JPH0199767A - セラミックスと金属との複合体の製造方法 - Google Patents
セラミックスと金属との複合体の製造方法Info
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- JPH0199767A JPH0199767A JP25577187A JP25577187A JPH0199767A JP H0199767 A JPH0199767 A JP H0199767A JP 25577187 A JP25577187 A JP 25577187A JP 25577187 A JP25577187 A JP 25577187A JP H0199767 A JPH0199767 A JP H0199767A
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- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
不発明は、セラミックスと金属との複合体、およびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
（従来技術と問題点）
セラミックスと金属との複合体を製造する方法の１つに
、セラミックス成形部材の外面に溶融金属を流し込んで
セラミックス成形部材を金属で鋳ぐるむようにしたもの
があるが、セラミックス成形部材は、熱伝導率がきわめ
て小さいために溶融金属による熱衝撃で破損したり、ま
た熱膨張率が金属のそれより著しく小さいために溶融金
属の凝固収縮による圧縮力を受けて破損するなどの問題
があった。そこで、従来は、熱膨張率がセラミックスの
それに近いアンバーの成形体を緩衝部材としてセラミッ
クス成形部材に環装したり、セラミックス成形部材の外
面を多孔質にして、溶融金属による熱衝撃を緩和させた
り、溶湯金属の凝固による圧縮力を吸収するようにして
いる。しかしながら、前者は、セラミックス成形部材と
緩衝部材とが適確に嵌合するようにそれらの間に底金精
度が要求されるため加工コストが高くなる欠点がある。
、セラミックス成形部材の外面に溶融金属を流し込んで
セラミックス成形部材を金属で鋳ぐるむようにしたもの
があるが、セラミックス成形部材は、熱伝導率がきわめ
て小さいために溶融金属による熱衝撃で破損したり、ま
た熱膨張率が金属のそれより著しく小さいために溶融金
属の凝固収縮による圧縮力を受けて破損するなどの問題
があった。そこで、従来は、熱膨張率がセラミックスの
それに近いアンバーの成形体を緩衝部材としてセラミッ
クス成形部材に環装したり、セラミックス成形部材の外
面を多孔質にして、溶融金属による熱衝撃を緩和させた
り、溶湯金属の凝固による圧縮力を吸収するようにして
いる。しかしながら、前者は、セラミックス成形部材と
緩衝部材とが適確に嵌合するようにそれらの間に底金精
度が要求されるため加工コストが高くなる欠点がある。
また役者は、多孔質部分の厚さの選定が非常にむすかし
く、薄すぎるとセラミックス成形部材材が破損し、また
厚すぎるとそれらの接合部分の強度が弱くなるなどの欠
点がある。
く、薄すぎるとセラミックス成形部材材が破損し、また
厚すぎるとそれらの接合部分の強度が弱くなるなどの欠
点がある。
（発明の目的）
不発明は上記の欠点を解決するためになされたものであ
る。
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明におけるセラミックスと金属との複合体は、セラ
ミックスにおける金属との接合部分に球状凹凸面を形成
したことを特徴とするものである。
ミックスにおける金属との接合部分に球状凹凸面を形成
したことを特徴とするものである。
（作用）
セラミックス成形部材の球状凹凸面に溶融金属による熱
衝撃が作用すると、その熱衝撃は最初、凸部の上部に作
用して分散されその後セラミックス成形部材の仝体に作
用する。一方、溶融金属の凝固によるセラミック成形部
材への圧縮力は球状凹凸面に分散して作用する。したが
って、溶融金属による熱衝撃とその凝固時の圧縮力は分
散されてセラミックス成形部材に作用することになる。
衝撃が作用すると、その熱衝撃は最初、凸部の上部に作
用して分散されその後セラミックス成形部材の仝体に作
用する。一方、溶融金属の凝固によるセラミック成形部
材への圧縮力は球状凹凸面に分散して作用する。したが
って、溶融金属による熱衝撃とその凝固時の圧縮力は分
散されてセラミックス成形部材に作用することになる。
（実施例１）
セラミックスと金属との複合体の製造方法にっいて、１
つの実施例を第１図〜第４図に基づき説明する。純度９
９．５％の酸化アルミニウム粉末（昭和電工株式会社製
のＡＬ−１６０ＳＧ）に成形助剤（バインダー）を添加
した後、スプレードライヤで顆粒状態にして流動性を良
（し、この酸化アルミニウム顆粒で７Ｑｍ×７９朋×５
ａａの未焼成成形基体（１）を成形する。次いで、第１
図に示すように未焼成成形基体（１）の上面に、これと
同一材料で球状に成形製造された平均粒径５ＷＩＩの未
焼成小球体（２）を多数、スラリー状の酸化アルミニウ
ム（３）を接着剤にして止着する。なお、スラリー状酸
化アルミニウム（３）は前記酸化アルミニウム粉末をス
ラリー状態にしたものである。また、未焼成小球体（２
）は少な（とも溶融金属が侵入できる範囲の間隔をおい
て並べられている。次いで、上面に未焼成小球体（２）
が止着された未焼成成形基体（１）を電気炉で１６００
″Ｃの温度の下に２時間焼成して、第２図に示すように
成形基体（１）と小球体（２） （２）とが一体化して
成るセラミックス成形部材（４）を製造する。次いで該
セラミックス成形部材（４）の球状凹凸面に鋳造用塗型
（５）を塗布した伎、当該セラミックス成形部材（４）
の球状凹凸面上部に、湯口部（６ａ）を有する厚さ１０
ｆｆのポリスチレン製板状部材（６）を装着し、続いて
、セラミックス成形部材（４）、板状部材（６）等を珪
砂（７）を介在させて、吸引手段を備えた鋳型箱（８）
にセットする。次いで、鋳型箱（８）、珪砂（７）等に
振動を付与して珪砂（７）を鋳型箱（８）の隅々にまで
充填した後、珪砂（７）および鋳型箱（８）の上面に樹
脂フィルム（９）を被ぶせて鋳型箱（８）の上端開口部
を閉鎖し、続いて、鋳型箱（８）内を吸引減圧して珪砂
（７）に大気圧を作用させ珪砂（７）を固化させる（第
３図参照）。次いで、この減圧を維持しながら、湯口部
（６ａ）の直上位置からアルミニウム溶湯を注入すると
、当該アルミニウム溶湯は湯口部（６ａ）および板状部
材（６）を燃焼消失させてそれらに取って代りかつセラ
ミックス成形部材（４）の球状凹凸面に侵入し、セラミ
ックス成形部材（４）の球状凹凸面を鋳ぐるむ。この場
合、セラミックス成形部材（４）の球状凹凸面にアルミ
ニウム溶湯による熱衝撃が作用するが、アルミニウムＭ
１ｍは、最初、凹凸面のうち凸部の上端部と接触し、そ
の後ある時間経過して凹部の底部たるセラミックス成形
部材（４）本体と接触することになるとともに、セラミ
ックス成形部材（４）本体には多数の凸部間を通ること
によりある程度量が制御されながら侵入する上に、板状
部材（６）や塗型（５）の燃焼により生じたガスが遮蔽
膜となってアルミニウム溶湯とセラミックス成形部材（
４）との接触を一瞬防げる。この結果、セラミックス成
ｊＢ部何（４）にはアルミニウム溶湯による熱衝撃が緩
和されて作用することになる。また、アルミニウム溶湯
が凝固収縮する際にセラミックス成形部材（４）に作用
する圧縮力は、セラミックス成形部材（４）のアルミニ
ウムとの接触面が略球状の突起部を形成して表面積が大
幅に増大しているため、その球状面に沿って分散される
こととなり、従って、セラミック成形部材（４）はアル
ミニウム溶湯の凝固で破損することはない。さらに、凝
固したアルミニウムはセラミックス成形部材（４）の略
球状の凸部を包み込み、かつ熱膨張率がセラミックス成
形部材（４）のそれより大きいためその凸部を締め付け
る。その結果、セラミックス成形部材（４）とアルミニ
ウム鋳物とは強固に接合されることになる。次いで、鋳
型箱（８）内の減圧状態を止めて珪砂（７）の固化状態
を解いた後、第４図に示すようにセラミックス成形部材
（４）とアルミニウム鋳？ｌ （１０）とで成る複合体
（１１）を鋳型箱（８）から取り出し、続いて、複合体
（１１）を切断し組織について調査したところ、セラミ
ックス成形部材（４）に破損が見られない上に、それら
はしっかりと接合していた。
つの実施例を第１図〜第４図に基づき説明する。純度９
９．５％の酸化アルミニウム粉末（昭和電工株式会社製
のＡＬ−１６０ＳＧ）に成形助剤（バインダー）を添加
した後、スプレードライヤで顆粒状態にして流動性を良
（し、この酸化アルミニウム顆粒で７Ｑｍ×７９朋×５
ａａの未焼成成形基体（１）を成形する。次いで、第１
図に示すように未焼成成形基体（１）の上面に、これと
同一材料で球状に成形製造された平均粒径５ＷＩＩの未
焼成小球体（２）を多数、スラリー状の酸化アルミニウ
ム（３）を接着剤にして止着する。なお、スラリー状酸
化アルミニウム（３）は前記酸化アルミニウム粉末をス
ラリー状態にしたものである。また、未焼成小球体（２
）は少な（とも溶融金属が侵入できる範囲の間隔をおい
て並べられている。次いで、上面に未焼成小球体（２）
が止着された未焼成成形基体（１）を電気炉で１６００
″Ｃの温度の下に２時間焼成して、第２図に示すように
成形基体（１）と小球体（２） （２）とが一体化して
成るセラミックス成形部材（４）を製造する。次いで該
セラミックス成形部材（４）の球状凹凸面に鋳造用塗型
（５）を塗布した伎、当該セラミックス成形部材（４）
の球状凹凸面上部に、湯口部（６ａ）を有する厚さ１０
ｆｆのポリスチレン製板状部材（６）を装着し、続いて
、セラミックス成形部材（４）、板状部材（６）等を珪
砂（７）を介在させて、吸引手段を備えた鋳型箱（８）
にセットする。次いで、鋳型箱（８）、珪砂（７）等に
振動を付与して珪砂（７）を鋳型箱（８）の隅々にまで
充填した後、珪砂（７）および鋳型箱（８）の上面に樹
脂フィルム（９）を被ぶせて鋳型箱（８）の上端開口部
を閉鎖し、続いて、鋳型箱（８）内を吸引減圧して珪砂
（７）に大気圧を作用させ珪砂（７）を固化させる（第
３図参照）。次いで、この減圧を維持しながら、湯口部
（６ａ）の直上位置からアルミニウム溶湯を注入すると
、当該アルミニウム溶湯は湯口部（６ａ）および板状部
材（６）を燃焼消失させてそれらに取って代りかつセラ
ミックス成形部材（４）の球状凹凸面に侵入し、セラミ
ックス成形部材（４）の球状凹凸面を鋳ぐるむ。この場
合、セラミックス成形部材（４）の球状凹凸面にアルミ
ニウム溶湯による熱衝撃が作用するが、アルミニウムＭ
１ｍは、最初、凹凸面のうち凸部の上端部と接触し、そ
の後ある時間経過して凹部の底部たるセラミックス成形
部材（４）本体と接触することになるとともに、セラミ
ックス成形部材（４）本体には多数の凸部間を通ること
によりある程度量が制御されながら侵入する上に、板状
部材（６）や塗型（５）の燃焼により生じたガスが遮蔽
膜となってアルミニウム溶湯とセラミックス成形部材（
４）との接触を一瞬防げる。この結果、セラミックス成
ｊＢ部何（４）にはアルミニウム溶湯による熱衝撃が緩
和されて作用することになる。また、アルミニウム溶湯
が凝固収縮する際にセラミックス成形部材（４）に作用
する圧縮力は、セラミックス成形部材（４）のアルミニ
ウムとの接触面が略球状の突起部を形成して表面積が大
幅に増大しているため、その球状面に沿って分散される
こととなり、従って、セラミック成形部材（４）はアル
ミニウム溶湯の凝固で破損することはない。さらに、凝
固したアルミニウムはセラミックス成形部材（４）の略
球状の凸部を包み込み、かつ熱膨張率がセラミックス成
形部材（４）のそれより大きいためその凸部を締め付け
る。その結果、セラミックス成形部材（４）とアルミニ
ウム鋳物とは強固に接合されることになる。次いで、鋳
型箱（８）内の減圧状態を止めて珪砂（７）の固化状態
を解いた後、第４図に示すようにセラミックス成形部材
（４）とアルミニウム鋳？ｌ （１０）とで成る複合体
（１１）を鋳型箱（８）から取り出し、続いて、複合体
（１１）を切断し組織について調査したところ、セラミ
ックス成形部材（４）に破損が見られない上に、それら
はしっかりと接合していた。
（実施例２）
セラミックスと金属との曳合体の製造方法について、他
の実施例を第５図〜第８図に基づき説明する。第５図に
示すように石こう型（２１）に形成された内径５０ｇ・
高さ３０ｆｌのキャビティ（２２）内に、前記実施例１
と同じ酸化アルミニウム粉末をスラリー状態にしたもの
を流し込み、所定時間経過後スラリー状態の酸化アルミ
ニウムだけを排出して、キャビティ（２２）の壁面に酸
化アルミニウム（２３）を厚さ約５Ｎ付着させ、続いて
、この酸化アルミニウム（２３）が硬化する前に酸化ア
ルミニウム（２３）の内面に、前記実施例１と同じ未焼
成小球体（２）を多数止着させる。なお、この場合も、
未焼成小球体（２）は少な（とも溶融金属が侵入できる
範囲の間隔をおいて並べられている。次いで、小球体（
２）の止着された酸化アルミニウム（２３）を乾燥硬化
させた後右こう型（２１）から取り出し、続いて、電気
炉で１６００’Ｃの温度の下、２時間焼成して第６図に
示すように、酸化アルミニウム（２３）と小球体（２）
（２）とが一体化して成るセラミックス成形部材（２
４）を得る。次いで、第７図に示すようにセラミックス
成形部材（２４）の球状凹凸内面に鋳造用塗型（２５）
を塗布した伎、セラミックス成形部材（２４）の上端に
、湯口部（２６ａ）を有するポリスチレン製円柱部材（
２６）を装着し、続いて、セラミックス成形部材（２４
）および円柱部材（２６）を前記実施例１と同様の方法
によりアルミニウムで鋳ぐるむと、第８図に示すように
、セラミックス成形部材（２４）とアルミニウム鋳＠
（２７）との複合体（２８）を得ること力（゛できた。
の実施例を第５図〜第８図に基づき説明する。第５図に
示すように石こう型（２１）に形成された内径５０ｇ・
高さ３０ｆｌのキャビティ（２２）内に、前記実施例１
と同じ酸化アルミニウム粉末をスラリー状態にしたもの
を流し込み、所定時間経過後スラリー状態の酸化アルミ
ニウムだけを排出して、キャビティ（２２）の壁面に酸
化アルミニウム（２３）を厚さ約５Ｎ付着させ、続いて
、この酸化アルミニウム（２３）が硬化する前に酸化ア
ルミニウム（２３）の内面に、前記実施例１と同じ未焼
成小球体（２）を多数止着させる。なお、この場合も、
未焼成小球体（２）は少な（とも溶融金属が侵入できる
範囲の間隔をおいて並べられている。次いで、小球体（
２）の止着された酸化アルミニウム（２３）を乾燥硬化
させた後右こう型（２１）から取り出し、続いて、電気
炉で１６００’Ｃの温度の下、２時間焼成して第６図に
示すように、酸化アルミニウム（２３）と小球体（２）
（２）とが一体化して成るセラミックス成形部材（２
４）を得る。次いで、第７図に示すようにセラミックス
成形部材（２４）の球状凹凸内面に鋳造用塗型（２５）
を塗布した伎、セラミックス成形部材（２４）の上端に
、湯口部（２６ａ）を有するポリスチレン製円柱部材（
２６）を装着し、続いて、セラミックス成形部材（２４
）および円柱部材（２６）を前記実施例１と同様の方法
によりアルミニウムで鋳ぐるむと、第８図に示すように
、セラミックス成形部材（２４）とアルミニウム鋳＠
（２７）との複合体（２８）を得ること力（゛できた。
この複合体（２８）も前記実施例１と同様の現象により
、セラミックス成形部材（２４）に破損が生じることは
なく、セラミックス成形部材（２４）とアルミニウム鋳
物（２７）とは強固に接合していた。
、セラミックス成形部材（２４）に破損が生じることは
なく、セラミックス成形部材（２４）とアルミニウム鋳
物（２７）とは強固に接合していた。
なお、セラミックスの原料は酸化アルミニウムに限定さ
れるものではない。また、セラミックス成形部材（４）
（２４）を砂型等に直接セットして、アルミニウム溶
湯に限らず各種の溶融金属で鋳ぐるむようにしてもよい
。さらに、凹凸状面を形成する粒状物は多層状態に付着
させても同等の作用効果が得られる。
れるものではない。また、セラミックス成形部材（４）
（２４）を砂型等に直接セットして、アルミニウム溶
湯に限らず各種の溶融金属で鋳ぐるむようにしてもよい
。さらに、凹凸状面を形成する粒状物は多層状態に付着
させても同等の作用効果が得られる。
（効果）
以上の説明からも明らかなように本発明は、セラミック
ス成形部材の接合部分に球状凹凸面を形成したセラミッ
クスと金属の複合体であるから、セラミックス成形部材
が溶融金属による熱衝撃や溶融金属の凝固による圧縮力
で破損したりすることは全（ないなどの優れた効果を奏
する。
ス成形部材の接合部分に球状凹凸面を形成したセラミッ
クスと金属の複合体であるから、セラミックス成形部材
が溶融金属による熱衝撃や溶融金属の凝固による圧縮力
で破損したりすることは全（ないなどの優れた効果を奏
する。
第１図〜第４図は実施例１の工程を説明する説明図の縦
断面図、第５図〜第８図は実施例２の工程を説明する説
明図の縦断面図である。 （４）、（２４） ：セラミックス成形部材（６）、（
２７） ニアルミニウム鋳物を１図 ’ｉ４２図 茅５ 図
断面図、第５図〜第８図は実施例２の工程を説明する説
明図の縦断面図である。 （４）、（２４） ：セラミックス成形部材（６）、（
２７） ニアルミニウム鋳物を１図 ’ｉ４２図 茅５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミックスにおける金属との接合部分に球状凹凸
面を形成したことを特徴とするセラミックスと金属との
複合体 ２、未焼成のセラミックス成形基体の所定部分にこれと
同質のセラミックスで成る未焼成の多数の小球体を少な
くとも一層以上止着した後焼成し、もって所定個所に球
状凹凸面を有するセラミックス成形部材を製造し、該セ
ラミックス成形部材の前記球状凹凸面に塗型した後金属
で鋳ぐるむことを特徴とセラミックスと金属との複合体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255771A JPH07115153B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | セラミックスと金属との複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255771A JPH07115153B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | セラミックスと金属との複合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199767A true JPH0199767A (ja) | 1989-04-18 |
| JPH07115153B2 JPH07115153B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=17283393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62255771A Expired - Lifetime JPH07115153B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | セラミックスと金属との複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115153B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2769969A1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-08-27 | Alstom Technology Ltd | Method for manufacturing a metal-ceramic composite structure and metal-ceramic composite structure |
| JPWO2014017635A1 (ja) * | 2012-07-26 | 2016-07-11 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175751A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツク組込型ピストン |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62255771A patent/JPH07115153B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07115153B2 (ja) | 1995-12-13 |
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