JPH0533123B2 - - Google Patents
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- JPH0533123B2 JPH0533123B2 JP59108413A JP10841384A JPH0533123B2 JP H0533123 B2 JPH0533123 B2 JP H0533123B2 JP 59108413 A JP59108413 A JP 59108413A JP 10841384 A JP10841384 A JP 10841384A JP H0533123 B2 JPH0533123 B2 JP H0533123B2
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Links
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、セラミツクス含有スラリーを鋳型内
に鋳込むことによつてセラミツクス製品を製造す
る方法に係り、特に自動車用ターボチヤージヤケ
ーシング、コンプレツサー用ロータなどのように
形状が複雑で中空部の肉厚が異なる製品に適用す
るのに好適な製造法に関する。
に鋳込むことによつてセラミツクス製品を製造す
る方法に係り、特に自動車用ターボチヤージヤケ
ーシング、コンプレツサー用ロータなどのように
形状が複雑で中空部の肉厚が異なる製品に適用す
るのに好適な製造法に関する。
セラミツクス製品を製造する方法の１つに、セ
ラミツクス含有スラリーを鋳型内に鋳込んで固化
させる方法がある。
ラミツクス含有スラリーを鋳型内に鋳込んで固化
させる方法がある。
一般に知られているこの種の方法においては鋳
型全体が吸水性材料によつて構成される。従つ
て、スラリー中の水分は鋳型全域から吸収除去さ
れることになる。
型全体が吸水性材料によつて構成される。従つ
て、スラリー中の水分は鋳型全域から吸収除去さ
れることになる。
自動車用ターボチヤージヤケーシングやロータ
のように形状が複雑でかつ肉厚の異なる部分を有
する製造に対しては、この方法を適用することは
難しい。この方法を適用すると鋳型内にスラリー
中の水分の吸収の速いところと遅いところが生
じ、鋳型内の位置によつてスラリーの固化速度に
大きな差が生じる。この結果、セラミツクスの固
化物には密度に大きなバラツキが生じる。
のように形状が複雑でかつ肉厚の異なる部分を有
する製造に対しては、この方法を適用することは
難しい。この方法を適用すると鋳型内にスラリー
中の水分の吸収の速いところと遅いところが生
じ、鋳型内の位置によつてスラリーの固化速度に
大きな差が生じる。この結果、セラミツクスの固
化物には密度に大きなバラツキが生じる。
このように密度に大きなバラツキがあるセラミ
ツクス固化物を鋳型から取り出すと、離型の際に
固化物の表面が破損したり或は亀裂を生じたりす
る。
ツクス固化物を鋳型から取り出すと、離型の際に
固化物の表面が破損したり或は亀裂を生じたりす
る。
さらに鋳型から取り出したセラミツク固化物を
乾燥及び焼結したときに収縮に基づく大きな寸法
変動が生じ、固化物が変形したり或は割れを生じ
ることが多い。
乾燥及び焼結したときに収縮に基づく大きな寸法
変動が生じ、固化物が変形したり或は割れを生じ
ることが多い。
中空のセラミツク成型体を作る方法として、鋳
型内（石膏型）にセラミツク含有スラリーを注入
して所定時間保持したのち、スラリーを排出する
方法がある。この方法は、きわめて便利で均質な
ものが出来る反面、均一の肉厚のものしか得られ
ず肉厚が異なる場合に寸法精度が悪くなる問題点
がある。そのため、ターボチヤージヤケーシング
のように複雑な中空部を有する成形体を製作する
には適さない。それ故にこれらの問題点を解決す
るには中空部と同形の中子を使用する方式が考え
られる。この場合には、中子がセラミツクス成形
体より取り出せる形状の場合に限定される。複雑
な成形体を得る方法として、有機材料と吸水性鋳
型を組み合せた方法が出願されている。（特公昭
56−28687） この方法は、型部分（有機材料）を取り除くた
めに溶融温度に加熱するため、成形体の周囲を湿
り気の高い環境に維持することや溶融材料を吸収
させるなど複雑な処理工程を経なければならない
などの問題点がある。
型内（石膏型）にセラミツク含有スラリーを注入
して所定時間保持したのち、スラリーを排出する
方法がある。この方法は、きわめて便利で均質な
ものが出来る反面、均一の肉厚のものしか得られ
ず肉厚が異なる場合に寸法精度が悪くなる問題点
がある。そのため、ターボチヤージヤケーシング
のように複雑な中空部を有する成形体を製作する
には適さない。それ故にこれらの問題点を解決す
るには中空部と同形の中子を使用する方式が考え
られる。この場合には、中子がセラミツクス成形
体より取り出せる形状の場合に限定される。複雑
な成形体を得る方法として、有機材料と吸水性鋳
型を組み合せた方法が出願されている。（特公昭
56−28687） この方法は、型部分（有機材料）を取り除くた
めに溶融温度に加熱するため、成形体の周囲を湿
り気の高い環境に維持することや溶融材料を吸収
させるなど複雑な処理工程を経なければならない
などの問題点がある。
本発明の目的は、セラミツクス固化物を鋳造か
ら離型したとき或はその後焼結したときに、割れ
及び変形を生じにくいセラミツク製品の製造法を
提供することにある。
ら離型したとき或はその後焼結したときに、割れ
及び変形を生じにくいセラミツク製品の製造法を
提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明はセラミツクス製
品の形状を空間として有する鋳型を用いたセラミ
ツクス製品の製造法において、前記鋳型が、底面
を含む下部の領域を、石膏または素焼型で構成さ
れる吸水性鋳型で形成し、それ以外の部分を、可
溶性模型からなる部分を有する非吸水性鋳型で形
成したものからなり、かつ、前記非吸水性鋳型が
ゴム、合成樹脂または金属からなる部分と、前記
可溶性模型としてポリスチレンまたはワツクスか
らなる部分とで構成されており、該鋳型にセラミ
ツクス含有スラリーを鋳込む工程、前記吸水性鋳
型により前記スラリーを指向性固化させる工程、
前記指向性固化の工程の後、前記可溶性模型を有
機溶剤によつて溶出させる工程、および前記鋳型
により成形された成形体を乾燥・焼成する工程を
順次有すること特徴とするセラミツクス製品の製
造法に関する。
品の形状を空間として有する鋳型を用いたセラミ
ツクス製品の製造法において、前記鋳型が、底面
を含む下部の領域を、石膏または素焼型で構成さ
れる吸水性鋳型で形成し、それ以外の部分を、可
溶性模型からなる部分を有する非吸水性鋳型で形
成したものからなり、かつ、前記非吸水性鋳型が
ゴム、合成樹脂または金属からなる部分と、前記
可溶性模型としてポリスチレンまたはワツクスか
らなる部分とで構成されており、該鋳型にセラミ
ツクス含有スラリーを鋳込む工程、前記吸水性鋳
型により前記スラリーを指向性固化させる工程、
前記指向性固化の工程の後、前記可溶性模型を有
機溶剤によつて溶出させる工程、および前記鋳型
により成形された成形体を乾燥・焼成する工程を
順次有すること特徴とするセラミツクス製品の製
造法に関する。
本発明は、セラミツクス含有スラリーを指向性
固化させることによつて得た固化物は非常に緻密
で且つ密度のバラツキが少なく、このため離型時
に割れることがなく、更に焼結しても変形が少な
く且つ割れが生じにくいという事実の発見に基づ
いている。
固化させることによつて得た固化物は非常に緻密
で且つ密度のバラツキが少なく、このため離型時
に割れることがなく、更に焼結しても変形が少な
く且つ割れが生じにくいという事実の発見に基づ
いている。
本発明は、セラミツク含有スラリーを鋳型内で
固化したのち、可溶性模型を溶出させ、次いで、
成形体を乾燥・焼成して最終的なセラミツクス製
品を作ることを特徴としている。
固化したのち、可溶性模型を溶出させ、次いで、
成形体を乾燥・焼成して最終的なセラミツクス製
品を作ることを特徴としている。
セラミツクス含有スラリーは、セラミツクスを
適当な媒液中に懸濁させることによつて調製され
る。セラミツクスは、周知の材料の任意のものを
使用できる。本発明の方法を適用するうえで好適
なセラミツクスは炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン等である。アルミナ、ジルコニアなども適
用できることは勿論である。
適当な媒液中に懸濁させることによつて調製され
る。セラミツクスは、周知の材料の任意のものを
使用できる。本発明の方法を適用するうえで好適
なセラミツクスは炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン等である。アルミナ、ジルコニアなども適
用できることは勿論である。
セラミツクス含有スラリー中におけるセラミツ
クスの粒子の大きさも任意で良い。
クスの粒子の大きさも任意で良い。
セラミツクスを懸濁させるための媒液はセラミ
ツクスを一様に分散できる性質をそなえたもので
あれば任意のものを使用できる。最も好適な媒液
は水である。セラミツクスを水に懸濁させてスラ
リーとする場合には解膠剤を含有させることが望
ましい。
ツクスを一様に分散できる性質をそなえたもので
あれば任意のものを使用できる。最も好適な媒液
は水である。セラミツクスを水に懸濁させてスラ
リーとする場合には解膠剤を含有させることが望
ましい。
窒化ケイ素、およびサイアロンスラリーの場合
には、解膠剤としては、例えばナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム、メタリン酸ソーダ、クエン酸の
混合物が良い。
には、解膠剤としては、例えばナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム、メタリン酸ソーダ、クエン酸の
混合物が良い。
水の量は20〜40％にするのが望ましい。
吸水性鋳型としては、石膏型、合成樹脂型或は
素焼型などを用いることができ、これらを適宜組
合せて用いることができる。
素焼型などを用いることができ、これらを適宜組
合せて用いることができる。
非吸水性鋳型としては、ゴム型、金型、合成樹
脂型などを用いることができ、これらを適宜組合
せて用いることができる。
脂型などを用いることができ、これらを適宜組合
せて用いることができる。
可溶性模型としては、ポリスチレン、ワツクス
などを用いることができ、有機溶剤で溶解できる
材料であれば使用できる。
などを用いることができ、有機溶剤で溶解できる
材料であれば使用できる。
有機溶剤は、可溶性模型を溶解させ、スラリー
の固化物を溶解されせなければ使用できる。
の固化物を溶解されせなければ使用できる。
本発明の方法を実施するにあたつては、鋳型を
吸水性鋳型と非吸水性鋳型および可溶性模型とに
よつて構成させる。
吸水性鋳型と非吸水性鋳型および可溶性模型とに
よつて構成させる。
実施例 １
円筒状のパイプを製作した実施例について説明
する。
する。
パイプの形状は外径50mmφで内径が40mmφで肉
厚が５mm、長さが50mmである。
厚が５mm、長さが50mmである。
鋳型は次のようにして製作した。底面の部分に
吸水性鋳型である石膏型を用いた。石膏は市販の
焼石膏で石膏100重量部に対し水80重量部の割合
として、水の中に石膏を投入し、撹拌ミキサー
（回転数300rpm）で２分間混練して泥しよう材を
調整した。次に木製の模型内に泥しよう材を流し
込み成形した。石膏が硬化したあと模型を取り外
し、乾燥器で50℃の温度で24時間保持し水分の放
出を行わせた。
吸水性鋳型である石膏型を用いた。石膏は市販の
焼石膏で石膏100重量部に対し水80重量部の割合
として、水の中に石膏を投入し、撹拌ミキサー
（回転数300rpm）で２分間混練して泥しよう材を
調整した。次に木製の模型内に泥しよう材を流し
込み成形した。石膏が硬化したあと模型を取り外
し、乾燥器で50℃の温度で24時間保持し水分の放
出を行わせた。
可溶性模型は内径の部分をポリスチレンの発泡
体により成形した。市販のポリスチレンビーズを
二段発泡成形により製作した。すなわち、原料ビ
ーズを予備発泡として93〜95℃の温水中に２分間
加熱して予備発泡させた。これを水切りを行つた
のち、アルミニウム製の金型の中に軽く充填して
密封した。次いで、金型を95℃の温水中に30分間
保持したのち、冷水で冷却すると所望の発泡体が
得られる。
体により成形した。市販のポリスチレンビーズを
二段発泡成形により製作した。すなわち、原料ビ
ーズを予備発泡として93〜95℃の温水中に２分間
加熱して予備発泡させた。これを水切りを行つた
のち、アルミニウム製の金型の中に軽く充填して
密封した。次いで、金型を95℃の温水中に30分間
保持したのち、冷水で冷却すると所望の発泡体が
得られる。
外径部分の鋳型は半分割したゴム型を採用し
た。石膏型とゴム型および発泡ポリスチレン模型
を組立て一体型とした。
た。石膏型とゴム型および発泡ポリスチレン模型
を組立て一体型とした。
セラミツクス含有スラリーは次のような配合で
調整を行つた。
調整を行つた。
耐火物粒子；サイアロン粉末 100重量部
解膠剤；ナフタレン
スルホン酸ナトリウム
メタリン酸ソーダ
クエン酸
0.10
0.10
0.05
水； 40
上記材料300grをポリエチレン容器にプラスチ
ツクボールとともに入れ回転混合を75時間行つ
た。次にスラリー中の空気を取り除くために減圧
処理を真空度73.5cmHg以上の雰囲気で５分間放
置した。このようにして得たスラリーを前記一体
型の開口部（上面）より流し込み充填した。スラ
リーは石膏型から順次水分が吸収され固化する。
その後、石膏型を取り外し鋳型全体を酢酸メチル
溶液中に浸漬すると発泡ポリスチレン模型は直ち
に溶解を開始して１分間で溶解を終了する。次い
で、溶液から鋳型を取り出し、ゴム型を離型する
とグリーンボデイが得られる。
ツクボールとともに入れ回転混合を75時間行つ
た。次にスラリー中の空気を取り除くために減圧
処理を真空度73.5cmHg以上の雰囲気で５分間放
置した。このようにして得たスラリーを前記一体
型の開口部（上面）より流し込み充填した。スラ
リーは石膏型から順次水分が吸収され固化する。
その後、石膏型を取り外し鋳型全体を酢酸メチル
溶液中に浸漬すると発泡ポリスチレン模型は直ち
に溶解を開始して１分間で溶解を終了する。次い
で、溶液から鋳型を取り出し、ゴム型を離型する
とグリーンボデイが得られる。
次にグリーンボデイの水分を取り除くために次
のような乾燥処理を行つた。60℃±２℃の乾燥器
内で24時間加熱保持し、さらに105℃に昇温させ
て２時間加熱した。次に焼結を行つた。焼結は次
のような処理をした。
のような乾燥処理を行つた。60℃±２℃の乾燥器
内で24時間加熱保持し、さらに105℃に昇温させ
て２時間加熱した。次に焼結を行つた。焼結は次
のような処理をした。
黒鉛製の容器に成形体を入れ、この黒鉛容器を
焼結炉に納め、雰囲気を４×10-4Torrの真空に
したあと窒素ガスを導入して１Kg／cm2の圧力に保
ち加熱を行つた。昇温は500℃まで５℃／min、
500℃〜1600℃まで10℃／minで1600℃で２時間
加熱保持し、次に昇温速度10℃／minで1750℃ま
で昇温させ、その温度で５時間加熱保持した後、
炉冷した。その結果、焼結体は変形もなく、表面
および寸法精度の高いパイプが得られた。相対速
度は99.5％であつた。
焼結炉に納め、雰囲気を４×10-4Torrの真空に
したあと窒素ガスを導入して１Kg／cm2の圧力に保
ち加熱を行つた。昇温は500℃まで５℃／min、
500℃〜1600℃まで10℃／minで1600℃で２時間
加熱保持し、次に昇温速度10℃／minで1750℃ま
で昇温させ、その温度で５時間加熱保持した後、
炉冷した。その結果、焼結体は変形もなく、表面
および寸法精度の高いパイプが得られた。相対速
度は99.5％であつた。
実施例 ２
自動車用ターボチヤージヤ用ケーシングを製作
した実施例について説明する。
した実施例について説明する。
第１図は鋳型の構成を示す断面図である。
第１図において、符号１は湯口部、２は非吸水
性鋳型、３は可溶性模型、４は吸水性鋳型、５は
溶剤注入口を意味する。
性鋳型、３は可溶性模型、４は吸水性鋳型、５は
溶剤注入口を意味する。
セラミツクス含有スラリーは次のような配合で調
整を行つた。
整を行つた。
耐火物粒子：窒化ケイ素 100重量部
：Al2O3
Y2O3 10重量部
10重量部
解膠材：ナフタレン
スルホン酸ナトリウム
メタリン酸ソーダ
クエン酸
0.10重量部
0.10重量部
0.05重量部
水： 40
上記材料300ｇｒをポリエチレン容器にプラス
チツクボールとともに入れ回転混練を75時間行つ
て所望のスラリーを得た。次にスラリー中の空気
を取り除くために減圧処理を真空度73.5cmHgの
雰囲気で５分間放置することによつて行つた。
チツクボールとともに入れ回転混練を75時間行つ
て所望のスラリーを得た。次にスラリー中の空気
を取り除くために減圧処理を真空度73.5cmHgの
雰囲気で５分間放置することによつて行つた。
このようにして得たスラリーを湯口部１より流
し込み充填する。石膏製吸水性鋳型４からスラリ
ー中の水分が取り除かれ指向性固化する。湯口部
分が固化したときに、鋳型全体を反転し、石膏製
吸水性鋳型を取り除き、発泡ポリスチレン模型３
に５の部分より酢酸メチル溶液を注入すると模型
は直ちに溶解を開始して、ついには溶解して液体
状になる。この時にさらに鋳型を傾むけて液体を
排出すると所望の空胴が得られる。
し込み充填する。石膏製吸水性鋳型４からスラリ
ー中の水分が取り除かれ指向性固化する。湯口部
分が固化したときに、鋳型全体を反転し、石膏製
吸水性鋳型を取り除き、発泡ポリスチレン模型３
に５の部分より酢酸メチル溶液を注入すると模型
は直ちに溶解を開始して、ついには溶解して液体
状になる。この時にさらに鋳型を傾むけて液体を
排出すると所望の空胴が得られる。
次に非吸水性模型を取り外すと成形体が得られ
る。湯口部分を切り取ると所望のケーシングの成
形体（グリーンボデイ）が得られる。
る。湯口部分を切り取ると所望のケーシングの成
形体（グリーンボデイ）が得られる。
次にグリーンボデイの水分を取り除くために、
50℃で24時間、110℃で５時間の加熱乾燥を行つ
た。
50℃で24時間、110℃で５時間の加熱乾燥を行つ
た。
次に焼結を行つた。焼結は次のような処理をし
た。
た。
黒鉛製の容器に成形体を入れ、さらにその周囲
に窒化ケイ素の粉末を充填した。この黒鉛容器を
焼結炉に納め、雰囲気を８×10-4Torrの真空に
したあと窒素ガスを導入して0.2Kg／cm2の圧力に
保ち加熱を行つた。昇温速度10℃／minで最高温
度1750℃で1.5時間保持した後、炉冷した。その
結果、焼結体は変形もなく、表面および寸法精度
の高いケーシングが得られた。相対密度は90％で
あつた。
に窒化ケイ素の粉末を充填した。この黒鉛容器を
焼結炉に納め、雰囲気を８×10-4Torrの真空に
したあと窒素ガスを導入して0.2Kg／cm2の圧力に
保ち加熱を行つた。昇温速度10℃／minで最高温
度1750℃で1.5時間保持した後、炉冷した。その
結果、焼結体は変形もなく、表面および寸法精度
の高いケーシングが得られた。相対密度は90％で
あつた。
以上のように本発明によればグリーンボデイの
密度を高くでき、鋳型から離型も容易で表面の滑
らかな製品が得られる。特に複雑な中空部分を有
する成形体を製作する場合に効果を発揮する。
密度を高くでき、鋳型から離型も容易で表面の滑
らかな製品が得られる。特に複雑な中空部分を有
する成形体を製作する場合に効果を発揮する。
しかも、乾燥、焼結時の変形が小さく寸法の安
定した製品を得ることができる。
定した製品を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例における鋳型の構成
を示す断面図である。 ２……非吸水性鋳型、３……可溶性模型、４…
…吸水性鋳型。
を示す断面図である。 ２……非吸水性鋳型、３……可溶性模型、４…
…吸水性鋳型。
Claims (1)
- １ セラミツクス製品の形状を空間として有する
鋳型を用いたセラミツクス製品の製造法におい
て、前記鋳型が、底面を含む下部の領域を、石膏
または素焼型で構成される吸水性鋳型で形成し、
それ以外の部分を、可溶性模型からなる部分を有
する非吸水性鋳型で形成したものからなり、か
つ、前記非吸水性鋳型がゴム、合成樹脂または金
属からなる部分と、前記可溶性模型としてポリス
チレンまたはワツクスからなる部分とで構成され
ており、該鋳型にセラミツクス含有スラリーを鋳
込む工程、前記吸水性鋳型により前記スラリーを
指向性固化させる工程、前記指向性固化の工程の
後、前記可溶性模型を有機溶剤によつて溶出させ
る工程、および前記鋳型により成形された成形体
を乾燥・焼成する工程を順次有することを特徴と
するセラミツクス製品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10841384A JPS60253505A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツクス製品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10841384A JPS60253505A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツクス製品の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253505A JPS60253505A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH0533123B2 true JPH0533123B2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=14484124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10841384A Granted JPS60253505A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツクス製品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253505A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62152804A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | 泥漿鋳込み成形型の製造方法 |
| JPS63120603A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | スリツプキヤステイング成形法 |
| JPS63237903A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | スリツプキヤステイング成形法 |
| JPH0813446B2 (ja) * | 1990-05-30 | 1996-02-14 | 株式会社日立製作所 | スリツプキヤステイング法 |
| JPH04179501A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 粉末射出成形方法における置き中子の除去方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58200879A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-22 | 工業技術院長 | 水中パイプライン引込み接続方法 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP10841384A patent/JPS60253505A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58200879A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-22 | 工業技術院長 | 水中パイプライン引込み接続方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253505A (ja) | 1985-12-14 |
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