JPH0445339B2 - - Google Patents
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- JPH0445339B2 JPH0445339B2 JP59073400A JP7340084A JPH0445339B2 JP H0445339 B2 JPH0445339 B2 JP H0445339B2 JP 59073400 A JP59073400 A JP 59073400A JP 7340084 A JP7340084 A JP 7340084A JP H0445339 B2 JPH0445339 B2 JP H0445339B2
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- thermite
- additive
- thermite agent
- agent
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、テルミツト反応を利用して、円筒管
内面にセラミツク層を被覆形成するセラミツク複
合構造管の製造方法。
内面にセラミツク層を被覆形成するセラミツク複
合構造管の製造方法。
管内面にセラミツク層が被覆形成された複合構
造管は、セラミツク層が耐熱性、耐摩耗性、耐食
性等の良好な特性を発揮するため、各種流体の輸
送管や工業用配管部材として広汎な適用用途を有
している。
造管は、セラミツク層が耐熱性、耐摩耗性、耐食
性等の良好な特性を発揮するため、各種流体の輸
送管や工業用配管部材として広汎な適用用途を有
している。
この種の複合構造管の製造手段としては、従来
種々の方法が実施されてきているが、最近ではそ
の好適な製造手段として、遠心力とテルミツト反
応を利用するいわゆる遠心テルミツト法が提起さ
れている。この方法を最も代表的なアルミニウム
−酸化鉄系のテルミツト反応を利用して、鋼管の
ような鉄又は鉄合金製円筒管の内面にアルミナ
（Al2O3）のセラミツクコーテイングを施す場合
を例に説明すると、第１図に示すように、鉄系円
筒管１内にアルミニウム（Al）と酸化鉄（Fe2O3
又はFe3O4）の各粉末あるいは粒子による一定比
率の混合物からなるテルミツト剤２を装填し、こ
れを高速回転による遠心力場内で着火して、下記
式に示す如きテルミツト反応を行わせ、この発熱
反応により生成される溶融金属（Fe）と溶融セ
ラミツク（Al2O3）とを比重分離して、第２図に
示すように円筒管１の内面に金属層３を介して所
期のセラミツク層４を被覆形成するものである。
種々の方法が実施されてきているが、最近ではそ
の好適な製造手段として、遠心力とテルミツト反
応を利用するいわゆる遠心テルミツト法が提起さ
れている。この方法を最も代表的なアルミニウム
−酸化鉄系のテルミツト反応を利用して、鋼管の
ような鉄又は鉄合金製円筒管の内面にアルミナ
（Al2O3）のセラミツクコーテイングを施す場合
を例に説明すると、第１図に示すように、鉄系円
筒管１内にアルミニウム（Al）と酸化鉄（Fe2O3
又はFe3O4）の各粉末あるいは粒子による一定比
率の混合物からなるテルミツト剤２を装填し、こ
れを高速回転による遠心力場内で着火して、下記
式に示す如きテルミツト反応を行わせ、この発熱
反応により生成される溶融金属（Fe）と溶融セ
ラミツク（Al2O3）とを比重分離して、第２図に
示すように円筒管１の内面に金属層３を介して所
期のセラミツク層４を被覆形成するものである。
Fe2O3＋2Al→Al2O3＋2Fe＋
199Kcal／Al2O3１モル
3Fe3O4＋8Al→4Al2O3＋9Fe
＋194Kcal／Al2O3１モル
この方法によれば、一般には上記のAl−酸化
鉄系のみならず種々の強還元性元素と金属酸化物
よりなるテルミツト反応系を利用することがで
き、その装填量を調整することによつて円筒管内
面に所望の厚さで種々のセラミツクコーテイング
を簡単に施すことができ、しかもそのセラミツク
コーテイングは同時に生成される金属層を介して
円筒管に高い密着状態で結合される利点を有す
る。
鉄系のみならず種々の強還元性元素と金属酸化物
よりなるテルミツト反応系を利用することがで
き、その装填量を調整することによつて円筒管内
面に所望の厚さで種々のセラミツクコーテイング
を簡単に施すことができ、しかもそのセラミツク
コーテイングは同時に生成される金属層を介して
円筒管に高い密着状態で結合される利点を有す
る。
ところが、前記テルミツト反応系による生成セ
ラミツク層は、気孔率が高い上、金属層とセラミ
ツク層との分離が不充分であり、更にセラミツク
の表面が荒れ、平滑性や美麗さの点で問題があつ
た。
ラミツク層は、気孔率が高い上、金属層とセラミ
ツク層との分離が不充分であり、更にセラミツク
の表面が荒れ、平滑性や美麗さの点で問題があつ
た。
本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、セラミツク層と金属層
との密着性が促進され、特にセラミツク層が緻密
であり且つその表面が平滑、美麗なセラミツク複
合構造管の製造方法を提供するもので、その特徴
とする処は、円筒管内面に散布する前記テルミツ
ト剤として、テルミツト剤に添加物であるケイ素
化合物又は金属化合物が添加された添加テルミツ
ト剤を用い、該添加テルミツト剤を円筒管内面に
一層以上散布し、その後、添加テルミツト剤層の
内周に着火性の良好な添加又は無添加テルミツト
剤を散布する点にある。
その目的とするところは、セラミツク層と金属層
との密着性が促進され、特にセラミツク層が緻密
であり且つその表面が平滑、美麗なセラミツク複
合構造管の製造方法を提供するもので、その特徴
とする処は、円筒管内面に散布する前記テルミツ
ト剤として、テルミツト剤に添加物であるケイ素
化合物又は金属化合物が添加された添加テルミツ
ト剤を用い、該添加テルミツト剤を円筒管内面に
一層以上散布し、その後、添加テルミツト剤層の
内周に着火性の良好な添加又は無添加テルミツト
剤を散布する点にある。
以下本発明について詳述する。
先ず、本発明に使用する円筒管１について述べ
る。前記説明では、この円筒管１として鉄系のも
のについて述べたが、本発明に使用する円筒管１
は鉄系に限らず、テルミツト反応に耐える高融点
の金属、例えば銅、ニツケルなども例示でき、更
にコンクリート、石綿セメントのような無機質系
のものであつてもよい。また、該円筒管１は、予
め作成されたものである必要はなく、通常の遠心
鋳造により作成された円筒管をそのまま引き続い
て使用してもよい。
る。前記説明では、この円筒管１として鉄系のも
のについて述べたが、本発明に使用する円筒管１
は鉄系に限らず、テルミツト反応に耐える高融点
の金属、例えば銅、ニツケルなども例示でき、更
にコンクリート、石綿セメントのような無機質系
のものであつてもよい。また、該円筒管１は、予
め作成されたものである必要はなく、通常の遠心
鋳造により作成された円筒管をそのまま引き続い
て使用してもよい。
次に、テルミツト剤に添加される添加物につい
て述べる。該添加物としては、化学反応に対し、
ある程度安定で、テルミツト反応生成物であるセ
ラミツクと溶け合い、溶融セラミツクの流動性を
増し、凝固後のセラミツクの性能を向上させるケ
イ素化合物や金属化合物を意味し、例えばケイ素
化合物としては、SiO2、Si3N4等を、金属化合物
としてはTiO2、ZrO2、CuO、MgO、BaO、
CoO、NiO、Ni2O3、MnO2、Cr2O3、NaF、
CaF2等を挙げることができる。
て述べる。該添加物としては、化学反応に対し、
ある程度安定で、テルミツト反応生成物であるセ
ラミツクと溶け合い、溶融セラミツクの流動性を
増し、凝固後のセラミツクの性能を向上させるケ
イ素化合物や金属化合物を意味し、例えばケイ素
化合物としては、SiO2、Si3N4等を、金属化合物
としてはTiO2、ZrO2、CuO、MgO、BaO、
CoO、NiO、Ni2O3、MnO2、Cr2O3、NaF、
CaF2等を挙げることができる。
次に、上記添加物の添加配合された添加テルミ
ツト剤の散布について述べる。
ツト剤の散布について述べる。
先ず、第３図に示す如く、前記円筒管１を遠心
機金枠６内に挿入し、その両端を中心部に孔８を
有するバンド７，７で固定し、所定の回転に達し
たところで、テルミツト剤散布用の樋９をバンド
７の孔８へ挿入反転し、添加テルミツト５を円筒
管１内へ散布する。
機金枠６内に挿入し、その両端を中心部に孔８を
有するバンド７，７で固定し、所定の回転に達し
たところで、テルミツト剤散布用の樋９をバンド
７の孔８へ挿入反転し、添加テルミツト５を円筒
管１内へ散布する。
ここで、添加テルミツト剤５としては、添加率
の異なつた種々のものを用い、各添加テルミツト
剤毎に散布し、円筒管内面に異なつた配合率の添
加テルミツト剤の多層を形成させる。第４図は、
層数が３層の場合を示し、円筒管１内面より、添
加率及び所定量が各々a1，a2，a3wt％；w1，w2，
w3Kgである添加テルミツト剤５a1，５a2，５a3
が散布された状態を示している。
の異なつた種々のものを用い、各添加テルミツト
剤毎に散布し、円筒管内面に異なつた配合率の添
加テルミツト剤の多層を形成させる。第４図は、
層数が３層の場合を示し、円筒管１内面より、添
加率及び所定量が各々a1，a2，a3wt％；w1，w2，
w3Kgである添加テルミツト剤５a1，５a2，５a3
が散布された状態を示している。
この場合、最内層の添加テルミツト剤５a3は、
着火性の良好なものであることが必要であり、一
般的には添加率が10wt％以下のものであること
が望ましい。勿論無添加テルミツト剤であつても
よい。
着火性の良好なものであることが必要であり、一
般的には添加率が10wt％以下のものであること
が望ましい。勿論無添加テルミツト剤であつても
よい。
その理由は、ある程度の着火性の良好なテルミ
ツト剤w3Kgがあれば、一旦反応が起こり雰囲気
温度が上昇すると他の着火しにくい高添加率の添
加テルミツト剤も容易にテルミツト反応を起こす
ようになるためである。
ツト剤w3Kgがあれば、一旦反応が起こり雰囲気
温度が上昇すると他の着火しにくい高添加率の添
加テルミツト剤も容易にテルミツト反応を起こす
ようになるためである。
ところで添加テルミツト剤を用いる理由は、テ
ルミツト反応熱により添加物も溶融されて、アル
ミナの融点より低い融点のセラミツクが生成する
と共に粘性が低下し、これによつて溶融セラミツ
ク層からの気泡の放出が促進され、合せて添加物
の作用により緻密、美麗なセラミツク層が形成さ
れるためである。
ルミツト反応熱により添加物も溶融されて、アル
ミナの融点より低い融点のセラミツクが生成する
と共に粘性が低下し、これによつて溶融セラミツ
ク層からの気泡の放出が促進され、合せて添加物
の作用により緻密、美麗なセラミツク層が形成さ
れるためである。
この場合、テルミツト剤層が添加テルミツト剤
のみによる１層の場合、テルミツト反応を十分行
わせて品質の良いセラミツクを得るためには、そ
の添加量が添加テルミツト剤の総量に対し15wt
％以下にしないと、テルミツト反応熱が添加物に
吸収され過ぎてセラミツク層及び金属層が十分溶
解せず、比重分離もしないので、気泡の少ない緻
密なセラミツクを生成しないばかりか、未反応の
粉末が残存する場合もある。ところが、前述した
ように、添加テルミツト剤を一層以上散布し、そ
の最内層を着火性の良好なもので構成すると、添
加テルミツト剤の全量に対し添加物の添加量が
25wt％程度まで添加でき、前記の作用がより有
効に働くのである。即ち、第４図に示す実施例の
場合、全添加テルミツト剤の重量（w1＋w2＋
w3）Kgに対する、下記式で示される総合的な添
加率Mwt％は約25wt％まで可能である。
のみによる１層の場合、テルミツト反応を十分行
わせて品質の良いセラミツクを得るためには、そ
の添加量が添加テルミツト剤の総量に対し15wt
％以下にしないと、テルミツト反応熱が添加物に
吸収され過ぎてセラミツク層及び金属層が十分溶
解せず、比重分離もしないので、気泡の少ない緻
密なセラミツクを生成しないばかりか、未反応の
粉末が残存する場合もある。ところが、前述した
ように、添加テルミツト剤を一層以上散布し、そ
の最内層を着火性の良好なもので構成すると、添
加テルミツト剤の全量に対し添加物の添加量が
25wt％程度まで添加でき、前記の作用がより有
効に働くのである。即ち、第４図に示す実施例の
場合、全添加テルミツト剤の重量（w1＋w2＋
w3）Kgに対する、下記式で示される総合的な添
加率Mwt％は約25wt％まで可能である。
Ｍ＝a1・w1＋a2・w2＋a3・w3／w1＋w2＋w3（wt％）
以上に述べた添加テルミツト剤の多層散布をし
た後、通常の如く所定の回転（GNOで70〜200）
にしたところで、円筒管１内の最内層の添加テル
ミツト剤（前記実施例の場合（５a3））又は無添
加テルミツト剤内面に着火し、テルミツト反応を
起こさせ、溶融金属と溶融セラミツクとを比重分
離してセラミツク複合構造管を得る。
た後、通常の如く所定の回転（GNOで70〜200）
にしたところで、円筒管１内の最内層の添加テル
ミツト剤（前記実施例の場合（５a3））又は無添
加テルミツト剤内面に着火し、テルミツト反応を
起こさせ、溶融金属と溶融セラミツクとを比重分
離してセラミツク複合構造管を得る。
次に実施例を掲げて説明する。
＜実施例＞
(1) 円筒管として外径101.6mmφ×板厚4.2mmt×全
長250mmlの鋼管を使用した。
長250mmlの鋼管を使用した。
(2) 該鋼管を遠心機金型に設置後、これを
500rpmに回転し、SiO2：30wt％の添加テルミ
ツト剤1.3Kgを先ず前記鋼管内面に散布し、次
にSiO2：5wt％の添加テルミツト剤0.5Kgを散
布した。この場合、総合的な添加率Ｍは、 Ｍ＝（30×1.3＋５×0.5）／（1.3＋ 0.5）＝23wt％ となる。
500rpmに回転し、SiO2：30wt％の添加テルミ
ツト剤1.3Kgを先ず前記鋼管内面に散布し、次
にSiO2：5wt％の添加テルミツト剤0.5Kgを散
布した。この場合、総合的な添加率Ｍは、 Ｍ＝（30×1.3＋５×0.5）／（1.3＋ 0.5）＝23wt％ となる。
(3) 続いて、金型回転数を1400rpmとして、添加
テルミツト剤の最内面に着火し、テルミツト反
応を起こさせた。
テルミツト剤の最内面に着火し、テルミツト反
応を起こさせた。
(4) 反応終了後充分時間をおき、金型を冷却さ
せ、遠心機を停止し金型より鋼管を取り出し、
セラミツク複合鋼管を得た。
せ、遠心機を停止し金型より鋼管を取り出し、
セラミツク複合鋼管を得た。
この複合鋼管の横断面の研磨表面組織を光学顕
微鏡で見るとガラス化された組織が広範囲の領域
でみられ、セラミツク層の緻密性や気泡の残存に
ついて極めて良く改善されていた。また、金属層
とセラミツク層の密着性も良好であつた。更に、
セラミツク層の表面は平滑で、繊維状の秩序正し
い微細な紋様が現れていた。しかし、圧壊強度
は、2500Kg／cm2と比較的低かつた。因みに、無添
加のものでは約3500Kg／cm2、SiO2：10wt％以下
の添加のものでは2500〜3500Kg／cm2である。とこ
ろが、熱的性質ではアルミナ主成分のセラミツク
に比して熱伝導率が0.03cal／sec.deg.cm（at20
℃）と低下し、更に熱膨張率も低くなるので、熱
変化に対し優れた性質が具備していると考えられ
る。
微鏡で見るとガラス化された組織が広範囲の領域
でみられ、セラミツク層の緻密性や気泡の残存に
ついて極めて良く改善されていた。また、金属層
とセラミツク層の密着性も良好であつた。更に、
セラミツク層の表面は平滑で、繊維状の秩序正し
い微細な紋様が現れていた。しかし、圧壊強度
は、2500Kg／cm2と比較的低かつた。因みに、無添
加のものでは約3500Kg／cm2、SiO2：10wt％以下
の添加のものでは2500〜3500Kg／cm2である。とこ
ろが、熱的性質ではアルミナ主成分のセラミツク
に比して熱伝導率が0.03cal／sec.deg.cm（at20
℃）と低下し、更に熱膨張率も低くなるので、熱
変化に対し優れた性質が具備していると考えられ
る。
したがつて、SiO2添加の場合は、耐摩耗性や
耐腐食性はやや劣るが、これらの性質よりもセラ
ミツク層の緻密さ及びその表面の平滑さ、美麗さ
が要求されるものには勿論のこと、熱の逃げの少
ない保温性の優れた、あるいは温度変化に対し強
い性質が要求されるものにも有効に利用され得
る。
耐腐食性はやや劣るが、これらの性質よりもセラ
ミツク層の緻密さ及びその表面の平滑さ、美麗さ
が要求されるものには勿論のこと、熱の逃げの少
ない保温性の優れた、あるいは温度変化に対し強
い性質が要求されるものにも有効に利用され得
る。
以上述べたように、本発明の製造方法による
と、テルミツト剤として、テルミツト剤に添加物
であるケイ素化合物又は金属化合物が添加された
添加テルミツト剤を用い、該添加テルミツト剤を
円筒管内面に一層以上散布し、最内層を着火性の
良好な添加または無添加テルミツト剤としたの
で、添加物をテルミツト剤に高添加率で添加配合
出来、それ故、金属層とセラミツク層の分離及び
セラミツク層の緻密性、その表面の平滑さ及び美
麗さが極めて良好となる。更に添加物はテルミツ
ト剤に比べて安価であるので製造コストは低下さ
れるので、性能−コストの面からも利用価値が大
きい。
と、テルミツト剤として、テルミツト剤に添加物
であるケイ素化合物又は金属化合物が添加された
添加テルミツト剤を用い、該添加テルミツト剤を
円筒管内面に一層以上散布し、最内層を着火性の
良好な添加または無添加テルミツト剤としたの
で、添加物をテルミツト剤に高添加率で添加配合
出来、それ故、金属層とセラミツク層の分離及び
セラミツク層の緻密性、その表面の平滑さ及び美
麗さが極めて良好となる。更に添加物はテルミツ
ト剤に比べて安価であるので製造コストは低下さ
れるので、性能−コストの面からも利用価値が大
きい。
第１図及び第２図は、遠心テルミツト法の製造
工程を示す円筒管の横断面図であり、第１図はテ
ルミツト反応前のテルミツト剤の散布状態を、第
２図はテルミツト反応後における金属層を介して
のセラミツク層の被覆状態を示している。第３図
は、本発明に係る添加テルミツト剤を収納した散
布用樋の円筒管内への挿入状態を示す説明図、第
４図は、本発明に係る添加テルミツト剤の多層散
布の一例を示す円筒管の横断面図を示す。 １……円筒管、２……テルミツト剤、３……金
属層、４……セラミツク層、５，５a1，５a2，５
a3……添加テルミツト剤。
工程を示す円筒管の横断面図であり、第１図はテ
ルミツト反応前のテルミツト剤の散布状態を、第
２図はテルミツト反応後における金属層を介して
のセラミツク層の被覆状態を示している。第３図
は、本発明に係る添加テルミツト剤を収納した散
布用樋の円筒管内への挿入状態を示す説明図、第
４図は、本発明に係る添加テルミツト剤の多層散
布の一例を示す円筒管の横断面図を示す。 １……円筒管、２……テルミツト剤、３……金
属層、４……セラミツク層、５，５a1，５a2，５
a3……添加テルミツト剤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 円筒管内面にテルミツト剤を散布し、遠心力
場内で該テルミツト剤に着火し、テルミツト反応
を行わせて、前記円筒管内面にテルミツト反応に
より生成した金属層及びセラミツク層を被覆形成
する方法において、前記テルミツト剤として、テ
ルミツト剤に添加物であるケイ素化合物又は金属
化合物が添加された添加テルミツト剤を用い、該
添加テルミツト剤を円筒管内面に一層以上散布
し、最内層を着火性の良好な添加又は無添加テル
ミツト剤とすることを特徴とするセラミツク複合
構造管の製造方法。 ２ 添加物がSiO2である特許請求の範囲第１項
記載のセラミツク複合構造管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340084A JPS60217140A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | セラミツク複合構造管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340084A JPS60217140A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | セラミツク複合構造管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217140A JPS60217140A (ja) | 1985-10-30 |
| JPH0445339B2 true JPH0445339B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=13517105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340084A Granted JPS60217140A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | セラミツク複合構造管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217140A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0233676B2 (ja) * | 1981-11-28 | 1990-07-30 | Toyota Motor Co Ltd | Tankakeiso*kinzokufukugokanoyobisonoseizohoho |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7340084A patent/JPS60217140A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60217140A (ja) | 1985-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |