川口一彦 (〒17 福岡県大牟田市浅牟田町３－１三井金属鉱業株式会社セラミックス事業部内 Fukuoka, 83608, JP)
三井金属鉱業株式会社 (〒84 東京都品川区大崎１丁目１１－１ Tokyo, 14185, JP)
KAWAGUCHI, Kazuhiko (3-1, Asamuta-cho, Omuta-sh, Fukuoka 17, 83608, JP)
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施し、さらにその上に電解ニッケルめっきを施した湯面検知センサー。 |
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施し、さらにその上に厚さ5μm~500μmの電解ニッケルめっきを施した湯面検知センサー。 |
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施し、さらにその上に厚さ10μm~300μmの電解ニッケルめっきを施した湯面検知センサー。 |
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施した後、その上に電解ニッケルめっきを施す工程を含む湯面検知センサーの製造方法。 |
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施した後、その上に厚さ5μm~500μmの電解ニッケルめっきを施す工程を含む湯面検知センサーの製造方法。 |
| 金属溶湯に接触又は浸漬させるセラミックス製本体部の表面上に、無電解ニッケルめっきを施した後、その上に厚さ10μm~300μmの電解ニッケルめっきを施す工程を含む湯面検知センサーの製造方法。 |
本発明は、手許炉、保持炉、機前炉等に いて、アルミニウム或いはアルミニウム合 などの金属溶湯の湯面の高さを検知する湯 検知センサーに関する。
手許炉、保持炉、機前炉等は、金属溶湯 湯面高さを検知するため、湯面検知センサ を取付けてあるものがあり、これは、金属 湯の湯面に接触又は非接触させたセンサー 導通の有無により湯面の高さを検知し、所 の湯面より低い場合は給湯し、所定の湯面 達した場合は給湯を停止する信号を出すも である。
このようなセンサーは、高温の溶湯に接す ものであるため溶湯に対して耐食性のある のが用いられることが多く、例えば、TiB 2 と、TiC又はTiCNとからなる導電性セラミック で構成したセンサー(下記特許文献1参照)や 通電性セラミックスからなる本体部の表面 Niめっき又はCrめっきを施して構成したセン ーがある(下記特許文献2参照)。
例えば、アルミニウム或いはアルミニウ 合金等の金属溶湯を鋳造する場合、鋳造の に保持炉があり、この保持炉の湯面を一定 保つために湯面検知センサーが備えてある このセンサーは、高温大気中に曝されるた 、表面が酸化されやすく、使用し始めてか 比較的早期に導通不良を起こし、誤った湯 高さを検知することがあった。
そこで、本発明の目的は、従来のセンサ よりも長期に渡り表面を酸化しにくくし、 通不良を防止することのできる湯面検知セ サーを提供することにある。
本発明の湯面検知センサーは、金属溶湯 接触又は浸漬させるセラミックス製本体部 表面上に、無電解ニッケルめっきを施し、 らにその上に電解ニッケルめっきを施した とを特徴とするものである。電解ニッケル っきの厚さは好ましくは5μm~500μm、特に好 しくは10μm~300μmとする。
このようにすることにより、表面が高温で
化しにくくなり、導通不良を防止すること
できる。
これは、無電解ニッケルめっきを施し、さ
にその上に電解ニッケルめっきを施したこ
により、本体部の表面がめっきにより完全
被覆されるとともに、略平滑面になり、酸
しにくくなるためであると思われる。
また、本発明は、金属溶湯に接触又は浸 させるセラミックス製本体部の表面上に、 電解ニッケルめっきを施した後、その上に 解ニッケルめっきを施す工程を含む湯面検 センサーの製造方法も対象とする。
以下、本発明の一実施形態を説明する。 お、本発明は、この実施形態に限定される のではない。
本発明の湯面検知センサーは、金属溶湯 接触又は浸漬させるセラミックス製本体部 表面上に、無電解ニッケルめっきを施し、 らにその上に電解ニッケルめっきを施した とを特徴とするものである。
本体部は、導電性のあるセラミックスを用 ることができ、例えば、二硼化チタン系、 り具体的には、92TiB 2 -5TiCN-3Coや95TiB 2 -5TiCなどの導電性セラミックスを用いること できる。
無電解ニッケルめっきは、従来公知の方法
行なうことができ、例えば、無電解ニッケ
めっき液として、硫酸ニッケル、塩化ニッ
ルなどのニッケル塩に、次亜リン酸、次亜
ン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウムなど
還元剤を含有させた液を用いて行なうこと
できる。
無電解ニッケルめっきの厚さは、特に限定
るものではないが、好ましくは0.1μm~10μm、
に好ましくは1μm~5μmとする。
電解ニッケルめっきは、従来公知の方法で
なうことができ、例えば、電解ニッケルめ
き液として、硫酸ニッケル、塩化ニッケル
どのニッケル塩を用いて行なうことができ
。
電解ニッケルめっきの厚さは、特に限定す
ものではないが、好ましくは5μm~500μm、特
好ましくは10μm~300μmとする。
このように、本体部の表面上に無電解ニ ケルめっきを施し、さらにその上に電解ニ ケルめっきを施したセンサーは、表面がめ きで完全に覆われるとともに略平滑面にな ため、酸化しにくくなり、導通不良を防止 ることができる。
本発明の湯面検知センサーは、例えば、 属溶湯保持炉において、図1に示すように、 アース1、センサー2、センサー3を、順に高く なるように配し、アース1は、常時、金属溶 に接触するように配し、センサー2は先端が 面4の下限を示すように配し、センサー3は 端が湯面4の上限を示すように配して用いる とができる。これにより、アース1とセンサ ー2とが金属溶湯に浸漬し、このアース1とセ サー2とが導通している間は、金属溶湯の湯 面下限レベルが保たれていることを示し、新 たな金属溶湯が供給される。湯面4が上昇し センサー3に接して、アース1とセンサー3と 導通したときは、金属溶湯の湯面上限レベ に達したことを示し、その供給の停止時期 把握することができる。
以下、本発明の実施例を説明する。ただし
本発明は、この実施例に限定されるもので
ない。
なお、以下に示すメッキの厚さは、断面を
子顕微鏡で撮影して計測した。
(実施例1)
本体部として直径20mmの95TiB 2
-5TiCを用い、この表面に、無電解ニッケルめ
きを厚さ3μmで施し、さらに、その上に電解
ニッケルめっきを厚さ5μmで施したものを実
例1とした。
(実施例2)
電解ニッケルめっきの厚さを10μmとした以
は、実施例1と同様に作成した。
(実施例3)
電解ニッケルめっきの厚さを50μmとした以
は、実施例1と同様に作成した。
(実施例4)
電解ニッケルめっきの厚さを100μmとした以
は、実施例1と同様に作成した。
(実施例5)
電解ニッケルめっきの厚さを300μmとした以
は、実施例1と同様に作成した。
(実施例6)
電解ニッケルめっきの厚さを500μmとした以
は、実施例1と同様に作成した。
(比較例1)
直径20mmの95TiB 2
-5TiCを比較例1とした(いずれのめっきも施さ
い)。
(比較例2)
直径20mmの95TiB 2
-5TiCの表面に、厚さ3μmの無電解ニッケルめっ
きのみを施したものを比較例2とした。
(表面観察)
実施例2及び比較例1,2を、電子顕微鏡で拡大
し、表面状態を観察した。図2に実施例2の顕
鏡写真を、図3に比較例1の顕微鏡写真を、
4に比較例2の顕微鏡写真を示す。
実施例2では、本体部はめっきで完全に覆わ
れ、表面状態は滑らかであった。
比較例1,2では、表面状態が粗く、また、比
例2では、めっきで覆われずに本体部が見え
ている部分もあった。
(電気抵抗測定)
実施例1~6及び比較例1,2において、長さ15mmに
した供試体6を、図5に示すように、アルミナ
5の上に載せ、大気中730℃又は800℃で所定の
時間曝露し、この供試体6を用い、図6に示す
うに、センサー本体部とめっき表面との間
電気抵抗を測定した。なお、730℃又は800℃
での昇温は約1時間、常温までの降温は約5~6
時間かけて行なった。
730℃で曝露した場合を図7に示し、800℃で曝
露した場合を図8に示す。
(結果)
730℃で曝露した場合は、実施例1~6及び比較
1,2とも2週間導通を保っており、いずれにも
大きな差はなかった。
800℃で曝露した場合は、比較例1,2は1日以内
に導通不良となったが、実施例1(電解ニッケ
めっき厚5μm)は1日、実施例6(電解ニッケル
っき厚500μm)は3日導通を保つことができた。
また、実施例2~5(電解ニッケルめっき厚10μm~30
0μm)は1週間導通を保つことができた。
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