JPH06305811A - 二ホウ化チタン系セラミックスの鋳込成形方法 - Google Patents

二ホウ化チタン系セラミックスの鋳込成形方法

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JPH06305811A
JPH06305811A JP5099302A JP9930293A JPH06305811A JP H06305811 A JPH06305811 A JP H06305811A JP 5099302 A JP5099302 A JP 5099302A JP 9930293 A JP9930293 A JP 9930293A JP H06305811 A JPH06305811 A JP H06305811A
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JP
Japan
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water
titanium diboride
solvent
powder
polymer
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Pending
Application number
JP5099302A
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English (en)
Inventor
Osamu Miura
修 三浦
Kyoji Tanaka
享次 田中
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.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】二ホウ化チタン系セラミックスの大型品や複雑
形状品の製造に対応可能な鋳込成形方法を提供する。 【構成】樹脂系ポリカルボン酸型界面活性剤をアルコー
ルに溶解した溶液中で二ホウ化チタン系複合粉末を分
散、乾燥することでポリマーにより表面がコートされた
疎水性粉末とした後、溶媒に水を用い、水溶性解膠剤お
よび水溶性バインダーを添加混合して得られる泥漿を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二ホウ化チタン系セラ
ミックスの鋳込成形方法に係り、より詳しく述べると水
を泥漿用溶媒として用い、疎水処理した二ホウ化チタン
系焼結用粉末の泥漿を鋳込成形し、焼成する高密度、高
強度性を有しかつ複雑形状品および大型形状品へ対応可
能な二ホウ化チタン系セラミックスの鋳込成形方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】鋳込成形法は、粉体を溶媒中に分散させ
て泥漿を作り、吸水性のある石膏等の鋳込型に流し込
み、着肉させて成形体を作る方法であるが、近時のファ
インセラミックスにおいても、大型形状品或は複雑形状
品を作る場合に利用されるようになった。
【0003】最近、溶融金属用部品、金型部品等の構造
用セラミックスとして開発が進められている二ホウ化チ
タン系セラミックスを鋳込成形法で成形する場合、その
酸化し易い性質を考慮して泥漿用溶媒として有機溶剤が
用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】二ホウ化チタン系セラ
ミックスの鋳込成形において水に替わる泥漿用溶媒とし
て有機溶剤を用いた場合、水に比べて表面張力および粘
度が小さいため鋳込型の毛管における移動速度が速すぎ
適度な着肉速度が得られない。あるいは表面張力に起因
するものとして着肉時の泥漿中の粒子間の結合力が小さ
く緻密な成形体が得られ難いことが原因となり、成形体
のクラックの発生および焼結体の機械的物性の低下を招
き易いなどの問題点がある。また、有機溶剤泥漿を用い
鋳込成形法による大量生産をする場合、成形工程時の作
業環境も問題となる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
現状に鑑み、二ホウ化チタン系セラミックスの鋳込成形
法において、鋳込成形用泥漿の溶媒として水を用いるこ
とについて鋭意研究を重ねた結果、樹脂系のポリマーに
より粉末をコートすることにより、耐水性が付与される
ことを見いだし本発明に到達したものである。
【0006】すなわち本発明は、樹脂系ポリカルボン酸
型界面活性剤をアルコールに溶解した溶液中で二ホウ化
チタン系複合粉末を分散、乾燥することでポリマーによ
り表面がコートされた疎水性粉末とした後、溶媒に水を
用い、水溶性解膠剤および水溶性バインダーを添加混合
して得られる泥漿を用いることを特徴とする二ホウ化チ
タン系セラミックスの鋳込成形方法を提供するものであ
る。
【0007】本発明における樹脂系ポリカルボン酸型界
面活性剤とは、高級脂肪酸即ちポリカルボン酸および樹
脂となるポリマーが重合反応により共重合体を形成した
ものである。より詳しく述べると、高級脂肪酸は、アル
コールに可溶で、かつ水に不溶であり、更にカルボキシ
ル基を持つために界面活性剤としての性質を有し、本発
明におけるコート剤としての条件を満たしている。また
アルコール中での解膠性をより良好なものにするために
は、樹脂と高級脂肪酸からなる共重合体が好ましく、そ
のような共重合体を形成する樹脂としては、環状ビニル
化合物、酢酸ビニルおよび酢酸ビニルの関連化合物等が
挙げられる。それらの組み合せの中で、環状ビニル化合
物の一つであるスチレンと高級脂肪酸の一つであるマレ
イン酸の組み合せにおいて良好な共重合体を生成する。
樹脂系ポリカルボン酸型界面活性剤の添加量は特に限定
されないので、後にポリマーコート粉末より調整する水
溶媒での泥漿の安定性の態様に応じて選択すればよい。
しかし、一般的には有効成分を基準に、二ホウ化チタン
系複合粉末100重量部に対して0.1〜5.0重量部
の添加が好適である。この範囲内での添加量により安定
性の良い泥漿が得られるからである。
【0008】本発明に用いる二ホウ化チタンおよび添加
複合粉末はいずれのものでもよいが、焼結性を高めるた
めに高純度でかつ微粉末であることが好ましい。具体的
には、純度98%以上、平均粒径5μm以下、より好ま
しくは2μm以下である。ポリマーコートを施す際のア
ルコール溶媒としてはエタノール、メタノールおよびイ
ソプロパノールが好ましい。粉末とアルコールの割合は
特に限定されないが、粉体とアルコールの重量比が7
0:30を越えるとチクソトロピー現象が生じるため、
これ以下の範囲が好ましい。
【0009】また上記アルコール泥漿の混合については
一般的に行われているボールミル混合により行うことが
できる。混合時間は特に限定されないが、通常5時間以
上行うことにより凝集、凝結している各粉末が解砕混合
され、また粉末に対して界面活性剤が均一に吸着する。
その後溶媒を取り除いてポリマーコート粉体が得られる
が、乾燥方法としてはエバポレーターあるいはスプレー
ドライヤー等が使用される。
【0010】次に、ポリマーコート粉末と水溶媒を用い
て泥漿を調整する際の粉末と水の重量比は50〜82:
50〜18の範囲内、好ましくは60〜80:40〜2
0の範囲内である。水系泥漿に用いられる水溶性解膠剤
はコート用ポリマーとの相性を考慮し、ポリカルボン酸
アンモニウム塩が好適である。添加量は解膠状態により
選択すればよく、一般的には有効成分を基準に0.5〜
2.0重量部が好適である。
【0011】水溶性バインダーは鋳込成形における着肉
時の成形体内への残留性を考慮し、エマルションタイプ
のアクリル系樹脂が好適である。添加量はこの場合も特
に限定されず、成形後の保形強度の程度により選択すれ
ばよいが、一般的には有効成分を基準に0.2〜3.0
重量部が好適である。混合は、ボールミル混合等一般的
に行われている方法により行うことができ、これにより
分散性のよい均一な泥漿が得られる。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は係る実施例に限定されるものではない。 実施例1〜5 二ホウ化チタン系複合粉末としては、(特開平2-239156
号)「二ホウ化金属系焼結体およびその製造方法」をも
とにTiB2 粉末100重量部に対し、VC粉末10重
量部、TiN粉末20重量部およびカーボンブラック2
重量部の配合組成のものを用いた。
【0013】ポリマーコート用溶媒としてはエタノール
を用い樹脂系ポリカルボン酸型界面活性剤(中京油脂
製、E-503 、有効成分10%)を有効成分を基準に表1
に示す割合で添加した溶媒で粉末を混合した。混合は、
ナイロンポットおよびジルコニアボールを用い、24時
間行った。混合後、ロータリーエバポレーターを用いア
ルコールを除去し、得られたポリマーコート粉末および
水より泥漿を調整した。解膠剤およびバインダーはポリ
カルボン酸アンモニウム塩(中京油脂製、D-735 、有効
成分20%)、エマルションタイプのアクリル系樹脂
(中京油脂製、WE-518、有効成分50%)を各々有効成
分を基準にポリマーコート粉末に対し0.6重量部、
1.0重量部添加した。泥漿中の粉末と水溶媒の割合
は、80:20重量比である。ナイロンポットおよびジ
ルコニアボールを用い6時間混合を行い、鋳込用の泥漿
を得た。
【0014】次に、この泥漿を石膏型(鋳込容積幅60
mm×長さ80mm×厚さ8mm)に鋳込んだ。着肉後
脱型し、乾燥させてから、アルゴンガス雰囲気中200
0℃の温度で2時間常圧焼結を行った。得られた焼結体
の諸物性を表1に示す。なお、焼結体は均一に収縮し、
変形は認められず組織は走査型電子顕微鏡(SEM)に
よる観察の結果、平均粒径5μm以下の粒子か均一に分
散した極めて緻密な結晶構造を有していた。
【0015】
【表1】
【0016】比較例1 アルコールに可溶でかつ水に不溶であるものとしてポリ
ビニールブチラール(PVB)樹脂を用い、実施例と同
一の配合組成の二ホウ化チタン系複合粉末をコート処理
した後、水溶媒、解膠剤およびバインダーを用い泥漿を
調整した。なお、コート処理の際の混合、乾燥および水
泥漿における混合は、実施例と同様の方法で行い、さら
に成形、焼結も同様に行った。諸物性を表2に示す。そ
れによると、成形時にクラックを生じ易く、また諸物性
はポリマーコート品を下回るものであった。
【0017】
【表2】
【0018】比較例2 実施例と同一の配合組成の二ホウ化チタン系複合粉末を
ポリマーコートを施さずに、水溶媒、解膠剤およびバイ
ンダーを用い泥漿を調整した。混合はナイロンポットお
よびジルコニアボールにより24時間行った。さらに実
施例と同様の成形、焼結を行った。諸物性を表2に示
す。それによると、内部組織は気孔が多く、諸物性もポ
リマーコート品に比べ大きく劣るものであった。
【0019】比較例3 実施例と同一の配合組成の二ホウ化チタン系複合粉末を
ベンゼンを溶媒として用い、泥漿を調整した。混合はナ
イロンポットおよびジルコニアボールにより24時間行
った。さらに実施例と同様の成形、焼結を行った。諸物
性を表2に示す。それによると、SEM観察による内部
組織は緻密化しているように見えるが、諸物性において
ポリマーコート品を下回るものであった。
【0020】
【発明の効果】本発明による成形法を用いれば、二ホウ
化チタン系複合焼結体において高密度、高強度であり、
かつ複雑形状、大型製品および中空体等が可能となる。
したがって、溶融金属用部品、金型部品等あるいは二ホ
ウ化チタン系焼結体の特質を発揮したその他の種々の用
途にも使用でき、実用的価値が大である。また、泥漿用
溶媒に水を使用するため成形工程での作業環境の安全面
での効果も大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/58 K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂系ポリカルボン酸型界面活性剤をア
    ルコールに溶解した溶液中で二ホウ化チタン系複合粉末
    を分散、乾燥することでポリマーにより表面がコートさ
    れた疎水性粉末とした後、溶媒に水を用い、水溶性解膠
    剤および水溶性バインダーを添加混合して得られる泥漿
    を用いることを特徴とする二ホウ化チタン系セラミック
    スの鋳込成形方法。
JP5099302A 1993-04-26 1993-04-26 二ホウ化チタン系セラミックスの鋳込成形方法 Pending JPH06305811A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0725047A1 (de) * 1995-01-31 1996-08-07 Robert Bosch Gmbh Schlickerzusammensetzung, insbesondere zum Foliengiessen
WO2014204883A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-24 Alcoa Inc. Setter plate for sintering

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0725047A1 (de) * 1995-01-31 1996-08-07 Robert Bosch Gmbh Schlickerzusammensetzung, insbesondere zum Foliengiessen
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