JP2003321286A

JP2003321286A - アルミニウム合金溶湯に対する非濡れ性を改善したチタン酸アルミニウムセラミックス製部材とその製造方法

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Publication number: JP2003321286A
Application number: JP2001027436A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kitaoka; 諭北岡; Kazumi Kashiwagi; 一美柏木; Fusayuki Nanjo; 房幸南條; Katsutoshi Noda; 克敏野田; Hiroshi Kawamoto; 洋河本; Toshio Kume; 敏雄久米; Masane Kimura; 方根木村; Masaharu Kimura; 正春木村; Takeyuki Kawasaki; 雄之川崎; Itsuo Suzuki; 逸夫鈴木
Original assignee: KIMURA TEKKO KK; MARUSU YUYAKU KK; RUUTO KOGYO KK; YUSHIN KOSAN KK; Japan Fine Ceramics Center
Current assignee: KIMURA TEKKO KK; MARUSU YUYAKU KK; RUUTO KOGYO KK; YUSHIN KOSAN KK; Japan Fine Ceramics Center
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-11-11
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP4667611B2

Abstract

(57)【要約】【課題】チタン酸アルミニウムセラミックスのアルミニ
ウム合金溶湯に対する非濡れ性及びその持続性の付与。【解決手段】チタン酸アルミニウムセラミックス製アル
ミニウム合金溶湯接触部材の、少なくともアルミニウム
合金溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉを含有せず、
かつ、合金溶湯中のＡｌ又はＭｇ及びチタン酸アルミニ
ウム中のシリカの拡散を抑制できるＡｌ₂Ｏ₃被膜および
／またはＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜を備えるようにする。これに
より、アルミニウム合金溶湯に対し優れた非濡れ性とそ
の持続性が発揮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、アルミ
ニウム合金溶湯等の溶融金属に接触するセラミックス部
材の非濡れ性を付与及び維持するための技術に関し、特
に、チタン酸アルミニウムセラミックスで構成されるア
ルミニウム合金溶湯接触部材の非濡れ性の付与及び維持
に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金鋳造設備において、溶
解保持炉、成形機、溶湯搬送装置などの溶湯接触部材に
は、アルミニウム合金溶湯に対して非濡れ性に優れるこ
とが要求される。例えば、アルミニウム合金溶湯を一定
量、溶解保持炉から成形機に移す場合には、チタン酸ア
ルミニウムセラミックス製のラドルが使用されている。

【０００３】ここで、チタン酸アルミニウムセラミック
スは低熱膨張性を有し、耐熱衝撃性に優れることが知ら
れている。しかしながら、チタン酸アルミニウムセラミ
ックスにおける低熱膨張性は、結晶粒界に生じる亀裂に
よる見かけ上のものである。したがって、この粒界亀裂
により機械的強度が著しく弱いことが問題となってい
た。そこで、見かけの低熱膨張性を維持しながら機械的
強度を高めるために、一般に１〜１０ｗｔ％のシリカが
添加されている。これにより、チタン酸アルミニウムの
焼結過程における粒成長が抑制され、その結果として、
焼結させた後の冷却過程で発生する結晶粒界応力が低減
され、亀裂の発生が抑制されるためセラミックスの機械
的強度が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チタン
酸アルミニウム製のラドルは、溶湯汲み取り回数が１０
００回程度の連続使用により非濡れ性が大きく低下し、
ラドル内とその注ぎ口にアルミニウムが残留するように
なる。その結果、成形機への定量供給が困難となり、鋳
造部品重量の変動に起因する不良品発生率の増大をもた
らすことにもなる。さらに、ラドル注ぎ口に付着固化し
たアルミニウム合金塊が鋳造システム装置と接触し、ラ
ドル自身の破壊あるいはラドルマシンの損傷に至る。

【０００５】現状では、非濡れ性低下後に溶湯供給用ラ
ドル装置を止めて、ラドルに付着したアルミニウム合金
を機械的に剥ぎ取る等の方法が取られている。生産性の
向上のためには、少なくとも１００００回において非濡
れ性を維持することが要求されている。

【０００６】そこで、本発明では、チタン酸アルミニウ
ムセラミックスのアルミニウム合金溶湯に対する非濡れ
性及びその持続性の付与を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らが、チタン酸
アルミニウムセラミックスのアルミニウム合金に対する
非濡れ性の低下について検討したところ、チタン酸アル
ミニウムセラミックスに添加されるシリカがアルミニウ
ム合金溶湯中のＡｌやＭｇによって還元されてチタン酸
アルミニウムセラミックスの表面に生成されるＳｉ粒子
の存在によって非濡れ性の低下が生じることがわかっ
た。また、シリカの還元に伴って、ＭｇＯやＡｌ₂Ｏ₃が
生成し、さらにこれらから、チタン酸アルミニウムセラ
ミックスの表面にＭｇＡｌ₂Ｏ₄が生成していることもわ
かった。

【０００８】以上の知見により、以下の手段が提供され
る。すなわち、チタン酸アルミニウムセラミックス製ア
ルミニウム合金溶湯接触部材であって、少なくともアル
ミニウム合金溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉを含
有しないＡｌ₂Ｏ₃被膜および／またはＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜
を備える部材が提供される。また、チタン酸アルミニウ
ムセラミックス製アルミニウム合金溶湯接触部材であっ
て、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部位
に、実質的にＳｉを含有しないチタン酸アルミニウム層
を備える部材が提供される。

【０００９】チタン酸アルミニウムセラミックス製アル
ミニウム合金溶湯接触部材の製造方法であって、チタン
酸アルミニウムセラミックス製部材の少なくともアルミ
ニウム合金溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉを含有
しないＡｌ₂Ｏ₃被膜を形成する工程と、Ａｌ₂Ｏ₃被膜を
備えるチタン酸アルミニウムセラミックス製部材にマグ
ネシウムを作用させてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させる工程、
とを備える、方法が提供される。また、アルミニウム合
金溶湯接触部材の製造方法であって、チタン酸アルミニ
ウムセラミックス製の２以上の部材が接合される部位で
あって、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部
位に対して、前記ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させる工程、を備
える方法も提供される。また、アルミニウム合金鋳物の
製造方法であって、少なくともアルミニウム合金溶湯と
接触する部位に、実質的にＳｉを含有しないＡｌ₂Ｏ₃被
膜を備えるチタン酸アルミニウムセラミックス製のアル
ミニウム合金溶湯接触部材を、鋳造工程の少なくとも一
部において、Ｍｇを含有するアルミニウム合金溶湯に接
触させて、前記Ａｌ₂Ｏ₃被膜においてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生
成させる工程、とを有する、方法も提供される。

【００１０】さらに、本発明によれば、アルミニウム合
金溶湯接触部材の製造方法であって、少なくともアルミ
ニウム合金溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉを含有
しないＡｌ₂Ｏ₃被膜を備えるチタン酸アルミニウムセラ
ミックス製のアルミニウム合金溶湯接触部材を、鋳造工
程の少なくとも一部において、Ｍｇを含有するアルミニ
ウム合金溶湯に接触させて、前記Ａｌ₂Ｏ₃被膜において
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させる工程、とを有する、方法が提
供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明におけるアルミニウム合金
は、アルミニウムを主成分とする合金を意味する。具体
的には、アルミニウムの他、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ等のアルミニウムと合金を構成
可能な金属を少なくとも１種以上を含有していればよ
い。好ましくは、Ｍｇを含む。本発明において使用でき
るアルミニウム合金としては、例えば、表１（単位：ｗ
ｔ％）に例示されるものがある。

【表１】

【００１２】本発明の合金溶湯接触部材は、合金溶湯に
接触する可能性のある部位を備える溶湯用部材に使用す
ることが好ましい。具体的には、ラドル、溶湯搬送管
路、攪拌機等を挙げることができる。かかる部位のメイ
ンテナンスが容易となり、溶湯汲み取り精度が向上され
る。また、管路や成形型材等、チタン酸アルミニウムセ
ラミックスの接合部位を備える部材においても好ましく
適用できる。接合部位界面の非濡れ性が向上される結
果、接合部位の隙間への毛細管力による溶湯の侵入を効
果的に抑制できるからである。これにより、接合部位の
メインテナンスが容易となる。なお、本発明の合金溶湯
接触部材は、電磁ポンプ式の金属溶湯供給装置に適用さ
れることが好ましい。

【００１３】本発明におけるチタン酸アルミニウムセラ
ミックスは、チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）を
主体とするセラミックスであり、Ｓｉを含有している。
なお、Ｓｉは、典型的には、シリカ（ＳｉＯ₂）である
が、その形態は問わないで、酸化物等の形態でも金属元
素でもありうる。本発明のチタン酸アルミニウムセラミ
ックスにおけるシリカの含有量は、特に限定しないが、
通常０．１〜１０ｗｔ％程度である。好ましくは、４〜
８ｗｔ％である。なお、チタン酸アルミニウムセラミッ
クスには、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＯ等を含んでいてもよい。

【００１４】チタン酸アルミニウムセラミックス製の接
触部材の、少なくとも合金溶湯と接触する部位には、Ａ
ｌ₂Ｏ₃あるいはＭｇＡｌ₂Ｏ₄の被膜を備える。かかる被
膜を供えることにより、アルミニウム合金溶湯と接触す
る場合において、効果的に、チタン酸アルミニウムセラ
ミックス中のＳｉの合金溶湯接触側への拡散を抑制でき
る。また、合金溶湯中にＳｉが含まれる場合に、そのＳ
ｉとチタン酸アルミニウムセラミックスとの接触を回避
できる。Ａｌ₂Ｏ₃被膜は、好ましくは、α−Ａｌ₂Ｏ₃被
膜であることが好ましい。α−Ａｌ₂Ｏ₃被膜は、アルミ
ナゾルのディップコーティング等によりアルミナ膜を形
成した後、大気中で焼成（好ましくは１１００〜１５０
０℃）することにより得られる。ＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜は、
Ａｌ₂Ｏ₃被膜を形成した後、この被膜にＭｇを作用させ
ることにより得られる。また、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を得られる
ように調製した原料の被膜を形成し、焼成によりスピネ
ルを生成させることによっても得られる。好ましくは、
α−Ａｌ₂Ｏ₃被膜を形成した後に、溶融マグネシウム、
Ｍｇを含む溶湯（例えばアルミニウム合金溶湯）中に、
当該部材を一定時間浸漬することによりその場生成させ
ることができる。

【００１５】Ａｌ₂Ｏ₃膜及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄膜は、実質的
にＳｉを含有しない。ここでＳｉを実質的に含有しない
とは、Ｓｉの含有量が０．１ｗｔ％以下であることを意
味する。

【００１６】Ａｌ₂Ｏ₃膜及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄膜は、チタン
酸アルミニウムセラミックス中のＳｉ（Ｓｉの他、シリ
カ（ＳｉＯ₂）が典型的である）の拡散を抑制できる程
度の緻密さおよび／または膜厚を備えていることが好ま
しい。チタン酸アルミニウムセラミックス中のＳｉの拡
散とは、Ｓｉのチタン酸アルミニウムセラミックスの外
方向（溶湯側）への拡散を意味する。また、当該膜は、
アルミニウム合金溶湯中のＡｌ及びＭｇのチタン酸アル
ミニウムセラミックス側への拡散を抑制できる程度の緻
密さおよび／または膜厚を備えていることが好ましい。
また、アルミニウム合金溶湯中にＳｉを含む場合に、こ
のＳｉのチタン酸セラミックス側への拡散を抑制できる
程度になっていることが好ましい。これらの膜は、さら
に、これらの３種類の拡散抑制機能のうち、２種以上を
備えていることが好ましい。最も好ましくは、いずれの
拡散機能も備える。これらの膜の膜厚としては、０．１
μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。０．１μｍ
未満であると、合金溶湯との繰り返しの接触における溶
湯流れにより被膜が早期に磨耗し、拡散阻止効果及び実
質的に非濡れ性を実現できないからである。また、１０
００μｍを超えると、チタン酸アルミニウムセラミック
スと被膜との熱膨張係数の差により、コーティング焼付
け後の冷却工程で被膜に亀裂や剥離が生じ、拡散阻止効
果を発揮できないからである。より好ましくは、１μｍ
〜５００μｍである。

【００１７】また、緻密度の観点からは、Ａｌ₂Ｏ₃被膜
及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜は、いずれも、気孔率３０％以下
であることが好ましい。気孔率が３０％を超えるとアル
ミニウム合金溶湯中のＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉの拡散や、チタ
ン酸アルミニウムセラミックス中のＳｉの拡散を抑制し
難くなる。なお、Ａｌ₂Ｏ₃被膜及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜は
いずれも、他のセラミックス成分を実質的に含まない当
該セラミックス成分の単相となっていることが好まし
い。

【００１８】実質的にＳｉを含有しない保護膜として
は、さらに、チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）層
であってもよい。当該層を形成することにより、当該層
の表面において、合金溶湯と接触することにより、α−
Ａｌ₂Ｏ₃やＭｇＡｌ₂Ｏ₄が生成し非濡れ性を付与及び維
持できる保護膜がその場生成されるからである。かかる
チタン酸アルミニウム層においても、アルミニウム合金
溶湯中のＡｌ、Ｍｇ，あるいはＳｉの拡散抑制、チタン
酸アルミニウムセラミックス中のＳｉの拡散を抑制でき
る程度の緻密さおよび／または膜厚を備えるように形成
されることが好ましい。すなわち、０．１〜１０００μ
ｍの厚みであることが好ましく、より好ましくは、１〜
５００μｍであり、気孔率３０％以下であることが好ま
しく、チタン酸アルミニウム層においても、Ｓｉを実質
的に含有しないが、好ましくは、０．１ｗｔ％以下であ
る。なお、実質的にチタン酸アルミニウムの単相となっ
ていることが好ましい。

【００１９】本発明における実質的にＳｉを含有しない
Ａｌ₂Ｏ₃被膜、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜、および／またはＡｌ
₂ＴｉＯ₅被膜を備えることにより、いずれの被膜の場合
でも、アルミニウム合金溶湯との接触によるＳｉのチタ
ン酸アルミニウムセラミックス表面への拡散を抑制し
て、非濡れ性を確保でき、さらに、引き続いては、アル
ミニウム合金溶湯との接触等により最終的に得られるＭ
ｇＡｌ₂Ｏ₄膜により、接触部位の非濡れ性を効率的に確
保できる。よって長期にわたって非濡れ性を維持するこ
とができる。また、最終的に得られるＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜
も、Ｓｉの浸透拡散を抑制するため、安定して非濡れ性
を維持できる。したがって、これらのいずれかの被膜を
アルミニウム合金溶湯との接触部位に供える部材を用い
て、アルミニウム合金鋳物を製造すると、精度が高い鋳
造を効率よく達成できる。

【００２０】また、本発明に係るＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜を備
えるチタン酸アルミニウムセラミックス部材ば、所定部
位にＡｌ₂Ｏ₃被膜やＡｌ₂ＴｉＯ₅被膜を形成して、実際
のアルミニウム合金の鋳造工程において使用して、これ
らの部位を、Ｍｇを含むアルミニウム合金溶湯に接触さ
せることにより、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜を形成することによ
って得ることができる。これにより、特に、ＭｇＡｌ₂
Ｏ₄被膜を形成することなく、Ａｌ₂Ｏ₃被膜等を形成す
るだけで、容易にＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜を得ることができ
る。また、鋳造工程中において、当初は、Ａｌ₂Ｏ₃膜等
により非濡れ性が確保されるが、接触時間の増大に伴い
_、引き続いては、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄被膜がその場生成され、
このＭｇＡｌ₂Ｏ₄膜によって非濡れ性が確保されるた
め、チタン酸アルミニウムセラミックス製部材の非濡れ
性寿命を効率よく延長することができる。

【００２１】

【実施例】実施例１：チタン酸アルミニウムセラミック
スの作製チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂ＴｉＯ₅）の原料粉末とし
て、丸ス釉薬合資会社製のＴＡ−２（ＳｉＯ₂添加量５
ｗｔ％）を使用した。この原料粉末に、水とアルミナボ
ールを、原料：アルミナボール：水（１：１：０．７）
の重量比になるように調整して６３時間ボールミル混合
した。その後、このＡｌ₂ＴｉＯ₅スラリーを篩い（２０
０メッシュ）に通した後、フィルタープレス機による脱
水を行いＡｌ₂ＴｉＯ₅のプレスケーキを得た。このプレ
スケーキに、水、解こう剤（中京油脂製、商品名：Ｄ−
３０５）、バインダー（中京油脂製、商品名ＷＥ−５１
８）を適当量添加し、スラリー比重が２．１〜２．３ｇ
／ｃｍ³になるように調整した。その後、このスラリー
を石膏型に流し込み、鋳込み成形した後、室温にて乾燥
させてグリーン成形体を得た。グリーン成形体は、図１
に示すラドル形状のものと図２に示す接合部位を備える
容器状の接合体セット（２部材）のものの２種とした。
ラドル形状体２は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、一つの湯口を備える半球状の容器であり、接合体セ
ットは、図２（ａ）に示すように、上下に２部材からな
る容器６であり、図２（ｂ）に示すように、下部部材８
の開口部にはテーパ状の内周面部１０を有し、上部部材
１２がこの内周面部１０に嵌め合う外周面部１４を備え
る略環状体に形成される。上下２部材１２、８が嵌め合
わされることにより一体の容器をなすようになってい
る。さらに、このグリーン成形体を、１６００℃の大気
中において１時間焼成することにより、Ａｌ₂ＴｉＯ₅セ
ラミックス焼結体を得た。

【００２２】実施例２：Ａｌ₂Ｏ₃層及びＭｇＡｌ₂Ｏ₄層
の形成得られたＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体（計３種類）
にアルミナゾル（日産化学株式会社製、商品名：アルミ
ナゾル２００あるいはアルミナゾル５２０）をディップ
コーティングした後、室温にて乾燥した。その後、１１
００℃の大気中で１時間焼成することにより、各Ａｌ₂
ＴｉＯ₅セラミックス焼結体の表面全体に５μｍの厚み
のα−Ａｌ₂Ｏ₃層を形成させた。

【００２３】その後、微量のＭｇ（０．５ｗｔ％）を含
むアルミニウム合金溶湯中（Ａ４Ｃ：組成は表１に示さ
れている）、７００℃）に１時間浸漬させる。これによ
り、Ａｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス表面のα−Ａｌ₂Ｏ₃層が
Ａ４Ｃ溶湯中のＭｇと反応して、単一相のＭｇＡｌ₂Ｏ₄
層がＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス表面にその場形成した。
ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層の厚さは、Ａ４Ｃ溶湯含浸前のα−Ａｌ
₂Ｏ₃層と同様５μｍであった。なお、Ａ４Ｃ溶湯浸漬前
後のＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体の表面を、Ｘ線回
折分析することで、α−Ａｌ₂Ｏ₃（溶湯浸漬前）あるい
はＭｇＡｌ₂Ｏ₄（溶湯浸漬後）の存在を確認した。ま
た、各層の厚さは、エネルギー分散型Ｘ線回折分析によ
り測定した。

【００２４】実施例３：非濡れ性の評価（１）濡れ角アルミニウム合金溶湯（A4C）に対するＡｌ₂ＴｉＯ₅セ
ラミックス焼結体の非濡れ性評価として濡れ角の測定を
行った。使用したＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス試験片とし
ては以下の３種類である。すなわち、i)実施例１で作製
した焼結体の表面を25mm×25mm×6mmに切断した後、#80
0のダイヤモンド砥石により25mm×25mm面を表面仕上げ
し（厚さ5mm）、表面粗さ(中心線平均粗さ)を約３μmに
したもの、ii)この表面仕上げした焼結体を用いて実施
例２により、その表面に５μｍの厚みのα−Ａｌ₂Ｏ₃層
を形成させたもの、iii) さらにα−Ａｌ₂Ｏ₃層を形成
させたＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体をアルミニウム
合金溶湯中（Ａ４Ｃ、７２０℃）に50時間浸漬させて、
表面のα−Ａｌ₂Ｏ₃層をＭｇＡｌ₂Ｏ₄層に変化させたも
のを使用した。濡れ角の測定には、ユニオン光学（株）
製のMH型誘導連動観測機を使用した。本装置加熱部に上
記の試験片を最終処理面(25mm×25mm面)を上にして設置
した後、その面に直径10mm、長さ10mmの円柱状のアルミ
ニウム合金塊(Ａ４Ｃ)を載せる。その後、アルゴンガス
雰囲気中（流量2500ｃｃ/min）において、室温から７０
０℃まで５℃／minで昇温した後、30秒間保持する。そ
の後、700℃において、ランプ光線をアルミニウム合金
と試験片にあてて生じた影をスクリーンに投影し、その
画像から試験片表面とアルミニウム合金との接触角を測
定した。７００℃における濡れ角は以下の通りである。
Ａｌ₂ＴｉＯ₅焼結体＝120°、α−Ａｌ₂Ｏ₃コーティン
グＡｌ₂ＴｉＯ₅焼結体＝135°、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄コーティ
ングＡｌ₂ＴｉＯ₅焼結体＝128°となり、α−Ａｌ₂Ｏ₃
コーティングおよびＭｇＡｌ₂Ｏ₄コーティングによっ
て、Ａｌ₂ＴｉＯ₅焼結体のアルミニウム合金に対する非
濡れ性が向上することがわかった。

【００２５】（２）非濡れ性寿命ラドル形態のＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックス焼結体（α−Ａ
ｌ₂Ｏ₃層を備えるもの）の内側に、７００℃のアルミニ
ウム合金（Ａ４Ｃ）溶湯を２ｋｇ注入し、５０秒間保持
した後、ラドル内の溶湯を排出する、という工程を、溶
湯排出時に溶湯がラドル内壁に付着し残留するようにな
るまで繰り返した。その結果、実施例で作製したラドル
によれば、この工程を１２０００回終了するまでは、溶
湯の付着は全く認められなかった。このことから、当該
ラドルは、良好な非濡れ性を保有しかつ維持できること
がわかった。また、１２０００回終了の時点において、
ラドル内壁には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄層の生成が確認された。
対照として、Ａｌ₂Ｏ₃層形成前のＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミッ
クス製ラドルにて同様の注入排出工程を実施したとこ
ろ、２０００回程度で溶湯の付着が認められた。

【００２６】（３）接合部位を備える接合体のシール性 α−Ａｌ₂Ｏ₃層を備えるＡｌ₂ＴｉＯ₅セラミックスの接
合体セットの各部材を接合部位において嵌め合わせして
接合体とし、接合部位の外周をアルミナ繊維シート（三
井鉱山マテリアル（株）製、商品名：ＡＬＭＡＸ）を介
して、ステンレス製のバンド（幅２０ｍｍ）で締め付け
た。この接合体内部にアルミニウム合金塊（Ａ４Ｃ）を
入れた後、アルゴン雰囲気中（流量１００ｃｃ／ｍｉ
ｎ）にて７２０℃まで昇温（２０℃／ｍｉｎ）して溶解
した。溶解後、１時間７２０℃保持した後、降温（２０
℃／ｍｉｎ）する工程を５０回繰り返した。この結果、
この繰り返し工程中、接合部位から溶湯漏れは全く観察
されなかった。また、接合体内壁の溶湯接触部位に、溶
湯の付着は全く認められず、良好な非濡れ性を維持して
いるのを確認した。なお、接合体内部の溶湯接触部位に
は、表面にＭｇＡｌ₂Ｏ₄層が形成されていることが確認
された。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、チタン酸アルミニウム
セラミックスのアルミニウム合金溶湯に対する非濡れ性
の付与及び維持が容易に達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で作製したセラミックス製ラドルの形態
を示す図（ａ）及び（ｂ）である。（ａ）は平面図であ
り、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】実施例で作製したセラミックス製接合体セット
の形態を示す図（ａ）及び（ｂ）である。（ａ）は、接
合体セットを上下に分離した状態の縦断面図であり、
（ｂ）は、下部部材の平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 41/02 Ｂ２２Ｄ 41/02 ＡＣ０４Ｂ 35/46 Ｃ０４Ｂ 35/46 Ｂ (71)出願人 500535264 雄信興産株式会社愛知県名古屋市瑞穂区苗代町28番15号 (71)出願人 500535275 丸ス釉薬合資会社愛知県瀬戸市古瀬戸町９ (72)発明者北岡諭愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１号財団法人ファインセラミックスセンター内 (72)発明者柏木一美愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１号財団法人ファインセラミックスセンター内 (72)発明者南條房幸愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１号財団法人ファインセラミックスセンター内 (72)発明者野田克敏愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１号財団法人ファインセラミックスセンター内 (72)発明者河本洋愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１号財団法人ファインセラミックスセンター内 (72)発明者久米敏雄愛知県豊田市神池町２丁目1236番地27 有限会社ケーエムシー内 (72)発明者木村方根愛知県名古屋市緑区浦里３丁目116番地ルート工業有限会社内 (72)発明者木村正春愛知県大府市横根町坊主山１丁目581番地木村鉄工合資会社内 (72)発明者川崎雄之愛知県名古屋市瑞穂区苗代町28番15号雄信興産株式会社内 (72)発明者鈴木逸夫愛知県瀬戸市古瀬戸町９丸ス釉薬合資会社内 (72)発明者鈴木貞彦愛知県瀬戸市古瀬戸町９丸ス釉薬合資会社内Ｆターム(参考） 4G031 AA11 AA29 BA25 GA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン酸アルミニウムセラミックス製アル
ミニウム合金溶湯接触部材であって、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部位に、実
質的にＳｉを含有しないＡｌ₂Ｏ₃被膜および／またはＭ
ｇＡｌ₂Ｏ₄被膜を備える部材。
【請求項２】チタン酸アルミニウムセラミックス製アル
ミニウム合金溶湯接触部材であって、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部位に、実
質的にＳｉを含有しないチタン酸アルミニウム層を備え
る部材。
【請求項３】チタン酸アルミニウムセラミックス製アル
ミニウム合金溶湯接触部材の製造方法であって、チタン酸アルミニウムセラミックス製部材の少なくとも
アルミニウム合金溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉ
を含有しないＡｌ₂Ｏ₃被膜を形成する工程と、Ａｌ₂Ｏ₃被膜を備えるチタン酸アルミニウムセラミック
ス製部材にマグネシウムを作用させてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生
成させる工程、とを備える、方法。
【請求項４】アルミニウム合金溶湯接触部材の製造方法
であって、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部位に、実
質的にＳｉを含有しないＡｌ₂Ｏ₃被膜を備えるチタン酸
アルミニウムセラミックス製のアルミニウム合金溶湯接
触部材を、アルミニウム合金の鋳造工程の少なくとも一
部において、Ｍｇを含有するアルミニウム合金溶湯に接
触させて、前記Ａｌ₂Ｏ₃被膜においてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生
成させる工程、とを備える、方法。
【請求項５】アルミニウム合金溶湯接触部材の製造方法
であって、チタン酸アルミニウムセラミックス製の２以上の部材が
接合される部位であって、少なくともアルミニウム合金
溶湯と接触する部位に、実質的にＳｉを含有しないＡｌ
₂Ｏ₃被膜を備えるチタン酸アルミニウムセラミックス製
のアルミニウム合金溶湯接触部材を、当該部位をアルミ
ニウム合金の鋳造工程の少なくとも一部において、Ｍｇ
を含有するアルミニウム合金溶湯に接触させて、前記Ａ
ｌ₂Ｏ₃被膜においてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生成させる工程、を
備える方法。
【請求項６】アルミニウム合金鋳物の製造方法であっ
て、少なくともアルミニウム合金溶湯と接触する部位に、実
質的にＳｉを含有しないＡｌ₂Ｏ₃被膜を備えるチタン酸
アルミニウムセラミックス製のアルミニウム合金溶湯接
触部材を、アルミニウム合金の鋳造工程の少なくとも一
部において、Ｍｇを含有するアルミニウム合金溶湯に接
触させて、前記Ａｌ₂Ｏ₃被膜においてＭｇＡｌ₂Ｏ₄を生
成させる工程、とを有する、方法。