JP2535458B2 - 細孔付セラミックの製造方法 - Google Patents
細孔付セラミックの製造方法Info
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- JP2535458B2 JP2535458B2 JP3091332A JP9133291A JP2535458B2 JP 2535458 B2 JP2535458 B2 JP 2535458B2 JP 3091332 A JP3091332 A JP 3091332A JP 9133291 A JP9133291 A JP 9133291A JP 2535458 B2 JP2535458 B2 JP 2535458B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は細孔付セラミックの製造
方法、特に機械加工することなく所定の径の細孔を所定
の位置に設けることが出来る細孔付セラミックの製造方
法に関する。
方法、特に機械加工することなく所定の径の細孔を所定
の位置に設けることが出来る細孔付セラミックの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化珪素、炭化珪素、部分安定化ジルコ
ニアなどのセラミック材は高耐熱性、高耐摩耗性、高硬
度、高耐食性等の優れた特性を有しているため、機械部
品の一部として使用されている。これらのセラミックは
相次ぐ改良、および設計の適性化などによってその利用
分野は広がりつつある。
ニアなどのセラミック材は高耐熱性、高耐摩耗性、高硬
度、高耐食性等の優れた特性を有しているため、機械部
品の一部として使用されている。これらのセラミックは
相次ぐ改良、および設計の適性化などによってその利用
分野は広がりつつある。
【０００３】ところで、このようなセラミック材につい
て所定の位置に所定の径の細孔を形成したいという要請
がある。例えば、図８〜図９に示すように、セラミック
動翼１の場合、その表面温度を下げるためエアー吹き出
し細孔３を設け、セラミック動翼１の表面にエアー膜２
を形成している。その他、水ジェットノズル、燃料噴射
ノズル、標準試験品、熱電対エレメント、およびペン先
などは種々の径の細孔、穴の形成が必要なセラミック製
品である。
て所定の位置に所定の径の細孔を形成したいという要請
がある。例えば、図８〜図９に示すように、セラミック
動翼１の場合、その表面温度を下げるためエアー吹き出
し細孔３を設け、セラミック動翼１の表面にエアー膜２
を形成している。その他、水ジェットノズル、燃料噴射
ノズル、標準試験品、熱電対エレメント、およびペン先
などは種々の径の細孔、穴の形成が必要なセラミック製
品である。
【０００４】従来、上記のような細孔を有するセラミッ
ク材は、図７に示すように、セラミック粉末を金型プレ
スした後、静水圧加圧成形（ＣＩＰ）し、次いでバイン
ダー仮焼後に乾式加工にて細孔を設けて焼成するか、あ
るいは焼成後加工することにより細孔を設けることによ
り製造している。ここで、細孔はドリル、超音波、ある
いはレーザーなどを用いて穿設されている。
ク材は、図７に示すように、セラミック粉末を金型プレ
スした後、静水圧加圧成形（ＣＩＰ）し、次いでバイン
ダー仮焼後に乾式加工にて細孔を設けて焼成するか、あ
るいは焼成後加工することにより細孔を設けることによ
り製造している。ここで、細孔はドリル、超音波、ある
いはレーザーなどを用いて穿設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ドリル、超音波、レーザーなどを用いた従来の細孔穿設
方法では、内径０．５mm以下の極細の細孔を得ることが
出来なかった。また、細孔の深さも精々内径の１０倍程
度が限界であった。更に、レーザー加工による方法で
は、細孔の形状が先細りのテーパ状になるという問題が
あった。また、曲線穴の加工が出来ないという問題点も
あった。
ドリル、超音波、レーザーなどを用いた従来の細孔穿設
方法では、内径０．５mm以下の極細の細孔を得ることが
出来なかった。また、細孔の深さも精々内径の１０倍程
度が限界であった。更に、レーザー加工による方法で
は、細孔の形状が先細りのテーパ状になるという問題が
あった。また、曲線穴の加工が出来ないという問題点も
あった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は上記
従来の問題を解決するため、種々検討を行った結果、各
種太さの繊維状物を用いることにより、機械加工を要せ
ずセラミック材に０．５mm未満の極細の細孔を設けるこ
とができることを見出し、本発明に到達した。即ち、本
発明によれば、セラミック材の所定位置に所定の細孔を
有する細孔付セラミックの製造方法において、型内にセ
ラミック粉末原料の一部を充填して予備成形し、得られ
た予備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した後、残
りのセラミック粉末原料を充填して成形を行ない、次い
で静水圧加圧成形し、得られた成形体より該繊維状物を
取り除くことを特徴とする細孔付セラミックの製造方
法、が提供される。
従来の問題を解決するため、種々検討を行った結果、各
種太さの繊維状物を用いることにより、機械加工を要せ
ずセラミック材に０．５mm未満の極細の細孔を設けるこ
とができることを見出し、本発明に到達した。即ち、本
発明によれば、セラミック材の所定位置に所定の細孔を
有する細孔付セラミックの製造方法において、型内にセ
ラミック粉末原料の一部を充填して予備成形し、得られ
た予備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した後、残
りのセラミック粉末原料を充填して成形を行ない、次い
で静水圧加圧成形し、得られた成形体より該繊維状物を
取り除くことを特徴とする細孔付セラミックの製造方
法、が提供される。
【０００７】
【作用】本発明では、セラミック粉末原料の一部を予備
成形し、予備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した
後、残りのセラミック粉末原料を充填して成形を行な
い、次いで静水圧加圧成形（ＣＩＰ）し、糸抜きを行な
った後、焼成を行なうことに特徴を有する。このような
工程を経ることにより、機械加工を要せず所定位置に
０．５mm未満の極細の細孔を設けたセラミックを得るこ
とができる。
成形し、予備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した
後、残りのセラミック粉末原料を充填して成形を行な
い、次いで静水圧加圧成形（ＣＩＰ）し、糸抜きを行な
った後、焼成を行なうことに特徴を有する。このような
工程を経ることにより、機械加工を要せず所定位置に
０．５mm未満の極細の細孔を設けたセラミックを得るこ
とができる。
【０００８】次に本発明を図１の工程図に基づいて説明
する。まず、化学繊維などの繊維状物を準備する。繊維
状物は、目的とする径と焼成時の収縮を見込んだ割掛率
から計算した太さとする。次いで化学繊維の場合には熱
処理を施して繊維状物を真直とする。なお、金属繊維を
用いる場合には熱処理は必要ではない。
する。まず、化学繊維などの繊維状物を準備する。繊維
状物は、目的とする径と焼成時の収縮を見込んだ割掛率
から計算した太さとする。次いで化学繊維の場合には熱
処理を施して繊維状物を真直とする。なお、金属繊維を
用いる場合には熱処理は必要ではない。
【０００９】一方、金型内にセラミック粉末原料を必要
量の一部、通常半分程度入れて予備成形を行なった後、
繊維状物を当該予備成形体上の所定位置に敷き並べる。
次いで、その上に残りのセラミック粉末原料を充填し、
金型成形を行ない、次に静水圧加圧成形（ＣＩＰ）す
る。得られた成形体を切断した後糸抜きし、次いでバイ
ンダー仮焼を経、焼成を行なうことにより、所定の細孔
を有したセラミックを製造することができる。
量の一部、通常半分程度入れて予備成形を行なった後、
繊維状物を当該予備成形体上の所定位置に敷き並べる。
次いで、その上に残りのセラミック粉末原料を充填し、
金型成形を行ない、次に静水圧加圧成形（ＣＩＰ）す
る。得られた成形体を切断した後糸抜きし、次いでバイ
ンダー仮焼を経、焼成を行なうことにより、所定の細孔
を有したセラミックを製造することができる。
【００１０】本発明で用いる繊維状物としては特にその
種類を制限するものではなく、例えば、ナイロン糸、テ
トロン糸、ポリエステル糸のような化学繊維、ピアノ
線、タングステンなどの金属繊維のほか、炭素繊維、セ
ラミック繊維、天然繊維なども使用することができる。
また、使用される繊維状物の太さは、仮焼および焼成に
よってセラミック成形体が収縮するため、焼結体におけ
る目的とする細孔径に対してその割掛率を計算した太さ
とする。繊維状物は通常、直線状として使われるが、曲
線状として用いてもよい。直線状として用いる場合は、
使用に先立ってそれを真直とするため、化学繊維につい
ては通常熱処理を行なうが、その他の金属繊維、炭素繊
維、セラミック繊維などについてもその都度必要な処理
を行なう。
種類を制限するものではなく、例えば、ナイロン糸、テ
トロン糸、ポリエステル糸のような化学繊維、ピアノ
線、タングステンなどの金属繊維のほか、炭素繊維、セ
ラミック繊維、天然繊維なども使用することができる。
また、使用される繊維状物の太さは、仮焼および焼成に
よってセラミック成形体が収縮するため、焼結体におけ
る目的とする細孔径に対してその割掛率を計算した太さ
とする。繊維状物は通常、直線状として使われるが、曲
線状として用いてもよい。直線状として用いる場合は、
使用に先立ってそれを真直とするため、化学繊維につい
ては通常熱処理を行なうが、その他の金属繊維、炭素繊
維、セラミック繊維などについてもその都度必要な処理
を行なう。
【００１１】繊維状物を取り除く方法としては、繊維の
端部を把持して引き抜く方法の他に、化学繊維、カーボ
ン繊維については、酸化零囲気中で焼成して燃焼消失さ
せることにより、取り除くことも可能である。バインダ
ー仮焼を酸化零囲気中で行なう場合は、燃焼消失の工程
は、バインダー仮焼工程と兼ねても良い。本発明の対象
とするセラミックとしては、一般的に知られているすべ
てのセミックが適用でき、例えばアルミナ、窒化珪素、
炭化珪素、部分安定化ジルコニア、安定化ジルコニアな
どに適用できるが、いわゆる難削材と呼ばれる窒化珪
素、炭化珪素、部分安定化ジルコニアを対象とすること
が特に有効である。
端部を把持して引き抜く方法の他に、化学繊維、カーボ
ン繊維については、酸化零囲気中で焼成して燃焼消失さ
せることにより、取り除くことも可能である。バインダ
ー仮焼を酸化零囲気中で行なう場合は、燃焼消失の工程
は、バインダー仮焼工程と兼ねても良い。本発明の対象
とするセラミックとしては、一般的に知られているすべ
てのセミックが適用でき、例えばアルミナ、窒化珪素、
炭化珪素、部分安定化ジルコニア、安定化ジルコニアな
どに適用できるが、いわゆる難削材と呼ばれる窒化珪
素、炭化珪素、部分安定化ジルコニアを対象とすること
が特に有効である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づき更に詳
しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるも
のではない。図２〜図６は、本発明の製造方法の例を示
す工程説明図である。先ず、図２のようにシリンダ１
０、下パンチ１１および上パンチ１２からなる金型内に
セラミック粉末原料１３を必要量の半分程度入れ成形圧
力３０kg/cm2で予備成形を行なう。次に、図３に示すよ
うに、得られた予備成形体１５上の所定位置に繊維状物
１４をその両端よりゴムまたはバネなどの引張体１６に
より引張った状態でセットする。この場合、引張体１６
はそれぞれ埋込金具１７を予備成形体１５内に埋込むこ
とにより固定する。次いで、図４のように、予備成形体
１５の上に残りのセラミック粉末原料１３を充填した
後、その上から上パンチ１２を押し込み成形圧力２００
kg/cm2で金型成形を行ない、セラミック一次成形体１８
を成形する。その後、セラミック一次成形体１８をゴム
袋１９内に入れ、例えば、１０００kg/cm2の圧力で静水
圧加圧成形（ＣＩＰ）を行ない（図５参照）、セラミッ
ク二次成形体２０を得る。次に、得られたセラミック二
次成形体２０の図上左側部分を図６に示すように切断す
る。静水圧の圧力に特に限定はないが、５００kg/cm2以
上の圧力で圧密して、高密度の成形体を得ることが望ま
しい。一方、図上右側部分では繊維状物１４は切断しな
いでセラミック二次成形体２０を切断し、右側塊部分２
１をもって繊維状物１４を引き抜く。このようにして、
細孔を有するセラミック成形体が作製される。
しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるも
のではない。図２〜図６は、本発明の製造方法の例を示
す工程説明図である。先ず、図２のようにシリンダ１
０、下パンチ１１および上パンチ１２からなる金型内に
セラミック粉末原料１３を必要量の半分程度入れ成形圧
力３０kg/cm2で予備成形を行なう。次に、図３に示すよ
うに、得られた予備成形体１５上の所定位置に繊維状物
１４をその両端よりゴムまたはバネなどの引張体１６に
より引張った状態でセットする。この場合、引張体１６
はそれぞれ埋込金具１７を予備成形体１５内に埋込むこ
とにより固定する。次いで、図４のように、予備成形体
１５の上に残りのセラミック粉末原料１３を充填した
後、その上から上パンチ１２を押し込み成形圧力２００
kg/cm2で金型成形を行ない、セラミック一次成形体１８
を成形する。その後、セラミック一次成形体１８をゴム
袋１９内に入れ、例えば、１０００kg/cm2の圧力で静水
圧加圧成形（ＣＩＰ）を行ない（図５参照）、セラミッ
ク二次成形体２０を得る。次に、得られたセラミック二
次成形体２０の図上左側部分を図６に示すように切断す
る。静水圧の圧力に特に限定はないが、５００kg/cm2以
上の圧力で圧密して、高密度の成形体を得ることが望ま
しい。一方、図上右側部分では繊維状物１４は切断しな
いでセラミック二次成形体２０を切断し、右側塊部分２
１をもって繊維状物１４を引き抜く。このようにして、
細孔を有するセラミック成形体が作製される。
【００１３】次いで、得られた細孔付のセラミック成形
体を約４００℃で仮焼してバインダーを飛散させた後、
セラミックの種類に対応した焼成温度、焼成雰囲気下、
例えば、窒化珪素の場合、窒素ガス雰囲気中１６００〜
１８００℃の温度で、炭化珪素の場合、アルゴン雰囲気
中１９００〜２２００℃の温度、部分安定化ジルコニア
の場合、空気中１３００〜１５００℃で焼成することに
より、焼結体たる細孔付セラミックを製造することがで
きる。
体を約４００℃で仮焼してバインダーを飛散させた後、
セラミックの種類に対応した焼成温度、焼成雰囲気下、
例えば、窒化珪素の場合、窒素ガス雰囲気中１６００〜
１８００℃の温度で、炭化珪素の場合、アルゴン雰囲気
中１９００〜２２００℃の温度、部分安定化ジルコニア
の場合、空気中１３００〜１５００℃で焼成することに
より、焼結体たる細孔付セラミックを製造することがで
きる。
【００１４】
【発明の効果】 以上説明した通り、本発明の製造方法
によれば、セラミック粉末原料の一部を予備成形し、予
備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した後、残りの
セラミック粉末原料を充填して成形を行ない、次いで静
水圧加圧成形し、糸抜きを行なった後焼成を行なうこと
により細孔付セラミックを製造するので、機械加工を要
せず精度よく所定位置に０．５mm未満という極細の細孔
を有するセラミックを得ることができる。従って、本発
明で製造される細孔付セラミックは、例えば、図８〜９
に示すようなセラミック動翼、図１０に示すようなセラ
ミックライナー、水ジェットノズル、燃料噴射ノズル、
標準試験品、熱電対エレメント、およびペン先などの各
種の極細の細孔付セラミック製品に好適に用いることが
できる。
によれば、セラミック粉末原料の一部を予備成形し、予
備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した後、残りの
セラミック粉末原料を充填して成形を行ない、次いで静
水圧加圧成形し、糸抜きを行なった後焼成を行なうこと
により細孔付セラミックを製造するので、機械加工を要
せず精度よく所定位置に０．５mm未満という極細の細孔
を有するセラミックを得ることができる。従って、本発
明で製造される細孔付セラミックは、例えば、図８〜９
に示すようなセラミック動翼、図１０に示すようなセラ
ミックライナー、水ジェットノズル、燃料噴射ノズル、
標準試験品、熱電対エレメント、およびペン先などの各
種の極細の細孔付セラミック製品に好適に用いることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工程を示す工程図である。
【図２】本発明の製造方法のうちの予備成形の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の製造方法のうちの繊維状物配置の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明の製造方法のうちの金型成形の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明の製造方法のうちの静水圧加圧成形の例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】本発明の製造方法のうちの切断の例を示す説明
図である。
図である。
【図７】従来の工程を示す工程図である。
【図８】セラミック動翼を示す斜視図である。
【図９】セラミック動翼を示す断面図である。
【図１０】セラミックライナーの冷却用穴付品を示す斜
視図である。
視図である。
１ セラミック動翼 ２ エアー膜 ３ エアー吹き出し細孔 １０ シリンダ １１ 下パンチ １２ 上パンチ １３ セラミック粉末原料 １４ 繊維状物 １５ 予備成形体 １６ 引張体 １７ 埋込金具 １８ セラミック一次成形体 １９ ゴム袋 ２０ セラミック二次成形体 ２１ 塊部分
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック材の所定位置に所定の細孔を
有する細孔付セラミックの製造方法において、型内にセ
ラミック粉末原料の一部を充填して予備成形し、得られ
た予備成形体上の所定位置に繊維状物を配置した後、残
りのセラミック粉末原料を充填して成形を行ない、次い
で静水圧加圧成形し、得られた成形体より該繊維状物を
取り除くことを特徴とする細孔付セラミックの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3091332A JP2535458B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 細孔付セラミックの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3091332A JP2535458B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 細孔付セラミックの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02086000 Division | 1990-03-31 | 1990-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219206A JPH04219206A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2535458B2 true JP2535458B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=14023491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3091332A Expired - Lifetime JP2535458B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 細孔付セラミックの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535458B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4510427B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2010-07-21 | 良信 下井谷 | ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズルの製造方法、及びこれに用いる中子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5150916A (ja) * | 1974-10-31 | 1976-05-06 | Nippon Steel Corp | Ichihokoninobitatasuno kantsukikoojusurutaikabutsuno seizohoho |
| JPS6111203A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-18 | 株式会社フジクラ | セラミツクダイスの製法 |
| JPS63257606A (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-25 | 積水化学工業株式会社 | セメント成形体の製造方法 |
| JPH01314109A (ja) * | 1988-06-15 | 1989-12-19 | Fujikura Ltd | セラミックスに小孔をあける方法 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3091332A patent/JP2535458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219206A (ja) | 1992-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |