JPH02255263A - セラミックスの鋳ぐるみ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックスと金属の複合製品を製造するた
めのセラミックスの鋳ぐるみ方法に関する。

（従来の技術） セラミックスは、耐熱性、耐摩耗性、耐食性等に優れて
いることより、その用途が拡大しりへあるが、靭性の点
でいま一つ信頼性に乏しく、例えばエンジンの排気ボー
ト、排気マニホールド等、衝撃を受ける用途には、セラ
ミックスの単独使用に代え、セラミックス焼成体を金属
で鋳ぐるんで成る複合体を使用する例が多く見られる。

ところで　セラミックスを金属で鋳ぐるむ場合の問題点
として、溶湯を鋳込んだ際の熱衝撃によりセラミックス
焼成体に破壊が生じ易いこと、鋳込み後の金属の凝固収
縮によりセラミックス成形体に大きな締付は荷重が作用
し、これに起因して前記同様にセラミックス焼成体に破
壊が生じ易いこと等が挙げられる。

そこで、上記破壊の対策として、例えば特開昭５９−６
４１５０号公報、特開昭６２−２７５５Ｅ１２号公報等
に示されるように、予めセラミックス焼成体にセラミッ
クス、カーボン、ホウ化物等のｌａ維から成る干渉材を
巻付けた後、溶湯を鋳込むようにすることが有効となる
。すなわち、か−る干渉材の存在により、鋳込み時にセ
ラミックス焼成体への急激な熱の伝達がなくなって熱衝
撃が緩和され、しかも干渉材が金属の凝固収縮を吸収す
る役割りをなし、上記したセラミックス焼成体の破壊を
未然に防止できるようになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記セラミックス焼成体の周面に干渉材
を巻付ける対策によれば、十分な効果を得るには干渉材
を何層も巻付けなければならず、特にセラミックス焼成
体の形状が複雑となる場合には、その巻付に多大の労力
と時間とを要し、所望の生産性を確保できないという問
題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、その目的とするところは、セラミック
スの破壊を容易かつ確実に防止することができるセラミ
ックスの鋳ぐるみ方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するため、セラミックス焼成
体の周面にガラスを被覆し、しかる後にその周りに金属
溶湯を鋳込むように構成したことを特徴とする。

本発明において、上記ガラスは、金属溶湯と接触した際
に軟化するものであれば、その種類は限定するものでな
く、例えばアルカリホウ酸塩系、パイレックス系、バイ
コール系、ソーダ・石灰・シリカ系、シリカ系のものを
用いることができる。

また本発明において、セラミックス焼成体の周面にガラ
スを被覆する方法は任意であり、例えばガラスを溶融状
態としてこの中にセラミックス焼成体をデイピングし、
あるいはガラス粉末をバインダと混合して成るスラリー
にセラミックス焼成体をデイピングし、またはこのスラ
リーをセラミックス焼成体に塗布するようにすることが
できる。さらにガラスを被覆する厚さは、特に限定する
ものでないが、製品としてセラミックスと金属との結合
の安定性を図る意味で、　０．１〜５．０１層望ましく
は１烏層以下とするのが良い。

（作用） 上記のように構成したセラミックスの鋳ぐるみ方法にお
いては、ガラスの被覆層が干渉材として機能し、金属溶
湯の鋳込み時におけるセラミックス焼成体の熱衝撃、あ
るいはセラミックス焼成体に伝わる金属からの締付力を
緩和する。しかして、ガラスの被覆はきわめて簡単に行
うことができ、生産性の向上を達成できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面も参照して説明する。

実施例１ 先ず第１図に示すように、チタン酸アルミニウムから成
る中空のセラミックス焼成体１を溶融槽２に保持された
アルカリホウ酸系溶融ガラス３（浴温１０００℃）中に
デイピングし、そのま〜引上げて室温まで冷却した。こ
のデイピングにより、第２図に示すように、セラミック
ス焼成体ｌの外周面には所定厚さ（１，０ｍ−程度）の
ガラス被覆層４が形成された。チタン酸アルミニウムは
低熱膨張率であるので、前記冷却に際してセラミックス
焼成体１が破損することはない０次に、第３図に示すよ
うに、前記ガラス被覆層４を形成したセラミックス焼成
体ｌを鋳型５内にセットし、この鋳型５内にアルミニウ
ム溶湯６を鋳込んで、そのま−室温まで冷却した。この
鋳込みにより、第４図に示すように、アルミニウム鋳造
体７内にセラミックス焼成体１を鋳ぐるんだ複合体１０
が得られる。

しかして、上記のようにして得た複合体１０の内部を透
過Ｘ線、により検査した結果、その１０個の検査によっ
ても、内部のセラミックス焼成体ｌに全くワレは認めら
れなかった。また該複合体１０を切断して顕微鏡で観察
した結果、セラミックス焼成体１とアルミニウム鋳造体
７との間に、全体にわたって薄い（１ｍｍ程度）ガラス
被覆層４が＼介在しているのが認められた。このガラス
被覆層４は、上記アルミニウム溶湯の鋳込みに際して軟
化し、初期の被覆厚さよりも薄くなっているが、アルミ
ニウム溶湯の鋳込みに際し、これがセラミックス焼成体
１への熱の急激な伝達をやわらげ、かつアルミニラミの
凝固収縮を吸収する役割りをなし、結果としてセラミッ
クス焼成体ｌのワレ発生を防止できたものと推察される
。

なお本実施例のように、複合体１０中にガラス被覆層４
が残損した場合は、使用中、ガラス被覆層４が外側の鋳
造体７から内部のセラミックス焼成体ｌへ作用する圧縮
応力を緩和し、複合体の信頼性は一層高まるようになる
。

実施例２ パイレックス系ガラスを破砕して微粉末のガラス粉を得
、これを水溶性のバインダ（例えばポリビニルアルコー
ル）に均一に分散させてスラリーとし、このスラリー中
に上記実施例１と同様のチタン酸アルミニウムから成る
中空のセラミックス焼成体ｌ（第１図）をデイピングし
、引上げて後、乾燥した０次に、これを室温から４５０
℃まで１”０／ｍｓの昇温速度で加熱し、バインダを除
去した後、さらに１０００℃まで加熱し、その後室温ま
で冷却した。この処理によりセラミックス焼成体１の周
面には所定厚さのガラス被覆層４（第２図）が形成され
た。その後、実施例１と同様にセラミックス焼成体１の
周りにアルミニウム溶湯を鋳込んで複合体ｌＯ（第４図
）を得た。

上記のようにして得た複合体１０の内部を透過Ｘ線によ
り検査した結果、その１０個の検査によっても、内部の
セラミックス焼成体１に全くワレは認められなかった。

比較例 実施例１と同様のチタン酸アルミニウムから成る中空の
セラミックス焼成体ｌを用意し、ガラス被覆処理を施す
ことなくこれを直接鋳型５（第３図）にセットし、その
周りにアルミニウム溶湯を鋳込んで、複合体を得た。

上記のようにして得た複合体の内部を透過Ｘ線により検
査した結果、その１０個中、９個に内部のセラミックス
焼成体にワレが認められた。

これは、アルミニウム溶湯の鋳込みと同時に熱衝撃がセ
ラミックス焼成体に発生し、かつまたアルミニウムの凝
固収縮にともなう締付力がセラミックス焼成体に加わっ
たためと推察される。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にか＼るセラミッ
クスの鋳ぐるみ方法によれば、ガラスの被覆層が干渉材
として機能してセラミックスの破壊を未然に防止し、し
かもガラスの被覆は簡単で複雑形状のセラミックス焼成
体にも何らの困難性なく被覆することができ、生産性の
向上に著しく寄与する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明にかへるセラミックスの鋳ぐ
るみ方法を作業工程順に示したもので、第１図はセラミ
ックス焼成体へのガラス被覆状態を示す断面図、第２図
はガラス被覆後のセラミックスの状態を示す断面図、第
３図は金属溶湯の鋳込み状態を示す断面図、第４図は居
ぐるみ後の複合体の状態を示す断面図である。 ｌ　・・・　セラミックス焼成体 ３　・・・　溶融ガラス ４　・・・　ガラス被覆層 ６　・・・　金属溶湯 ・・・　鋳造体 （ほか２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス焼成体の周面にガラスを被覆し、し
   かる後にその周りに金属溶湯を鋳込むことを特徴とする
   セラミックスの鋳ぐるみ方法。