JPH0316964A - 六方晶系の窒化硼素、酸化物および炭化物をベースとする、加圧焼成した多結晶混合材料 - Google Patents
六方晶系の窒化硼素、酸化物および炭化物をベースとする、加圧焼成した多結晶混合材料Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
造における、取り外しリングまたは破砕リング用に使用
できる、六方晶形の窒化硼素、酸化物および炭化物から
成る、精選し、加圧焼成した他結晶混合材料である。
されている。 そのため鋼の固化、即ち鋳型内における
押出し鋼の外皮の形成は、他のずべ七の押出し鋳造設備
のように液状の鋼と周囲の気体との層の境界面で起こる
のではなく、連続した〆夜相で起こる。
、および鋳型側では、高い熱応力を受けなければならな
いので例えば酸化ジルコンのような高価な耐火性の材料
でできた流出ノズルで構成されている。 この流出ノズ
ルには、水平押出し鋳造にとって特徴的な部品である取
り外しリングまたは破砕リングが接続されている。 こ
の取り外しリングは連続運転で、この位置から押出し鋼
の外皮の形成が確実に始まるようなものでなければなら
ない。 このため取り舛しリングは、固化の場所を正確
に鋳型の中に設定ずる役目をずる。
ぐことは出来ないので、この外皮は簡単に取り外しでき
なければならず、また取り外しリングの材料と中間相を
形成してはならない。 その上、高度の耐熱衝撃性と高
い耐摩耗性が必要である。
、窒化ケイ素、酸化ジルコン、窒化硼素あるいは窒化ア
ルミニウムのようなセラミック材料製の取り外しリング
が公知となっている。 しかし例えば窒化ケイ素を使っ
た場合は、固化した押出し鋼を鋳型から抜き取る際に生
しる表面の横方向の迅裂などの、水平押出しSlf f
iの典型的な欠陥を防ぐことができなかったこともよく
知られている。
そのため従来の押出し鋳造方法における浸漬流出に特に
適している酸化物をベースとする耐火性の混合材料(
DE−A−293[+480. DE−^−30030
46および DE−A−36273371 は、そのグ
ラファイ1・添加のために、炭素の侵入に対して特に敏
感な高度に合金化した特殊鋼の鋳造が妨害されるため、
水平押出し鋳造に43ける破砕リングには使用できない
。
性材料[JP50−21575 (:.A. 100+
196759e?1984+参照)4J、破砕リング
における亀裂と侵食が避けられないので、粒状および粉
状の窒化硼素から成る混合物を使って製造され、そのた
め多孔質(気孔率が最低15%)で密度が小さい窒化硼
素含有量が70%までの酸化ジルコン( JP78−4
5312, C.A. 89:94066p (+97
81参照)と同様、求められる必要条件を満たずことが
できない。 これは、破砕リング自体の摩耗性が高い
ことだりでなく、特に高度に合金化した特殊鋼に必■と
される長い鋳造時間で品質を義しく低下させる、鋼の中
の好ましくない不純物の含有とも粘び付いている。 窒
化硼素だけから成る、または窄化硼素をベースとする、
六方晶形の窒化硼素が80〜60重量%で、酸化物が酸
化ジルコンまたは酸化マグネシウムから成り、最低94
%TD(窒化硼素一酸化物混合物に換算して)の十分な
密度を持つ材料は、他の公知の材料に比べて、鋼および
鋼合金によって事実上ぬらされることがなく、そのうえ
容易に加工できるという長所があるが、このことば阪砕
リングを使用箇所に4.5いて精確に什上げる?で非常
に直要である。
柔らかずぎ、 機械的強度が低過ぎるので、合金度の低
い鋼を鋳造しただけで亀裂や侵食を起こす傾向がある。
て一一材料が加圧下で少なくとち94%TDの密度まで
焼成されているという前提条件下で一一特性は改良され
る( DE−A−3510111参照)が、特にCr−
Nr一鋼のような高合金度の特殊鋼の鋳造では機械的お
よび化学的な耐久力に関する必要条件を満たすことは出
来ない。
材料を、適当な添加物を選ぶことによって、鋼のみなら
ず非鉄金属の水平押出し鋳造における取り外しングある
いは破砕リングとして使用するための必要条件を満たす
ように改良することである。
の合金化していない金属、および鉄を除く任意の金属の
個別含何屯が最大であるような合金のことてある。
, 六方晶形の窒化硼素が30〜85重量%、酸化ジル
コンおよび酸化マグネシウムのグループから選んだ酸化
物が10〜50重量%,炭化ケイ素、炭化チタンおよび
炭化ジルコンのグループから選んだ炭化物が5〜20重
量%で、密度が理論的に可能な密度の少なくとも94%
(窒化硼素一酸化物一炭化物の混合物に関して)である
加圧焼成した、多結晶混合材料を提案することにより解
決される。
質として、酸素含有量が2〜8重量%で比表面積が5−
3 0rn2/ g (B ET一法により測定)であ
る六方晶形の窒化硼素および純度がそれぞれ〉97%の
精選した酸化物粉体および炭化物粉体から成る粉体混合
物を使用するのが有利である。
分的に安定化した、および十分に安定化した酸化ジルコ
ンの粉体を使用することができるが、この酸化ジルコン
粉体は,公知の方法で酸化マグネシウム,酸化セリウム
または酸化イットリウムにより部分的にあるいは十分に
安定化してあっても良い。 酸化カルシウムは、安定化
剤として同様に公知であるが、混合材料を押出し鋳造に
おける破砕リングとして使用する場合、鋼と酸化カルシ
ウムとの好ましくない反応を避けるためには,aしてい
ない。
一SiC lの代わりに、あるいはSiCに加えてTi
Cおよび/またはZrCの粉体を使用できる。
置内で、場合によっては一時的なバインダーを併用して
均質に混合し、それから加圧下で最低94%TDの密度
になるまで焼成する。 その際、混合物はグラファイト
製の型の中で2軸方向に圧力をかけ、1 5 0 .0
″〜.1s,po’c.好ましくは1600°〜17
00℃の温度で,7− 2 0 M P a、好ましく
は9 〜l I M P aのポンチ圧下で高温圧縮す
ることができる。 あるいは混合物を高圧オートクレー
ブ中で,真空密閉したジャケット内で.1400°〜1
700℃、好ましくは1500°〜16000Cの温度
で,1 0 0〜3 0 0MPa .好ましくは10
0〜200MPaの圧力下で、圧力伝達媒体として不活
性気体を用い,平衡状態で高温圧縮することが出来る。
所定の寸法に加工する。
素相、炭化物相および酸化物相から成っており、その際
窒化硼素相が出発粉体中にあった酸化硼素(記載した範
囲で02含有量として表わす)と結合している。 この
酸化硼素は,恐らく部分的に酸化窒化硼素相を形成し、
焼成助剤として作用する。
ら成る炭化物が5〜15重量%であり、酸化ジルコンか
ら成る酸化物が酸化マグネシウムまたは酸化イットリウ
ムにより部分的または十分に安定化されていて、 密度
が最低95%TDであるような混合材料は、予定する使
用目的に対して、鋼、特に高度に合金化した特殊鋼なら
びに非鉄金属の水平押出し鋳造における破砕リングとし
て適切であることが分かつている。 この好ましい構成
成分を持った混合材料は,液状になったチタン、ニッケ
ル、クロム等の金属に対して、従来公知の炭化物を添加
していない混合材料よりも、化学的に耐性がある。 こ
の混合材料は機械的な侵食が著しく少なく、摩耗特性が
優れている。
的特性がよく、機械的加工性に優れ、高い耐熱衝撃性が
ある。 その上、この混合材料は.、押出し鋳造物の表
面下の気泡形成が本質的に少なく、このことは水平押出
し鋳造分野における使用にとって、鋳造物の品質上非常
に重要である。
特性が重要である分野、例えば合金の単結晶を製造する
際のるつぼ材料にも使用できる。
ZrO2. I. O重量%のSiCおよび54重散
%の窒化硼素(0■含有量4重量%、比表面積12m2
/g )から成る粉体混合物および1重量%の時的な
バインダーをグラファイトの型に入れ、1700℃、l
IMPaで、一つの焼成体に高温圧縮した。 このブロ
ンクの大きさはd240xh220 mmであった。
得られた密度は理論密度の95%であった。
料を加工した。 表】に測定した値を純粋なBNおよび
従来使用されている混合材料(BN+ZrL)と比較し
て示す。 表2に、この混合材料を、鋼の水平押出し鋳
造における取り外しリングとしてこの混合材料を使用し
た際に得られた結果を示す。 18%一Cr−Ni−
鋼を鋳漬した。
よびB1l N + ZrL + SjC の化学的安定性をCr
−Ni− mliR融物との関連で測定した。 その際
この材料と接触した後の、固化した鋼試料中のN2およ
び硼素の含有量を測定した。 表2に示す数値は、6分
間の接触間の後に求めたものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)窒化硼素、酸化物および炭化物から成り、六方晶形
の窒化硼素が30〜85重量%、酸化ジルコンおよび酸
化マグネシウムのグループから選んだ酸化物が10〜5
0重量%、炭化ケイ素、炭化チタンおよび炭化ジルコン
のグループから選んだ炭化物が5〜20重量%で、密度
が理論的に可能な密度の少なくとも94%(窒化硼素−
酸化物−炭化物の混合物に関して)である加圧焼成した
多結晶混合材料。 2)酸素含有量が2〜8重量%で比表面積が5〜30m
^2/g(BET−法により測定)である六方晶形の窒
化硼素および純度がそれぞれ>97%の精選した酸化物
粉体および炭化物粉体から成る粉体混合物を、1500
°〜1800℃の範囲の温度で7〜20MPaのポンチ
圧下で高温圧縮する、あるいは高圧オートクレーブ中で
、真空密閉したジャケット内で、1400°〜1700
℃の範囲の温度で、100〜300MPaの圧力下で、
圧力伝達媒体として不活性気体を用い、平衡状態で高温
圧縮することを特徴とする請求項第1項記載の混合材料
の製造方法。 3)鋼または非鉄金属の水平押し出し鋳造における取り
外しリングまたは破砕リングとしての請求項第1項記載
の混合材料の使用。
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