JPH0112823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業の利用分野］ 本発明は、セラミツク体微粒子の表面にフエラ
イトを被着したフエライト・セラミツク複合粒子
を金属体中に多数分散混入した鋳造体よりなる鋳
造複合材およびその製造方法に関する。

［従来技術］ 従来、セラミツク体微粒子の表面にフエライト
を均等に被着することは物理的に不可能であり、
セラミツク体微粒子の表面にフエライトを均等に
被着したフエライト・セラミツク複合粒子は存在
せず、従つて、このフエライト・セラミツク複合
粒子を金属体中に多数混入した鋳造複合材は存在
しなかつた。また、鋳造体において、溶融金属体
とセラミツク体微粒子は比重が異るため、および
融点が異なるため、セラミツク体微粒子を金属体
中に分散混入することも不可能であつた。

［目的］ 本発明は硬度の高い耐摩耗性の高い、耐熱性の
高い、断熱性の高い、熱による膨張係数の小さ
い、耐蝕性の良い、比重の比較的軽いまた磁気特
性の優れた鋳造複合材を得ることを目的とし、か
かる鋳造複合材の製造方法を提供することを目的
とする。

［目的を達成するための手段］ 本発明の目的は、金属体例えば鉄、ニツケル、
クロム、モリブデン、アルミ、銅等の中にフエラ
イト・セラミツク複合粒子を多数分散混入した鋳
造複合材とすることにより達成され、またフエラ
イト・セラミツク複合粒子からなるペレツトと金
属体粒子よりなる粉末とを混合した複合粉状体を
高温溶融してから鋳型に流入して鋳造複合材を製
造する方法によつて達成される。

なお、フエライト・セラミツク複合粒子はは本
願発明者が発明し、既に別出願したが、その製造
方法の概要は塩化第２鉄水溶液を磁場中において
多数の鉄片と接触させて錯塩水溶液とし、該錯塩
水溶液を、多数のセラミツク体微粒子を混合した
塩化第２鉄水溶液中に混入して撹拌して複合水溶
液とし、該複合水溶液に苛性ソーダ水溶液を混入
して混合撹拌し、還元反応によつてできたフエラ
イトがセラミツク体微粒子に凝集被着してから、
水洗いしてフエライト・セラミツク複合粒子を製
造するものである。

そして、このフエライト・セラミツク複合粒子
は、粒状体であるからフエライトの体積表面積比
が高く、単位質量当りの磁気特性が向上したもの
である。また、このフエライト・セラミツク複合
粒子のフエライトは焼成法によつて得られたフエ
ライト体ではないので高温還元炉等で高温下に置
かれても磁性に変化が起こらないもので、このフ
エライト・セラミツク複合粒子を混入した鋳造複
合材は磁気特性が優れたもので、多用途が期待し
得るものである。例えば、モータやトランスなど
電気製品の鉄心、マグネツト、クラツチ、電子部
品またはその優れた機械的特性によりエンジンの
部品、ポンプのシリンダ、コンプレツサの軸受、
継手、ギヤ等、耐熱、耐摩耗、耐蝕部材等の用途
がある。

［実施例］ (1) フエライト・セラミツク複合粒子 フエライト・セラミツク複合粒子は下記の手段
により、純度の高いフエライトがセラミツク体微
粒子に被着したものとして得られる。

まず、塩化第２鉄水溶液（濃度５〜35％）を入
れた容器中に、磁場を形成するため、強い磁力を
持つた磁石を１個または複数個を入れ、更に多数
の鉄片（粒状の場合は粒度0.1〜４mm）を入れ、
流動撹拌してから該水溶液をろ過して錯塩水溶液
を得る。この場合、塩化第２鉄水溶液は容器中に
おいて、磁気を持つた鉄片と接触することによつ
て、電解イオン交換により陰極と陽極が多数発生
して水素イオンが陰極で水素ガスとして放出さ
れ、陰イオン、陽イオンが安定した錯塩水溶液と
なつている。

次に予めセラミツク体微粒子として粒度分布
が、0.05μ〜数mm好ましくは0.05〜20μの粒度分布
のジルコン微粒子を混入した塩化第２鉄水溶液
（濃度５〜35％）に前記錯塩水溶液を全体の約30
〜60％の割合いで混合し、充分に撹拌し複合水溶
液とする。この複合水溶液は酸性であり、Cl^-を
持つたものである。

このセラミツク体微粒子を多数混入した複合水
溶液に苛性ソーダ水溶液（水比約30％）を混入す
ることにより、セラミツク体微粒子の表面にフエ
ライトをほぼ均等に生成被着したフエライト・セ
ラミツク複合粒子が形成される。

この状態でフエライト・セラミツク複合粒子を
沈澱させて上ずみを捨てたもの、または遠心分離
して水を分離したものに水を加えて塩（NaCl）
をうすめて洗い流して取り去り、しかる後、フエ
ライト・セラミツク複合粒子に残留する水分を分
離、蒸発、乾燥処理して純度の高いフエライトを
均等に被着したセラミツク体即ちフエライト・セ
ラミツク複合粒子を得る。このようにして製造さ
れたフエライト・セラミツク複合粒子はセラミツ
ク体１微粒子単位でフエライト（Fe₃O₄）が均等
に被着されたもので、セラミツク体微粒子の粒度
が0.05〜20μの場合は、粒度（分布）が約0.1〜
25μである。

このフエライト・セラミツク複合粒子はフエラ
イトがセラミツク体微粒子にイオン結合によりメ
ツキ状に被着しているものと予測され、機械的摩
擦、衝撃によつても分離しない。

(2) 鋳造複合材 鋳造複合材は下記により得られる。

まず、フエライト・セラミツク複合粒子よりな
る粉末を水、水とバインダまたはバインダにて混
練りして堅練り状のスラツジとし、このスラツジ
を成形機等によりペレツト状に造粒し、ペレツト
状の粒とする。

この粒を熱風などにより乾燥処理して水分を蒸
発させペレツトとする。

このペレツトを鉄の粒子よりなる粉末と混合撹
拌して複合粉状体とする。

この複合粉状体をるつぼの中に充填し高温還元
炉等にて高温溶融し、溶融金属中にてペレツトが
分解してフエライト・セラミツク複合粒子が溶融
金属中に分散した溶湯とする。この分解分散させ
る手段は周知の如く、カーボンを溶湯中に分散さ
せる手段と同じ理屈である。

この溶融を鋳型に流入してから冷却して鋳造複
合材とする。

このようにして得られた鋳造複合材は、鉄の溶
融時においてもフエライトおよびセラミツクの融
点が高いので、フエライトとセラミツク複合粒子
が分離せず、鋳造しても鉄の中にフエライト・セ
ラミツク複合粒子が均等に分散したものであるか
ら、磁気特性の優れたものであり、また、セラミ
ツク体微粒子が存在するので、硬度が高く、耐摩
耗性が高く、耐熱性が高く、断熱性が高く、熱に
よる膨張係数が小さく、耐蝕性が良く、比重も鉄
だけのものより小さい。

以上、セラミツク体微粒子としてジルコンを用
いたものについて説明したが、これに限定される
ものでなく、ほかにジルコニア、２酸化けい素、
石英、アルミナ、窒素けい素等の金属酸化物類、
半金属、半導体酸化物類、非金属との化合物類お
よびそれら各種の複合物体微粒子を用いてもよ
い。また、金属としては鉄に限定されることな
く、他にニツケル、クロム、モリブデン、コバル
ト、銅、アルミ、マグネシユーム等の金属類また
は半金属類またはそれらの複合体を用いることが
できる。

更に、フエライトとしては、鉄成分以外の成分
としてコバルト、バリユーム、チタン等の金属元
素また半金属元素を含有した成分を含むことがで
きる。

［発明の効果］ 本発明の鋳造複合体は、フエライト・セラミツ
ク複合粒子が金属体中に多数分散した鋳造体なの
で、フエライト・セラミツク複合粒子自体が磁気
特性の優れたものであるため、磁気特性が高いも
のであり、また機械的特性においても優れていて
硬度が高く、耐摩耗性が高く、耐熱性が高く、断
熱性が高く、熱による膨張係数が小さく、耐蝕性
が良く、比重も金属だけのものより小さいという
効果を奏する。

そして、本発明の鋳造複合体の製造方法による
と、フエライト・セラミツク複合粒子が金属体中
に均等に分散した鋳造複合体を得ることができ、
フエライト・セラミツク複合粒子よりなる粉末を
ペレツトとしてから、金属体粒子よりなる粉末と
混合し溶湯とするので、金属体中にフエライト・
セラミツク複合粒子を均等に分散混入することが
できるという効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク体微粒子の表面にフエライトを被
   着したフエライト・セラミツク複合粒子を金属体
   中に多数分散混入した鋳造体よりなることを特徴
   とする鋳造複合材。 ２ セラミツク体微粒子の表面にフエライトを被
   着したフエライト・セラミツク複合粒子よりなる
   粉末を水および／またはバインダにて混練りして
   堅練りのスラツジとする工程、このスラツジをペ
   レツト状に造粒する工程、この粒を乾燥処理して
   水分を蒸発させてペレツトとする工程、このペレ
   ツトを金属体粒子よりなる粉体と混合撹拌して複
   合粉状体とする工程、この複合粉状体をるつぼに
   充填し、高温還元炉等にて高温溶融し溶湯とする
   工程、およびこの溶湯を鋳型に流入してから冷却
   して複合鋳造体とする工程からなることを特徴と
   する鋳造複合材の製造方法。