JPS63252984A - 炭化珪素被覆耐摩部品の製造法 - Google Patents
炭化珪素被覆耐摩部品の製造法Info
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- JPS63252984A JPS63252984A JP8956587A JP8956587A JPS63252984A JP S63252984 A JPS63252984 A JP S63252984A JP 8956587 A JP8956587 A JP 8956587A JP 8956587 A JP8956587 A JP 8956587A JP S63252984 A JPS63252984 A JP S63252984A
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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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は非鉄材料、特に銅用素線等の金ＦＡ線を圧延
加工、伸腺加工など行なう時に使用するロール、ガイド
ローラー等の耐Ｉｆ部品の製造法の改良に関し、詳しく
は該耐摩部品を冑るための表面処理に関するものである
。
加工、伸腺加工など行なう時に使用するロール、ガイド
ローラー等の耐Ｉｆ部品の製造法の改良に関し、詳しく
は該耐摩部品を冑るための表面処理に関するものである
。
〈従来の技術とその問題点〉
従来、銅用素線の圧延加工等においてはダイス鋼等が耐
摩部品材料として使用されている。
摩部品材料として使用されている。
しかしながら高速圧延や仕上工程においては材料表面に
ヒートチェックやスポーリングを生じ、このような傷が
素線表面に転写されるなどの欠点を有している。
ヒートチェックやスポーリングを生じ、このような傷が
素線表面に転写されるなどの欠点を有している。
近年、このダイス鋼に代わる材料として窒化珪素（ＳＬ
、Ｎ４）を主成分とするセラミック材料が使用されつつ
ある。これはＳＬ ３Ｎ ４が高硬度で熱伝導も高く、
かつ鉄系材料に比べて耐食性にちりぐれているためと考
えられる。
、Ｎ４）を主成分とするセラミック材料が使用されつつ
ある。これはＳＬ ３Ｎ ４が高硬度で熱伝導も高く、
かつ鉄系材料に比べて耐食性にちりぐれているためと考
えられる。
しかしながら、このような特性を有する５Ｌ３Ｎ ４セ
ラミツクスは焼結体であるために焼結助剤等を含んでお
り、この焼結助剤と銅等との反応が生じ、焼結体本来の
性能が十分発揮されているとは云い難い。また、表面に
焼結において生じたボアあるいは不均質相も多数存在し
、これも性能を低下させる原因の一つと考えられている
。
ラミツクスは焼結体であるために焼結助剤等を含んでお
り、この焼結助剤と銅等との反応が生じ、焼結体本来の
性能が十分発揮されているとは云い難い。また、表面に
焼結において生じたボアあるいは不均質相も多数存在し
、これも性能を低下させる原因の一つと考えられている
。
さらに、セラミックスの焼結体であるが故に、その焼結
晶の性能、特に耐摩材料にあっては、表面の組成成分、
硬度、密度等が常に再現されるものではなく、従って耐
摩耗性の性能にバラツキを生じるという欠点も有してい
るのである。
晶の性能、特に耐摩材料にあっては、表面の組成成分、
硬度、密度等が常に再現されるものではなく、従って耐
摩耗性の性能にバラツキを生じるという欠点も有してい
るのである。
〈発明の目的〉
この発明は５Ｌ３）Ｊ ４セラミックス焼結体における
上記した欠点を解潤しようとするものである。
上記した欠点を解潤しようとするものである。
即ち、５Ｌ３Ｎ＋’ｔ？ラミックス焼結体に炭化珪素（
ＳｉＣ）を被覆するものである。
ＳｉＣ）を被覆するものである。
ＳＬＣはＳｉ ３Ｎ ４と同揉に高硬度、高熱伝導性、
耐食性、耐酸化性にすぐれているので、このようなＳＬ
ＣをＳＬ ３Ｎ ４焼結体表面に密着性よく均質に被覆
することによって従来の５Ｌ３Ｎ４ｔラミックス耐摩耗
部品の欠点を補い、さらにすぐれた性能を持たせること
ができるのである。
耐食性、耐酸化性にすぐれているので、このようなＳＬ
ＣをＳＬ ３Ｎ ４焼結体表面に密着性よく均質に被覆
することによって従来の５Ｌ３Ｎ４ｔラミックス耐摩耗
部品の欠点を補い、さらにすぐれた性能を持たせること
ができるのである。
ＳＬＣ膜ｔよ従来よりＳＬ Ｃ１４やＣｌＩ４ 、Ｎ２
などの混合ガス中で炭素材別表面に被覆して用いられる
ことは公知の事実である。しかし、このような場合（よ
炭″Ａ基体が本来化学的に不活性であり、また炭素供給
源となり得ることＪ：す、ＳＬＣは容易に接着性よく被
覆することができる。
などの混合ガス中で炭素材別表面に被覆して用いられる
ことは公知の事実である。しかし、このような場合（よ
炭″Ａ基体が本来化学的に不活性であり、また炭素供給
源となり得ることＪ：す、ＳＬＣは容易に接着性よく被
覆することができる。
しかし、この発明のように焼結助剤等として添加される
ＳＬＣ，Ｎ１２０３、Ｚｒ０ｔ 、 Ｙ２ｋｓ、 ５ｉ
ｆｔ、 ＴｊＮ、ＴＬＣｌＷＣ等とＳｉ ３Ｎ ４を主
成分とするセラミックス焼結体にあっては、ＣｌＩ４．
８２等の還元性雰囲気のため還元あるいは表面が変質さ
れ、密着性のよいＳＬＣ膜を被覆することができない。
ＳＬＣ，Ｎ１２０３、Ｚｒ０ｔ 、 Ｙ２ｋｓ、 ５ｉ
ｆｔ、 ＴｊＮ、ＴＬＣｌＷＣ等とＳｉ ３Ｎ ４を主
成分とするセラミックス焼結体にあっては、ＣｌＩ４．
８２等の還元性雰囲気のため還元あるいは表面が変質さ
れ、密着性のよいＳＬＣ膜を被覆することができない。
特に耐摩耗部品材料にあっては、極めて密着性の高いＳ
ＬＣ膜が必要であり、またＳＬＣ膜直下の変質層は耐摩
耗部品材料の割損などにつながるので、このような変７
１層の生成を避けることが重要である。
ＬＣ膜が必要であり、またＳＬＣ膜直下の変質層は耐摩
耗部品材料の割損などにつながるので、このような変７
１層の生成を避けることが重要である。
く問題点を解決するための手段〉
この発明は上記したような問題点を解決するために種々
検討の結果、臂られたものである。
検討の結果、臂られたものである。
即ち、この発明はＳｉ ３Ｎ ４を主成分とし、５ＬＣ
１Ａ’ ２０３ 、Ｚｒ０ｅ、Ｙ２Ｏ３、Ｉ’ｂＯ，５
ＬＯｅ、ＴＬ Ｎ 、 ＴＬ Ｃ。
１Ａ’ ２０３ 、Ｚｒ０ｅ、Ｙ２Ｏ３、Ｉ’ｂＯ，５
ＬＯｅ、ＴＬ Ｎ 、 ＴＬ Ｃ。
ＷＣの群より選ばれた１種以上とよりなる耐摩耗性焼結
体表面に１１００〜１７００℃の温度域でＳＬのハロゲ
ン化物または有はけい素化合物およびＮ２ガス、炭化水
素ガスまたはＣＣ９４を含有する混合気体中でＳＬＣ被
覆を施すに当り、前記混合気体中にＣＯまたは／および
窒′ｌＡ酸化物が全混合気体重のｏ、ｏｏｉ〜１０容量
％含有することを特徴とする炭化珪素被部耐摩部品の￥
Ｊ造法を提供するものである。
体表面に１１００〜１７００℃の温度域でＳＬのハロゲ
ン化物または有はけい素化合物およびＮ２ガス、炭化水
素ガスまたはＣＣ９４を含有する混合気体中でＳＬＣ被
覆を施すに当り、前記混合気体中にＣＯまたは／および
窒′ｌＡ酸化物が全混合気体重のｏ、ｏｏｉ〜１０容量
％含有することを特徴とする炭化珪素被部耐摩部品の￥
Ｊ造法を提供するものである。
く作用〉
この発明において、Ｓｉ３Ｎ ４を主成分とするセラミ
ックス焼結体の表面に被覆するＳＬＣ膜の厚さは１〜１
００μ汎、好ましくは２〜３０μｍであり、被覆温度は
１１００〜１７００℃が好ましい。
ックス焼結体の表面に被覆するＳＬＣ膜の厚さは１〜１
００μ汎、好ましくは２〜３０μｍであり、被覆温度は
１１００〜１７００℃が好ましい。
この限定理由についてのべると、被覆温度は１１００℃
未満では、Ｓ；ＣＷＸ！の密着性が不足し、１７００℃
を越えると被覆膜が粗粒化し、ｒ！質強度が低下して好
ましくないためである。混合気体中にＣＯまたは／およ
び窒素酸化物を投入すると、雰囲気中の酸素ポテンシャ
ルが高くなり、セラミックス基体表面の還元反応が抑制
され、高温下での被覆過程においてもすぐれた密着性を
有するのである。
未満では、Ｓ；ＣＷＸ！の密着性が不足し、１７００℃
を越えると被覆膜が粗粒化し、ｒ！質強度が低下して好
ましくないためである。混合気体中にＣＯまたは／およ
び窒素酸化物を投入すると、雰囲気中の酸素ポテンシャ
ルが高くなり、セラミックス基体表面の還元反応が抑制
され、高温下での被覆過程においてもすぐれた密着性を
有するのである。
さらにまた、ＳＬＣ膜の気相生成が抑制され、均質に被
覆することができるのである。ＣＯまたは／および窒素
酸化物の濃度は全混合気体中０．００１容量％未満では
使用の効果がなく、また１０容量％を越えると雰囲気中
の酸素ポテンシャルが高くなりすぎて好ましい結果が得
られないことからｏ、ｏｏｉ〜１０容量％が好ましい。
覆することができるのである。ＣＯまたは／および窒素
酸化物の濃度は全混合気体中０．００１容量％未満では
使用の効果がなく、また１０容量％を越えると雰囲気中
の酸素ポテンシャルが高くなりすぎて好ましい結果が得
られないことからｏ、ｏｏｉ〜１０容量％が好ましい。
〈実施例〉
以下この発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
２ｆｆ！呈％／Ｖ ２０３ 、３重量％ＹａＯｓ０．５
Φ吊％ＷＣ１残部がＳＬ ３Ｎ ４からなる混合粉末を
所定の圧延ロール形状に型押しし、Ｎ２ガス加圧雰囲気
中（ｌ ａｔｌ）、１８００℃で焼結を行なった。この
焼結体を所定の寸法精度に加工した後、これを１３５０
℃に加熱し、５８吊％５ＬＣ１４，５容量％ＣＩ＋４．
１容量％ＣＯおよび残部Ｎ２ガスよりなる気体中、５０
Ｔｏｒｒの減圧下で３時間保持して焼結体表面に１０μ
汎のＳｉＣを被覆し１こ 。
Φ吊％ＷＣ１残部がＳＬ ３Ｎ ４からなる混合粉末を
所定の圧延ロール形状に型押しし、Ｎ２ガス加圧雰囲気
中（ｌ ａｔｌ）、１８００℃で焼結を行なった。この
焼結体を所定の寸法精度に加工した後、これを１３５０
℃に加熱し、５８吊％５ＬＣ１４，５容量％ＣＩ＋４．
１容量％ＣＯおよび残部Ｎ２ガスよりなる気体中、５０
Ｔｏｒｒの減圧下で３時間保持して焼結体表面に１０μ
汎のＳｉＣを被覆し１こ 。
このＳしＣ膜はＸＩ！解析でβ−ＳシＣであり、Ｈｖ硬
度を測定したところ、３３００／（ｇ台であった。かく
してｊｑられたＳ＆Ｃ被覆したロールをφ２ｍ＃ＩＣＬ
Ｌ素線の２ ｍ ／ｓａｃの条件下で３００時間伸線加
工に使用したところ、ロールキャリバーの摩耗量は殆ん
どなく、摩耗痕などの傷もみられなかった。
度を測定したところ、３３００／（ｇ台であった。かく
してｊｑられたＳ＆Ｃ被覆したロールをφ２ｍ＃ＩＣＬ
Ｌ素線の２ ｍ ／ｓａｃの条件下で３００時間伸線加
工に使用したところ、ロールキャリバーの摩耗量は殆ん
どなく、摩耗痕などの傷もみられなかった。
これに対してＳｉＣ膜のない５＝Ｊ４製セラミツクロー
ルは０．１．、の摩耗量でロールキャリバーに伍の溶着
がみられた。
ルは０．１．、の摩耗量でロールキャリバーに伍の溶着
がみられた。
実施例２
３重量％Ｍ２ｏ３．２重量％Ｙ２０ｓ Ｎ １ 用ｆｆ
ｉ％ＷＣ２重量％Ｚｒ ０２、残部がＳＬ ３Ｎ ４か
らなる混合粉末を用いて所定のガイドローラー形状に型
押しし、１ａＨｅのＮ２ガス雰囲気中、１８２０℃で焼
結した。
ｉ％ＷＣ２重量％Ｚｒ ０２、残部がＳＬ ３Ｎ ４か
らなる混合粉末を用いて所定のガイドローラー形状に型
押しし、１ａＨｅのＮ２ガス雰囲気中、１８２０℃で焼
結した。
この焼結体を所定の寸法精度に加工した後、第１表に示
す種々の条件下でその表面に１２μＴｒＬ厚のＳａｃを
被覆した、 これらのＳＬＣ被覆したロールをφ １．５ｓ＋Ｃｕ素
線の５ ｍ ／ｓｅｃ線速による伸線加工に１０００時
間使用したところ、第１表に示す摩耗量の結末が得られ
、比較例として使用したＳｉＣ膜のないガイドロールに
比べてすぐれた耐摩耗性を右することが認められた。
す種々の条件下でその表面に１２μＴｒＬ厚のＳａｃを
被覆した、 これらのＳＬＣ被覆したロールをφ １．５ｓ＋Ｃｕ素
線の５ ｍ ／ｓｅｃ線速による伸線加工に１０００時
間使用したところ、第１表に示す摩耗量の結末が得られ
、比較例として使用したＳｉＣ膜のないガイドロールに
比べてすぐれた耐摩耗性を右することが認められた。
Ｊ、たこの発明の方法とは異なる方法でＳｉＣ膜を形成
した試料番号１０のロールは部分的にＳｉＣ膜が剥離し
ていた。
した試料番号１０のロールは部分的にＳｉＣ膜が剥離し
ていた。
第 １ 表
〈発明の効果〉
上述のようにこの発明の方法によれば銅用素腺等の金属
線を圧延加工あるいは伸線加工するに使用するロール、
ガイドローラー等の耐摩部品としてすぐれたものが得ら
れることが認められた。
線を圧延加工あるいは伸線加工するに使用するロール、
ガイドローラー等の耐摩部品としてすぐれたものが得ら
れることが認められた。
Claims (1)
- Ｓｉ＿３Ｎ＿４を主成分とし、ＳｉＣ、Ａｌ＿２Ｏ＿３
、ＺｒＯ＿２、Ｙ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯ、ＳｉＯ＿２、Ｔ
ｉＮ、ＴｉＣ、ＷＣの群より選ばれた１種以上とよりな
る耐摩耗性焼結体表面に１１００〜１７００℃の温度域
でＳｉのハロゲン化物または有機けい素化合物および水
素ガス、炭化水素ガスまたは四塩化炭素を含有する混合
気体中で炭化珪素被覆を施す耐摩部品の製造法において
、前記混合気体中に一酸化炭素または／および窒素酸化
物が全混合気体量の０．００１〜１０容量％含有するこ
とを特徴とする炭化珪素被覆耐摩部品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089565A JP2585584B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 炭化珪素被覆耐摩部品及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089565A JP2585584B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 炭化珪素被覆耐摩部品及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252984A true JPS63252984A (ja) | 1988-10-20 |
| JP2585584B2 JP2585584B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=13974336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62089565A Expired - Fee Related JP2585584B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 炭化珪素被覆耐摩部品及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585584B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117362026A (zh) * | 2022-06-30 | 2024-01-09 | 东北大学 | 氧化锆-碳化钛/氧化锆共烧陶瓷复合材料的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197370A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62089565A patent/JP2585584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197370A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117362026A (zh) * | 2022-06-30 | 2024-01-09 | 东北大学 | 氧化锆-碳化钛/氧化锆共烧陶瓷复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2585584B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |