JP3162288B2 - Particle ejection nozzle - Google Patents
Particle ejection nozzleInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、サンドブラスト、
ショットブラストあるいはショットピーニング等に使用
される粒子噴出ノズルに関し、特に少なくともその一部
がセラミック焼結体で構成された粒子噴出ノズルに関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sand blast,
The present invention relates to a particle ejection nozzle used for shot blasting, shot peening, and the like, and more particularly, to a particle ejection nozzle at least part of which is formed of a ceramic sintered body.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば上述のような粒子噴出ノズルとし
てのサンドブラストノズルは、内面側を砥粒等の粒子が
高速で衝突しながら通過していくため、ノズルを構成す
る結晶粒等の粒子がすり減ったり脱落したりして摩耗を
起こす問題がある。特に、最も一般的に使用されてきた
鉄製のノズルは摩耗が進行しやすく、短時間でノズル寿
命が尽きてしまう欠点があった。そこで、鉄製のものに
代えて、耐磨耗性に優れたアルミナ製のサンドブラスト
ノズルが近年広く使用されるようになってきている。2. Description of the Related Art For example, in a sandblast nozzle as a particle ejection nozzle as described above, since particles such as abrasive grains pass through the inner surface while colliding at a high speed, particles such as crystal grains constituting the nozzle are worn away. There is a problem of causing wear by dropping or falling off. In particular, iron nozzles, which have been most commonly used, have a drawback that wear is apt to progress and the nozzle life is short in a short time. Therefore, in place of iron, alumina sandblast nozzles having excellent wear resistance have been widely used in recent years.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】アルミナ製サンドブラ
ストノズルの耐久性は鉄製のものに比べれば優れている
が、ノズルメンテナンスの手間をさらに省き、処理の自
動化ないし省力化等を鋭意推し進めるために、これより
も更に長寿命なノズルの開発が切望されている。The durability of the alumina sand blast nozzle is superior to that of the iron sand blast nozzle. However, in order to further reduce the time and effort of nozzle maintenance and to urge the automation or labor saving of the processing, There is a strong demand for the development of a nozzle having a longer life than that of the nozzle.
【0004】本発明の課題は、従来のアルミナ製のもの
よりもさらに耐久性に優れた粒子噴出ノズルを提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a particle ejection nozzle which is more durable than a conventional alumina nozzle.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために、本発明の粒子噴出ノズル(以下、
単にノズルともいう)は、少なくともその一部が下記の
セラミック材料により構成されたことを特徴とする。す
なわち、該材料は、ZrO2及びHfO2の少なくとも一
方を主成分とするセラミック粒子体が、Al2O3を主成
分とするセラミック基質中に分散した構造を有する焼結
体であり、該セラミック粒子体のうち、焼結体の3重量
%以上に相当する部分が正方晶系相とされる。Means for Solving the Problems and Functions / Effects In order to solve the above-mentioned problems, a particle ejection nozzle of the present invention (hereinafter, referred to as “particle ejection nozzle”)
At least a part thereof is made of the following ceramic material. That is, the material is a sintered body having a structure in which ceramic particles containing at least one of ZrO 2 and HfO 2 as a main component are dispersed in a ceramic matrix containing Al 2 O 3 as a main component. Of the particles, a portion corresponding to 3% by weight or more of the sintered body is a tetragonal phase.
【0006】本願発明者らは、上述の条件を満たすセラ
ミック材料が優れた耐磨耗特性を示し、サンドブラス
ト、ショットブラストあるいはショットピーニング等に
使用される粒子噴出ノズルに適用した場合に、その寿命
を著しく向上できることを見い出したのである。The inventors of the present application have found that a ceramic material that satisfies the above conditions exhibits excellent abrasion resistance characteristics, and when applied to a particle ejection nozzle used for sand blasting, shot blasting, shot peening, or the like, the life thereof is reduced. They have found that they can improve significantly.
【0007】上記セラミック材料が優れた耐磨耗特性を
示す理由は、以下のように推測される。すなわち、セラ
ミック粒子体の主成分であるZrO2及びHfO2は、温
度の変化に伴い結晶構造の異なる3種類の相の間で変態
を起こすことが知られており、具体的には室温を含めた
低温側で単斜晶系相、それよりも高温側で正方晶系相、
さらに高温側で立方晶系相となる。従って、上述のセラ
ミック粒子体を含有する焼結体を考えた場合、そのセラ
ミック粒子体の全体がZrO2及びHfO2の少なくとも
いずれかで構成される場合は、室温近傍においては、そ
のほぼすべてが単斜晶系相になると考えられる。しかし
ながら、ZrO2及びHfO2に対し安定化成分として、
一定量以上のアルカリ土類金属の酸化物あるいは希土類
金属酸化物(例えばカルシア(CaO)あるいはイット
リア(Y2O3)等)を固溶させることで、単斜晶系相と
正方晶系相との間の変態温度が下がり、室温近傍の温度
域において正方晶系相を安定化できることが知られてい
る。The reason that the above ceramic material exhibits excellent wear resistance is presumed as follows. That is, it is known that ZrO 2 and HfO 2 , which are the main components of the ceramic particles, undergo transformation between three types of phases having different crystal structures with a change in temperature. Low temperature side, monoclinic phase, higher temperature side, tetragonal phase,
Further, it becomes a cubic phase on the high temperature side. Therefore, when considering a sintered body containing the above-mentioned ceramic particles, if the whole of the ceramic particles is made of at least one of ZrO 2 and HfO 2 , almost all of them near room temperature. It is considered to be a monoclinic phase. However, as a stabilizing component for ZrO 2 and HfO 2 ,
By dissolving a certain amount or more of an alkaline earth metal oxide or a rare earth metal oxide (for example, calcia (CaO) or yttria (Y 2 O 3 )), a monoclinic phase and a tetragonal phase are formed. Is known to be able to stabilize the tetragonal phase in a temperature range near room temperature.
【0008】ここで、上述の正方晶系相から単斜晶系相
への相変態は、いわゆるマルテンサイト変態機構もしく
はそれに類似の相変態機構に基づくものであることが知
られており、外部から応力が付加されると変態温度が上
昇して上記正方晶系相が単斜晶系相へ応力誘起変態を起
こすとともに、その応力による歪エネルギーが変態の駆
動力として消費される結果、付加された応力が緩和され
ることとなる。従って、このような正方晶系相を含有す
るセラミック粒子体が分散したセラミック材料において
は、サンドブラスト砥粒が衝突して亀裂等が発生しよう
とした場合、亀裂先端近傍に上記セラミック粒子体が存
在していると、該亀裂先端部に集中する応力によりその
正方晶系相が単斜晶系相に変態する。これにより、亀裂
先端部への応力集中が緩和されて亀裂の伝播が阻止ない
し緩和され、材料ひいてはノズルの耐磨耗性が向上する
ものと考えられる。また、正方晶系相が単斜晶系相に変
態する際には体積膨張が伴うが、これに起因して材料表
面に圧縮応力が生ずることも、焼結体粒子の脱落や亀裂
の発生等が起こりにくくなる一因であると推測される。Here, it is known that the above-mentioned phase transformation from a tetragonal phase to a monoclinic phase is based on a so-called martensitic transformation mechanism or a similar phase transformation mechanism. When stress is applied, the transformation temperature rises and the tetragonal phase undergoes stress-induced transformation to the monoclinic phase, and the strain energy due to the stress is consumed as a driving force for the transformation, resulting in the added The stress will be relieved. Therefore, in a ceramic material in which ceramic particles containing a tetragonal phase are dispersed, when the sandblast abrasive grains collide and cracks or the like are generated, the ceramic particles are present near the crack tip. In this case, the tetragonal phase is transformed into a monoclinic phase by the stress concentrated at the crack tip. Thereby, it is considered that the stress concentration on the tip of the crack is alleviated, the propagation of the crack is prevented or alleviated, and the wear resistance of the material and the nozzle is improved. In addition, when a tetragonal phase is transformed into a monoclinic phase, volume expansion accompanies, and this causes a compressive stress on the material surface. It is presumed that this is one of the factors that makes it difficult to occur.
【0009】セラミック粒子体に含有される正方晶系相
の量が、焼結体の3重量%未満になると、前述の応力誘
起相変態が起こりにくくなり、材料の耐磨耗性を十分に
確保できなくなる。正方晶系相の量は、望ましくは焼結
体の10重量%以上、さらに望ましくは20重量%以上
とするのがよい。一方、正方晶系相の含有量が3重量〜
50重量%の範囲では、材料の耐摩耗性は徐々に向上し
ていくが、50重量%を超えるとほとんど変化しなくな
る。それ故、正方晶系相を合計で50重量%を超えて含
有させた場合、耐磨耗性は向上せずに、Al2O3よりも
高価なZrO2ないしHfO2の含有量が増大して材料コ
ストの肥大のみを招く結果となる。それ故、正方晶系相
の量は50重量%以下とすることが望ましく、より望ま
しくは40重量%以下、さらに望ましくは30重量%以
下とするのがよい。When the amount of the tetragonal phase contained in the ceramic particles is less than 3% by weight of the sintered body, the above-mentioned stress-induced phase transformation is unlikely to occur, and the wear resistance of the material is sufficiently ensured. become unable. The amount of the tetragonal phase is preferably at least 10% by weight of the sintered body, more preferably at least 20% by weight. On the other hand, when the content of the tetragonal phase is 3 wt.
In the range of 50% by weight, the wear resistance of the material gradually increases, but when it exceeds 50% by weight, it hardly changes. Therefore, when the total content of the tetragonal system phase exceeds 50% by weight, the wear resistance is not improved, and the content of ZrO 2 or HfO 2 which is more expensive than Al 2 O 3 is increased. This results in only an increase in material cost. Therefore, the amount of the tetragonal phase is desirably 50% by weight or less, more desirably 40% by weight or less, and further desirably 30% by weight or less.
【0010】セラミック粒子体は、正方晶系相の安定化
成分として、アルカリ土類金属の酸化物及び希土類金属
酸化物の少なくとも一方を合計で、該セラミック粒子体
の全存在量に対する比率において、1.5〜8モル%含
有していることが望ましい。安定化成分の含有量が1.
5モル%未満になると、単斜晶系相の含有比率が増大す
る結果、正方晶系相の含有比率が相対的に低下して前述
の応力緩和効果が十分に得られなくなり、材料の耐磨耗
性が不足する原因となる。一方、安定化成分の含有量が
8モル%を超えると立方晶系相の含有比率が増大し、同
様に材料の耐磨耗性が不足する。安定化成分の含有量
は、より望ましくは1.5〜5モル%、さらに望ましく
は2〜4モル%とするのがよい。[0010] The ceramic particles have a total content of at least one of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide as a stabilizing component of the tetragonal phase, which is 1 to the total amount of the ceramic particles. It is desirable to contain 0.5 to 8 mol%. When the content of the stabilizing component is 1.
When the content is less than 5 mol%, the content of the monoclinic phase is increased, and as a result, the content of the tetragonal phase is relatively reduced, and the above-mentioned stress relaxation effect cannot be sufficiently obtained. This causes insufficient wear. On the other hand, when the content of the stabilizing component exceeds 8 mol%, the content ratio of the cubic phase increases, and similarly, the wear resistance of the material becomes insufficient. The content of the stabilizing component is more desirably 1.5 to 5 mol%, and further desirably 2 to 4 mol%.
【0011】なお、正方晶系相の安定化成分としては具
体的には、Y2O3が、他の安定化成分を使用した場合に
比較して、得られるセラミック材料の強度が高く、ま
た、比較的安価であることから本発明に好適に使用され
る。一方、CaO及びMgOは、Y2O3を使用した場合
ほどではないが、得られるセラミック材料の強度が比較
的高く、またY2O3よりもさらに安価であることから、
同様に本発明に好適に使用される。なお、Y2O3、Ca
O及びMgOはそれぞれ単独で使用しても、2種以上の
ものを複合させて使用してもいずれでもよい。Incidentally, as a stabilizing component of the tetragonal phase, specifically, Y 2 O 3 has a higher strength of the obtained ceramic material as compared with the case where other stabilizing components are used. Since they are relatively inexpensive, they are suitably used in the present invention. On the other hand, CaO and MgO are not as strong as those using Y 2 O 3 , but the strength of the obtained ceramic material is relatively high, and it is even cheaper than Y 2 O 3 .
Similarly, it is suitably used in the present invention. Note that Y 2 O 3 , Ca
O and MgO may be used alone or in combination of two or more.
【0012】次に、セラミック粒子体の主成分であるZ
rO2及びHfO2は化学的及び物理的性質が類似してい
るので、いずれか単独で用いることも、両者を複合させ
て用いることもいずれでも可能である。しかしながら、
ZrO2のほうがHfO2に比べて安価であるため、セラ
ミック粒子体はZrO2を主成分に構成することがより
望ましいといえる。なお、一般に供給されている通常純
度のZrO2原料には微量のHfO2が含有されているこ
とが多いが、そのような原料を使用する場合においては
前述の理由により、含有されるHfO2を積極的に除去
する必要はほとんど生じない。Next, Z, which is the main component of the ceramic particles,
Since rO 2 and HfO 2 are similar in chemical and physical properties, either one of them can be used alone, or both can be used in combination. However,
Since ZrO 2 is less expensive than HfO 2 , it can be said that it is more desirable that the ceramic particles be composed mainly of ZrO 2 . Incidentally, a generally supplied ZrO 2 raw material of normal purity often contains a trace amount of HfO 2 , but when such a raw material is used, the contained HfO 2 is reduced for the above-mentioned reason. There is little need for active removal.
【0013】またセラミック粒子体は、その立方晶系相
の存在重量CWと正方晶相の存在重量TWとの比率CW
/TWが1未満であることが望ましい。立方晶系相は、
前述の安定化成分の含有量が増大して正方晶系相との間
の変態点が低下した場合、あるいは焼成温度が1600
℃を超えた場合において生成しやすく、また、単斜晶系
相や正方晶系相と比較して、焼成中に結晶粒の粗大化を
起こしやすい性質を有している。そして、粗大化した立
方晶系相の結晶粒は、他の結晶粒との間の界面結合力が
小さいため脱粒しやすく、前述の比率が1を超えるまで
立方晶系相の量が増えると、そのような粗大化した結晶
粒の形成量も増大して材料の耐磨耗性が損なわれること
につながる。それ故、比率CW/TWは1未満とするの
がよく、望ましくは0.5未満、さらに望ましくは0.
1未満とするのがよい。The ceramic particles have a ratio CW between the cubic phase existing weight CW and the tetragonal phase existing weight TW.
/ TW is preferably less than 1. The cubic phase is
When the content of the above-mentioned stabilizing component is increased and the transformation point with the tetragonal phase is lowered, or when the firing temperature is 1600
When the temperature exceeds ℃, it is easily formed, and has a property that crystal grains are likely to be coarsened during firing as compared with a monoclinic phase or a tetragonal phase. Then, the crystal grains of the cubic phase that are coarsened have a low interfacial bonding force with other crystal grains, so that they are easy to drop, and when the amount of the cubic phase increases until the above ratio exceeds 1, The formation amount of such coarse crystal grains also increases, which leads to impairment of the wear resistance of the material. Therefore, the ratio CW / TW should be less than 1, preferably less than 0.5, more preferably less than 0.5.
It is better to be less than 1.
【0014】次に、上記粒子噴出ノズルは、噴出される
べき粒子を含む気流の入口及び噴出出口と、該気流を入
口から噴出出口まで導く気流通路とを備えたものとし、
少なくともその気流通路内面を含む部分を上記セラミッ
ク材料で構成することができる。すなわち、気流通路内
面を含む部分が上述の材料により構成されることで、ノ
ズルの耐久性を著しく向上させることができる。Next, the particle ejection nozzle has an inlet and an ejection outlet for an airflow containing particles to be ejected, and an airflow passage for guiding the airflow from the inlet to the ejection outlet.
At least a portion including the inner surface of the airflow passage can be made of the ceramic material. That is, since the portion including the inner surface of the airflow passage is made of the above-described material, the durability of the nozzle can be significantly improved.
【0015】なお、ノズルの上記セラミック材料による
形成部分は、以下のようにして製造することができる。
すなわち、ZrO2、HfO2ないしそれらの混合物に所
定量の安定化成分を含有させて粉体化し、これをアルミ
ナ粉体に混合分散させて原料粉末とし、さらにこの原料
粉末を、射出成形やプレス成形等により所定の形状に成
形して焼結する。なお、原料粉末の平均粒径は0.1〜
1.5μm程度の範囲で設定することが望ましい。平均
粒径が1.5μmを超えるとノズルの耐久性が不十分と
なる。また、0.1μm未満になると、原料の粉砕工程
に時間がかかり、原料コストの高騰を招く。平均粒径
は、より望ましくは0.2〜0.8μmで設定するのが
よい。一方、焼結温度は1500〜1650℃の範囲で
設定することが望ましい。焼結温度が1650℃を超え
ると立方晶系相の含有比率が大きくなり、材料の耐磨耗
性が不足する原因となる。一方、焼結温度が1500℃
未満になると、焼結が不十分となり強度不足につなが
る。なお、焼結温度は、より望ましくは1520〜16
20℃で設定するのがよい。The portion of the nozzle formed of the ceramic material can be manufactured as follows.
That is, ZrO 2 , HfO 2 or a mixture thereof contains a predetermined amount of a stabilizing component to form a powder, and this is mixed and dispersed in alumina powder to obtain a raw material powder. It is molded into a predetermined shape by molding or the like and sintered. The average particle size of the raw material powder is 0.1 to
It is desirable to set it in the range of about 1.5 μm. If the average particle size exceeds 1.5 μm, the durability of the nozzle becomes insufficient. On the other hand, when the thickness is less than 0.1 μm, it takes a long time to grind the raw material, which causes a rise in raw material cost. The average particle size is more desirably set to 0.2 to 0.8 μm. On the other hand, the sintering temperature is desirably set in the range of 1500 to 1650 ° C. When the sintering temperature exceeds 1650 ° C., the content ratio of the cubic phase becomes large, which causes the wear resistance of the material to be insufficient. On the other hand, the sintering temperature is 1500 ° C
If it is less than sintering, sintering becomes insufficient, leading to insufficient strength. The sintering temperature is more preferably from 1520 to 16
The temperature is preferably set at 20 ° C.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、実施例を参照しつつ、この
発明の実施の形態を説明する。表1及び表2に示す組成
でZrO2原料粉末(平均粒径0.1μm)とAl2O3
原料粉末(平均粒径0.5μm)とを配合し、蒸留水を
分散媒として湿式混合を行った。この混合物にバインダ
ーを原料粉末に対して6重量%添加した後、スプレード
ライ法により乾燥原料素地を得た。この素地をラバープ
レスにより成形した後、ノズル形状に加工して、さらに
1520〜1750℃で1.5時間焼結することによ
り、各組成の粒子噴出ノズルとしてのサンドブラストノ
ズルの焼結体をそれぞれ6本ずつ作製した。Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. ZrO 2 raw material powder (average particle size 0.1 μm) and Al 2 O 3 having the compositions shown in Tables 1 and 2
A raw material powder (average particle size: 0.5 μm) was blended, and wet mixing was performed using distilled water as a dispersion medium. After 6% by weight of a binder was added to this mixture with respect to the raw material powder, a dry raw material was obtained by a spray drying method. This base material is formed by a rubber press, processed into a nozzle shape, and further sintered at 1520 to 1750 ° C. for 1.5 hours. Each book was produced.
【0017】図1は、その焼結体(サンドブラストノズ
ル;以下、単にノズルという)1の形状及び寸法(単位
mm)を示している。すなわち、ノズル1は、軸方向に長
くかつ外周面が緩やかなテーパ面とされた略円筒状に形
成され、その一方の端面に気流の入口2が、他方の端面
にその噴出出口3が形成されており、該入口2から噴出
出口3までノズル1の断面中央を貫くように、その軸方
向に沿ってベンチュリ管路状の気流通路4が形成されて
いる。なお、ZrO2原料粉末は、安定化成分としてY2
O3を各種範囲で含有するものを使用した。また、Y2O
3の含有量は、得られる焼結体中において、ZrO2成分
とY2O3成分との合計量に対する、Y2O3成分の含有比
率が1.5〜8モル%の範囲のものとなるように調整し
た。FIG. 1 shows the shape and dimensions (unit) of a sintered body (sand blast nozzle; hereinafter simply referred to as a nozzle) 1.
mm). That is, the nozzle 1 is formed in a substantially cylindrical shape that is long in the axial direction and has a gently tapered outer peripheral surface, and has an airflow inlet 2 at one end surface and a jet outlet 3 at the other end surface. A venturi pipe-shaped airflow passage 4 is formed along the axial direction of the nozzle 1 from the inlet 2 to the jet outlet 3 so as to pass through the center of the cross section of the nozzle 1. Note that the ZrO 2 raw material powder has Y 2 as a stabilizing component.
Those containing O 3 in various ranges were used. In addition, Y 2 O
The content of 3 is such that the content ratio of the Y 2 O 3 component is in the range of 1.5 to 8 mol% with respect to the total amount of the ZrO 2 component and the Y 2 O 3 component in the obtained sintered body. It was adjusted to become.
【0018】このようにして得られたノズルのうち3本
をサンドブラスト試験機のノズル部に取り付け、#36
のGC砥粒を噴射圧3.5kg/cm2の圧力で噴出出口3か
ら15分間噴射させた。そして、試験前後のノズルの重
量変化量をノズル(焼結体)の密度で割ることにより摩
耗体積を求め、さらにその摩耗体積を、使用したGC砥
粒の使用量で除算して補正摩耗量を求めた。なお比較例
として、同型の市販のアルミナ製ノズルに対しても同様
の試験を行った。Three of the nozzles thus obtained were attached to the nozzle of a sand blast tester,
Was sprayed from the jet outlet 3 for 15 minutes at a jet pressure of 3.5 kg / cm 2 . Then, the wear volume is determined by dividing the weight change amount of the nozzle before and after the test by the density of the nozzle (sintered body), and the wear volume is further divided by the usage amount of the used GC abrasive grains to obtain the corrected wear amount. I asked. As a comparative example, a similar test was performed on a commercially available alumina nozzle of the same type.
【0019】次に、残り3本のノズル焼結体をサンドブ
ラスト試験機のノズル部に取り付け、同様の条件でGC
砥粒の噴射を行った後、φ2.4mmに設定された初期内
径が、φ4mmに広がるまでの時間を計測し、これをサン
ドブラストノズルの寿命とした。これについても同様
に、比較例としてアルミナ製のノズルを使用した試験を
行った。Next, the remaining three nozzle sintered bodies were attached to the nozzle portion of a sand blast tester, and GC
After the abrasive particles were sprayed, the time required for the initial inner diameter set to φ2.4 mm to expand to φ4 mm was measured, and this was defined as the life of the sandblast nozzle. Similarly, a test using a nozzle made of alumina was performed as a comparative example.
【0020】次に、このノズル焼結体の一部を鏡面研磨
し、その研磨面においてディフラクトメータ法によりX
線回折を行った。この場合、得られる回折パターンにお
いては、正方晶系相と立方晶系相とに対し、その主要回
折ピークである(1 1 1)強度ピーク位置が互いに近
接して現われるため、まず単斜晶系相の(1 1 1)及
び(1 1 -1)の合計強度Imと、正方晶系相及び立方
晶系相の(1 1 1)強度の和It+Icとの比から、単
斜晶系相の存在量を求めた。次に、この焼結体を機械的
に粉砕して再度X線回折を行い、単斜晶系相及び立方晶
系相の(1 11)強度I'm及びI’cを求めた。この場
合、上記粉砕に伴う機械的応力により、焼結体の正方晶
系相はほぼすべて単斜晶系相に変態すると考えられるの
で、I’c/(I'm+I’c)から立方晶系相の存在量を
求めることができる。また、各ノズル焼結体の組成はI
CP(Inductively Coupled Plasma)分光分析法により分
析した。以上の結果を表1及び表2に示す。なお、表中
の組成において、ZrO2+Y2O3は、ZrO2成分とY
2O3成分との合計量の分析値を示すものである。Next, a part of the nozzle sintered body is mirror-polished, and X-ray is polished on the polished surface by a diffractometer method.
Line diffraction was performed. In this case, in the obtained diffraction pattern, the main diffraction peaks (11 1) intensity peak positions appear close to each other with respect to the tetragonal phase and the cubic phase. From the ratio of the total intensity Im of (11 1) and (11-1) of the phase and the sum of the (11 1) intensity of the tetragonal phase and the cubic phase It + Ic, the monoclinic phase The abundance was determined. Next, the sintered body was mechanically pulverized and subjected to X-ray diffraction again to determine the (111) intensities I ′m and I′c of the monoclinic phase and the cubic phase. In this case, it is considered that almost all of the tetragonal phase of the sintered body is transformed into a monoclinic phase due to the mechanical stress caused by the pulverization. Therefore, the cubic phase is calculated from I′c / (I ′m + I′c) The phase abundance can be determined. The composition of each nozzle sintered body is I
It analyzed by CP (Inductively Coupled Plasma) spectroscopy. The above results are shown in Tables 1 and 2. In the compositions shown in the table, ZrO 2 + Y 2 O 3 represents the ZrO 2 component and Yr
It shows the analysis value of the total amount with the 2 O 3 component.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】すなわち、本願発明の条件を満たす材料で
サンドブラストノズルを製造した場合、その寿命がアル
ミナ製サンドブラストノズルより最大で3倍以上優れた
値となることがわかる。That is, when the sand blast nozzle is manufactured from a material satisfying the conditions of the present invention, it can be seen that the life thereof is at most three times superior to that of the alumina sand blast nozzle.
【図1】本発明の粒子噴出ノズルとしてのサンドブラス
トノズルの一例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a sandblast nozzle as a particle ejection nozzle of the present invention.
1 サンドブラストノズル 2 入口 3 噴射出口 4 気流通路部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sand blast nozzle 2 Inlet 3 Injection outlet 4 Air flow path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24C 5/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B24C 5/04
Claims (6)
主成分とするセラミック粒子体が、Al2O3を主成分と
するセラミック基質中に分散した構造を有する焼結体で
あり、該セラミック粒子体のうち、前記焼結体の3重量
%以上に相当する部分が正方晶系相となっているセラミ
ック材料により、その少なくとも一部が構成されたこと
を特徴とする粒子噴出ノズル。1. A sintered body having a structure in which a ceramic particle mainly containing at least one of ZrO 2 and HfO 2 is dispersed in a ceramic matrix mainly containing Al 2 O 3 , A particle ejection nozzle characterized in that at least a part of the body is made of a ceramic material in which a portion corresponding to 3% by weight or more of the sintered body is a tetragonal phase.
粒子体のうち、前記焼結体の50重量%以下に相当する
部分が正方晶系相となっている請求項1記載の粒子噴出
ノズル。2. The particle ejection nozzle according to claim 1, wherein the ceramic material has a tetragonal phase in a portion corresponding to 50% by weight or less of the sintered body in the ceramic particle body.
相の安定化成分として、アルカリ土類金属の酸化物及び
希土類金属酸化物の少なくとも一方を合計で、該セラミ
ック粒子体の全存在量に対する比率において、1.5〜
8モル%含有している請求項1又は2に記載の粒子噴出
ノズル。3. The ceramic particles according to claim 1, wherein a total of at least one of an alkaline earth metal oxide and a rare earth metal oxide as a stabilizing component of the tetragonal phase is based on the total amount of the ceramic particles. 1.5 to
The particle ejection nozzle according to claim 1, which contains 8 mol%.
分とし、前記正方晶系相の安定化成分として、Y2O3、
CaO及びMgOから選ばれる少なくとも一種以上のも
のを含有する請求項3記載の粒子噴出ノズル。4. The ceramic particle body contains ZrO 2 as a main component and Y 2 O 3 , as a stabilizing component of the tetragonal phase.
The particle ejection nozzle according to claim 3, wherein the particle ejection nozzle contains at least one selected from CaO and MgO.
存在重量CWと前記正方晶系相の存在重量TWとの比率
CW/TWが1未満である請求項1ないし4のいずれか
に記載の粒子噴出ノズル。5. The ceramic particle body according to claim 1, wherein a ratio CW / TW of an existing weight CW of the cubic phase to an existing weight TW of the tetragonal phase is less than 1. Particle ejection nozzle.
出出口と、該気流を前記入口から前記噴出出口まで導く
気流通路とを備え、 少なくともその気流通路内面を含む部分が前記セラミッ
ク材料で構成されている請求項1ないし5のいずれかに
記載の粒子噴出ノズル。6. An inlet and an outlet for an airflow containing particles to be ejected, and an airflow passage for guiding the airflow from the inlet to the outlet, wherein at least a portion including the inner surface of the airflow passage is made of the ceramic material. The particle ejection nozzle according to any one of claims 1 to 5, wherein
Priority Applications (1)
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| JP09017796A JP3162288B2 (en) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | Particle ejection nozzle |
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| JP09017796A JP3162288B2 (en) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | Particle ejection nozzle |
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| JPH09254035A JPH09254035A (en) | 1997-09-30 |
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