JPH08166192A - 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 - Google Patents
非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根Info
- Publication number
- JPH08166192A JPH08166192A JP33266294A JP33266294A JPH08166192A JP H08166192 A JPH08166192 A JP H08166192A JP 33266294 A JP33266294 A JP 33266294A JP 33266294 A JP33266294 A JP 33266294A JP H08166192 A JPH08166192 A JP H08166192A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- aln
- sialon
- degassing apparatus
- molten
- Prior art date
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- Pending
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】Al、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の単
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根において、溶湯コンタミネーショ
ンや低寿命の要因となる溶損や浸透の極めて小さいシャ
フト及び撹拌羽根の素材を提供する。 【構成】Al、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の単
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がSIA
LON−BN−AlN質であることを特徴とする非鉄金
属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根である。SI
ALONは化学式 Si6_zAlzOzN8_z におけるZ値
が2.0〜4.0である。BNは0.5〜50重量%で
ある。AlNは1.0〜10重量%である。
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根において、溶湯コンタミネーショ
ンや低寿命の要因となる溶損や浸透の極めて小さいシャ
フト及び撹拌羽根の素材を提供する。 【構成】Al、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の単
体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がSIA
LON−BN−AlN質であることを特徴とする非鉄金
属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根である。SI
ALONは化学式 Si6_zAlzOzN8_z におけるZ値
が2.0〜4.0である。BNは0.5〜50重量%で
ある。AlNは1.0〜10重量%である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAl、Mg、Zn、P
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般にAl、Mg、Zn、Pb、Sn等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製のシャフト及び撹拌
羽根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため
高純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質について
は不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸
化及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易
い。窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強
いがスポーリングに弱い為加熱・冷却のサイクルで割れ
易い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため割
損を生ずるため適用し難い。SIALON−BN質につ
いては強度及び耐摩耗性が低い為溶損よりも摩耗の方で
問題が生じている。
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯
脱ガス装置を用いる処理工程に溶湯を撹拌するためのシ
ャフト及び撹拌羽根が必要であり、シャフト及び撹拌羽
根は溶湯及びフラックスに対して耐食性が高く高寿命で
あることが望まれる。従来、これらシャフト及び撹拌羽
根の素材としてはアルミナ質・窒化珪素質・炭珪窒珪質
・黒鉛質あるいは鋼等が用いられているが、使用条件に
よっては問題を生じていた。一般に鋼や黒鉛製のシャフ
ト及び撹拌羽根が使われるが、鋼製のシャフト及び撹拌
羽根は脱ガス中に鉄不純物として溶湯中に溶解するため
高純度の溶湯精製には適さない。一方、黒鉛質について
は不純物ピックアップ量は少ないが、高温での黒鉛の酸
化及びフラックスの浸透・溶損が生じ短寿命となり易
い。窒化珪素質・炭珪窒珪質については溶損・浸透に強
いがスポーリングに弱い為加熱・冷却のサイクルで割れ
易い。またアルミナ質とした場合には高膨張性のため割
損を生ずるため適用し難い。SIALON−BN質につ
いては強度及び耐摩耗性が低い為溶損よりも摩耗の方で
問題が生じている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】Al、Mg、Zn、P
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、溶湯コンタミネーションや低寿命の要因となる溶損
や浸透の極めて小さいシャフト及び撹拌羽根の素材を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の如き従来
技術の欠点を解決するため、種々の検討、実験の結果、
本発明を開発したものであり、Al、Mg、Zn、P
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、その構成成分がSIALON−BN−AlN質であ
ることを特徴とする非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト
及び撹拌羽根である。SIALONは化学式Si6_zA
lzOzN8_z におけるZ値が2.0〜4.0である。B
Nは0.5〜50重量%である。AlNは1.0〜10
重量%である。
技術の欠点を解決するため、種々の検討、実験の結果、
本発明を開発したものであり、Al、Mg、Zn、P
b、Sn等非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属
の合金溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根におい
て、その構成成分がSIALON−BN−AlN質であ
ることを特徴とする非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト
及び撹拌羽根である。SIALONは化学式Si6_zA
lzOzN8_z におけるZ値が2.0〜4.0である。B
Nは0.5〜50重量%である。AlNは1.0〜10
重量%である。
【0005】SIALON−BNにAlNを添加する事
により強度及び耐摩耗性が大きく上げられる事になり、
耐スポーリング性に影響はほとんどない。添加材として
Si 3N4よりもAlNの方が良い。Si3N4を添加する
と強度及び耐摩耗性がAlNの添加により高くなるが耐
スポーリング性は悪くなり、金属の付着も多くなる。
により強度及び耐摩耗性が大きく上げられる事になり、
耐スポーリング性に影響はほとんどない。添加材として
Si 3N4よりもAlNの方が良い。Si3N4を添加する
と強度及び耐摩耗性がAlNの添加により高くなるが耐
スポーリング性は悪くなり、金属の付着も多くなる。
【0006】
【作用】SIALON−BN−AlN質のシャフト及び
撹拌羽根をAl、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬して
合金溶湯の脱ガスのために使用する。
撹拌羽根をAl、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の
単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯に浸漬して
合金溶湯の脱ガスのために使用する。
【0007】本発明によるシャフト及び撹拌羽根を詳細
に説明する。構成成分はSIALON−BN−AlN質
であり、SIALONはβ’型でその化学式 Si6_zA
lzOzN8_z におけるZ値が2.0〜4.0及びBN含
有量は重量比で0.5〜50%及びAlN質含有量は重
量比で1.0〜10%である。
に説明する。構成成分はSIALON−BN−AlN質
であり、SIALONはβ’型でその化学式 Si6_zA
lzOzN8_z におけるZ値が2.0〜4.0及びBN含
有量は重量比で0.5〜50%及びAlN質含有量は重
量比で1.0〜10%である。
【0008】製造方法は、原料調整→成形→乾燥及び脱
脂→加工→燒結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧燒
結を用いるときにはSi3N4、AlN、Al2O3の各粉
末を上記Z値が2.0〜4.0になるよう調合し、燒結
助材、バインダー、BN粉末及びAlN粉末を所定量添
加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて1
2〜24時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
脂→加工→燒結である、出発原料は焼成を経て最終的に
上記構成成分となるように調合する。すなわち、常圧燒
結を用いるときにはSi3N4、AlN、Al2O3の各粉
末を上記Z値が2.0〜4.0になるよう調合し、燒結
助材、バインダー、BN粉末及びAlN粉末を所定量添
加したものをアセトン等非水溶媒と共にトロミルにて1
2〜24時間混合し、噴霧造粒して成形に供する。
【0009】また、反応燒結による時には、Si、A
l、Al2O3の各粉末を上記Z値が窒化反応後に2.0
〜4.0になるよう調合し、バインダー、BN粉末及び
AlN粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶媒
と共にトロミルにて12〜24時間混合し、噴霧造粒し
て成形に供する。
l、Al2O3の各粉末を上記Z値が窒化反応後に2.0
〜4.0になるよう調合し、バインダー、BN粉末及び
AlN粉末を所定量添加したものをアセトン等非水溶媒
と共にトロミルにて12〜24時間混合し、噴霧造粒し
て成形に供する。
【0010】ここでZ値を2.0〜4.0としたのは、
2.0未満であるとAl2O3の固溶量が少ないためSi
3N4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化性に不
足を生ずるためであり、一方Zが4.0を超えると耐蝕
性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下を来す
からである。またBN量を0.5〜50重量%とした
が、50%を超えるとBNがSIALONの生成及び燒
結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、実用
上問題となり易いからである。AlN量は1.0〜10
重量%にしたが、1.0%より少ないと強度の上昇効果
が得られない、10%を超えると強度は大きく上がるが
耐熱衝撃性と酸化性は悪くなりますので実用上に問題が
ある。
2.0未満であるとAl2O3の固溶量が少ないためSi
3N4そのものの性質に近くなり、耐蝕性、耐酸化性に不
足を生ずるためであり、一方Zが4.0を超えると耐蝕
性等は向上するものの、耐熱衝撃性と強度の低下を来す
からである。またBN量を0.5〜50重量%とした
が、50%を超えるとBNがSIALONの生成及び燒
結を阻害する傾向が強すぎ、強度の低下が著しく、実用
上問題となり易いからである。AlN量は1.0〜10
重量%にしたが、1.0%より少ないと強度の上昇効果
が得られない、10%を超えると強度は大きく上がるが
耐熱衝撃性と酸化性は悪くなりますので実用上に問題が
ある。
【0011】成形には通常単軸成形法または静水圧成形
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去(脱脂)後、加工を経
て燒結する。常圧燒結の場合は、窒素雰囲気下で165
0〜1800℃、保持時間は5〜10時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応燒結
の場合は窒素雰囲気下1400〜1600℃で行い、保
持時間は形状にもよるが5〜10時間が望ましい。
法が用いられるが、場合によっては原料を造粒せずにス
リップキャスティングすることも可能である。成形体は
乾燥及びバインダー類の揮散除去(脱脂)後、加工を経
て燒結する。常圧燒結の場合は、窒素雰囲気下で165
0〜1800℃、保持時間は5〜10時間が望ましく、
高温であるほど保持時間は短くすべきである。反応燒結
の場合は窒素雰囲気下1400〜1600℃で行い、保
持時間は形状にもよるが5〜10時間が望ましい。
【0012】
【実施例】次に実施例より説明する。SIALON−B
N−AlN質として、BN量を30重量%及びAlN量
を5重量%、SIALONの化学式の Si6_zAlzOz
N8_z におけるZ値を計算上1.0〜5.0まで変化さ
せた試験体と、SIALONのZ値を3.0及びAlN
量を5重量%とし、BN量を0〜60重量%まで変化さ
せた試験体と、SIALONのZ値を3.0及びBN量
を30重量%とし、AlN量を0〜12重量%まで変化
させた試験体を作製した。次に□20X250mmに切
り出した各試験体を1000℃に溶融したマグネシウム
中に120時間浸漬し、溶損量、金属浸透量、酸化減量
を測定した。曲げ強度についてはJISR1601に基
づいて行なった。摩耗量については□60X20mmの
試験体を切り出して次の試験方法で行なった:直径50
mmの回転体外周面に#240のエメリー紙をはりつけ
試験体を一定荷重で押し付け試験体上の摩耗量を測定し
た。回転体の回転速度は60rpm、荷重は50Kg、
すべり距離は2.0m、水で冷却した。結果を表1〜表
4に示す。
N−AlN質として、BN量を30重量%及びAlN量
を5重量%、SIALONの化学式の Si6_zAlzOz
N8_z におけるZ値を計算上1.0〜5.0まで変化さ
せた試験体と、SIALONのZ値を3.0及びAlN
量を5重量%とし、BN量を0〜60重量%まで変化さ
せた試験体と、SIALONのZ値を3.0及びBN量
を30重量%とし、AlN量を0〜12重量%まで変化
させた試験体を作製した。次に□20X250mmに切
り出した各試験体を1000℃に溶融したマグネシウム
中に120時間浸漬し、溶損量、金属浸透量、酸化減量
を測定した。曲げ強度についてはJISR1601に基
づいて行なった。摩耗量については□60X20mmの
試験体を切り出して次の試験方法で行なった:直径50
mmの回転体外周面に#240のエメリー紙をはりつけ
試験体を一定荷重で押し付け試験体上の摩耗量を測定し
た。回転体の回転速度は60rpm、荷重は50Kg、
すべり距離は2.0m、水で冷却した。結果を表1〜表
4に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】次にSIALON−BN−AlN質(Z=
3.0、BN=30重量%、AlN=5重量%)にて□
20X250mmの試験体を作製し、金属・フラックス
中の浸漬試験を行なった。条件として、マグネシウム合
金2.0kgとフラックス500gを共に#20坩堝内
で溶解し800℃で保持する、試験体を溶湯に15分間
浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操作を最
大12回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験体に同
様の試験を行なった。その結果を表5に示す。
3.0、BN=30重量%、AlN=5重量%)にて□
20X250mmの試験体を作製し、金属・フラックス
中の浸漬試験を行なった。条件として、マグネシウム合
金2.0kgとフラックス500gを共に#20坩堝内
で溶解し800℃で保持する、試験体を溶湯に15分間
浸漬しながら撹拌し、溶湯から出して放冷する操作を最
大12回繰り返す。比較材質として黒鉛質の試験体に同
様の試験を行なった。その結果を表5に示す。
【0018】
【表5】
【0019】本発明品の試験体は12回繰り返しても割
損せず、溶損・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の
黒鉛は5回目で割損し、表面まで浸透が達した。
損せず、溶損・浸透・酸化量は極めて小さい。比較品の
黒鉛は5回目で割損し、表面まで浸透が達した。
【0020】
【発明の効果】上記実施例の結果の様に本発明のSIA
LON−BN−AlN質のシャフト及び撹拌羽根はA
l、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の単体及び二種
以上の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶
損、浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無
く、よってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメン
テナンスフリー化及びAl、Mg、Zn、Pb、Sn等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製
品の高品質化が可能に成る。
LON−BN−AlN質のシャフト及び撹拌羽根はA
l、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属の単体及び二種
以上の各種非鉄金属の合金及びフラックスから受ける溶
損、浸透と摩耗損はほとんど無く、扱い上の問題も無
く、よってシャフト及び撹拌羽根の高寿命化によるメン
テナンスフリー化及びAl、Mg、Zn、Pb、Sn等
非鉄金属の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金の製
品の高品質化が可能に成る。
Claims (4)
- 【請求項1】Al、Mg、Zn、Pb、Sn等非鉄金属
の単体及び二種以上の各種非鉄金属の合金溶湯脱ガス装
置用シャフト及び撹拌羽根において、その構成成分がS
IALON−BN−AlN質であることを特徴とする非
鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項2】前記SIALONは化学式 Si6_zAlz
OzN8_z におけるZ値が2.0〜4.0であることを
特徴とする請求項1に記載の非鉄金属溶湯脱ガス装置用
シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項3】前記BNは0.5〜50重量%であること
を特徴とする請求項1、2に記載の非鉄金属溶湯脱ガス
装置用シャフト及び撹拌羽根。 - 【請求項4】前記AlNは1.0〜10重量%であるこ
とを特徴とする請求項1、2、3に記載の非鉄金属溶湯
脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33266294A JPH08166192A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33266294A JPH08166192A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08166192A true JPH08166192A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18257473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33266294A Pending JPH08166192A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 非鉄金属溶湯脱ガス装置用シャフト及び撹拌羽根 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08166192A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103009005A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机缸体的生产方法 |
CN103042364A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-17 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机活塞的生产方法 |
CN103212943A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-07-24 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机偏心轮的生产方法 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP33266294A patent/JPH08166192A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103009005A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机缸体的生产方法 |
CN103042364A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-17 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机活塞的生产方法 |
CN103212943A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-07-24 | 桐乡市易锋机械厂 | 汽车空调压缩机偏心轮的生产方法 |
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