JPS61191562A - アルミナ系耐摩耗性材料 - Google Patents
アルミナ系耐摩耗性材料Info
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- JPS61191562A JPS61191562A JP60029306A JP2930685A JPS61191562A JP S61191562 A JPS61191562 A JP S61191562A JP 60029306 A JP60029306 A JP 60029306A JP 2930685 A JP2930685 A JP 2930685A JP S61191562 A JPS61191562 A JP S61191562A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
- C04B35/1115—Minute sintered entities, e.g. sintered abrasive grains or shaped particles such as platelets
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は低温で焼結でき、かつ高耐摩耗性を有するアル
ミナ系耐摩耗性材料Ｃ二関する。
ミナ系耐摩耗性材料Ｃ二関する。
従来よりＡｆｆｉ、０３あるいはＡｌ２Ｏ，にＺ ｒＯ
２等の添加剤を加えた耐摩耗性材料が開発され、機械的
摩耗の激しい個所、例えば粉体あるいは固体輸送経路に
おけるシュート、ダクトの曲管部、粉本や固体の落下個
所等に使用されている。高強度あるいは耐摩耗性のアル
ミナ系材料の製造方法として例えば特開昭５５−３３２
０にはＭｇＯ、ＣａＯ、５ｉ０２等を添加して焼結する
ことにより高強度のアルミナ磁器を得る方法が開示され
ているが、焼結は１６００〜１７００℃で実施されてい
る。また特開昭５６−１７９８０や特開昭５６−６９２
７０は粒成長抑制剤や焼結助剤とＬ ”ＣＣａＯ、ＹＩ
Ｏ，＋ Ｌａ、Ｏ，ｒ Ｓｉｎ、 、 Ｔａ２０５等を
添加して焼結し、耐摩耗性材料あるいは機械的強度の高
いアルミナ焼結体を得る方法を開示しているが、この場
合も焼結温度は１４７０〜１６００ ℃と高く、しかも
Ｙ、０．等の高価な添加剤を必要としている。
２等の添加剤を加えた耐摩耗性材料が開発され、機械的
摩耗の激しい個所、例えば粉体あるいは固体輸送経路に
おけるシュート、ダクトの曲管部、粉本や固体の落下個
所等に使用されている。高強度あるいは耐摩耗性のアル
ミナ系材料の製造方法として例えば特開昭５５−３３２
０にはＭｇＯ、ＣａＯ、５ｉ０２等を添加して焼結する
ことにより高強度のアルミナ磁器を得る方法が開示され
ているが、焼結は１６００〜１７００℃で実施されてい
る。また特開昭５６−１７９８０や特開昭５６−６９２
７０は粒成長抑制剤や焼結助剤とＬ ”ＣＣａＯ、ＹＩ
Ｏ，＋ Ｌａ、Ｏ，ｒ Ｓｉｎ、 、 Ｔａ２０５等を
添加して焼結し、耐摩耗性材料あるいは機械的強度の高
いアルミナ焼結体を得る方法を開示しているが、この場
合も焼結温度は１４７０〜１６００ ℃と高く、しかも
Ｙ、０．等の高価な添加剤を必要としている。
一方、素木洋−著ファインセラミックス３６６頁（技報
堂昭和５１年１月２５日発行）によると、焼結温度を下
げる例としてＣｕｔｌｅｒらは、ＭｎＯ２とＴｉ１ｔあ
ルイハＣｕＯとＴｉＯ２の複合添加剤を用いることによ
り９６％Ａｌ２Ｏ，素地の焼結温度を１３ｏｏ〜１４ｏ
ｏ℃ニ低下させることができたとしているが、この場合
はその耐摩耗性が充分ではない。
堂昭和５１年１月２５日発行）によると、焼結温度を下
げる例としてＣｕｔｌｅｒらは、ＭｎＯ２とＴｉ１ｔあ
ルイハＣｕＯとＴｉＯ２の複合添加剤を用いることによ
り９６％Ａｌ２Ｏ，素地の焼結温度を１３ｏｏ〜１４ｏ
ｏ℃ニ低下させることができたとしているが、この場合
はその耐摩耗性が充分ではない。
上記の如〈従来法にみられる添加剤の組合せでは、高い
耐摩耗性を得るためには焼結温度を高くしなければなら
ず、さらに高価な添加剤を必要とする例もあり、そのエ
ネルギー消装置、原料費の点で問題がある。また焼結温
度を低くする例もあるが、その場合には充分な耐摩耗性
が得られないという欠点があった。
耐摩耗性を得るためには焼結温度を高くしなければなら
ず、さらに高価な添加剤を必要とする例もあり、そのエ
ネルギー消装置、原料費の点で問題がある。また焼結温
度を低くする例もあるが、その場合には充分な耐摩耗性
が得られないという欠点があった。
本発明の耐摩耗性材料は、上記の従来法の欠点を解消す
べく各種の添加剤について鋭意研究した結果到達したも
のである。
べく各種の添加剤について鋭意研究した結果到達したも
のである。
本発明はＡ１．２０．粉末１００重１部１：、焼結助剤
としてＴｉｅ、およびＣｕＯをそれぞれ０．５〜４．０
重量部とＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＺｒＯ２および５ｉ０
２よりなる群から選ばれた任意の３種または４種をそれ
ぞれ０．５〜４．０重重部添加し、これを焼結させて得
られるアルミナ系耐摩耗性材料である。
としてＴｉｅ、およびＣｕＯをそれぞれ０．５〜４．０
重量部とＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＺｒＯ２および５ｉ０
２よりなる群から選ばれた任意の３種または４種をそれ
ぞれ０．５〜４．０重重部添加し、これを焼結させて得
られるアルミナ系耐摩耗性材料である。
本発明の耐摩耗性材料は、上記の焼結助剤の種類および
その添加量を特定したことにより、１２００〜１３５０
℃という低温で焼成することが可能で、しかも高耐摩耗
性を有する材料となる。焼結温度は好ましくは１２３０
〜１２８０℃である。
その添加量を特定したことにより、１２００〜１３５０
℃という低温で焼成することが可能で、しかも高耐摩耗
性を有する材料となる。焼結温度は好ましくは１２３０
〜１２８０℃である。
原料の鳩０．は成形性、焼結性および添加剤との混合し
易さ等からできるだけ微粒として使用するのが好ましい
。
易さ等からできるだけ微粒として使用するのが好ましい
。
本発明は上記の如く焼結助剤として５〜６種類の成分を
使用することを特徴とする。これらの各成分の各々は単
独またはいくつかの組合せでＡｌ２Ｏ。
使用することを特徴とする。これらの各成分の各々は単
独またはいくつかの組合せでＡｌ２Ｏ。
の焼結助剤として公知のものであるが、耐摩耗性材料に
適した助剤の組合せは従来知られていなかった。本発明
者らは各種添加剤の組合せについて広範囲にわたるスク
リーニングの結果、Ｔｉ Ｏ２およびＣｕＯを必須成分
とし、これにＦｅ２Ｏ３，ＭｎＯ２。
適した助剤の組合せは従来知られていなかった。本発明
者らは各種添加剤の組合せについて広範囲にわたるスク
リーニングの結果、Ｔｉ Ｏ２およびＣｕＯを必須成分
とし、これにＦｅ２Ｏ３，ＭｎＯ２。
ＺｒＯ２および５ｉ０２よりなる群から選ばれる３種以
上を配合した組合せが低温焼結が可能で極めてすぐれた
耐摩耗性材料を与えることを見出した。
上を配合した組合せが低温焼結が可能で極めてすぐれた
耐摩耗性材料を与えることを見出した。
各添加剤の添加割合が０．５重量部未満では充分な焼結
性と耐摩耗性を付与することができず、また４重量部を
越えて添加すると耐摩耗性はかえって低下し、Ａ１．２
０３に較べて高価な添加物の場合は経済的にも好ましく
ない。
性と耐摩耗性を付与することができず、また４重量部を
越えて添加すると耐摩耗性はかえって低下し、Ａ１．２
０３に較べて高価な添加物の場合は経済的にも好ましく
ない。
本発明の耐摩耗性材料は次のようにして製造される。原
料ｆｉＪ１２０３を乾式あるいは湿式法によりメジアン
径で２μｍ以丁になるように微粉砕する。添加剤は粉砕
前のＡｌ２Ｏ，にｔｉ加し、Ａ１２ｏ、の粉砕と同時に
混合するのが好ましい。粉砕混合した原料は通常の方法
により顆粒化したのち使用目的に合った形に成形する。
料ｆｉＪ１２０３を乾式あるいは湿式法によりメジアン
径で２μｍ以丁になるように微粉砕する。添加剤は粉砕
前のＡｌ２Ｏ，にｔｉ加し、Ａ１２ｏ、の粉砕と同時に
混合するのが好ましい。粉砕混合した原料は通常の方法
により顆粒化したのち使用目的に合った形に成形する。
成形品は適宜乾燥させたのち焼成炉にて加熱し最高温度
１２００〜１３５０ ℃好ましくは１２３０〜１２８０
℃で１〜５ｈｒ保持して焼結させる。
１２００〜１３５０ ℃好ましくは１２３０〜１２８０
℃で１〜５ｈｒ保持して焼結させる。
温＋ｗが１２００℃未満では焼結が不充分となり、一方
１３５０℃を越えると添加剤の揮散により効果が小さく
なるので好ましくない。
１３５０℃を越えると添加剤の揮散により効果が小さく
なるので好ましくない。
本発明のアルミナ系耐摩耗性材料に使用する添加剤の中
でＴｉＯ２とＣｕＯは主としてＡｌ！、２０３の焼結性
をよくし、焼結温度を低下させる作用を有しており、Ｍ
ｎＯ２、ｚｒｏ２．５ｉ０２等は主として焼結時の粒成
長を抑え、焼結体の耐摩耗性を同上させる働きを有して
いる。すなわち両者は相反する性質を有している。従来
低温の１結で高い耐摩耗性を与えつる添加剤は知られて
いなかった。本発明における添加剤は５種以上の添加剤
の組合せについて検討の結果見出された複合添加剤であ
り、本添加剤を使用することにより１２００〜１３５０
℃という低温焼結で、極めて高い耐摩耗性を有するアル
ミナ系耐摩耗性材料が得られるよう（＝なった。
でＴｉＯ２とＣｕＯは主としてＡｌ！、２０３の焼結性
をよくし、焼結温度を低下させる作用を有しており、Ｍ
ｎＯ２、ｚｒｏ２．５ｉ０２等は主として焼結時の粒成
長を抑え、焼結体の耐摩耗性を同上させる働きを有して
いる。すなわち両者は相反する性質を有している。従来
低温の１結で高い耐摩耗性を与えつる添加剤は知られて
いなかった。本発明における添加剤は５種以上の添加剤
の組合せについて検討の結果見出された複合添加剤であ
り、本添加剤を使用することにより１２００〜１３５０
℃という低温焼結で、極めて高い耐摩耗性を有するアル
ミナ系耐摩耗性材料が得られるよう（＝なった。
以下実施例により本発明をさらに具体的（二示す。
なお、本実施例（二おいて耐摩耗性の試験は次の方法に
より実施した。すなわち耐摩耗性材料の試料（板状形）
に対し２０朋離れた位置に内径４ｍｍのノズルから４５
°の角度で５号珪砂（石見珪砂）４にノを空気圧６．４
〜８．５ＫＰ−で吹きつけ、珪砂吹きつけ前後の試料の
重量差によりその耐摩耗性を判定した。
より実施した。すなわち耐摩耗性材料の試料（板状形）
に対し２０朋離れた位置に内径４ｍｍのノズルから４５
°の角度で５号珪砂（石見珪砂）４にノを空気圧６．４
〜８．５ＫＰ−で吹きつけ、珪砂吹きつけ前後の試料の
重量差によりその耐摩耗性を判定した。
実施例１〜１２；比較例１〜４
原料アルミナ（純度９９．４％）に表１に示す冷加剤を
所定ｔ 添加し、アトライタ（三井三池化工機■製）を
用いて乾式粉砕し、その粒径なメジアン径で１．０μｍ
以下とした。次いで篩分は法により顆粒化したのも３０
０ Ｋ９−の圧力で加圧成形し板状の成形品とした。こ
の成形品を乾燥したのちシャトルキルンを用いて次の焼
成パターンに従って焼成した。
所定ｔ 添加し、アトライタ（三井三池化工機■製）を
用いて乾式粉砕し、その粒径なメジアン径で１．０μｍ
以下とした。次いで篩分は法により顆粒化したのも３０
０ Ｋ９−の圧力で加圧成形し板状の成形品とした。こ
の成形品を乾燥したのちシャトルキルンを用いて次の焼
成パターンに従って焼成した。
温度範囲
室温 〜１１００℃＝１００℃／ ｈｒで昇温１１００
℃〜各焼成温度：４０〜５０℃／ｈｒで昇温各 焼 成
温 度：１．５〜２．Ｏｈｒｓの間保持各焼成温度〜
室温： 自然放置冷却 各製造条件および得られた耐摩耗性材料について前記試
験法によりその耐摩耗性能を調べた結果を表１（−示す
。
℃〜各焼成温度：４０〜５０℃／ｈｒで昇温各 焼 成
温 度：１．５〜２．Ｏｈｒｓの間保持各焼成温度〜
室温： 自然放置冷却 各製造条件および得られた耐摩耗性材料について前記試
験法によりその耐摩耗性能を調べた結果を表１（−示す
。
実施例１〜４は添加剤を６種類添加したものであり、極
めてすぐれた耐摩耗性を有することがわかる。また実施
例５〜１２はＴｉＯ２およびＣｕＯ以外の４種類の添加
剤のうち１種類づつを除いた組成（−よるものであるが
、いずれもすぐれた耐摩耗性？有している。一方、これ
らの添加剤のうちＴｉＯ２又はＣｕＯを除いた比較例１
〜４ではかなり耐摩耗性が低下していることがわかる。
めてすぐれた耐摩耗性を有することがわかる。また実施
例５〜１２はＴｉＯ２およびＣｕＯ以外の４種類の添加
剤のうち１種類づつを除いた組成（−よるものであるが
、いずれもすぐれた耐摩耗性？有している。一方、これ
らの添加剤のうちＴｉＯ２又はＣｕＯを除いた比較例１
〜４ではかなり耐摩耗性が低下していることがわかる。
比較例５〜２５
実施例１〜１２と同様な方法で各種添加剤単独または２
棟類の組合せ便用Ｃ：よる例をその試験結果と共に表２
の比較例５〜２５として示す。
棟類の組合せ便用Ｃ：よる例をその試験結果と共に表２
の比較例５〜２５として示す。
１２３０℃焼成の場合、添加剤無添加で焼成したＭ２Ｏ
，の摩耗量と比較してＴｉＯ２およびＣｕＯの添加の効
果は認められるものの、充分な耐摩耗性を得ることはで
きず、他の添加剤については無添加の場合と同等か逆に
低下しており、増量の効果も認められない。焼成温度を
１３００℃に上げると耐摩耗性は同上するが、やはり満
足できる結果は得られなかった。
，の摩耗量と比較してＴｉＯ２およびＣｕＯの添加の効
果は認められるものの、充分な耐摩耗性を得ることはで
きず、他の添加剤については無添加の場合と同等か逆に
低下しており、増量の効果も認められない。焼成温度を
１３００℃に上げると耐摩耗性は同上するが、やはり満
足できる結果は得られなかった。
比較例２６〜３゛０
実施例１〜１２と同様な方法で添加剤の使用量を多くし
て耐摩耗性材料を製造した。それらの例もその試験結果
と共に表２に示す。表２１＝示すように、その摩耗量は
本発明の範囲内の添加剤を使用した場合に比較して大差
なく、従って経済的見地からも本発明の範囲以上（＝添
加剤を増量する必要はない。
て耐摩耗性材料を製造した。それらの例もその試験結果
と共に表２に示す。表２１＝示すように、その摩耗量は
本発明の範囲内の添加剤を使用した場合に比較して大差
なく、従って経済的見地からも本発明の範囲以上（＝添
加剤を増量する必要はない。
Claims (2)
- （１）Ａｌ＿２Ｏ＿３粉末１００重量部に、焼結助剤と
してＴｉＯ＿２およびＣｕＯをそれぞれ０．５〜４．０
重量部とＦｅ＿２Ｏ＿３、ＭｎＯ＿２、ＺｒＯ＿２およ
びＳｉＯ＿２よりなる群から選ばれた任意の３種または
４種をそれぞれ０．５〜４．０重量部添加し、これを焼
結させて得られるアルミナ系耐摩耗性材料。 - （２）前記焼結を１２００〜１３５０℃の温度で行なつ
た特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029306A JPS61191562A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | アルミナ系耐摩耗性材料 |
| US06/894,831 US4719188A (en) | 1985-02-19 | 1986-08-08 | Alumina-base abrasion resistant material |
| EP86306297A EP0256182B1 (en) | 1985-02-19 | 1986-08-14 | Alumina-base abrasion resistant material |
| CA000516209A CA1253176A (en) | 1985-02-19 | 1986-08-18 | Alumina-base abrasion resistant material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029306A JPS61191562A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | アルミナ系耐摩耗性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191562A true JPS61191562A (ja) | 1986-08-26 |
| JPH0413313B2 JPH0413313B2 (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=12272531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029306A Granted JPS61191562A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | アルミナ系耐摩耗性材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4719188A (ja) |
| EP (1) | EP0256182B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61191562A (ja) |
| CA (1) | CA1253176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228946A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ngk Insulators Ltd | アルミナ質多孔質及びその製造方法 |
Families Citing this family (12)
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| US5076815A (en) * | 1989-07-07 | 1991-12-31 | Lonza Ltd. | Process for producing sintered material based on aluminum oxide and titanium oxide |
| US5175132A (en) * | 1991-11-19 | 1992-12-29 | Ketcham Thomas D | Sinterable ceramic compositions |
| EP0662110B1 (en) * | 1992-09-25 | 1999-11-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grain including rare earth oxide therein |
| ATE137792T1 (de) * | 1992-09-25 | 1996-05-15 | Minnesota Mining & Mfg | Verfahren zur herstellung von aluminiumoxid und ceroxid enthaltendem schleifkorn |
| DE69309478T2 (de) * | 1992-09-25 | 1997-07-10 | Minnesota Mining & Mfg | Aluminiumoxid und zirconiumoxid enthaltendes schleifkorn |
| US5690707A (en) * | 1992-12-23 | 1997-11-25 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Abrasive grain comprising manganese oxide |
| EP0675860B1 (en) * | 1992-12-23 | 1998-02-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grain containing manganese oxide |
| US5611829A (en) * | 1995-06-20 | 1997-03-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide |
| US5645619A (en) * | 1995-06-20 | 1997-07-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide |
| DE19845761A1 (de) * | 1998-10-05 | 2000-04-20 | Morgan Crucible Company Plc Wi | Hochtemperaturfester, hochbelastbarer, feinkeramischer, gesinterter Konstruktionswerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und ein Bauteil aus einem Keramikwerkstoff |
| WO2019131644A1 (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 昭和電工株式会社 | アルミナ焼結体の前駆体、アルミナ焼結体の製造方法、砥粒の製造方法及びアルミナ焼結体 |
| CN113754414B (zh) * | 2021-10-29 | 2022-12-16 | 景德镇百特威尔新材料有限公司 | 一种高密度高强度中铝/中高铝氧化铝球磨介质及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB952480A (en) * | 1961-09-25 | 1964-03-18 | Telegraph Condenser Co Ltd | Improvements in ceramic bodies and articles made therefrom |
| US3247000A (en) * | 1961-10-16 | 1966-04-19 | Carborundum Co | Refractory bodies and method of making same |
| US3454385A (en) * | 1965-08-04 | 1969-07-08 | Norton Co | Sintered alpha-alumina and zirconia abrasive product and process |
| DE2059679A1 (de) * | 1970-12-04 | 1972-06-15 | Rosenthal Stemag Tech Keramik | Hochwertige dichtgesinterte Aluminiumoxid-Keramik |
| US4139394A (en) * | 1974-12-26 | 1979-02-13 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires | Linings for pusher ovens |
| JPS53126008A (en) * | 1977-04-11 | 1978-11-02 | Hitachi Chemical Co Ltd | Process for making alumina ceramics |
| FR2445305A1 (fr) * | 1978-12-28 | 1980-07-25 | Composants Electro Lcc Cice Ci | Procede de fabrication d'elements de robinetterie en ceramique et elements fabriques selon un tel procede |
| JPS58130157A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-03 | 昭和電工株式会社 | 耐熱衝撃性に優れた耐火骨材の製造法 |
| JPS6021861A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | 株式会社日立製作所 | ＺｒＯ↓２系セラミツクス焼結体 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60029306A patent/JPS61191562A/ja active Granted
-
1986
- 1986-08-08 US US06/894,831 patent/US4719188A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-08-14 EP EP86306297A patent/EP0256182B1/en not_active Expired
- 1986-08-18 CA CA000516209A patent/CA1253176A/en not_active Expired
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| JP2010228946A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ngk Insulators Ltd | アルミナ質多孔質及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1253176A (en) | 1989-04-25 |
| EP0256182A1 (en) | 1988-02-24 |
| JPH0413313B2 (ja) | 1992-03-09 |
| EP0256182B1 (en) | 1990-04-18 |
| US4719188A (en) | 1988-01-12 |
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