JPH08206524A - 粉砕機用衝撃ピン - Google Patents
粉砕機用衝撃ピンInfo
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- JPH08206524A JPH08206524A JP7021614A JP2161495A JPH08206524A JP H08206524 A JPH08206524 A JP H08206524A JP 7021614 A JP7021614 A JP 7021614A JP 2161495 A JP2161495 A JP 2161495A JP H08206524 A JPH08206524 A JP H08206524A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の超硬合金製の粉砕機用衝撃ピンに比
べ、耐摩耗性及び耐食性が優れ、かつ粉砕機用衝撃ピン
として要求される強度、靭性を兼ね備えた長寿命の粉砕
機用衝撃ピンを提供する。 【構成】 被粉砕物に衝撃力を与えて粉砕する高速回転
式粉砕機の回転盤に取り付けられる粉砕機用衝撃ピンに
おいて、少なくとも被粉砕物と接触する部位の表面粗さ
がＲmax４μｍ以下で、気孔率が２％以下の窒化ケイ素
質セラミックス焼結体からなることを特徴とする
べ、耐摩耗性及び耐食性が優れ、かつ粉砕機用衝撃ピン
として要求される強度、靭性を兼ね備えた長寿命の粉砕
機用衝撃ピンを提供する。 【構成】 被粉砕物に衝撃力を与えて粉砕する高速回転
式粉砕機の回転盤に取り付けられる粉砕機用衝撃ピンに
おいて、少なくとも被粉砕物と接触する部位の表面粗さ
がＲmax４μｍ以下で、気孔率が２％以下の窒化ケイ素
質セラミックス焼結体からなることを特徴とする
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被粉砕物に衝撃力を与
えて粉砕する高速回転式粉砕機の回転盤に取り付けられ
る粉砕機用衝撃ピンに関するものである。
えて粉砕する高速回転式粉砕機の回転盤に取り付けられ
る粉砕機用衝撃ピンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、石
炭、アルミナ、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、塩化アン
モニウム、顔料、魚粉等からなる粒状、塊状あるいは粗
粉状の原料に衝撃力を与えて粉砕するハンマー法に用い
られる粉砕機は、一般的に高速回転する回転打撃体を有
するものであり、高速回転式粉砕機と呼ばれている。高
速回転式粉砕機において、その粉砕室は、回転打撃体で
ある円柱状の粉砕機用衝撃ピンを１列円状あるいは２〜
３列放射状に取り付けた回転盤と、回転盤の周囲に設け
られた固定盤とから構成される。そして、粉砕室に供給
された原料（被粉砕物）は、高速で回転する回転盤と固
定盤との間で衝撃せん断作用を受けることにより体積粉
砕される。このため、粉砕機用衝撃ピンとしては、耐摩
耗性、強度、靭性が要求されるので、従来よりＷＣ−Ｃ
ｏ系超硬合金製のものが広く用いられている。
炭、アルミナ、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、塩化アン
モニウム、顔料、魚粉等からなる粒状、塊状あるいは粗
粉状の原料に衝撃力を与えて粉砕するハンマー法に用い
られる粉砕機は、一般的に高速回転する回転打撃体を有
するものであり、高速回転式粉砕機と呼ばれている。高
速回転式粉砕機において、その粉砕室は、回転打撃体で
ある円柱状の粉砕機用衝撃ピンを１列円状あるいは２〜
３列放射状に取り付けた回転盤と、回転盤の周囲に設け
られた固定盤とから構成される。そして、粉砕室に供給
された原料（被粉砕物）は、高速で回転する回転盤と固
定盤との間で衝撃せん断作用を受けることにより体積粉
砕される。このため、粉砕機用衝撃ピンとしては、耐摩
耗性、強度、靭性が要求されるので、従来よりＷＣ−Ｃ
ｏ系超硬合金製のものが広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＷＣ−
Ｃｏ系超硬合金製の粉砕機用衝撃ピンは、耐摩耗性が未
だ十分でなく短寿命であり、また耐食性も十分でないた
めコンタミネーションが起きるという問題がある。従っ
て、本発明は、従来の超硬合金製の粉砕機用衝撃ピンに
比べ、耐摩耗性及び耐食性が優れ、かつ粉砕機用衝撃ピ
ンとして要求される強度、靭性を兼ね備えた長寿命の粉
砕機用衝撃ピンを提供することを目的とする。
Ｃｏ系超硬合金製の粉砕機用衝撃ピンは、耐摩耗性が未
だ十分でなく短寿命であり、また耐食性も十分でないた
めコンタミネーションが起きるという問題がある。従っ
て、本発明は、従来の超硬合金製の粉砕機用衝撃ピンに
比べ、耐摩耗性及び耐食性が優れ、かつ粉砕機用衝撃ピ
ンとして要求される強度、靭性を兼ね備えた長寿命の粉
砕機用衝撃ピンを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者等は粉砕機用衝撃ピンとして、高硬度でか
つ耐食性に優れる窒化ケイ素セラミックス焼結体及びサ
イアロンセラミックス焼結体（以下、これらを窒化ケイ
素質セラミックス焼結体と総称する）を用いることを検
討するとともに、窒化ケイ素質セラミックス焼結体の耐
摩耗性、強度と密接な関係を有する表面粗さと気孔率に
着目し、これらを最適化することにより、本発明を完成
した。
に、本発明者等は粉砕機用衝撃ピンとして、高硬度でか
つ耐食性に優れる窒化ケイ素セラミックス焼結体及びサ
イアロンセラミックス焼結体（以下、これらを窒化ケイ
素質セラミックス焼結体と総称する）を用いることを検
討するとともに、窒化ケイ素質セラミックス焼結体の耐
摩耗性、強度と密接な関係を有する表面粗さと気孔率に
着目し、これらを最適化することにより、本発明を完成
した。
【０００５】すなわち、本発明の粉砕機用衝撃ピンは、
被粉砕物に衝撃力を与えて粉砕する高速回転式粉砕機の
回転盤に取り付けられる粉砕機用衝撃ピンにおいて、少
なくとも被粉砕物と接触する部位の表面粗さがＲmax４
μｍ以下で、気孔率が２％以下の窒化ケイ素質セラミッ
クス焼結体からなることを特徴とする。
被粉砕物に衝撃力を与えて粉砕する高速回転式粉砕機の
回転盤に取り付けられる粉砕機用衝撃ピンにおいて、少
なくとも被粉砕物と接触する部位の表面粗さがＲmax４
μｍ以下で、気孔率が２％以下の窒化ケイ素質セラミッ
クス焼結体からなることを特徴とする。
【０００６】本発明の粉砕機用衝撃ピンを構成する窒化
ケイ素質セラミックス焼結体は、窒化珪素焼結体又はサ
イアロン焼結体であり、Ｓｉ3Ｎ4又はサイアロン結晶粒
子が６０重量％以上、粒界相が４０重量％以下のものが
好ましい。Ｓｉ3Ｎ4又はサイアロン結晶粒子が６０重量
％以上存在しないと、窒化ケイ素質セラミックスの特質
である靭性、耐衝撃性が低下して、粉砕機用衝撃ピンと
して使用に耐え難くなる。また、Ｓｉ3Ｎ4の結晶形態に
はα型及びβ型の２種類あるが、いずれでも用いること
ができる。さらに、サイアロンの結晶形態もα型及びβ
型の２種類あり、サイアロン焼結体としては、α−サイ
アロン、β−サイアロン及びα相とβ相が混合したサイ
アロンが存在するが、いずれの材料でもよい。
ケイ素質セラミックス焼結体は、窒化珪素焼結体又はサ
イアロン焼結体であり、Ｓｉ3Ｎ4又はサイアロン結晶粒
子が６０重量％以上、粒界相が４０重量％以下のものが
好ましい。Ｓｉ3Ｎ4又はサイアロン結晶粒子が６０重量
％以上存在しないと、窒化ケイ素質セラミックスの特質
である靭性、耐衝撃性が低下して、粉砕機用衝撃ピンと
して使用に耐え難くなる。また、Ｓｉ3Ｎ4の結晶形態に
はα型及びβ型の２種類あるが、いずれでも用いること
ができる。さらに、サイアロンの結晶形態もα型及びβ
型の２種類あり、サイアロン焼結体としては、α−サイ
アロン、β−サイアロン及びα相とβ相が混合したサイ
アロンが存在するが、いずれの材料でもよい。
【０００７】また、本発明の粉砕機用衝撃ピンは、窒化
ケイ素質セラミックス焼結体を研削加工等により最終製
品形状寸法に仕上加工する際、少なくとも被粉砕物と接
触する部位（打撃部）を表面粗さＲmax４μｍ以下に仕
上げることが望ましい。被粉砕物と接触する部位の表面
粗さがＲmax４μｍを超えると、表面粗さの大きい加工
傷を起点として割れを生じるおそれが高くなり、結果と
して曲げ強度が低下する。ただし、Ｒmax１μｍ未満ま
で仕上げると、物性的には何ら不具合はないが加工コス
トが増大するので、Ｒmax１〜４μｍが最も効果的な範
囲といえる。
ケイ素質セラミックス焼結体を研削加工等により最終製
品形状寸法に仕上加工する際、少なくとも被粉砕物と接
触する部位（打撃部）を表面粗さＲmax４μｍ以下に仕
上げることが望ましい。被粉砕物と接触する部位の表面
粗さがＲmax４μｍを超えると、表面粗さの大きい加工
傷を起点として割れを生じるおそれが高くなり、結果と
して曲げ強度が低下する。ただし、Ｒmax１μｍ未満ま
で仕上げると、物性的には何ら不具合はないが加工コス
トが増大するので、Ｒmax１〜４μｍが最も効果的な範
囲といえる。
【０００８】さらに、本発明の粉砕機用衝撃ピンにおい
て、窒化ケイ素質セラミックス焼結体の気孔率は２％以
下が好ましい。窒化ケイ素質セラミックス焼結体中に残
存する気孔を小さくして均質緻密化を図ることにより、
高硬度になるため耐摩耗性が向上する。気孔の形状は、
球状、楕円状、板状、棒状等どのような形状でも構わな
い。また、本発明における気孔率は、窒化ケイ素質セラ
ミックス焼結体の表面または断面で観察した単一面積当
りにおける全気孔の合計面積で測定したものである。気
孔率が２％を超えると、硬さが低下するため耐摩耗性が
劣化する。
て、窒化ケイ素質セラミックス焼結体の気孔率は２％以
下が好ましい。窒化ケイ素質セラミックス焼結体中に残
存する気孔を小さくして均質緻密化を図ることにより、
高硬度になるため耐摩耗性が向上する。気孔の形状は、
球状、楕円状、板状、棒状等どのような形状でも構わな
い。また、本発明における気孔率は、窒化ケイ素質セラ
ミックス焼結体の表面または断面で観察した単一面積当
りにおける全気孔の合計面積で測定したものである。気
孔率が２％を超えると、硬さが低下するため耐摩耗性が
劣化する。
【０００９】
（実施例１）平均粒径０．８μｍのα−Ｓｉ3Ｎ4粉末：
８７重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末：５重
量％、平均粒径０．５μｍのＡｌＮ固溶体粉末：３重量
％、平均粒径１．０μｍのＹ2Ｏ3粉末：５重量％を混合
して、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で成形した後、切
削加工により、図１に示すような円柱状の成形体を得
た。次に、この成形体を窒化ケイ素製のるつぼに入れ、
カーボンヒータを用い、常圧、窒素雰囲気中、１７５０
℃で５時間焼結し、気孔率０．９％、密度３．２４ｇ／
ｃｍ3、３点曲げ強さ９０ｋｇｆ／ｍｍ2のサイアロン焼
結体を得た。その後、得られた焼結体を研削加工により
最終製品形状寸法（打撃部１ａの直径２０ｍｍ、製品全
長６５ｍｍ）に仕上加工して粉砕機用衝撃ピン１を作製
した。この際、粉砕機用衝撃ピンは表面粗さＲmaxが１
〜４μｍとなるように仕上加工した。
８７重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末：５重
量％、平均粒径０．５μｍのＡｌＮ固溶体粉末：３重量
％、平均粒径１．０μｍのＹ2Ｏ3粉末：５重量％を混合
して、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で成形した後、切
削加工により、図１に示すような円柱状の成形体を得
た。次に、この成形体を窒化ケイ素製のるつぼに入れ、
カーボンヒータを用い、常圧、窒素雰囲気中、１７５０
℃で５時間焼結し、気孔率０．９％、密度３．２４ｇ／
ｃｍ3、３点曲げ強さ９０ｋｇｆ／ｍｍ2のサイアロン焼
結体を得た。その後、得られた焼結体を研削加工により
最終製品形状寸法（打撃部１ａの直径２０ｍｍ、製品全
長６５ｍｍ）に仕上加工して粉砕機用衝撃ピン１を作製
した。この際、粉砕機用衝撃ピンは表面粗さＲmaxが１
〜４μｍとなるように仕上加工した。
【００１０】（実施例２）平均粒径０．８μｍのα−Ｓ
ｉ3Ｎ4粉末：９０重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌ2
Ｏ3粉末：４重量％、平均粒径１．０μｍのＹ2Ｏ3粉
末：６重量％を混合して、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧
力で成形した後、切削加工により、図１に示すような円
柱状の成形体を得た。次に、この成形体を窒化ケイ素製
のるつぼに入れ、カーボンヒータを用い、常圧、窒素雰
囲気中、１７５０℃で５時間焼結し、気孔率１．６％、
密度３．２０ｇ／ｃｍ3、３点曲げ強さ８５ｋｇｆ／ｍ
ｍ2の窒化ケイ素焼結体を得た。その後、得られた焼結
体を研削加工により最終製品形状寸法に仕上加工して粉
砕機用衝撃ピンを作製した。この際、粉砕機用衝撃ピン
は表面粗さＲmaxが１〜４μｍとなるように仕上加工し
た。
ｉ3Ｎ4粉末：９０重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌ2
Ｏ3粉末：４重量％、平均粒径１．０μｍのＹ2Ｏ3粉
末：６重量％を混合して、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧
力で成形した後、切削加工により、図１に示すような円
柱状の成形体を得た。次に、この成形体を窒化ケイ素製
のるつぼに入れ、カーボンヒータを用い、常圧、窒素雰
囲気中、１７５０℃で５時間焼結し、気孔率１．６％、
密度３．２０ｇ／ｃｍ3、３点曲げ強さ８５ｋｇｆ／ｍ
ｍ2の窒化ケイ素焼結体を得た。その後、得られた焼結
体を研削加工により最終製品形状寸法に仕上加工して粉
砕機用衝撃ピンを作製した。この際、粉砕機用衝撃ピン
は表面粗さＲmaxが１〜４μｍとなるように仕上加工し
た。
【００１１】（比較例１〜２）比較例１として、仕上加
工条件によって焼結体の表面粗さＲmaxを５〜７μｍと
した以外は実施例１と同じサイアロン焼結体からなる粉
砕機用衝撃ピンを作製した。また比較例２として、焼結
条件等によって焼結体の気孔率を２．５％とした以外は
実施例１と同じサイアロン焼結体からなる粉砕機用衝撃
ピンを作製した。
工条件によって焼結体の表面粗さＲmaxを５〜７μｍと
した以外は実施例１と同じサイアロン焼結体からなる粉
砕機用衝撃ピンを作製した。また比較例２として、焼結
条件等によって焼結体の気孔率を２．５％とした以外は
実施例１と同じサイアロン焼結体からなる粉砕機用衝撃
ピンを作製した。
【００１２】図２は、粉砕機用衝撃ピンを高速回転式粉
砕機の回転盤に取り付けた概略図である。複数の円柱状
の粉砕機用衝撃ピン１を、ドーナツ円状の回転盤２の外
周部に１列円状に取り付ける。回転盤２の中心穴３は、
回転駆動軸（図示せず）と連結される。
砕機の回転盤に取り付けた概略図である。複数の円柱状
の粉砕機用衝撃ピン１を、ドーナツ円状の回転盤２の外
周部に１列円状に取り付ける。回転盤２の中心穴３は、
回転駆動軸（図示せず）と連結される。
【００１３】上記のように構成した回転盤を高速回転式
粉砕機の粉砕室に組み込み、被粉砕物として平均粒径２
５μｍの粒状のエポキシ樹脂と顔料を粉砕室に供給し
て、回転盤を約３５００ｒｐｍで回転させて粉砕実験を
行った。長期間使用後、上記の本発明実施例１及び実施
例２の粉砕機用衝撃ピンと、比較例１及び比較例２の粉
砕機用衝撃ピンと、従来材であるＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
製粉砕機用衝撃ピンの耐摩耗性を調べた。表１は、その
耐摩耗性試験結果を示す。耐摩耗性は、被粉砕物と接触
する部位（図１中の打撃部１ａ）の重量減少率％で評価
した。表１から、本発明の窒化ケイ素質セラミックス焼
結体からなる粉砕機用衝撃ピンは、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合
金製粉砕機用衝撃ピンに比較して４倍の耐摩耗性を示す
ことが解る。また、比較例１の粉砕機用衝撃ピンは、表
面粗さＲmaxが４μｍを超えるので曲げ強度が低下し、
比較例２は気孔率が２％を超えるので耐摩耗性が低下し
た結果が得られた。
粉砕機の粉砕室に組み込み、被粉砕物として平均粒径２
５μｍの粒状のエポキシ樹脂と顔料を粉砕室に供給し
て、回転盤を約３５００ｒｐｍで回転させて粉砕実験を
行った。長期間使用後、上記の本発明実施例１及び実施
例２の粉砕機用衝撃ピンと、比較例１及び比較例２の粉
砕機用衝撃ピンと、従来材であるＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
製粉砕機用衝撃ピンの耐摩耗性を調べた。表１は、その
耐摩耗性試験結果を示す。耐摩耗性は、被粉砕物と接触
する部位（図１中の打撃部１ａ）の重量減少率％で評価
した。表１から、本発明の窒化ケイ素質セラミックス焼
結体からなる粉砕機用衝撃ピンは、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合
金製粉砕機用衝撃ピンに比較して４倍の耐摩耗性を示す
ことが解る。また、比較例１の粉砕機用衝撃ピンは、表
面粗さＲmaxが４μｍを超えるので曲げ強度が低下し、
比較例２は気孔率が２％を超えるので耐摩耗性が低下し
た結果が得られた。
【００１４】
【表１】
【００１５】また、上記実施例１と同じ製法により作製
したサイアロン焼結体の試験片と、従来材であるＷＣ−
Ｃｏ系超硬合金の試験片を用いて耐食性試験を行った。
図３は、その耐食性試験結果を示すグラフである。耐食
性は、４０℃のＨＣｌ（３５％）、ＨＦ（４６％）、Ｎ
ａＯＨ（５０％）水溶液に浸漬させて、減失体積（×１
０-3ｍｍ3／ｃｍ2・ｄａｙ）で評価した。図３から、本
発明のサイアロン焼結体は前記浸漬液に対し、ＷＣ−Ｃ
ｏ系超硬合金に比較して優れた耐食性を示すことが解
る。
したサイアロン焼結体の試験片と、従来材であるＷＣ−
Ｃｏ系超硬合金の試験片を用いて耐食性試験を行った。
図３は、その耐食性試験結果を示すグラフである。耐食
性は、４０℃のＨＣｌ（３５％）、ＨＦ（４６％）、Ｎ
ａＯＨ（５０％）水溶液に浸漬させて、減失体積（×１
０-3ｍｍ3／ｃｍ2・ｄａｙ）で評価した。図３から、本
発明のサイアロン焼結体は前記浸漬液に対し、ＷＣ−Ｃ
ｏ系超硬合金に比較して優れた耐食性を示すことが解
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明の粉砕機用衝撃ピンは、従来の超
硬合金等の粉砕機用衝撃ピンに比べ、耐摩耗性及び耐食
性が優れ、長寿命でかつ摩耗によるコンタミネーション
がなく、工業上有益である。
硬合金等の粉砕機用衝撃ピンに比べ、耐摩耗性及び耐食
性が優れ、長寿命でかつ摩耗によるコンタミネーション
がなく、工業上有益である。
【図１】本発明の粉砕機用衝撃ピンを示す図である。
【図２】粉砕機用衝撃ピンを高速回転式粉砕機の回転盤
に取付けた概略図である。
に取付けた概略図である。
【図３】耐食性試験結果を示すグラフである。
１ 粉砕機用衝撃ピン、 ２ 回転盤、 ３ 中心穴
Claims (2)
- 【請求項１】 被粉砕物に衝撃力を与えて粉砕する高速
回転式粉砕機の回転盤に取り付けられる粉砕機用衝撃ピ
ンにおいて、少なくとも被粉砕物と接触する部位の表面
粗さがＲmax４μｍ以下で、気孔率が２％以下の窒化ケ
イ素質セラミックス焼結体からなることを特徴とする粉
砕機用衝撃ピン。 - 【請求項２】 窒化ケイ素質セラミックス焼結体が窒化
珪素焼結体又はサイアロン焼結体であることを特徴とす
る請求項１に記載の粉砕機用衝撃ピン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021614A JPH08206524A (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 粉砕機用衝撃ピン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021614A JPH08206524A (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 粉砕機用衝撃ピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206524A true JPH08206524A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=12059928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7021614A Pending JPH08206524A (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 粉砕機用衝撃ピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08206524A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050833A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Kyocera Corp | 粉砕機用セラミック部材およびこれを用いた粉砕機 |
| WO2019101907A1 (de) * | 2017-11-23 | 2019-05-31 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Stiftmühle mit scheiben mit stiften |
-
1995
- 1995-02-09 JP JP7021614A patent/JPH08206524A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050833A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Kyocera Corp | 粉砕機用セラミック部材およびこれを用いた粉砕機 |
| WO2019101907A1 (de) * | 2017-11-23 | 2019-05-31 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Stiftmühle mit scheiben mit stiften |
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Legal Events
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