JPH0793134B2 - 乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチ - Google Patents
乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチInfo
- Publication number
- JPH0793134B2 JPH0793134B2 JP62026055A JP2605587A JPH0793134B2 JP H0793134 B2 JPH0793134 B2 JP H0793134B2 JP 62026055 A JP62026055 A JP 62026055A JP 2605587 A JP2605587 A JP 2605587A JP H0793134 B2 JPH0793134 B2 JP H0793134B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding
- punches
- phase forming
- metals
- molding surface
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マンガン乾電池やアルカリ乾電池、さらに
水銀電池などの各種の乾電池の製造に際して、燃料のペ
レツト成形工程や、これらの亜鉛筒への封入成形工程な
どに用いられる金型およびパンチにかかり、特に燃料に
対してすぐれた耐食性と耐摩耗性を示すセラミツクス製
金型およびパンチに関するものである。
水銀電池などの各種の乾電池の製造に際して、燃料のペ
レツト成形工程や、これらの亜鉛筒への封入成形工程な
どに用いられる金型およびパンチにかかり、特に燃料に
対してすぐれた耐食性と耐摩耗性を示すセラミツクス製
金型およびパンチに関するものである。
従来、例えば燃料のペレツト成形には、ステライトやス
テンレス鋼製の金型およびパンチが使用され、また燃料
の亜鉛筒への封入成形には、WC基超硬合金や高速度鋼、
さらにステンレス鋼製の金型およびパンチが主に使用さ
れ、かつその材料も使用目的に応じて選定しているのが
現状である。
テンレス鋼製の金型およびパンチが使用され、また燃料
の亜鉛筒への封入成形には、WC基超硬合金や高速度鋼、
さらにステンレス鋼製の金型およびパンチが主に使用さ
れ、かつその材料も使用目的に応じて選定しているのが
現状である。
このように金型およびパンチを構成する材料が一定しな
いばかりでなく、これらの金型およびパンチは、燃料が
二酸化マンガンや電解液などの腐食性の強い成分を含有
するため、この燃料によつて腐食され易く、したがつて
摩耗も著しく、比較的短時間で使用寿命に至るなどの問
題点をもつものである。
いばかりでなく、これらの金型およびパンチは、燃料が
二酸化マンガンや電解液などの腐食性の強い成分を含有
するため、この燃料によつて腐食され易く、したがつて
摩耗も著しく、比較的短時間で使用寿命に至るなどの問
題点をもつものである。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、燃料の
ペレツト成形および亜鉛筒への封入成形などのすべての
燃料成形に用いることができ、しかもすぐれた耐食性と
耐摩耗性を示す金型およびパンチを開発すべく研究を行
なつた結果、 結合相形成成分として、Mg、Ｙ、および希土類元素のう
ちの１種以上と、SiおよびAlのうちの１種以上との複合
金属酸窒化物:2〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 周期律表の4a、5a、および6a族金属の炭化物および酸化
物、同4aおよび5a族金属の窒化物、並びにこれらの２種
以上の固溶体（以下、これらを総称して金属の炭・窒・
酸化物という）のうちの１種以上:0.5〜40％、 を含有し、残りが硬質相形成成分としての窒化けい素
（以下Si3N4で示す）およびサイアロン（一般にSiとAl
の酸窒化物をいう）のうちの１種以上と不可避不純物か
らなる組成（以上容量％、以下％はすべて容量％を意味
する）、並びに98％以上の理論密度比を有するセラミツ
クスで構成され、かつ成形表面に２μｍ以上の空孔が存
在せず、さらに成形表面の表面粗さが1.3S以上の金型お
よびパンチにおいては、これをいずれの燃料成形に用い
ても、上記セラミツクスによつてすぐれた耐食性と耐摩
耗性が確保され、また上記成形表面性状によつてすぐれ
た成形性が確保されるようになり、この結果著しく長期
に亘つてすぐれた成形性能を発揮するようになるという
知見を得たのである。
ペレツト成形および亜鉛筒への封入成形などのすべての
燃料成形に用いることができ、しかもすぐれた耐食性と
耐摩耗性を示す金型およびパンチを開発すべく研究を行
なつた結果、 結合相形成成分として、Mg、Ｙ、および希土類元素のう
ちの１種以上と、SiおよびAlのうちの１種以上との複合
金属酸窒化物:2〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 周期律表の4a、5a、および6a族金属の炭化物および酸化
物、同4aおよび5a族金属の窒化物、並びにこれらの２種
以上の固溶体（以下、これらを総称して金属の炭・窒・
酸化物という）のうちの１種以上:0.5〜40％、 を含有し、残りが硬質相形成成分としての窒化けい素
（以下Si3N4で示す）およびサイアロン（一般にSiとAl
の酸窒化物をいう）のうちの１種以上と不可避不純物か
らなる組成（以上容量％、以下％はすべて容量％を意味
する）、並びに98％以上の理論密度比を有するセラミツ
クスで構成され、かつ成形表面に２μｍ以上の空孔が存
在せず、さらに成形表面の表面粗さが1.3S以上の金型お
よびパンチにおいては、これをいずれの燃料成形に用い
ても、上記セラミツクスによつてすぐれた耐食性と耐摩
耗性が確保され、また上記成形表面性状によつてすぐれ
た成形性が確保されるようになり、この結果著しく長期
に亘つてすぐれた成形性能を発揮するようになるという
知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、以下に、成分組成および成形表面性状を上記の通り
に限定した理由を説明する。
て、以下に、成分組成および成形表面性状を上記の通り
に限定した理由を説明する。
A. 成分組成 （ａ） 複合金属酸窒化物 本願発明のセラミツクスは、基本的には硬質相形成成分
としてのSi3N4およびサイアロンによつてすぐれた耐食
性と耐摩耗性を確保し、一方結合相形成成分としての複
合金属酸窒化物によつて高密度と高強度を確保するもの
である。したがつて複合金属酸窒化物の含有量が２％未
満では、所望の高強度および理論密度比:98％以上の高
密度を確保することができず、一方その含有量が20％を
越えると、耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の含有量を２〜20％と定めた。
としてのSi3N4およびサイアロンによつてすぐれた耐食
性と耐摩耗性を確保し、一方結合相形成成分としての複
合金属酸窒化物によつて高密度と高強度を確保するもの
である。したがつて複合金属酸窒化物の含有量が２％未
満では、所望の高強度および理論密度比:98％以上の高
密度を確保することができず、一方その含有量が20％を
越えると、耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の含有量を２〜20％と定めた。
（ｂ） 金属の炭・窒・酸化物 これらの成分には、セラミツクの強度を一層向上させる
作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有
量が0.5％未満では所望の強度向上効果が得られず、一
方その含有量が40％を越えると、かえつて強度の低下が
著しくなることから、その含有量を0.5〜40％と定め
た。
作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有
量が0.5％未満では所望の強度向上効果が得られず、一
方その含有量が40％を越えると、かえつて強度の低下が
著しくなることから、その含有量を0.5〜40％と定め
た。
B. 理論密度比 所望のすぐれた耐摩耗性を確保すると共に、成形表面に
２μｍ以上の空孔が存在しないようにするには、理論密
度比で98％以上とする必要があるのであつて、98％未満
の理論密度比では、セラミツクスの硬さがビツカース硬
さで1600以下に低下し、かつ0.2μｍ以上の空孔が成形
表面に存在するようになるのである。
２μｍ以上の空孔が存在しないようにするには、理論密
度比で98％以上とする必要があるのであつて、98％未満
の理論密度比では、セラミツクスの硬さがビツカース硬
さで1600以下に低下し、かつ0.2μｍ以上の空孔が成形
表面に存在するようになるのである。
また、より高密度のセラミツクスを製造しようとする場
合には、HIP（熱間静水圧プレス）やホツトプレスの適
用が効果的である。
合には、HIP（熱間静水圧プレス）やホツトプレスの適
用が効果的である。
C. 成形表面の空孔 成形表面に0.2μｍ以上の大きな空孔が存在すると、例
えばペレツト成形に際して、ペレツトに傷がつくように
なるほか、この傷が原因で、ペレツトのプレス時に割れ
が発生するようになるなど、成形性が損なわれるように
なることから、成形表面には0.2μｍ以上の空孔が存在
しないようにした。
えばペレツト成形に際して、ペレツトに傷がつくように
なるほか、この傷が原因で、ペレツトのプレス時に割れ
が発生するようになるなど、成形性が損なわれるように
なることから、成形表面には0.2μｍ以上の空孔が存在
しないようにした。
D. 成形表面の表面粗さ 成形表面が1.3S未満の粗面となると、プレス成形時にお
ける燃料との摩擦が大きくなるほか、亜鉛筒への燃料の
封入成形に際しては、スムースな装着が困難になるな
ど、成形性が低下するようになることから、その表面粗
さを1.3S以上の平滑面とした。
ける燃料との摩擦が大きくなるほか、亜鉛筒への燃料の
封入成形に際しては、スムースな装着が困難になるな
ど、成形性が低下するようになることから、その表面粗
さを1.3S以上の平滑面とした。
つぎに、この発明を実施例により具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも0.5〜３μｍの範囲内の平均
粒径を有するSi3N4粉末、SiO2粉末、AlN粉末、Al2O3粉
末、MgO粉末、Y2O3粉末、La2O3粉末、Ce2O3粉末、さら
に各種の周期律表の4a、5a、および6a族金属の炭化物粉
末および酸化物粉末、同4aおよび5a族金属の窒化物粉
末、さらにこれらの２種以上の固溶体である金属の炭窒
化物粉末、金属の炭酸化物粉末、金属の酸窒化物粉末、
並びに金属の炭窒酸化物粉末を用意し、これら原料粉末
をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、通常の
条件にしたがい、ボールミルにて72時間湿式混合し、乾
燥した後、1ton/cm2の圧力にて圧粉体にプレス成形し、
ついでこの圧粉体を、１気圧の窒素雰囲気中、温度:175
0℃に２時間保持の条件で普通焼結するか、あるいは窒
素雰囲気中、1650℃の温度でホツトプレスすることによ
つて、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた本発
明金型およびパンチ１〜16を製造（本発明金型・パンチ
７〜９をホツトプレ スにより製造し、それ以外のものは普通焼結により製
造）した。また比較の目的で同じく第１表に示される成
分組成をもつた従来金型およびパンチ1.〜３を用意し
た。なお、前記金型は、外径:37mm×内径:12.3mm×高
さ:45mmの寸法をもつたリング状のものであり、かつ前
記パンチは外径:23.3mmの寸法をもつものであつた。
粒径を有するSi3N4粉末、SiO2粉末、AlN粉末、Al2O3粉
末、MgO粉末、Y2O3粉末、La2O3粉末、Ce2O3粉末、さら
に各種の周期律表の4a、5a、および6a族金属の炭化物粉
末および酸化物粉末、同4aおよび5a族金属の窒化物粉
末、さらにこれらの２種以上の固溶体である金属の炭窒
化物粉末、金属の炭酸化物粉末、金属の酸窒化物粉末、
並びに金属の炭窒酸化物粉末を用意し、これら原料粉末
をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、通常の
条件にしたがい、ボールミルにて72時間湿式混合し、乾
燥した後、1ton/cm2の圧力にて圧粉体にプレス成形し、
ついでこの圧粉体を、１気圧の窒素雰囲気中、温度:175
0℃に２時間保持の条件で普通焼結するか、あるいは窒
素雰囲気中、1650℃の温度でホツトプレスすることによ
つて、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた本発
明金型およびパンチ１〜16を製造（本発明金型・パンチ
７〜９をホツトプレ スにより製造し、それ以外のものは普通焼結により製
造）した。また比較の目的で同じく第１表に示される成
分組成をもつた従来金型およびパンチ1.〜３を用意し
た。なお、前記金型は、外径:37mm×内径:12.3mm×高
さ:45mmの寸法をもつたリング状のものであり、かつ前
記パンチは外径:23.3mmの寸法をもつものであつた。
ついで、この結果得られた各種の金型およびパンチにつ
いて、理論密度比を測定すると共に、成形表面における
0.1μｍ以上の空孔の有無、並びに成形表面の表面粗さ
を測定し、さらにこれを単３乾電池用の外径:12.3mm×
高さ:19mmの寸法をもつた燃料ペレツトの成形に用い、
この種の金型およびパンチの使用寿命の目安とされる摩
耗量が50μｍに至るまでのシヨツト数を測定した。これ
らの結果を第２表に示した。
いて、理論密度比を測定すると共に、成形表面における
0.1μｍ以上の空孔の有無、並びに成形表面の表面粗さ
を測定し、さらにこれを単３乾電池用の外径:12.3mm×
高さ:19mmの寸法をもつた燃料ペレツトの成形に用い、
この種の金型およびパンチの使用寿命の目安とされる摩
耗量が50μｍに至るまでのシヨツト数を測定した。これ
らの結果を第２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明金型およびパンチ１
〜16は、いずれも従来金型およびパンチ１〜３に比し
て、一段とすぐれた使用寿命を示すことが明らかであ
る。
〜16は、いずれも従来金型およびパンチ１〜３に比し
て、一段とすぐれた使用寿命を示すことが明らかであ
る。
上述のように、この発明のセラミツクス製金型およびパ
ンチは、すぐれた耐食性と耐摩耗性を具備しているの
で、これを乾電池の燃料成形用に用いた場合に、すぐれ
た性能を発揮し、長期に亘る使用を可能とするものであ
る。
ンチは、すぐれた耐食性と耐摩耗性を具備しているの
で、これを乾電池の燃料成形用に用いた場合に、すぐれ
た性能を発揮し、長期に亘る使用を可能とするものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/58 ３０２ Ｙ ３０２ Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】結合相形成成分として、Mg、Ｙ、および希
土類元素のうちの１種以上と、SiおよびAlのうちの１種
以上との複合金属酸窒化物:2〜20％、を含有し、残りが
硬質相形成成分としての窒化けい素およびサイアロンの
うちの１種以上と不可避不純物からなる組成（以上容量
％）、並びに98％以上の理論密度比を有するセラミツク
スで構成され、かつ成形表面に２μｍ以上の空孔が存在
せず、さらに成形表面の表面粗さが1.3S以上であること
を特徴とする乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型お
よびパンチ。 - 【請求項２】結合相形成成分として、Mg、Ｙ、および希
土類元素のうちの１種以上と、SiおよびAlのうちの１種
以上との複合金属酸窒化物:2〜20％、を含有し、さら
に、 周期律表の4a、5a、および6a族金属の炭化物および酸化
物、同4aおよび5a族金属の窒化物、並びにこれらの２種
以上の固溶体のうちの１種以上:0.5〜40％、 を含有し、残りが硬質相形成成分としての窒化けい素お
よびサイアロンのうちの１種以上と不可避不純物からな
る組成（以上容量％）、並びに98％以上の理論密度比を
有するセラミツクスで構成され、かつ成形表面に２μｍ
以上の空孔が存在せず、さらに成形表面の表面粗さが1.
3S以上であることを特徴とする乾電池の燃料成形用セラ
ミツクス製金型およびパンチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026055A JPH0793134B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026055A JPH0793134B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195172A JPS63195172A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0793134B2 true JPH0793134B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12182999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62026055A Expired - Lifetime JPH0793134B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793134B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5286768A (en) * | 1992-03-18 | 1994-02-15 | Eastman Kodak Company | Aqueous coatings composition contianing cellulose mixed ester and amine neutralized acrylic resin and the process for the preparation thereof |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP62026055A patent/JPH0793134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195172A (ja) | 1988-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0925166A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 | |
| JPH0717454B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 | |
| JP2764589B2 (ja) | ベアリング用窒化珪素基焼結体 | |
| JPS62153169A (ja) | 窒化ケイ素セラミツクス焼結体 | |
| JP2829229B2 (ja) | 窒化ケイ素系セラミックス焼結体 | |
| JPS60246268A (ja) | サイアロン基セラミツクス | |
| JPH0777986B2 (ja) | 炭化珪素質焼結体の製法 | |
| JPH0712981B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JPH0793134B2 (ja) | 乾電池の燃料成形用セラミツクス製金型およびパンチ | |
| JPS6077174A (ja) | 窒化けい素焼結体の製造法 | |
| JP2539018B2 (ja) | Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス | |
| JP3091085B2 (ja) | 希土類珪酸化物系焼結体及びその製造方法 | |
| JPH05279121A (ja) | 炭化タングステン−アルミナ質焼結体およびその製法 | |
| JP3995284B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JPH07165472A (ja) | 放熱基板 | |
| JPH0761903B2 (ja) | 高温高強度窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP4222223B2 (ja) | 光学ガラスレンズの熱間プレス成形金型として用いるのに適した細粒組織を有する高硬度タングステン系焼結材料 | |
| JPH0788256B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JPS59146980A (ja) | 窒化けい素焼結体の製造法 | |
| JPS6054979A (ja) | 窒化けい素焼結体の製造法 | |
| JP2000128647A (ja) | 六方晶窒化ほう素焼結体の製造方法 | |
| JPH0660059B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 | |
| JP2004083968A (ja) | 高精度光学ガラスレンズの熱間プレス成形に用いるのに適したタングステン基焼結合金金型 | |
| EP0661245A2 (en) | Silicon nitride ceramic material | |
| JP2742607B2 (ja) | 装飾用硬質銀色セラミックス |