JP2587767B2 - 粉砕機用部材 - Google Patents
粉砕機用部材Info
- Publication number
- JP2587767B2 JP2587767B2 JP5088565A JP8856593A JP2587767B2 JP 2587767 B2 JP2587767 B2 JP 2587767B2 JP 5088565 A JP5088565 A JP 5088565A JP 8856593 A JP8856593 A JP 8856593A JP 2587767 B2 JP2587767 B2 JP 2587767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- zirconia
- grain size
- crystal grain
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Description
らなる粉砕機用部材に関する。
ールミル、サンドミル、アトリションミル、振動ミルな
どが使用されている。そして、これらの粉砕機の内張
材、メディアなどの摩耗しやすい部分には、通常、金
属、樹脂、ゴム、セラミックスなどが使用されている
が、これらの材料は摩耗しやすいので、被処理粉末に摩
耗粉が混入したり、部材の損耗が大きいなどの多くの問
題がある。特に最近急速に発展しつつある電子部品用材
料においては、摩耗粉として混入する不純物が、微量で
あっても、電子部品の物性に大きな影響を及ぼすので、
より耐摩耗性に優れた粉砕機用部材が求められている。
れ(特開昭58−15079号公報など)、且つ実用さ
れるようになりつつあるが、耐摩耗性については、より
一層の改善が要望されている。
有する欠点を軽減し、該部材から摩耗によって混入する
不純物摩耗量をさらに減少させることができる粉砕機用
部材を提供することを主な目的とする。
技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ジルコニア
質焼結体において、特定量のY2 O3 を含有させ、平均
結晶粒径、かさ密度、結晶相および物性値を適切に調整
する場合には、優れた耐摩耗性を有する粉砕機用部材が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
供するものである。
ニア焼結体からなり、(2)焼結体の平均結晶粒径が2
μm以下であり、(3)焼結体のかさ密度が5.8g/
cm3 以上であり、(4)焼結体が正方晶系ジルコニア
を40容量%以上含有し、(5)焼結体の破壊靭性が
4.5MPam1/2 以上であり、(6)焼結体の強度が
60kgf/mm2 以上であり、(7)焼結体の平均結
晶粒径(μm)、破壊靭性(MPam1/2 )および強度
(kgf/mm2 )が下記の式を満足するジルコニア焼
結体からなることを特徴とする粉砕機用部材; (平均結晶粒径)1.4 ×(破壊靭性)-2.7×(強度)
-2.7≦1×10−7 2.焼結体の単斜晶系ジルコニアの含有量が5容量%以
下である上記項1に記載の粉砕機用部材。
べき各要件について、詳細に説明する。
有量が、1.0〜4.5モル%の範囲内にある。
めには、Y2 O3 含有量は、1.0〜4.5モル%の範
囲内にあることを必要とする。Y2 O3 含有量が、1.
0モル%を下回る場合には、ジルコニア焼結体中の単斜
晶の量が増加するのみならず、機械的特性も低下するの
で、耐摩耗性が低下して、粉砕機用部材としての実用性
に欠けるものとなる。一方、Y2 O3 含有量が、4.5
モル%を上回る場合には、立方晶の量が増加し、焼結体
の結晶粒径が大きくなって、やはり耐摩耗性を低下させ
る。
CaO及び希土類酸化物の少なくとも1種を添加しても
良い。希土類酸化物としては、原子番号57〜71の化
合物地の酸化物を使用できる。MgO、CaO及び希土
類酸化物の少なくとも1種を配合する場合には、Y2 O
3 含有量を、上記範囲内において比較的少なくすること
ができ、コストを低減できる。また、これらの酸化物
は、靭性の向上に寄与する。MgO、CaO及び希土類
酸化物の少なくとも1種の酸化物の添加量は、焼結体中
に所定量の結晶相が形成される様に適宜決定すれば良
く、通常は、ジルコニア焼結体中に約6モル%以下配合
できる。
2μm以下である。
耗による損耗が大きくなる。平均結晶粒径が2μmを上
回ると、正方晶の安定性が劣るようになり、使用中に応
力腐食による単斜晶への変態が起こりやすくなる。単斜
晶量が増加すると、焼結体中に微細なクラックを生じ、
このクラックを起点として摩耗が促進されるだけでな
く、耐摩耗性も低下して、割れなどのトラブルを発生し
やすくなる。ジルコニア焼結体の平均結晶粒径は、好ま
しくは1μm以下である。
を鏡面にまで研磨し、熱エッチングまたは化学エッチン
グした後、走査電子顕微鏡で観察してインターセプト法
により、10点の平均値から求める。算出式は、D=
1.5×n/Lである(但し、Lは測定長さ、Dは平均
結晶粒径、nは長さL当たりの結晶の数である。)。
8g/cm3 以上である。
は、焼結体中に多数のポアーが存在することになり、ポ
アーが起点となって摩耗を促進し、耐衝撃性を低下させ
るので、好ましくない。かさ密度は、5.85g/cm
3 以上とすることがより好ましい。
容量%以上含有する。
回る場合には、正方晶から単斜晶への応力相変態の効果
が少なくなり、靭性の低下を生じ、負荷される応力によ
って微細なクラックが生成しやすくなって、耐摩耗性お
よび耐衝撃性が低下する。
場合には、相対的に立方晶系ジルコニアの量が増加する
ため、平均結晶粒径が大きくなり、この点からも焼結体
の耐摩耗性および耐衝撃性を低下させる。
は、5容量%まで存在していても良い。
(M)の存在の有無および含有量、正方晶系ジルコニア
(T)および立方晶系ジルコニア(C)の量について
は、X線回折により求めた。すなわち、焼結体および加
工した焼結体製品の表面は、応力誘起相変態により正方
晶が単斜晶に転移しており、真の結晶相を同定すること
は困難である。したがって、焼結体表面を鏡面まで研磨
し、X線回折により、回折角27−34°の範囲で測定
し、単斜晶系ジルコニアの有無および含有量は、単斜晶
系ジルコニア回折ピーク(111)および
コニア回折ピーク(111)のピーク高さから、次式に
より求めた。
方晶系ジルコニア(C)は、単斜晶系ジルコニアの有無
を確認したのと同様にして、回折角70−77°の範囲
で測定し、立方晶系ジルコニア回折ピーク(400)と
正方晶系ジルコニア回折ピーク(400)、(004)
のピーク高さから、次式により求めた。
am1/2 )および強度(kgf/mm2 )が相互に関連
して下記の式を満足する。
-2.7≦1×10-7 本発明者の研究によれば、ジルコニア質焼結体を媒体攪
拌ミルなどの高速・高負荷運転の粉砕用メディア、内張
材などとして使用する場合には、焼結体の結晶粒径、密
度、結晶相の構成などが特定の規定値を満足するととも
に、焼結体の平均結晶粒径(μm)、破壊靭性(MPa
m1/2 )および強度(kgf/mm2 )が上記の特定の
関係式を充足しなければならないことが判明した。換言
すれば、これらの物性値は、それぞれが個々に優れてい
るだけでは不十分であり、同時に上記の関係式をも満た
さなければならない。即ち、結晶粒径は、粒子体積を示
すもので粒脱離摩耗に関与し、さらには応力腐食につな
がり、破壊靭性はクラック発生および伸展の抵抗性を示
すものであり、強度は摩耗を律速する欠陥のサイズおよ
び量を示すものである。このことから、上記関係式中の
1項または2項の値がどの様に優れていても、全体とし
ての値が1×10-7を上回る場合には、摩耗を効果的に
抑制することはできない。上記の関係式の値は、5×1
0-8以下であることがより好ましい。
前記に示した通りである。
1/2 以上であることを要する。
/mm2 以上であることを要する。本発明における破壊
靭性値は、焼結体表面を鏡面まで研磨し、JIS160
7に従ってIF法により、負荷荷重を30kgfとし
て、測定する。
である場合には、試料1個をWC製の2枚の板の間に挟
んで材料試験機にセットし、クロスヘッドスピード0.
5mm/分で荷重を印加し、試料が破壊した時点の荷重
(W)を測定し、試料の断面積(A)で割った値(W/
A)を強度とした。球型以外の形状の場合には、焼結体
からJIS 1601に準拠する形状に試料を切り出し
て、試料サイズを除いて上記JIS法に従って強度を測
定した。
って製造することができる。その一例を挙げると、Zr
O2 中にY2 O3 が1.0〜4.5モル%含有される様
に、ジルコニア化合物(例えばオキシ塩化ジルコニル)
の水溶液とイットリア化合物(例えば塩化イットリウ
ム)の水溶液を均一に混合し、脱水、乾燥した後、40
0〜1200℃で仮焼し、粉砕して平均粒径0.5μm
以下のZrO2 一次結晶粉体を得る。MgO、CaO及
び希土類酸化物の少なくとも一種をZrO2 に含有させ
る場合には、Mg、Ca及び希土類元素の少なくとも一
種を含有する水溶液を所定量加えれば良い。また、焼結
助剤としてAl2 O3 を添加することもできる。Al2
O3 を添加することにより、強度、靭性が向上し、また
結晶粒径を小さくすることができ耐摩耗性の向上にも効
果がある。Al2 O3 の添加量は、焼結体中のAl2 O
3 量が15容量%以下となるようにすればよい。Al2
O3量が15容量%をこえると高硬度のAl2 O3 結晶
の含有量が多くなって、相手部材を傷付ける原因とな
り、また組織の不均一性が増大して耐摩耗性低下の原因
となる。次いで、該ZrO2 一次結晶粉体を湿式粉砕に
より分散させた後、公知の成型助剤(ワックスエマルジ
ョン、PVA、CMCなど)を加え、公知のセラミック
ス成形方法により、成形する。或いは、公知の転動造粒
法、アルコキシド法、液中加水分解法などによって、小
球を製造することもできる。次いで、得られた成形体を
1200〜1600℃程度の温度で焼成して、焼結体を
得る。焼成は、常温焼結により行なっても良いが、HI
P焼結によることがより好ましい。
て、加工、研削、研磨などを施して製品とする。
固体を乾式または湿式で粉砕、分散乃至解砕処理するた
めに使用する器具、治具または機械装置などにおける固
体と接触する部材の総称である。「粉砕機」としては、
具体的には、粉砕機、解砕機などが主なものであるが、
広義には分散機、分級機、混合機、造粒機、整粒機、撹
拌機、乾燥機、運搬機などをも包含する。また、「粉砕
機用部材」としては、粉砕・分散用メディア、内張材、
粉砕用容器、ロール、撹拌用ピン、アームなどを挙げる
ことができる。
は焼肌のままで使用することもできるが、この焼成面は
焼成過程中の汚染などによって、単斜晶や立方晶系の結
晶が析出している場合があるので、事前に研磨、研削な
どによって表面層を仕上げ、除去しておくことが、初期
摩耗を低減する上で望ましい。しかしながら本発明の条
件で測定した焼結体自体の結晶相が規定範囲内である場
合には、部材表面に単斜晶および/または立方晶が存在
していてもよい。これは、焼肌面の凹部にこれらの結晶
相が残存したり、研摩、研削加工中に応力誘起相変態に
よって正方晶から転移した単斜晶が存在するためで、こ
の存在する深さが非常に浅い領域に限られるためであ
る。X線回折から求める表面単斜晶量は、上限量として
15モル%程度まで許容できる。
による粉砕機用部材は、下記の様な優れた効果を発揮す
る。
いるので、高負荷での耐摩耗性に秀でている。
いので、相手材料を傷付け難い。
物への摩砕粉の混入が少なく、また被粉砕物に摩砕粉が
混入する場合にも、摩砕粉が微細であるため、被粉砕物
の均一性を害することが少ない。
ころをより一層明らかにする。
硝酸イットリウムを表1の組成となる様に水溶液にして
混合した。また、Y2 O3 以外の成分を含有させる場合
には、それぞれの成分を硝酸塩水溶液をさらに添加し
た。次に、この溶液を加熱還流下で加水分解し、Y2 O
3 (およびMgOまたはCaOまたは希土類酸化物)が
固溶した水和ジルコニアの沈殿を生成させ、脱水し、乾
燥し、1000℃で1時間仮焼し、得られた粉末を水洗
した後、湿式条件下に比表面積が10m2 /gになるま
で粉砕した。次いでアクリル樹脂系バインダーを2%添
加し、乾燥し、造粒して平均粒度80μmの成形用粉体
を得た。
gf/cm2 で成形し、1350〜1600℃で焼結し
た後、放冷し、直径5mmのボールの焼結体を得た。この
ボールをバレル研磨によって仕上して、評価用試料とし
た。これらのボールの結晶相をも表1に併記する。ま
た、これらのボールに特性を表2に示す。
6は本発明による焼結体であり、試料7〜10は本発明
の要件の少なくとも1つを満たしていない比較品であ
る。
×(強度)-2.7 次いで、上記で得た試料ボール400mlと水300m
lとを内容積650mlのアトリションミルに入れ、ア
ーム回転数400rpmで100時間運転し、ボールの
摩耗率を測定した。結果を表3に示す。なお、摩耗率
は、テスト前後の重量変化の差をテスト前のボール重量
で割り、さらに単位時間当たりの重量変化率として算出
した。
6)は、摩耗率が1ppm/時間以下と耐摩耗性に極め
て優れていることが明らかである。
Claims (2)
- 【請求項1】(1)Y2 O3 を1.0〜4.5モル%含
有するジルコニア焼結体からなり、(2)焼結体の平均
結晶粒径が2μm以下であり、(3)焼結体のかさ密度
が5.8g/cm3 以上であり、(4)焼結体が正方晶
系ジルコニアを40容量%以上含有し、(5)焼結体の
破壊靭性が4.5MPam1/2 以上であり、(6)焼結
体の強度が60kgf/mm2 以上であり、(7)焼結
体の平均結晶粒径(μm)、破壊靭性(MPam1/2 )
および強度(kgf/mm2 )が下記の式を満足するジ
ルコニア焼結体からなることを特徴とする粉砕機用部
材; (平均結晶粒径)1.4 ×(破壊靭性)-2.7×(強度)
-2.7≦1×10-7 - 【請求項2】焼結体の単斜晶系ジルコニアの含有量が5
容量%以下である請求項1に記載の粉砕機用部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5088565A JP2587767B2 (ja) | 1992-04-23 | 1993-04-15 | 粉砕機用部材 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10472792 | 1992-04-23 | ||
JP4-104727 | 1992-04-23 | ||
JP5088565A JP2587767B2 (ja) | 1992-04-23 | 1993-04-15 | 粉砕機用部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0615191A JPH0615191A (ja) | 1994-01-25 |
JP2587767B2 true JP2587767B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=26429932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5088565A Expired - Lifetime JP2587767B2 (ja) | 1992-04-23 | 1993-04-15 | 粉砕機用部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2587767B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001276639A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Toray Ind Inc | 粉砕機用媒体 |
JP4597320B2 (ja) * | 2000-06-28 | 2010-12-15 | 株式会社村田製作所 | 粉砕・分散・混合用メディアおよびその製造方法 |
JP4869092B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-02-01 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 粉砕装置のライナー構造 |
JP6632287B2 (ja) * | 2015-09-18 | 2020-01-22 | 株式会社ニッカトー | ジルコニア質微小メディア |
WO2023210268A1 (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 株式会社ニッカトー | ジルコニア質メディア、ベアリングボール及びそれらの製造方法 |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP5088565A patent/JP2587767B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0615191A (ja) | 1994-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3080873B2 (ja) | 耐摩耗性アルミナ質セラミックス及びその製造方法 | |
JPH09268050A (ja) | アルミナ−ジルコニア系焼結体、その製造法及びアルミナ−ジルコニア系焼結体を用いた衝撃式粉砕機 | |
WO2021049530A1 (ja) | 耐摩耗性アルミナ質焼結体 | |
JP2587767B2 (ja) | 粉砕機用部材 | |
JP2860953B2 (ja) | ジルコニア製分散・粉砕機用部材 | |
JP2006298711A (ja) | ZrO2質焼結体およびその製造方法、粉砕機用部材、粉砕機 | |
WO2003033433A1 (fr) | Produit fritte a base de zircone presentant une excellente durabilite et element resistant a l'abrasion comprenant ce dernier | |
JPH0220587B2 (ja) | ||
EP0567136B1 (en) | Mill parts | |
JP2532024B2 (ja) | 耐摩耗性ジルコニア質焼結体 | |
JPH0813704B2 (ja) | 粉砕機用部材 | |
JP2900118B2 (ja) | 耐摩耗性アルミナ質セラミックス | |
JP2004075425A (ja) | 部分安定化ジルコニア焼結体 | |
JP4443806B2 (ja) | 耐久性に優れたジルコニア質焼結体およびそれを用いた粉砕・分散機用部材 | |
JP2003321270A (ja) | 優れた耐摩耗性および耐食性を有するアルミナ質セラミックスおよびその成形物の製造方法 | |
JP4576007B2 (ja) | 粉砕・分散用メディアとその製造方法 | |
JP4773709B2 (ja) | 粉砕機用部材 | |
JP3566323B2 (ja) | 粉砕機用部材 | |
JP2557290B2 (ja) | 耐摩耗性ジルコニア質焼結体 | |
JPS647030B2 (ja) | ||
JPH0639303A (ja) | ジルコニア焼結体を用いた粉砕用部品材料 | |
JPH0825798B2 (ja) | 耐摩耗性ジルコニア質焼結体 | |
JP2557291B2 (ja) | ジルコニア質焼結体からなる粉砕機用部材 | |
JPH05301775A (ja) | 窒化珪素質焼結体からなる粉砕機用部材 | |
JP2684625B2 (ja) | ジルコニア焼結体からなる粉末処理用部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081205 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101205 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205 Year of fee payment: 16 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205 Year of fee payment: 16 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131205 Year of fee payment: 17 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |