JPS61169206A - 粉末の成形方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、例えばガスタービンエンジンやピストンエ
ンジンを構成するセラミック部品をはじめとするセラミ
ック製機械部品の製造工程における原料粉末の成形方法
に関するものである。

従来の技術 例えばガスタービンエンジンに用いられる軸流タービン
のように複雑形状のセラミック製機械部品を製造する場
合のセラミック粉末の成形方法として泥しよう鋳込み法
（スリップキャスティング法）が知られている。この泥
しよう鋳込み法はセラミック原料粉末を溶媒中に分散さ
せた泥しようを石こうなどの吸収性のある型に注入して
溶媒を保形に適する量だけ吸収させ、所定の形状を得る
成形法であって、型構造の工夫により複雑形状品の成形
が可能であり、また泥しよう調製を適切に行なえば均質
でかさ密度の大きい成形体が得られ、さらに装置および
型に費用がかからず、手軽に成形できるという利点を有
する。

発明が解決しようとする問題点 しかし、以上の従来の泥しよう鋳込みによる粉末の成形
方法には次のような問題があった。

すなわち、上述の泥しよう鋳込みを行なう場合、吸収性
のある型、例えば石こう型に鋳込まれた泥しようから水
あるいはエタノール、ベンゼンのような有機溶媒が吸収
されて残留づる固体弁を本乾燥する際に、成形体内部に
液分の減少による収縮に伴なう引張応力が作用する。そ
のため、成形体の肉厚の薄い部分や、密度の不一様な部
分に割れが生じる場合があるという不都合があった。そ
のような問題は原料粉末が微粒子からなる場合にｌＪ、
鋳込後の乾燥時における収縮速度が大であるため特に顕
著であり、ヒケによるヒビ割れが発生していた。

この発明は、以上の従来の事情に鑑みてなされたもので
あって、泥しよう鋳込みによって肉厚の薄い部分がある
部品を製造する場合や、微粒子を泥しよう鋳込みの原料
粉末として用いる場合であっても、局部的にも密度が一
様な成形体を得ることができ、乾燥によってヒケによる
ヒビ割れなどが生じるようなことがない粉末の成形方法
を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明の粉末の成形方法は、キャビティーが
対向する２面からなる成形型であって、その対向する２
面のうち一方の面が液透過性材質で形成され、他方の面
が弾性材から形成されてなる成形型を用い、前記キャビ
ティーに原料粉末と媒液との均一混合物を充填した後、
前記弾性材から形成された面を通じて前記キャビティー
外部からキャビティー内部に圧縮応力を負荷し、その間
前記液透過性材質で形成された面側の外部を減圧状態に
することを特徴とするものである。

以下にこの発明の粉末の成形方法を第１図を参照してさ
らに具体的に説明する。

先ずこの発明では、キャビティーが対向する２面からな
る成形型であって、その対向する２面のうち一方の面が
液透過性材質で形成され、他方の面が弾性材から形成さ
れてなる成形型を用いる。

第１図には、この発明で用いる成形型の一例を示す。第
１図に示す成形型１は、密閉室２内部に収納された保持
容器３と、その保持容器３の内側に収納されたゴム容器
４とからなる。保持容器３の内側部分は液透過性材質で
ある焼結多孔質合金層５とされ、また、保持容器３は分
割して取外すことが可能にされている。また、上記ゴム
容器４は、そのゴム容器４の外側面が保持容器３の内側
面すなわち焼結多孔質合金層５の表面に対し所定の間隔
を有するように保持容器３内に収納されている。

それにより、焼結多孔質合金層５表面とゴム容器４外側
面との間にキャビティー６が形成されている。すなわち
、第１図に示す成形型１では、キャビティー６が対向す
る２面、すなわち焼結多孔質合金層５表面とゴム容器４
外側面とからなり、その対向する２面のうち一方の面で
ある焼結多孔質合金層５表面が液透過性材質である焼結
多孔質合金により形成され、他方の面であるゴム容器４
外側面が弾性材であるゴムによって形成されている。

尚、ゴム容器４の開口部には送気管７が連結できるよう
にされている。

上記液透過性材質としては、焼結多孔質合金の外に、石
こう、スポンジ等を用いることができる。

また、弾性材としてはゴムの外に必要に応じて適当な靭
性・柔軟性を有するプラスチックス等を適用することが
できる。

次にこの発明の粉末の成形方法では、以上の成形型のキ
ャビティーに原料粉末と媒液との均一混合物を充填する
。第１図に示す成形型１で説明すれば、ゴム容器４の開
口部から送気管７を取り外した状態で、ゴム容器４の上
部に予め形成された泥しよう注入口８を通じて、キャビ
ティー６内に原料粉末と媒液との均一混合物からなる泥
しようが注入される。成形の対象となる原料粉末はセラ
ミック粉末のみでなく、Ｆｅ粉等の金属粉末も成形の対
象となる。媒液としては水、エタノール、ベンゼン等を
用いることができる。

その後、この発明では、以上により泥しようが注入され
たキャビティーの外部からキャビティーの内部に前記弾
性材から形成された面を通じて圧縮応力を負荷する。第
１図に示す成形型１を用いる場合について説明すれば、
泥しよう注入口８を通じてキャビティー６に泥しようを
注入した後、ゴム容器４の上部開口部に送気管７を連結
し、その送気管７を通じてゴム容器４内にエアまたは水
等の流動体を送る。それにより、泥しようが充填された
キャどティー６内の泥しようにゴム容器４によって圧縮
応力が加えられる。

また、この発明の方法では、以上のようにキャビティー
内部に充填された泥しまうに対し圧縮応力が加えられる
間に成形型の液透過性材質で形成された面側の外部か減
圧状態にされる。Ｊなわち、第１図に示す成形型１を用
いる場合について説明すれば、キャビティー６内の泥し
ようにゴム容器４によって圧縮応力が加えられる間に、
密閉室２に予め設けられた排気口９から排気を行なう。

それにより密閉室２内部が減圧状態にされ、また保持容
器３の側壁に外部から焼結多孔質合金脇５に達するよう
に予め形成された吸引口１０内も減圧状態どなる。その
結果、焼結多孔質合金Ｍ５を介してキャビティー６に充
填された泥しようの液分が吸引口１０側に吸引され、泥
しよう中の液分は焼結多孔質合金層５に浸透し、効率良
く吸引され、キャじティー６内の泥しようはそれに伴な
い乾燥される。ぞれによりキャビティー６に残留する固
体分である成形体は乾燥の過程でゴム容器４によっで応
力が加えられるので、緊密に押し固められた状態となり
、乾燥に伴なう収縮によっても割れ等を生じることはな
い。

実施例 以下にこの発明の粉末の成形方法の実施例を記す。

実施例１ 第１図に示す成形型１を用いて、この発明の方法を実施
して粉末の成形を行なった。

原料粉末としては、平均粒径０．４ｐＩ１１の炭化珪素
に焼結助剤としてカーボンブラックを１ｗｔ％、非晶質
ホウ素をＩｗｔ％混合したものを用いた。その原料粉末
をボールミルにてエタノール中で３日間混合し、最終的
にアルコール濃度が６０％の泥しようを調製した。その
泥しようを第１図に示す成形型１のキャビイー６に充填
した。キャビティー６を形成するゴム容器４には適当な
靭性と柔軟性とを有するシリコンゴムを用いた。

キャビティー６に泥しようを充填した後、送気管７を通
じてゴム容器４にエアを送り、キャビテア− イー６内の泥しように１５気圧の圧縮応力を負荷した。

また同時に密閉室２の排気口９から排気を行ない、密閉
室２内を５　ｔｏｒｒ程度まで減圧した。

以上により得られた成形体を脱型後、目視および超音波
探傷どＸ１！透過検査によって欠陥の有無を調べた。そ
の結果、欠陥は発見されなかった。

また、その成形体を２１００℃の大気中で１峙間焼結し
たが、相似形に収縮した焼結体に歪みは存在しなかった
。

実施例２ 第１図に示す成形型１を用いて、この発明の方法を実施
して粉末の成形を行なった。

原料粉末どしては平均粒径０．０２ＪＪＩＩｌの八Ｑ２
０３を用い、その原料粉末をｐＨ３の水中に分散させて
、水分５３ｗ（％、界面活性剤０．４％を含む泥しよう
を調整した。その泥しようを成形型１のキャビティ６に
充填した後、送気管７を通じてゴム容器４にエアを送り
、キャビティ６内の泥しように４．５気圧の圧縮応力を
負荷した。また同時に密閉室２の排気口９から排気を行
ない、密閉室２内をまず５００　ｔｏｒｒ稈度に減圧し
、その接体々に圧力を低下させ、最終的に５　ｔｏｒｒ
程度まで減圧した。

以上により得られた成形体について実施例１と同様に検
査を行なったところ、ヒビ割れ等の欠陥のない成形体で
あった。

実施例３ 第１図に示す成形型１を用い、この発明の方法を実施し
て鉄粉の成形を行なった。

泥しようは、平均粒径０．８声の鉄粉をベンゼンに分散
させて調整し、その泥しようを成形型１のキャビティ６
に充填し、その送気管７からゴム容器４内に水を送り、
キャビティ６内の泥しように２００気圧の圧縮応力を加
えた。また同時に密閉室２の排気口９から排気を行ない
、密閉室２内を５　ｔｏｒｒ程度まで減圧した。

以上により得られた成形体について欠陥の有無を調べた
ところ欠陥は発見されなかった。

比較例１ 他は実施例１と同様にして、ゴム容器４からの加圧を行
なわずに泥しよう鋳込みを行なった。密閉室２の排気口
９から排気を行ない、減圧して乾燥後得られた成形体は
、ヒビ割れして崩壊し、成形体として機能し得なかった
。

比較例２ 他は実施例２と同様にして、ゴム容器４からの加圧を行
なわずに泥しよう鋳込みを行なった。その結果、キャじ
ティ６内に残留する固体力は削れてしまい、成形体は得
られなかった。

比較例３ 他は実施例３と同様にして、ゴム容器４からの加圧を行
なわずに泥しよう鋳込みを行なった。その結果、得られ
る成形体にはヒビ割れが存在した。

発明の効果 以上のようにこの発明の粉末の成形方法によれば、弾性
材から形成された面を通じてキャビティ内の泥しように
圧縮応力を加え、その間キャビティを形成する一方の面
である液透過性材質で形成された面側の外部を減辻状態
にするようにしたことによって、局部的にも密度が一様
な成形体を得ることができ、微粉末、具体的には１声以
下の微粒子からなる原料粉末を用いる場合であっても、
泥しよう鋳込み後の乾燥時に成形体内部に発生する引張
応力が外部から加えられる圧縮応力によって緩和・解消
されるので、成形体にヒビ割れのような欠陥が生じるこ
とはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の実施に供する成形型の一例を
示す断面図である。 １・・・成形型、　２・・・密閉室、　３・・・保持容
器、４・・・ゴム容器、　５・・・焼結多孔質合金層、
　６・・・キャビティ。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ばか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャビティーが対向する２面からなる成形型であって、
   その対向する２面のうち一方の面が液透過性材質で形成
   され、他方の面が弾性材から形成されてなる成形型を用
   い、前記キャビティーに原料粉末と媒液との均一混合物
   を充填した後、前記弾性材から形成された面を通じて前
   記キャビティー内部に充填された泥しょうに対し圧縮応
   力を負荷し、その間前記液透過性材質で形成された面側
   の外部を減圧状態にすることを特徴とする粉末の成形方
   法。