JPS63297990A - Member for low melting-point metal melting holding furnace - Google Patents
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 ・−１の１ 。[Detailed description of the invention] ・-1 of 1.
この発明は低融点金属溶解保持炉用部材の改良に関する
ものである。This invention relates to improvements in members for low melting point metal melting and holding furnaces.
先り匹１九
Ａｌｌ 、Ｚｎ 、Ｍ９等の低融点金属を溶解するため
の保持炉は、ヒータ保持管や熱電対測温用保持管あるい
はガス吹込管を備えている。A holding furnace for melting low melting point metals such as All, Zn, M9, etc. is equipped with a heater holding tube, a holding tube for thermocouple temperature measurement, or a gas blowing tube.
これらの溶解保持炉用部材は、従来では炭化ケイ素部材
の表面にＢＮ、Ｓｉ Ｃ等をコーティングしている。こ
のようにコーティングするのは、炭化ケイ素部材の気孔
に溶融した低融点金属が侵入するを防ぐためである。Conventionally, these melting and holding furnace members are made by coating the surface of a silicon carbide member with BN, SiC, or the like. The purpose of this coating is to prevent molten low-melting metal from entering the pores of the silicon carbide member.
、 が じようと る 点
しかし、ＢＮコーティング層は、その熱膨張率が炭化ケ
イ素部材（炭化ケイ素質材）の熱膨張率とは異なるため
、ＢＮコーティング層が剥れるなどの問題がある。この
８Ｎコ一テイング層が剥れると、低融点溶湯を汚染し、
高純度の低融点金属溶湯が得ることができない。また、
ＳｉＣコーティング層は電気抵抗が低い。このため更に
ＳｉＣコーティング層の上に絶縁処理を行なう必要があ
る。However, since the coefficient of thermal expansion of the BN coating layer is different from that of the silicon carbide member (silicon carbide material), there are problems such as the BN coating layer peeling off. If this 8N coating layer peels off, it will contaminate the low melting point molten metal.
It is not possible to obtain a high-purity, low-melting-point molten metal. Also,
The SiC coating layer has low electrical resistance. Therefore, it is necessary to further perform insulation treatment on the SiC coating layer.
泣貝ｎ迎
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、熱的変動による剥れがなく低融点金属溶湯を汚染
するのを著しく減少させ、しかも必要に応じて電気的に
絶縁体として扱える低融点金属溶解保持炉用部材を提供
することを目的としている。This invention was made in order to solve the above problems, and it does not peel off due to thermal fluctuations, significantly reduces contamination of low melting point molten metal, and can be used electrically as needed. The object of the present invention is to provide a member for a low melting point metal melting and holding furnace that can be treated as an insulator.
ｌ１匹ＬＬ
この発明は、低融点金属溶解保持炉用部材の外面あるい
は内外面にＡ９ＮをＣＶＤ法によりコーティングしたこ
とを特徴とする低融点金属溶解保持炉用部材を要旨とし
ている。The gist of the present invention is a member for a low melting point metal melting and holding furnace, which is characterized in that the outer or inner and outer surfaces of the member for a low melting point metal melting and holding furnace are coated with A9N by the CVD method.
ｐ １、を ′するための
低融点金属溶解保持炉用部材の外面あるいは内外面に、
△ＱＮをＣＶＤ法によりコーティングしている。On the outer or inner surface of the member for a low melting point metal melting and holding furnace for p1,
ΔQN is coated by CVD method.
この低融点金属溶解保持炉用部材は、好ましくは再結晶
ＳｉＣ質で作られている。またこの部材の材質としては
、Ｓｉ Ｎ、Ａｉｌ Ｎなどでもよい。This low melting point metal melting and holding furnace member is preferably made of recrystallized SiC material. Further, the material of this member may be SiN, AilN, or the like.
△９Ｎコーティング層は、表１の実施例■及び■に示す
ように、耐用日数が１２００日以上である。つまり寿命
が著しく長く剥れ難いのである。またＡＱ Ｎコーティ
ング層は、電気的絶縁性が高い。As shown in Examples ■ and ■ in Table 1, the Δ9N coating layer has a service life of 1200 days or more. In other words, it has a significantly longer lifespan and is less likely to peel off. The AQN coating layer also has high electrical insulation.
なおＡｌＮコーティング層の厚みは、好ましくは１１０
０Ａｔ〜１０００μｍである。ＡｌＮコーティング層の
厚みが１００μｍより小さいと、ＡＱ Ｎ膜のはがれが
起りやすくなるので都合が悪い。またこの厚みが１００
０μｍより大きいと、表面の凹凸が大きくなりコーテイ
ング後表面加工が必要となるので好ましくない。Note that the thickness of the AlN coating layer is preferably 110
It is 0 At to 1000 μm. If the thickness of the AlN coating layer is less than 100 μm, it is not convenient because the AQN film is likely to peel off. Also, this thickness is 100
If it is larger than 0 μm, the surface irregularities will become large and surface processing will be required after coating, which is not preferable.
支九九 第１図はこの発明の実施例を示している。multiplication table FIG. 1 shows an embodiment of the invention.
低融点金属溶解保持炉用部材としての保護管１０の保護
管本体１１は、再結晶ＳｉＣ質により作られている。こ
の保護管本体１１は、後で述べるヒータを保持するため
のものである。そして保護管本体１１は低融点金属溶湯
中に浸漬されるのである。The protection tube main body 11 of the protection tube 10 as a member for a low melting point metal melting and holding furnace is made of recrystallized SiC material. This protection tube main body 11 is for holding a heater which will be described later. The protective tube main body 11 is then immersed in the molten metal with a low melting point.
この保護管本体１１の外面にはＡｌｌ Ｎコーティング
層１２がＣＶＤ法によりコーティングされている。この
ＡＱ Ｎコーティング層はかぎ密度が３．１８〜３．２
７（］ ／ｃｍ３になっている。この△９Ｎコーティン
グ層のかさ密度が３．１８より小さいと、Ａｌ２Ｎコー
ティング層は気孔が多く、低融点金属溶湯がその気孔を
通して保護管本体１１のＳｉＣまで没み込んでしまう。The outer surface of the protective tube body 11 is coated with an All N coating layer 12 by CVD. This AQN coating layer has a key density of 3.18 to 3.2.
7(]/cm3. If the bulk density of this △9N coating layer is smaller than 3.18, the Al2N coating layer has many pores, and the low melting point metal molten metal will penetrate through the pores and sink to the SiC of the protection tube body 11. It sinks in.
また八ＱＮの結晶性が悪く低融点金属溶湯に対する耐食
性が劣るのである。In addition, 8QN has poor crystallinity and poor corrosion resistance against low melting point molten metals.
ＡＱ Ｎコーティング層は、その熱膨張率が再結晶Ｓｉ
Ｃ質の保護管・本体１１の熱膨張率に近似している。こ
のためこのＡｉｌ Ｎコーティング層１２を有する保護
管本体１１を低融点金属溶湯中に浸漬しても、その熱的
変動によるＡＱ Ｎコーティング層１２の剥れが生じな
い。The AQN coating layer has a coefficient of thermal expansion similar to that of recrystallized Si.
The coefficient of thermal expansion is similar to that of the protection tube/main body 11 made of carbon. Therefore, even if the protective tube body 11 having the Ail N coating layer 12 is immersed in a low melting point metal molten metal, the AQ N coating layer 12 will not peel off due to thermal fluctuations.
第２図を参照する。第２図はこの発明の部材の別の実施
例を示している。保護管１０の再結晶ＳｉＣ質の保護管
本体１１は、その内外面にＡＱ Ｎコーティング層２２
をコーティングしている。すなわち保護管本体１１の全
表面にＡＱ Ｎコーティング層２２がコーティングされ
ているのである。See Figure 2. FIG. 2 shows another embodiment of the member of the invention. The recrystallized SiC protection tube main body 11 of the protection tube 10 has an AQN coating layer 22 on its inner and outer surfaces.
is coated. That is, the entire surface of the protective tube body 11 is coated with the AQN coating layer 22.
このようにすることで、保護管本体１１は外面のｌ Ｎ
コーティング層２２で保護されるばかりでなく、保護管
本体１１の内面がへ１１Ｎコーティング層２３により保
護される。By doing this, the protection tube main body 11 has an outer surface lN
In addition to being protected by the coating layer 22, the inner surface of the protective tube body 11 is also protected by the 11N coating layer 23.
この内面のｉ Ｎコーティング層２３は、電気的に絶縁
体として扱えるので、保護管本体１１内にヒータを挿入
した場合にそのヒータと保護管本体１１との間の絶縁性
を確実に得ることができる。Since the iN coating layer 23 on the inner surface can be treated as an electrical insulator, when a heater is inserted into the protection tube body 11, insulation between the heater and the protection tube body 11 can be ensured. can.
第３図を参照する。第３図は第１図の実施例の保護管本
体をＡｉｌ溶濶２に浸漬した状態を示している。この浸
漬ヒータ型のＡＱ溶解保持炉１は、たとえば７００℃の
Ａ９溶湯２が収容されている。このＡＱ溶瀉２には第１
図の保護管１ｏが浸漬されている。このヒータ１３は絶
縁支持部材１４及び絶縁支持材２０を介して保護管本体
１１の中に挿入されている。See Figure 3. FIG. 3 shows a state in which the protective tube body of the embodiment shown in FIG. 1 is immersed in Ail melt 2. As shown in FIG. This immersion heater type AQ melting and holding furnace 1 accommodates A9 molten metal 2 at, for example, 700°C. This AQ melting 2 has the first
The protective tube 1o in the figure is immersed. This heater 13 is inserted into the protective tube main body 11 via an insulating support member 14 and an insulating support member 20.
なおＡＱ溶渇２には他にガス吹込管３０及び測温用保護
管２５が浸漬されている。ガス吹込管３０はガスをＡＱ
溶潟２に吹込んでＡ９溶湯２を精練するためのものであ
る。たとえば窒素ガスを吹込むのである。また測温用保
護管２５は、測温用の熱電対を挿入するためのものであ
る。In addition, a gas blowing pipe 30 and a temperature measuring protection pipe 25 are immersed in the AQ melter 2. The gas blowing pipe 30 supplies gas AQ.
This is for scouring the A9 molten metal 2 by blowing it into the molten lagoon 2. For example, nitrogen gas is injected. The temperature measuring protection tube 25 is for inserting a temperature measuring thermocouple.
次に表１を参照する。表１では再結晶炭化ケイ素保護管
の保護管本体に、神々のコーティングを施した例を示し
ている。比較例（Ｎ）、（１）、（２）、（３）とこの
発明の実施例（４）及び（５）が示されている。Next, refer to Table 1. Table 1 shows an example of a recrystallized silicon carbide protection tube in which a divine coating was applied to the protection tube body. Comparative Examples (N), (1), (2), (3) and Examples (4) and (5) of the present invention are shown.
まず比較例（Ｎ＞では、保護管本体にはコーティングが
全く施されていない。比較例（１）はＳｉＣコーティン
グ層が気相法により外表面に０．５ｍｍ厚でコーティン
グされている。比較例（２）ではＢＮコーティング層が
スプレーコーティングにより外表面に１゜５ｎｌＩ１１
厚でコーティングされている。（３〉ではＺｒＯ２コー
ティング層がプラズマフレーム法コーティングにより０
．５ｍｍ厚にコーティングされている。一方実施例（４
）では、ＡＱ Ｎコーティング層が保護管本体の外表面
に０．５ｍ１１１厚でＣＶＤ法によりコーティングしで
ある。また実施例（５）ではＡｌｌ Ｎコーティング層
が保護管本体の内外面にすなわち全面にＱ、５ｍｍ厚で
ＣＶＤ法によりコーティングされている。First, in Comparative Example (N>), no coating is applied to the protection tube body at all. In Comparative Example (1), a SiC coating layer is coated on the outer surface with a thickness of 0.5 mm by a vapor phase method. Comparative Example In (2), a BN coating layer was applied to the outer surface by spray coating to a depth of 1°5nlI11.
It is thickly coated. (In 3〉, the ZrO2 coating layer is coated with 0% by plasma flame coating.
．． Coated to a thickness of 5mm. On the other hand, Example (4
), an AQN coating layer was coated on the outer surface of the protective tube body with a thickness of 0.5 m111 by CVD method. Further, in Example (5), the All N coating layer is coated on the inner and outer surfaces of the protective tube main body, that is, on the entire surface, to a thickness of Q, 5 mm by the CVD method.
これら比較例（Ｎ）〜（３）及び実施例（４）と（５）
は、△Ｑ溶渇が収容された保持炉に挿入、央取りを繰り
返し、その寿命を測定した。この場合のＡＱ溶濶の温度
は７４０℃である。またＡＱ溶渇への挿入時間は３０秒
であり、約８時間△９溶湯中で保持した。These comparative examples (N) to (3) and examples (4) and (5)
The life of the ΔQ melt was measured by repeatedly inserting and centering it into a holding furnace containing a ΔQ melter. The temperature of the AQ melt in this case is 740°C. The insertion time into the AQ melting was 30 seconds, and the sample was kept in the △9 molten metal for about 8 hours.
また扱取り時間は３０秒である。この操作を１日３回繰
り返し、この耐用日数を調べた。The handling time is 30 seconds. This operation was repeated three times a day, and the service life was examined.
表１を参照すると、比較例（Ｎ）では耐用日数は１０日
程度である。そしてＡＱ溶濶が侵入し、保護管本体が裏
面付近で折損した。Referring to Table 1, the service life of Comparative Example (N) is about 10 days. Then, AQ melt got in and the protective tube body broke near the back side.
比較例（１）では耐用日数は１２００日以上である。し
かしＳｉＣコーティング層のひび割れが起こった場合に
、比較例（Ｎ）と同じ叩出で折損した。In Comparative Example (1), the service life is 1200 days or more. However, when cracking occurred in the SiC coating layer, it broke during punching out as in Comparative Example (N).
比較例（２）では耐用日数は９０日〜１゜０日である。In Comparative Example (2), the service life is 90 days to 1.0 days.
ＢＮコーティング層が剥れ落ち折損した。The BN coating layer peeled off and broke.
比較例（３）では耐用日数は１２０日〜１３０日である
。ＺｒＯ２コーティング層が剥れ落ち折損した。In Comparative Example (3), the service life is 120 to 130 days. The ZrO2 coating layer peeled off and broke.
一方、実施例（４）では耐用日数は１２００日以上であ
る。但しＡｆｔ Ｎコーティング層にひびが入った場合
、そのひびがらＡ９溶湯が侵入し折損した。On the other hand, in Example (4), the service life is 1200 days or more. However, if the Aft N coating layer was cracked, the A9 molten metal penetrated through the crack and broke.
実施例（５）では耐用日数は１２００日以上である。絶
縁支持台２０（第３図参照）を除去しても、耐用日数に
変化はなかった。In Example (5), the service life is 1200 days or more. Even if the insulating support 20 (see FIG. 3) was removed, there was no change in the service life.
なお実施例（５）において、保護管本体１１の内径を、
絶縁支持台２ｏの分の径だけ細くした、あるいは狭くし
た形にして、実施例５と同様の試験を行なった。これに
よるとヒ−夕１３と保護管本体１１の間隔が狭くなり、
熱効率が５％程度向上した。In Example (5), the inner diameter of the protection tube main body 11 is
The same test as in Example 5 was conducted with the diameter reduced or narrowed by the diameter of the insulating support 2o. According to this, the distance between the heater 13 and the protection tube main body 11 becomes narrower,
Thermal efficiency improved by about 5%.
ところでこの発明は上述した実施例に限定されるもので
はない。保護管を再結晶ＳｉＣ質で作るだけでなく、Ｓ
ｉＮあるいはＡＱ Ｎなどの材質も採用することができ
る。However, the present invention is not limited to the embodiments described above. In addition to making the protection tube from recrystallized SiC material,
Materials such as iN or AQN can also be used.
ｌ且立立１
以上説明したことから明らかなように、ΔＱＮコーティ
ング層の熱膨張率が、再結晶ＳｉＣ質や△ＱＮ質及びＳ
ｉＮ￥ｆなどの部材の熱膨張率と近似しているので、熱
的変動による剥れが生じない。またＡＱ Ｎコーティン
グ層を内面コートすることで、電気的に絶縁体として扱
える。このため内部にヒータなどを挿入する場合このヒ
ータと部材との間の電気絶縁性を確保することができる
。l and standing 1 As is clear from the above explanation, the thermal expansion coefficient of the ΔQN coating layer is
Since the coefficient of thermal expansion is similar to that of members such as iN\f, peeling does not occur due to thermal fluctuations. Furthermore, by coating the inner surface with an AQN coating layer, it can be treated as an electrical insulator. Therefore, when a heater or the like is inserted inside, electrical insulation between the heater and the member can be ensured.
また△ＱＮコーティング層が剥れないので低融点金属溶
湯に対する汚染が著しく減少する。Furthermore, since the ΔQN coating layer does not peel off, contamination of the low melting point metal molten metal is significantly reduced.
更にＣＶＤ法によりＡｌｌ Ｎ膜をコーティングするの
で、比較的低温でコーティングでき低コスト化が図れる
。Furthermore, since the AllN film is coated by the CVD method, the coating can be performed at a relatively low temperature, resulting in cost reduction.
第１図はこの発明の部材としての保護管を示す断面図、
第２図はこの発明の部材としての別の保１管を示す断面
図、第３図は第１図の保護管をＡＱ溶湯保持炉に浸漬し
た状態を示す断面図である。２・・・・・・ＡＱ溶湯１
ｏ・・・保′ａ管
１１・・・保護管本体
１２．２２．２３・・・ＡＱ Ｎコーティング層・ ゛
へ
代 理 人 弁理士 １） 辺 撤・
２，１゛、・ ク
ー０１、−／
表 −１
第１図 第２図FIG. 1 is a sectional view showing a protection tube as a member of this invention;
FIG. 2 is a sectional view showing another storage tube as a member of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the protective tube of FIG. 1 immersed in an AQ molten metal holding furnace. 2...AQ molten metal 1
o... Storage tube 11... Protection tube body 12.22.23... AQN coating layer.
2,1゛,・ku01,-/ Table-1 Figure 1 Figure 2
Claims (2)
面にＡｌＮをＣＶＤ法によりコーティングしたことを特
徴とする低融点金属溶解保持炉用部材。(1) A member for a low-melting point metal melting and holding furnace, characterized in that the outer or inner and outer surfaces of the member for a low-melting point metal melting and holding furnace are coated with AlN by a CVD method.
１８〜３．２７ｇ／ｃｍ＾３である特許請求の範囲第１
項に記載の低融点金属溶解保持炉用部材。(2) The AlN coating layer has a bulk density of 3.
Claim 1, which is 18 to 3.27 g/cm^3
A member for a low-melting point metal melting and holding furnace as described in 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13179587A JPS63297990A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Member for low melting-point metal melting holding furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13179587A JPS63297990A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Member for low melting-point metal melting holding furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63297990A true JPS63297990A (en) | 1988-12-05 |
Family
ID=15066304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13179587A Pending JPS63297990A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Member for low melting-point metal melting holding furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63297990A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228965A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Corrosion resistant member |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13179587A patent/JPS63297990A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228965A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Corrosion resistant member |
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