JP2941936B2 - 耐熱体 - Google Patents
耐熱体Info
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Description
この発明は、半凝固スラリー製造装置用の攪拌子、熔
鉱炉の羽口、冷却板、電気炉の水冷壁、マッドガンのノ
ズル、転炉用ランス、回転ディスク式粉末製造装置用デ
ィスクなどのように、高温の溶湯と接触する箇所に設け
られる耐熱体に関するものである。
鉱炉の羽口、冷却板、電気炉の水冷壁、マッドガンのノ
ズル、転炉用ランス、回転ディスク式粉末製造装置用デ
ィスクなどのように、高温の溶湯と接触する箇所に設け
られる耐熱体に関するものである。
従来、熔鉱炉の羽口などにおいて、その溶損および摩
耗を減少させるための耐熱構造として、水冷構造の銅製
羽口の表面にNi基またはCo基の自溶性合金をアンダーコ
ートとして溶射法により形成し、その上にニッケルやク
ロムといった金属とジルコニア基セラミックスとの混合
物からなる中間層を溶射法により形成し、その上にジル
コニア基セラミックスからなるトップコート層を溶射法
により形成したものが知られている。 そして、前記のNi基自溶性合金の一例として、65〜90
重量％のNiと、10〜35重量％のCrと、1.5〜4.5重量％の
Ｂとからなるものが知られている。更に前記Co基自溶性
合金の一例として、40〜60重量％のCoと、19〜21重量％
のCrと、1.5〜4.5重量％のSiと、1.5〜4.5重量％のＢと
からなるものが知られている。更に前記の耐熱構造にあ
っては、自溶性合金のアンダーコートを溶射により形成
した後に、1000℃に近い高温でフュージングと称される
加熱溶融処理を行って母材とアンダーコートとの密着力
を高めるようにしている。
耗を減少させるための耐熱構造として、水冷構造の銅製
羽口の表面にNi基またはCo基の自溶性合金をアンダーコ
ートとして溶射法により形成し、その上にニッケルやク
ロムといった金属とジルコニア基セラミックスとの混合
物からなる中間層を溶射法により形成し、その上にジル
コニア基セラミックスからなるトップコート層を溶射法
により形成したものが知られている。 そして、前記のNi基自溶性合金の一例として、65〜90
重量％のNiと、10〜35重量％のCrと、1.5〜4.5重量％の
Ｂとからなるものが知られている。更に前記Co基自溶性
合金の一例として、40〜60重量％のCoと、19〜21重量％
のCrと、1.5〜4.5重量％のSiと、1.5〜4.5重量％のＢと
からなるものが知られている。更に前記の耐熱構造にあ
っては、自溶性合金のアンダーコートを溶射により形成
した後に、1000℃に近い高温でフュージングと称される
加熱溶融処理を行って母材とアンダーコートとの密着力
を高めるようにしている。
前記従来の耐熱構造に用いられるNi基あるいはCo基の
自溶性合金は、溶射後1000℃に近い高温でフュージング
する必要があるために、自溶性合金が溶射された母材の
熱変形が起こり、熱により母材の材質が劣化するという
問題があった。 前記自溶性合金のアンダーコートにあっては、前記フ
ュージング処理を施すことにより母材に対する密着力が
大きくなるが、このフュージング処理によってアンダー
コート中の気孔が消滅するために、加熱と冷却が繰り返
し施された場合のサーマルショックに対する気孔のクッ
ション作用が小さくなり、アンダーコートと中間層との
間で熱膨張に起因する剥離が起こりやすい問題があっ
た。 更に、前記自溶性合金のアンダーコートと、中間層
と、セラミック製のトップコートとの間での熱膨張係数
の差異自体が大きいために、前記サーマルショックで各
層境界部分に応力の集中が起こり、層間剥離が起こり易
い問題があった。 本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
耐熱性、耐酸化性、母材との密着性に優れたMCrAlX合金
を用い、加熱と冷却が繰り返し施されることに起因する
サーマルショックに対して強く、クラックを生じない耐
熱体を提供することを目的とする。
自溶性合金は、溶射後1000℃に近い高温でフュージング
する必要があるために、自溶性合金が溶射された母材の
熱変形が起こり、熱により母材の材質が劣化するという
問題があった。 前記自溶性合金のアンダーコートにあっては、前記フ
ュージング処理を施すことにより母材に対する密着力が
大きくなるが、このフュージング処理によってアンダー
コート中の気孔が消滅するために、加熱と冷却が繰り返
し施された場合のサーマルショックに対する気孔のクッ
ション作用が小さくなり、アンダーコートと中間層との
間で熱膨張に起因する剥離が起こりやすい問題があっ
た。 更に、前記自溶性合金のアンダーコートと、中間層
と、セラミック製のトップコートとの間での熱膨張係数
の差異自体が大きいために、前記サーマルショックで各
層境界部分に応力の集中が起こり、層間剥離が起こり易
い問題があった。 本発明は前記課題を解決するためになされたもので、
耐熱性、耐酸化性、母材との密着性に優れたMCrAlX合金
を用い、加熱と冷却が繰り返し施されることに起因する
サーマルショックに対して強く、クラックを生じない耐
熱体を提供することを目的とする。
請求項１に記載した発明は前記課題を解決するため
に、金属製の母材の表面に形成されたMCrAlXなる組成の
合金からなるアンダーコート層と、このアンダーコート
層上に形成されたジルコニア基セラミックスとMCrAlXな
る組成の合金との混合物からなる中間層と、この中間層
上に形成されたジルコニア基セラミックスからなるトッ
プコート層とからなるようにしたものである。 （ただし、前記元素Ｍは、FeとNiとCoのうち、１種ま
たは２種以上を示し、元素Ｘは、Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,
Ta,Ptのうち、１種または２種以上を示す。） 請求項２に記載した発明は前記課題を解決するため
に、中間層を構成する混合物におけるMCrAlXなる組成の
合金の配合率がアンダーコート層側からトップコート層
側に向って順次減少するように配合してなるものであ
る。
に、金属製の母材の表面に形成されたMCrAlXなる組成の
合金からなるアンダーコート層と、このアンダーコート
層上に形成されたジルコニア基セラミックスとMCrAlXな
る組成の合金との混合物からなる中間層と、この中間層
上に形成されたジルコニア基セラミックスからなるトッ
プコート層とからなるようにしたものである。 （ただし、前記元素Ｍは、FeとNiとCoのうち、１種ま
たは２種以上を示し、元素Ｘは、Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,
Ta,Ptのうち、１種または２種以上を示す。） 請求項２に記載した発明は前記課題を解決するため
に、中間層を構成する混合物におけるMCrAlXなる組成の
合金の配合率がアンダーコート層側からトップコート層
側に向って順次減少するように配合してなるものであ
る。
アンダーコート層として用いるMCrAlXなる組成の合金
は、耐熱性、耐酸化性に優れ、母材との密着性も優れて
いる。前記の成分においてCrとAlは保護性の酸化皮膜を
形成する成分、元素Ｘは保護性酸化皮膜の補強成分で強
固な維持機能を有するものであって、Y,Hf,Sc,Ce,La,T
h,Si,Ta,Ptの内から選択される。 前記アンダーコート層はフュージング処理が不要であ
るので、従来問題となっていたフュージング処理に伴う
母材の変形、材質の劣化がなくなる。また、フュージン
グ処理が不要であるために、アンダーコート層内に気孔
が残存し、この気孔によってクッション作用が奏されて
熱応力が緩和される。 更に、中間層に含まれるMCrAlX合金の配合率をアンダ
ーコート層側からトップコート層側にかけて順次減少さ
せたものでは、アンダーコート層から中間層を経てトッ
プコート層に至る部分の熱膨張率が順次なめらかに変化
するので、加熱冷却が繰り返し付加された場合に作用す
る熱応力を抑制することができる。
は、耐熱性、耐酸化性に優れ、母材との密着性も優れて
いる。前記の成分においてCrとAlは保護性の酸化皮膜を
形成する成分、元素Ｘは保護性酸化皮膜の補強成分で強
固な維持機能を有するものであって、Y,Hf,Sc,Ce,La,T
h,Si,Ta,Ptの内から選択される。 前記アンダーコート層はフュージング処理が不要であ
るので、従来問題となっていたフュージング処理に伴う
母材の変形、材質の劣化がなくなる。また、フュージン
グ処理が不要であるために、アンダーコート層内に気孔
が残存し、この気孔によってクッション作用が奏されて
熱応力が緩和される。 更に、中間層に含まれるMCrAlX合金の配合率をアンダ
ーコート層側からトップコート層側にかけて順次減少さ
せたものでは、アンダーコート層から中間層を経てトッ
プコート層に至る部分の熱膨張率が順次なめらかに変化
するので、加熱冷却が繰り返し付加された場合に作用す
る熱応力を抑制することができる。
第１図と第２図は本発明を半凝固スラリー製造装置用
攪拌子に適用した場合の一実施例を示すもので、図中符
号１は円錐台状の攪拌子であって、この攪拌子１は耐火
レンガ製の固定壁２によって形成された鉄の溶湯導入用
の流通路３の内部に設けられている。この攪拌子１は、
符号４で示す支持部材によって支持され、支持部材４は
図示略の駆動系に接続されていて、攪拌子１はその周回
りに回転自在に支持されている。 前記攪拌子１は、銅あるいは銅合金からなる逆円錐台
状の内筒部５と、この内筒部５の側面と底面とを覆って
形成された外筒部６と、外筒部６の側面を覆って形成さ
れた皮膜層７とから構成されている。ここで前記内筒部
５と外筒部６とを銅あるいは銅合金製としたのは、熱伝
導性を良くするためであるが、熱伝導性に優れた金属材
料であれば、その他の金属材料を用いて内筒部５と外筒
部６を形成しても良い。 前記内筒部５の側面には、螺旋状の冷却水の供給路８
が内筒部５の側面のほぼ全部にわたって形成され、内筒
部５の中心部には排水路９が貫通状態で形成されてい
て、内筒部５の底部で供給路８と排水路９が接続されて
連通されている。なお、前記支持部材４の内部には、内
筒部５の供給路８に接続された導水路10と内筒部５の排
水路９に接続された排水路11が形成されていて、支持部
材４の導水路10から冷却水を導入することで、攪拌子１
を冷却できるようになっている。 前記皮膜層７は５層構造であって、第２図に示す如く
外筒部６に近い側から順にアンダーコート層71と第１中
間層72と第２中間層73と第３中間層74とトップコート層
75とから構成されている。 前記アンダーコート層71は、MCrAlX（ただし、前記元
素Ｍは、FeとNiとCoのうち、１種または２種以上を示
し、元素Ｘは、Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,Ta,Ptのうち、１
種または２種以上を示す。）なる組成の合金からなる。
より具体的には、FeCrAlY系、NiCrAlY系、NiCoCrAlY
系、NiCoCrAlSiY系、NiCoCrAlYHfSi系の合金などを使用
することができ、その一例であるNiCrAlYを例示するな
らば、Ni−16％Cr−６％Al−0.8％Ｙ（重量％、以下同
じ）などである。前記元素のうち、元素Ｍ（Fe,Ni,Co）
は主要成分であり、CrとAlは保護性の酸化皮膜を形成す
るための成分であって、元素Ｘ（Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,
Ta,Pt）は前記保護性酸化皮膜の補強成分であり、保護
性酸化皮膜の強固な維持機能を発揮する。前記アンダー
コート層71の厚さは0.2mm程度とするが、これ以上厚く
形成しても差し支えない。 前記中間層72,73,74は、前記組成のNiCrAlY合金とジ
ルコニア基セラミックスとの混合物からなるものであ
る。ここで用いるジルコニア基セラミックスは、８％の
イットリアで部分安定化したジルコニア（ZrO2−８％Y2
O3）である。ただし、前記第１中間層72においては、Ni
CrAlY合金を75％混合してなり、第２中間層73において
は、NiCrAlY合金を50％混合してなり、第３中間層74に
おいては、NiCrAlY合金を25％混合してなる混合物であ
る。これらの各中間層72,73,74の厚さは0.2mm程度とす
るが、これ以上厚く形成しても差し支えない。 前記トップコート層75は、前記組成のジルコニア基セ
ラミックスのみからなり、その厚さは、0.2mm程度とす
る。ここでジルコニア基セラミックスを用いてジルコニ
ア単体のセラミックスを用いない理由は、ジルコニア単
体のセラミックスが温度により体積変化を伴う相変化を
起こし、熱サイクルに弱いからである。そこでジルコニ
アを特定の物質で部分安定化することで熱サイクルに強
くすることができる。その一例として、前記したY2O3に
よる部分安定化ジルコニアの他に、MgOやCeO2で部分安
定化したジルコニア基セラミックスを用いても良いのは
勿論である。 以上の構成により皮膜層７にあっては、その内側のア
ンダーコート層71がMCrAlXなる組成の合金製であって最
も熱膨張率が高く、第１中間層72、第２中間層73、第３
中間層74の順にMCrAlXなる組成の合金の配合率が少なく
なり、セラミックの配合率が高くなっているので、この
順に熱膨張率がなだらかに低下し、セラミック製のトッ
プコート層75が最も低い熱膨張率を示すようになってい
る。 前記構造の皮膜層７を外筒部６上に形成して耐熱体を
得るには、外筒部６の周面を清浄化した後にショットブ
ラスト法などの処理法にて表面を荒らし、その後にプラ
ズマ溶射装置によってアンダーコート層71と各中間層7
2,73,74とオーバーコート層75を順次プラズマ溶射する
処理を行って皮膜層７を形成すれば良い。なお、前記ア
ンダーコート層71の形成後、従来必要であったフュージ
ング処理は行わないものとする。このフュージング処理
を行わないならば、内筒部５と外筒部６の熱変形が生じ
ないとともに、内筒部５と外筒部６の材質劣化も生じな
い。 次に前記皮膜層７が形成された攪拌子１の作用と皮膜
層７が奏する作用について説明する。 攪拌子１と固定壁２との間に形成されている流通路３
は、1600℃程度に加熱された鉄の溶湯Ｕが通過する流路
となる。この際に攪拌子１はその周回りに回転して流通
路３を通過する溶湯Ｕを攪拌する。そして、攪拌子１の
内部の供給路８には図示略の冷却水供給源から支持部材
４の導水路10を介して冷却水が供給され、冷却水は排水
路９を介して支持部材４の排水路11から冷却水供給源に
戻されて循環する。このようにして供給路８と排水路９
を流動する冷却水によって攪拌子１が冷却される。 流通路３を通過する間に鉄の溶湯Ｕは攪拌子１によっ
て抜熱されて部分的に凝固した状態（半凝固スラリーの
状態）となって流通路３を通過し、図示しない成型装置
によって成型される。この抜熱時に皮膜層７は鉄の溶湯
Ｕと接触することにより温度が急上昇し、溶湯Ｕが流出
した後は温度が急速に低下し、次の溶湯Ｕが供給される
と再び急加熱されるというように、加熱冷却サイクルが
繰り返し加えられる。 このような過酷な熱サイクルを受けた場合であって
も、攪拌子１の外周部に耐熱性の高い皮膜層７が形成さ
れているために、攪拌子１が損傷することはない。即
ち、皮膜層７は、基部にMCrAlXなる組成の合金のアンダ
ーコート層71を有しているが、フュージング処理が施さ
れていないために、アンダーコート層71の内部に存在す
る多数の気孔がクッション作用を発揮してアンダーコー
ト層71まわりの層での剥離が防止される。また、アンダ
ーコート層71と第１中間層72と第２中間層73と第３中間
層74の順にMCrAlXなる合金の含有量が減少し、熱膨張率
がなだらかに低下しているので、アンダーコート層71か
らトップコート層75までの間の層間の熱応力が緩和され
るので各層でのクラック発生が抑制される。また、この
クラック発生の抑制効果はアンダーコート層71に存在す
る気孔によるクッション効果も加わって有効に作用す
る。 なお、前記実施例においては、中間層を３層構造とし
たが、中間層は複数層の構造であれば何層構造でも差し
支えない。また、中間層３を溶射法によって形成する際
に、１回の連続溶射によって中間層を形成することと
し、連続溶射の間に溶射する混合物の配合比を順次変更
するようにして中間層を連続的に形成するならば、境界
のない中間層であって連続的にMCrAlX合金組成の変位す
る皮膜層を形成することができ、このような構造の皮膜
層を用いて耐熱体を形成しても良い。 なおまた、本発明の構造は、前記実施例の攪拌子１に
限らず、熔鉱炉の羽口、冷却板、電気炉の水冷壁、マッ
ドガンのノズル、転炉用ランス、回転ディスク式粉末製
造装置用ディスクなどのように、高温の溶湯と接触する
箇所に設けられる耐熱体の構造として広く適用しても良
いのは勿論である。 ところで、前記実施例の構造を実際の攪拌子に採用し
てその耐用性について評価試験を行ったところ、目視可
能なクラック発生までのチャージ回数が、従来技術に記
載した構造の攪拌子では２回であったものが、前記実施
例の構造の攪拌子では６回以上まで使用に耐えるものと
なった。
攪拌子に適用した場合の一実施例を示すもので、図中符
号１は円錐台状の攪拌子であって、この攪拌子１は耐火
レンガ製の固定壁２によって形成された鉄の溶湯導入用
の流通路３の内部に設けられている。この攪拌子１は、
符号４で示す支持部材によって支持され、支持部材４は
図示略の駆動系に接続されていて、攪拌子１はその周回
りに回転自在に支持されている。 前記攪拌子１は、銅あるいは銅合金からなる逆円錐台
状の内筒部５と、この内筒部５の側面と底面とを覆って
形成された外筒部６と、外筒部６の側面を覆って形成さ
れた皮膜層７とから構成されている。ここで前記内筒部
５と外筒部６とを銅あるいは銅合金製としたのは、熱伝
導性を良くするためであるが、熱伝導性に優れた金属材
料であれば、その他の金属材料を用いて内筒部５と外筒
部６を形成しても良い。 前記内筒部５の側面には、螺旋状の冷却水の供給路８
が内筒部５の側面のほぼ全部にわたって形成され、内筒
部５の中心部には排水路９が貫通状態で形成されてい
て、内筒部５の底部で供給路８と排水路９が接続されて
連通されている。なお、前記支持部材４の内部には、内
筒部５の供給路８に接続された導水路10と内筒部５の排
水路９に接続された排水路11が形成されていて、支持部
材４の導水路10から冷却水を導入することで、攪拌子１
を冷却できるようになっている。 前記皮膜層７は５層構造であって、第２図に示す如く
外筒部６に近い側から順にアンダーコート層71と第１中
間層72と第２中間層73と第３中間層74とトップコート層
75とから構成されている。 前記アンダーコート層71は、MCrAlX（ただし、前記元
素Ｍは、FeとNiとCoのうち、１種または２種以上を示
し、元素Ｘは、Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,Ta,Ptのうち、１
種または２種以上を示す。）なる組成の合金からなる。
より具体的には、FeCrAlY系、NiCrAlY系、NiCoCrAlY
系、NiCoCrAlSiY系、NiCoCrAlYHfSi系の合金などを使用
することができ、その一例であるNiCrAlYを例示するな
らば、Ni−16％Cr−６％Al−0.8％Ｙ（重量％、以下同
じ）などである。前記元素のうち、元素Ｍ（Fe,Ni,Co）
は主要成分であり、CrとAlは保護性の酸化皮膜を形成す
るための成分であって、元素Ｘ（Y,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,
Ta,Pt）は前記保護性酸化皮膜の補強成分であり、保護
性酸化皮膜の強固な維持機能を発揮する。前記アンダー
コート層71の厚さは0.2mm程度とするが、これ以上厚く
形成しても差し支えない。 前記中間層72,73,74は、前記組成のNiCrAlY合金とジ
ルコニア基セラミックスとの混合物からなるものであ
る。ここで用いるジルコニア基セラミックスは、８％の
イットリアで部分安定化したジルコニア（ZrO2−８％Y2
O3）である。ただし、前記第１中間層72においては、Ni
CrAlY合金を75％混合してなり、第２中間層73において
は、NiCrAlY合金を50％混合してなり、第３中間層74に
おいては、NiCrAlY合金を25％混合してなる混合物であ
る。これらの各中間層72,73,74の厚さは0.2mm程度とす
るが、これ以上厚く形成しても差し支えない。 前記トップコート層75は、前記組成のジルコニア基セ
ラミックスのみからなり、その厚さは、0.2mm程度とす
る。ここでジルコニア基セラミックスを用いてジルコニ
ア単体のセラミックスを用いない理由は、ジルコニア単
体のセラミックスが温度により体積変化を伴う相変化を
起こし、熱サイクルに弱いからである。そこでジルコニ
アを特定の物質で部分安定化することで熱サイクルに強
くすることができる。その一例として、前記したY2O3に
よる部分安定化ジルコニアの他に、MgOやCeO2で部分安
定化したジルコニア基セラミックスを用いても良いのは
勿論である。 以上の構成により皮膜層７にあっては、その内側のア
ンダーコート層71がMCrAlXなる組成の合金製であって最
も熱膨張率が高く、第１中間層72、第２中間層73、第３
中間層74の順にMCrAlXなる組成の合金の配合率が少なく
なり、セラミックの配合率が高くなっているので、この
順に熱膨張率がなだらかに低下し、セラミック製のトッ
プコート層75が最も低い熱膨張率を示すようになってい
る。 前記構造の皮膜層７を外筒部６上に形成して耐熱体を
得るには、外筒部６の周面を清浄化した後にショットブ
ラスト法などの処理法にて表面を荒らし、その後にプラ
ズマ溶射装置によってアンダーコート層71と各中間層7
2,73,74とオーバーコート層75を順次プラズマ溶射する
処理を行って皮膜層７を形成すれば良い。なお、前記ア
ンダーコート層71の形成後、従来必要であったフュージ
ング処理は行わないものとする。このフュージング処理
を行わないならば、内筒部５と外筒部６の熱変形が生じ
ないとともに、内筒部５と外筒部６の材質劣化も生じな
い。 次に前記皮膜層７が形成された攪拌子１の作用と皮膜
層７が奏する作用について説明する。 攪拌子１と固定壁２との間に形成されている流通路３
は、1600℃程度に加熱された鉄の溶湯Ｕが通過する流路
となる。この際に攪拌子１はその周回りに回転して流通
路３を通過する溶湯Ｕを攪拌する。そして、攪拌子１の
内部の供給路８には図示略の冷却水供給源から支持部材
４の導水路10を介して冷却水が供給され、冷却水は排水
路９を介して支持部材４の排水路11から冷却水供給源に
戻されて循環する。このようにして供給路８と排水路９
を流動する冷却水によって攪拌子１が冷却される。 流通路３を通過する間に鉄の溶湯Ｕは攪拌子１によっ
て抜熱されて部分的に凝固した状態（半凝固スラリーの
状態）となって流通路３を通過し、図示しない成型装置
によって成型される。この抜熱時に皮膜層７は鉄の溶湯
Ｕと接触することにより温度が急上昇し、溶湯Ｕが流出
した後は温度が急速に低下し、次の溶湯Ｕが供給される
と再び急加熱されるというように、加熱冷却サイクルが
繰り返し加えられる。 このような過酷な熱サイクルを受けた場合であって
も、攪拌子１の外周部に耐熱性の高い皮膜層７が形成さ
れているために、攪拌子１が損傷することはない。即
ち、皮膜層７は、基部にMCrAlXなる組成の合金のアンダ
ーコート層71を有しているが、フュージング処理が施さ
れていないために、アンダーコート層71の内部に存在す
る多数の気孔がクッション作用を発揮してアンダーコー
ト層71まわりの層での剥離が防止される。また、アンダ
ーコート層71と第１中間層72と第２中間層73と第３中間
層74の順にMCrAlXなる合金の含有量が減少し、熱膨張率
がなだらかに低下しているので、アンダーコート層71か
らトップコート層75までの間の層間の熱応力が緩和され
るので各層でのクラック発生が抑制される。また、この
クラック発生の抑制効果はアンダーコート層71に存在す
る気孔によるクッション効果も加わって有効に作用す
る。 なお、前記実施例においては、中間層を３層構造とし
たが、中間層は複数層の構造であれば何層構造でも差し
支えない。また、中間層３を溶射法によって形成する際
に、１回の連続溶射によって中間層を形成することと
し、連続溶射の間に溶射する混合物の配合比を順次変更
するようにして中間層を連続的に形成するならば、境界
のない中間層であって連続的にMCrAlX合金組成の変位す
る皮膜層を形成することができ、このような構造の皮膜
層を用いて耐熱体を形成しても良い。 なおまた、本発明の構造は、前記実施例の攪拌子１に
限らず、熔鉱炉の羽口、冷却板、電気炉の水冷壁、マッ
ドガンのノズル、転炉用ランス、回転ディスク式粉末製
造装置用ディスクなどのように、高温の溶湯と接触する
箇所に設けられる耐熱体の構造として広く適用しても良
いのは勿論である。 ところで、前記実施例の構造を実際の攪拌子に採用し
てその耐用性について評価試験を行ったところ、目視可
能なクラック発生までのチャージ回数が、従来技術に記
載した構造の攪拌子では２回であったものが、前記実施
例の構造の攪拌子では６回以上まで使用に耐えるものと
なった。
以上説明したように本発明は、母材上に、耐熱性と耐
酸化性に優れ、母材との密着性にも優れたMCrAlXなる組
成の合金のアンダーコート層を形成するので、耐熱性と
耐酸化性に優れた耐熱体を得ることができる。また、MC
rAlXなる組成の合金のアンダーコート層はフュージング
処理が不要であるので、従来問題となっていたフュージ
ング処理に伴う母材の変形、材質の劣化がなくなる。ま
た、フュージング処理が不要であるために、溶射時に形
成されたアンダーコート層内の気孔が残存し、この気孔
によってクッション作用が奏されて熱応力が緩和され
る。 また、アンダーコート層とトップコート層との間に形
成される中間層に含まれるMCrAlX合金の配合率をアンダ
ーコート層側からトップコート層側にかけて順次減少さ
せたものでは、アンダーコート層から中間層を経てトッ
プコート層に至る部分の熱膨張率が順次変化するので、
加熱冷却が繰り返し付加された場合に作用する熱応力を
抑制することができる。
酸化性に優れ、母材との密着性にも優れたMCrAlXなる組
成の合金のアンダーコート層を形成するので、耐熱性と
耐酸化性に優れた耐熱体を得ることができる。また、MC
rAlXなる組成の合金のアンダーコート層はフュージング
処理が不要であるので、従来問題となっていたフュージ
ング処理に伴う母材の変形、材質の劣化がなくなる。ま
た、フュージング処理が不要であるために、溶射時に形
成されたアンダーコート層内の気孔が残存し、この気孔
によってクッション作用が奏されて熱応力が緩和され
る。 また、アンダーコート層とトップコート層との間に形
成される中間層に含まれるMCrAlX合金の配合率をアンダ
ーコート層側からトップコート層側にかけて順次減少さ
せたものでは、アンダーコート層から中間層を経てトッ
プコート層に至る部分の熱膨張率が順次変化するので、
加熱冷却が繰り返し付加された場合に作用する熱応力を
抑制することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＡ部分の拡大断面図である。 １……攪拌子、２……固定壁、３……流通路、４……支
持部材、５……内筒、６……外筒、７……皮膜層、８…
…流通路、9,11……排水路、71……アンダーコート層、
72……第１中間層、73……第２中間層、74……第３中間
層、75……トップコート層、Ｕ……溶湯。
図のＡ部分の拡大断面図である。 １……攪拌子、２……固定壁、３……流通路、４……支
持部材、５……内筒、６……外筒、７……皮膜層、８…
…流通路、9,11……排水路、71……アンダーコート層、
72……第１中間層、73……第２中間層、74……第３中間
層、75……トップコート層、Ｕ……溶湯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 邦雄 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 結城 正弘 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 4/04
Claims (2)
- 【請求項１】金属製の母材の表面に形成されたMCrAlXな
る組成の合金からなるアンダーコート層と、このアンダ
ーコート層上に形成されたジルコニア基セラミックスと
MCrAlXなる組成の合金との混合物からなる中間層と、こ
の中間層上に形成されたジルコニア基セラミックスから
なるトップコート層とからなることを特徴とする耐熱
体。 （ただし、前記元素ＭはFeとNiとCoのうち１種または２
種以上を示し、元素ＸはY,Hf,Sc,Ce,La,Th,Si,Ta,Ptの
うち１種または２種以上を示す。） - 【請求項２】中間層を構成する混合物におけるMCrAlXな
る組成の合金の配合率がアンダーコート層側からトップ
コート層側に向って順次減少するように配合されてなる
ことを特徴とする請求項１記載の耐熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31331690A JP2941936B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 耐熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31331690A JP2941936B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 耐熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04183845A JPH04183845A (ja) | 1992-06-30 |
| JP2941936B2 true JP2941936B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=18039765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31331690A Expired - Lifetime JP2941936B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 耐熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941936B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3700766B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2005-09-28 | 株式会社東北テクノアーチ | 熱遮蔽皮膜被覆部材並びに溶射用粉体 |
| JP4271471B2 (ja) | 2003-03-27 | 2009-06-03 | テルモ株式会社 | ガイドワイヤ |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP31331690A patent/JP2941936B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04183845A (ja) | 1992-06-30 |
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