JPS60180966A - 高温安定な、高密度セラミツク成形体の製法 - Google Patents
高温安定な、高密度セラミツク成形体の製法Info
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- JPS60180966A JPS60180966A JP60012737A JP1273785A JPS60180966A JP S60180966 A JPS60180966 A JP S60180966A JP 60012737 A JP60012737 A JP 60012737A JP 1273785 A JP1273785 A JP 1273785A JP S60180966 A JPS60180966 A JP S60180966A
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- pressed material
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- 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
- B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
- B28B3/025—Hot pressing, e.g. of ceramic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S264/00—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
- Y10S264/65—Processes of preheating prior to molding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】
本発明は、プレスダイス中で1600℃より上の温度お
よび高い圧力でプレス成形材罠力を作用させることによ
り、1種以上の成分から成る高温安定の高密度セラミッ
ク成形体を製造する方法に関する。
よび高い圧力でプレス成形材罠力を作用させることによ
り、1種以上の成分から成る高温安定の高密度セラミッ
ク成形体を製造する方法に関する。
従来の技術
高温安定のセラミック成形体は、一連の利点によりすぐ
れている;この際殊に1200°Cより上における機械
的外力耐性が重要である。材料としてはたとえば高温安
定の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物およ
びこれらの物質の混合物が使用される。
れている;この際殊に1200°Cより上における機械
的外力耐性が重要である。材料としてはたとえば高温安
定の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物およ
びこれらの物質の混合物が使用される。
これまで工業的規模で試験された、このような成形体の
製法は、主に粉末ないしは粉末混合物を圧縮し、引続き
プレス成形材を焼結することによる(圧縮−焼結法)。
製法は、主に粉末ないしは粉末混合物を圧縮し、引続き
プレス成形材を焼結することによる(圧縮−焼結法)。
さらに、未処理のないしは予備焼結されたセラミック成
形体を、静水圧圧縮(heissisostatioc
hθB Pressen )により加工する方法も公知
である(たとえばAm、 Ceram、 Soc、 、
Bull、 54版(1975年)、第2巻第201〜
205ページ)。
形体を、静水圧圧縮(heissisostatioc
hθB Pressen )により加工する方法も公知
である(たとえばAm、 Ceram、 Soc、 、
Bull、 54版(1975年)、第2巻第201〜
205ページ)。
作業温度は材料上の理由から焼結の際も熱間プレスの際
も2000℃より下に制限されているので、必要な高い
密度値は、殊に高融点セラミックの場合、通常は焼結助
剤の添加によってのみ達成できる。しかしながらこれは
、高温で負荷した際には不利に所望でないクリープ特性
を惹起する。重要な欠点は、焼結工程時間にも存在する
(数時間)。
も2000℃より下に制限されているので、必要な高い
密度値は、殊に高融点セラミックの場合、通常は焼結助
剤の添加によってのみ達成できる。しかしながらこれは
、高温で負荷した際には不利に所望でないクリープ特性
を惹起する。重要な欠点は、焼結工程時間にも存在する
(数時間)。
静水圧圧縮の際にはこれに加えて、熱および圧力がプレ
ス成形材とダイスに同時に長時間にわたって作用する。
ス成形材とダイスに同時に長時間にわたって作用する。
これは殊に、高温の装置成分を熱絶縁するために極めて
費用のがかる構造を必要とする。プレス成形サイクルそ
れ自体は同様に長時間かかり、かつ通常は数時間の範囲
内にある。
費用のがかる構造を必要とする。プレス成形サイクルそ
れ自体は同様に長時間かかり、かつ通常は数時間の範囲
内にある。
発明が解決しようとする問題点
従って本発明の課題は、ダイスの過度の負荷および焼結
助剤の適用なしに急速((進行する。
助剤の適用なしに急速((進行する。
プレスダイス中で1300’Cより上の温度および高い
圧力でプレス加工材に力を作用させることにより1つ以
上の成分からなる高温安定の高密度セラミック成形体を
製造する方法を提供することであった。
圧力でプレス加工材に力を作用させることにより1つ以
上の成分からなる高温安定の高密度セラミック成形体を
製造する方法を提供することであった。
問題点を解決するだめの手段
この課題は、本発明により、プレス加工材をプレスダイ
スの外−で、必要な圧縮温度に加熱し、引続き1〜10
m/θeaの速度で急速に動くプレスポンチにより反対
側から下ダイスにより閉じられる冷たいプレスダイス中
へ移し、そこで圧縮し、プレスダイスから圧縮方向へ突
出し、その際加熱炉からプレスダイスまでのプレス加工
材の運搬時間とプレスダイス中での滞留時間とからなる
和は、プレス加工材中に形成する、プレス加工材の中心
部とプレス加工材の表面との間の温度差が150℃を越
えずかつプレスダイス中での滞留時間が3 m5ecよ
り小さいように定めることによって解決された。
スの外−で、必要な圧縮温度に加熱し、引続き1〜10
m/θeaの速度で急速に動くプレスポンチにより反対
側から下ダイスにより閉じられる冷たいプレスダイス中
へ移し、そこで圧縮し、プレスダイスから圧縮方向へ突
出し、その際加熱炉からプレスダイスまでのプレス加工
材の運搬時間とプレスダイス中での滞留時間とからなる
和は、プレス加工材中に形成する、プレス加工材の中心
部とプレス加工材の表面との間の温度差が150℃を越
えずかつプレスダイス中での滞留時間が3 m5ecよ
り小さいように定めることによって解決された。
加熱されたプレス加工材を運搬工程およびプレス加工工
程の間プレス加工物表面上で最高的10.0℃に冷却す
るのが有利であることが立証されたが、これは加熱炉と
ダイスとの間におけるプレス加工材の迅速な運搬を前提
とする。この運搬は特に、ダイス開口の前に終わる落下
区間(Fa’1lstrθckθ)を用いて行なわれる
。
程の間プレス加工物表面上で最高的10.0℃に冷却す
るのが有利であることが立証されたが、これは加熱炉と
ダイスとの間におけるプレス加工材の迅速な運搬を前提
とする。この運搬は特に、ダイス開口の前に終わる落下
区間(Fa’1lstrθckθ)を用いて行なわれる
。
成形体が数種の物質を含有する場合、成形温度を成形体
の最低融点成分の融点より下に保つのが有利であること
も判明した。特に、成形温度は最低融点成分の融点より
も約100”C下である。
の最低融点成分の融点より下に保つのが有利であること
も判明した。特に、成形温度は最低融点成分の融点より
も約100”C下である。
本発明による方法の重要な利点は、他の熱1間プレス成
形法とは異なり、高い成形速度に基づき、熱および圧力
は、それのつながりが十分になくなり、従って非常に短
かい時間(<6mθθC)だけ同時にプレス加工材に作
用するにすぎないことである。それにより、プレス加工
材と工具との間の全ての相互作用が避けられる、それと
いうのもこれが一定の時間を必要とするからであり、か
つプレスダイスは過度の外力を受けない。その他に、焼
結助剤を必要としない。
形法とは異なり、高い成形速度に基づき、熱および圧力
は、それのつながりが十分になくなり、従って非常に短
かい時間(<6mθθC)だけ同時にプレス加工材に作
用するにすぎないことである。それにより、プレス加工
材と工具との間の全ての相互作用が避けられる、それと
いうのもこれが一定の時間を必要とするからであり、か
つプレスダイスは過度の外力を受けない。その他に、焼
結助剤を必要としない。
本発明による方法の他の利点は、プレス加工材をプレス
ダイスの外で、殊に生じ5る蒸発ないしは分解開始のた
め過敏性の、高融点セラミックがもはや脆性を有しない
上方の温度範囲(>1200℃)内で、非常に迅速に加
熱することができることから成る。この範囲内で、酸化
ジルコニウム(zro2) 、ff化アルミニウム/炭
化チタン(AA203/’riC)ならびに炭化ケイ素
(SiC)のような材料に対し、毎秒100°Cまでの
加熱速度を実施することができる。
ダイスの外で、殊に生じ5る蒸発ないしは分解開始のた
め過敏性の、高融点セラミックがもはや脆性を有しない
上方の温度範囲(>1200℃)内で、非常に迅速に加
熱することができることから成る。この範囲内で、酸化
ジルコニウム(zro2) 、ff化アルミニウム/炭
化チタン(AA203/’riC)ならびに炭化ケイ素
(SiC)のような材料に対し、毎秒100°Cまでの
加熱速度を実施することができる。
そのため、本発明による方法では、これまで公知のプレ
ス成形法と比較して数桁だけより迅速に加熱および成形
することができる。高い加熱速度および成形速度は同じ
く短い律動時間(Taktzθ1t)の原因であり、こ
れから明らかにわずかな構造費および極めて低い製造コ
ストが生じる。
ス成形法と比較して数桁だけより迅速に加熱および成形
することができる。高い加熱速度および成形速度は同じ
く短い律動時間(Taktzθ1t)の原因であり、こ
れから明らかにわずかな構造費および極めて低い製造コ
ストが生じる。
次側で、本発明による方法を詳述する。
実施例
例 1
酸化ジルコンシリンター=(φ−20朋、H−60my
n)の製造のための材料として、2〜6μmの粒径およ
びz1577L”/、!i’のBET表面積および1.
05 、!9 /cm3のかさ密度を有する酸化ジ/I
zjニウム粉末を使用した。このZrO2粉末から、2
00 MN / rn2のプレス圧で、φ=26II1
11L1H−85mrlLの寸法を有するシリンダーを
冷間予備プレスした。予備成形体の密度は、6.2.9
/crIL3(理論値−の51%に相当)であった。
n)の製造のための材料として、2〜6μmの粒径およ
びz1577L”/、!i’のBET表面積および1.
05 、!9 /cm3のかさ密度を有する酸化ジ/I
zjニウム粉末を使用した。このZrO2粉末から、2
00 MN / rn2のプレス圧で、φ=26II1
11L1H−85mrlLの寸法を有するシリンダーを
冷間予備プレスした。予備成形体の密度は、6.2.9
/crIL3(理論値−の51%に相当)であった。
予備成形された成形体を、炉中で不活性ガス雰囲気下に
2300’C!に加熱し、その際プレス加工材の直径は
20.4mm!で減少した。引続き、プレス加工材はワ
ンウェイダイスの開口前まで落下縦穴を落下し、および
光学的レリーズの後、加速されるプレスポンチを用い4
m / secの速度でワンウェイダイス(φ= 2
0.6 mm ) 中へ移され、この中で圧縮される。
2300’C!に加熱し、その際プレス加工材の直径は
20.4mm!で減少した。引続き、プレス加工材はワ
ンウェイダイスの開口前まで落下縦穴を落下し、および
光学的レリーズの後、加速されるプレスポンチを用い4
m / secの速度でワンウェイダイス(φ= 2
0.6 mm ) 中へ移され、この中で圧縮される。
必要な成形圧(500MN / m2 )に達した後、
対向ラムは(プレス力制限を有する)後退した。その際
プレス成形ずみのプレス加工材は加熱された冷間区間中
へ落下し、ここで25℃/secの平均冷却速度で室温
にもたらされた。プレス成形工程および突出し工程ない
しはワンウェイダイス中での滞留時間はi、13m5θ
Cであった。別々の測定で、プレス工程の開始の際にお
けるワンウェイダイスの前のプレス加工材中心部とプレ
ス加工材表面と間の温度差は100℃であったことが認
められた。完全にプレス成形された成形体は、19.9
mmの直径および59.7mmの高さを有していた。密
度は、6.09g/cIIL3(理論値の97゜1qb
に相当)であった。
対向ラムは(プレス力制限を有する)後退した。その際
プレス成形ずみのプレス加工材は加熱された冷間区間中
へ落下し、ここで25℃/secの平均冷却速度で室温
にもたらされた。プレス成形工程および突出し工程ない
しはワンウェイダイス中での滞留時間はi、13m5θ
Cであった。別々の測定で、プレス工程の開始の際にお
けるワンウェイダイスの前のプレス加工材中心部とプレ
ス加工材表面と間の温度差は100℃であったことが認
められた。完全にプレス成形された成形体は、19.9
mmの直径および59.7mmの高さを有していた。密
度は、6.09g/cIIL3(理論値の97゜1qb
に相当)であった。
例 2
小板(15X 15x 2mm)の製造のための材料と
して、次の特性を有するAl2O3粉末およびTiC粉
末を利用した: A4203 平均粒径 3 μm BET 表面積15m2/g かさ密度 0−8 g/ cm3 TiC粒 度 〈1 μm BET 表面積13m2/、!9 かさ密度 0.6g/crIL3 比3 : 2 (AAi20360重量%/ ’riC
40重量%)で双方の成分を混合した後、粉末混合物を
四角のダイス中で20 口MN / m”のブーレス成
形圧で、寸法16.X16X5mmを有する正方形の板
にプレス成形した。室温で予備成形されたプレス加工材
の密度は、2.21 /cm3(理論値の54チに相当
)であった。
して、次の特性を有するAl2O3粉末およびTiC粉
末を利用した: A4203 平均粒径 3 μm BET 表面積15m2/g かさ密度 0−8 g/ cm3 TiC粒 度 〈1 μm BET 表面積13m2/、!9 かさ密度 0.6g/crIL3 比3 : 2 (AAi20360重量%/ ’riC
40重量%)で双方の成分を混合した後、粉末混合物を
四角のダイス中で20 口MN / m”のブーレス成
形圧で、寸法16.X16X5mmを有する正方形の板
にプレス成形した。室温で予備成形されたプレス加工材
の密度は、2.21 /cm3(理論値の54チに相当
)であった。
予備成形された成形体を不活性ガス雰囲気中で1950
℃に加熱し、その際成形体の寸法は熱い状態で15.2
X 15.2 X 2−9 mrnに減少した。引続
き成形体を例1と同様に圧縮した。
℃に加熱し、その際成形体の寸法は熱い状態で15.2
X 15.2 X 2−9 mrnに減少した。引続
き成形体を例1と同様に圧縮した。
完全にプレス成形された成形体は次の寸法を有していた
:14.9X14.9X1.95朋。密度は3−9 g
/ cm” (理論値の96.8%に相当)であった。
:14.9X14.9X1.95朋。密度は3−9 g
/ cm” (理論値の96.8%に相当)であった。
第1頁の続き
@発明者 ロタール・ラホール ド
ラ
0発 明 者 トーツス・シュミツ ドトーハンスベル
ク イツ連邦共和国ハナウ8φゼリゲンシュテツターシュト
ーセ 79
ク イツ連邦共和国ハナウ8φゼリゲンシュテツターシュト
ーセ 79
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 プレスダイス中で13oo’cより上の温度およ
び高い圧力でゾレ、ス成形材に力を作用させることによ
り、1種以上の成分からなる高温安定で高密度のセラミ
ック成形体を製造する方法において、プレス成形材をプ
レスダイスの外で必要な成形温度に加熱し、引続き1〜
1.0 m / seaの速度で迅速に運動するプレス
ポンチにより、反対側から下部ラムにより閉じられる冷
たいプレスダイス中へ移し、そこで圧縮し、圧縮方向へ
プレスダイスから突出され、その際加熱炉からプレスダ
イスまで ”のプレス加工材の運搬時間とプレスダイス
中の滞留時間との和が、プレス加工材中に形成する、ブ
レス加工材中心部とプレス加工材表面との間の温度差が
150℃を上廻らず、プレスダイス中での滞留時間が3
nu3θCよりも小さいように定めることを特徴とす
る、高温安定な高密度セラミック成形体の製法。 2、加熱されたプレス加工材を運搬工程と圧縮工程との
間でプレス加工材表面上、最高約100℃に冷却する、
特許請求の範囲第1項記載の方法。 6、圧縮温度が成形体の低融点成分の融点よりも低い、
特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4、圧縮温度が低融点成分の融点よりも約100°C低
い、特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか1
項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3402979.6 | 1984-01-28 | ||
DE3402979A DE3402979C1 (de) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | Verfahren zur Herstellung von hochtemperaturbestaendigen,hochdichten keramischen Formkoerpern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60180966A true JPS60180966A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=6226174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60012737A Pending JPS60180966A (ja) | 1984-01-28 | 1985-01-28 | 高温安定な、高密度セラミツク成形体の製法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4606874A (ja) |
EP (1) | EP0151307B1 (ja) |
JP (1) | JPS60180966A (ja) |
DE (2) | DE3402979C1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988002302A1 (en) * | 1986-09-26 | 1988-04-07 | Belorussky Politekhnichesky Institut | Method of obtaining artificial stone |
US4857249A (en) * | 1986-11-17 | 1989-08-15 | Hughes Aircraft Company | Fabrication of rods of uniform high density from powders of refractory materials |
US5116398A (en) * | 1990-05-23 | 1992-05-26 | United Technologies Corporation | Process for forming fiber reinforced composite articles |
JP2001196607A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マイクロベンチとその製造方法及びそれを用いた光半導体モジュール |
US6533986B1 (en) * | 2000-02-16 | 2003-03-18 | Howmet Research Corporation | Method and apparatus for making ceramic cores and other articles |
CN115650712A (zh) * | 2022-06-15 | 2023-01-31 | 广西电网有限责任公司玉林供电局 | 一种耐高温端子刻头及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2089030A (en) * | 1933-04-09 | 1937-08-03 | Kratky Anton | Method for the production of bodies of extreme hardness |
US2386604A (en) * | 1943-10-30 | 1945-10-09 | American Electro Metal Corp | Method of molding under pressure metallic powders |
US2694245A (en) * | 1950-11-28 | 1954-11-16 | Bendix Aviat Corp | Molding of ceramics |
US3440312A (en) * | 1965-07-30 | 1969-04-22 | Norton Co | Method of preparing plates of boron carbide powder |
US4051590A (en) * | 1972-10-19 | 1977-10-04 | Cincinnati Incorporated | Method for hot forging finished articles from powder metal preforms |
JPS5054609A (ja) * | 1973-09-14 | 1975-05-14 |
-
1984
- 1984-01-28 DE DE3402979A patent/DE3402979C1/de not_active Expired
- 1984-12-21 EP EP84116123A patent/EP0151307B1/de not_active Expired
- 1984-12-21 DE DE8484116123T patent/DE3473740D1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-01-02 US US06/688,192 patent/US4606874A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-01-28 JP JP60012737A patent/JPS60180966A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0151307A3 (en) | 1987-01-21 |
DE3402979C1 (de) | 1985-05-30 |
EP0151307B1 (de) | 1988-08-31 |
US4606874A (en) | 1986-08-19 |
EP0151307A2 (de) | 1985-08-14 |
DE3473740D1 (en) | 1988-10-06 |
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