JPS63310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉱石等が投入されるホツパー等の内
壁面の、耐摩耗部材に関するものである。

(B) 〔従来の技術〕 従来鉱石等が投入されるポツパーは、通常鉄板
等で作られているが、鉱石等の投入時の摩擦によ
る摩耗が激しく、しばしば補修や取り替えを余儀
なくされた。

その間設備の休止やメンテナンスに人手を要
し、作業効率の低下や、修繕費を要する等の不都
合があつた。

この摩耗の防止法として、摩耗部に特殊鋼を溶
接する等の方法も考えられるが、価格の割には耐
用命数を大きく伸ばすことはできなかつた。

また、金属基板上にセラミツクスを樹脂接着剤
により接着する等の方法も用いられたが、樹脂接
着の場合は、経年劣化や熱膨張差による剥離が避
けられず、更に使用温度も低く抑制される等の不
都合があつた。

更に、セラミツクスにモリブデンマンガン法等
によりメタライズして、これを金属基板に銀ろう
付け接合した板を、ホツパーの摩耗面に溶接や、
ボルト止めする等の方法も考えられるが、この場
合は高温の雰囲気炉を必要とし、設備費が高く製
作手数も多く要し、コスト高となる他、 ホツパー等の場合、形体も大型であるため、耐
摩耗用の金属基板自体もある程度大型とすること
が、使用上枚数も少なくてすみ、取扱い上望まし
いが、セラミツクスと金属基板をメタライズ接合
する場合、従来行なわれている、モリブデンマン
ガン法等高温によるメタライズ接合においては、
両者の熱膨張差による応力の影響が大きく、大形
のセラミツクスの場合応力割れや、残留応力を生
じやすく、接合も困難であつた。

仮に出来るとしても製作困難度が高いため、コ
スト的に高価となり実用的でなかつた。

(C) 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、以上のような耐摩耗性、経年劣化、
低使用温度、およびセラミツクスを使用する場合
の応力割れや残留応力、並びに製作の困難性等の
諸問題や、経済性の問題等を解決して、 極めて耐摩耗性よく、耐劣化で使用可能温度も
高く、かつ、セラミツクスの残留応力の影響も少
なく、しかも経済的に、使用ニーズを満足する、
ホツパー用耐摩耗基板を提供しようとするもので
ある。

(D) 〔問題を解決するための手段〕 第１図に示すように、Zn合金等の低温溶融の
溶融合金１中で、超音波振動加振によりメタライ
ズしたセラミツクス板３のメタライズ面６を、裏
面に取付部４を設けた金属基板５の摩耗面に、低
温溶融合金１により一体に接合して、金属基板５
の摩耗面に、セラミツクス３を複合して、耐摩耗
性を大きく向上したポツパー用耐摩耗基板であ
る。

即ち、Zn合金またはPb合金、例えば95Zn−
5Alなどの低温溶融の溶融合金１中に挿入した超
音波振動子２に、例えばアルミナやジルコニア等
の耐摩耗性のよいセラミツクス板３を載置して、
超音波振動子２に1KW、18KHzの超音波振動を
加振することにより、セラミツクス３と溶融合金
１との接触面がキヤビテーシヨンにより、液相−
固相界面反応が促進されて、セラミツクス３の溶
融合金１との接触面が低温溶融合金によりメタラ
イズされる。

この場合Zn合金またはPb合金の何れを使用す
るかは、ホツパー用耐摩耗金属の使用温度条件等
を勘案して適当な低温溶融合金を使用すればよ
い。

次に第２図に示すように、例えば取付ボルト４
を下面に有する金属基板５を、溶融合金１の融点
近くに予熱しておき、これに前記したセラミツク
ス３のメタライズ面６を溶融状態で載せて、一挙
に接合する。この場合要すれば接合面にフラツク
スを併用して接合を容易にする。

また金属基板５を予め溶融亜鉛メツキ等を施し
ておき、前記した超音波振動によりメタライズし
たセラミツクス３を接合すれば、非常に良好な接
合ができ、温度的、機械強度的、防錆的に優れた
ホツパー用耐摩耗基板を得ることができる。

なお、金属基板５の取付部は取付ボルト４によ
るボルト止め構造の他、取付ボルト４に代わる取
付棒による溶接構造、あるいは取付棒の尖端部を
圧縮止めする構造等とすることができる。

(E) 〔発明の効果〕 本発明の効果について述べると、まず本発明に
おいては、Zn合金等の低溶融点の溶融合金中で、
超音波振動加振によりセラミツクス３の接合面に
メタライズを施し、このメタライズ面を、裏面に
取付部を設けた金属基板に、低溶融点の溶融合金
により一体に接合して、摩耗面にセラミツクス３
を複合したことにより、耐摩耗性が非常に高く、
しかも接合が各部均一強固で、樹脂で接合した場
合に比し、接合部が長期間の使用にも経年劣化等
により剥離に至ることがない。

また、使用温度も樹脂に比して高く、例えばセ
ラミツクス３にZn合金の95Zn−5Alを使用する場
合は融解温度も382℃で、相当高温条件下での使
用を可能とするものである。。

しかも、摩耗面が全面的に均一にセラミツクス
と複合化されているので、鉱石等の衝撃に対して
もセラミツクス３の破損欠落を生ずることなく、
長期間の使用に良く耐えるものである。

次に本発明の場合は、メタライズ温度もモリブ
デンマンガン法の千数百℃に比し、500℃程度以
下と低いため、セラミツクスと金属の熱膨張差に
よるセラミツクスへの熱応力の影響が少ない。

しかもZn合金にしてもPb合金にしても軟らか
いため、熱応力の影響をある程度吸収できるの
で、比較的大形のセラミツクス板と金属基板の接
合が可能であるため、比較的大形の耐摩耗基板の
製作が容易である。

従つて、ホツパーに耐摩耗基板を取り付ける場
合も、取付枚数が少なくて済み、取付作業量を軽
減できる。

次に、本発明のホツパー用耐摩耗基板を使用す
るには、ホツパー内部の摩耗の激しい部分に本ホ
ツパー用耐摩耗基板を並べて、取付ボルト４によ
りボルト止めするか、取付ボルトに代わる取付棒
を溶接、あるいは取付棒の頭部を油圧等により圧
縮して取り付けて使用する。

このようにして本ホツパー用耐摩耗基板をホツ
パー内壁に敷きつめることにより、ホツパー内壁
面は摩耗に強いセラミツクス３で保護されるの
で、摩耗や欠落を生ずることなく、ホツパーの耐
用命数を大きく引き伸ばすことができる。

(F) 〔他の実施例〕 本発明のホツパー用耐摩耗基板は、ホツパー以
外の摩耗の激しい器材の摩耗部にも、耐摩耗部材
として適宜使用できるものである。

以上、本発明は、Zn合金等の低溶融合金の超
音波振動によるセラミツクスと金属基板のメタラ
イズ接合基板のため、製作に特に高温炉、ガス雰
囲気炉、あるいは真空炉等を使用する要なく、製
造設備が簡易で低廉であり、小形のものから比較
的大形の耐摩耗基板まで製作が可能である。

しかも、セラミツクスのメタライズと金属基板
への接合が、１回の低温加熱でできるため、製造
コストが安価で経済的である。

更に、セラミツクスのメタライズ接合が比較的
低温で行なわれるため、セラミツクスの残留応力
も少なく、使用中にセラミツクスの剥離、割れ、
欠落等なく、長期間の使用に良く耐える等、多く
の優れた特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のホツパー用耐摩耗基
板のメタライズ接合の説明図。 １はメタライズ用の溶融合金、２は超音波振動
子、３はセラミツクス、４は取付ボルト、５は金
属基板、６はメタライズ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Zn合金等の低溶融点の溶融合金中で、超音
   波振動加振によりメタライズしたセラミツクス板
   のメタライズ面を、 裏面に取付部を設けた金属基板の摩耗面に、低
   溶融点合金により一体に接合して、摩耗面にセラ
   ミツクスを複合したことを特徴とするポツパー用
   耐摩耗基板。