JP3339141B2 - Ceramic stalk - Google Patents
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金の溶湯を鋳造する低圧鋳造機等に用いら
れるセラミックス製ストークに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic stalk used for a low-pressure casting machine for casting a molten aluminum or aluminum alloy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金等の低
融点金属溶湯の注湯には一般に低圧鋳造機が使用されて
いる。たとえば、図８に示す低圧鋳造機２０において、
密閉室２１に保持されたアルミニウム溶湯２６を金型２
５の製品キャビティ２７に注湯する際には、加圧エアー
２２を送り込んでアルミニウム溶湯２６の表面を加圧す
ることにより、ストーク１，フィーダー２３さらに湯口
ブッシュ２４を通して注湯される。ここで、ストーク１
は密閉室２１に保持されたアルミニウム溶湯２６を金型
２５の製品キャビティ２７に注湯する際の鋳込み用湯道
としての役割を果たしている。形状としては、溶湯吸入
口（図８におけるストーク１の下部）から溶湯吐出口
（図８におけるストーク１の上部）に至る内径が同一寸
法の筒状のものが従来から使用されている。2. Description of the Related Art A low-pressure casting machine is generally used for pouring molten metal having a low melting point such as aluminum or an aluminum alloy. For example, in the low-pressure casting machine 20 shown in FIG.
The molten aluminum 26 held in the closed chamber 21 is
When pouring into the product cavity 27 of No. 5, the pressurized air 22 is sent to pressurize the surface of the aluminum melt 26, so that the molten aluminum is poured through the stalk 1, the feeder 23 and the sprue bush 24. Here, Stoke 1
Serves as a casting runner when pouring the molten aluminum 26 held in the closed chamber 21 into the product cavity 27 of the mold 25. As the shape, a cylindrical shape having the same inner diameter from the melt inlet (the lower part of the stalk 1 in FIG. 8) to the melt outlet (the upper part of the stalk 1 in FIG. 8) is conventionally used.
【０００３】このストーク材としては一般には鋳鉄材や
チタン合金材またはこれらの材料の内面、外面に黒鉛
材、酸化物等の無機質材を塗布して保護膜を形成した金
属製のストークや炭化珪素質材や窒化珪素質材を主原料
として製作したセラミックス製のストークが用いられて
いる。しかし、金属製ストークは溶湯との反応により生
成した不純物が溶湯中に混入して品質の低下を招き、鋳
造品の品質面で問題を生ずると共に耐用寿命が短かく取
替作業が頻繁となり、作業効率にも悪影響をおよぼして
いる。またセラミックス製ストークは、溶湯への不純物
の混入がなく、耐用寿命が長いので問題は改善されてき
ているが、これら両者共に共通して生じている問題点は
ストークの湯道となる内側上部に溶湯金属の酸化物やス
ラグが徐々に付着し、注湯時に剥落して溶湯中に混在
し、鋳造品中に混入する等の問題を生じている。また図
７に示す如く、ストーク１の内側上部に付着した堆積物
１６が次第に成長して溶湯吐出口内径Ｄ１を実質的に小
さくしてしまい、注湯を阻害し、場合によっては閉塞の
問題を生じている。[0003] The stalk material is generally a metal stalk or silicon carbide in which a protective film is formed by applying an inorganic material such as a graphite material or an oxide to the inner and outer surfaces of a cast iron material or a titanium alloy material. A ceramic stalk manufactured using a ceramic material or a silicon nitride material as a main raw material is used. However, metal stalks cause impurities in the molten metal due to the impurities generated by the reaction with the molten metal, resulting in deterioration of the quality of the molten metal. Efficiency is also adversely affected. In addition, ceramic stalks have no problems with impurities mixed into the molten metal and have a long service life, so the problems have been improved. Oxide and slag of the molten metal gradually adhere, and peel off at the time of pouring, are mixed in the molten metal, and are mixed in the cast product. Further, as shown in FIG. 7, the deposit 16 attached to the upper inside of the stalk 1 gradually grows to substantially reduce the inner diameter D1 of the molten metal discharge port, impeding the pouring of the molten metal, and possibly obstructing the problem of clogging. Has occurred.
【０００４】これらの問題点を解決するために、特開平
５−７７０２２号公報においては、図３に示す構造のセ
ラミックス製ストークが提案されている。すなわち、内
側壁１２と外側壁１３との２層構造とし、この２層構造
間に空隙部１０を設けて、ストーク自体からの放熱を少
なくすることにより、ストークの孔内上部での地金等の
付着堆積の抑制を図るものである。In order to solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-77022 proposes a ceramic stalk having the structure shown in FIG. That is, a two-layer structure of the inner wall 12 and the outer wall 13 is provided, and the space 10 is provided between the two layers to reduce heat radiation from the stalk itself. The purpose of this is to suppress the adhesion and deposition of ash.
【０００５】また、特開平５−７７０２３号公報におい
ては、図４に示す如く、低圧鋳造用セラミックス製スト
ークにおいて、内側壁層１２と外側壁層１３との２層構
造とし、この層間にセラミックス材による断熱材層１１
と空隙部１０とを備える構造とすることにより、ストー
ク自体の断熱効果を高め、内側壁層１２からの伝熱輻射
放熱を少なくすることで、溶湯の流過、排出（吐出）の
際のストーク自体の低熱化を防ぐことにより、地金等の
付着堆積を防止する提案がなされている。なお、図３お
よび図４における１４はアルミニウム溶湯を示す。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-77023, as shown in FIG. 4, in a ceramic stalk for low-pressure casting, a two-layer structure of an inner wall layer 12 and an outer wall layer 13 is provided. Heat insulating material layer 11
By providing a structure including the gasket and the gap portion 10, the heat insulating effect of the stalk itself is enhanced, and the heat transfer radiated from the inner side wall layer 12 is reduced, so that the stalk at the time of flowing and discharging (discharging) the molten metal. Proposals have been made to prevent adhesion and accumulation of ingots and the like by preventing the heat itself from lowering. In addition, 14 in FIGS. 3 and 4 indicates an aluminum melt.
【０００６】特開平５−１０４２３２号公報において
は、図５に示す如く、低圧鋳造機や真空鋳造機に用いら
れるセラミックス製ストークにおいて、ストーク１と中
間ストーク１５との取付部であるフランジ部４からの放
熱を抑えるために、断熱材層１１をフランジ部４又はそ
の近傍の内側に設けることを提案している。In Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-104232, as shown in FIG. 5, in a ceramic stalk used in a low-pressure casting machine or a vacuum casting machine, a flange 4 which is a mounting portion between a stalk 1 and an intermediate stalk 15 is used. It has been proposed to provide the heat insulating material layer 11 inside the flange portion 4 or in the vicinity thereof in order to suppress the heat radiation.
【０００７】更に、特開平５−１０４２３３号公報にお
いては、図６に示す如く、フランジ部４又はその近傍の
内側に断熱材層１１とヒータ１７とを設けることを提案
している。以上の提案は、前述の既存形状（ストークの
上部から下部に至る内径が同一寸法に形成された筒状ス
トーク）を有するストークに断熱手段や加熱手段を付与
することによって問題解決を図ろうとするものである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-104233 proposes to provide a heat insulating material layer 11 and a heater 17 inside or near the flange portion 4 as shown in FIG. The above proposal seeks to solve the problem by providing a heat insulating means or a heating means to a stalk having the above-mentioned existing shape (a cylindrical stalk having the same inner diameter from the upper part to the lower part of the stalk). It is.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】セラミックス製ストー
クは、溶損が生じないので鋳造品の品質は改善される
が、長期間にわたって使用されると、ストーク内側上部
の溶湯吐出口の近傍に溶湯の酸化物やスラグが徐々に付
着し（図７参照）、最終的にストークの溶湯吐出口を塞
いでしまい、注湯ができなくなるという問題がある。こ
のため、付着堆積物を除去する作業が必要となるが、そ
の除去作業を行うのでは作業効率を低下させるので、セ
ラミックス製ストークを使用する効果がなくなってしま
う、という問題がある。Although the ceramic stalk does not cause erosion, the quality of the cast product is improved. However, when the stalk is used for a long period of time, the stalk of the molten metal is formed near the molten metal discharge port in the upper part of the stalk. Oxide and slag gradually adhere (see FIG. 7), and eventually block the molten metal discharge port of the stalk, and there is a problem that pouring cannot be performed. For this reason, it is necessary to perform an operation for removing the attached deposits. However, performing the operation for removing the adhered deposit lowers the operation efficiency, and thus has a problem that the effect of using the ceramic stalk is lost.
【０００９】この問題を解決するために、前述の如く、
断熱手段や加熱手段を付与してストーク自体の低熱化を
防ぎ溶湯の酸化物やスラグの付着堆積を抑える提案がな
されているが、まだ問題は完全には解決されていない。
本発明は、フラックス処理されたアルミニウム等の金属
溶湯に長時間接触使用しても、浸食や付着物の形成が軽
減できると共に、ストークの内側上部の溶湯吐出口近傍
に溶湯の酸化物やスラグが付着しないセラミックス製ス
トークを提供することを目的とする。To solve this problem, as described above,
It has been proposed to provide a heat insulating means or a heating means to prevent the heat of the stalk itself from lowering and to suppress the adhesion and deposition of oxides and slag of the molten metal, but the problem has not yet been completely solved.
The present invention can reduce erosion and the formation of deposits even when used in contact with a molten metal such as aluminum that has been subjected to flux treatment for a long time, and the oxides and slag of the molten metal can be reduced in the vicinity of the molten metal discharge port on the upper inside of the stalk. An object of the present invention is to provide a ceramic stalk that does not adhere.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
製ストークにおいて、前記ストークが窒化珪素またはサ
イアロンの窒化珪素質焼結体からなり、表面に厚さ０．
１μｍ以上３００μｍ未満の酸化マグネシウムを主成分
とする表面層を形成するとともに、前記ストークの溶湯
通路内径を前記ストークの溶湯吐出口内径よりも大きく
形成し、前記溶湯吐出口内径部の縦方向長さを前記スト
ークの溶湯吐出口側フランジの厚さよりも短く形成する
と共に、前記溶湯吐出口内径の縦方向の端部と前記溶湯
通路内径の端部とをテーパにより又はＲ（曲面）により
連接して形成したことを特徴とするセラミックス製スト
ークである。According to the present invention, there is provided a stalk made of ceramics, wherein the stalk is made of silicon nitride or silicon nitride sintered body of sialon and has a thickness of 0.1 mm on the surface.
A surface layer mainly composed of magnesium oxide having a size of 1 μm or more and less than 300 μm is formed, and the inner diameter of the melt passage of the Stoke is formed larger than the inner diameter of the melt discharge port of the Stoke, and the longitudinal length of the inner diameter portion of the melt discharge port is formed. Is formed shorter than the thickness of the melt discharge port side flange of the Stoke, and the longitudinal end of the melt discharge port inner diameter and the end of the melt passage inner diameter are connected by taper or R (curved surface). A ceramic stalk characterized by being formed.
【００１１】上述のように、ストークの溶湯通路内径を
溶湯吐出口内径よりも大きく形成し、両者をテーパによ
り又はＲ（曲面）により連接したことにより、溶湯吐出
口内径の短い縦方向長さの面上を溶湯の酸化物やスラグ
が自然流下する間はまだ流動性が高いので、この短い縦
方向の面上を容易に下方に通過してしまい、溶湯吐出口
端部（図１および図２に示す３の部位）に流下すると付
着する部位をなくし、丁度雨のしずくが落下するのに似
て、内径を大きく形成した溶湯通路の内径面に付着（接
触）することもなくストークの下部のアルミニウム溶湯
面まで落下する。したがって、付着堆積物が付着し、成
長してストーク内を閉塞することがない。また付着堆積
物の除去作業も必要がなくなり、本発明のセラミックス
製ストークの長寿命化が達成できるのである。As described above, the inner diameter of the molten metal passage is formed larger than the inner diameter of the molten metal discharge port, and the two are connected by a taper or R (curved surface). Since the fluidity is still high while the oxide or slag of the molten metal flows down naturally on the surface, it easily passes downward on this short vertical surface, and the end of the molten metal discharge port (FIGS. 1 and 2) (3) as shown in the figure below), the part that adheres to the bottom of the stalk is removed without adhering (contacting) to the inner diameter surface of the molten metal passage, which has a larger inner diameter, just like the drop of rain just falling. Drops to the aluminum melt surface. Therefore, the deposit does not adhere and grow and does not block the inside of the stalk. In addition, there is no need to remove the adhered deposits, and the service life of the ceramic stalk of the present invention can be extended.
【００１２】ところで、窒化珪素又はサイアロンのよう
な耐熱性窒化珪素質焼結体をストークとして用いる場
合、確かにアルミニウム溶湯中への不純物の溶解が殆ど
ないので、溶湯の品質は改善される。しかし、窒化珪素
又はサイアロン等の耐熱性窒化珪素質焼結体をアルミニ
ウム溶湯中で用いると、窒化珪素質焼結体の表面に形成
されている酸性酸化物であるＳｉＯ2 膜とＮａＦ，Ｎａ
Ｃｌ等を主成分とするフラックスにより生成されるＮａ
Ｏ，ＮａＡｌＯ2 等の塩基性酸化物との間で反応生成物
が形成され、この反応生成物を媒体としてアルミニウム
やノロが付着する。このため、セラミックス製ストーク
の表面に０．１μｍ以上３００μｍ未満の酸化マグネシ
ウムを主成分とする表面層を形成する。表面に塩基性酸
化物である酸化マグネシウムを主成分とする層が形成さ
れていると、フラックスにより生成されるＮａＯ，Ｎａ
ＡｌＯ2 等の塩基性酸化物と殆ど反応しないので、フラ
ックス処理されたアルミニウム等の金属溶湯に長時間接
触使用しても、浸食や付着物の形成が軽減できる。When a heat-resistant silicon nitride-based sintered material such as silicon nitride or sialon is used as a stalk, the quality of the molten metal is improved because impurities are hardly dissolved in the molten aluminum. However, when a heat-resistant silicon nitride-based sintered body such as silicon nitride or sialon is used in a molten aluminum, an SiO 2 film, which is an acidic oxide formed on the surface of the silicon nitride-based sintered body, and NaF, Na
Na generated by a flux mainly containing Cl or the like
A reaction product is formed with a basic oxide such as O or NaAlO 2 , and aluminum or slag adheres using the reaction product as a medium. Therefore, a surface layer mainly composed of magnesium oxide having a size of 0.1 μm or more and less than 300 μm is formed on the surface of the ceramic stalk. If a layer mainly composed of magnesium oxide as a basic oxide is formed on the surface, NaO, Na
Since it hardly reacts with a basic oxide such as AlO 2 , erosion and the formation of deposits can be reduced even when used in contact with a flux-treated metal such as aluminum for a long time.
【００１３】酸化マグネシウムを主成分とする表面層
は、大部分がＭｇＯからなり、他の成分として下地の窒
化珪素質焼結体に含まれる元素の酸化物、例えばＳｉＯ
2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 等が少量混入している。そし
て、下地の窒化珪素質焼結体の酸化を防止するため、少
なくとも０．１μｍの厚さを必要とする。しかし、３０
０μｍ以上の厚さになると、下地の窒化珪素質焼結体と
の熱膨張係数の差により亀裂や剥離が生じる恐れがあ
る。The surface layer mainly composed of magnesium oxide is mostly composed of MgO, and as another component, an oxide of an element contained in the underlying silicon nitride sintered body, for example, SiO 2
2 , a small amount of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 and the like are mixed. Then, in order to prevent oxidation of the underlying silicon nitride sintered body, a thickness of at least 0.1 μm is required. But 30
If the thickness is 0 μm or more, cracks or peeling may occur due to a difference in thermal expansion coefficient from the underlying silicon nitride sintered body.
【００１４】下地の窒化珪素質焼結体は、窒化珪素粒子
又はサイアロン粒子を６０重量％以上、下地の窒化珪素
質焼結体を構成する元素、例えばＳｉ，Ａｌ，Ｙ，Ｏ，
Ｎ等からなる粒界相を４０重量％未満にする必要があ
る。窒化珪素粒子又はサイアロン粒子が６０重量％未満
であると、窒化珪素質焼結体が本来有する耐熱性、耐熱
衝撃性を低下し、アルミニウム等のストークとしての使
用には好ましくなくなる。The underlying silicon nitride sintered body contains at least 60% by weight of silicon nitride particles or sialon particles, and the elements constituting the underlying silicon nitride sintered body, for example, Si, Al, Y, O,
It is necessary to make the grain boundary phase composed of N or the like less than 40% by weight. If the content of silicon nitride particles or sialon particles is less than 60% by weight, the heat resistance and thermal shock resistance inherent in the silicon nitride-based sintered body are reduced, which is not preferable for use as a stalk of aluminum or the like.
【００１５】酸化マグネシウムを主成分とする表面層と
下地の窒化珪素質焼結体とは強固に接着する構造になっ
ている。これは、下地の窒化珪素質焼結体の表面に、粒
界相成分と酸化マグネシウムとが混合した層が８００℃
〜１４００℃の加熱処理により形成されることによる。
このように、単なる機械的な付着でないので、ストーク
として用いても容易に剥離することがなく、十分使用に
耐えるものとなる。The surface layer mainly composed of magnesium oxide and the underlying silicon nitride sintered body have a structure in which they are firmly adhered to each other. This is because a layer in which a grain boundary phase component and magnesium oxide are mixed is 800 ° C. on the surface of the underlying silicon nitride sintered body.
This is due to being formed by a heat treatment at １1400 ° C.
As described above, since it is not a mere mechanical adhesion, even if used as a stalk, it is not easily peeled off, and can be sufficiently used.
【００１６】更に、金属溶湯と窒化珪素質焼結体の反応
阻止効果を高めるため、金属溶湯と窒化珪素質焼結体と
の濡れ性を低減する目的で窒化硼素（ＢＮ）を酸化マグ
ネシウムを主成分とする表面層の上に塗布することもで
きる。Further, in order to enhance the effect of inhibiting the reaction between the molten metal and the silicon nitride sintered body, boron nitride (BN) is mainly composed of magnesium oxide for the purpose of reducing the wettability between the molten metal and the silicon nitride sintered body. It can also be applied on a surface layer as a component.
【００１７】以上はアルミニウムを例として述べたが、
他の金属及び合金の溶湯においても、その金属酸化物と
窒化珪素質焼結体の表面に形成されるＳｉＯ2 との間に
同様の反応が起る。しかし、アルミニウムの場合と同様
に、酸化マグネシウムを主成分とする表面層によりこの
反応が阻止できる。Although the above has been described by taking aluminum as an example,
A similar reaction occurs between the metal oxide and SiO 2 formed on the surface of the silicon nitride based sintered body in the molten metal of other metals and alloys. However, as in the case of aluminum, this reaction can be prevented by the surface layer mainly composed of magnesium oxide.
【００１８】[0018]
実施例１ 図１は、本発明の一実施例を示す低圧鋳造用のセラミッ
クス製ストークの要部縦断面図である。ストーク１は、
溶湯通路内径Ｄ２がストーク１の下端（図示せず）から
上方に向って所定の肉厚を有する同一内径部５をもって
ストレートに形成されている。そして、溶湯吐出口内径
Ｄ１の縦方向の長さが溶湯吐出口内径端部３までと短く
（フランジ部４の厚さよりも短い）形成されており、当
該端部３から溶湯通路内径Ｄ２にかけてテーパ部２をも
って形成されている。このため、溶湯吐出口内径Ｄ１の
短い縦方向長さの面上を溶湯の酸化物やスラグが流動性
の高いうちに容易に自然流下してしまい、その端部３に
到達すると付着する部位をなくして、丁度雨のしずくが
自然落下するのに似て、テーパ部２および溶湯通路内径
Ｄ２の面上に流下し付着することもなくストーク１の下
部のアルミニウム溶湯面（図８を参照）まで落下する。
なお、溶湯吐出口内径Ｄ１の縦方向長さを短く（フラン
ジ部４の厚さよりも短く）形成しているため、フランジ
部４からの伝熱、放熱を抑えることができ、溶湯の酸化
物やスラグの流動性を高く保つことに効果がある。した
がって、付着堆積物が付着し、成長してストーク内を閉
塞することがない。このため、付着堆積物の除去作業も
必要がなくなり、本発明のセラミックス製ストークの著
しい長寿命化を達成できる。Embodiment 1 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a ceramic stalk for low pressure casting showing an embodiment of the present invention. Stoke 1
The inner diameter D2 of the molten metal passage is formed straight from the lower end (not shown) of the stalk 1 with the same inner diameter portion 5 having a predetermined thickness upward from the lower end (not shown). The length of the melt discharge port inner diameter D1 in the vertical direction is formed as short as the end 3 of the melt discharge port inner diameter (shorter than the thickness of the flange portion 4), and the taper extends from the end 3 to the melt passage inner diameter D2. The portion 2 is formed. For this reason, the oxide or slag of the molten metal easily flows down naturally on the surface of the molten metal discharge port inner diameter D1 having a short vertical length while the fluidity is high, and the portion where the oxide or slag adheres when reaching the end 3 is removed. It is similar to the case where rain drops just fall naturally, and flows down onto the surface of the taper portion 2 and the inner diameter D2 of the molten metal passage without adhering to the aluminum molten surface below the stalk 1 (see FIG. 8). Fall.
In addition, since the longitudinal length of the inner diameter D1 of the molten metal discharge port is made shorter (less than the thickness of the flange portion 4), heat transfer and heat radiation from the flange portion 4 can be suppressed, and oxides of the molten metal and It is effective to keep the fluidity of the slag high. Therefore, the deposit does not adhere and grow and does not block the inside of the stalk. For this reason, there is no need to remove the adhered deposits, and the life of the ceramic stalk according to the present invention can be significantly extended.
【００１９】実施例２ 図２は、本発明の他の実施例を示す低圧鋳造用のセラミ
ックス製ストークの要部縦断面図である。図２における
各部位の名称に対する符号は図１と同じとした。 図２
に示す本発明のストーク１においては、溶湯吐出口内径
Ｄ１の縦方向端部３から溶湯通路内径Ｄ２にかけてＲ
（曲面）部６をもって連接して形成している以外は図１
と同様の形状的構成である。図２においても溶湯の酸化
物やスラグが溶湯吐出口Ｄ１を閉塞しない作用について
は図１で説明したのと同様であるが、図２に示す実施例
においては、溶湯吐出口Ｄ１の内面に対して縦方向端部
３から略垂直方向にＲ（曲面）部を形成しているので溶
湯の酸化物やスラグの付着切れは更に良好であり、付着
堆積物が発生することがない。Embodiment 2 FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of a ceramic stalk for low pressure casting showing another embodiment of the present invention. The reference numerals for the names of the respective parts in FIG. 2 are the same as those in FIG. FIG.
In the stalk 1 of the present invention shown in FIG. 1, R extends from the longitudinal end 3 of the inner diameter D1 of the molten metal discharge port to the inner diameter D2 of the molten metal passage.
1 except that the (curved surface) portion 6 is connected and formed.
It has the same configuration as that of FIG. In FIG. 2 as well, the effect of the oxide or slag of the molten metal not blocking the molten metal discharge port D1 is the same as that described in FIG. 1, but in the embodiment shown in FIG. Since the R (curved surface) portion is formed in a substantially vertical direction from the vertical end portion 3, the adhesion of the oxide or slag of the molten metal is further improved, and the deposit is not generated.
【００２０】実施例３ 原料粉末としてＳｉ3 Ｎ4 粉末８５重量％、ＡｌＮ固溶
体粉末３重量％、Ｙ2Ｏ3 粉末７重量％、Ａｌ2 Ｏ3 粉
末５重量％よりなる粉末を混合した後、冷間静水圧プレ
スにより１トン／ｃｍ2 の圧力で成形し、さらにグリー
ン加工を行い、ストークの成形体を得た。この成形体を
Ｓｉ3 Ｎ4 製のるつぼに入れ、カーボンヒーターを用
い、常圧Ｎ2 ガスの気流中で１７５０℃、５時間の条件
で焼結し、図１と図２に示すサイアロン製のストークを
各々１本製作した。表面には、１０００℃の加熱処理に
より酸化マグネシウムを主成分とする表面層を形成し
た。このようにして製作したサイアロン製ストークを各
々別の低圧鋳造機にセットし、同一条件で注湯作業（ア
ルミニウム溶湯温度は７５０℃）を１日２０回の頻度で
１年以上連続的に行っているが、従来発生していた溶湯
の酸化物やスラグの付着堆積物は発生していない。以上
の実施例については、アルミニウム溶湯の低圧鋳造につ
いて使用する場合について述べたが、本発明のセラミッ
クス製ストークを例えば黄銅溶湯等他の金属溶湯用のス
トークとして使用してよいことは勿論である。[0020] Si 3 N 4 powder 85% by weight Example 3 raw powder, AlN solid-solution powder 3 wt%, Y 2 O 3 powder 7 wt%, was mixed with powder of Al 2 O 3 powder 5% by weight, Molding was performed at a pressure of 1 ton / cm 2 by a cold isostatic press, and further green processing was performed to obtain a Stoke molded body. This compact was placed in a crucible made of Si 3 N 4 , sintered at 1750 ° C. for 5 hours in a stream of normal pressure N 2 gas using a carbon heater, and made of Sialon shown in FIGS. 1 and 2. One stoke was made for each. A surface layer mainly composed of magnesium oxide was formed on the surface by heat treatment at 1000 ° C. The sialon-made stalks manufactured in this manner were set in different low-pressure casting machines, and pouring operation (aluminum molten metal temperature was 750 ° C.) was performed continuously under the same conditions at a frequency of 20 times a day for one year or more. However, the oxides of the molten metal and the deposits of slag which have conventionally been generated are not generated. In the above embodiment, the case of using low-pressure casting of molten aluminum has been described. However, it is needless to say that the ceramic stalk of the present invention may be used as stalk for other molten metal such as brass molten metal.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の効果を列記
すると次の如くである。 １）本発明のセラミックス製ストークは、溶湯の酸化物
やスラグの付着切れがよいので、付着堆積物の発生がな
く、その除去作業が省力でき、長寿命化が達成できる。 ２）アルミニウム溶湯の酸化物やスラグに対する耐付着
性に優れているため、長期にわたって修理の必要がな
い。このため、作業効率が著しく向上する。As described above, the effects of the present invention are listed as follows. 1) Since the ceramic stalk of the present invention has good adhesion of oxides and slag of the molten metal, there is no generation of attached deposits, labor for removing the deposits can be saved, and a long life can be achieved. 2) Since the aluminum melt has excellent adhesion resistance to oxides and slag, there is no need for long-term repair. For this reason, work efficiency is significantly improved.
【図１】本発明の一実施例を示すセラミックス製ストー
クの要部縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a ceramic stalk showing one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例を示すセラミックス製スト
ークの要部縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of a ceramic stalk showing another embodiment of the present invention.
【図３】従来のセラミックス製ストークの縦断面図であ
る。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional ceramic stalk.
【図４】従来のセラミックス製ストークの縦断面図であ
る。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional ceramic stalk.
【図５】従来の鋳造機用セラミックス製ストークの縦断
面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional ceramic stalk for a casting machine.
【図６】従来の鋳造機用セラミックス製ストークの縦断
面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional ceramic stalk for a casting machine.
【図７】従来のセラミックス製ストークの溶湯吐出口側
における付着物の状態を示す図である。FIG. 7 is a view showing a state of a deposit on a melt discharge port side of a conventional ceramic stalk.
【図８】低圧鋳造機の概略縦断面図である。FIG. 8 is a schematic vertical sectional view of a low-pressure casting machine.
１ ストーク Ｄ１ 溶湯吐出口内径 Ｄ２ 溶湯通路内径 ２ テーパ部 ３ 溶湯吐出口内径端部 ４ フランジ部 ５ ストレート内径部 ６ Ｒ（曲面）部 １０ 空隙部 １１ 断熱材層 １２ 内側壁層 １３ 外側壁層 １４ アルミニウム溶湯 １５ 中間ストーク １６ 付着堆積物 ２０ 低圧鋳造機 ２１ 密閉室 ２２ 加圧エアー ２３ フィーダ ２４ 湯口ブッシュ ２５ 金型 ２６ アルミニウム溶湯 ２７ 製品キャビティ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stoke D1 Molten discharge port inner diameter D2 Molten metal passage inner diameter 2 Taper part 3 Molten discharge port inner diameter end part 4 Flange part 5 Straight inner diameter part 6 R (curved surface) part 10 Void part 11 Heat insulation material layer 12 Inner side wall layer 13 Outer side wall layer 14 Aluminum melt 15 Intermediate stalk 16 Adhered deposit 20 Low-pressure caster 21 Closed chamber 22 Pressurized air 23 Feeder 24 Faucet bush 25 Die 26 Aluminum melt 27 Product cavity
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−237554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89458（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23825（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104231（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 18/04 B22D 18/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-237554 (JP, A) JP-A-63-89458 (JP, A) JP-A-5-23825 (JP, A) JP-A-5-238 104231 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B22D 18/04 B22D 18/06
Claims (2)
ストークが窒化珪素またはサイアロンの窒化珪素質焼結
体からなり、表面に厚さ０．１μｍ以上３００μｍ未満
の酸化マグネシウムを主成分とする表面層を形成すると
ともに、前記ストークの溶湯通路内径を前記ストークの
溶湯吐出口内径よりも大きく形成し、前記溶湯吐出口内
径部の縦方向長さを前記ストークの溶湯吐出口側フラン
ジの厚さよりも短く形成すると共に、前記溶湯吐出口内
径の縦方向の端部と前記溶湯通路内径の端部とをテーパ
により又はＲ（曲面）により連接して形成したことを特
徴とするセラミックス製ストーク。1. In a ceramic stalk, the stalk is made of a silicon nitride sintered body of silicon nitride or sialon, and forms a surface layer mainly composed of magnesium oxide having a thickness of 0.1 μm or more and less than 300 μm on a surface. At the same time, the inner diameter of the molten metal passage is formed larger than the inner diameter of the molten metal discharge port of the Stoke, and the longitudinal length of the inner diameter portion of the molten metal discharge port is formed shorter than the thickness of the molten metal discharge port side flange of the Stoke. A ceramic stalk, wherein a longitudinal end of the inner diameter of the molten metal discharge port and an end of the inner diameter of the molten metal passage are connected by a taper or R (curved surface).
と下地の窒化珪素質焼結体とが、下地の窒化珪素質焼結
体の表面に形成された粒界相成分と酸化マグネシウムと
の混合層により、接着されてなることを特徴とする請求
項１に記載のセラミックス製ストーク。2. A method according to claim 1, wherein the surface layer containing magnesium oxide as a main component and the underlying silicon nitride sintered body are formed by mixing a grain boundary phase component formed on the surface of the underlying silicon nitride sintered body with magnesium oxide. The ceramic stalk according to claim 1, wherein the ceramic stalk is adhered by a layer.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010004848A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | ニチアス株式会社 | Intermediate stoke, method for producing the same and low pressure casting device |
Families Citing this family (1)
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| JP6075171B2 (en) * | 2013-04-11 | 2017-02-08 | 住友金属鉱山株式会社 | Dredging unit for metal melt |
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- 1993-11-05 JP JP27685993A patent/JP3339141B2/en not_active Expired - Fee Related
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