JPH11322443A - セラミックス焼結体の製造方法 - Google Patents
セラミックス焼結体の製造方法Info
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- JPH11322443A JPH11322443A JP10126449A JP12644998A JPH11322443A JP H11322443 A JPH11322443 A JP H11322443A JP 10126449 A JP10126449 A JP 10126449A JP 12644998 A JP12644998 A JP 12644998A JP H11322443 A JPH11322443 A JP H11322443A
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- ceramic sintered
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切断することが困難であるセラミックスの所
望形状の焼結体を、ダイヤモンドカッターのような超硬
工具を用いずに、簡単に製造する方法を提供する。 【解決手段】 焼結用グリーンシート又はグリーンブロ
ックを所定の形状に裁断したのち、各裁断面に離型剤を
介挿して再びシート又はブロック形状に組み合わせ、加
圧焼結し、得られた焼結体を各裁断面で分離する。
望形状の焼結体を、ダイヤモンドカッターのような超硬
工具を用いずに、簡単に製造する方法を提供する。 【解決手段】 焼結用グリーンシート又はグリーンブロ
ックを所定の形状に裁断したのち、各裁断面に離型剤を
介挿して再びシート又はブロック形状に組み合わせ、加
圧焼結し、得られた焼結体を各裁断面で分離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望形状のセラミ
ックス焼結体を、超硬材料から成る切断工具を用いずに
製造する方法に関するものである。
ックス焼結体を、超硬材料から成る切断工具を用いずに
製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】タングステン、モリブデン、チタン、タ
ンタル、ジルコニウムのような金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物又はケイ化物や炭化ケイ素、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、ケイ化ホウ素などの超硬質セラミック
スは、工具、電気絶縁材、るつぼ材、原子炉材料、発熱
体、タービン材、サーメット材、高温用電極、コーティ
ング材などとして広く用いられている。
ンタル、ジルコニウムのような金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物又はケイ化物や炭化ケイ素、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、ケイ化ホウ素などの超硬質セラミック
スは、工具、電気絶縁材、るつぼ材、原子炉材料、発熱
体、タービン材、サーメット材、高温用電極、コーティ
ング材などとして広く用いられている。
【０００３】これらの超硬質セラミックスは、通常ホッ
トプレス装置を用いた加圧焼結法によって製造されてい
るが、従来、これを用途に応じて所望の形状に加工する
には、得られた焼結体をダイヤモンドカッターその他の
超硬材料から成る切断工具を用いて切断する方法がとら
れていた。
トプレス装置を用いた加圧焼結法によって製造されてい
るが、従来、これを用途に応じて所望の形状に加工する
には、得られた焼結体をダイヤモンドカッターその他の
超硬材料から成る切断工具を用いて切断する方法がとら
れていた。
【０００４】しかしながら、このような方法において
は、超硬質焼結体は、それ自体高硬度のため、ダイヤモ
ンドカッターに用いるダイヤモンド砥粒の消耗が著し
く、高コストになるのを避けられない上に、切断に長時
間を要し、作業能率が低いという欠点を有していた。そ
のほか、放電加工やレーザー加工により切断することも
提案されているが、これには特殊な装置を必要とする上
に、適用範囲が制限されるという欠点がある。
は、超硬質焼結体は、それ自体高硬度のため、ダイヤモ
ンドカッターに用いるダイヤモンド砥粒の消耗が著し
く、高コストになるのを避けられない上に、切断に長時
間を要し、作業能率が低いという欠点を有していた。そ
のほか、放電加工やレーザー加工により切断することも
提案されているが、これには特殊な装置を必要とする上
に、適用範囲が制限されるという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
切断することが困難であるセラミックスの所望形状の焼
結体を、ダイヤモンドカッターのような超硬工具を用い
ずに、簡単に製造する方法を提供することを目的として
なされたものである。
切断することが困難であるセラミックスの所望形状の焼
結体を、ダイヤモンドカッターのような超硬工具を用い
ずに、簡単に製造する方法を提供することを目的として
なされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、セラミッ
クスの所要形状の焼結体を製造する際に、焼結前のグリ
ーンシートは塑性を有し、加工しやすい点に着目し、そ
の状態で所望の形状に裁断しておき、各裁断面に離型剤
を介して再び組み合わせて焼結したのち、その裁断面か
ら分離することにより、簡単に所望形状の焼結体を製造
しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなす
に至った。
クスの所要形状の焼結体を製造する際に、焼結前のグリ
ーンシートは塑性を有し、加工しやすい点に着目し、そ
の状態で所望の形状に裁断しておき、各裁断面に離型剤
を介して再び組み合わせて焼結したのち、その裁断面か
ら分離することにより、簡単に所望形状の焼結体を製造
しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなす
に至った。
【０００７】すなわち、本発明は、焼結用グリーンシー
ト又はグリーンブロックを所定の形状に裁断したのち、
各裁断面に離型剤を介挿して再びシート又はブロック形
状に組み合わせ、加圧焼結し、得られた焼結体を各裁断
面で分離することを特徴とするセラミックス焼結体の製
造方法を提供するものである。
ト又はグリーンブロックを所定の形状に裁断したのち、
各裁断面に離型剤を介挿して再びシート又はブロック形
状に組み合わせ、加圧焼結し、得られた焼結体を各裁断
面で分離することを特徴とするセラミックス焼結体の製
造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明方法において用いる焼結用
グリーンシートは、セラミックスを製造するのに通常使
用している原料混合物、例えば金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物、ケイ化物又は焼成によりこれらに変
化しうる化合物の粉末混合物に有機バインダー例えばポ
リビニルアルコール、アクリル樹脂などを含む水溶液又
は有機溶剤溶液を加えてシート状又はブロック状に成形
し、乾燥したものであり、これまでセラミックスの製造
の際に用いられている原料シートの焼結前の未硬化のシ
ート又はブロックをそのまま用いることができる。
グリーンシートは、セラミックスを製造するのに通常使
用している原料混合物、例えば金属の酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物、ケイ化物又は焼成によりこれらに変
化しうる化合物の粉末混合物に有機バインダー例えばポ
リビニルアルコール、アクリル樹脂などを含む水溶液又
は有機溶剤溶液を加えてシート状又はブロック状に成形
し、乾燥したものであり、これまでセラミックスの製造
の際に用いられている原料シートの焼結前の未硬化のシ
ート又はブロックをそのまま用いることができる。
【０００９】上記の金属の酸化物、炭化物、窒化物、ホ
ウ化物、ケイ化物の例としては、アルミナ、ベリリア、
トリアのような酸化物、炭化ケイ素、炭化チタンのよう
な炭化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム
のような窒化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウムの
ようなホウ化物、ケイ化モリブデン、ケイ化ホウ素のよ
うなケイ化物を挙げることができる。また、これらの化
合物に変わりうるものとしては、対応する金属の炭酸
塩、炭酸水素塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩などがある。
ウ化物、ケイ化物の例としては、アルミナ、ベリリア、
トリアのような酸化物、炭化ケイ素、炭化チタンのよう
な炭化物、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム
のような窒化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウムの
ようなホウ化物、ケイ化モリブデン、ケイ化ホウ素のよ
うなケイ化物を挙げることができる。また、これらの化
合物に変わりうるものとしては、対応する金属の炭酸
塩、炭酸水素塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩などがある。
【００１０】次に、この焼結用グリーンシート又はグリ
ーンブロックの裁断は、普通の軟質シート又はブロック
を裁断するのに慣用されている装置又は工具例えばダイ
シングソー、ナイフ刃を用いて行われる。また、各裁断
面に介挿する離型剤は、焼結後に各裁断片を相互に分離
可能にするためのものである。したがって、焼成温度に
おいて融着することのない耐熱性材料、例えば六方晶窒
化ホウ素や黒鉛などが用いられる。この離型剤は各裁断
面に介挿可能なシート状に成形して用いてもよいし、各
裁断面に吹き付け等によって塗着させうるように、適当
な有機バインダーを加えた粉末状又はペースト状で用い
てもよい。この際の有機バインダーとしては、通常ポリ
ビニルアルコール、アクリル樹脂などが用いられるが、
特に制限はない。さらに本発明方法においては、再び組
み合わせたグリーンシートの複数枚を離型剤を介して積
層してユニットを形成させ、これを加圧焼結してより効
率的に多数の焼結体を得ることもできる。
ーンブロックの裁断は、普通の軟質シート又はブロック
を裁断するのに慣用されている装置又は工具例えばダイ
シングソー、ナイフ刃を用いて行われる。また、各裁断
面に介挿する離型剤は、焼結後に各裁断片を相互に分離
可能にするためのものである。したがって、焼成温度に
おいて融着することのない耐熱性材料、例えば六方晶窒
化ホウ素や黒鉛などが用いられる。この離型剤は各裁断
面に介挿可能なシート状に成形して用いてもよいし、各
裁断面に吹き付け等によって塗着させうるように、適当
な有機バインダーを加えた粉末状又はペースト状で用い
てもよい。この際の有機バインダーとしては、通常ポリ
ビニルアルコール、アクリル樹脂などが用いられるが、
特に制限はない。さらに本発明方法においては、再び組
み合わせたグリーンシートの複数枚を離型剤を介して積
層してユニットを形成させ、これを加圧焼結してより効
率的に多数の焼結体を得ることもできる。
【００１１】次に、本発明方法の１例を添付図面に従っ
て説明する。図１は、本発明方法により短冊状チップ焼
結体を製造する工程を示した斜視図であって、先ず焼結
用グリーンシート１を裁断具２により裁断し（イ）、複
数個の短冊状チップ３，…を得る（ロ）。次に各裁断面
に離型剤シート４，…を介挿して元のシート状に組み合
わせる。次にこのようにして離型剤シート４を介挿した
焼結用グリーンシート１′，１″を、さらに別の離型剤
シート５，…を介して複数枚重ね合わせて（ハ）、ユニ
ット６（ニ）を形成する。このようにして得たユニット
６をホットプレス機に装填し、加圧焼結する。この際、
離型剤シートを介挿する代りに離型剤の塗着面を設ける
こともできる。
て説明する。図１は、本発明方法により短冊状チップ焼
結体を製造する工程を示した斜視図であって、先ず焼結
用グリーンシート１を裁断具２により裁断し（イ）、複
数個の短冊状チップ３，…を得る（ロ）。次に各裁断面
に離型剤シート４，…を介挿して元のシート状に組み合
わせる。次にこのようにして離型剤シート４を介挿した
焼結用グリーンシート１′，１″を、さらに別の離型剤
シート５，…を介して複数枚重ね合わせて（ハ）、ユニ
ット６（ニ）を形成する。このようにして得たユニット
６をホットプレス機に装填し、加圧焼結する。この際、
離型剤シートを介挿する代りに離型剤の塗着面を設ける
こともできる。
【００１２】このように、本発明方法においては、焼結
する前の塑性を有するグリーンシートやグリーンブロッ
クの状態で裁断するので非常に加工がしやすく、かつそ
の裁断面に離型剤を介して裁断前の形状に組み合わせて
通常のホットプレスと同じ条件下で焼成する。その結
果、各裁断片の再接合が防止され、所望の形状のセラミ
ックス焼結体が得られるが、このセラミックス焼結体
は、従来の未裁断で焼結する方法で得られたものと全く
同じ密度及び物性を有し、焼結前の裁断による不都合は
全く認められない。また、離型剤として、スプレー形式
のものを用いると、加工形状が小さい場合に、吹き付け
材料中の有機溶剤が裁断したグリーンシートに含まれる
有機バインダーに作用し、加工した焼結体が変形するお
それがあるが、シート状離型剤を用いるとこのような変
形を防止することができる。
する前の塑性を有するグリーンシートやグリーンブロッ
クの状態で裁断するので非常に加工がしやすく、かつそ
の裁断面に離型剤を介して裁断前の形状に組み合わせて
通常のホットプレスと同じ条件下で焼成する。その結
果、各裁断片の再接合が防止され、所望の形状のセラミ
ックス焼結体が得られるが、このセラミックス焼結体
は、従来の未裁断で焼結する方法で得られたものと全く
同じ密度及び物性を有し、焼結前の裁断による不都合は
全く認められない。また、離型剤として、スプレー形式
のものを用いると、加工形状が小さい場合に、吹き付け
材料中の有機溶剤が裁断したグリーンシートに含まれる
有機バインダーに作用し、加工した焼結体が変形するお
それがあるが、シート状離型剤を用いるとこのような変
形を防止することができる。
【００１３】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００１４】実施例１ 窒化ケイ素１００重量部に対しシリカ４重量部とアルミ
ナ５重量部を配合した粉末混合物に、全重量に基づき３
重量％のアクリル樹脂とトルエン−エタノール混合物に
溶解して加え、シート成形した。次にそのシートを５０
０ｋｇ／ｃｍ2で仮プレスしたのち、ダイシングソーを
用いて裁断し、縦５０ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ２ｍｍの短
冊状細片６枚を作成した。次いで、六方晶窒化ホウ素粉
末にアクリル樹脂３重量％を加え、各裁断面形状に一致
するようにして成形した厚さ１ｍｍの離型剤シートを各
断面間に挟み込み、全体を裁断前の形状に組み合わせた
のち、金型に装填し、７００ｋｇ／ｃｍ2、５０℃にお
いて加熱プレスし、元の形状のグリーンシートに復元し
た。このグリーンシートを窒素１気圧雰囲気中、プレス
圧２００ｋｇ／ｃｍ2、焼成温度１７３０℃でホットプ
レスした。得られた焼結体を型から取り出し、離型剤層
の部分で分離することにより、所望のセラミックス焼結
体が得られた。このものの密度をＪＩＳ Ｃ２１４１の
方法に従って測定したところ、相対密度は９６％であ
り、グリーンシートを裁断しないで焼結した場合の密度
と同じであった。
ナ５重量部を配合した粉末混合物に、全重量に基づき３
重量％のアクリル樹脂とトルエン−エタノール混合物に
溶解して加え、シート成形した。次にそのシートを５０
０ｋｇ／ｃｍ2で仮プレスしたのち、ダイシングソーを
用いて裁断し、縦５０ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ２ｍｍの短
冊状細片６枚を作成した。次いで、六方晶窒化ホウ素粉
末にアクリル樹脂３重量％を加え、各裁断面形状に一致
するようにして成形した厚さ１ｍｍの離型剤シートを各
断面間に挟み込み、全体を裁断前の形状に組み合わせた
のち、金型に装填し、７００ｋｇ／ｃｍ2、５０℃にお
いて加熱プレスし、元の形状のグリーンシートに復元し
た。このグリーンシートを窒素１気圧雰囲気中、プレス
圧２００ｋｇ／ｃｍ2、焼成温度１７３０℃でホットプ
レスした。得られた焼結体を型から取り出し、離型剤層
の部分で分離することにより、所望のセラミックス焼結
体が得られた。このものの密度をＪＩＳ Ｃ２１４１の
方法に従って測定したところ、相対密度は９６％であ
り、グリーンシートを裁断しないで焼結した場合の密度
と同じであった。
【００１５】実施例２ 炭化ケイ素１００重量部に、炭化ホウ素０．５重量部及
び微粉炭素２．５重量部を配合した粉末混合物にバイン
ダーとしてポリビニルアルコール３重量％を水溶液とし
て加えて混練し、ふるいを通して、径１ｍｍ、厚さ２ｍ
ｍの顆粒を調製した。次いで、この顆粒をプレス圧１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2を用いて、縦５６ｍｍ、横６５ｍｍ、厚さ
９０ｍｍのブロック状に成形したのち、ダイヤモンドカ
ッターを用いて３等分し、縦５６ｍｍ、横６５ｍｍ、厚
さ３０ｍｍのブロック３個を得た。次に、この裁断面に
カーボン粉末をスプレーしたのち、再び元の形状に重ね
合わせ、アルゴンガス１気圧雰囲気中、プレス圧２００
ｋｇ／ｃｍ2、焼成温度２０５０℃の条件下でホットプ
レスした。得られた焼結体は、ホットプレスのモールド
から取り出す段階で裁断された状態に簡単に分離した。
これらの焼結体の密度をＪＩＳ Ｃ２１４１の方法に従
って測定したところ、相対密度は９９％であり、グリー
ンブロックを裁断しないで焼結した場合の密度と全く同
じであった。
び微粉炭素２．５重量部を配合した粉末混合物にバイン
ダーとしてポリビニルアルコール３重量％を水溶液とし
て加えて混練し、ふるいを通して、径１ｍｍ、厚さ２ｍ
ｍの顆粒を調製した。次いで、この顆粒をプレス圧１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2を用いて、縦５６ｍｍ、横６５ｍｍ、厚さ
９０ｍｍのブロック状に成形したのち、ダイヤモンドカ
ッターを用いて３等分し、縦５６ｍｍ、横６５ｍｍ、厚
さ３０ｍｍのブロック３個を得た。次に、この裁断面に
カーボン粉末をスプレーしたのち、再び元の形状に重ね
合わせ、アルゴンガス１気圧雰囲気中、プレス圧２００
ｋｇ／ｃｍ2、焼成温度２０５０℃の条件下でホットプ
レスした。得られた焼結体は、ホットプレスのモールド
から取り出す段階で裁断された状態に簡単に分離した。
これらの焼結体の密度をＪＩＳ Ｃ２１４１の方法に従
って測定したところ、相対密度は９９％であり、グリー
ンブロックを裁断しないで焼結した場合の密度と全く同
じであった。
【００１６】
【発明の効果】本発明によると、焼結前の軟かい状態で
裁断するので、超硬材料の切断具を用いる必要がない上
に、従来方法に比べ加工時間を著しく短縮しうるという
利点がある。
裁断するので、超硬材料の切断具を用いる必要がない上
に、従来方法に比べ加工時間を著しく短縮しうるという
利点がある。
【図１】 本発明方法の１例の工程を示す斜視図。
１，１′，１″グリーンシート ２ 裁断具 ３ チップ ４，５ 離型剤シート ６ グリーンシートユニット
Claims (6)
- 【請求項１】 焼結用グリーンシート又はグリーンブロ
ックを所定の形状に裁断したのち、各裁断面に離型剤を
介挿して再びシート又はブロック形状に組み合わせ、加
圧焼結し、得られた焼結体を各裁断面で分離することを
特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 各裁断面間にシート状離型剤を介挿して
行う請求項１記載のセラミックス焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 各裁断面に離型剤粉末を塗着させて行う
請求項１記載のセラミックス焼結体の製造方法。 - 【請求項４】 離型剤を介挿してシート形状に組み合わ
せた複数のグリーンシートをそれぞれの間に離型剤を介
して積層してユニットを形成したのち、加圧焼結する請
求項１記載のセラミックス焼結体の製造方法。 - 【請求項５】 離型剤が六方晶窒化ホウ素であり、セラ
ミックス焼結体の主組成が窒化物、ホウ化物及びケイ化
物である請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックス
焼結体の製造方法。 - 【請求項６】 離型剤が炭素粉末であり、セラミックス
焼結体の主組成が炭化物である請求項１〜４のいずれか
に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126449A JPH11322443A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126449A JPH11322443A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322443A true JPH11322443A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=14935500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10126449A Withdrawn JPH11322443A (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11322443A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011178598A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Hitachi Metals Ltd | 窒化珪素基板の製造方法および窒化珪素基板 |
| CN102264493A (zh) * | 2008-12-24 | 2011-11-30 | 米其林技术公司 | 制造用于轮胎模具的覆盖元件和支撑元件的方法 |
| CN114873999A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-09 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种陶瓷材料的热处理方法及用于陶瓷材料热处理的脱模纸 |
| US20220288683A1 (en) * | 2014-04-24 | 2022-09-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method of making cermet or cemented carbide powder |
-
1998
- 1998-05-08 JP JP10126449A patent/JPH11322443A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102264493A (zh) * | 2008-12-24 | 2011-11-30 | 米其林技术公司 | 制造用于轮胎模具的覆盖元件和支撑元件的方法 |
| US20110309230A1 (en) * | 2008-12-24 | 2011-12-22 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Method of manufacturing a lining element and a support element which are intended for a tire mould |
| US8614405B2 (en) * | 2008-12-24 | 2013-12-24 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Method of manufacturing a lining element |
| JP2011178598A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Hitachi Metals Ltd | 窒化珪素基板の製造方法および窒化珪素基板 |
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| CN114873999A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-09 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种陶瓷材料的热处理方法及用于陶瓷材料热处理的脱模纸 |
| CN114873999B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-27 | 常熟佳合显示科技有限公司 | 一种陶瓷材料的热处理方法及用于陶瓷材料热处理的脱模纸 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |