JPH01286969A - Nozzle for welding use - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の目的
[産業上の利用分野]
本発明は、溶接用ノズルに関し、特にノズル孔部がホウ
化チタンセラミックス焼結体によって形成されかつノズ
ル基部がホウ化チタンセラミックス焼結体の熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する素材で形成されてなる溶接用
ノズル、ならびにノズル孔部本体の内同面に対しホウ化
チタンセラミックス焼結体によって形成された保護層が
配置されかつノズル孔部本体およびノズル基部かホウ化
チタンセラミックス焼結体の熱膨張係数に近い熱膨張係
数を有する素材で形成されてなる溶接用ノズルに関する
ものである。Detailed Description of the Invention (1) Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a welding nozzle, in particular, the nozzle hole is formed of a titanium boride ceramic sintered body, and the nozzle base is made of a boride ceramic sintered body. A welding nozzle made of a material with a thermal expansion coefficient close to that of the titanium ceramic sintered body, and a protective layer formed of the titanium boride ceramic sintered body on the same inner surface of the nozzle hole body. The present invention relates to a welding nozzle in which the nozzle hole main body and the nozzle base are made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the titanium boride ceramic sintered body.
[従来の技術]
従来この種の溶接用ノズルとしては、窒化珪素5i3N
nあるいは炭化珪素SiCなどを焼結して形成されたノ
ズル孔部な金属製のノズル基部に接合してなるものが提
案されていた。[Prior art] Conventionally, this type of welding nozzle was made using silicon nitride 5i3N.
It has been proposed that the nozzle hole is formed by sintering n or silicon carbide (SiC) and is joined to a metal nozzle base.
[解決すべき問題点]
しかしなから従来の溶接用ノズルては、ノズル基部を形
成する金属に比し窒化珪素Si3N4あるいは炭化珪素
SiCのビッカース硬度および熱膨張係数が小さかった
ので、溶接ガスの加熱に伴なって高温となったとき、ノ
ズル基部を形成する金属との間に熱歪が生じ易く、長寿
命とできない欠点があった。[Problems to be solved] However, in conventional welding nozzles, the Vickers hardness and coefficient of thermal expansion of silicon nitride (Si3N4) or silicon carbide (SiC) are smaller than those of the metal forming the nozzle base, so it is difficult to heat the welding gas. When the temperature rises due to this, thermal distortion tends to occur between the nozzle and the metal forming the base, which has the drawback of not providing a long service life.
そこで本発明は、この欠点を解決すべく、ノズル孔部を
ホウ化チタンセラミックス焼結体によって形成しかつホ
ウ化チタンセラミックス焼結体の熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有する素材によつてノズル基部を形成すること
により溶接ガスの加熱時にノズル孔部とノズル基部との
間に発生される熱歪を抑制し除去してなる溶接用ノズル
、ならびにノズル基部に対して結合されたノズル孔部本
体の内周面に対しホウ化チタンセラミックス焼結体によ
って形成された保護層を配置しかつホウ化チタンセラミ
ックス焼結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する素
材によってノズル孔部本体およびノズル基部を形成する
ことにより溶接ガスの加熱時にノズル孔部本体と保護層
との間に発生される熱歪ならびにノズル孔部本体とノズ
ル基部との間に発生される熱歪を抑制し除去してなる溶
接用ノズルを提供せんとするものである。Therefore, in order to solve this drawback, the present invention forms the nozzle hole with a titanium boride ceramic sintered body and uses a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body. A welding nozzle that suppresses and eliminates thermal strain generated between the nozzle hole and the nozzle base when welding gas is heated by forming a base, and a nozzle hole main body connected to the nozzle base. A protective layer formed of a titanium boride ceramic sintered body is disposed on the inner peripheral surface of the nozzle hole body and the nozzle base using a material having a thermal expansion coefficient close to that of the titanium boride ceramic sintered body. By forming the welding gas, the thermal strain generated between the nozzle hole body and the protective layer as well as the thermal strain generated between the nozzle hole body and the nozzle base during heating of the welding gas can be suppressed and eliminated. The purpose of the present invention is to provide a welding nozzle.
(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は。(2) Structure of the invention [Means for solving problems] The solution to the problem provided by the present invention is as follows.
「溶接ガスの供給管先端部に対して装着されるノズル基
部と、前記ノズル基部に対し結合されており前記溶接ガ
スを加熱し放出するためのノズル孔部とを懺えてなる溶
接用ノズルにおいて。A welding nozzle comprising a nozzle base attached to the tip of a welding gas supply pipe, and a nozzle hole connected to the nozzle base for heating and discharging the welding gas.
(a)前記ノズル孔部が、7a移金属から選ばれた少な
くとも1種の金属の
ホウ化物と炭化チタンとの混合固
溶したマトリックス層かホフ化チ
タン粒子の間に配置されかつ5%
以下の気孔率を有したホウ化チタ
ンセラミックス焼結体によって形
成されており、かつ
(b)前記ノズル基部か、ホウ化チタンの熱膨張係数に
近い熱膨張係数を
有する素材で形成され
てなることを特徴とする溶接用ノズル」である。(a) The nozzle hole portion is disposed between a matrix layer in which a boride of at least one metal selected from 7a transfer metals and titanium carbide are mixed solidly dissolved, or between titanium fluoride particles, and It is formed of a titanium boride ceramic sintered body having porosity, and (b) the nozzle base is formed of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of titanium boride. This is a welding nozzle.
また本発明により提供される問題点の他の解決手段は、
「溶接ガスの供給管先端部に対して装着されるノズル基
部と、前記ノズル基部に対し結合されており前記溶接ガ
スを加熱し放出するためのノズル孔部とを憐えてなる溶
接用ノズルにおいて。Another solution to the problem provided by the present invention is as follows: ``a nozzle base attached to the tip of a welding gas supply pipe; In a welding nozzle that has a nozzle hole for welding.
(a)前記ノズル孔部が、前記ノズル基部に対して結合
されたノズル孔部
本体と、遷移金属から選ばれた少
なくとも1種の金属のホウ化物と
炭化チタンとの混合固溶したマト
リックス層がホウ化チタン粒子の
間に配置されかつ5%以下の気孔
率を有したホウ化チタンセラミツ
クス焼結体によって形成されかつ
前記ノズル孔部本体の内周面に対
して配置された保護層とによって
形成されており、かつ
(b)前記ノズル孔部本体葛よびノズル基部が、前記ホ
ウ化チタンセラ
ミックス焼結体の熱膨張係数に近
い熱膨張係数を有する素材で形成
され
てなることを特徴とする溶接用ノズル」である。(a) The nozzle hole has a nozzle hole main body coupled to the nozzle base, and a matrix layer containing a mixed solid solution of at least one metal boride selected from transition metals and titanium carbide. a protective layer formed of a titanium boride ceramic sintered body disposed between titanium boride particles and having a porosity of 5% or less, and disposed against the inner circumferential surface of the nozzle hole main body; and (b) the nozzle hole main body and the nozzle base are made of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body. Nozzle for
[作用]
本発明にかかる溶接用ノズルは、B移金属から選ばれた
少なくとも1種の金属のホウ化物と炭化チタンとの混合
固溶したマトリックス層がホウ化チタン粒子の間に配置
され、かつ5%以下の気孔率を有したホウ化チタンセラ
ミックス焼結体によってノズル孔部が形成され、かつノ
ズル基部が前記ホウ化チタンセラミックス焼結体の熱膨
張係数に近い熱膨張係数を有する素材で形成されている
ので、ノズル基部の熱膨張係数とノズル孔部の熱m張係
数とを溶接ガスの加熱時にあっても接近せしめる作用を
なし、ひいては溶接ガスの加熱時にノズル基部とノズル
孔部との間に発生される熱歪を十分に抑制する作用をな
し、結果的に長寿命化を達成する作用をなす。[Function] The welding nozzle according to the present invention has a matrix layer in which a mixed solid solution of a boride of at least one metal selected from B transfer metals and titanium carbide is arranged between titanium boride particles, and The nozzle hole is formed of a titanium boride ceramic sintered body having a porosity of 5% or less, and the nozzle base is formed of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body. As a result, the thermal expansion coefficient of the nozzle base and the thermal tensile coefficient of the nozzle hole are made to be close to each other even when the welding gas is heated. It has the effect of sufficiently suppressing the thermal strain generated during the process, and as a result, has the effect of achieving a longer service life.
また本発明にかかる他の溶接用ノズルは、遷移金属から
選ばれた少なくとも1種の金属のホウ化物と炭化チタン
との混合固溶したマトリックス層がホウ化チタン粒子の
間に配置されかつ5%以下の気孔率を有したホウ化チタ
ンセラミックス焼結体によって形成された保護層がノズ
ル孔部本体の内周面に対して配置され、かつノズル孔部
本体およびノズル基部が前記ホウ化チタンセラミックス
焼結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する素材で形
成されているので、保護層の熱膨張係数とノズル孔部本
体およびノズル基部の熱膨張係数とを溶接ガスの加熱時
にあつても接近せしめる作用をなし、ひいては溶接ガス
の加熱時に保護層とノズル孔部本体との間に発生される
熱歪ならびにノズル基部とノズル孔部本体との間に発生
される熱歪を十分に抑制する作用をなし、結果的に長寿
命化を達成する作用をなす。Further, in another welding nozzle according to the present invention, a matrix layer in which a solid solution of at least one metal boride selected from transition metals and titanium carbide is disposed between titanium boride particles and has a 5% A protective layer formed of a titanium boride ceramic sintered body having the following porosity is disposed on the inner peripheral surface of the nozzle hole body, and the nozzle hole body and nozzle base are made of the titanium boride ceramic sintered body. Since it is made of a material with a thermal expansion coefficient close to that of the body, the thermal expansion coefficient of the protective layer and that of the nozzle hole body and nozzle base can be kept close to each other even when the welding gas is heated. In addition, it has the effect of sufficiently suppressing the thermal strain generated between the protective layer and the nozzle hole body when the welding gas is heated, as well as the thermal strain generated between the nozzle base and the nozzle hole body. As a result, it has the effect of achieving a longer life.
[実施例]
次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。[Example] Next, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
第1図は、本発明にかかる溶接用ノズルの一実施例を示
す部分断面図であって、ノズル孔部11がホウ化チタン
セラミックス焼結体で形成されているのに対し、ノズル
基部12が金属によって形成されている。FIG. 1 is a partial sectional view showing one embodiment of a welding nozzle according to the present invention, in which the nozzle hole 11 is formed of a titanium boride ceramic sintered body, while the nozzle base 12 is formed of a titanium boride ceramic sintered body. It is made of metal.
第2図は、第1図実施例のノズル孔部を示す拡大断面図
である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the nozzle hole of the embodiment shown in FIG.
第3図は、第1図実施例の研磨処理したノズル孔部表面
の組織を示す光学顕微鏡写真てあって、実施例5の場合
を示している。FIG. 3 is an optical microscope photograph showing the structure of the polished nozzle hole surface of the embodiment shown in FIG. 1, and shows the case of Example 5.
第4図は、第1図実施例のノズル孔部破断面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真であって、実施例5の場合を示
している。FIG. 4 is a scanning electron micrograph showing the structure of the fractured surface of the nozzle hole in the example shown in FIG. 1, and shows the case of Example 5.
第5図は、第1図実施例のエツチング処理したノズル孔
部表面の組織を示す光学顕微鏡写真でありて、実施例5
の場合を示している。FIG. 5 is an optical microscope photograph showing the structure of the etched nozzle hole surface of the example of FIG.
The case is shown below.
第6図は、第1図実施例のエツチング処理したノズル孔
部表面の組織を示す走査型電子顕微鏡写真であつて、実
施例5の場合を示している。FIG. 6 is a scanning electron micrograph showing the structure of the etched nozzle hole surface of the embodiment shown in FIG. 1, and shows the case of Example 5.
第7図は、第1図実施例のノズル孔部について実行した
X線回折分析の結果を示すグラフ図であって、実施例5
の場合を示しており、横軸にX線の回折角度がとられか
つ縦軸にX線の回折強度がとられている。FIG. 7 is a graph showing the results of X-ray diffraction analysis performed on the nozzle hole of the example in FIG.
The horizontal axis represents the X-ray diffraction angle, and the vertical axis represents the X-ray diffraction intensity.
第8図は、比較例1として示した溶接用ノズルのノズル
孔部破断面の組織を示す走査型電子1IiWk鏡写真で
ある。FIG. 8 is a scanning electron 1IiWk mirror photograph showing the structure of the fractured surface of the nozzle hole of the welding nozzle shown as Comparative Example 1.
第9図は、本発明にかかる溶接用ノズルの他の実施例を
示す部分断面図であって、ノズル孔部本体11Aの内周
面に対しホウ化チタンセラミックス焼結体で形成された
保護層11Bが配置されており、ノズル孔部本体11^
およびノズル基部12が金属によって形成されている。FIG. 9 is a partial sectional view showing another embodiment of the welding nozzle according to the present invention, in which a protective layer is formed of a titanium boride ceramic sintered body on the inner peripheral surface of the nozzle hole main body 11A. 11B is arranged, and the nozzle hole main body 11^
And the nozzle base 12 is formed of metal.
まず本発明にかかる溶接用ノズルの一実施例について、
その構成および作用を詳細に説明する。First, regarding one embodiment of the welding nozzle according to the present invention,
Its structure and operation will be explained in detail.
利は1本発明の溶接用ノズルで、ホウ化チタンセラミッ
クス焼結体によって形成されたノズル孔部11と、前記
ホウ化チタンセラミックス焼結体の熱膨張係数ρ、と近
いすなわちあまり差がない熱膨張係数ρ2を有する適宜
の金m(たとえば黄銅など)などの素材によって形成さ
れており内周面に適宜の装着手段たとえばネジ部12A
が形成されかつ一端部でノズル孔部11に対して結合さ
れたノズル基部12とを包有している。ノズル孔部11
を形成するホウ化チタンセラミックス焼結体の熱膨張係
数ρ1とノズル基部!2を形成する素材の熱膨張係数ρ
2との比は1/4≦ρ、lρ2≦4であれば。One advantage is that in the welding nozzle of the present invention, the nozzle hole 11 formed of the titanium boride ceramic sintered body has a thermal expansion coefficient ρ close to that of the titanium boride ceramic sintered body, that is, there is no significant difference. It is made of a suitable material such as gold (for example, brass) having an expansion coefficient ρ2, and has a suitable mounting means such as a threaded portion 12A on its inner circumferential surface.
is formed and includes a nozzle base 12 connected at one end to a nozzle bore 11. Nozzle hole 11
Thermal expansion coefficient ρ1 of the titanium boride ceramic sintered body forming the nozzle base! The thermal expansion coefficient ρ of the material forming 2
If the ratio with 2 is 1/4≦ρ, lρ2≦4.
好ましい。preferable.
ノズル基部12は、使用に際して溶接ガスの供給管(図
示せず)先端部に装着され、その供給管を介して供給さ
れた溶接ガスがノズル孔部11の内部で加熱され先端部
開口から溶接部に向けて放出される。In use, the nozzle base 12 is attached to the tip of a welding gas supply pipe (not shown), and the welding gas supplied through the supply pipe is heated inside the nozzle hole 11 and flows from the opening of the tip to the welding part. released towards.
このときノズル孔部11は、遷移金属から選ばれた少な
くとも1種の金属のホウ化物と炭化チタンとの混合固溶
したマトリックス層がホウ化チタン粒子の間に配置され
かつ5%以下の気孔率を有したホウ化チタンセラミック
ス焼結体によって形成されてなるので、溶接ガスによっ
てノズル孔部11か腐食されることがない、またノズル
孔部11およびノズル基部12があまり差のない熱膨張
係数を有しているので、溶接ガスの加熱に伴なってノズ
ル孔部11とノズル基部12どの間に大きな熱歪が発生
されることがなく、ひいてはノズル孔部11およびノズ
ル基部12の結合部に破損を生じることもない。At this time, the nozzle hole 11 has a matrix layer in which a solid solution of at least one metal boride selected from transition metals and titanium carbide is disposed between the titanium boride particles and has a porosity of 5% or less. Since it is made of a titanium boride ceramic sintered body having a As a result, large thermal strain is not generated between the nozzle hole 11 and the nozzle base 12 due to heating of the welding gas, and as a result, damage to the joint between the nozzle hole 11 and the nozzle base 12 is prevented. It does not occur.
溶接用ノズル赳は、ノズル孔部llの組織内に、ホウ化
チタンTi82粒子20と、ホウ化チタンTi12粒子
20を結合するための網目状の結合層30とを包有して
いる。The welding nozzle includes a mesh-like bonding layer 30 for bonding titanium boride Ti82 particles 20 and titanium boride Ti12 particles 20 in the structure of the nozzle hole 11.
ホウ化チタンTi8.粒子20は、平均粒径が0.5〜
IO#Lmでかつ最大粒径が12gmであり、特に平均
粒径が0.5〜3ルmでかつ最大粒径が6gmであれば
好ましい、ここでホウ化チタンTiB*粒子20の平均
粒径を0.5〜10gmとする根拠は、(i)平均粒径
が0.5JLm未満となれば、ホウ化チタンTi8g粒
子20の表面酸化が顕著化し、かつホウ化チタンTie
、粒子20間の凝集が顕著となって、本発明にがかるホ
ウ化チタンセラミックス焼結体すなわち溶接用ノズル艮
のノズル孔部llの焼結を著しく阻害することとなり、
また(ii)平均粒径が104mを超えれば、焼結の駆
動力が小さくなって、本発明にかかる溶接用ノズル刊の
ノズル孔部11を緻密化せしめることが困難化し、ホウ
化チタンTi8.粒子20に既存の亀裂が拡大され本発
明にかかる溶接用ノズル耗のノズル孔部11の強度など
を低下せしめることにある。加えてホウ化チタンTi8
2粒子20の最大粒径か12ルmとされている根拠は、
最大粒径か12pmを超えれば1本発明にかかる溶接用
ノズル圧のノズル孔部11中に粗大粒子として存在す。Titanium boride Ti8. The particles 20 have an average particle size of 0.5 to
IO#Lm and a maximum particle size of 12 gm, especially an average particle size of 0.5 to 3 m and a maximum particle size of 6 gm, where the average particle size of titanium boride TiB* particles 20 The basis for setting it to 0.5 to 10 gm is that (i) if the average particle size is less than 0.5 JLm, surface oxidation of the titanium boride Ti8g particles 20 will become significant;
, the aggregation between the particles 20 becomes remarkable, and the sintering of the titanium boride ceramic sintered body, that is, the nozzle hole 11 of the welding nozzle according to the present invention, is significantly inhibited.
(ii) If the average grain size exceeds 104 m, the driving force for sintering becomes small, making it difficult to densify the nozzle hole 11 of the welding nozzle according to the present invention, and titanium boride Ti8. Existing cracks in the particles 20 are enlarged and the strength of the nozzle hole 11 of the welding nozzle worn out according to the present invention is reduced. In addition, titanium boride Ti8
The reason why the maximum particle size of 2 particles 20 is 12 m is as follows.
If the maximum particle size exceeds 12 pm, the particles exist as coarse particles in the nozzle hole 11 of the welding nozzle pressure according to the present invention.
ることとなり、本発明にかかる溶接用ノズル圧のノズル
孔部11の高密度化ないし高強度化などを阻害すること
にある。This prevents the welding nozzle pressure from increasing the density or strength of the nozzle hole 11 according to the present invention.
ホウ化チタンTi8g粒子20の粒界近傍には、ホウ化
チタンTiB、と後述の金属Mのホウ化物すなわちホウ
化金属MB、MB、あるいはM、Bなどとの混合固溶相
からなる粒界相21が形成されている。これによりホウ
化チタンTi8g粒子20と結合層30との間の結合力
が、十分の大きさとされており、結果的に本発明にかか
る溶接用ノズル■のノズル孔部11の強度などを確保し
ている。In the vicinity of the grain boundaries of the titanium boride Ti8g particles 20, there is a grain boundary phase consisting of a mixed solid solution phase of titanium boride TiB and a boride of the metal M described later, that is, a boride metal MB, MB, or M, B, etc. 21 is formed. As a result, the bonding force between the titanium boride Ti8g particles 20 and the bonding layer 30 is sufficiently large, and as a result, the strength of the nozzle hole 11 of the welding nozzle (2) according to the present invention is ensured. ing.
結合層30は、クロムCr、ニッケルNi、モリブデン
恥などの遷移金属から選ばれた少なくとも1種の金属M
(以下、同様)とホウ化チタンTiBgと炭素Cとの間
の
tiB、+ 2M +C→211B + TiCある
いは
Ting+誠 十C→ ll[l、 −1−TiCある
いは
TiB、+ 6M+C→211J + TiCなどの反
応によりて生成されたホウ化金属すなわち金属Mのホウ
化物闘、ilB*あるいはM、Bなどと炭化チタンTi
Cとが混合固溶したマトリックス層であって、空孔が十
分に除去されている。これによりホウ化チタンTi8.
粒子20間の結合力が、十分の大きさとされており、ま
た溶接用ノズル圧の気孔率(すなわち空孔体積を全体積
で除した値)が5%以下となっているので、結果的に本
発明にかかる溶接用ノズル圧のノズル孔部11の密度お
よび強度などが確保されている。ここで結合層すなわち
マトリックス層30がら空孔が実質的に除去されている
根拠は、金属Mのホウ化物すなわちホウ化金属MB1M
Bgあるいはll、IBなどの粒径と炭化チタンTiC
の粒径とがほぼ一致しており、互いに均質に混合固溶し
ていることにある。The bonding layer 30 is made of at least one metal M selected from transition metals such as chromium Cr, nickel Ni, and molybdenum.
(the same applies hereinafter), tiB between titanium boride TiBg and carbon C, + 2M +C → 211B + TiC or Ting + SeijuC → ll [l, -1-TiC or TiB, + 6M + C → 211J + TiC, etc. Metal boride produced by the reaction of metal M, ilB* or M, B, etc. and titanium carbide Ti
This is a matrix layer in which C is mixed and dissolved in solid solution, and pores are sufficiently removed. This results in titanium boride Ti8.
The bonding force between the particles 20 is said to be sufficiently large, and the porosity of the welding nozzle pressure (that is, the value obtained by dividing the pore volume by the total volume) is 5% or less, so as a result, The density and strength of the nozzle hole 11 of the welding nozzle pressure according to the present invention are ensured. Here, the reason why the pores are substantially removed from the bonding layer, that is, the matrix layer 30 is that the boride of the metal M, that is, the metal boride MB1M
Particle size of Bg, ll, IB etc. and titanium carbide TiC
The particle diameters of the two particles are almost the same, and they are homogeneously mixed and dissolved in solid solution.
更に本発明にかかる溶接用ノズルの一実施例について、
その製造要望を説明する。Furthermore, regarding one embodiment of the welding nozzle according to the present invention,
The manufacturing requirements will be explained.
第1工程において、ホウ化チタンTie、粉末と金属M
粉末および炭素C粉末とを適宜の配合比で互いに配合す
ることにより、セラミックス配合物を作成する。In the first step, titanium boride Tie, powder and metal M
A ceramic compound is created by blending the powder and the carbon C powder with each other at an appropriate blending ratio.
すなわち(i)平均粒径が0.5〜10gmc好ましく
は0.5〜:l ILm)で最大粒径が12gm (好
ましくは6gm)であり純度が99重量%以上のホウ化
チタンTiBgと、 (ii)平均粒径が1〜5鉢m(
好ましくは1〜37im)で最大粒径が12Bm(好ま
しくは6ルm)の金属Mと、(iii)比表面積が50
〜150重”/g(好ましくは80〜150が/g)で
純度か99.9重量%以上であり平均粒径がlO〜10
100n好ましくは10〜50nm)で最大粒径が15
0nm(好ましくは10100nの炭素(たとえばカー
ボンブラックなど)Cとを、互いに配合し、セラミック
ス配合物を作成する。セラミックス配合物においては、
金11Mおよび炭素Cの混合物0.1〜89.0重量%
(特に2.5〜25.0重量%であれば好ましい)に対
しホウ化チタンTin2が11.0〜99.9重量%(
特に75.0〜97.5重量%であれば好ましい)だけ
配合されている。また金属Mと炭素Cとの配合比は1重
量比で7:0.1〜10(特に7:0.2〜5であれば
好ましい)である。That is, (i) titanium boride TiBg having an average particle size of 0.5 to 10 gmc, preferably 0.5 to 1 ILm), a maximum particle size of 12 gm (preferably 6 gm), and a purity of 99% by weight or more; ii) The average particle size is 1 to 5 m (
(preferably 1-37 im) and a maximum grain size of 12 Bm (preferably 6 μm); and (iii) a specific surface area of 50 Bm.
-150 weight/g (preferably 80-150 weight/g), purity is 99.9% by weight or more, and average particle size is lO~10
100 nm (preferably 10-50 nm) with a maximum particle size of 15
0nm (preferably 10100n) of carbon (e.g. carbon black) are blended with each other to create a ceramic blend.In the ceramic blend,
Mixture of gold 11M and carbon C 0.1-89.0% by weight
(particularly preferably 2.5 to 25.0% by weight), titanium boride Tin2 is 11.0 to 99.9% by weight (preferably 2.5 to 25.0% by weight)
In particular, 75.0 to 97.5% by weight is preferred). Moreover, the compounding ratio of metal M and carbon C is 7:0.1 to 10 (particularly preferably 7:0.2 to 5) in terms of weight ratio.
ここでホウ化チタンTiB、の純度が99重量%以上と
されている根拠は、焼結時に不純物が悪影響を及ぼすこ
とを回避することにある。The reason why the purity of titanium boride TiB is 99% by weight or more is to avoid impurities from having an adverse effect during sintering.
金属Mの平均粒径が1〜5JLmとされている根拠は、
(i)平均粒径がlpm未満となれば、金属M粒子の表
面酸化が顕著化し、かつ金属M粒子間の凝集もしくは金
属M粒子とホウ化チタンTin、粒子あるいは炭素C粒
子との間の凝集が顕著となって1本発明にかかる溶接用
ノズル圧のノズル孔部11の焼結を著しく阻害すること
となり、また(ii)平均粒径が5gmを超えれば、本
発明にかかる溶接用ノズル圧のノズル孔部11のマトリ
ックス層30あるいはホウ化チタンTi8g粒子20の
粒界近傍に形成された粒界相21中に粗大粒子となって
存在し、本発明にかかる溶接用ノズル艮のノズル孔部1
1の強度などを低下せしめることとなることにある。The basis for the average particle size of metal M being 1 to 5 JLm is
(i) If the average particle size is less than lpm, the surface oxidation of the metal M particles becomes noticeable, and the aggregation between the metal M particles or the aggregation between the metal M particles and the titanium boride Tin, particles, or carbon C particles occurs. (ii) If the average grain size exceeds 5 gm, the welding nozzle pressure according to the present invention will be The nozzle hole of the welding nozzle according to the present invention exists as coarse particles in the matrix layer 30 of the nozzle hole 11 or in the grain boundary phase 21 formed near the grain boundaries of the titanium boride Ti8g particles 20. 1
This results in a decrease in the strength etc. of 1.
金ELMの最大粒径が12pmとされている根拠は、最
大粒径が121Lmを超えれば、金属M粒子に既存の亀
裂が拡大され、本発明にかかる溶接用ノズル赳のノズル
孔部11の強度などを低下せしめることにある。The reason why the maximum particle size of the gold ELM is 12pm is that if the maximum particle size exceeds 121Lm, existing cracks in the metal M particles will be enlarged, which will reduce the strength of the nozzle hole 11 of the welding nozzle according to the present invention. The aim is to reduce the
また炭素Cの平均粒径がlO〜1100nとされている
根拠は、(i)平均粒径がlOnm未満となれば、炭素
C粒子の表面酸化が顕著化し、かつ炭素C粒子間の凝集
が顕著となって、本発明にかかる溶接用ノズル刊のノズ
ル孔部11の焼結を著しく阻害することとなり、また(
ii)平均粒径が1100nを超えれば、マトリックス
層30中に粗大粒子として存在することとなって、本発
明にかかる溶接用ノズル亘のノズル孔部11の強度など
を低下せしめることにある。炭素Cの最大粒径が15(
Inmとされている根拠は、最大粒径が150nmを超
えれば、炭素C粒子に既存の亀裂あるいはホウ化チタン
TiB、との間の反応によって生じた炭化チタンTiC
粒子に既存の亀裂が拡大され1本発明にかかる溶接用ノ
ズル赳のノズル孔部11の強度などを低下せしめること
にある。The reason why the average particle size of carbon C is set to be 10 to 1100 nm is that (i) If the average particle size is less than 10 nm, surface oxidation of carbon C particles becomes noticeable, and aggregation between carbon C particles becomes noticeable. As a result, sintering of the nozzle hole 11 of the welding nozzle according to the present invention is significantly inhibited, and (
ii) If the average particle size exceeds 1100 nm, the particles will exist as coarse particles in the matrix layer 30, which will reduce the strength of the nozzle hole 11 across the welding nozzle according to the present invention. The maximum particle size of carbon C is 15 (
The reason for Inm is that if the maximum particle size exceeds 150 nm, it is likely that titanium carbide (TiC) is formed due to existing cracks in carbon C particles or reaction between titanium boride (TiB).
Existing cracks in the particles are enlarged and the strength of the nozzle hole 11 of the welding nozzle according to the present invention is reduced.
更に炭素Cの比表面積が50〜150m”/gとされて
いる根拠は、(i)比表面積が50m”/g未満となれ
ば、炭素C粒子が大き過ぎることとなってホウ化チタン
Ti8.どの間の反応が短時間で進行できないこととな
り、また(ii)比表面積が150■2/ gを超えれ
ば、炭素C粒子が互いに凝集することとなってホウ化チ
タンTiB、および金JiMとの混合ができなくなるこ
とにある。Furthermore, the reason why the specific surface area of carbon C is set to be 50 to 150 m''/g is as follows: (i) If the specific surface area is less than 50 m''/g, the carbon C particles are too large and the titanium boride Ti8. (ii) If the specific surface area exceeds 150 2/g, the carbon C particles will aggregate with each other, causing the interaction between titanium boride TiB and gold JiM to occur. This is due to the inability to mix.
第2工程において、セラミックス配合物を、適宜の混合
機によって均質に混合し、セラミックス混合物を作成す
る。In the second step, the ceramic mixture is homogeneously mixed using an appropriate mixer to create a ceramic mixture.
第3工程において、セラミックス混合物を、バインダ(
たとえばポリビニルアルコール)とともに適宜の金型に
収容したのち、適宜の圧力(たとえば100〜800k
g/cm”の圧力)を印加して一軸加圧し、セラミック
ス圧粉体を作成する。In the third step, the ceramic mixture is mixed with a binder (
For example, polyvinyl alcohol) is placed in an appropriate mold, and then the pressure is applied to an appropriate level (for example, 100 to 800 k).
A pressure of "g/cm" is applied and uniaxial pressure is applied to create a ceramic green compact.
第4工程において、セラミックス圧粉体を、適宜の圧力
(たとえば800〜3500kg/am”の圧力)を印
加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理を施
し、セラミックス成形体とする。In the fourth step, the ceramic green compact is subjected to CIP treatment, that is, room temperature isostatic compression molding treatment, by applying an appropriate pressure (for example, a pressure of 800 to 3500 kg/am'') to form a ceramic compact.
第5工程において、セラミックス成形体を、真空雰囲気
(10−’Torr以下の気圧であることが好ましい)
、アルゴン雰囲気あるいは水素ガス雰囲気などの非酸化
性雰囲気(すなわち中性ないし還元性の雰囲気)中にお
いて無加圧状態もしくは加圧状1(100〜500kg
/cm2の圧力な印加)て1500〜2000℃(好ま
しくは1600〜1800℃)の温度により適宜の時間
をかけて焼結し、セラミックス焼結体とする。ここで非
酸化性雰囲気とされる根拠は、チタンTi、ホウ素B、
金mMもしくは炭素Cが酸化されないようにすることに
ある。In the fifth step, the ceramic molded body is placed in a vacuum atmosphere (preferably at an atmospheric pressure of 10-'Torr or less).
, in a non-oxidizing atmosphere (i.e., a neutral or reducing atmosphere) such as an argon atmosphere or a hydrogen gas atmosphere, in an unpressurized state or a pressurized state 1 (100 to 500 kg).
/cm2 pressure) and sintered at a temperature of 1,500 to 2,000°C (preferably 1,600 to 1,800°C) for an appropriate time to obtain a ceramic sintered body. The reason for the non-oxidizing atmosphere here is that titanium, boron B,
The purpose is to prevent gold mM or carbon C from being oxidized.
第6エ程に3いて、セラミックス焼結体を仕上加工、す
なわち主としてノズル孔部11の内面を所望の精度で研
磨処理し、溶接用ノズル赳のノズル孔部11とする。In the sixth step, the ceramic sintered body is finished, that is, the inner surface of the nozzle hole 11 is mainly polished to a desired precision to form the nozzle hole 11 of the welding nozzle.
第7エ程において、ノズル孔部11の熱膨張係数に近い
熱膨張係数を有する金属(たとえば黄銅)などを素材と
してノズル基部12を形成する。In the seventh step, the nozzle base 12 is formed using a material such as a metal (for example, brass) having a coefficient of thermal expansion close to that of the nozzle hole 11 .
第8工程において、ノズル基部12に対しノズル孔部1
1を適宜の接着剤(たとえば無機系接着剤など)を用い
て結合し、溶接用ノズル赳とする。In the eighth step, the nozzle hole 1 is attached to the nozzle base 12.
1 are bonded together using a suitable adhesive (for example, an inorganic adhesive) to form a welding nozzle.
以上により、本発明にかかる溶接用ノズル氏か製造され
る。Through the above steps, the welding nozzle according to the present invention is manufactured.
加えて本発明にかかる溶接用ノズルの一実施例について
、−層の理解を図るために、具体的な数−値などを挙げ
て説明する。In addition, an embodiment of the welding nozzle according to the present invention will be described using specific numerical values in order to facilitate understanding of the layers.
工衷ム烈1ニュ上
平均粒径がlpmであるクロムCrと、比表面積が13
5■117 gで純度が9g重量%であるカーボンブラ
ックCとの混合比を変えて作成した混合物2.5重量%
に対し、平均粒径が3gmでかつ最大粒径が6pmであ
り純度が99重量%であるホウ化チタンTiBzを97
.5重量%だけ配合して作成したセラミックス配合物1
00部を、プラスチック容器中にウレタンボールおよび
300部のエチレンアルコールとともに収容せしめ、2
4時間かけて湿式混合し、これによりセラミックス混合
物を作成した。Chromium Cr having an average particle size of lpm and a specific surface area of 13
5 ■ 2.5% by weight of a mixture created by changing the mixing ratio with carbon black C, which weighs 117 g and has a purity of 9g% by weight.
On the other hand, titanium boride TiBz with an average particle size of 3 gm, a maximum particle size of 6 pm, and a purity of 99% by weight was
.. Ceramic compound 1 created by blending only 5% by weight
00 parts were placed in a plastic container together with urethane balls and 300 parts of ethylene alcohol, and 2
Wet mixing was carried out for 4 hours, thereby creating a ceramic mixture.
セラミックス混合物は、60℃の温度に10時間保持し
て十分に乾燥した。そののちセラミックス混合物100
部は、バインダとしてのポリビニルアルコール2部とと
もに適宜の金型に収容し、300kg/c■2の圧力を
印加して一軸加圧することにより、セラミックス圧粉体
とした。The ceramic mixture was kept at a temperature of 60° C. for 10 hours to sufficiently dry it. Then ceramic mixture 100
The sample was placed in a suitable mold together with 2 parts of polyvinyl alcohol as a binder, and uniaxially pressed under a pressure of 300 kg/cm<2> to obtain a ceramic green compact.
セラミックス圧粉体は、 3000kg/c■2の圧力
を印加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理
を施すことにより、セラミックス成形体とした。The ceramic green compact was made into a ceramic molded body by applying a pressure of 3000 kg/cm2 and subjecting it to CIP treatment, that is, room temperature isostatic compression molding treatment.
セラミックス成形体は、無加圧状態のアルゴン雰囲気中
において15℃/分の昇温速度で1900”Cの温度ま
で加熱し、かつ1900℃の温度に1時間にわたり維持
することにより、セラミックス焼結体とした。The ceramic molded body is heated to a temperature of 1900"C at a heating rate of 15°C/min in an argon atmosphere without pressure, and is maintained at a temperature of 1900"C for 1 hour to form a sintered ceramic body. And so.
セラミックス焼結体は、仕上加工すなわち主としてノズ
ル孔部11の内面を所望の精度まで研磨処理し、溶接用
ノズル基のノズル孔部11とした。The ceramic sintered body was finished, that is, the inner surface of the nozzle hole 11 was mainly polished to a desired precision to form the nozzle hole 11 of the welding nozzle base.
これに対しノズル孔部11の熱膨張係数に近い熱膨張係
数を有する黄銅を素材としてノズル基部12を形成した
。In contrast, the nozzle base 12 was made of brass having a coefficient of thermal expansion close to that of the nozzle hole 11.
ノズル孔部11とノズル基部12とは、適宜の接着剤(
ここでは無機系接着剤)を用いて互いに結合し、溶接用
ノズル基を作成した。The nozzle hole 11 and the nozzle base 12 are bonded together using an appropriate adhesive (
Here, they were bonded together using an inorganic adhesive to create a welding nozzle base.
溶接用ノズル基の全長は6511鵬とされており、ノズ
ル孔部11の先端部の開口が直径15+amとされ、か
つその肉厚が0.25腸層とされてし)た。The total length of the welding nozzle base was 6,511 mm, the opening at the tip of the nozzle hole 11 had a diameter of 15+ am, and the wall thickness was 0.25 mm).
溶接用ノズル基のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle base
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
溶接用ノズル基は、そのノズル基部12に対し溶接ガス
の供給管を装着し、溶接ガスとして二酸化炭素C02ガ
スを供給し、ノズル孔部11で950℃まで加熱して溶
接に供した。この状態で連続使用したところ溶接用ノズ
ル基は、60日間使用できた(第1表の“耐用寿命”参
照)。A welding gas supply pipe was attached to the nozzle base 12 of the welding nozzle base, carbon dioxide CO2 gas was supplied as the welding gas, and the nozzle hole 11 was heated to 950° C. for welding. When used continuously in this state, the welding nozzle base could be used for 60 days (see "Service life" in Table 1).
工よA医旦二月上
クロムCrとカーボンブラックCとの混合物S、O重量
%に対し、ホウ化チタンTiB*を95.0ffii%
だけ配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復
した。95.0ffii% of titanium boride TiB* to the mixture S, O of chromium Cr and carbon black C, 95.0ffii% by weight.
Examples 1-7 were each repeated, except that only
溶接用ノズル基のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle base
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル基の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりであった。The service life of the welding nozzle base was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工火應煎j二μ上
クロムC「とカーボンブラックCとの混合物7.5重量
%に対し、ホウ化チタンTiB2を92,5重量%だけ
配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復した
。Examples 1 to 7 were prepared, respectively, except that 92.5% by weight of titanium boride TiB2 was blended with 7.5% by weight of the mixture of chromium C and carbon black C. repeated.
溶接用ノズル基は、たとえば実施例18の場合(以下同
様)について研磨処理したノズル孔部11の表面を光学
顕微鏡で写真観察したところ、第3図に示すとおりであ
った。すなわちホウ化チタン粒子20の周囲に結合層3
0が散点状に配置されており、また結合層30が空孔を
有さず緻密であることが判明した。The welding nozzle base was as shown in FIG. 3, for example, when the surface of the polished nozzle hole 11 in Example 18 (the same applies hereinafter) was photographed and observed with an optical microscope. That is, the bonding layer 3 is formed around the titanium boride particles 20.
It was found that the bonding layer 30 had no pores and was dense.
溶接用ノズル」は、ノズル孔部11を適度の力によって
破断し、その破断面を走査型電子顕微鏡て写真観察した
ところ、第4図に示すとおりであった。すなわちホウ化
チタンT18□粒子20において粒内破壊が生じており
、ホウ化チタンTi8g粒子20が結合層30によって
強固に結合されていることが判明した。結合層30は、
X線回折分析およびEPMA分析により、ホウ化チタン
Til!とクロムC「とカーボンブラックCとの間の反
応
Tie、+2Cr +C−* 2CrB + Ti(:
によって生じたホウ化クロムCrBおよび炭化チタンT
iCの混合固溶したマトリックス層(第5図〜第11図
参照)であることが判明した。The nozzle hole 11 of the "welding nozzle" was broken with a moderate force, and the broken surface was photographed and observed using a scanning electron microscope, as shown in FIG. 4. That is, it was found that intragranular fracture occurred in the titanium boride T18□ particles 20, and the titanium boride Ti8g particles 20 were firmly bonded by the bonding layer 30. The bonding layer 30 is
X-ray diffraction analysis and EPMA analysis revealed that titanium boride Til! The reaction between chromium C' and carbon black CTie, +2Cr +C-*2CrB + Ti(:
Chromium boride CrB and titanium carbide T produced by
It turned out to be a matrix layer (see FIGS. 5 to 11) in which iC was mixed and solidly dissolved.
溶接用ノズル艮は、ノズル孔部11を60℃に加温され
た王水に3分間浸漬することによってその外表面をエツ
チング処理したのち、光学顕微鏡によって写真観察した
ところ、第5図に示すとおりであった。すなわちエツチ
ング処理によりホウ化チタンTi8.粒子20の結合層
30が脱落して生じたホウ化チタンTiBs粒子20の
径を測定することにより、ホウ化チタンTi8.粒子2
0の平均粒径が2〜4JLmに止まっていることか判明
した。&言すればホウ化チタンTiBs粒子20は、当
初に比しほとんど成長していないことが判明した。これ
はクロムCrおよびカーボンブラックCが、焼結に際し
TiB、+2Cr +c →2CrB + TiCの反
応を生じており、ホウ化チタンTi8.粒子20の成長
が抑制されているためである。またホウ化チタンTin
5粒子20の粒界近傍には、X線回折分析およびEPM
八分へにより、ホウ化チタンTj8□とホウ化クロムC
rBとの混合固溶相からなる粒界相21が形成されてい
ることも判明した(第7図〜第11図参照)。The outer surface of the welding nozzle was etched by immersing the nozzle hole 11 in aqua regia heated to 60°C for 3 minutes, and then photographed with an optical microscope, as shown in Figure 5. Met. That is, titanium boride Ti8. By measuring the diameter of the titanium boride TiBs particles 20 produced when the bonding layer 30 of the particles 20 falls off, titanium boride Ti8. particle 2
It was found that the average particle diameter of 0 was limited to 2 to 4 JLm. &In other words, it was found that the titanium boride TiBs particles 20 had hardly grown compared to the initial state. This is because chromium Cr and carbon black C undergo a reaction of TiB, +2Cr +c → 2CrB + TiC during sintering, and titanium boride Ti8. This is because the growth of the particles 20 is suppressed. Also, titanium boride Tin
5 near the grain boundary of grain 20, X-ray diffraction analysis and EPM
By 8 minutes, titanium boride Tj8□ and chromium boride C
It was also found that a grain boundary phase 21 consisting of a mixed solid solution phase with rB was formed (see FIGS. 7 to 11).
溶接用ノズル赳のノズル孔部Ifおよびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したことろ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole If and nozzle base 12 of welding nozzle
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル艮の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりであった。The service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工1崖五μ二〃L
クロムC「とカーボンブラックCとの混合物1O00重
量%に対し、ホウ化チタンTiB2を90.0重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Each of Examples 1 to 7 was repeated, except that 90.0% by weight of titanium boride TiB2 was blended with 1000% by weight of the mixture of chromium C and carbon black C. .
溶接用ノズル赳のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル厘の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりてあった。Further, the service life of the welding nozzle nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工Xム墓幻二至上
クロムC「とカーボンブラックCとの混合物12.5重
量%に対し、ホウ化チタンTiB*を87.5重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Each of Examples 1 to 7 was modified except that 87.5% by weight of titanium boride TiB* was blended with 12.5% by weight of the mixture of Chromium C and Carbon Black C. repeated.
溶接用ノズル」のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of the welding nozzle
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル」の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりであった。Further, the service life of the "welding nozzle" was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工衷惠糎」二y上
クロムCrとカーボンブラックCとの混合物15.0重
量%に対し、ホウ化チタンTie、を85.0重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Examples 1 to 7 were prepared, respectively, except that 85.0% by weight of titanium boride was added to 15.0% by weight of the mixture of chromium Cr and carbon black C. repeated.
溶接用ノズル赳のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりてあった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル耗の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and the results were as shown in Table 1.
±X惠桝V二Vニ
クロムC「とカーボンブラックCとの混合物17.5重
量%に対し、ホウ化チタンTiB、を82.5重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Each of Examples 1 to 7 was the same as that of Examples 1 to 7, except that 82.5% by weight of titanium boride TiB was blended with 17.5% by weight of the mixture of ± repeated.
溶接用ノズル耗のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Welding nozzle worn out nozzle hole 11 and nozzle base 12
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル赳の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりでありだ。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and the results were as shown in Table 1.
工X急鍔朋二」上
クロムC「とカーボンブラックCとの混合物20.0重
量%に対し、ホウ化チタンTie、を80.0重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Examples 1 to 7, respectively, except that 80.0% by weight of titanium boride Tie was blended with 20.0% by weight of the mixture of chromium C and carbon black C. was repeated.
溶接用ノズル耗のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Welding nozzle worn out nozzle hole 11 and nozzle base 12
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル赳の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりであった。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工X凰鍔Σ二y上
クロムCrとカーボンブラックCとの混合物22.5重
量%に対し、ホウ化チタンTie、を77.5重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Each of Examples 1 to 7 was modified except that 77.5% by weight of titanium boride Tie was blended with 22.5% by weight of the mixture of chromium Cr and carbon black C. repeated.
溶接用ノズル赳のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル」の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、tiS1表に示すとおりてあっ
た。Further, the service life of the "welding nozzle" was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in the tiS1 table.
工X施ガ」2四上
クロムCrとカーボンブラックCとの混合物25.0重
量%に対し、ホウ化チタンTiBzを75.0重量%だ
け配合したことを除き、それぞれ実施例1〜7を反復し
た。Examples 1 to 7 were repeated, respectively, except that 75.0% by weight of titanium boride TiBz was blended with 25.0% by weight of the mixture of chromium Cr and carbon black C. did.
溶接用ノズル圧のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数3よび熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 for welding nozzle pressure
The Vickers hardness, bending strength, porosity, thermal expansion coefficient 3, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第1表に示すとおりでありた。Further, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and the results were as shown in Table 1.
工丈鼻医n二y上
クロムCrとカーボンブラックCとの混合物7.5重量
%に対し、ホウ化チタンTiB2を92.5重量%だけ
配合し、かつ焼結温度を1500℃としたことな除き、
それぞれ実施例1〜7を反復した。92.5% by weight of titanium boride TiB2 was blended with 7.5% by weight of a mixture of chromium Cr and carbon black C, and the sintering temperature was 1500°C. Except,
Examples 1-7 were repeated, respectively.
溶接用ノズル■のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係aj5よび熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2
表に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 of welding nozzle ■
When we measured the Vickers hardness, bending strength, porosity, thermal expansion coefficient aj5, and thermal conductivity, we found that the second
It was as shown in the table.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例1〜7と同様
にして測定したところ、第2表に示すとSりであった。Further, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and as shown in Table 2, it was S.
工夫族±μ二μ工
焼結温度を1600℃としたことを除き、それぞれ実施
例71〜77を反復した。Examples 71-77 were each repeated, except that the sintering temperature was 1600°C.
溶接用ノズル圧のノズル孔部llおよびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表
に示すとおりであった。Welding nozzle pressure nozzle hole ll and nozzle base 12
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 2.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例71〜77と
同様にして測定したところ、第2表に示すとおりであっ
た。Moreover, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 71 to 77, and was as shown in Table 2.
(実施例85〜91)
焼結温度を1700℃としたことを除き、それぞれ実施
例71〜77を反復した。Examples 85-91 Examples 71-77 were repeated, respectively, except that the sintering temperature was 1700°C.
溶接用ノズル圧のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 for welding nozzle pressure
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 2.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例15〜21と
同様にして測定したところ、第2表に示すとおりであっ
た。Moreover, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 15 to 21, and was as shown in Table 2.
工Xム舛S二月上
焼結温度を1800℃としたことを除き、それぞれ実施
例71〜77を反復した。Examples 71-77 were each repeated, except that the sintering temperature was 1800°C.
溶接用ノズル圧のノズル孔部11およびノズル基部12
について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張
係aおよび熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表
に示すとおりであった。Nozzle hole 11 and nozzle base 12 for welding nozzle pressure
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion a, and thermal conductivity were measured, and the results were as shown in Table 2.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例71〜77と
同様にして測定したところ、第2表に示すとおりであっ
た。Moreover, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 71 to 77, and was as shown in Table 2.
工叉ムカ月二月り上
焼結温度を1900℃としたことを除き、それぞれ実施
例71〜77を反復した。換言すれば、それぞれ実施例
15〜21を反復した。Examples 71-77 were each repeated, except that the sintering temperature was 1900°C. In other words, Examples 15-21 were each repeated.
溶接用ノズル圧のノズル孔部11j5よびノズル基部1
2について、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨
張係数および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2
表に示すとおりであった。Welding nozzle pressure nozzle hole 11j5 and nozzle base 1
2, we measured the Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity.
It was as shown in the table.
また溶接用ノズル圧の耐用寿命は、実施例71〜77と
同様にして測定したところ、第2表に示すとおりであっ
た。Moreover, the service life of the welding nozzle pressure was measured in the same manner as in Examples 71 to 77, and was as shown in Table 2.
工止蚊勇ユ上
セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例1〜7を反復した
。Examples 1-7 were repeated except that chromium Cr and carbon black C were removed from the anti-mosquito ceramic formulation.
すなわち平均粒径か3#Lmで最大粒径が64mであり
純度が99重量%のホウ化チタンTi12100M1を
、バインダとしてのポリビニルアルコール2部とともに
適宜の金型に収容し、 300kg/Cs2の圧力を印
加して一輌加圧することにより、セラミックス圧粉体を
作成した。That is, titanium boride Ti12100M1 with an average particle size of 3#Lm and a maximum particle size of 64m and a purity of 99% by weight was placed in an appropriate mold along with 2 parts of polyvinyl alcohol as a binder, and a pressure of 300kg/Cs2 was applied. A ceramic green compact was created by applying pressure in one machine.
セラミックス圧粉体は、 300kg/c鵬2の圧力を
印加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理を
施すことにより、セラミックス成形体とした。The ceramic green compact was made into a ceramic molded body by applying a pressure of 300 kg/cm2 and subjecting it to CIP treatment, that is, room temperature isostatic compression molding treatment.
セラミックス成形体は、無加圧状態のアルゴン雰囲気中
において15℃/分の昇温速度で1900℃の温度まで
加熱し、かつ1900℃の温度に1時間にわたり維持す
ることにより、セラミックス焼結体とした。The ceramic molded body is heated to a temperature of 1900°C at a heating rate of 15°C/min in an unpressurized argon atmosphere and maintained at a temperature of 1900°C for 1 hour to form a ceramic sintered body. did.
セラミックス焼結体は、仕上加工すなわち主としてノズ
ル孔部の内面を所望の精度まで研磨処理し、溶接用ノズ
ルのノズル孔部とした。The ceramic sintered body was finished, that is, the inner surface of the nozzle hole was mainly polished to a desired precision, and was used as the nozzle hole of a welding nozzle.
これに対しノズル孔部の熱膨張係数に近い熱膨張係数を
有する黄銅を素材としてノズル基部を形成した。On the other hand, the nozzle base was made of brass having a coefficient of thermal expansion close to that of the nozzle hole.
ノズル孔部とノズル基部とは、適宜の接着剤を用いて互
いに結合し、溶接用ノズルを作成した。The nozzle hole and the nozzle base were bonded to each other using an appropriate adhesive to create a welding nozzle.
溶接用ノズルは、ノズル孔部を適度の力によって破断し
、その破断面を走査型電子TIAWk鏡で写真観察した
ところ第12図に示すとおりであった。すなわちホウ化
チタンTiBz粒子の粒界破壊が支配的に生じており、
ホウ化チタンTie、粒子間の結合があまり強固でない
ことが判明した。The nozzle hole of the welding nozzle was broken with a moderate force, and the broken surface was photographed and observed with a scanning electronic TIAWk mirror, as shown in FIG. 12. In other words, grain boundary fracture of titanium boride TiBz particles occurs predominantly,
It was found that the bond between particles of titanium boride Tie was not very strong.
加えて溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部につ
いて、ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数
および熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示
すとおりであった。In addition, the Vickers hardness, flexural strength, porosity, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity of the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle were measured, and the results were as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工止艶珂lよ
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例1〜7を反復した。Examples 1-7 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
エル艶±lエ
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例8〜14を反復した。Examples 8-14 were repeated with the exception that carbon black C was removed from the El Gloss±l Eceramics formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりてあった。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
」ぶW
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例15〜21を反復した。Examples 15-21 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれWIJ1表に示す
とおりであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table WIJ1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
エル蚊鍔互よ
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例22〜28を反復した。Examples 22-28 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
エル艶珂互上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例29〜35を反復した。Examples 29-35 were repeated with the exception that carbon black C was removed from the Elenka Gakujo ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りてあった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
エル艶賀ユ上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例36〜42を反復し溶接用ノズルの
ノズル孔部およびノズル基部について、ビラカース硬度
、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および熱伝導率を測定
したところ、それぞれ第1表に示すとおりであった。Examples 36 to 42 were repeated, except that carbon black C was removed from the Elu Tsuga Yu upper ceramic composition, and the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle were evaluated for Viracase hardness, flexural strength, porosity, and heat When the expansion coefficient and thermal conductivity were measured, they were as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工止笠輿旦上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例43〜49を反復した。Examples 43-49 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
(比較例9)
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例50〜56を反復した。Comparative Example 9 Examples 50-56 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工止艶鼠旦上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例57〜63を反復した。Examples 57-63 were repeated, except that carbon black C was removed from the polished ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りてあワた。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工止奴湾月上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例64〜70を反復した。Examples 64-70 were repeated, except that carbon black C was removed from the Kodouwan Moonshine Ceramics formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第1表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 1.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第1表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 1.
工止艶Aμ上
セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例71〜77を反復
した。Examples 71-77 were repeated, except that chromium Cr and carbon black C were removed from the finished polish Aμ ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係aおよび
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion a, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
エル較廻月よ
セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例78〜84を反復
した。Examples 78-84 were repeated except that chromium Cr and carbon black C were removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
(比較例14)
セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例85〜91を反復
した。Comparative Example 14 Examples 85-91 were repeated except that chromium Cr and carbon black C were removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
エル較カ」上
セラミックス配合物からクロムCrおよびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例92〜98を反復
した。Examples 92-98 were repeated except that chromium Cr and carbon black C were removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりてあった。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
(比較例16)
セラミックス配合物からクロムC「およびカーボンブラ
ックCを除去したことを除き、実施例92〜98を反復
した。Comparative Example 16 Examples 92-98 were repeated except that chromium C'' and carbon black C were removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, flexural strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
(比較例17)
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例71〜77を反復した。Comparative Example 17 Examples 71-77 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数Sよび
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion S, and thermal conductivity were measured and found to be as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
四ル帆桝」エ
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例78〜84を反復した。Examples 78-84 were repeated, except that carbon black C was removed from the "Shirubomasu" eceramics formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
ユ止艶璽す上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例85〜91を反復した。Examples 85-91 were repeated except that carbon black C was removed from the deglaze ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
」ル艶景μ上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例92〜98を反復した。Examples 92-98 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
1止艶カn上
セラミックス配合物からカーボンブラックCを除去した
ことを除き、実施例99〜105を反復した。Examples 99-105 were repeated except that carbon black C was removed from the ceramic formulation.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第2表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 2.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第2表に示すとおりであった。Moreover, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 2.
コ止艶±μ上
セラミックス配合物が窒化珪素5jJ4とされたことを
除き、上記の比較例1が反復された。Comparative Example 1 above was repeated except that the anti-glaze ±μ ceramic formulation was silicon nitride 5jJ4.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第3表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 3.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第3表に示すとおりであった。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 3.
ユよ較思n上
セラミックス配合物が炭化珪素SiCとされたことを除
き、上記の比較例1が反復された。Comparative Example 1 above was repeated, except that the ceramic formulation was silicon carbide, SiC.
溶接用ノズルのノズル孔部およびノズル基部について、
ビッカース硬度、抗折強度、気孔率、熱膨張係数および
熱伝導率を測定したところ、それぞれ第3表に示すとお
りであった。Regarding the nozzle hole and nozzle base of the welding nozzle,
The Vickers hardness, bending strength, porosity, coefficient of thermal expansion, and thermal conductivity were measured and were as shown in Table 3.
また溶接用ノズルの耐用寿命は、実施例1〜7と同様に
して測定したところ、第3表に示すとおりであった。Further, the service life of the welding nozzle was measured in the same manner as in Examples 1 to 7, and was as shown in Table 3.
上述した実施例1−105および比較例1〜23を比較
すれば明らかなように1本発明によれば、ノズル孔部を
クロムのホウ化物と炭化チタンとの混合固溶したマトリ
ックス層がホウ化チタン粒子の間に配置されかつ5%以
下の気孔率を有したホウ化チタンセラミックス焼結体に
よって形成し、ノズル基部をそのホウ化チタンセラミッ
クス焼結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する素材
で形成することにより、溶接ガスの加熱に伴なうノズル
孔部とノズル基部との間の熱歪を十分に抑制でき、ひい
てはノズル孔部およびノズル基部の結合部に破損を生じ
ることを回避でき、結果的その耐用寿命を大幅に拡張で
きる。As is clear from a comparison of the above-mentioned Examples 1-105 and Comparative Examples 1-23, according to the present invention, the nozzle hole is formed by a matrix layer containing a mixed solid solution of chromium boride and titanium carbide. Formed by a titanium boride ceramic sintered body disposed between titanium particles and having a porosity of 5% or less, and the nozzle base has a thermal expansion coefficient close to that of the titanium boride ceramic sintered body. By forming the nozzle with a material, it is possible to sufficiently suppress thermal distortion between the nozzle hole and the nozzle base due to heating of the welding gas, thereby avoiding damage to the joint between the nozzle hole and the nozzle base. As a result, its useful life can be greatly extended.
次いで本発明にかかる溶接用ノズルの他の実施例につい
て、その構成および作用を詳細に説明する。Next, the structure and operation of other embodiments of the welding nozzle according to the present invention will be described in detail.
第13図より明らかなように、この実施例では、第1図
ないし第11図に示した実施例とは異なり、ノズル孔部
11を、ノズル基部12と同一の素材によって形成され
かつノズル基部12に対して溶接などにより適宜に結合
され一体化されたノズル孔部本体+1Aと、上述したホ
ウ化チタンセラミックス焼結体によって形成されかつ前
記ノズル孔部本体+1Aの内周面に対して配置された保
護層11Bとによって形成している。保護層11Bは、
焼結により形成したのちノズル孔部本体11Aの内周面
に対して配置してもよく、またノズル孔部本体11Aの
内周面に対して上述のセラミックス混合物を塗布などに
よって配置したのち焼結して形成されてもよい。As is clear from FIG. 13, in this embodiment, unlike the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, the nozzle hole 11 is formed of the same material as the nozzle base 12, and A nozzle hole main body +1A is suitably joined and integrated by welding or the like to the nozzle hole main body +1A, and a nozzle hole main body +1A is formed of the above-mentioned titanium boride ceramic sintered body and is arranged on the inner circumferential surface of the nozzle hole main body +1A. It is formed by the protective layer 11B. The protective layer 11B is
The ceramic mixture may be formed by sintering and then placed on the inner circumferential surface of the nozzle hole main body 11A, or the above-mentioned ceramic mixture may be placed on the inner circumferential surface of the nozzle hole main body 11A by coating or the like and then sintered. It may be formed as follows.
その他の具体的な作用効果などは、上述した実施例に3
いて詳述したセラミックス配合物の組成範囲ならびに焼
結条件が満足され、ホウ化チタンセラミックス焼結体が
5%以下の気孔率とされている限り、上述した実施例と
同様に達成されることが確認されているが、説明を簡潔
とするために、ここではその詳細な説明を省略する。Other specific effects, etc., can be found in the above-mentioned Example 3.
As long as the composition range of the ceramic compound and the sintering conditions detailed in the above are satisfied, and the titanium boride ceramic sintered body has a porosity of 5% or less, it can be achieved in the same manner as in the above embodiment. Although this has been confirmed, detailed explanation thereof will be omitted here for brevity.
(3)発明の効果
上述より明らかなように本発明にかかる溶接用ノズルは
、溶接ガスの供給管先端部に対して装着されるノズル基
部と、前記ノズル基部に対し結合されており前記溶接ガ
スを加熱し放出するためのノズル孔部とを備えてなる溶
接用ノズルであって、特に
(a)前記ノズル孔部が、遷移金属から選ばれた少なく
とも1種の金属のホウ化物
と炭化チタンとの混合固溶したマト
リックス層かホウ化チタン粒子の間に
配置され、かつ5%以下の気孔率を有
したホウ化チタンセラミックス焼結体
によって形成されてΣす、かつ
(b)前記ノズル基部が、前記ホウ化チタンセラミック
ス焼結体の熱膨張係数に近
い熱膨張係数を有する素材で形成され
てなるので。(3) Effects of the Invention As is clear from the above, the welding nozzle according to the present invention has a nozzle base that is attached to the tip of the welding gas supply pipe, and a nozzle base that is connected to the nozzle base so that the welding gas A welding nozzle comprising: a nozzle hole for heating and emitting titanium carbide; is formed of a titanium boride ceramic sintered body having a porosity of 5% or less, and (b) the nozzle base is disposed between the titanium boride particles. , because it is formed of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body.
(i)溶接ガスの加熱時にあっても。(i) Even when heating the welding gas.
ノズル基部の熱膨張係数とノズ
ル孔部の熱膨張係数とを接近せ
しめることがてきる効果
を有し、ひいては
(i i)溶接ガスの加熱時にノズル基部とノズル孔部
との間に生じる熱
歪を十分に抑關できる効果
を有し、結果的に
(iii)長耐用寿命化できる効果
を有する。It has the effect of bringing the coefficient of thermal expansion of the nozzle base closer to that of the nozzle hole, and as a result, (ii) thermal strain that occurs between the nozzle base and the nozzle hole when heating the welding gas is reduced. This has the effect of sufficiently suppressing the above, and as a result has the effect of (iii) extending the service life.
また本発明にかかる他の溶接用ノズルは、溶接ガスの供
給管先端部に対して装着されるノズル基部と、前記ノズ
ル基部に対し結合されており前記溶接ガスを加熱し放出
するためのノズル孔部とを備えてなる溶接用ノズルであ
って、特に(a)前記ノズル孔部か、前記ノズル基部に
対して結合されたノズル孔部本体と。Another welding nozzle according to the present invention includes a nozzle base attached to the tip of a welding gas supply pipe, and a nozzle hole connected to the nozzle base for heating and discharging the welding gas. Particularly, (a) a nozzle hole main body coupled to the nozzle hole or the nozzle base.
遷移金属から選ばれた少なくとも1種
の金属のホウ化物と炭化チタンとの混
合固溶したマトリックス層がホウ化チ
タン粒子の間に配置されかつ5%以下
の気孔率を有したホウ化チタンセラ
ミックス焼結体によって形成されかつ
前記ノズル孔部本体の内周面に対して
配置された保護層とによって形成され
ており、かつ
(b)前記ノズル孔部本体およびノズル基部か、前記ホ
ウ化チタンセラミックス焼
結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を
有する素材で形成され
てなるので、
(i)溶接ガスの加熱時にあっても、
ノズル孔部本体およびノズル基
部の熱膨張係数とノズル孔部本
体内周面に配置された保N層の
熱膨張係数とを接近せしめるこ
とができる効果
を有し、ひいては
(ii)溶接ガスの加熱時に、ノズル孔部本体との間に
生じる熱歪なら
びにノズル基部とノズル孔部本
体との間に発生される熱歪を十
分に抑制できる効果
を有し、結果的に
(iii)長耐用寿命化できる効果
を有する。A fired titanium boride ceramic in which a matrix layer containing a solid solution of at least one metal boride selected from transition metals and titanium carbide is arranged between titanium boride particles and has a porosity of 5% or less. (b) the nozzle hole body and the nozzle base are formed of a protective layer formed of a solid body and disposed on the inner circumferential surface of the nozzle hole body; Since it is made of a material with a coefficient of thermal expansion close to that of the body, (i) Even when the welding gas is heated, the coefficient of thermal expansion of the nozzle hole body and the nozzle base differs from that of the nozzle hole body. This has the effect of bringing the coefficient of thermal expansion of the N-holding layer disposed on the circumferential surface close to that of the N-holding layer disposed on the circumferential surface, and as a result, (ii) thermal strain that occurs between the nozzle hole body and the nozzle base when the welding gas is heated. This has the effect of sufficiently suppressing the thermal strain generated between the nozzle hole body and the nozzle hole body, resulting in (iii) the effect of extending the service life.
第1図は本発明にかかる溶接用ノズルの一実施例を示す
断面図、第2図は第1図実施例のノズル孔部な示す拡大
断面図、第3図は第1図実施例の研磨処理したノズル孔
部表面の組織を示す光学顕微鏡写真、第4図は第1図実
施例のノズル孔部破断面の組織を示す走査型電子m*鏡
写真、第5図は第1図実施例のエツチング処理したノズ
ル孔部表面の組織を示す光学顕微鏡写真、第6図は第1
図実施例のエツチング処理したノズル孔部表面の組織を
示す走査型電子顕微鏡写真、第7図は第1図実施例のX
線回折分析の結果を示すグラフ図、第8図は比較例1と
して示した溶接用ノズルのノズル孔部破断面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真、第9図は本発明にかかる溶接
用ノズルの他の実施例を示す断面図である。
■・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・溶接用ノ
ズル11・・・・・・・・・・・・・・・・・・ノズル
孔部11A・・・・・・・・・・・・・・ノズル孔部本
体11B・・・・・・・・・・・・・・保護層12・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ノズル基部20・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ホウ化チタン粒
子21・・・・・・・・・・・・・・・・・・粒界相3
0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マトリッ
クス層特許出願人 株式会社 ニス・ティー・ケー・セ
ラミックス研究所(外1名)
代理人 弁理士 工 藤 隆 夫第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第12図
第8図
A′
第9図
□チッソ
一一一一一クロム
第10図
(C)
一子グン 10訓
一一一一クロム
○70
μへ−へ 〜ノ
Xヤ嬉咳(々8逓)
第13図
1゜FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the welding nozzle according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the nozzle hole of the embodiment in FIG. 1, and FIG. 3 is a polished embodiment of the embodiment in FIG. An optical microscope photograph showing the structure of the treated nozzle hole surface, FIG. 4 is a scanning electron m* mirror photograph showing the structure of the fractured surface of the nozzle hole of the example shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an example of the example shown in FIG. Figure 6 is an optical micrograph showing the structure of the etched nozzle hole surface.
Figure 7 is a scanning electron micrograph showing the structure of the surface of the etched nozzle hole in the example shown in Figure 1.
A graph showing the results of line diffraction analysis, FIG. 8 is a scanning electron micrograph showing the structure of the fractured surface of the nozzle hole of the welding nozzle shown as Comparative Example 1, and FIG. 9 is a welding nozzle according to the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the invention. ■・・・・・・・・・・・・・・・・・・Welding nozzle 11・・・・・・・・・・・・・・・・・・Nozzle hole 11A... ......Nozzle hole body 11B...Protective layer 12...
・・・・・・・・・・・・・・・Nozzle base 20...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・Titanium boride particles 21・・・・・・・・・・・・・・・Grain boundary phase 3
0・・・・・・・・・・・・・・・・・・Matrix layer patent applicant Niss TK Ceramics Research Institute Co., Ltd. (1 other person) Agent Patent attorney Takao Kudo Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 12 Figure 8 Figure A' Figure 9 □ Chisso 11111 Chrome Figure 10 (C) Ichigo Gun 10 Kun 1 1 1 Chrome ○ 70 μ to - to ~ノ
Claims (3)
ル基部と、前記ノズル基部に対し結合されており前記溶
接ガスを加熱し放出するためのノズル孔部とを備えてな
る溶接用ノズルにおいて、 (a)前記ノズル孔部が、遷移金属から選ばれた少なく
とも1種の金属のホウ化物 と炭化チタンとの混合固溶したマト リックス層がホウ化チタン粒子の間に 配置されかつ5%以下の気孔率を有し たホウ化チタンセラミックス焼結体に よって形成されており、かつ (b)前記ノズル基部が、前記ホウ化チタンセラミック
ス焼結体の熱膨張係数に 近い熱膨張係数を有する素材で形成され てなることを特徴とする溶接用ノズル。(1) A welding nozzle comprising a nozzle base that is attached to the tip of a welding gas supply pipe, and a nozzle hole that is connected to the nozzle base and that heats and discharges the welding gas. (a) The nozzle hole has a matrix layer in which a solid solution of at least one metal boride selected from transition metals and titanium carbide is disposed between the titanium boride particles, and the proportion of the matrix layer is 5% or less. (b) the nozzle base is formed of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body; A welding nozzle characterized by:
ル基部と、前記ノズル基部に対し結合されており前記溶
接ガスを加熱し放出するためのノズル孔部とを備えてな
る溶接用ノズルにおいて、 (a)前記ノズル孔部が、前記ノズル基部に対して結合
されたノズル孔部本体と、 遷移金属から選ばれた少なくとも1種 の金属のホウ化物と炭化チタンとの混 合固溶したマトリックス層がホウ化チ タン粒子の間に配置されかつ5%以下 の気孔率を有したホウ化チタンセラ ミックス焼結体によって形成されかつ 前記ノズル孔部本体の内周面に対して 配置された保護層とによって形成され ており、かつ (b)前記ノズル孔部本体およびノズル基部が、前記ホ
ウ化チタンセラミックス焼 結体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を 有する素材で形成され てなることを特徴とする溶接用ノズル。(2) A welding nozzle comprising a nozzle base that is attached to the tip of a welding gas supply pipe, and a nozzle hole that is connected to the nozzle base and that heats and discharges the welding gas. (a) the nozzle hole body is bonded to the nozzle base; and a matrix in which a boride of at least one metal selected from transition metals and titanium carbide are mixed in solid solution. a protective layer disposed between titanium boride particles and formed of a titanium boride ceramic sintered body having a porosity of 5% or less, and disposed against the inner circumferential surface of the nozzle hole main body; and (b) the nozzle hole main body and the nozzle base are formed of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of the titanium boride ceramic sintered body. Welding nozzle.
されてなることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項
記載の溶接用ノズル。(3) The welding nozzle according to claim (2), wherein the nozzle hole main body and the nozzle base are integrally formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63113322A JPH0679980B2 (en) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Welding nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63113322A JPH0679980B2 (en) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Welding nozzle |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01286969A true JPH01286969A (en) | 1989-11-17 |
JPH0679980B2 JPH0679980B2 (en) | 1994-10-12 |
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ID=14609294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63113322A Expired - Lifetime JPH0679980B2 (en) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Welding nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0679980B2 (en) |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP63113322A patent/JPH0679980B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0679980B2 (en) | 1994-10-12 |
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