JPS60127067A - セラミツクス・金属複合体の製造法 - Google Patents
セラミツクス・金属複合体の製造法Info
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- JPS60127067A JPS60127067A JP23705083A JP23705083A JPS60127067A JP S60127067 A JPS60127067 A JP S60127067A JP 23705083 A JP23705083 A JP 23705083A JP 23705083 A JP23705083 A JP 23705083A JP S60127067 A JPS60127067 A JP S60127067A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐摩耗ローラやロールの胴部外殻材として用い
られる円筒状のセラミックス管金属複合体の製造方法に
関する。
られる円筒状のセラミックス管金属複合体の製造方法に
関する。
耐摩耗ローラやロールの胴部外殻材として、金属酸化物
、ケイ化物、窒化物、金属炭化物等の粒子（以下、セラ
ミックス粒子と称す。）と金属との複合体が用いられて
おり、その製造法として、セラミックス粒子を金属溶湯
中に投入、攪拌することによシ均−分散化を計かシ、そ
の後成形凝固させる方法や、容器内に粉末を充填してお
きこれに金属溶湯を圧入する方法等を挙げることができ
る。
、ケイ化物、窒化物、金属炭化物等の粒子（以下、セラ
ミックス粒子と称す。）と金属との複合体が用いられて
おり、その製造法として、セラミックス粒子を金属溶湯
中に投入、攪拌することによシ均−分散化を計かシ、そ
の後成形凝固させる方法や、容器内に粉末を充填してお
きこれに金属溶湯を圧入する方法等を挙げることができ
る。
しかし、大型の製品や円筒状の複合体を工業的に得るの
に適していないばかシか、セラミック粒子の稠密度が低
く耐摩耗性や断熱性にも劣るという欠点があった。
に適していないばかシか、セラミック粒子の稠密度が低
く耐摩耗性や断熱性にも劣るという欠点があった。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、耐摩耗ローラやロールの胴部外殻材として
使用されるセラミックス・金属複合体を工業的高生産性
の下で製造すると共に、セラミック粒子の充填率が高く
耐摩耗性や断熱性の優れた複合体の製造法を提供するに
あシ、その特徴とするところは、遠心力＠進用金型の内
周面に、セラミックス粒子と熱硬化性若しくは熱可塑性
の消失性結合剤との混合粉体を散布してセラミックス粉
体層を形成し、該セラミックス粉体層を加熱により硬状
若しくは軟状のセラミックス一体層とした後、前記金型
の回転下でセラミックス一体層の内面に溶融金属を注湯
し、前記消失性結合剤を燃焼、消失させると共にその消
失空隙に溶融金属を浸透させ、鋳造体の全部又はその外
表面側よシの肉厚の一部をセラミックス粒子の埋入した
金属浸透層とする点にある。
るところは、耐摩耗ローラやロールの胴部外殻材として
使用されるセラミックス・金属複合体を工業的高生産性
の下で製造すると共に、セラミック粒子の充填率が高く
耐摩耗性や断熱性の優れた複合体の製造法を提供するに
あシ、その特徴とするところは、遠心力＠進用金型の内
周面に、セラミックス粒子と熱硬化性若しくは熱可塑性
の消失性結合剤との混合粉体を散布してセラミックス粉
体層を形成し、該セラミックス粉体層を加熱により硬状
若しくは軟状のセラミックス一体層とした後、前記金型
の回転下でセラミックス一体層の内面に溶融金属を注湯
し、前記消失性結合剤を燃焼、消失させると共にその消
失空隙に溶融金属を浸透させ、鋳造体の全部又はその外
表面側よシの肉厚の一部をセラミックス粒子の埋入した
金属浸透層とする点にある。
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は、以下に述べる本発明の実施に使用する遠心力
鋳造装置の要部を示し、（１）は遠心力鋳造用金型、（
２）は湯止め用のバンド、（３）は回転ローラである。
鋳造装置の要部を示し、（１）は遠心力鋳造用金型、（
２）は湯止め用のバンド、（３）は回転ローラである。
本発明の実施に当り、予めセラミックス粒子と熱硬化性
若しくは熱可塑性の消失性結合剤との混合粉体を準備す
る。ここで、セラミックス粒子としては、５ｉｎ７、Ａ
／２０３、ＺｒＯ２，Ｂｏｏ等の酸化物、Ｔｉｅ、Ｓｉ
Ｏ等の炭化物、及びＴｉＮ、 Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物の
５０μｍ〜ＩＨの粒子を例示でき、また消失性結合剤の
うち、熱硬化性のものとしてフェノール樹脂、尿素樹脂
等を、熱可塑性のものとしてポリスチレン、ポリエチレ
ン等を挙げることができる。
若しくは熱可塑性の消失性結合剤との混合粉体を準備す
る。ここで、セラミックス粒子としては、５ｉｎ７、Ａ
／２０３、ＺｒＯ２，Ｂｏｏ等の酸化物、Ｔｉｅ、Ｓｉ
Ｏ等の炭化物、及びＴｉＮ、 Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物の
５０μｍ〜ＩＨの粒子を例示でき、また消失性結合剤の
うち、熱硬化性のものとしてフェノール樹脂、尿素樹脂
等を、熱可塑性のものとしてポリスチレン、ポリエチレ
ン等を挙げることができる。
前記セラミックス粒子と結合剤との混合割合については
、特に限定されないが、後述するセラミラミ体層が加熱
によシ一体層となれば足シ、通常結合剤は混合粉体の総
重量に対し２〜６チ程度で十分である。
、特に限定されないが、後述するセラミラミ体層が加熱
によシ一体層となれば足シ、通常結合剤は混合粉体の総
重量に対し２〜６チ程度で十分である。
次に、かかる混合粉体を遠心力鋳造用金型（１〕の内周
面に散布する。ここで、前記金型（１ンは予め前記消失
性結合剤が硬化若しくは軟化する温度、すなわち２００
℃前後に予熱しておく。前記混合粉体は１ず断面Ｕ字形
の散布樋（図示省略）に収納し、所定の回転下（’ＧＡ
で５０以上）の金型（１）の内部に挿入かつ反転するこ
とにより、金型（１）の内周面にセラミックス粉体層（
４）を形成する。このセラミックス粉体層（４）は金型
（１）の予熱により加熱され、セラミックス粒子間の粉
粒状の結合剤が相互に粘結し、セラミックス粒子が稠密
に充填され友硬状若しくけ軟状のセラミックス一体層と
なる。尚、前記セラミツメ乙体層の厚さとしては１〜６
朋とするが、その理由として、１朋未満では後述する金
属浸透層が薄くなり目的とするセラミックス・金属複合
体の耐摩耗性、断熱性等の必要特性の効果がイ０られ難
く、また５ ＭＭを越えて形成されると溶融金属の浸透
が不十分となシ外表面における複合体の４４質劣化が著
しい。
面に散布する。ここで、前記金型（１ンは予め前記消失
性結合剤が硬化若しくは軟化する温度、すなわち２００
℃前後に予熱しておく。前記混合粉体は１ず断面Ｕ字形
の散布樋（図示省略）に収納し、所定の回転下（’ＧＡ
で５０以上）の金型（１）の内部に挿入かつ反転するこ
とにより、金型（１）の内周面にセラミックス粉体層（
４）を形成する。このセラミックス粉体層（４）は金型
（１）の予熱により加熱され、セラミックス粒子間の粉
粒状の結合剤が相互に粘結し、セラミックス粒子が稠密
に充填され友硬状若しくけ軟状のセラミックス一体層と
なる。尚、前記セラミツメ乙体層の厚さとしては１〜６
朋とするが、その理由として、１朋未満では後述する金
属浸透層が薄くなり目的とするセラミックス・金属複合
体の耐摩耗性、断熱性等の必要特性の効果がイ０られ難
く、また５ ＭＭを越えて形成されると溶融金属の浸透
が不十分となシ外表面における複合体の４４質劣化が著
しい。
次に、セラミックス一体層が形成された金型（１）を所
定の同転にし所望の溶融金属を遠心鋳造する。
定の同転にし所望の溶融金属を遠心鋳造する。
前記注湯する金属としては、用途によシ高級鋳鉄、ダク
タイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等の鉄系金属又はｌ’、Ｏ
ｕ等の非鉄金属及びその合金を適宜選択する。金型（１
）の回転数としては通常の如＜ＧＡで４０゛〜２００と
する。低回転は非鉄系金属の場合に適す。このように、
溶融金属を遠心力鋳造する理由は、ｎＩＪ記セラミック
ス一体層の内面に金属溶湯を鋳込んだ場合、金属溶湯の
熱により消失性結合剤を燃焼、消失させ、その消失空隙
に溶融金属を遠心力による圧力下で浸透させるためであ
る。
タイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等の鉄系金属又はｌ’、Ｏ
ｕ等の非鉄金属及びその合金を適宜選択する。金型（１
）の回転数としては通常の如＜ＧＡで４０゛〜２００と
する。低回転は非鉄系金属の場合に適す。このように、
溶融金属を遠心力鋳造する理由は、ｎＩＪ記セラミック
ス一体層の内面に金属溶湯を鋳込んだ場合、金属溶湯の
熱により消失性結合剤を燃焼、消失させ、その消失空隙
に溶融金属を遠心力による圧力下で浸透させるためであ
る。
ところで、前記溶融金属の注湯に先立ち、金型（１）内
には固形状（非粉体状）のセラミックス一体層が形成さ
れているので、セラミックスの粉粒層のみの形成に対し
、層が金型（１ン内全域に亘り均一な厚さに安定し、更
に注湯時にも溶湯の衝突によるセラミック層の厚み変化
も極力防止出来て好適である。
には固形状（非粉体状）のセラミックス一体層が形成さ
れているので、セラミックスの粉粒層のみの形成に対し
、層が金型（１ン内全域に亘り均一な厚さに安定し、更
に注湯時にも溶湯の衝突によるセラミック層の厚み変化
も極力防止出来て好適である。
以上のようにして、第２図及び第８図に示す如くセラミ
ックス・金属複合体を得る。第２図は鋳造体の全部をセ
ラミックス粒子（５）が埋入さｈた金属浸透層（６）を
示１、第８図は鋳造体の外表面側よりの肉厚の一部を前
記浸透層（６）とし、余分の溶融金属で金属単相の内層
（７）が形成されたものを示す。
ックス・金属複合体を得る。第２図は鋳造体の全部をセ
ラミックス粒子（５）が埋入さｈた金属浸透層（６）を
示１、第８図は鋳造体の外表面側よりの肉厚の一部を前
記浸透層（６）とし、余分の溶融金属で金属単相の内層
（７）が形成されたものを示す。
尚、上記説明ではセラミックス粒子の混合粉体を金型（
１）内面に散布し、加熱によシセラミックス一体層を形
成させる方法を述べたが、この点に関し、固形のセラミ
ックス一体層を別途用意し、これを金型（１）内に装着
して遠心力鋳造を行うことも可能である。
１）内面に散布し、加熱によシセラミックス一体層を形
成させる方法を述べたが、この点に関し、固形のセラミ
ックス一体層を別途用意し、これを金型（１）内に装着
して遠心力鋳造を行うことも可能である。
次に実施例を掲げて説明する。
外径８００〆、長さ４００ ／ 、肉厚５０朋の搬送ロ
ーラ用捨合体の製造実施例。
ーラ用捨合体の製造実施例。
（１） 遠心力鋳造用金型の内面に、粒径０，０６〜１
ＭのＳｉＣ系セラミックス粒子とフェノールレジン（総
重量に対し４チ）との混合粉体５．６ ｋｇを金型の回
転ＧＡ６０下で散布した。この際、金型け２００℃に余
熱してあった。
ＭのＳｉＣ系セラミックス粒子とフェノールレジン（総
重量に対し４チ）との混合粉体５．６ ｋｇを金型の回
転ＧＡ６０下で散布した。この際、金型け２００℃に余
熱してあった。
（２）散布後、加熱されて金型内周面に形成されたセラ
ミックス一体層の厚さは５ＦｆｆＪ＋であった。
ミックス一体層の厚さは５ＦｆｆＪ＋であった。
（３）次に、そのセラミックス一体層の内面に高級鋳鉄
溶湯１２０ ｋｇを１４００℃で鋳込んだ。この際金型
回転数はＧＡ１５０に設定された。
溶湯１２０ ｋｇを１４００℃で鋳込んだ。この際金型
回転数はＧＡ１５０に設定された。
（４）以上のようにして、第８図に示す２層構造のセラ
ミックス・金属複合体を得た。
ミックス・金属複合体を得た。
（５） 該複α体を断面観察した結果、６朋の金属浸透
層には金属が完全に充填さｉｌていた。その顕微鏡組織
を第４図に示す（Ｘ５０）。
層には金属が完全に充填さｉｌていた。その顕微鏡組織
を第４図に示す（Ｘ５０）。
以上述べたように、本発明は、所望の溶融金属の遠心力
四〇に先立ち、予め遠心力鋳造用金型の内周面にセラミ
ックス粒子が稠密に充填された硬状若しくは軟状のセラ
ミックス一体層が形成されているので、注湯時の溶湯の
落下衝撃に対して中ラミック層の厚さ変化が生じ難く、
捷た、注湯後は遠心力の作用でセラミックス粒子の種類
によらず、かつ高稠密度のセラミックス粒子間でも融溶
金属が容易に浸透する。更に、複合体の外層のみを金属
浸透層とすることも、注湯量を多くするだけで容易に製
作可能であシ、しかも金属浸透層たる外層は浸透金属の
連続性によシ剥離に対して強い。このように本発明方法
は、円筒状のセラミックス・金属複合体の製作法として
種々の点で優り１、工業的生産性においても優れたもの
である。
四〇に先立ち、予め遠心力鋳造用金型の内周面にセラミ
ックス粒子が稠密に充填された硬状若しくは軟状のセラ
ミックス一体層が形成されているので、注湯時の溶湯の
落下衝撃に対して中ラミック層の厚さ変化が生じ難く、
捷た、注湯後は遠心力の作用でセラミックス粒子の種類
によらず、かつ高稠密度のセラミックス粒子間でも融溶
金属が容易に浸透する。更に、複合体の外層のみを金属
浸透層とすることも、注湯量を多くするだけで容易に製
作可能であシ、しかも金属浸透層たる外層は浸透金属の
連続性によシ剥離に対して強い。このように本発明方法
は、円筒状のセラミックス・金属複合体の製作法として
種々の点で優り１、工業的生産性においても優れたもの
である。
第１図はセラミックス粉体層が内周面に形成された遠心
力鋳造用金型の縦断面図、第２図及び第を示す。 （１）・・・遠心力鋳造用金型、（２）・・・バンド、
（４）・・・セラミックス粉体層、（５）・・・セラミ
ックス粒子、（６）・・金属浸透層、（７）・・・内層
。 特許出願人 久保田鉄工株式会社 第４図 第７図 ノ 第２図 第３図
力鋳造用金型の縦断面図、第２図及び第を示す。 （１）・・・遠心力鋳造用金型、（２）・・・バンド、
（４）・・・セラミックス粉体層、（５）・・・セラミ
ックス粒子、（６）・・金属浸透層、（７）・・・内層
。 特許出願人 久保田鉄工株式会社 第４図 第７図 ノ 第２図 第３図
Claims (1)
- １、 遠心力鋳造用金型の内周面に、セラミックス粒子
と熱硬化性若しくは熱可塑性の消失性結合剤との混合粉
体を散布してセラミックス粉体層を形成し、該セラミッ
クス粉体層を加熱によシ硬状若しくけ軟状のセラミック
ス一体層とした後、前記金型の回転下でセラミックス一
体層の内面に溶融金属を注湯し、前記消失性結合剤を燃
焼、消失させると共にその消失空隙に溶融金属を浸透さ
せ、鋳造体の全部又はその外表面側よりの肉厚の一部を
セラミックス粒子の埋入した金属浸透層とすることを特
徴とするセラミックス・会名複合体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23705083A JPS60127067A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | セラミツクス・金属複合体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23705083A JPS60127067A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | セラミツクス・金属複合体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127067A true JPS60127067A (ja) | 1985-07-06 |
| JPS6362305B2 JPS6362305B2 (ja) | 1988-12-01 |
Family
ID=17009662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23705083A Granted JPS60127067A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | セラミツクス・金属複合体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127067A (ja) |
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-
1983
- 1983-12-14 JP JP23705083A patent/JPS60127067A/ja active Granted
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| JPS6362305B2 (ja) | 1988-12-01 |
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