JPH0522793Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は金属溶解用坩堝に係り、更に詳しくは
断面が気孔を内包し微粒子耐火物層と粗粒子耐火
物層とが交互に多層をなして坩堝壁を構成してい
る耐熱衝撃性の良好な金属溶解用坩堝に関する。

（従来技術と課題） 従来、金属特に白金等の高融点貴金属を溶解す
るための例えば連続高周波溶解用坩堝としては、
スリツプキヤスト法、ラバープレス法、キヤスタ
ブル法、押出し成型、射出成型等で製造されてい
る。

従来の坩堝の拡大部分断面粒子構造は、第３図
に示すように耐火性微粒子９と耐火性粗粒子８が
略均一に分布し、且つ気孔１０も略均一に分布し
ているが熱等の衝撃を受けた場合、亀裂１１の伝
播を阻止することができないため1800〜1900℃の
温度で溶解した場合、１〜２回の使用で亀裂破壊
が発生し使用に耐えないものであつた。亀裂破壊
防止のために気孔率を大にした場合は強度が弱く
なつた。

（目的） 上記の課題に鑑み、本考案は高温溶解において
熱衝撃にも耐える耐熱衝撃性坩堝を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、粒径が0.5〜74μmの分布範囲の耐火
性微粒子が結合されてなる耐火物層と粒径が75〜
330μmの分布範囲の耐火性粗粒子が結合してなる
耐火物層とが気孔を内包して交互に多層をなして
坩堝壁が構成されている耐熱衝撃性坩堝である。

本考案の坩堝の拡大部分断面粒子構造は第２図
に示すように、耐火性微粒子３と耐火性粗粒子２
が微粒子耐火物層６と粗粒子耐火物層７になり互
いに結合して多層をなし、そして特に耐火性粗粒
子間に気孔４が介在していることが特徴である。

耐火性微粒子としては金属の酸化物、硼化物、
窒化物、炭化物等を主成分とし、粒径の分布範囲
は0.5〜74μmである。

耐火性粗粒子としては耐火性微粒子と同様な耐
火物を主成分とし、粒径の分布範囲は75〜330μm
である。

気孔率は15〜30％である。

（作用） 耐火性微粒子及び耐火性粗粒子の種類の選択は
使用する温度に応じて選ばれる。

耐火性微粒子は粒子が互いに結合材で結合され
ると共に耐火性粗粒子とも結合し、耐熱性は勿論
機械的強度を大にすることを担うものである。

耐火性粗粒子は粒度が大なので後述するスラリ
ー（耐火性微粒子と結合材等の混合物））が入り
込まない隙間が生じこの隙間が第２図の５に示し
たように亀裂の伝播を防止する役目を果たすので
ある。又、膨張、収縮の際に粒子間にズレが生じ
亀裂伝播の緩衝作用を果たすことが考えられる。

耐火性微粒子の粒径において、0.5μm未満の場
合は後述するスラリーとしての粘度が大となるた
め作業性が悪くなり、又バインダーの量を多く必
要とし経済的でない。74μmを超える場合は耐火
性粗粒子の付着性が悪くなり、又機械的強度が弱
くなる。

耐火性粗粒子の粒径において、75μm未満の場
合は層を均一に形成し難くなり、又適切な気孔率
が得難くなる。330μmを超える場合は後述するス
ラリーに付着し難くなり、気孔率も大となり機械
的強度が弱くなる。

耐火性微粒子と耐火性粗粒子の粒径は耐熱衝撃
性、機械的強度、坩堝の形状等の要求特性に応じ
て互いに対応させた組合せとする。

以下に実施例で詳細に説明する。

（実施例） 耐火性微粒子として粒径が0.5〜40μmの分布範
囲の安定化95％ジルコニア、そしてシリコン系結
合材、水、展着材及び消泡材とで調製しスラリー
とする。

坩堝の中子に相当する模型を回転攪拌中のスラ
リーに浸漬し、引き上げて余分なスラリーを振り
切りできるだけ均一に付着させる。

次に、スラリーを付着させた模型を流動床中
の、粒径が250〜500μmの分布範囲の安定化95％
ジルコニアの耐火性粗粒子に静かに且つ速く浸漬
しスラリーの上に耐火性粗粒子を付着させる。

室温放置乾燥後再びスラリーを付着させ、その
上に更に耐火性粗粒子を付着させる。以上の作業
を10回繰返し微粒子耐火物層と粗粒子耐火物相を
交互に結合させた状態とする。

乾燥後模型を除去し更に室温で充分に乾燥す
る。次いで、焼成は重油炉等で焼成温度1450〜
1500℃、保持時間４時間、昇温時間10時間、炉中
冷却の条件で行う。

以上のようにして製造した坩堝は第１図に示す
ような形状で、外径80mm、内径60mm、高さ160mm
で見掛気孔率25％である。この坩堝を白金連続高
周波溶解用（溶解温度1900℃）坩堝として使用し
た結果10回の使用でも亀裂破壊等の発生は無く耐
熱衝撃性が良好であることが実証された。

従来のジルコニア坩堝（本考案の実施例と同様
なサイズ、見掛気孔率18％）を同様にして使用し
た結果１回で亀裂が発生した。

（効果） 微粒子耐火物層が機械的強度を担い、粗粒子耐
火物層と該粒子耐火物層が気孔を内包しているた
め高温による膨張、収縮によるストレスが緩和さ
れ且つ亀裂の伝播が防止されるため、坩堝の使用
頻度を増すことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す耐熱衝撃性坩
堝の斜視図、第２図は本考案の一実施例を示す耐
熱衝撃性坩堝の拡大部分断面粒子構造を示す図、
第３図は従来の坩堝の拡大部分断面粒子構造であ
る。 図中、１……耐熱衝撃性坩堝、２，８……耐火
性粗粒子、３，９……耐火性微粒子、４，１０…
…気孔、５，１１……亀裂、６……微粒子耐火物
層、７……粗粒子耐火物層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 粒径が0.5〜74μmの分布範囲の耐火性微粒子が
   結合されてなる耐火物層と粒径が75〜330μmの分
   布範囲の耐火性粗粒子が結合されてなる耐火物層
   とが気孔を内包して交互に多層をなして坩堝壁が
   構成されていることを特徴とする耐熱衝撃性坩
   堝。