JPH03124404A - セラミックス製品の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は機械加工を行うセラミックス製品の製造方法に
関する。

かして機械部品に広く採用されてきている。例えばディ
ーゼルエンジンにおいて燃料噴射弁を駆動する駆動弁系
に用いるリンクをセラミックスで形成することが行われ
ている。このリンクは丸軸状をなすもので、隣り合う他
の部品と摺接するために端部が球面となっており、端部
の耐摩耗性を高めるために窒化けい素で形成されている
。

一般にセラミックスからなるリンクを製造するためには
、セラミックス粉末を金型ブレス法や射出成形法を採用
して成形し、この成形体を脱脂した後焼結して焼結体を
作成している。そして、リンクの球面端部を仕上げるた
めおよびこの球面端部を加工する時の基準とする軸部を
仕上げるために機械加工を行っている。

従来、このようにリンクを製造する過程で実施する機械
加工は、焼結前に成形体に対して行い、あるいは焼結後
に焼結体に対して行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、成形体に対して機械加工を行う場合には、成形
体は柔らかく硬度が低いためにあまり強い加工を行うこ
とができず、このためリンクの軸部および球面端部を良
好な寸法形状精度をもって仕上げることが困難である。

また、焼結体に対して機械加工を行う場合には、焼結体
は堅くて硬度が高いために難加工であり、軸部および球
面を必要とする寸法形状精度に仕上げるための機械加工
時間が長くなるとともに、工具の消耗も早くなり不経済
である。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、セラミッ
クス製品を製造する過程で機械加工を経済的に且つ精度
良く行うことができるセラミックス製品の製造方法を提
供することを目的とするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段と作用） 前記目的を達成するために本発明のセラミックス製品の
製造方法は、セラミックス粉末を用いて成形体を成形す
る工程と、得られた成形体を該成形体に含まれる有機バ
インダの分解温度より高い温度から成形体が収縮を開始
する直前の温度までの範囲の温度で加熱して仮焼結する
工程と、得られた仮焼結体を機械加工する工程と、機械
加工を終えた仮焼結体を焼結する工程とを具備すること
を特徴とするものである。

本発明のセラミックス製品の製造方法について説明する
。

まず、所定成分のセラミックス粉末を用いて最終製品の
形状に対応した形状の成形体を成形する。

なお、セラミックス粉末にはポリビニールアルコールな
どの有機バインダを添加する。成形体を成形する方法と
しては、金型ブレス法、冷間等方加圧法（静水加圧法）
、射出成形法が挙げられるが、本発明の製造方法ではセ
ラミックス粉末を加圧して成形体を成形する方法、すな
わち金型ブレス法および冷間等方加圧法が適している。

これらの成形方法では成形体に含まれる有機バインダが
射出成形法の場合に比較して少なく、仮焼結を無理なく
効率良く行うことができるためである。

次に得られた成形体に対して脱脂処理および仮焼結を行
う。脱脂処理は成形体に含まれる有機バインダを除去す
るために一般に行われている。そこで、本発明の仮焼結
は脱脂工程を利用して行い、成形体を有機バインダの分
解温度まで加熱して温度を上昇させて脱脂処理を行った
後、そのまま成形体に対する加熱を継続して温度を上昇
させて仮焼結を行う。そして、仮焼結は、成形体に含有
される有機バインダの分解温度より高い温度から成形体
が収縮する直前の温度すなわち実質的に焼結しない最高
温度までの温度範囲の温度をもって、成形体を加熱する
。好ましくは成形体が収縮を開始する直前の温度、ある
いはその付近の温度で加熱する。これは機械加工を無理
無く行うことができる硬度をもった仮焼結体を得る事が
できるからである。具体的には９００〜１０００℃の範
囲である。

仮焼結を実施するに際しては、まず成形体を有機バイン
ダの分解温度まで加熱して成形体に含まれる有機バイン
ダを分解蒸発させて取り除く。続いて、成形体に対する
加熱を継続して加熱温度を成形体が収縮を開始する直前
の温度まで上昇させて仮焼結体を作成する。この仮焼結
により成形体の組織がち密化して硬度が増大し、充分に
緻密で機械加工を無理むりなく行うことができる仮焼結
体を得ることができる。なお、この仮焼結は収縮を起こ
す直前のものであるから、予め成形体に機械加工代を含
んだ大きさで成形しておくことにより機械加工に対処す
ることができる。

次いで、作成した仮焼結体に対して機械加工を行う。こ
の機械加工は仮焼結体の表面を切削して仮焼結体の表面
を必要とする寸法形状に必要とする精度をもって仕上げ
るものである。ここで、仮焼結体は成形体に比較して充
分に緻密で高い硬度を有しているので、仮焼結体を破損
させることなく切削加工を行うことができる。このため
、仮焼結体を切削加工により必要とする寸法形状に必要
とする精度をもって仕上げることができる。また、仮焼
結体は収縮しておらず焼結体に比較して硬度が低いので
無理なく切削加工を行うことができる。

このため、仮焼結体を所定の寸法形状に仕上げる時間は
焼結体を切削加工する場合の時間に比較して短く、切削
に使用する工具の消耗の度合いも小さい。

次いで、仮焼結体を焼結する。この場合、仮焼結体を収
縮する温度より高い温度で加熱して焼結させ充分な硬度
をもった焼結体を作成する。

本発明のセラミックス製品の製造方法は機械加工を伴う
種々のセラミックス製品を製造する場合に適用にするこ
とができる。

ディーゼルエンジンの弁駆動系に設けるリンクをセラミ
ックスで製造する場合に持運用できる。

このリンクは軸部に高い寸法精度を要求され、この軸部
を基準として球面端部を偏心しないように正確に仕上げ
必要がある。このため、本発明により仮焼結体の段階で
機械加工を正確に仕上げておくことにより高い品質のセ
ラミックスリンクを得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

この実施例は第１図に示すところのディーゼルエンジン
の弁駆動系に設けるリンク１をセラミックスで製造する
場合に適用したものである。

窒化けい素を原料粉末として成形圧２トン／　ｃｄでウ
ェットバック式冷間等方加圧法を行い円柱状の成形体を
成形した。この成形体の硬度はビッカース硬度Ｈｖ５程
度であった。次いで、成形体をＮ２雰囲気、温度７００
℃の条件で脱脂した後、９００〜１０００℃の温度範囲
で仮焼結を行った。

得られた仮焼結の硬度を測定したところビッカース硬度
Ｈｖ１２であり、成形体の硬度に比較して大幅に向上し
た。

次いで、この仮焼結体に対して旋盤により切削加工を行
い第１図に示す形状に仕上げた。この加工では仮焼結体
を良好な精度で仕上げることができ、加工時間も成形体
に対して同じ加工を行った場合に比較して約１／２に減
少した。

さらに、仮焼結体を焼結して第１図に示すリンク１を作
成した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のセラミックス製品の製造方
法によれば、セラミックス成形体を仮焼結して得た仮焼
結体に対して機械加工を行うことにより、成形体や焼結
体に対して機械加工を行うなう場合に比較して用意且つ
精度良く加工でき、機械加工に要する製造コストを下げ
寸法形状精度の良いセラミックス製品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックス製品の製造方法が製造す
るディーゼルエンジンの弁駆動系に設けるリンクを示す
図である。 １・・・リンク。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉末を用いて成形体を成形する工程
   と、得られた成形体を該成形体に含まれる有機バインダ
   の分解温度より高い温度から成形体が収縮を開始する直
   前の温度までの範囲の温度で加熱して仮焼結する工程と
   、得られた仮焼結体を機械加工する工程と、機械加工を
   終えた仮焼結体を焼結する工程とを具備することを特徴
   とするセラミックス製品の製造方法。
2. （２）成形体を仮焼結する温度は９００〜１０００℃で
   ある請求項１記載のセラミックス製品の製造方法。
3. （３）成形体を成形する工程はセラミックス粉末を加圧
   して成形体を成形するものである請求項１記載のセラミ
   ックス製品の製造方法。