JPH1071675A - 非鉄金属溶湯部材 - Google Patents
非鉄金属溶湯部材Info
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- JPH1071675A JPH1071675A JP26647996A JP26647996A JPH1071675A JP H1071675 A JPH1071675 A JP H1071675A JP 26647996 A JP26647996 A JP 26647996A JP 26647996 A JP26647996 A JP 26647996A JP H1071675 A JPH1071675 A JP H1071675A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム、亜鉛、銅等の非鉄金属溶湯に
溶損されにくい溶湯部材にかかわる。 【解決方法】 金属基材表面に耐酸化性金属を被覆し、
該溶射膜を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなると共
に、該溶射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなること
を特徴とする。
溶損されにくい溶湯部材にかかわる。 【解決方法】 金属基材表面に耐酸化性金属を被覆し、
該溶射膜を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなると共
に、該溶射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非鉄金属溶湯部材にか
かわり、さらに詳しくは、アルミニウム、亜鉛、銅等の
非鉄金属溶湯に溶損されにくい溶湯部材にかかわるもの
である。
かわり、さらに詳しくは、アルミニウム、亜鉛、銅等の
非鉄金属溶湯に溶損されにくい溶湯部材にかかわるもの
である。
【０００２】
【従来の技術】非鉄金属の溶湯部材、つまり熱電対保護
管のように溶湯の中に浸漬される部材、金型のように溶
湯が接触する部材には従来から一般にセラミックや窒化
した鉄鋼材料が使用されており、とくに浸漬部材にはセ
ラミックが、接触部材には窒化鋼が多く用いられてい
る。これらの材料でセラミックは高価で破損しやすいの
が欠点であり、窒化鋼は溶湯に溶損されやすいのが欠点
である。
管のように溶湯の中に浸漬される部材、金型のように溶
湯が接触する部材には従来から一般にセラミックや窒化
した鉄鋼材料が使用されており、とくに浸漬部材にはセ
ラミックが、接触部材には窒化鋼が多く用いられてい
る。これらの材料でセラミックは高価で破損しやすいの
が欠点であり、窒化鋼は溶湯に溶損されやすいのが欠点
である。
【０００３】
【発明が解決する課題】本発明は、かかる問題点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、アルミニ
ウム、亜鉛、銅等の非鉄金属溶湯に対して顕著な耐溶損
性を有する溶湯部材の新規な構造を提供せんとするもの
である。
てなされたもので、その目的とするところは、アルミニ
ウム、亜鉛、銅等の非鉄金属溶湯に対して顕著な耐溶損
性を有する溶湯部材の新規な構造を提供せんとするもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点は次の手段に
よって解決される。すなわち、 １． Ｆｅ基材料からなる基材表面に高温酸化膜、ある
いは高温酸窒化膜を形成し、該膜の上にセラミック塗膜
を被覆してなることを特徴とする非鉄金属溶湯部材。 ２． 上記Ｆｅ基材料がＦｅ−Ｃｒ系合金で、Ｃｒ量が
５〜５０ｗｔ％である１に記載の溶湯部材。 ３． 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、該溶射膜
の上にセラミック塗膜を被覆してなることを特徴とする
非鉄金属溶湯部材。 ４． 上記耐酸化性金属がＦｅ−（ＡＬ，Ｓｉ）−Ｃｒ
系合金であって、Ｃｒ量が５〜５０％、ＡＬあるいはＳ
ｉが１％以上である３に記載の溶湯部材。 ５． 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、該溶射膜
を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなることを特徴と
する非鉄金属溶湯部材。 ６． 金属基材表面に耐酸化性金属を被覆し、該溶射膜
を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなると共に、該溶
射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなることを特徴と
する非鉄金属溶湯部材。 ７． 上記耐酸化性金属がＦｅ−Ｃｒ系合金であって、
Ｃｒ量が５〜５０ｗｔ％である５あるいは６に記載の非
鉄金属溶湯部材。
よって解決される。すなわち、 １． Ｆｅ基材料からなる基材表面に高温酸化膜、ある
いは高温酸窒化膜を形成し、該膜の上にセラミック塗膜
を被覆してなることを特徴とする非鉄金属溶湯部材。 ２． 上記Ｆｅ基材料がＦｅ−Ｃｒ系合金で、Ｃｒ量が
５〜５０ｗｔ％である１に記載の溶湯部材。 ３． 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、該溶射膜
の上にセラミック塗膜を被覆してなることを特徴とする
非鉄金属溶湯部材。 ４． 上記耐酸化性金属がＦｅ−（ＡＬ，Ｓｉ）−Ｃｒ
系合金であって、Ｃｒ量が５〜５０％、ＡＬあるいはＳ
ｉが１％以上である３に記載の溶湯部材。 ５． 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、該溶射膜
を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなることを特徴と
する非鉄金属溶湯部材。 ６． 金属基材表面に耐酸化性金属を被覆し、該溶射膜
を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなると共に、該溶
射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなることを特徴と
する非鉄金属溶湯部材。 ７． 上記耐酸化性金属がＦｅ−Ｃｒ系合金であって、
Ｃｒ量が５〜５０ｗｔ％である５あるいは６に記載の非
鉄金属溶湯部材。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明で酸化膜とは、５００℃以
上の高温酸化による酸化膜を意味する。高温酸化膜の組
成は、通常、炭素鋼では、部材に接してＦｅＯに代表さ
れるＭＯ系の酸化膜、さらにこの上にＦｅ３Ｏ４に代表
されるＭ３Ｏ４系，あるいはさらにこの上にＦｅ２Ｏ３
に代表されるＭ２Ｏ３系の酸化膜からなるようである。
クロム鋼では、最表面にＦｅ２Ｏ３に代表されるＭ２Ｏ
３系の酸化膜、その下にＦｅ３Ｏ４に代表されるＭ３Ｏ
４系，その下に、ＦｅＯに代表されるＭＯ系の酸化膜、
あるいはＭＯ・Ｃｒ２Ｏ３系酸化物が生成されているよ
うである。クロムが高くなると（１５％あたにから）、
ＭＯ・Ｃｒ２Ｏ３系酸化物の下にＣｒ２Ｏ３系酸化物が
生成されているようである。ニッケル・クロムステンレ
ス鋼、インコネル合金等については正確な組成は不確か
ある。
上の高温酸化による酸化膜を意味する。高温酸化膜の組
成は、通常、炭素鋼では、部材に接してＦｅＯに代表さ
れるＭＯ系の酸化膜、さらにこの上にＦｅ３Ｏ４に代表
されるＭ３Ｏ４系，あるいはさらにこの上にＦｅ２Ｏ３
に代表されるＭ２Ｏ３系の酸化膜からなるようである。
クロム鋼では、最表面にＦｅ２Ｏ３に代表されるＭ２Ｏ
３系の酸化膜、その下にＦｅ３Ｏ４に代表されるＭ３Ｏ
４系，その下に、ＦｅＯに代表されるＭＯ系の酸化膜、
あるいはＭＯ・Ｃｒ２Ｏ３系酸化物が生成されているよ
うである。クロムが高くなると（１５％あたにから）、
ＭＯ・Ｃｒ２Ｏ３系酸化物の下にＣｒ２Ｏ３系酸化物が
生成されているようである。ニッケル・クロムステンレ
ス鋼、インコネル合金等については正確な組成は不確か
ある。
【０００６】高温酸化膜の中で、とくに水蒸気を含んだ
雰囲気での酸化膜はとりわけ優れた耐溶損性を発揮す
る。理由は不明であるが、耐溶損性は上記した通常の高
温酸化膜に比較して少なくとも約１．５倍程度向上す
る。水蒸気を含んだ雰囲気とは、雰囲気に水蒸気を加え
た雰囲気、および雰囲気中の反応によって水蒸気が生成
される雰囲気、例えば雰囲気中に含まれた水素が燃焼し
て水を生成するような場合を意味する。石油や天然ガス
の燃焼雰囲気もこれにあたる。水蒸気を含んだ雰囲気で
の酸化膜の場合、上記した酸化膜は黒変し、酸化膜の組
成も変化してくるものと推察されるが、正確な組成は不
明である。
雰囲気での酸化膜はとりわけ優れた耐溶損性を発揮す
る。理由は不明であるが、耐溶損性は上記した通常の高
温酸化膜に比較して少なくとも約１．５倍程度向上す
る。水蒸気を含んだ雰囲気とは、雰囲気に水蒸気を加え
た雰囲気、および雰囲気中の反応によって水蒸気が生成
される雰囲気、例えば雰囲気中に含まれた水素が燃焼し
て水を生成するような場合を意味する。石油や天然ガス
の燃焼雰囲気もこれにあたる。水蒸気を含んだ雰囲気で
の酸化膜の場合、上記した酸化膜は黒変し、酸化膜の組
成も変化してくるものと推察されるが、正確な組成は不
明である。
【０００７】加熱雰囲気は、必ずしも酸化雰囲気のみに
限定されるものではなく、アンモニア、窒素等の存在す
る窒化雰囲気でもよいし、あるいは窒化雰囲気や、水
素、一酸化炭素等のいわゆる還元ガス雰囲気でも、これ
らの雰囲気に水蒸気を共存させることにより、弱酸化性
雰囲気になり酸化膜あるいは酸窒化膜が形成される。
限定されるものではなく、アンモニア、窒素等の存在す
る窒化雰囲気でもよいし、あるいは窒化雰囲気や、水
素、一酸化炭素等のいわゆる還元ガス雰囲気でも、これ
らの雰囲気に水蒸気を共存させることにより、弱酸化性
雰囲気になり酸化膜あるいは酸窒化膜が形成される。
【０００８】酸化物、炭化物、窒化物、ホー化物等々の
セラミックのフィラーとケイ酸塩、リン酸塩、クロム
酸、クロム酸塩、各種ゾルーゲル類等のいわゆるセラミ
ックバインダーを混合して調製したスラリー状のセラミ
ック塗料の塗膜は非鉄金属溶湯に対して優れた耐溶損性
を発揮する。上記高温酸化膜（水蒸気を含んだ雰囲気で
の高温酸化膜も含む）にセラミック塗膜を被覆すると更
に優れた耐溶損性を発揮する。セラミック塗膜は高温酸
化膜に優れた密着性を発揮する。これは高温酸化膜（水
蒸気を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含む）は微細な多
孔体でかつ表面が粗面化しているのでセラミック塗料が
微細な多孔部に浸透して強固な機械的結合が得られるこ
とによるものと推察される。またセラミック塗膜と高温
酸化膜が高温で反応して結合力が強くなることにもよる
ものと推察される。高温酸化膜処理は塗膜の結合力を向
上させるための一つの手段でもある。
セラミックのフィラーとケイ酸塩、リン酸塩、クロム
酸、クロム酸塩、各種ゾルーゲル類等のいわゆるセラミ
ックバインダーを混合して調製したスラリー状のセラミ
ック塗料の塗膜は非鉄金属溶湯に対して優れた耐溶損性
を発揮する。上記高温酸化膜（水蒸気を含んだ雰囲気で
の高温酸化膜も含む）にセラミック塗膜を被覆すると更
に優れた耐溶損性を発揮する。セラミック塗膜は高温酸
化膜に優れた密着性を発揮する。これは高温酸化膜（水
蒸気を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含む）は微細な多
孔体でかつ表面が粗面化しているのでセラミック塗料が
微細な多孔部に浸透して強固な機械的結合が得られるこ
とによるものと推察される。またセラミック塗膜と高温
酸化膜が高温で反応して結合力が強くなることにもよる
ものと推察される。高温酸化膜処理は塗膜の結合力を向
上させるための一つの手段でもある。
【０００９】セラミック塗膜の密着性の改良には、溶射
も極めて有効である。母材金属に耐熱金属、あるいはセ
ラミックを溶射してセラミック塗膜を塗着すると、塗膜
は溶射膜の気孔に浸透して、一種の根を張った状態で塗
着するために溶湯に浸漬しても剥離することがない。溶
射材料は、耐熱金属、セラミックいずれでもよい。とく
にセラミックの場合、これ単独でも非鉄金属に耐溶損性
があるが、溶湯浸漬時の急激な熱衝撃で割れたり、剥離
することがあるが、セラミック溶射膜の上にセラミック
塗膜を形成することで、溶湯浸漬時の急激な熱衝撃によ
るセラミック溶射膜の割れ、剥離に効果がある。耐熱金
属には（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｃｒ系、（Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｃｏ）−Ｃｒ−（ＡＬ，Ｓｉ，Ｙ）系等の金属がとくに
有効である。セラミック溶射膜の材質は、加熱、冷却時
の割れ、剥離を防ぐために、線膨張係数が母材金属の線
膨張係数と同等か、あるいは多少小さい材質を選定する
方がよい。母材金属が鉄鋼材料の場合、ジルコニア、ア
ルミナ、クロミア、シリカ、等が単独あるいはこれらが
適度に混合、あるいはその他の酸化物、窒化物、炭化物
セラミック等が適度に混合された組成がよい。あるいは
線膨張係数のことなるセラミック層が多層に溶射された
ものでもよい。
も極めて有効である。母材金属に耐熱金属、あるいはセ
ラミックを溶射してセラミック塗膜を塗着すると、塗膜
は溶射膜の気孔に浸透して、一種の根を張った状態で塗
着するために溶湯に浸漬しても剥離することがない。溶
射材料は、耐熱金属、セラミックいずれでもよい。とく
にセラミックの場合、これ単独でも非鉄金属に耐溶損性
があるが、溶湯浸漬時の急激な熱衝撃で割れたり、剥離
することがあるが、セラミック溶射膜の上にセラミック
塗膜を形成することで、溶湯浸漬時の急激な熱衝撃によ
るセラミック溶射膜の割れ、剥離に効果がある。耐熱金
属には（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｃｒ系、（Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｃｏ）−Ｃｒ−（ＡＬ，Ｓｉ，Ｙ）系等の金属がとくに
有効である。セラミック溶射膜の材質は、加熱、冷却時
の割れ、剥離を防ぐために、線膨張係数が母材金属の線
膨張係数と同等か、あるいは多少小さい材質を選定する
方がよい。母材金属が鉄鋼材料の場合、ジルコニア、ア
ルミナ、クロミア、シリカ、等が単独あるいはこれらが
適度に混合、あるいはその他の酸化物、窒化物、炭化物
セラミック等が適度に混合された組成がよい。あるいは
線膨張係数のことなるセラミック層が多層に溶射された
ものでもよい。
【００１０】溶射金属は、高温酸化膜処理（水蒸気を含
んだ雰囲気での高温酸化膜も含む），酸窒化処理すると
耐溶損性は更に向上する。また高温酸化膜処理（水蒸気
を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含む）、酸窒化処理す
ると、溶射膜単独で耐溶損性を発揮する。溶射膜に高温
酸化膜処理（水蒸気を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含
む）、酸窒化処理をしたとき、溶射層の気孔内部まで酸
化、酸窒化され、気孔内がこれらの酸化、酸窒化膜で埋
められ、被膜厚さが厚くなり、耐溶損性に関しては直接
金属部材に形成したものよりも有利になる。高温酸化膜
処理、酸窒化処理する場合、溶射金属の組成は、耐酸化
性金属のほか、通常の炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等すべての
鉄系、ニッケル系、コバルト系金属を使用できる。これ
らの中でとくに鉄系金属が好ましい。
んだ雰囲気での高温酸化膜も含む），酸窒化処理すると
耐溶損性は更に向上する。また高温酸化膜処理（水蒸気
を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含む）、酸窒化処理す
ると、溶射膜単独で耐溶損性を発揮する。溶射膜に高温
酸化膜処理（水蒸気を含んだ雰囲気での高温酸化膜も含
む）、酸窒化処理をしたとき、溶射層の気孔内部まで酸
化、酸窒化され、気孔内がこれらの酸化、酸窒化膜で埋
められ、被膜厚さが厚くなり、耐溶損性に関しては直接
金属部材に形成したものよりも有利になる。高温酸化膜
処理、酸窒化処理する場合、溶射金属の組成は、耐酸化
性金属のほか、通常の炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等すべての
鉄系、ニッケル系、コバルト系金属を使用できる。これ
らの中でとくに鉄系金属が好ましい。
【００１１】上記したようにセラミック塗膜のバインダ
ーには、ケイ酸塩、リン酸塩、クロム酸、クロム酸塩、
各種ゾルーゲル類等のいわゆるセラミックバインダー全
般を使用できるが、ケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等が、リン酸塩には、リン酸ア
ルミニウム等が、ゾルーゲルには、アルミナゾル等が好
適に使用できる。
ーには、ケイ酸塩、リン酸塩、クロム酸、クロム酸塩、
各種ゾルーゲル類等のいわゆるセラミックバインダー全
般を使用できるが、ケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等が、リン酸塩には、リン酸ア
ルミニウム等が、ゾルーゲルには、アルミナゾル等が好
適に使用できる。
【００１２】母材金属の組成は、通常の炭素鋼、特殊
鋼、鋳鉄およびインコネル等のＮｉ合金等、通常この種
の用途に使用されているすべての組成を使用できるが、
本発明は高価な合金を使用しなくても耐溶損性が発揮さ
れるのが特徴であるので、安価な鉄系合金を好適に使用
できる。
鋼、鋳鉄およびインコネル等のＮｉ合金等、通常この種
の用途に使用されているすべての組成を使用できるが、
本発明は高価な合金を使用しなくても耐溶損性が発揮さ
れるのが特徴であるので、安価な鉄系合金を好適に使用
できる。
【００１３】高温酸化膜の厚さは、１０〜５００ミクロ
ンの範囲が最も好ましい。厚さが上限を越えると、被膜
が剥離しやすくなる。下限未満では溶湯に対する耐溶損
効果が小さい。セラミック塗膜の厚さは５０〜１０００
ミクロンの範囲が最も好ましい。厚さが上限を越える
と、被膜が剥離しやすくなる。下限未満では溶湯に対す
る耐溶損効果が小さい。溶射膜の厚さは、金属溶射膜の
厚さには特別な制約はないが、セラミック溶射の場合、
１０〜１０００ミクロンの範囲が最も好ましい。厚さが
上限を越えると、被膜が剥離しやすくなる。下限未満で
はセラミック塗膜の密着効果が小さい。
ンの範囲が最も好ましい。厚さが上限を越えると、被膜
が剥離しやすくなる。下限未満では溶湯に対する耐溶損
効果が小さい。セラミック塗膜の厚さは５０〜１０００
ミクロンの範囲が最も好ましい。厚さが上限を越える
と、被膜が剥離しやすくなる。下限未満では溶湯に対す
る耐溶損効果が小さい。溶射膜の厚さは、金属溶射膜の
厚さには特別な制約はないが、セラミック溶射の場合、
１０〜１０００ミクロンの範囲が最も好ましい。厚さが
上限を越えると、被膜が剥離しやすくなる。下限未満で
はセラミック塗膜の密着効果が小さい。
【００１４】本発明の非鉄金属溶湯部材とは、溶湯に直
接浸漬される部材、及び溶湯に直接浸漬されることはな
いが溶湯が表面に接触する部位に使用される部材を総称
するものである。
接浸漬される部材、及び溶湯に直接浸漬されることはな
いが溶湯が表面に接触する部位に使用される部材を総称
するものである。
【００１５】
実施例１ 図に示す断面構造の部材をアルミニウム溶湯に直接浸漬
して耐溶損性を調べた。 部材の材質： フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３
０）。 部材の寸法： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［図１の構造］図１は、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理したものである。１は部材、２は
高温酸化膜である。 ［図２の構造］図２は図１の構造の酸化膜の上に下記組
成のセラミック塗膜３００μｍを塗着したものである。
１は部材、２は高温酸化膜，３はセラミック塗膜。 ［セラミック塗料の組成］フィラーとして粒度１０ミク
ロン以下のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ
粉末とシリカ粉末の重量比率は、７：３ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［図３の構造］図３は部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３Ａ
Ｌ鋼を０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに図２
のセラミック塗料を３００μｍを塗着したものである。
１は部材、３はセラミック塗膜、４は溶射膜。セラミッ
ク塗膜は図２と同じ条件（乾燥後、６００℃で１時間加
熱して炉冷）で塗着した。 ［図４の構造］図４は部材表面にＦｅ−１７Ｃｒ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理したものである。１は部材、５は
酸化した溶射金属層である。 ［図５の構造］図５は部材表面にＦｅ−１７Ｃｒ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理し、さらに酸化膜の上に図２のセ
ラミック塗料を３００μｍを塗着し、乾燥した後、６０
０℃で１時間加熱して炉冷したものである。１は部材、
３はセラミック塗料、５は酸化した溶射金属層である。 ［図６の構造］図６は部材表面に下記組成のセラミック
を０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに図２のセ
ラミック塗料を３００μｍを塗着したものである。１は
部材、３はセラミック塗膜、４は溶射膜。セラミック塗
膜は図２と同じ条件（乾燥後、６００℃で１時間加熱し
て炉冷）で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］図１〜６の構造の部材を７５０℃のＡ１
−Ｓｉ溶湯に１０時間浸漬した。なお、比較のために無
処理の部材もテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ） ［結果］ＳＵＳ４３０そのままの部材は３時間で溶融消
失した。処理部材の溶損量は下記の通り。 本発明の溶湯部材は、アルミニウム溶湯に対して極めて
優れた耐溶損性を有することが確認できた。
して耐溶損性を調べた。 部材の材質： フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３
０）。 部材の寸法： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［図１の構造］図１は、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理したものである。１は部材、２は
高温酸化膜である。 ［図２の構造］図２は図１の構造の酸化膜の上に下記組
成のセラミック塗膜３００μｍを塗着したものである。
１は部材、２は高温酸化膜，３はセラミック塗膜。 ［セラミック塗料の組成］フィラーとして粒度１０ミク
ロン以下のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ
粉末とシリカ粉末の重量比率は、７：３ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［図３の構造］図３は部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３Ａ
Ｌ鋼を０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに図２
のセラミック塗料を３００μｍを塗着したものである。
１は部材、３はセラミック塗膜、４は溶射膜。セラミッ
ク塗膜は図２と同じ条件（乾燥後、６００℃で１時間加
熱して炉冷）で塗着した。 ［図４の構造］図４は部材表面にＦｅ−１７Ｃｒ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理したものである。１は部材、５は
酸化した溶射金属層である。 ［図５の構造］図５は部材表面にＦｅ−１７Ｃｒ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、プロパンガス燃焼炉で、１００
０℃で１時間酸化処理し、さらに酸化膜の上に図２のセ
ラミック塗料を３００μｍを塗着し、乾燥した後、６０
０℃で１時間加熱して炉冷したものである。１は部材、
３はセラミック塗料、５は酸化した溶射金属層である。 ［図６の構造］図６は部材表面に下記組成のセラミック
を０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに図２のセ
ラミック塗料を３００μｍを塗着したものである。１は
部材、３はセラミック塗膜、４は溶射膜。セラミック塗
膜は図２と同じ条件（乾燥後、６００℃で１時間加熱し
て炉冷）で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］図１〜６の構造の部材を７５０℃のＡ１
−Ｓｉ溶湯に１０時間浸漬した。なお、比較のために無
処理の部材もテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ） ［結果］ＳＵＳ４３０そのままの部材は３時間で溶融消
失した。処理部材の溶損量は下記の通り。 本発明の溶湯部材は、アルミニウム溶湯に対して極めて
優れた耐溶損性を有することが確認できた。
【００１６】
実施例２ 下記３種類の構造の部材を亜鉛溶湯に直接浸漬して耐溶
損性を調べた。 部材の材質 ： オーステナイト系ステンレス鋼。 部材の寸法 ： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［１の構造］１０５０℃で１時間，ＮＨ３＋水蒸気混合
ガスで酸窒化した後、炉冷した。 ［２の構造］部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３ＡＬ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上に下記２種類の組成
のセラミック塗膜を積層して塗着したもの。下地層２０
０μｍ、表面層１００μｍ。 ［セラミック塗料の組成］ ［下地層塗膜の組成］フィラーとして粒度１０ミクロン
のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ粉末とシ
リカ粉末の重量比率は、４：６ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［表面層塗膜の組成］フィラーとして粒度１０ミクロン
以下のアルミナ粉末を使用。バインダーとしてリン酸ア
ルミニウムを使用。フィラーとリン酸アルミニウムを
６：４の割合で混合。上記組成の塗料を下地層の上に塗
着し、乾燥した後、５００℃で１時間加熱して炉冷し
た。 ［３の構造］部材表面に下記組成のセラミックを０．３
ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに上記２の構造のセ
ラミック塗料を積層して塗着したものである。セラミッ
ク塗膜は２と同じ厚さ、条件で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］上記１〜３の構造の部材を６５０℃の亜
鉛溶湯に２０時間浸漬した。なお、比較のために無処理
の部材もテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ）で評価した。 ［結果］ＳＵＳ３０４そのままの部材は１５時間で溶け
て消失。他の処理部材は下記の通り。 本発明の溶湯部材は、亜鉛溶湯に対して極めて優れた耐
溶損性を有することが確認できた。
損性を調べた。 部材の材質 ： オーステナイト系ステンレス鋼。 部材の寸法 ： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［１の構造］１０５０℃で１時間，ＮＨ３＋水蒸気混合
ガスで酸窒化した後、炉冷した。 ［２の構造］部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３ＡＬ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上に下記２種類の組成
のセラミック塗膜を積層して塗着したもの。下地層２０
０μｍ、表面層１００μｍ。 ［セラミック塗料の組成］ ［下地層塗膜の組成］フィラーとして粒度１０ミクロン
のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ粉末とシ
リカ粉末の重量比率は、４：６ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［表面層塗膜の組成］フィラーとして粒度１０ミクロン
以下のアルミナ粉末を使用。バインダーとしてリン酸ア
ルミニウムを使用。フィラーとリン酸アルミニウムを
６：４の割合で混合。上記組成の塗料を下地層の上に塗
着し、乾燥した後、５００℃で１時間加熱して炉冷し
た。 ［３の構造］部材表面に下記組成のセラミックを０．３
ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに上記２の構造のセ
ラミック塗料を積層して塗着したものである。セラミッ
ク塗膜は２と同じ厚さ、条件で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］上記１〜３の構造の部材を６５０℃の亜
鉛溶湯に２０時間浸漬した。なお、比較のために無処理
の部材もテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ）で評価した。 ［結果］ＳＵＳ３０４そのままの部材は１５時間で溶け
て消失。他の処理部材は下記の通り。 本発明の溶湯部材は、亜鉛溶湯に対して極めて優れた耐
溶損性を有することが確認できた。
【００１７】
実施例３ 下記３種類の構造の部材を黄銅溶湯に直接浸漬して耐溶
損性を調べた。 部材の材質： フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４０
３）。 部材の寸法： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［１の構造］部材をプロパンガス燃焼炉で、１０００℃
で１時間酸化処理した後、酸化膜の上に下記組成のセラ
ミック塗膜３００μｍを塗着したものである。 ［セラミック塗料の組成］フィラーとして粒度１０ミク
ロン以下のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ
粉末とシリカ粉末の重量比率は、７：３ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［２の構造］部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３ＡＬ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上に上記１の組成のセ
ラミック塗膜を塗着したもの。塗膜は１と同じ厚さ、条
件で塗着した。 ［３の構造］部材表面に下記組成のセラミックを０．３
ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに上記１の組成のセ
ラミック塗料を塗着したものである。塗膜は１と同じ厚
さ、条件で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］１〜３の構造の部材を１１００℃に保持
した黄銅溶湯に２００時間浸漬した。なお、比較のため
に無処理の部材およびセラミック塗料を塗着しないセラ
ミック溶射だけの試料も作成してテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ）で評価した。 ［結果］無処理のＳＵＳ４０３そのままの部材は１時間
で溶けて消失した。 本発明の溶湯部材は、黄銅溶湯に対しても極めて優れた
耐溶損性を有することが確認できた。とくに１，３の構
造は顕著な耐溶損性を示した。また、セラミック塗膜は
溶湯浸漬時のセラミック溶射膜の剥離防止に顕著な効果
があった．
損性を調べた。 部材の材質： フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４０
３）。 部材の寸法： 直径１０ｍｍ×２００ｍｍ長さ ［１の構造］部材をプロパンガス燃焼炉で、１０００℃
で１時間酸化処理した後、酸化膜の上に下記組成のセラ
ミック塗膜３００μｍを塗着したものである。 ［セラミック塗料の組成］フィラーとして粒度１０ミク
ロン以下のアルミナ粉末、シリカ粉末を使用。アルミナ
粉末とシリカ粉末の重量比率は、７：３ バインダーとしてケイ酸ソーダーを使用。フィラーとケ
イ酸ソーダーを６：４の割合で混合。上記組成の塗料を
酸化膜の上に塗着し、乾燥した後、６００℃で１時間加
熱して炉冷した。 ［２の構造］部材表面にＦｅ−１５Ｃｒ−３ＡＬ鋼を
０．３ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上に上記１の組成のセ
ラミック塗膜を塗着したもの。塗膜は１と同じ厚さ、条
件で塗着した。 ［３の構造］部材表面に下記組成のセラミックを０．３
ｍｍ厚さ溶射し、溶射膜の上にさらに上記１の組成のセ
ラミック塗料を塗着したものである。塗膜は１と同じ厚
さ、条件で塗着した。 セラミック溶射膜の組成（ｗｔ％）： シリカ ： ６０ アルミナ： ３４ 酸化鉄： ３ カルシア： １．５ その他 ：１．５ ［浸漬テスト］１〜３の構造の部材を１１００℃に保持
した黄銅溶湯に２００時間浸漬した。なお、比較のため
に無処理の部材およびセラミック塗料を塗着しないセラ
ミック溶射だけの試料も作成してテストした。 ［評価］丸棒半径の溶損量（ｍｍ）で評価した。 ［結果］無処理のＳＵＳ４０３そのままの部材は１時間
で溶けて消失した。 本発明の溶湯部材は、黄銅溶湯に対しても極めて優れた
耐溶損性を有することが確認できた。とくに１，３の構
造は顕著な耐溶損性を示した。また、セラミック塗膜は
溶湯浸漬時のセラミック溶射膜の剥離防止に顕著な効果
があった．
【００１８】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明は非鉄金属
溶湯に対して優れた耐溶損性を有し、非鉄金属鋳造分野
の熱電対保護管、ヒーターチューブ、ノロこし、ダイキ
ャストシリンダー、ピストンヘッド、ダイキャスト金
型、溶湯移送管、溶湯ポンプ、溶解キルンの内張等に対
して顕著な効果が期待できるものである。
溶湯に対して優れた耐溶損性を有し、非鉄金属鋳造分野
の熱電対保護管、ヒーターチューブ、ノロこし、ダイキ
ャストシリンダー、ピストンヘッド、ダイキャスト金
型、溶湯移送管、溶湯ポンプ、溶解キルンの内張等に対
して顕著な効果が期待できるものである。
【図１】図１は、部材を高温酸化した実施例の説明図。
【図２】図２は、部材の高温酸化膜の上にセラミック塗
膜を塗着した実施例の説明図。
膜を塗着した実施例の説明図。
【図３】図３は、部材表面に耐酸化性金属を溶射し、溶
射膜の上にセラミック塗料を塗着した実施例の説明図。
射膜の上にセラミック塗料を塗着した実施例の説明図。
【図４】図４は、部材表面に耐酸化性金属を溶射し、溶
射膜を高温酸化した実施例の説明図。
射膜を高温酸化した実施例の説明図。
【図５】図５は、部材表面に耐酸化性金属を溶射し、溶
射膜を高温酸化し、さらに酸化膜の上にセラミック塗料
を塗着した実施例の説明図。
射膜を高温酸化し、さらに酸化膜の上にセラミック塗料
を塗着した実施例の説明図。
【図６】図６は、部材表面にセラミックを溶射し、溶射
膜の上にセラミック塗料を塗着した実施例の説明図。
膜の上にセラミック塗料を塗着した実施例の説明図。
１… 部材 ２… 高温酸化膜 ３…セラミッ
ク塗膜 ４… 溶射膜 ５…酸化した溶射金属層
ク塗膜 ４… 溶射膜 ５…酸化した溶射金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｆｅ基材料からなる基材表面に高温酸化
膜、あるいは高温酸窒化膜を形成し、該膜の上にセラミ
ック塗膜を被覆してなることを特徴とする非鉄金属溶湯
部材。 - 【請求項２】 上記Ｆｅ基材料がＦｅ−Ｃｒ系合金で、
Ｃｒ量が５〜５０ｗｔ％である請求項１に記載の溶湯部
材。 - 【請求項３】 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、
該溶射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなることを特
徴とする非鉄金属溶湯部材。 - 【請求項４】 上記耐酸化性金属がＦｅ−（ＡＬ，Ｓ
ｉ）−Ｃｒ系合金であって、Ｃｒ量が５〜５０％、ＡＬ
あるいはＳｉが１％以上である請求項３に記載の溶湯部
材。 - 【請求項５】 金属基材表面に耐酸化性金属を溶射し、
該溶射膜を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなること
を特徴とする非鉄金属溶湯部材。 - 【請求項６】 金属基材表面に耐酸化性金属を被覆し、
該溶射膜を酸化処理、あるいは酸窒化処理してなると共
に、該溶射膜の上にセラミック塗膜を被覆してなること
を特徴とする非鉄金属溶湯部材。 - 【請求項７】 上記耐酸化性金属がＦｅ−Ｃｒ系合金で
あって、Ｃｒ量が５〜５０ｗｔ％である請求項５あるい
は６に記載の非鉄金属溶湯部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26647996A JPH1071675A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 非鉄金属溶湯部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26647996A JPH1071675A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 非鉄金属溶湯部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1071675A true JPH1071675A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=17431509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26647996A Pending JPH1071675A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 非鉄金属溶湯部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1071675A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6343728B1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-06-13 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP6343729B1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-06-13 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2018186078A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP6484380B1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-03-13 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
| JP6484381B1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-03-13 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
| JP2019215992A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2019215991A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| US11261515B2 (en) | 2017-10-23 | 2022-03-01 | Nippon Steel & Sumikin Hardfacing Co., Ltd. | Method for producing member for molten metal bath |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP26647996A patent/JPH1071675A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6343728B1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-06-13 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP6343729B1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-06-13 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2018120856A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-08-02 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2018120855A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-08-02 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2018186078A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| US11261515B2 (en) | 2017-10-23 | 2022-03-01 | Nippon Steel & Sumikin Hardfacing Co., Ltd. | Method for producing member for molten metal bath |
| JP6484380B1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-03-13 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
| JP6484381B1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-03-13 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
| JP2019216077A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
| JP2019215992A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2019215991A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | 合金部材、セルスタック及びセルスタック装置 |
| JP2019216078A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 日本碍子株式会社 | セルスタック |
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