JP2606719B2 - セラミックス焼結体の製造方法 - Google Patents
セラミックス焼結体の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミックス焼結体の製造方法に関し、より
詳細には、圧密のため成形体に施した弾性体を除去する
方法に関する。
詳細には、圧密のため成形体に施した弾性体を除去する
方法に関する。
（従来の技術） 窒化珪素、炭化珪素、サイアロン等のシリコンセラミ
ックスあるいはアルミナセラミックス、ジルコニアセラ
ミックス等は金属よりも安定で、酸化腐食やクリープ変
形を受けにくいので、エンジン部品として利用する研究
が盛んである。
ックスあるいはアルミナセラミックス、ジルコニアセラ
ミックス等は金属よりも安定で、酸化腐食やクリープ変
形を受けにくいので、エンジン部品として利用する研究
が盛んである。
これらセラミックスの成形法として、従来から知られ
ているものに、静水圧成形法、射出成形法、泥しょう鋳
込法等がある。そのうち静水圧成形法は圧力を伝達し易
いゴム袋などに充填したセラミックス粉体に静水圧を加
えて成形体を得る方法であり、静水圧によりあらゆる方
向から同時に一定の圧力を加えて成形するので、均質性
の高い成形体が得られる利点があり、成形体の強度も大
きいものが得られる方法として知られている。
ているものに、静水圧成形法、射出成形法、泥しょう鋳
込法等がある。そのうち静水圧成形法は圧力を伝達し易
いゴム袋などに充填したセラミックス粉体に静水圧を加
えて成形体を得る方法であり、静水圧によりあらゆる方
向から同時に一定の圧力を加えて成形するので、均質性
の高い成形体が得られる利点があり、成形体の強度も大
きいものが得られる方法として知られている。
しかし、ゴム型を用いるために、成形体の形状には限
界があり、目的とするセラミックス成形体が複雑な形状
品である場合は、単純な形状のゴム型は使用できず、一
般に予備成形体の表面に弾性被膜をコーティングした後
静水圧プレス成形により緻密化し、内部欠陥の除去、成
形体密度の向上及び均一化を行っている。
界があり、目的とするセラミックス成形体が複雑な形状
品である場合は、単純な形状のゴム型は使用できず、一
般に予備成形体の表面に弾性被膜をコーティングした後
静水圧プレス成形により緻密化し、内部欠陥の除去、成
形体密度の向上及び均一化を行っている。
静水圧プレス成形後、弾性被膜を除去するには、通常
手で剥離するか、又は電気炉中で燃焼する方法がとられ
ているが、この際、成形品がターボチャージャーロータ
のような複雑な形状の成形品であると、手で剥離する際
にはゴム被覆除去中に誤って翼を破損し、製品を不良に
する等の不良発生が少なくなく、作業時間も多く要し、
熟練も必要であるなどの課題を有していた。又、被覆し
たゴムを炉内で燃焼除去する方法は一度粘性を低下した
ゴムが、セラミックスの気孔内に含浸した後、急激な燃
焼が行なわれるため、表面にクラックが発生することが
避けられなかった。
手で剥離するか、又は電気炉中で燃焼する方法がとられ
ているが、この際、成形品がターボチャージャーロータ
のような複雑な形状の成形品であると、手で剥離する際
にはゴム被覆除去中に誤って翼を破損し、製品を不良に
する等の不良発生が少なくなく、作業時間も多く要し、
熟練も必要であるなどの課題を有していた。又、被覆し
たゴムを炉内で燃焼除去する方法は一度粘性を低下した
ゴムが、セラミックスの気孔内に含浸した後、急激な燃
焼が行なわれるため、表面にクラックが発生することが
避けられなかった。
本発明は上記の課題を解決し、セラミックス成形体を
破損することなく、セラミックス成形体上の弾性体被膜
を容易に除去することを目的とする。
破損することなく、セラミックス成形体上の弾性体被膜
を容易に除去することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明の概要は、セラミックスス成形体に弾性体被膜
を施して静水圧加圧し、該加圧体を不活性ガス体中にて
熱処理した後、空気中にて加熱することにより弾性体被
膜を分解除去し、その後焼成することを特徴とするセラ
ミックス焼結体の製造方法である。
を施して静水圧加圧し、該加圧体を不活性ガス体中にて
熱処理した後、空気中にて加熱することにより弾性体被
膜を分解除去し、その後焼成することを特徴とするセラ
ミックス焼結体の製造方法である。
本発明のセラミックス焼結体の製造方法をさらに詳細
に説明すれば以下のとおりである。
に説明すれば以下のとおりである。
窒化珪素、炭化珪素、サイアロン、アルミナ、ジルコ
ニア等のセラミックス粉末にY2O3、MgO、CaO、ZrO2、Ce
O2、SrO、BeO、Ｂ、Ｃ等の焼結助剤を加えて十分に混合
し、均質な混合物を調製し、ついで、この混合物に樹
脂、ワックス、可塑剤等のバインダを加えて混練し、セ
ラミックス成形原料とする。このセラミックス成形原料
を用い金型成形、鋳込成形、射出成形等のセラミックス
成形体を得る。
ニア等のセラミックス粉末にY2O3、MgO、CaO、ZrO2、Ce
O2、SrO、BeO、Ｂ、Ｃ等の焼結助剤を加えて十分に混合
し、均質な混合物を調製し、ついで、この混合物に樹
脂、ワックス、可塑剤等のバインダを加えて混練し、セ
ラミックス成形原料とする。このセラミックス成形原料
を用い金型成形、鋳込成形、射出成形等のセラミックス
成形体を得る。
ついで得られた成形体中に含まれる樹脂、ワックスお
よび可塑剤等のバインダーを電気炉内で加熱除去する。
よび可塑剤等のバインダーを電気炉内で加熱除去する。
この時の加熱は室温からゆっくり昇温し500℃まで100
℃/hr以下、好ましくは300℃まで20℃/hr以下の昇温速
度が好ましい。
℃/hr以下、好ましくは300℃まで20℃/hr以下の昇温速
度が好ましい。
その後必要に応じ假焼し、成形体の表面にスラリー状
あるいは溶液状の弾性体被膜をハケ塗り、浸漬、スプレ
ー吹き付け等により形成する。弾性体は成形体の形状に
応じて等方圧縮できるものは何でもよく、特にラッテク
スゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム等は20to
n/cm2以上の高圧でも使用可能である。
あるいは溶液状の弾性体被膜をハケ塗り、浸漬、スプレ
ー吹き付け等により形成する。弾性体は成形体の形状に
応じて等方圧縮できるものは何でもよく、特にラッテク
スゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム等は20to
n/cm2以上の高圧でも使用可能である。
次に成形体の表面を十分に乾燥した後、1ton/cm2以上
の圧力で静水圧でラバープレスを行なう。ラバープレス
後の成形体は、不活性ガス中で加熱する。不活性ガスは
量産性や価格を考慮するとN2ガスが最も好ましい。この
加熱によって弾性体被膜を分解除去し、ついで空気中で
再加熱することにより弾性体被膜の残留分を完全に除去
した後、焼成し、これによりセラミックス焼結体を得
る。
の圧力で静水圧でラバープレスを行なう。ラバープレス
後の成形体は、不活性ガス中で加熱する。不活性ガスは
量産性や価格を考慮するとN2ガスが最も好ましい。この
加熱によって弾性体被膜を分解除去し、ついで空気中で
再加熱することにより弾性体被膜の残留分を完全に除去
した後、焼成し、これによりセラミックス焼結体を得
る。
不活性ガス中での加熱はラテックスゴム、ポリブタジ
エンゴム又はイソプレンゴムの場合500〜600℃が好まし
く、昇温速度は50〜100℃/hrが好ましい。
エンゴム又はイソプレンゴムの場合500〜600℃が好まし
く、昇温速度は50〜100℃/hrが好ましい。
そして加熱温度は、被膜材単独にて、熱天秤データを
採取し、95％以上分解する温度が望ましい。
採取し、95％以上分解する温度が望ましい。
次に空気中での再加熱に於ては、先づ不活性ガス中に
て200℃以下に温度を下げた後、空気に置換する必要が
ある。その理由は200℃以上にて空気置換した場合、残
留分が急激に燃焼し、表面にクラックを発生する場合が
あるからである。
て200℃以下に温度を下げた後、空気に置換する必要が
ある。その理由は200℃以上にて空気置換した場合、残
留分が急激に燃焼し、表面にクラックを発生する場合が
あるからである。
空気中での再加熱は450〜500℃が望ましく、昇温速度
は50〜200℃が望ましい。
は50〜200℃が望ましい。
（作用） 本発明の方法によれば、静水圧加圧時の弾性体被膜の
除去が容易であるばかりでなく、空気中での加熱による
酸化は、これをきらうが残留分のセラミックス焼結体に
与える影響の少ない材料例えばSi系セラミックス成形体
の場合には静水圧加圧後、不活性ガスのみの加熱により
被膜の除去が可能であった。
除去が容易であるばかりでなく、空気中での加熱による
酸化は、これをきらうが残留分のセラミックス焼結体に
与える影響の少ない材料例えばSi系セラミックス成形体
の場合には静水圧加圧後、不活性ガスのみの加熱により
被膜の除去が可能であった。
又、窒化珪素のように分解残留分が焼結体特性に著る
しく悪影響を及ぼす材料の場合も、一度不活性ガス中に
て被膜を分解した後、空気中にて残留分を酸化除去する
為、全て酸化除去する場合に比較して、粉末の酸化度も
少なくでき、焼結体特性に影響を及ぼさない。
しく悪影響を及ぼす材料の場合も、一度不活性ガス中に
て被膜を分解した後、空気中にて残留分を酸化除去する
為、全て酸化除去する場合に比較して、粉末の酸化度も
少なくでき、焼結体特性に影響を及ぼさない。
（実施例） 以下、実施例について説明する。
実施例１ 平均粒径0.5μｍのSi3N4粉末100重量部に、焼結助剤
としてAl2O3、Y2O3を５重量部づつ添加し、調製した材
料に、マイクロクリスタリンワックス８重量％、ポリエ
チレン４重量％、エチレン酢ビ共重合体４重量％、ｎ−
ジブチルフタレート５重量％を添加し、加熱混練して射
出成形用材料を調製した。この材料を用い、焼成後の翼
部の最大直径が55mmφのターボチャージャーロータを金
型を用いて成形した。
としてAl2O3、Y2O3を５重量部づつ添加し、調製した材
料に、マイクロクリスタリンワックス８重量％、ポリエ
チレン４重量％、エチレン酢ビ共重合体４重量％、ｎ−
ジブチルフタレート５重量％を添加し、加熱混練して射
出成形用材料を調製した。この材料を用い、焼成後の翼
部の最大直径が55mmφのターボチャージャーロータを金
型を用いて成形した。
本成形体を目砂中で、N2雰囲気にて100℃〜600℃まで
５℃/hrの速度で昇温し、脱脂した。脱脂後の成形体に
はクラックは全く認められなかった。
５℃/hrの速度で昇温し、脱脂した。脱脂後の成形体に
はクラックは全く認められなかった。
脱脂後の成形体表面にラテックスゴムをディッピング
した後乾燥し、約80μｍの厚さの弾性被膜を作成した。
した後乾燥し、約80μｍの厚さの弾性被膜を作成した。
その後5ton/cm2の圧力で静水圧加圧によりラバープレ
スした。
スした。
ついで本発明の製法と従来の製法の比較を行なうた
め、第１表に示すように、本発明の方法、即ち、N2中で
100℃/hrの昇温速度で最大600℃に加熱した後、自然放
冷し、200℃まで低下したところで空気置換し、500℃ま
で150℃/hrの昇温速度で加熱して弾性体被膜を分解除去
した焼結体をＡとし、従来の方法のうち弾性体被膜を手
で剥離する方法によった焼結体をＢとし、空気中で100
℃/hrの昇温速度で最大500℃に加熱して弾性体被膜を分
解除去した焼結体をＣとしその結果及び評価は第１表に
示すとおりである。
め、第１表に示すように、本発明の方法、即ち、N2中で
100℃/hrの昇温速度で最大600℃に加熱した後、自然放
冷し、200℃まで低下したところで空気置換し、500℃ま
で150℃/hrの昇温速度で加熱して弾性体被膜を分解除去
した焼結体をＡとし、従来の方法のうち弾性体被膜を手
で剥離する方法によった焼結体をＢとし、空気中で100
℃/hrの昇温速度で最大500℃に加熱して弾性体被膜を分
解除去した焼結体をＣとしその結果及び評価は第１表に
示すとおりである。
なお本発明はＡの方法による成形体をN2雰囲気中で17
50℃で2hr焼成した後研削加工してセラミック製ターボ
チャージャーロータを得た。
50℃で2hr焼成した後研削加工してセラミック製ターボ
チャージャーロータを得た。
（発明の効果） 本発明のセラミックスの製造は、セラミックス成形体
に施した弾性体被膜をセラミックス体に残すことなく容
易に除去できるので、従来法に比べて品質も向上し、か
つ量産性も向上し産業上有利である。
に施した弾性体被膜をセラミックス体に残すことなく容
易に除去できるので、従来法に比べて品質も向上し、か
つ量産性も向上し産業上有利である。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックス成形体に弾性体被膜を施して
静水圧加圧し、該加圧体を不活性ガス中にて熱処理した
後、空気中にて加熱することにより弾性体被膜を分解除
去し、その後焼成することを特徴とするセラミックス焼
結体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054916A JP2606719B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054916A JP2606719B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230482A JPH01230482A (ja) | 1989-09-13 |
| JP2606719B2 true JP2606719B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12983932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63054916A Expired - Fee Related JP2606719B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606719B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP63054916A patent/JP2606719B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01230482A (ja) | 1989-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |