JPS5978986A - セラミツク部品の製造方法 - Google Patents
セラミツク部品の製造方法Info
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- JPS5978986A JPS5978986A JP18990882A JP18990882A JPS5978986A JP S5978986 A JPS5978986 A JP S5978986A JP 18990882 A JP18990882 A JP 18990882A JP 18990882 A JP18990882 A JP 18990882A JP S5978986 A JPS5978986 A JP S5978986A
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- ceramic
- ceramic material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、金属等との直接的な接合ｋ Ｌ’Ｊ能とし
たセラミック部品の製造方法に関するものである。
たセラミック部品の製造方法に関するものである。
近年、エンジンの各梅部品例えば動弁系のロッカアーム
やカムシャフトなどにおいて、窒化珪素（Ｓｉ、Ｎ４）
や炭化珪素（Ｓ ｉ Ｏ，）などのセラミック材を用い
ることが検討されているが、この場合、ロッカアームや
カムシャフトの全体をセラミック化するのではなく、耐
摩耗性が要求されるロッカアームタペット部やカム部の
みをセラミック製とし、ロッカアーム本体や５シャフト
部は金属製とした複合型の構成が、強度勢の向から実際
的であると考えらｎている。このような構成において、
実用化に際して最も間組となるのは、ロッカアームタペ
ット部尋のセラミック部品とロッカアーム本体等金属部
との一体化が困難なことである。
やカムシャフトなどにおいて、窒化珪素（Ｓｉ、Ｎ４）
や炭化珪素（Ｓ ｉ Ｏ，）などのセラミック材を用い
ることが検討されているが、この場合、ロッカアームや
カムシャフトの全体をセラミック化するのではなく、耐
摩耗性が要求されるロッカアームタペット部やカム部の
みをセラミック製とし、ロッカアーム本体や５シャフト
部は金属製とした複合型の構成が、強度勢の向から実際
的であると考えらｎている。このような構成において、
実用化に際して最も間組となるのは、ロッカアームタペ
ット部尋のセラミック部品とロッカアーム本体等金属部
との一体化が困難なことである。
すなわち、９Ｌ米の接合方法としては、セラミックＢ１
−品の表向に、＃着法、Ｍｎ−Ｍｏ法等によって金属層
を形成し、この金属層を仲介として相手の金属部品にロ
ー伺は接合する方法が最も一般的に知られているが、上
記金属層とセラミック部品との間で十分な接合強度を得
ることができす、ロッカアーム等のように、衝撃を受け
るものでは、接合面に剥離音生じ易い。筐た一部では金
属部分を鋳造する際にセラミック部品を鋳ぐるむ方法も
考えられているが、やはり接合表向で熱膨張差等により
剥除し易く、ガタ付きを生じ易い。
−品の表向に、＃着法、Ｍｎ−Ｍｏ法等によって金属層
を形成し、この金属層を仲介として相手の金属部品にロ
ー伺は接合する方法が最も一般的に知られているが、上
記金属層とセラミック部品との間で十分な接合強度を得
ることができす、ロッカアーム等のように、衝撃を受け
るものでは、接合面に剥離音生じ易い。筐た一部では金
属部分を鋳造する際にセラミック部品を鋳ぐるむ方法も
考えられているが、やはり接合表向で熱膨張差等により
剥除し易く、ガタ付きを生じ易い。
この発明は上記のような現状に始みてなされたもので、
その目的とするところは、セラミック部品ノ接合面に微
細なタコツボ状の凹部を形成するようにして、他の金属
あるいは合胞樹脂等との接合が容易にかつ堅固に行える
ようにすることにある。
その目的とするところは、セラミック部品ノ接合面に微
細なタコツボ状の凹部を形成するようにして、他の金属
あるいは合胞樹脂等との接合が容易にかつ堅固に行える
ようにすることにある。
以下、この発１夕」に係るセラミック部品の製造方法１
に説明すると、先ずセラミック材料にガラス質粉末を混
合して複合セラミック拐料を形成する。
に説明すると、先ずセラミック材料にガラス質粉末を混
合して複合セラミック拐料を形成する。
ここで母材となるセラミック祠料としては特に限定され
るものでは無いが、各種構造部品に適した尚密度セラミ
ックを形成し得るものとして、例えば輩化珪素（Ｅｌ
ｉ、Ｎ４ ’）、炭化珪素（Ｓ１０）等の・非敵化物系
セラミック劇料やアルミナ（ＡｌｌｙＯｓ）％が挙けら
れる。尚、これは一般に粒径１〜１０ ｐ ｍ程度の粉
末である。一方、ガラス質粉末は通常の二酸化珪素（ｓ
ｉ０２）ｋ主としたもので、例えは粒径が５〜３０μｍ
″ｓｉのものを用いる。このガラス質粉末の粒径が過度
に大きいと、焼結したセラミック中で気孔と同様に母材
の強度低下の原因となるが、一般には□□□μｍ以下で
は殆ど問題とならない。また配合率としては、複合セラ
ミック材料に対する体８ｔチとして４０チ以下であるこ
とが同じく強度維持の点から望ましいが、この上限は主
体となるセラミック材料や製品に要求される強度に応じ
て変わることは勿論である。
るものでは無いが、各種構造部品に適した尚密度セラミ
ックを形成し得るものとして、例えば輩化珪素（Ｅｌ
ｉ、Ｎ４ ’）、炭化珪素（Ｓ１０）等の・非敵化物系
セラミック劇料やアルミナ（ＡｌｌｙＯｓ）％が挙けら
れる。尚、これは一般に粒径１〜１０ ｐ ｍ程度の粉
末である。一方、ガラス質粉末は通常の二酸化珪素（ｓ
ｉ０２）ｋ主としたもので、例えは粒径が５〜３０μｍ
″ｓｉのものを用いる。このガラス質粉末の粒径が過度
に大きいと、焼結したセラミック中で気孔と同様に母材
の強度低下の原因となるが、一般には□□□μｍ以下で
は殆ど問題とならない。また配合率としては、複合セラ
ミック材料に対する体８ｔチとして４０チ以下であるこ
とが同じく強度維持の点から望ましいが、この上限は主
体となるセラミック材料や製品に要求される強度に応じ
て変わることは勿論である。
この混合された複合セラミック材料は、次に適宜な方法
によって所定の部品形状に焼成される。
によって所定の部品形状に焼成される。
焼成方法としては、例えば加圧成形後に焼結を行う反応
焼結法、常圧焼結法あるいは加圧と同時に焼結を行うホ
ットプレス走法等公知の方法が用いられ、部品形状等に
応じて適宜に選択される。こ゛のように焼成することに
よって、Ｓｉ、Ｎ４ 等の母材は、その結晶粒が緻密
に組み合わさった状態に固まり、かつこれに配合された
ガラス質は、その間に数μｍ程度の大きさで散在する。
焼結法、常圧焼結法あるいは加圧と同時に焼結を行うホ
ットプレス走法等公知の方法が用いられ、部品形状等に
応じて適宜に選択される。こ゛のように焼成することに
よって、Ｓｉ、Ｎ４ 等の母材は、その結晶粒が緻密
に組み合わさった状態に固まり、かつこれに配合された
ガラス質は、その間に数μｍ程度の大きさで散在する。
そして、次にこの焼成されたセラミック部品の所定の表
面をエツチング処理し、その表面に島田したガラス質部
分を除去する。尚、更に高い精度が要求される場合には
、このエツチング処理に先立ってダイヤモンド砥石等に
ょ゛る研摩加工を予め行うようにする。上記エツチング
処理は、母材となるセラミック材を冒すことなく表面の
ガラス質部分のみを除去するように、酸もしくはアルカ
リ溶液からなるエツチング浴による方法や、あるいは適
当な温腿の火炎によりガラス質部分のみを焼却する方法
などの中から、母材となるセラミック材の特性に応じて
選択される。エツチング浴の一例としては、７ツ化水素
（ＨＦ ）等の敵や、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フ
ッ化水素カリウム（Ｋ ＨＦ、）等のアルカリ溶液が挙
けられる。
面をエツチング処理し、その表面に島田したガラス質部
分を除去する。尚、更に高い精度が要求される場合には
、このエツチング処理に先立ってダイヤモンド砥石等に
ょ゛る研摩加工を予め行うようにする。上記エツチング
処理は、母材となるセラミック材を冒すことなく表面の
ガラス質部分のみを除去するように、酸もしくはアルカ
リ溶液からなるエツチング浴による方法や、あるいは適
当な温腿の火炎によりガラス質部分のみを焼却する方法
などの中から、母材となるセラミック材の特性に応じて
選択される。エツチング浴の一例としては、７ツ化水素
（ＨＦ ）等の敵や、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フ
ッ化水素カリウム（Ｋ ＨＦ、）等のアルカリ溶液が挙
けられる。
上記のエツチング処理によシ表面に散在していたガラス
質が除去される結果、完成したセラミック部品の表面に
は、図に示すように、タコツボ状の四部１か多数形成さ
れる。個々の凹部１の大きさは、原拐料であるガラス質
粉末の粒径によるが、例えば口径が数μｍ程度のもので
ある。また、エツチング処理は次面にのみ作用するため
内部では母相となるセラミック材２内にガラス質３が堅
固に結合した状態のままであり、セラミックとして重装
な緻密性はイ０」ら損われていない。
質が除去される結果、完成したセラミック部品の表面に
は、図に示すように、タコツボ状の四部１か多数形成さ
れる。個々の凹部１の大きさは、原拐料であるガラス質
粉末の粒径によるが、例えば口径が数μｍ程度のもので
ある。また、エツチング処理は次面にのみ作用するため
内部では母相となるセラミック材２内にガラス質３が堅
固に結合した状態のままであり、セラミックとして重装
な緻密性はイ０」ら損われていない。
従って、強ＩＷあるいは耐摩耗性等の点では十分に優れ
た特性を維持でき、その一方でエツチングした接合面に
おいては凹部１により金属あるいは合成樹脂等との接合
？極めて各易なものとすることができる。特に、接合面
に形成される凹部１が微視的には一部でタコツボ状ｔな
し、ここに入シ込んだ金属等に対して物理的結合を強め
る効果を奏することができるため、接合強度が飛躍的に
向上するのである。例えば前述したロッカアームやカム
シャツｌに適用した場合、蒸着もしくは溶射等による中
間金属Ｎ全弁しての接合は勿論のこと、直接的なロー付
は接合や鋳込みによる接合がｉ」能となる。
た特性を維持でき、その一方でエツチングした接合面に
おいては凹部１により金属あるいは合成樹脂等との接合
？極めて各易なものとすることができる。特に、接合面
に形成される凹部１が微視的には一部でタコツボ状ｔな
し、ここに入シ込んだ金属等に対して物理的結合を強め
る効果を奏することができるため、接合強度が飛躍的に
向上するのである。例えば前述したロッカアームやカム
シャツｌに適用した場合、蒸着もしくは溶射等による中
間金属Ｎ全弁しての接合は勿論のこと、直接的なロー付
は接合や鋳込みによる接合がｉ」能となる。
尚、接合向が部品の一方に集中している場合には、複合
セラミック材料を用いて成形する際に、主体となるセラ
ミック材料とガラス質粉末との比１走を利用して遠心力
めるいは１厘によシガラス貴粉末を接合面側に偏在させ
るようにすることも可ｈヒである。
セラミック材料を用いて成形する際に、主体となるセラ
ミック材料とガラス質粉末との比１走を利用して遠心力
めるいは１厘によシガラス貴粉末を接合面側に偏在させ
るようにすることも可ｈヒである。
次に本発明の具体的な一実施例を説明する。
先ず、主体となるセラミック材料としてＳｉ、Ｎ４の粉
末Ｃ粒径１〜１０μｍ程度のもの）を用い、これに５１
０２の粉末（粒径５〜３０μｍ程度のもの）を、全体に
対する配合率が１０体槓チとなるように均一に配合する
。この複合セラミック材料を加圧成形した後、常圧、
１３００℃のＮ２雰囲気中で焼結し、所定形状のセラミ
ック部品を形成する。次いで、ｆ’Ｊｒ定の接合向とな
る面をダイヤモンド砥石にて研摩し、その後約５００℃
に加熱したＨＦ５０％溶液中に投入して釣力分間エツチ
ング処理を行い、最後に水洗する。これによシ接合面に
通常のロー付は処理が十分に可能なセラミック部品を得
ることができた。
末Ｃ粒径１〜１０μｍ程度のもの）を用い、これに５１
０２の粉末（粒径５〜３０μｍ程度のもの）を、全体に
対する配合率が１０体槓チとなるように均一に配合する
。この複合セラミック材料を加圧成形した後、常圧、
１３００℃のＮ２雰囲気中で焼結し、所定形状のセラミ
ック部品を形成する。次いで、ｆ’Ｊｒ定の接合向とな
る面をダイヤモンド砥石にて研摩し、その後約５００℃
に加熱したＨＦ５０％溶液中に投入して釣力分間エツチ
ング処理を行い、最後に水洗する。これによシ接合面に
通常のロー付は処理が十分に可能なセラミック部品を得
ることができた。
以上の説明で明らかなように、この発明によれば、金属
等との強固な接合が可能な面を極めて簡単な工程にて得
ることかでき、例えばエンジンの動弁系部品などをセラ
ミック化する上で大きな障害となっていたセラミック部
品と金属との接合上の問題を解消できる。
等との強固な接合が可能な面を極めて簡単な工程にて得
ることかでき、例えばエンジンの動弁系部品などをセラ
ミック化する上で大きな障害となっていたセラミック部
品と金属との接合上の問題を解消できる。
図はこの発明によ＃）製造されたセラミック部品表向の
拡大断面図である。
拡大断面図である。
Claims (1)
- （１） セラミック材料にガラス貴粉末を混合して複
合セラミック材料を形成する工程と、この複合セラミッ
ク材料全所定の部品形状に焼成する工程と、この焼成さ
れたセラミック部品のノ９１定の表面に霧出したガラス
員部分を除去処理する工程とを俯えたことを％徴とする
セラミック部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990882A JPS5978986A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | セラミツク部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990882A JPS5978986A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | セラミツク部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5978986A true JPS5978986A (ja) | 1984-05-08 |
Family
ID=16249211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18990882A Pending JPS5978986A (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | セラミツク部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5978986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0224087A2 (de) * | 1985-11-29 | 1987-06-03 | Bernhard Thiel | Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Formteile aus Keramik und durch das Verfahren erhaltene Membran für Schallwandler |
| JP5844972B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2016-01-20 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板、プローブカード及びセラミック基板の製造方法 |
-
1982
- 1982-10-28 JP JP18990882A patent/JPS5978986A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0224087A2 (de) * | 1985-11-29 | 1987-06-03 | Bernhard Thiel | Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Formteile aus Keramik und durch das Verfahren erhaltene Membran für Schallwandler |
| JP5844972B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2016-01-20 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板、プローブカード及びセラミック基板の製造方法 |
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