JPH02247491A - 高反応性合金溶解用坩堝 - Google Patents
高反応性合金溶解用坩堝Info
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- JPH02247491A JPH02247491A JP1066975A JP6697589A JPH02247491A JP H02247491 A JPH02247491 A JP H02247491A JP 1066975 A JP1066975 A JP 1066975A JP 6697589 A JP6697589 A JP 6697589A JP H02247491 A JPH02247491 A JP H02247491A
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- Japan
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- zro2
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- sio2
- crucible
- ceramics
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- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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、アルゴンガス等の不活性雰囲気中でＮｄ、
Ｓｍ、 Ｌａ、 Ｃｅ等の高反応性元素を含有す
る合金材料を溶解するときに使用する高反応性合金溶解
用坩堝に関する。
Ｓｍ、 Ｌａ、 Ｃｅ等の高反応性元素を含有す
る合金材料を溶解するときに使用する高反応性合金溶解
用坩堝に関する。
溶融金属を急冷凝固して金属薄帯を製造する方法は、非
晶質合金の開発を契機として利点が注目され、新しい材
料の開発のための手段として脚光を浴びている。この急
冷凝固法による金属薄帯の製造技術は、高温の溶融物質
を高速回転している冷却ドラムの外周面に吹き付けて急
冷し、非晶質或いはそれに近い結晶質の材料を製造する
ものである。この技術によるとき、機械加工が困難な、
たとえば冷間圧延が不可能な材料の薄帯を溶融金属から
直接的に得ることができる。また、通常の冷却手段では
不可能な高温相の非晶質化を室温で実現することができ
る。
晶質合金の開発を契機として利点が注目され、新しい材
料の開発のための手段として脚光を浴びている。この急
冷凝固法による金属薄帯の製造技術は、高温の溶融物質
を高速回転している冷却ドラムの外周面に吹き付けて急
冷し、非晶質或いはそれに近い結晶質の材料を製造する
ものである。この技術によるとき、機械加工が困難な、
たとえば冷間圧延が不可能な材料の薄帯を溶融金属から
直接的に得ることができる。また、通常の冷却手段では
不可能な高温相の非晶質化を室温で実現することができ
る。
他方、Ｎｄ −Ｆｅ −Ｂ系永久磁石を急冷凝固法によ
って製造する技術として、特開昭５７−２１０９３４号
公報、特開昭６０−９８５２号公報等で紹介された方法
がある。また、同様な方法が、大学、企業等の研究成果
として多数報告されている。しかし、従来の技術は、い
ずれも少量の合金を石英坩堝中で溶解し、急冷凝固させ
る実験室規模のものである。
って製造する技術として、特開昭５７−２１０９３４号
公報、特開昭６０−９８５２号公報等で紹介された方法
がある。また、同様な方法が、大学、企業等の研究成果
として多数報告されている。しかし、従来の技術は、い
ずれも少量の合金を石英坩堝中で溶解し、急冷凝固させ
る実験室規模のものである。
そこで、本発明者等は、第３図に示す設備構成をもった
装置を開発し、注湯容器に関する提案を特願昭６３−３
３３８２９号で行った。この装置においては、装置本体
３１の内部を溶解室３２とフレーク化室３３とに区分し
、それぞれを真空排気装置３４に接続している。溶解室
３２には、高周波コイル３５を備えた溶解容器３６が傾
動可能に配置されてし）る。
装置を開発し、注湯容器に関する提案を特願昭６３−３
３３８２９号で行った。この装置においては、装置本体
３１の内部を溶解室３２とフレーク化室３３とに区分し
、それぞれを真空排気装置３４に接続している。溶解室
３２には、高周波コイル３５を備えた溶解容器３６が傾
動可能に配置されてし）る。
溶解室３２とフレーク化室３３とを仕切る仕切り壁３７
にはベローズ３８が装着されており、このベローズ３Ｂ
に漏斗３９及び注腸容器４０が取り付けられる。
にはベローズ３８が装着されており、このベローズ３Ｂ
に漏斗３９及び注腸容器４０が取り付けられる。
注腸容器４０の下端には噴射ノズル４１が設けられてお
り、注湯容器４０本体及び噴射ノズル４１それぞれを所
定温度に保持するための高周波コイル４２力（周囲に配
置されている。なお、高周波コイル４２１こよる注湯容
器４０の加熱を効率良く行うため、注湯容器４０と高周
波コイル４２との間に黒鉛ブロック４３が介在されてい
る。また、黒鉛ブロック４３と高周波コイル４２との間
に外坩堝４５を配置して、注湯容器４０を支持する。
り、注湯容器４０本体及び噴射ノズル４１それぞれを所
定温度に保持するための高周波コイル４２力（周囲に配
置されている。なお、高周波コイル４２１こよる注湯容
器４０の加熱を効率良く行うため、注湯容器４０と高周
波コイル４２との間に黒鉛ブロック４３が介在されてい
る。また、黒鉛ブロック４３と高周波コイル４２との間
に外坩堝４５を配置して、注湯容器４０を支持する。
溶解容器３６で所定量のＮｄ −Ｆｅ −Ｂ系合金原料
を溶解した後、溶解容器３６を傾動させること１こよっ
て、Ｎｄ合金の溶湯４４を溶解容器３６から漏斗３９を
介して注湯容器４０に移し替える。なお、溶解室３２の
内部は、溶解室扉４６の開閉によって開放又は封止され
る。
を溶解した後、溶解容器３６を傾動させること１こよっ
て、Ｎｄ合金の溶湯４４を溶解容器３６から漏斗３９を
介して注湯容器４０に移し替える。なお、溶解室３２の
内部は、溶解室扉４６の開閉によって開放又は封止され
る。
注湯容器４０に供給された溶湯４４は、注湯容器４０底
部にある噴射ノズル４１から冷却ドラム４７の外周面に
吹き付けられる。溶湯４４は、冷却ドラム４７の外周面
上でパドル４８を形成し、冷却ドラム４７を介した抜熱
によってフレーク４９として飛翔する。このフレーク４
９が、ダクト５０を経てフレーク室５１に集められる。
部にある噴射ノズル４１から冷却ドラム４７の外周面に
吹き付けられる。溶湯４４は、冷却ドラム４７の外周面
上でパドル４８を形成し、冷却ドラム４７を介した抜熱
によってフレーク４９として飛翔する。このフレーク４
９が、ダクト５０を経てフレーク室５１に集められる。
なお、冷却ドラム４７による溶湯４４の冷却を均一に行
うため、バドル４８形成位置の上流側に研磨ロール５２
及びブラシロール５３を設けている。
うため、バドル４８形成位置の上流側に研磨ロール５２
及びブラシロール５３を設けている。
フレーク室５１に集められたフレーク４９は、粒鉄を除
去した後、所定のサイズに粉砕されて、磁石材料となる
。
去した後、所定のサイズに粉砕されて、磁石材料となる
。
このフレーク製造に使用されるＮｄ 合金に含まれてい
るＮｄ は、Ｃａ に次いで酸素親和力が大きな元素で
あり、はとんどの耐火物を還元する。たとえば、坩堝に
使用される代表的なセラミックス材料であるアルミナや
マグネシア等は、耐火度に優れているものの、微細なり
ラブダを発生しやすい。この微細クラックが発生した坩
堝の器壁に溶融したＮｄ 合金が接触すると、微細クラ
ックからＮｄ合金溶湯が器壁内部に侵入し、表面のみな
らず、内部までもＡｌａｏｓ又はＭｇＯが還元されて、
侵食が進行する。特に、クラックが発生した部分では表
面が荒れており、表面積が大きいために、クラックに侵
入したＮｄ合金溶湯による器壁材料の還元反応が急速に
進行する。その結果、ライニングが短時間で破壊され、
溶解容器３６を交換することが必要になる。また、傷ん
だ個所をスタンピングで補修する方法が一般的に採られ
ているが、これも侵食されるし、Ｎｄ合金溶湯を汚染し
介在物が増加するので好ましくない。
るＮｄ は、Ｃａ に次いで酸素親和力が大きな元素で
あり、はとんどの耐火物を還元する。たとえば、坩堝に
使用される代表的なセラミックス材料であるアルミナや
マグネシア等は、耐火度に優れているものの、微細なり
ラブダを発生しやすい。この微細クラックが発生した坩
堝の器壁に溶融したＮｄ 合金が接触すると、微細クラ
ックからＮｄ合金溶湯が器壁内部に侵入し、表面のみな
らず、内部までもＡｌａｏｓ又はＭｇＯが還元されて、
侵食が進行する。特に、クラックが発生した部分では表
面が荒れており、表面積が大きいために、クラックに侵
入したＮｄ合金溶湯による器壁材料の還元反応が急速に
進行する。その結果、ライニングが短時間で破壊され、
溶解容器３６を交換することが必要になる。また、傷ん
だ個所をスタンピングで補修する方法が一般的に採られ
ているが、これも侵食されるし、Ｎｄ合金溶湯を汚染し
介在物が増加するので好ましくない。
すなわち、高温安定性に優れた材料として従来から使用
されて来たアルミナ、マグネシア等のセラミックスは、
Ｎｄ 合金の溶解には適したものではない。しかし、い
ままでのところ、このアルミナ、マグネシア等に代わる
セラミックスが、Ｎｄ合金溶解用坩堝の材料として開発
されていない。
されて来たアルミナ、マグネシア等のセラミックスは、
Ｎｄ 合金の溶解には適したものではない。しかし、い
ままでのところ、このアルミナ、マグネシア等に代わる
セラミックスが、Ｎｄ合金溶解用坩堝の材料として開発
されていない。
また、この問題は、Ｎｄ合金に限らず、Ｐｒ、 Ｓｍ
。
。
Ｌａ、 Ｃｅ等の他の高反応性元素を含有する合金材
料を溶融する場合も同様である。
料を溶融する場合も同様である。
また、これらの高反応性元素を含有する合金材料を溶解
する場合には、出来るだけ耐火物との反応を少なくする
ため、短時間溶解が好ましい。しかし、アルミナやマグ
ネシア製の坩堝は、割れ易く急速加熱ができず、加熱に
長時間を要し、溶１９の汚染を招く原因となり好ましく
ない。また、メルトスピンの能率上、或いは噴射用タン
デイツシュ又はノズルの予熱のタイミング時間合せの面
からも、調整が難しい。このようなことから、急速加熱
でも割れない、且つ安定な耐火物の開発が望まれていた
。
する場合には、出来るだけ耐火物との反応を少なくする
ため、短時間溶解が好ましい。しかし、アルミナやマグ
ネシア製の坩堝は、割れ易く急速加熱ができず、加熱に
長時間を要し、溶１９の汚染を招く原因となり好ましく
ない。また、メルトスピンの能率上、或いは噴射用タン
デイツシュ又はノズルの予熱のタイミング時間合せの面
からも、調整が難しい。このようなことから、急速加熱
でも割れない、且つ安定な耐火物の開発が望まれていた
。
そこで、本発明は、熱膨張係数の小さな５１０２をベー
スとし、これに高温強度に優、れたＺｒＯ２を配合する
ことによって、高反応性元素を含有する合金溶湯による
侵食が少なく、耐久性に優れ且つ急速加熱のできる高反
応性合金溶解用坩堝を提供することを目的とする。
スとし、これに高温強度に優、れたＺｒＯ２を配合する
ことによって、高反応性元素を含有する合金溶湯による
侵食が少なく、耐久性に優れ且つ急速加熱のできる高反
応性合金溶解用坩堝を提供することを目的とする。
本発明の高反応性合金溶解用坩堝は、その目的を達成す
るため、不活性雰囲気中でＮｄ、 Ｐｒ、 Ｓｍ。
るため、不活性雰囲気中でＮｄ、 Ｐｒ、 Ｓｍ。
Ｌａ、 Ｃｃ等の高反応性元素を含有する合金材料を
溶解する坩堝であり、Ｓｉ０．５０〜８０重量％、
ＺｒＯ２２０〜５０重量％、 Ｆｅ２Ｏ，、Ａ ｌｔ
ｏ、 Ｎａ、Ｏ，ＭｇＯ。
溶解する坩堝であり、Ｓｉ０．５０〜８０重量％、
ＺｒＯ２２０〜５０重量％、 Ｆｅ２Ｏ，、Ａ ｌｔ
ｏ、 Ｎａ、Ｏ，ＭｇＯ。
ＣａＯ等の不純物含有量が合計で２．５重量％以下、好
ましくは１．５重量％以下で、且つＳ ｉ ０２ ＋Ｚ
ｒ Ｏｘ≧９７．５重量％、好ましくは９８．５重量％
以上の組成をもつセラミックスでライニングされている
ことを特徴とする。
ましくは１．５重量％以下で、且つＳ ｉ ０２ ＋Ｚ
ｒ Ｏｘ≧９７．５重量％、好ましくは９８．５重量％
以上の組成をもつセラミックスでライニングされている
ことを特徴とする。
シリカ５ｉｎ２は、Ａｌ２Ｏ２やＭｇＯに比較して、Ｎ
ｄ等の高反応性元素を含有する合金溶湯によって還元さ
れ易い物質である。しかし、各種セラミックスの中でも
熱膨張係数が極めて小さく、加熱・冷却を繰り返した後
でも、膨張・収縮に起因したクラックがない。また、ジ
ルコニアＺ ｒ Ｏａは、溶融金属に対する濡れ性が低
く、Ｎｄ合金溶湯等による侵食も小さな物質である。
ｄ等の高反応性元素を含有する合金溶湯によって還元さ
れ易い物質である。しかし、各種セラミックスの中でも
熱膨張係数が極めて小さく、加熱・冷却を繰り返した後
でも、膨張・収縮に起因したクラックがない。また、ジ
ルコニアＺ ｒ Ｏａは、溶融金属に対する濡れ性が低
く、Ｎｄ合金溶湯等による侵食も小さな物質である。
そこで、５ｉｎ２をベースとし、これにＺ「０２を配合
するとき、加熱・冷却に起因したクラックの発生が少な
く、またＮｄ合金溶湯等に対する濡れ性の低い材料とな
る。しかも、Ｓ ＋ ０２Ｚ ｒ ＯＲ系セラミックス
が溶湯に接したとき、セラミックス表面にＺｒＯ＊’）
ッチの薄膜が形成されることを、本発明者等は知見した
。このＺｒＣＬ’）ッチの薄膜によって、溶湯に対する
濡れ性が一層低下するものと考えられる。その結果、５
１０２とＮｄ等の高反応性元素との直接接触が避けられ
る。また、坩堝の器壁内部にクラックが発生してふらず
、内部に溶湯が侵入することもないので、優れた耐久性
をもった坩堝が得られる。
するとき、加熱・冷却に起因したクラックの発生が少な
く、またＮｄ合金溶湯等に対する濡れ性の低い材料とな
る。しかも、Ｓ ＋ ０２Ｚ ｒ ＯＲ系セラミックス
が溶湯に接したとき、セラミックス表面にＺｒＯ＊’）
ッチの薄膜が形成されることを、本発明者等は知見した
。このＺｒＣＬ’）ッチの薄膜によって、溶湯に対する
濡れ性が一層低下するものと考えられる。その結果、５
１０２とＮｄ等の高反応性元素との直接接触が避けられ
る。また、坩堝の器壁内部にクラックが発生してふらず
、内部に溶湯が侵入することもないので、優れた耐久性
をもった坩堝が得られる。
このＳ ｉ ０２ Ｚ ｒ Ｏ２系セラミツクスにお
いて、ＳｉＯ２含有量は５０〜８０重量％とすることが
必要である。また、たとえばジルコンＺｒＯ２・５ｉ０
２等として配合されるＺｒＯ２の含有量は２０〜５０重
量％で、かつ、ＳｉＯ２＋Ｚｒ０ａ≧９７．５重量％、
好ましくは≧９８．５重量％であることが必要である。
いて、ＳｉＯ２含有量は５０〜８０重量％とすることが
必要である。また、たとえばジルコンＺｒＯ２・５ｉ０
２等として配合されるＺｒＯ２の含有量は２０〜５０重
量％で、かつ、ＳｉＯ２＋Ｚｒ０ａ≧９７．５重量％、
好ましくは≧９８．５重量％であることが必要である。
この５１０２含有量は、得られたセラミックスの熱膨張
係数を支配するものであり、５０重量％未満であるとき
、熱膨張係数が２．５Ｘ１０−’℃−１と大きくなって
、ライニングされた坩堝のセラミックス層にクラックが
生じ易くなる。他方、Ｚ「０２含有量は、溶湯に対する
セラミックスの濡れ性を低下させるものであって、２０
重量％未満になると濡れによる侵食等°の悪影響が現れ
、また高温強度が低下する。
係数を支配するものであり、５０重量％未満であるとき
、熱膨張係数が２．５Ｘ１０−’℃−１と大きくなって
、ライニングされた坩堝のセラミックス層にクラックが
生じ易くなる。他方、Ｚ「０２含有量は、溶湯に対する
セラミックスの濡れ性を低下させるものであって、２０
重量％未満になると濡れによる侵食等°の悪影響が現れ
、また高温強度が低下する。
第１図は、この８１０．含有量及びＺ ｒ Ｏ２含有量
が、セラミックスの熱膨張係数及び濡れ性に与える影響
を表したグラフである。なお、濡れ性は、不活性ガス雰
囲気中でセラミックス試片の上に温度１４５０℃のＮｄ
合金溶湯を滴下し、１分間経過した後の溶湯の広がり
面積を測定し、Ｚ「０２１００重量％の試片における広
がり面積を基準値ｌとして相対評価したものである。第
１図から明らかなように、５ＩＯ２５０〜８０重量％、
Ｚ ｒ Ｏｉ２０〜５０重量％の範囲に維持すると
き、濡れ性及び熱膨張係数が共に低い材料が得られる。
が、セラミックスの熱膨張係数及び濡れ性に与える影響
を表したグラフである。なお、濡れ性は、不活性ガス雰
囲気中でセラミックス試片の上に温度１４５０℃のＮｄ
合金溶湯を滴下し、１分間経過した後の溶湯の広がり
面積を測定し、Ｚ「０２１００重量％の試片における広
がり面積を基準値ｌとして相対評価したものである。第
１図から明らかなように、５ＩＯ２５０〜８０重量％、
Ｚ ｒ Ｏｉ２０〜５０重量％の範囲に維持すると
き、濡れ性及び熱膨張係数が共に低い材料が得られる。
また、高温強度も、良好に維持できる。
また、５１０２とＺ〔０２との合計含有量を９７．５重
量％以上、好ましくは９８．５重量％以上にし、不純物
含有量を２．５重環％以下、好ましくは１．５重量％以
下に抑えることが必要である。Ｓ ｉ ０２ Ｚ ｒ
Ｏ２系セラミツクスに混入する不純物としては、原料
としてのジルコンに由来するＦｅ２Ｏ３，Ａ Ｒ２０ｓ
。
量％以上、好ましくは９８．５重量％以上にし、不純物
含有量を２．５重環％以下、好ましくは１．５重量％以
下に抑えることが必要である。Ｓ ｉ ０２ Ｚ ｒ
Ｏ２系セラミツクスに混入する不純物としては、原料
としてのジルコンに由来するＦｅ２Ｏ３，Ａ Ｒ２０ｓ
。
Ｎａ２Ｏ，Ｍｇ Ｏ，Ｃａ Ｏ等がある。これらの不純
物は、溶湯に含まれているＮｄ、 Ｐｒ、 Ｓｍ、
Ｌａ。
物は、溶湯に含まれているＮｄ、 Ｐｒ、 Ｓｍ、
Ｌａ。
Ｃｅ等と容易に反応して金属状態に還元される。
そこで、この不純物の還元に起因する坩堝の劣化を抑え
るために、不純物含有量を抑え、ＳｉＯ，−７、ｒ Ｏ
Ｗ系セラミックスの純度を高めている。この不純物含有
量が合計で２．５重量％以下、好ましくは１．５重量％
以下であると、Ｚ「０２リツチの薄膜の作用が打ち勝ち
、高反応性合金に対する優れた耐侵食性が確保される。
るために、不純物含有量を抑え、ＳｉＯ，−７、ｒ Ｏ
Ｗ系セラミックスの純度を高めている。この不純物含有
量が合計で２．５重量％以下、好ましくは１．５重量％
以下であると、Ｚ「０２リツチの薄膜の作用が打ち勝ち
、高反応性合金に対する優れた耐侵食性が確保される。
逆に、不純物含有量が合計で２．５重量％を超えるよう
になると、Ｆｅ２Ｏ３゜Ａ Ｒ２０＊、 Ｎａ２Ｏ，
Ｍｇ Ｏ，Ｃａ Ｏ等の酸化物がセラミックス表面に露
出し、これら露出酸化物を起点とした侵食が見られる。
になると、Ｆｅ２Ｏ３゜Ａ Ｒ２０＊、 Ｎａ２Ｏ，
Ｍｇ Ｏ，Ｃａ Ｏ等の酸化物がセラミックス表面に露
出し、これら露出酸化物を起点とした侵食が見られる。
この点でも、不純物含有量を合計で、２．５重量％以下
、好ましくは１．５重量％以下にすることが要求される
。
、好ましくは１．５重量％以下にすることが要求される
。
なお、シリカ５ｉｆｔ及びジルコンＺｒｏｉ ・５ｉｆ
ｔをそれぞれ単独で約２０００℃で焼成した後、所定割
合で配合し有機バインダーを混合した組成物を、１２５
０〜１４００℃の高温で焼成することが好ましい。
ｔをそれぞれ単独で約２０００℃で焼成した後、所定割
合で配合し有機バインダーを混合した組成物を、１２５
０〜１４００℃の高温で焼成することが好ましい。
また、焼成体の密度が理論密度に対して７０％以上とな
るように、加圧成形した後で焼成、或いはホットプレス
焼結することが好ましい。本来、この焼成工程は、予め
２０００℃で焼成が終わっている原料を混合し、有機バ
インダーを入れて成形し、このバインダーを抜くと同時
に焼成結合することを目的とするので、焼成温度をあま
り高くする必要がない。しかし、焼成温度が１２５０℃
以下では結合力が弱く強度不足となり、１４００℃以上
では特に問題がないが、これ以上の高温にする必要がな
い。
るように、加圧成形した後で焼成、或いはホットプレス
焼結することが好ましい。本来、この焼成工程は、予め
２０００℃で焼成が終わっている原料を混合し、有機バ
インダーを入れて成形し、このバインダーを抜くと同時
に焼成結合することを目的とするので、焼成温度をあま
り高くする必要がない。しかし、焼成温度が１２５０℃
以下では結合力が弱く強度不足となり、１４００℃以上
では特に問題がないが、これ以上の高温にする必要がな
い。
また、焼成体の密度が７０％未満になると、熱衝撃に対
しては強くなるものの、強度が低下するので好ましくな
い。
しては強くなるものの、強度が低下するので好ましくな
い。
ジルコン（ＺｒＯｚ６７％、５１０２３３％）５０重量
％とシリカ５ｉ０２５０重量％とを混合して、１３５０
℃で焼成し、嵩比重２で気孔率２６％の焼成体を得た。
％とシリカ５ｉ０２５０重量％とを混合して、１３５０
℃で焼成し、嵩比重２で気孔率２６％の焼成体を得た。
この焼成体は、耐圧強度８００ ｋｇ ／ ｃａｔ、
曲げ強度５００ｋｇ ／ ｃａｔであり、熱伝導度及
び熱膨張率は第１表に示すようにアルミナ系及びマグネ
シア系のセラミックスよりも小さかった。なお、焼成体
の不純物含有量は、合計で１．１５％であった。
曲げ強度５００ｋｇ ／ ｃａｔであり、熱伝導度及
び熱膨張率は第１表に示すようにアルミナ系及びマグネ
シア系のセラミックスよりも小さかった。なお、焼成体
の不純物含有量は、合計で１．１５％であった。
第１表各種セラミックスと熱的諸特性
第１表から明らかなように、本発明例の５１０２ＺｒＯ
ｚ系セラミツクスは、マグネシア系及びアルミナ系のセ
ラミックスに比較して耐火度で２５０℃以上低いものの
、熱伝導度及び熱膨張率が大幅に小さくなっている。そ
のため、高温の溶湯に接したとき、溶湯からの受熱によ
って昇温する程度が小さく、また熱膨張も小さなものと
なる。
ｚ系セラミツクスは、マグネシア系及びアルミナ系のセ
ラミックスに比較して耐火度で２５０℃以上低いものの
、熱伝導度及び熱膨張率が大幅に小さくなっている。そ
のため、高温の溶湯に接したとき、溶湯からの受熱によ
って昇温する程度が小さく、また熱膨張も小さなものと
なる。
たとえば、不活性雰囲気中で厚み２０ｍ＋ｅのセラミッ
クス板を１４５０℃のＮｄ合金に１０分間接触させ、板
厚方向の温度を測定したところ、第２図に示すような温
度勾配となった。このとき、Ｎｄ合金とは反対側のセラ
ミックス板の表面温度は、マグネシア系が９５５℃、ア
ルミナ系が９０５℃であるのに対して、ＳｉＯ□−Ｚ「
０２系は６９７℃に過ぎなかった。
クス板を１４５０℃のＮｄ合金に１０分間接触させ、板
厚方向の温度を測定したところ、第２図に示すような温
度勾配となった。このとき、Ｎｄ合金とは反対側のセラ
ミックス板の表面温度は、マグネシア系が９５５℃、ア
ルミナ系が９０５℃であるのに対して、ＳｉＯ□−Ｚ「
０２系は６９７℃に過ぎなかった。
このように本発明例のＳ ｉ Ｏ２Ｚ ｒ Ｏ２系セラ
ミツクスにおいては、セラミックスが加熱されて到達す
る温度が低いことと、熱膨張率が小さいことと相俟って
、加熱・冷却に起因した膨張・収縮によって生じる応力
が小さくなり、クラックの発生が認められなかった。
ミツクスにおいては、セラミックスが加熱されて到達す
る温度が低いことと、熱膨張率が小さいことと相俟って
、加熱・冷却に起因した膨張・収縮によって生じる応力
が小さくなり、クラックの発生が認められなかった。
次いで、Ｓ ｉ Ｏ２Ｚ ｒ Ｏ２系、マグネシア系及
びアルミナ系のセラミックスで坩堝を作り、Ｎｄ合金の
溶解に使用し、耐久テストを行った。なお、Ｎｄ合金は
１４５０℃に溶解して、３分間保持し、漏斗３９を経て
注湯容器３８（第３図参照）に出湯した。
びアルミナ系のセラミックスで坩堝を作り、Ｎｄ合金の
溶解に使用し、耐久テストを行った。なお、Ｎｄ合金は
１４５０℃に溶解して、３分間保持し、漏斗３９を経て
注湯容器３８（第３図参照）に出湯した。
そして、１８０分間放置した後、同様にしてＮｄ合金の
溶解、出湯を繰り返した。５ｉＯａ−ＺｒＯ□系セラミ
ックス製の坩堝にあっては、１５チヤージ後にあっても
何らの損傷が見られなかった。これに対し、マグネシア
系の坩堝にあっては、２チヤージでＮｄ合金溶湯による
侵食が顕著となり、３チヤージで使用不能となった。ま
た、アルミナ系の坩堝でも、耐用回数は４チヤージに過
ぎなかった。
溶解、出湯を繰り返した。５ｉＯａ−ＺｒＯ□系セラミ
ックス製の坩堝にあっては、１５チヤージ後にあっても
何らの損傷が見られなかった。これに対し、マグネシア
系の坩堝にあっては、２チヤージでＮｄ合金溶湯による
侵食が顕著となり、３チヤージで使用不能となった。ま
た、アルミナ系の坩堝でも、耐用回数は４チヤージに過
ぎなかった。
以上に説明したように、本発明においては、熱膨張率の
小さなシリカをベースとし、これに耐熱性に優れたジル
コニアを配合したセラミックスで高反応性合金溶解用坩
堝を作ることにより、Ｎｄ。
小さなシリカをベースとし、これに耐熱性に優れたジル
コニアを配合したセラミックスで高反応性合金溶解用坩
堝を作ることにより、Ｎｄ。
Ｐｒ、 Ｓｍ、 Ｌａ、 Ｃｅ等による還元反応
に対しても優れた抵抗力をもつ坩堝が得られる。そして
、熱膨張率が小さなため、加熱・冷却に起因したクラッ
クが生じることが抑制され、ライニングの溶損も高反応
性合金溶湯に接した表層部のみに留まる。
に対しても優れた抵抗力をもつ坩堝が得られる。そして
、熱膨張率が小さなため、加熱・冷却に起因したクラッ
クが生じることが抑制され、ライニングの溶損も高反応
性合金溶湯に接した表層部のみに留まる。
このようにして、本発明によるとき、Ｎｄ 合金等の高
反応性合金の溶解に際して、耐久性に優れた坩堝が得ら
れる。
反応性合金の溶解に際して、耐久性に優れた坩堝が得ら
れる。
第１図はＳｉＯ□−Ｚｒ０２系セラミツクスの組成が熱
膨張係数及び濡れ性に与える影響を表すグラフ、第２図
はＮｄ合金溶湯に接した各種セラミックス板の板厚方向
に沿った昇温曲線を示し、第３図はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金
のフレークを製造する装置全体を示したものである。
膨張係数及び濡れ性に与える影響を表すグラフ、第２図
はＮｄ合金溶湯に接した各種セラミックス板の板厚方向
に沿った昇温曲線を示し、第３図はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金
のフレークを製造する装置全体を示したものである。
Claims (1)
- １． 不活性雰囲気中でＮｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｌａ，Ｃｅ
等の高反応性元素を含有する合金材料を溶解する坩堝で
あって、ＳｉＯ＿２５０〜８０重量％，ＺｒＯ＿２２０
〜５０重量％．Ｆｅ＿２Ｏ＿３，Ａｌ＿２Ｏ＿３，Ｎａ
＿２Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の不純物含有量が合計で２．
５重量％以下で、且つＳｉＯ＿２＋ＺｒＯ＿２≧９７．
５重量％の組成をもつセラミックスでライニングされて
いることを特徴とする高反応性合金溶解用坩堝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066975A JPH02247491A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高反応性合金溶解用坩堝 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066975A JPH02247491A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高反応性合金溶解用坩堝 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247491A true JPH02247491A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13331535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066975A Pending JPH02247491A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 高反応性合金溶解用坩堝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02247491A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110421128A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-08 | 山东济钢合金材料科技有限公司 | 一种提高铁基纳米晶超薄带喷带成材率的方法 |
| CN114410994A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 北京科技大学 | 基于CaO-MgO-Al2O3耐火材料熔炼镍基高温合金的方法 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1066975A patent/JPH02247491A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110421128A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-08 | 山东济钢合金材料科技有限公司 | 一种提高铁基纳米晶超薄带喷带成材率的方法 |
| CN110421128B (zh) * | 2019-08-14 | 2021-04-06 | 济南鲍德炉料有限公司 | 一种提高铁基纳米晶超薄带喷带成材率的方法 |
| CN114410994A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 北京科技大学 | 基于CaO-MgO-Al2O3耐火材料熔炼镍基高温合金的方法 |
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