JPH01301559A - 鋳ぐるみ用セラミックス - Google Patents
鋳ぐるみ用セラミックスInfo
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- JPH01301559A JPH01301559A JP63134630A JP13463088A JPH01301559A JP H01301559 A JPH01301559 A JP H01301559A JP 63134630 A JP63134630 A JP 63134630A JP 13463088 A JP13463088 A JP 13463088A JP H01301559 A JPH01301559 A JP H01301559A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、ｆ［単に鋳ぐるむことができるセラミックス
に関するものであり、さらに評言すれば。 セラミックスに耐熱衝撃性と共に高い強度、特に高い室
温強度とを具備させるべく、焼結する原料の選択ならび
に配合割合を工夫したものである。
に関するものであり、さらに評言すれば。 セラミックスに耐熱衝撃性と共に高い強度、特に高い室
温強度とを具備させるべく、焼結する原料の選択ならび
に配合割合を工夫したものである。
【従来の技術］
使用目的に応じて種々の原料を最適な条件で焼結し、セ
ラミックスが備えている特質をのばし。 あるいは改質して種々の用途にセラミックスを使用する
ことは従来から盛んに行われてきた。 すなわち、耐摩耗性のよいことに着目して、この特性を
高めて工具として用いるセラミック工具の例、耐熱、耐
薬品、耐電気絶縁性のよいことに着目−して金属材料の
表面をコーティングする用途に用いるセラミックコーテ
ィングの例、あるいは断熱性のよいことに着目して断熱
材として用いる例等がある。 さらに、セラミックスと金属とを密着させてセラミック
ス複合材となし、セラミックスを機械部品として積極的
に用いることが試みられており、この方策としてセラミ
ックスを鋳ぐるむことか考えられている。 しかしながら、上述の各種セラミックスを鋳ぐるむと、
溶融金属との接触の際に生じる熱衝撃に。 また、前記溶融金属が冷却した後継続的に作用する熱膨
張係数の違いによってセラミックス内部に発生する圧縮
応力に力学的に耐えることができず、セラミックス表面
に必ず亀裂が発生し、実用上機械部品として使用に供し
えないものであった。 さらに、セラミックス表面上に生じる亀裂の発生を防止
しようとすれば、特別な工夫、すなわち溶融金属が接触
した時の熱衝撃を弱め、また冷却時に熱膨張係数の違い
によってセラミックス内部に発生する圧縮応力を小さく
するために、セラミックスを予熱したり、セラミックス
の２次加工。 たとえば、多孔質の物質を溶融金属が入る鋳型内空隙と
セラミックスの間に組み込むか、あるいはセラミックス
の表面のみを多孔質にする等の方策をとらねばならず、
必然的に工程が増え、また専用の設備を必要とするもの
であった。 【発明が解決しようとする課題１ セラミックスを鋳ぐるむ際に、上述のような問題点が生
じるのは、従来採用されている原料の選択及び配合割合
にて製造させるセラミックスが、いずれも鋳鉄の鋳ぐる
みに耐えるに十分な耐熱衝撃性と機械的強度とをかね備
えていないという特質であることが原因となっていた。 【発明の目的】 本発明は、前述の課題を解決するものであり。 目的とするところは、焼結する原料の選択ならびに配合
割合を工夫することにより、鋳ぐるむに好都合な耐熱衝
撃性と室温強度が高いという特性をかね備えたセラミッ
クスを得ることにある：
ラミックスが備えている特質をのばし。 あるいは改質して種々の用途にセラミックスを使用する
ことは従来から盛んに行われてきた。 すなわち、耐摩耗性のよいことに着目して、この特性を
高めて工具として用いるセラミック工具の例、耐熱、耐
薬品、耐電気絶縁性のよいことに着目−して金属材料の
表面をコーティングする用途に用いるセラミックコーテ
ィングの例、あるいは断熱性のよいことに着目して断熱
材として用いる例等がある。 さらに、セラミックスと金属とを密着させてセラミック
ス複合材となし、セラミックスを機械部品として積極的
に用いることが試みられており、この方策としてセラミ
ックスを鋳ぐるむことか考えられている。 しかしながら、上述の各種セラミックスを鋳ぐるむと、
溶融金属との接触の際に生じる熱衝撃に。 また、前記溶融金属が冷却した後継続的に作用する熱膨
張係数の違いによってセラミックス内部に発生する圧縮
応力に力学的に耐えることができず、セラミックス表面
に必ず亀裂が発生し、実用上機械部品として使用に供し
えないものであった。 さらに、セラミックス表面上に生じる亀裂の発生を防止
しようとすれば、特別な工夫、すなわち溶融金属が接触
した時の熱衝撃を弱め、また冷却時に熱膨張係数の違い
によってセラミックス内部に発生する圧縮応力を小さく
するために、セラミックスを予熱したり、セラミックス
の２次加工。 たとえば、多孔質の物質を溶融金属が入る鋳型内空隙と
セラミックスの間に組み込むか、あるいはセラミックス
の表面のみを多孔質にする等の方策をとらねばならず、
必然的に工程が増え、また専用の設備を必要とするもの
であった。 【発明が解決しようとする課題１ セラミックスを鋳ぐるむ際に、上述のような問題点が生
じるのは、従来採用されている原料の選択及び配合割合
にて製造させるセラミックスが、いずれも鋳鉄の鋳ぐる
みに耐えるに十分な耐熱衝撃性と機械的強度とをかね備
えていないという特質であることが原因となっていた。 【発明の目的】 本発明は、前述の課題を解決するものであり。 目的とするところは、焼結する原料の選択ならびに配合
割合を工夫することにより、鋳ぐるむに好都合な耐熱衝
撃性と室温強度が高いという特性をかね備えたセラミッ
クスを得ることにある：
本発明は、熱膨張係数及びヤング率が小なる特性を備え
た主原料と、溶融金属が冷却し、室温と同程度の温度と
なった後、継続的に作用する熱膨張係数の違いによって
セラミックス内部に発生する圧縮応力に対抗するに十分
な強度を付与する補助原料とが、適宜配合割合にて混合
されることにより得られたセラミックス原料を焼結し、
耐熱衝撃性と機械的強度とをかね備えたセラミックスを
得ることに１本発明の看眼がある。 具体的には、Ａ１．Ｏ，とＴ ｉ Ｏ，とを主原料とし
、強度向上に寄与するＦ６ ｚ Ｏｘ ｒ Ｍ ｇ Ｏ
ｒ Ｓ １０□、カオリン、タルク、ムライトの各原料
の少なくともいずれか一つを補助原料として添加し、こ
れらを焼結して得られるチタン酸アルミニウムが主結晶
相とする鋳ぐるみ用セラミックスとなすことにより、上
述の従来技術の問題点を解決するものである。 τ作 用】 １４５０℃程度に加熱された溶融金属が鋳型内空隙に注
入されると、該鋳型内に準備されている常温状態のセラ
ミックスと接触すると両者間の温度差がはなはだしいの
で、ごく短時間に溶融金属が保持している大量の熱がセ
ラミックスに移動し。 該セラミックスに熱衝撃が作用する。 上述のような状況になっても、本発明に係るセラミック
スの主結晶相であるチタン酸アルミニウムは、熱膨張係
数（α）及びヤング率（Ｅ）が小さいので、熱応力の一
般式 ６＝Ｅα（１−１，）から明らかなように発生す
る熱応力は小さく、また耐熱衝撃性の■安を表示する一
般式ΔＴ＝６（１−μ）／αＥによっても明らかなごと
く、高温下においても前記主結晶相は分解せず、上述の
熱衝撃に十分耐え得る。 一方、セラミックスと接触した溶融金属は、急速に冷却
して固まるが、この過程において熱膨張係数の異なる異
種の物体が接しているので、収縮量の差を生じ、これを
基因としてセラミックスに圧縮応力が作用し、その結果
、冷却固化した前記溶融金属に保持されることとなる。 さらに１本発明に係るセラミックスはＦｅ、Ｏ，。 ＭｇＯ，ムライト等の補助原料を加えてチタン酸アルミ
ニウムの室温温度域での曲げ強さ等の機械的強度を向上
せしめであるので、前述の圧縮応力に十分耐え、セラミ
ックス材に亀裂が生じない。
た主原料と、溶融金属が冷却し、室温と同程度の温度と
なった後、継続的に作用する熱膨張係数の違いによって
セラミックス内部に発生する圧縮応力に対抗するに十分
な強度を付与する補助原料とが、適宜配合割合にて混合
されることにより得られたセラミックス原料を焼結し、
耐熱衝撃性と機械的強度とをかね備えたセラミックスを
得ることに１本発明の看眼がある。 具体的には、Ａ１．Ｏ，とＴ ｉ Ｏ，とを主原料とし
、強度向上に寄与するＦ６ ｚ Ｏｘ ｒ Ｍ ｇ Ｏ
ｒ Ｓ １０□、カオリン、タルク、ムライトの各原料
の少なくともいずれか一つを補助原料として添加し、こ
れらを焼結して得られるチタン酸アルミニウムが主結晶
相とする鋳ぐるみ用セラミックスとなすことにより、上
述の従来技術の問題点を解決するものである。 τ作 用】 １４５０℃程度に加熱された溶融金属が鋳型内空隙に注
入されると、該鋳型内に準備されている常温状態のセラ
ミックスと接触すると両者間の温度差がはなはだしいの
で、ごく短時間に溶融金属が保持している大量の熱がセ
ラミックスに移動し。 該セラミックスに熱衝撃が作用する。 上述のような状況になっても、本発明に係るセラミック
スの主結晶相であるチタン酸アルミニウムは、熱膨張係
数（α）及びヤング率（Ｅ）が小さいので、熱応力の一
般式 ６＝Ｅα（１−１，）から明らかなように発生す
る熱応力は小さく、また耐熱衝撃性の■安を表示する一
般式ΔＴ＝６（１−μ）／αＥによっても明らかなごと
く、高温下においても前記主結晶相は分解せず、上述の
熱衝撃に十分耐え得る。 一方、セラミックスと接触した溶融金属は、急速に冷却
して固まるが、この過程において熱膨張係数の異なる異
種の物体が接しているので、収縮量の差を生じ、これを
基因としてセラミックスに圧縮応力が作用し、その結果
、冷却固化した前記溶融金属に保持されることとなる。 さらに１本発明に係るセラミックスはＦｅ、Ｏ，。 ＭｇＯ，ムライト等の補助原料を加えてチタン酸アルミ
ニウムの室温温度域での曲げ強さ等の機械的強度を向上
せしめであるので、前述の圧縮応力に十分耐え、セラミ
ックス材に亀裂が生じない。
次に、主原料の配合割合及び補助原料の選択ならびに配
合割合を例示した本発明の詳細な説明する。 〔実施例１〕 酸化物に換算した金属元素量の比率でＡＩ、Ｏ。 を５３ｗｔ％、ＴｉＯ，を３８ｗｔ％とした主原料に、
カオリン６ｗｔ％とＦｅ、０３３ｗｔ％とからなる補助
原料を添加して混合する。 前記混合物を管状に成形した後、１４５０℃〜１６００
℃の温度にて焼結し、その結果得られた管状焼結体の外
周を肉厚４−の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるんだ。 上述のように焼結すると、主結晶相が熱膨張係数及びヤ
ング率が小さい特性を備えたチタン酸アルミニウムであ
るので、高温状態にある球状黒鉛鋳鉄と接触する鋳ぐる
みの際の熱衝撃に耐える。 また、鋳ぐるみ後、急速に冷却する過程において球状黒
鉛鋳鉄からセラミックスに対して顕著に作用する圧縮応
力に対し、前記セラミックスに室温時での機械的強度向
上に寄与するカオリンとＦｅ、０．が添加されているの
で、セラミックスに亀裂を生じさせることなく、セラミ
ックスを球状黒鉛鋳鉄内に保持することが可能となった
ものである。 この本実施例１の鋳ぐるみセラミックスは、製造工程が
単純であり、かつ補助原料にカオリンという値段の安い
原料を用いているので、安価に製造できるという特長が
ある。 〔実施例２〕 酸化物に換算した金属元素量の比率で、Ａｌ。 Ｏ８を４４ｗｔ％、Ｔ ｉ Ｏ，を５２ｗｔ％とした主
原料に、ＭｇＯを４ｗｔ％とする補助原料を添加して１
次混合する。 前記１次混合物を１３００℃〜１４５０℃にて仮焼した
後、焼きあがった予備焼結体を粉砕し粉砕物を得る。さ
らに該粉砕物９０に対しムライトを１０ｗｔ％の配合割
合にて２次混合する。 前記２次混合物を管状に成形した後、１４５０℃〜１６
００℃の温度にて焼結し、その結果得られた管状焼結体
の外周を肉厚４醜の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるんだ。 セラミックスに亀裂を生じさせることなく１球状黒鉛鋳
鉄内に保持されることは、実施例１と同様であるが、鋳
ぐるんだセラミックスを、室温の状態から１１５０℃の
電気炉中へ投入し一時間放置した後、室温下へ取り出す
実験を繰り返し実施しても、セラミックスの分解は生じ
ない。 すなわち１本実施例２の鋳ぐるみセラミックスは、主結
晶相であるチタン酸アルミニウムの１０００℃〜１２０
０℃の高温域での分解を阻止するのに特に有効である。 〔実施例３〕 本実施例は、主原料であるＡｌ、Ｏ，とＴｉｅ。 に、補助原料として、Ｆａ、Ｏ，粉末と、カオリンＡ
ｌ ＊ Ｓ ｘ Ｏｓ （ＯＨ）４粉末を用いたものを
下記配合割合にて混合したものである。 すなわち、主結晶相であるチタン酸アルミニウム形成用
として、適宜モル数のＴ ｉ Ｏ，と１モル比でＴｉｅ
＠と同一比率相当の配合に使用されるＡ１．０３の一部
を用い１強度向上に寄与せしめるために、適宜モル数の
Ｆａ、Ｏ，の粉末と、前記Ａｌ２Ｏ、の残量と１モル比
で前記ＡＩ、Ｏ，の残量モル数の半分相当のモル数のカ
オリンＡｔ、５ｉｎＧ（ＯＨ）４粉末とを用いたもので
あって１以上の各原料の配合割合を式で示せば。 ａ−Ｆｅ、Ｏ，＋ｂｌＡｌ、ＳｉＯ，（ＯＨ）４ ＋
２ｂ・＾１，０． ＋ＣｌＡｌ、Ｏ，＋Ｃ・τｉ０．（
ａ、ｂ、ａはモル数）となる。 上述のような配合割合となした原料を予備混合すると、
カオリンＡ Ｌ Ｓ ｉ Ｏ，（ＯＨ）、と主結晶相構
成に参与しない前記Ａ１．Ｏ，の残量とが反応し、ムラ
イト３Ａ１．０．・２ Ｓ ｉ Ｏ，が現出する。 補助原料がムライト、Ｆａ、Ｏａとなった原料に、水・
分散剤・温潤剤・結合剤・脱泡剤を加えてボールミルで
さらに混合してスリップを作り１石膏製の鋳型に流し込
んで直管とエルボの成形体を形成する。 この成形体を乾燥後、１５００〜１６００℃で焼成して
焼結体を得る。 該焼結体を直管の場合は第１図Ａに、エルボの場合第２
図Ａにそれぞれ図示するペップセット砂で作った鋳型の
１１．２１個所に前記成形体を納め、そ九ぞれの湯口１
２．２２から１４５０℃のＦＣＤを注湯し、前記焼結体
の外周を肉厚４−のＦＣＤ鋳物で鋳ぐるむ、その結果得
られたものが、第１図Ｂ、第２図Ｂにそれぞれ図示した
直管形状セラミックス１３の外周をＦＣＤｕ物１４で鋳
ぐるんだ鋳ぐるみ体とエルボ形状セラミックス２３の外
周をＦＣＤ鋳物２４で鋳ぐるんだ鋳ぐるみ体である。 本実施例において、Ｆａ、０３及びムライトの配合割合
を種′々変えて繰り返しＦｅ、０．−ムライト系のチタ
ン酸アルミニウムを鋳ぐるんでセラミックスの表面状態
をｌｌＩ察してみる。この結果を、第３図にて表示なら
びに定義する記号及びマークを用いて表わしたものが第
４図であって、同図に図示する配合割合範囲となせば、
セラミックスに亀裂を生ぜしめることなく鋳ぐるめると
いう良好な結果を示すことが明らかとなった。 第４図から明らかなように、Ｆａ、Ｏ，の配合量を、酸
化物に換算した金属元素量の比率で５ｗｔ％となした場
合が、特に、良好な結果を示しており、この配合割合と
なしたセラミックスの組成成分中には茶色の針状結晶が
多く存在し、破壊強度を増加させているものと思われる
。また、大気中に１０００℃で２４時間放置しても、結
晶の分解は認められず高温での使用にも充分耐えうる。 なお、補助原料として、当初からカオリンのかわりにム
ライトを使用しても同様な結果となる。 本発明の実施例は、以上に限定されるものではなく、主
原料であるＡｌｔｏｓとＴ ｌｏ、をモル比で同一比率
となし、補助原料としてムライトとＭｇＯとを組合わせ
、第５図に図示する範囲内での配合割合にて使用するこ
とも可能である。 さらに、ムライトとＦ、 ｅ 、 ０□との組合わせか
らなる補助原料を第守図に図示する範囲で使用する場合
において、ムライト以外の原料を ａ Ｆｅ、０．＋（ａ ＋ ｂ）ＴｉＯ，＋ ｂ Ａｌ
、Ｏ，（ａ 、 ｂはモル数）となるように配合するこ
ともでき、また、ムライトとＭ ｇ Ｏとの組合わせか
らなる補助原料を第５図に図示する範囲で使用する場合
においては、ムライト以外の原料を ａ ＭｇＯ＋（２ａ ＋ ｂ）ＴｉＯ，＋ ｂ Ａ１．
０． （ａ 、 ｂはモル数）となるように配合するこ
ともできる。 なお、上述に記載した補助原料のひとつであるムライト
をＡ１．０３とＳ ｉ Ｏ，との組合わせによっても代
替可能である。 さらに、ＭｇＯとムライトの組合わせからなる補助原料
を、タルクとＡｌ、Ｏ，との組合わせか。 またはタルクとカオリンとＡ１．０３の組合わせからな
る補助原料によっても代替可能である。
合割合を例示した本発明の詳細な説明する。 〔実施例１〕 酸化物に換算した金属元素量の比率でＡＩ、Ｏ。 を５３ｗｔ％、ＴｉＯ，を３８ｗｔ％とした主原料に、
カオリン６ｗｔ％とＦｅ、０３３ｗｔ％とからなる補助
原料を添加して混合する。 前記混合物を管状に成形した後、１４５０℃〜１６００
℃の温度にて焼結し、その結果得られた管状焼結体の外
周を肉厚４−の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるんだ。 上述のように焼結すると、主結晶相が熱膨張係数及びヤ
ング率が小さい特性を備えたチタン酸アルミニウムであ
るので、高温状態にある球状黒鉛鋳鉄と接触する鋳ぐる
みの際の熱衝撃に耐える。 また、鋳ぐるみ後、急速に冷却する過程において球状黒
鉛鋳鉄からセラミックスに対して顕著に作用する圧縮応
力に対し、前記セラミックスに室温時での機械的強度向
上に寄与するカオリンとＦｅ、０．が添加されているの
で、セラミックスに亀裂を生じさせることなく、セラミ
ックスを球状黒鉛鋳鉄内に保持することが可能となった
ものである。 この本実施例１の鋳ぐるみセラミックスは、製造工程が
単純であり、かつ補助原料にカオリンという値段の安い
原料を用いているので、安価に製造できるという特長が
ある。 〔実施例２〕 酸化物に換算した金属元素量の比率で、Ａｌ。 Ｏ８を４４ｗｔ％、Ｔ ｉ Ｏ，を５２ｗｔ％とした主
原料に、ＭｇＯを４ｗｔ％とする補助原料を添加して１
次混合する。 前記１次混合物を１３００℃〜１４５０℃にて仮焼した
後、焼きあがった予備焼結体を粉砕し粉砕物を得る。さ
らに該粉砕物９０に対しムライトを１０ｗｔ％の配合割
合にて２次混合する。 前記２次混合物を管状に成形した後、１４５０℃〜１６
００℃の温度にて焼結し、その結果得られた管状焼結体
の外周を肉厚４醜の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるんだ。 セラミックスに亀裂を生じさせることなく１球状黒鉛鋳
鉄内に保持されることは、実施例１と同様であるが、鋳
ぐるんだセラミックスを、室温の状態から１１５０℃の
電気炉中へ投入し一時間放置した後、室温下へ取り出す
実験を繰り返し実施しても、セラミックスの分解は生じ
ない。 すなわち１本実施例２の鋳ぐるみセラミックスは、主結
晶相であるチタン酸アルミニウムの１０００℃〜１２０
０℃の高温域での分解を阻止するのに特に有効である。 〔実施例３〕 本実施例は、主原料であるＡｌ、Ｏ，とＴｉｅ。 に、補助原料として、Ｆａ、Ｏ，粉末と、カオリンＡ
ｌ ＊ Ｓ ｘ Ｏｓ （ＯＨ）４粉末を用いたものを
下記配合割合にて混合したものである。 すなわち、主結晶相であるチタン酸アルミニウム形成用
として、適宜モル数のＴ ｉ Ｏ，と１モル比でＴｉｅ
＠と同一比率相当の配合に使用されるＡ１．０３の一部
を用い１強度向上に寄与せしめるために、適宜モル数の
Ｆａ、Ｏ，の粉末と、前記Ａｌ２Ｏ、の残量と１モル比
で前記ＡＩ、Ｏ，の残量モル数の半分相当のモル数のカ
オリンＡｔ、５ｉｎＧ（ＯＨ）４粉末とを用いたもので
あって１以上の各原料の配合割合を式で示せば。 ａ−Ｆｅ、Ｏ，＋ｂｌＡｌ、ＳｉＯ，（ＯＨ）４ ＋
２ｂ・＾１，０． ＋ＣｌＡｌ、Ｏ，＋Ｃ・τｉ０．（
ａ、ｂ、ａはモル数）となる。 上述のような配合割合となした原料を予備混合すると、
カオリンＡ Ｌ Ｓ ｉ Ｏ，（ＯＨ）、と主結晶相構
成に参与しない前記Ａ１．Ｏ，の残量とが反応し、ムラ
イト３Ａ１．０．・２ Ｓ ｉ Ｏ，が現出する。 補助原料がムライト、Ｆａ、Ｏａとなった原料に、水・
分散剤・温潤剤・結合剤・脱泡剤を加えてボールミルで
さらに混合してスリップを作り１石膏製の鋳型に流し込
んで直管とエルボの成形体を形成する。 この成形体を乾燥後、１５００〜１６００℃で焼成して
焼結体を得る。 該焼結体を直管の場合は第１図Ａに、エルボの場合第２
図Ａにそれぞれ図示するペップセット砂で作った鋳型の
１１．２１個所に前記成形体を納め、そ九ぞれの湯口１
２．２２から１４５０℃のＦＣＤを注湯し、前記焼結体
の外周を肉厚４−のＦＣＤ鋳物で鋳ぐるむ、その結果得
られたものが、第１図Ｂ、第２図Ｂにそれぞれ図示した
直管形状セラミックス１３の外周をＦＣＤｕ物１４で鋳
ぐるんだ鋳ぐるみ体とエルボ形状セラミックス２３の外
周をＦＣＤ鋳物２４で鋳ぐるんだ鋳ぐるみ体である。 本実施例において、Ｆａ、０３及びムライトの配合割合
を種′々変えて繰り返しＦｅ、０．−ムライト系のチタ
ン酸アルミニウムを鋳ぐるんでセラミックスの表面状態
をｌｌＩ察してみる。この結果を、第３図にて表示なら
びに定義する記号及びマークを用いて表わしたものが第
４図であって、同図に図示する配合割合範囲となせば、
セラミックスに亀裂を生ぜしめることなく鋳ぐるめると
いう良好な結果を示すことが明らかとなった。 第４図から明らかなように、Ｆａ、Ｏ，の配合量を、酸
化物に換算した金属元素量の比率で５ｗｔ％となした場
合が、特に、良好な結果を示しており、この配合割合と
なしたセラミックスの組成成分中には茶色の針状結晶が
多く存在し、破壊強度を増加させているものと思われる
。また、大気中に１０００℃で２４時間放置しても、結
晶の分解は認められず高温での使用にも充分耐えうる。 なお、補助原料として、当初からカオリンのかわりにム
ライトを使用しても同様な結果となる。 本発明の実施例は、以上に限定されるものではなく、主
原料であるＡｌｔｏｓとＴ ｌｏ、をモル比で同一比率
となし、補助原料としてムライトとＭｇＯとを組合わせ
、第５図に図示する範囲内での配合割合にて使用するこ
とも可能である。 さらに、ムライトとＦ、 ｅ 、 ０□との組合わせか
らなる補助原料を第守図に図示する範囲で使用する場合
において、ムライト以外の原料を ａ Ｆｅ、０．＋（ａ ＋ ｂ）ＴｉＯ，＋ ｂ Ａｌ
、Ｏ，（ａ 、 ｂはモル数）となるように配合するこ
ともでき、また、ムライトとＭ ｇ Ｏとの組合わせか
らなる補助原料を第５図に図示する範囲で使用する場合
においては、ムライト以外の原料を ａ ＭｇＯ＋（２ａ ＋ ｂ）ＴｉＯ，＋ ｂ Ａ１．
０． （ａ 、 ｂはモル数）となるように配合するこ
ともできる。 なお、上述に記載した補助原料のひとつであるムライト
をＡ１．０３とＳ ｉ Ｏ，との組合わせによっても代
替可能である。 さらに、ＭｇＯとムライトの組合わせからなる補助原料
を、タルクとＡｌ、Ｏ，との組合わせか。 またはタルクとカオリンとＡ１．０３の組合わせからな
る補助原料によっても代替可能である。
前述のように原料の選択ならびに配合割合にて焼結され
た本発明に係るセラミックスは、鋳ぐるむ前にあらかじ
め、セラミックスに対する予熱や２次加工といった工程
を付加せずして直接１球状黒鉛鋳鉄や鋳鋼等の溶融温度
の高い金属に通常の鋳造設備にてセラミックスをセラミ
ックス材表面に亀裂が生じることなく、容易に鋳ぐるむ
ことができ、複雑な形状をした鋳物の内面を容易にセラ
ミックス化することができる。 したがって、１０００℃〜１２００℃の高温流体と接触
する機械部品用秦材として使用に耐えることができ、セ
ラミックスの用途が格段に拡大する。 以上により本発明に係るセラミックスを備えた素材は、
とりわけ高温高圧の排気ガスがたえず通過する排気ポー
トや排気マニホルド等、自動車部品用素材として多岐に
わたる活用が期待できる。
た本発明に係るセラミックスは、鋳ぐるむ前にあらかじ
め、セラミックスに対する予熱や２次加工といった工程
を付加せずして直接１球状黒鉛鋳鉄や鋳鋼等の溶融温度
の高い金属に通常の鋳造設備にてセラミックスをセラミ
ックス材表面に亀裂が生じることなく、容易に鋳ぐるむ
ことができ、複雑な形状をした鋳物の内面を容易にセラ
ミックス化することができる。 したがって、１０００℃〜１２００℃の高温流体と接触
する機械部品用秦材として使用に耐えることができ、セ
ラミックスの用途が格段に拡大する。 以上により本発明に係るセラミックスを備えた素材は、
とりわけ高温高圧の排気ガスがたえず通過する排気ポー
トや排気マニホルド等、自動車部品用素材として多岐に
わたる活用が期待できる。
第１図は実施例３において直管のセラミックスを鋳ぐる
む場合を図示したものであって、同図Ａは、鋳ぐるみに
用いる鋳型の断面図を、同図Ｂは、直管のセラミックス
が鋳ぐるまれた状態を図示した断面図、第２図は実施例
３における。エルボ形状のセラミックスを鋳ぐるむ場合
を図示したものであって、同図Ａは、鋳ぐるみに用いる
鋳型の断面図を、同図Ｂは、エルボ形状のセラミックス
が鋳ぐるまれた状態を図示した断面図、第３図は数サイ
ズの直管、エルボ形のセラミックスを鋳ぐるんだ結果を
図に表示する際に用いる。記号及びマークを定義した説
明図、第４図は数サイズの直管、エルボ形のセラミック
スを鋳ぐるみ、セラミックス表面の亀裂の発生状況をＩ
ＩＩＩ察した結果を図示した分布図、第５図は補助原料
として、ムライト。 ＭｇＯを用いた場合の配合割合範囲を図示した表示図、
第６図は補助原料として、ムライト、Ｆｓ□０．を用い
た場合の配合割合範囲を図示した表示図である。 以 上 第１図 第４図 第３図 （ｗｔ九） 昭和６３年０８月０３日
む場合を図示したものであって、同図Ａは、鋳ぐるみに
用いる鋳型の断面図を、同図Ｂは、直管のセラミックス
が鋳ぐるまれた状態を図示した断面図、第２図は実施例
３における。エルボ形状のセラミックスを鋳ぐるむ場合
を図示したものであって、同図Ａは、鋳ぐるみに用いる
鋳型の断面図を、同図Ｂは、エルボ形状のセラミックス
が鋳ぐるまれた状態を図示した断面図、第３図は数サイ
ズの直管、エルボ形のセラミックスを鋳ぐるんだ結果を
図に表示する際に用いる。記号及びマークを定義した説
明図、第４図は数サイズの直管、エルボ形のセラミック
スを鋳ぐるみ、セラミックス表面の亀裂の発生状況をＩ
ＩＩＩ察した結果を図示した分布図、第５図は補助原料
として、ムライト。 ＭｇＯを用いた場合の配合割合範囲を図示した表示図、
第６図は補助原料として、ムライト、Ｆｓ□０．を用い
た場合の配合割合範囲を図示した表示図である。 以 上 第１図 第４図 第３図 （ｗｔ九） 昭和６３年０８月０３日
Claims (4)
- （１）Ａｌ＿２Ｏ＿３及びＴｉＯ＿２を主原料とし、補
助原料としてＦｅ＿２Ｏ＿２，ＭｇＯ，ＳｉＯ＿２，カ
オリン，タルク，ムライトの少なくともいずれか一つを
添加し、これらを焼結して得られるチタン酸アルミニウ
ムが主結晶であることを特徴とする鋳ぐるみ用セラミッ
クス。 - （２）酸化物に換算した金属元素量の比率で、前記Ａｌ
＿２Ｏ＿３の配合割合が２６〜６３ｗｔ％範囲、前記Ｔ
ｉＯ＿２の配合割合が２８〜５９ｗｔ％範囲であること
を特徴とする請求項第１項記載の鋳ぐるみ用セラミック
ス。 - （３）前記Ｆｅ＿２Ｏ＿３，ＭｇＯ，ＳｉＯ＿２，カオ
リン，タルク，ムライトの各原料の添加量が酸化物に換
算した金属元素量の比率で、それぞれ０〜２４ｗｔ％、
０〜９ｗｔ％、０〜１６ｗｔ％、０〜１２ｗｔ％、０〜
２８ｗｔ％、０〜２０ｗｔ％の範囲であることを特徴と
する請求項第１項または第２項記載の鋳ぐるみ用セラミ
ックス。 - （４）Ａｌ＿２Ｏ＿３及びＴｉＯ＿２を主原料とし、補
助原料としてＦｅ＿２Ｏ＿３，ムライトの各原料の添加
量が酸化物に換算した金属元素量の比率で、それぞれ２
〜７ｗｔ％，０〜１２ｗｔ％の範囲となし、これらを焼
結して得られる焼結体がＦｅ＿２Ｏ＿３−ムライト系の
チタン酸アルミニウムであることを特徴とする鋳ぐるみ
用セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134630A JPH01301559A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 鋳ぐるみ用セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134630A JPH01301559A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 鋳ぐるみ用セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301559A true JPH01301559A (ja) | 1989-12-05 |
Family
ID=15132865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134630A Pending JPH01301559A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 鋳ぐるみ用セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01301559A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232640C3 (de) * | 1991-09-30 | 2001-07-19 | Ngk Insulators Ltd | Aluminiumtitanat-Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63134630A patent/JPH01301559A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232640C3 (de) * | 1991-09-30 | 2001-07-19 | Ngk Insulators Ltd | Aluminiumtitanat-Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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