JP2610381B2 - Manufacturing method of ceramic parts with pores using firing bonding - Google Patents

Manufacturing method of ceramic parts with pores using firing bonding

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JP2610381B2 JP32543292A JP32543292A JP2610381B2 JP 2610381 B2 JP2610381 B2 JP 2610381B2 JP 32543292 A JP32543292 A JP 32543292A JP 32543292 A JP32543292 A JP 32543292A JP 2610381 B2 JP2610381 B2 JP 2610381B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、細孔付セラミック部品
の製造方法に関し、更に詳しくは、冷却孔を有する発電
用セラミックガスタービン静翼・動翼、及び特に130
0℃以上の高温環境下で使用されるセラミック部品とし
て好適に使用できる焼成接合を用いた細孔付セラミック
部品の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic part having a pore, and more particularly, to a power generation ceramic gas turbine vane and a blade having a cooling hole, and in particular, to 130.
The present invention relates to a method for producing a ceramic part having pores using firing bonding which can be suitably used as a ceramic part used in a high temperature environment of 0 ° C. or higher.

【0002】[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、高耐腐食性等の優れた特性を有しているため、そ
の特性を利用した機械部品の研究開発が盛んに行われて
いる。そして、このようなセラミック部品は、相次ぐ改
良や設計の適正化などによってその利用分野を広げつつ
ある。ところで、このようなセラミック部品について、
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、1000℃以上の高温環境下で使用され
るガスタービンの動翼・静翼の場合、その材料温度を下
げて信頼性を向上させるために、部材内に適当な冷却孔
を設けている。
2. Description of the Related Art Ceramic materials such as silicon nitride, silicon carbide and partially stabilized zirconia have excellent properties such as high heat resistance, high wear resistance, high hardness and high corrosion resistance. Research and development of mechanical parts utilizing characteristics are being actively pursued. Such ceramic components are being used in a wider range of fields through successive improvements and design optimization. By the way, about such ceramic parts,
There is a demand to form a pore having a predetermined diameter at a predetermined position. For example, in the case of a moving blade and a stationary blade of a gas turbine used in a high temperature environment of 1000 ° C. or more, appropriate cooling holes are provided in the member in order to lower the material temperature and improve reliability.

【0003】従来、このような細孔を有するセラミック
部品は、セラミック粉末をプレスした後、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
て細孔を穿設して焼成するか、あるいは焼成後に細孔を
穿設することにより製造している。細孔の穿設は、通
常、ドリル、ダイヤモンド砥石を用いた機械加工、超音
波加工あるいはレーザー加工などにより行われている。
Conventionally, a ceramic component having such pores is formed by pressing ceramic powder, isostatic pressing (CIP), then calcining the binder, and then drilling the pores by dry processing. Or by forming pores after firing. The perforation of the fine holes is usually performed by mechanical processing using a drill or a diamond grindstone, ultrasonic processing, laser processing, or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の孔あけ加工による細孔形成方法では、非
直線形状の細孔は加工が不可能であり、また、孔径1mm
以下の極細の細孔の加工も困難であった。本発明は、こ
のような状況に鑑み、孔径1mm以下の極細の細孔や、所
望に応じた任意形状の細孔を形成できる細孔付セラミッ
ク部品の製造方法を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional pore forming method by drilling, non-linear pores cannot be machined, and the pore diameter is 1 mm.
Processing of the following ultrafine pores was also difficult. In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic component having pores capable of forming ultrafine pores having a pore diameter of 1 mm or less and pores having an arbitrary shape as desired.

【0005】[0005]

【問題を解決するための手段】本発明によれば、目的と
するセラミック部品の全体形状をそのセラミック部品の
細孔形成予定位置を通過する面を境界として内部側と外
部側とに分割して得られる分割体と同等の形状を有し、
かつ、外部側分割体形状を有するものが、内部側分割体
形状を有するものよりも大きい焼成収縮率を有する複数
個の成形体を、各々別個に成形し、少なくとも内部側分
割体形状を有する成形体(以下、「内部側成形体」とい
う。)の外側面か、外部側分割体形状を有する成形体
(以下、「外部側成形体」という。)の内側面のどちら
か一方に、細孔形成予定位置に対応する溝を形成した
後、これらを組み合わせて焼成し、焼成収縮率の差を利
用して一体に接合することを特徴とする細孔付セラミッ
ク部品の製造方法が提供される。なお、上記において、
「目的とするセラミック部品の全体形状」とは、細孔を
形成していない場合の全体形状をいう。
According to the present invention, the entire shape of a target ceramic part is divided into an inner side and an outer side with a surface passing through a predetermined pore forming position of the ceramic part as a boundary. It has the same shape as the obtained divided body,
And, those having the outer side divided body shape, separately molding a plurality of molded bodies having a larger firing shrinkage ratio than those having the inner side divided body shape, at least having the inner side divided body shape A pore is formed on one of the outer surface of the molded body (hereinafter, referred to as “inside molded body”) and the inner surface of the molded body having the outer divided body shape (hereinafter, referred to as “external molded body”). A method for manufacturing a ceramic part with pores is provided, wherein after forming grooves corresponding to the formation planned positions, these are combined and fired, and are integrally joined by utilizing the difference in firing shrinkage. In the above,
The "target ceramic component overall shape" refers to the overall shape when no pores are formed.

【0006】また、本発明によれば、目的とするセラミ
ック部品の細孔形成部分を含む全体形状をその細孔形成
部分を通過する面を境界として内部側と外部側とに分割
して得られる分割体と同等の形状を有し、かつ、外部側
分割体形状を有するものが、内部側分割体形状を有する
ものよりも大きい焼成収縮率を有する複数個の成形体
を、細孔形成部分に対応する溝形状を有する成形型を用
いて各々別個に成形し、その後、これらを組み合わせて
焼成し、焼成収縮率の差を利用して一体に接合すること
を特徴とする細孔付セラミック部品の製造方法が提供さ
れる。
Further, according to the present invention, the entire shape including the pore forming portion of the target ceramic component can be obtained by dividing the whole shape into an inner side and an outer side with a surface passing through the pore forming portion as a boundary. Having a shape equivalent to the divided body, and having an outer divided body shape, a plurality of molded bodies having a larger firing shrinkage than those having the inner divided body shape, in the pore forming portion Each of these is separately molded using a molding die having a corresponding groove shape, and thereafter, these are combined and fired, and are integrally joined by utilizing a difference in firing shrinkage ratio. A manufacturing method is provided.

【0007】[0007]

【作用】本発明は、従来のように仮焼後あるいは焼成後
に孔あけ加工により細孔を穿設するのではなく、その分
割体形状を有する成形体の側面に溝を形成し、あるいは
溝形状を有する成形型を用いて予め側面に溝が形成され
た状態の成形体を成形し、焼成収縮率の差を利用してこ
れらを一体に接合し細孔を形成する。すなわち、本発明
では、内部側成形体の外側面に形成された溝と外部側成
形体の内側面、外部側成形体の内側面に形成された溝と
内部側成形体の内側面、あるいは内部側成形体の外側面
に形成された溝と外部側成形体の内側面形成された溝と
によって細孔が形成される。このように、細孔を孔あけ
加工ではなく溝の形成により得ることができるので、孔
径1mm以下という極細の細孔や、非直線形状の細孔の形
成が可能となる。
According to the present invention, a groove is formed on the side surface of a molded body having a divided body shape, instead of forming a pore by drilling after calcining or firing as in the prior art. Is molded using a molding die having grooves in advance in a state where grooves are formed on the side surfaces, and these are integrally joined by utilizing the difference in firing shrinkage to form pores. That is, in the present invention, the groove formed on the outer surface of the inner molding and the inner surface of the outer molding, the groove formed on the inner surface of the outer molding and the inner surface of the inner molding, or Pores are formed by the grooves formed on the outer surface of the side molding and the grooves formed on the inner surface of the outer molding. As described above, since the pores can be obtained by forming grooves instead of drilling, it is possible to form ultrafine pores having a pore diameter of 1 mm or less and non-linear pores.

【0008】以下、本発明の製造方法について、セラミ
ックガスタービン静翼を例に図面に基づいて説明する。
まず、図2に示すような目的とするセラミックガスター
ビン静翼の全体形状1について、その細孔形成予定位置
2を通過する面3を境界として、内部側と外部側に分割
して得られる内部側分割体4及び外部側分割体5と同等
の形状を有する内部側成形体6及び外部側成形体8を別
個に成形する。このとき、外部側成形体8の焼成収縮率
が内部側成形体6の焼成収縮率よりも大きくなるように
するため、各々成形原料の選定や成形プロセスの調整等
を行うが、これら焼成収縮率のコントロール手段につい
ては後で詳しく述べる。
Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a ceramic gas turbine stationary blade as an example.
First, with respect to the overall shape 1 of the target ceramic gas turbine stationary blade as shown in FIG. 2, the inner surface obtained by dividing into the inner side and the outer side with the surface 3 passing through the expected pore formation position 2 as a boundary. The inner molded body 6 and the outer molded body 8 having the same shape as the side divided body 4 and the outer divided body 5 are separately molded. At this time, in order to make the firing shrinkage of the outer molded body 8 larger than the firing shrinkage of the inner molded body 6, each of the forming materials is selected and the molding process is adjusted. The control means will be described later in detail.

【0009】次いで、図1(a)に示す内部側成形体6の
外側面7に、同図(c)のように細孔形成予定位置に対応
する溝9を形成し、これを同図(b)に示す外部側成形体
8の内部に挿嵌して組み合わせる。そして、この状態で
焼成を行い、焼成収縮率の大きい外部側成形体8の内部
方向への収縮によって、焼成収縮率の小さい内部側成形
体6と接合させて一体化し、同図(d)のセラミックガス
タービン静翼焼成接合体10を得る。一体化したセラミ
ックガスタービン静翼焼成接合体10には、内部側成形
体7の外側面に形成された溝9と外部側成形体8の内側
面11とによって細孔が形成される。
Next, as shown in FIG. 1C, a groove 9 corresponding to a position where a pore is to be formed is formed on the outer surface 7 of the inner molded body 6 shown in FIG. It is inserted and fitted inside the outer molding 8 shown in b). Then, firing is performed in this state, and the outer molded body 8 having a large firing shrinkage is shrunk in the inward direction so as to be joined to and integrated with the inner molded body 6 having a small firing shrinkage. A ceramic gas turbine stationary blade firing joint 10 is obtained. Pores are formed in the integrated ceramic gas turbine stator blade firing joint 10 by the groove 9 formed on the outer surface of the inner molded body 7 and the inner surface 11 of the outer molded body 8.

【0010】本発明の製造方法によれば、上記の例のよ
うな直線形状の細孔のほか、図3に示すような螺旋状の
細孔を有するセラミック部品や、その他所望に応じた非
直線形状の細孔を有するセラミック部品が製造できる。
細孔の断面形状や孔径については制限されないが、特に
孔径1mm以下の細孔形成に有効である。
According to the manufacturing method of the present invention, in addition to the linear pores as in the above example, ceramic parts having spiral pores as shown in FIG. A ceramic component having shaped pores can be manufactured.
The cross-sectional shape and pore diameter of the pores are not limited, but are particularly effective for forming pores having a pore diameter of 1 mm or less.

【0011】なお、上記の例では、説明の便宜上、2つ
の成形体を焼成接合する場合について説明したが、同様
にして3つ以上の成形体を焼成接合し、多層の細孔を有
するセラミック部品を作製することもできる。図4は、
3つの成形体を焼成接合する場合の例を示しているが、
この場合、同図(b)の成形体は、(a)の成形体に対して
は外部側成形体であり、(c)の成形体に対しては内部側
成形体となる。したがって、この場合、各成形体の焼成
収縮率の関係は、(a)、(b)、(c)の順に大きくなるよ
うにする。このように、本発明において、3つ以上の成
形体を焼成接合する場合は、最内部に挿嵌される成形体
及び最外部に位置する成形体以外の成形体は、全て内部
側成形体であると同時に外部側成形体でもあり、それぞ
れの成形体の焼成収縮率は、最内部から最外部に向けて
順に大きくなる。
In the above example, for convenience of explanation, the case where two compacts are fired and joined has been described. Similarly, three or more compacts are fired and joined to form a ceramic component having multilayer pores. Can also be prepared. FIG.
An example in which three molded bodies are joined by firing is shown.
In this case, the molded body in FIG. 6B is an outer molded body for the molded body of FIG. 7A and is an inner molded body for the molded body of FIG. Therefore, in this case, the relationship between the firing shrinkage ratios of the molded bodies is set to increase in the order of (a), (b), and (c). As described above, in the present invention, when three or more molded bodies are joined by firing, all molded bodies other than the molded body inserted and fitted to the innermost part and the molded body located at the outermost part are internal molded bodies. At the same time, it is also an outer molded body, and the firing shrinkage of each molded body increases in order from the innermost to the outermost.

【0012】また、これらの成形体は、組み合わせる前
に仮焼を行い、これら仮焼体を組み合わせて焼成接合に
供してもよく、また、最内部に位置する部位の成形体の
み予め焼成して焼成体とし、これを上記成形体あるいは
仮焼体と組み合わせて焼成接合に供してもよい。
Further, these compacts may be calcined before assembling, and these calcined bodies may be combined and subjected to firing bonding. Alternatively, only the innermost portion of the compact may be calcined in advance. A fired body may be combined with the above-mentioned molded body or calcined body for firing bonding.

【0013】本発明において、焼成接合に供する成形体
は、射出成形体、プレス成形体、鋳込み成形体のいずれ
でもよく、焼成収縮率をコントロールすることにより、
いずれの組み合わせでも可能である。焼成収縮率をコン
トロールするための手段としては、例えば、成形原料の
コントロール、CIP成形圧及び締め代のコントロール
が挙げられる。成形原料のコントロールには、具体的に
は、外部側成形体に粒度の細かい原料粉末を使用し、内
部側成形体に粒度の粗い原料粉末を使用する方法、ある
いは外部側成形体の添加助剤量を多くし、内部側成形体
の添加助剤量を少なくする方法等がある。また、CIP
成形圧のコントロールは、外部側成形体の成形圧を低く
し、内部側成形体の成形圧を高くすることにより行う。
In the present invention, the molded article to be subjected to firing bonding may be any of an injection molded article, a press molded article, and a cast molded article.
Any combination is possible. Means for controlling the firing shrinkage include, for example, control of molding raw materials, control of CIP molding pressure and interference. To control the molding raw material, specifically, a method of using a raw material powder having a fine particle size for the outer molded body and using a raw material powder having a coarse particle size for the inner molded body, or an additive aid for the outer molded body For example, there is a method of increasing the amount and decreasing the amount of the auxiliary additive of the inner molded body. Also, CIP
The molding pressure is controlled by lowering the molding pressure of the outer molding and increasing the molding pressure of the inner molding.

【0014】接合時の締め代コントロール量は、使用す
るセラミックスの材質、製品形状(内径、外形、肉厚)
等によって異なる。内部側部位と外部側部位との間の締
め代量は、最小値として、焼成後の単体寸法が、少なく
とも内部側部位外径>外部側部位内径の関係を成り立た
せるような値である必要がある。また、最大値として
は、焼成後にクラック、割れ等の発生がないように、使
用するセラミックスの材質及び製品形状から決定され
る。本発明では、以上のような焼成収縮率のコントロー
ル方法を単独あるいは組み合わせて用いることにより、
外部側成形体の焼成収縮率が、内部側成形体の焼成収縮
率よりも大きくなるようにする。
The amount of control of interference at the time of joining depends on the material and product shape of the ceramic used (inner diameter, outer shape, wall thickness)
Depends on etc. The amount of interference between the inner part and the outer part must be a value that minimizes the unit size after firing so that the relationship of at least the inner part outer diameter> the outer part inner diameter is satisfied. is there. The maximum value is determined based on the ceramic material used and the product shape so that cracks, cracks and the like do not occur after firing. In the present invention, by using the control method of the firing shrinkage rate as described above alone or in combination,
The firing shrinkage of the outer molded body is set to be larger than the firing shrinkage of the inner molded body.

【0015】溝の形成は、外部側形成体の内側面、ある
いは内部側成形体の外側面と外部側成形体の内側面との
両方に行ってもよいが、溝形成の容易さの点では、上述
したガスタービン静翼の例のように内部側成形体の外側
面に溝を形成するのが好ましい。溝の形成方法は、バイ
ト及びエンドミル等を用いた機械加工等の方法により行
うことができる。溝の形成時期としては、各成形体の成
形後直ちに行ってもよいが、上記したように組み合わせ
前に仮焼を行ったり、最内部に位置する部位の成形体の
み予め焼成しておく場合は、これらの仮焼後あるいは焼
成後に行ってもよい。また、本発明においては、成形体
の成形に際して、細孔部分に対応する溝形状を有する成
形型を用い、予め溝が形成された成形体を得るようにす
ることもできる。
The grooves may be formed on the inner surface of the outer formed body, or on both the outer surface of the inner formed body and the inner surface of the outer formed body. It is preferable to form a groove on the outer surface of the inner molded body as in the example of the gas turbine vane described above. The groove can be formed by a method such as machining using a cutting tool and an end mill. The groove may be formed immediately after the molding of each compact, but if the calcining is performed before the combination as described above, or if only the compact at the innermost position is previously calcined, It may be carried out after calcination or after calcination. Further, in the present invention, when molding a molded body, a molded body having grooves formed in advance may be obtained by using a molding die having a groove shape corresponding to a pore portion.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0017】(実施例1)図1に示すような細孔付セラ
ミックガスタービン静翼を図5に示す製造工程に従って
作製した。すなわち、まず、図1(b)、(c)に示すよう
な2分割の部位の成形体を射出成形により各々別個に成
形した。成形原料として、(b)に示す部位については平
均粒径0.5μmの窒化珪素粉末を、また、(c)に示す
部位については平均粒径0.6μmの窒化珪素粉末を、
それぞれ100重量部に対して、助剤としてY23を5
重量部、MgOを3重量部、及びZrO2を0.5重量
部添加・混合して用い、外部側成形体である(b)の部位
の焼成収縮率が内部側成形体である(c)の部位より大き
くなるようにコントロールした。なお、(c)に示す部位
の成形体の溝部は所望の細孔に対応する溝形状を有する
金型を用いて成形時に形成した。
(Example 1) A ceramic gas turbine vane having a fine hole as shown in FIG. 1 was manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. That is, first, the molded bodies of the two divided parts as shown in FIGS. 1B and 1C were separately molded by injection molding. As a molding raw material, a silicon nitride powder having an average particle size of 0.5 μm for the portion shown in (b), and a silicon nitride powder having an average particle size of 0.6 μm for the portion shown in (c).
5 parts of Y 2 O 3 as an auxiliary agent for 100 parts by weight of each
Parts by weight, 3 parts by weight of MgO, and 0.5 parts by weight of ZrO 2 were added and mixed, and the firing shrinkage ratio of the part (b) of the outer molded body was that of the inner molded body (c). Was controlled to be larger than the site. The groove of the molded body at the position shown in (c) was formed at the time of molding using a mold having a groove shape corresponding to a desired pore.

【0018】次に、射出成形により得られた両成形体を
大気中400℃で3時間脱脂し、その後、それぞれにつ
いて7ton/cm2の圧力にてCIPを行った。次いで、両
成形体を組み合わせ、N2雰囲気中1700℃、2時間
の条件で焼成接合を行い、同図(d)のような細孔を有す
るセラミックガスタービン静翼の焼結体を得た。得られ
た焼結体について、ダイヤモンドを砥石を用いた研削加
工による仕上加工を施し最終製品を得た。
Next, both molded articles obtained by injection molding were degreased in the air at 400 ° C. for 3 hours, and then subjected to CIP at a pressure of 7 ton / cm 2 . Next, the two compacts were combined and fired and joined in an N 2 atmosphere at 1700 ° C. for 2 hours to obtain a sintered body of a ceramic gas turbine stationary blade having pores as shown in FIG. The obtained sintered body was subjected to finish processing of diamond by grinding using a grindstone to obtain a final product.

【0019】(実施例2)図3に示すような螺旋状の非
直線的細孔を有する円柱形状のセラミック部品を図6に
示す製造工程に従って作製した。すなわち、まず、図3
(a)、(b)に示すような2分割の部位の成形体をプレス
成形により各々別個に成形した。成形原料としては、
(a)、(b)の両部位とも、平均粒径0.5μmの窒化珪
素粉末100重量部に対して、助剤としてY23を5重
量部、MgOを3重量部、及びZrO2を0.5重量部
添加・混合したものを用いた。
Example 2 A cylindrical ceramic part having spiral non-linear pores as shown in FIG. 3 was produced according to the manufacturing process shown in FIG. That is, first, FIG.
(a) and (b) were separately molded by press molding, respectively. As a molding raw material,
In both parts (a) and (b), 5 parts by weight of Y 2 O 3 , 3 parts by weight of MgO, and ZrO 2 were added to 100 parts by weight of silicon nitride powder having an average particle size of 0.5 μm. Was added and mixed by 0.5 part by weight.

【0020】次に、プレス成形により得られた両成形体
について、外部側成形体である(b)の部位の焼成収縮率
が内部側成形体である(a)の部位より大きくなるように
焼成収縮率のコントロールを行うため、(a)の部位は7
ton/cm2の圧力で、(b)の部位は4ton/cm2の圧力でそ
れぞれCIPを行った。この際、(a)の部位の成形体に
ついては、焼成後の外径寸法がφ20mmとなるように、
また、(b)の部位の成形体については、焼成後の内径寸
法がφ19mmとなるように、それぞれの成形体寸法をコ
ントロールした。また、(b)に示す成形体の肉厚は、5
mmとした。
Next, the two compacts obtained by the press molding were fired such that the firing shrinkage of the part (b), which is the outer molded body, was greater than that of the part (a), which was the inner molded body. In order to control the shrinkage rate, the part of (a) is 7
at a pressure of ton / cm 2, the site of (b) is performed each CIP under a pressure of 4 ton / cm 2. At this time, with respect to the molded body at the portion (a), the outer diameter after firing is φ20 mm,
Further, with respect to the molded body at the part (b), the dimensions of each molded body were controlled such that the inner diameter after firing was φ19 mm. The thickness of the molded body shown in FIG.
mm.

【0021】次いで、(a)に示す成形体に関して乾式白
加工により同図(c)に示すように外側面に螺旋状の溝を
形成した。この乾式白加工には、エンドミル、NC加工
機を使用し、幅、深さともに0.8mmの溝を形成し
た。その後、(b)、(c)に示す両部位の成形体を組み合
わせ、N2雰囲気中1700℃、2時間の条件で焼成接
合を行い、同図(d)のような非直線的細孔を有する焼結
体を得た。得られた焼結体について、ダイヤモンドを砥
石を用いた研削加工による仕上加工を施し最終製品を得
た。
Next, a spiral groove was formed on the outer surface of the molded body shown in FIG. 1A by dry white processing as shown in FIG. In this dry white processing, an end mill and an NC processing machine were used, and a groove having a width and a depth of 0.8 mm was formed. Thereafter, the molded bodies of both parts shown in (b) and (c) are combined, and fired and bonded in an N 2 atmosphere at 1700 ° C. for 2 hours to form non-linear pores as shown in FIG. A sintered body was obtained. The obtained sintered body was subjected to finish processing of diamond by grinding using a grindstone to obtain a final product.

【0022】(実施例3)図4に示すような多層の細孔
を有する円柱形状のセラミック部品を図7に示す製造工
程にしたがって作製した。すなわち、まず、図4(a)〜
(c)に示すような3分割の部位の成形体をプレス成形に
より各々別個に成形した。成形原料として、(a)に示す
部位については平均粒径0.7μmの窒化珪素粉末を、
(b)に示す部位については平均粒径0.6μmの窒化珪
素粉末を、また、(c)に示す部位については平均粒径
0.5μmの窒化珪素粉末を、それぞれ100重量部に
対して、助剤としてY23を5重量部、MgOを3重量
部、及びZrO2を0.5重量部添加・混合して用い、
最内部に位置する(a)の部位から最外部に位置する(c)
の部位に向かって順に焼成収縮率が大きくなるようにコ
ントロールした。
Example 3 A cylindrical ceramic part having a multi-layered pore as shown in FIG. 4 was manufactured according to the manufacturing process shown in FIG. That is, first, FIG.
The three-part molded body as shown in (c) was separately molded by press molding. As a molding raw material, silicon nitride powder having an average particle size of 0.7 μm was used for the portion shown in FIG.
For the part shown in (b), silicon nitride powder with an average particle diameter of 0.6 μm, and for the part shown in (c), silicon nitride powder with an average particle diameter of 0.5 μm, each with respect to 100 parts by weight, As an auxiliary, 5 parts by weight of Y 2 O 3 , 3 parts by weight of MgO, and 0.5 part by weight of ZrO 2 are added and mixed, and used.
The part located at the innermost position (a) to the outermost position (c)
Was controlled so that the firing shrinkage ratio increased in order toward the part.

【0023】次に、プレス成形により得られた各成形体
について、7ton/cm2の圧力でCIPを行った。なお、
この実施例では、(a)、(b)、(c)の各部位の成形体の
焼成後の単体寸法が以下の寸法となるように、各成形体
の焼成収縮率をコントロールした。 (a)・・・外径:φ15mm (b)・・・外径:φ20mm、内径:φ14.6mm (c)・・・外径:φ30mm、内径:φ19.6mm
Next, each molded product obtained by press molding was subjected to CIP at a pressure of 7 ton / cm 2 . In addition,
In this example, the firing shrinkage of each molded product was controlled such that the unit size after firing of the molded product at each of the parts (a), (b), and (c) was as follows. (a) ・ ・ ・ Outer diameter: φ15mm (b) ・ ・ ・ Outer diameter: φ20mm, inner diameter: φ14.6mm (c) ・ ・ ・ Outer diameter: φ30mm, inner diameter: φ19.6mm

【0024】次いで、(a)、(b)の部位の成形体につい
て、乾式白加工によりそれぞれ同図(d)、(e)に示すよ
うに外側面に溝を形成した。この乾式白加工には、エン
ドミル、NC加工機を使用し、幅、深さともに0.8m
mの溝を形成した。更に、溝を形成した(d)に示す成形
体については、N2雰囲気中で1700℃、2時間の一
次焼成を施した。得られた一次焼成体を(e)、(c)に示
す成形体と組み合わせN2雰囲気中1700℃、2時間
の条件で焼成接合を行い、同図(f)のような多層の細孔
を有する焼結体を得た。得られた焼結体について、ダイ
ヤモンドを砥石を用いた研削加工による仕上加工を施し
最終製品を得た。
Next, grooves were formed on the outer surfaces of the molded bodies at the portions (a) and (b) by dry white processing as shown in FIGS. For this dry white processing, an end mill and an NC processing machine are used. Both width and depth are 0.8m.
m grooves were formed. Further, the molded body shown in (d) in which the groove was formed was subjected to primary firing at 1700 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere. The obtained primary fired body was combined with the molded body shown in (e) and (c) and fired and bonded in an N 2 atmosphere at 1700 ° C. for 2 hours to form multilayer pores as shown in FIG. A sintered body was obtained. The obtained sintered body was subjected to finish processing of diamond by grinding using a grindstone to obtain a final product.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
孔径1mm以下の極細の細孔や、これまで不可能であった
非直線形状の孔を有するセラミック部品を作製すること
ができるので、冷却用の細孔を必要とするセラミック部
品の製造方法として極めて有用である。また、各部品を
分割して作製することが可能となり、複雑形状部品及び
大型部品の作製が容易となる。
As described above, according to the present invention,
Since it is possible to produce a ceramic component having an extremely fine pore having a pore diameter of 1 mm or less or a non-linear hole which has been impossible so far, it is extremely useful as a method for manufacturing a ceramic component requiring a cooling pore. Useful. In addition, it is possible to divide each part and manufacture it, and it becomes easy to manufacture a complex-shaped part and a large-sized part.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるセラミックガスタービン静翼の製
造例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a production example of a ceramic gas turbine stationary blade according to the present invention.

【図2】焼成接合に供する各成形体の形状を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a view for explaining the shape of each compact to be subjected to firing bonding.

【図3】本発明による螺旋状細孔付セラミック部品の製
造例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a production example of a ceramic component having a spiral pore according to the present invention.

【図4】本発明により、3つの成形体を焼成接合して多
層の細孔を有するセラミック部品を製造する例を示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of producing a ceramic component having multi-layered pores by firing and joining three molded bodies according to the present invention.

【図5】本発明の一実施例の製造工程図である。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例の製造工程図であるFIG. 6 is a manufacturing process diagram of another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の更に他の実施例の製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックガスタービン静翼の全体形状 2 細孔形成予定位置 3 分割境界面 4 内部側分割体 5 外部側分割体 6 内部側成形体 7 内部側成形体の外側面 8 外部側成形体 9 溝 10 セラミックガスタービン静翼焼成接合体 11 外部側成形体の内側面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 The whole shape of a ceramic gas turbine stationary blade 2 Predetermined pore formation position 3 Dividing boundary surface 4 Internal dividing body 5 External dividing body 6 Internal molding 7 Outside surface of internal molding 8 External molding 9 Groove 10 Ceramic Gas Turbine Stator Blade Sintered Joint 11 Inner Surface of Outer Molding

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 目的とするセラミック部品の全体形状を
そのセラミック部品の細孔形成予定位置を通過する面を
境界として内部側と外部側とに分割して得られる分割体
と同等の形状を有し、かつ、外部側分割体形状を有する
ものが、内部側分割体形状を有するものよりも大きい焼
成収縮率を有する複数個の成形体を、各々別個に成形
し、少なくとも内部側分割体形状を有する成形体の外側
面か、外部側分割体形状を有する成形体の内側面のどち
らか一方に、細孔形成予定位置に対応する溝を形成した
後、これらを組み合わせて焼成し、焼成収縮率の差を利
用して一体に接合することを特徴とする細孔付セラミッ
ク部品の製造方法。
1. A shape obtained by dividing the entire shape of a target ceramic component into an inner side and an outer side by dividing a surface passing through a predetermined pore forming position of the ceramic part into a boundary. And, those having an outer divided body shape, a plurality of molded bodies having a larger firing shrinkage than those having an inner divided body shape, each molded separately, at least the inner divided body shape After forming a groove corresponding to the expected pore formation position on either the outer surface of the molded body having the shape or the inner surface of the molded body having the outer side divided body shape, these are combined and fired, and the firing shrinkage ratio A method for producing a ceramic part having pores, wherein the ceramic part is integrally joined by utilizing the difference between the two.
【請求項2】 目的とするセラミック部品の細孔形成部
分を含む全体形状をその細孔形成部分を通過する面を境
界として内部側と外部側とに分割して得られる分割体と
同等の形状を有し、かつ、外部側分割体形状を有するも
のが、内部側分割体形状を有するものよりも大きい焼成
収縮率を有する複数個の成形体を、細孔形成部分に対応
する溝形状を有する成形型を用いて各々別個に成形し、
その後、これらを組み合わせて焼成し、焼成収縮率の差
を利用して一体に接合することを特徴とする細孔付セラ
ミック部品の製造方法。
2. A shape equivalent to a divided body obtained by dividing an entire shape including a pore forming portion of a target ceramic component into an inner side and an outer side with a surface passing through the pore forming portion as a boundary. And having a shape having an outer side divided body, a plurality of molded bodies having a larger firing shrinkage ratio than those having an inner side divided body shape, having a groove shape corresponding to a pore forming portion. Each molded separately using a mold,
Thereafter, a method for producing a ceramic part with pores, characterized by combining and firing these, and joining them together utilizing the difference in firing shrinkage.
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