JPS6247623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は鋳ぐるみ接合用としてのNi−Ｐ合
金系ペーストに関するものである。 Ni−Ｐ合金系ペーストのバインダーとして、
現在、メチルセルローズ−メチルアルコール−水
および水ガラスなどが使用されているが、塗布、
乾燥後のNi−Ｐ合金粉末間の固結強度、基材と
ペースト間の接着強度が弱く、鋳ぐるみ接合にお
いて接合材として用いると溶湯を鋳込む場合に熱
衝撃により、塗布層が容易に離脱し、良好な接合
状態が得られない。又、これらのバインダー中に
は水分を含むため酸化されやすい基材への適用は
不可能である等の欠点を有する。本願発明は上記
欠点を解消し、塗布、乾燥後の基材との接着強
度、およびNi−Ｐ合金粉末の固結強度が大き
く、かつ基材を酸化しないNi−Ｐ合金ペースト
を提供せんとするものであり、その要旨とすると
ころは、Ni−Ｐ合金粉末とニトロセルローズ−
アセトン−酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−ブチルの
組成のバインダーとを100ｇ：10〜20c.c.の割合に
混練したものよりなる鋳ぐるみ接合用Ni−Ｐ合
金系ペーストである。 以下に本願Ni−Ｐ合金系ペーストを発明する
に至つた試験およびその結果を示す。 Ni−Ｐ合金はその状態図において11重量％Ｐ
成分で融点880℃の共晶点があり、共晶組成付近
のNi−Ｐ合金は低融点である。しかもNi−Ｐ合
金はFe中へのNiの拡散が、Ｐによつて促進され
るという特徴も有する。このため、Ni−Ｐ合金
のうちNi−（８−13重量％）Ｐ合金を鋼管鋳ぐる
み接合に適用する事を考えた。Ni−（８−13重量
％）Ｐ合金は400メツシユ以下の粉末を用い、そ
の結合材としてニトロセルローズを選んだが、
Ni−Ｐ合金ペーストを得るためには、ニトロセ
ルローズを溶解し、ペースト状としなければなら
ない。ニトロセルローズを溶解し、ペースト状に
するための溶媒として常温で容易に溶解できるア
セトンを選んだ。 ニトロセルローズとアセトンの割合により、粘
度の異なるバインダーが得られるが、適当な粘度
を有するバインダーを得るために、下記第１表に
示す３種の異なる量比で、ニトロセルローズをア
セトンにて溶解する実験を行なつた。溶解は、常
温で行ない、

【表】 得られた各バインダーをNi−Ｐ合金粉末100ｇに
対し15c.c.添加し、乳鉢混合して３種のNi−Ｐ合
金ペーストを製造した。これら３種のペーストを
刷毛で鋼板基材に塗布した結果、バインダーとし
てNo.１を用いたペーストは粘度が低いため、又No.
３を用いたペーストは粘度が高いためNi−Ｐ合
金粉末用バインダーとしては適さず、No.２の組成
のバインダーが最適である事が分かつた。更にNo.
２付近の組成について同様に調べた結果、ニトロ
セルローズとアセトンの比が15〜25ｇ：65〜55c.c.
の組成のバインダーがNi−Ｐ合金粉末用バイン
ダーとして適する事が分つた。この組成のバイン
ダーを用いたペーストの粘度は最適であるが容器
に入れて数分間放置すると、バインダー層とNi
−Ｐ粉末層の２相に分離し、Ni−Ｐ粉末は固結
してしまうので塗布する度に長時間の撹拌をしな
ければならない。この２相分離の現象をなくすた
めにNo.２のバインダーに酢酸イソアミル又は酢酸
ｎ−ブチルを添加する実験を行なつた。添加はニ
トロセルローズをアセトンで溶解した後行なつた
が、添加量は下記第２表に示す如く変化させた。
得られた各バインダー15c.c.とNi−Ｐ合金粉末が
100ｇｒを乳鉢混合してペーストを得、刷毛によ
り鋼板基材に塗布し、乾燥した後の基材との接着
状態を調べた結果、No.７、No.８は粘性が悪く塗布
が困難であつたが、No.４〜No.６のバインダーは良
好な結果が得られた。しかし、No.４およびNo.５の
バインダーを用いたペーストは２相分離現象がみ
られるため、酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−ブチル
の添加量はニトロセルロース（20ｇ）・アセトン
（60c.c.）に対し60c.c.が最適である事が分つた。

【表】 更にNo.６の組成のうち、酢酸イソアミル又は酢
酸ｎ−ブチルを45〜75c.c.と変化させて、同様の実
験を行なつた結果、酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−
ブチルの添加量はニトロセルローズ（20ｇ）−ア
セトン（60c.c.）に対し50〜70c.c.が適する事が分つ
た。又、ニトロセルローズとアセトンの比が15〜
25ｇ：65〜55c.c.の各組成のバインダーに対しても
酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−ブチルを添加する実
験を行なつたが、これらの組成のバインダーに対
しても添加量は50〜70c.c.が最適である事が分つ
た。 以上の実験よりニトロセルローズを用いたバイ
ンダーの組成はニトロセルローズ（15〜25ｇ）−
アセトン（65〜55c.c.）−酢酸イソアミル又は酢酸
ｎ−ブチル（50〜70c.c.）が良く、特にニトロセル
ローズ（20ｇ）−アセトン（60c.c.）−酢酸イソアミ
ル又は酢酸ｎ−ブチル（60c.c.）の組成において、
優れたバインダーが得られる事がわかつた。 次にニトロセルローズ（15〜25ｇ）−アセトン
（65〜55c.c.）−酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−ブチル
（50〜70c.c.）の組成のバインダーと、400メツシユ
以下のNi（８−13重量％）Ｐ合金粉末を混練し
Ni−Ｐ合金を製造する実験を行なつたが、Ni−
Ｐ合金粉末100ｇに対し各組成のバインダーとも
10c.c.以下のバインダー量では粘性が大きく、又20
c.c.以上では粘性がなく塗布困難であり、最適な混
練比はNi−Ｐ合金粉末100ｇに対して本バインダ
ー10〜20c.c.である事が分つた。得られたNi−Ｐ
合金系ペーストは基材とのぬれ性がよく、塗布乾
燥後のNi−Ｐ合金粉末の固結強度、および基材
との接着強度共に大である。下記第３表に水ガラ
ス、メチルセルローズ−水−メチルアルコール、
本バインダーを用いたNi−Ｐ合金粉末の塗布後
の接着強度試験結果を示す。試験はペーストを鋼
板に塗布、乾燥した後、鋭利な刃物で塗布層を剥
ぎとる場合の難易度を調べたが、第３表中×印は
容易に剥ぎとられたもの、〇印は容易に剥ぎとら
れなかつたものである。

【表】 又、ニトロセルローズ−アセトン−酢酸イソア
ミル又は酢酸ｎ−ブチルよりなる本発明のバイン
ダーは、水を全く用いないため、基材の酸化が生
じにくい特長も有する。 以上に実施例について説明する。 実施例 脱脂処理を施した圧力配管用炭素鋼鋼管（材
質：STPG38、外径：49mm、内径45mm、長さ200
mm）の外周表面に本願発明のNi−Ｐ合金ペース
ト（Ni−Ｐ合金粉末の粒度：400メツシユ以下、
バインダー組成：ニトロセルロース（20ｇ）＋ア
セトン（60c.c.）＋酢酸イソアミル（60c.c.）を刷毛
にて、0.3mmの厚さに塗布し、10^-2torrの真空中に
て200℃30分間の脱ガス、脱炭処理を行なつた
後、第１図に示す要領にて生砂の鋳型１中に中子
２と共に設置した。次に、このNi−Ｐ合金３が
被覆された鋼管４に球状黒鉛鋳鉄（FCD−45）
4.8Kgを1400℃で鋳込み、第２図に示されるよう
に先端鋼管を鋳ぐるみ接合した球状黒鉛鋳鉄管５
（外径：72mm、内径：45mm、全長：600mm）を得
た。ここで鋼管と鋳鉄管の接合部分６の長さは
100mmであり、接合部を光学顕微鏡にて観察した
がピンホール等の接着不良部は認められなかつ
た。又、E.P.M.A.による調査の結果、Niおよび
Ｐは鋼管、鋳鉄管双方に充分拡散しており良好な
鋳ぐるみ接合状態であつた。 以上述べたように、本願発明のNi−Ｐ合金ペ
ーストによる鋳ぐるみ法によれば、従来のメツキ
法によりNi−Ｐ合金を被覆する方法に比し、前
処理、メツキ、ベーキング等に要する時間が圧倒
的に短かくて済み、メツキ、廃液処理等の特別の
設備をも必要とせず、公害問題も全くない為、鋳
ぐるみ作業が鋳物工場で一貫してでき、結果的に
安価な鋳ぐるみ品が製造できる。又、本願発明の
Ni−Ｐ合金ペーストは塗布、乾燥後の基材との
接着強度、Ni−Ｐ合金粉末間の固結強度に優
れ、溶湯鋳込み時にNi−Ｐ合金被覆層が離脱せ
ず、塗布後に真空中にて200℃、30分間以上の熱
処理を施す為、Ni−Ｐ合金ペーストの脱ガス、
脱炭が行なわれ、ピンホール等の鋳造欠陥が発生
しない等の特長をも有する。更に、本願発明の
Ni−Ｐ合金ペーストは先述のようによく知られ
る水ガラス、メチルセルローズ＋メチルアルコー
ル＋水等のバインダーと全く異なり、バインダー
中に水分を全く含まない為、水による鋼管の酸化
が起こらず、Ni−Ｐ合金粉末を塗布した鋼管の
永年の保存も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例による鋳型の縦断面
図。第２図は鋳ぐるみ鋳鉄管の縦断面図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ni−Ｐ合金粉末（400メツシユ以下）とニト
   ロセルローズ（15〜25ｇ）−アセトン（55〜66
   c.c.）−酢酸イソアミル又は酢酸ｎ−ブチル（50〜
   70c.c.）よりなる組成のバインダーとを100ｇ：10
   〜20c.c.の割合で混練したものよりなる鋳ぐるみ接
   合用Ni−Ｐ合金系ペースト。