Material resistente al calor y método de fabricación del mismo
Descripción general
 Un material resistente al calor que es excelente en resistencia al calor, resistencia a la corrosión con metales y tiene alta resistencia incluso si es un material delgado, y un proceso para producir el mismo. ] Un material resistente al calor consiste en metal cerámico y refractario, caracterizado porque tiene una capa de soporte que contiene un refractario de metal 20 100% en volumen en el lado opuesto de al menos la superficie que se aplica calor. En dicho material resistente al calor, por ejemplo, la cerámica es un cuerpo poroso, y la capa de soporte se forma precipitando un metal refractario en al menos una parte de los poros de las cerámicas porosas.
Campo técnico
La presente invención es, por ejemplo, a un material resistente al calor para su uso en un procedimiento de colada continua o un material estructural de aluminio fundido utilizado en la producción de tal acero, aeronave se mueve a una velocidad alta (cohete).
Convencionalmente, en la producción de acero y similares, la placa de acero se fabrica mediante el proceso de planchado de acero producido en un alto horno mediante un proceso de fundición uniforme (recalentamiento) de fundición y laminado de acero refinado.
Sin embargo, con un método de fundición de este tipo, es necesario calentar el lingote fabricado enfriando el arrabio, luego enrollándolo, y derrochando energía térmica. Para eliminar dicho desperdicio de energía térmica, se ha desarrollado un método de colada continua sin un paso de remojo (Steel Manufacturing Method, editado por The Iron and Steel Institute of Japan).
Como tal, un aparato de colada continua, por ejemplo, uno que se muestra en la figura 3 es conocido. Es decir, el aparato de colada continua se compone de una artesa 11, un molde 13, una plataforma 15 de rodillos, un rodillo 17 de enderezamiento, y una máquina 19 de corte, la pieza de fundición se moldea al pasar a través del molde 13, Se enfría desde un lado. Como material resistente al calor para un aparato de colada continua de este tipo, se han usado convencionalmente ladrillos refractarios.
Sin embargo, un intento de mejorar tal un método de colada continua adicional muy pero se forma rápido gradiente de temperatura en el material resistente al calor para la refrigeración de la losa caliente, en el material resistente al calor convencional está dañado en el uso de unos pocos grados , O hay un problema que se vuelve imposible de usar. Y, en los últimos años, se ha requerido un material resistente al calor que no se puede usar aunque se use muchas veces a una temperatura tan alta.
Además, aunque la punta de un cuerpo en movimiento que se mueve a alta velocidad se convierte en alta temperatura, se requiere una alta resistencia para un material resistente al calor con un grosor delgado, pero resistencia al calor suficiente para soportar tales condiciones de uso. Los materiales no han sido desarrollados aún.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un material resistente al calor que pueda soportar una temperatura elevada y un gradiente de temperatura abrupto suficientemente.
La presente [inventor] Como resultado de la adición considerado para los problemas, es excelente en resistencia a la corrosión del metal, la excelente cerámica rendimiento aislante del calor, cuando un compuesto de un metal refractario de una alta resistencia para su uso como un material resistente al calor Excelente en resistencia al calor y resistencia a la corrosión con metales y alta resistencia incluso si es un material delgado, y ha alcanzado la presente invención.
Es decir, el material resistente al calor de la presente invención es un material resistente al calor consiste en metal cerámico y refractario, en que tiene una capa de soporte que contiene un metal refractario 20 100% en volumen en el lado opuesto de al menos la superficie que se aplica calor Características Para tal material resistente al calor, por ejemplo, la cerámica puede ser un cuerpo poroso y la capa de soporte puede formarse colocando un metal refractario en al menos una parte de los poros de las cerámicas porosas.
Tal material resistente al calor se produce, por ejemplo, impregnando un metal refractario con al menos una superficie de cerámica porosa compuesta de fibras o partículas mediante deposición de vapor químico. Además, por ejemplo, se produce precipitando un metal refractario en la superficie de cerámica densa hecha de partículas mediante un método de deposición de vapor químico.
Material resistente de la presente invención, como se muestra en la Fig. 1, una capa resistente al calor 31 está constituido por una capa de soporte 33, el espesor de la capa resistente al calor 31 es arbitraria, el espesor de la capa de soporte 33 es 0,1 10 mm es preferible. En particular, es preferible 0,55 mm. Entonces, el lado de la capa de soporte 33 se usa en el lado de baja temperatura.
se aplica superficie opuesta a al menos calentar la cerámica, es decir, a esa forma la capa de soporte en el lado para ser una temperatura baja, que tiene baja resistencia de otro material resistente de metal es de cerámica sola, mediante la formación de una capa de soporte Esto es para mejorar la resistencia como material resistente al calor. Además, la capa de soporte, 20 100 se formó por que contiene un% en volumen de un metal refractario, si el metal refractario es menos de 20% en volumen, porque no se puede obtener el efecto de mejorar la resistencia del material resistente al calor Ahí La capa resistente al calor está compuesta únicamente de cerámica, metal de alto punto de fusión o cerámica, y la capa de soporte está compuesta únicamente de cerámica, metal refractario o metal de alto punto de fusión.
Además, la capa soporte puede estar formado en la presencia de un punto de metal de fusión alto en al menos una porción de los poros de las cerámicas porosas, pero en este caso la cerámica porosa se estabiliza fibras de ZrO2, fibras Al2 O3, barbas Si3 N4 , Son preferibles las triquitas de SiC, Si3N4 o similares. También, se puede formar en la presencia de un punto de metal de fusión alto en una parte de la brecha en el lado que se encuentra a baja temperatura cerámica, puede estar presente de metal refractario a casi todo el espacio de aire. Al precipitar así el metal refractario en los huecos de las cerámicas porosas, se convierte en un material resistente al calor con una excelente resistencia al choque térmico durante el calentamiento rápido y el enfriamiento rápido. A medida que el metal refractario, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, pero W es, estos carburos pueden contener algunos compuestos tales como nitruros. La capa de soporte puede tener una pluralidad de capas. Por ejemplo, puede estar presente una capa de soporte de Ti y una capa de soporte de Zr.
Como un método de crear un material refractario de la presente invención, por ejemplo, se estabilizó fibras de ZrO2, fibras Al2 O3, barbas Si3 N4, filamentos de SiC, refractarios a la cerámica porosos hechos de Si3 N4, por el método de fase de vapor químico (CVD) E impregnando con un metal. Específicamente, por ejemplo, estabilizada fibras de ZrO2, fibras Al2 O3, barbas Si3 N4, filamentos de SiC, el polvo Si3 N4 y similares, y moldeados por un proceso de moldeo predeterminado, y al horno 1 6 horas a 1000 ° C. 1800, cerámicas porosas Y realiza procesos tales como pulido. Se usa moldeo a presión convencionalmente, moldeo por colada o similar como método de moldeo.
Después de ello, la carcasa de cerámica porosa a la impregnación química de vapor en el aparato, mediante la introducción de un gas predeterminado en la impregnación química de vapor en el dispositivo, la impregnación de la superficie de metal refractario y el interior de la cerámica porosa . Es decir, cuando se describirá para la formación de una capa de soporte es W, la impregnación química de vapor en el aparato se mantiene a una temperatura de 650 1400 ° C, mezclado en una relación molar de H2 / WF6 en la impregnación en fase de vapor el aparato es 4 o más El gas WF 6 + H 2 así introducido se introduce para impregnar el metal de alto punto de fusión de W en la superficie y el interior de la cerámica.
A continuación, las cerámicas impregnadas con W se retiran del aparato de impregnación en fase gaseosa, y la superficie del mismo se somete a un procesamiento tal como pulido y corte según sea necesario para preparar un material resistente al calor de la presente invención. El material resistente al calor de la presente invención puede tener una denominada función de inclinación en la que la relación de composición de la cerámica y el metal refractario se cambia gradualmente en la dirección del espesor del material resistente al calor. Además, para evitar la oxidación del metal refractario, se puede formar una capa antioxidante de SiO2, Cr o similar entre la capa resistente al calor y la capa de soporte.
El material resistente al calor de la presente invención se adapta a una densa cerámica que consiste en partículas en una impregnación química de vapor en el aparato, mediante la introducción de un gas predeterminado en la impregnación química de vapor en el aparato, la superficie de la densa cerámica Precipitando un metal refractario en la superficie del sustrato. En este caso, la capa de soporte está compuesta únicamente por un metal refractario. Cuando se usa una cerámica tan densa, es posible proporcionar un material resistente al calor que tenga una excelente resistencia al viento.
Tal material resistente al calor, por ejemplo, cuando se explica cuando se aplica a un aparato de colada continua, un metal que tiene una alta conductividad térmica para la capa de soporte, por ejemplo, una camisa de refrigeración por agua de cobre se suelda, la losa de alto calor del lado de cerámica Es distribuido y usado. El material resistente al calor de la presente invención, es, por supuesto, para ser aplicado al aparato de colada continua como se describe anteriormente, además, también ser aplicado a un cuerpo que se mueve a alta velocidad (cohete, jet, etc.), alta y baja temperatura El material resistente al calor de la presente invención también se puede aplicar a un lugar donde se repite o un lugar no a una temperatura tan alta.
Material resistente de la presente invención, ya que la capa de soporte a la superficie opuesta al calor de cerámica se aplica se forma, resistencia al calor poseído por la cerámica, es decir, incluso soportar con gradiente de temperatura rápida, el material resistente al calor por una capa de soporte Es posible hacerse de alta resistencia.
Además, al menos una superficie de la cerámica hecha de fibras o partículas, por impregnación del metal refractario por el método de impregnación química de vapor, es posible crear fácilmente un material resistente al calor de la presente invención.
De aquí en adelante, la presente invención se describirá en los siguientes ejemplos.
Se prepararon cerámicas que tenían un espesor de 2 10 mm de manera que la composición del cuerpo sinterizado y la porosidad eran las que se muestran en la Tabla 1 y en la Tabla 2. Entonces, para dar cabida a la impregnación química de vapor de cerámica en el aparato, retener la impregnación química de vapor en el aparato en una condición predeterminada, un gas mixto de gas flúor y gas de hidrógeno en la impregnación en fase de vapor en el dispositivo (por ejemplo, WF6 + H 2 gas) para precipitar metal de alto punto de fusión en la superficie y el interior de la cerámica para formar una capa de soporte con un espesor de 13 mm. A continuación, el metal refractario de cerámica se deposita se extrae desde el dispositivo de impregnación en fase de vapor, el pulido en caso necesario la superficie, mediante la realización de procesamiento, tales como corte, para crear un material resistente al calor de la presente invención.
La figura 2 muestra un ejemplo en el que W precipita en cerámica porosa formada a partir de fibra de ZrO2 estabilizada (diámetro 10 μm) 41. El número de referencia 43 denota una capa resistente al calor, y el 45 denota una capa de soporte. En este caso, los huecos de las cerámicas porosas se llenan con W.
Se soldó una camisa de cobre refrigerada por agua al material resistente al calor obtenido de esta manera, y se pasó una pieza de colada a alta temperatura a través del lado de la capa resistente al calor para examinar el número de veces duraderas. Además, la porosidad de la capa resistente al calor y la capa de soporte, así como medido por el método de Arquímedes, un contenido de metal refractario se determinó mediante SEM (microscopio electrónico de barrido). Los resultados se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2.
Para las muestras núms. 7, 10, 13 y 16, se formó una capa de soporte que tenía solo un metal de alto punto de fusión. Para las capas de soporte de las muestras n. ° 3, 4, 5, 6, 9, 12 y 15, se precipitó metal de alto punto de fusión en todos los vacíos, y para la capa de soporte de la muestra n. ° 2, uno de los vacíos El metal de alto punto de fusión se precipitó en la porción. En las muestras n. 17, 18 y 20, se usaron cerámicas densas usando polvo. La muestra n. ° 21 es un ejemplo en el que se formó una capa de Cr entre una capa de soporte hecha de W y una capa resistente al calor hecha de fibras de ZrO2 estabilizadas. capa muestras No.7,10,13,16 es una porción del metal refractario W solamente y la capa de soporte, entre la capa soporte y la capa resistente al calor, W está impregnada se interpone en la cerámica Por ejemplo.
De acuerdo con la Tabla 1, la durabilidad del material resistente al calor de la presente invención se mejoró enormemente. Se considera que esto se debe a que se ha mejorado la resistencia y la resistencia al choque térmico del material resistente al calor.
Antecedentes de la técnica
Medios para resolver el problema
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, ya que la capa de soporte a la superficie opuesta al calor de cerámica se aplica se forma, resistencia al calor poseído por la cerámica, es decir, incluso con soportar los gradientes de temperatura rápidos, Con la capa de soporte, el material resistente al calor en sí puede tener una gran resistencia. Además, al menos una superficie de una cerámica porosa hecha de fibras o partículas, por impregnación química de vapor o impregnado con un metal refractario, sobre la superficie de la denso, un metal refractario cerámico por impregnación química de vapor Al precipitar, el material resistente al calor de la presente invención se puede preparar fácilmente.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección longitudinal que muestra un material resistente al calor de la presente invención.
La figura 2 es una vista explicativa que muestra un ejemplo en el que las fibras estabilizadas de ZrO2 están impregnadas con W.
La figura 3 es una vista explicativa para explicar un método de colada continua usado para fabricar acero.
31, 43 capa resistente al calor
33, 45 Capa de soporte
Reclamo
Un material resistente al calor compuesto de la reivindicación 1 de metal cerámico y refractario, material refractario que se caracteriza por que tiene una capa de soporte que contiene un refractario de metal 20 100% en volumen en el lado opuesto de al menos la superficie que se aplica calor.
Reivindicación 2 de cerámica es porosa, capa de soporte, según la reivindicación 1 el material resistente al calor de acuerdo constituida en la presencia de un punto de metal de fusión alto en al menos una parte de los huecos de las cerámicas porosas.
3. Un método para producir un material resistente al calor, que comprende impregnar un metal refractario con al menos una superficie de una cerámica porosa que comprende fibras o partículas mediante un método químico de deposición de vapor.
4. Un método para producir un material resistente al calor, que comprende precipitar un metal refractario sobre la superficie de una cerámica densa compuesta de partículas por deposición de vapor químico.
Dibujo :
Application number :1994-001683
Inventors :京セラ株式会社
Original Assignee :林桂