JPS63108B2 - - Google Patents
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- JPS63108B2 JPS63108B2 JP57228503A JP22850382A JPS63108B2 JP S63108 B2 JPS63108 B2 JP S63108B2 JP 57228503 A JP57228503 A JP 57228503A JP 22850382 A JP22850382 A JP 22850382A JP S63108 B2 JPS63108 B2 JP S63108B2
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- silicon
- sic
- carbide
- sintered body
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Description
本発明はセラミツクス粉砕用媒体、特にセラミ
ツクス原料粉末をサブミクロンにまで粉砕する工
程に使用される粉砕、混合機用の媒体に関するも
のである。
炭化けい素(SiC)、窒化けい素(Si3N4)、酸
化ジルコニウム(ZrO2)などはフアインセラミ
ツクスとして近時注目されているものであるが、
これらの焼結体についてはそれらが高温において
高い強度を示すということもよく知られている。
しかし、これらのフアインセラミツクス材につい
てはこれをまづサブミクロン程度の微粉してから
焼結させることが必要とされるため、これにはそ
の粉砕に大きな問題点がある。
すなわち、このセラミツクス材の粉砕は通常ボ
ールミル、ボールトンミル、振動ミルで行なわれ
るのであるが、この場合には摩耗を避けるために
ゴムライニングした粉砕機を使つても、この粉砕
機に投入される媒体が炭素鋼、タングステンカー
バイド、アルミナなどとされているため、粉砕中
における媒体の摩耗をさけることができず、例え
ば炭素鋼ボールを使用してSiCを0.8〜1μm程度に
まで粉砕するとこの微粉中には約5%の鉄が含ま
れるようになるし、Si3N4の粉砕をタングステン
カーバイトボールで0.8〜1μmにまで粉砕すると
Si3N4粉末中にタングステンが約1%含まれるよ
うになつてしまうという不利が生じ、このために
これから作られたセラミツクス焼結体の高温強度
が低下してしまうという欠点があつた。
そのため、このフアインセラミツクス材の粉砕
については、この媒体としてダイヤモンドについ
て高硬度のSiCを媒体とする方法も検討されてい
るが、ホツトプレス法で作られたSiC焼結体は非
常で高価であるし、これを常圧またはガス圧焼結
して作つたものは強度が低いということで、これ
は未だ実用化されていない。
本発明はこのような不利を解決したセラミツク
ス粉砕用媒体に関するものであり、これは比重が
2.8以上の炭化けい素−けい素(SiC−Si)焼結体
で構成してなることを特徴とするものである。
これを説明すると、本発明者らはセラミツクス
粉砕用の媒体について種々検討の結果、これにつ
いてはSiC−Si焼結体を使用すればこれが高い硬
度をもつもので通常のミル中で摩耗することが少
なく、したがつて粉砕対称物となるセラミツクス
中に不純物として混入させる危険が少ないこと、
またこのSiC−Si焼結体がSiCと炭素粉末を混合
して成形したのち、溶融シリコンを浸透させて作
られるものであり、安価であるということから、
これによれば従来法にくらべて有利にセラミツク
ス粉砕を行なうことができることを確認して本発
明を完成させた。
本発明方法に使用されるSiC−Si焼結体はそれ
自体がフアインセラミツクス材として公知のもの
であり、これを主材とする粉砕用媒体は前記した
ようにSiC粉末と炭素源物質例えば炭素粉および
フエノール樹脂のような炭化水素化合物とを混合
して常圧で所望の形状、大きさに成形したのち、
これを溶融けい素浴中に浸漬することによつて作
ることができる。この成形物の形状、大きさには
粉砕対称物としてのセラミツクスの形状、大きさ
に応じて決めればよいが、これは例えば直径25mm
のボール状、あるいは12.5mmφ×12.5mmの柱状に
成形すればよい。この成形物を溶融Si浴に浸漬す
ると、この炭素源物質とSiとの反応でこのSiの大
部分はSiCとなるがその一部はSiとしてこの成形
体中に残留し、SiC−Si焼結体となる。しかし、
このSiC−Si焼結体中に含まれるSi量はそれが少
なすぎると材料強度が出ないという不利があり、
これはそれが多すぎても強度が低下し、この場合
には耐摩耗性も劣るようになるという欠点が生じ
るので、本発明の目的達成のためにはこれは3〜
40%の範囲、好ましくは7〜20%の範囲ととする
ことがよい。
また、このSiC−Si焼結体はできるだけ他物の
混入しないものとすることがよいが、これは目的
に応じて炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングス
テン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化けい
素、酸化けい素から選ばれる1種または2種以上
の化合物を1重量%以下含有する混合物であつて
もよく、これによれば焼結体の材料強度および摩
耗がSiC−Siの場合とほとんど変らないが、焼結
が進行し易くなるという効果が付加される。
なお、このSiC−Si焼結体は例えば4mm×3mm
×10mmの試験片による3点曲げ強度で40〜65Kg/
mm2の強度を示すが、これはその強度保持という見
地からその比重が2.8(SiC−Si中のSi含有量約40
%)以上のものでなければならず、これは好まし
くはSi含有量を10%前後とした比重3.0〜3.2の範
囲としたものとすることがよい。
つぎに本発明方法の実施例をあげる。
実施例 1
平均粒径44μmの炭化えい素粒子(SiC)を、
その表面をゴムライニングした振動ミル、ボール
トンミル、ボールミルに入れ、これらのミル中に
第1表に示した大きさのSiC−Si媒体(Si含量10
%、比重3.10)、炭素鋼媒体(比重7.90)、アルミ
ナ媒体(比重3.63)の媒体を充填し、第1表に示
した条件で湿式粉砕したところ、得られたSiC微
粉の平均粒径、粉砕時間、不純物混入量はそれぞ
れ第2表に示したとおりであり、SiC−Si媒体が
最もすぐれたものであることが確認された。
The present invention relates to a ceramic pulverizing medium, particularly a medium for a pulverizer and mixer used in the process of pulverizing ceramic raw powder to submicron size. Silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), etc. have recently attracted attention as fine ceramics.
It is also well known that these sintered bodies exhibit high strength at high temperatures.
However, since these fine ceramic materials must first be pulverized to submicron size and then sintered, there is a major problem in pulverization. In other words, this ceramic material is usually crushed using a ball mill, Boulton mill, or vibrating mill, but in this case, even if a rubber-lined crusher is used to prevent wear, the ceramic materials are fed into the crusher. Since the medium is carbon steel, tungsten carbide, alumina, etc., it is impossible to avoid wear of the medium during grinding. For example, if SiC is ground to about 0.8 to 1 μm using carbon steel balls, the fine powder contains about 5% iron, and if Si 3 N 4 is ground to 0.8 to 1 μm with a tungsten carbide ball,
There was a disadvantage that the Si 3 N 4 powder contained approximately 1% tungsten, which resulted in a disadvantage that the high temperature strength of the ceramic sintered body made from it was reduced. For this reason, methods are being considered for pulverizing this fine ceramic material using SiC, which has a high hardness compared to diamond, as the medium, but SiC sintered bodies made by hot pressing are very expensive and expensive. However, products made by normal pressure or gas pressure sintering have low strength, so they have not yet been put to practical use. The present invention relates to a ceramic grinding medium which solves these disadvantages, and which has a specific gravity of
It is characterized by being composed of a silicon carbide-silicon (SiC-Si) sintered body with a molecular weight of 2.8 or more. To explain this, the present inventors have conducted various studies on the media for ceramics grinding, and found that if a SiC-Si sintered body is used, it will have high hardness and will not wear out in a normal mill. Therefore, there is little risk of contamination as impurities in the ceramics to be crushed;
In addition, this SiC-Si sintered body is made by mixing SiC and carbon powder, molding it, and then infiltrating it with molten silicon, so it is inexpensive.
The present invention was completed by confirming that this method enables ceramics to be crushed more advantageously than conventional methods. The SiC-Si sintered body used in the method of the present invention is itself known as a fine ceramic material, and the grinding medium based on this material is a combination of SiC powder and a carbon source material such as carbon, as described above. After mixing the powder and a hydrocarbon compound such as phenolic resin and molding it into the desired shape and size at normal pressure,
It can be made by immersing it in a bath of molten silicon. The shape and size of this molded product can be determined depending on the shape and size of the ceramics to be crushed, but for example, the diameter is 25 mm.
It may be formed into a ball shape or a column shape of 12.5 mmφ x 12.5 mm. When this molded product is immersed in a molten Si bath, most of the Si becomes SiC due to the reaction between the carbon source material and Si, but some of it remains in the molded product as Si, resulting in SiC-Si sintering. Becomes a body. but,
If the amount of Si contained in this SiC-Si sintered body is too small, there is a disadvantage that the material strength will not be achieved.
If the amount is too large, the strength will decrease, and in this case, the wear resistance will also deteriorate, so in order to achieve the purpose of the present invention, it is necessary to
It is preferably in the range of 40%, preferably in the range of 7 to 20%. In addition, this SiC-Si sintered body should be free of other substances as much as possible, but depending on the purpose, it may contain titanium carbide, boron carbide, tungsten carbide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, or oxide. It may be a mixture containing 1% by weight or less of one or more compounds selected from silicon, and with this, the material strength and wear of the sintered body are almost the same as in the case of SiC-Si. , an additional effect is that sintering progresses more easily. Note that this SiC-Si sintered body has a size of, for example, 4 mm x 3 mm.
40-65Kg/3-point bending strength using a 10mm test piece
mm 2 , but from the standpoint of maintaining its strength, its specific gravity is 2.8 (Si content in SiC-Si is approximately 40
%) or more, and this should preferably be in the range of 3.0 to 3.2 with a Si content of around 10%. Next, examples of the method of the present invention will be given. Example 1 Silicon carbide particles (SiC) with an average particle size of 44 μm were
The surface of the product was placed in a rubber-lined vibration mill, Boulton mill, or ball mill, and SiC-Si media (Si content 10
%, specific gravity 3.10), carbon steel media (specific gravity 7.90), and alumina media (specific gravity 3.63), and wet milling under the conditions shown in Table 1. The time and amount of impurities mixed in were as shown in Table 2, and it was confirmed that the SiC-Si medium was the most excellent.
【表】【table】
【表】
媒体として使用できない。
なお、こゝに使用したSiC−Si媒体を切断した
4mm×3mm×10mmの試験片20ケを作り、これらに
ついての3点曲げ強度を測定したところ、これは
40〜65Kg/mm2の範囲内にあつたが、比較のために
常圧焼結、ガス圧焼結で作つたSiC焼結体で作つ
た媒体の3点曲げ強度は25〜35Kg/mm2であり、こ
れは上記のボールミル中で数時間で破損した。
実施例 2
平均粒径44μmの窒化けい素(Si3N4)粒子を
ゴムライニングした振動ミル、ボールミルに入
れ、これに実施例1で使用したSiC−Si媒体とタ
ングステンカーバイド(WC)媒体〔比重6.70〕
を充填して実施例1における第1表と同じ条件で
湿式粉砕したところ、第3表に示したとおりの結
果が得られ、この場合にもSiC−Si媒体がすぐれ
たものであることが確認された。[Table] Cannot be used as a medium.
In addition, we made 20 test pieces of 4 mm x 3 mm x 10 mm by cutting the SiC-Si medium used here, and measured the three-point bending strength of these.
However, for comparison, the three-point bending strength of a medium made from a SiC sintered body made by normal pressure sintering and gas pressure sintering was 25 to 35 Kg/ mm2 . , which broke within a few hours in the ball mill mentioned above. Example 2 Silicon nitride (Si 3 N 4 ) particles with an average particle size of 44 μm were placed in a rubber-lined vibration mill or ball mill, and the SiC-Si medium used in Example 1 and the tungsten carbide (WC) medium [specific gravity 6.70〕
When wet pulverization was performed under the same conditions as in Table 1 in Example 1, the results shown in Table 3 were obtained, confirming that the SiC-Si medium was excellent in this case as well. It was done.
Claims (1)
で構成してなることを特徴とするセラミツクス粉
砕用媒体。 2 炭化けい素−けい素焼結体が3〜40%のけい
素を含有するものである特許請求の範囲第1項記
載のセラミツクス粉砕用媒体。 3 炭化けい素−けい素焼結体が炭化チタン、炭
化ホウ素、炭化タングステン、窒化ホウ素、窒化
アルミニウム、窒化けい素、酸化けい素から選ば
れる1種または2種以上の化合物を1重量%以下
含有するものである特許請求の範囲第1項または
第2項記載のセラミツク粉砕用媒体。[Scope of Claims] 1. A ceramic pulverizing medium comprising a silicon carbide-silicon sintered body having a specific gravity of 2.8 or more. 2. The ceramic grinding medium according to claim 1, wherein the silicon carbide-silicon sintered body contains 3 to 40% silicon. 3 The silicon carbide-silicon sintered body contains 1% by weight or less of one or more compounds selected from titanium carbide, boron carbide, tungsten carbide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, and silicon oxide. A ceramic grinding medium according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22850382A JPS59123543A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Medium for crushing ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22850382A JPS59123543A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Medium for crushing ceramics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123543A JPS59123543A (en) | 1984-07-17 |
| JPS63108B2 true JPS63108B2 (en) | 1988-01-05 |
Family
ID=16877461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22850382A Granted JPS59123543A (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | Medium for crushing ceramics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123543A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104289280B (en) * | 2014-05-24 | 2016-08-24 | 宁国市南方耐磨材料有限公司 | A kind of corrosion-resistant finishes wear-resistant ball |
| CN104084266B (en) * | 2014-06-17 | 2016-03-30 | 宁国东方碾磨材料股份有限公司 | A kind of corrosion-resistant high rigidity mill section |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4123286A (en) * | 1976-12-27 | 1978-10-31 | The Carborundum Company | Silicon carbide powder compositions |
| JPS57196770A (en) * | 1981-05-25 | 1982-12-02 | Sumitomo Electric Industries | Silicon carbide member and manufacture |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP22850382A patent/JPS59123543A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59123543A (en) | 1984-07-17 |
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