JPS6347138A - タイルライニング体 - Google Patents
タイルライニング体Info
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- JPS6347138A JPS6347138A JP19192486A JP19192486A JPS6347138A JP S6347138 A JPS6347138 A JP S6347138A JP 19192486 A JP19192486 A JP 19192486A JP 19192486 A JP19192486 A JP 19192486A JP S6347138 A JPS6347138 A JP S6347138A
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Landscapes
- Laminated Bodies (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】
（産業上の利用分野）
本発明はポンプ、ブロア等の流体機械のインペラーやケ
ーシング等に用いられるタイルライニング体に関するも
のである。
ーシング等に用いられるタイルライニング体に関するも
のである。
（従来の技術）
ポンプ、ブロア等のインペラーやケーシングの耐摩耗性
を向上させる手段として、金属製の母材の表面にセラミ
ック製のタイル材を貼付けるタイルライニング法が知ら
れている（例えば、実開昭６０−９８７９０号公報、実
開昭６０−９８７９３号公報）が、従来はタイル材とし
て主としてアルミナ系セラミック質のものが使用されて
いたので、鋼材であることが多い母材とタイル材との間
の熱膨張率の差が大きく、高温条件下においてはタイル
材の剥離や脱落が発生し易い欠点があった。またアルミ
ナ系セラミック質のタイル材は弾性が小さいので母材が
外力や熱膨脹等により撓んだ場合にはその変形に追従で
きず、タイル材の剥離や脱落が発生し易い欠点があった
。このためにタイル材の面積を小さくして剥離や脱落の
防止を図っているが、被覆に手数がかかるうえに目地の
部分から侵食され易い欠点があった。
を向上させる手段として、金属製の母材の表面にセラミ
ック製のタイル材を貼付けるタイルライニング法が知ら
れている（例えば、実開昭６０−９８７９０号公報、実
開昭６０−９８７９３号公報）が、従来はタイル材とし
て主としてアルミナ系セラミック質のものが使用されて
いたので、鋼材であることが多い母材とタイル材との間
の熱膨張率の差が大きく、高温条件下においてはタイル
材の剥離や脱落が発生し易い欠点があった。またアルミ
ナ系セラミック質のタイル材は弾性が小さいので母材が
外力や熱膨脹等により撓んだ場合にはその変形に追従で
きず、タイル材の剥離や脱落が発生し易い欠点があった
。このためにタイル材の面積を小さくして剥離や脱落の
防止を図っているが、被覆に手数がかかるうえに目地の
部分から侵食され易い欠点があった。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、母材が
外力や熱膨脹により変形した場合にも剥離、脱落するこ
とがなく、しかも従来に比較し大型のタイル材を用いる
ことにより被覆を容易化するとともに目地からの侵食を
防止することができるタイルライニング体を目的として
完成されたものである。
外力や熱膨脹により変形した場合にも剥離、脱落するこ
とがなく、しかも従来に比較し大型のタイル材を用いる
ことにより被覆を容易化するとともに目地からの侵食を
防止することができるタイルライニング体を目的として
完成されたものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明はセラミック製のタイル材を用いて母材表面を被
覆したタイルライニング体において、タイル材に部分安
定化ジルコニアを使用したことを特徴とするものである
。
覆したタイルライニング体において、タイル材に部分安
定化ジルコニアを使用したことを特徴とするものである
。
本発明においてタイル材として用いられる部分安定化ジ
ルコニアは、ジルコニアの結晶構造中にＹ２Ｏ３、Ｃａ
Ｏ等の安定化材を少量添加して固溶させ、通常は１２０
０′Ｃ以上で安定な正方晶ジルコニアを立方晶ジルコニ
ア中に析出させて両相が混在したセラミックとしたもの
である。このような部分安定化ジルコニアは破壊時に発
生するクラック先端の応力集中エネルギーを正方晶から
低温和である単斜晶への結晶の転移エネルギーとして消
費することによりクランクの進展を防止することができ
るので他のセラミックに比較して格段に破壊靭性が高く
、破壊に対する抵抗値であるに、Ｃの値は約８．５ＭＮ
／ｍ””であってアルミナの約２倍、炭化珪素の約３．
５倍である。また部分安定化ジルコニアの熱膨脹係数は
１０．．５ｘｌＯ−６／ ’ｃであって鋼材の熱膨脹係
数（１０Ｘｌ０−６／ ”Ｃ） とよく一致するうえ
、ヤング率も２．０９Ｘ１０−’ｋｇ／ ｎ２であって
鋼材の２．１ｘｌｏ−４ｋｇ／ ｍｍ２ とよく一致し
、乾式摩耗テスト、湿式摩耗テストのいずれの場合にも
その耐摩耗性はアルミナの数倍である。更にまた、部分
安定化ジルコニアは弗酸及び高濃度のアルカリ以外のほ
とんどの化学薬品に対して優れた耐食性を有する。
ルコニアは、ジルコニアの結晶構造中にＹ２Ｏ３、Ｃａ
Ｏ等の安定化材を少量添加して固溶させ、通常は１２０
０′Ｃ以上で安定な正方晶ジルコニアを立方晶ジルコニ
ア中に析出させて両相が混在したセラミックとしたもの
である。このような部分安定化ジルコニアは破壊時に発
生するクラック先端の応力集中エネルギーを正方晶から
低温和である単斜晶への結晶の転移エネルギーとして消
費することによりクランクの進展を防止することができ
るので他のセラミックに比較して格段に破壊靭性が高く
、破壊に対する抵抗値であるに、Ｃの値は約８．５ＭＮ
／ｍ””であってアルミナの約２倍、炭化珪素の約３．
５倍である。また部分安定化ジルコニアの熱膨脹係数は
１０．．５ｘｌＯ−６／ ’ｃであって鋼材の熱膨脹係
数（１０Ｘｌ０−６／ ”Ｃ） とよく一致するうえ
、ヤング率も２．０９Ｘ１０−’ｋｇ／ ｎ２であって
鋼材の２．１ｘｌｏ−４ｋｇ／ ｍｍ２ とよく一致し
、乾式摩耗テスト、湿式摩耗テストのいずれの場合にも
その耐摩耗性はアルミナの数倍である。更にまた、部分
安定化ジルコニアは弗酸及び高濃度のアルカリ以外のほ
とんどの化学薬品に対して優れた耐食性を有する。
このように部分安定化ジルコニアは鋼の物性値と類偵し
た物性値を有するものであり、アルミナに比較して熱に
対してよく膨張し、外力に対してよく撓むうえに耐摩耗
性、耐食性に優れるので、アルミナ系のタイルよりも過
酷な条件下でも使用することができる。本発明において
は部分安定化ジルコニアにより正方形、六角形、円形等
の定形の平板状のタイルを作成して金属製の母材表面に
接着したり、あるいは母材の形状に合わせて断面がＨ字
状、Ｔ字状、Ｈ字状、コ字状等の異形形状のタイルを作
成して母材表面に接着する。接着剤としては機器の使用
環境に合せてエポキシ系接着剤やその他の成分系の接着
剤を用いることができまた接着強度を高めるために接着
面に凹凸を形成することもできる。更に接着剤に代えて
ボルト等の機械的手段により固定することもできる。次
に本発明のタイルライニング体の剥離強度等を測定する
ため、次のとおりのテストを行った。
た物性値を有するものであり、アルミナに比較して熱に
対してよく膨張し、外力に対してよく撓むうえに耐摩耗
性、耐食性に優れるので、アルミナ系のタイルよりも過
酷な条件下でも使用することができる。本発明において
は部分安定化ジルコニアにより正方形、六角形、円形等
の定形の平板状のタイルを作成して金属製の母材表面に
接着したり、あるいは母材の形状に合わせて断面がＨ字
状、Ｔ字状、Ｈ字状、コ字状等の異形形状のタイルを作
成して母材表面に接着する。接着剤としては機器の使用
環境に合せてエポキシ系接着剤やその他の成分系の接着
剤を用いることができまた接着強度を高めるために接着
面に凹凸を形成することもできる。更に接着剤に代えて
ボルト等の機械的手段により固定することもできる。次
に本発明のタイルライニング体の剥離強度等を測定する
ため、次のとおりのテストを行った。
まず第４図に示されるように、長さ１００ ｍ■、幅２
（１＋ｍ、厚さ５顛の鋼材（１１）の中央部に、長さ４
０−■、幅２０ｍ、厚さ３Ｉの部分安定化ジルコニアか
らなるテストピース（１２）と、同寸法のアルミナから
なるテストピース（１３）とを接着剤により固定した。
（１＋ｍ、厚さ５顛の鋼材（１１）の中央部に、長さ４
０−■、幅２０ｍ、厚さ３Ｉの部分安定化ジルコニアか
らなるテストピース（１２）と、同寸法のアルミナから
なるテストピース（１３）とを接着剤により固定した。
この両端を支持したうえで中央下面に荷重Ｐを加え、剥
離強度の比較を行った。荷重Ｐを増加するとまずアルミ
ナ質のテストピース（１３）が剥離したが、部分安定化
ジルコニア質のテストピース（１２）は鋼材（１１）と
ヤング率がほぼ等しいため鋼材（１１）の変形によく追
従し、アルミナ製のテストピース（１３）が剥離した荷
重の１．３倍の荷重まで剥離しなかった。
離強度の比較を行った。荷重Ｐを増加するとまずアルミ
ナ質のテストピース（１３）が剥離したが、部分安定化
ジルコニア質のテストピース（１２）は鋼材（１１）と
ヤング率がほぼ等しいため鋼材（１１）の変形によく追
従し、アルミナ製のテストピース（１３）が剥離した荷
重の１．３倍の荷重まで剥離しなかった。
次に第５図に示されるように、長さ１００ｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ５１ｍ＋１の鋼材（１４）の中央部に、長さ
と幅が同一で厚さが３鶴のテストピース（１５）を接着
剤により固定した。テストピース（１５）として部分安
定化ジルコニアとアルミナとを用い、両端を固定して両
端からの剥離を防止しつつテストピース（１５）と鋼材
（１４）とを完全密着させた状態のまま中央下面に荷重
Ｐを加えて破壊強度の比較を行った。
ｍｍ、厚さ５１ｍ＋１の鋼材（１４）の中央部に、長さ
と幅が同一で厚さが３鶴のテストピース（１５）を接着
剤により固定した。テストピース（１５）として部分安
定化ジルコニアとアルミナとを用い、両端を固定して両
端からの剥離を防止しつつテストピース（１５）と鋼材
（１４）とを完全密着させた状態のまま中央下面に荷重
Ｐを加えて破壊強度の比較を行った。
この結果、部分安定化ジルコニアのテストピース（１５
）の破壊時の荷重は、アルミナ質のテストピース（１５
）の破壊時の荷重の２．７倍であった。
）の破壊時の荷重は、アルミナ質のテストピース（１５
）の破壊時の荷重の２．７倍であった。
次に本発明の好ましい実施例を示す。
（実施例）
実施例１
第１図に示すように、ボス部（１）、主板部（２）、主
羽根部（３）からなるポンプ用インペラーの鋼製母材（
４）の全表面を部分安定化ジルコニア製のタイル（５）
によって被覆した。ボス部（１）の外表面はわん曲状の
タイル（５ａ）を使用し、ボス部（１）と主板部（２）
との接続部には断面がＬ字状の異形形状のタイル（５ｂ
）を使用した。また主板部（２）及び主羽根部（３）の
表面には長方形をした平板状の定形のタイル（５ｃ）を
用い、主板部（２）と主羽根部（３）との接続部にはＬ
字状のタイル（５ｄ）を用いた。更に主羽根部（３）の
端部は周速が最も大きく摩耗し易い部分であるため主板
部（２）、主羽根部（３）および主羽根端面を一体で被
覆する大型で断面が丁字形の変形タイル（５ｅ）を使用
して主羽根部（３）の端部の目地部を少なくし、目地部
の摩滅によるタイルの剥離を防止した。接着はエボギシ
系の接着剤によって行われ、タイルの平均厚さは約４
＋＋ｎであった。
羽根部（３）からなるポンプ用インペラーの鋼製母材（
４）の全表面を部分安定化ジルコニア製のタイル（５）
によって被覆した。ボス部（１）の外表面はわん曲状の
タイル（５ａ）を使用し、ボス部（１）と主板部（２）
との接続部には断面がＬ字状の異形形状のタイル（５ｂ
）を使用した。また主板部（２）及び主羽根部（３）の
表面には長方形をした平板状の定形のタイル（５ｃ）を
用い、主板部（２）と主羽根部（３）との接続部にはＬ
字状のタイル（５ｄ）を用いた。更に主羽根部（３）の
端部は周速が最も大きく摩耗し易い部分であるため主板
部（２）、主羽根部（３）および主羽根端面を一体で被
覆する大型で断面が丁字形の変形タイル（５ｅ）を使用
して主羽根部（３）の端部の目地部を少なくし、目地部
の摩滅によるタイルの剥離を防止した。接着はエボギシ
系の接着剤によって行われ、タイルの平均厚さは約４
＋＋ｎであった。
実施例２
本実施例では第２図に示されるように、ボス部（１）に
は部分安定化ジルコニアからなる円筒形状の変形タイル
（５ｆ）を嵌め、主板部（２）のボス側の表面には大型
の扇形状のタイル（５ｇ）を貼付けた。また主羽根部（
３）には主羽根部（３）の形状に一致させた断面り字形
状の大型のタイル（５ｈ）を両側から貼付け、更に主板
部（２）の中央部分には半球状のタイル（５１）を貼付
けた。このように大型のタイルを使用したので母材（４
）の表面を被覆する手数が大幅に削減でき、また目地が
減少したので耐久性、耐食性が著しく向上した。
は部分安定化ジルコニアからなる円筒形状の変形タイル
（５ｆ）を嵌め、主板部（２）のボス側の表面には大型
の扇形状のタイル（５ｇ）を貼付けた。また主羽根部（
３）には主羽根部（３）の形状に一致させた断面り字形
状の大型のタイル（５ｈ）を両側から貼付け、更に主板
部（２）の中央部分には半球状のタイル（５１）を貼付
けた。このように大型のタイルを使用したので母材（４
）の表面を被覆する手数が大幅に削減でき、また目地が
減少したので耐久性、耐食性が著しく向上した。
実施例３
本実施例では第３図に示されるように、主板部（２）か
ら主羽根部（３）の片面にわたる断面り字状の大型のタ
イル（５ｊ）、（５ｈ）により主板部（２）と主羽根部
（３）とを被覆した。この結果、これらの部分は主羽根
部（３）の枚数の２倍の枚数のタイルによって被覆され
ることとなるので目地は大幅に削減された。
ら主羽根部（３）の片面にわたる断面り字状の大型のタ
イル（５ｊ）、（５ｈ）により主板部（２）と主羽根部
（３）とを被覆した。この結果、これらの部分は主羽根
部（３）の枚数の２倍の枚数のタイルによって被覆され
ることとなるので目地は大幅に削減された。
なお以上に説明した実施例はいずれもポンプ用インペラ
ーに関するものであるが、本発明はブロアー用ケーシン
グの内面のライニングや、ホッパーの内面のライニング
等の種々の分野にも適用できることは言うまでもない。
ーに関するものであるが、本発明はブロアー用ケーシン
グの内面のライニングや、ホッパーの内面のライニング
等の種々の分野にも適用できることは言うまでもない。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、母材の表面
を部分安定化ジルコニア製のタイルにより被覆したもの
であり、その熱膨張係数が母材として最も普通に用いら
れる鋼材の熱膨張係数とほぼ一致するので熱変化を受け
たときにもタイル材と母材が同程度の伸縮を行うため剥
離することがない。また部分安定化ジルコニアは外力に
より撓み易いので、母材が外力を受けたときには母材の
変形に追従して部分安定化ジルコニア製タイルが変形し
、タイル材が母材から剥離や脱落することがない。この
ように部分安定化ジルコニアを用いたタイルライニング
は熱、外力に対してタイル材が母材の変形にほぼ一致し
て変形するため、大型のタイルを用いることができるの
で被覆作業も容易であるうえ目地を少なくすることもで
き、それ自体の高い耐食性、耐摩耗性ともあいまって従
来のアルミナセラミックのタイルによるライニングを施
したものよりもはるかに過酷な条件下でも長期間にわた
り使用することができる。更にまた、部分安定化ジルコ
ニア製タイルは高靭性、高耐摩耗性に優れているためタ
イルの厚みを従来のアルミナタイルよりも薄くすること
ができるので、機器を小型化できる利点もある。よって
本発明は従来の問題点を解決したものとして、産業の発
展に寄与するところは極めて大きいものである。
を部分安定化ジルコニア製のタイルにより被覆したもの
であり、その熱膨張係数が母材として最も普通に用いら
れる鋼材の熱膨張係数とほぼ一致するので熱変化を受け
たときにもタイル材と母材が同程度の伸縮を行うため剥
離することがない。また部分安定化ジルコニアは外力に
より撓み易いので、母材が外力を受けたときには母材の
変形に追従して部分安定化ジルコニア製タイルが変形し
、タイル材が母材から剥離や脱落することがない。この
ように部分安定化ジルコニアを用いたタイルライニング
は熱、外力に対してタイル材が母材の変形にほぼ一致し
て変形するため、大型のタイルを用いることができるの
で被覆作業も容易であるうえ目地を少なくすることもで
き、それ自体の高い耐食性、耐摩耗性ともあいまって従
来のアルミナセラミックのタイルによるライニングを施
したものよりもはるかに過酷な条件下でも長期間にわた
り使用することができる。更にまた、部分安定化ジルコ
ニア製タイルは高靭性、高耐摩耗性に優れているためタ
イルの厚みを従来のアルミナタイルよりも薄くすること
ができるので、機器を小型化できる利点もある。よって
本発明は従来の問題点を解決したものとして、産業の発
展に寄与するところは極めて大きいものである。
第１図は本発明の第１の実施例を示す一部切欠斜視図、
第２図は本発明の第２の実施例を示す一部切欠斜視図、
第３図は本発明の第３の実施例を示す一部切欠斜視図、
第４図は剥離強度の試験方法を示す斜視図、第５図は破
壊強度の試験方法を示す斜視図である。 （４）：母材、（５）：タイル材。
第２図は本発明の第２の実施例を示す一部切欠斜視図、
第３図は本発明の第３の実施例を示す一部切欠斜視図、
第４図は剥離強度の試験方法を示す斜視図、第５図は破
壊強度の試験方法を示す斜視図である。 （４）：母材、（５）：タイル材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミック製のタイル材を用いて母材表面を被覆し
たタイルライニング体において、タイル材に部分安定化
ジルコニアを使用したことを特徴とするタイルライニン
グ体。 ２、タイル材の形状が平板状である特許請求の範囲第１
項記載のタイルライニング体。 ３、タイル材の形状が断面がＬ字状、Ｔ字状、Ｈ字状、
コ字状等の異形形状である特許請求の範囲第１項記載の
タイルライニング体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19192486A JPS6347138A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | タイルライニング体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19192486A JPS6347138A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | タイルライニング体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347138A true JPS6347138A (ja) | 1988-02-27 |
Family
ID=16282705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19192486A Pending JPS6347138A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | タイルライニング体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6347138A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191274A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Ngk Insulators Ltd | Engine part |
| JPS58157974A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-20 | Hitachi Ltd | セラミツクスコ−テイング用粉末及びセラミツクスコ−テイング層を有する金属部材 |
| JPS59152277A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-30 | 日立造船株式会社 | 積層セラミツクスの製造方法 |
-
1986
- 1986-08-15 JP JP19192486A patent/JPS6347138A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191274A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Ngk Insulators Ltd | Engine part |
| JPS58157974A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-20 | Hitachi Ltd | セラミツクスコ−テイング用粉末及びセラミツクスコ−テイング層を有する金属部材 |
| JPS59152277A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-30 | 日立造船株式会社 | 積層セラミツクスの製造方法 |
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