JPH0818307B2 - 泥しょう鋳込み成形方法およびセラミック焼成品の製造方法 - Google Patents

泥しょう鋳込み成形方法およびセラミック焼成品の製造方法

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JPH0818307B2
JPH0818307B2 JP19735489A JP19735489A JPH0818307B2 JP H0818307 B2 JPH0818307 B2 JP H0818307B2 JP 19735489 A JP19735489 A JP 19735489A JP 19735489 A JP19735489 A JP 19735489A JP H0818307 B2 JPH0818307 B2 JP H0818307B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、泥しょう鋳込み成形法による中空筒状セラ
ミック成形体の製造方法、およびそのセラミック成形体
を使用して寸法精度の良好な中空筒状セラミック焼成品
を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
筒形状を有する吸水モールド(代表的には石こうモー
ルド)をターニングローラ上に水平載置し、その水平軸
心を回転中心として回転させながら、モールド内に泥し
ょうを注入してモールドの内周面に泥しょうの着肉を行
わせる遠心鋳込み成形法は、中空筒状セラミック成形体
の製造方法として広く実用されている。第7図におい
て、(1)は吸水モールド、(3)はターニングローラ
である。吸水モールド(1)は、吸水性のスリーブ(1
1)とその両端のドーナツ形状を有する吸水性蓋部(12,
12)とからなり、回転時の損傷防止と回転運動の安定化
のために金型モールド(2)に内嵌固定されてターニン
グローラ(3)上に水平載置され、金型モールド(2)
と一体的に回転する。(4)は吸水モールド(1)内に
泥しょうを注入するホッパである。
ホッパ(4)から吸水モールド(1)の鋳込み孔(蓋
部12の中央孔)(13)を介して注入された泥しょう
(S)は、吸水モールド(1)の高速度回転下の遠心力
の作用により吸水モールド(1)の内周面に一様な層厚
をなして押付けられ、その押付け状態のもとに泥しょう
の着肉が進行して第8図に示すように全長全周に亘って
一様な層厚を有する中空筒状セラミック成形体(A′)
が形成される。
遠心泥しょう鋳込み成形法においては、吸水モールド
(1)の内周面に対する径方向の一様な押付力(遠心
力)の作用下に泥しょうの着肉が行われるので、得られ
る中空筒状成形体は、歪みが少なく、またその肉厚は泥
しょうの鋳込み量により厚薄任意の調節が可能で、他の
成形法、例えば押出成形法では不可能な薄肉品(例え
ば、肉厚3mm以下)を得ることができ、また大径・長尺
品の成形も容易である。
遠心成形された成形体は、吸水モールド(1)から脱
型されたのち、乾燥・脱脂を得て焼成処理されることに
より目的とする中空筒状焼成品に仕上げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
遠心泥しょう鋳込み成形法によれば、大径・長尺サイ
ズの成形体の成形が可能であり、薄肉品の成形も容易で
あるが、遠心成形されたままの成形体は軟弱であるの
で、吸水モールドからの脱型の際、またはその後の乾燥
・脱脂を得て焼成処理に到るまでのハンドリング過程
で、変形を生じ易い。また、焼成過程においても自重に
よる変形を避け難い。その変形は、薄肉品である程、ま
た大径・長尺サイズである程、生じ易いことは言うまで
もない。
その対策として、最終製品に到るまでの変形量を見込
んで、成形体を厚肉に成形しておき、最終段階で機械加
工により内外表面を削って所定寸法に仕上げる方法がと
られている。しかし、その方法では、泥しょう鋳込み成
形における着肉所要時間の増大、成形体の重量化による
取扱いの困難化、焼成処理時間や熱量消費の増大、等の
不利を免れない。
本発明は、中空筒状セラミック成形体およびその焼成
品を製造に関する上記問題点を解決するための改良され
た泥しょう鋳込み成形方法およびその成形体を用いた焼
成品の製造方法を提供するものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕
本発明の中空筒状セラミック成形体の製造方法は、吸
水モールドをその水平軸心を回転中心として回転させな
がら、吸水モールドに鋳込まれた泥しょうを遠心力の作
用下に着肉させる遠心泥しょう鋳込み成形において、 吸水モールドのスリーブ内周面に所定肉厚の着肉層を
形成したのち、吸水モールドの回転速度を下げて未着肉
泥しょうの一部をスリーブ両端域において蓋部の吸着力
により蓋部表面にドーナツ盤状に吸着させ、その低速度
回転下に未着肉泥しょうを着肉させることにより、両端
縁にドーナツ盤状内向突出縁肉部を有する中空筒状セラ
ミック成形体を形成することを特徴としている。
本発明によれば、吸水モールド(1)内に鋳込まれた
泥しょう(S)の着肉過程において、泥しょうに作用す
る遠心力の加減調節が行われる。むろん、その加減調節
は吸水モールド(1)の回転速度を変えることにより行
われる。
第1図〜第4図は本発明方法における吸水モールド内
の泥しょうの着肉過程を模式的に示している。第1図
は、泥しょう鋳込み直後の吸水モールド(1)の高速度
回転における泥しょう(S)の付着状態、第2図は、吸
水モールド(1)の高速度回転下に泥しょうの着肉
(A)が進行し、なお一定量の未着肉泥しょう(S)が
残存している状態、第3図は、吸水モールド(1)の回
転運動を、それまでの高速度回転から 低速度回転に切
換えた後の状態、第4図は、上記低速度回転をそのまま
維持して泥しょう全量の着肉を完了した状態、をそれぞ
れ示している。
すなわち、本発明の遠心泥しょう鋳込み成形において
は、吸水モールド(1)内に泥しょう(S)が鋳込まれ
た時点から、泥しょうの着肉層(a)が所定の層厚とな
るまでの間、通常の遠心泥しょう鋳込み成形におけると
同じように、吸水モールド(1)の高速度回転により、
泥しょう(S)に強い遠心力(吸水モールドの内周面上
の重力倍数:約35G以上)を作用させる。その高速度回
転過程における泥しょう(S)は、第1図、第2図に示
すように、軸方向の全体に亘って一様な層厚をなして吸
水モールド(1)のスリーブ(11)内周面に押付けられ
ており、またその過程で形成される着肉層(a)も軸方
向の全体に亘って略一定の肉厚を有している。
吸水モールド(1)の高速度回転をそのまま続行し泥
しょう全量を着肉させて形成される成形体は、前記第8
図に示したように、軸方向の全体に亘って一様な肉厚を
有する成形体となるが、これと異なって本発明では、着
肉層(a)が所定の層厚(例えば最終着肉層厚の約1/4
〜2/3)に達した時点で、吸水モールド(1)の回転速
度を下げ、泥しょうに対する遠心力を緩和させることと
している。その遠心力の緩和に伴って、未着肉泥しょう
(S)は、スリーブ(11)の両端域においけ、蓋部(1
2,12)の吸着力の作用により、第3図のように蓋部(1
2,12)表面に添ったドーナツ盤状の広がり(S2)を生じ
る。第5図は、その部分を拡大して示している。高速度
回転状態では、遠心力(Y)が大きく、蓋部(12)の泥
しょうに対する吸着力(X)の作用は実質的に打消され
ているが、低速度回転化に伴う遠心力の緩和により、泥
しょう(S)に対する吸着力の影響が現れ、図示のよう
に蓋部(1)の表面に泥しょう(S)がドーナツ盤状に
付着した状態となる。なお、回転速度を極端に下げたの
では、泥しょうの垂れ落ち現象を生じ、所定の肉厚を有
する成形体が得られなくなることは言うまでもない。本
発明にいう低速度回転とは、上記説明から明らかなよう
に、未着肉泥しょうが円周方向の全体に略一様な層厚を
なして押付けられている状態が保持され、かつ蓋部(1
2,12)の吸着力により蓋部(12,12)表面に対する泥し
ょう(S)のドーナツ盤状の広がり(S2)が形成される
範囲の回転速度を意味していることは容易に理解され
る。その低回転速度は、厳密には鋳込まれる泥しょうの
種類や蓋部(12,12)の材質等により異なるが、実操業
上、吸水モールドの内周面上の遠心力(重量倍数)が約
10〜20Gの範囲となるように設定することにより好結果
を得ることができる。
上記の低速度回転下に未着肉泥しょう(S)の全量を
着肉させることにより、第4図に示すように、中空胴部
(A1)の両端縁に内向に突出したドーナツ盤状縁肉部
(A2,A2)を有する中空筒状セラミック成形体(A)が
形成される。
かくして得られる中空筒状セラミック成形体(A)
は、その胴部両端のドーナツ盤状内向突出壁肉(A2,
A2)が補強部材(リブ)の役目をなすことにより、前記
第8図に示した従来の成形法による単純な中空筒状の成
形体と異なって、吸水モールド(1)からの脱型操作、
あるいはその後のハンドリング過程における変形・毀損
に対する抵抗性にすぐれている。
上記中空筒状セラミック成形体(A)は、常法に従っ
て乾燥・脱脂処理されたうえ、所定の焼成処理に付され
る。その焼成処理過程においても、内向突出縁肉の補強
効果により、自重による変形等は最小限に抑えられる。
焼成処理を終えた後、第6図に示すように両端縁を径方
向に切断するか、または内向突出縁肉部(A2)(A2)を
機械加工により切削除去することにより、胴部(A1)を
中空筒状焼成品として得る。
〔実施例〕
第7図の遠心泥しょう鋳込み成形装置により、下記条
件の鋳込み成形を行って第4図に示すように胴部(A1
の両端面に内向突出縁肉部(A2,A2)を有する中空筒状
成形体(A)を成形した。
(1)吸水モールド 石こうモールドを使用 (2)泥しょう アルミナセラミック粉末 …100重量部 (平均粒径:μm) アクリル系解膠剤 …1重量部 分散媒(水) …30重量部 (3)遠心成形条件 吸水モールド内に所定量の泥しょうを鋳込み、モール
ド内周面上の重力倍数が40Gとなる回転速度で回転(高
速度回転)させ、約4分経過後、モールド内周面上の重
力倍数が約15Gとなる回転速度に下げ、その低速度回転
を5分間維持したのち、回転を停止し、ついでその成形
体(A)をモールドから脱型した。
成形体(A)は、外径100mm,胴長200mm,肉厚3mmであ
り、胴部両端縁のドーナツ盤状内向突出縁肉(A2)の内
側面は第5図に示したように胴部(A1)の内周面に連続
してなだらかに湾曲したテーパ面をなしており、その中
央開口径は約60mmであった。
上記成形体(A)を常法に従って、乾燥・脱脂の後、
焼成炉中、1600℃で、2時間を要して焼成処理を達成し
た。焼成処理後、第6図に示したように両端を切断除去
して、中空円筒状セラミック焼成品を得た。その焼成品
の真円度は外径の1%以内であった。この値は、従来の
遠心泥しょう鋳込み成形を経由して得られる焼成品の真
円度に比し、約3倍の高精度である。
〔発明の効果〕
本発明方法により製造される中空筒状セラミック成形
体は、その胴部両端縁に形成された内向突出縁肉部の補
強効果により、脱型およびそれにつづくハンドリング過
程での変形・損傷を生じにくく、また焼成処理における
変形も少ない。その効果は、薄肉・大径品において顕著
であり、その製造歩留の向上に大きく寄与する。また、
従来の成形体のように最終製品に到るまでの大きな変形
量を見込んで不必要に厚肉とする必要がなく、従って成
形体の着肉所要時間の短縮、焼成処理過程での処理時間
の短縮・熱消費量の節減、仕上げ機械加工における切削
代の減少等、生産性の向上、コスト低減等の効果も得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明における泥しょう着肉過程を示
す軸方向断面説明図、第5図は泥しょう着肉過程におけ
る未着肉泥しょうの分布変化を示す断面説明図、第6図
は本発明による中空筒状セラミックス成形体の焼成処理
後の切断加工説明図、第7図は遠心泥しょう鋳込み成形
の軸方向断面説明図、第8図は従来の遠心泥しょう鋳込
みによる成形体の形状を示す軸方向断面図である。 1:吸水モールド,11:スリーブ,12:蓋部材,2:金型モール
ド,3:ターニングローラ,S:泥しょう,a:着肉層,A,A′:
中空筒状セラミック成形体,A2:内向突出縁肉部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スリーブとその両端縁の蓋部とからなる吸
    水モールドを、その水平軸心を回転中心として回転させ
    ながら、蓋部の鋳込み孔から吸水モールド内に鋳込まれ
    た泥しょうを遠心力の作用下に吸水モールドに着肉させ
    る遠心鋳込み成形において、 吸水モールドの高速度回転により、吸水モールドのスリ
    ーブ内周面に所定肉厚の着肉層を形成せしめたのち、吸
    水モールドの回転速度を下げ、未着肉泥しょうの一部
    を、スリーブ両端域において蓋部の吸着力により蓋部表
    面にドーナツ盤状に付着させ、その低速度回転下に未着
    肉泥しょうを着肉させることにより、両端縁にドーナツ
    盤状内向突出縁肉部を有する中空筒状セラミック成形体
    を形成することを特徴とする遠心泥しょう鋳込み成形方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の泥しょう鋳込み成形によ
    り得られた中空筒状セラミック成形体を、乾燥・脱脂の
    後、焼成処理に付し、焼成処理後、胴部両端の内向突出
    縁肉部を除去することを特徴とする中空筒状セラミック
    焼成品の製造方法。
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