあるいはＭｇを含む酸化物粒子は表面
から内部まで均一に分散させるのもよいが、少なくとも
セラミックスの表面から０．０１ｍｍ以上の深さまでの
領域にＴｉあるいはＭｇを含む酸化物粒子を分散させた
耐摩耗層を形成してもよい。使用寿命を向上させる見地
から、この耐摩耗層の厚さは０．０２μｍ以上であるの
がよい。In the alumina ceramic having such a structure, the oxide particles containing Ti or Mg may be dispersed uniformly from the surface to the inside, but at least a region extending from the surface of the ceramic to a depth of 0.01 mm or more is preferable. A wear-resistant layer in which oxide particles containing Ti or Mg are dispersed. From the viewpoint of improving the service life, the thickness of the wear-resistant layer is preferably 0.02 μm or more.
【００２２】さらに希土類元素、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ
の酸化物を添加するとよく、これによって化学的安定性
を高め、アルミナの結晶粒成長を抑制し、強度を向上さ
せる。また、Ｓｉの酸化物を添加した場合にはアルミナ
結晶の異方性成長を促進させ、靭性が著しく改善する。
上記酸化物の添加量を合計して０．３〜５重量％にする
とよい。Further, rare earth elements, Zr, Hf, Mo, W
Is added, thereby increasing the chemical stability, suppressing the alumina crystal grain growth, and improving the strength. When an oxide of Si is added, the anisotropic growth of alumina crystals is promoted, and the toughness is significantly improved.
The total amount of the above-mentioned oxides is preferably 0.3 to 5% by weight.
【００２３】以上のように結晶粒内および粒界にＴｉま
たはＭｇを含む酸化物粒子を分散させ、さらに希土類元
素、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗの酸化物を添加したアルミナ
質焼結体については、Ａｌ2 Ｏ3 成分の含有比率を９０
〜９９重量％にすればよい。As described above, an alumina-based sintered body in which oxide particles containing Ti or Mg are dispersed in crystal grains and in grain boundaries, and further added with oxides of rare earth elements, Zr, Hf, Mo, and W, , The content ratio of the Al 2 O 3 component is 90
It may be up to 99% by weight.
【００２４】上記構成のアルミナ質焼結体を製造するに
は、まず平均粒径が０．１〜１μｍのアルミナ粉末に、
Ｔｉ含有化合物、Ｍｇ含有化合物を所定量添加し、混合
する。化合物としては、酸化物粉末、金属粉末、有機塩
類、無機塩類およびその溶液のいずれでもよい。上記混
合物を所望の成形手段、たとえば金型プレス、冷間静水
圧プレス、鋳込成形、射出成形、押出し成形等により任
意の形状に成形する。つぎにこの成形体を公知の焼結
法、たとえばホットプレス法、常圧焼成法、ガス加圧焼
成法、マイクロ波加熱焼成法、さらにこれらの焼成後に
熱間静水圧処理（ＨＩＰ）処理、およびガラスシール後
（ＨＩＰ）処理する等、種々の焼結手法によって焼結す
る。In order to manufacture the alumina-based sintered body having the above structure, first, alumina powder having an average particle size of 0.1 to 1 μm is prepared by adding
Predetermined amounts of the Ti-containing compound and the Mg-containing compound are added and mixed. The compound may be any of oxide powder, metal powder, organic salts, inorganic salts and a solution thereof. The mixture is molded into an arbitrary shape by a desired molding means, for example, a die press, a cold isostatic press, a casting molding, an injection molding, an extrusion molding and the like. Next, the formed body is subjected to a known sintering method, for example, a hot press method, a normal pressure sintering method, a gas pressure sintering method, a microwave heating sintering method, and a hot isostatic pressure (HIP) treatment after these sintering. Sintering is performed by various sintering techniques, such as after glass sealing (HIP).
【００２５】本発明によれば、焼成においてＴｉがアル
ミナ結晶中に固溶可能な還元性雰囲気中で熱処理し、そ
の後に固溶体からＴｉが酸化物として析出可能な酸化雰
囲気で熱処理する。あるいはＴｉとＭｇがアルミナ結晶
中に固溶可能な酸化性雰囲気中で熱処理した後、固溶体
からＭｇが酸化物として析出可能な還元雰囲気で熱処理
する。また、前記成形体については上記いずれの熱処理
工程を用いても緻密に焼成するが、このように緻密に焼
成した後に熱処理を施したり、あるいは固溶、析出処理
の後にＨＩＰをおこなって緻密化させるとよい。According to the present invention, in the calcination, heat treatment is performed in a reducing atmosphere in which Ti can form a solid solution in alumina crystals, and then heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere in which Ti can be precipitated as an oxide from the solid solution. Alternatively, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere in which Ti and Mg can form a solid solution in alumina crystals, and then heat treatment is performed in a reducing atmosphere in which Mg can be deposited as an oxide from the solid solution. The compact is fired densely by using any of the heat treatment steps described above. However, heat treatment is performed after such dense firing, or HIP is performed after solid solution and precipitation to densify. Good.
【００２６】Ｔｉ化合物をアルミナに添加したことで、
Ｔｉが還元性雰囲気で熱処理されると、Ｔｉのイオン価
数が３＋となり、アルミナ結晶に対する溶解度が高くな
り、固溶体が形成される。そして、この固溶体を酸化性
雰囲気で処理することによりＴｉのイオン価数が４＋に
なり、アルミナ結晶への溶解度が低下し、その結果、Ｔ
ｉは主にＴｉＯ2 、Ａｌ2 ＴｉＯ5 として析出される。By adding a Ti compound to alumina,
When Ti is heat-treated in a reducing atmosphere, the ionic valence of Ti becomes 3+, the solubility in alumina crystals increases, and a solid solution is formed. Then, by treating this solid solution in an oxidizing atmosphere, the ionic valence of Ti becomes 4+, and the solubility in the alumina crystal is reduced.
i is mainly deposited as TiO 2 and Al 2 TiO 5 .
【００２７】また、ＴｉとＭｇを含む化合物を同時にア
ルミナに添加した場合、酸化性雰囲気で処理すると、Ｔ
ｉとＭｇは同モル比でアルミナ結晶中に同時に固溶でき
る。そして、この固溶体を還元雰囲気で処理することに
よりＴｉのイオン価数が３＋となり、単独で優先にアル
ミナ中に溶解する。Ｍｇは単独でアルミナに溶解できな
いため、主にＭｇＡｌ2 Ｏ4 の形で析出させる。このよ
うな還元性雰囲気は水素含有雰囲気、不活性ガス雰囲
気、酸素分圧が１０-6ａｔｍ以下の高真空雰囲気があ
る。また、酸化性雰囲気中の処理は大気中でおこなう。When a compound containing Ti and Mg is simultaneously added to alumina, if the compound is treated in an oxidizing atmosphere, T
i and Mg can be simultaneously dissolved in alumina crystals at the same molar ratio. Then, by treating this solid solution in a reducing atmosphere, the ionic valence of Ti becomes 3+, and the Ti alone is preferentially dissolved in alumina. Since Mg alone cannot be dissolved in alumina, it is mainly deposited in the form of MgAl 2 O 4 . Examples of such a reducing atmosphere include a hydrogen-containing atmosphere, an inert gas atmosphere, and a high vacuum atmosphere having an oxygen partial pressure of 10 −6 atm or less. The treatment in the oxidizing atmosphere is performed in the air.
【００２８】さらにまた、かかる固溶あるいは析出処理
時の温度が低い場合には所要とおりの組織が形成され
ず、アルミナ結晶粒および析出粒子を粗大化させる。し
たがって、固溶または析出時の温度については、１１０
０〜１６００℃の範囲にするとよい。Further, when the temperature at the time of such solid solution or precipitation treatment is low, the required structure is not formed, and alumina crystal grains and precipitated particles are coarsened. Therefore, regarding the temperature at the time of solid solution or precipitation,
It is good to make it in the range of 0 to 1600 ° C.
【００２９】かくして本発明の粉砕機用部材によれば、
上述した組成のアルミナ質セラミックスでなしたこと
で、優れた耐摩耗性（ビッカース硬度：１７００ｋｇ／
ｍｍ2以上）および高靭性（破壊靭性値（Ｋ１Ｃ）：４
ＭＰａ√ｍ以上）が得られ、これによって長期間にわた
って使用することができた。Thus, according to the pulverizer member of the present invention,
Excellent wear resistance (Vickers hardness: 1700 kg /
mm 2 or more) and high toughness (fracture toughness value (K1C): 4
(MPa√m or more), and thus could be used for a long period of time.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （例１）本例においては、表１に示すように幾とおりも
の組成のアルミナ質セラミックスを作製した。原料粉末
としてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末と酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2 ）粉末を表１に示す組成比で調合し、１トン／ｃｍ
2 の圧力でプレス成形し、その後、３トン／ｃｍ2 の圧
力で冷間静水圧成形（ＣＩＰ）をおこなって成形体を得
た。この成形体を表１に示す焼成条件で２時間焼成し、
つづけて表１に示す熱処理条件でもって２時間熱処理し
た。Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 In this example, as shown in Table 1, alumina ceramics having various compositions were produced. Alumina (Al 2 O 3 ) powder and titanium oxide (Ti)
O 2 ) powder was prepared at the composition ratio shown in Table 1, and 1 ton / cm
Press molding was performed at a pressure of 2 and then cold isostatic pressing (CIP) was performed at a pressure of 3 tons / cm 2 to obtain a molded body. The molded body was fired for 2 hours under the firing conditions shown in Table 1,
Subsequently, heat treatment was performed for 2 hours under the heat treatment conditions shown in Table 1.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】これら焼結体を鏡面に加工し、走査型電子
顕微鏡写真上でアルミナ結晶粒子内の析出粒子を確認す
るとともに、Ｘ線回折測定により焼結体中のα−Ａｌ2
Ｏ3以外の結晶を同定した。また、ＪＩＳ−Ｒ１６０１
にて曲げ強度を、さらにビッカース圧痕法により破壊靭
性（ＫIC）を、ＪＩＳ−Ｚ２２４４によりビッカース硬
度（荷重１ｋｇ）を、ピンーオンーディスク法（荷重１
ｋｇ、速度５ｍ／秒、５分間）により磨耗速度を測っ
た。These sintered bodies were processed into mirror surfaces, and precipitated particles in alumina crystal particles were confirmed on a scanning electron microscope photograph, and α-Al 2 in the sintered bodies was measured by X-ray diffraction measurement.
Crystals other than O 3 were identified. Also, JIS-R1601
, Bending toughness (KIC) by Vickers indentation method, Vickers hardness (load: 1 kg) by JIS-Z2244, pin-on-disk method (load: 1)
kg, speed 5 m / sec, 5 minutes).
【００３３】また、従来のＳｉＣ、アルミナについて、
同様に測定したところ、表１に示すような結果が得られ
た。表１から明らかなとおり、本発明の試料Ｎｏ．３〜
５については、磨耗速度が著しく低下している。Further, regarding conventional SiC and alumina,
When the measurement was performed in the same manner, the results shown in Table 1 were obtained. As is clear from Table 1, the sample No. of the present invention. 3 ~
For No. 5, the wear rate is significantly reduced.
【００３４】（例２）この例においては、さらに表２に
示すように酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加して、同
様に各種試料（試料Ｎｏ．６〜８）を作製したが、いず
れの試料も磨耗速度が著しく低下していることがわか
る。Example 2 In this example, magnesium oxide (MgO) was further added as shown in Table 2 to prepare various samples (Samples Nos. 6 to 8) in the same manner. It can be seen that the abrasion rate is significantly reduced.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】（例３）粉砕機としてサンドミルを用い
て、それに取着する粉砕機用部材（ディスク）を本発明
のアルミナ質セラミックスで作製した。図１はサンドミ
ル１の断面図、図２はディスク２の平面図である。筐体
３の上方にモータ４を設け、このモータ４に係る回転軸
５を筐体３の内部に挿入する。回転軸５には複数個のデ
ィスク２（φ８０：厚み８ｔ）を並べて固定され、個々
のディスク２間にスペーサ６を介在する。７は最下のデ
ィスク２を固定するためのエンドキャップである。ま
た、筐体３の内部にはアルミナビーズ（φ１ｍｍ）から
なるメディア８を詰め、筐体３の下方部には被砕物の投
入口９を設け、さらに上方部にはメッシュ１０を設け、
このメッシュ１０でもってメディア８の流出を防いでい
る。さらにまた、ディスク２には図２に示すように４個
の貫通孔１１を形成している。Example 3 Using a sand mill as a pulverizer, a pulverizer member (disk) to be attached to the pulverizer was made of the alumina ceramics of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a sand mill 1 and FIG. 2 is a plan view of a disk 2. A motor 4 is provided above the housing 3, and a rotating shaft 5 related to the motor 4 is inserted into the housing 3. A plurality of disks 2 (φ80: thickness 8t) are fixed to the rotating shaft 5 side by side, and spacers 6 are interposed between the individual disks 2. Reference numeral 7 denotes an end cap for fixing the lowermost disk 2. Further, a medium 8 made of alumina beads (φ1 mm) is packed inside the housing 3, an inlet 9 for crushed material is provided at a lower portion of the housing 3, and a mesh 10 is provided at an upper portion thereof.
The mesh 10 prevents the medium 8 from flowing out. Further, four through holes 11 are formed in the disk 2 as shown in FIG.
【００３７】そして、モータ４でもって回転軸５を回転
させ（約１５０回転／分）、これによって複数のディス
ク２を一緒に回転させ、その状態でもって投入口９に原
料スラリ（アルミナ原料）をポンプでもって注入する
と、ディスク２やメディア８により粉砕されながら上昇
し、十分に磨耗されたスラリがメッシュ１０より出され
る。Then, the rotating shaft 5 is rotated by the motor 4 (about 150 rotations / minute), whereby the plurality of disks 2 are rotated together. In this state, the raw slurry (alumina raw material) is supplied to the inlet 9. When injected by a pump, the slurry is raised while being pulverized by the disk 2 and the medium 8, and a sufficiently worn slurry is discharged from the mesh 10.
【００３８】このように粉砕することで、ディスク２の
重さは経時的に減少するが、その減少量の比率を測定し
（５時間後、１０時間後、１５時間後、２０時間後）、
これによって磨耗性を測定したところ、表３に示すよう
な結果が得られた。By crushing in this way, the weight of the disc 2 decreases with time, and the ratio of the decrease is measured (5 hours, 10 hours, 15 hours, and 20 hours).
When the abrasion was measured in this way, the results shown in Table 3 were obtained.
【００３９】[0039]
【表３】 [Table 3]
【００４０】この表から明らかなとおり、本発明のアル
ミナ質セラミックスで成型した試料Ｎｏ．３〜８につい
ては、従来のアルミナと比べ約３分の１程度磨耗された
にすぎなかった。この程度の磨耗度はもっとも優れたＳ
ｉＣとほぼ同等であった。As is clear from this table, Sample No. 1 molded from the alumina ceramics of the present invention. For Nos. 3 to 8, only about one third was worn as compared with the conventional alumina. This degree of wear is the best S
It was almost equivalent to iC.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のとおり、本発明の粉砕機用部材
を、成分組成を規定してＴｉやＭｇを含む酸化物粒子を
分散させたアルミナ質セラミックスで構成したことで、
耐摩耗性が著しく向上した。そして、この粉砕機用部材
を使用することで粉砕効率を高めるとともに、粉砕機用
部材自体を長期間にわたって用いることができ、その取
替え頻度が少なくなり、これらによって生産コストを下
げることができた。As described above, the pulverizer member of the present invention is made of alumina ceramics in which oxide particles containing Ti and Mg are dispersed by defining the component composition.
The wear resistance has been significantly improved. The use of the pulverizer member improved the pulverization efficiency, allowed the pulverizer member itself to be used for a long period of time, and reduced the frequency of replacement thereof, thereby reducing the production cost.
【００４２】また、本発明の粉砕機用部材を使用するこ
とで、被砕物中に混入される摩耗粉の量が著しく少なく
なり、これによって被砕物の純度が高くなり、粉砕のた
めの優れた品質管理ができた。Also, by using the pulverizer member of the present invention, the amount of abrasion powder mixed into the crushed material is remarkably reduced, whereby the purity of the crushed material is increased, and excellent crushing is achieved. Quality control was completed.
【図１】サンドミルの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a sand mill.
【図２】ディスクの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the disk.
１ サンドミル ２ ディスク ３ 筐体 ４ モータ ５ 回転軸 ６ スペーサ ８ メディア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sand mill 2 Disk 3 Case 4 Motor 5 Rotating shaft 6 Spacer 8 Media
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩 春二 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社国分工場内 (72)発明者 松永 文夫 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社国分工場内 (72)発明者 木山 利明 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社国分工場内 Ｆターム(参考） 4D063 FF28 GB05 GB07 GD24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Haruji Hagi 1-1, Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima Inside the Kokubu Plant of Kyocera Corporation (72) Inventor Fumio Matsunaga 1-1, Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima Kyocera Inside the Kokubu Plant, Ltd. (72) Inventor Toshiaki Kiyama 1-1, Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima F-term in the Kokubu Plant, Kyocera Corporation 4D063 FF28 GB05 GB07 GD24
Claims (2)
Ｏ2 に換算して０．２〜５重量％含むアルミナ質セラミ
ックスで構成し、該アルミナ質焼結体をなす結晶粒内お
よび粒界にＴｉを含む酸化物粒子を分散させたことを特
徴とする粉砕機用部材。(1) 90 to 99% by weight of Al 2 O 3 ,
Alumina ceramics containing 0.2 to 5% by weight in terms of O 2 , wherein oxide particles containing Ti are dispersed in crystal grains and grain boundaries forming the alumina sintered body. For crusher.
Ｏ2 に換算して０．２〜５重量％、ＭｇをＭｇＯに換算
して０．１〜３重量％含むアルミナ質セラミックスで構
成し、該アルミナ質焼結体をなす結晶粒内および粒界に
Ｍｇを含む酸化物粒子を分散させたことを特徴とする粉
砕機用部材。2. An Al 2 O 3 content of 90 to 99% by weight and Ti being Ti
In terms of O 2 0.2 to 5% by weight, in terms of Mg to MgO composed of alumina ceramics containing 0.1 to 3 wt%, the crystal grains constituting the alumina sintered body and grain boundary Characterized in that Mg-containing oxide particles are dispersed therein.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014195774A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 京セラ株式会社 | Ceramic liner component and crusher using same |
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| CN108906239A (en) * | 2018-07-26 | 2018-11-30 | 佛山市洵腾科技有限公司 | A kind of sand mill with cooling function |
| CN109127013A (en) * | 2018-07-26 | 2019-01-04 | 佛山市洵腾科技有限公司 | A kind of anticlogging sand mill |
| CN111871536A (en) * | 2020-08-07 | 2020-11-03 | 焦作集越纳米材料技术有限公司 | Carbon nano tube conductive slurry dispersing device and using method thereof |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10244283A patent/JP2000070745A/en active Pending
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