JPH0516111A - セラミツク成形体の鋳込み型 - Google Patents
セラミツク成形体の鋳込み型Info
- Publication number
- JPH0516111A JPH0516111A JP17659091A JP17659091A JPH0516111A JP H0516111 A JPH0516111 A JP H0516111A JP 17659091 A JP17659091 A JP 17659091A JP 17659091 A JP17659091 A JP 17659091A JP H0516111 A JPH0516111 A JP H0516111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- casting mold
- mold
- molded body
- ceramic molded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外面に凹部を有するセラミック成形体の内面
を、凹凸がなく平滑に形成することを目的とする。 【構成】 吸水率が６０％の石膏からなる基型１の片面
に、吸水率が３０％の石膏からなる凸部材２を接着剤に
より接着して形成される鋳込み型３に、セラミックスリ
ップを流し込みセラミックスを開孔内面に着肉させた
後、余分なセラミックスリップを排泥し、乾燥させてセ
ラミック成形体を形成する。
を、凹凸がなく平滑に形成することを目的とする。 【構成】 吸水率が６０％の石膏からなる基型１の片面
に、吸水率が３０％の石膏からなる凸部材２を接着剤に
より接着して形成される鋳込み型３に、セラミックスリ
ップを流し込みセラミックスを開孔内面に着肉させた
後、余分なセラミックスリップを排泥し、乾燥させてセ
ラミック成形体を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中空状のセラミック部
品の成形を行う吸水性を有する鋳込み型に関する。
品の成形を行う吸水性を有する鋳込み型に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス成形体の製造方法として
は、鋳込み成形法、射出成形法等があるが、製造が容易
でコストも安価な点で泥しょう鋳込み成形法が最も適し
ているといわれている。この鋳込み成形法を用いて、厚
みが均一な中空状のセラミック成形体を形成する場合、
特公昭６２−３２１５５号公報に開示されているよう
に、鋳込み成形用の石膏型にセラミックスリップを注入
し、石膏型に着肉させ、排泥した後乾燥させるという工
程によって製造される。
は、鋳込み成形法、射出成形法等があるが、製造が容易
でコストも安価な点で泥しょう鋳込み成形法が最も適し
ているといわれている。この鋳込み成形法を用いて、厚
みが均一な中空状のセラミック成形体を形成する場合、
特公昭６２−３２１５５号公報に開示されているよう
に、鋳込み成形用の石膏型にセラミックスリップを注入
し、石膏型に着肉させ、排泥した後乾燥させるという工
程によって製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところで、セラミッ
ク体を鋳ぐるみ用金属によって鋳ぐるむ際、巣が生じな
いよう空気の流出を容易にし、又セラミック体が鋳ぐる
み用金属によって受ける熱衝撃を緩和することが可能な
構造として、内面が平滑で外面に凹部を有する中空状の
セラミック体が知られている。そこで、前述の特開平６
２−３２１５５号公報に記載されているように通常用い
られる鋳込み成形法を用い、かつ、全体が同じ吸水率で
形成されている型を用いてこのような成形体を形成する
場合、セラミックスの着肉量が各部でほぼ同一となるた
め、図９に示すように成形体１３の内面にまで凹凸が生
じてしまう。この成形体を焼成し、金属、例えばアルミ
ニウムで鋳ぐるんで自動車エンジンの排気ポートライナ
として使用すると、内面に生じた凹凸によりライナ内部
を移動する排ガス等の流体の抵抗が増加してしまう。さ
らに、この排気抵抗を低減するために凹凸を無くす加工
を行った場合は生産効率が悪くなり、コスト高になると
いう問題があった。
ク体を鋳ぐるみ用金属によって鋳ぐるむ際、巣が生じな
いよう空気の流出を容易にし、又セラミック体が鋳ぐる
み用金属によって受ける熱衝撃を緩和することが可能な
構造として、内面が平滑で外面に凹部を有する中空状の
セラミック体が知られている。そこで、前述の特開平６
２−３２１５５号公報に記載されているように通常用い
られる鋳込み成形法を用い、かつ、全体が同じ吸水率で
形成されている型を用いてこのような成形体を形成する
場合、セラミックスの着肉量が各部でほぼ同一となるた
め、図９に示すように成形体１３の内面にまで凹凸が生
じてしまう。この成形体を焼成し、金属、例えばアルミ
ニウムで鋳ぐるんで自動車エンジンの排気ポートライナ
として使用すると、内面に生じた凹凸によりライナ内部
を移動する排ガス等の流体の抵抗が増加してしまう。さ
らに、この排気抵抗を低減するために凹凸を無くす加工
を行った場合は生産効率が悪くなり、コスト高になると
いう問題があった。
【０００４】そこで、本発明は鋳込み型に着肉させるセ
ラミックスの付着量を凸部と平坦部とで変化させること
によりセラミック成形体の内面を凹凸のない平滑な面に
して、後加工の工程を無くし、生産効率を向上させるこ
とを目的とする。
ラミックスの付着量を凸部と平坦部とで変化させること
によりセラミック成形体の内面を凹凸のない平滑な面に
して、後加工の工程を無くし、生産効率を向上させるこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めの本発明の鋳込み型は、外面に凹部を有し、内面が平
滑な中空状のセラミック成形体を製造する鋳込み型であ
って、鋳込み型は、外面に凹部を有する所望のセラミッ
ク成形体の凹部に対応した凸部を有しており、凸部は型
の他の部分より低い吸水率を有する材料からなることを
特徴とする。ここで吸水率とは、型の乾燥重量に対す
る、吸収量の百分率のことである。本発明に用いる鋳込
み型としては、石膏あるいは吸水性を有する樹脂が用い
られる。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、或いはこれらの樹脂と石膏を混合したものが用
いられ、鋳込み型の凸部とそれ以外の部分の吸水率を変
化させる方法としては型を製造する段階において、石膏
と水との割合、即ち混水率を変化させて石膏の吸水率を
変化させる方法、樹脂を製造するときの条件を変える方
法、樹脂と石膏の配合割合を変化させる方法などがあ
る。
めの本発明の鋳込み型は、外面に凹部を有し、内面が平
滑な中空状のセラミック成形体を製造する鋳込み型であ
って、鋳込み型は、外面に凹部を有する所望のセラミッ
ク成形体の凹部に対応した凸部を有しており、凸部は型
の他の部分より低い吸水率を有する材料からなることを
特徴とする。ここで吸水率とは、型の乾燥重量に対す
る、吸収量の百分率のことである。本発明に用いる鋳込
み型としては、石膏あるいは吸水性を有する樹脂が用い
られる。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、或いはこれらの樹脂と石膏を混合したものが用
いられ、鋳込み型の凸部とそれ以外の部分の吸水率を変
化させる方法としては型を製造する段階において、石膏
と水との割合、即ち混水率を変化させて石膏の吸水率を
変化させる方法、樹脂を製造するときの条件を変える方
法、樹脂と石膏の配合割合を変化させる方法などがあ
る。
【０００６】
【作用】この鋳込み型によりセラミック成形体が形成さ
れる場合、セラミックスリップが鋳込み型表面へ吸引さ
れて付着しセラミック成形体が形成されるが、これは鋳
込み型が有する吸水性によってセラミック粒子を鋳込み
型表面に吸引することによるものである。ところで、外
面に凹部を有するセラミック成形体が内面に凹凸がなく
平滑に形成された場合、外面に凹部が形成されている部
分と凹部が形成されていない平坦な部分との成形体の厚
みを考えると、凹部は外面が平坦な部分よりも厚みが薄
い。即ち、外面に凹部を有するセラミック成形体の内面
を凹凸無く平らに成形するためには、セラミックスの型
への付着量を、凹部では凹部以外の平坦な部分よりも少
なくしなければならない。そこで本発明のセラミック成
形体の鋳込み型によれば、凸部の吸水率が凸部以外の平
坦部よりも低く形成されているため、セラミックスを鋳
込み型へ付着させる量を凸部で少なく平坦部で多くなる
よう調整することができるので、セラミック成形体の内
面に生じる凹凸を無くすことができる。
れる場合、セラミックスリップが鋳込み型表面へ吸引さ
れて付着しセラミック成形体が形成されるが、これは鋳
込み型が有する吸水性によってセラミック粒子を鋳込み
型表面に吸引することによるものである。ところで、外
面に凹部を有するセラミック成形体が内面に凹凸がなく
平滑に形成された場合、外面に凹部が形成されている部
分と凹部が形成されていない平坦な部分との成形体の厚
みを考えると、凹部は外面が平坦な部分よりも厚みが薄
い。即ち、外面に凹部を有するセラミック成形体の内面
を凹凸無く平らに成形するためには、セラミックスの型
への付着量を、凹部では凹部以外の平坦な部分よりも少
なくしなければならない。そこで本発明のセラミック成
形体の鋳込み型によれば、凸部の吸水率が凸部以外の平
坦部よりも低く形成されているため、セラミックスを鋳
込み型へ付着させる量を凸部で少なく平坦部で多くなる
よう調整することができるので、セラミック成形体の内
面に生じる凹凸を無くすことができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を用いて詳
細に説明する。図２は本実施例で成形するセラミックパ
イプの斜視図であり、図３はセラミックパイプを軸方向
に対して垂直に切った断面である。このセラミックパイ
プは図３に示すように外径ｔ1 が４０ｍｍ、内径ｔ2 が
３０ｍｍの円筒状であり、外面に形成される凹部は直径
４ｍｍ、深さ２ｍｍの略半球状である。また、凹部と凹
部との間は平坦でその長さは縦横いずれも１０ｍｍであ
る。まず、このセラミックパイプを成形する鋳込み型に
ついて説明する。鋳込み型の土台となる基型１として
は、セラミックパイプの焼成時の収縮を考慮して型の内
径が４５ｍｍの円筒状の石膏を用いた。この石膏の吸水
率は６０％である。そして、基型１の片面にはパイプに
凹部を設けるために吸水率が３０％の石膏からなる凸部
材２を設けて鋳込み型３を形成した。図１にこの鋳込み
型３の断面図を示すが、凸部材２は透水性を有する接着
剤で接着した。また凸部材２の形状は凹部の形状に合わ
せて直径４ｍｍ、高さ２ｍｍの略半球状である。凸部材
２の形状としては図４、図５に示すようにリベット形状
をしたものを基型１の内面に嵌め込んでも良く、基型１
に外面まで貫通する穴を設けそこに凸部材を埋め込んで
も良い。また、図６に示すように凸部材の頭部は四角形
のものでも良く、セラミック成形体の内面に影響の出な
い形状であれば良い。
細に説明する。図２は本実施例で成形するセラミックパ
イプの斜視図であり、図３はセラミックパイプを軸方向
に対して垂直に切った断面である。このセラミックパイ
プは図３に示すように外径ｔ1 が４０ｍｍ、内径ｔ2 が
３０ｍｍの円筒状であり、外面に形成される凹部は直径
４ｍｍ、深さ２ｍｍの略半球状である。また、凹部と凹
部との間は平坦でその長さは縦横いずれも１０ｍｍであ
る。まず、このセラミックパイプを成形する鋳込み型に
ついて説明する。鋳込み型の土台となる基型１として
は、セラミックパイプの焼成時の収縮を考慮して型の内
径が４５ｍｍの円筒状の石膏を用いた。この石膏の吸水
率は６０％である。そして、基型１の片面にはパイプに
凹部を設けるために吸水率が３０％の石膏からなる凸部
材２を設けて鋳込み型３を形成した。図１にこの鋳込み
型３の断面図を示すが、凸部材２は透水性を有する接着
剤で接着した。また凸部材２の形状は凹部の形状に合わ
せて直径４ｍｍ、高さ２ｍｍの略半球状である。凸部材
２の形状としては図４、図５に示すようにリベット形状
をしたものを基型１の内面に嵌め込んでも良く、基型１
に外面まで貫通する穴を設けそこに凸部材を埋め込んで
も良い。また、図６に示すように凸部材の頭部は四角形
のものでも良く、セラミック成形体の内面に影響の出な
い形状であれば良い。
【０００８】次に、セラミックパイプを成形するセラミ
ックスリップを作製する。焼結助剤として酸化第二鉄６
重量％と酸化ケイ素２重量％を添加したチタン酸アルミ
ニウム粉末に、解こう剤としてポリカルボン酸アンモニ
ウムを用い、粉体濃度の８０％となるように蒸留水を加
えてボールミルで混合し、スリップを作製した。出来上
がったスリップを鋳込み型３内に流し込み、約１５分間
保持し着肉させた後、で余分なセラミックスリップを排
泥し、乾燥させて肉厚が４ｍｍのセラミックパイプを成
形した。図７は出来上がったセラミックパイプの断面を
示すものであるが、内面に凹凸は殆ど見られず、後加工
の必要がないセラミックパイプを成形することができ
た。また、更にセラミックパイプを電気炉内に設置し、
１５５０℃で４時間焼成して、得られた焼結体を鋳型内
に配置し、注湯具を用いてアルミニウム合金４溶湯を注
湯して鋳ぐるみを行った。そして、ガスバーナーにより
高温ガスを流動させることができる試験機を用いて、得
られた鋳ぐるみ体の高温耐久試験を行った結果、凹凸が
なくなったため鋳ぐるみ体の内面に割れや亀裂は生じな
かった。又、内面に凹凸のあるパイプよりも抵抗が少な
く、パイプ出口までガス温度の低下を抑えられることが
確認できた。さらに、図８に示すようにアルミニウム合
金４がチタン酸アルミニウムパイプの凹部の底面まで流
入しても、冷却収縮により凹部の底に空間５ができるた
め、この空間５により断熱性をさらに高めることができ
る。本発明のセラミック成形体の鋳込み型により、二股
形状となっているような複雑な形状の断熱部品に凹部を
設ける場合、従来のように凹部を機械加工により形成す
る必要がなく容易に形成することができる。また、緩衝
材などを用いて断熱性を向上させる方法に比べて時間、
費用ともに低減できる。また、セラミック成形体を板
状、曲板状あるいは任意の形状とすることもでき、内径
が大きく一体に形成することが困難な箇所、例えば発電
用ガスタービンの燃焼筒などには、本発明により成形さ
れた曲板状のセラミック成形体を多数用いて応用するこ
とが可能である。
ックスリップを作製する。焼結助剤として酸化第二鉄６
重量％と酸化ケイ素２重量％を添加したチタン酸アルミ
ニウム粉末に、解こう剤としてポリカルボン酸アンモニ
ウムを用い、粉体濃度の８０％となるように蒸留水を加
えてボールミルで混合し、スリップを作製した。出来上
がったスリップを鋳込み型３内に流し込み、約１５分間
保持し着肉させた後、で余分なセラミックスリップを排
泥し、乾燥させて肉厚が４ｍｍのセラミックパイプを成
形した。図７は出来上がったセラミックパイプの断面を
示すものであるが、内面に凹凸は殆ど見られず、後加工
の必要がないセラミックパイプを成形することができ
た。また、更にセラミックパイプを電気炉内に設置し、
１５５０℃で４時間焼成して、得られた焼結体を鋳型内
に配置し、注湯具を用いてアルミニウム合金４溶湯を注
湯して鋳ぐるみを行った。そして、ガスバーナーにより
高温ガスを流動させることができる試験機を用いて、得
られた鋳ぐるみ体の高温耐久試験を行った結果、凹凸が
なくなったため鋳ぐるみ体の内面に割れや亀裂は生じな
かった。又、内面に凹凸のあるパイプよりも抵抗が少な
く、パイプ出口までガス温度の低下を抑えられることが
確認できた。さらに、図８に示すようにアルミニウム合
金４がチタン酸アルミニウムパイプの凹部の底面まで流
入しても、冷却収縮により凹部の底に空間５ができるた
め、この空間５により断熱性をさらに高めることができ
る。本発明のセラミック成形体の鋳込み型により、二股
形状となっているような複雑な形状の断熱部品に凹部を
設ける場合、従来のように凹部を機械加工により形成す
る必要がなく容易に形成することができる。また、緩衝
材などを用いて断熱性を向上させる方法に比べて時間、
費用ともに低減できる。また、セラミック成形体を板
状、曲板状あるいは任意の形状とすることもでき、内径
が大きく一体に形成することが困難な箇所、例えば発電
用ガスタービンの燃焼筒などには、本発明により成形さ
れた曲板状のセラミック成形体を多数用いて応用するこ
とが可能である。
【０００９】
【発明の効果】本発明のセラミック成形体の製造方法に
よれば、外面に凹凸が形成されたセラミック成形体の内
面を、凹凸なく平滑に成形することができる。従って、
セラミックスを成形した後、内面を平滑にするための後
加工の必要がなくなり生産効率が向上する。
よれば、外面に凹凸が形成されたセラミック成形体の内
面を、凹凸なく平滑に成形することができる。従って、
セラミックスを成形した後、内面を平滑にするための後
加工の必要がなくなり生産効率が向上する。
【図１】本実施例に用いる石膏型の断面図である。
【図２】本実施例で成形されるセラミックパイプの斜視
図である。
図である。
【図３】本実施例で成形されるセラミックパイプの軸方
向に対して垂直な断面図である。
向に対して垂直な断面図である。
【図４】本発明で用いられる凸部材の他の実施例の斜視
図である。
図である。
【図５】本発明で用いられる凸部材の他の実施例の斜視
図である。
図である。
【図６】本発明で用いられる凸部材の他の実施例の斜視
図である。
図である。
【図７】本発明の製造方法により成形されたセラミック
パイプ成形体の軸方向に対して平行な断面図である。
パイプ成形体の軸方向に対して平行な断面図である。
【図８】本発明の製造方法により成形されたセラミック
パイプ成形体を鋳ぐるみ用金属により鋳ぐるんだときの
軸方向に対して平行な断面図である。
パイプ成形体を鋳ぐるみ用金属により鋳ぐるんだときの
軸方向に対して平行な断面図である。
【図９】従来の製造方法により成形されたセラミック成
形体の断面図である。
形体の断面図である。
１ ・・・ 基型 ２ ・・・ 凸部材 ３ ・・・ 鋳込み型 ４ ・・・ アルミニウム合金 ５ ・・・ 空間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 外面に凹部を有し、内面が平滑な中空状
のセラミック成形体を製造する鋳込み型であって、 該鋳込み型は、外面に凹部を有する所望のセラミック成
形体の該凹部に対応した凸部を有しており、該凸部は型
の他の部分より低い吸水率を有する材料からなることを
特徴とするセラミック成形体の鋳込み型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17659091A JPH0516111A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | セラミツク成形体の鋳込み型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17659091A JPH0516111A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | セラミツク成形体の鋳込み型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0516111A true JPH0516111A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16016229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17659091A Pending JPH0516111A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | セラミツク成形体の鋳込み型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0516111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5649714A (en) * | 1995-01-27 | 1997-07-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tool holder |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP17659091A patent/JPH0516111A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5649714A (en) * | 1995-01-27 | 1997-07-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tool holder |
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