JPS62268607A - セラミツクスの機械加工方法およびその装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分訝） 本発明はセラミックス成形体の加工に係り、特にセラミ
ックス成形体に穿孔加工やフライス加工などの機械加工
を施す方法および適する加工装置に関する。

（従来の技術） 例えば窒化珪素などからなるセラミックス成形体はすぐ
れた耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性などを有することから高
温下な°どで使用される電子部品或いは構造部材とし′
Ｃ注目されている。しかし焼結して成るセラミックスは
一般に硬く、また脆いため、穿孔や研削など機械的加工
を施し難いと云う不都合さがある。

上記対策としてセラミックス成形体について焼結前に（
未焼結セラミックス成形体）、穿孔やフライス加工など
所要の機械的加工を施しておき、これを焼結（焼成）す
ることが試みられ′〔いる。

この未焼結のセラミックス成形体に予め機械加工を施す
方法はその機械的加工自体簡易となるが一方、未焼結の
セラミックス成形体の形崩−ｒＬ（破損）を起し易く、
また加工に当っても破損し易いため保持、固定し難く実
用上なお問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは上記事情に対応し゛Ｃ種々実験を進めた結
果、焼結前のセラミックス成形体を極低温に冷却した状
態で穿孔などの加工を施した場合、形崩れや破損など起
さず容易に所要の加工を施しうろことを見出した。

従って本発明はセラミックス成形体につい〔破損など招
来せずに穿孔加工や研削加工などを歩留りよく施しうる
機械加工方法およびこの加工方法の実施に適する装置を
提供する。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は未焼結のセラミックス成形体について穿孔加工
やプライス加工などを施すに当って、前記未焼結のセラ
ミックス成形体を極低温に冷却して上記所要の機械加工
を施すことと、上記被加工物たる未焼結のセラミックス
成形体に対する極低温冷却に際し冷却槽と貯留槽とに分
は且つ冷却剤の入換え移送を行ない効率よく冷却処理す
ることとを要旨とするものである０ （作用） 本発明によれば未焼結のセラミックス成形体は、穿孔や
フライス加工などの機械加工において形崩れなど機械的
な破損など起さず歩留りよく所要の加工がなされ、しか
も最終的には加工精度の高いセラミックス焼結製品が得
られる。しかして未焼結状態での加工にかかわらず機械
的破損など抑制され、゛また加工時の保持も容易になさ
れるのは、機械的加工に先立っての極低温での冷却処理
により未焼結のセラミックス成形体が硬化、収縮した状
態となりもって機械的に破損し難くなると考えられる。

（実施例） 第１図は本発明に係る加工方法の実施に適する装置の構
成例を示すものである。図において（１）は極低温冷却
槽で、この極低温冷却槽（１）内に゛は被加工物である
未焼結のセラミックス成形体（２）を支持する支持体（
３）が配設されている。しかして上記支持体（３）は保
持部（４ａ）が前記極低温冷却槽（１）の底部を液密に
挿通して配置された保持体（４）にて支持されている。

一方上記支持体（３）上に載置し所要の加工が施こされ
る未焼結のセラミックス成形体（２）はスペーサ１５）
を介挿してクランパー（６）およびボルトねじ（７）に
て支持体（３）上に固定される構成をなしている。また
上記被加工物を支持する支持体（３）に対向した上方に
はセラミックス加工具例えば電動ドリル（８）が図示し
ない機構によって上下方向や水平方向へ可動自在に配設
してあり、さらに極低温冷却剤例えば液体窒素（９）を
貯留する貯留槽Ｃ１Ｏが油圧シリンダや気圧シリンダな
どの上下動する駆動機構αυの上端に設置された架台（
１つにて保持されている。しかして上記極低温冷却剤貯
留槽σ１と極低温冷却槽（１）とは互に底部側で可撓性
の流体路（ｒ３にて連接され、極低温冷却剤貯留槽員の
上下動によって冷却剤（９）を冷却槽（１）へ供給した
り或いは冷却ｍ　ｍから回収するように構成されている
。なお第１図においてｆｉ４）は基台、（１つはパツキ
ンをそれぞれ示す。

次に上記加工装置を使用した加工方法について説明する
。予め用意した未焼結のセラミックス成形体（２）を支
持体（３）上に載置し、スペーサ（５）およびクランパ
ー（６）を順次配置した後ボルト（力にて支持体（３）
に固定支持する。しかる後、シリンダαυを駆動して極
低温冷却剤貯留槽（１０を上昇させその貯留槽α１内の
液体窒素（９）を頂低温冷却槽（ｉ）内に供給して前記
固定支持した未焼結セラミックス成形体（２）を浸漬状
態に維持する。かくして未焼結セラミックス成形体（２
）を十分に極低温に冷却させた後、加工具例えばドリル
（８）を駆動し、液体窒素（９）中に浸漬しである未焼
結セラミックス成形体（２）に穿孔加工を施す。上記穿
孔加工を施した後、再びシリンダーαυを駆動して極低
温冷却剤貯留槽ａ０を下降させ、極低温冷却！（１）内
の液体窒素（９）を前記貯留槽（１１内へ戻す（回収す
る）。次いで穿孔加工した未焼結セラミックス成形体（
２）を支持体（３）から取り外すことによって未焼結の
セラミックス成形体の加工は終了し次の焼結（焼成）へ
と工程が進められる０ なお上記においては未焼結セラミックス成形体の穿孔加
工を液体窒素中に浸漬した状態で行なったが十分冷却し
・であれば浸漬状態で行なわ々くともよい。従って例え
ば極低温冷却槽（１）内に未焼結セラミックス成形体を
浸漬し冷却処理した後、冷却槽（１）から取り出し、例
えば穿孔加工、やフライス加工など施してもよく、上記
装置によらずとも実施できる。また極低温冷却剤は液体
窒素に限らず例えば液体ヘリウム、液体キセノンなど−
４０〜−２７０℃程度の冷却能力を有するものならいず
れをも使用しうる。

以下具体例を示す。先ず未焼結セラミックス成形体とし
て厚さ１，８舅、直径１１）ｗ＋の窒化珪素成形体を用
意した。一方上記構成の装置を用意し、前記成形体を極
低温冷却槽（１）内の支持体（３）に取り付は液体窒素
（９）を貯留槽（ＩＩが冷却槽（１）内に供給し約１分
間浸漬冷却した。次いでドリル（８）を駆動して冷却さ
れているセラミックス成形体（２）に穿孔加工を施して
から液体窒素（９）を貯留槽α０に回収した０上記ドリ
ル加工したセラミックス成形体は加工に伴なう破損や形
崩れなど全く認められなかった。

次いで上記穿孔加工したセラミックス成形体を不活性雰
囲気中１４００〜１７００℃で焼結（焼成）して、穿孔
加工したセラミックス焼結体を得た。この焼結体は目標
とする穿孔（直径０．５ｍｍの￥通孔）に対して形状、
直径など目標通りで加工精度の高いものであった。

（発明の効果） 本発明によればセラミックス焼結体く部品など）を得る
に当って、未焼結の成形体を柩低温冷却して所要の加工
、例えば穿孔や研削などを施している。しかしてこの加
工においてセラミックス成形体は破損や形崩れなど招来
せず（Ｃ容易に且つ所要の加工を施しうる。しかも焼結
に伴なう熱収縮の影響もほとんど受けず、加工により形
設した例えば孔なども寸法精度がすぐれている。かくし
て本発明方法は孔あきセラミックス焼結体や良雑な形状
のセラミックス焼結体で且つ寸法精度など要求される部
品や構造材料を得るための加工において有効なものと云
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に適する装置の一例を示す一
部断面図である。 （１）・・・冷却槽。 （２）・・・未焼結セラミックス成形体。 （３）・・・被加工物支持体。 （８）・・・セラミックス加工具。 αＣ・・・極低温冷却剤貯留槽っ 代理人　弁理士　則　近　辺　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）未焼結セラミックス成形体を極低温に冷却する工程
   と、前記極低温に冷却したセラミックス成形体に機械加
   工を施す工程とを具備して成ることを特徴とするセラミ
   ックスの機械加工方法。 ２）極低温冷却剤を収容する冷却槽と、前記冷却槽内に
   配設された未焼結セラミックス成形体を支持する被加工
   物支持体と、前記被加工物支持体に対向し且つ所定方向
   に可動自在に配設されたセラミックス加工具と、前記冷
   却槽に可撓性の流体路を介して連接し、且つ上下に可動
   して極低温冷却剤を冷却槽に供給、回収する極低温冷却
   剤貯留槽とを具備して成ることを特徴とするセラミック
   ス成形体の機械加工装置。