JPS62103105A - Slip casting molding die - Google Patents

Slip casting molding die

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Publication number
JPS62103105A
JPS62103105A JP8909486A JP8909486A JPS62103105A JP S62103105 A JPS62103105 A JP S62103105A JP 8909486 A JP8909486 A JP 8909486A JP 8909486 A JP8909486 A JP 8909486A JP S62103105 A JPS62103105 A JP S62103105A
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JP
Japan
Prior art keywords
mold
slip casting
core
ceramic
foamed plastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP8909486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
幹也 松岡
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスリップキャスティング成形型に関し、特にエ
ンジン用セラミック製品の成形に用いるスリップキャス
ティング法に好適な成形型に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a slip casting mold, and particularly to a mold suitable for the slip casting method used for molding ceramic products for engines.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

セラミック粉末を分散媒溶液に懸濁させ、解膠。 Ceramic powder is suspended in a dispersion medium solution and peptized.

状態にして流動性を持ったスリップ(泥檗)とし、製品
キャビティが形成された石膏型に流し込んで成形するス
リップキャスティング法は公知である。
A slip casting method is known in which the slurry is made into a fluidized slip and poured into a plaster mold in which a product cavity is formed.

このスリップキャスティング法を用いて、セラミック製
品の外形であるキャビティ部を郭定する外型や、空洞部
を有するセラミック製品を製造する場合には、空洞部を
形成する中子のような成形型として発泡ポリスチレンや
発泡ポリウレタンからなる発泡プラスチックが用いられ
ることがある(例えば、特開昭51−109005号公
報、特開昭49−1)2906号公報等)。
When this slip casting method is used to manufacture an outer mold that defines a cavity, which is the outer shape of a ceramic product, or a ceramic product that has a cavity, it is used as a mold such as a core that forms the cavity. Foamed plastics made of foamed polystyrene or foamed polyurethane are sometimes used (for example, JP-A-51-109005, JP-A-49-1-2906, etc.).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、スリップキャスティング成形に用いる発泡ポ
リスチレン等の発泡プラスチックからなる成形型は、そ
の表面に発泡による気泡の影響で凹凸があり、面粗度が
最高高さ300μm程度と悪い。このため、この成形型
を用いてスリップキャスティング成形を行うと、得られ
たセラミック製品でこの成形型に接触していた部分の面
粗度が悪くなる。そして、この面粗度が悪いことに起因
して、焼結体としてのセラミック製品の強度が低くなり
、耐久性が不十分になる。
By the way, a mold made of foamed plastic such as foamed polystyrene used for slip casting molding has unevenness on its surface due to the influence of bubbles due to foaming, and has a poor surface roughness of about 300 μm in maximum height. For this reason, when slip casting molding is performed using this mold, the surface roughness of the portion of the obtained ceramic product that was in contact with this mold becomes poor. Due to this poor surface roughness, the strength of the ceramic product as a sintered body becomes low, resulting in insufficient durability.

また、スリップキャスティング成形において、分散媒溶
液として水またはベンゼン等の有機溶媒が用いられるが
、セラミック粉末として炭化珪素(S i C)を用い
る場合には、分散媒溶液として水よりもベンゼンを用い
た方がセラミック製品の密度が高くなり、強度が向上す
る。
In addition, in slip casting molding, water or an organic solvent such as benzene is used as a dispersion medium solution, but when silicon carbide (S i C) is used as a ceramic powder, benzene is used rather than water as a dispersion medium solution. The higher the density of the ceramic product, the stronger it becomes.

しかしながら、発泡ポリスチレンからなる成形型を用い
る場合に、ベンゼンを分散媒溶液として用いると、成形
型はベンゼンにより溶解されてしまい、スリップキャス
ティング成形ができなかった。従って、従来は発泡ポリ
スチレン製成形型の表面にろうを塗布する方法が行われ
ていた。しかし、ろうを用いると、ろうを除去する際、
加熱によりろうが溶けてセラミック成形体に染み込む。
However, when a mold made of expanded polystyrene is used and benzene is used as a dispersion medium solution, the mold is dissolved by the benzene, making slip casting impossible. Therefore, the conventional method has been to apply wax to the surface of a mold made of expanded polystyrene. However, when using wax, when removing the wax,
The wax melts due to heating and soaks into the ceramic molded body.

そして、窒素ガス雰囲気中でろうを分解する際、多量の
炭素がセラミック内部に残り、焼成時において、焼結体
にふくれ等の不具合が発生し、強度低下を招くという問
題がある。
When the wax is decomposed in a nitrogen gas atmosphere, a large amount of carbon remains inside the ceramic, which causes problems such as blistering in the sintered body during firing, resulting in a decrease in strength.

このため、発泡ポリスチレン等の発泡プラスチックから
なる成形型を使用しても、面粗度が良好となり、更には
ベンゼンを分散媒溶液として用いた場合にも発泡ポリス
チレン成形型が使用でき、かつ高強度の焼結体(セラミ
ック製品)が得られる工夫が望まれていた。
For this reason, even if a mold made of foamed plastic such as expanded polystyrene is used, the surface roughness is good, and even when benzene is used as a dispersion medium solution, a foamed polystyrene mold can be used, and it has high strength. There was a desire for a device that would allow a sintered body (ceramic product) to be obtained.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題は、次に述べる本発明のスリップキャスティン
グ成形型を用いることによって解決される。
The above problem is solved by using the slip casting mold of the present invention as described below.

ここで、本発明のスリップキャスティング成形型は、所
望形状に成形された発泡プラスチックの表面に、高分子
被膜が形成されていることを特徴としている。−・−第
1の発明 また、本発明のスリップキャスティング成形型は、所望
形状に成形された発泡プラスチックの表面に、有機分散
媒に不溶な高分子被膜が形成されていることを特徴とし
ている。・・−・−第2の発明本発明において、発泡プ
ラスチックとしては発泡ポリスチレンや発泡ポリウレタ
ン等を用いることができる。これらは射出成形や押し出
し成形等により所望の成形型形状とすることができるが
、市販の発泡ポリスチレン材を機械加工により所望の成
形型形状に切り出してもよい。
Here, the slip casting mold of the present invention is characterized in that a polymer coating is formed on the surface of a foamed plastic molded into a desired shape. -.- First invention Furthermore, the slip casting mold of the present invention is characterized in that a polymer film insoluble in an organic dispersion medium is formed on the surface of a foamed plastic molded into a desired shape. ...-Second invention In the present invention, foamed polystyrene, foamed polyurethane, etc. can be used as the foamed plastic. These can be formed into a desired mold shape by injection molding, extrusion molding, or the like, or a commercially available foamed polystyrene material may be cut into a desired mold shape by machining.

また、本発明において、発泡プラスチックの表面に形成
される高分子被膜としては、樹脂被膜やゴム被膜を用い
ることができる。このとき、使用される樹脂やゴムの種
類としては任意のものでよいが、分散媒溶液としてベン
ゼン等の有機溶媒を用いる場合には、第2の発明のよう
に、有機分散媒に不溶な高分子被膜、例えばポリビニル
アルコール等を用いることが必要である。
Furthermore, in the present invention, a resin film or a rubber film can be used as the polymer film formed on the surface of the foamed plastic. At this time, any type of resin or rubber may be used, but if an organic solvent such as benzene is used as the dispersion medium solution, as in the second invention, a high It is necessary to use a molecular coating, such as polyvinyl alcohol.

発泡プラスチックに高分子被膜を形成する方法としては
、樹脂液やゴム液中に所望の成形型形状に成形された発
泡プラスチックを浸漬し、引き上げて乾燥させる方法が
最も簡単であるが、樹脂液やゴム液を発泡プラスチック
表面に塗布したり、吹き付けてもよい。
The easiest way to form a polymer film on foamed plastic is to immerse the foamed plastic molded into the desired mold shape in a resin liquid or rubber liquid, pull it out, and dry it. Rubber fluid may be applied or sprayed onto the foamed plastic surface.

〔作用〕[Effect]

本発明のスリップキャスティング成形型によれば、表面
に発泡プラスチックの表面より面粗度の良い高分子被膜
が形成されているので、スリップキャスティング成形に
用いた場合には、成形型に面している成形体の面粗度も
良くなる。この面粗度が良くなることにより、焼結体、
即ち、セラミック製品の強度が向上する。
According to the slip casting mold of the present invention, a polymer film with a surface roughness better than that of the foamed plastic surface is formed on the surface. The surface roughness of the molded body also improves. By improving this surface roughness, the sintered body,
That is, the strength of the ceramic product is improved.

また、発泡プラスチックの表面に有機分散媒に不溶な高
分子被膜を設けたため、従来、有機分散媒に溶解するた
め使用できなかった発泡ポリスチレンを成形型として使
用することが可能となった。
Furthermore, since a polymer coating that is insoluble in organic dispersion media is provided on the surface of the foamed plastic, it has become possible to use foamed polystyrene as a mold, which previously could not be used because it dissolves in organic dispersion media.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施例) 第1実施例として、第1の発明に係るスリップキャステ
ィング成形型の中子を用いてディーゼル副燃焼室をセラ
ミックスで形成した例を示す。
(First Example) As a first example, an example will be shown in which a diesel sub-combustion chamber is formed of ceramic using the core of the slip casting mold according to the first invention.

ここで、第1図は本発明の第1実施例に係るスリップキ
ャスティング成形型の中子を示す断面図、第2図は本発
明の第1実施例に係るスリップキャスティング成形型の
中子を石膏型に組み付けた状態を示す断面図である。
Here, FIG. 1 is a sectional view showing the core of the slip casting mold according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the core of the slip casting mold according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a state assembled into a mold.

平均粒径0.9μmの窒化珪素(s 13N4)粉末9
0重量%(以下、%はすべて重量%を示す)、平均粒径
0.2μmのアルミナ(Aj!zC)+)粉末5%およ
び平均粒径0.8μmのイツトリア(Y2O2)粉末5
%をボールミルにて均一に混合する。
Silicon nitride (s 13N4) powder 9 with an average particle size of 0.9 μm
0% by weight (hereinafter, all % indicates weight%), 5% alumina (Aj!zC)+) powder with an average particle size of 0.2 μm, and 5% Ittria (Y2O2) powder with an average particle size of 0.8 μm.
% are uniformly mixed using a ball mill.

得られた混合粉末100重量部に対し、分散媒溶液とし
て水33.3重量部および界面活性剤ポリアクリル酸ア
ンモニウム0.6重量部を添加し、ボールミルにて6時
間混合してスリップ(泥漿)を調整する。
To 100 parts by weight of the obtained mixed powder, 33.3 parts by weight of water as a dispersion medium solution and 0.6 parts by weight of surfactant ammonium polyacrylate were added and mixed in a ball mill for 6 hours to form a slip (slurry). Adjust.

次いで、発泡プラスチックとして発泡率30倍の発泡ポ
リスチレンを用い、第1図に示す中子形状に成形した。
Next, foamed polystyrene with a foaming rate of 30 times was used as the foamed plastic, and was molded into the core shape shown in FIG.

この発泡ポリスチレン製中子1をポリアクリル酸樹脂(
ポリアクリレート)エマルジョン水溶液に浸漬し、引き
上げて空気中で2時間乾燥することにより、高分子被膜
として厚さ約0、2鶴のポリアクリレート被膜2を形成
した。そして、このポリアクリレート被膜2が形成され
た中子1を、第2図に示すように、石膏型3に組み込み
、この石膏型3と共にディーゼル副燃焼室形状の製品キ
ャビティ4を郭定する。
This expanded polystyrene core 1 is made of polyacrylic acid resin (
Polyacrylate coating 2 having a thickness of about 0.2 mm was formed as a polymer coating by immersing the sample in an aqueous emulsion solution, pulling it up, and drying it in the air for 2 hours. Then, the core 1 with the polyacrylate coating 2 formed thereon is assembled into a plaster mold 3, as shown in FIG. 2, and together with the plaster mold 3, a product cavity 4 in the shape of a diesel auxiliary combustion chamber is defined.

続いて、この石膏型3の注ぎ口5から、真空中で十分脱
泡したスリップを注ぎ込む。注ぎ込んだ直後から1)0
00vpで5分間振動を加え、気泡を空気抜き孔6から
抜く。5分経過後、振動を止め、型バラクを行って中子
1を鋳込んだ成形体を取り出す。この形成体を25℃で
12時間更に45℃で7時間乾燥した後、窒素雰囲気中
で5°C/分の昇温速度で450℃まで加熱し、中子1
およびポリアクリレート被膜2を除去する。次いで、こ
の成形体を焼成炉に入れ、9.5気圧の窒素雰囲気下に
おいて、1720℃で4時間焼成した。その後、機械加
工により所定の寸法に仕上げることによりディーゼル副
燃焼室を形成するセラミックチャンバを得た。
Subsequently, the slip, which has been sufficiently defoamed in a vacuum, is poured through the spout 5 of the plaster mold 3. Immediately after pouring 1) 0
Vibration was applied at 00 vp for 5 minutes to remove air bubbles from the air vent hole 6. After 5 minutes have passed, the vibration is stopped, the mold is broken, and the molded body in which the core 1 has been cast is taken out. After drying this formed body at 25°C for 12 hours and further at 45°C for 7 hours, it was heated to 450°C at a temperature increase rate of 5°C/min in a nitrogen atmosphere.
and the polyacrylate coating 2 is removed. Next, this molded body was placed in a firing furnace and fired at 1720° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere of 9.5 atmospheres. Thereafter, a ceramic chamber forming a diesel sub-combustion chamber was obtained by machining it to a predetermined size.

得られた焼結体の中子と接していた部分の表面粗さは、
最大高さが8μmであり、中子と接していなかった部分
の表面の粗さ14μmより小さかった。また、焼結体の
強度を内圧破壊試験にて調べたところ、引張強度σは4
13kg/m”であった。
The surface roughness of the part of the obtained sintered body that was in contact with the core was
The maximum height was 8 μm, which was smaller than the surface roughness of the portion not in contact with the core, which was 14 μm. In addition, when the strength of the sintered body was examined using an internal pressure fracture test, the tensile strength σ was 4.
It was 13 kg/m''.

なお、中子除去後の成形体には、亀裂、割れ等の不具合
は発生していなかった。
Note that no defects such as cracks or cracks occurred in the molded product after the core was removed.

(第1比較例) 比較のため、ポリアクリレート被膜のない発泡ポリスチ
レン製中子を用い、他は実質的に第1実施例と同様にし
てセラミックチャンバを製造した。
(First Comparative Example) For comparison, a ceramic chamber was manufactured in substantially the same manner as in the first example except that a foamed polystyrene core without a polyacrylate coating was used.

この結果得られたセラミックチャンバは、中子と接して
いた部分の面粗度が最大高さで300μmであり、第1
実施例と同様な方法で行った内圧破壊試験の結果、引張
強度σは20kg/am”であった。
The resulting ceramic chamber had a surface roughness of 300 μm at the maximum height in the part that was in contact with the core, and
As a result of an internal pressure fracture test conducted in the same manner as in the example, the tensile strength σ was 20 kg/am''.

(第2実施例) 第1実施例において、高分子被膜としてポリアクリレー
ト被膜の代わりにスチレンブタジェンゴム被膜を形成し
たことを除き、他は実質的に第1実施例と同様な方法で
セラミックチャンバを製造した。
(Second Example) A ceramic chamber was fabricated in substantially the same manner as in the first example except that a styrene-butadiene rubber film was formed as the polymer film instead of the polyacrylate film in the first example. was manufactured.

このセラミックチャンバは、面粗度、引張強さ共、第1
実施例と同様な結果が得られた。
This ceramic chamber has the highest surface roughness and tensile strength.
Results similar to those in the example were obtained.

(第3実施例) 第3実施例として、第2の発明に係るスリップキャステ
ィング成形型の中子を用いて直噴ディーゼルエンジン用
ピストンをセラミックスで形成した例を示す。
(Third Example) As a third example, an example will be shown in which a piston for a direct injection diesel engine is formed of ceramic using the core of the slip casting mold according to the second invention.

ここで、第3図は本発明の第3実施例に係るスリップキ
ャスティング成形用中子を示す断面図、第4図は本発明
の第3実施例に係るスリップキャスティング成形型の中
子を石膏型に組み付けた状態を示す断面図である。
Here, FIG. 3 is a sectional view showing a core for slip casting molding according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view showing a core for slip casting molding according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the assembled state.

平均粒径0.45μmの炭化珪素(S i C)粉末9
8%、平均粒径1μmの非晶質硼素粉末1%および平均
粒径0.1μmの非晶質炭素粉末1%をボールミルにて
均一に混合する。得られた混合粉末を乾燥した後、この
混合粉末100重量部に対し、分散媒溶液としてベンゼ
ン28重量部およびポリカルボン酸非イオン界面活性剤
1.5重量部を同時に添加し、ボールミルにて6時間混
合してスリップ(泥漿)を調整する。
Silicon carbide (S i C) powder 9 with an average particle size of 0.45 μm
8%, 1% amorphous boron powder with an average particle size of 1 μm, and 1% amorphous carbon powder with an average particle size of 0.1 μm are uniformly mixed in a ball mill. After drying the obtained mixed powder, 28 parts by weight of benzene and 1.5 parts by weight of a polycarboxylic acid nonionic surfactant were simultaneously added as a dispersion medium solution to 100 parts by weight of this mixed powder, and 6 parts by weight of a polycarboxylic acid nonionic surfactant were added in a ball mill. Adjust slip by mixing time.

次いで、発泡プラスチックとして発泡率30倍の発泡ポ
リスチレンを用い、第3図に示す中子形状に成形した。
Next, foamed polystyrene with an expansion rate of 30 times was used as the foamed plastic, and was molded into the core shape shown in FIG.

この発泡ポリスチレン製中子1をポリビニルアルコール
のエマルジョン水溶液に浸漬し、引き上げて空気中で2
時間乾燥することにより、高分子被膜として厚さ約0.
2鶴のポリビニルアルコール被膜7を形成した。そして
、このポリビニルアルコール被膜7が形成された中子l
を、第4図に示すように、石膏型3に組み込み、この石
膏型3と共に直噴ディーゼルエンジン用ピストン形状の
製品キャビティ4を郭定する。
This foamed polystyrene core 1 is immersed in an aqueous emulsion solution of polyvinyl alcohol, pulled up and placed in the air for 2 hours.
By drying for a period of time, a polymer film with a thickness of about 0.
A polyvinyl alcohol coating 7 of two cranes was formed. Then, the core l on which this polyvinyl alcohol coating 7 is formed
As shown in FIG. 4, it is assembled into a plaster mold 3, and together with this plaster mold 3, a piston-shaped product cavity 4 for a direct injection diesel engine is defined.

続いて、この石膏型3の注ぎ口5から、真空中で十分脱
泡したスリップを注ぎ込む。注ぎ込んだ直後から1)0
00vpで5分間振動を加え、気泡を空気抜き孔6から
抜く。5分経過後、振動を止め、着肉後、型バラクを行
って中子1を鋳込んだ成形体を取り出す。この形成体を
25℃で12時間更に45℃で7時間乾燥した後、窒素
雰囲気中で5℃/分の昇温速度で450℃まで加熱し、
中子1およびポリビニルアルコール被膜7を除去する。
Subsequently, the slip, which has been sufficiently defoamed in a vacuum, is poured through the spout 5 of the plaster mold 3. Immediately after pouring 1) 0
Vibration was applied at 00 vp for 5 minutes to remove air bubbles from the air vent hole 6. After 5 minutes have elapsed, the vibration is stopped, and after the ink is deposited, the mold is separated and the molded body in which the core 1 has been cast is taken out. After drying this formed body at 25° C. for 12 hours and further at 45° C. for 7 hours, it was heated to 450° C. at a temperature increase rate of 5° C./min in a nitrogen atmosphere.
Core 1 and polyvinyl alcohol coating 7 are removed.

次いで、この成形体を焼成炉に入れ、1気圧のアルゴン
ガス雰囲気下において、2100℃で1時間焼成した。
Next, this molded body was placed in a firing furnace and fired at 2100° C. for 1 hour in an argon gas atmosphere of 1 atm.

この結果、密度97%の直噴ディーゼルエンジン用ピス
トンを得た。また、このピストンは第1実施例と同様、
面粗度が良好であった。
As a result, a piston for a direct injection diesel engine with a density of 97% was obtained. Also, this piston is similar to the first embodiment,
The surface roughness was good.

この直噴ディーゼルエンジン用ピストンから3n×4鶴
X 45 amのテストピースを複数切出し、表面を1
μmのダイヤモンドペーストで仕上げ、3点曲げ強度試
験を行った。この結果、3点曲げ強度は、室温で58〜
84kg/鶴2.1200°Cで64〜F35kg/w
”、1400℃で68〜92kg / m ”であった
Multiple test pieces of 3n x 4 cranes x 45 am were cut out from this direct injection diesel engine piston, and the surface was
It was finished with μm diamond paste and subjected to a three-point bending strength test. As a result, the three-point bending strength was 58~58 at room temperature.
84kg/Tsuru2.64~F35kg/w at 1200°C
", 68-92 kg/m at 1400°C".

(第2比較例) 第3実施例において、発泡ポリスチレン製中子の表面に
ポリビニルアルコール被膜を形成することなく石膏型に
設置し、この石膏型にスリップを流し込んだところ、中
子がスリップの分散媒溶液として用いたベンゼンに溶け
、成形ができなかった。
(Second Comparative Example) In the third example, when a polystyrene foam core was placed in a plaster mold without forming a polyvinyl alcohol film on the surface and slip was poured into the plaster mold, the core dispersed the slip. It dissolved in benzene used as a medium solution and could not be molded.

(第4実施例) 第3実施例において、分散媒溶液としてベンゼンの代わ
りに水を用い、ポリカルボン酸非イオン界面活性剤の代
わりにジエチルアミンを用い、混合粉末100重量部に
対し、水を33重量部、ジエチルアミン0.5重量部を
混合してスリップを調製したことを除き、他は実質的に
第3実施例と同様にして直噴ディーゼルエンジン用ピス
トンを製造した。
(Fourth Example) In the third example, water was used instead of benzene as the dispersion medium solution, diethylamine was used instead of the polycarboxylic acid nonionic surfactant, and 33 parts of water was added to 100 parts by weight of the mixed powder. A piston for a direct injection diesel engine was produced in substantially the same manner as in Example 3, except that a slip was prepared by mixing 0.5 parts by weight of diethylamine and 0.5 parts by weight of diethylamine.

この結果得られた直噴ディーゼルエンジン用ピストンの
密度は92%であった。この直噴ディーゼルエンジン用
ピストンから第3実施例と同様に3鶴X4mX45u+
のテストピースを複数切出し、表面を1μmのダイヤモ
ンドペーストで仕上げ、3点曲げ強度試験を行った。こ
の結果、3点曲げ強度は、室温で43〜52に+r/鶴
2.1200°Cで43〜55kg/寵12.1400
℃で38〜44kg / mm ”であった。第3実施
例より強度が落ちたのは、水が焼結助剤である炭素を分
散させる効果がベンゼンより劣っていることおよび水蒸
気による炭化珪素の酸化に起因すると考えられる。
The density of the resulting piston for a direct injection diesel engine was 92%. From this direct injection diesel engine piston, 3 cranes x 4 m x 45 u +
A plurality of test pieces were cut out, the surfaces were finished with 1 μm diamond paste, and a three-point bending strength test was conducted. As a result, the three-point bending strength is 43 to 52 at room temperature and 43 to 55 kg at 2.1200°C.
The strength was 38 to 44 kg/mm'' at ℃.The reason why the strength was lower than that in the third example is that water is less effective than benzene in dispersing carbon, which is a sintering aid, and water vapor is less effective at dispersing silicon carbide. This is thought to be caused by oxidation.

(第5実施例) 第3実施例において、高分子被膜としてポリビニルアル
コール被膜の代わりにスチレンブタジェンゴム被膜を形
成したことを除き、他は実質的に第3実施例と同様な方
法で直噴ディーゼルエンジン用ピストンを製造した。
(Fifth Example) In the third example, direct injection was performed in substantially the same manner as in the third example, except that a styrene-butadiene rubber film was formed as the polymer film instead of the polyvinyl alcohol film. Manufactured pistons for diesel engines.

この直噴ディーゼルエンジン用ピストンは、面粗度、引
張強さ共、第3実施例と同様な結果が得られた。
This piston for a direct injection diesel engine had the same results as the third example in both surface roughness and tensile strength.

(第6実施例) 第6実施例として、第1の発明に係るスリップキャステ
ィング成形型の外型を用いてレシプロエンジンの排気バ
ルブをセラミックスで形成した例を示す。
(Sixth Example) As a sixth example, an example will be shown in which an exhaust valve of a reciprocating engine is formed of ceramic using the outer mold of the slip casting mold according to the first invention.

ここで、第5図は本発明の第6実施例に係るスリップキ
ャスティング成形型の外型を示す断面図、第6図乃至第
9図は本発明の第6実施例に係るスリップキャスティン
グ成形型の外型を用いたセラミック排気パルプの製造方
法を示す断面図である。
Here, FIG. 5 is a sectional view showing the outer mold of the slip casting mold according to the sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 9 are sectional views of the slip casting mold according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing ceramic exhaust pulp using an outer mold.

平均粒径0.9μmの窒化珪素(Si3N4)粉末96
%、平均粒径0.2 p mのアルミナ(/l!203
)秘末2%および平均粒径0.8μmのイ・ノドリア(
Y z O:+ )粉末2%をボールミルにて均一に混
合する。得られた混合粉末100重量部に対し、分散媒
溶液として水33.3重量部および界面活性剤ポリアク
リル酸アンモニウム0.4重量部を添加し、ボールミル
にて6時間混合してスリップを調整する。
Silicon nitride (Si3N4) powder 96 with an average particle size of 0.9 μm
%, alumina with average particle size 0.2 p m (/l!203
) with 2% powder and an average particle size of 0.8 μm (
2% of Y z O:+ ) powder was mixed uniformly using a ball mill. To 100 parts by weight of the obtained mixed powder, 33.3 parts by weight of water as a dispersion medium solution and 0.4 parts by weight of surfactant ammonium polyacrylate are added, and mixed in a ball mill for 6 hours to adjust slip. .

次いで、発泡プラスチックとして発泡ウレタンを用い、
第5図に示す外型形状に成形した。この発泡ウレタン製
外型21を、第6図に示すように、ポリアクリル酸樹脂
(ポリアクリレート)エマルジョン水溶液22に浸漬し
た。浸漬後、引き上げて空気中で2時間乾燥することに
より、第7図に示すように、高分子被膜として厚さ約0
.2 mmのポリアクリレート被膜23を形成した。そ
して、このポリアクリレート被膜23が形成された外型
21を、第8図に示すように、石膏板24に載置し、こ
の石膏板24と共にセラミック排気バルブ形状の製品キ
ャビティ25を郭定する。
Next, using foamed urethane as the foamed plastic,
It was molded into the outer shape shown in FIG. This foamed urethane outer mold 21 was immersed in a polyacrylic acid resin (polyacrylate) emulsion aqueous solution 22, as shown in FIG. After dipping, it is pulled up and dried in the air for 2 hours to form a polymer film with a thickness of about 0, as shown in Figure 7.
.. A 2 mm polyacrylate coating 23 was formed. Then, as shown in FIG. 8, the outer mold 21 with the polyacrylate coating 23 formed thereon is placed on a plaster board 24, and together with the plaster board 24, a product cavity 25 in the shape of a ceramic exhaust valve is defined.

続いて、この外型21の上方から、真空中で十分脱泡し
たスリップ26を注ぎ込む。注ぎ込んだ直後から1)0
00vpで5分間振動を加え、気泡を上方から抜く。5
分経過後、振動を止め、型バラシを行って外型21を鋳
込んだ成形体を取り出す。この形成体を25℃で12時
間更に45℃で7時間乾燥した後、窒素雰囲気中で5℃
/分の昇温速度で450℃まで加熱し、外型21および
ポリアクリレート被膜23を除去する。次いで、この成
形体を焼成炉に入れ、9.5気圧の窒素雰囲気下におい
て、1740℃で4時間焼成した。その後、機械加工に
より所定の寸法に仕上げることにより、第9図に示すセ
ラミック排気バルブ27を得た。
Subsequently, the slip 26 that has been sufficiently degassed in a vacuum is poured into the outer mold 21 from above. Immediately after pouring 1) 0
Vibrate at 00vp for 5 minutes to remove air bubbles from above. 5
After a minute has elapsed, the vibration is stopped, the mold is broken out, and the molded body in which the outer mold 21 has been cast is taken out. The formed body was dried at 25°C for 12 hours and then at 45°C for 7 hours, and then dried at 5°C in a nitrogen atmosphere.
The outer mold 21 and the polyacrylate coating 23 are removed by heating to 450° C. at a temperature increase rate of 1/min. Next, this molded body was placed in a firing furnace and fired at 1740° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere of 9.5 atmospheres. Thereafter, the ceramic exhaust valve 27 shown in FIG. 9 was obtained by machining it to a predetermined size.

得られた焼結体の外型と接していた部分の表面粗さは、
最大高さが8μmであり、外型と接していなかった部分
の表面の粗さ14μmより小さかった。また、焼結体の
強度を引張強度試験にて調べたところ、引張強度σは5
Qkg/w”であった。
The surface roughness of the part of the obtained sintered body that was in contact with the outer mold was
The maximum height was 8 μm, which was smaller than the surface roughness of the portion not in contact with the outer mold, which was 14 μm. In addition, when the strength of the sintered body was examined by a tensile strength test, the tensile strength σ was 5
Qkg/w”.

なお、外型除去後の成形体には、亀裂、割れ等の不具合
は発生していなかった。
Note that no defects such as cracks or cracks occurred in the molded product after the outer mold was removed.

(第3比較例) 比較のため、ポリアクリレート被膜のない発泡ウレタン
製外型を用い、他は実質的に第1実施例と同様にしてセ
ラミック排気バルブを製造した。
(Third Comparative Example) For comparison, a ceramic exhaust valve was manufactured in substantially the same manner as in the first example except that an outer mold made of urethane foam without a polyacrylate coating was used.

この結果得られたセラミック排気バルブは、外型と接し
ていた部分の面粗度が最大高さで300μmであり、第
1実施例と同様な方法で行った引張強度試験の結果、引
張強度σは21kg/m”であった。
The resulting ceramic exhaust valve had a surface roughness of 300 μm at the maximum height in the part that was in contact with the outer mold, and as a result of a tensile strength test conducted in the same manner as in the first example, the tensile strength σ was 21 kg/m''.

(第7実施例) 第6実施例において、高分子被膜としてポリアクリレー
ト被膜の代わりにスチレンブタジェンゴム被膜を形成し
たことを除き、他は実質的に第6実施例と同様な方法で
セラミック排気バルブを製造した。
(Seventh Example) In the sixth example, the ceramic exhaust was carried out in substantially the same manner as in the sixth example, except that a styrene-butadiene rubber film was formed as the polymer film instead of the polyacrylate film. Manufactured a valve.

このセラミック排気バルブは、面粗さ、引張強さ共、第
6実施例と同様な強度が得られた。
This ceramic exhaust valve had surface roughness and tensile strength similar to those of the sixth example.

(第8実施例) 第6実施例において、発泡プラスチックとして発泡ウレ
タンの代わりに発泡ポリスチレンを用いた点が異なる。
(Eighth Example) The sixth example differs in that polystyrene foam is used instead of urethane foam as the plastic foam.

さらに、第6実施例において、成形された発泡プラスチ
ックの表面に高分子被膜を形成していたのを、発泡プラ
スチックの成形時に成形型のキャビテイ面に、予め高分
子被膜であるポリアクリレートを塗布しておき、成形と
同時に発泡ポリスチレンの表面にポリアクリレート被膜
を形成する点が異なる。
Furthermore, in Example 6, a polymer coating was formed on the surface of the molded plastic foam, but a polyacrylate coating, which is a polymer coating, was applied in advance to the cavity surface of the mold during molding of the plastic foam. The difference is that a polyacrylate film is formed on the surface of the expanded polystyrene at the same time as the molding.

この結果得られたセラミック排気バルブは、面粗度が最
大高さで320μmで、引張強度が47kg / **
 ”であり′、第6実施例に比べてやや面粗度および強
度が劣るものの、発泡プラスチックを高分子被膜材料に
浸漬、乾燥する工程がなく、発泡プラスチックの成形型
に高分子被膜材料を塗布するだけでよいため、製造工程
が簡略化できる。
The resulting ceramic exhaust valve has a surface roughness of 320 μm at the maximum height and a tensile strength of 47 kg/**
Although the surface roughness and strength are slightly inferior to the sixth embodiment, there is no step of dipping the foamed plastic in the polymeric coating material and drying it, and the polymeric coating material is applied to the foamed plastic mold. The manufacturing process can be simplified.

以上のように、第1実施例と第2実施例と第1比較例よ
り、本発明のスリップキャスティング成形用中子を用い
れば、素材が発泡プラスチックであっても良好な面粗度
が得られることが判る。
As mentioned above, from the first example, the second example, and the first comparative example, if the core for slip casting molding of the present invention is used, good surface roughness can be obtained even if the material is foamed plastic. I understand that.

また、第3実施例、第4実施例、第5実施例および第2
比較例より、ベンゼンを分散媒溶液として用い、中子の
高分子被膜としてベンゼンに不溶なポリビニルアルコー
ル被膜を用いることにより、高温強度に優れた炭化珪素
焼結体が得られることが判る。
In addition, the third example, the fourth example, the fifth example, and the second example
The comparative example shows that a silicon carbide sintered body with excellent high-temperature strength can be obtained by using benzene as a dispersion medium solution and using a benzene-insoluble polyvinyl alcohol coating as the polymer coating of the core.

さらに、第6実施例、第7実施例および第3比較例より
、発泡プラスチックを外型に用いた場合にも、良好な面
粗度が得られることが判る。
Further, from the sixth example, the seventh example, and the third comparative example, it can be seen that good surface roughness can be obtained even when foamed plastic is used for the outer mold.

さらにまた、第8実施例により、発泡プラスチック表面
への高分子被膜の形成方法として、発泡プラスチックの
成形と同時に行うことによって、面粗度および引張強度
をそれ程下げずに工程の簡略化を図れることが判る。
Furthermore, according to the eighth embodiment, as a method for forming a polymer film on the surface of a foamed plastic, the process can be simplified without significantly lowering the surface roughness and tensile strength by performing it simultaneously with the molding of the foamed plastic. I understand.

なお、発泡プラスチックに関して、発泡ウレタンは、加
熱もしくは溶剤により容易に除去ができる利点がある。
Regarding foamed plastics, urethane foam has the advantage that it can be easily removed by heating or using a solvent.

また、発泡ウレタンは、柔軟性に冨むため、スリップを
着肉した成形体の乾燥時におこる収縮を吸収して、セラ
ミック成形体が破損するのを防ぐことができる。これら
は、用途に応じて使い分けられる。
In addition, since urethane foam is highly flexible, it can absorb the shrinkage that occurs during drying of a molded body with a slip attached thereto, thereby preventing damage to the ceramic molded body. These can be used depending on the purpose.

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various embodiments within the scope of the claims.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上より、本発明のスリップキャスティング成形型によ
れば、以下の効果を奏する。
As described above, the slip casting mold of the present invention provides the following effects.

(イ)成形型の表面の面粗度が良くなることに伴い、成
形体の面粗度も良くなる。従って、セラミック製品の強
度が上がり、耐久性が向上する。
(a) As the surface roughness of the mold surface improves, the surface roughness of the molded body also improves. Therefore, the strength and durability of the ceramic product increases.

(ロ)発泡プラスチックからなる成形型を分散媒として
ベンゼン等の有機溶媒を用いた場合にも使用できるよう
になり、水を分散媒として用いる場合より得られるセラ
ミック製品の強度が向上する。
(b) It becomes possible to use a mold made of foamed plastic using an organic solvent such as benzene as a dispersion medium, and the strength of the ceramic product obtained is improved compared to when water is used as a dispersion medium.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1実施例に係るスリップキャスティ
ング成形用中子を示す断面図、第2図は本発明の第1実
施例に係るスリップキャスティング成形用中子を石膏型
に組み付けた状態を示す断面図、 第3図は本発明の第3実施例に係るスリップキャスティ
ング成形用中子を示す断面図、第4図は本発明の第3実
施例に係るスリップキャスティング成形用中子を石膏型
に組み付けた状態を示す断面図、 第5図は本発明の第6実施例に係るスリップキャスティ
ング成形用外型の発泡プラスチック成形体を示す断面図
、 第6図は第5図の発泡プラスチック成形体を高分子被膜
材料の溶液中に浸漬した状態を示す断面図、 第7図は本発明の第6実施例に係るスリップキャスティ
ング成形用外型を示す断面図、第8図は第7図のスリッ
プキャスティング成形用外型を石膏板に組み付けた断面
図、 第9図は本発明の第6実施例に係るスリップキャスティ
ング成形用外型を用いて作られたセラミック排気バルブ
を示す断面図である。 1−−−−−一発泡ポリスチレン製中子(発泡プラスチ
ック) 2−−−−ポリアクリレート被膜(高分子被膜)3・−
一−−・石膏型 4−・−・−製品キャビティ 5−一一一一・・注ぎ口 6・・−・空気抜き孔 7・・−・−ポリビニルアルコール被膜(高分子被膜) 出願人  トヨタ自動車株式会社 第1図 第2図 第3図 節4酉 第55!i 第62 1)17図
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a sectional view showing a slip casting core according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a slip casting core according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a slip casting molding core according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a slip casting core according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a casting core is assembled into a plaster mold; FIG. 5 is a sectional view showing a foamed plastic molded body of an outer mold for slip casting according to a sixth embodiment of the present invention; FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the foamed plastic molded body immersed in a solution of polymer coating material; FIG. 7 is a cross-sectional view showing the outer mold for slip casting according to the sixth embodiment of the present invention; Figure 8 is a sectional view of the outer mold for slip casting molding shown in Figure 7 assembled to a plaster board, and Figure 9 is a ceramic exhaust valve made using the outer mold for slip casting molding according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 1-----Single foam polystyrene core (foamed plastic) 2-----Polyacrylate coating (polymer coating) 3.-
1--Gypsum mold 4--Product cavity 5-1111--Pour spout 6--Air vent hole 7--Polyvinyl alcohol coating (polymer coating) Applicant Toyota Motor Corporation Company Figure 1 Figure 2 Figure 3 Section 4 Rooster No. 55! i No. 62 1) Figure 17

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所望形状に成形された発泡プラスチックの表面に
、高分子被膜が形成されていることを特徴とするスリッ
プキャスティング成形型
(1) A slip casting mold characterized by a polymer coating formed on the surface of a foamed plastic molded into a desired shape.
(2)所望形状に成形された発泡プラスチックの表面に
、有機分散媒に不溶な高分子被膜が形成されていること
を特徴とするスリップキャスティング成形型
(2) A slip casting mold characterized in that a polymer film insoluble in an organic dispersion medium is formed on the surface of a foamed plastic molded into a desired shape.
JP8909486A 1985-07-01 1986-04-17 Slip casting molding die Pending JPS62103105A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60-144347 1985-07-01
JP14434785 1985-07-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62103105A true JPS62103105A (en) 1987-05-13

Family

ID=15359990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8909486A Pending JPS62103105A (en) 1985-07-01 1986-04-17 Slip casting molding die

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62103105A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61125804A (en) * 1984-11-22 1986-06-13 株式会社日立製作所 Manufacture of mold

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61125804A (en) * 1984-11-22 1986-06-13 株式会社日立製作所 Manufacture of mold

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