JPH01150455A - セラミックス・金属複合体の製造方法 - Google Patents
セラミックス・金属複合体の製造方法Info
- Publication number
- JPH01150455A JPH01150455A JP31011487A JP31011487A JPH01150455A JP H01150455 A JPH01150455 A JP H01150455A JP 31011487 A JP31011487 A JP 31011487A JP 31011487 A JP31011487 A JP 31011487A JP H01150455 A JPH01150455 A JP H01150455A
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- JP
- Japan
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- molten metal
- metal
- ceramic
- plasma arc
- intake
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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）
本発明は主として耐摩耗ロールの胴部外殻材として用い
られる円筒状のセラミックス・金属複合体の製造方法に
関するものである。
られる円筒状のセラミックス・金属複合体の製造方法に
関するものである。
（従来の技術）
耐摩耗ロールの胴部外殻材として、金属の酸（ヒ物、硅
素化物、窒化物、硼素化物、炭化物等の粒子く以下、セ
ラミックス粒子と呼ぶ）と金属との複合体が用いられて
いる。
素化物、窒化物、硼素化物、炭化物等の粒子く以下、セ
ラミックス粒子と呼ぶ）と金属との複合体が用いられて
いる。
従来、斯種複合体は、セラミックス粒子と金属粉末を混
合したものをプラズマ肉盛法によってロール表面に溶金
として直接に肉盛する方法によって形成されている。
合したものをプラズマ肉盛法によってロール表面に溶金
として直接に肉盛する方法によって形成されている。
（解決しようとする問題点）
上記の肉盛ロールの製造では、ロールを回転させながら
プラズマトーチをロールの軸方向に移動させて作業を行
なわねばならず、生産性が低い。
プラズマトーチをロールの軸方向に移動させて作業を行
なわねばならず、生産性が低い。
特に、大径、長尺のロールを製造する場合にその生産性
の低いことが問題となる。
の低いことが問題となる。
又、肉盛金属のセラミックスの混合比率が１０％以上の
場合、肉盛層の割れ感受性が高くなるなめ、かなり高い
余熱温度を必要とし、高熱作業を伴うため熱管理が難し
かった。
場合、肉盛層の割れ感受性が高くなるなめ、かなり高い
余熱温度を必要とし、高熱作業を伴うため熱管理が難し
かった。
又、固体母材に高温の溶金を被覆するから、溶金が大気
にさらされて急冷される際の収縮と母材の収縮との相対
値によって、常温における肉盛層には引っ張り、あるい
は圧縮の残留応力が残り、冷却後の歪発生の問題が大き
い。
にさらされて急冷される際の収縮と母材の収縮との相対
値によって、常温における肉盛層には引っ張り、あるい
は圧縮の残留応力が残り、冷却後の歪発生の問題が大き
い。
更に、肉盛法は隣合うビードが少し重なる様にして母材
を被覆するものてあり、ビートの重なり部と、重なって
いない部分とでは、特性に若干の差異が生じ、ロール表
面を均一な特性に仕上げることはできなかった。
を被覆するものてあり、ビートの重なり部と、重なって
いない部分とでは、特性に若干の差異が生じ、ロール表
面を均一な特性に仕上げることはできなかった。
（問題点を解決する為の手段）
本発明は、遠心鋳造法は生産性が高く、製品の歪みの発
生が少ないという特長を生かして、セラミックス・金属
後自体の製造方法を明らかにするものである。
生が少ないという特長を生かして、セラミックス・金属
後自体の製造方法を明らかにするものである。
本発明のセラミックス・金属複合体の製法は、セラミッ
クスと金属をプラズマアークの高熱にて溶かした溶滴を
鋳造材料である金属溶湯に混合し、該混き溶湯を遠心下
にて凝固させることを特徴とする。
クスと金属をプラズマアークの高熱にて溶かした溶滴を
鋳造材料である金属溶湯に混合し、該混き溶湯を遠心下
にて凝固させることを特徴とする。
（作用及び効果）
生産性の高い遠心鋳造法でセラミックス・金属複合体を
能率的に生産でき、特に大径、長尺物の製造に於て、従
来のプラズマ肉盛法によって耐摩耗層を形成する場合に
比べ、製造能率が大幅に向上する。
能率的に生産でき、特に大径、長尺物の製造に於て、従
来のプラズマ肉盛法によって耐摩耗層を形成する場合に
比べ、製造能率が大幅に向上する。
セラミックスは実買上融点はないものとされ、又、比重
が軽いため、セラミックスだけをプラズマアークによっ
て溶かしつつ溶湯に混合するには無理があり、セラミッ
クスは溶湯に十分には分散しない。
が軽いため、セラミックスだけをプラズマアークによっ
て溶かしつつ溶湯に混合するには無理があり、セラミッ
クスは溶湯に十分には分散しない。
しかし、本発明の様に、セラミックスと金属が混じりあ
った溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することによ
り、セラミックスを溶湯に良く混じり合わせることが可
能でとなった。
った溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することによ
り、セラミックスを溶湯に良く混じり合わせることが可
能でとなった。
更に、遠心力下での鋳造によって、セラミックスがロー
ルの軸方向及び周方向に均一な分布状君で固化するため
、ロールの外周を均一な品質に形成出来る。
ルの軸方向及び周方向に均一な分布状君で固化するため
、ロールの外周を均一な品質に形成出来る。
鋳造成形であるから、従来の様に固体母材に高温の溶金
を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ないという利
点がある。
を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ないという利
点がある。
（実施例）
第１図は本発明の実施に使用する遠心鋳造装置であって
、回転ローラ（３）の上に遠心鋳造用金型（１）が設置
され、該金型の両端に環状の湯止めバンド（２）（２）
が装着されている。
、回転ローラ（３）の上に遠心鋳造用金型（１）が設置
され、該金型の両端に環状の湯止めバンド（２）（２）
が装着されている。
一方の湯止めバンドの中央孔（２１）から注入樋（４）
の先端を金型内へ挿入する。
の先端を金型内へ挿入する。
注入樋（４）には外端に第１取入口（４１）、該第１取
入口より金型側に第２取入口（４２〉が開口している。
入口より金型側に第２取入口（４２〉が開口している。
上記注入樋（４）の第２取入口（４２）の上方に、該取
入口に向けてプラズマアーク発生トーチ（５）が配設さ
れ、該トーチ（５）にセラミックス粒子と金属粉体の混
合物の供給管（５１）及びトーチ（５）を冷却する冷却
水管（５２）が接続されている。
入口に向けてプラズマアーク発生トーチ（５）が配設さ
れ、該トーチ（５）にセラミックス粒子と金属粉体の混
合物の供給管（５１）及びトーチ（５）を冷却する冷却
水管（５２）が接続されている。
然して、取鍋（６）から注入樋（４）へ遠心鋳造材料で
ある溶湯を流し込む。これと同時に第２取入口（４２）
からは、前記トーチ内にて発生するプラズマアークの高
温によってセラミックス粒子と金属粒子とが混じりあっ
た溶滴となし、該溶滴を前記溶湯に対して一定の割合で
混入する。
ある溶湯を流し込む。これと同時に第２取入口（４２）
からは、前記トーチ内にて発生するプラズマアークの高
温によってセラミックス粒子と金属粒子とが混じりあっ
た溶滴となし、該溶滴を前記溶湯に対して一定の割合で
混入する。
注入樋（４）から、回転している金型（１）中へ上記溶
湯を一定の速度にて流し込む。
湯を一定の速度にて流し込む。
前記第１取入口（４１）から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Ａ１．Ｃｕ等の非鉄金属及びその合金を
適宜選択する。
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Ａ１．Ｃｕ等の非鉄金属及びその合金を
適宜選択する。
セラミックス粒子としては、例えばＳｉｏ２、ＡＩ ２
０３、ＺｒＯ２、ＢｅＯ等の酸化物、ＴｉＣ，ＳｉＣ等
の炭化物、及びＴ ｉ Ｎ 、 Ｓ ｉ３ Ｎ ＜等の
窒ｆヒ物の５０μｍ〜ｉｎｎ＾の粒子を使用する。
０３、ＺｒＯ２、ＢｅＯ等の酸化物、ＴｉＣ，ＳｉＣ等
の炭化物、及びＴ ｉ Ｎ 、 Ｓ ｉ３ Ｎ ＜等の
窒ｆヒ物の５０μｍ〜ｉｎｎ＾の粒子を使用する。
又、セラミックスと一緒に溶かす金属は、鉄基合金、コ
バルト基合金等が選択できる。
バルト基合金等が選択できる。
金型の回転数としては通常の如く、Ｇ Ｎ ｏで４０〜
２００とする。低回転は非鉄系金属の場合に適する。
２００とする。低回転は非鉄系金属の場合に適する。
前記工程によって製品の外層を形成し、内層は製品の使
途、経済性に応じた成分の溶湯を型内に投入して同じく
遠心鋳造によって上記第１層に重ねて形成する。
途、経済性に応じた成分の溶湯を型内に投入して同じく
遠心鋳造によって上記第１層に重ねて形成する。
本発明は上記の如く、生産性の高い遠心鋳造法にてセラ
ミックス・金属複合体を能率的に生産でき、特に大径、
長尺物の製造に於て、従来のプラズマ肉盛法によって耐
摩耗層を形成する場合に比べて製造能率が大幅に向上す
る。
ミックス・金属複合体を能率的に生産でき、特に大径、
長尺物の製造に於て、従来のプラズマ肉盛法によって耐
摩耗層を形成する場合に比べて製造能率が大幅に向上す
る。
セラミックスは実買上融点はないものとされ、又、比重
が軽いため、セラミックスだけプラズマアークによって
溶かしつつ溶湯に噴射するには、無理があり、溶湯に十
分に分散しない。
が軽いため、セラミックスだけプラズマアークによって
溶かしつつ溶湯に噴射するには、無理があり、溶湯に十
分に分散しない。
しかし、本発明の様に、セラミックスと金属が混じりあ
った溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することによ
り、セラミックが溶湯中に良く混じり会う。
った溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することによ
り、セラミックが溶湯中に良く混じり会う。
更に、遠心力下での鋳造によって、セラミ・ンクスがロ
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質にすることが出来る。
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質にすることが出来る。
鋳造成形であるから、従来の様に固体母材に高温の溶金
を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ない。
を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ない。
次に搬送ロール用の外殻円筒材の第１層（以下円筒物と
呼ぶ）の製造について具体例を示す。
呼ぶ）の製造について具体例を示す。
円筒物の形状寸法
外径１００１、長さ２６０ ＋６積、肉厚２０１円筒体
に占めるセラミックスの割き ５％ プラズマアークによってセラミックと一緒に溶かす金属
の成分 ５ＣＨ２２ 上記金属のセラミックに対する混合割合２０％溶湯の温
度１．７００℃ 金型は１５０℃に加熱しておき、金型の回転数は６００
ｒｐｍに設定する。
に占めるセラミックスの割き ５％ プラズマアークによってセラミックと一緒に溶かす金属
の成分 ５ＣＨ２２ 上記金属のセラミックに対する混合割合２０％溶湯の温
度１．７００℃ 金型は１５０℃に加熱しておき、金型の回転数は６００
ｒｐｍに設定する。
以上の結果、セラミックスが軸方向及び円周方向に均一
に分散した１ｌｉｉｔ摩耗性円筒物を得た。
に分散した１ｌｉｉｔ摩耗性円筒物を得た。
本発明は上記実施例の構成に限定されることはなく、特
許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。
許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。
第１図は本発明に使用する遠心鋳造装置の概略を示す断
面図である。 （１）・・・遠心鋳造金型 （４）・・・注入樋（５
）・・・プラズマトーチ
面図である。 （１）・・・遠心鋳造金型 （４）・・・注入樋（５
）・・・プラズマトーチ
Claims (1)
- （１）セラミックスと金属をプラズマアークの高熱にて
溶かし、この溶滴を遠心鋳造材料である金属溶湯に混合
し、該混合溶湯を遠心下にて凝固させてなるセラミック
ス・金属複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011487A JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011487A JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150455A true JPH01150455A (ja) | 1989-06-13 |
| JPH084896B2 JPH084896B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=18001347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31011487A Expired - Lifetime JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084896B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109365786A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-02-22 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种立磨陶瓷辊套及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001792B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-03-15 | 湖北腾升科技股份有限公司 | 一种高镍高铬钢轧辊及其制备方法 |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP31011487A patent/JPH084896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109365786A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-02-22 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种立磨陶瓷辊套及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH084896B2 (ja) | 1996-01-24 |
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