JPS6362305B2 - - Google Patents
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- JPS6362305B2 JPS6362305B2 JP58237050A JP23705083A JPS6362305B2 JP S6362305 B2 JPS6362305 B2 JP S6362305B2 JP 58237050 A JP58237050 A JP 58237050A JP 23705083 A JP23705083 A JP 23705083A JP S6362305 B2 JPS6362305 B2 JP S6362305B2
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- molten metal
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Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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ツクス・金属複合
体の製造方法に関する。
して用いられる円筒状のセラミツクス・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、セラミツクス粒子と称す。）と金属と
の複合体が用いられており、その製造法として、
セラミツクス粒子を金属溶湯中に投入、撹拌する
ことにより均一分散化を計かり、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。
属酸化物、ケイ化物、窒化物、金属炭化物等の粒
子（以下、セラミツクス粒子と称す。）と金属と
の複合体が用いられており、その製造法として、
セラミツクス粒子を金属溶湯中に投入、撹拌する
ことにより均一分散化を計かり、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りか、セラミツク粒
子の稠密度が低く耐摩耗性や断熱性にも劣るとい
う欠点があつた。
に得るのに適していないばかりか、セラミツク粒
子の稠密度が低く耐摩耗性や断熱性にも劣るとい
う欠点があつた。
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ツクス・金属複
合体を工業的高生産性の下で製造すると共に、セ
ラミツ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り、その特
徴とするところは、遠心力鋳造用金型の内周面
に、セラミツクス粒子と熱硬化性若しくは熱可塑
性の合成樹脂結合剤との混合粉体を散布してセラ
ミツクス粉体層を形成し、該セラミツクス粉体層
を加熱により硬状若しくは軟状のセラミツクス一
体層とした後、前記金型の回転下でセラミツクス
一体層の内面に溶融金属を注湯し、前記合成樹脂
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ツクス粒子の埋入
した金属浸透層とする点にある。
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ツクス・金属複
合体を工業的高生産性の下で製造すると共に、セ
ラミツ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り、その特
徴とするところは、遠心力鋳造用金型の内周面
に、セラミツクス粒子と熱硬化性若しくは熱可塑
性の合成樹脂結合剤との混合粉体を散布してセラ
ミツクス粉体層を形成し、該セラミツクス粉体層
を加熱により硬状若しくは軟状のセラミツクス一
体層とした後、前記金型の回転下でセラミツクス
一体層の内面に溶融金属を注湯し、前記合成樹脂
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ツクス粒子の埋入
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。
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。
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。
本発明の実施に当り、予めセラミツクス粒子と
熱硬化性若しくは熱可塑性の合成樹脂結合剤との
混合粉体を準備する。ここで、セラミツクス粒子
としては、SiO2、Al2O3、ZrO2、BeO等の酸化
物、TiC、SiC等の炭化物、及びTiN、Si3N4等
の窒化物の50μm〜１mmの粒子を例示でき、また
合成樹脂結合剤のうち、熱硬化性のものとしてフ
エノール樹脂、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。前記セラミツ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
るセラミツクス粉体層が加熱により一体層となれ
ば足り、通常結合剤は混合粉体の総重量に対し２
〜６％程度で十分である。
熱硬化性若しくは熱可塑性の合成樹脂結合剤との
混合粉体を準備する。ここで、セラミツクス粒子
としては、SiO2、Al2O3、ZrO2、BeO等の酸化
物、TiC、SiC等の炭化物、及びTiN、Si3N4等
の窒化物の50μm〜１mmの粒子を例示でき、また
合成樹脂結合剤のうち、熱硬化性のものとしてフ
エノール樹脂、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。前記セラミツ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
るセラミツクス粉体層が加熱により一体層となれ
ば足り、通常結合剤は混合粉体の総重量に対し２
〜６％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は予め前
記合成樹脂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
体はまず断面Ｕ字形の散布樋（図示省略）に収納
し、所定の回転下（ＧNo.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
面にセラミツクス粉体層４を形成する。このセラ
ミツクス粉体層４は金型１の予熱により加熱さ
れ、セラミツクス粒子間の粉粒状の結合剤が相互
に粘結し、セラミツ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ツクス一体層となる。
尚、前記セラミツクス一体層の厚さとしては１〜
５mmとするが、その理由として、１mm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ツ
クス・金属複合体の耐摩耗性、断熱性等の必要特
性の効果が得られ難く、また５mmを越えて形成さ
れると溶融金属の浸透が不十分となり外表面にお
ける複合体の材質劣化が著しい。
内周面に散布する。ここで、前記金型１は予め前
記合成樹脂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
体はまず断面Ｕ字形の散布樋（図示省略）に収納
し、所定の回転下（ＧNo.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
面にセラミツクス粉体層４を形成する。このセラ
ミツクス粉体層４は金型１の予熱により加熱さ
れ、セラミツクス粒子間の粉粒状の結合剤が相互
に粘結し、セラミツ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ツクス一体層となる。
尚、前記セラミツクス一体層の厚さとしては１〜
５mmとするが、その理由として、１mm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ツ
クス・金属複合体の耐摩耗性、断熱性等の必要特
性の効果が得られ難く、また５mmを越えて形成さ
れると溶融金属の浸透が不十分となり外表面にお
ける複合体の材質劣化が著しい。
次に、セラミツクス一体層が形成された金型１
を所定の回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、用途により高級
鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等の鉄系
金属又はAl、Cu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く
ＧNo.で400〜200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、前記セラミツ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合
成樹脂結合剤を燃焼、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。
を所定の回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、用途により高級
鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等の鉄系
金属又はAl、Cu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く
ＧNo.で400〜200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、前記セラミツ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合
成樹脂結合剤を燃焼、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）のセラミツクス一体
層が形成されているので、セラミツクスの粉粒層
のみの形成に対し、層が金型１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
るセラミツク層の厚み変化も極力防止出来て好適
である。
１内には固形状（非粉体状）のセラミツクス一体
層が形成されているので、セラミツクスの粉粒層
のみの形成に対し、層が金型１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
るセラミツ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３図に示す如
くセラミツクス・金属複合体を得る。第２図は鋳
造体の全部をセラミツクス粒子５が埋入された金
属浸透層６を示し、第３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。
くセラミツクス・金属複合体を得る。第２図は鋳
造体の全部をセラミツクス粒子５が埋入された金
属浸透層６を示し、第３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。
次に実施例を掲げて説明する。
外径300φ、長さ400l、肉厚50mmの搬送ローラ用
複合体の製造実施例。
複合体の製造実施例。
(1) 遠心力鋳造用金型の内面に、粒径0.05〜１mm
のSiC系セラミツクス粒子とフエノールレジン
（総重量に対し４％）との混合粉体5.6Kgを金型
の回転ＧNo.60下で散布した。この際、金型は
200℃に余熱してあつた。
のSiC系セラミツクス粒子とフエノールレジン
（総重量に対し４％）との混合粉体5.6Kgを金型
の回転ＧNo.60下で散布した。この際、金型は
200℃に余熱してあつた。
(2) 散布後、加熱されて金型内周面に形成された
セラミツクス一体層の厚さは５mmであつた。
セラミツクス一体層の厚さは５mmであつた。
(3) 次に、そのセラミツクス一体層の内面に高級
鋳鉄溶湯120Kgを1400℃で鋳込んだ。この際金
型回転数はＧNo.150に設定された。
鋳鉄溶湯120Kgを1400℃で鋳込んだ。この際金
型回転数はＧNo.150に設定された。
(4) 以上のようにして、第３図に示す２層構造の
セラミツクス・金属複合体を得た。
セラミツクス・金属複合体を得た。
(5) 該複合体を断面観察した結果、５mmの金属浸
透層には金属が完全に充填されていた。その顕
微鏡組織を第４図に示す（×50）。
透層には金属が完全に充填されていた。その顕
微鏡組織を第４図に示す（×50）。
以上述べたように、本発明のセラミツクス・金
属複合体の製造法によれば、遠心力鋳造用金型の
内周面にセラミツクス粒子と熱硬化性若しくは熱
可塑性の合成樹脂結合剤との混合粉体を散布して
セラミツクス粉体層を形成するので、混合粉体に
おけるセラミツクス粒子の混合割合を高率に設定
することができ、セラミツクス粒子を主体とした
セラミツクス粉体層を容易に形成することができ
る。そして、該セラミツクス粉体層は、所望の溶
融金属の遠心力鋳造に先立ち、加熱されることに
よつて、セラミツ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ツクス一体層となるの
で、注湯時の溶湯の落下衝撃に対してセラミツク
ス一体層の厚さ変化が生じ難く、また、注湯後は
遠心力の作用でセラミツクス粒子の種類によら
ず、かつ高稠密度のセラミツクス粒子間でも、粒
子間に存する合成樹脂結合剤を燃焼、消失させつ
つ、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り、しかも金属
浸透層たる外層は浸透金属の連続性により剥離に
対して強い。このように本発明方法は、円筒状の
セラミツクス・金属複合体の製作法として種々の
点で優れ、工業的生産性においても優れたもので
ある。
属複合体の製造法によれば、遠心力鋳造用金型の
内周面にセラミツクス粒子と熱硬化性若しくは熱
可塑性の合成樹脂結合剤との混合粉体を散布して
セラミツクス粉体層を形成するので、混合粉体に
おけるセラミツクス粒子の混合割合を高率に設定
することができ、セラミツクス粒子を主体とした
セラミツクス粉体層を容易に形成することができ
る。そして、該セラミツクス粉体層は、所望の溶
融金属の遠心力鋳造に先立ち、加熱されることに
よつて、セラミツ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ツクス一体層となるの
で、注湯時の溶湯の落下衝撃に対してセラミツク
ス一体層の厚さ変化が生じ難く、また、注湯後は
遠心力の作用でセラミツクス粒子の種類によら
ず、かつ高稠密度のセラミツクス粒子間でも、粒
子間に存する合成樹脂結合剤を燃焼、消失させつ
つ、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り、しかも金属
浸透層たる外層は浸透金属の連続性により剥離に
対して強い。このように本発明方法は、円筒状の
セラミツクス・金属複合体の製作法として種々の
点で優れ、工業的生産性においても優れたもので
ある。
第１図はセラミツ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
３図は本発明に係る複合体の部分横断面図、第４
図は金属浸透層の金属組織を示す顕微鏡写真（×
50）を示す。 １…遠心力鋳造用金型、２…バンド、４…セラ
ミツクス粉体層、５…セラミツクス粒子、６…金
属浸透層、７…内層。
れた遠心力鋳造用金型の縦断面図、第２図及び第
３図は本発明に係る複合体の部分横断面図、第４
図は金属浸透層の金属組織を示す顕微鏡写真（×
50）を示す。 １…遠心力鋳造用金型、２…バンド、４…セラ
ミツクス粉体層、５…セラミツクス粒子、６…金
属浸透層、７…内層。
Claims (1)
- １ 遠心力鋳造用金型の内周面に、セラミツクス
粒子と熱硬化性若しくは熱可塑性の合成樹脂結合
剤との混合粉体を散布してセラミツクス粉体層を
形成し、該セラミツクス粉体層を加熱により硬状
若しくは軟状のセラミツクス一体層として後、前
記金型の回転下でセラミツクス一体層の内面に溶
融金属を注湯し、前記合成樹脂結合剤を燃焼、消
失させると共にその消失空〓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
一部をセラミツ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ツクス・金属複合体
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 JPS60127067A (ja) | 1985-07-06 |
| JPS6362305B2 true 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) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69702988T2 (de) * | 1996-10-01 | 2001-03-01 | Hubert Francois | Verschleissfester verbundkörper |
| EP0838288A1 (fr) * | 1996-10-01 | 1998-04-29 | Hubert Francois | Pièce d'usure composite |
| WO2003047791A1 (fr) | 2001-12-04 | 2003-06-12 | DE PODHRADSZKY Natasha | Pieces de fonderie avec une resistance accrue a l'usure |
| US8147980B2 (en) * | 2006-11-01 | 2012-04-03 | Aia Engineering, Ltd. | Wear-resistant metal matrix ceramic composite parts and methods of manufacturing thereof |
| CN101884948B (zh) * | 2010-06-24 | 2013-05-15 | 昆明理工大学 | 一种复合球磨机衬板及其制备方法 |
| CN102452028A (zh) * | 2010-10-24 | 2012-05-16 | 西南交通大学 | 陶瓷母模的修补方法 |
| US20120244344A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | Spokane Industries | Composite components formed by coating a mold with ceramic material |
| US8985185B2 (en) | 2011-03-23 | 2015-03-24 | Spokane Industries | Composite components formed with loose ceramic material |
| JP2014138951A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Toyota Motor Corp | 遮熱膜の形成方法 |
| CN103231036A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-07 | 昆明理工大学 | 一种离心内表面复合过流件及其制备工艺 |
| CN104525888B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-01-18 | 西安理工大学 | 导卫辊及其制备方法 |
| CN104525887B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-09-26 | 西安理工大学 | 磨辊及其制备方法 |
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| JPS5070228A (ja) * | 1973-10-25 | 1975-06-11 | ||
| JPS5626667A (en) * | 1979-08-10 | 1981-03-14 | Kiyousan Gokin Chuzosho:Kk | Ceramics coating casting method |
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1983
- 1983-12-14 JP JP23705083A patent/JPS60127067A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60127067A (ja) | 1985-07-06 |
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