JPS6079945A - セラミクス−金属複合体の製造方法 - Google Patents
セラミクス−金属複合体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6079945A JPS6079945A JP18899083A JP18899083A JPS6079945A JP S6079945 A JPS6079945 A JP S6079945A JP 18899083 A JP18899083 A JP 18899083A JP 18899083 A JP18899083 A JP 18899083A JP S6079945 A JPS6079945 A JP S6079945A
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- Japan
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- ceramic
- core material
- metal
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- layer
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- Laminated Bodies (AREA)
- Ceramic Products (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】
本発明は例えば内燃機関のシリンダーやピストン等に適
用されるセラミクス−金１填複合体の製造方法に関する
ものである。
用されるセラミクス−金１填複合体の製造方法に関する
ものである。
従来、この種のセラミクス−金属複合体はセラミクス芯
材表面に金Ｑ＠を鋳造することによって製造されていた
が、セラミクス芯材表面が高温の溶湯にｅ露されること
による鵠衝撃妬よってセラミクス芯材に亀裂が生じ、複
合体の強痩が著るしく低下すると言う問題へかあった。
材表面に金Ｑ＠を鋳造することによって製造されていた
が、セラミクス芯材表面が高温の溶湯にｅ露されること
による鵠衝撃妬よってセラミクス芯材に亀裂が生じ、複
合体の強痩が著るしく低下すると言う問題へかあった。
本発明はＨ記問題点を解決することを目的とじセラミク
ス表面をセラミクス溶＠囮もしくはセラミクス−金属混
合物の溶射−によって保為することを骨子とするもので
ある。
ス表面をセラミクス溶＠囮もしくはセラミクス−金属混
合物の溶射−によって保為することを骨子とするもので
ある。
本発明を以下ＩＣ詳細に説明する。
本発明に用いられるセラミクス芯材とは例えばアルミナ
（ＡＡ’２０ｇ）、ジルコニア（Ｚｒ０２ ） 、ジル
コン（ＺｒＳｉ０４）、酸化クロム（Ｃｒ２ｏ３）、チ
タンアルミナ（Ｔｉ Ｊ２ｏ５）等の一般的なセラミク
スの粉末を所望なれば合成明晰結着剤を添加して所定形
状に付聞固め、その後焼成することによっ−Ｃ核粉末を
溶結せしめたものである。
（ＡＡ’２０ｇ）、ジルコニア（Ｚｒ０２ ） 、ジル
コン（ＺｒＳｉ０４）、酸化クロム（Ｃｒ２ｏ３）、チ
タンアルミナ（Ｔｉ Ｊ２ｏ５）等の一般的なセラミク
スの粉末を所望なれば合成明晰結着剤を添加して所定形
状に付聞固め、その後焼成することによっ−Ｃ核粉末を
溶結せしめたものである。
本発明に用いられるセラミクス溶用層とけＬ−、記芯材
に用いるセラミクスあるいけシリカ、シャモット、マグ
東シア、ホルステライト、もしくけガラスのような多元
複合物等のセラミクスを棒状あるいは粉末伏で酸素−ア
セチレンガスの炎、あるいけプラズマジェットによって
上記セラミクス芯材表面に溶射したものである。本発明
においては上記セラミクス溶射−に代えてセラミクス−
金属混合物の溶射層を用いてもよい。該混合物の溶射層
に用いる金属としては例えばチタン、ジルコン。
に用いるセラミクスあるいけシリカ、シャモット、マグ
東シア、ホルステライト、もしくけガラスのような多元
複合物等のセラミクスを棒状あるいは粉末伏で酸素−ア
セチレンガスの炎、あるいけプラズマジェットによって
上記セラミクス芯材表面に溶射したものである。本発明
においては上記セラミクス溶射−に代えてセラミクス−
金属混合物の溶射層を用いてもよい。該混合物の溶射層
に用いる金属としては例えばチタン、ジルコン。
りＯム＋鉄＋ニッケル、コバルト等の＊ｓ金ｍ、アルミ
ニウム、ガリウム等の土類金属、あるいはステンレス鋼
、ジュラルミン、ハステロイ、インコネル、コンスタン
タン等の合金等である。セラミクス−金属混合物におけ
る混合比は種々にとられてよい。また溶射層内で例えば
セラミクス芯材に接帥する吊内部をセラミクス１００重
壁％としそれから漸次金属比重を増大させて金属層に接
触する最外部では金属１００重暇重暇するような組成変
化をさせてもよい。上記溶射層に用いるセラミクスは必
ずしもセラミクス芯材と同種のものである必要はないが
、溶射層の熱膨張係数がセラミクス芯材のそれと余り差
がないようなセラミクスあるいは金属を選択することが
望ましい。
ニウム、ガリウム等の土類金属、あるいはステンレス鋼
、ジュラルミン、ハステロイ、インコネル、コンスタン
タン等の合金等である。セラミクス−金属混合物におけ
る混合比は種々にとられてよい。また溶射層内で例えば
セラミクス芯材に接帥する吊内部をセラミクス１００重
壁％としそれから漸次金属比重を増大させて金属層に接
触する最外部では金属１００重暇重暇するような組成変
化をさせてもよい。上記溶射層に用いるセラミクスは必
ずしもセラミクス芯材と同種のものである必要はないが
、溶射層の熱膨張係数がセラミクス芯材のそれと余り差
がないようなセラミクスあるいは金属を選択することが
望ましい。
セラミクスもしくはセラミクスと金属混合物を溶射する
際にセラミクス芯材表面に及ぼされる溶射熱は鋳造時の
溶湯の温度と殆んど同等な場合もあるが、溶射熱は鋳造
の場合とはことなりセラミクス芯材表面の極く一部分に
及ぼされるのであるからセラミクス芯材は溶射熱には充
分に耐え亀裂は生じない。
際にセラミクス芯材表面に及ぼされる溶射熱は鋳造時の
溶湯の温度と殆んど同等な場合もあるが、溶射熱は鋳造
の場合とはことなりセラミクス芯材表面の極く一部分に
及ぼされるのであるからセラミクス芯材は溶射熱には充
分に耐え亀裂は生じない。
かくしてセラミクス芯材表面は上記溶射層によって保護
されるから、これを所定の鋳型内にインサートして溶湯
を注入し溶射層表面に金属層を鋳造する。鋳造時にけ溶
湯の高温は上記溶射層に及はされるが溶射層は多孔質構
造を有しているから熱衝撃を容易に吸収し亀裂を生じな
い。そしてセラミクス芯材は溶射層によって直接溶湯が
接しないように保護され亀裂発生を防止される。上記溶
射層は通常０．１〜１鰭程度の厚さにされるが、溶射層
の薄い場合、例えば０．５ｆｌ以下の場合には溶射層に
よって保護されたセラミクス芯材を予熱することが望ま
しい。溶射層としてセラミクス−金属混合物を用−ると
金属Ｒ鋳造の除に溶湯の熱を溶射層内の金属が融解熱と
して奪うから溶湯の熱はセラミクス単独の溶射層よりも
更にセラミクス芯材に及びにくくなる。また溶射層の金
属として金属層の金属と同種のものあるいは該金属と固
溶体もしくは化合物を作り得るものを選択すれば溶射層
と金属層との結合力は大きくなる。上記融解効果、冶金
学的効果は溶射層内のセラミクス−金属組成比を変化さ
せ、溶射層表面を金属１００重景重量した場合に顕著に
なることは言うまでもない。また前記したように溶射層
の最内部をセラミクス１００重量％、最外部を金属１０
０重量％とすると該溶射層はセラミクス芯材の熱膨張に
甑、金属層の熱膨張にも対応出来るようになる。
されるから、これを所定の鋳型内にインサートして溶湯
を注入し溶射層表面に金属層を鋳造する。鋳造時にけ溶
湯の高温は上記溶射層に及はされるが溶射層は多孔質構
造を有しているから熱衝撃を容易に吸収し亀裂を生じな
い。そしてセラミクス芯材は溶射層によって直接溶湯が
接しないように保護され亀裂発生を防止される。上記溶
射層は通常０．１〜１鰭程度の厚さにされるが、溶射層
の薄い場合、例えば０．５ｆｌ以下の場合には溶射層に
よって保護されたセラミクス芯材を予熱することが望ま
しい。溶射層としてセラミクス−金属混合物を用−ると
金属Ｒ鋳造の除に溶湯の熱を溶射層内の金属が融解熱と
して奪うから溶湯の熱はセラミクス単独の溶射層よりも
更にセラミクス芯材に及びにくくなる。また溶射層の金
属として金属層の金属と同種のものあるいは該金属と固
溶体もしくは化合物を作り得るものを選択すれば溶射層
と金属層との結合力は大きくなる。上記融解効果、冶金
学的効果は溶射層内のセラミクス−金属組成比を変化さ
せ、溶射層表面を金属１００重景重量した場合に顕著に
なることは言うまでもない。また前記したように溶射層
の最内部をセラミクス１００重量％、最外部を金属１０
０重量％とすると該溶射層はセラミクス芯材の熱膨張に
甑、金属層の熱膨張にも対応出来るようになる。
かくして例えば第１図に示すようなセラミクス−金属複
合体からなる筒体θＱを得るが、該筒体Ｑ０において、
（１）はセラミクス芯材、（２）は溶射層、（３）は金
属層である。
合体からなる筒体θＱを得るが、該筒体Ｑ０において、
（１）はセラミクス芯材、（２）は溶射層、（３）は金
属層である。
本発明は上記したようにセラミクス芯材表面をセラミク
スまたはセラミクス−金属混合物の溶射層で保護するか
ら金属層鋳造の際の溶湯の高温による熱衝撃は溶射層に
吸収され、セラミクス芯材に亀裂が生ずることを防止さ
れる。そして全８層を鋳造によって形成すればセラミク
ス芯材の形状あるいは最終製品の形状が如何なるもので
あっても容易に適用され、また全１′Ａ層冷却の際の収
縮によってセラミクス芯材に圧縮応力が及ぼされ構造が
強化される。
スまたはセラミクス−金属混合物の溶射層で保護するか
ら金属層鋳造の際の溶湯の高温による熱衝撃は溶射層に
吸収され、セラミクス芯材に亀裂が生ずることを防止さ
れる。そして全８層を鋳造によって形成すればセラミク
ス芯材の形状あるいは最終製品の形状が如何なるもので
あっても容易に適用され、また全１′Ａ層冷却の際の収
縮によってセラミクス芯材に圧縮応力が及ぼされ構造が
強化される。
実施例１゜
第１図に示すような筒体ＯＱを製造した。セラミクス芯
材（１）は炭化流素成形物からなる直径３０朋、長さ３
Ｑ＊ｍ、肉厚３闘の筒状体であり、該芯材（１）の表面
にはジルコニア粉末を酸水素炎によって溶射して肉ｓ、
ｏ、 ５ ｍＭの溶射層（２）を形成した。上記溶射
層（２）によって保護された芯材（１）を鋳型内にイン
サートし１４５０℃のインコネル７１３Ｃ溶湯を注入し
て冷却固化せしめ金属層（３）を形成した。かくして得
られた製品ＱＯにおいては芯材（１）に亀裂の発生は全
く見られなかった。比較として溶射層（２）によって保
護されない芯材（１）に直接金属層（３）を鋳造した場
合には芯材（１）に亀裂の発生を見た。
材（１）は炭化流素成形物からなる直径３０朋、長さ３
Ｑ＊ｍ、肉厚３闘の筒状体であり、該芯材（１）の表面
にはジルコニア粉末を酸水素炎によって溶射して肉ｓ、
ｏ、 ５ ｍＭの溶射層（２）を形成した。上記溶射
層（２）によって保護された芯材（１）を鋳型内にイン
サートし１４５０℃のインコネル７１３Ｃ溶湯を注入し
て冷却固化せしめ金属層（３）を形成した。かくして得
られた製品ＱＯにおいては芯材（１）に亀裂の発生は全
く見られなかった。比較として溶射層（２）によって保
護されない芯材（１）に直接金属層（３）を鋳造した場
合には芯材（１）に亀裂の発生を見た。
実施例２゜
実施例１．０齢体Ｑ（Ｊにおいて溶射層（２）をジルコ
ニア−インコネル７１３Ｃ！混合物にて形成し、該ジル
コニア−インコネル７１３Ｃの組成は溶射層（２）の最
内部ではジルコニア１００重量部、最外部ではインコネ
ル７１３０１００重量％になるように溶射層（２）内で
変化させた。かくして得られた製品θＱにおいては芯材
（１）の亀裂発生は全く見られないこと社勿論であるが
、層間結合力の増加により第１表に示すように耐久性が
向上した。
ニア−インコネル７１３Ｃ！混合物にて形成し、該ジル
コニア−インコネル７１３Ｃの組成は溶射層（２）の最
内部ではジルコニア１００重量部、最外部ではインコネ
ル７１３０１００重量％になるように溶射層（２）内で
変化させた。かくして得られた製品θＱにおいては芯材
（１）の亀裂発生は全く見られないこと社勿論であるが
、層間結合力の増加により第１表に示すように耐久性が
向上した。
実施例３゜
実施例１．の筒体０すにおいて溶射層（２）の肉厚を１
鯖に増加させた場合、芯材（１）を予熱することなく金
属層（３）を鋳造しても芯材（１）には亀裂が発生しな
かった。
鯖に増加させた場合、芯材（１）を予熱することなく金
属層（３）を鋳造しても芯材（１）には亀裂が発生しな
かった。
実施例４゜
実施例３．の筒体００において、芯材（１）および溶射
層（２）の材料をアルミナとし、金属層（３）の材料を
アルミニウムとしても実施例３．と同様な製品０Ｉが得
られ、芯材（１）には全く亀裂が発生しなかった。
層（２）の材料をアルミナとし、金属層（３）の材料を
アルミニウムとしても実施例３．と同様な製品０Ｉが得
られ、芯材（１）には全く亀裂が発生しなかった。
実施例５゜
実施例３．の筒体（１０にお跡て、芯材（１）の材料を
ジルコンとし、溶射層（２）の材料を酸化クロムとし、
金属層（３）の材料をりｐムとしても実施例３．と同様
な製品が得られ、芯材（１）には全く亀裂が発生しなか
った。
ジルコンとし、溶射層（２）の材料を酸化クロムとし、
金属層（３）の材料をりｐムとしても実施例３．と同様
な製品が得られ、芯材（１）には全く亀裂が発生しなか
った。
耐久性試験
上記各実施例で得られた製品を８００℃で５分間加熱し
た後５分間空冷する加熱−冷却サイクルを繰返し芯材（
１）と金属層（３）とが剥雛するまでの回数をめた。結
果は第１表に示される。
た後５分間空冷する加熱−冷却サイクルを繰返し芯材（
１）と金属層（３）とが剥雛するまでの回数をめた。結
果は第１表に示される。
第１表にみるように溶射層の内部組織を変化させた実施
例２．は高い層間結合力を示す。
例２．は高い層間結合力を示す。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
図中、（１）・・・・・・セラミクス芯材、（２）・・
・・・・溶射層、（３）・・・・・・金属層 牙 １ 図
・・・・溶射層、（３）・・・・・・金属層 牙 １ 図
Claims (1)
- （１）セラミクス芯材表面にセラミクス溶射曙を形成し
た後、被溶射−表面に金属層を鋳造することを特徴とす
るセラミクス−金属複合体のｇｌｌ！造方法 （ａセラミクス芯材表面にセラミクス−金属混合物の溶
射−を形成した後、被溶射−表面に金属層を鋳造するこ
とを特徴とするセラミクス−金属複合体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18899083A JPS6079945A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | セラミクス−金属複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18899083A JPS6079945A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | セラミクス−金属複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079945A true JPS6079945A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0436062B2 JPH0436062B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=16233450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18899083A Granted JPS6079945A (ja) | 1983-10-08 | 1983-10-08 | セラミクス−金属複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079945A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0343245A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-25 | Honda Motor Co Ltd | 断熱セラミック複合体及びその製造方法 |
| WO1996027570A1 (fr) * | 1995-03-08 | 1996-09-12 | Societe Europeenne De Propulsion | Outillages utilisant des materiaux composites thermostructuraux contenant du carbone pour des installations de traitement thermique et/ou thermochimique |
| CN108546099A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-18 | 合肥力永先进陶瓷有限公司 | 一种火焰喷涂用氧化铬陶瓷棒的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926123A (ja) * | 1972-07-05 | 1974-03-08 | ||
| JPS5348928A (en) * | 1976-10-18 | 1978-05-02 | Toyota Motor Co Ltd | Ceramic casting and method of making it |
-
1983
- 1983-10-08 JP JP18899083A patent/JPS6079945A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4926123A (ja) * | 1972-07-05 | 1974-03-08 | ||
| JPS5348928A (en) * | 1976-10-18 | 1978-05-02 | Toyota Motor Co Ltd | Ceramic casting and method of making it |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0343245A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-25 | Honda Motor Co Ltd | 断熱セラミック複合体及びその製造方法 |
| WO1996027570A1 (fr) * | 1995-03-08 | 1996-09-12 | Societe Europeenne De Propulsion | Outillages utilisant des materiaux composites thermostructuraux contenant du carbone pour des installations de traitement thermique et/ou thermochimique |
| FR2731425A1 (fr) * | 1995-03-08 | 1996-09-13 | Europ Propulsion | Procede pour le revetement d'une piece en materiau composite refractaire par une enveloppe metallique, et produits obtenus |
| CN108546099A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-18 | 合肥力永先进陶瓷有限公司 | 一种火焰喷涂用氧化铬陶瓷棒的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436062B2 (ja) | 1992-06-15 |
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