帶金屬被膜電熔磚及其制造方法

專利名稱：帶金屬被膜電熔磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用金屬被膜覆蓋電熔磚的表面的帶金屬被膜電熔磚及其制造方法，特別是涉及帶金屬被膜電熔磚及其制造方法，所述帶金屬被膜電熔磚能夠作為構(gòu)成在玻璃設(shè)備制造 中與熔融玻璃接觸的部分等那樣的需要耐熱性及耐久性的構(gòu)造部分的部件使用。
背景技術(shù)：
作為用金屬被膜覆蓋基材的方法，有等離子噴鍍、氫氧焰噴鍍等噴鍍法(例如，參照下述專利文獻(xiàn)1)。該方法為將熔融金屬粒子狀噴鍍并向基材吹附的薄膜形成方法，也可以適用于導(dǎo)電性材料及絕緣性材料的任何一種。用金屬噴鍍被膜覆蓋金屬基材時，通常為了提高金屬基材和噴鍍被膜的牢固性， 對金屬基材表面實(shí)施噴砂處理等的前處理。詳細(xì)而言，通過噴出硬質(zhì)陶瓷粒子使其與金屬基材表面碰撞，在金屬基材表面上形成適宜的粗糙度的凹凸。通過形成這種凹凸，噴鍍的金屬粒子向凹部侵入，因此，在凹部固化的金屬發(fā)揮錨固效果而實(shí)現(xiàn)金屬基材和噴鍍金屬被膜的接合。上述方法利用了金屬基材的高柔韌性及高可塑變形性，但在如磚那樣的不是金屬制的基材的情況下，因?yàn)榛牡挠捕燃按喽?、可塑變形性低，因此噴砂處理的?yīng)用困難。因此，用噴鍍被膜覆蓋磚時，通過溶膠/凝膠法等將陶瓷的中間層設(shè)置于磚表面， 經(jīng)由其實(shí)現(xiàn)磚基材及金屬噴鍍被膜的粘合性的提升。該中間層通過陶瓷和磚中的玻璃(硅石)相的化學(xué)結(jié)合而形成牢固的接合，通過在陶瓷中間層中侵入噴鍍金屬粒子而粘固噴鍍被膜。另外，利用原材料的多孔性，在存在于耐火物基材表面的氣孔中填充鉬微粒子和無機(jī)質(zhì)材料的混合物并加熱燒成后，磨削表面使鉬微粒子的一部分露出從而形成噴鍍被膜的方法等被提出。(下述專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 (英國)特開1242996號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平10-195623號公報(bào)但是，使用了上述的陶瓷中間層的方法相對于不含玻璃相的基材不能發(fā)現(xiàn)化學(xué)結(jié)合帶來的固定，因此沒有效果。因此，不適合用噴鍍被膜覆蓋玻璃相低的電熔磚的情況。另外，上述專利文獻(xiàn)2的方法由于僅可適用于多孔性的材料，因此通常難以對于氣孔率低的電熔磚適用。由于這種情況，對于玻璃相少且致密性高的電熔磚，通過噴鍍形成金屬被膜是困難的，噴鍍的金屬在噴鍍中或噴鍍后的冷卻中容易從電熔磚上剝離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，提供帶金屬被膜電熔磚，開發(fā)可在玻璃相少且致密性高的陶瓷基材上形成牢固地粘合且不易剝離的金屬被膜的金屬被覆技術(shù)，耐久性高且適合作為耐熱結(jié)構(gòu)材料。
另外，本發(fā)明的課題在于，提供帶金屬被膜電熔磚的制造方法，能夠簡單且穩(wěn)定地提供覆蓋的金屬被膜通過應(yīng)力不能剝離，而能夠作為耐熱結(jié)構(gòu)材料利用的帶金屬被膜電熔磚。 為了解決所述課題，作為本發(fā)明者們經(jīng)過反復(fù)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過致力于形成于電熔磚的表面的凹凸，使金屬和磚的熱收縮量的差值帶來的熱應(yīng)力適宜分散，可在電熔磚的表面上設(shè)置適宜發(fā)揮錨固效果的金屬被膜，直至完成本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一方式，帶金屬被膜電熔磚的要旨是，具有在表面形成有規(guī)則的錨固用凹部的電熔磚和以覆蓋所述電熔磚的表面且灌封所述錨固用凹部的方式設(shè)置的金屬被膜，所述金屬被膜含有鉬族金屬，所述電熔磚，其氣孔率在5體積％以下且玻璃相的比例在15質(zhì)量％以下。另外，根據(jù)本發(fā)明的一方式，帶金屬被膜電熔磚的制造方法的要旨是，在氣孔率為 5體積％以下且玻璃相的比例為15質(zhì)量％以下的電熔磚的表面形成規(guī)則的錨固用凹部，將含有鉬族金屬的金屬噴鍍于所述電熔磚，形成充滿所述錨固用凹部且覆蓋所述電熔磚的表面的金屬被膜。根據(jù)本發(fā)明，在形成于電熔磚的表面的規(guī)則的凹凸中，使在金屬被膜和電熔磚之間產(chǎn)生的應(yīng)力適當(dāng)?shù)胤稚⒆饔?，不會產(chǎn)生凸部的斷裂及金屬被膜的變形而適宜地發(fā)揮錨固效果。因此，提供耐熱性及耐久性高且抑制了溫度變化帶來的金屬被膜的剝離的帶金屬被膜電熔磚，能夠作為耐熱結(jié)構(gòu)材料有效地利用。


圖1是表示本發(fā)明的電熔磚的一實(shí)施方式的平面圖(a)、及(a)的電熔磚的A_A線向視剖面圖；圖2是表示本發(fā)明的帶金屬被膜電熔磚的一實(shí)施方式的剖面圖；圖3是表示本發(fā)明的電熔磚的其它的實(shí)施方式的剖面圖(a) (d)。符號說明1，Ia Id:電熔磚3，3a 3d:錨固用凹部5 金屬被膜g, ga gd 槽11、13、21、23 平面15、25:曲面d 槽深ρ 槽間距χ 突起寬W:槽寬
具體實(shí)施例方式加熱成高溫的玻璃窯用的耐熱結(jié)構(gòu)材料使用耐火磚，其中，在要求有耐久性的喉口部，使用由鉬或者鉬合金的噴鍍被膜覆蓋的耐火磚。因?yàn)殡S著近年來技術(shù)的進(jìn)步而確立了強(qiáng)度高的電熔磚的制造，所以對于玻璃窯用耐火物，代替耐火磚而使用電熔磚。電熔磚是將耐火原料用埃魯電弧爐等加熱到1900 2500°C，通過將完全熔融的耐火原料用規(guī)定形狀的鑄模鑄造及緩冷固化而得到的耐火物，其為高密度，強(qiáng)度及耐久性比普通的燒制磚高。但是，電熔磚一般玻璃的相的比例小，因此，作為提高與金屬被膜的粘合性的技術(shù)使用上述的陶瓷是沒有效果的。另外，氣孔也少，氣孔率一般多在5%以下，因此，也很難利用如上述的專利文獻(xiàn)2的含金屬的膏向氣孔填充。另外，若考慮爐材的制造方法，則氣孔不是周期性存在于爐材中，而是零散地存在。因此，在向氣孔填充含金屬的膏的情況下，即使該填充膏具有錨固效果，該錨固效果也當(dāng)然是零散地存在。其結(jié)果是，在有錨固效果的部分和無錨固效果的部分產(chǎn)生金屬被膜和爐材的粘合性不同的部分，從而很難遍及被膜整體形成穩(wěn)定地粘合的金屬被膜。因此，為了提升與金屬被膜的粘合性，雖考慮了與金屬基板的情況同樣地實(shí)施噴砂處理，但實(shí)際上若對噴砂處理的電熔磚實(shí)施鉬噴鍍，則噴鍍中或者之后鉬被膜馬上剝離，很難使鉬被膜粘固。鉬被膜的剝離由于在噴砂處理中形成的磚表面的凸部根據(jù)應(yīng)力斷裂的狀態(tài)下發(fā)生，所以，原因是由于通過噴鍍時的金屬和電柱磚的溫度差而熱收縮量產(chǎn)生大的差，從而發(fā)生較大的應(yīng)力；以及在噴砂處理中不能形成發(fā)揮有效的錨固效果的凹凸。 因此，為了抑制電熔磚表面的凸部的斷裂，而使從金屬被膜施加的拉伸應(yīng)力盡可能地均勻分散，且將錨固效果有效地作用于電熔磚表面的凹凸加工對電熔磚表面實(shí)施是關(guān)鍵的。在本發(fā)明中，在電熔磚的表面設(shè)置規(guī)則的凹凸作為錨固用凹部，且以灌封該凹部并覆蓋表面的形式向磚表面噴鍍金屬。下面，對于本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。金屬噴鍍是不僅對導(dǎo)電性基材，而且對于絕緣體也可進(jìn)行金屬被膜的覆蓋方法， 可射出各種金屬的熔融粒子，通常使用鋅、鋁、錫、銅、黃銅、鋼等的金屬，但為了構(gòu)成可作為玻璃制造爐的結(jié)構(gòu)材料使用的耐熱/耐久性金屬噴鍍磚，而使用熔點(diǎn)高的Pt、Ir、Ru、Rh等鉬族金屬、或者含有一種以上的鉬族金屬的合金。作為合金，列舉例如Pt-5% Au、Pt-10% Ir、Pt-10% Rh等的鉬合金等。這些鉬族金屬及其合金的熱膨脹系數(shù)一般為8X 10_6 15X10_6(20°C)的程度。通過噴鍍法被射出的金屬粒子填充電熔磚的凹部并在表面上堆積而形成被膜。金屬噴鍍被膜的厚度可通過噴鍍量適宜調(diào)整。過剩厚的被膜有可能不能耐受拉伸應(yīng)力導(dǎo)致的變形，因此被膜的厚度(覆蓋除凹部外的磚表面上的厚度)優(yōu)選為100 400 μ m程度，更優(yōu)選的范圍為200 350 μ m。磚是將氧化鋁、硅酸氧化鋁、鋯石_多鋁紅柱石、硅石或者二氧化鈦等作為構(gòu)成成分的陶瓷，通過將黏土等原料加固燒制而得到是燒制磚，沒有進(jìn)行熱處理而通過化學(xué)結(jié)合材料結(jié)合及成形的為耐火物磚，與之相對，電熔磚為將原料在電爐中完全熔融鑄造的磚。作為電熔磚有AZS (AL2O3-SiO2-ZrO2)磚、α氧化鋁磚、β氧化鋁磚、α β氧化鋁磚、氧化鋁-鉻磚等。電熔磚中存在根據(jù)用途進(jìn)一步改良的磚，例如包含提高了氧化鋯的含有量的高氧化鋯質(zhì)磚、使氣孔率下降的無孔隙(VF)磚等，耐蝕性、致密性等分別提高。在本發(fā)明中，電熔磚從作為玻璃制造爐的結(jié)構(gòu)材料利用時的磚的強(qiáng)度及被生產(chǎn)的玻璃的品質(zhì)等的觀點(diǎn)來看，氣孔率優(yōu)選為5體積％以下，特別優(yōu)選為3體積％以下，玻璃相的比例為15體積％以下，特別優(yōu)選為10體積％以下。若玻璃相的比例高，則作為玻璃制造爐的結(jié)構(gòu)材料使用時電熔磚中的玻璃相成分向熔融玻璃中溶出，可能對被生產(chǎn)的玻璃的組成產(chǎn)生惡劣的影響，電熔磚本身的強(qiáng)度也可能下降。另外，電熔磚的氧化硅成分的比例根據(jù)組成而不同，但優(yōu)選為8質(zhì)量％程度以下。電熔磚的密度為3.5 5.5g/cm2。另外，AZS磚一般來說，玻璃相的比例高至超過15體積％，則在本發(fā)明中不被優(yōu)選使用。如上述的電熔磚很難實(shí)施經(jīng)由陶瓷中間層的噴鍍及使用了含金屬的膏的錨固接合，但本發(fā)明可適用于這種高密度、低玻璃相的硬質(zhì)的電熔磚。電熔磚的熱膨脹系數(shù)一般為6 X 10_6程度 8 X 10_6程度(在20-80°C中的平均熱膨脹率)、彎曲強(qiáng)度為80 120kg/cm2程度、壓縮強(qiáng)度超過200kg/cm2，在高氧化鋯電熔磚中顯示了超過2500kg/cm2的高的壓縮強(qiáng)度。但是，為了不因從金屬被膜承受的應(yīng)力斷裂而使金屬被膜錨固，需要研究形成于電熔磚表面的錨固用凹部的形式。為了使從金屬被膜對電熔磚加載的拉 伸應(yīng)力均一地分散，錨固用凹部需要以使凹部有規(guī)則地細(xì)分散配置于電熔磚表面的方式形成。作為錨固用凹部的規(guī)則的排列形式，例如有將多個槽平行排列的形式，作為進(jìn)一步考慮各向同性的排列形式，有多個槽(線狀的凹陷)交差的格子形狀、及多個圓柱形或者棱柱形的凹部均一分散的斑狀。從凸部(凹部間的相隔的部分)的強(qiáng)度的點(diǎn)考慮，優(yōu)選圓形凹部構(gòu)成的斑狀形式，另一方面，在加工容易度方面優(yōu)選為格子形狀的槽，實(shí)用上易采用格子形狀。格子形狀有正交格子、菱形格子、籠眼格子、三角格子等，在相對于應(yīng)力的凸部的強(qiáng)度方面，優(yōu)選為如圖1(a)的正方形正交格子(棋盤格)。然后，考慮錨固用凹部的截面(與磚表面垂直的截面)。圖1表示了在電熔磚1上作為錨固用凹部3設(shè)置有截面形狀為長方形的多個直線槽g組成的格子狀槽的實(shí)施方式， 在該方式中，各槽g的側(cè)面與磚表面垂直且槽寬w —定。與該實(shí)施方式不同，在以朝向凹部的深部槽寬變窄的方式使側(cè)面傾斜的情況下，金屬被膜的收縮帶來的拉伸應(yīng)力相對于側(cè)面作為剪切應(yīng)力起作用，易引起剝離。相反，在以朝向凹部的深部槽寬擴(kuò)大的方式使側(cè)面傾斜的情況下，作用于側(cè)面的應(yīng)力在深部(凸部的根基)集中，凸部變得易斷裂。因此，從向側(cè)面的應(yīng)力作用的觀點(diǎn)看，適宜用如圖1的截面長方形的槽g構(gòu)成錨固用凹部3的方式，應(yīng)力適當(dāng)?shù)叵蚺c磚表面垂直的槽的側(cè)面作用，與側(cè)面垂直的應(yīng)力成分作為錨固效果起作用。下面，參照圖2，對截面形狀為長方形的格子狀槽和金屬被膜的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，圖2是表示對圖1的電熔磚1噴鍍金屬而形成金屬被膜5的一例。為有效地取得錨固效果，雖然構(gòu)成錨固用凹部3的槽需要一定程度的深度，但過度深的槽使作為電熔磚1的表面部分的整體的強(qiáng)度降低，加工也困難。因此，若根據(jù)這些點(diǎn)尋求適宜的范圍，則槽的深度優(yōu)選為50 350 μ m程度，更優(yōu)選為150 250 μ m程度。這與上述的適宜的金屬被膜5的厚度的1/2 5/4相當(dāng)，將金屬被膜的厚度設(shè)為m，槽深設(shè)為 d而求比率d/m時，優(yōu)選為d/m為1/2 1，更優(yōu)選為1/2 3/4。另一方面，在金屬被膜5和電熔磚1之間產(chǎn)生的應(yīng)力的分散度通過槽間距(槽間間隔)P變化，為了分散應(yīng)力而使作用于一部位的應(yīng)力變小，需要將槽間距P變小。若對于該點(diǎn)考慮金屬被膜5的應(yīng)力耐久性及電熔磚1的強(qiáng)度，則槽間距ρ優(yōu)選為2. 5mm程度以下， 更優(yōu)選為1.5mm以下。由于同樣的理由，槽寬w也優(yōu)選為窄的，另外，在保持電熔磚1的表面部分的強(qiáng)度的方面考慮，槽寬w也優(yōu)選為窄的。但是，若槽寬w比被噴鍍的金屬粒子的粒徑窄，則不能用噴鍍粒子填充槽，因此，槽寬w被噴鍍粒子的尺寸被限制。通常，由于噴鍍粒子的粒徑為IOOym程度以上，所以槽寬w也為100 μ m程度以上，優(yōu)選為150 μ m程度以上 (通過噴鍍法可減少至40 μ m)。另外，為了使凸部抵抗應(yīng)力而保有不斷裂的強(qiáng)度，需要確保與應(yīng)力相應(yīng)的凸部寬度χ(=槽間間隔、槽間距P和槽寬W之間的差)。從金屬被膜5施加的拉伸應(yīng)力由于伴隨形成于電熔磚上的金屬被膜5的厚度m而增加，所以金屬被膜越厚越要增加凸部所要求的寬度。在這一點(diǎn)上，凸部寬度χ優(yōu)選為在金屬被膜的厚度m的4倍程度以上，而且，若考慮使槽間距P變小這一點(diǎn)，優(yōu)選的凸部寬度χ為膜的厚度m的2. 5 5 倍程度。即，x/m比為4 5程度。根據(jù)上述的適宜的金屬被膜的厚度m決定必要的凸部寬度χ時，凸部寬度χ優(yōu)選為700 μ m 2. 2mm程度，更優(yōu)選為750 μ m 1. 3mm程度。其結(jié)果是，優(yōu)選的槽間距P為800μπι 2. 5mm，更優(yōu)選的槽間距為1 1. 5mm程度。因此，若考慮上述凸部寬度χ及槽間距P，則槽寬優(yōu)選為300 μ m以下，更優(yōu)選為250 μ m以下。作用于槽的側(cè) 面的應(yīng)力，槽越深(側(cè)面越大)，應(yīng)力越向側(cè)面整體分散，凸部變得很難斷裂。因此，槽間距P相對于槽深d的比例p/d越小，應(yīng)力的分散性越高，越容易抑制被覆的剝離。若根據(jù)上述的適宜的槽間距P及槽的深度d求適宜分散應(yīng)力的p/d值，則優(yōu)選為3 8程度。上述的實(shí)施方式中，雖然將構(gòu)成錨固用凹部3的槽g的兩側(cè)面分別由一個平面規(guī)定，將截面構(gòu)成為長方形，但在實(shí)際加工中，如圖3(a) (d)，也可以進(jìn)行將槽的各側(cè)面由多個的平面或者曲面規(guī)定的變更。在這些錨固用凹部3a d中，以槽ga gd的側(cè)面朝向凹部稍微突出或者凹陷的方式由兩個平面11、13、21、23(圖3(a)及(c))或者曲面15、 25(圖3(b)及(d))構(gòu)成，槽ga gd從電熔磚Ia Id的表面朝向深部從槽寬W’向槽寬w 縮窄。圖3(a)及(b)中，在磚表面附近。槽ga、gd的錐度大，平面13及深部的曲面15和磚表面垂直。圖3(c)及(d)中，在深部，槽ga、gd的錐度大，平面21及磚表面附近的曲面25 和磚表面垂直。圖3(a)及(b)的方式在使凸部的耐久性提高方面是優(yōu)選的。但是，即使在圖3的實(shí)施方式中，為防止剪切應(yīng)力帶來的剝離，優(yōu)選的是實(shí)質(zhì)可近似長方形程度的變形， 因此，槽ga gd的縮窄率(磚表面的與槽寬W’相對的槽寬的減少量(w’ -w)的百分率) 為90%程度以下為適宜，縮窄度超過該縮窄率的槽的比例優(yōu)選為不足構(gòu)成錨固用凹部的槽整體的40% (比例根據(jù)槽的長度算出)。也可以將圖1的截面為長方形的槽和如圖3的縮窄的槽組合而構(gòu)成錨固用凹部。該情況下，構(gòu)成錨固用凹部的槽整體中的60%以上優(yōu)選為截面為長方形的槽g或者縮窄率為90%以下的槽ga gd。在設(shè)置斑狀的凹部作為錨固用凹部的情況下，若考慮加工則圓柱形凹部是實(shí)用的，該情況下，凹部的尺寸及配置的適宜范圍和上述同樣地決定。即，只要如下配置即可凹部的深度成為上述槽的深度，凹部的直徑成為上述的槽寬，凹部間的間隔成為上述的槽間間隔，凹部的峰值成為上述的槽間距。通過在電熔磚表面形成如上述的錨固用凹部，獲得可使金屬噴鍍被膜穩(wěn)定地粘固的電熔磚。槽的形成可使用安裝有由砂輪、金剛石刀片等構(gòu)成的磨削刀的磨削機(jī)以機(jī)械的方式進(jìn)行?；蛘撸部梢允褂眉す獾鹊母吣芰可渚€或高壓水流進(jìn)行。在形成斑狀的凹部作為錨固用凹部的情況下，只要使用銷孔鉆等的形式的磨削工具即可。在形成錨固用凹部之前， 當(dāng)通過研磨機(jī)進(jìn)行的切出等預(yù)先將電熔磚的表面修正為高精度的平面時，能夠避免由于預(yù)測不到的凹凸而引起的金屬噴鍍被膜的剝離，在這一點(diǎn)上是優(yōu)選的。電熔磚具有玻璃相少這樣的其它的磚沒有的特征，由于不容易非常牢固地在表面上實(shí)施凹凸加工，所以通常不進(jìn)行凹凸加工。但是，經(jīng)過一些表面加工技術(shù)的試行失敗，逐漸發(fā)現(xiàn)有錨固效果的凹凸加工法和不會導(dǎo)致凸部破壞的凹凸形狀，實(shí)現(xiàn)化成為可能。具體而言，通過試行失敗解決被膜的突起部表面剝離的問題和被膜的應(yīng)力帶來的突起部破壞的問題。 另外，本發(fā)明適用于用于玻璃熔融等的電熔磚基材，該基材大多為長方體等的簡單的形狀，因此，實(shí)施噴鍍的表面幾乎都為平面。但是，伴隨電熔磚的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，根據(jù)用途將磚機(jī)械加工成曲面形狀等并形成較復(fù)雜的形狀使用的要求也不少。這種情況下，應(yīng)通過噴鍍覆蓋金屬的表面也必然成為具有曲面的三維形狀。一般來說，硬質(zhì)且致密的電熔磚為典型的難加工材料，為了將本發(fā)明提出的形狀及尺寸被嚴(yán)格控制的槽加工成如上述的三維形狀，需要高度的加工技術(shù)，也不能忽視其所需要的成本。在要求上述那樣的向三維形狀的表面形成被覆的情況下，作為槽的替代可選擇斷續(xù)的孔加工，在加工難度及成本方面上是極為有利的。獲得本發(fā)明的效果的孔優(yōu)選為形成于正交格子(棋盤格)的交差位置，或者，優(yōu)選為以孔間距距離相同的形式配置于鋸齒狀的位置?？组g距的距離優(yōu)選為0. 7 2. 5mm程度，更優(yōu)選為1 1. 6mm程度。該孔直徑優(yōu)選為0. 2 0. 5mm程度，更優(yōu)選為0. 3 0. 4mm程度?？椎纳疃葍?yōu)選為0. 05 0. 35mm程度， 更優(yōu)選為0. 15 0. 25mm程度。如上述形成錨固用凹部的電熔磚通過噴鍍法射出熔融金屬粒子并進(jìn)行吹附后，通過冷卻固化金屬而形成金屬噴鍍被膜。噴鍍法有激光噴鍍法、線架(wire frame)噴鍍法、 等離子體噴鍍法、電弧噴鍍法、氫氧焰噴鍍法，任一個方法都可以。射出的金屬粒子優(yōu)選為細(xì)小，根據(jù)噴鍍方法的種類不同可減少至40 μ m程度，但一般來說通過噴鍍法射出的金屬粒子為50 150 μ m程度。由于噴鍍金屬粒子的溫度一般為700 1500°C程度，所以若實(shí)施噴鍍時加熱電熔磚，則噴鍍金屬和電熔磚之間的溫度差減小，優(yōu)選為磚和噴鍍金屬被膜之間的粘合性提高，在加熱電熔磚的狀態(tài)下噴鍍后緩冷至常溫。電熔磚的加熱溫度在噴鍍金屬的10°C以下，具體優(yōu)選為200 500°C程度，更優(yōu)選為300 400°C。最好盡量使緩冷時的降溫速度慢，期望為在10°C /分鐘程度以下。由于金屬噴鍍被膜是通過粒子的堆積形成的被膜，所以與熔融金屬的涂敷等帶來的固化膜等不同，在截面中通過發(fā)現(xiàn)粒狀堆積構(gòu)造來區(qū)分。這種構(gòu)造中，密度比相對較低，膨脹、收縮引起的應(yīng)力與普通的金屬膜相比緩和。如上述，若暫時用金屬噴鍍被膜覆蓋電熔磚，則金屬噴鍍被膜被牢牢地粘固于磚表面，只要實(shí)用時的溫度變化不是非常激烈，則通過金屬的蠕動變形及屈服能力而避免剝離。獲得的帶金屬被膜的電熔磚在高溫下的耐久性良好，不只利用于玻璃制造設(shè)備用的耐火、耐熱結(jié)構(gòu)材料，還可利用于氣體用反應(yīng)催化劑壁等。下面，參照實(shí)施例對于本發(fā)明做具體說明。[實(shí)施例]根據(jù)以下的操作，對電熔磚實(shí)施了槽加工后進(jìn)行金屬噴鍍，制成帶金屬被膜的電熔磚的試樣，其間，觀察金屬噴鍍被膜的狀態(tài)。將實(shí)施例1 3的試樣的形態(tài)及噴鍍結(jié)果記載于表Io實(shí)施例1(試樣Zl)將高氧化鋯電熔磚(旭硝子公司制X950、密度5. 45g/cm2、氧化硅4. 5%、ZrO2含量95質(zhì)量％以上、壓縮強(qiáng)度400kg/cm2、彎曲強(qiáng)度90kg/cm2、拉伸強(qiáng)度66. 67kg/cm2、熱膨脹系數(shù)0. 68、氣孔率0. 6體積％、玻璃相比例7體積％ )切割成長50mmX寬50mmX高IOmm的磚片，使用裝有#100的砂輪的橫軸磨削機(jī)磨削該磚片50mmX50mm的一面。使用裝有金剛石刀片的加工機(jī)在該磨削面上形成槽寬w 0. 2mm、槽深d 0. 1mm、槽間距ρ :1mm、凸部寬度χ 0. 8mm的正交格子形狀的槽。將上述電熔磚片在大氣氛圍中加熱至300°C，使用線架噴鍍法在形成有槽的面上開始鉬的噴鍍(飛行噴鍍粒子徑100 μ m程度、溫度約為100°C )，持續(xù)噴鍍至鉬被膜的膜厚達(dá)到300 μ m后，將磚片緩冷至常溫。在噴鍍中，在膜厚為200 μ m的時刻觀察到噴鍍被膜的剝離。另外，噴鍍被膜的剝離是指在被膜的一部分從爐材剝落的情況下也記載為剝離。(試樣Z2) 除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w 0. 2_、槽深d 0. 2_、槽間距ρ 0. 4mm、凸部寬度χ 0. 2mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。其結(jié)果是，在噴鍍的被膜的膜厚成為100 μ m的時刻觀察到噴鍍被膜的剝離。(試樣Z3)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w 0. 2mm、槽深d 0. 2mm、槽間距ρ 0. 6mm、凸部寬度χ 0. 4mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。其結(jié)果是，在噴鍍的被膜的膜厚成為100 μ m的時刻觀察到噴鍍被膜的剝離。(試樣Z4)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w :0. 2mm、槽深d 0. 2mm、槽間距ρ :1mm、凸部寬度χ :0.8mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為 300 μ m。另外，被膜的耐久性也高，作為耐熱構(gòu)造體也適用。(試樣Z5)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w 0. 2_、槽深d 0. 2_、槽間距ρ 1. 4mm、凸部寬度χ :1. 2mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為 300 μ m。另外，被膜的耐久性也高，作為耐熱構(gòu)造體也適用。(試樣Z6)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w 0. 3mm、槽深d 0. 3mm、槽間距ρ 0. 6mm、凸部寬度χ 0. 3mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。其結(jié)果是，雖然噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，但在緩冷的時刻看到了被膜的剝離。噴鍍被膜的膜厚為300 μ m。(試樣Z7)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w :0. 3mm、槽深d 0. 3mm、槽間距ρ :1. 2mm、凸部寬度χ 0. 9mm以外，與試樣Zl相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為 300 μ m。另外，被膜的耐久性也高，作為耐熱構(gòu)造體也適用。實(shí)施例2(試樣Al)將氧化鋁電熔磚(旭硝子公司制MB-A、密度3. 9g/cm2、氧化硅1%、Al2O3含量95 質(zhì)量％以上、壓縮強(qiáng)度250kg/cm2、彎曲強(qiáng)度83kg/cm2、拉伸強(qiáng)度41. 67kg/cm2、熱膨脹系數(shù)0. 7、氣孔率2. 0體積％、玻璃相比例1體積％以下)切割成長50mmX寬50mmX高IOmm的磚片，使用裝有#100的砂輪的橫軸磨削機(jī)磨削該磚片50mmX50mm的一面。使用裝有金剛石刀片的加工機(jī)在該磨削面上形成槽寬w 0. 2mm、槽深d 0. 2mm、槽間距ρ 0. 4mm、凸部寬度χ 0. 2mm的正交格子形狀的槽。將上述電熔磚片在大氣氛圍中加熱至300°C，使用線架噴鍍法在形成有槽的面上開始鉬的噴鍍(飛行噴鍍粒子徑100 μ m程度、溫度約為1000°C)，持續(xù)噴鍍至鉬被膜的膜厚達(dá)到300 μ m后，將磚片緩冷至常溫。在 噴鍍中，在膜厚為100 μ m的時刻觀察到噴鍍被膜的剝離。(試樣A2)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w :0. 2_、槽深d 0. 2_、槽間距ρ :1. 4mm、凸部寬度χ 1. 2mm以外，與試樣Al相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為 300 μ m。另外，被膜的耐久性也高，作為耐熱構(gòu)造體也適用。(試樣A3)除將槽的正交格子形狀設(shè)為槽寬w :0. 2mm、槽深d 0. 2mm、槽間距ρ :5mm、凸部寬度χ :4.8mm以外，與試樣Al相同，在電熔磚片的磨削面上形成槽并進(jìn)行鉬的噴鍍。其結(jié)果是，雖然噴鍍中沒有觀察到噴鍍被膜的剝離，但在緩冷的時刻按分量(升目每C )看到了被膜的剝離。噴鍍被膜的膜厚為300 μ m。實(shí)施例3(試樣Z8)除將噴鍍的金屬從鉬變更為Pt-10% Rh合金以外，與試樣TA相同，在對磨削面上形成有槽的電熔磚片進(jìn)行噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為300 μ m。另外，被膜的耐久性也高，作為耐熱構(gòu)造體也適用。(試樣A4)除將噴鍍的金屬從鉬變更為Pt-10% Rh合金以外，與試樣A2相同，對磨削面形成有槽的電熔磚片進(jìn)行噴鍍。噴鍍中未觀察到噴鍍被膜的剝離，而在冷卻后噴鍍被膜也密合于電熔磚片。噴鍍被膜的膜厚為300 μ m。另外，被膜的耐久性也高且也適合作為耐熱結(jié)構(gòu)材料。表 1槽的形態(tài)和金屬被膜的剝離
權(quán)利要求
1.一種帶金屬被膜的電熔磚，其特征在于，具有在表面形成有規(guī)則的錨固用凹部的電熔磚和以覆蓋所述電熔磚的表面且灌封所述錨固用凹部的方式設(shè)置的金屬被膜，所述金屬被膜含有鉬族金屬，所述電熔磚，其氣孔率在5體積％以下且玻璃相的比例在15質(zhì)量％以下。
2.如權(quán)利要求1所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述金屬被膜的膜厚為100 400 μ m0
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述錨固用凹部中的60%以上的錨固用凹部的截面形狀為長方形。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述錨固用凹部由并排的規(guī)則的多個槽構(gòu)成，所述多個槽的槽間間隔是所述金屬被膜的膜厚的4 5倍。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述錨固用凹部的槽的深度是所述金屬被膜的膜厚的1/2 1倍。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述金屬被膜是由鉬或者鉬合金構(gòu)成的噴鍍被膜。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚，用作玻璃制造設(shè)備用結(jié)構(gòu)材料。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚，其中，所述電熔磚的氧化硅含量在10質(zhì)量％以下。
9.一種帶金屬被膜的電熔磚的制造方法，其特征在于，在氣孔率為5體積％以下且玻璃相的比例為15質(zhì)量％以下的電熔磚的表面形成規(guī)則的錨固用凹部，將含有鉬族金屬的金屬噴鍍于所述電熔磚，形成充滿所述錨固用凹部且覆蓋所述電熔磚的表面的金屬被膜。
10.如權(quán)利要求9所述的帶金屬被膜的電熔磚的制造方法，其中，所述錨固用凹部具有并排的規(guī)則的多個槽，所述多個槽的間隔是所述金屬被膜的膜厚的4 5倍，槽的截面形狀是長方形。
11.如權(quán)利要求9或10所述的帶金屬被膜的電熔磚的制造方法，其中，所述錨固用凹部的深度是所述金屬被膜的膜厚的1/2 1倍。
12.如權(quán)利要求9 11中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚的制造方法，其中，所述金屬被膜由鉬或者鉬合金構(gòu)成，所述金屬被膜的膜厚為100 400 μ m，所述電熔磚的氧化硅含量在10質(zhì)量％以下。
13.如權(quán)利要求9 12中任一項(xiàng)所述的帶金屬被膜的電熔磚的制造方法，其中，在進(jìn)行所述金屬的噴鍍時，所述電熔磚被加熱至300 500°C。
全文摘要
本發(fā)明提供用金屬被膜覆蓋致密性高的電熔磚的耐久性高且適用作為耐熱結(jié)構(gòu)材料的帶金屬被膜電熔磚及其制造方法。在電熔磚(1)的表面形成規(guī)則的錨固用凹部(3)，將含有鉑族金屬的金屬噴鍍于電熔磚，充滿錨固用凹部，形成覆蓋表面的金屬被膜(5)。錨固用凹部將多個槽配設(shè)成正交格子狀，截面形狀為長方形。
文檔編號C04B41/69GK102442836SQ20101050164
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者濱島和雄, 石川泰成 申請人:旭硝子株式會社