JPH1058122A - アルミ溶解炉用レードル及びその製造方法 - Google Patents
アルミ溶解炉用レードル及びその製造方法Info
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- JPH1058122A JPH1058122A JP23738396A JP23738396A JPH1058122A JP H1058122 A JPH1058122 A JP H1058122A JP 23738396 A JP23738396 A JP 23738396A JP 23738396 A JP23738396 A JP 23738396A JP H1058122 A JPH1058122 A JP H1058122A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミ溶解炉の浴中に浸漬して使用される金属
部材の表面改質により耐食性を向上させ、溶融金属浴中
部品の長寿命化を図り、ダウンタイムを減らし、生産性
の向上及び製品の不良を削減させることが可能なアルミ
溶解炉用レードルの提供。 【解決手段】溶融アルミニウムを運搬するためのレード
ルにおいて、前記レードルが金属材料からなり、かつ該
金属材料の表面の少なくとも一部が、該金属材料を含む
炭化物、または硼化物のどちらか一方または両方からな
る化合物により被覆されているレードル。
部材の表面改質により耐食性を向上させ、溶融金属浴中
部品の長寿命化を図り、ダウンタイムを減らし、生産性
の向上及び製品の不良を削減させることが可能なアルミ
溶解炉用レードルの提供。 【解決手段】溶融アルミニウムを運搬するためのレード
ルにおいて、前記レードルが金属材料からなり、かつ該
金属材料の表面の少なくとも一部が、該金属材料を含む
炭化物、または硼化物のどちらか一方または両方からな
る化合物により被覆されているレードル。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミ溶解炉用部
材に係り、特にアルミ浴中に浸漬して使用される溶解炉
用レードル及びその製造方法に関する。
材に係り、特にアルミ浴中に浸漬して使用される溶解炉
用レードル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルミ溶解炉用レードルとして
は、比較的耐食性に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロ
ム鋼などの鉄鋼材料が用いられてきたが、これらの材料
であってもアルミとの反応により腐食する。すなわち、
金属では溶融アルミに対して腐食を皆無にすることは難
しく、そのためアルミ浴中に浸漬して使用される金属部
材は稼働中に溶融アルミによる腐食減肉が生じ、レード
ルの損耗は急速に進む。レードルが溶解するとアルミ溶
液を汚染し、それが製品中に残るために不良の原因とな
る。また、レードルの外表面に付着したアルミがレード
ルの移動中に垂れて火傷をしたり、作業場を汚したりす
る。
は、比較的耐食性に優れた鋳鉄，ステンレス鋼，高クロ
ム鋼などの鉄鋼材料が用いられてきたが、これらの材料
であってもアルミとの反応により腐食する。すなわち、
金属では溶融アルミに対して腐食を皆無にすることは難
しく、そのためアルミ浴中に浸漬して使用される金属部
材は稼働中に溶融アルミによる腐食減肉が生じ、レード
ルの損耗は急速に進む。レードルが溶解するとアルミ溶
液を汚染し、それが製品中に残るために不良の原因とな
る。また、レードルの外表面に付着したアルミがレード
ルの移動中に垂れて火傷をしたり、作業場を汚したりす
る。
【０００３】従来のアルミ溶解用レードルは、表面に耐
熱性の塗型材をコーティングして溶融アルミとの反応を
抑制するようにしている。しかし、コーティングの耐用
時間は短く、毎日コーティング作業が行われるにもかか
わらず、アルミのダイカストマシーンに用いられている
鋳鉄製のレードルを例にとれば、アルミ溶液の汲みだし
を２.５ 万ショット程度行うと溶融アルミに侵食されて
溶損してしまうため、新しいレードルに交換しなければ
ならない。更に寿命延長を図るためにはコーティングを
より頻繁に行う必要があり、作業性を損なう。
熱性の塗型材をコーティングして溶融アルミとの反応を
抑制するようにしている。しかし、コーティングの耐用
時間は短く、毎日コーティング作業が行われるにもかか
わらず、アルミのダイカストマシーンに用いられている
鋳鉄製のレードルを例にとれば、アルミ溶液の汲みだし
を２.５ 万ショット程度行うと溶融アルミに侵食されて
溶損してしまうため、新しいレードルに交換しなければ
ならない。更に寿命延長を図るためにはコーティングを
より頻繁に行う必要があり、作業性を損なう。
【０００４】これらの欠点を改良するために、例えば特
公昭56−33355号，実公昭60−39153号，特開昭61−2899
58号に見られるように溶融アルミに対して溶損されにく
いセラミックス製のレードルが一部で使用されている。
また、溶融金属中で使用される部品に種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して鉄鋼材料の表面を被覆して耐食
性を向上させることが試みられている。例えば、特開昭
61−37955 号に見られる如くセラミックスを水プラズマ
溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩耗性等に優
れた溶融金属浴用ロールを製造する技術、また、特開昭
62−127457号には金属母材の表面に形成されたセラミッ
クスやサーメットの皮膜をレーザ光線で照射して部分溶
融させることにより、金属母材の高温耐食性を向上させ
る試みがなされている。
公昭56−33355号，実公昭60−39153号，特開昭61−2899
58号に見られるように溶融アルミに対して溶損されにく
いセラミックス製のレードルが一部で使用されている。
また、溶融金属中で使用される部品に種々の耐食性金
属，サーメット，セラミックス等を溶射法，化学蒸着法
や物理蒸着法を利用して鉄鋼材料の表面を被覆して耐食
性を向上させることが試みられている。例えば、特開昭
61−37955 号に見られる如くセラミックスを水プラズマ
溶射することにより、耐食性，耐熱性，耐摩耗性等に優
れた溶融金属浴用ロールを製造する技術、また、特開昭
62−127457号には金属母材の表面に形成されたセラミッ
クスやサーメットの皮膜をレーザ光線で照射して部分溶
融させることにより、金属母材の高温耐食性を向上させ
る試みがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】溶融アルミに対して溶
損されにくいセラミックス製のレードルは、高価であ
り、しかも脆いためにハンドリングが難しく、実用上の
メリットを得られていない。
損されにくいセラミックス製のレードルは、高価であ
り、しかも脆いためにハンドリングが難しく、実用上の
メリットを得られていない。
【０００６】また、金属母材の表面に形成したセラミッ
クスやサーメットの皮膜をレーザ光線で照射して部分溶
融させることにより、金属母材の高温耐食性を向上させ
る試みがなされているが、サーメットやセラミックス等
の表面処理皮膜には小さなピンホールが存在するため、
ピンホールを通して溶融金属が浸入し、母材を腐食する
ばかりか、表面皮膜は剥離を生じるために不安定で信頼
性に乏しいのでこれらの方法は広く実用化されるにはい
たっていない。
クスやサーメットの皮膜をレーザ光線で照射して部分溶
融させることにより、金属母材の高温耐食性を向上させ
る試みがなされているが、サーメットやセラミックス等
の表面処理皮膜には小さなピンホールが存在するため、
ピンホールを通して溶融金属が浸入し、母材を腐食する
ばかりか、表面皮膜は剥離を生じるために不安定で信頼
性に乏しいのでこれらの方法は広く実用化されるにはい
たっていない。
【０００７】上記の従来技術は、適切な材料やプロセス
技術の選定に関して十分な配慮がなされておらず、その
結果として所要の寿命を得ることができなかったり、セ
ラミックスやサーメットのような耐食性に優れた材料も
実用化にいたっていない現状である。すなわち、金属浴
中部品にセラミックスやサーメットを如何にして信頼性
を下げることなく活用するかが課題となる。しかし、こ
れらの材料は金属に比較して熱膨張係数が小さいため、
鉄鋼材料と一緒に用いることは難しい。すなわち、これ
らの課題を解決するためには材料の特性を考慮し、その
材料に適した製造方法を選定する必要がある。
技術の選定に関して十分な配慮がなされておらず、その
結果として所要の寿命を得ることができなかったり、セ
ラミックスやサーメットのような耐食性に優れた材料も
実用化にいたっていない現状である。すなわち、金属浴
中部品にセラミックスやサーメットを如何にして信頼性
を下げることなく活用するかが課題となる。しかし、こ
れらの材料は金属に比較して熱膨張係数が小さいため、
鉄鋼材料と一緒に用いることは難しい。すなわち、これ
らの課題を解決するためには材料の特性を考慮し、その
材料に適した製造方法を選定する必要がある。
【０００８】本発明の目的は金属浴中部品の耐食性を向
上させ、金属浴中部品の長寿命化を図り、ダウンタイム
を減らし、生産性の向上及び製品の不良を削減すること
が可能なアルミ溶解炉用レードルを提供することにあ
る。
上させ、金属浴中部品の長寿命化を図り、ダウンタイム
を減らし、生産性の向上及び製品の不良を削減すること
が可能なアルミ溶解炉用レードルを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば溶融アルミニウムを運搬するための
レードルにおいて、前記レードルが金属材料からなり、
かつ該金属材料の表面の少なくとも一部が、該金属材料
を含む炭化物、または硼化物のどちらか一方または両方
からなる化合物により被覆されていることを特徴とする
レードルが提供される。レードルとは、取っ手の付いた
汲み桶のことで、溶融金属を溶解炉から鋳型に運搬する
ためのものである。
め、本発明によれば溶融アルミニウムを運搬するための
レードルにおいて、前記レードルが金属材料からなり、
かつ該金属材料の表面の少なくとも一部が、該金属材料
を含む炭化物、または硼化物のどちらか一方または両方
からなる化合物により被覆されていることを特徴とする
レードルが提供される。レードルとは、取っ手の付いた
汲み桶のことで、溶融金属を溶解炉から鋳型に運搬する
ためのものである。
【００１０】上記構成により、レードルの基材である金
属材料が溶融アルミニウムに侵されにくくなるので、長
寿命のアルミ溶解炉用レードルが提供できる。
属材料が溶融アルミニウムに侵されにくくなるので、長
寿命のアルミ溶解炉用レードルが提供できる。
【００１１】上記金属材料が鉄系材料であることが好ま
しい。
しい。
【００１２】鉄系材料を基材として用いることにより、
基材と被覆皮膜の接合強度の大きい、従って使用時に皮
膜が剥離しにくいレードルが提供できる。
基材と被覆皮膜の接合強度の大きい、従って使用時に皮
膜が剥離しにくいレードルが提供できる。
【００１３】また、上記のようなレードルは、溶融硼酸
ナトリウムに少なくとも１種の金属粉末を添加した塩浴
中に、前記レードルを浸漬することにより、該レードル
の表面に前記金属粉末の成分を含む炭化物または硼化物
からなる皮膜を設けることにより、最も安いコストで製
造できる。
ナトリウムに少なくとも１種の金属粉末を添加した塩浴
中に、前記レードルを浸漬することにより、該レードル
の表面に前記金属粉末の成分を含む炭化物または硼化物
からなる皮膜を設けることにより、最も安いコストで製
造できる。
【００１４】一般に、アルミ溶解炉中で使用される部品
は長時間連続使用されるので溶融アルミによる溶損が起
こる。溶損を防止するためには、アルミ及びその合金に
対して耐食性を有するセラミックス、特に炭化物または
硼化物系のセラミックスで表面を被覆することが望まし
い。
は長時間連続使用されるので溶融アルミによる溶損が起
こる。溶損を防止するためには、アルミ及びその合金に
対して耐食性を有するセラミックス、特に炭化物または
硼化物系のセラミックスで表面を被覆することが望まし
い。
【００１５】表面処理法としてはＣＶＤ，ＰＶＤ及び溶
射法を始め多くの方法が開発されている。前述の如くこ
れらの表面処理皮膜には小さなピンホールが存在するた
め、ピンホールを通して溶融アルミが浸入し、母材を溶
損するばかりか、表面皮膜には剥離を生じ、不安定で信
頼性に乏しいのでこれらの方法は広く実用化されるには
いたっていない。従って、緻密で密着性の良い表面皮膜
の形成が必要である。そのためには母材と表面皮膜が化
学的な反応で結合されていることが望ましい。このよう
な考えのもとに窒化物，炭化物や硼化物層を形成するに
は次のような方法がある。窒化物層を形成する方法とし
てはタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的であ
る。更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボ
ロン処理（例えば、小松ら：日本金属学会講演概要１９
７１−１０）および溶融塩法浸ボロン処理（例えば、小
松等：日本金属学会講演概要１９７２−４）などがあ
る。また、炭化物層を形成する方法としてはハロゲン化
物を含む気体中で加熱してチタン炭化物で被覆する方法
｛例えば、H. Wiegand，W. Ruppert：EinigeEigenschaf
tender Werkstoffkombination Stahlmit Titankarbidub
erzug， Metalloberflache １４（１９６０）２２
９｝や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、それに
鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して金属と
結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井 透：金
属材料、１３，３（１９７３）９８｝などがある。
射法を始め多くの方法が開発されている。前述の如くこ
れらの表面処理皮膜には小さなピンホールが存在するた
め、ピンホールを通して溶融アルミが浸入し、母材を溶
損するばかりか、表面皮膜には剥離を生じ、不安定で信
頼性に乏しいのでこれらの方法は広く実用化されるには
いたっていない。従って、緻密で密着性の良い表面皮膜
の形成が必要である。そのためには母材と表面皮膜が化
学的な反応で結合されていることが望ましい。このよう
な考えのもとに窒化物，炭化物や硼化物層を形成するに
は次のような方法がある。窒化物層を形成する方法とし
てはタフトライド処理やイオン窒化処理が一般的であ
る。更に、硼化物層を形成する方法としては粉末法浸ボ
ロン処理（例えば、小松ら：日本金属学会講演概要１９
７１−１０）および溶融塩法浸ボロン処理（例えば、小
松等：日本金属学会講演概要１９７２−４）などがあ
る。また、炭化物層を形成する方法としてはハロゲン化
物を含む気体中で加熱してチタン炭化物で被覆する方法
｛例えば、H. Wiegand，W. Ruppert：EinigeEigenschaf
tender Werkstoffkombination Stahlmit Titankarbidub
erzug， Metalloberflache １４（１９６０）２２
９｝や溶融浴に炭化物を形成する金属を溶かし、それに
鉄鋼材料を浸漬し、鉄鋼材料から炭素が拡散して金属と
結合し、炭化物を形成する方法｛例えば、新井 透：金
属材料、１３，３（１９７３）９８｝などがある。
【００１６】本発明の方法を適用するに当たってレード
ルの材質を限定するものではなく一般に用いられている
材料で良い。しかし、表面処理に適した材料組成でない
場合には前処理を必要とするので、表面処理に適した材
料組成を選ぶことが望ましい。
ルの材質を限定するものではなく一般に用いられている
材料で良い。しかし、表面処理に適した材料組成でない
場合には前処理を必要とするので、表面処理に適した材
料組成を選ぶことが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の効果を確認するために種
々の表面処理を行った試験片を用いて評価を行った。こ
れまでに述べた如く、表面処理法としてＣＶＤ，ＰＶＤ
及び溶射法などで表面に母材と異なる材料を堆積させる
方法では金属浴中で使用される部品としては使用に耐え
られないので、母材との結合によって形成される表面被
覆法について検討した。
々の表面処理を行った試験片を用いて評価を行った。こ
れまでに述べた如く、表面処理法としてＣＶＤ，ＰＶＤ
及び溶射法などで表面に母材と異なる材料を堆積させる
方法では金属浴中で使用される部品としては使用に耐え
られないので、母材との結合によって形成される表面被
覆法について検討した。
【００１８】［比較例］直径１０mm，長さ５０mmの合金
工具鋼をＫＮＣ，ＫＣＮＯを主成分とする塩浴中で窒化
処理を行った。塩浴の温度は５７５℃とし、１２時間保
持したのち、水冷した。処理後に表面の組成を知るため
にＸ線回折を行った。その結果、表面はＣｒ2Ｎ及びＦ
ｅ3Ｎ，Ｆｅ2Ｎ などの窒化物であることがわかった。
これらの試験片を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／mi
n の速度で揺動して５時間浸漬した。その結果、表面処
理層ばかりでなく母材まで溶損が見られ、このような窒
化処理ではアルミ浴中で被覆層の溶損が起こり、母材を
保護する効果が不十分であることがわかった。
工具鋼をＫＮＣ，ＫＣＮＯを主成分とする塩浴中で窒化
処理を行った。塩浴の温度は５７５℃とし、１２時間保
持したのち、水冷した。処理後に表面の組成を知るため
にＸ線回折を行った。その結果、表面はＣｒ2Ｎ及びＦ
ｅ3Ｎ，Ｆｅ2Ｎ などの窒化物であることがわかった。
これらの試験片を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／mi
n の速度で揺動して５時間浸漬した。その結果、表面処
理層ばかりでなく母材まで溶損が見られ、このような窒
化処理ではアルミ浴中で被覆層の溶損が起こり、母材を
保護する効果が不十分であることがわかった。
【００１９】［実施例１］直径１０mm，長さ５０mmの合
金工具鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｍｎ
の金属粉末を添加した塩浴に浸漬し、硼化物処理を行っ
た。塩浴の温度は１０００℃とし、１０時間保持したの
ち油冷し、６５０℃の温度で焼戻した。処理後に表面の
組成を知るためにＸ線回折を行った。その結果、表面に
は鉄の硼化物層が存在することがわかった。これらの試
験片を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／min の速度で
揺動して５時間浸漬した。その結果、表面処理層は安定
して存在しており、このようにして形成した硼化物層は
アルミ浴中で母材を溶損させることなく保護するため、
効果的であることがわかった。
金工具鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｍｎ
の金属粉末を添加した塩浴に浸漬し、硼化物処理を行っ
た。塩浴の温度は１０００℃とし、１０時間保持したの
ち油冷し、６５０℃の温度で焼戻した。処理後に表面の
組成を知るためにＸ線回折を行った。その結果、表面に
は鉄の硼化物層が存在することがわかった。これらの試
験片を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／min の速度で
揺動して５時間浸漬した。その結果、表面処理層は安定
して存在しており、このようにして形成した硼化物層は
アルミ浴中で母材を溶損させることなく保護するため、
効果的であることがわかった。
【００２０】［実施例２］直径１０mm，長さ５０mmの合
金工具鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｖの
金属粉末を添加した塩浴に浸漬し炭化物処理を行った。
塩浴の温度は1000℃とし、１０時間保持したのち油冷
し、６５０℃の温度で焼戻した。処理後に表面の組成を
知るためにＸ線回折を行った。その結果、表面にはバナ
ジウムの炭化物層の存在が確認できた。これらの試験片
を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／min の速度で動か
して５時間浸漬した。その結果、表面処理層は安定して
存在しており、このようにして形成した炭化物層は母材
を溶損させることなく保護するため、効果的であること
がわかった。
金工具鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｖの
金属粉末を添加した塩浴に浸漬し炭化物処理を行った。
塩浴の温度は1000℃とし、１０時間保持したのち油冷
し、６５０℃の温度で焼戻した。処理後に表面の組成を
知るためにＸ線回折を行った。その結果、表面にはバナ
ジウムの炭化物層の存在が確認できた。これらの試験片
を６５０℃のアルミ浴につけ５０ｍ／min の速度で動か
して５時間浸漬した。その結果、表面処理層は安定して
存在しており、このようにして形成した炭化物層は母材
を溶損させることなく保護するため、効果的であること
がわかった。
【００２１】［実施例３］直径１００mm，長さ１００mm
の低熱膨張鋳鉄，合金工具鋼及びオーステナイト系ステ
ンレス鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｖの
金属粉末を添加した塩浴に浸漬し炭化物処理を行った。
但し、ステンレス鋼にはＶＣを形成するに十分なカーボ
ンが存在しないので加炭処理をして表面層のカーボン量
を約０.５％にしてから炭化物処理を行った。塩浴の温
度は１０００℃とし、１０時間保持したのち油冷し、６
５０℃の温度で焼戻した。これらの試料を５００℃，６
００℃および７００℃の亜鉛浴に２時間浸漬し、被覆層
のクラックの有無を観察した。その結果、低熱膨張鋳
鉄，合金工具鋼の表面に形成したＶＣ層には変化が見ら
れなかったが、６００℃及び７００℃の温度で試験した
ステンレス鋼の表面に形成したＶＣ層にクラックが見ら
れた。結果をまとめて表１に示す。また、表１の中には
母材と被覆層の熱膨張係数の差に浴温を乗じた値を示
す。
の低熱膨張鋳鉄，合金工具鋼及びオーステナイト系ステ
ンレス鋼を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｖの
金属粉末を添加した塩浴に浸漬し炭化物処理を行った。
但し、ステンレス鋼にはＶＣを形成するに十分なカーボ
ンが存在しないので加炭処理をして表面層のカーボン量
を約０.５％にしてから炭化物処理を行った。塩浴の温
度は１０００℃とし、１０時間保持したのち油冷し、６
５０℃の温度で焼戻した。これらの試料を５００℃，６
００℃および７００℃の亜鉛浴に２時間浸漬し、被覆層
のクラックの有無を観察した。その結果、低熱膨張鋳
鉄，合金工具鋼の表面に形成したＶＣ層には変化が見ら
れなかったが、６００℃及び７００℃の温度で試験した
ステンレス鋼の表面に形成したＶＣ層にクラックが見ら
れた。結果をまとめて表１に示す。また、表１の中には
母材と被覆層の熱膨張係数の差に浴温を乗じた値を示
す。
【００２２】
【表１】 図１は、５００℃で試験した母材とＶＣ層の断面５００
倍ＳＥＭ写真を示すもので約１０μｍの緻密なＶＣ層１
が母材２に密着している。図２は、６００℃で試験した
母材とＶＣ層の断面５００倍ＳＥＭ写真を示すもので約
１０μｍの緻密なＶＣ層１が母材２に密着している部分
とＶＣ層１にクラックが入り剥離して溶融アルミと母材
２とが反応した反応層３が見られる。
倍ＳＥＭ写真を示すもので約１０μｍの緻密なＶＣ層１
が母材２に密着している。図２は、６００℃で試験した
母材とＶＣ層の断面５００倍ＳＥＭ写真を示すもので約
１０μｍの緻密なＶＣ層１が母材２に密着している部分
とＶＣ層１にクラックが入り剥離して溶融アルミと母材
２とが反応した反応層３が見られる。
【００２３】表１及び図１からわかるように、ＶＣ層と
母材の熱膨張係数の差に浴温を乗じた値が、５.３×１
０-3 の場合にはＶＣ層にクラックは見られないが、図
２に示すごとく、６.３×１０-3 の場合にはＶＣ層にク
ラックが発生し、その部分からアルミが侵入して母材と
の反応により溶損が見られる。
母材の熱膨張係数の差に浴温を乗じた値が、５.３×１
０-3 の場合にはＶＣ層にクラックは見られないが、図
２に示すごとく、６.３×１０-3 の場合にはＶＣ層にク
ラックが発生し、その部分からアルミが侵入して母材と
の反応により溶損が見られる。
【００２４】すなわち、ＶＣ層が熱応力に耐えられる限
界が、この間にあるものと思われる。７００℃について
はアルミ浴でも試験を行ったが亜鉛浴と同じ結果が得ら
れた。
界が、この間にあるものと思われる。７００℃について
はアルミ浴でも試験を行ったが亜鉛浴と同じ結果が得ら
れた。
【００２５】また、硼化物層(Ｆｅ2Ｂ層）を形成した場
合についても実験したが、ほぼ同様の結果が得られた。
従って、このようにして形成した被覆層にクラックが発
生する限界は被覆層と母材の熱膨張係数の差に浴温を乗
じた値が６×１０-3程度であると見做される。
合についても実験したが、ほぼ同様の結果が得られた。
従って、このようにして形成した被覆層にクラックが発
生する限界は被覆層と母材の熱膨張係数の差に浴温を乗
じた値が６×１０-3程度であると見做される。
【００２６】［実施例４］アルミ溶解炉で使用されるレ
ードルの形状・寸法は、その使用目的により種々のもの
があるが、ここではアルミダイカストマシーンで用いら
れる図３及び図４に示す形状で容量が１.６kg のものを
用いた。図３は、アルミダイカスト用レードルの側断面
図、図４は、アルミダイカスト用レードルの斜視図であ
り、溶融アルミを汲み入れ部４で炉から汲み入れ、流し
込み部５から型に流し込む。また、レードルは取付け金
具６によりマシーンに取付けられている。材質はねずみ
鋳鉄で、全面にホーニング加工を行い表面粗さをＲmax
２.５μｍとした。これを溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量
％のＦｅ−Ｖの金属粉末を添加した塩浴に浸漬して炭化
物処理を行った。塩浴の温度は１０００℃とし、１０時
間保持したのち油冷し、６５０℃の温度で焼戻しを行っ
て表面に約１０μｍのＶＣ層を形成した。これを６８０
℃のアルミダイカストマシーンに取付け、１２０時間連
続使用した。その結果、レードルに全く溶損は見られな
かった。因みに、ＶＣとねずみ鋳鉄の熱膨張係数の差に
アルミ浴の温度を乗じた値は３.７×１０-3 で、このよ
うにして形成したＶＣ層はアルミ浴中で耐食性に優れる
ばかりでなく、クラックや剥離も生ぜず信頼性にも優れ
ていることが確認できた。
ードルの形状・寸法は、その使用目的により種々のもの
があるが、ここではアルミダイカストマシーンで用いら
れる図３及び図４に示す形状で容量が１.６kg のものを
用いた。図３は、アルミダイカスト用レードルの側断面
図、図４は、アルミダイカスト用レードルの斜視図であ
り、溶融アルミを汲み入れ部４で炉から汲み入れ、流し
込み部５から型に流し込む。また、レードルは取付け金
具６によりマシーンに取付けられている。材質はねずみ
鋳鉄で、全面にホーニング加工を行い表面粗さをＲmax
２.５μｍとした。これを溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量
％のＦｅ−Ｖの金属粉末を添加した塩浴に浸漬して炭化
物処理を行った。塩浴の温度は１０００℃とし、１０時
間保持したのち油冷し、６５０℃の温度で焼戻しを行っ
て表面に約１０μｍのＶＣ層を形成した。これを６８０
℃のアルミダイカストマシーンに取付け、１２０時間連
続使用した。その結果、レードルに全く溶損は見られな
かった。因みに、ＶＣとねずみ鋳鉄の熱膨張係数の差に
アルミ浴の温度を乗じた値は３.７×１０-3 で、このよ
うにして形成したＶＣ層はアルミ浴中で耐食性に優れる
ばかりでなく、クラックや剥離も生ぜず信頼性にも優れ
ていることが確認できた。
【００２７】［実施例５］実験５と同じくアルミダイカ
ストマシーンで用いられる容量が１.６kg のものを用い
て実験を行った。材質はねずみ鋳鉄で、全面にホーニン
グ加工を行って表面粗さをＲmax２.５μｍとした。これ
を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｍｎの金属粉
末を添加した塩浴に浸漬して硼化物処理を行った。塩浴
の温度は、１０００℃とし、８時間保持したのち油冷
し、６５０℃の温度で焼戻し、表面に約１００μｍのＦ
ｅ2Ｂ 層を形成した。これを６８０℃のアルミダイカス
トマシーンに取付け、１５０時間連続使用した。その結
果、レードルに全く溶損は見られなかった。従って、こ
のようにして形成したＦｅ2Ｂ 層はアルミ浴中で耐食性
に優れるばかりでなく、クラックや剥離も生ぜず信頼性
にも優れていることが確認できた。
ストマシーンで用いられる容量が１.６kg のものを用い
て実験を行った。材質はねずみ鋳鉄で、全面にホーニン
グ加工を行って表面粗さをＲmax２.５μｍとした。これ
を溶融Ｎａ2Ｂ4Ｏ7 に２０重量％のＦｅ−Ｍｎの金属粉
末を添加した塩浴に浸漬して硼化物処理を行った。塩浴
の温度は、１０００℃とし、８時間保持したのち油冷
し、６５０℃の温度で焼戻し、表面に約１００μｍのＦ
ｅ2Ｂ 層を形成した。これを６８０℃のアルミダイカス
トマシーンに取付け、１５０時間連続使用した。その結
果、レードルに全く溶損は見られなかった。従って、こ
のようにして形成したＦｅ2Ｂ 層はアルミ浴中で耐食性
に優れるばかりでなく、クラックや剥離も生ぜず信頼性
にも優れていることが確認できた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、レードルの基材である
金属材料が溶融アルミニウムに侵されにくくなるので、
長寿命のアルミ溶解炉用レードルが提供できる。
金属材料が溶融アルミニウムに侵されにくくなるので、
長寿命のアルミ溶解炉用レードルが提供できる。
【図１】５００℃で試験した母材とＶＣ層の断面ＳＥＭ
写真（５００倍）。
写真（５００倍）。
【図２】６００℃で試験した母材とＶＣ層の断面ＳＥＭ
写真（５００倍）。
写真（５００倍）。
【図３】アルミダイカスト用レードルの側断面図。
【図４】アルミダイカスト用レードルの斜視図。
１…ＶＣ層、２…母材、３…反応層、４…汲み入れ部、
５…流し込み部、６…取付け金具。
５…流し込み部、６…取付け金具。
Claims (3)
- 【請求項１】溶融アルミニウムを運搬するためのレード
ルにおいて、 前記レードルが金属材料からなり、かつ該金属材料の表
面の少なくとも一部が、該金属材料を含む炭化物、また
は硼化物のどちらか一方または両方からなる化合物によ
り被覆されていることを特徴とするレードル。 - 【請求項２】請求項１記載の金属材料が鉄系材料である
ことを特徴とするレードル。 - 【請求項３】溶融アルミニウムを運搬するための金属か
らなるレードルの製造方法において、 溶融硼酸ナトリウムに少なくとも１種の金属粉末を添加
した塩浴中に、前記レードルを浸漬することにより、該
レードルの表面に前記金属粉末の成分を含む炭化物また
は硼化物からなる皮膜を設けることを特徴とするレード
ルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23738396A JPH1058122A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アルミ溶解炉用レードル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23738396A JPH1058122A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アルミ溶解炉用レードル及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058122A true JPH1058122A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=17014582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23738396A Pending JPH1058122A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アルミ溶解炉用レードル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1058122A (ja) |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP23738396A patent/JPH1058122A/ja active Pending
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