JPS6116209B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6116209B2 JPS6116209B2 JP19774081A JP19774081A JPS6116209B2 JP S6116209 B2 JPS6116209 B2 JP S6116209B2 JP 19774081 A JP19774081 A JP 19774081A JP 19774081 A JP19774081 A JP 19774081A JP S6116209 B2 JPS6116209 B2 JP S6116209B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicate
- heat
- metal material
- metal
- materials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/68—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱間加工のために加熱された金属材料
の保温法に関するものである。
の保温法に関するものである。
鋼材その他各種の金属材料の熱間加工において
は、加工中にも被加工材の自然放熱による冷却が
進んで変形応力が増大し、次第に加工が困難にな
るから、その段階で被加工材の再加熱を行う。こ
のような加熱と加工の繰返しにおける熱エネルギ
ーの損失は莫大なものであるから、加工中の放熱
をなるべく少なくして１回の加熱による加工量を
大きく取れるようにすることが省エネルギーの観
点から望ましいのは言うまでもない。またオース
テナイト鋼の場合は、繰返し加熱回数が多くなる
と結晶粒が粗大化して品質が低下するから、加工
中の放熱を抑制することにより加熱繰返しの回数
をなるべく少なくすることは品質確保のためにも
必要である。更に冷却速度が早い場合、被加工材
の角の部分は他の部分よりも温度低下が早く、し
たがつて延性低下を起こすのも早いから、加工中
に割れや疵等の欠陥を生じ易い。
は、加工中にも被加工材の自然放熱による冷却が
進んで変形応力が増大し、次第に加工が困難にな
るから、その段階で被加工材の再加熱を行う。こ
のような加熱と加工の繰返しにおける熱エネルギ
ーの損失は莫大なものであるから、加工中の放熱
をなるべく少なくして１回の加熱による加工量を
大きく取れるようにすることが省エネルギーの観
点から望ましいのは言うまでもない。またオース
テナイト鋼の場合は、繰返し加熱回数が多くなる
と結晶粒が粗大化して品質が低下するから、加工
中の放熱を抑制することにより加熱繰返しの回数
をなるべく少なくすることは品質確保のためにも
必要である。更に冷却速度が早い場合、被加工材
の角の部分は他の部分よりも温度低下が早く、し
たがつて延性低下を起こすのも早いから、加工中
に割れや疵等の欠陥を生じ易い。
そこで熱間加工を行う装置の一部として保温カ
バーを設けたり、被加工材に直接保温カバーを付
ける（特開昭55−95745）などの工夫により加工
中の放熱を抑制することが従来から行われてはい
るが、装置上の保温カバーによる保温効果は僅か
なものであるし、被加工材に保温カバーをつける
方法は、被加工材の形状に応じて保温カバーを幾
つも用意しなければならないばかりか加工の邪魔
になるという欠点を持つ。
バーを設けたり、被加工材に直接保温カバーを付
ける（特開昭55−95745）などの工夫により加工
中の放熱を抑制することが従来から行われてはい
るが、装置上の保温カバーによる保温効果は僅か
なものであるし、被加工材に保温カバーをつける
方法は、被加工材の形状に応じて保温カバーを幾
つも用意しなければならないばかりか加工の邪魔
になるという欠点を持つ。
本発明は、上述のような欠点のないきわめて有
効な保温法、すなわちアルカリ金属シリケート10
〜75％（重量％、以下同じ）、多価金属の酸化
物、水酸化物、ケイ酸塩又は炭酸塩の粉末５〜70
％及び水20〜80％からなる混合物を加熱された金
属材料の表面に付着させ、これを金属材料が持つ
熱により加熱して多孔質の硬化体に変換すること
により、金属材料の表面に断熱性被覆を形成する
ことを特徴とする保温法を提供するものである。
効な保温法、すなわちアルカリ金属シリケート10
〜75％（重量％、以下同じ）、多価金属の酸化
物、水酸化物、ケイ酸塩又は炭酸塩の粉末５〜70
％及び水20〜80％からなる混合物を加熱された金
属材料の表面に付着させ、これを金属材料が持つ
熱により加熱して多孔質の硬化体に変換すること
により、金属材料の表面に断熱性被覆を形成する
ことを特徴とする保温法を提供するものである。
本発明による保温法は、加熱されてまさに加工
を受けようとしている金属材料に直接固着した断
熱性被覆を施してしまうという点で、上記公知方
法とはまつたく異なる発想に基くものであり、ま
た断熱性被覆の形成方法にしても、他の技術分野
においても類を見ない、独特のものである。
を受けようとしている金属材料に直接固着した断
熱性被覆を施してしまうという点で、上記公知方
法とはまつたく異なる発想に基くものであり、ま
た断熱性被覆の形成方法にしても、他の技術分野
においても類を見ない、独特のものである。
以下、本発明による保温法につき詳述する。
断熱性被覆形成用の材料の一つであるアルカリ
金属シリケートとしては、ケイ酸ソーダ、ケイ酸
カリ、ケイ酸リチウムを使用するが、一部又は全
部にSiO2／Li2Oモル比が3.0〜8.0のケイ酸リチウ
ムを使用すると、特に耐熱性の良好な被覆が形成
される。
金属シリケートとしては、ケイ酸ソーダ、ケイ酸
カリ、ケイ酸リチウムを使用するが、一部又は全
部にSiO2／Li2Oモル比が3.0〜8.0のケイ酸リチウ
ムを使用すると、特に耐熱性の良好な被覆が形成
される。
アルカリ金属シリケートと共に用いる多価金属
の酸化物、水酸化物、ケイ酸塩又は炭酸塩の粉末
の具体例としては、亜鉛、マグネシウム、アルミ
ニウム、ベリリウム、チタン、バリウム、カルシ
ウム、スズ、銅、カドミウム、ニツケル、鉛、
鉄、ジルコニウム等の酸化物、水酸化物、ケイ酸
塩又は炭酸塩の一種以上からなるもの、あるいは
これらの一種以上を主成分とする鉱石粉末などを
挙げることができる。これらの中でも特に好まし
い材料は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウ
ム、ケイ酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、
珪石、ムライト、カオリン、ベントナイト、ワラ
ストナイト、タルク、石灰岩、ドロマイトなどの
粉末である。粉末の粒径は0.1〜10μ程度である
ことが望ましい。
の酸化物、水酸化物、ケイ酸塩又は炭酸塩の粉末
の具体例としては、亜鉛、マグネシウム、アルミ
ニウム、ベリリウム、チタン、バリウム、カルシ
ウム、スズ、銅、カドミウム、ニツケル、鉛、
鉄、ジルコニウム等の酸化物、水酸化物、ケイ酸
塩又は炭酸塩の一種以上からなるもの、あるいは
これらの一種以上を主成分とする鉱石粉末などを
挙げることができる。これらの中でも特に好まし
い材料は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウ
ム、ケイ酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、
珪石、ムライト、カオリン、ベントナイト、ワラ
ストナイト、タルク、石灰岩、ドロマイトなどの
粉末である。粉末の粒径は0.1〜10μ程度である
ことが望ましい。
これらの粉末材料は金属材料上で加熱されたと
きアルカリ金属シリケートと反応する材料である
が、被覆形成材料には、ほかにパーライト、バー
ミキユライト、シラス、膨張性黒鉛など、加熱に
より膨張する無機質材料、チタン酸カリウイスカ
ー、微細化したセラミツクフアイバーなどの繊維
質補強材、その他必要に応じて着色用の顔料等、
非反応性の補助材料を配合してもよい。
きアルカリ金属シリケートと反応する材料である
が、被覆形成材料には、ほかにパーライト、バー
ミキユライト、シラス、膨張性黒鉛など、加熱に
より膨張する無機質材料、チタン酸カリウイスカ
ー、微細化したセラミツクフアイバーなどの繊維
質補強材、その他必要に応じて着色用の顔料等、
非反応性の補助材料を配合してもよい。
以上の材料を水と共に前記比率で均一に混合し
（アルカリ金属シリケートは水に溶解させ）、熱間
加工のために加熱された金属材料の表面に吹付
け、浸漬、ロールコートなどの方法により、一様
の厚さ（約１〜３mm）で付着させると、高温の金
属材料により加熱された前記反応性材料は直ちに
反応を開始する（この際、一部の水も反応に関与
するものと思われる。）。これに並行して水が蒸発
し、またパーライト等の、加熱すると膨張する補
助材料を配合してある場合は、その膨張が起こ
る。これらの変化が同時に進行することにより、
金属材料上には、高粘度の泡状体を経由して多孔
質の硬化体に変化した被覆層が形成される。
（アルカリ金属シリケートは水に溶解させ）、熱間
加工のために加熱された金属材料の表面に吹付
け、浸漬、ロールコートなどの方法により、一様
の厚さ（約１〜３mm）で付着させると、高温の金
属材料により加熱された前記反応性材料は直ちに
反応を開始する（この際、一部の水も反応に関与
するものと思われる。）。これに並行して水が蒸発
し、またパーライト等の、加熱すると膨張する補
助材料を配合してある場合は、その膨張が起こ
る。これらの変化が同時に進行することにより、
金属材料上には、高粘度の泡状体を経由して多孔
質の硬化体に変化した被覆層が形成される。
被覆形成材料の前記配合比率は、上述のような
多孔質硬化体の形成が円滑に行われ、十分多孔質
で金属材料とよく接着した強固な硬化体が形成さ
れるために必要なものであるが、最適配合比率は
用いる材料の種類によつても異なるので、実験に
より決定することが望ましい。
多孔質硬化体の形成が円滑に行われ、十分多孔質
で金属材料とよく接着した強固な硬化体が形成さ
れるために必要なものであるが、最適配合比率は
用いる材料の種類によつても異なるので、実験に
より決定することが望ましい。
金属材料上に一旦形成された多孔質の被覆層
は、その後経時的に、あるいは多少の温度変化が
あつても、収縮したり物性劣化による剥落などを
起こすこともなく、その金属材料の熱間加工中、
すぐれた断熱性を示す。
は、その後経時的に、あるいは多少の温度変化が
あつても、収縮したり物性劣化による剥落などを
起こすこともなく、その金属材料の熱間加工中、
すぐれた断熱性を示す。
本発明の方法により形成された断熱性被覆は、
金属材料の熱間加工において材料上で圧縮されて
偏平になるが、断熱性能は低下しても引続き保温
の役割を果たすから、熱間加工前のみならず加工
中も鋼材の温度低下を防ぐことができるものであ
る。
金属材料の熱間加工において材料上で圧縮されて
偏平になるが、断熱性能は低下しても引続き保温
の役割を果たすから、熱間加工前のみならず加工
中も鋼材の温度低下を防ぐことができるものであ
る。
本発明による保温法は、既に述べた特長のほか
にも、金属材料の大小、形状による制限を受け
ることがない、金属材料に密着した被覆層を形
成するので、保温効果がきわめて顕著である。、
処理後の熱間加工の邪魔にならず、既存の加工
装置を改造する必要もない、など多くの特長を有
するものであるから、金属材料の熱間加工におけ
るエネルギー節減、工程数の低減、加工所要時間
の短縮、及び熱間加工製品の品質向上にきわめて
有効なものである。
にも、金属材料の大小、形状による制限を受け
ることがない、金属材料に密着した被覆層を形
成するので、保温効果がきわめて顕著である。、
処理後の熱間加工の邪魔にならず、既存の加工
装置を改造する必要もない、など多くの特長を有
するものであるから、金属材料の熱間加工におけ
るエネルギー節減、工程数の低減、加工所要時間
の短縮、及び熱間加工製品の品質向上にきわめて
有効なものである。
次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例 １
800φ×2500Lの炭素鋼を1200℃に加熱したの
ち炉より取り出し、直ちにケイ酸リチウム
（SiO2／Li2O＝4.5）35％、ムライト微粉末（平均
粒径1.5μ）20％、酸化亜鉛１％、水44％よりな
る混合物をスプレーガンにより約3.5Kg/m2吹付け
た。吹付けられた上記混合物は発泡し、１分後に
は硬化して厚さ約11mmの多孔質被覆層を形成し
た。
ち炉より取り出し、直ちにケイ酸リチウム
（SiO2／Li2O＝4.5）35％、ムライト微粉末（平均
粒径1.5μ）20％、酸化亜鉛１％、水44％よりな
る混合物をスプレーガンにより約3.5Kg/m2吹付け
た。吹付けられた上記混合物は発泡し、１分後に
は硬化して厚さ約11mmの多孔質被覆層を形成し
た。
この処理の後、１時間放冷した時の鋼材温度
（表面より20mmの内部の温度）は990℃であつた。
（表面より20mmの内部の温度）は990℃であつた。
一方上記のような保温処理をせずに同じ条件で
放冷した鋼材の温度は790℃であつた。
放冷した鋼材の温度は790℃であつた。
上記放冷した試料とは別の保温処理済試料を、
保温処理後ただちにプレスで50mm圧下したが被覆
は偏平になつただけで剥離せず、引続き保温状態
での加工が可能であつた。
保温処理後ただちにプレスで50mm圧下したが被覆
は偏平になつただけで剥離せず、引続き保温状態
での加工が可能であつた。
実施例 ２
SUS304リング（2500φ×1500φ×1800L）を
加熱炉中で1100℃に加熱したのち炉より取出し、
直ちにケイ酸ソーダ（SiO2／Na2Oモル比＝3.0）
20％、ケイ酸リチウム（SiO2／Li2Oモル比＝
5.0）10％、ケイ石粉末（平均粒径1.0μ）30％、
酸化チタン１％及び水39％からなる混合物をロー
ルコーターにより約４Kg/m2塗布した。塗布層は
発泡し、１分後には硬化して約12mmの厚さの多孔
質被覆層を形成した。この処理の後、１時間放冷
した時の鋼材温度（表面より20mmの内部の温度）
は935℃であつた。
加熱炉中で1100℃に加熱したのち炉より取出し、
直ちにケイ酸ソーダ（SiO2／Na2Oモル比＝3.0）
20％、ケイ酸リチウム（SiO2／Li2Oモル比＝
5.0）10％、ケイ石粉末（平均粒径1.0μ）30％、
酸化チタン１％及び水39％からなる混合物をロー
ルコーターにより約４Kg/m2塗布した。塗布層は
発泡し、１分後には硬化して約12mmの厚さの多孔
質被覆層を形成した。この処理の後、１時間放冷
した時の鋼材温度（表面より20mmの内部の温度）
は935℃であつた。
一方上記のような保温処理をせずに同じ条件で
放冷した鋼材の温度は720℃であつた。
放冷した鋼材の温度は720℃であつた。
上記放冷した試料とは別の保温処理済試料を、
保温処理後直ちにプレスで孔広げ加工したが、被
覆はプレス面、側面ともに剥離せず、引続き保温
状態で加工可能であつた。
保温処理後直ちにプレスで孔広げ加工したが、被
覆はプレス面、側面ともに剥離せず、引続き保温
状態で加工可能であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属シリケート10〜75重量％、多価
金属の酸化物、水酸化物、ケイ酸塩又は炭酸塩の
粉末５〜70重量％及び水20〜80重量％からなる混
合物を加熱された金属材料の表面に付着させ、こ
れを金属材料が持つ熱により加熱して多孔質の硬
化体に変換することにより、金属材料の表面に断
熱性被覆を形成することを特徴とする加熱された
金属材料の保温法。 ２ アルカリ金属シリケートの一部又は全部が
SiO2／Li2Oモル比3.0〜8.0のリチウムシリケート
である特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19774081A JPS58100935A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 加熱された金属材料の保温法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19774081A JPS58100935A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 加熱された金属材料の保温法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100935A JPS58100935A (ja) | 1983-06-15 |
| JPS6116209B2 true JPS6116209B2 (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16379546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19774081A Granted JPS58100935A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 加熱された金属材料の保温法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100935A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100207103B1 (ko) * | 1994-12-16 | 1999-07-15 | 정몽규 | 티타늄 합금재의 표면 처리 방법 |
| US20040126583A1 (en) | 2002-11-19 | 2004-07-01 | Takashi Nakamura | Foaming agent for manufacturing a foamed or porous metal |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP19774081A patent/JPS58100935A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58100935A (ja) | 1983-06-15 |
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