JPH0822777B2 - 耐溶融金属性部材 - Google Patents
耐溶融金属性部材Info
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- JPH0822777B2 JPH0822777B2 JP1032608A JP3260889A JPH0822777B2 JP H0822777 B2 JPH0822777 B2 JP H0822777B2 JP 1032608 A JP1032608 A JP 1032608A JP 3260889 A JP3260889 A JP 3260889A JP H0822777 B2 JPH0822777 B2 JP H0822777B2
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- sintering
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶鋼等侵食性の高い溶融金属の処理に用いる
耐溶融金属性部材に関する。
耐溶融金属性部材に関する。
耐溶融金属性部材として各種セラミツクス材料が検討
され、BNあるいはSi3N4−AlN−BN系が主に採用されてい
る。例えば特公昭63−58793号公報にはZrB2−BN系複合
焼結体を溶融金属流通用耐火物に適用することが示され
ている。しかしながら、配合組成により機械的強度と耐
熱衝撃性、耐食性が異なり、必ずしも物性バランスのと
れた部材が適用されているとは言い難い。例えば耐熱衝
撃性を向上させるためにBNの添加量を増やすと耐食性と
機械的強度が急激に低下するし、また焼結方法もホツト
プレス法に限定され、焼成条件は温度2000℃以上、圧力
500kg/cm2以上でなければならないといつた通常では困
難なもので、成形体の形状、大きさも限られるといつた
問題点があつた。
され、BNあるいはSi3N4−AlN−BN系が主に採用されてい
る。例えば特公昭63−58793号公報にはZrB2−BN系複合
焼結体を溶融金属流通用耐火物に適用することが示され
ている。しかしながら、配合組成により機械的強度と耐
熱衝撃性、耐食性が異なり、必ずしも物性バランスのと
れた部材が適用されているとは言い難い。例えば耐熱衝
撃性を向上させるためにBNの添加量を増やすと耐食性と
機械的強度が急激に低下するし、また焼結方法もホツト
プレス法に限定され、焼成条件は温度2000℃以上、圧力
500kg/cm2以上でなければならないといつた通常では困
難なもので、成形体の形状、大きさも限られるといつた
問題点があつた。
本発明者らは、上記問題点を解決するため鋭意検討し
た結果、ZrB2−BN系の焼結に際し、焼結助剤としてMoSi
2とZrSi2を併用することにより、従来にない耐食性、機
械的強度及び耐熱衝撃性に優れた耐溶融金属性部材が得
られることを見い出し、本発明を完成するに到つた。
た結果、ZrB2−BN系の焼結に際し、焼結助剤としてMoSi
2とZrSi2を併用することにより、従来にない耐食性、機
械的強度及び耐熱衝撃性に優れた耐溶融金属性部材が得
られることを見い出し、本発明を完成するに到つた。
即ち、本発明は、ZrB245〜90重量部、BN5〜30重量部
並びにMoSi2及びZrSi2を両者の合計で５〜25重量部から
なる混合物を焼結して得られた耐溶融金属性部材であ
る。
並びにMoSi2及びZrSi2を両者の合計で５〜25重量部から
なる混合物を焼結して得られた耐溶融金属性部材であ
る。
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
耐溶融金属性部材には溶湯注入用ノズル例えば水平連
鋳用ノズルがあり、鋳片引抜きを円滑に行なうため、タ
ンデイツシユとモールド間の接続用耐火物あるいはブレ
ークリングが重要な役目を果すが、この耐火物材質の具
備特性として、耐熱衝撃性、高耐食性、高潤滑性、機械
加工性等が要求される。これらの要求を満たすには、Zr
B2−BN系が最も適するが、本発明のZrB2−BN−MoSi2−Z
rSi2系はより以上にバランスのとれた諸性能を有するも
のである。さらに焼成温度は従来より低温で、ホツトプ
レス法だけでなく常圧焼結法でも作製可能である。
鋳用ノズルがあり、鋳片引抜きを円滑に行なうため、タ
ンデイツシユとモールド間の接続用耐火物あるいはブレ
ークリングが重要な役目を果すが、この耐火物材質の具
備特性として、耐熱衝撃性、高耐食性、高潤滑性、機械
加工性等が要求される。これらの要求を満たすには、Zr
B2−BN系が最も適するが、本発明のZrB2−BN−MoSi2−Z
rSi2系はより以上にバランスのとれた諸性能を有するも
のである。さらに焼成温度は従来より低温で、ホツトプ
レス法だけでなく常圧焼結法でも作製可能である。
原料の配合組成は、ZrB245〜90重量部、BN5〜30重量
部並びにMoSi2及びZrSi2は両者の合計で５〜25重量部で
ある。好ましくは、ZrB255〜85重量部、BN10〜30重量
部、MoSi2及びZrSi2は両者の合計で５〜15重量部であ
る。BNは少なすぎると耐熱衝撃性が期待できず、多すぎ
ると耐食性が低下する。MoSi2及びZrSi2は少なすぎると
焼結性が向上せず、多すぎるとZrB2本来の性質を損な
う。
部並びにMoSi2及びZrSi2は両者の合計で５〜25重量部で
ある。好ましくは、ZrB255〜85重量部、BN10〜30重量
部、MoSi2及びZrSi2は両者の合計で５〜15重量部であ
る。BNは少なすぎると耐熱衝撃性が期待できず、多すぎ
ると耐食性が低下する。MoSi2及びZrSi2は少なすぎると
焼結性が向上せず、多すぎるとZrB2本来の性質を損な
う。
本発明に用いるZrB2、BN、MoSi2及びZrSi2の原料とし
て、純度は95％以上で、粒度は平均10μｍ以下好ましく
は５μｍ以下である。
て、純度は95％以上で、粒度は平均10μｍ以下好ましく
は５μｍ以下である。
原料の混合は乾式、湿式どちらでも良く、通常ボール
ミル等で行ない、必要に応じ有機バインダーを添加す
る。成形は一般に行なわれている金型プレス、CIP、ス
リツプキヤスト、射出成形等を適用することができる。
ミル等で行ない、必要に応じ有機バインダーを添加す
る。成形は一般に行なわれている金型プレス、CIP、ス
リツプキヤスト、射出成形等を適用することができる。
焼成方法は真空あるいは還元雰囲気中で行ない、常圧
焼結、ホツトプレス焼結、HIP焼結等が用いられ、特に
限定されるものではない。焼成温度は1800〜2100℃の範
囲で、1850〜1950℃が焼結性、経済性から好ましい。焼
成時間は最高保持温度で数十分〜数十時間の範囲であ
り、形状、大きさにより適宜選択されるが、通常数時間
程度である。
焼結、ホツトプレス焼結、HIP焼結等が用いられ、特に
限定されるものではない。焼成温度は1800〜2100℃の範
囲で、1850〜1950℃が焼結性、経済性から好ましい。焼
成時間は最高保持温度で数十分〜数十時間の範囲であ
り、形状、大きさにより適宜選択されるが、通常数時間
程度である。
以下、実施例で詳しく説明する。
平均粒度２〜３μｍのZrB2、BN、MoSi2、ZrSi2の原料
粉を所定の割合でボールミルにより混合粉砕した後、常
圧焼結およびホツトプレス焼結を行ない、得られた焼結
体から3mm×4mm×36mmの試験片を作製し、曲げ強度、耐
熱衝撃温度差及びSUS304に対する耐食性を調べた。その
結果を表−１に示す。実験No.1〜17は比較例、実験No.1
8は本発明例である。
粉を所定の割合でボールミルにより混合粉砕した後、常
圧焼結およびホツトプレス焼結を行ない、得られた焼結
体から3mm×4mm×36mmの試験片を作製し、曲げ強度、耐
熱衝撃温度差及びSUS304に対する耐食性を調べた。その
結果を表−１に示す。実験No.1〜17は比較例、実験No.1
8は本発明例である。
なお、常圧焼結法では金型プレス−CIP成形（2.7ton/
cm2,3min）を行なつた後焼成した。
cm2,3min）を行なつた後焼成した。
（１） 曲げ強度…JIS R1601に準じた。
（２） 耐熱衝撃温度差…試験片を電気路中で所定の温
度に1hr保持後、水中に落下急冷した。得られた急冷試
片の曲げ強度を測定し、強度低下のあつた温度差を耐熱
衝撃温度差とした。
度に1hr保持後、水中に落下急冷した。得られた急冷試
片の曲げ強度を測定し、強度低下のあつた温度差を耐熱
衝撃温度差とした。
（３） SUS304の鋼片をルツボに入れ高周波誘導路で加
熱し、1600℃で溶解させ、この溶湯中に試験片を浸漬さ
せ1hr後に取り出し侵食割合を評価した。
熱し、1600℃で溶解させ、この溶湯中に試験片を浸漬さ
せ1hr後に取り出し侵食割合を評価した。
A:反応なし B:反応性小 C:反応性大 実験No.1、２の比較例では曲げ強度が低く、同じく実
験No.3のBN無添加では耐熱衝撃温度差は200℃であつ
た。
験No.3のBN無添加では耐熱衝撃温度差は200℃であつ
た。
実験No.4、５、６、７ではBNの添加量の効果を調べた
が、曲げ強度は14〜35kg/mm2、耐熱衝撃温度差は450〜8
00℃であった。
が、曲げ強度は14〜35kg/mm2、耐熱衝撃温度差は450〜8
00℃であった。
実験No.8、９ではBNの添加量が多く曲げ強度は著しく
低い。
低い。
実験No.10は焼結助剤をMoSi2をZrSi2に変えたところ
ほぼ同等の物性であつた。実験No.18に示すようにMoSi2
とZrSi2を併用することによって曲げ強度、耐熱衝撃性
及び耐食性に最も優れた効果が得られた。
ほぼ同等の物性であつた。実験No.18に示すようにMoSi2
とZrSi2を併用することによって曲げ強度、耐熱衝撃性
及び耐食性に最も優れた効果が得られた。
実験No.11、12、13、14は焼結助剤の添加量を変えた
ものであるが、曲げ強度13〜23kg/mm2、耐熱衝撃温度差
は650〜750℃と良好であつた。
ものであるが、曲げ強度13〜23kg/mm2、耐熱衝撃温度差
は650〜750℃と良好であつた。
実験No.15、16、17はホツトプレス焼結を行なつたも
のであるが、MoSi2無添加の実験No.16は低い曲げ強度し
か得られなかつた。実験No.17はSiCを焼結助剤に用いた
ものであり、曲げ強度は低く、耐食性は不良であつた。
のであるが、MoSi2無添加の実験No.16は低い曲げ強度し
か得られなかつた。実験No.17はSiCを焼結助剤に用いた
ものであり、曲げ強度は低く、耐食性は不良であつた。
本発明の耐溶金属性部材は機械的強度、耐熱衝撃性、
耐食性に優れているだけでなく従来のものに比べ焼結が
容易である利点がある。
耐食性に優れているだけでなく従来のものに比べ焼結が
容易である利点がある。
Claims (1)
- 【請求項１】ZrB245〜90重量部、BN5〜30重量部並びにM
oSi2及びZrSi2を両者の合計で５〜25重量部からなる混
合物を焼結して得られた耐溶融金属性部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032608A JPH0822777B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 耐溶融金属性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032608A JPH0822777B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 耐溶融金属性部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212366A JPH02212366A (ja) | 1990-08-23 |
| JPH0822777B2 true JPH0822777B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12363573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1032608A Expired - Fee Related JPH0822777B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 耐溶融金属性部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822777B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3007688B2 (ja) * | 1995-03-08 | 2000-02-07 | トーカロ株式会社 | 複合皮膜を有する部材の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148485A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-10 | 旭硝子株式会社 | 溶融金属流通用耐火物 |
| JPS62230675A (ja) * | 1986-03-29 | 1987-10-09 | 黒崎窯業株式会社 | 高靭性ＺｒＢ２焼結体 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1032608A patent/JPH0822777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02212366A (ja) | 1990-08-23 |
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| JPS6337074B2 (ja) |
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