JPS60204675A - セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents

セラミツクス焼結体の製造方法

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JPS60204675A
JPS60204675A JP59058123A JP5812384A JPS60204675A JP S60204675 A JPS60204675 A JP S60204675A JP 59058123 A JP59058123 A JP 59058123A JP 5812384 A JP5812384 A JP 5812384A JP S60204675 A JPS60204675 A JP S60204675A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は射出成形によるセラミックス焼結体の製造方法
に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、ターボチャージャーの１」−夕４Ａ等の高温下Ｃ
゛使用れる部材をセラミックス焼結体Ｃ構成することが
行われている。
このようなセラミックス焼結体は、窒化クイ素等のセラ
ミックス粉末にワックス等の有機バインダを添加、混合
し、所定形状に射出成形した後、加熱し−Ｃ脱脂し、次
いで焼結しＣ製造される。
しかしながら、このような方法Ｃは、射出成形後の冷却
時に成形体に歪やひりが生し易く、；１だ、成形体が大
きい場合には１１ｊ２脂時に割れが生じるという問題が
あった。
また、少雑な形状の部拐を割出成形により成形づる場合
には金型が高価なものになるという問題もあった。
さらに、同一成形体Ｃ”は、同−組成でしか成形′Ｃ′
きザ、従つＣ１例えば耐熱性の要求される部位と、熱伝
導＋１の要求される部位とを同一組成で作らざるを冑な
いｌこめ、どちらかの特性が犠牲にされるという問題も
あった。
［発明の目的ｊ 本発明はこのような問題をｆＩＩｉ′消Ｊるためなされ
た０のＣ１成形時の冷ｆ（Ｉ　ｔ、、ＸＪ：る歪やびり
を少なくし、また、ｔｉｌ！脂が容易Ｃ１しかも成形体
の部分毎に）画描な組成のものとりることのＣ゛きるセ
ラミックス焼結体の製造方法を４Ｗ供りることをＩ」的
とする。
［発明の１１λ要」 すなわら本発明のセラミックス焼結体の製造方法【よ、
所定形状のセラミックス焼結体を製造ηるにあたり、そ
れぞれ互いに係合り−る係合部を右する分割体を０・Ｊ
出成形により成形し、この分割体を脱脂する■程あよひ
焼結する工程のいずれかにａ５いＣ１係合部を係合させ
−Ｃ接合することを特徴としている。
本発明方法を図面を用いてさらに説明Ｊる。
本発明においＣは、まず窒化ケイ素、アルミナ等のセラ
ミックス粉末にワックス、アクリル系樹脂ポリスチロー
ル、アタクチックポリプロピレン等の有機バインダを２
０〜３０重量％添加、混合した組成物を用いＣ，第１図
に示すように、目的とするセラミックス焼結イホをＣき
るだり単純な形状に分割した分割体１．２を割出成形に
より形成する。
これらの分割体１．２には分割部に互いに係合りる係合
部１ａ、２ａを形成するようにづる。
第１図に示し１．ｌ：例は、この係合部が円形の四部と
これに嵌合する凸部ｒＭ？Ｊ成されＣいるが、この凹部
を貴通孔としたり、断面非円形としたり、あるいはスリ
ン１〜状にしたりし−Ｃもよい。
この場合、各分割体を構成りるセラミックスの組成を通
宜変えＣ１例えは各分割体に要求される特性にｊ的しだ
相−成のものとしてもよい。例えばターボ上ュータの場
合、回転翼部は高温に耐えかつ遠心力に抗しうる材わ１
を用い、中１１１部は輔伝導および機械的強度に１やれ
かつ加工性がにい祠オ′＋１を用いることがよい。
このように分割して割出成形した成形体は続いＣ常法に
にす１１１２脂される。脱脂は通１ｉ窒索雰囲気１１１
　Ｃ１〜１０　℃／時間の速度で約７００　℃ｉｌ　ｒ
４濡し、この温度で約２時間加熱し’Ｃ？Ｔなわれるが
、必り゛しもこれに限定されるものＣ″はない、。
この後、分割体１．２を、第１図に示りように、それぞ
れの四部１ａ、２ａと凸部を１■合さｌ！　Ｃ′）Ａ結
づる。。
焼結は、窒化ケイ水系しラミックスの場合には窒素雰囲
気中ＣＩ　７００〜１９００　℃に加熱しＣ？ｊなわれ
るか、アルミプ等の酸化物系セラミックスの場合にはこ
れより低い流電Ｃ１ｊなわれる。
また焼結力法としＣは、常圧焼結法または加圧雰囲気焼
結法が採られるが、目的とりるセラミックス焼結体が単
純な形状のものひある場合には小ツトゾレス焼結法を用
いることもできる。
第２図は、円筒状部拐の焼結に本発明を適用した例を示
りもので、２層に分Ｗ’ｌしく割出成形し、後は上述し
た方法ひｌｌ（２脂し、組立Ｃた後焼結が行なわれる。
この場合、外囲部の分割体３を構成りるセラミックス原
わ１中の有機バインダの配合間を内挿される分割体４の
それより多くしＣ外囲部の分割体の焼結時の収縮ωを大
きくり−れば、焼結時に内側の分割体４に圧縮応力が加
わるのＣ分割体３と４との接合強度を大ぎくづることが
Ｃ゛きる。
次に本発明の実施例についで説明りる。
実施例１ 窒化ケイ素粉末を主体とするしラミックス粉末（Ｓｉ　
３Ｎ４　１００重量部、Ｙ２Ｏ３５組量部、ＡＪ２２０
３３重量ｅ１１．ＡβＮ　３中吊部）に２８由量％とな
る量のワックスを添加混合しＣ１第１図に示１ような、
回転軸部に四部１ａを有り−るターボチせ一ジャーの［
１−ターの翼部分１を成形した。
一方、１１ｍ２１．５重Ｎ１部をさらに添加した以外は
、上記の窒化ケイ素を１三体とづる粉末と同−組成の粉
末に、２８止吊％となるωのワックスを添加混合して一
端に前記凹部に挿入ｏＪ能な凸部２ａを有づる回転！Ｉ
ｉ＋部２を削出成形により分割体２を成形した。各分割
体を窒素雰囲気中で゛４渇速度１〜１０°０／時間、７
００″ＣＸ　２　＋１Ｊ間の条イ′１で脱脂した後、第
１図に示すように、各分割体の凹部１ａ、凸部２ａを嵌
合さＵ、この状態で１７５０°に、３０分間の条件Ｃ炉
焼結を行なつＩこ。
このＪ、うにしＣ１！′？られたセラミックス焼結体は
歪が少なく、歩留りも良好ひあった。
実施例２ 窒化ケイ素粉末を主体とりるセラミックス粉末（３ｉ　
３Ｎ４　１００車Ｍ部、Ｙ２Ｏ３５重量部、ＡＪ２２０
３４重量部、Ａ　、Ｑ、　Ｎ　３重量部、Ｔｉ　０２　
１．５重借％）に２８重重金どなる亀のワックスを添加
混合しく、第２図に示り−ような、円環状の外側部材３
ａを削出成形により成形し実施例１と同一条件で脱脂を
行なった。
また、上記セラミックス粉末と同一組成の［ラミックス
粉末と１６１−組成の窒化ケイ素を主体とするセラミッ
クス粉末に２０重量％となる吊のワックスを添加混合し
で、上記外側部材の内径Ｊ二りわずかに小外径の内側部
月４を削出成形により成形し常法により脱脂を行なった
。
次いで、これらを嵌合させそれぞれ実施例１ど同一条件
で脱脂後両者を嵌合させて焼結を行なっｌこ　。
このようにして得られた環状部祠は、焼結時に内外部材
ｍ１で焼嵌めと同様の効果にＪ：り加Ｊ士下に焼結され
るので接合界面が緻密となり優れＩ〔接合強度を得るこ
とがＣぎる。
「発明の効果」 以上説明したＪ：うに本発明方法によれば、セラミック
ス焼結体を分割した状態Ｃ削出成形り−るのぐ、成形時
におりる冷却による内部歪の発生やひ（〕が少なく、ま
た小形化されるのぐ、脱脂し易く、金型も簡単な構造に
なる。
さらに、成形体の各部用に適当な組成のものとすること
がＣきるのひ、より好ましい特性をｂつセラミックス焼
結体を製造づることができ、特にターボデ１？−ジＶ−
のＬ」−夕月等の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図ｄ５よび第２図はそれぞれ本発明方法により１り
られたセラミックス焼結体の断面図、第２図・は本発明
の他の実施例にＪ：す１ｑられたセラミックス焼結体の
斜視図ひある。 １〜４・・・・・・分割体 １ａ・・・・・・・・・凹部 ２ａ・・・・・・・・・凸部 代理人弁理士　則　近　憲　佑 （ｔ；Ｉか１名） 第１図 第２図 手　続　？１ｌｉ１［円　（自発　） 昭和６０イ［７１１１７日 特γＩ’　１３畏’Ｂ’　Ｗ９ １、′″ＪＸＪＸイ′１ 特願昭５９−５８１２３号 ２、発明の名称 ヒラミツクス１３２結体の製ｊｌｊ！ｊ　ｈ法３１ｄｉ
正をりる者 事イ′１との関係・’Ｉ；’ｒ　Ｆ＋’ｌ出願人→中≠
店−用＝県−用＝崎−市一幸＋←堀→ＩＨＩＩ＝７＝２
−吊−地−＜、　３０７）株ｊ℃会社　東芝 １　、　代　理　人　〒　１０５ 中星都）（１１ズ芝浦−Ｊ目１番１号 株式会２１東芝　不才１Ｂ務所内 電話　４５７２！ｉ１２　（タイｔフルーｒン）６、補
正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正りる。 （２）明細書箱２頁９行の［射出成形による１を削除す
る。 （３）明細内箱２頁１５行の１−窒化ケイ素−１を１−
たとえは窒化ケイ素」と補正づる。 （４）明細内箱４頁２行の「削出成形により」を削除づ
る。 （５）明細円第１頁７行の「まず窒化ケイ素」を［たと
えはまず窒化ケイ素」と補正づる。 （６）明胛１円第４頁１０行の［２０・−、３０Ｊを［
１５〜３０Ｊど補正づる。 （７）明細ｆ１１第８頁４行の１２０中Ｗ％−１を「２
５＠ｆｆｉ　％　１　ど　ン市　正　リ−る　。 く８）明細内箱８頁１５行の［１梵明の効果」１の前に
次の［」内の文章を挿入覆る。 ｌ−実施例３ 窒化ケイ素を主体とづるレラミックス粉末（Ｓｉ　３Ｎ
４１００車序部、Ｙ２Ｏ３６中吊部、△ρ２０３２重市
部、へβＮ２７Ｒポリタイプ５小吊部）と水を混合・整
粒し【４！１られたスラリー状ｆｌ’Ｎ　ｆｉｌ物に、
アル−１゛ン酸ソーダ系バインタフ屯吊９ろを添加）捏
合しＣ，μ連成形により第２図に承りよう＜１円環状の
外側部材３を冑ｊこ１、ｊ、た前古［：レノミックスコ
、り添加物の少４ｃいレラミックスオ′５）末（Ｓｉ　
３Ｎ＋　１００中ｍ部、Ｙ２Ｏ３４中１１部、Δ、Ｑ　
２０３１　、’５　ｉ：［’ｉ１部、へβＮ２７１テボ
リタイノ′３千ｍ部）を同４）２に鋳込成形しＣ内側部
月４を１９だ。 これらを・（れ−ぞ、゛れ乾燥さけ＠高温１．０．’　
５００−Ｑ　（’ＩＢｉ　ｌ１ｔｔ　Ｌ、たのら、（−
れらを６合さＵＣ１窒素Ｔ）囲気中、１７　！’）Ｏ°
Ｃモ２１Ｌ’ｉ間炉焼結を行なった。。 こうしく１１１られＩＪレラミックス９Ａ’、　！ｒ＋
冒ホは、緻密１；ニー　１本的に焼結され（いた。１以
（ ２、特Ｓ′［請求の範囲 （１）所定形状のレラミックスカ１１結イホを製ｊ１５
りるにあたり、ぞれぞれｎいに係合りる係合部をＴｉ’
　する分＾１１体組形し、この分割体を１Ｉｆ２脂づる
１稈ｄ３よぴ焼結りる工程のいずれかにおい（、係合部
を１糸合さけて接合づることを１′１徴とりるレラミッ
クス焼結イホの製造方法。 （２）分割体の係合部が、一方の分Ｆａ１体に形成され
！、：四部または孔部からなる外囲部と１１１１ｙノσ
）分割体に形成された前記外囲部に１０；合りる内挿部
とからなる特ｆ、晶求のｉＩし間第１　Ｉｆｉ記載のレ
ラミックス焼結体の製造方法。 （３）各分割体を（１４成りるレラミックスの９１１成
が異なっている特許請求の範囲第１　Ｉｎまた（よ第２
Ｊｒｉ會己ゆ又のレラミックス焼結イホの製ｊ告１ｊン
ノ、。 （／Ｉ）各分割体のレージミックスおよび右１幾ハ？ン
タの配合が、外周の分割体の！Ｊ：：結１１．＋１の収
縮ｔ１１か内挿部を右づる側の９１１１１体のそれより
人とイする組成で・ある特許請求の範囲第３］Ｊ１記載
のレラミックス焼結体の！８ｉ造ｙｊ法。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）所定形状のセラミックス焼結体を製造するにあた
    り、それぞれ互いに係合する係合部を有する分割体を射
    出成形により成形し、この分割体を脱脂づる工程ｄ５よ
    び焼結する工程のいづ“れかにおいて、係合部を係合さ
    せて接合することを特徴とするセラミックス焼結体の製
    造方法。
  2. （２）分割体の係合部が、一方の分割体に形成された凹
    部まｌζは孔部からなる外囲部と他方の分割体に形成さ
    れた前記外囲部に嵌合づる内挿部とからなる特許請求の
    範囲第１１ｊｉ記載のセラミックス焼結体の製造方法。
  3. （３）各分割体を構成づるセラミックスの組成が異なっ
    （いる特許請求の範囲第１項または第２項記載のセラミ
    ックス焼結体の製造方法。
  4. （４）各分割体のレラミックスおＪ、び有機バインダの
    配合が、外周の分割体の焼結時の収縮量が内挿部を有す
    る側の分割体のそれより大となる組成である特許請求の
    範囲第３項記載のしラミックス焼結体の製造方法。
  5. （５）セラミックス焼結体が、ターボチャージャーのロ
    ータである特許請求の範囲第１項記載のセラミックス焼
    結体の製造方法。
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