JPH085049B2 - セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 - Google Patents
セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法Info
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- JPH085049B2 JPH085049B2 JP1094364A JP9436489A JPH085049B2 JP H085049 B2 JPH085049 B2 JP H085049B2 JP 1094364 A JP1094364 A JP 1094364A JP 9436489 A JP9436489 A JP 9436489A JP H085049 B2 JPH085049 B2 JP H085049B2
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- Japan
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- molding
- pressure
- jig
- pressure molding
- ceramics
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
- B30B5/02—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックス等方加圧成形用治具及びセラ
ミックス等方加圧成形方法に関する。さらに詳しくは、
平板等を形成するための中空型を用いるセラミックス等
方加圧成形用治具及びそれを用いるセラミックス成形方
法に関する。
ミックス等方加圧成形方法に関する。さらに詳しくは、
平板等を形成するための中空型を用いるセラミックス等
方加圧成形用治具及びそれを用いるセラミックス成形方
法に関する。
セラミックス製造工程において、成形方法は所望する
形状及び製品の使用目的に応じ各種の方法が採用されて
いる。成形方法の１つとして金型を用いた加圧成形があ
るが、機械的操作で大量生産に適していること、製品の
寸法精度が高いこと等から高く評価されている。金型を
用いた加圧成形は、セラミックス成形原料粉末を乾式、
湿式または半湿式で金型、型枠等に充填し、加圧して成
形する成形方法である。この場合の加圧法としては、ハ
ンドプレス、フリクションプレス、油圧プレス等金型プ
レスがある。また、金型を用いた加圧成形では成形密度
が低い場合、さらにこの成形体をゴム膜等で気密シート
した後、より高圧の静水圧を成形体に印加してセラミッ
クスの緻密化を高くすることができる等方加圧成形方法
が、多く利用されるようになっている。
形状及び製品の使用目的に応じ各種の方法が採用されて
いる。成形方法の１つとして金型を用いた加圧成形があ
るが、機械的操作で大量生産に適していること、製品の
寸法精度が高いこと等から高く評価されている。金型を
用いた加圧成形は、セラミックス成形原料粉末を乾式、
湿式または半湿式で金型、型枠等に充填し、加圧して成
形する成形方法である。この場合の加圧法としては、ハ
ンドプレス、フリクションプレス、油圧プレス等金型プ
レスがある。また、金型を用いた加圧成形では成形密度
が低い場合、さらにこの成形体をゴム膜等で気密シート
した後、より高圧の静水圧を成形体に印加してセラミッ
クスの緻密化を高くすることができる等方加圧成形方法
が、多く利用されるようになっている。
従来の平板の加圧成形は、金型プレスにて通常50〜20
0kgf/cm2程度の圧力で加圧成形するか、あるいは更に成
形体密度を向上させる場合には、金型プレスにて50〜20
0kgf/cm2程度の圧力で予備加圧成形後、成形体を飴ビム
チューブ、氷嚢等の圧媒膜に入れ、水圧等で300kgf/cm2
以上の等方加圧を行っていた。
0kgf/cm2程度の圧力で加圧成形するか、あるいは更に成
形体密度を向上させる場合には、金型プレスにて50〜20
0kgf/cm2程度の圧力で予備加圧成形後、成形体を飴ビム
チューブ、氷嚢等の圧媒膜に入れ、水圧等で300kgf/cm2
以上の等方加圧を行っていた。
大型のセラミックス成形品及び大型平板を加圧成形で
得ようとすると、従来の金型プレスによる50〜200kgf/c
m2程度の加圧成形では、成形体強度が低いため金型離型
時、または作業時に破壊、破損してしまい、成形体強度
を高めるために300kgf/cm2以上の高圧で原料粉末を加圧
する必要がある。しかし、このような高圧を通常の金型
プレスで得るには、装置が膨大となり工業上実用的でな
い。
得ようとすると、従来の金型プレスによる50〜200kgf/c
m2程度の加圧成形では、成形体強度が低いため金型離型
時、または作業時に破壊、破損してしまい、成形体強度
を高めるために300kgf/cm2以上の高圧で原料粉末を加圧
する必要がある。しかし、このような高圧を通常の金型
プレスで得るには、装置が膨大となり工業上実用的でな
い。
その点、等方加圧成形方法は気体または液体等の圧力
媒体を経て加圧するため、容易に高圧を得ることができ
る。
媒体を経て加圧するため、容易に高圧を得ることができ
る。
発明者らは、大型平板等を等方加圧成形一工程のみで
得ることについて鋭意検討した結果、本発明を完成し
た。
得ることについて鋭意検討した結果、本発明を完成し
た。
本発明によれば、セラミックス等方加圧成形用治具に
おいて、両面が解放された中空部を有する成形型と、該
成形型の中空部の両面に配置した圧媒膜とを備えたこと
を特徴とするセラミックス等方加圧成形用治具が提供さ
れ、さらに、両面が解放された中空部を有する成形型
と、該成形型中空部の両面に配置した圧媒膜と、該圧媒
膜外面部に配置される少なくとも１以上の貫通孔を有す
る圧力伝達板とを備えたことを特徴とするセラミックス
等方加圧成形用治具が提供される。
おいて、両面が解放された中空部を有する成形型と、該
成形型の中空部の両面に配置した圧媒膜とを備えたこと
を特徴とするセラミックス等方加圧成形用治具が提供さ
れ、さらに、両面が解放された中空部を有する成形型
と、該成形型中空部の両面に配置した圧媒膜と、該圧媒
膜外面部に配置される少なくとも１以上の貫通孔を有す
る圧力伝達板とを備えたことを特徴とするセラミックス
等方加圧成形用治具が提供される。
また、上記治具を用い、該成形型中空部にセラミック
ス原料粉末を充填後、該圧媒膜と該成形型の枠材とを気
密シールし、外部から等方加圧して成形することを特徴
とするセラミックス等方加圧成形方法が提供される。
ス原料粉末を充填後、該圧媒膜と該成形型の枠材とを気
密シールし、外部から等方加圧して成形することを特徴
とするセラミックス等方加圧成形方法が提供される。
本発明は大型平板等を中空部を有する成形型を用いて
等方加圧成形することにより、原料粉末に300kgf/cm2以
上の高圧加圧が可能となり、従来の金型プレスによる加
圧成形体よりも高強度を有する成形体を得ることがで
き、作業時の破損等が解消されるものである。さらに、
本発明では、特に大型の成形体を寸法精度よく、さらに
歩留りよく製造することができる。
等方加圧成形することにより、原料粉末に300kgf/cm2以
上の高圧加圧が可能となり、従来の金型プレスによる加
圧成形体よりも高強度を有する成形体を得ることがで
き、作業時の破損等が解消されるものである。さらに、
本発明では、特に大型の成形体を寸法精度よく、さらに
歩留りよく製造することができる。
本発明においてセラミックスとは、従来からの粘土系
セラミックス、酸化物、炭化物、窒化物等のセラミック
ス及びＹ−Ba−Cu−Ｏ系、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系等の酸
化物超電導セラミックスを含むものをいう。
セラミックス、酸化物、炭化物、窒化物等のセラミック
ス及びＹ−Ba−Cu−Ｏ系、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ系等の酸
化物超電導セラミックスを含むものをいう。
本発明は、従来の平板成形工程で含まれる金型プレス
工程を排除し、原料粉末から平板状成形体を製造する場
合に等方加圧成形一工程で行うことができる成形用治具
及び成形方法である。
工程を排除し、原料粉末から平板状成形体を製造する場
合に等方加圧成形一工程で行うことができる成形用治具
及び成形方法である。
本発明においては、従来法における金型離型作業時の
成形体の破損、破壊が回避でき、寸法精度よく、高い成
形体強度を有する大型平板状成形体を容易に得ることが
できる。
成形体の破損、破壊が回避でき、寸法精度よく、高い成
形体強度を有する大型平板状成形体を容易に得ることが
できる。
さらに500kgf/cm2以上の高圧等方加圧成形が、必要な
場合にはヤング率の低いゴム型、プラスチック型等の有
機材料で構成された等方加圧成形用型に代えて、等方加
圧成形に用いる中空部を有する成形型をヤング率５×10
5kgf/cm2以上の材質を用いて製造することにより、加圧
時には成形型枠の変形も起こらず、大型平板状の成形体
も寸法精度よく、成形体にクラックの発生もなく製造す
ることができる。
場合にはヤング率の低いゴム型、プラスチック型等の有
機材料で構成された等方加圧成形用型に代えて、等方加
圧成形に用いる中空部を有する成形型をヤング率５×10
5kgf/cm2以上の材質を用いて製造することにより、加圧
時には成形型枠の変形も起こらず、大型平板状の成形体
も寸法精度よく、成形体にクラックの発生もなく製造す
ることができる。
成形枠状のヤング率が５×105kgf/cm2より小さい場合
には、約500kgf/cm2以上の加圧力による等方加圧成形時
に、中空部を有する成形型がその中空形状を維持するこ
とができず、寸法精度が劣ったり、所望の形状の成形体
が得られない。また、加圧成形後の弛緩の際に、成形体
を成形型が圧縮してクラックを生じさせることもあり好
ましくない。
には、約500kgf/cm2以上の加圧力による等方加圧成形時
に、中空部を有する成形型がその中空形状を維持するこ
とができず、寸法精度が劣ったり、所望の形状の成形体
が得られない。また、加圧成形後の弛緩の際に、成形体
を成形型が圧縮してクラックを生じさせることもあり好
ましくない。
本発明の実施例について、図面を参照にして詳しく説
明する。但し、本発明は本実施例に限定されるものでな
い。
明する。但し、本発明は本実施例に限定されるものでな
い。
第１図は、本発明のセラミックス等方加圧成形用治具
の一例を示すものである。
の一例を示すものである。
第１図において、成形型１は、中空形状が一定の厚み
を有する平板である中空部２を包囲するように構成され
ている。中空部２の平板形状は、矩形、円形等のいずれ
でもよい。成形型面３には、支持板５及び５′を成形型
１にボルト締めで固定するためのボルト用孔６が形成さ
れる。成形型１は、ウレタンゴム、ナイロン樹脂等有機
材料、ステンレス鋼、アルミナ等の無機材料の材質にて
製造される。
を有する平板である中空部２を包囲するように構成され
ている。中空部２の平板形状は、矩形、円形等のいずれ
でもよい。成形型面３には、支持板５及び５′を成形型
１にボルト締めで固定するためのボルト用孔６が形成さ
れる。成形型１は、ウレタンゴム、ナイロン樹脂等有機
材料、ステンレス鋼、アルミナ等の無機材料の材質にて
製造される。
成形体の製造においては、成形型１の下面を予め下記
に説明する配置構成と同様にした後、中空部２に必要で
あれば可塑剤を添加した原料粉末９を充填して、充填後
必要に応じ保護シート７を配置し、その上部に例えば飴
ゴム等の圧媒膜４を配置し、さらにその上部に圧力媒体
からの圧力を伝達するための貫通孔８を有する例えば鋼
製の支持板５を配置して構成し、成形型面のボルト孔６
及び支持板５及び５′に設けたボルト孔６′とをボルト
締めして本発明の治具を気密にシールする。
に説明する配置構成と同様にした後、中空部２に必要で
あれば可塑剤を添加した原料粉末９を充填して、充填後
必要に応じ保護シート７を配置し、その上部に例えば飴
ゴム等の圧媒膜４を配置し、さらにその上部に圧力媒体
からの圧力を伝達するための貫通孔８を有する例えば鋼
製の支持板５を配置して構成し、成形型面のボルト孔６
及び支持板５及び５′に設けたボルト孔６′とをボルト
締めして本発明の治具を気密にシールする。
この場合の保護シート７は、充填した原料粉末が散乱
しないために、及び原料粉末が均一に充填されるために
使用され、例えばナイロン樹脂、アクリル等のシートを
用いるのがよい。本発明においては、上記のように作業
効率のために用いるものであり、保護シートを用いなく
ても成形可能である。
しないために、及び原料粉末が均一に充填されるために
使用され、例えばナイロン樹脂、アクリル等のシートを
用いるのがよい。本発明においては、上記のように作業
効率のために用いるものであり、保護シートを用いなく
ても成形可能である。
上記のように配置構成した本発明の等方加圧成形用治
具は、公知の等方加圧装置を用いて所定の成形体を製造
することができる。
具は、公知の等方加圧装置を用いて所定の成形体を製造
することができる。
実施例１ 第１図に示した治具において、360×360×５（mm）の
正方平板状の中空部２を有するステンレス鋼（SUS304）
製の金属成形型１の片面に飴ゴムを固定し、中空部27に
アルミナ粉末を水系溶媒で粉砕後、造粒した造粒粉末を
充填した。その後、開口側も同様に飴ゴムを固定し、フ
レーム両面に配置した各飴ゴムの外部に、直径10mmの貫
通孔をランダムに多数穿ったステンレス鋼（SUS304）製
の支持板５及び５′を配置し、支持板５及び５′と金属
成形型１をボルト締めにて固定、加圧することにより気
密にシートした。
正方平板状の中空部２を有するステンレス鋼（SUS304）
製の金属成形型１の片面に飴ゴムを固定し、中空部27に
アルミナ粉末を水系溶媒で粉砕後、造粒した造粒粉末を
充填した。その後、開口側も同様に飴ゴムを固定し、フ
レーム両面に配置した各飴ゴムの外部に、直径10mmの貫
通孔をランダムに多数穿ったステンレス鋼（SUS304）製
の支持板５及び５′を配置し、支持板５及び５′と金属
成形型１をボルト締めにて固定、加圧することにより気
密にシートした。
このアルミナ造粒粉末が充填された成形用治具に、水
圧による冷間等方加圧で0.5トン／cm2加圧した。その
後、支持板、飴ゴムを外し、金属フレームから成形体を
離脱し、360×360×５（mm）の正方平板状の成形体を得
た。得られた成形体を電気炉で最高温度1650℃の焼成を
行い、約320×320×４（mm）の焼結体を得た。
圧による冷間等方加圧で0.5トン／cm2加圧した。その
後、支持板、飴ゴムを外し、金属フレームから成形体を
離脱し、360×360×５（mm）の正方平板状の成形体を得
た。得られた成形体を電気炉で最高温度1650℃の焼成を
行い、約320×320×４（mm）の焼結体を得た。
得られた成形体の密度及び状態を第１表に示した。な
お、第１表中の成形密度は、成形体が完全に原料から生
成される酸化物からなるとしたときの密度を１として、
その相対比率（％）で表したものである。
お、第１表中の成形密度は、成形体が完全に原料から生
成される酸化物からなるとしたときの密度を１として、
その相対比率（％）で表したものである。
実施例２〜６ 実施例１と同様にして、第１表に示した成形原料粉末
を用いて、第１表に示した成形体を製造した。これら成
形体においても、反り、破損等のない良好な成形体を得
ることができた。得られた成形体の密度及び状態を第１
表に示した。
を用いて、第１表に示した成形体を製造した。これら成
形体においても、反り、破損等のない良好な成形体を得
ることができた。得られた成形体の密度及び状態を第１
表に示した。
実施例７〜11 Y2O3、BaCO3、CuOをモル比で1/2:2:3になるように調
合し、回転ミルにより混合後スプレードライで乾燥し
た。得られた調合粉末を920℃で10時間仮焼した後、粉
砕して有機溶媒を用いてスプレードライにて造粒した。
この造粒粉末を実施例１と同様にして成形用治具に充填
し、第１表に示す加圧力で水圧冷間等方加圧を行い、第
１表に示した平板状成形体を得た。得られた成形体を電
気炉にて最高温度960℃で６時間焼成して約320×320×
４（mm）の焼結体を得た。焼結体はいずれも反り、焼成
割れはなかった。得られた成形体の密度及び状態を第１
表に示した。
合し、回転ミルにより混合後スプレードライで乾燥し
た。得られた調合粉末を920℃で10時間仮焼した後、粉
砕して有機溶媒を用いてスプレードライにて造粒した。
この造粒粉末を実施例１と同様にして成形用治具に充填
し、第１表に示す加圧力で水圧冷間等方加圧を行い、第
１表に示した平板状成形体を得た。得られた成形体を電
気炉にて最高温度960℃で６時間焼成して約320×320×
４（mm）の焼結体を得た。焼結体はいずれも反り、焼成
割れはなかった。得られた成形体の密度及び状態を第１
表に示した。
ここで得られた焼結体は液体窒素中でマイスナ−効果
を示した。
を示した。
実施例12〜14 成形型の材質、成形体サイズ及び成形圧を第１表に示
したようにした以外は実施例１と同様にして成形した。
ここで得られた焼結体も、いずれも反り、焼成割れはな
かった。得られた成形体の密度及び状態を第１表に示し
た。
したようにした以外は実施例１と同様にして成形した。
ここで得られた焼結体も、いずれも反り、焼成割れはな
かった。得られた成形体の密度及び状態を第１表に示し
た。
比較例 実施例１で用いたものと同一のアルミナ造粒粉末を36
0×360×10（mm）の金型に充填して、プレス機により0.
2トン／cm2の圧力により成形した。この場合は、得られ
た成形体の強度が低いため、金型から離型するときに破
損して成形体を得ることができなかった。
0×360×10（mm）の金型に充填して、プレス機により0.
2トン／cm2の圧力により成形した。この場合は、得られ
た成形体の強度が低いため、金型から離型するときに破
損して成形体を得ることができなかった。
〔発明の効果〕 本発明は、平板状成形体を製造する場合に、金型プレ
ス工程を排除して等方加圧成形一工程により、原料粉末
から平板状成形体を、寸法精度よく且つ歩留りよく得る
ことができる。特に本発明の治具は、大型の平板状成形
体を得るためには、金型プレスに比し、等方加圧成形に
て著しく高い圧力が印加できるため、本発明の治具は優
れた効果を有する。
ス工程を排除して等方加圧成形一工程により、原料粉末
から平板状成形体を、寸法精度よく且つ歩留りよく得る
ことができる。特に本発明の治具は、大型の平板状成形
体を得るためには、金型プレスに比し、等方加圧成形に
て著しく高い圧力が印加できるため、本発明の治具は優
れた効果を有する。
第１図は、本発明の等方加圧用治具の一実施例を示した
概略説明図である。 １……成形型、２……中空部、３……成形型面 ４……圧媒膜、５、５′……支持板 ６、６′……ボルト孔、７……保護シート ８……圧力伝達貫通孔、９……粉末
概略説明図である。 １……成形型、２……中空部、３……成形型面 ４……圧媒膜、５、５′……支持板 ６、６′……ボルト孔、７……保護シート ８……圧力伝達貫通孔、９……粉末
Claims (3)
- 【請求項１】セラミックス等方加圧成形用治具におい
て、両面が開放された中空部を有する成形型と、該成形
型の中空部の両面に配置した圧媒膜とを備えたことを特
徴とするセラミックス等方加圧成形用治具。 - 【請求項２】両面が開放された中空部を有する成形型
と、該成形型中空部の両面に配置した圧媒膜と、該圧媒
膜外面部に配置される少なくとも１以上の貫通孔を有す
る圧力伝達板とを備えたことを特徴とするセラミックス
等方加圧成形用治具。 - 【請求項３】請求項（１）または（２）記載の該成形型
中空部にセラミックス原料粉末を充填後、該圧媒膜と該
成形型の枠材とを気密シールし、外部から等方加圧して
成形することを特徴とするセラミックス等方加圧成形方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1094364A JPH085049B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 |
| CA002014312A CA2014312A1 (en) | 1989-04-14 | 1990-04-10 | Jig and method for isostatic-pressing ceramics |
| EP90303905A EP0392818B1 (en) | 1989-04-14 | 1990-04-11 | Jig and method for isostatic-pressing ceramics |
| DE69006380T DE69006380T2 (de) | 1989-04-14 | 1990-04-11 | Setzform und Verfahren zum isostatischen Pressen von keramischen Materialien. |
| US08/158,485 US5415828A (en) | 1989-04-14 | 1993-11-29 | Jig and method for isostatically pressing ceramic powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1094364A JPH085049B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02273203A JPH02273203A (ja) | 1990-11-07 |
| JPH085049B2 true JPH085049B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14108255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1094364A Expired - Lifetime JPH085049B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5415828A (ja) |
| EP (1) | EP0392818B1 (ja) |
| JP (1) | JPH085049B2 (ja) |
| CA (1) | CA2014312A1 (ja) |
| DE (1) | DE69006380T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5498146A (en) * | 1994-04-05 | 1996-03-12 | General Electric Company | Apparatus for making metal alloy foils |
| IT1315606B1 (it) * | 2000-03-07 | 2003-03-14 | Franco Bagni | Semistampo perfezionato per la pressatura di manufatti ceramici. |
| CA2365786C (en) * | 2001-12-19 | 2010-10-19 | Rinox Inc. | Press and mould for precast cementitious article |
| CN102241053B (zh) * | 2011-08-25 | 2013-07-24 | 山东理工大学 | 锆宝石围棋盒盖的制备方法 |
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