JPH0210034B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 〔産業上の利用分野〕 本発明はバンカー等の内壁面の摩耗を防止する
セラミツクライナーに関するものである。

(B) 〔従来の技術〕 従来、石炭や鉱石等を一時貯蔵や移送するバン
カーや、輸送管の内壁は、石炭や鉱石等の衝撃や
摩擦による、摩耗が激しく、寿命も短いため、し
ばしば修理や取り替えを余儀なくされ、修理や取
り替えに人手や費用を要するとともに、作業能率
が低下する等の不都合があつた。

また、耐摩耗対策としてバンカーや輸送管の内
壁に然摩耗性のセラミツクスを張り付ける方法等
が考えられるが、接着材による接着では強度が十
分でなく、使用中に剥離したり、特にコークスの
製造設備等では熱のため樹脂接着材は劣化が激し
く使用することができない。

その為接合強度が強く、熱に強いセラミツクス
のメタライズ接合が考えられるが、直接バンカー
等の構築物にメタライズ接合することはできない
ので、まず金属基板にセラミツクス板をメタライ
ズ接合して複合セラミツクス板とし、この複合セ
ラミツクス板を、バンカー等の内壁にボルト止め
する等の方法が、通常用いられている。

この場合広い面積を保護するには、ある程度広
い面積の複合セラミツクス板の使用が、作業面コ
スト面で望ましい。

しかしセラミツクスのメタライズ接合において
は、まずセラミツクスの接合面に、例えばMo−
Mn法により、千数百度の還元雰囲気中でメタラ
イズして、金属層を形成し、これにニツケルメツ
キを施した後、金属基板に銀ろう付けするといつ
た、複雑な工程と、高温の熱処理を何度も行なう
為、セラミツクスに熱膨張差による残留応力を残
す等の不都合があつた。

また、セラミツクスに銅を直接メタライズ接合
する、然熱法に於ても、溶融変形した銅面を整形
して、金属基板へ銀ろう付けするという二度の熱
処理を必要とし、熱膨張差のあるセラミツクスと
金属基板を広面積で接合することは、熱残留応力
による、セラミツクスの割れや、セラミツクス接
合部の強度低下の心配があつた。

(C) 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、セラミツクスと金属基板の接合に於
て、 例えばMo−Mn法の場合のような、セラミツ
クスの接合面に、千数百度の水素雰囲気中でMo
−Mnによる金属層を形成、Niメツキ後、Niメツ
キ層の熱処理に、更に金属基板への銀ろう付けす
るといつたような、 何度もの熱処理をすることなく、ただ一回の銅
または銅合金の融点近くの、比較的低温の酸化雰
囲気中での、熱処理にもにより、 セラミツクスと金属基板の複合材を、得ようと
するもので、 工法の簡素化と、セラミツクスの熱残留応力の
低下、ならびに接合の低廉を計るものである。

(D) 〔問題点を解決するための手段〕 第１図に示すように、セラミツクス板１の所定
箇所に、第２図に示すような頭部にかしめ部２を
有する銅または銅合金の円柱３を、酸化雰囲気中
でメタライズ接合してなるセラミツクス板１を、 第４図に示すようにセラミツクス取付孔５を有
するライナー基板４に、 その円柱部３を、セラミツクス取付孔５に挿通
して接合、 そのかしめ部２をかしめて、一体に複合化して
なる構造のセラミツクライナーである。

この場合、円柱３のかしめ部２は、例えば第２
図に示すように、円柱３の頭部に中心孔６を設け
て置くことにより、ある程度肉薄となり、更にメ
タライズ接合時の熱による軟化により、かしめ易
くなつている。

従つて第４図に示すように、円柱３をメタライ
ズ接合したセラミツクス板１と、金属のライナー
基板４を接合する場合に、 円柱３の中心孔６にポンチ７をあてがつて、押
圧すれば、セラミツクス板１への押圧負担が軽減
されるとともに、かしめも十分確実に行なわれ、
ライナー基板４へセラミツクス板１を、強固に接
合できるものである。

次に、第２発明は、上記第１発明の、円柱３を
第５図に示すように、円柱３の下部に薄い座部８
を設けた構造とするものである。

即ち、セラミツクス板１の所定位置に、頭部に
かしめ部２を有し下部に座部８を有する銅または
銅合金の円柱３を、酸化雰囲気中でその座部８に
よりメタライズ接合してなるセラミツクス板１
を、 セラミツクス取付孔５を有するライナー基板４
に、 その円柱部３をセラミツクス取付孔５に挿通し
て接合、 そのかしめ部２をかしめて、一体に複合化して
なる構造のセラミツクライナーである。

この場合、円柱３の下部に薄い座部８を設ける
ことにより、円柱３をセラミツクス板１にメタラ
イズ接合した場合、広い接合面積による大きな接
合強度を得ることができる一方、薄い座部８によ
り、セラミツクス１への熱応力の影響の軽減を計
ることができる。

また、第３図に示すようにセラミツクス板１に
座部８の厚さの逃し穴９を設けることにより、セ
ラミツクス板１とライナー基板４を密接接合せし
めることができる。

次に、第１・第２発明において、円柱３のかし
め部２は、中心孔６を設けないで、円柱のままと
し、ポンチの方を、第６図に示すよな穴明きポン
チ７を使用して、円柱３の外周部分のみを外側に
かしめるようにして、押圧を軽減せしめると共
に、充分なかしめ強度を得るようにすることもで
きる。

(E) 〔発明の効果〕 以上の構造とすることにより、本発明のセラミ
ツクライナーは、第１図に示すように、セラミツ
クス板１の所要箇所に所要個数の、銅または銅合
金の円柱３を、その融点近くの酸化雰囲気で加熱
するのみで、簡易・経済的にメタライズ接合され
る。

この場合、メタライズ温度と、保持時間を調整
することにより、円柱３の軟化変形を最低に抑制
し、殆ど原型を損なうことなく、しかも円柱３は
セラミツクス板１に強固にメタライズ接合できる
ものである。

次に第１図に示すように、例えばセラミツクス
板１にメタライズ接合した４箇所の円柱３が、挿
通するセラミツクス取付孔５を有するライナー基
板４に、円柱３を挿通後、第４図に示すように各
かしめ部２を、ポンチ７等で押圧すれば、かしめ
部２は外側にかしめられ、セラミツクス板１はラ
イナー基板４に強固にかしめ止めされる。

なお、第１図は円柱３を４箇所接合した場合を
示しているが、必要に応じて円柱３の数や大きさ
を増減して、所要の接合強度とすることができ
る。

また、所要の形状や大きさのライナー基板４
に、必要個数のセラミツクス板１をかしめ止めす
れば、所定形状で所定の大きさのセラミツクライ
ナー基板とすることができる。

このセラミツクライナー基板を、バンカー等の
内壁にボルト止め等により取付れば、セラミツク
ス１によりバンカー内壁の摩耗を防止できるもの
である。

次に、本発明によるセラミツクス板１とライナ
ー基板４との接合強度を、 第１図に示すように、厚さ20mmの92％Al₂O₃
に、 第２図に示すような形状の9φの銅の円柱３を
メタライズ接合したセラミツクス板１と、 第５図に示すような16φで厚さ２mmの座部８を
有する9φの銅の円柱３を、メタライズ接合した
セラミツクス板１を、 ライナー基板４に、それぞれかしめ止めしたも
のに付いて、 セラミツクス板１とライナー基板４間の接合強
度を測定した結果は、メタライズ接合部で、円柱
１本当たりの引張強度は、 第２図の円柱形状のもの（第１発明）で120Kg
近くあり、 第５図の座部８を有する形状のもの（第２発
明）で300Kg以上あり、 何れの場合も十分にセラミツクライナーとして
使用に耐えるものである。

以上、本発明のセラミツクライナーは、比較的
低温の酸化雰囲気で、一度の加熱でセラミツクス
板１とライナー基板４を接合できる他、 セラミツクス板１の所要箇所に部分的に分散し
て円柱３を接合する為、接合金属の熱膨張差によ
るセラミツクス板１への残留応力の影響が少な
く、接合強度が強い。

セラミツクスライナーのような大型のセラミツ
クスと金属のメタライズ接合においては、熱膨張
差による熱応力の影響をセラミツクスが大きく受
けて、メタライズ接合の冷却時に割れたり、 接合されても残留応力により、接合強度が低下
して、所期の接合強度を得難いが、 本発明においては、セラミツクス板１に対して
小さい円柱３を、所要の接合強度に応じて所要数
セラミツクス板上に分散してメタライズ接合する
ことにより、セラミツクスへの熱応力の影響を少
なくするとともに、 ライナー基板４への接合は、銀ろう付け等によ
るろう付けでなく、銅の円柱３のかしめ止めによ
るため、ろう付けの場合のような熱応力の影響を
受けることがない。

また、本発明では、ライナー基板４のセラミツ
クス取付孔５と円柱３間のクリアランスにより、
セラミツクス板１とライナー基板４との間に生ず
る応力を吸収せしめることができる。

次に、第２発明の場合、円柱３の座部８は、セ
ラミツクス板１へのメタライズ接合面積を大きく
して接合強度を増強せしめるものである。

この場合、接合面積を大きくすれば、セラミツ
クス板１への熱応力の影響は大きくなるが、座部
８の厚さを薄くして応力の影響を少なくし、総合
的に接合強度の増強を計つているものである。

次に、作業的にも、本発明では酸化雰囲気での
一度の加熱処理で、強固な接合ができる為、特別
な雰囲気炉等を必要とせず、嵌合作業も簡易で、
製作工程も少なく、しかも経済的であるととも
に、ライナー基板４に必要に応じてセラミツクス
板１を必要枚数かしめ止めして、所要の大きさや
形状のライナー基板にできるので、現場での取付
作業が容易である等、多くの優れた特徴を有する
ものである。

更に、本発明は、単に摩耗防止用のライナーへ
の使用ばかりでなく、その他の耐熱部材等の接合
材にも使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明用斜視図、第２図・第５
図は本発明の銅または銅合金の円柱の説明用斜視
図、第３図・第４図は本発明の説明用断面図、第
６図は穴明きポンチの説明用部分断面図。 １はセラミツクス板、２は円柱３のかしめ部、
３は円柱、４はライナー基板、５はセラミツクス
取付孔、６はかしめ部２の中心孔、７はポンチ、
８は円柱３の座部、９はセラミツクス１の逃し
穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクス板の所定位置に、頭部にかしめ
   部を有する銅または銅合金の円柱を、酸化雰囲気
   中でメタライズ接合してなるセラミツクス板を、 セラミツクス取付孔を有するライナー基板に、 その円柱部を、セラミツクス取付孔に挿通し、
   かしめ部をかしめて、一体に複合化してなる構造
   を特徴とするセラミツクライナー。 ２ セラミツクス板の所定位置に、頭部にかしめ
   部を有し下部に座部を有する銅または銅合金の円
   柱を、酸化雰囲気中でその座部によりメタライズ
   接合してなるセラミツクス板を、 セラミツクス取付孔を有するライナー基板に、 その円柱部を、セラミツクス取付孔に挿通し、
   かしめ部をかしめて、一体に複合化してなる構造
   を特徴とするセラミツクライナー。