JPH03264156A - 溶融金属鋳造ノズル用焼結体 - Google Patents
溶融金属鋳造ノズル用焼結体Info
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- JPH03264156A JPH03264156A JP2061171A JP6117190A JPH03264156A JP H03264156 A JPH03264156 A JP H03264156A JP 2061171 A JP2061171 A JP 2061171A JP 6117190 A JP6117190 A JP 6117190A JP H03264156 A JPH03264156 A JP H03264156A
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Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、溶融金属を鋳造する際に使用されるノズル用
焼結体に関する。
焼結体に関する。
［従来の技術］
従来、溶融金属を鋳造するためのノズルの材質としては
、ＢＮを主成分とする焼結体の他、ＢＮ−Ｚｒ０２（特
開昭５９−１９０７３号公報）、ＢＮ−ＺｒＯｚ−Ｃ（
特公昭６０−４１５３号公報） 、ＢＮ−Ａｆ ｇｏｓ
−Ｃ（特公昭６０−１５５８７号公報） 、ＢＮ−Ｓｉ
３Ｎ４−Ｃ−Ａ ｌ ｚｏ３−Ｚｒ（ｈ （特開昭６
２−１４５１０号公報） 、ＢＮ−Ｓｉ、Ｎ４−Ｃ（特
開昭５７＝２０５３７７号公報）等が知られている。
、ＢＮを主成分とする焼結体の他、ＢＮ−Ｚｒ０２（特
開昭５９−１９０７３号公報）、ＢＮ−ＺｒＯｚ−Ｃ（
特公昭６０−４１５３号公報） 、ＢＮ−Ａｆ ｇｏｓ
−Ｃ（特公昭６０−１５５８７号公報） 、ＢＮ−Ｓｉ
３Ｎ４−Ｃ−Ａ ｌ ｚｏ３−Ｚｒ（ｈ （特開昭６
２−１４５１０号公報） 、ＢＮ−Ｓｉ、Ｎ４−Ｃ（特
開昭５７＝２０５３７７号公報）等が知られている。
しかしながら、上記材質では耐熱衝撃性が不足してクラ
ンクが発生したり、耐溶損性や耐摩耗性が不足して使用
時のライフが極端に短くなってしまう等の欠点があった
。そこで耐熱衝撃性、耐溶損性、耐摩耗性に優れた溶融
金属鋳造ノズルの出現が切望されていた。
ンクが発生したり、耐溶損性や耐摩耗性が不足して使用
時のライフが極端に短くなってしまう等の欠点があった
。そこで耐熱衝撃性、耐溶損性、耐摩耗性に優れた溶融
金属鋳造ノズルの出現が切望されていた。
［発明が解決しようとする課題］
本発明者等は、鋭意研究した結果、ＢＮが耐熱衝撃性、
潤滑性に優れ、Ａｊ２Ｎ及び／又は１２０３とＢ２Ｏ３
の化合物が溶融金属に対する耐溶接性に優れ、ＺｒＯ，
が高温における耐摩擦摩耗特性に優れていることに着目
し、ＢＮと、ＩＮ及び／又はＡｆ、Ｏ，とＢ２Ｏ３の化
合物と、ＺｒＯ，とを適量比で配合して得られた焼結体
を構成部材とすれば、耐熱衝撃性、耐溶損性、耐摩耗性
の全てにバランスのとれた優れた特性を有する溶融金属
鋳造ノズルが得られることを見出し、本発明を完成する
に至ったものである。
潤滑性に優れ、Ａｊ２Ｎ及び／又は１２０３とＢ２Ｏ３
の化合物が溶融金属に対する耐溶接性に優れ、ＺｒＯ，
が高温における耐摩擦摩耗特性に優れていることに着目
し、ＢＮと、ＩＮ及び／又はＡｆ、Ｏ，とＢ２Ｏ３の化
合物と、ＺｒＯ，とを適量比で配合して得られた焼結体
を構成部材とすれば、耐熱衝撃性、耐溶損性、耐摩耗性
の全てにバランスのとれた優れた特性を有する溶融金属
鋳造ノズルが得られることを見出し、本発明を完成する
に至ったものである。
［課題を解決するための手段］
すなわち、本発明は、５０重量％以上のＢＮと、５重量
％以上のＺｒＯ２と、５重量％以上のＡｆＮ及び／又は
Ａ Ａ 、０．とＢ２Ｏ３の化合物を含有してなる焼結
体からなることを特徴とする溶融金属鋳造ノズル用焼結
体である。
％以上のＺｒＯ２と、５重量％以上のＡｆＮ及び／又は
Ａ Ａ 、０．とＢ２Ｏ３の化合物を含有してなる焼結
体からなることを特徴とする溶融金属鋳造ノズル用焼結
体である。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の溶融金属ノズル用焼結体のＢＮ含有量は５０重
量％以上であることが必要で、好ましくは６０重量％以
上特に５０重量％以上９０重量％未満である。
量％以上であることが必要で、好ましくは６０重量％以
上特に５０重量％以上９０重量％未満である。
５０重量％未満であると溶融金属に対する耐熱衝撃性が
悪化し、溶融金属中に浸漬したり溶融金属が焼結体上を
通過した場合にクラックが発生しやすくなる。９０重量
％以上では強度が低下しやすくなる。
悪化し、溶融金属中に浸漬したり溶融金属が焼結体上を
通過した場合にクラックが発生しやすくなる。９０重量
％以上では強度が低下しやすくなる。
焼結前の原料ＢＮ粉末としては、特に制限はされないが
、焼結体中で結晶性の高い六方晶のＢＮとなるＢＮ粉末
を用いると、潤滑性が良好となるので好ましい。すなわ
ち、焼結体中のＢＮは、良好な潤滑性を得る上で六方晶
のＢＮであることが好ましく、そのためには焼結前の原
料ＢＮ粉末としても六方晶のＢＮ粉末を用いることが好
ましい。
、焼結体中で結晶性の高い六方晶のＢＮとなるＢＮ粉末
を用いると、潤滑性が良好となるので好ましい。すなわ
ち、焼結体中のＢＮは、良好な潤滑性を得る上で六方晶
のＢＮであることが好ましく、そのためには焼結前の原
料ＢＮ粉末としても六方晶のＢＮ粉末を用いることが好
ましい。
焼結体のＺｒＯ２含有量は、５重量％以上であることが
必要で、好ましくは９重量％以上特に５重量％以上３５
重量％未満である。、５重量％未満であると焼結体の耐
高温摩擦摩耗特性が悪化し、溶融金属鋳造ノズルの摩耗
量が多くなる。３５重量％以上では耐熱衝撃性が低下し
クランクが発生しやすくなる。
必要で、好ましくは９重量％以上特に５重量％以上３５
重量％未満である。、５重量％未満であると焼結体の耐
高温摩擦摩耗特性が悪化し、溶融金属鋳造ノズルの摩耗
量が多くなる。３５重量％以上では耐熱衝撃性が低下し
クランクが発生しやすくなる。
焼結前の原料ＺｒＯ□粉末としては、４〜１２ ａ＋ｏ
１％程度のＣａＯや２〜１２１ＩＩＯ１％程度のＹ２Ｏ
１等を添加して安定化させた、部分安定化ジルコニア又
は安定化ジルコニアのいずれでも使用することができる
が、焼結体にクランクが発生しにくくなる安定化ジルコ
ニアを用いることが好ましい。
１％程度のＣａＯや２〜１２１ＩＩＯ１％程度のＹ２Ｏ
１等を添加して安定化させた、部分安定化ジルコニア又
は安定化ジルコニアのいずれでも使用することができる
が、焼結体にクランクが発生しにくくなる安定化ジルコ
ニアを用いることが好ましい。
本発明の溶融金属鋳造ノズル用焼結体は、さらにＡｉ！
、Ｎ及びＡ １２０３とＢ２Ｏ３の化合物の両者もしく
はいずれか一方を含有しており、その含有量は、５重量
％以上であることが必要で、好ましくはＩＯ重量％以上
特に５重量％以上４５重量％未満である。
、Ｎ及びＡ １２０３とＢ２Ｏ３の化合物の両者もしく
はいずれか一方を含有しており、その含有量は、５重量
％以上であることが必要で、好ましくはＩＯ重量％以上
特に５重量％以上４５重量％未満である。
５重量％未満であると、ノズルの溶融金属に対する十分
な耐溶損性が得られにくくなる。４５重量％以上では耐
熱衝撃性が低下しクランクが発生しやすくなる。
な耐溶損性が得られにくくなる。４５重量％以上では耐
熱衝撃性が低下しクランクが発生しやすくなる。
上記ＡＪ２Ｎ及びＡ ｌ ｔｏ３と８２Ｏ３の化合物の
内、Ａ ｌ ２０３ と８２０３の原料としては、Ａｌ
２Ｏ３粉末とＢ２Ｏ３粉末を所定モル比で予め台底した
合成粉末を用いてもよいが、Ａ １．２０３粉末と８２
０３粉末の単なる混合粉末を用いることもできる。しか
し、優れた焼結体の物性を得る上で、Ａｊ！ｚｏ３とＢ
２Ｏ３、のモル比が９：２となるように予め台底した合
成粉末を用いることが好ましい。
内、Ａ ｌ ２０３ と８２０３の原料としては、Ａｌ
２Ｏ３粉末とＢ２Ｏ３粉末を所定モル比で予め台底した
合成粉末を用いてもよいが、Ａ １．２０３粉末と８２
０３粉末の単なる混合粉末を用いることもできる。しか
し、優れた焼結体の物性を得る上で、Ａｊ！ｚｏ３とＢ
２Ｏ３、のモル比が９：２となるように予め台底した合
成粉末を用いることが好ましい。
Ａ２□０３と８２０３の化合物としては、例えば９Ａ
Ｉｑ 、ｏ、・２ＢＺＯ３，２Ａ ｌ ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ
３、Ａ２□０３・８２０３等をあげることができる。
Ｉｑ 、ｏ、・２ＢＺＯ３，２Ａ ｌ ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ
３、Ａ２□０３・８２０３等をあげることができる。
本発明の溶融金属鋳造ノズル用焼結体を製造する乙こ際
しては、以上のような原料中に、焼結性を向上させるた
め、全量の５重量％以下のバインダーを添加してもよい
。このバインダーとしては、ＢＮに対しては例えば２Ｃ
ａＯ” ３ＢｚＯｘ、Ｃａ０−Ｂ、０．、Ｃａ０ ・２
ＢｚＯ３，３ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３．２ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３の
化合物、Ａｊ２Ｎに対しては例えばＹ２Ｏ３等を用いる
ことができる。バインダーの添加量が５重量％を越える
と、耐熱衝撃性や耐摩耗性が低下しやすくなる。
しては、以上のような原料中に、焼結性を向上させるた
め、全量の５重量％以下のバインダーを添加してもよい
。このバインダーとしては、ＢＮに対しては例えば２Ｃ
ａＯ” ３ＢｚＯｘ、Ｃａ０−Ｂ、０．、Ｃａ０ ・２
ＢｚＯ３，３ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３．２ＣａＯ−Ｂ２Ｏ３の
化合物、Ａｊ２Ｎに対しては例えばＹ２Ｏ３等を用いる
ことができる。バインダーの添加量が５重量％を越える
と、耐熱衝撃性や耐摩耗性が低下しやすくなる。
原料はいずれも粉末であるが、その粒径は、良好な焼結
状態を得るために、いずれも小さいものが好ましい。具
体的には、１０μｍ以下の粒径のものを用いることが好
ましい。
状態を得るために、いずれも小さいものが好ましい。具
体的には、１０μｍ以下の粒径のものを用いることが好
ましい。
次に、溶融金属鋳造ノズルの製造方法の一例について説
明する。
明する。
まず、ＢＮ粉末と、ＺｒＯ□粉末と、ＡｌＮ粉末及びＡ
ｆｚ０３とＢ２Ｏ３の化合物粉末（Ａ ｌ ｔ（ｈ粉末
とＢｚ０３粉末の混合粉末でもよい）の両者もしくはい
ずれか一方を、所定の焼結体組成となるような混合比率
で均一に混合する。この混合原料粉末を黒鉛型に充填し
、温度１９００〜２１００°Ｃ１圧力１００〜２００
ｋｇ／ ｃｒＭの条件下にて、焼結体密度が理論密度の
７０％以上となるようにホットプレスを行う。そして、
このようにして得られた焼結体を所定の形状に機械加工
することで溶融金属鋳造ノズルを得ることができる。
ｆｚ０３とＢ２Ｏ３の化合物粉末（Ａ ｌ ｔ（ｈ粉末
とＢｚ０３粉末の混合粉末でもよい）の両者もしくはい
ずれか一方を、所定の焼結体組成となるような混合比率
で均一に混合する。この混合原料粉末を黒鉛型に充填し
、温度１９００〜２１００°Ｃ１圧力１００〜２００
ｋｇ／ ｃｒＭの条件下にて、焼結体密度が理論密度の
７０％以上となるようにホットプレスを行う。そして、
このようにして得られた焼結体を所定の形状に機械加工
することで溶融金属鋳造ノズルを得ることができる。
また、所定の焼結体組成となるように均一混合した混合
原料粉末を、ＣＩＰ等の高圧力の成形法を用いて底形し
、所定のノズル形状に加工した後、不活性雰囲気中、１
９００〜２１００℃の温度にて常圧焼成することによっ
ても得ることができる。
原料粉末を、ＣＩＰ等の高圧力の成形法を用いて底形し
、所定のノズル形状に加工した後、不活性雰囲気中、１
９００〜２１００℃の温度にて常圧焼成することによっ
ても得ることができる。
なお、本発明の溶融金属鋳造ノズル用焼結体は、タンデ
イツシュノズル、浸漬ノズルなどの鋳造用ノズルは勿論
のこと、浸漬ノズルのアウターリング、ノズル装置のス
トッパーロンド、金属溶融槽の内張材等として使用でき
る。
イツシュノズル、浸漬ノズルなどの鋳造用ノズルは勿論
のこと、浸漬ノズルのアウターリング、ノズル装置のス
トッパーロンド、金属溶融槽の内張材等として使用でき
る。
［実施例］
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
が本発明は何らこれらに限定されるものではない。
が本発明は何らこれらに限定されるものではない。
実施例１〜５．比較例１〜３
ＢＮＦＡ末（電気化学工業株式会社製、グレードＧＰ、
六方晶、ＢＮ純度９９．０％）、安定化ＺｒＯ、粉末（
東ソー株式会社製、グレード６Ｙ 、 ＺｒＯ□純度８
９．８％、Ｙ、０．１０．１重量％）、Ａ！！、Ｎ粉末
（を気化学工業株式会社製、グレードＡＰ−１０、純度
９９．０％）及びバインダーとして２Ｃａ０・３８２０
３粉末を、第１表に示す割合で振動ミルにて２時間混合
した。
六方晶、ＢＮ純度９９．０％）、安定化ＺｒＯ、粉末（
東ソー株式会社製、グレード６Ｙ 、 ＺｒＯ□純度８
９．８％、Ｙ、０．１０．１重量％）、Ａ！！、Ｎ粉末
（を気化学工業株式会社製、グレードＡＰ−１０、純度
９９．０％）及びバインダーとして２Ｃａ０・３８２０
３粉末を、第１表に示す割合で振動ミルにて２時間混合
した。
得られた混合原料粉末を黒鉛ダイス中に入れ、２１００
℃、１４０ ｋｇ／ｄの条件下でホットプレスした。
℃、１４０ ｋｇ／ｄの条件下でホットプレスした。
得られた焼結体について、その化学組成、密度、耐熱衝
撃性、耐溶損性及び耐摩耗性を評価した。
撃性、耐溶損性及び耐摩耗性を評価した。
その結果を第１表に示す。
実施例６
硼酸とメラミンを１：ｌの重量比で混合し、この混合物
をアンモニアガス気流中で１２００°Ｃ，４時間加熱処
理してＢＮ純度９０％、比表面積５０ｒｒｒ／ｇのＢＮ
粉末を得た。得られた粉末をエックス線回折した結果、
非晶質ＢＮ粉末であることがわかった。実施例１で用い
た六方晶のＢＮ粉末の代りにこのＢＮ粉末を用いたこと
以外は実施例１と同一の配合比及び方法にて焼結体を製
造し、その評価を行った。
をアンモニアガス気流中で１２００°Ｃ，４時間加熱処
理してＢＮ純度９０％、比表面積５０ｒｒｒ／ｇのＢＮ
粉末を得た。得られた粉末をエックス線回折した結果、
非晶質ＢＮ粉末であることがわかった。実施例１で用い
た六方晶のＢＮ粉末の代りにこのＢＮ粉末を用いたこと
以外は実施例１と同一の配合比及び方法にて焼結体を製
造し、その評価を行った。
その結果を第１表に示す。
実施例７
実施例１と同一の粉末及び配合比でかつ同一の方法で混
合してなる原料粉末を２ｔｏｎ／ｃｊの圧力にてＣＩＰ
戒形した。それをＮ２雰囲気中、２１００°Ｃで工時間
常圧焼成して得られた焼結体について同様に評価した。
合してなる原料粉末を２ｔｏｎ／ｃｊの圧力にてＣＩＰ
戒形した。それをＮ２雰囲気中、２１００°Ｃで工時間
常圧焼成して得られた焼結体について同様に評価した。
その結果を第１表に示す。
実施例８
実施例７のＡＮＮ粉末の代りに９Ａｊ２．Ｏ，・２ Ｂ
２Ｏ３ウィスカー（四国化威工業株式会社製「アルボレ
ックスＧ」）を用い、その配合量を１０重量％とし、ま
たＺｒＯ２の配合量を２０重量％としたこと以外は実施
例１と同一の方法にて焼結体を製造し、その評価を行っ
た。
２Ｏ３ウィスカー（四国化威工業株式会社製「アルボレ
ックスＧ」）を用い、その配合量を１０重量％とし、ま
たＺｒＯ２の配合量を２０重量％としたこと以外は実施
例１と同一の方法にて焼結体を製造し、その評価を行っ
た。
比較例４
実施例１と同一のＢＮ粉末４５重量％とＺｒｏ２粉末５
重量％と２Ｃａ０ ・３Ｂｚ０３粉末２５重置％と９Ａ
ｌ ２Ｏ３ 。
重量％と２Ｃａ０ ・３Ｂｚ０３粉末２５重置％と９Ａ
ｌ ２Ｏ３ 。
２Ｂ２０：ｌウィスカー２５重量％を配合したこと以外
は実施例１と同一の方法で焼結体を製造し、その評価を
行った。
は実施例１と同一の方法で焼結体を製造し、その評価を
行った。
その結果を第１表に示す。
第１表に示した物性は以下の方法により測定した。
（１）密度
焼結体の寸法を測定して体積を求めると共にその重量を
測定し、次の式により算出した。
測定し、次の式により算出した。
密度（ｇ／ｃｄ）＝重量（ｇ）／体積（ｃｄ）（２）
曲げ強さ ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠して行った。
曲げ強さ ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠して行った。
（３） シヲァ硬さ
ＪＩＳ Ｚ ２２４６に準拠して行った。
以下の（４）〜（６）の評価項目については、焼結体よ
りφ１００ ｓｗのストレートノズルを作製し、それを
容量６０ｔｏｎのタンデイツシュに接続し、該タンデイ
ツシュ内の溶融金属を全量鋳込むのを１チヤージとする
実機鋳込みを行って評価した。
りφ１００ ｓｗのストレートノズルを作製し、それを
容量６０ｔｏｎのタンデイツシュに接続し、該タンデイ
ツシュ内の溶融金属を全量鋳込むのを１チヤージとする
実機鋳込みを行って評価した。
（４）耐熱衝撃性
実機鋳込みを行った場合のノズルの割れの有無を観察し
、割れの無かったものは０１割れが生していたものは×
で表わした。
、割れの無かったものは０１割れが生していたものは×
で表わした。
（５）耐溶損性・耐摩耗性
実機鋳込みを行った際、何チャージ目でノズルの外径が
侵食され使用不可能となったのかその回数で評価した。
侵食され使用不可能となったのかその回数で評価した。
［発明の効果］
本発明の溶融金属鋳造ノズル用焼結体は、耐熱衝撃性、
耐溶損性、耐摩耗性に優れているので、それを構成部材
として作製されたノズルを用いて実操業を行った場合、
トラブルなく長時間安定鋳造が行えるという効果がある
。
耐溶損性、耐摩耗性に優れているので、それを構成部材
として作製されたノズルを用いて実操業を行った場合、
トラブルなく長時間安定鋳造が行えるという効果がある
。
Claims (1)
- １．５０重量％以上のＢＮと、５重量％以上のＺｒＯ＿
２と、５重量％以上のＡｌＮ及び／又はＡｌ＿２Ｏ＿３
とＢ＿２Ｏ＿３の化合物を含有してなる焼結体からなる
ことを特徴とする溶融金属鋳造ノズル用焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061171A JPH03264156A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属鋳造ノズル用焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061171A JPH03264156A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属鋳造ノズル用焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264156A true JPH03264156A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13163430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061171A Pending JPH03264156A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属鋳造ノズル用焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03264156A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110885250A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-17 | 天津大学 | 一种低成本高性能聚晶立方氮化硼刀具材料 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2061171A patent/JPH03264156A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110885250A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-17 | 天津大学 | 一种低成本高性能聚晶立方氮化硼刀具材料 |
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