JPH02169145A - 崩壊性鋳型 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、粉体を成形後焼結して製品にするセラミッ
ク、焼結金属等に用いる鋳型に関するものである。

〔従来の技術〕

粉体を原料とし焼結によって製品を製造するセラミック
あるいは焼結金属等を製造する工程には、粉体を任意の
形状に固化せしめる成形工程がある。

成形工程では粉体に一定の形状を付与するため、金属等
の型を用いてこの中に粉体を充填、圧密したり、溶媒中
に樹脂等の固着剤とともに粉体を分散し、その後、金属
等の型内に鋳込んだり、樹脂等と混練し、金属等の型内
に射出したりしている。

一般に、焼結工程以前に成形工程で用いた型より粉体の
成形体を分離している。そのため、型は分割可能な構造
となっており、成形体を損傷することなく抜き去り成形
体を脱型するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第２図に示すようなアンダーカントのある形状
の部品を成形する場合には、このような方法では成形体
を損傷することなく型より抜き取ることができない。こ
のため、従来は、粉体の成形において成形可能な形状は
用いる型によって制限されていた。

一方、金属の精寥鋳造においては、鋳造した部品を鋳造
後機械的外力によって破壊し取り除くことができるシェ
ルモールドと呼ばれる鋳型が用いられている。シェルモ
ールドは破壊して取り除くため、アンダーカットのある
形状も成形が可能である。この精密鋳造に用いられるシ
ェルモールドは、高温の溶湯を注ぎ込むため、耐熱性が
高く、熱衝撃にも強く、そして強度も高くなるように製
造されている。しかし、粉体の成形体は、−ａに粉体の
絡み合いによって、あるいは、樹脂、無機系接着剤等で
固着されることによって、与えられた形状を保持してい
る。そのため、成形体の強度は金属の精密鋳造に用いら
れるシェルモールドの強度と比較すれば非常に弱いもの
である。したがって、このシェルモールドを粉体の成形
に用いた場合には、成形体に損傷を与えることなくシェ
ルモールドを取り除くことは非常に困難であり、今まで
用いられたことはなかった。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記のような問題点を解決するべくなされた
もので、成形体の焼結温度以下の温度で熱分解する物質
を用いて鋳型を形成したことを特徴としている。

すなわち、本発明は、焼結温度より低い温度で熱分解す
る物質よりなるあるいは該物質をバインダーとして含有
してなる崩壊性又は消滅性鋳型に関するものである。

熱分解による生成物は、この熱分解温度において気体又
は固体の細片であることが崩壊した鋳型の取出しを容易
にする点で好ましい。また、熱分解温度は焼結材料を傷
めないで熱分解性物質を熱分解しうる温度でなければな
らない。一方、焼結材料の成形体をか焼する場合には、
この熱分解温度は鋳型がか焼の少なくとも初朋まで耐え
うれるような温度であることが望ましい。

このような熱分解性物質は鋳型を形成する物質又は組成
物の主要成分であってもよく、また、鋳型の形成体を接
合するバインダーであってもよい。

前者の例としては石膏、各種樹脂等を挙げることができ
る。石膏は３００’Ｃ付近で熱分解して無水石膏と水を
生成し、さらに約９００’Ｃで熱分解する。

樹脂は熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、多孔質
のものあっても良い。それぞれ種々のものが開発されて
いる。熱分解温度も１００”Ｃ程度のものから５００℃
程度のものまで多岐にわたっている。

それらのなかから適当な熱分解温度のものを選択すれば
よいが、さらに熱分解によって塩化水素、シアン化水素
等の有害ガスを発生しないものが望ましい、一方、後者
の例としては上記の石膏、各種樹脂をバインダーしたア
ルミナ、チタニア等のセラミック粉末、金属粉末などを
挙げることができる。

これによって接合される鋳型形成体はバインダーの熱分
解によって崩壊する細片であればよく、細片の形状も粉
体、粒体、杆状、繊維状などを含む、形成体の例として
は、アルミナ、チタニア等のセラミック粉末、金属粉末
などを挙げることができる。

本発明の鋳型は上記の熱分解性物質のみあるいは熱分解
性物質と鋳型形成体のみがらなっていてもよいがその他
の成分を含むこともできる。

鋳型の各成分の含有量としては、熱分解性物質２０重量
％程度以上が適当であり、鋳型形成体を含む場合には２
０重量％程度以上が適当である。一方、その他の成分を
含む場合には１０重量％程度以下が適当である。

鋳型の製造方法としては熱分解性物質を分散させあるい
は溶解した液を作成し、これを原製品に塗布、乾燥を繰
返して製造することができる。塗布は浸漬吹きつけによ
って行ってもよい。この場合、溶媒あるいは分散媒には
水、メタノール、エタノール、アセトン、ヘキサン、ト
ルエンなどを利用することができ、溶解あるいは分散す
る固形物濃度として２０〜８０重景％程度が適当である
。プラスチック樹脂等の場合には加熱融解してこれを原
型品に塗布してもよい。鋳型形成後原型を適当な溶媒に
よる溶解あるいは加熱融解などの手段により除去するこ
とによって鋳型を製造することもできる。

この鋳型を使用して焼結晶を製造する方法としては、焼
結原料の粉体を鋳込み成形、射出成形、振動圧縮成形等
の方法を利用して鋳型に充填し、必要によりか焼する。

次に、熱分解性物質の熱分解温度以上まで加熱して熱分
解を起こさせ鋳型を崩壊あるいは消滅させる。熱分解温
度がか焼温度付近にあるかそれより低い場合にばか焼の
際に鋳型の崩壊あるいは消滅も同時に進行する。鋳型が
崩壊したらこれを除去して焼結し、製品とする。

一方、成形体を鋳型に収容したまま温度を上昇させて焼
結を行い、その間、熱分解によって崩壊した鋳型を後か
ら除去してもよい。

〔作用〕

この発明における鋳型は、熱分解する物質を主成分とす
る材料で型の一部または全てを構成していることから、
熱分解温度以上に加熱することにより熱分解して崩壊し
あるいは揮散消滅する。

〔実施例〕

実施例１ 第１図に示す曲管の原型を一般的に知られている精密鋳
造法のシェルモールド製造法で用いられている原型製造
法によって製造した。一方、市販の石膏を７０重量％に
なるように分散させた。この石膏分散液中に前記の原型
を浸漬して乾燥する動作を５回繰り返した。この後約２
００℃に加熱して原型を融解し除去した。このシェルモ
ールドを用いてセラミック粉末を鋳込み成形し、約６０
０℃にて加熱分解脱脂した。型の大部分は加熱したほう
が脱落した。成形体に付着していた型の一部も圧縮空気
にて脱落した。成形体に付着していた型の一部も圧縮空
気によって吹き飛ばすことで崩壊し曲管の形を保ったセ
ラミック粉末の成形体が得られた。この成形体をこの後
通常の温度で焼結して製品を得た。この製品より切り出
した試験片は、別にＣＩＰ成形した後同じ温度で焼結し
て得た製品より切り出した試験片と変わりない強度を示
した。

実施例２ 第１図に示す曲管の原型を一般的に知られている精密鋳
造法のシェルモールド製造法で用いられている水溶性原
型製造法によって製造した。一方、ポリエチレンを約２
００°Ｃに加熱融解した。この樹脂液に前記の原型を浸
漬して乾燥する動作を３回繰り返した。この後原型の溶
解に適度な温度に加温した水中に原型を浸漬し除去した
。このシェルモールドを用いてセラミンク粉末を射出成
形し、約６０℃にて加熱分解脱脂した。シェルモールド
は説脂時に成形助剤と同時に分解し曲管の形を保つたセ
ラミック粉末の成形体が得られた。この成形体をこの後
通常の温度で焼結して製品を得た。この製品より切り出
した試験片は、別にＣＩＰ成形した後同じ温度で焼結し
て得た製品より切り出した試験片と変わりない強度を示
した。

〔発明の効果〕

本発明の鋳型を使用することにより、離型時に成形体に
損傷を与えることなく任意の形状の焼結製品を製造する
ことができる。

また、従来、部品に分は成形し部品を接合して得ていた
成形体を一体成形することで焼結体製品の大幅な信頌性
の向上と工程の簡略化が達成できた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はいずれも本発明の鋳型で製造される
焼結体製品の例を示すものであり、第１図は曲管の例を
、そして第２図はアンダーカットのある方形の鉢の例を
表している。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼結温度より低い温度で熱分解する物質よりなるあるい
   は該物質をバインダーとして含有してなる崩壊性又は消
   滅性鋳型