JPS6389680A - 厚肉セラミツクコ−テイング方法 - Google Patents

厚肉セラミツクコ−テイング方法

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JPS6389680A
JPS6389680A JP23378086A JP23378086A JPS6389680A JP S6389680 A JPS6389680 A JP S6389680A JP 23378086 A JP23378086 A JP 23378086A JP 23378086 A JP23378086 A JP 23378086A JP S6389680 A JPS6389680 A JP S6389680A
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JP
Japan
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reaction
wall
metal
coating
thick ceramic
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JP23378086A
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JPH0240741B2 (ja
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Nobuhiro Sata
佐多 延博
Osamu Asano
修 浅野
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

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、テルミット反応を利用して直管や曲り管など
の金属管状体の内壁あるいはコーティングを必要とする
金属表面に厚肉のセラミック層を簡単に形成する方法の
改良に係わり、特に反応の継続中に金属壁を外部より冷
却しながら、コーティング操作を少なくとも2回以上行
いセラミック層をつなぎ合わせて長尺のコーティングあ
るいはコーテイング面の枝分かれを可能とする方法に関
するものである。
従来の技術 従来、各種流体の輸送管や配管あるいは化学反応用管体
などにおける耐食性、耐摩耗性、耐熱性断熱性などを向
上させるために、その内側にセラミック層を設けること
が知られている。このような管内壁にセラミック層を設
けるコーティング手段として従来種々の方法が実施され
てきた。特に最近ではその好適なコーティング手段とし
て、直管や曲り管等の異形管、任意の曲率を持った金属
表面にセラミックコーティングを回走とした方法(#開
開Eft−78681号公報)が提案されている。
発明が解決しようとする問題点 テルミット反応によって生じる融成物液面と金属内壁面
との間に厚肉セラミック層を形成させる方法において、
セラミック層は反応界面が降下する際に融成物が金属内
壁面に接触した部分で凝固することによって形成される
。この時同時に生成する還元された金属はコーティング
には不要であり、そのため反応界面上に溶融した状態で
蓄積していく、その結果反応の降下とともに蓄積する金
属の量が多くなり反応界面を覆いつくすまで増加すると
良好なコーティングは不可能になる。この長さの限界は
反応界面の大きさによって異なるがおよそ20〜50c
箇程度である。したがって長尺の金属壁にコーティング
する必要がある時には通常前記方法はそのまま用いるこ
とはできない、 本発明の目的は、テルミット反応を利
用して厚肉のセラミックコーティングを行う前記方法に
おいて。
長尺の金属壁にコーティングする方法を提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段 長尺の金属壁にコーティングするために、まず鋼管を用
いてセラミック層をつなげる実験を行つた。すなわち内
径67鳳■、管長120mm +肉厚5■の配管用炭素
鋼鋼管の半分だけにAI粉末59g  とFe5(Is
粉末188gの混合物(テルミツト剤)を充填した0次
に充填した部分を下にして鋼管の内部からニクロム線で
着火した0反応は鋼管内をゆっくりと下降して下部に達
すると余分な融成物は流出した。冷却後、鋼管の半分に
セラミックスをコーティングしたものを得た0次に前記
と同量のテルミツト剤を鋼管のコーティングしていない
半分に充填した。充填した部分を下にして鋼管の内部か
らニクロム線で着火した0反応は鋼管内をゆっくりと下
降して下部に達すると余分な融成物は流出した。冷却後
このようにしてコーティング層をつないだコーテイング
管の内面を観察すると、中央の部分ではセラミックスが
重なるように凝固していて2表面は粗いがコーティング
層はよくつながっていた。しかしこのつなぎの部分から
約10m+i敲れたところでセラミック層に大きな割れ
がつなぎの部分に平行に生じていた。この原因は鋼管壁
が加熱され膨張することによって凝固したセラミック層
を引っ張り、引っ張り破壊応力を超えたところで割れが
発生すると考えられる。
そこで次に2反応中に冷却用治具を用いて鋼管壁の温度
を上昇させないようにしながら前記と同様の操作を行っ
た。冷却後コーテイング管の内面を観察すると、中央の
つなぎの部分ではセラミックスが重なるように凝固して
いて9表面は粗いがコーティング層はよくつながってい
た。また鋼管を冷却しない場合に生じた割れは発生しな
かった。
そこで9以上述べたセラミック層をつなぐ方法を用いて
長尺の金属壁にコーティングする研究を鋭意行った結果
、コーティングセラミック層の最下部で10mm程度テ
ルミット剤を重ねることによって次々とセラミック層を
つなげられることが分かり本発明をなすに至った。つな
ぎの部分では上部のセラミック層の端が溶けた後にコー
ティングされていくので、現在のところ表面は粗いが、
ピンホール等の欠陥は見られない。
発明の効果 本発明方法に従えば1反応の継続中に金属壁を外部より
冷却しながら、コーティング操作を少なくとも2回以上
行いセラミック層をつなぎ合わせることにより金属管状
体あるいは板状の長尺のコーティング、あるいはコーテ
イング面の枝分かれが可能となるため2本発明方法によ
る改善は極めて実用性に優れたものである。
実施例 次に実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 内径67■、管長100mm 、肉厚5層層の配管用炭
素鋼鋼管の管内に第1図に示すようなグラファイト製の
受皿を入れ、その上部にAI粉末195g、  Fe3
O4粉末827gの混合物(テルミツト剤)を加圧充填
した。充填密度は1.2g/c■3であり、したがって
鋼管内に200mmの長さで充填されていることになる
鋼管壁を外部から冷却治具で水冷しながらテルミツト剤
の上部にニクロム線で着火した0反応はゆっくりと降下
し下部に達すると余分な融成物はグラフ・アイト製の受
皿の中に落ちてたまった。冷却を待ちグラファイト族の
受皿を鋼管内から取り出して内容物を捨てた後、再び前
記と同量のチルミー、ト剤を充填しグラファイト族の受
皿を鋼管内に挿入して、鋼管を水冷しながらテルミツト
剤の上部に着火した0以上の操作を繰り返して管長10
001■のセラミックコーティングを完了した。得られ
た長尺のコーテイング管はつなぎ部分の表面が若干粗い
ことを除けば短いコーテイング管と相違するところはな
かった。
実施例2 内径38mm 、管長300mm、肉厚3.5−簡の配
管用炭素鋼鋼管の管内に第1図に示すようなグラファイ
ト族の受皿を入れ、その上部にAI粉末29g、  F
e30a粉末92gの混合物(テルミツト剤)を加圧充
填した。充填密度は1.2g/cm3であり、したがっ
て鋼管内に100層■の長さで充填されていることにな
る。
鋼管壁を外部から冷却治具で水冷しながらテルミツト剤
の上部にニクロム線で着火した0反応はゆっくりと降下
し下部に達すると余分な融成物はグラファイト族の受皿
の中に落ちてたまった。冷却を待ちグラファイト族の受
皿を鋼管内から取り出して内容物を捨てた後、再び前記
と同量のテルミツト剤を充填しグラファイト族の受皿を
鋼管内に挿入して、鋼管を水冷しながらテルミツト剤の
上部に着火した0以上の操作を繰り返して管長300■
のセラミックコーティングを完了した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法によってコーティングセラミック層
をつなぎ合わせる手順を示したもので。 図中符号1はテルミット剤、2はコーティングセラミッ
ク層、3はグラファイト族の受皿、4は鋼管、5は水冷
治具で、矢印方向に冷却水を流して鋼管壁の温度上昇を
防ぐためのものである。 (a)の状態でテルミツト剤lの上部に着火反応させ、
コーティング操作を行ったのち、(b)の状態で次のコ
ーティング操作を行う。 席4図 (a)              (b)手続補正書
動式) %式% 特許庁長官  黒 1)明 雄 殿  昭4’1624
=、 sッJ7DmlH1、事件の表示 昭和61年特許願第233780号 2、発明の名称 厚肉セラミックコーティング方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 東京都千代田区霞が関1丁目3番1号 (114)  工業技術院長  飯 塚 幸 三4、指
定代理人 5、補正命令の日付  昭和62年7月17日 ドー1
2・1:1;」−〜−−1−二;− (発送日  昭和62年7月28日 )6、補正により
増加する発明の数  07、補正の対象      願
書及び明細書8、補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属管状体中空部に強還元性元素と金属酸化物の粉
    末混合物を加圧充填したのち、充填物の上部を加熱して
    反応を開始させるとともに姿勢を制御しながら反応によ
    って生じる融成物液面と金属内壁面との間に厚肉セラミ
    ック層を形成させる方法において、反応の継続中に金属
    壁を外部より冷却しながら、前記のコーティング操作を
    少なくとも2回以上行いセラミック層をつなぎ合わせる
    ことを特徴とする厚肉セラミックコーティング方法。
JP23378086A 1986-10-01 1986-10-01 Atsunikuseramitsukukooteinguhoho Expired - Lifetime JPH0240741B2 (ja)

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JP23378086A JPH0240741B2 (ja) 1986-10-01 1986-10-01 Atsunikuseramitsukukooteinguhoho

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JP23378086A JPH0240741B2 (ja) 1986-10-01 1986-10-01 Atsunikuseramitsukukooteinguhoho

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JPS6389680A true JPS6389680A (ja) 1988-04-20
JPH0240741B2 JPH0240741B2 (ja) 1990-09-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104328429A (zh) * 2014-10-10 2015-02-04 中北大学 利用电磁力和机械压力在钢管内壁涂覆内衬陶瓷的方法和装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104328429A (zh) * 2014-10-10 2015-02-04 中北大学 利用电磁力和机械压力在钢管内壁涂覆内衬陶瓷的方法和装置

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JPH0240741B2 (ja) 1990-09-13

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