JPH0796512A - 粉末成形体のバリ除去方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バリの除去を容易になし得、製品強度を確保で
きる粉末成形体１のバリ除去方法を提供する。 【構成】原料粉末、助剤、バインダ、分散剤、溶媒等を
混合したスラリ−を成形型内に注入し固化させ、粉末成
形体１を形成する。次に粉末成形体１の軸部１０を保持
孔２２０に嵌合し弾性リング部２２２の弾性を利用して
軸部１０を保持する。次にシリンダ３８を駆動させて容
器３を矢印Ｙ１方向に上昇させ、容器３の溶媒３ｋ内に
粉末成形体１を浸漬させる。駆動軸２０を低速で回転さ
せ、容器３内の溶媒３ｋはゆっくりと攪拌する。バリに
含まれているバインダは容器３の溶媒３ｋに次第に溶け
出し、バリの崩壊性が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原料粉末をバインダで
結合したセラミックス成形体等の粉末成形体のバリを除
去する方法、及び、この方法の実施に使用できるバリ除
去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末成形体を成形する際にバリが生じる
ことがある。このバリは製品強度の確保上好ましくな
い。従って粉末成形体の状態で、あるいは、粉末成形体
を焼成した焼成体の状態で、バリを除去することにして
いる。粉末成形体例えばセラミックスの粉末成形体のバ
リを除去する方法として、焼成する前の粉末成形体のま
まの状態で回転ブラシにより粉末成形体のバリを取る方
法が知られている（特開平３−２３４６０３号公報）。
しかし焼成前のため粉末成形体の強度が充分ではないた
め、バリを除去する際に、粉末成形体に疵が形成された
り、粉末成形体の一部が破損することが往々にしてあ
る。破損を防止すべく回転ブラシの材質を軟らかくする
と、バリの除去が不充分となる。

【０００３】また回転ブラシに代えて、手作業によりハ
ケや綿棒等を利用してバリを除去することも行われてい
るが、手作業のためコスト高となる。更にハンドリング
ミスにより粉末成形体の一部が破損したりすることもあ
る。また、粉末成形体を焼成した焼成体の状態でバリを
取る方法としては、研磨材を利用してバレル研磨するこ
とが行われている。このものでは、焼成後のため強度が
高く破損の問題は回避できるものの、バリも硬く、従っ
てバリの除去に長時間要する問題がある。また研摩材と
の相対運動の少ない箇所、例えば粉末成形体がターボチ
ャージャのロータである場合には翼と翼との間や中央部
付近は研摩材の相対運動がほとんど起こらないので、バ
リ除去が困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑みなされたものであり、バリに含まれているバイン
ダを溶媒に溶解することにより、バリの除去を容易にな
し得、製品強度を確保できる粉末成形体のバリ除去方
法、及び、その方法の実施に使用できるバリ除去装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉末成形体
のバリ除去方法は、原料粉末をバインダで結合すると共
にバリを備えた粉末成形体と、バインダを溶解できる溶
媒とを用い、粉末成形体の少なくともバリと溶媒とを接
触させることにより、粉末成形体のバリに含まれている
バインダを溶媒に溶解する溶解工程と、粉末成形体と溶
媒とを離脱させる離脱工程とを順に実施することを特徴
とするものである。バリと溶媒とを接触させるにあた
り、粉末成形体の少なくともバリを含む領域を溶媒に浸
漬する手段を採用できる。

【０００６】本発明に係る粉末成形体のバリ除去装置
は、本発明方法を実施するためのものであり、原料粉末
をバインダで結合すると共にバリを備えた粉末成形体を
保持する保持部と、バインダを溶解できる溶媒を収納す
る容器と、保持部に保持された粉末成形体が容器内の溶
媒に浸漬した状態で、粉末成形体及び溶媒の少なくとも
一方を相対移動させる駆動部とで構成されていることを
特徴とするものである。駆動部は、粉末成形体を保持す
る保持部を駆動させる形態でも、あるいは、溶媒を収納
する容器を駆動させる形態でも良い。駆動は例えば回転
駆動でも往復駆動でも良い。

【０００７】本発明方法で用いる粉末成形体を構成する
原料粉末としては、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、アル
ミナ粉末、ジルコニア粉末等のセラミックス粉末を単独
であるいは複数種類混合したものを採用できる。更に原
料粉末としては、鉄系粉末、アルミ系粉末等の金属粉末
等を単独であるいは複数種類混合したものも採用でき
る。この場合、金属粉末と樹脂との混合物を射出成形す
る金属射出成形体に適用できる。バインダとしては原料
粉末の種類に応じて適宜選択するが、樹脂やゲル化剤を
採用できる。

【０００８】本発明方法で用いる溶媒としては有機溶媒
を採用できる。有機溶媒としては、原料粉末の種類等に
応じて選択されるが、炭化水素系溶媒、ケトン類、エス
テル類、アミド類、アルコール類等から選択でき、単独
であるいは複数種類混合したものを採用できる。炭化水
素系溶媒としてはパラフィン系炭化水素、芳香族炭化水
素等が挙げられる。粉末成形体は溶媒を含むものでも良
い。粉末成形体に溶媒が含まれている場合には、粉末成
形体に含まれている溶媒と、バリ除去するための溶媒と
を同系のものにできる。

【０００９】

【作用】粉末成形体を溶媒に浸漬させることにより、粉
末成形体のバリに含まれているバインダが溶媒に溶解す
るので、バリの崩壊性が高まる。また駆動部により粉末
成形体及び溶媒の少なくとも一方を相対移動させれば、
溶媒が相対移動するのでバリの崩壊性は一層高まる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
では、スラリ−製造工程において、原料粉末、助剤、バ
インダ、分散剤、溶媒等を混合したスラリ−を形成す
る。原料粉末は窒化珪素粉末（平均粒径０．５〜１μ
ｍ）である。バインダはヒマシ硬化脂肪酸であり、有機
溶媒は炭化水素系溶媒としての工業用ガソリンである。

【００１１】そして成形工程において、このスラリ−を
成形型内に注入し固化させ、固化後に離型することによ
り、図１に示す粉末成形体１を形成する。粉末成形体１
は車両の内燃機関のターボチャージャのロータに利用さ
れるものであり、軸部１０、１１と、軸部１０、１１か
ら延設された薄肉の翼部１２とを備えている。粉末成形
体１には、成形工程において見切りバリ１５（図２参
照）が生成している。このバリ１５は製品の強度を確保
において有害となる。

【００１２】次にバリ除去工程を行う。この工程ではバ
リ除去装置２を用いる。バリ除去装置２では、モータで
減速機構を介して回転する駆動部としての縦向きの駆動
軸２０が回転可能に装備されており、駆動軸２０の上端
部には、粉末成形体１を保持する保持部２２が形成され
ている。保持部２２は、上面が開口する保持孔２２０
と、保持孔２２０の内周部に同軸的に設けられたリング
状の弾性リング部２２２とを備えている。弾性リング部
２２２は、比較的軟質で薬剤抵抗性の高い弾性材料例え
ばシリコンゴムからなる。容器３のスライド筒部３０が
駆動軸２０に対して昇降可能に設けられている。容器３
の室３３には、粉末成形体１に含まれている溶媒と同系
の溶媒３ｋが供給管３５から供給される。容器３のスラ
イド筒部３０と駆動軸２０との境界域にはリング状のシ
ール部３７が装備されている。容器３にはエア式のシリ
ンダ３８のシリンダロッド３８ｃの先端が固定されてお
り、シリンダ３８の駆動に伴い、シリンダロッド３８ｃ
が昇降すると、容器３が昇降する。容器３の底部はフィ
ルタ４０を介して排出管４１が連設されている。

【００１３】バリ除去工程では、粉末成形体１の軸部１
０を保持孔２２０に嵌合し弾性リング部２２２の弾性を
利用して軸部１０を保持する。この状態では粉末成形体
１は容器３の溶媒３ｋに浸漬していない。この様に粉末
成形体１を保持した状態で、シリンダ３８を駆動させて
容器３を矢印Ｙ１方向に上昇させ、容器３の溶媒３ｋ内
に粉末成形体１の略全体を浸漬させる。この状態で駆動
軸２０を低速で回転させる。これにより容器３内の溶媒
３ｋ内で粉末成形体１は低速で回転し、ひいては溶媒３
ｋはゆっくりと攪拌される。そして、バリ１５に含まれ
ているバインダは容器３の溶媒３ｋに次第に溶け出し、
バリ１５の崩壊性が高まる。よってバリ１５は効果的に
除去される。

【００１４】本実施例では駆動軸２０の回転に伴い粉末
成形体１が回転するので、単に浸漬する場合に比較して
効果的にバリ１５は除去される。所定時間が経過した
ら、シリンダ３８を逆動させて容器３を下降させ、容器
３の溶媒３ｋから粉末成形体１を離脱させる。バリ除去
の際には次の様な過程を経ると考えられている。その過
程を図３及び図４に模式的に示す。即ち、当初は図３に
示す様に粉末成形体１のバリ１５の内部では原料粉末粒
子１６がバインダ１７で結合され、バインダ１７及び溶
媒１８は所定の割合でバランスしている。しかし時間が
経過すると、バリ１５に含まれているバインダ１７が容
器３内の溶媒３ｋに溶け出し、原料粉末粒子１６の結合
度が低下し、次第にバリ１５中の原料粉末粒子１６が粉
末成形体１から脱落する。従って特に薄いバリ１５が早
期に形が崩れ、容器３の溶媒３ｋに脱落してゆく。この
場合、溶媒３ｋの攪拌抵抗も寄与する。

【００１５】上記したバリ除去工程では、粉末成形体１
の翼部１２は容器３の溶媒３ｋ内に浸漬しているので、
翼部１２の保護のため翼部１２の攪拌抵抗が過大になる
ことを回避する必要がある。この点本例方法では、容器
３の溶媒３ｋは低粘度であり粘性抵抗が小さいこと、回
転する粉末成形体１の最外径の周速をかなり低速に（例
えば５〜１５ｍ／ｍｉｎ、特に１０ｍ／ｍｉｎ程度）に
制限し、薄肉の翼部１２の破損を防止している。なお駆
動軸２０の回転速度によっては、回転に伴う遠心力が崩
壊中のバリ１５にも作用し、バリ１５の崩壊性を一層高
める効果も期待できる。

【００１６】殊に本実施例では、駆動軸２０を所定時間
（例えば５〜１０秒）ごとに交互に正逆回転させるの
で、バリ除去の偏りは軽減または回避される。更に本実
施例では、粉末成形体１の表層の空孔のエッジ部も同様
に崩壊して丸められるので、空孔に起因する応力集中を
軽減または回避できる効果も期待できる。また成形体表
面にはバリだけでなく、シワ、キズ、介在物等の表面欠
陥が存在することもあるが、それらの影響を取り除く効
果も期待できる。

【００１７】粉末成形体１は強度が小さい場合にはバリ
除去の際に破損するおそれがある。この点本実施例では
粉末成形体１を保持部２２により下から支える形で保持
しているので、粉末成形体１の破損防止に有利である。
また本実施例では容器３内の溶媒３ｋにはバリ１５に含
まれている原料粉末粒子１６が脱落するので、溶媒３ｋ
の色が変わると共に溶媒３ｋの粘度が増してくる。その
ため容器３内の溶媒３ｋがある一定の粘度になると、容
器３内の溶媒３ｋを新しいものと交換することが好まし
い。この様に粘度が増した溶媒３ｋは、基本的には粉末
成形体１を構成するスラリ−と同系の材質のため、フィ
ルタ４０で不純物等をろか処理した後にスラリ−製造工
程に戻され、再利用される。

【００１８】ところで本実施例において攪拌時間とバリ
除去量との関係を試験した。これを図５の特性線Ｃに示
す。図５の横軸は攪拌時間、縦軸はバリ除去量を示す。
図５において○印はバリ除去が良好であったことを示
し、△印はバリ１５が残ったことを示し、×印は形状崩
れが生じたことを示す。図５の特性線Ｃから理解できる
様に攪拌時間を４０〜６０秒にするのが良好であった。
この様にバリ除去工程を短時間に実施し得るので、生産
能率上有利である。

【００１９】（他の例）上記した実施例では粉末成形体
１を下から保持部２２により支える形で保持している
が、これに限らず、粉末成形体１を上から吊持する形で
保持することもできる。また上記した実施例では容器３
の溶媒３ｋに粉末成形体１の大部分を浸漬することにし
ているが、粉末成形体１のうちバリ１５付近の領域のみ
を浸漬する様にしても良い。粉末成形体１は上記したロ
ータに限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択
できる。

【００２０】また容器３内の溶媒３ｋに、バリ除去を促
進させるオガクズ、スポンジ、微小体等を混ぜることも
できる。更に、粉末成形体１のうちバリ１５がない表出
部分には、バインダや溶媒の浸透を制約する非浸透性ま
たは難浸透性をもつ保護膜を積層しても良い。保護膜は
油、パラフィン等で構成できる。この場合バリ１５がな
い表出部分の保護性が高まるので、浸漬時間を長くして
も支障がなく、従ってバリ１５の崩壊性を一層高め得
る。

【００２１】更に上記した実施例では粉末成形体１を溶
媒３ｋに浸漬させているが、場合によっては溶媒３ｋを
バリ１５のみに局部的に付着させることにしても良い。
例えば、溶媒３ｋを含浸させた多孔質材をバリ１５に被
着させることにしても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明方法によれば、粉末成形体のバリ
に含まれているバインダが溶媒に溶けるので、バリの崩
壊性が高まり、バリを効果的に除去できる。本発明装置
によれば、上記した方法を実施するのに使用できる。ま
た本発明装置によれば、駆動部の駆動に伴い粉末成形体
及び容器内の溶媒が相対移動するので、単に浸漬する場
合に比較して効果的にバリを除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バリ除去工程を実施している状態の断面図であ
る。

【図２】バリを示す構成図である。

【図３】崩壊前のバリの内部構造を模式的に示す構成図
である。

【図４】崩壊途中のバリの内部構造を模式的に示す構成
図である。

【図５】攪拌時間とバリ除去量との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

図中、１は粉末成形体、１５はバリ、２０は駆動軸、２
２は保持部、３は容器、３ｋは溶媒を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料粉末をバインダで結合すると共にバリ
   を備えた粉末成形体と、該バインダを溶解できる溶媒と
   を用い、 該粉末成形体の少なくとも該バリと該溶媒とを接触させ
   ることにより、該粉末成形体の該バリに含まれているバ
   インダを溶媒に溶解する溶解工程と、 該粉末成形体と該溶媒とを離脱させる離脱工程とを順に
   実施することを特徴とする粉末成形体のバリ除去方法。
2. 【請求項２】原料粉末をバインダで結合すると共にバリ
   を備えた粉末成形体を保持する保持部と、 該バインダを溶解できる溶媒を収納する容器と、 該保持部に保持された該粉末成形体が該容器内の溶媒に
   浸漬した状態で、該粉末成形体及び該溶媒の少なくとも
   一方を相対移動させる駆動部とで構成されていることを
   特徴とする粉末成形体のバリ除去装置。