JPH03265568A - 溶融金属測温管用焼結体 - Google Patents
溶融金属測温管用焼結体Info
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- JPH03265568A JPH03265568A JP2061172A JP6117290A JPH03265568A JP H03265568 A JPH03265568 A JP H03265568A JP 2061172 A JP2061172 A JP 2061172A JP 6117290 A JP6117290 A JP 6117290A JP H03265568 A JPH03265568 A JP H03265568A
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Landscapes
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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〕
本発明は、溶融金属の測温管に使用される焼結体に関す
る。
る。
従来より、溶融金属の温度を測定するための熱電対保護
管としては、ＢＮを主成分とする焼結体の他、ＢＮＺｒ
（ｈ（特公昭５９−１９０７３号公報）、ＢＮ−Ａ ｌ
ｚ（ｈ・ＢｚＯ＋ （特開昭６１−１３２５６４号公
報）等が知られている。
管としては、ＢＮを主成分とする焼結体の他、ＢＮＺｒ
（ｈ（特公昭５９−１９０７３号公報）、ＢＮ−Ａ ｌ
ｚ（ｈ・ＢｚＯ＋ （特開昭６１−１３２５６４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・潤滑性が不足して使用時
の連続測温時間が短くなってしまう等の欠点があった。
ンクが発生したり、耐溶損性・潤滑性が不足して使用時
の連続測温時間が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、潤滑性に優れた溶融金
属測温管の出現が切望されていた。
属測温管の出現が切望されていた。
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、ＡｌＮ及び／又は７ｆ、０．とＢ２Ｏ３
の化合物が溶融金属に対する耐溶損性に優れ、ＺｒＯ□
が高温における耐摩耗特性と潤滑性に優れていることに
着目し、ＢＮと、ＡｆＮ及び／又はＡ２□０３とＢ２Ｏ
３の化合物と、ＺｒＯ２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、潤滑性の全てにバランスのとれた優れた特性を
有する溶融金属の測温管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、ＡｌＮ及び／又は７ｆ、０．とＢ２Ｏ３
の化合物が溶融金属に対する耐溶損性に優れ、ＺｒＯ□
が高温における耐摩耗特性と潤滑性に優れていることに
着目し、ＢＮと、ＡｆＮ及び／又はＡ２□０３とＢ２Ｏ
３の化合物と、ＺｒＯ２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、潤滑性の全てにバランスのとれた優れた特性を
有する溶融金属の測温管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。
すなわち、本発明は、５０重量％以上のＢＮと、５重量
％以上のＺｒ（ｈと、５重量％以上のＡｌＮ及び／又は
Ａｆ、Ｏ，とＢ２Ｏ３の化合物を含有してなることを特
徴とする溶融金属測温管用焼結体である。
％以上のＺｒ（ｈと、５重量％以上のＡｌＮ及び／又は
Ａｆ、Ｏ，とＢ２Ｏ３の化合物を含有してなることを特
徴とする溶融金属測温管用焼結体である。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の溶融金属測温管用焼結体の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重置％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重置％以上９０重量％未満である。
５０３１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に
接触した場合にクランクが発生しゃすくなる。９０重量
％以上では強度が低下しゃすくなる。
が悪化し、溶融金属中に浸漬したり溶融金属が焼結体に
接触した場合にクランクが発生しゃすくなる。９０重量
％以上では強度が低下しゃすくなる。
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粉末としても大方晶の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粉末としても大方晶の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摩
耗性と潤滑特性が悪化し、測温管の摩耗量が多くなる。
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摩
耗性と潤滑特性が悪化し、測温管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。
しやすくなる。
焼結前の原料ＺｒＯｘ粉末としては、４〜１２ｍｏ１％
程度のＣａＯや２〜１２ＩＩｌｏ１％程度のＹ２Ｏ１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
ア用いることが好ましい。
程度のＣａＯや２〜１２ＩＩｌｏ１％程度のＹ２Ｏ１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
ア用いることが好ましい。
本発明の溶融金属測温管用焼結体は、ざらにＡｆＮと１
２０３とＢｚ（ｈ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１０重量％以上特に５重量％以
上４５重量％未満である。
２０３とＢｚ（ｈ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１０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、測温管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ッ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ックが発生しやすくなる。
上記Ａｊ２Ｎ及びＡｆ、Ｏ，とＢ２Ｏ３の化合物内、Ａ
ｊ２ｚＯｉとＢ２Ｏ３の原料としては、Ａ ｆ ２０３
粉末とＢ２Ｏ３粉末を所定モル比で予め合成した合成粉
末を用いてもよいが、Ａｆ！ｚ（ｈ粉末とＢ、０．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、Ａ ｆ 、０．とＢ２Ｏ３
のモル比が９：２となるように予め合成した合成粉末を
用いることが好ましい。
ｊ２ｚＯｉとＢ２Ｏ３の原料としては、Ａ ｆ ２０３
粉末とＢ２Ｏ３粉末を所定モル比で予め合成した合成粉
末を用いてもよいが、Ａｆ！ｚ（ｈ粉末とＢ、０．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、Ａ ｆ 、０．とＢ２Ｏ３
のモル比が９：２となるように予め合成した合成粉末を
用いることが好ましい。
ＡｆｚＯｉ とＢ２Ｏ３の化合物としては、例えば９Ａ
ｌ ｚ０３・２ｔｈ（ｈ 、２Ａ ｌ ｚｏｚ ・８
２０３、Ａ Ｉ！ ２０３ ・８２０３等をあげること
ができる。
ｌ ｚ０３・２ｔｈ（ｈ 、２Ａ ｌ ｚｏｚ ・８
２０３、Ａ Ｉ！ ２０３ ・８２０３等をあげること
ができる。
本発明の溶融金属測温管用焼結体を製造するに際しては
、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２ＣａＯ・
３１ｈ０３ 、ＣａＯ−１２０２、Ｃａ０ ・２Ｂｚ０
３．３ＣａＯ・ＢｚＯｉ、２ＣａＯ−Ｂ、０３等の化合
物、ＡｆＮ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ゃすくなる。
、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２ＣａＯ・
３１ｈ０３ 、ＣａＯ−１２０２、Ｃａ０ ・２Ｂｚ０
３．３ＣａＯ・ＢｚＯｉ、２ＣａＯ−Ｂ、０３等の化合
物、ＡｆＮ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ゃすくなる。
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、１０ｔＩｍ＋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、１０ｔＩｍ＋以下の粒径のものを用いること
が好ましい。
次に、溶融金属測温管の製造方法の一例について説明す
る。
る。
まず、ＢＮ粉末と、ＺｒＯ□粉末と、ＡｆＮ粉末及びＡ
ｆ ｇｏｓ トＢｚＯｚ（１）化合物粉末（ＡｌｚＯ
ｓ粉末と８２０３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１００〜２
００ ｋｇ／ ｃｔＡ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測温管を得ることができる。
ｆ ｇｏｓ トＢｚＯｚ（１）化合物粉末（ＡｌｚＯ
ｓ粉末と８２０３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１００〜２
００ ｋｇ／ ｃｔＡ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測温管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成形し
、所定の測温管形状に加工した後、不活性雰囲気中、１
９００〜２１００°Ｃ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成形し
、所定の測温管形状に加工した後、不活性雰囲気中、１
９００〜２１００°Ｃ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。
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
ＢＮ粉末（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、 Ｚｒ０ｚ純度８９．
８％、Ｙ２Ｏ２１０，１重量％） 、ＡｌＮ粉末（電気
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２ＣａＯ・３８ｚＯｓ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。
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、 Ｚｒ０ｚ純度８９．
８％、Ｙ２Ｏ２１０，１重量％） 、ＡｌＮ粉末（電気
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２ＣａＯ・３８ｚＯｓ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
°Ｃ１１４０ｋｇ／ａｆｌの条件下でホットプレスした
。
°Ｃ１１４０ｋｇ／ａｆｌ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、耐溶損性及び使用時のライフを評価した。
撃性、耐溶損性及び使用時のライフを評価した。
その結果を第１表に示す。
実施例６
硼酸とメラミンを１＝１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°Ｃ１４時間加熱処
理してＢＮ純度９０％、比表面積５０ｒｒｆ／ｇのＢＮ
粉を得た。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。
をアンモニアガス気流中で１２００°Ｃ１４時間加熱処
理してＢＮ純度９０％、比表面積５０ｒｒｆ／ｇのＢＮ
粉を得た。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。
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２ ｔｏｎ／ｃ４の圧力にてＣＩ
Ｐ成形した。それをＮ２雰囲気中、２１００°Ｃで１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２ ｔｏｎ／ｃ４の圧力にてＣＩ
Ｐ成形した。それをＮ２雰囲気中、２１００°Ｃで１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のへ！Ｎ粉末の代りに９Ａ １２０３・２８ｚ
Ｏ＋ウイスカー（四国化成工業株式会社製「アルボレッ
クスＧ」を用い、その配合量を１０重量％とし、またＺ
ｒＯ□の配合量を２０重量％とじ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。
Ｏ＋ウイスカー（四国化成工業株式会社製「アルボレッ
クスＧ」を用い、その配合量を１０重量％とし、またＺ
ｒＯ□の配合量を２０重量％とじ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
重景％と２ＣａＯ・３Ｂｔ（：ｈ粉末２５重量％と９Ａ
ｌ ２０３ ’２Ｂ２０３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。
重景％と２ＣａＯ・３Ｂｔ（：ｈ粉末２５重量％と９Ａ
ｌ ２０３ ’２Ｂ２０３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。
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、次の弐により算出した。
測定し、次の弐により算出した。
密度（ｇ／ｃｆｆｌ）＝重量（ｇ）／体積（ｃｊ）〔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） ショア硬さ
ＪＩＳ Ｚ ２２４６に準拠して行った。
（４）耐熱衝撃性
焼結体を白金熱電対の二重保護管として使用し溶鋼（１
６００°Ｃ，ＳＵＳ ３０４）中に浸漬した場合の割れ
の有無を観察し、割れの無かったものは○、割れが生じ
ていたものは×で表わした。
６００°Ｃ，ＳＵＳ ３０４）中に浸漬した場合の割れ
の有無を観察し、割れの無かったものは○、割れが生じ
ていたものは×で表わした。
（５）耐溶損性
溶１４ （１６００°Ｃ、５ｔｌＳ ’３０４）中に浸
漬し連続測温を行った場合の溶損量〔■／Ｈｒ）を測定
した。
漬し連続測温を行った場合の溶損量〔■／Ｈｒ）を測定
した。
（６）ライフ
溶ｍ （１６００℃、ＳＵＳ ３０４）中に浸漬し測温
を行った場合の連続測温時間［ｒ〕を測定した。
を行った場合の連続測温時間［ｒ〕を測定した。
本発明の溶融金属測温管用焼結体は耐熱衝撃性、耐溶損
性に優れているので、それを構成部材として作製された
測温管を用いて測温を行った場合、長時間安定して測温
が行えるという効果がある。
性に優れているので、それを構成部材として作製された
測温管を用いて測温を行った場合、長時間安定して測温
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測温管用焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061172A JPH03265568A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属測温管用焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061172A JPH03265568A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属測温管用焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265568A true JPH03265568A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13163462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061172A Pending JPH03265568A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 溶融金属測温管用焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03265568A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009029681A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Mitsui Kozan Material Kk | 快削性セラミックスの製造方法 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2061172A patent/JPH03265568A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009029681A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Mitsui Kozan Material Kk | 快削性セラミックスの製造方法 |
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