JPS63182251A - Manufacture of ceramic powder formed body - Google Patents
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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、機械部品等に用いられるセラミ・ツク焼結体
の焼結前の成形体の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a pre-sintered ceramic sintered body used for machine parts and the like.
（従来の技術）
セラミック未焼結成形体の好適な製造方法として、本発
明者は特開昭６１−１０４０５号公報にセラミックスラ
リ−脱水成形法を提案した。(Prior Art) The present inventor proposed a ceramic slurry dehydration molding method in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10405/1983 as a suitable method for manufacturing a ceramic green compact.
この方法は、セラミック粉末と水と成形バインダーや塊
成バインダー等の高分子バインダーとが混同されたセラ
ミックスラリ−を作り、このスラリーを、第２図で示す
ように、射出成形機５０によりポーラスな材質で形成さ
れた成形型５１内に加圧注入し、第３図に示すように、
スラリーが型内に充填される工程Ａ、セラミック粒子が
単純に接触するまでの第１次脱水工程Ｂ、各粒子が最密
充填状態になるまでの第２次脱水玉程Ｃ，保持圧への粉
体圧縮工程Ｄ、圧力保持工程Ｅの各工程によってセラミ
ックスラリ−中の高分子バインダーが分散している液状
バインダー成分を成形型５１より加圧脱液して固化させ
、セラミック粉末同士が絡み合ったグリーン体を形成し
、これを成形型５１より取出して乾燥する方法である。In this method, a ceramic slurry is made in which ceramic powder, water, and a polymeric binder such as a molded binder or an agglomerated binder are mixed, and this slurry is made into a porous material by an injection molding machine 50 as shown in FIG. The material is injected under pressure into a mold 51 made of a material, and as shown in FIG.
Step A in which the slurry is filled into the mold, the first dehydration step B until the ceramic particles simply come into contact, the second dehydration step C until each particle is in a close-packed state, and the holding pressure Through each process of the powder compression process D and the pressure holding process E, the liquid binder component in which the polymer binder in the ceramic slurry is dispersed is deliquified under pressure from the mold 51 and solidified, so that the ceramic powders are entangled with each other. This is a method of forming a green body, taking it out of the mold 51, and drying it.
同図において、５２は脱液（脱気）ａ５３を有する割型
構造とされた外部金型である。In the figure, reference numeral 52 denotes an external mold having a split mold structure and having a deliquid (deaeration) a53.
尚、バインダーとは焼結後に残留する物質（すなわち、
上記脱水成形法においてセラミック粉末を意味する。）
以外の添加物をいう。水はスラリーの流動性を整える液
状バインダーを形成する。Note that binder is a substance that remains after sintering (i.e.
In the above dehydration molding method, it means ceramic powder. )
Refers to additives other than The water forms a liquid binder that improves the fluidity of the slurry.
また、成形バインダーはスラリーに流動性を付与すると
共にグリーン体において粒子を接着する作用をなし、焼
成バインダーはスラリーの流動性には影響を与えないが
グリーン体において粒子接着作用をなす。これらのバイ
ンダーは、通常、合成樹脂が使用され、従来、セラミッ
ク粉末１００重量部に対して０．５重量部以下が使用さ
れていた。Further, the molded binder imparts fluidity to the slurry and acts to adhere particles in the green body, and the fired binder does not affect the fluidity of the slurry but acts to adhere particles in the green body. Synthetic resins are usually used as these binders, and conventionally, 0.5 parts by weight or less have been used per 100 parts by weight of ceramic powder.
この脱水成形法によれば、成形型中のセラミックスラリ
−は極めて容易に脱液され、高密度に固化されたグリー
ン体が容易に得られる。かかるグリーン体は乾燥に際し
て収縮しにり＜、成形型に収縮代を考慮しなくてよいの
で、所期の成形体の製造が容易である。According to this dehydration molding method, the ceramic slurry in the mold is extremely easily dehydrated, and a highly densely solidified green body can be easily obtained. Since such a green body shrinks during drying, it is not necessary to consider the shrinkage allowance for the mold, so that it is easy to manufacture the desired molded body.
また、脱液に必要な圧力は４０〜４００ ｋｇ ／ ｃ
ｒａと低くてすみ、型締力、スラリー主人時の加圧力を
低くすることができ、装置全体の剛性を低くすることが
できる、などの利点を有する。In addition, the pressure required for deliquification is 40 to 400 kg/c
It has advantages such as low ra, lower mold clamping force and lower pressurizing force when applying slurry, and lower rigidity of the entire device.
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、脱液完了後のグリーン体は、叙上の通りセラ
ミック粒子同士が絡み合った状態となっている。これは
、粒子同士が表面部分で接触し、更に加圧されるからで
ある。その結果、型内で膨張する圧力をグリーン体がも
つことになる。それ故、グリーン体が成形型に張り付い
た状態となり、型から取出すことが困難で、取出す際に
グリーン体にｔｉ傷が生じ易く、製品歩留りの低下を余
儀なくされていた。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the green body after the completion of dehydration is in a state where ceramic particles are entangled with each other, as described above. This is because the particles come into contact with each other at their surface areas and are further pressurized. As a result, the green body has a pressure that causes it to expand within the mold. Therefore, the green body sticks to the mold, making it difficult to take it out from the mold, and when taking it out, the green body is likely to be scratched, which inevitably lowers the product yield.
本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、脱液後の
グリーン体を成形型から容易に取出すことができる手段
を提供することを目的とする。The present invention was made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a means by which a green body after liquid removal can be easily taken out from a mold.
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するためになされた本発明は、セラミッ
ク粉末と液状バインダーと高分子バインダーとを混合し
たセラミックスラリ−を少なくとも一部にポーラス型部
を有する成形型内に加圧注入し、セラミックスラリ−中
の液状バインダー成分をポーラス型部より脱液してセラ
ミック粉末同士が絡み合ったグリーン体を形成し、該グ
リーン体を成形型より取出して乾燥するセラミック粉末
成形体の製造方法において、
前記高分子バインダーとして高分子分で、セラミ’７り
粉末１００重量部に対して０．５〜７ （０，５を除
く）重量部配合することを構成とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention, which has been made to achieve the above object, is a method of molding a ceramic slurry, which is a mixture of ceramic powder, a liquid binder, and a polymeric binder, into a ceramic slurry having at least a part of the porous mold part. Ceramic powder is injected under pressure into a mold, and the liquid binder component in the ceramic slurry is removed from the porous mold part to form a green body in which the ceramic powders are intertwined with each other, and the green body is taken out from the mold and dried. A method for producing a molded article, wherein the polymer binder is blended with a polymer content of 0.5 to 7 (excluding 0.5) parts by weight per 100 parts by weight of Cerami'7 powder. It is.
（作用および実施例）
本発明に適用するセラミックスラリ−は、セラミック粉
末と液状バインダーと高分子バインダーとが混合されて
泥しよう状とされたものである。(Functions and Examples) The ceramic slurry applied to the present invention is a slurry-like slurry made by mixing ceramic powder, a liquid binder, and a polymer binder.
前記セラミック粉末としては、Ａｌ２Ｏ２，５ｉＣ１Ｓ
ｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２等の粉末をいい、粘土を含む陶磁器
用材料を含まない。As the ceramic powder, Al2O2,5iC1S
Refers to powders such as i3N4 and ZrO2, and does not include ceramic materials including clay.
前記液状バインダーは、セラミック粉末や後述の高分子
バインダーの分散媒となるものであって、通常、水やア
ルコール等の低粘度有機溶媒が使用される。The liquid binder serves as a dispersion medium for the ceramic powder and the polymer binder described below, and is usually a low-viscosity organic solvent such as water or alcohol.
前記高分子バインダーとしては、セラミック粒子の接着
性を有する合成樹脂を使用し、既述の成形バインダーや
焼成バインダーがある。成形バインダーとしては酢酸セ
ルロース、焼成バインダーとしてはアクリル系高分子を
例示することができる。もっとも、スラリーの形成に当
っては、これらの合成樹脂を前記液状バインダーに溶か
し込んで溶液としたものを使用すればよい。As the polymer binder, a synthetic resin having adhesive properties for ceramic particles is used, and there are the above-mentioned molded binder and baked binder. Examples of the molding binder include cellulose acetate, and examples of the baking binder include acrylic polymers. However, in forming the slurry, a solution obtained by dissolving these synthetic resins in the liquid binder may be used.
高分子バインダーは、高分子分でセラミック粉末１００
重量部に対して０．５〜７ （０，５を除く）重量部用
いる。０．５重量部未満ではグリーン体の強度向上の効
果が充分でな（、一方７重量部を越えると成形体（グリ
ーン体の乾燥後焼結前のもの）をそのまま焼結すること
ができず、予め加熱して成形体中の高分子を分解除去し
ておく工程（脱脂工程）を必要とし、生産性の低下を余
儀なくされる。The polymer binder has a polymer content of 100% ceramic powder.
Use 0.5 to 7 (excluding 0.5) parts by weight. If it is less than 0.5 parts by weight, the effect of improving the strength of the green body is insufficient (on the other hand, if it exceeds 7 parts by weight, the green body cannot be sintered as it is (the green body after drying but before sintering). , a step (degreasing step) of decomposing and removing the polymer in the molded body by heating in advance is required, which inevitably reduces productivity.
セラミックスラリーを、射出成形に供するためには、そ
の粘度を１０３〜１０５ポイズに調整することが好まし
いが、前記高分子バインダー量の下では、セラミック粉
末１００重量部に対して液状バインダーを２７〜４３重
量部添加することにより上記粘度に調整される。In order to use the ceramic slurry for injection molding, it is preferable to adjust its viscosity to 103 to 105 poise, but under the above-mentioned amount of polymer binder, the liquid binder is adjusted to 27 to 43 poise per 100 parts by weight of the ceramic powder. By adding parts by weight, the viscosity can be adjusted to the above value.
以上のようにして調製されたセラミックスラリ−は、従
来のようにして、ポーラス型部を備えた成形型に加圧注
入され、４０〜４００ ｋｇ／ｃｎｌ （好ましくは４
０〜２５０ ｋｇ ／ ｃＩＡ）の下で加圧脱液されて
グリーン体が形成される。The ceramic slurry prepared as described above is injected under pressure into a mold equipped with a porous mold part in a conventional manner, and is poured into a mold with a pressure of 40 to 400 kg/cnl (preferably 40 to 400 kg/cnl).
The green body is formed by pressure dehydration under 0-250 kg/cIA).
このグリーン体は従来のものに比べて充分強度向上が図
られており、型からの取出し時には損傷を受けにくい。This green body has sufficiently improved strength compared to conventional ones, and is less likely to be damaged when removed from the mold.
グリーン体の型からの取出しに当っては、成形型の外部
から内部へ加圧空気等を逆に送気することによって、よ
り一層取出しが容易となる。When taking out the green body from the mold, it is made easier to take out the green body by supplying pressurized air or the like from the outside of the mold to the inside.
このようにして成形型から取出されたグリーン体を乾燥
して、焼結前のセラミックス粉末成形体を得る。The green body thus taken out from the mold is dried to obtain a ceramic powder compact before sintering.
次に具体的実施例について説明する。Next, specific examples will be described.
（１） Ａβ２０３粉末１００重量部に対して、高分
子バインダーを０．５〜７重量部、水またはアルコール
２７〜４３重量部を混練して、１０３〜１０５ポイズの
アルミナスラリーを調製した。(1) 100 parts by weight of Aβ203 powder was kneaded with 0.5 to 7 parts by weight of a polymer binder and 27 to 43 parts by weight of water or alcohol to prepare an alumina slurry of 10 3 to 10 5 poise.
高分子バインダーのアルミナ１００重量部に対する配合
は、第１表の通りであり、成形バインダーとして酢酸セ
ルロース、焼結バインダーとしてアクリル系高分子を用
いた。尚、第１表においてスラリー阻１は従来例に相当
する。The composition of the polymer binder with respect to 100 parts by weight of alumina is as shown in Table 1. Cellulose acetate was used as the molding binder and acrylic polymer was used as the sintering binder. Incidentally, in Table 1, slurry block 1 corresponds to the conventional example.
第１表
（２１（１１のアルミナスラリーを射出成形機に供給し
て、２００〜４００ ｋｇ ／ ｃｆｌＩの圧力でポー
ラス材質の成形型内に射出し、１０秒〜１０分間射出圧
力を保持して、スラリー中の液体成分の大部分を型外に
絞り出し、粉体粒子同士が絡み合って固形化したグリー
ン体を成形し、これを成形型から取出して、乾燥した。Supply the alumina slurry in Table 1 (21) to an injection molding machine, inject it into a mold made of porous material at a pressure of 200 to 400 kg/cflI, hold the injection pressure for 10 seconds to 10 minutes, Most of the liquid component in the slurry was squeezed out of the mold to form a solidified green body in which powder particles were intertwined with each other, which was taken out from the mold and dried.
（３） グリーン体の取出しの際、グリーン体の割れ
発生率を調べた。その結果を第１図に示す。同図中の番
号は、第１表のスラリー階に対応するものである。(3) When taking out the green body, the incidence of cracking in the green body was investigated. The results are shown in FIG. The numbers in the figure correspond to the slurry floors in Table 1.
第１図より、スラリー１１ｋＬ２〜６ （本発明実施例
に該当）によるグリーン体は、１１ｋＬ１のものに対し
て割れの発生が低下することが確認された。From FIG. 1, it was confirmed that the green bodies made of slurry 11kL2 to 6 (corresponding to the examples of the present invention) had a lower occurrence of cracking than those of 11kL1.
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明のセラミック粉末成形体の製
造方法は、脱水成形方法において、セラミックスラリ−
に含有される高分子バインダーの配合量をセラミンク粉
末１００重量部に対して０．５〜７ （０，５を除く
）重量部としたので、スラリーから親液後のグリーン体
の強度を向上せしめることができ、成形型からの取出し
時のＦＭ （＆を防止することができ、粉末成形体の製
造歩留りの向上を図ることができる。(Effects of the Invention) As explained above, the method for producing a ceramic powder molded body of the present invention includes a method for producing a ceramic powder compact in a dehydration molding method.
The blending amount of the polymer binder contained in the slurry is 0.5 to 7 (excluding 0.5) parts by weight per 100 parts by weight of the ceramic powder, which improves the strength of the green body after it is lyophilized from the slurry. It is possible to prevent FM (&) during removal from the mold, and it is possible to improve the manufacturing yield of the powder compact.
第１図はセラミックスラリ−中の高分子バインダー量と
グリーン体の割れ発生率との関係を示すグラフ図、第２
図は脱水成形法の工程概要図、第３図は脱水成形法の成
形圧力と時間との関係を示すグラフ図である。
５１・・・成形型。Figure 1 is a graph showing the relationship between the amount of polymer binder in the ceramic slurry and the cracking rate of the green body.
The figure is a process outline diagram of the dehydration molding method, and FIG. 3 is a graph diagram showing the relationship between molding pressure and time in the dehydration molding method. 51... Molding mold.
Claims (2)
ダーとを混合したセラミックスラリーを少なくとも一部
にポーラス型部を有する成形型内に加圧注入し、セラミ
ックスラリー中の液状バインダー成分をポーラス型部よ
り脱液してセラミック粉末同士が絡み合ったグリーン体
を形成し、該グリーン体を成形型より取出して乾燥する
セラミック粉末成形体の製造方法において、前記高分子
バインダーとして高分子分で、セラミック粉末１００重
量部に対して０．５〜７（０．５を除く）重量部配合す
ることを特徴とするセラミック粉末成形体の製造方法。(1) A ceramic slurry containing a mixture of ceramic powder, a liquid binder, and a polymeric binder is injected under pressure into a mold having at least a portion of the porous mold part, and the liquid binder component in the ceramic slurry is removed from the porous mold part. A method for producing a ceramic powder molded body in which a green body is formed in which ceramic powders are entangled with each other, and the green body is taken out from a mold and dried, wherein 100 parts by weight of ceramic powder is used as the polymer binder in terms of polymer content. A method for producing a ceramic powder molded body, characterized in that 0.5 to 7 (excluding 0.5) parts by weight are added to the powder.
＾５ポイズである特許請求の範囲第１項記載のセラミッ
ク粉末成形体の製造方法。(2) Ceramic slurry has a viscosity of 10^3 to 10
A method for producing a ceramic powder molded body according to claim 1, which has a ceramic powder compact of ^5 poise.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014819A JPS63182251A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Manufacture of ceramic powder formed body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014819A JPS63182251A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Manufacture of ceramic powder formed body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182251A true JPS63182251A (en) | 1988-07-27 |
Family
ID=11871650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014819A Pending JPS63182251A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Manufacture of ceramic powder formed body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63182251A (en) |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP62014819A patent/JPS63182251A/en active Pending
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