JPH05185409A - セラミック製の中実部品の製造方法及びセラミック製の中実部品 - Google Patents

セラミック製の中実部品の製造方法及びセラミック製の中実部品

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JPH05185409A
JPH05185409A JP4190888A JP19088892A JPH05185409A JP H05185409 A JPH05185409 A JP H05185409A JP 4190888 A JP4190888 A JP 4190888A JP 19088892 A JP19088892 A JP 19088892A JP H05185409 A JPH05185409 A JP H05185409A
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JP
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mold
solid
ceramic
solid part
slip
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JP4190888A
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Juergen Heinrich
ユルゲン・ハインリッヒ
Reinhard Dillinger
ラインハルト・ディリンガー
Matthias Steiner
マティーアス・シュタイナー
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Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/26Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/08Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック製の円筒形の部品又はセラミック
製の部品であってその一部に円筒形部分を有する部品を
製造するための、改良されたスリップ鋳造法であって、
完成した部品の内部にシンクホールが形成される危険性
のないスリップ鋳造法を提供する。 【構成】 鋳造可能なセラミックスリップを下方に円錐
形をなした内部3を有し、かつ吸収性材料からなる鋳型
4内に注入する。鋳型4はスリップ貯蔵容器1に直接連
結される。鋳型の円錐形部分で鋳造され、円錐形表面を
有する焼成前の部品は、鋳型の内部から分離され、その
後の製造工程で、機械的な加工により、部品の円錐形部
分が少なくとも部分的に円筒形の外表面になるように加
工される。本発明は、また、このような方法によって製
造された中実の部品にも関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくともその一部に
円筒形の外周面を有するセラミック製の中実部品を製造
する方法及びこの方法によって製造されたセラミック製
の中実部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】円筒形又は部分的に円筒形のセラミック
製の中実部品を製造するスリップ鋳造法では、特に高さ
と径との比が大きな中実部品のスリップ鋳造を行う際、
気泡が焼成される前の中実部品の内部に収蔵され、セラ
ミック製の中実部品の内部に存在する全く任意の形状を
有する空隙、いわゆるシンクホール(sink holes)にな
る。これらのシンクホールは、特に部品の対称軸付近に
形成される。すなわち部品が円筒形の場合にはその中心
部に、又、部品がその一部に円筒形の領域を有する場合
にはその円筒形の領域の中心部に、それぞれ形成され
る。これらのシンクホールは全く無用なものである。な
ぜなら、これらのシンクホールは完成した部品の物理的
性質に非常に不都合な効果を生じるからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、セラミック製の円筒形の部品又はセラミック製の部
品であってその一部に円筒形部分を有する部品を製造す
るための、改良されたスリップ鋳造法であって、完成し
た部品の内部にシンクホールが形成される危険性のない
スリップ鋳造法を提供することにある。
【0004】
【課題を達成するための手段】上述の目的は最初に記載
された一般的な形式の方法によって達成されるが、この
方法は、スリップ貯蔵容器に連結され、かつ下方に縮径
部のある円錐形の内部を有する、吸収性材料からなる鋳
型に、成型可能なセラミックスリップを導入する工程
と、前記鋳型の前記円錐形の内部で成型されて円錐形の
表面を有する未焼成の前記中実部品を取り外す工程とを
有し、その後、前記中実部品の前記円錐形の表面を機械
的な加工によって少なくとも部分的に円筒形の外周面に
変える工程を有することを特徴とする。
【0005】上述した本発明の方法では、円錐形内部を
有する鋳型とこの鋳型に連結されたスリップ貯蔵容器と
は、共に、成型可能なセラミックスリップで完全に満た
される。液体状のセラミックスリップが鋳型の吸収性で
多孔性の壁の内部に拡散する結果、固体粒子は鋳型の壁
まで運ばれてそこに沈積し、未焼成の部品を形成する。
この部品の生成は、回転方向に対象な鋳型の対称軸の方
向に固体の沈積を半径方向に連続的に増加させることに
よって、鋳型の壁から開始される。ここで、鋳型の壁上
に沈積された固体層の厚さをxとすると、この固体層が
ある厚さになってからは、この部品の生成度合いはこの
部品を通過する水によって決定することができる。等式
dx/dt〜1/xが適用されるから、これらの関係は
数学的にも表すことが可能であり、これを積分すると、 x=A×√t である。ここで、xは部品の厚さを、Aは部品生成係数
を、そしてtは時間をそれぞれ表す。部品生成係数Aの
大きさはスリップの性質とスリップによって形成される
部品の性質とによって変化する。
【0006】部品が完全に形成されると収縮工程が始ま
る。すなわち、固体粒子を包囲する水(envelope wate
r)が解放されることによって起こる、いわゆる乾燥収
縮が開始され、これによって部品は収縮して鋳型の壁か
ら離れる。この乾燥収縮が開始されると、部品と鋳型の
壁との間にはもはや面接触は存在せず、部品は鋳型から
容易に取り外すことができる。
【0007】成型に必要なスリップは、鋳型の直ぐ上流
側にあるスリップ貯蔵容器から鋳型内部の円錐形部分に
連続的に流入する。スリップ鋳造用の物質を段階的に流
入させることは、強度が高く、かつ機械的な応力の高い
部品を製造するには適当でない。なぜならば、完成した
部品の機械的性質はスリップ鋳造用の物質の段階的な流
入によって不利な影響を受けるからである。
【0008】成型された部品の外壁は鋳型の内壁の形態
を有する。鋳型の内部に円錐形部分を設けると、スリッ
プ貯蔵容器からこの円錐形部分内へスリップ鋳造用の物
質を連続的に注入することが可能になる。事実、この円
錐は鋳型内部の望ましくない部分に固形物が蓄積するこ
とを防止する。固形物が付着するとスリップ鋳造用の物
質が鋳型内部に更に流入するのを妨げ、多くの場合、ほ
ぼ完全にその流入を阻止してしまう。
【0009】ここで必要な円錐(conicity)は、一方に
おいて、製造される部品の長さと径との比によって定ま
るが、他方において、鋳造用スリップの特質によっても
定まる。この長さ/直径の比とスリップの部品生成係数
Aとがより大きな場合には、より大きな円錐(conicit
y)が必要になる。この円錐(conicity)は、数値的に
は、直円錐台(straight circular truncated cone)の
母線の傾斜形として示される。部品生成係数Aが0.0
5ないし0.3mm/sの範囲にあり、完成した部品の
長さ/直径の比が5ないし15の範囲にあるためには、
母線の傾斜角度は、例えば、角度αが0.1ないし0.6
°であることに対応してtan=0.002ないしta
n=0.01の範囲になければならない。
【0010】このようにして形成された円錐形の部品
は、その後の製造工程で少なくとも部分的に機械加工を
施され、円筒形にされなければならない。本発明方法の
一実施例として、この部品は乾燥直後に機械加工を施さ
れ、その後、焼成されるようにすることができる。ま
た、本発明方法の他の実施例としては、前述の機械加工
を施す前に、乾燥したセラミック部品をまず最初に焼成
するように構成することができる。焼成された部品の機
械加工(例えば、グラインディング、ラッピング、ポリ
ッシング等の加工)は、特にこの部品がセラミックエン
ジンの部品である場合には施されることが適当である。
このような部品としては、例えばバルブや中実のピスト
ンピン等があるが、いずれも機械的に高い応力を受ける
と同時に高い熱応力も受けるからである。このようなセ
ラミックエンジン用の部品として使用する場合には、焼
成によって得られる部品表面の品質は十分に満足すべき
ものではないので、焼成後に部品の表面品質を向上させ
ることが必要になる。もしも、部品上にスライド面やシ
ール面等の付加的な機能をする面が必要な場合には、更
に、最終的な機械加工を焼成後の対応する部品に施すこ
とが必要である。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
より詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の範囲
に限定されるものではない。
【0012】図1は、本発明の特徴を明確にするために
記載された従来技術による実施例を示し、図中の参照番
号は実施例の構成要素の同一性を正確に示すために使用
されている。さて、スリップ貯蔵容器1は円筒形の内部
3の直ぐ上流側に配置される。図1の実施例では、円筒
形の内部の領域に時々固体の沈積が生じることを排除す
ることができない。図中にはこのような沈積固体は示さ
れていないが、この沈積固体はスリップ貯蔵容器1から
円筒形の内部3のこれらの領域中へスリップが更に流入
することを阻止することになる。円筒形の内部3のこれ
らの領域は注入点2から更に離れている。そして、この
沈積固体によって、完成した部品の内部にシンクホール
が形成されることになる。鋳型4はそれ自体、吸収性の
多孔性物質によって構成されており、多くの場合、それ
は石膏(plaster)によって構成される。
【0013】図2は本発明の実施例を示し、同図中、図
1で使用されている参照番号と同一の参照番号は同じ意
味を表す。この実施例では、鋳型4の内部3は上方が円
錐形に拡開した形状をなしている。この結果、注入口2
の幅は拡大され、望ましくない固体の沈積はもはや起こ
らない。
【0014】
【発明の効果】本発明方法は窒化ケイ素で作られるセラ
ミック製の部品の製造に特に適したものである。この場
合、所望により、窒化ケイ素を主成分とするスリップ鋳
造用物質を使用することもできるし、またケイ素を主成
分とするスリップ鋳造用物質を使用することもできる。
窒素雰囲気中で焼結すると、ケイ素は窒化ケイ素にな
る。本発明方法によれば、(円筒形)の中実ピストンピ
ンや(円筒形部分を有する)バルブ軸を製造することが
できる。粗いX線構造分析による測定法によれば、本発
明方法で製造された部品内には、円筒形部分の対称軸領
域のシンクホールは、その測定精度の範囲内では検出さ
れないことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、円筒形の内部を有する鋳型の縦断面図
である。
【図2】図2は、円錐形の内部を有する鋳型の縦断面図
である。
【符号の説明】
1 スリップ貯蔵容器 2 注入口 3 円筒形の内部 4 鋳型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト・ディリンガー ドイツ連邦共和国デー−8672 ゼルブ,プ レスベルガー・ヴェーク 42 (72)発明者 マティーアス・シュタイナー ドイツ連邦共和国デー−8672 ゼルブ,レ ンゲンナウアー・シュトラーセ 6

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともその一部に円筒状の外周面を
    有するセラミック製の中実部品の製造方法において、ス
    リップ貯蔵容器に連結され、かつ下方に縮径部のある円
    錐形の内部を有する、吸収性材料からなる鋳型に、成型
    可能なセラミックスリップを導入する工程と、前記鋳型
    の前記円錐形の内部で成型されて円錐形の表面を有する
    未焼成の前記中実部品を取り外す工程とを有し、その
    後、前記中実部品の前記円錐形の表面を機械的な加工に
    よって少なくとも部分的に円筒形の外周面に変える工程
    を有することを特徴とする、セラミック製の中実部品の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の製造方法において、前
    記円錐形の内部を有する前記鋳型が、該鋳型に連結され
    る前記スリップ貯蔵容器と共に、成型可能なセラミック
    スリップで充填される、前記製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の製造方法におい
    て、前記中実部品が焼成される付加的な製造工程を有す
    る、前記製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の製造方法において、前
    記中実部品の焼成は前記中実部品の前記機械的な加工に
    先立って行われる、前記製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の製造方法において、前
    記中実部品の焼成は前記中実部品の前記機械的な加工の
    後に行われる、前記製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか一項に記載
    された方法によって製造されたセラミック製の中実部品
    において、前記中実部品の主成分は窒化ケイ素である、
    前記中実部品。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の中実部品において、該
    中実部品は内燃機関のバルブである、前記中実部品。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載の中実部品において、前
    記中実部品は往復動型ポンプ又は内燃機関のピストンピ
    ンである、前記中実部品。
JP4190888A 1991-07-18 1992-07-17 セラミック製の中実部品の製造方法及びセラミック製の中実部品 Pending JPH05185409A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4123794A DE4123794C1 (ja) 1991-07-18 1991-07-18
DE4203639A DE4203639A1 (de) 1992-02-08 1992-02-08 Verfahren zur herstellung eines massiven keramischen bauteils und danach hergestelltes bauteil
DE4203639:9 1992-02-08
DE4123794:3 1992-02-08

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JP (1) JPH05185409A (ja)
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BR (1) BR9202721A (ja)
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1694563A (en) * 1927-02-02 1928-12-11 Donald W Ross Method of molding ceramic materials
CS230751B1 (en) * 1980-06-26 1984-08-13 Marija I Timochova Pressould for quasiisostatic pressing
JPH02104907A (ja) * 1988-10-14 1990-04-17 Ngk Insulators Ltd 内燃機関用セラミック弁の製造方法
DE3917734A1 (de) * 1989-05-31 1990-12-06 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von keramischen formkoerpern durch gefrieren waessriger schlicker

Also Published As

Publication number Publication date
MX9204228A (es) 1993-01-01
KR930002053A (ko) 1993-02-22
BR9202721A (pt) 1993-03-23
EP0523670A1 (de) 1993-01-20

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