JPH08300326A - セラミックス材料の成形方法 - Google Patents
セラミックス材料の成形方法Info
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- JPH08300326A JPH08300326A JP11171095A JP11171095A JPH08300326A JP H08300326 A JPH08300326 A JP H08300326A JP 11171095 A JP11171095 A JP 11171095A JP 11171095 A JP11171095 A JP 11171095A JP H08300326 A JPH08300326 A JP H08300326A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、従来の成形方法に比べて均
一で高密度・高強度の成形体を得ることが可能なセラミ
ックス材料の成形方法を提供することにある。 【構成】 本発明の成形方法では、原料粉末に水を加え
て混合することによりスラリーを作り、このスラリーを
乾燥して造粒粉１を作り、この造粒粉１を加圧成形して
成形体５を作製し、次いで、この成形体５を湿潤雰囲気
中に放置して該成形体５の水分率を高くし、その後、成
形体５に対して冷間圧縮（ＣＩＰ）成形を行うことによ
り所望の形状の最終成形体７を得ている。
一で高密度・高強度の成形体を得ることが可能なセラミ
ックス材料の成形方法を提供することにある。 【構成】 本発明の成形方法では、原料粉末に水を加え
て混合することによりスラリーを作り、このスラリーを
乾燥して造粒粉１を作り、この造粒粉１を加圧成形して
成形体５を作製し、次いで、この成形体５を湿潤雰囲気
中に放置して該成形体５の水分率を高くし、その後、成
形体５に対して冷間圧縮（ＣＩＰ）成形を行うことによ
り所望の形状の最終成形体７を得ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度・高強度の成形
体を得るセラミックス材料の成形方法に関するものであ
る。
体を得るセラミックス材料の成形方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、セラミックス材料からなる成形
体は、その原料粉末に圧力を加えることにより所望の形
状に成形されるが、その際、粉末の流動性が悪いと均一
な密度の成形体が得られない。そこで従来の成形方法で
は、粉末の流動性を向上させるため、図６に示すような
各工程を経て成形体５１を成形している。すなわち、
（１）工程においては、スラリー状にした原料粉末をス
プレードライヤ等で乾燥させることにより３０〜１００
μｍの球状に造粒し、造粒粉５２を作製する。次いで、
（２）工程においては、この造粒粉５２を金型５３内に
入れて一軸のプレス機５４で加圧することにより所望の
形状で均一な成形体５１ａを得ていた。また、成形体の
密度を向上させるため、（２）工程の金型プレスにより
得られた成形体５１ａをさらに（３）工程の冷間圧縮成
形機５５でＣＩＰ（ＣｏｌｄＩｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒ
ｅｓｓ）成形することにより、高密度・高強度の成形体
５１を得るような成形方法が採られていた。
体は、その原料粉末に圧力を加えることにより所望の形
状に成形されるが、その際、粉末の流動性が悪いと均一
な密度の成形体が得られない。そこで従来の成形方法で
は、粉末の流動性を向上させるため、図６に示すような
各工程を経て成形体５１を成形している。すなわち、
（１）工程においては、スラリー状にした原料粉末をス
プレードライヤ等で乾燥させることにより３０〜１００
μｍの球状に造粒し、造粒粉５２を作製する。次いで、
（２）工程においては、この造粒粉５２を金型５３内に
入れて一軸のプレス機５４で加圧することにより所望の
形状で均一な成形体５１ａを得ていた。また、成形体の
密度を向上させるため、（２）工程の金型プレスにより
得られた成形体５１ａをさらに（３）工程の冷間圧縮成
形機５５でＣＩＰ（ＣｏｌｄＩｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒ
ｅｓｓ）成形することにより、高密度・高強度の成形体
５１を得るような成形方法が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の成形方法では、造粒粉５２の流動性を確保するのに
造粒粉５２の水分率を低くする必要があるが、水分率を
低くした造粒粉５２は固くて潰れにくいので、（２）工
程の金型プレス５３，５４による加圧成形や、さらに
（３）工程の冷間圧縮成形機５５でＣＩＰ成形を行って
も造粒粉５２が十分に潰れず、高密度の成形体を得るの
が困難であった。
来の成形方法では、造粒粉５２の流動性を確保するのに
造粒粉５２の水分率を低くする必要があるが、水分率を
低くした造粒粉５２は固くて潰れにくいので、（２）工
程の金型プレス５３，５４による加圧成形や、さらに
（３）工程の冷間圧縮成形機５５でＣＩＰ成形を行って
も造粒粉５２が十分に潰れず、高密度の成形体を得るの
が困難であった。
【０００４】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、従来の成形方法に比べて均
一で高密度・高強度の成形体を得ることが可能なセラミ
ックス材料の成形方法を提供することにある。
ものであって、その目的は、従来の成形方法に比べて均
一で高密度・高強度の成形体を得ることが可能なセラミ
ックス材料の成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、原料粉末に水
を加えて混合することによりスラリーを作り、このスラ
リーを乾燥して造粒粉を作り、この造粒粉を加圧成形し
て成形体を作製し、次いで、この成形体を湿潤雰囲気中
に放置して該成形体の水分率を高くし、その後、上記成
形体に対して冷間圧縮成形を行うことにより所望の形状
の最終成形体を得ている。
題を解決するために、本発明においては、原料粉末に水
を加えて混合することによりスラリーを作り、このスラ
リーを乾燥して造粒粉を作り、この造粒粉を加圧成形し
て成形体を作製し、次いで、この成形体を湿潤雰囲気中
に放置して該成形体の水分率を高くし、その後、上記成
形体に対して冷間圧縮成形を行うことにより所望の形状
の最終成形体を得ている。
【０００６】本発明では、加圧成形に用いる造粒粉の水
分率と、当該加圧成形の後のＣＩＰ成形に用いる成形体
の水分率を変えることによって、均一で高密度の最終成
形体を得るものである。
分率と、当該加圧成形の後のＣＩＰ成形に用いる成形体
の水分率を変えることによって、均一で高密度の最終成
形体を得るものである。
【０００７】すなわち、加圧成形に用いる造粒粉は十分
な流動性が必要であるから、オーブン等で十分に乾燥す
る。次に、この造粒粉を金型などを用いて加圧成形し、
一定形状の成形体を得る。この成形体を従来では、その
ままＣＩＰ成形していたが、本発明では一旦当該成形体
を湿潤雰囲気に放置し、この成形体の水分率を高くす
る。そして、水分率が高くなって成形体中の造粒粉を潰
れやすくしてから、ＣＩＰ成形を行う。したがって、本
発明の成形方法によれば、均一で高密度・高強度の最終
成形体を得ることが可能になる。
な流動性が必要であるから、オーブン等で十分に乾燥す
る。次に、この造粒粉を金型などを用いて加圧成形し、
一定形状の成形体を得る。この成形体を従来では、その
ままＣＩＰ成形していたが、本発明では一旦当該成形体
を湿潤雰囲気に放置し、この成形体の水分率を高くす
る。そして、水分率が高くなって成形体中の造粒粉を潰
れやすくしてから、ＣＩＰ成形を行う。したがって、本
発明の成形方法によれば、均一で高密度・高強度の最終
成形体を得ることが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】図１〜図５は本発明に係るセラミックス材
料の成形方法の一実施例を示している。本実施例の成形
方法には、原料としてアルミナ原料粉末を用い、このア
ルミナ原料粉末に所定量の水、分散剤（第１製薬：セラ
モＤー１３４Ａ）およびＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル）を添加して混合することによりスラリーを作ってい
る。また、本実施例の成形方法には、造粒粉１を乾燥さ
せる乾燥機の収納ボックス２と、乾燥した造粒粉１を加
圧成形する金型３および一軸プレス機４と、金型プレス
された成形体５の水分率を高める恒温・恒湿槽６と、最
終成形体７を得るためにＣＩＰ成形を行う冷間圧縮成形
機８とが用いられている。
料の成形方法の一実施例を示している。本実施例の成形
方法には、原料としてアルミナ原料粉末を用い、このア
ルミナ原料粉末に所定量の水、分散剤（第１製薬：セラ
モＤー１３４Ａ）およびＰＶＡ（ポリビニルアルコー
ル）を添加して混合することによりスラリーを作ってい
る。また、本実施例の成形方法には、造粒粉１を乾燥さ
せる乾燥機の収納ボックス２と、乾燥した造粒粉１を加
圧成形する金型３および一軸プレス機４と、金型プレス
された成形体５の水分率を高める恒温・恒湿槽６と、最
終成形体７を得るためにＣＩＰ成形を行う冷間圧縮成形
機８とが用いられている。
【００１０】本実施例の最終成形体７は、図１に示す
（１）〜（４）の各工程を順に経て製造される。
（１）〜（４）の各工程を順に経て製造される。
【００１１】（１） 乾燥 まず、アルミナ原料粉末と、該アルミナ原料粉末に対し
て水は４０重量％（ｗｔ％）、分散剤は０．５重量％、
ＰＶＡは２重量％をそれぞれ添加し、これら原料を図示
しないボールミル等で２０時間程混合することによりス
ラリーを作る。次いで、このスラリーを図示しないスプ
レードライヤ等で造粒し、平均粒径５０μｍの造粒粉１
を作る。そして、この造粒粉１を収納ボックス２内にお
いて、温度が１２０゜Ｃで１０時間乾燥し、水分率が
０．４重量％の造粒粉１とする。造粒粉１の水分率は
０．４〜３重量％の範囲にあることが望ましく、水分率
が０．４重量％以下であると、造粒粉１は固くて潰れに
くくなる。また、水分率が３重量％以上であると、次工
程の金型プレスを行う際の離型性が悪化することにな
る。
て水は４０重量％（ｗｔ％）、分散剤は０．５重量％、
ＰＶＡは２重量％をそれぞれ添加し、これら原料を図示
しないボールミル等で２０時間程混合することによりス
ラリーを作る。次いで、このスラリーを図示しないスプ
レードライヤ等で造粒し、平均粒径５０μｍの造粒粉１
を作る。そして、この造粒粉１を収納ボックス２内にお
いて、温度が１２０゜Ｃで１０時間乾燥し、水分率が
０．４重量％の造粒粉１とする。造粒粉１の水分率は
０．４〜３重量％の範囲にあることが望ましく、水分率
が０．４重量％以下であると、造粒粉１は固くて潰れに
くくなる。また、水分率が３重量％以上であると、次工
程の金型プレスを行う際の離型性が悪化することにな
る。
【００１２】（２） 加圧成形 次に、低い水分率に乾燥させた造粒粉１を金型３内に入
れ、一軸のプレス機４で当該造粒粉１を加圧して金型プ
レス成形を行い、φ５０×ｈ１５（ｍｍ）の円板状に形
成した複数個の成形体５を作製する。
れ、一軸のプレス機４で当該造粒粉１を加圧して金型プ
レス成形を行い、φ５０×ｈ１５（ｍｍ）の円板状に形
成した複数個の成形体５を作製する。
【００１３】（３） 成形体の加湿 そして、作製した複数個の成形体５を温度３０゜Ｃ、湿
度８０％の恒温・恒湿槽６内に入れて配置し、最高で２
００時間位放置して成形体５の湿潤を行う。これによっ
て、成形体５の水分率がそれぞれ０．４重量％，０．８
重量％，１．２重量％および１．６重量％となるように
湿潤されている。すなわち、これら水分率の異なる成形
体５のうち、成形体５Ａは水分率が０．４重量％、成形
体５Ｂは水分率が０．８重量％、成形体５Ｃは水分率が
１．２重量％、成形体５Ｄは水分率が１．６重量％とな
るように設定されている。
度８０％の恒温・恒湿槽６内に入れて配置し、最高で２
００時間位放置して成形体５の湿潤を行う。これによっ
て、成形体５の水分率がそれぞれ０．４重量％，０．８
重量％，１．２重量％および１．６重量％となるように
湿潤されている。すなわち、これら水分率の異なる成形
体５のうち、成形体５Ａは水分率が０．４重量％、成形
体５Ｂは水分率が０．８重量％、成形体５Ｃは水分率が
１．２重量％、成形体５Ｄは水分率が１．６重量％とな
るように設定されている。
【００１４】（４） ＣＩＰ成形 次いで、加湿された成形体５Ａ〜５Ｄを冷間圧縮成形機
８によって成形圧が３ｔｏｎ／ｃｍ2 、保持時間が２分
の条件でＣＩＰ成形を行う。すなわち、このＣＩＰ成形
では、成形体５Ａ〜５Ｄをゴム，プラスチック，薄肉金
属などで作った容器９中に封入し、これを水，油，気体
などの圧力媒体１０中に入れ、成形体５Ａ〜５Ｄに均一
な圧力が掛かるように媒体１０を加圧することによって
最終成形体７を得ている。そして、最終成形体７を十分
に乾燥して、ＣＩＰ成形前の各成形体５Ａ〜５Ｄを成形
後は水分率を０．４重量％に統一する。すなわち、ＣＩ
Ｐ成形後における水分率の統一された最終成形体を７Ａ
〜７Ｄとする。これら最終成形体７Ａ〜７Ｄにおける各
造粒粉１の形骸は、それぞれ図２に示すような形状であ
り、ＣＩＰ成形前の成形体５Ａ〜５Ｄの水分率によって
造粒粉１の潰れ具合が異なっている。
８によって成形圧が３ｔｏｎ／ｃｍ2 、保持時間が２分
の条件でＣＩＰ成形を行う。すなわち、このＣＩＰ成形
では、成形体５Ａ〜５Ｄをゴム，プラスチック，薄肉金
属などで作った容器９中に封入し、これを水，油，気体
などの圧力媒体１０中に入れ、成形体５Ａ〜５Ｄに均一
な圧力が掛かるように媒体１０を加圧することによって
最終成形体７を得ている。そして、最終成形体７を十分
に乾燥して、ＣＩＰ成形前の各成形体５Ａ〜５Ｄを成形
後は水分率を０．４重量％に統一する。すなわち、ＣＩ
Ｐ成形後における水分率の統一された最終成形体を７Ａ
〜７Ｄとする。これら最終成形体７Ａ〜７Ｄにおける各
造粒粉１の形骸は、それぞれ図２に示すような形状であ
り、ＣＩＰ成形前の成形体５Ａ〜５Ｄの水分率によって
造粒粉１の潰れ具合が異なっている。
【００１５】しかる後、最終成形体７Ａ〜７Ｄを図示し
ない焼成装置によって温度が１６００゜Ｃ、保持時間が
２時間の条件で焼成を行う。このようにして焼成された
最終成形体７Ａ〜７Ｄの焼結体を７Ａ1 〜７Ｄ1 とす
る。
ない焼成装置によって温度が１６００゜Ｃ、保持時間が
２時間の条件で焼成を行う。このようにして焼成された
最終成形体７Ａ〜７Ｄの焼結体を７Ａ1 〜７Ｄ1 とす
る。
【００１６】本実施例の成形方法においては、上記
（１）〜（４）の各工程を順に経て行われているため、
図３で明かなように均一で高密度の最終成形体７Ａ〜７
Ｄを得ることができるとともに、これら最終成形体７Ａ
〜７Ｄの曲げ強度（ＭＰａ）を向上させることが可能に
なる。しかも、最終成形体７Ｄの曲げ強度は、図４に示
すように、最終成形体７Ａのそれよりも大きくなってい
る。また、最終成形体７Ａ〜７Ｄより作られた焼結体７
Ａ1 〜７Ｄ1 は曲げ強度が高くなり、焼結体７Ｄ1の曲
げ強度は、図５に示す如く、焼結体７Ａ1 のそれよりも
大きくなっている。
（１）〜（４）の各工程を順に経て行われているため、
図３で明かなように均一で高密度の最終成形体７Ａ〜７
Ｄを得ることができるとともに、これら最終成形体７Ａ
〜７Ｄの曲げ強度（ＭＰａ）を向上させることが可能に
なる。しかも、最終成形体７Ｄの曲げ強度は、図４に示
すように、最終成形体７Ａのそれよりも大きくなってい
る。また、最終成形体７Ａ〜７Ｄより作られた焼結体７
Ａ1 〜７Ｄ1 は曲げ強度が高くなり、焼結体７Ｄ1の曲
げ強度は、図５に示す如く、焼結体７Ａ1 のそれよりも
大きくなっている。
【００１７】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【００１８】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係るセラミックス
材料の成形方法は、原料粉末に水を加えて混合すること
によりスラリーを作り、このスラリーを乾燥して造粒粉
を作り、この造粒粉を加圧成形して成形体を作製し、次
いで、この成形体を湿潤雰囲気中に放置して該成形体の
水分率を高くし、その後、上記成形体に対して冷間圧縮
成形を行うことにより所望の形状の最終成形体を得てい
るので、従来の成形方法と比べて均一で高密度・高強度
の最終成形体を得ることができる上、ＰＶＡ等の結合剤
の添加量を減らすことが可能となり、成形コストを低減
できる。また、本発明の成形方法は、これによって得ら
れた均一で高密度の最終成形体を焼結することで高強度
の焼結体を得ることが可能となるから、焼成の際に生じ
る焼結体のそりやねじれ等を防ぐことができ、適用範囲
が広くかつ品質の優れたセラミックス材料を提供でき
る。
材料の成形方法は、原料粉末に水を加えて混合すること
によりスラリーを作り、このスラリーを乾燥して造粒粉
を作り、この造粒粉を加圧成形して成形体を作製し、次
いで、この成形体を湿潤雰囲気中に放置して該成形体の
水分率を高くし、その後、上記成形体に対して冷間圧縮
成形を行うことにより所望の形状の最終成形体を得てい
るので、従来の成形方法と比べて均一で高密度・高強度
の最終成形体を得ることができる上、ＰＶＡ等の結合剤
の添加量を減らすことが可能となり、成形コストを低減
できる。また、本発明の成形方法は、これによって得ら
れた均一で高密度の最終成形体を焼結することで高強度
の焼結体を得ることが可能となるから、焼成の際に生じ
る焼結体のそりやねじれ等を防ぐことができ、適用範囲
が広くかつ品質の優れたセラミックス材料を提供でき
る。
【図１】本発明の一実施例に係る成形方法によって最終
成形体を得る工程を示す概念図である。
成形体を得る工程を示す概念図である。
【図２】上記最終成形体中の水分率による造粒粉の形骸
変化を示す概念図である。
変化を示す概念図である。
【図３】上記最終成形体の密度に及ぼす水分率の影響を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】上記最終成形体の曲げ強度に及ぼす水分率の影
響を示すグラフである。
響を示すグラフである。
【図５】上記最終成形体より作られた焼結体の曲げ強度
に及ぼす水分率の影響を示すグラフである。
に及ぼす水分率の影響を示すグラフである。
【図６】従来の成形方法によって成形体を得る工程を示
す概念図である。
す概念図である。
１ 造粒粉 ２ 乾燥機の収納ボックス ３ 金型 ４ 一軸プレス機 ５ 成形体 ６ 恒温・恒湿槽 ７ 最終成形体 ８ 冷間圧縮成形機
Claims (3)
- 【請求項１】 原料粉末に水を加えて混合することによ
りスラリーを作り、このスラリーを乾燥して造粒粉を作
り、この造粒粉を加圧成形して成形体を作製し、次い
で、この成形体を湿潤雰囲気中に放置して該成形体の水
分率を高くし、その後、上記成形体に対して冷間圧縮成
形を行うことにより所望の形状の最終成形体を得ること
を特徴とするセラミックス材料の成形方法。 - 【請求項２】 請求項１の成形体の形状を決定する加圧
成形時の造粒粉の水分率が０．４〜３重量％の範囲に設
定されていることを特徴とするセラミックス材料の成形
方法。 - 【請求項３】 請求項１の最終成形体を焼成して焼結体
を得ることを特徴とするセラミックス材料の成形方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11171095A JPH08300326A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | セラミックス材料の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11171095A JPH08300326A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | セラミックス材料の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08300326A true JPH08300326A (ja) | 1996-11-19 |
Family
ID=14568204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11171095A Pending JPH08300326A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | セラミックス材料の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08300326A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108145832A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-12 | 华南理工大学 | 一种高强、高透水混凝土的成型方法 |
| CN112661512A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 | 一种室温下荧光粉与氧化钇陶瓷致密化的方法 |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP11171095A patent/JPH08300326A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108145832A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-12 | 华南理工大学 | 一种高强、高透水混凝土的成型方法 |
| CN112661512A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 | 一种室温下荧光粉与氧化钇陶瓷致密化的方法 |
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