JPS61279508A - セラミツクス球体の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はポールベアリング等に用いられるセラミックス
球体の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ポールベアリング等のポールは耐摩耗性等の機械的特性
が優れていることが要求されるため、その材料としてセ
ラミックスを用いることが注目されている。こうしたセ
ラミックス球体は従来。

（ａ）転動造粒法、（ｂ）撹拌造粒法、（Ｃ）機械プレ
ス法、（ｄ）アイソスタティックプレス法、（ｅ）ダン
ゴジメ法等により製造されている。

（ａ）の転動造粒法又は（ｂ）の撹拌造粒法はセラミッ
クスの粉体を転動又は撹拌しながら、水や有機溶媒、結
合剤、その他ｃｉＴ塑剤等の添加物を添加し、球状に成
形するものである。しかし、これらの方法では球体内で
密度が不均一となる傾向があり、耐摩耗性を向上させる
ことが困難である。

（ｃ）の機械プレス法は、加圧方向が一方向であるので
、球体の成形には木質的に適しておらず、シリンダー状
又はたわら状の成形体に適用されるに留まっている。ま
た、やはり成形体内で密度が不均一となるという問題が
ある。

（ｄ）のアイソスタティック法は、球状成形体を均一な
密度で成形するのに有効な方法である。しかし、球状の
型にセラミックスの粉体を充填するのに時間がかかるた
め、生産性が低い。

（ｅ）のダンゴジメ法は、粘土を含むようなセラミック
スについては従来から使用されているが、ファインセラ
ミックスの成形法としてはまだ確立されていない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、生産
性を低下させることなく、低コストで密度の均一なセラ
ミックス球体を製造し得る方法を提供しようとするもの
である。

〔発明の概要〕

本発明のセラミックス球体の製造方法は、セラミックス
粉体、液体及び結合剤を転動又は撹拌させて球体を形成
する工程と、この球体を乾燥する工程と、この球体表面
に乾燥状態を維持するための保護膜を形成する工程と、
アイソスタティックプレスにより加圧成形を行なう工程
と、得られた成形体を焼成するＬ程とを具備したことを
特徴とするものである。

このような方法によれば、転動造粒法又は撹拌造粒法の
破産性を生かすとともに、アイソスタティック法を用い
ることにより成形密度の均一性の高いセラミックス球体
を得ることができる。この結果、耐摩耗性等に優れたセ
ラミックス球体を低コストで得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１ まず、比表面積５　ｍ　”　／　ｇのイツトリア部分安
定化ジルコニア粉１００重量部と、ポリビニルアルコー
ルの５％水溶液３０重量部とを予め混合した後、転動造
粒機を用いて、直径がそれぞれ２．５＠層、８゜３思■
、　１２．５ｓ冒の３種の球体に造粒した０次に、この
球体を乾燥し１球体中の残留水分を０．５％に調整した
。つづいて、市販のゴムノリを灯油で３倍に稀釈したも
のを用意し、前記球体に吹きかけながら、転動乾燥を行
ない１球体の表面に約０．１■のゴム膜を形成させた。

次いで、得ら′れた球体をそれぞれ２つのグループに分
け、一方のグループ（実施例）については湿式のアイソ
スタティックプレスを用いて、２トン／ｃｍ’の圧力で
加圧した。この成形により球体の直径はそれぞれ２思■
、５Ｉ、１０腫膳程度まで圧縮された。他方のグループ
（比較例）についてはアイソスタティックプレスによる
加圧を行なわなかった。

次いで、各球体をアルミナ製匣鉢の中に入れ。

空気中、１５００℃で２時間焼成を行なった。この結果
、実施例の球体の直径はそれぞれ１．４ｍｍ、３．８＋
ｓｍ　、　７．１讃腸となった。また、比較例の球体の
直径はそれぞれ１．８ｓ冒、　３．９１ｍ　、　７．８
腸膳となった。

以上のようにして得られたジルコニア球体をポリビン中
に投入して一昼夜空ずりを行ない、表面を滑らかにした
。その後、ポットミル中に投入して時間と摩耗率との関
係を調べ、耐摩耗テストを行なった。この結果を図に示
す。

図から明らかなように、実施例の方法により得られたジ
ルコニア球体と、転動のみを行ない、アイソスタティッ
クプレスによる加圧を行なわなかった比較例のジルコニ
ア球体とを比較すると。

同一時間では比較例の方が摩耗率がはるかに大きくなっ
ている。これは、比較例の方法ではアイソスタティック
プレスによる加圧を行なっていないため１球体中の密度
が不均一となっていることによると考えられる。

また、直径７．８ｍｍの焼成ジルコニア球体１００ｋｇ
を製造するのに従来のアイソスタティックプレス法では
１Ｏ１２５時間の労務が必要であったのに対し１本発明
方法ではわずかに１．５時間の労務を要するだけとなり
、大幅に生産性を向上することができた。

実施例２ まず、比表面積２５　ｍ　２／　ｇ、純度９９．９■３
％のアルミナ粉１００重量部を転動造粒機に投入し、回
転させながら、予め０．５重量部の硫酸マグネシウムを
５０重量部のポリエチレンオキサイドｌＯ％水溶液に溶
解させた溶液を吹きかけ、直径８層■の球体に造粒した
。次に、この球体を乾燥し、水分を除去した。つづいて
、ポリビニルブチラールをメチルエチルケトンに溶解し
たものを用意し、前記球体に吹きかけながら、転動乾燥
を行ない、球体の表面に約０．０５■曹のポリビニルブ
チラール膜を形成させた。

次いで、この球体を２０メツシユの網で製作した袋に入
れ、アイソスタティックプレスを用いて１．５トン／Ｃ
腫２の圧力で加圧した。この加圧により球体の直径は５
．５■■となった。つづいて、この球体と比較のためア
イソスタティックプレスで加圧していない球体とをアル
ミナ圧体に入れ、空気中、１４５０℃で２時間焼成し、
アルミナ球体を得た。

得られたアルミナ球体の密度は３．９５　ｇ　／　ａｍ
　’であり、ビッカース硬度は荷重５ｋｇにて　１６０
０ｋｇｆ　／履麿２であった。一方、アイソスタティッ
クプレスを行なわずに焼成した球体の密度は３．５８ｇ
／ｃｍ３であり、ビッカース硬度は荷１５ｋｇにて１０
８０　ｋｇｆ　／ａｍ２であった。

次に、これら２種類のアルミナ球体を直径４＋ｍｓに研
摩し、スラスト軸受にそれぞれ１０個づつはメコミ、接
触応力２００　ｋｇｆ　／　ａｍ’、毎分６００回転で
ころがり耐久試験を行なった。その結果、アイスタテイ
ックプレスを行なわなかった球体では２６時間経過した
時点で表面にかけが発生したのに対し、本発明方法によ
り得られたアルミナ球体は１００時間経過しても何ら変
化が認められなかった。

なお、上記実施例ではジルコニア及びアルミナの球体を
製造する場合について説明したが、本発明方法はこれに
限らず窒化珪素や炭化珪素等の非酸化物、あるいはムラ
イト、スピネル、コージュライトのような複合酸化物に
も同様に適用できることは勿論である。

また、セラミックス粉体と転動造粒に用いる液体との組
合せについては、例えばβ−アルミナやマグネシアのよ
うに水をきらうセラミックス粉体を使用する場合にはア
セトンやトルエン等の有機溶媒とし、結合剤もそれに合
わせたものを用いればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれば、高い生産性で密度の
均一性の高いセラミックス球体を製造することができ、
ひいては耐摩耗性が良好で長寿命のセラミックス製ベア
リング等を安価に製造できる等顕著な効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例の方法及び比較例の方法によりそれ
ぞれ製造されたジルコニア球体の耐摩耗テストにおける
時間と摩耗率との関係を示す線図である。 出願人代理人　弁理士　鈴江　武彦 吟唱　（ｈｒｓ　）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉体、液体及び結合剤を転動又は撹
   拌させて球体を形成する工程と、この球体を乾燥する工
   程と、この球体表面に乾燥状態を維持するための保護膜
   を形成する工程と、アイソスタティックプレスにより加
   圧成形を行なう工程と、得られた成形体を焼成する工程
   とを具備したことを特徴とするセラミックス成形体の製
   造方法。
2. （２）セラミックス粉体を転動もしくは撹拌しながら液
   体及び結合剤を添加するか、又はセラミックス粉体に予
   め結合剤溶液を添加した後、転動もしくは撹拌すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックス
   球体の製造方法。