JPH021890B2 - - Google Patents

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JPH021890B2
JPH021890B2 JP17067085A JP17067085A JPH021890B2 JP H021890 B2 JPH021890 B2 JP H021890B2 JP 17067085 A JP17067085 A JP 17067085A JP 17067085 A JP17067085 A JP 17067085A JP H021890 B2 JPH021890 B2 JP H021890B2
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JP
Japan
Prior art keywords
skid button
tic
cermet
weight
chromium carbide
Prior art date
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Expired
Application number
JP17067085A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6230811A (ja
Inventor
Hisashi Hiraishi
Yoshiaki Yamagami
Tadahiko Maeda
Eiichi Kuboyama
Mitsuhiko Furukawa
Osamu Nakano
Tetsunori Kitada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp, Nippon Steel Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP17067085A priority Critical patent/JPS6230811A/ja
Publication of JPS6230811A publication Critical patent/JPS6230811A/ja
Publication of JPH021890B2 publication Critical patent/JPH021890B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 本発明は、加熱炉内のウオーキングビームある
いは固定ビーム上の被加熱材を保持するスキツド
ボタンに関するものである。 <従来の技術> この種スキツドボタンは以前は耐熱鋼製であつ
たが、高温酸化雰囲気で用いられる為に耐久性に
乏しい事、又強制水冷されていた為に被加熱材の
スキツドボタンとの接触部のみが局部的に冷却さ
れ被加熱材の温度分布が不均一となる等の欠点が
あつた為に、近年セラミツク製のスキツドボタン
が考察されるに至つている。 この様なセラミツク製スキツドボタンとして
は、例えば特開昭60−26615号公報にて示される
技術がある。このスキツドボタンは、金属製の筒
状体の中にセラミツク焼結体を装入し、該筒状体
とセラミツク焼結体とをHIP法で接合した様な
物、又は金属製柱状体の上端面に形成せしめた凹
部にセラミツク焼結体を嵌入し、同じくHIP法で
接合した様な物であり、用いられるセラミツクと
しては、窒化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化ア
ルミニウム、サイアロン及び炭化ケイ素等であ
る。 <発明が解決しようとする問題点> 上述の特開昭60−26615号公報にて示されるス
キツドボタンは、周囲の筒状体あるいは柱状体が
金属製である為になお高温に於ける強度不足や酸
化等の問題があり、又該金属筒状体や柱状体と内
部のセラミツク焼結体との接合強度が小さく、互
の熱膨張率が大きく異なる為に高温域で使用する
間に離れてしまうおそれがある。更に又このスキ
ツドボタンに用いられる上記セラミツクでは、安
定して使用出来るのは高々1100℃位までの温度域
であり、それ以上の高温となるとスケールとの反
応性が高まるという欠点があつた。 本発明では上述の諸問題を解決せんとするもの
である。 <問題点を解決する為の手段> 本発明は、TiC0.5〜48重量%、Ni5〜40重量
%、残部が炭化クロムより成り、しかもTiCと
Niとの重量比TiC/Ni≦1.2である様なサーメツ
ト製筒状体の内部に、炭化クロム製柱状体から成
るスキツドボタン本体が装入されており、しかも
上記筒状体とスキツドボタンとは互いに接合され
ていることを特徴とするスキツドボタン並びに
TiC0.5〜48重量%、Ni5〜40重量%、残部が炭化
クロムより成り、しかもTiCとNiとの重量比
TiC/Ni≦1.2である様なサーメツト製柱状体の
上端面に穿設された凹部に、炭化クロム製柱状体
から成るスキツドボタン本体が装入されており、
しかも上記凹部内周壁とスキツドボタン本体とは
互に接合されていることを特徴とするスキツドボ
タンに係るものである。 本発明に於けるサーメツト製の筒状体あるいは
柱状体と、炭化クロム製スキツドボタン本体との
接合は、それらを単に嵌め合わせ何ら荷重(ガス
圧)をかける事なく加熱するのみで十分になし得
るものである。この場合の加熱処理は酸化防止の
為に真空中、水素ガス中あるいはアルゴンガス中
等の非酸化性雰囲気で、通常1250〜1350℃の温度
で60分間行なうものとする。又スキツドボタン本
体及びサーメツト製の筒状体あるいは柱状体は接
合の為の加熱処理に際し予め両接合面を
Rmax.3.0μm以下となる様に面仕上げを施してお
くものとする。 この様に本発明のスキツドボタンは、サーメツ
ト製の筒状体あるいは柱状体とスキツドボタン本
体を、無荷重状態で加熱するのみで接合される
が、接合時に荷重を掛ければ、なお一層強固な接
合状態が得られるものである。従つてサーメツト
製の筒状体あるいは柱状体とスキツドボタン本体
とを各々別個に製作の後にHIP処理により接合し
たり、又は両者の仮焼結体をHIP処理によつて焼
結すると同時に接合をも行なう方法等が採用され
る事は勿論である。 本発明方法でのスキツドボタン本体は、
Cr3C2、Cr7C3、Cr23C6等の炭化クロムであり、
それらのいずれか一種又は二種以上の組合わせで
もよい。又サーメツト材の一成分としての炭化ク
ロムも同様である。 <実施例及び作用> 以下本発明方法についての実施例並びに比較例
につきその諸性質を挙げ乍ら本発明方法を詳述す
る。 まず周囲の筒状体あるいは柱状体用として用い
るサーメツト材と、スキツドボタン本体として用
いる炭化クロムとの接合強度その他の試験を行な
つた。 又サーメツト材としては、純度99.9%以上、平
均粒径5μmの炭化クロム(Cr3C2)粉末と、同じ
く純度99.9%以上、平均粒径5μmの炭化チタン
(TiC)粉末及びNi粉末とを下表に示す割合で混
合した粉末100重量部に対し、パラフイン3重量
部を添加し、均一に混練した後、成形圧1.5ト
ン/cm2で、20×20×5(mm)に成形し、780℃、10
分間真空中にて予備焼結をし、次いで真空中で
1350℃、60分間焼結を行つて得た焼結体を用い
た。 スキツドボタン本体に用いるセラミツク材とし
ては、純度99.9%以上、平均粒径5μmの炭化クロ
ム粉末100重量部に対し、パラフイン3重量部を
添加混合した原料を、成形圧1.5トン/cm2で、20
×20×5(mm)に成形し、780℃、10分間真空中に
て予備焼結をし、次いで真空中で1450℃、60分間
本焼結を行つて得た焼結体を用いた。 上述の如くして得たサーメツト材とセラミツク
材とのそれぞれの接合面をRmax.3.0μm以下とな
る様に面仕上げをなし、両者を無負荷の接合状態
で10-2torr.以下の真空中1250〜1350℃で60分間加
熱処理を行つた。 この様にして接合されたサーメツト材とセラミ
ツク材との接合強度と接合後のクラツクの有無を
下表に示す。クラツクの有無とは、接合後にセラ
ミツク材側に入る割れを観察したもので〇は割れ
なし、×は割れが入つた事を示す。 なお下表中にはサーメツト材の熱膨張係数α及
び圧縮変形開始応力をも併記した。下表について
Ni、TiC、Cr3C2についての単位は重量%、接合
強度の単位はKg/mm2、又αは1000℃における熱膨
張係数を示しその単位は、℃-1×10-6、サーメツ
ト材の圧縮変形開始応力は10×20×20(mm)の試
験片を1250℃の大気中でクロスヘツドスピード
0.1mm/min.にて圧縮試験を行ない塑性変形を開
始した時点での応力で示し、その単位はKg/mm2
ある。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 上述の表に示す結果から次の事が判明する。即
ちサーメツト材の組成によりセラミツク材との接
合強度に大きな変化があり、炭化クロム100%か
ら成るセラミツク材に対しては次の様な組成のサ
ーメツトが望ましい。まずTiCの量については、
Ni量が同じであればTiCが0の場合と、TiCが10
重量%未満の場合でその接合強度は殆んど変わら
ない、しかしサーメツト材の抗折強度を維持する
為にはTiCは最少でも0.5重量%は添加する必要
がある。一方TiCそれ自体ではCr3C2との接合性
は良くはなくTiCを増せばバインダー的役割の
Niをも増加する必要があり、その様にTiCとNi
とをあまり増せばサーメツト中のCr3C2の量が少
なくなり相手材たるCr3C2との整合性が悪くなる
と共に、Ni増加に起因して液相の発生が増え、
界面に於けるCr3C2の粒成長を促進させるという
問題がある。 この様な理由からTiCの上限は48重量%(試料
No.71参照)とし、Niは十分な接合強度を発現す
るに必要な液相を生ずる為に最少5重量%とし、
逆に40重量%を越えると液相の発生が多くなりす
ぎてCr3C2の粒成長に伴いクラツクが発生し易く
なる(試料No.73〜76、78参照)と共に、熱膨張係
数αが相手材たるCr3C2の11.6×10-6-1から大
きく離れすぎるので40重量%以下とする。更に上
述した如くTiCの量とNiの量との間にある一定
の関係を持たせるべきであり、上表で接合強度が
10Kg/mm2以上となる組合わせとしてTiC/Ni≦
1.2とした。 なお上記表に示す様に筒状体あるいは柱状体の
素材とするサーメツト材の圧縮変形開始応力は、
同様の温度、条件に於けるコバルト系の耐熱鋼の
それが高々0.1Kg/mm2であるのと比べて著しく大
であり、高温強度が十分である事を示している。 次に具体的なスキツドボタンについての実施例
及び比較例を示す。 実施例 第1図に示す様に、上端部径56mmφ、下端部径
87.3mmφ、高さ54.2mmの円錐台形状の炭化クロム
製スキツドボタン本体1の外周に、上端部内径56
mmφ、同外径85mmφ、下端部内径87.3mmφ、同外
径119mmφのサーメツト製円筒体2を配設し、
10-2torr.の真空中で1350℃、60分間加熱した。な
おこの場合のサーメツト製円筒体2の組成として
は上記表中の試料No.39のNi25重量%、TiC15重
量%、残部Cr3C2とし、該円筒体2及びスキツド
ボタン本体1のそれぞれの焼結条件は、前述の接
合強度を求めた場合の試験の場合と同様にした。 この様にして得たスキツドボタンに対し、第1
図に示す様に、耐熱鋼製の座金3及び横押し金4
を取付け、スキツドパイプ5に取付金具6を介し
て取付け、1300℃に保持されたウオーキングビー
ム式加熱炉に採用した。 比較例 上記実施例と同一の形状の炭化クロム製スキツ
ドボタン本体1と、サーメツト製円筒体2とを単
に嵌め合わせ、加熱接合処理をしないで、実施例
と同様に1300℃に保持されたウオーキングビーム
式加熱炉に採用した。 上記実施例及び比較例で共に1年間の実操業の
後に観察した結果、接合をしていない比較例の物
でも十分な耐衝撃性はあつたが、一部の物にスキ
ツドボタン本体に割れやカケが発生しており、か
つスキツドボタン本体と周囲のサーメツト製筒状
体との間にスケールが圧入し、サーメツト製筒状
体が変形していた。しかるに本発明にあつてはス
キツドボタン本体に変形、割れ及びカケは全く見
られず、スケールの圧入がなく、サーメツト製筒
状体の変形も全くなかつた。 なお本発明のスキツドボタンとしては、第1図
に示す様な形状の他に、第2図に示す様に周囲の
サーメツトが柱状体2′を呈し、その上端面に穿
設された凹部に炭化クロム製スキツドボタン本体
1を嵌合せしめ加熱接合した様な形状の物もあ
る。なおこの第2図に示す物は、サーメツト製円
柱体2′と取付金具6とは拡散接合により接合さ
れている。 <発明の効果> 以上述べて来た如く、本発明方法によれば、ス
キツドボタン本体が炭化クロム製である為に、耐
スケール性が非常に良く、しかも高温域での抗折
力も大である為に1300℃という高温域下で安定し
て使用可能であり、しかもこの炭化クロム製スキ
ツドボタン本体の欠点である靭性に乏しいという
点は高温域での変形抵抗が大きな周囲のサーメツ
ト材がカバーするので全体として耐久性に富むも
のとなる。 又本発明で用いるサーメツト材は、炭化クロム
製スキツドボタン本体との接合に際し、何ら荷重
を加える必要が無く加熱処理のみで十分強固に接
合されるのでスケールが圧入する事なく、しかも
金属との接合性も良好である為にスキツドボタン
と冷却パイプとの間に介在される取付座金等との
接合が容易である等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スキツドボタンの一実施例を示
す断面説明図、第2図は同他の実施例の断面説明
図。 図中、1:スキツドボタン本体、2:サーメツ
ト製円筒体、2′:サーメツト製円柱体、3:座
金、4:横押し金、5:スキツドパイプ、6:取
付金具。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 TiC0.5〜48重量%、Ni5〜40重量%、残部が
    炭化クロムより成り、しかもTiCとNiとの重量
    比TiC/Ni≦1.2である様なサーメツト製筒状体
    の内部に、炭化クロム製柱状体から成るスキツド
    ボタン本体が装入されており、しかも上記筒状体
    とスキツドボタンとは互に接合されていることを
    特徴とするスキツドボタン。 2 TiC0.5〜48重量%、Ni5〜40重量%、残部が
    炭化クロムより成り、しかもTiCとNiとの重量
    比TiC/Ni≦1.2である様なサーメツト製柱状体
    の上端面に穿設された凹部に、炭化クロム製柱状
    体から成るスキツドボタン本体が装入されてお
    り、しかも上記凹部内周壁とスキツドボタン本体
    とは互に接合されていることを特徴とするスキツ
    ドボタン。
JP17067085A 1985-08-01 1985-08-01 スキツドボタン Granted JPS6230811A (ja)

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JPS63186760U (ja) * 1987-05-21 1988-11-30
JPS6483611A (en) * 1987-09-24 1989-03-29 Nippon Steel Corp Member for supporting material to be heated in heating furnace

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JPS6230811A (ja) 1987-02-09

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