JPS6114905A - 硬球状体の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、セラミック製の硬球状体、例えば超硬マイク
ロボールベアリングの製造に適する製造法に関する。

〈従来技術〉 従来、この種の硬球状体を製造するに当っては、予め粉
状にしたチッ化ケイ素等のセラミック基材にポリビニー
ルアルコール（ＰＶＡ）等の化学剤バインダを混合して
適宜粘度の液状または泥状とし、これを所定内径の金型
に流し込んだのち加熱焼成して硬球状体を得るものであ
った。しかるに、こような方法によると次の欠点がある
。

■金型による成形であるため、所定の球径以下の球状体
、例えばφ６腸■以下の球状体の成形が困難である。ま
た、金型から取り出しの後、パリ除去や研磨仕上げの作
業を必要とする。

■金型によるバッチ式成形であるため、スピーディな連
続大量生産に適さない。

■バインダとして、ＰＶＡ等の化学剤を用いるのでコス
ト高となる。

く本発明の目的〉 本発明は、上記の欠点を除去するために提供されたもの
であり、その目的は、 ■直径数ｌＯ鵬腸から　ｌ曽膳以下のものまで幅広く任
意の直径の硬球状体を成型可能な製造方法を提供するこ
とにある。

■本発明の他の目的は、所定径の硬球状体の成型および
焼成を連続的に大量生産可能な製造方法を提供すること
にある。

■本発明の更に他の目的は、原料の粉状基材の種類に拘
らず、バインダとして安価な水を使用し得る硬球状体の
製造方法を提供することにある。

く本発明の構成〉 本発明の上記目的は、［粉状の基材を球状に焼成して硬
球状体を製造する方法において、該基材にバインダを混
合して混合体とする工程と、該混合体を分散滴下する工
程と、分散後の混合体の落下中にバインダを除去すると
ともに基材を加熱焼成する焼成工程と、からなる硬球状
体の製造方法ｊによって達成される。

而して、原料となる粉状の基材は公知のセラミック材料
、例えばチツ化ケイ素、炭化ケイ素ジルコニア、アルミ
ナ等を公知の仮焼成（不純物の除去）工程、粉砕工程、
ミーリング工程等により粉状に生成したものを用いてよ
い、この粉状基材に適宜量の水（好ましくは純水）を混
合して粘度５０〜５０００　ｃｐｓの混合体とする０次
いでこれを、第１図に示す成型塔（１）の上部に設置し
た滴下機構（２）へ誘導し、該滴下機構中の複数のノズ
ル（２１）により所定量ずつ分散して塔内下方へ滴下す
る１滴下された基材滴（３）　（３）・・・は、ノズル
（２１）から分離直後の外径は球形のものは少なく、ラ
ンダムな外径のものが多いが、そののち落下するするに
従って表面張力の作用により、次第に球状体に成形され
ていく。

一方、成形塔の胴部（１１）の適所には加熱器（４）が
設けられており、塔内空間をｉｏｏ　”〜５００　＠Ｃ
に加温している。

面して、球形または球状となって落下してくる基材滴（
３）は、加熱空間に至るとバインダとして含まれている
木が蒸発分離するととともに基材が加熱されて固化し、
セラミック製の硬球状体（３１）となって塔床部（１２
）に落着する。

得られた硬球状体（３１）・・・の直径は基材滴（３）
の滴量によって決定され、　　また落下中の基材滴の球
状化の速度はこの滴量参濃度とノズル（２１）の孔径に
よって左右されるので、成形塔（１）の高さを効率化す
るにはこの滴量争濃度とノズルの孔径をバランスよく組
合せることが望ましい。

また、基材を滴下する手段としては、所定孔径のノズル
（２１）から液状または泥状の混合体を自然落下もしく
はパルス的液圧により分割送出してもよいが、液圧を一
定として公知の開閉手段によりノズル（２１）孔部を間
歇的に開閉して分割送出するものとしてもよい。

更に、滴下の直前に基材滴（３）に空気等のガス流を吹
き付けて回転力を付与することにより、球状化を促進す
るものとしてもよい。

（１３）は成形基（１）の上部に選択滴に設けられる脱
気口であり、胴部（１１）内の大気を自然排気、または
強制排気可能とするものである。而して、成形基（１）
の下方、少なくとも加熱器（４）以下を密閉構造として
おけば、塔内は減圧稀薄な空間もしくは強制排気の併用
による真空状態となる。従って、落下する基材滴（３）
への空気抵抗が減少し、表面張力による球状化が短い落
下距離で可能となり、成形基（１）の高さを節約するこ
とができるとともに、良好な焼成状態を得ることができ
る。

〈実施例〉 チッ化ケイ素塊を水洗いの後、プレスにて脱水したもの
を１２００°Ｃで仮ｔｔｇし不順物を除去し、次いで粉
砕機およおびボールミルにてグレンサイズｌｐ、ｍにミ
ーリングしたのち乾燥した公知のチッ化ケイ素粉ＩＫｇ
を原料として、本発明を適用した。

第一工程として、上記原料に純水を混合して粘度的１５
００　ｃｐｓの液（泥）状混合体とし、第二工程として
、これを配管（５）を介して成形基（１）の滴化機構（
２）に液圧２０Ｋｇ／ａｍで圧送し、孔径　１．５鵬鳳
のノズル（２１）より滴下する。

なお、この実施例では基材の分割滴下手段として第２．
３図に示すノズル開閉機構を用いた０図中、（６）は回
転板であり、放射状のスリット（６１）を有しており、
駆動軸（Ｂ３）により回転するように設けられている。

このスリット（６１）に換えて円孔状としてもよい０回
転板（８）の回転により、スリット（ｆｉｌ）がノズル
（２１）・・・の上面をスライドしながら順次通過して
間歇滴にノズルを開閉する。而して、回転板（８１）を
２２０ｒｐ■で回転したとき、ノズル（２１）・・・か
らは約２層■３の基材滴が断続滴に滴下した。

一方、成形基の胴部（１１）内を加熱器（０により加熱
するとともに、脱気口（１３）は自然開放した。加熱器
は電熱式とし、ノズル（２１）の下方３．５ｍから５．
０ｍの範囲で胴部（ｔｉ）を囲繞するように配設した。

これにより、塔内温度を加熱器内方で約２５０°Ｃ、ノ
ズル下面で約２５〜５０°Ｃに保持した。

而して、滴下した基材滴（３）は３．０〜３．５ｍの落
下距離で殆ど球状体となり、約２５０°Ｃの温度域に入
り、急速に水分が完全蒸発したのち、基材焼成がなされ
、φ１．２ｍｍの硬球状体（３１）となって着床した・ 生成されたセラミツ　り硬球状体（３１）をランダムに
２００個抽出して精査したところ、１３８個の完全球体
を得、そのすべてが良好な結晶状態であった・ く効　果〉 本発明によれば、上記の目的をよく達成するので、特に
φ８ｍｍ以下の超硬球状体を均一に大量に製造するのに
適し、精密機械のマイクロベアリング、研磨媒体用ボー
ル、ミーリング用ポール等として用途が広く、安価で精
度の高いものを提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される成形基の実施例を示
す縦断面図、第２図はノズル開閉機構を示す一部断面平
面図、８３図は第２図におけるＡ−Ａ断面図、である。 （１）・・・・・・成形基、（２）・・・・・・ノズル
、（３）・・・・・・基材滴、（３１）・・・・・・硬
球状体（４）・・・・・・加熱器、（１３）・・・・・
・脱気口、（１４）・・・・・・取出口、（６１）・・
・・・・スリット第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉状の基材を球状に焼成して硬球状体を製造する方
   法において、 該基材にバインダを混合して混合体とする 工程と、 該混合体を分散滴下する工程と、 分散後の混合体を落下中に加熱してバイン ダを除去するとともに基材を焼成固化する焼成工程と、 からなる硬球状体の製造方法。 ２、基材が、チッ化ケイ素である前記特許請求の範囲第
   １項記載の硬球状体の製造方法。 ３、バインダが、水である前記特許請求の範囲第１項記
   載の硬球状体の製造方法。