JP2863085B2

JP2863085B2 - 鋳込成形型及び鋳込成形方法

Info

Publication number: JP2863085B2
Application number: JP9848594A
Authority: JP
Inventors: 貞昭平井
Original assignee: NIPPON GAISHI KK
Current assignee: NIPPON GAISHI KK
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1999-03-03
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JPH07304015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスの鋳込成
形に使用する鋳込成形型及び鋳込成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスの鋳込成形に使用する型に
は、石膏や多孔性樹脂などの通気性を有する多孔質体か
らなるものが用いられるが、従来一般的に使用されてき
た鋳込成形型のように、スラリーをキャビティ内に注入
するための鋳込口の周辺部と、他の部分の通気性が同等
であると、キャビティ内の着肉、成形が完了する前に、
鋳込口部が閉塞し易く、このため成形体に引け巣が発生
するという問題があった。そこで、このような引け巣の
発生を防止するため、従来、鋳込口の口径を大きくした
り、鋳込口の周辺部に通気性の無い材質を組み合わせる
といった対策が採られてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の対策は鋳込口部
を閉塞しにくくし、引け巣の発生を防止するという点で
は確かに有効である。しかし、鋳込口の口径を大きくし
た場合には、鋳込口内で固化する不要部分の容積が大き
くなるため原料利用率が低下する。更に、離型時には、
鋳込口部と成形体（製品部分）との境界に引張応力が発
生するが、鋳込口の口径が大きい程、この引張応力が高
くなるため、成形体側に欠陥が発生する確率が高くな
る。また、鋳込口の周辺部に通気性の無い材質を組み合
わせた場合には、この通気性の無い部分と成形体が密着
し易いため、離型性が悪くなり、離型時にクラック等の
欠陥が発生し易くなる。

【０００４】本発明は、これらのような従来の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
引け巣の無い良好な成形体が得られるとともに離型性も
良好で、更に原料利用率の高い鋳込成形が実施可能な鋳
込成形型、及び該型を用いた鋳込成形方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解説するための手段】本発明によれば、通気性
を有する多孔質体からなる鋳込成形型において、キャビ
ティ内に通じる鋳込口の出口を中心とした、製品最大肉
厚部の寸法以上の径を有する該出口周辺部（以下、「鋳
込口周辺部」という）の通気性が、他の部分の通気性に
対して２０〜９５％低いことを特徴とする鋳込成形型、
が提供される。また、本発明によれば、上記鋳込成形型
を使用してセラミックスの鋳込成形を行うことを特徴と
する鋳込成形方法、が提供される。

【０００６】なお、本発明において、「通気性」は、以
下のようにして測定した。鋳込成形型の鋳込口周辺部
及び他の部分からそれぞれ試験片（形状：直径１０mm×
厚さ５mm）を切り出し、あるいは鋳込成形型と同様の
作製方法で試験片（形状：直径１０mm×厚さ５mm）を作
製し、又はにより得た試験片の外側円周部をエポキ
シ系樹脂でシールして、片方の端面部より２kg/cm²の圧
力のエアー（一次エアー）を吹き込んだときに、試験片
を介してもう一方の端面部に吹き出すエアー（二次エア
ー）の流量を測定した。その場合のもう一方の端面部は
大気圧とした。そして、鋳込口周辺部から切り出した試
験片（又は鋳込口周辺部と同様の作製方法で作製した試
験片）の端面部に吹き出す二次エアーの流量をＱ₂と
し、鋳込成形型の他の部分から切り出した試験片（又は
鋳込成形型の他の部分と同様の作製方法で作製した試験
片）の端面部に吹き出す二次エアーの流量をＱ₁とし
て、その比（Ｑ₂／Ｑ₁）が０．０５〜０．８である場合
に、「鋳込口周辺部の通気性が、他の部分の通気性に対
して２０〜９５％低い」と判断した。

【０００７】

【作用】本発明の鋳込成形型は、鋳込口周辺部の通気性
が、他の部分の通気性に対して２０〜９５％、好ましく
は３０〜９０％、更に好ましくは５０〜９０％低い通気
性を持つものである。鋳込成形においては、一般に型の
通気性が高い方が着肉の進行する速度が速いため、鋳込
口周辺部の通気性を他の部分に対して低くすると、鋳込
口周辺部以外の部分から優先的に着肉が進行し、鋳込口
周辺部は鋳込成形過程の最後に着肉を完了することにな
る。したがって、成形の途中の段階で鋳込口が閉塞して
成形体に引け巣が発生するという事態を回避することが
できる。

【０００８】なお、本発明において、鋳込口周辺部の他
の部分に対する通気性低下の割合を２０〜９５％とした
のは以下の理由による。すなわち、鋳込口周辺部の他の
部分に対する通気性低下の割合が２０％未満の場合（上
記Ｑ₂／Ｑ₁が０．８を超える場合）は、鋳込口周辺部と
他の部分の通気性の差が小さく、着肉の進行速度の差も
小さくなるため、成形途中での鋳込口部の閉塞を有効に
防止することができず、成形体に引け巣が発生する。ま
た、鋳込口周辺部の他の部分に対する通気性低下の割合
が９５％を超える場合（上記Ｑ₂／Ｑ₁が０．０５未満の
場合）には、鋳込口周辺部が通気性の無い状態に近くな
って、成形体と密着し易くなるため、離型性が悪化し、
離型時にクラック等の欠陥が発生し易くなる。

【０００９】また、鋳込口周辺部の他の部分に対する通
気性低下の割合が２０〜９５％の範囲内であっても、鋳
込口周辺部の径が製品最大肉厚部の寸法より小さい場合
には、成形体に引け巣が発生しやすくなるので、鋳込口
周辺部の径は製品最大肉厚部の寸法以上とした。

【００１０】通気性を制御する手段としては、具体的に
は、例えば鋳込口周辺部の密度が、他の部分の密度に対
して高くなるようにすることなどが好適な手段として挙
げられ、このような手段を用いて、鋳込口周辺部の通気
性が、他の部分の通気性に対して２０〜９５％低い本発
明の鋳込成形型を作製することができる。

【００１１】上記のような手段を用いた、本発明の鋳込
成形型の製造法の一例としては、まず図２(ａ)に示すよ
うに外枠１２内に配置した製品形状金型１０上に鋳込口
周辺部の径に対応する枠１１を配置し、この枠１１の中
に材料粉末１４を所定量セットし、プレス部１３により
所定のプレス圧力でプレスして塊状とする。次いで、枠
１１を取り外し、図２(ｂ)に示すように外枠１２の中に
所定量の材料粉末１６をセットし、プレス部１５により
上記のプレス圧力より低いプレス圧力でプレスして塊状
とする。

【００１２】そして、これを外枠１２から取り外し、図
２(ｃ)のように鋳込口部１７を機械加工により設け、吸
水性（通気性）の無い材質からなるパイプを挿入する。
このようにして鋳込口を持つ方の割型を作製し、また、
鋳込口を持たない方の割型を上記低い方のプレス圧力と
同等の圧力にて作製する。なお、型の外周部は、通気性
を無くすためエポキシ系樹脂等を用いてシールすること
が好ましい。型材料としては、合成樹脂材と無機化合物
等を混合した粉末等が使用できる。

【００１３】本発明の鋳込成形方法は、上記のような鋳
込口周辺部の通気性が他の部分の通気性に対して２０〜
９５％低い型を用いる以外は、従来一般的に行われてい
るセラミックスの鋳込成形法と同様にして行うことがで
きる。すなわち、水などの溶媒にセラミック粉末を分散
させたスラリーを、上記型に流し込み、型に溶媒を吸収
させて着肉、成形させる。

【００１４】

【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。

【００１５】図１に示すような形状をした鋳込成形型１
において、キャビティ８内に通じる鋳込口４の出口を中
心にその周辺部に形成した通気性低下部５の通気性や寸
法等を種々変更して、表１に示すＮｏ．１〜１５の型を
作製し、これらを用いて鋳込成形及び成形体の鋳込成形
型からの離型を実施した。図中の符号２は上型、３は下
型、７はエポキシ系樹脂を用いて型の外周部に形成した
シール部、６はエアー供給口である。また、φＡは通気
性低下部５の直径、Ｂは通気性低下部５の厚さ（鋳込口
軸方向の長さ）を示している。キャビティ８の形状は直
径１００mm×厚さ２５mmの円板形であり、したがって、
本実施例において製品最大肉厚部の寸法は２５mmであ
る。

【００１６】成形原料としては、焼結助剤を含む窒化珪
素原料を使用し、これに解膠剤、結合剤及び水を添加し
たものを、２０時間攪拌してスラリーを調製した。次
に、調製したスラリー中の気泡を除去するため、スラリ
ーを攪拌しながら真空脱法を１時間実施し、最終的な成
形用スラリーを得た。このスラリーを鋳込成形型１の鋳
込口４より２０kg/cm²の圧力を加えながらキャビティ８
内に流し込んで、鋳込成形を実施した。

【００１７】成形体の離型は、まず上型２を真空吸引状
態としながら、下型３のエアー供給口６より圧力２kg/c
m²のエアーを吹き込んで、上型２と下型３とを離し、次
いで上型２の側に残った成形体を上型２のエアー供給口
６より圧力２kg/cm²のエアーを吹き込むことによって上
型２から分離するという手順で行った。なお、各試験片
（形状：直径１０mm×厚さ５mm）は、前記「通気性」の
定義の箇所で示したのように鋳込成形型の通気性低下
部及び他の部分と同様の作製方法で作製し、試験片の外
側円周部をエポキシ系樹脂でシールした後、試験片の片
方の端面部より圧力２kg/cm²の一次エアーを吹き込み、
試験片の気孔を介してもう一方の大気圧である端面部に
吹き出す二次エアーの流量を計測した。Ｑ₂は鋳込成形
型の通気性低下部と同様の作製方法で作製した試験片の
二次エアー流量、Ｑ₁は鋳込成形型の他の部分と同様の
作製方法で作製した試験片の二次エアー流量である。ま
た、引け巣発生状況（成形体の引け巣発生の有無）と、
離型性（離型時のクラック発生の有無）を、評価結果と
して表１に示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１に示すとおり、従来の一般的な鋳込成
形型に対応する通気性低下部の無いＮｏ．１は、成形体
に引け巣の発生が認められた。また、引け巣防止対策と
して鋳込口周辺部の通気量を０にしたＮｏ．２及びＮ
ｏ．３は、離型時に成形体にクラックが発生した。通気
性低下部の通気量を一定としたまま、その直径φＡを種
々変更したＮｏ．４〜７に関しては、φＡが製品最大肉
厚部の寸法（２５mm）より小さいＮｏ．４及びＮｏ．５
に引け巣の発生が認められた。型作製時のプレス圧力を
種々変更して、通気性低下部の通気量をコントロールし
たものに関しては、通気性低下部の他の部分に対する通
気性低下の割合が２０％未満である（Ｑ₂／Ｑ₁が０．８
を超える）Ｎｏ．８及びＮｏ．９で引け巣の発生が認め
られ、また、通気性低下部の他の部分に対する通気性低
下の割合が９５％を超える（Ｑ₂／Ｑ₁が０．０５未満で
ある）Ｎｏ．１５では離型時に微小なクラックが発生し
た。これらに対し、上記以外の本発明の範囲内にある型
（Ｎｏ．６、７、１０〜１４）は、引け巣の発生が認め
られず、離型性も良好であった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋳込成形
型を使用することにより、離型性も良好で、引け巣、ク
ラック等の欠陥が無い成形体を得られるとともに、原料
利用率の高い鋳込成形が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳込成形型の断面図である。

【図２】鋳込成形型の作製法の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…鋳込成形型、２…上型、３…下型、４…鋳込口、５
…通気性低下部、６…エアー供給口、７…シール部、８
…キャビティ、１０…製品形状金型、１１…枠、１２…
外枠、１３…プレス部、１４…材料粉末、１５…プレス
部、１６…材料粉末、１７…鋳込口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B28B 1/26 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通気性を有する多孔質体からなる鋳込成
形型において、キャビティ内に通じる鋳込口の出口を中
心とした、製品最大肉厚部の寸法以上の径を有する該出
口周辺部の通気性が、他の部分の通気性に対して２０〜
９５％低いことを特徴とする鋳込成形型。
【請求項２】上記出口周辺部の密度が、他の部分の密
度に対して高い請求項１記載の鋳込成形型。
【請求項３】請求項１に記載の鋳込成形型を使用して
セラミックスの鋳込成形を行うことを特徴とする鋳込成
形方法。