JPS62171961A

JPS62171961A - 耐摩耗材およびその製造方法

Info

Publication number: JPS62171961A
Application number: JP61013185A
Authority: JP
Inventors: 小林　和一; 大高　聰; 青井　良藏
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1987-07-28
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH066507B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の分野］本発明は、新規な耐摩耗材およびその製造方法に関する
。

［発明の背景］従来から、粉体あるいは粒体を取り扱う装置、プラント
などにおいては、粉体あるいは粒体との接触による摩耗
を防止することを目的として耐摩耗材が随所に使用され
ている。このような目的で使用されている耐摩耗材は、
金属性耐摩耗材と非金属耐摩耗材とに大別することがで
きる。

金属性耐摩耗材としては、鋳鋼および鋳鉄が主に使用さ
れ、非金属性耐摩耗材としてはタングステンカーバイド
などの炭化物、アルミナ磁器などの焼結体、岩石を熔融
して鋳型に注湯したのち熱処理して製造される鋳造面、
ゴムあるいはプラスチックなどの高分子材料などが使用
されている。

耐摩耗材は、良好な耐摩耗性を有するものであることが
要求されることは勿論であるが、更に、優れた耐腐食性
および耐熱性を有するものであること、そして安価に製
造することができるものであることなどが要求される。

上記のような耐摩耗材の中で、特に鋳造石は、良好な耐
摩耗性を示すと共に耐腐食性および耐熱性においても優
れており、更に他の耐摩耗材と比し安価に製造すること
ができるとの利点を有している。

従来、鋳造石の製造には文武岩質岩石などの天然の鉱石
が原料として使用されていたが（特公昭４５−２７４６
２号公報）、原料の均質化および環境上の問題などから
次第に高炉鉱滓あるいはフライアッシュなどの人工物を
原料とすることが多くなっている。

たとえば、特公昭５４−２２４５６号公報には高炉鉱滓
を主な原料として使用した耐摩耗性鋳造面の発明が開示
され、また、特公昭５７−３０８３１号公報にはフライ
アッシュを主な原料とする耐摩耗性鋳造面の製造方法の
発明が開示されてぃるつしかしながら、本発明者の検討によると上記の公報に開
示されている耐摩耗材は２耐摩耗性に関しては良好な特
性を有するものの、耐衝撃性が充分でないので衝撃が加
わることにより破損するとの問題があることが判明した
。

一方、特公昭４６−３８９７２号公報には、炭酸石灰、
バイライトシンダ、マグネシアなどを用いて、これを熔
融し、結晶化し灰長石または長石を主体とする長石固溶
体よりなる、結晶が相互にガラス質の非晶質で充填され
た窯業体に関する発明が開示されている。この発明にか
かる窯業体は改良された耐摩耗性を示すものであるが、
本発明者の検討によると曲げ強度などの機械的強度に関
しては未だ改善の余地を残すものである。

ところで２近年、水性ガスの製造に石油に代わり石炭が
使用されている。このような石炭の使用により水性ガス
をより安価に供給できると共に、この技術は我が国のよ
うに石油資源の乏しい国にとっては石油に対する依存度
を低減することができ好ましい技術であるが、半面多量
の残滓が排出されるとの問題がある。この残滓は従来わ
ずかに埋立などに用いられていたに過ぎず２有効な利用
方法は開発されていなかった。

本出願人は、この残滓を有効に利用すべく研究を重ね、
この残滓を有効に利用した発明に関して既に出願をして
いる（特願昭６０−３５０６１３号、同６０−９４０４
７号、同６０−９４０４８号、同１３０−９４０４９号
、同６０−２０４６７３号）。

本発明は、」二連した従来の耐摩耗材よりもさらに優れ
た特性等を有する耐摩耗材を提供すると共に、」二記の
残滓の有効な利用法を提供するとの側面をも有する。

［発明の目的コ本発明は、良好な耐摩耗性を有すると共に、従来の耐摩
耗材と比し強度が高い耐摩耗材およびその製造方法を提
供すること目的とする。

さらに本発明は、従来有効な用途が見い出されていなか
った石炭ガス化装置から排出される非晶質残滓を有効に
利用した耐摩耗材およびその製造方法を提供することを
目的とするや［発明の要旨］本発明は、ＳｉＯ２、ＡＪ１２０３、ＣａＯｌＭｇＯお
よびＦｅ２Ｏ３を含む耐摩耗材であって、該耐摩耗材の
ＳｉＯ２の含有率が６５重量％以下、Ａ見２０３の含有
率が２０重量％以上、ＣａＯの含有率が５重量％以上、
ＭｇＯの含有率が１８重量％以下、そしてＦｅ２Ｏ３の
含有率が３重量％以下であり、かつ該耐摩耗材が結晶性
成分として、対陰極として銅を用いた場合に２９〜３１
度の間に二つの特異的ピークおよび３５〜３７度の間に
二つの特異的ピークを示し、そして２５度以下に特異的
ピークを示さないＸ線回折パターンを有する結晶性成分
を含有していることを特徴とする耐摩耗材にある。

本発明の耐摩耗材は、（Ｉ）該耐摩耗材のＭｇＯの含有率が１８重量％以下と
なるように混合された、石炭の部分酸化により得られた
非晶質残滓とマグネシウム含有原料と還元性成分とを含
む混合物を非酸化雰囲気にて加熱融解したのち２８５０
℃以下に冷却する工程、および、（ｎ）上記ＣＩ）工程で得られた固化物を加熱処理する
工程、を含む工程を実施することにより工業的に有利に製造す
ることができる。

［発明の効果］本発明の耐摩耗材は、非常に良好な耐摩耗性を示すと共
に、たとえば曲げ強度が通常はｔｏｏ。

ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ１以上であるなど機械的強度が
高く、また亀裂などが少ないので衝撃により破損するこ
とが少ない。

さらに、結晶質原料と比較すると融点が低い非晶質の残
滓が主原料であるから製造の際の加熱温度を低く設定す
ることができる。

本発明の耐摩耗材は、石炭ガス化装置から排出される非
晶質残滓を原料として使用し、従来有効な利用方法が知
られていなかった非晶質残滓を有効に利用して製造する
ことができ、資源のりサイクルを図ることができる。

［発明の詳細な記述１本発明の耐摩耗材は、基本的には５ｉＯｚ、Ａ　ｌ　：
ｚ、　０３、ＣａＯｌＭｇＯおよびＦｅ２Ｏ３を含むも
のである。そして、耐摩耗材のＳｉＯ２の含有率が６５
重量％以下（好ましくは３０〜６０重量％の範囲内）　
、　Ａ　ｌ　２０３の含有率が２０重量％以上（好まし
くは２０〜４０重量％の範囲内）、ＣａＯの含有率が５
重量％以上（好ましくは５〜３０重量％の範囲内）、Ｍ
ｇＯの含有率が１８重量％以下（好ましくは５〜１８重
量％の範囲内）、そしてＦｅ２Ｏ３の含有率が３重量％
以下（好ましくは２重量％以下）である。

さらに、本発明の耐摩耗材は結晶性成分を含有している
。

第１図に本発明の耐摩耗材の代表的なＸ線回折パターン
の例（実施例１で製造した耐摩耗材）を示す。

本発明の耐摩耗材のＸ線回折を行なうと、第１図に示す
よう３０度付近と３０．７度付近、即ち２９〜３１度の
間に二つの特異的ピークが観察され、そして３５．４度
付近と３６．２度付近、即ち３５〜３７度の間に二つ特
異的のピークが観察される。さらに、前四つの特異的ピ
ークと比較すると強度は低いが、通常は、２７．７度付
近、３９．８度付近２４１度付近、４２．８度付近およ
び４５度付近に特異的ピークが観察される。

さらに、本発明の耐摩耗材のＸ線回折パターンにおいて
特徴的なのは、２５度以下に特異的ピークを示さないこ
とである。また、通常は前四つのピークの間に特異的な
ピークを示さない。

このようなＸ線回折パターンを示す結晶は、透輝石結晶
である。ただし、本発明の耐摩耗材の特異的ピークの位
置は純粋な透輝石結晶のピークの位置よりも０．２度程
度ずれるのが通常である。これは純粋の透輝石結晶の結
晶構成原子（例、ｓ＋、Ｍｇ）の一部がアルミニウム原
子で置換されている透輝石結晶を含むことに起因する。

すなわち、本発明の耐摩耗材の粉末を内部標準法を利用
した粉末のＸ線回折法により測定すると、ピークが純粋
な透輝石結晶のピークよりわずかにシフトすることおよ
び蛍光Ｘ線を用いたアルミニウムの配位数の測定により
確認することができる。また、分析電子顕微鏡により、
結晶中にアルミニウム原子の存在が確認される。

上記透輝石型結晶（アルミニウム原子が一部置換した透
輝石結晶を含む。以下同様）は、通常微細な結晶として
マトリックスであるガラス質（非晶質）中に存在してい
る。耐摩耗材中の透輝石型結晶の存在量は、通常は５０
重量％（好ましくは７０重量％）以上である。透輝石型
結晶の存在率は偏光顕微鏡などを用いた耐摩耗材の観察
により測定することができる。

本発明の耐摩耗材は次のような方法により製造すること
がきる。

本発明の耐摩耗材は、石炭の部分酸化により得られた゛
炭素質を含む非晶質残滓およびマグネシウム含有原料を
用いて、これを加熱し熔融状態にしたのち特定温度以下
に冷却し、加熱処理することにより製造することができ
る。

非品性残滓は、石炭の部分酸化により合成ガスを製造す
る際に発生する残滓として供給される。

このような石炭を用いた合成ガスの製造方法の例として
は、ルルギ法、ウィンクラ−法、コツバーズ・トチニッ
ク法およびオツド・ルーメン法並びにＫＤＶ法、ルルギ
スラッジング法、シンザン法、ＷＨ法、Ｕガス法、ＨＹ
ＧＡＳ法、石炭技研法、加圧流動水添ガス化法、ハイブ
リッド法、ＨＴＷ法、Ｂ　Ｉ　ＧＡＳ法、シェル（シェ
ル・コツバーズ）法、サアルバータφオツトー法、住友
法およびテキサコ法などによる石炭ガス化法を挙げるこ
とができる。特にコツバーズ・トチニック法、オツド・
ルーメン法、シェル（シェル・コツバーズ）法及びテキ
サコ法等のような石炭の部分酸化をガス化炉にて石炭の
軟化点以上の温度で行なう石炭ガス化装置から排出され
る残滓を使用することが好ましい。

例えばテキサコ法に於ては、石炭は水スラリーとして石
炭ガス化炉に投入され加圧下に灰分の軟化点以上の温度
、一般には１１００℃〜１５００°Ｃ程度に加熱され、
部分酸化される。この際、溶融状態もしくは半溶融状態
の残滓が生成し、通常この残滓は水等で冷却された後２
必要に応じて粉砕されて石炭ガス化炉から排出される。

なお、テキサコ法などの石炭ガス化方法の詳細は、「化
学経済Ｊ１９８１年八月号８よび九月号に詳細に記載さ
れている。

石炭の部分酸化により発生する残滓の組成は原料として
使用する石炭の種類により多少異るが２本発明の耐摩耗
材を製造する為には、石炭の種類にかかわりなく石炭ガ
ス化などの石炭の部分酸化の際に生成する残滓を使用す
る。

本発明の耐摩耗材の製造に使用する残滓は非晶質である
。従ってＸ線回折を行なっても特異なピークは観察され
ない。

一般に上記のような非晶質残滓のＳｉＯ２の含有率は６
５重量％以下（好ましくは３０〜６０重量％の範囲）、
Ａ立２０３の含有率が２０重量％以上（好ましくは２０
〜４０重量％）、そしてＣａＯの含有率が５重量％以」
−（好ましくは５〜３０重量％の範囲）であり、さらに
少量の硫化物あるいは硫黄化合物を含有している。

そして、非晶質残滓は０．５重量％以上（好ましくは０
．５〜５重量％の範囲内）の炭素質を含有しているもの
を用いる。この炭素質は、非酸化性雰囲気における加熱
熔融の際に還元性成分として作用する。

また、非晶質残滓は、通常１５重量％以下のＦｅ２Ｏ３
および５重量％以下のＭｇＯを含有している。

なお、本発明の製造方法においては、特に新たに還元性
成分を加えることを要しないが、例えば酸化鉄成分の含
有量など製考慮して炭素粉末などの還元性成分を添加す
ることもできる。

使用する非晶質残滓の粒子径は、３ｍｍ以下であること
が好ましい。通常は２非晶質残滓の粒子径が３　ｍ　ｍ
以下になるように粉砕して使用する。

特に本発明で使用する残滓は、プレーン比表面積がＬＯ
ＯＯｃゴ／ｇ以上となるように粉砕したものであること
が好ましい。

粉砕を行なう場合、粉砕装置などは通常のものを利用す
ることができる。

非晶質残滓と共に用いられるマグネシウム含有原料の例
としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム、水滑石（主成分、Ｍ　ｇ　（ＯＨ）　
２）　、マグネサイト（を成分、ＭｇＣＣ）３）、　　
ドロマイト（主成分。

Ｃａ　Ｃ０３中Ｍ　ｇ　ＣＯｓ　）および滑゛石（主成
分。

Ｍｇ５ＳＥ４０℃（ＯＨ）２）を挙げることができる。

マグネシウム含有原料は単独で、あるいは混合して使用
する。

上記のマグネシウム含有原料は、非晶質残滓と同等の粒
子径を有するものであることが好ましい。すなわち、両
者の粒子径を揃えることにより、より均一な混合を行な
うことができる。

マグネシウム含有原料の添加量は、得られる耐摩耗材の
ＭｇＯ成分の含有率が１８重量％以下（好ましくは５〜
１８重量％の範囲内）となるように添加量を調整する。

耐摩耗材中のＭｇＯ成分の含有率が１８重量％より多く
なるようにマグネシウム含有原料を添加した場合には、
加熱処理によって生成する透輝石型結晶の生成量が多く
なり過ぎ２透輝石型結晶とガラス質との熱膨張係数など
の相違に起因して内部応力が発生して耐摩耗材を製造す
る際の加熱により変形、あるいは亀裂が生ずる。

非晶質残滓とマグネシウム含有原料は、Ｖ型混合機、リ
ボンミキサーなど粉体の混合に通常使用されている混合
装置を利用して行なう。また、非晶質残滓とマグネシウ
ム含有原料とを共にボールミルなどの粉砕装置に投入し
、粉砕と同時に混合を行なう方法を利用することもでき
る。ただし、上記のような混合装置等を使用することな
く、それぞれ個別に溶融炉に投入することもでき、さら
にショベル等を用いて混合して使用することも可能であ
る。しかしながら、一般に混合装置等を使用しない場合
には、混合装置等を使用して充分に混合を行なった場合
よりも熔融温度が若干高くなる傾向がある。

このようにしてｉｇｌ製された混合物を次に加熱して熔
融する。熔融は上記混合物を、この混合物中の非晶質残
滓の熔融温度より通常５０℃〜２５０℃高い温度に加熱
して行なわれる。

また、熔融は、熔融炉内の雰囲気を非酸化雰囲気にして
行なう。

具体的には、特に酸素あるいは空気を吹込む操作を行な
わずに、例えば、黒鉛電極を用い発熱させるアーク炉を
利用して加熱することにより、非晶質残滓とマグネシウ
ム含有原料との混合物は、実質的に非酸化雰囲気にて熔
融状態となる。

このように非酸化雰囲気で熔融することにより酸化鉄成
分と非晶質残滓中に含有される炭素質とが反応して酸化
鉄成分が還元される。そして、酸化鉄成分が還元されて
生成した鉄は、熔融体の下部に沈降する。従って、酸化
鉄成分の含有率が低く、強度の高い耐摩耗材を製造する
ことができる。ただし、酸化鉄成分の含有率が過度に高
くなると、この工程で有効に酸化鉄成分が還元されない
ばかりでなく、還元の際に鉄と反応している酸素が炭素
と反応して二酸化炭素を多量に生成し、この二酸化炭素
が熔融物中に残存して耐摩耗材の気孔率を上昇させる傾
向を生じ、得られた耐摩耗材の強度が充分に向上しない
ことがあるので、熔融される混合物中の酸化鉄成分の含
有率はＦｅ２Ｏ３換算で１５重量％以下（特に好ましく
は１２重量％以下）とすることが好ましい。

また、酸化性雰囲気にて加熱熔融すると、酸化鉄成分の
還元による除去が充分に行なわれず、得られた耐摩耗材
の強度が充分に向上しない。

熔融に使用する熔融炉は上述した温度条件および雰囲気
にて熔融を行なうことができるものであれば特に制限は
ない。熔融炉の例としてはタンク窯（液体燃料或は気体
燃料を用いるもの等）、アーク炉（黒鉛質などの電極を
投入して通電し加熱熔融する窯）を挙げることができる
。

このようして加熱により熔融した熔融物は一旦冷却して
固化する。冷却の方法などに特に制限はないが１通常は
鋳型などに流し込み成形（注湯）を行ないながら成形と
冷却とを同時に行なう方法を利用すると有利である。

冷却温度は、８５０℃以下（好ましくは８００℃以下）
とする。冷却温度が８５０℃より高いと後の工程におけ
る加熱処理により透輝石型結晶が充分に析出しないこと
がある。これは、冷却が不充分であると結晶核の生成が
充分に行なわれないためであろうと推察される。

なお、熔融物を成形する場合に形状に特に制限はない。

次に上記工程で得られた固化物を加熱処理する。

加熱処理は結晶性成分を析出させることができる方法で
あれば特に制限はなく通常の方法を利用することができ
る。ただし、以下に記載するように加熱処理を二段階に
分けて行なう方法を利用することにより耐摩耗性および
強度などの緒特性において非常に優れた耐摩耗材を工業
的に有利に製造することができる。

加熱処理は、固化物を８５０℃未−満（特に好ましくは
５００〜８３０℃の範囲内）の温度で加熱処理（第一加
熱処理）して、この温度範囲内で０．５〜１２時間以上
放置したのち、８５０〜ｔｔｏｏ℃の範囲内の温度で１
０分間〜６時間加熱処理（第二加熱処理）する方法を利
用すると微細な透輝石型結晶が生成し、より良好な耐摩
耗性を有し、かつより強度の高い耐摩耗材を得ることが
でき好ましい。

第一加熱処理温度が８５０℃より高いと、すなわち第一
加熱処理を行なうことなく第二加熱処理を行なうと透輝
石型結晶が充分に形成されないことがあり、従って、得
られた耐摩耗性が充分に向上しないことがあり、さらに
曲げ強度などの機械的強度が充分に向上しないことがあ
る。

一方、第二加熱処理の温度が８５０℃よりも低いと曲げ
強度などの機械的強度及び耐摩耗性が充分に向上しない
ことがあり、また、１１００℃より高いと得られた耐摩
耗材に亀裂などが生じ、必然的に機械的強度が低くなる
ことがある。

加熱処理は、ロータリーキルンおよび電気炉などの通常
の加熱装置を利用して行なうことができる。

上記第−および第二加熱処理後、加熱処理物を４００℃
以」−の温度においては１０℃／分以下の冷却速度で、
４００℃以下の温度においては、３０℃／分以下の冷却
速度で徐冷することが好ましい。

このような条件で冷却することにより、冷却、［程での
熱歪によるクラック等の発生を軽減することができる。

冷却後、得られた耐摩耗材の仕上げ処理を行なうなどの
必要な処理を施すこともできる。

このようにして得られた耐摩耗材は、良好な耐摩耗性を
示すと共に曲げ強度などの機械的強度も高い。すなわち
、本発明者の検討によると、本発明の耐摩耗材は、耐摩
耗性および機械的強度において灰長石結晶を含む耐摩耗
材よりも優れていることが判明した。

すなわち、本発明の耐摩耗材は、直径２０　ｍ　ｍの円
筒状の試料を研磨紙（８０番）と連続的に接触させた際
の摩耗速度が１．０ｍｍ／時間以下と極めて優れた耐摩
耗性を示すと共に、曲げ強さが通常１００１００Ｏ／ｃ
ｍ’以上と非常に高い機械的強度を有している。

更に、嵩密度が２．７５以上、気孔率が０．５容量％以
下であり、気孔が少なく非常に緻密な耐摩耗材である。

また、亀裂および変形が殆ど見られない。

次に、本発明の実施例および比較例を示す。

以下に記載する実施例および比較例で使用した非晶質残
滓およびマグネシウム含有原料などの組成を第１表に記
載する。

［実施例１］テキサコ法に基づく石炭ガス化炉から排出された非晶質
残滓を乾燥したのち、ボールミルを用いてプレーン比表
面積２０００ｃｒｎ”／ｇになるように粉砕した。なお
、使用した非晶質残滓粒子のＸに回折試験を行なったと
ころ、ｌＲ著なピークは観察されず非晶質であることが
確認された。

得られた粉砕物９３重量部と水酸化マグネシウム１０重
量部とを円筒形混合機を用いて混合し、この混合物２０
ｋｇを小型アーク炉（電気容量３０１ＣＶＡ）を用いて
１７００℃の温度で３時間加熱して熔融した。

得られた熔融物を内部寸法が１００Ｘ２００Ｘ３０　ｍ
　ｍの鋳鉄製の金型に鋳込み、室温まで冷却して脱型し
て成形体を調製した。

得られた成形体を電気炉（電気容量１５ｋＶＡ）に入れ
、室温から５℃／分の昇温速度で６５０℃まで昇温し、
その温度で２時間加熱処理（第一加熱処理）を行なった
のち、５℃／分の昇温速度で９００℃まで昇温して、こ
の温度で３０分間加熱処理（第二加熱処理）を行なった
。

３０分間経過後、５℃／分の速度で室温まで冷却して耐
摩耗材を製造した。

第１図に得られた耐摩耗材のｘｍ回折パターンを示す。

なお、第１図に示すＸ線回折パターンは対陰極として銅
を用いて測定したものである（以下、同様）。

第１図から得られた耐摩耗材が透輝石型結晶を含有する
ことが確認された。ただし、Ｘ線回折ピークは純粋な透
輝石のピークと比較するとわずかにシフトしており、さ
らに蛍光Ｘ線によるアルミニウムの配位数測定の結果か
ら、透輝石型結晶を構成する原子の一部がアルミニウム
原子で置換されていることが確認された。

また、分析電子顕微鏡の測定結果からも、同様の結果が
得られ、さらに耐摩耗材は７０重量％の透輝石型結晶を
含むものであることが確認された。

得られた耐摩耗材の化学組成を第２表に記載する。

さらに、得られた耐摩耗材の耐摩耗性、曲げ強度、嵩密
度および気孔率を第３表に記載する。

なお、本発明の実施例、比較例および参考例で行なった
耐摩耗性の測定は下記の方法および装置を用いて行なっ
た。

゛　　　１度１１直径２０　ｍ　ｍの円筒状の試料に１ｋｇの荷重を加え
て、研磨紙（８０番）を装着した回転円盤と接触させ、
摩耗速度を測定した。

なお、比較のために水酸化マグネシウムを使用せずに非
晶質残滓のみを使用して同様にして熔融および加熱処理
等を行なって得られた処理物のＸ線回折パターンを第１
−ａ図に示す。

この図から明らかなように、この水酸化マグネシウム添
加を行なわなかった処理物中に含有される結晶は灰長石
型結晶（ＣａＯ・ＡＪＬ２０３・２Ｓｉ０２）である。

［実施例２］実施例１において、水酸化マグネシウムの使用量を２０
重量部とした以外は同様にして耐摩耗材を製造した。

得られた耐摩耗材の成分組成を第２表に示し、さらに耐
摩耗性、嵩密度および気孔率を第３表に記載する。

なお、得られた耐摩耗材は実施例１と同様のＸ線回折パ
ターンを示した。

［実施例３］実施例１において、水酸化マグネシウムの使用量を４重
量部とした以外は同様にして耐摩耗材を製造した。

［比較例１］実施例１において、水酸化マグネシウムの使用量を２５
重量部とした以外は同様にして耐摩耗材を製造した。

第２図に得られた耐摩耗材のＸ線回折パターンを示す。

得られた耐摩耗材は、酸化マグネシウムの含有率が高く
、更に第２図から明らかなように透輝石型結晶に起因す
るピークの他に２３度、３３度、３６度にピークが見ら
れ、透輝石型結晶とフォルステライト（２Ｍ　ｇ　Ｏ争
Ｓ　ｉ　Ｏ２）が共存しているものであった。

従って、得られた耐摩耗材に変形が見られ、さらに曲、
げ強度などの機械的強度が不充分である。

［比較例２コ実施例１において、さらに水酸化マグネシウムの外に、
酸化鉄１０重量部を添加した以外は同様にして耐摩耗材
を製造した。

第３図に得られた耐摩耗材のＸ線回折パターンを示す。

得られた耐摩耗材は、第３図に示すように透輝石型結晶
を含有するものであるが、Ｆｅ２Ｏ３の含有率が高いの
で耐摩耗性が充分でない。

［実施例４］実施例１において、１０重量部の水酸化マグネシウムの
代わりに７重量部のマグネシアを使用した以外は同様に
して耐摩耗材を製造した。

［実施例５］実施例１において、１０重量部の水酸化マグネシウムの
代わりに１５重量部のマグネサイト（プレーン比表面積
２０００　ｃｒｎ’／ｇ）を使用した以外は同様にして
耐摩耗材を製造した。

［実施例６］実施例１において、１０重量部の水酸化マグネシウムの
代わりに２２重量部の滑石粉（プレーン比表面積２００
０ｃば／ｇ）を使用した以外は同様にして耐摩耗材を製
造した。

［参考例１１第２表の参考例１の欄に示す組成の市販の耐摩耗材（鋳
造層系耐摩耗材、１１００Ｘ２００Ｘ３０　ｍ　）の耐
摩耗性、嵩密度および気孔率を測定した。

結果を第３表に示す。

［実施例７］実施例１において、第一加熱処理温度を８００℃とした
以外は同様にして耐摩耗材を製造した。

得られた耐摩耗材の耐摩耗性、嵩密度および気孔率を第
３表に記載する。

［実施例８］実施例１に於て、第二加熱処理温度を１０５０℃とした
以外は同様にして耐摩耗材を製造した。

第３表摩耗速度　曲げ強さ　嵩密度　気孔率　変形等（＊ｍ／
時）　　（ｋｇｆ／ｃゴ）　　　　（容量χ）ノ有無１
　０．８　　　１Ｂ５０　　２．８２　　０．２　　　
なし２　０．７　　　１４３０　　２．８４　　０．２
　　　なし３　０．３　　　１７８０　　２．７８　　
０．３　　　なし４　０．８　　　１５９０　　２．８
２　　０．２　　　なし５　０．８　　　１Ｂ１０　　
２．８２　　０．３　　　なし６　０．９　　　１５８
０　　２．８１　　０．３　　　なし７　０、Ｅｌ　　
　　１５４０　　２．８２　　０．２　　　なしＩ　　
Ｑ、７　　　　　ｆ３０Ｑ　　　２．８８　　１．１　
　変形あり１　１．５　　　　３９０　　２．７２　　
５．ｆｌ　　　−

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の耐摩耗材が示す透輝石型結晶のＸ線
回折パターンの例（実施例１で製造し７た耐摩耗材）で
ある。第１−　、ａ図は、灰長石型結晶を主成分とする無機物
のＸ線回折パターンの例である。第２図は、比較例１で得られた耐摩耗材のＸ線回折パタ
ーンの例である。第３図は、比較例２で得られた耐摩耗材のＸ線回折パタ
ーンの例である。特許出願人　　宇部興産株式会社同　　　　国際計装株式会社代　理　人　　弁理士　柳川泰男第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ、ＭｇＯおよ
びＦｅ＿２Ｏ＿３を含む耐摩耗材であって、該耐摩耗材
のＳｉＯ＿２の含有率が６５重量％以下、Ａｌ＿２Ｏ＿
３の含有率が２０重量％以上、ＣａＯの含有率が５重量
％以上、ＭｇＯの含有率が１８重量％以下、そしてＦｅ
＿２Ｏ＿３の含有率が３重量％以下であり、かつ該耐摩
耗材が結晶性成分として、対陰極として銅を用いた場合
に２９〜３１度の間に二つの特異的ピークおよび３５〜
３７度の間に二つの特異的ピークを示し、そして２５度
以下に特異的ピークを示さないＸ線回折パターンを有す
る結晶性成分を含有していることを特徴とする耐摩耗材
。２、耐摩耗材に含有される結晶性成分が結晶構成原子の
一部がアルミニウム原子で置換されている透輝石結晶で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐摩
耗材。３、耐摩耗材が３０〜６０重量％の範囲内のＳｉＯ＿２
、５〜３０重量％の範囲内のＣａＯ、２０〜４０重量％
の範囲内のＡｌ＿２Ｏ＿３、５〜１８重量％の範囲内の
ＭｇＯおよび２重量％以下のＦｅ＿２Ｏ＿３を含有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
記載の耐摩耗材。４、耐摩耗材が、結晶性成分を少なくとも５０容量％含
むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗
材。５、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ、ＭｇＯおよ
びＦｅ＿２Ｏ＿３を含む耐摩耗材を製造する方法であっ
て、（Ｉ）該耐摩耗材のＭｇＯの含有率が１８重量％以下と
なるように調製された、マグネシウム含有原料および石
炭の部分酸化により得られた少なくとも０．５重量％の
炭素質を含む非晶質残滓を含む混合物を、非酸化性雰囲
気にて加熱して熔融状態にしたのち、８５０℃以下に冷
却して固化する工程、および、（II）上記（Ｉ）工程で得られた固化物を加熱処理する
工程、を含むことを特徴とする、対陰極として銅を用いた場合
に２９〜３１度の間に二つのピークおよび３５〜３７度
の間に二つのピークを示し、そして２５度以下に特異的
ピークを示さないＸ線回折パターンを示す結晶性成分を
含有し、かつＳｉＯ＿２の含有率が６５重量％以下、Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３の含有率が２０重量％以上、ＣａＯの含有
率が５重量％以上、ＭｇＯの含有率が１８重量％以下、
そしてＦｅ＿２Ｏ＿３の含有率が１重量％以下である耐
摩耗材の製造方法。６、非晶質残滓とマグネシウム含有原料とを含む混合物
の加熱熔融を、還元雰囲気にて非晶質残滓の熔融温度よ
りも５０〜２５０℃高い温度に加熱して行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の耐摩耗材の製造方
法。７、上記（II）工程が、第一工程で得られた固化物を８
５０℃未満の温度で加熱処理する第一熱処理工程と、該
第一熱処理工程で得られた加熱処理物を８５０〜１１０
０℃の範囲内の温度にて加熱処理する第二熱処理工程と
、前二工程を経て得られた加熱処理物を冷却する冷却工
程よりなることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
の耐摩耗材の製造方法。８、マグネシウム含有原料が、酸化マグネシウム、水酸
化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水滑石、マグネサ
イト、ドロマイトおよび滑石からなる群より選ばれた少
なくとも一種類のマグネシウム含有物質であることを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の耐摩耗材の製造方
法。９、非晶質残滓のＳｉＯ＿２の含有率が６５重量％以下
、Ａｌ＿２Ｏ＿３の含有率が２０重量％以上、ＣａＯの
含有率が５重量％以上、ＭｇＯの含有率が１８重量％以
下、Ｆｅ＿２Ｏ＿３の含有率が１５重量％以下、そして
炭素質が０．５重量％以上であることを特徴とする特許
請求の範囲第５項記載の耐摩耗材の製造方法。１０、非晶質残滓のプレーン比表面積が、１０００ｃｍ＾２／ｇ以上であることを特徴とする特許
請求の範囲第５項もしくは第７項記載の耐摩耗材の製造
方法。