JPH0255232B2 - - Google Patents

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JPH0255232B2
JPH0255232B2 JP60064595A JP6459585A JPH0255232B2 JP H0255232 B2 JPH0255232 B2 JP H0255232B2 JP 60064595 A JP60064595 A JP 60064595A JP 6459585 A JP6459585 A JP 6459585A JP H0255232 B2 JPH0255232 B2 JP H0255232B2
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JP
Japan
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silicon carbide
resin
sintered body
guide plate
firing
Prior art date
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JP60064595A
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Japanese (ja)
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JPS61220868A (en
Inventor
Kyotaka Tsukada
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61220868A publication Critical patent/JPS61220868A/en
Publication of JPH0255232B2 publication Critical patent/JPH0255232B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/235Print head assemblies
    • B41J2/265Guides for print wires

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多孔質の炭化珪素質焼結体の開放気孔
内に樹脂を充填させた複合体からなるワイヤード
ツトプリンター用ガイド板とその製造方法に関
し、特に本発明は、所定形状に成形した生成形体
の形状寸法を実質的に焼成収縮させることなく焼
結した開放気孔を有する多孔質の炭化珪素質焼結
体の開放気孔内に樹脂を充填させた複合体からつ
くられるワイヤードツトプリンター用ガイド板、
並びに実質的に機械加工などの仕上加工を必要と
せず安価にかつ容易に前記ガイド板を製造する方
法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a guide plate for a wire dot printer made of a composite body in which the open pores of a porous silicon carbide sintered body are filled with resin, and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to filling the open pores of a porous silicon carbide sintered body with open pores, which is sintered without substantially shrinking the shape of the formed body formed into a predetermined shape by firing. A guide plate for wire dot printers made from a composite material made of
The present invention also relates to a method of manufacturing the guide plate at low cost and easily without substantially requiring finishing processing such as machining.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のワイヤードツトプリンター用ガイド板
(以下単にガイド板ともいう)は、各種のプラス
チツク材料、ガラスのフオトエツチング加工材
料、アルミナ焼結体、ルビー又はサフアイヤなど
からつくられている。
Conventional guide plates for wire dot printers (hereinafter simply referred to as guide plates) are made of various plastic materials, photoetched glass materials, alumina sintered bodies, ruby or sapphire, and the like.

そして、ワイヤードツトプリンターのプリント
ヘツドは、一般にタングステンや炭化タングステ
ンなどの硬質金属で形成された断面円形のインパ
クトワイヤーが先端のガイド板に向つて設けられ
ている。
The print head of a wire dot printer generally has an impact wire made of a hard metal such as tungsten or tungsten carbide and having a circular cross section facing toward a guide plate at the tip.

そのため、前記プラスチツク材料からなるガイ
ド板は摩耗が著しく使用寿命が短かい欠点があ
り、また前記ガラスのフオトエツチング加工材料
からなるガイド板は孔をストレートに整列加工す
ることが困難でありコストが高価となるばかりで
なく、破損し易いので使用寿命が短かいなどの欠
点がある。
Therefore, the guide plate made of the plastic material suffers from significant wear and has a short service life, and the guide plate made of the photoetched glass material is expensive because it is difficult to align the holes in a straight line. Not only that, but it also has drawbacks such as being easily damaged and having a short service life.

一方、アルミナ焼結体、ルビー又はサフアイヤ
などからつくられたガイド板は比較的硬度が高い
ため機械加工などによる仕上加工は困難でありコ
ストが高価となるばかりでなく比較的脆い性質が
あるため加工性が悪く、独立した円形の孔をわず
かな間隔で突孔することは非常に困難なものであ
る。
On the other hand, guide plates made of alumina sintered bodies, ruby, sapphire, etc. have relatively high hardness, so finishing them by machining is difficult and expensive, as well as being relatively brittle. It is very difficult to drill independent circular holes at small intervals.

また、例えば特開昭56−89962号の公報によれ
ば、「カーボンで構成したドツトプリンター用ガ
イド板の基体に酸化珪素を反応させ基体の総てを
炭化珪素層に転化形成させるか又は基体の総ての
表面か又は分散している部分的表面を炭化珪素層
に形成することを特徴とするワイヤードツトプリ
ンター用ガイド板。」が開示されている。
Furthermore, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-89962, ``the base of a dot printer guide plate made of carbon is reacted with silicon oxide to convert the entire base to a silicon carbide layer, or the entire base is converted into a silicon carbide layer. "A guide plate for a wire dot printer, characterized in that the entire surface or a dispersed partial surface is formed with a silicon carbide layer."

上記ワイヤードツトプリンター用ガイドは、プ
リントする時にソレノイドによつてインパクトワ
イヤーが往復運動し、ガイド板上を摺動すると共
に、インパクトワイヤーの先端部がリボンを叩い
て文字をプリントすることにより使用されるもの
である。上記インパクトワイヤーの作動は非常に
早く、往復回数も非常に多い為、ガイド板はイン
パクトワイヤーの摺動により摩耗し易い。また、
文字を構成する点と点の間隔は小さい方が読し易
くなる為、ガイド板の孔間距離はなるべく小さい
方がよい。
The above guide for wire dot printers is used when the impact wire is reciprocated by a solenoid and slides on the guide plate when printing, and the tip of the impact wire hits the ribbon to print characters. It is something. Since the impact wire operates very quickly and reciprocates many times, the guide plate is likely to wear out due to sliding of the impact wire. Also,
The smaller the distance between the dots that make up the letters, the easier it is to read, so the distance between the holes in the guide plate should be as small as possible.

前記特開昭56−89962号の公報によれば、カー
ボン基体に酸化珪素を反応させ、基体全体又は表
面を炭化珪素に転化したコンパージヨンのガイド
板が開示されている。そして、カーボン基体表面
を炭化珪素に転化する反応は下記の通りのもので
ある。
JP-A-56-89962 discloses a compound guide plate in which the entire or surface of the substrate is converted to silicon carbide by reacting silicon oxide with a carbon substrate. The reaction for converting the carbon substrate surface into silicon carbide is as follows.

2C+SiO→SiC+CO それゆえ上記反応式によつて生成するSiCの粒
子の大きさを調整することは一般に困難であり、
生成したSiCの粒子が大きく成長し表面粒子が粗
くなる為、孔の内面を研摩加工しないと使用でき
る状態ではない。
2C + SiO → SiC + CO Therefore, it is generally difficult to adjust the size of SiC particles produced by the above reaction formula,
The generated SiC particles grow large and the surface particles become rough, so the inner surface of the hole must be polished before it can be used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は前記従来の各種材料からなるガイド板
の欠点を除去、改善することを目的とし、ガイド
板に本来要求される高い寸法精度、耐摩耗性、耐
久強度および使用時の粉脱落防止などの諸特性を
いずれも兼備した多孔質炭化珪素質焼結体の開放
気孔部に樹脂を充填した複合体により構成された
ワイヤードツトプリンター用ガイド板とその製造
方法を提供するものである。
The present invention aims to eliminate and improve the drawbacks of the conventional guide plates made of various materials, and to improve the high dimensional accuracy, abrasion resistance, durable strength, and prevention of powder falling off during use, which are originally required for guide plates. The present invention provides a guide plate for a wire dot printer, which is made of a composite material in which the open pores of a porous silicon carbide sintered body are filled with resin, and has all of the various properties, and a method for manufacturing the same.

すなわち、前記目的に対し、開放気孔を有する
多孔質体であつて、実質的に焼成収縮させること
なく所定形状のままで焼結された炭化珪素質焼結
体の開放気孔部に樹脂を充填させた複合体により
寸法精度が高く実用耐久強度および耐摩耗性に優
れたガイド板とその製造方法を提供するものであ
る。
That is, for the above purpose, the open pores of a silicon carbide sintered body, which is a porous body having open pores and is sintered in a predetermined shape without substantially firing shrinkage, are filled with a resin. The present invention provides a guide plate with high dimensional accuracy, excellent practical durability strength and wear resistance, and a method for manufacturing the same.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、開放気孔を有する多孔質体で
あつて、実質的に収縮させることなく所定形状で
焼結させた炭化珪素質焼結体を基材とすることを
必要とする。
According to the present invention, it is necessary to use a silicon carbide sintered body as a base material, which is a porous body having open pores and is sintered into a predetermined shape without substantially shrinking.

一般に炭化珪素質焼結体は高い硬度、高い耐熱
衝撃性並びに高温での高い強度を有し、耐摩耗
性、耐酸化性、耐蝕性に優れ、良好な熱伝導率、
低い熱膨張率などの化学的および物理的に優れた
諸特性を有するのでメカニカルシールや軸受けな
どの耐摩耗摺動材料又は耐蝕性の要求されるポン
プ部品などの耐久材料として広く使用されてい
る。
In general, silicon carbide sintered bodies have high hardness, high thermal shock resistance, and high strength at high temperatures, and have excellent wear resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance, and good thermal conductivity.
Because it has excellent chemical and physical properties such as a low coefficient of thermal expansion, it is widely used as a wear-resistant sliding material such as mechanical seals and bearings, and as a durable material such as pump parts that require corrosion resistance.

しかしながら、反面高い硬度を有する炭化珪素
質焼結体は、前記アルミナ焼結体、ルビー又はサ
フアイヤなどと同様に機械加工などによる仕上加
工に困難を伴い高価となる欠点がある。特にワイ
ヤードツトプリンター用ガイド板のように、例え
ば縦寸法が6mmで、横寸法が3mm、板厚さが1mm
と極めて小さく、しかも第1図に例示するよう
に、直径が200〜3000μm位の孔が9〜24箇位明
けられているものは、仕上加工費が高価となる欠
点がある。
However, on the other hand, silicon carbide sintered bodies having high hardness have the disadvantage of being expensive and difficult to finish by machining, like the alumina sintered bodies, ruby or sapphire. Especially for guide plates for wire dot printers, for example, the vertical dimension is 6 mm, the horizontal dimension is 3 mm, and the plate thickness is 1 mm.
However, as shown in FIG. 1, a hole having 9 to 24 holes with a diameter of 200 to 3000 μm has the disadvantage of high finishing cost.

そこで本発明は、実質的に焼成収縮を生じない
方法で焼結された炭化珪素質焼結体、すなわち開
放気孔を有する多孔質体であつて、実質的に生成
形体で形成された第1図に例示するような形状で
前記の形状寸法を有する多数の成形体を殆んど焼
結収縮を生じさせることなく所定形状のままで焼
結し、機械加工などの仕上加工を実質的に必要と
しない多孔質の炭化珪素質焼結体を基材とするも
のである。
Therefore, the present invention provides a silicon carbide sintered body sintered by a method that does not substantially cause firing shrinkage, that is, a porous body having open pores, which is substantially formed of a green body. It is possible to sinter a large number of molded bodies having the above-mentioned shape and dimensions as exemplified in Figure 2 in a predetermined shape with almost no sintering shrinkage, and virtually no finishing processing such as machining is required. The base material is a porous silicon carbide sintered body.

このように炭化珪素質焼結体をガイド板の基材
に使用すれば、従来のアルミナ焼結体やルビー又
はサフアイヤなどのように比較的高い硬度の材料
を仕上加工する必要はなく、少なくとも加工費に
要する分は安価に製造できる。
If a silicon carbide sintered body is used as the base material of the guide plate in this way, there is no need to finish finishing materials with relatively high hardness such as conventional alumina sintered bodies, ruby, or sapphire. The amount required can be manufactured at a low cost.

また、炭化珪素質焼結体自体が有する本来の諸
特性、特に高い硬度で耐摩耗性に優れ、インクや
その他の化学薬品などに対する耐蝕性にも優れた
特性をそのまま活用させることもできる。
In addition, the inherent properties of the silicon carbide sintered body itself, particularly its high hardness and excellent wear resistance, as well as its excellent corrosion resistance against ink and other chemicals, can be utilized as they are.

また本発明によれば、前記所定形状で焼結した
炭化珪素質焼結体の前記開放気孔部に樹脂を充填
した複合体とすることを必要とする。その理由
は、樹脂を炭化珪素質焼結体の開放気孔内に充填
することによつて、炭化珪素質焼結体からの結晶
粒の脱離を防止することができ、耐摩耗性を著し
く向上させることができるからである。
Further, according to the present invention, it is necessary to form a composite body in which the open pores of the silicon carbide sintered body sintered in the predetermined shape are filled with resin. The reason for this is that by filling the open pores of the silicon carbide sintered body with resin, it is possible to prevent the detachment of crystal grains from the silicon carbide sintered body, significantly improving wear resistance. This is because it can be done.

前記炭化珪素質焼結体に充填する樹脂として
は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、トリマジン
樹脂、ポリパラバン酸樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、シリコン樹脂、エポキシシリコン樹脂、アク
リル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、アニリン樹脂、
フエノール樹脂、ウレタン系樹脂、フラン系樹
脂、フツ素樹脂、アセタール樹脂、ナイロン樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリブチレンテレフタレート樹脂、スチレンアク
リロニトリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウ
レタン樹脂およびポリフエニレンサルフアイド樹
脂から選択される樹脂を単独あるいは混合して使
用することが好ましい。
The resins to be filled in the silicon carbide sintered body include epoxy resin, polyimide resin, trimazine resin, polyparabanic acid resin, polyamideimide resin, silicone resin, epoxy silicone resin, acrylic acid resin, methacrylic acid resin, aniline resin,
Phenol resin, urethane resin, furan resin, fluororesin, acetal resin, nylon resin, polyethylene resin, polycarbonate resin,
It is preferable to use resins selected from polybutylene terephthalate resin, styrene acrylonitrile resin, polypropylene resin, polyurethane resin, and polyphenylene sulfide resin alone or in combination.

そして前記樹脂の充填率は、前記開放気孔100
容積部に対し、樹脂が少なくとも10容積部充填さ
れたものであることが好ましい。その理由は、金
属シリコンの充填量が10容積部より少ないと炭化
珪素質焼結体からの結晶粒の脱離を防止する効果
充分でなく、耐摩耗性を向上させることが困難で
あるからである。
The filling rate of the resin is 100% of the open pores.
It is preferable that at least 10 parts by volume of the resin be filled with respect to each volume part. The reason for this is that if the filling amount of metallic silicon is less than 10 parts by volume, the effect of preventing the detachment of crystal grains from the silicon carbide sintered body will not be sufficient and it will be difficult to improve the wear resistance. be.

また、前記炭化珪素質焼結体は、その結晶の平
均粒径が5μm以下であることが好ましい。前記
平均粒径が5μmを越えると焼結体表面の面粗度
が大きくなり、ガイド板表面が平滑となり難く、
しかも焼結自体の寸法精度が劣化するからであ
る。
Further, it is preferable that the silicon carbide sintered body has an average grain size of crystals of 5 μm or less. If the average particle size exceeds 5 μm, the surface roughness of the sintered body surface will increase, making it difficult to make the guide plate surface smooth.
Moreover, the dimensional accuracy of the sintering itself deteriorates.

そして前記炭化珪素質焼結体の密度は、1.4〜
2.6g/cm3であることが好ましい。前記密度が1.4
g/cm3よりも小さい焼結体は、炭化珪素の粒子相
互の結合箇所が少なくなるため十分な耐久強度を
有する焼結体となすことが困難であるからであ
り、一方2.6g/cm3より大きな焼結体はそれに見
合つた生成形体の密度とすることが極めて困難で
あつて現実的でないからである。
The density of the silicon carbide sintered body is 1.4~
Preferably, it is 2.6 g/cm 3 . The density is 1.4
This is because a sintered body smaller than 2.6 g/cm 3 has fewer bonding points between silicon carbide particles, making it difficult to produce a sintered body with sufficient durable strength. This is because it is extremely difficult and impractical to produce a larger sintered body with a corresponding density.

前記炭化珪素質焼結体は、寸法精度に優れてい
ることが重要であり、平均アスペクト比が5以下
の炭化珪素結晶によつて構成される三次元網目構
造を有するものであることが有利である。
It is important that the silicon carbide sintered body has excellent dimensional accuracy, and it is advantageous that the silicon carbide sintered body has a three-dimensional network structure composed of silicon carbide crystals with an average aspect ratio of 5 or less. be.

次に本発明のワイヤードツトプリンタ用ガイド
板の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing a guide plate for a wire dot printer according to the present invention will be explained.

本発明によれば、炭化珪素粉末を主成分とする
セラミツクス原料を所定形状の生成形体とし、前
記生成形体を非酸化性雰囲気下で実質的に前記生
成形体の形状寸法を収縮させることなく高い寸法
精度の状態で焼結して得られる開放気孔を有する
多孔質の炭化珪素質焼結体の前記開放気孔内に樹
脂を含浸させた複合体によりつくることを特徴と
する方法によつてワイヤードツトプリンター用ガ
イド板を製造することができる。
According to the present invention, a ceramic raw material containing silicon carbide powder as a main component is formed into a predetermined shaped green body, and the green body is grown in a non-oxidizing atmosphere to a high dimension without substantially shrinking the shape of the green body. A wire dot printer manufactured by a method characterized in that it is made from a composite body obtained by impregnating a resin into the open pores of a porous silicon carbide sintered body having open pores obtained by sintering in a precise state. It is possible to manufacture guide plates for

前記炭化珪素粉末は、平均粒径が5μm以下で
あることが好ましい。その理由は、5μmより大
きい粒度の炭化珪素は焼成収縮を抑制する上では
好ましいが、焼結体内の粒と粒との結合箇所が少
なくなるため、高強度の炭化珪素焼結体を得るこ
とが困難になるばかりでなく、表面の面粗度を劣
化させるからである。
The silicon carbide powder preferably has an average particle size of 5 μm or less. The reason for this is that although silicon carbide with a grain size larger than 5 μm is preferable for suppressing firing shrinkage, it reduces the number of bonding points between grains within the sintered body, making it difficult to obtain a high-strength silicon carbide sintered body. This is because it not only becomes difficult, but also deteriorates the surface roughness.

ところで、前記炭化珪素の結晶系にはα型、β
型および非結晶のものがあるが、その何れか、お
よびそれらの混合物をも使用することができ、な
かでもβ型のものは5μm以下のものを微粉末状
で取得し易く、しかも比較的高強度の焼結体を製
造することができるため有利に使用することがで
き、なかでもβ型炭化珪素を50重量%以上含有す
る炭化珪素粉末を使用することが有利である。
By the way, the crystal system of silicon carbide has α type and β type.
There are two types: type and amorphous, and any of them or a mixture thereof can be used. Among them, β type is easy to obtain in fine powder form with a diameter of 5 μm or less, and is relatively expensive. It can be advantageously used because a strong sintered body can be produced, and in particular, it is advantageous to use silicon carbide powder containing 50% by weight or more of β-type silicon carbide.

前記炭化珪素粉末は、ホウ素、アルミニウムお
よび鉄の含有量の合計が元素に換算して0.3重量
%以下であることが有利である。その理由は、前
記ホウ素、アルミニウムおよび鉄の含有量の合計
が元素に換算して0.3重量%より多いと、炭化珪
素粉末中に含有されている遊離炭素との相互作用
によつて焼結時に焼成収縮し易く、実質的な収縮
を生じさせることなく焼結体を製造することが困
難になるからである。
Advantageously, the silicon carbide powder has a total content of boron, aluminum and iron of 0.3% by weight or less in terms of elements. The reason for this is that if the total content of boron, aluminum and iron is more than 0.3% by weight in terms of elements, sintering will occur during sintering due to interaction with free carbon contained in silicon carbide powder. This is because it tends to shrink, making it difficult to manufacture a sintered body without causing substantial shrinkage.

なお、前記炭化珪素粉末にホウ素、アルミニウ
ムおよび鉄の含有量が上記範囲内である場合に
は、出発原料中に5重量%以下の遊離炭素を含有
させるべく炭素質物質を添加することができる。
前記遊離炭素は結晶粒の粗大化を抑制する作用を
有しており、出発原料中に存在させることによ
り、焼結体の結晶粒径を均一化し比較的高強度の
焼結体を得ることができる。前記遊離炭素の含有
量を5重量%以下とする理由は、5重量%よりも
多いと炭化珪素粉末粒子間に過剰の炭素が存在す
ることになり、粒と粒との結合を著しく阻害する
ため、焼結体の強度が劣化するからである。
In addition, when the content of boron, aluminum, and iron in the silicon carbide powder is within the above range, a carbonaceous substance can be added to make the starting material contain 5% by weight or less of free carbon.
The free carbon has the effect of suppressing the coarsening of crystal grains, and by making it present in the starting raw material, it is possible to make the crystal grain size of the sintered body uniform and obtain a sintered body with relatively high strength. can. The reason why the free carbon content is set to 5% by weight or less is that if it is more than 5% by weight, excessive carbon will exist between the silicon carbide powder particles, which will significantly inhibit the bonding between the particles. This is because the strength of the sintered body deteriorates.

前記炭素質物質としては、焼結開始時に炭素を
存在させられるものであればよく、例えばフエノ
ール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルア
ルコール、コンスターチ、糖類、コールタールピ
ツチ、アルギン酸塩のような各種有機物質あるい
はカーボンブラツク、アセチレンブラツクのよう
な熱分解炭素を有利に使用することができる。
The carbonaceous material may be any material that allows carbon to be present at the start of sintering, such as various organic materials such as phenolic resin, lignin sulfonate, polyvinyl alcohol, cornstarch, sugar, coal tar pitch, and alginate. Alternatively, pyrolytic carbon such as carbon black or acetylene black can be advantageously used.

前記炭化珪素粉末は、前記ホウ素、アルミニウ
ムおよび鉄の含有量の合計が元素に換算して0.3
重量%を越える場合には炭素質物質および遊離炭
素の含有量が固定炭素量に換算して0.6重量%以
下であることが有利である。その理由は、ホウ
素、アルミニウムおよび鉄の含有量の合計が元素
に換算して0.3重量%を越える場合に、炭素質物
質および遊離炭素の含有量が固定炭素量に換算し
て0.6重量%よりも多いと、先にも説明した如く、
前記ホウ素、アルミニウムあるいは鉄と炭素との
相互作用によつて焼結時に焼成収縮し易く、実質
的な収縮を生じさせることなく焼結体を得ること
が困難になるからである。
The silicon carbide powder has a total content of boron, aluminum, and iron of 0.3 in terms of elements.
When the content exceeds 0.6% by weight, it is advantageous that the content of carbonaceous substances and free carbon is 0.6% by weight or less in terms of fixed carbon content. The reason is that when the total content of boron, aluminum and iron exceeds 0.3% by weight in terms of elements, the content of carbonaceous substances and free carbon exceeds 0.6% by weight in terms of fixed carbon content. As I explained earlier, if there are many,
This is because the interaction between boron, aluminum, or iron and carbon tends to cause sintering shrinkage during sintering, making it difficult to obtain a sintered body without substantial shrinkage.

また、前記ホウ素、アルミニウムおよび鉄の含
有量が余り多いと焼結体の物性を劣化させるた
め、なるべく少ないことが望ましく、その含有量
の合計は元素に換算して2重量%以下であること
が有利である。
In addition, if the content of boron, aluminum, and iron is too high, it will deteriorate the physical properties of the sintered body, so it is desirable that the content be as low as possible, and the total content should be 2% by weight or less in terms of elements. It's advantageous.

前記炭化珪素粉末を主成分とするセラミツクス
原料を所定形状の生成形体に成形する方法として
は、従来知られた各種の成形方法を使用すること
ができ、例えば型押し成形、鋳込み成形、静水圧
成形あるいは射出成形を用いて目的とする所定形
状の生成形体に成形することができる。なかで
も、射出成形法は複雑な形状でかつ高精度の生成
形体を得ることができるため有利である。
Various conventionally known forming methods can be used to form the ceramic raw material containing silicon carbide powder as a main component into a predetermined shaped product, such as embossing, casting, and isostatic pressing. Alternatively, injection molding can be used to form a product into a desired predetermined shape. Among these, the injection molding method is advantageous because it can produce a product with a complex shape and high precision.

前記生成形体は1400〜2100℃の温度範囲内で焼
成される。その理由は、前記温度が1400℃より低
いと粒と粒との結合が充分でなく強度が極めて低
いからであり、一方2100℃より高いと一旦成長し
たネツクのうち一定の大きさよりも小さなネツク
がくびれた形状となつたり、著しい場合には消失
したりして、むしろ強度が低くなつたり、また一
部の粒子が粗大化するため表面の面粗度が劣化す
るからである。
The resulting body is fired within a temperature range of 1400-2100°C. The reason for this is that if the temperature is lower than 1400°C, the bond between grains is insufficient and the strength is extremely low, whereas if the temperature is higher than 2100°C, the nets that have grown once are smaller than a certain size. This is because the particles become constricted or, in severe cases, disappear, resulting in a decrease in strength, and some of the particles become coarse, resulting in a deterioration in surface roughness.

前記生成形体は非酸化性雰囲気中で実質的に収
縮させることなく焼成される。その理由は、焼結
時における収縮は焼結体の強度を向上させる上で
は好ましいが、一般的には焼結時の収縮量は生成
形体の密度に大きく影響するため、均一な収縮を
生成させるためには均一な密度を有する生成形体
を得ることが重要である。しかし、そのような均
一な密度を有する生成形体を得ることは極めて困
難であるため、極めて寸法精度の高い焼結体を焼
成収縮を生起させて製造することが困難であるか
らである。
The resulting shaped body is fired in a non-oxidizing atmosphere without substantial shrinkage. The reason for this is that shrinkage during sintering is preferable for improving the strength of the sintered body, but generally speaking, the amount of shrinkage during sintering has a large effect on the density of the formed body, so it is necessary to generate uniform shrinkage. Therefore, it is important to obtain a formed body with uniform density. However, it is extremely difficult to obtain a formed body having such uniform density, and it is therefore difficult to produce a sintered body with extremely high dimensional accuracy by causing firing shrinkage.

なお、前述の如き寸法精度の高い焼結体を得る
上で実質的に収縮させることなく焼結する際の焼
成収縮率は2%以下であることが好ましく、なか
でも、1%以下であることがより好適である。
In addition, in order to obtain a sintered body with high dimensional accuracy as described above, the firing shrinkage rate when sintering without substantially shrinking is preferably 2% or less, particularly 1% or less. is more suitable.

また、前記生成形体は1400〜2100℃の温度範囲
内において少なくとも10分間雰囲気中のCOある
いはN2の少なくともいずれかのガス分圧が100Pa
以上に維持された雰囲気中で焼成されることが有
利である。その理由は、前記温度範囲内において
少なくとも10分間雰囲気中のCOあるいはN2の少
なくともいずれかのガス分圧を100Pa以上とする
ことによつて、ネツクの成長を促進させ、かつ炭
化珪素の焼結時における焼成収縮を効果的に抑制
することができるからである。
In addition, the formed body has a gas partial pressure of at least one of CO or N 2 in the atmosphere of 100 Pa for at least 10 minutes within a temperature range of 1400 to 2100°C.
It is advantageous that the firing is carried out in an atmosphere maintained above. The reason for this is that by increasing the partial pressure of at least one of CO or N2 in the atmosphere to 100 Pa or higher for at least 10 minutes within the above temperature range, the growth of the nets can be promoted and the sintering of silicon carbide can be accelerated. This is because shrinkage during firing can be effectively suppressed.

本発明によれば、前記生成形体を焼成雰囲気を
制御することのできる耐熱性容器内に装入し、焼
成することが有利である。このように耐熱性の容
器内に装入して焼成雰囲気を制御しつつ焼成する
ことが有利である理由は、隣接する炭化珪素結晶
同志の結合およびネツクの成長を促進させること
ができるからである。前述の如く耐熱性の容器内
に生成形体を装入して焼成雰囲気を制御しつつ焼
成することによつて隣接する炭化珪素結晶同志の
結合およびネツクの成長を促進させることができ
る理由は、炭化珪素粒子間における炭化珪素の蒸
発―再凝縮および/または表面拡散による移動を
促進することができるためと考えられる。
According to the present invention, it is advantageous to charge the green body into a heat-resistant container in which the firing atmosphere can be controlled and fire it. The reason why it is advantageous to charge the material into a heat-resistant container and fire it while controlling the firing atmosphere is because it can promote bonding between adjacent silicon carbide crystals and the growth of nets. . The reason why bonding between adjacent silicon carbide crystals and the growth of nets can be promoted by charging the formed body into a heat-resistant container and firing while controlling the firing atmosphere as described above is because the carbonization This is thought to be because movement of silicon carbide between silicon particles through evaporation-recondensation and/or surface diffusion can be promoted.

前記耐熱性容器としては、黒鉛や炭化珪素など
の材質およびこれらと同等の機能を有するものを
有利に使用することができる。
As the heat-resistant container, materials such as graphite and silicon carbide, and materials having functions equivalent to these materials can be advantageously used.

また、前記生成形体を焼成雰囲気を制御するこ
とのできる耐熱性容器中に装入して焼成すること
により、焼成時における炭化珪素の揮散率を5重
量%以下に制御することが有利である。
Furthermore, it is advantageous to control the volatilization rate of silicon carbide to 5% by weight or less during firing by charging the formed body into a heat-resistant container in which the firing atmosphere can be controlled and firing it.

前記生成形体は45〜80容積%の密度を有するも
のであることが有利である。その理由は、前記生
成形体の密度が45容積%より低いと炭化珪素粒子
相互の接触点が少ないため、必然的に結合箇所が
少なく高強度の焼結体を得ることが困難であるか
らであり、一方80容積%より高い生成形体は製造
することが困難であるからである。
Advantageously, the product form has a density of 45 to 80% by volume. The reason for this is that if the density of the formed body is lower than 45% by volume, there will be fewer points of contact between the silicon carbide particles, which will inevitably result in fewer bonding points, making it difficult to obtain a high-strength sintered body. , on the other hand, because formed bodies with a volume content higher than 80% are difficult to manufacture.

また、前記1400℃に至るまでの昇温過程のうち
1300℃以上で少なくとも30分間雰囲気中のCOお
よびN2のガス分圧の合計を100Pa以下に維持する
ことにより、炭化珪素の粒子と粒子との間のネツ
クを均一に生成させて強固に接合することができ
る。
Also, in the temperature increase process up to 1400℃ mentioned above,
By maintaining the total gas partial pressure of CO and N 2 in the atmosphere at 100 Pa or less at 1300℃ or higher for at least 30 minutes, the nets between silicon carbide particles are uniformly generated and bonded firmly. be able to.

本発明によれば、炭化珪素質焼結体の開放気孔
内に樹脂を充填することが必要である。その理由
は、樹脂を炭化珪素質焼結体の開放気孔内に充填
することによつて、炭化珪素質焼結体からの結晶
粒の脱離を防止することができ、耐摩耗性を著し
く向上させることができるからである。
According to the present invention, it is necessary to fill the open pores of the silicon carbide sintered body with resin. The reason for this is that by filling the open pores of the silicon carbide sintered body with resin, it is possible to prevent the detachment of crystal grains from the silicon carbide sintered body, significantly improving wear resistance. This is because it can be done.

前記炭化珪素質焼結体の気孔中へ充填する方法
としては、樹脂を加熱して溶融させて含浸する方
法、樹脂を溶剤に溶解させて含浸する方法、樹脂
をモノマー状態で含浸した後ポリマーに転化する
方法あるいは、微粒化した樹脂を分散媒液中に分
散し、この分散液を炭化珪素質焼結体に含浸し、
乾燥した後、樹脂の溶融温度で樹脂を焼きつける
方法が適用できる。
Methods for filling the pores of the silicon carbide sintered body include methods of heating and melting the resin and impregnating it, methods of dissolving the resin in a solvent and impregnating it, and methods of impregnating the resin in a monomer state and then forming it into a polymer. Alternatively, a finely divided resin is dispersed in a dispersion medium, and a silicon carbide sintered body is impregnated with this dispersion,
After drying, a method of baking the resin at its melting temperature can be applied.

本発明によれば、前記樹脂を前記炭化珪素質焼
結体の開放気孔100容量部に対し、少なくとも10
容積部充填することが有利である。その理由は、
樹脂の充填量が10容積部より少ないと炭化珪素質
焼結体からの結晶粒子の脱離を防止する効果が充
分でなく、耐摩耗性を向上させることが困難であ
るからである。
According to the present invention, at least 10% of the resin is added to 100 parts by volume of open pores of the silicon carbide sintered body.
It is advantageous to fill the volume. The reason is,
This is because if the filling amount of the resin is less than 10 parts by volume, the effect of preventing the detachment of crystal particles from the silicon carbide sintered body will not be sufficient, and it will be difficult to improve the wear resistance.

次に本発明を実施例および比較例について説明
する。
Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples.

〔実施例〕〔Example〕

実施例 1 出発原料として使用した炭化珪素粉末は94.6重
量%がβ型結晶で残部が実質的に2H型結晶より
なり、0.29重量%の遊離炭素、0.17重量%の酸
素、0.03重量%の鉄、0.03重量%のアルミニウム
を主として含有し、0.28μmの平均粒径を有して
おり、ホウ素は検出されなかつた。
Example 1 The silicon carbide powder used as a starting material consisted of 94.6% by weight of β-type crystals and the remainder substantially of 2H-type crystals, and contained 0.29% by weight of free carbon, 0.17% by weight of oxygen, 0.03% by weight of iron, It mainly contained 0.03% by weight of aluminum, had an average particle size of 0.28 μm, and no boron was detected.

前記炭化珪素粉末100重量部に対し、ポリビニ
ルアルコール5重量部、水300重量部を配合し、
ボールミル中で5時間混合した後乾燥した。
5 parts by weight of polyvinyl alcohol and 300 parts by weight of water are blended with 100 parts by weight of the silicon carbide powder,
The mixture was mixed in a ball mill for 5 hours and then dried.

この乾燥混合物を適量採取し、顆粒化した後金
属製押し型を用いて3000Kg/cm2の圧力で成形し
た。この生成形体の寸法は6mm×3mm×厚さ1mm
で、密度は2.0g/cm3(62容積%)であつた。そ
して前記生成形体に超硬ドリルで直径0.2mmの孔
を第1図に示すように9個あけた。
An appropriate amount of this dry mixture was taken, granulated, and then molded using a metal mold at a pressure of 3000 kg/cm 2 . The dimensions of this generated object are 6mm x 3mm x 1mm thick.
The density was 2.0 g/cm 3 (62% by volume). Then, nine holes with a diameter of 0.2 mm were drilled in the formed body using a carbide drill, as shown in FIG. 1.

前記生成形体を多数つくり、黒鉛製ルツボに装
入し、タンマン型焼成炉を使用して1気圧の主と
してアルゴンガス雰囲気中に焼成した。昇温過程
は450℃/時間で1900℃まで昇温し、最高温度
1900℃で10分間保持した。焼結中のCOガス分圧
は常温〜1700℃で80Pa以下、1700℃よりも高温
域では300±50Paの範囲内となるようにアルゴン
ガス流量を適宜調整して制御した。
A large number of the above-mentioned green bodies were produced, charged into a graphite crucible, and fired in a Tamman-type firing furnace in an atmosphere of mainly argon gas at 1 atm. The temperature was raised to 1900℃ at a rate of 450℃/hour, and the maximum temperature
It was held at 1900°C for 10 minutes. The CO gas partial pressure during sintering was controlled by appropriately adjusting the argon gas flow rate so that it was 80 Pa or less at room temperature to 1700°C, and within the range of 300 ± 50 Pa at higher temperatures than 1700°C.

得られた焼結体の密度は2.05g/cm2で、その結
晶構造は走査型電子顕微鏡によつて観察したとこ
ろ、多方向に複雑に絡み合つた三次元構造を有し
ており、生成形体に対する線収縮率はいずれの方
向に対しても0.25±0.02%の範囲内で、焼結体の
寸法精度は±0.015mm以内であつた。また、この
焼結体の平均曲げ強度は18.5Kg/mm2と極めて高い
値を示した。
The density of the obtained sintered body was 2.05 g/cm 2 , and its crystal structure, when observed with a scanning electron microscope, had a three-dimensional structure intricately intertwined in multiple directions. The linear shrinkage rate was within the range of 0.25±0.02% in any direction, and the dimensional accuracy of the sintered body was within ±0.015 mm. Furthermore, the average bending strength of this sintered body was extremely high at 18.5 Kg/mm 2 .

次いで、この焼結体に二液性タイプのエポキシ
樹脂を真空下で浸漬し含浸させた後、約150℃の
温度で硬化させ、複合体を得た。得られた複合体
の気孔率は約2%であつた。
Next, this sintered body was impregnated with a two-component type epoxy resin under vacuum, and then cured at a temperature of about 150°C to obtain a composite. The porosity of the resulting composite was about 2%.

次いで、前記ガイド板の細孔の内面を研摩仕上
げした。
Next, the inner surfaces of the pores of the guide plate were polished and finished.

このようにして製造されたワイヤードツトプリ
ンターガイド板を実際とプリンターに装着して耐
用試験を行つたところ、従来のプラスチツク製ガ
イド板は約1.5憶ドツト、ガラス製ガイド板は約
3憶ドツトで使用が困難であつたのに対し、本発
明のガイド板は5憶ドツト以上の使用に充分耐え
る耐久性を有していることが確認された。
When the wire dot printer guide plate manufactured in this way was actually attached to a printer and a durability test was conducted, it was found that the conventional plastic guide plate produced approximately 1.5 million dots, while the glass guide plate produced approximately 300 million dots. However, it was confirmed that the guide plate of the present invention has enough durability to withstand use of 500 million dots or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた如く、本発明のワイヤードツトプリ
ンターガイド板は、実質的に収縮を生じさせるこ
となく焼結された多孔質の炭化珪素質焼結体を基
材とし、その開放気孔中に樹脂が充填された複合
体であるため、寸法精度および耐摩耗性に極めて
優れており、耐久性に優れたワイヤードツトプリ
ンターガイド板を格別の機械加工を施すことなく
安価に供給することができるものである。
As described above, the wire dot printer guide plate of the present invention uses a porous silicon carbide sintered body sintered without substantially shrinking as a base material, and the open pores are filled with resin. Because it is a composite body, it has extremely excellent dimensional accuracy and abrasion resistance, and it is possible to supply a wire dot printer guide plate with excellent durability at a low cost without special machining.

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

第1図は、本発明のワイヤードツトプリンター
用ガイド板の1例の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an example of a guide plate for a wire dot printer according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 平均粒径が5μm以下の炭化珪素粉末を主成
分とするセラミツクス原料をワイヤードツトプリ
ンター用ガイド板の形状の生成形体とし、前記生
成形体を1400〜2100℃の温度範囲内で焼成するに
際し、焼成雰囲気を制御することのできる耐熱性
容器中に挿入して1400〜2100℃の温度範囲内で、
少なくとも10分間雰囲気中のCOあるいはN2の少
なくともいずれかのガス分圧が100Pa以上に維持
された非酸化性雰囲気下で、焼成時における炭化
珪素の揮散率を5重量%以下に制御して実質的に
前記生成形体の形状寸法を収縮させることなく高
い寸法精度の状態で焼結して得られる開放気孔を
有する多孔質の炭化珪素質焼結体の前記開放気孔
中に樹脂を含浸することを特徴とするワイヤード
ツトプリンター用ガイド板の製造方法。 2 前記焼結に伴う収縮率は、実質的に2%以下
である特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A ceramic raw material mainly composed of silicon carbide powder with an average particle size of 5 μm or less is used as a formed body in the shape of a guide plate for a wire dot printer, and the formed body is heated within a temperature range of 1400 to 2100°C. When firing, insert it into a heat-resistant container where the firing atmosphere can be controlled within a temperature range of 1400 to 2100℃,
Under a non-oxidizing atmosphere in which the partial pressure of at least one of CO or N2 in the atmosphere is maintained at 100 Pa or more for at least 10 minutes, the volatilization rate of silicon carbide during firing is controlled to 5% by weight or less, and the Impregnating a resin into the open pores of a porous silicon carbide sintered body having open pores obtained by sintering with high dimensional accuracy without shrinking the shape of the formed body. A method for manufacturing a guide plate for wire dot printers. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the shrinkage rate due to the sintering is substantially 2% or less.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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