JPH01201078A - 高耐食性焼結体 - Google Patents
高耐食性焼結体Info
- Publication number
- JPH01201078A JPH01201078A JP63249786A JP24978688A JPH01201078A JP H01201078 A JPH01201078 A JP H01201078A JP 63249786 A JP63249786 A JP 63249786A JP 24978688 A JP24978688 A JP 24978688A JP H01201078 A JPH01201078 A JP H01201078A
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- Japan
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- cr3c2
- zrb2
- sintering
- mixed raw
- raw material
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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、ＺｒＢ２とＣｒ、、Ｃｚを含んでなる混合原
料粉末を焼結してなる高耐食性焼結体に関するものであ
る。ＺｒＢｚは、高融点、高硬度、高耐食性であり、し
かも導電性を有するために有望な材料と考えられるが、
極めて難焼結性であるのでほとんど実用化されていない
。
料粉末を焼結してなる高耐食性焼結体に関するものであ
る。ＺｒＢｚは、高融点、高硬度、高耐食性であり、し
かも導電性を有するために有望な材料と考えられるが、
極めて難焼結性であるのでほとんど実用化されていない
。
本発明の高耐食性焼結体は、ＺｒＢｔの上記特性を損わ
ずに耐酸化性に優れたものであるため、溶融金属に対す
るた耐食性部材、機械部品、発熱体、電極等での用途が
期待されるものである。
ずに耐酸化性に優れたものであるため、溶融金属に対す
るた耐食性部材、機械部品、発熱体、電極等での用途が
期待されるものである。
ＺｒＢｚを含む焼結体については古くから研究されてお
り、特許出願もかなりある（例えば特開昭６１−１２８
４８号公報）。
り、特許出願もかなりある（例えば特開昭６１−１２８
４８号公報）。
すなわち、ＺｒＢｚ焼結体を得るには、焼結助剤として
Ｍｏ５ｉｚ、 Ｚｒ５ｉｚなどの珪化物、ＴａＮ、 ）
ＩｆＮなどの窒化物、ＺｒＯ２などの酸化物、ＳｉＣ，
Ｂ、Ｃなどの炭化物及び金属粉などを添加して焼結する
ことが知られている。
Ｍｏ５ｉｚ、 Ｚｒ５ｉｚなどの珪化物、ＴａＮ、 ）
ＩｆＮなどの窒化物、ＺｒＯ２などの酸化物、ＳｉＣ，
Ｂ、Ｃなどの炭化物及び金属粉などを添加して焼結する
ことが知られている。
しかし、Ｉ’１ｏＳｉｚ、 Ｚｒ５ｉｚなどの珪化物は
高温下で分解し易く、強度、耐食性、耐酸化性に劣る。
高温下で分解し易く、強度、耐食性、耐酸化性に劣る。
窒化物は一般に硬度、強度は良いが、耐酸化性、耐熱衝
撃性、耐食性が充分でない。酸化物ではＺｒＯ，が挙げ
られるが正方晶＃単斜晶転移により高温酸化性雰囲気下
での使用では強度低下が起こるだけでなく耐酸化性の点
でも問題が残る。炭化物としてはＳｉＣ，Ｂ、Ｃ等が開
示されているが耐酸化性が不充分である。
撃性、耐食性が充分でない。酸化物ではＺｒＯ，が挙げ
られるが正方晶＃単斜晶転移により高温酸化性雰囲気下
での使用では強度低下が起こるだけでなく耐酸化性の点
でも問題が残る。炭化物としてはＳｉＣ，Ｂ、Ｃ等が開
示されているが耐酸化性が不充分である。
以上のように、従来の焼結助剤では幾つかの欠点を有す
るため、ＺｒＢ、の特徴を充分に生かした形での実用化
はまだ実現していない。本発明はこれらの点を解決する
ことを目的とするものである。
るため、ＺｒＢ、の特徴を充分に生かした形での実用化
はまだ実現していない。本発明はこれらの点を解決する
ことを目的とするものである。
すなわち、本発明は、以下を要旨とする高耐食性焼結体
である。
である。
■、実質的にＺｒＢｔとＣｒ３Ｃ２からなり、その重量
比がＺｒＢｚ ： ｃｒ３ｃｚ＝９９．５〜５０ ：
０．５〜５０で合計１００であるものを５０重量％以
上含有してなる混合原料粉末を焼結してなることを特徴
とする高耐食性焼結体。
比がＺｒＢｚ ： ｃｒ３ｃｚ＝９９．５〜５０ ：
０．５〜５０で合計１００であるものを５０重量％以
上含有してなる混合原料粉末を焼結してなることを特徴
とする高耐食性焼結体。
２、混合原料粉末が、ＢＮ、 ＾Ｅ Ｎ、 Ｂ４Ｃ，
ＳｉＣ及びＴｉＣから選ばれた少な（とも１種をそれら
の合計で５０重量％以下をさらに含有してなり、しかも
、ＢＮについては４０重世％以下、ＡｆｆＮとＢ、Ｃに
ついては各々２５重發％以下、ＳｉＣとＴｉＣについて
は各々１５重世％以下であることを特徴とする請求項１
記載の高耐食性焼結体。
ＳｉＣ及びＴｉＣから選ばれた少な（とも１種をそれら
の合計で５０重量％以下をさらに含有してなり、しかも
、ＢＮについては４０重世％以下、ＡｆｆＮとＢ、Ｃに
ついては各々２５重發％以下、ＳｉＣとＴｉＣについて
は各々１５重世％以下であることを特徴とする請求項１
記載の高耐食性焼結体。
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
本発明に用いられる原料は次のとおりである。
「実質的」とは、ＺｒＢ、とＣｒ３Ｃ２は必ずしも純度
が１００％でなくともよいことを意味し、例えばＣｒ３
Ｃ，にはＣｒ７（、＋、 ＣｒａＣ等の炭化クロム化合
物やＣｒ、 Ｃが含まれていてもよい。ＺｒＢｚとＣ
ｒ３Ｃ２は共に純度９９％以上、平均粒径１０μｍ以下
好ましくは１μｍ以下である。また、第３成分として含
ませるＢＮ、 八ｌ Ｎ、 ＢａＣ，ｓｉｃ、 Ｔｉ
Ｃについても純度９９％以上で平均粒径１０μｍ以下が
好ましい。
が１００％でなくともよいことを意味し、例えばＣｒ３
Ｃ，にはＣｒ７（、＋、 ＣｒａＣ等の炭化クロム化合
物やＣｒ、 Ｃが含まれていてもよい。ＺｒＢｚとＣ
ｒ３Ｃ２は共に純度９９％以上、平均粒径１０μｍ以下
好ましくは１μｍ以下である。また、第３成分として含
ませるＢＮ、 八ｌ Ｎ、 ＢａＣ，ｓｉｃ、 Ｔｉ
Ｃについても純度９９％以上で平均粒径１０μｍ以下が
好ましい。
原料の混合は乾式、湿式のいずれも採用できる。
混合原料粉末の粒度としてはｌＯμｍ以下好ましくは５
μｍ以下である。
μｍ以下である。
焼結条件は、常圧焼結法、ホットプレス法、ＨＩＰ（熱
間静水圧）法のいずれでも良い。常圧焼結法では、混合
原料粉末を金型プレス、ＣＩＰ等のコールドプレス法で
成形後、真空中又はアルゴン、ヘリウム、−酸化炭素な
どの非酸化性雰囲気下、温度１ 、４００〜２，２００
℃好ましくは１ 、６００〜２．０００℃で３０分〜６
時間程度焼成する。ホントプレス法も同様の条件下で１
００〜３００ｋｇ／ＣＩＩＩ程度の加圧を行う。ＨＩＰ
法では、アルゴン、窒素などの不活性ガスを用い、温度
と時間については常圧焼結法と同程度とし圧力を１００
〜３，０００ ｋｇ／ ｃ＋ｄ程度にして焼結する。
間静水圧）法のいずれでも良い。常圧焼結法では、混合
原料粉末を金型プレス、ＣＩＰ等のコールドプレス法で
成形後、真空中又はアルゴン、ヘリウム、−酸化炭素な
どの非酸化性雰囲気下、温度１ 、４００〜２，２００
℃好ましくは１ 、６００〜２．０００℃で３０分〜６
時間程度焼成する。ホントプレス法も同様の条件下で１
００〜３００ｋｇ／ＣＩＩＩ程度の加圧を行う。ＨＩＰ
法では、アルゴン、窒素などの不活性ガスを用い、温度
と時間については常圧焼結法と同程度とし圧力を１００
〜３，０００ ｋｇ／ ｃ＋ｄ程度にして焼結する。
本発明の高耐食性焼結体を製造するのに用いられるＺｒ
Ｂ、とＣｒ３Ｃ２はいずれも耐食性に優れた性能を有す
ることが知られている。ＺｒＢ２はそれ自身はきわめて
難焼結であるため種々の焼結助剤が用いられているがＺ
ｒ８２本来の特性を充分に発揮させ得ない。またＣｒ３
Ｃ２は単味ではかなり焼結性が高まるが脆い硬化体しか
得られず実用化にはほど遠いものであった。
Ｂ、とＣｒ３Ｃ２はいずれも耐食性に優れた性能を有す
ることが知られている。ＺｒＢ２はそれ自身はきわめて
難焼結であるため種々の焼結助剤が用いられているがＺ
ｒ８２本来の特性を充分に発揮させ得ない。またＣｒ３
Ｃ２は単味ではかなり焼結性が高まるが脆い硬化体しか
得られず実用化にはほど遠いものであった。
本発明は、これらのＺｒＢｚとＣｒ、Ｃ，を組み合せる
ことにより上記の欠点を補い得ること、すなわち、Ｚｒ
Ｒ２とＣｒ、、Ｃｚは相互に焼結助剤として機能するこ
とを見い出したものである。
ことにより上記の欠点を補い得ること、すなわち、Ｚｒ
Ｒ２とＣｒ、、Ｃｚは相互に焼結助剤として機能するこ
とを見い出したものである。
本発明の高耐食性焼結体を製造する際に用いられる混合
原料粉末は、上記したＺｒＢ、とＣｒ、Ｃ２の混合物以
外に、ＢＮ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ及びＴ
ｉＣから選ばれた少なくとも１種をそれらの合計量とし
て５０重量％以下をさらに含ませることができる。
原料粉末は、上記したＺｒＢ、とＣｒ、Ｃ２の混合物以
外に、ＢＮ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ及びＴ
ｉＣから選ばれた少なくとも１種をそれらの合計量とし
て５０重量％以下をさらに含ませることができる。
ＢＮは、耐熱衝撃性の改善に用いるものであり、その混
合原料粉末中の含有量は強度面から４０重世％以下であ
る。ＡｌｌとＴｉＣは、焼結助剤として機能するもので
あり、その混合原料粉末中の含有量は、ＡβＮは２５重
量％以下、ＴｉＣは１５重量％以下である。ＳｉＣは、
耐酸化性改善のために１５重量％以下を混合原料粉末中
に含ませる。また、Ｂ、Ｃは、硬化度改善のために使用
するものであり、その混合原料粉末中の含有量は、強度
、焼結音度の点から２５重撥％以下である。なお、以上
の第３成分の合計量としての含有割合は５０重世％以下
であり、それ以上であると本来のＺｒＢ、 −Ｃｒ３Ｃ
２系焼結体の性質が損われる。
合原料粉末中の含有量は強度面から４０重世％以下であ
る。ＡｌｌとＴｉＣは、焼結助剤として機能するもので
あり、その混合原料粉末中の含有量は、ＡβＮは２５重
量％以下、ＴｉＣは１５重量％以下である。ＳｉＣは、
耐酸化性改善のために１５重量％以下を混合原料粉末中
に含ませる。また、Ｂ、Ｃは、硬化度改善のために使用
するものであり、その混合原料粉末中の含有量は、強度
、焼結音度の点から２５重撥％以下である。なお、以上
の第３成分の合計量としての含有割合は５０重世％以下
であり、それ以上であると本来のＺｒＢ、 −Ｃｒ３Ｃ
２系焼結体の性質が損われる。
本発明の高耐食性焼結体を製造するには、上記した混合
原料粉末にさらにＡ１，０．、５ｉＯｚ＋ Ｍｇｏ。
原料粉末にさらにＡ１，０．、５ｉＯｚ＋ Ｍｇｏ。
ＳｉＣ，ＢａＣ，５ｉＪ４等のウィスカー及びファイバ
ーを混入することも可能であり、それによって耐衝撃性
、耐熱衝撃性、破壊靭性等の物性をさらに向上させるこ
とができる。
ーを混入することも可能であり、それによって耐衝撃性
、耐熱衝撃性、破壊靭性等の物性をさらに向上させるこ
とができる。
実施例１
純度９９％以上のＺｒＢｚ粉末（平均粒径３．３３μｍ
）とＣｒ３Ｃ２粉末（平均粒径４．７４．Ｕｌｌ）をボ
ールミルで混合したものをＣＩ Ｐ （２，７ｔｏｎ
／ｃｓＡ。
）とＣｒ３Ｃ２粉末（平均粒径４．７４．Ｕｌｌ）をボ
ールミルで混合したものをＣＩ Ｐ （２，７ｔｏｎ
／ｃｓＡ。
３分間）成型し、真空雰囲気下（１０−’＋＋＋ｍＨｇ
）において所定の温度、時間で焼成した。得られた焼結
体の以下の測定法による物性を表−１に示す。
）において所定の温度、時間で焼成した。得られた焼結
体の以下の測定法による物性を表−１に示す。
（１）耐熱衝撃性は、急冷強度測定法で求めた。供試体
は３ Ｘ ４ Ｘ ４０ ＋＋ｎの曲げ強度試験片を用
い、電気炉内で所定温度まで加熱し、一定時間（１時間
）保持後、炉の下に設置しであるＯ′Ｃの水中へ降下さ
せて試験片を急冷した。その試験片の曲げ強度を測定し
強度が低下したときの加熱温度と水の温度（０°Ｃ）と
の差をΔＴとした。
は３ Ｘ ４ Ｘ ４０ ＋＋ｎの曲げ強度試験片を用
い、電気炉内で所定温度まで加熱し、一定時間（１時間
）保持後、炉の下に設置しであるＯ′Ｃの水中へ降下さ
せて試験片を急冷した。その試験片の曲げ強度を測定し
強度が低下したときの加熱温度と水の温度（０°Ｃ）と
の差をΔＴとした。
（２）耐食性は３Ｘ４Ｘ４０ｍ喝の試験片を１６００℃
、１時間Ａｒ雰囲気下で５Ｓ−４１鋼の溶湯中に浸漬し
、その侵食量から判定した。
、１時間Ａｒ雰囲気下で５Ｓ−４１鋼の溶湯中に浸漬し
、その侵食量から判定した。
○−異状なし △−やや侵食 × かなり侵食（３）耐
酸化性−大気中１２００℃、１００時間熱処理後の状態
を観察した。
酸化性−大気中１２００℃、１００時間熱処理後の状態
を観察した。
（４１１１ｖ−−ビッカース硬度
表 −１
（注）実線覧１及び１１〜１２は比較例、実験阻２〜１
０は本発明例である。
０は本発明例である。
表−１から明らかなように、Ｚｒ８２単味では焼結性は
悪く強度も低い。一方、Ｃｒ：＋Ｃｚが５０重量％を越
えると焼結密度は高いが強度は低い。これに対し、Ｚｒ
Ｊ９９．５〜５０重量％とＣｒ ：ｌｃｚ ｏ、 ５〜
５０重量％の割合からなる混合原料粉末を用いると、焼
結密度、強度も高く耐熱衝撃性、耐食性に優れた焼結体
が得られる。ＺｒＢｚが多い程焼結温度は高く、逆にＣ
ｒ、、Ｃｚが多い組成では低い温度で焼成した方が良い
傾向を示す。
悪く強度も低い。一方、Ｃｒ：＋Ｃｚが５０重量％を越
えると焼結密度は高いが強度は低い。これに対し、Ｚｒ
Ｊ９９．５〜５０重量％とＣｒ ：ｌｃｚ ｏ、 ５〜
５０重量％の割合からなる混合原料粉末を用いると、焼
結密度、強度も高く耐熱衝撃性、耐食性に優れた焼結体
が得られる。ＺｒＢｚが多い程焼結温度は高く、逆にＣ
ｒ、、Ｃｚが多い組成では低い温度で焼成した方が良い
傾向を示す。
実施例２
実施例１と同様にＺｒＢｚ、ＣｒｚＣｚ粉末及び純度９
９％以上のＢＮ、 ＡｐＮ、 Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，Ｔｉ
ｃ粉末をボールミル混合したものをＣＩ Ｐ （２，７
ｔｏｎ ／ｃｓｌ、３分間）成型後、温度１９００℃の
真空中で１８０分間常圧焼結した。その物性を表−２に
示す。なお、ＢＮ、 Ａｐ、Ｎ、 Ｂ４Ｃ，Ｓｉｃ、
Ｔｉｃの第３成分の添加量はＺｒＢｚ ９０ 、Ｃｒ
３Ｃ，１０の重量比からなる組成物に対する内削の重量
％で示しである。また、ＢＮ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｂ４
Ｃ，ＳｉＣ，ＴｉＣの平均粒径は５〜１０μｍである。
９％以上のＢＮ、 ＡｐＮ、 Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，Ｔｉ
ｃ粉末をボールミル混合したものをＣＩ Ｐ （２，７
ｔｏｎ ／ｃｓｌ、３分間）成型後、温度１９００℃の
真空中で１８０分間常圧焼結した。その物性を表−２に
示す。なお、ＢＮ、 Ａｐ、Ｎ、 Ｂ４Ｃ，Ｓｉｃ、
Ｔｉｃの第３成分の添加量はＺｒＢｚ ９０ 、Ｃｒ
３Ｃ，１０の重量比からなる組成物に対する内削の重量
％で示しである。また、ＢＮ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｂ４
Ｃ，ＳｉＣ，ＴｉＣの平均粒径は５〜１０μｍである。
表−２から、ＢＮの添加により耐熱衝撃性は著しく向上
する、Ｂ、Ｃの添加により硬度の向上が顕著になる、Ａ
Ｉ Ｎ、 ＳｉＣ，又はＴｉＣを加えると焼結密度又
は硬度が改善される、ことがわかる。
する、Ｂ、Ｃの添加により硬度の向上が顕著になる、Ａ
Ｉ Ｎ、 ＳｉＣ，又はＴｉＣを加えると焼結密度又
は硬度が改善される、ことがわかる。
以下余白
表−２
〔発明の効果〕
本発明の高耐食性焼結体は、強度、硬度、耐食性、耐酸
化性、耐熱衝撃性等に優れたものであるため、例えば、
アモルファス合金製造用急冷凝固法治具（ノズル、埋材
）、金属加工用押出ダイス、金属あるいはガラス溶解用
治具（ルツボ、型材）、ガスアーク溶接機用等高温下で
使用される電極、鉄鋼関連の保護管、レベルセンサーな
どの用途が考えられる。
化性、耐熱衝撃性等に優れたものであるため、例えば、
アモルファス合金製造用急冷凝固法治具（ノズル、埋材
）、金属加工用押出ダイス、金属あるいはガラス溶解用
治具（ルツボ、型材）、ガスアーク溶接機用等高温下で
使用される電極、鉄鋼関連の保護管、レベルセンサーな
どの用途が考えられる。
特許出願人 電気化学工業株式会社
Claims (2)
- １．実質的にＺｒＢ＿ｚとＣｒ＿３Ｃ＿２からなり、そ
の重量比がＺｒＢ＿２：Ｃｒ＿３Ｃ＿２＝９９．５〜５
０：０．５〜５０で合計１００であるものを５０重量％
以上含有してなる混合原料粉末を焼結してなることを特
徴とする高耐食性焼結体。 - ２．混合原料粉末が、ＢＮ，ＡｌＮ，Ｂ＿４Ｃ，ＳｉＣ
及びＴｉＣから選ばれた少なくとも１種をそれらの合計
で５０重量％以下をさらに含有してなり、しかも、ＢＮ
については４０重量％以下、ＡｌＮとＢ＿４Ｃについて
は各々２５重量％以下、ＳｉＣとＴｉＣについては各々
１５重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の
高耐食性焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249786A JPH0672059B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 高耐食性焼結体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25072887 | 1987-10-06 | ||
| JP62-250728 | 1987-10-06 | ||
| JP63249786A JPH0672059B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 高耐食性焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201078A true JPH01201078A (ja) | 1989-08-14 |
| JPH0672059B2 JPH0672059B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=26539488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249786A Expired - Lifetime JPH0672059B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 高耐食性焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672059B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461407A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-10-01 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种具有抗氧化性能的低碳镁碳砖及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252969A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 旭硝子株式会社 | 複合セラミツクス焼結体 |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63249786A patent/JPH0672059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252969A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 旭硝子株式会社 | 複合セラミツクス焼結体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461407A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-10-01 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种具有抗氧化性能的低碳镁碳砖及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672059B2 (ja) | 1994-09-14 |
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