JPH084896B2 - セラミックス・金属複合体の製造方法 - Google Patents
セラミックス・金属複合体の製造方法Info
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- JPH084896B2 JPH084896B2 JP31011487A JP31011487A JPH084896B2 JP H084896 B2 JPH084896 B2 JP H084896B2 JP 31011487 A JP31011487 A JP 31011487A JP 31011487 A JP31011487 A JP 31011487A JP H084896 B2 JPH084896 B2 JP H084896B2
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- Japan
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- metal
- ceramics
- molten metal
- metal composite
- roll
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主として耐摩耗ロールの胴部外殻材として用
いられる円筒状のセラミックス・金属複合体の製造方法
に関するものである。
いられる円筒状のセラミックス・金属複合体の製造方法
に関するものである。
（従来の技術） 耐摩耗ロールの胴部外殻材として、金属の酸化物、硅
素化物、窒化物、硼素化物、炭化物等の粒子（以下、セ
ラミックス粒子と呼ぶ）と金属との複合体が用いられて
いる。
素化物、窒化物、硼素化物、炭化物等の粒子（以下、セ
ラミックス粒子と呼ぶ）と金属との複合体が用いられて
いる。
従来、斯種複合体は、セラミックス粒子と金属粉末を
混合したものをプラズマ肉盛法によってロール表面に溶
金として直接に肉盛する方法によって形成されている。
混合したものをプラズマ肉盛法によってロール表面に溶
金として直接に肉盛する方法によって形成されている。
（解決しようとする問題点） 上記の肉盛ロールの製造では、ロールを回転させなが
らプラズマトーチをロールの軸方向に移動させて作業を
行なわねばならず、生産性が低い。
らプラズマトーチをロールの軸方向に移動させて作業を
行なわねばならず、生産性が低い。
特に、大径、長尺のロールを製造する場合にその生産
性の低いことが問題となる。
性の低いことが問題となる。
又、肉盛金属のセラミックスの混合比率が10％以上の
場合、肉盛層の割れ感受性が高くなるため、かなり高い
余熱温度を必要とし、高熱作業を伴うため熱管理が難し
かった。
場合、肉盛層の割れ感受性が高くなるため、かなり高い
余熱温度を必要とし、高熱作業を伴うため熱管理が難し
かった。
又、固体母材に高温の溶金を被覆するから、溶金が大
気にさらされて急冷される際の収縮と母材の収縮との相
対値によって、常温における肉盛層には引っ張り、ある
いは圧縮の残留応力が残り、冷却後の歪発生の問題が大
きい。
気にさらされて急冷される際の収縮と母材の収縮との相
対値によって、常温における肉盛層には引っ張り、ある
いは圧縮の残留応力が残り、冷却後の歪発生の問題が大
きい。
更に、肉盛法は隣合うビードが少し重なる様にして母
材を被覆するものであり、ビードの重なり部と、重なっ
ていない部分とでは、特性に若干の差異が生じ、ロール
表面を均一な特性に仕上げることはできなかった。
材を被覆するものであり、ビードの重なり部と、重なっ
ていない部分とでは、特性に若干の差異が生じ、ロール
表面を均一な特性に仕上げることはできなかった。
（問題点を解決する為の手段） 本発明は、遠心鋳造法は生産法が高く、製品の歪みの
発生が少ないという特長を生かして、セラミックス・金
属複合体の製造方法を明らかにするものである。
発生が少ないという特長を生かして、セラミックス・金
属複合体の製造方法を明らかにするものである。
本発明のセッラミックス・金属複合体の製法は、セラ
ミックスと金属をプラズマアークの高熱にて溶かした溶
滴を鋳造材料である金属溶湯に混合し、該混合溶湯を遠
心下にて凝固させることを特徴とする。
ミックスと金属をプラズマアークの高熱にて溶かした溶
滴を鋳造材料である金属溶湯に混合し、該混合溶湯を遠
心下にて凝固させることを特徴とする。
（作用及び効果） 生産性の高い遠心鋳造法でセラミックス・金属複合体
を能率的に生産でき、特に大径、長尺物の製造に於て、
従来のプラズマ肉盛法によって耐摩耗層を形成する場合
に比べ、製造能率が大幅に向上する。
を能率的に生産でき、特に大径、長尺物の製造に於て、
従来のプラズマ肉盛法によって耐摩耗層を形成する場合
に比べ、製造能率が大幅に向上する。
セラミックスは実質上融点はないものとされ、又、比
重が軽いため、セラミックスだけをプラズマアークによ
って溶かしつつ溶湯に混合するには無理があり、セラミ
ックスは溶湯に十分には分散しない。
重が軽いため、セラミックスだけをプラズマアークによ
って溶かしつつ溶湯に混合するには無理があり、セラミ
ックスは溶湯に十分には分散しない。
しかし、本発明の様に、セラミックスと金属が混じり
あった溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することに
より、セラミックスを溶湯に良く混じり合わせることが
可能でとなった。
あった溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することに
より、セラミックスを溶湯に良く混じり合わせることが
可能でとなった。
更に、遠心力下での鋳造によって、セラミックスがロ
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質に形成出来る。
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質に形成出来る。
鋳造成形であるから、従来の様に固体母材に高温の溶
金を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ないという
利点がある。
金を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ないという
利点がある。
（実施例） 第１図は本発明の実施に使用する遠心鋳造装置であっ
て、回転ローラ（３）の上に遠心鋳造用金型（１）が設
置され、該金型の両端に環状の湯止めバンド（２）
（２）が装着されている。
て、回転ローラ（３）の上に遠心鋳造用金型（１）が設
置され、該金型の両端に環状の湯止めバンド（２）
（２）が装着されている。
一方の湯止めバンドの中央孔（21）から注入樋（４）
の先端を金型内へ挿入する。
の先端を金型内へ挿入する。
注入樋（４）には外端に第１取入口（41）、該第１取
入口より金型側に第２取入口（42）が開口している。
入口より金型側に第２取入口（42）が開口している。
上記注入樋（４）の第２取入口（42）の上方に、該取
入口に向けてプラズマアーク発生トーチ（５）が配設さ
れ、該トーチ（５）にセラミックス粒子と金属粉体の混
合物の供給管（51）及びトーチ（５）を冷却する冷却水
管（52）が接続されている。
入口に向けてプラズマアーク発生トーチ（５）が配設さ
れ、該トーチ（５）にセラミックス粒子と金属粉体の混
合物の供給管（51）及びトーチ（５）を冷却する冷却水
管（52）が接続されている。
然して、取鍋（６）から注入樋（４）へ遠心鋳造材料
である溶湯を流し込む。これと同時に第２取入口（42）
からは、前記トーチ内にて発生するプラズマアークの高
温によってセラミックス粒子と金属粒子とが混じりあっ
た溶滴となし、該溶滴を前記溶湯に対して一定の割合で
混入する。
である溶湯を流し込む。これと同時に第２取入口（42）
からは、前記トーチ内にて発生するプラズマアークの高
温によってセラミックス粒子と金属粒子とが混じりあっ
た溶滴となし、該溶滴を前記溶湯に対して一定の割合で
混入する。
注入樋（４）から、回転している金型（１）中へ上記
溶湯を一定の速度にて流し込む。
溶湯を一定の速度にて流し込む。
前記第１取入口（41）から注湯する金属としては、用
途により高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等
の鉄系金属又はAl、Cu等の非鉄金属及びその合金を適宜
選択する。
途により高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄、鋳鋼等
の鉄系金属又はAl、Cu等の非鉄金属及びその合金を適宜
選択する。
セラミックス粒子としては、例えばSiO2、Al2O3、ZrO
2、BeO等の酸化物、TiC、SiC等の炭化物、及びTiN、Si3
N4等の窒化物の50μｍ〜1mmの粒子を使用する。
2、BeO等の酸化物、TiC、SiC等の炭化物、及びTiN、Si3
N4等の窒化物の50μｍ〜1mmの粒子を使用する。
又、セラミックスと一緒に溶かす金属は、鉄基合金、
コバルト基合金等が選択できる。
コバルト基合金等が選択できる。
金型の回転数としては通常の如く、GNoで40〜200とす
る。低回転は非鉄系金属の場合に適する。
る。低回転は非鉄系金属の場合に適する。
前記工程によって製品の外層を形成し、内層は製品の
使途、経済性に応じた成分の溶湯を型内に投入して同じ
く遠心鋳造によって上記第１層に重ねて形成する。
使途、経済性に応じた成分の溶湯を型内に投入して同じ
く遠心鋳造によって上記第１層に重ねて形成する。
本発明は上記の如く、生産性の高い遠心鋳造法にてセ
ラミックス・金属複合体を能率的に生産でき、特に大
径、長尺物の製造に於て、従来のプラズマ肉盛法によっ
て耐摩耗層を形成する場合に比べて製造能率が大幅に向
上する。
ラミックス・金属複合体を能率的に生産でき、特に大
径、長尺物の製造に於て、従来のプラズマ肉盛法によっ
て耐摩耗層を形成する場合に比べて製造能率が大幅に向
上する。
セラミックスは実質上融点はないものとされ、又、比
重が軽いため、セラミックスだけプラズマアークによっ
て溶かしつつ溶湯に噴射するには、無理があり、溶湯に
十分に分散しない。
重が軽いため、セラミックスだけプラズマアークによっ
て溶かしつつ溶湯に噴射するには、無理があり、溶湯に
十分に分散しない。
しかし、本発明の様に、セラミックスと金属が混じり
あった溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することに
より、セラミックが溶湯中に良く混じり合う。
あった溶滴を遠心鋳造材料である溶湯に噴射することに
より、セラミックが溶湯中に良く混じり合う。
更に、遠心力下での鋳造によって、セラミックスがロ
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質にすることが出来る。
ールの軸方向及び周方向に均一な分布状態で固化するた
め、ロールの外周を均一な品質にすることが出来る。
鋳造成形であるから、従来の様に固体母材に高温の溶
金を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ない。
金を被覆する場合に比べて、歪みの発生が少ない。
次に搬送ロール用の外殻円筒材の第１層（以下円筒物
と呼ぶ）の製造について具体例を示す。
と呼ぶ）の製造について具体例を示す。
円筒物の形状寸法 外径100mm、長さ260mm、肉厚20mm 円筒体に占めるセラミックスの割合 ５％ プラズマアークによってセラミックと一緒に溶かす金属
の成分 SCH22 上記金属のセラミックに対する混合割合 20％ 溶湯の温度1700℃ 金型は150℃に加熱しておき、金型の回転数は600rpmに
設定する。
の成分 SCH22 上記金属のセラミックに対する混合割合 20％ 溶湯の温度1700℃ 金型は150℃に加熱しておき、金型の回転数は600rpmに
設定する。
以上の結果、セラミックスが軸方向及び円周方向に均
一に分散した耐摩耗性円筒物を得た。
一に分散した耐摩耗性円筒物を得た。
本発明は上記実施例の構成に限定されることはなく、
特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能であ
る。
特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に使用する遠心鋳造装置の概略を示す断
面図である。 （１）……遠心鋳造金型、（４）……注入樋 （５）……プラズマトーチ
面図である。 （１）……遠心鋳造金型、（４）……注入樋 （５）……プラズマトーチ
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックスと金属をプラズマアークの高
熱にて溶かし、この溶滴を遠心鋳造材料である金属溶湯
に混合し、該混合溶湯を遠心下にて凝固させてなるセラ
ミックス・金属複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011487A JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31011487A JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150455A JPH01150455A (ja) | 1989-06-13 |
| JPH084896B2 true JPH084896B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=18001347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31011487A Expired - Lifetime JPH084896B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | セラミックス・金属複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084896B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111001792A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 湖北腾升科技股份有限公司 | 一种高镍高铬钢轧辊及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109365786A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-02-22 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种立磨陶瓷辊套及其制备方法 |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP31011487A patent/JPH084896B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN111001792A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 湖北腾升科技股份有限公司 | 一种高镍高铬钢轧辊及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01150455A (ja) | 1989-06-13 |
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