JPS63130780A - 金属管内面へのＡｌ↓２Ｏ↓３のライニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種燃焼筒、自動車エンジンのマニホールド管
、ドＶツジャーポンプなどの製作に有利に適用すること
ができる金属管内面へのＡｌ４０ｓのライニング方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、金属管の内面にセフミックス層をライニングする
方法として、（１）真空雰囲気中に金属管とライニング
剤を充填したルツボを配置し、電子ビーム、高周波など
の加熱源でルツボ内のライニング剤を加熱、蒸発させラ
イニングする方法（ＰＶＤ　、ＣＶＤ法）　、＋２）プ
ラズマ炎などで溶射材料を溶融し、ガスの噴射圧力で吹
きつけライニングする方法、（３）焼結したセラミック
スをろう付拡散接合する方法及び（４）金属管を高速で
遠心回転しながら、管内部でテルミット反応を起こさせ
、ライニングする方法（特開５１−１０７５０７．特開
５９−８３９８！ｉ）がある。このうちの最後の方法は
、金属管内にｋＡと酸化鉄のテルミット剤を充填し管を
高速回転しながら一端から着火しテμミツト反応で生成
したＡ４０．を金属管の内面にライニングする方法であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方法に共通の問題点は大がかりな設備が必要なこ
とである。

（１）蒸着による方法では、真空チャンバー、蒸発ルツ
ボ、力どが必要であり、ｆ２）の溶射による方法では溶
射ガン、（３）の拡散溶接、ろう付による方法では拡散
溶接機、真空ろう付装置、（４）の遠心チルミツ）法で
は管を高速回転させる装置がそれぞれ必要である。また
（１）の蒸着と（２）の溶射による方法では薄膜しかラ
イニングできず、蒸着では数μ、溶射では１１ｗ５が限
度であり、これ以上の厚さになるとライニング膜の割れ
、剥離などが生ずる。さらに（４）の遠心テルミット法
は、金属管内部でテルミット反応を起こさせるのである
が、密着力や皮膜強度を向上させる目的で、金属管を高
速回転させるので直管には適用可能でも曲がり管には適
用できない。

〔発明の目的〕

本発明は従来技術における欠点を解消した金属管内面へ
のＡ／４０．のライニング方法を提供しようとするもの
で、特にテルミット反応による金属管内面への１４０３
のライニング方法の改良方法を提供せんとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は金属管内に、αと酸化鉄から々るテルミット剤
を充填し、管を立てた状態で上端から着火して管内部で
テルミット反応を起こさせ管の内壁に反応生成物である
Ａ４０３をライニングする方法において、テルミット剤
中にあらかじめＡ／４０３の粒界を強化する酸化珪素及
び／又は酸化銅を混合しておくととを特徴とする金属管
内面へのＡｌ４０ｓのライニング方法である。

本発明方法によシ、金属管を高速回転させることなしに
静止した状態でセラミック皮膜をライニングするととが
可能となシ、大がかシな設備を用いることなく、直管、
曲管、異径管などあらゆる金属管内面に厚膜のＡ＆Ｏ＋
フィニングを施工しうるようになった。

〔作用〕

添加剤として用いた酸化銅及び／又は酸化珪素は、反応
生成物であるＡ４０３の粒界を強化し、皮膜の割れや剥
離を防止し密着力を強固にする作用がある。

本発明の一突施態様を第１図〜第３図によって説明する
。

第１図に示すように、金属管１の内部にテルミット剤２
を充填し、上部からガスバーナ３で着火するとテルミッ
ト剤の主成分であるｋＡと酸化鉄が次式の反応を起こし
、激しく発熱する。

なお、第１図中４はガス炎を示す。

２Ａｌ＋　Ｆｅ１Ｏ１−＋　Ａｌ４０ｓ　＋　２Ｆｅ８
Ａｌ＋　３Ｆｅ３０４−＋　４Ａ／４０ｇ　＋　９Ｆｅ
反応中は第２図に示すように、反応熱によシ反応生成物
であるＡｌ４０ｓとＦｅは溶融状態にあυ、比重差によ
シ５で示したＦａの上に６で示した人ｋｏｓが存在する
。反応が進行するに従って溶融Ａ４　ｏ、は金属管１に
よって冷却され凝固してＡｌ４０ｇ皮膜７となシ、金属
管１の内壁を覆う。

反応が完了すれば第３図の如く金属管１の内壁は全面的
にＡ／４０．皮膜７で覆われる。

この時、金属管内に充填するテルミット剤が尼と酸化鉄
のみであると、生成物であるＡｌ４０゜は脆く、亀裂が
入シやすく、また金属内壁から剥離しやすい。

従来はこの欠点を補うために金属管を高速回転させ、遠
心力を利用してＡＴＯｓ皮膜のち密化を図っていた。こ
れに対し本発明方法は金属管１を静止させたままで、良
好なＡ７４０．皮膜７を生成することが可能となる。即
ち、テルミット剤２に酸化鋼、または酸化珪素、または
両者の混合物を重量比で１％以上２０％以下あらかじめ
混合しておくと、酸化銅、酸化珪素はテルミット反応の
熱で溶融されるが、金属管の内壁に凝固する時にＡ４０
３の粒界を埋め、粒界が亀裂を起こすことを防止する。

添加量を１％以上としたのはこれよシ少ない量では、本
発明方法の効果が見られず、Ａｌ４０ｇ皮膜に亀裂や剥
離を生じ、また２０％以下に限定したのはこれより多い
量ではテルミット反応が不充分でＡ４０３皮膜が形成さ
れないからである。

〔実施例１〕 金属管としてＪＩ８８０Ｐ３２Ａ（配管用炭素鋼鋼管外
径４２．７燗、肉厚五５■、長さ１００露）を用い、管
内にテルミット剤として重量比で２五５％Ａｌ−６９．
５％Ｆｃ４０３−７％Ｓ　ｉ　ＯＨの組成を有する粉末
をガラス容器で充分混合した後に充填し、管の上部から
ガスバーナで点火し、テルミット反応を超こさせた。反
応終了後、管内面を肉眼観察したところ亀裂は全く発生
しておらず、また、輪切シにした時も皮膜の剥離はなく
良好なＡｌ４０ｓ皮膜が形成されていることが判明した
。

この時皮膜厚さは約２ｆｉで、はぼ均一な厚さの皮膜が
形成されていた。

ｎとＦ　ｅｚ　ｏ、の混合比を一定にしてＳｉＯ２量を
０〜２５％の間で変化させると、表１に示すように、１
％よシ少ない量では割れが発生し、２０％を越える量で
は充分なテルミット反応が起こらなかった。

表１ 〔実施例２〕 金属管としてＪＩＳ　５ＴＢ３３　（外径５４雪、肉厚
５０　ｍ　、長さ１５０　ｍ　）を用い、管内にテルミ
ット剤として重量比で２３％ｋｌ　−７４Ｘ　Ｆｅ３０
４−３％Ｃｕ２Ｏの組成を有する粉末をガラス容器で充
分混合した後充填し、管の上部からガスバーナで点火し
テルミット反応を起こさせた。反応終了後、管内面を肉
眼観察したところ亀裂は全く発生しておらず、また輪切
シにした時の皮膜の剥離も見られなかった。この時の皮
膜厚さは約１２ｍでほぼ均一な厚さの皮膜が形成されて
いた。

〔実施例３〕 金属管としてＪＩＳ　ｓＧｐ　４０Ａ　（配管用炭素鋼
鋼管外径４　ａ　６　ｍ　、肉厚五５簡）を用い管内に
テルミット剤として重量比で２１．５％ｋｔ−６１５％
Ｆｅ２０Ｂ−１０％ＳｉＯ，−５％Ｃｕ１Ｏの組成を有
する粉末をガラス容器で充分混合した後に充填し、管の
上部からガスバーナで点火しテルミット反応を起こさせ
た。反応終了後、管内面を肉眼観察したところ亀裂は全
く発生しておらず、また輪切シにした時も皮膜の剥離は
なく良好なｋｌ＊　Ｏｓ皮膜が形成されていることが判
明した。またこの時の膜厚は２．７四で、はぼ均一な皮
膜が得られた。

〔発明の効果〕

本発明によシ次のような効果が得られた。

（１）特殊な設備を用いることなく、金属管内面へのＡ
／４０．のライニングが可能となった。

（２）　　ライニングされたＡ／４０ｓ層の粒界を強化
することによシ、割れ、剥離を防止し良好なライニング
皮膜を得ることが可能となった。

（３）皮膜の厚さが２四以上の厚膜ライニングが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての金属管内にテルミッ
ト剤を充填し、上部から点火している状態を示した説明
図、第２図は点火後管内部でテルミット反応が進行して
いる状態を示した説明図、第３図は、反応完了後金属管
内面にセフミック層がライニングされた状態を示した説
明図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属管内にＡｌと酸化鉄からなるテルミット剤を充填し
   、管を立てた状態で上端から着火して管内部でテルミッ
   ト反応を起こさせ管の内壁にに反応生成物であるＡｌ＿
   ２Ｏ＿３をライニングする方法において、テルミット剤
   中にあらかじめＡｌ＿２Ｏ＿３の粒界を強化する酸化珪
   素及び／又は酸化銅を混合しておくことを特徴とする金
   属管内面へのＡｌ＿２Ｏ＿３のライニング方法。