JPH0240629B2

JPH0240629B2 -

Info

Publication number: JPH0240629B2
Application number: JP57090935A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yuzawa; Yukihiko Terasaki
Original assignee: YAMAZAKI DENKI KOGYO KK
Current assignee: YAMAZAKI DENKI KOGYO KK
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1990-09-12
Also published as: JPS58208174A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は焼結用熱処理治具に関するものであ
る。

鉄系焼結品を工業的に量量するにあたつては、
圧粉成形体を熱処理治具に装填し、この熱処理治
具をプツシヤーなどによりトンネル炉中で移送さ
せ、予熱脱ろう、加熱焼結、冷却を行う手法が採
られる。このときの熱処理治具は、一般にトンネ
ル炉の炉床上を摺動する搬送用の台板（トレイ）
と、被処理物を外囲する枠状のさや体と、このさ
や体の上下に装着される底板、天板などから構成
されており、これらの部材のうち、台板は急熱急
冷にさらされるだけでなく、他の部材と被処理物
の重量を支えつつ炉床上を摺動し、かつ前後の台
板と接してその押圧や衝撃を受けるなど最も使用
条件が厳しいものである。

このことから、従来では一般に、焼結用台板を
カーボングラフアイト質（黒鉛質）で構成してい
る。かかるカーボングラフアイト質の台板は、摩
擦係数が低いため移動がスムーズとなる点に加
え、急熱急冷に強く耐スポーリング性がきわめて
良好であるというメリツトがある。しかしなが
ら、反面において摩耗が多いと共に焼結雰囲気と
化学反応を起しやすく、たとえば焼結炉雰囲気と
して経済的なENガス雰囲気中で使用した場合、
同ガス中に含まれるCO₂（0.1〜0.5％）やH₂O（露
点−５〜＋10℃）とＣ＋CO₂＝2CO、Ｃ＋H₂O＝
CO＋H₂なる反応が生じ、この反応が高温になる
ほど右側に進むため、１〜２カ月のごとききわめ
て短期間のうちに酸化による「やせ」が生じて使
用可能なにり、ランニングコストが非常に高価に
なるという問題があつた。

この打解策として、従来ではカーボングラフア
イト質の台板本体にアルミナ粉を塗布することも
行われているが、粉体の粒間を雰囲気ガスが通過
するための酸化を有効に防止できないうえに、塗
布作業が面倒であるため作業性が悪く、かつアル
ミナ粉の飛散により作業環境を劣化させる不具合
があつた。

この手法に代え、本発明者はカーボングラフア
イト質の台板本面表面にアルミナ、シリカの溶射
皮膜を形成することも試みたが、溶射皮膜の微少
な気孔を通して雰囲気が本体と反応し、これによ
る隙間形成で容易に剥離が生ずるという不具合が
あり、窒化ボロンを台板本体に含浸させても、ア
ルミナ溶射方式に比べ若干よい結果が示されるだ
けに止まつた。

本発明は上記した従来の焼結用熱処理治具の不
具合を解消し、機械的強度と耐摩耗性が良好であ
ると共に耐スポーリング性が良好で、しかも酸化
が少なく耐久性のあるこの種焼結用治具を提供し
ようとするもので、その基本的特徴は、治具本体
材質をカーボンと炭化けい素の複合材で構成する
と共に、ホウ素化合物を主成分とする気孔閉止剤
を定量的に添加することにより相接する台板どう
しが当接しても溶着が生じないように気孔を閉止
し、雰囲気ガスとの反応を確実に防止するように
したことにある。

すなわち、本発明は、焼結用熱処理治具を、カ
ーボン40〜42重量％、炭化けい素44〜46重量％、
ホウ素化合物を主成分としガラス状溶解物の形成
を促し焼成に伴つて生ずる気孔を封止して治具使
用時に雰囲気の侵入を防止するための気孔閉止剤
５〜７重量％を主成分とする材質で構成したこと
を特徴とするものである。

以下本発明の実施例を添付図面に基き具体的に
説明する。

第１図と第２図は本発明による焼結用熱処理治
具とその使用状況を示すもので、１は上面に縁部
２を囲繞形成し、内側に凹板部３を得しめた台板
で、この台板１に底板４が装着されると共に、底
板４の上にさや本体５が装着され、これらにより
囲まれた空間に被処理物である圧粉成形体６が配
され、天板７により閉じられる。そして、こうし
たセツトＡ，Ａが適宜一段又は数段に積み重ねら
れ、コンベア類により焼結炉８の入口に送られ、
プツシヤー９により予熱脱ろう部１０、焼結部１
１および冷却部１２へと順次押せ押せのかたちで
移送され、その間に導入部１３から送給されたブ
タン変成ガス、プロパン変形ガスなどの所定の雰
囲気ガス中にて加熱冷却される。

このような焼結用の熱処理治具において、本発
明は少なくとも前記台板１を特定の化学成分によ
り構成し、この母材材質そのものにより良好な機
械的並びに熱的特性を発揮させると同時に効果的
な酸化防止を図るようにしたもので、具体的には
カーボン質40〜42重量％、炭化けい素（SiC）質
44〜46重量％、ホウ素化合物を主成分とする酸化
防止剤５〜７％を主成分としてなるものである。

まず、カーボンは具体的にはグラフアイト＋Ｃ
であり、黒鉛、電極カーボン粉など一般の台板に
使用されているものを適用できるがとくに土状黒
鉛ないし鱗状黒鉛が好適である。そして、本発明
はこのカーボンと炭化けい素を複合するもので、
カーボンは重量％で40〜42％、炭化けい素は同じ
く重量％で44〜46％の範囲とする。

カーボン質を用いるのは、急熱急冷に強く耐ス
ポーリング性を良好にするためと、潤滑性を向上
させて摩擦抵抗を減少させるためであり、その下
限を40％としたのは、これ以下では耐スポーリン
グ性と潤滑性が不充分になるからで、上限42％と
したのは、これ以上では摩擦性が低下すると共
に、気孔閉止剤の添加効果を十分に生かすことが
できないからである。

また、炭化けい素を用いるのは、主としてカー
ボン質の耐摩耗性の低さを解消すると共に機械的
強度を向上させ、かつ非酸化物系としての特性を
発揮させるためである。その添加量の下限を44％
としたのは、これ以下では既述した耐摩耗性、非
酸化物の特徴を十分に発揮させることができない
からである。上限を46％としたのは、これ以上添
加量を多くするとさきのカーボン量との関係で潤
滑性が低下すると共に台板として使用時に割れが
生じやすくなるからである。

そして、本発明は上記成分に対しホウ素化合物
を主成分とする気孔閉止剤を定量的に加えること
が特徴である。これを添加するのは、カーボンと
炭化けい素の複合組織を微細で緻密なものにする
と共に、バインダの揮発で生ずる気孔をガラス状
の融解物で封止してカーボン分に酸化反応を起さ
せる雰囲気の侵入を防止するためである。

ただし、その添加量は一定範囲であることが必
要であり、具体的には５〜７重量％とすべきであ
る。下限を５％としたのは、これ以下では気孔封
止効果が不十分となり、残存する開孔から雰囲気
ガスが侵入し、カーボン分との反応により酸化が
進むからであり、上限を７％としたのは、気孔閉
止による酸化防止効果そのものは良好となるが、
気孔を閉止した余剰ガラス分で台板表面に粘着性
の被膜が形成されるため、炉中を移動していると
きに相接する台板を溶着させる不具合が生ずるか
らである。

気孔閉止剤はホウ素化合物を主成分とし、これ
にシリカ（SiO₂）、石灰石、ソーダ灰あるいはガ
ラスなどを適量加えたものであつてもよく、ホウ
素化合物としては、ほう酸、ほう砂などを用いる
ことができる。なお、他の成分としては澱粉、デ
キストリンなどの有機糊料やピツチなどのバイン
ダ類が挙げられる。

本発明による焼結用熱処理治具は、所定の粒度
に調整したカーボンたとえば黒鉛粉と炭化けい素
粉を気孔閉止剤と共に混合し、さらにこれにバイ
ンダを加えて混練し、型込め機などにより所定の
台板形状の成形体を作り、この成形体を乾燥、焼
成することで得られるが、この手法に限定される
ものではない。

しかして、本発明は上記のような成分組成で焼
結用熱処理治具を構成したため、熱処理治具一般
に求められる良好な熱伝導性を確保できるのは勿
論のこと、焼結用熱処理として必要な耐熱衝撃性
と高温での良好な機械的強度および耐摩耗性が十
分なものとなり、同時な炭化けい素質を用いた場
合に問題となる割れの発生や摺動抵抗の増大を回
避できる。しかも焼結処理上最も問題となる雰囲
気ガスとの反応による酸化が効果的に防止され著
しく耐久性を向上することが可能となる。次に本
発明の基本的な実施例を示す。

実施例カーボン（グラフアイト＋Ｃ）41.4重量％、
炭化けい素45.6重量％、気孔閉止剤としてほう
酸を主成分としこれに石灰石、ソーダ灰を各30
部あて添加したものを6.2重量％添加して均一
に混和し、これに残部としてピツチなどの粘結
剤を加えて330W×500L×40tmmの焼結用台板
を成形し、1500℃にて焼成した。

この焼結用台板は、見掛気孔率が≒０で通気
率は極少であり、嵩比重1.80、曲げ強さは1200
℃において109Kg／cm²を示した。そして、この
焼結用台板の耐酸化性を見るため、大気条件で
800℃に加熱した。そのときの重量減少率を台
板全部をカーボングラフアイト質で構成した従
来品と比較して示すと第３図のごとくである。
この第３図から本発明はきわめて耐酸化性にす
ぐれていることがわかる。なお、実炉において
1200℃、ENガス雰囲気中でプツシヤーにより
間欠送りを行つたが、割れや隣接するどうしの
溶着は生じなかつた。

以上説明した本発明によるときには、圧粉成形
体を支持し、予熱脱ろう−本加熱−冷却の各ゾー
ン中を移動させられる焼結用熱処理治具におい
て、該焼結用熱処理治具を、カーボン40〜42重量
％、炭化珪素44〜46重量％、ホウ素化合物を主成
分としガラス状溶解物の形成を促し焼成に伴つて
生ずる気孔を封止して治具使用時に雰囲気の侵入
を防止するための気孔閉止剤５〜７重量％を主成
分とした焼成体で構成したので、プツシヤー等に
よる押圧や前後の治具との衝突による外力に耐え
る良好な機械的強度と、炉床摺動時の抵抗が小さ
いとともに摩耗が少なく、かつまた、加熱に続く
冷却ゾーンの移動に伴う急熱急冷によく耐え、し
かも、高温中で焼結雰囲気に曝されても雰囲気ガ
スが気孔を通してカーボン分と酸化反応すること
が極めて確実に防止されるため耐酸化性がすぐれ
るとともに、高温中で治具が相互に加圧接触して
も溶着しないというすぐれた特性の焼結用熱処理
治具を提供できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焼結用熱処理治具の一例
を示す断面図、第２図はその使用状態を示す部分
切欠側面図、第３図は本発明による焼結用熱処理
治具の耐酸化性試験結果を示すグラフである。１……台板。

Claims

【特許請求の範囲】

１圧粉成形体を支持し、予熱脱ろう−本加熱−
冷却の各ゾーン中を移動させられる焼結用熱処理
治具において、該焼結用熱処理治具を、カーボン
40〜42重量％、炭化珪素44〜46重量％、ホウ素化
合物を主成分としガラス状溶解物の形成を促し焼
成に伴つて生ずる気孔を封止して治具使用時に雰
囲気の侵入を防止するための気孔閉止剤５〜７重
量％を主成分とした焼成体で構成したことを特徴
とする焼結用熱処理治具。