JPS6297804A - Manufacture of complicate shaped product such as ceramics - Google Patents

Manufacture of complicate shaped product such as ceramics

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JPS6297804A
JPS6297804A JP23830885A JP23830885A JPS6297804A JP S6297804 A JPS6297804 A JP S6297804A JP 23830885 A JP23830885 A JP 23830885A JP 23830885 A JP23830885 A JP 23830885A JP S6297804 A JPS6297804 A JP S6297804A
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JP
Japan
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green molded
molded body
ceramics
product
green
Prior art date
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Pending
Application number
JP23830885A
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Japanese (ja)
Inventor
忠基 酒井
誠 井上
江坂 元
木原 勇二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6297804A publication Critical patent/JPS6297804A/en
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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、セラミックス粉末や金属粉末、あるいはガラ
ス粉末などの粉体原料を用いて、特に複雑な形状製品を
射出成形によって製品化するセラミックスなどの複雑な
形状製品の製造方法に関するものである。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention is applicable to ceramics, etc., in which products with particularly complex shapes are produced by injection molding using powder raw materials such as ceramic powder, metal powder, or glass powder. The present invention relates to a method for manufacturing products with complex shapes.

「従来の技術」 従来、セラミックス粉末、金属粉末、ガラス粉末などの
粉体原料には、通常、パラフィンワックスなどを主体と
するバインダーを配合して、これに流動性を付与し、こ
れを射出成形して得たグリーン成形体より脱バインダー
をなし、更に、高温の焼成炉に入れて焼結して焼結製品
を得ている。
"Conventional technology" Conventionally, powder raw materials such as ceramic powder, metal powder, and glass powder are usually blended with a binder mainly composed of paraffin wax to give fluidity and then injection molded. The green molded body thus obtained is debindered, and then placed in a high-temperature kiln and sintered to obtain a sintered product.

セラミックス粉末とか金属粉末などを成形する方法とし
ては、泥しよう鋳込み法、プレス法、押出法、射出成形
法などがあるが、この内、特に、複雑な形状の成形品を
成形する方法としては、泥しよう鋳込み法や射出成形法
がある。
Methods for molding ceramic powders, metal powders, etc. include slurry casting, pressing, extrusion, and injection molding, but among these, methods for molding products with complex shapes include: There are slurry casting methods and injection molding methods.

そして後者の射出成形法は、高精度で均一な強度分布を
もつ成形体を大量に、かつ効率よく成形する方法として
最も工業的に重要な技術である。
The latter injection molding method is the most industrially important technology as a method for efficiently molding a large amount of molded bodies with high precision and uniform strength distribution.

このため、例えば、自動車エンジンの部品であるターボ
チャージャーなどの製造に広く用いられるようになって
いる。
For this reason, it has come to be widely used, for example, in the manufacture of turbochargers, which are parts of automobile engines.

一発明が解決しようとする問題点」 ところで、この射出成形法で複雑な形状の、セラミック
スなどのグリーン成形体を成形するためには、その成形
体が金型から容易に取り出せる形状になっていることが
前提条件となる。
By the way, in order to mold green molded bodies such as ceramics with complex shapes using this injection molding method, the molded bodies must have a shape that can be easily removed from the mold. This is a prerequisite.

例えば、前記ターボチャージャーローターのグリーン成
形体を取り出すためには、多数のブレードの間に移動可
能な中子を配置し、型の開閉に伴って、多数の中子を、
同時に、放射状に移動させることが必要となる。更に、
エンジンの副燃焼室のように、2個のカップ状のものを
合わせたような形状の場合は、射出成形によってグリー
ン成形体を得ることは困難である。
For example, in order to take out the green molded body of the turbocharger rotor, a movable core is placed between many blades, and as the mold is opened and closed, the many cores are removed.
At the same time, it is necessary to move it radially. Furthermore,
If the shape is like a combination of two cup-shaped objects, such as the sub-combustion chamber of an engine, it is difficult to obtain a green molded object by injection molding.

したがって、このような形状の製品では、射出成形可能
な形状に分割し、各別に、グリーン成形体を得た後、そ
れぞれ焼結し、更に、これによって得られた焼結晶を接
着剤とか、ろう付は剤などを用いて接合して製品とする
。あるいは、射出成形時に、あらかじめ、成形後除去で
きるインサート物を挿入してグリーン成形体を得たのち
、熱やアルカリ溶解などによって、グリーン成形体中の
インサート物を取り出して焼結製品を得ていた。
Therefore, products with such shapes are divided into shapes that can be injection molded, and after obtaining green molded bodies separately, they are sintered, and the sintered crystals thus obtained are used as adhesives or wax. The product is made by bonding using a bonding agent or the like. Alternatively, during injection molding, an insert that can be removed after molding is inserted in advance to obtain a green molded body, and then the insert from the green molded body is removed by heat or alkali melting to obtain a sintered product. .

すなわち、これらの方法では、多くの工程を必要とし、
人手もかかるため、製品コストが高(なるばかりでな(
、接合強度の信頼性の問題、製品のバラツキの問題など
、多(の問題があった。
In other words, these methods require many steps,
Due to the labor involved, the product cost is high.
There were many problems, including problems with the reliability of bonding strength and product variations.

本発明は、これらの問題を解決せんとするものである。The present invention seeks to solve these problems.

「問題点を解決するための手段」 本発明は、 セラミックス粉末、金属粉末、ガラス粉末などの粉体原
料に、有機バインダーを混合して流動性を付与し、これ
を射出成形してグリーン成形体を得る。
"Means for Solving the Problems" The present invention provides fluidity by mixing an organic binder with powder raw materials such as ceramic powder, metal powder, glass powder, etc., and then injection molding the mixture to produce a green molded body. get.

次いで、このグリーン成形体を複数個組み合わせて融着
させ複雑な形状のグリーン成形体を形成する。
Next, a plurality of green molded bodies are combined and fused to form a green molded body having a complicated shape.

次に、この複雑な形状のグリーン成形体より、有機バイ
ンダーの脱バインダーを行い、更に焼結を行ってセラミ
ックスなどの複雑な形状製品を得るものである。
Next, the organic binder is removed from this green molded body having a complicated shape, and further sintering is performed to obtain a complicated shaped product such as ceramics.

「作   用」 一般にプラスチックスなどの射出成形品同志を接着剤な
どで接合する場合は、接合部分のもつ強さとか、劣化状
態などが、製品の特性、すなわち衝撃強さとか耐久性な
どを左右する。
``Function'' Generally, when injection molded products such as plastics are bonded together using adhesives, the strength of the bonded parts and the state of deterioration affect the characteristics of the product, such as impact strength and durability. do.

しかし、本発明のように、グリーン成形体を融着する場
合は、融着部の強さなどが、焼結体の強さとか劣化状態
を左右するものではない。
However, when a green molded body is fused as in the present invention, the strength of the fused portion does not affect the strength or deterioration state of the sintered body.

したがって複数のグリーン成形体を融着して得た焼結体
は、最初から一体的に射出成形されたグリーン成形体か
ら得られたものと何ら差異がない。
Therefore, a sintered body obtained by fusing a plurality of green molded bodies is no different from one obtained from a green molded body that is integrally injection molded from the beginning.

これは、焼結体同志を接合する場合は、その接合の良否
が、直ちに、製品の特性に大きく影響するが、本発明の
ようにグリーン成形体の融着の場合は、そのまま製品と
なるわけではな(、脱バインダ一工程を経て焼結されて
製品となるからである。
This means that when sintered bodies are joined together, the quality of the joining immediately greatly affects the characteristics of the product, but in the case of fusion of green molded bodies as in the present invention, the product becomes the product as it is. (This is because the product is sintered after one step of removing the binder.

「実 施 例」 本発明の1実施例を説明する。"Example" One embodiment of the present invention will be described.

セラミックス粉末や金属粉末などと、ワックスなどの有
機バインダーとの混合物であるコンパウンドを用い、個
別の金型、あるいは異なったキャビティを有する金型で
、射出成形により、それぞれ、グリーン成形体を成形す
る。
Using a compound that is a mixture of ceramic powder, metal powder, etc., and an organic binder such as wax, each green molded body is molded by injection molding in separate molds or molds with different cavities.

次にこれらのグリーン成形体を、目的とする製品形状に
複数個組み合わせ、その端面を加熱して融着する。
Next, a plurality of these green molded bodies are combined into a desired product shape, and the end faces are heated and fused.

この融着の方法としては、通常、プラスチックスの融着
に用いられる超音波を利用して摩擦融着する、ホットプ
レートでそれぞれの端面を加熱融解させ融着する、マイ
クロ波を利用して端面やその周辺部を加熱する、電子ビ
ームなどにより端面の局部加熱を行いその後融着する、
などの色々の方法がある。また場合によっては、同一コ
ンパウンドで、あらかじめ射出成形された成形品を金型
内にインサートしてから溶融したコンパウンドを成形し
て融着する、などの方法もある。
Methods for this fusion include friction welding using ultrasonic waves, which is normally used for plastic fusion, heating and melting the respective end faces with a hot plate, and fusing the end faces using microwaves. local heating of the end face using an electron beam, etc., and then fusion.
There are various methods such as. In some cases, there may also be a method in which a molded article previously injection molded using the same compound is inserted into a mold, and then the molten compound is molded and fused.

このようにして、複数個のグリーン成形体を組み合わせ
て成形した複雑な形状のグリーン成形体を得たのち、こ
れを脱脂炉に入れて、所定の方法で、脱バインダーをな
し、次いでこの脱脂体を焼成炉に入れて焼結する。
In this way, after obtaining a complex-shaped green molded body formed by combining a plurality of green molded bodies, this is placed in a degreasing furnace, the binder is removed by a predetermined method, and then this degreased body is is placed in a kiln and sintered.

脱バインダーのための温度は通常400〜600℃であ
り、焼結温度は、例えばアルミナでは1650℃、窒化
珪素では1700〜1850℃、炭化珪素では2000
〜2200℃である。
The temperature for debinding is usually 400-600°C, and the sintering temperature is, for example, 1650°C for alumina, 1700-1850°C for silicon nitride, and 2000°C for silicon carbide.
~2200°C.

また反応焼結の場合には、窒素ガスなどの雰囲気の下で
焼結し、粉末金属の場合は水素ガスなどの還元雰囲気下
で焼結する。
In the case of reactive sintering, sintering is performed under an atmosphere such as nitrogen gas, and in the case of powder metal, sintering is performed under a reducing atmosphere such as hydrogen gas.

融着部分は、できる限り、境界面が判別できない程度に
融着することが望ましい。融着操作が悪くて、セラミッ
クスなどの焼結すべき粉体の濃度が境界面で大きく変化
すると、焼結時にクラックや寸法収縮の差異が生じるこ
とになる。
It is desirable that the fused portion be fused to such an extent that the boundary surface cannot be discerned. If the fusion operation is poor and the concentration of the powder to be sintered, such as ceramics, changes greatly at the interface, cracks or differences in dimensional shrinkage will occur during sintering.

融着時、各部分に加える圧力は、製品として保持できる
程度でよく、特別な高圧力を必要としない。
During fusion, the pressure applied to each part is sufficient to maintain the product, and no special high pressure is required.

加熱温度はバインダーの組成によっても異なるが、通常
、90〜200℃程度でよく、過度に加熱してバインダ
ーを揮散、あるいは発泡させない方がよい。
Although the heating temperature varies depending on the composition of the binder, it is usually about 90 to 200°C, and it is better not to volatilize or foam the binder by heating excessively.

加熱雰囲気は、バインダーの酸化劣化を避けるために、
不活性ガス雰囲気にするなどの配慮は、通常、必要とし
ない。
The heating atmosphere should be set to avoid oxidative deterioration of the binder.
Considerations such as creating an inert gas atmosphere are usually not required.

融着により融着部などが盛り上がるなどの寸法変化を起
こした場合は、あらかじめグリーン成形体の状態でサン
ドペーパーなど公知のものを使って寸法修正を施す。
If dimensional changes such as swelling of the fused parts occur due to fusion, the dimensions should be corrected in advance using a known material such as sandpaper while the green molded body is still in place.

「発明の効果」 本発明によれば、これまで一度に射出成形することが不
可能であった複雑な形状の製品を、あらかじめ、2個以
上の複数個の部品に分割して射出成形し、その後それぞ
れを加熱して融着することにより、簡単に複雑な形状の
グリーン成形体を得、このグリーン成形体を、通常の方
法で、脱バインダーして焼結することにより、これを容
易に得ることができる。
"Effects of the Invention" According to the present invention, a product with a complex shape, which has hitherto been impossible to injection mold at once, can be divided into two or more parts and then injection molded. Thereafter, by heating and fusing them, a green molded body with a complex shape can be easily obtained, and this green molded body can be easily obtained by removing the binder and sintering the green molded body using a conventional method. be able to.

したがって、従来のように、焼結部品同志の接合により
複雑な形状製品を得たり、あるいは仮焼結状、態で、あ
らかじめ機械加工仕上げして複雑な形状製品を得たのに
比較して、プラスチックスなどに用いられている融着操
作を、そのまま、容易に応用することができ、そして人
手や工程数が少ないばかりでなく、製品として信頼性の
高いものをより安価に製造することが可能となる。
Therefore, compared to the conventional method of obtaining complex-shaped products by joining sintered parts together, or by pre-machining and finishing the pre-sintered parts, The fusion process used for plastics etc. can be easily applied as is, and not only does it require less manpower and fewer steps, but it is also possible to manufacture highly reliable products at a lower cost. becomes.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] セラミックス粉末などの粉体原料に有機バインダーを混
合して流動性を付与し、これを射出成形してグリーン成
形体を得、次いでグリーン成形体を複数個組み合わせて
融着させ、もって複雑な形状のグリーン成形体を形成し
、次に、この複雑な形状のグリーン成形体より、有機バ
インダーの脱バインダーを行い、更に焼結を行うセラミ
ックスなどの複雑な形状製品の製造方法。
An organic binder is mixed with a powder raw material such as ceramic powder to give fluidity, and this is injection molded to obtain a green molded body.Next, multiple green molded bodies are combined and fused together to form complex shapes. A method for manufacturing complex-shaped products such as ceramics, which comprises forming a green molded body, then removing an organic binder from the green molded body having a complicated shape, and further sintering the green molded body.
JP23830885A 1985-10-24 1985-10-24 Manufacture of complicate shaped product such as ceramics Pending JPS6297804A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021159843A (en) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社U・M・R Production method of carrier catalyst

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