JPH0526585A - セラミツクス成形体の焼結用治具 - Google Patents

セラミツクス成形体の焼結用治具

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JPH0526585A
JPH0526585A JP20351291A JP20351291A JPH0526585A JP H0526585 A JPH0526585 A JP H0526585A JP 20351291 A JP20351291 A JP 20351291A JP 20351291 A JP20351291 A JP 20351291A JP H0526585 A JPH0526585 A JP H0526585A
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JP
Japan
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sintering
jig
formed body
shaped
molded body
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Pending
Application number
JP20351291A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Tsuto
宏之 津戸
Eiji Fukuda
英二 福田
Keizo Tsukamoto
惠三 塚本
Senjo Yamagishi
千丈 山岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Nihon Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 棒状又は円筒状の長尺成形体の焼結に際して
の曲がり及び密度むらの発生を防止する焼結用治具。 【構成】 焼結用治具の上面に成形体を載置する曲がり
防止用V字溝を設け、溝の成形体と接する面の表面粗さ
をRa10μm 以下にする。治具表面と成形体とが焼結に際
して反応を起こすおそれのある場合には、治具表面を成
形体の材料セラミックスのスラリーでライニングする。 【効果】 曲がりが小さく、且つ密度の高い長尺セラミ
ックス焼結体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス成形体の焼
結用治具に関し、特に棒状又は管状のセラミックス成形
体の焼結に用いる、曲がり防止用のV字溝が設けられた
焼結用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、セラミックスの優れた特性が着目
され、各種分野にセラミックス部品が利用されてきてい
る。そのセラミックス部品のうちで、棒状、管状等の形
状の実用化に対しては、真直性が良好であることが要求
される。
【0003】しかしながら、棒状又は管状のセラミック
ス成形体を焼結して直ちに真直性の良好な焼結体を得る
ことが困難であり、通常、焼結後に研削加工等の機械的
な手段を用いて真直性をだすか、棒状又は管状のセラミ
ックス成形体を回転させながら乾燥、焼結する方法が採
られていた。
【0004】真直性のセラミックス焼結体を得る方法と
して、焼結後の研削加工による方法は、その加工費が高
く、且つ量産性に欠け、製造に長時間を要し、棒状、管
状のセラミックス成形体を回転させながら乾燥、焼結す
る方法は、その回転装置の設備及び補修維持に費用がか
さむという問題があった。
【0005】また、特開平3-103363号公報には、棒状、
管状のセラミックス成形体の焼結方法として、セラミッ
クス成形体を、互いに向き合った側にV字型の溝が設け
られた一対の焼結用治具間に配置し、治具の自重又は加
圧により成形体の外径方向に圧力をかけながら棒状又は
管状のセラミックス成形体を焼結する方法が記載されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
V字溝を有する焼結用治具を用いる方法では、セラミッ
クス成形体と焼結用治具の間に摩擦が生じ、セラミック
ス成形体の焼結による長手方向の収縮を阻害し、また、
焼結用治具とセラミックス成形体との反応が起こり易
く、その場合には表面の化学組成が変化して、結果とし
て緻密で均質な焼結体を得るのが困難であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは真直性の良
好な棒状、管状のセラミックス焼結体を製造する方法と
して、V字溝を有する治具に注目し、その問題点を解決
したものである。
【0008】すなわち、本発明は、棒状又は管状のセラ
ミックスの焼結に用いる、曲がり防止用の溝が設けられ
た焼結用治具において、成形体と接触する面の表面粗さ
Raが10μm 以下であることを特徴とする焼結用治具で
ある。
【0009】本発明の治具を使用できる成形体のセラミ
ックスとしてはサイアロン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、
窒化アルミニウム等であり、その微粉末に、分散剤、バ
インダー及び水若しくは有機溶媒を添加してスラリーや
混練物とし、押出し成形又は鋳込み成形によって棒状、
管状又は板状の成形体を得る。必要に応じてこの成形体
を切断する。
【0010】得られた成形体は、焼結用治具上に載置し
て真空中又はアルゴン若しくは窒素の雰囲気中にて焼結
する。
【0012】図1は本発明の焼結用治具1に丸棒状成形
体2を載置した状態を示す斜視図である。
【0013】焼結用治具1には、焼結されるセラミック
ス成形体2の形状に合せて曲がり防止溝3が設けられて
いる。
【0014】断面が円形である棒状又は管状のセラミッ
クス成形体2を焼結するとき、焼結用治具1の曲り防止
溝3の形状は、断面としてV字型形状のものがよく、そ
の頂角θは60〜120 °の範囲が好ましく、90°がより好
ましい角度である。60°未満又は 120°を超えると成形
体と治具面の接点が偏在することになり真直性の優れた
棒状又は管状焼結体は得難い。
【0015】焼結用治具の材質としては黒鉛、窒化ホウ
素等が使用しうる。
【0016】使用する焼結用治具の表面粗さは、少なく
とも成形体と接触する面で、Ra 10μm 以下が好まし
い。10μm を超えると、セラミックス成形体と焼結用治
具の間に局部的に摩擦が生じ、セラミックス成形体の焼
結による長手方向の収縮を阻害する。その結果、密度の
高い焼結体が得られないばかりか、焼結収縮に不均一が
生じ真直性の良好な、棒状又は管状の焼結体が得らない
こともある。
【0017】粗さ10 m以下の表面の治具を得る方法とし
ては、通常の切削加工が用いられる。治具の表面粗さの
測定法は通常の表面粗さ測定機(積分値表示型)によ
る。
【0018】また、この焼結用治具とセラミックス成形
体との間に反応が起こる場合には、焼結用治具と成形体
との接触面をセラミックス成形体の原料粉末でライニン
グ処理することが効果的である。
【0019】ライニング処理する方法としては、セラミ
ックス焼結体の原料粉末を焼結用治具の曲り防止用溝の
上に敷きつめることでも効果はあるが、十分とはいえな
い。
【0020】セラミックス焼結体の原料粉末に分散剤及
び水若しくは有機溶媒を添加して得られるスラリーを、
焼結用治具に塗布し、乾燥することによって、均一で、
かつ表面の滑らかなライニングを形成させることができ
る。
【0021】使用する原料粉末の粒径は 5μm 以下が好
ましく、1μm 以下がより好ましい。ライニングを行な
う場合においても、治具自体はその表面粗さRa が10μ
m 以下のものを用いる。棒状又は管状のセラミックス成
形体を焼結する際の焼結収縮時の摩擦を軽減するために
も、このライニング方法は効果的である。
【0022】焼結に際しては、図1に示すように、焼結
用治具1の曲り防止溝3の上にセラミックス成形体2を
配置する。このようにして配置された棒状又は管状の成
形体を、例えばサイアロンでは1600〜1900℃の焼結温度
で 2〜3 時間焼結することにより、真直性の良好な棒状
又は管状の焼結体を得ることができる。
【0023】
【作用】本考案の焼結用治具は、その表面粗さが小さく
滑らかであるので、焼結に際しての成形体の収縮を妨げ
ない。また、成形体の材料と同じセラミックス粉末でラ
イニングすることにより、焼結に際して成形体と治具と
の間の反応を起こすことがない。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。
【0025】実施例1 平均粒径が0.50μm の炭化ケイ素粉末 100重量部に対
し、焼結助剤としてアルミナを 2.0重量部、分散剤を
0.5重量部添及び水を添加し、ミルで16時間混合してス
ラリーを製造した。
【0026】 このスラリーを鋳込み成形して、外径35
mm、長さ1000mmの長尺棒状の成形体を作った。
【0027】次に、 110×70cm、厚さ 4cmの黒鉛板の上
面に、巾 5cmのV字溝からなる曲がり防止溝を設けた焼
結用治具の各曲り防止溝の上に、上記の長尺棒状の成形
体を配置し、焼結炉に設置した。V字溝の頂角は90°
で、溝の表面粗さRa は 5μmであった。
【0028】炉内を加熱し、アルゴン雰囲気中、1950℃
で 3時間の焼結を行った。得られた長尺状セラミックス
焼結体は、その曲りは 0.5mmで、密度も 3.10g/cm3と高
いものであった。
【0029】実施例2 平均粒径が0.50μm のサイアロン粉末 100重量部に対
し、焼結助剤として酸化イットリウム 5重量部を添加
し、実施例1と同様に処理して、外径35mm、長さ1000mm
の長尺棒状の成形体を作った。
【0030】次に、実施例1と同じ表面粗さRa が 5μ
m の黒鉛製焼結用治具を用意し、その表面にサイアロン
スラリーを塗布、乾燥してライニング処理した。この焼
結用治具の曲がり防止溝の上に上記の長尺棒状の成形体
を配置し、焼結炉に設置し、窒素雰囲気中1740℃で 3時
間の焼結を行った。
【0031】得られた長尺棒状セラミックス焼結体の曲
りは 0.5mmで、密度は 3.20g/cm3であった。
【0032】比較例 実施例2において、同じ形状で粗研加工によりその表面
粗さRa が20μm の黒鉛製治具を作製し、成形体との接
触面にライニング処理をしないで、実施例2と同様に処
理して長尺棒状セラミックスを焼結した。
【0033】得られた焼結体の密度は 2.97g/cm3と低
く、焼結体表面が炭化ケイ素化して亀裂を生じていた。
【0034】
【発明の効果】本発明の治具を用いて得られる長尺棒状
又は管状セラミックス焼結体は、高密度で、真直性が極
めて高く、所定寸法どおりであり、通常はなんらかの機
械加工を必要とせず利用できる。
【0035】本発明の治具を用いることにより、簡便
に、迅速にしかも大量に、長尺棒状又は管状のセラミッ
クスを製造することができ、治具の表面にライニングを
施すことにより不純物の混入も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の焼結用治具に丸棒状成形体を載置した
状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 焼結用治具 2 長尺状成形体 3 曲り防止溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒状又は管状のセラミックスの焼結に用
    いる、曲がり防止用の溝が設けられた焼結用治具におい
    て、成形体と接触する治具の表面粗さRa が10μm 以下
    であることを特徴とする焼結用治具。
  2. 【請求項2】 セラミックスの成形体との接触面が該成
    形体の原料粉末でライニング処理されていることを特徴
    とする請求項1の焼結用治具。
JP20351291A 1991-07-19 1991-07-19 セラミツクス成形体の焼結用治具 Pending JPH0526585A (ja)

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