JPH02273203A - セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 - Google Patents
セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法Info
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- JPH02273203A JPH02273203A JP1094364A JP9436489A JPH02273203A JP H02273203 A JPH02273203 A JP H02273203A JP 1094364 A JP1094364 A JP 1094364A JP 9436489 A JP9436489 A JP 9436489A JP H02273203 A JPH02273203 A JP H02273203A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
- B30B5/02—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
C産業上の利用分野〕
本発明は、セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミ
ックス等方加圧成形方法に関する。さらに詳しくは、平
板等を形成するための中空型を用いるセラミックス等方
加圧成形用治具及びそれを用いるセラミックス成形方法
に関する。
ックス等方加圧成形方法に関する。さらに詳しくは、平
板等を形成するための中空型を用いるセラミックス等方
加圧成形用治具及びそれを用いるセラミックス成形方法
に関する。
セラミ・ンクス製造工程において、成形方法は所望する
形状及び製品の使用目的に応じ各種の方法が採用されて
いる。成形方法の1つとして金型を用いた加圧成形があ
るが、機械的操作で大量生産に適していること、製品の
寸法精度が高いこと等から高く評価されている。金型を
用いた加圧成形は、セラミックス成形原料粉末を乾式、
湿式または半湿式で金型、型枠等に充填し、加圧して成
形する成形方法である。この場合の加圧法としては、ハ
ンドプレス、フリクションプレス、油圧プレス等金型プ
レスがある。また、金型を用いた加圧成形では成形密度
が低い場合、さらにこの成形体をゴム膜等で気密シール
した後、より高圧の静水圧を成形体に印加してセラミッ
クスの緻密化を高くすることができる等方加圧成形方法
が、多く利用されるようになっている。
形状及び製品の使用目的に応じ各種の方法が採用されて
いる。成形方法の1つとして金型を用いた加圧成形があ
るが、機械的操作で大量生産に適していること、製品の
寸法精度が高いこと等から高く評価されている。金型を
用いた加圧成形は、セラミックス成形原料粉末を乾式、
湿式または半湿式で金型、型枠等に充填し、加圧して成
形する成形方法である。この場合の加圧法としては、ハ
ンドプレス、フリクションプレス、油圧プレス等金型プ
レスがある。また、金型を用いた加圧成形では成形密度
が低い場合、さらにこの成形体をゴム膜等で気密シール
した後、より高圧の静水圧を成形体に印加してセラミッ
クスの緻密化を高くすることができる等方加圧成形方法
が、多く利用されるようになっている。
従来の平板の加圧成形は、金型ブレスにて通常50〜2
00 kgf/cm”程度の圧力で加圧成形するか、あ
るいは更に成形体密度を向上させる場合には、金型ブレ
スにて50〜200 kgf/cm”程度の圧力で予備
加圧成形後、成形体を飴ゴムチューブ、氷嚢等の圧媒膜
に入れ、水圧等で300 kgf/cab”以上の等方
加圧を行っていた。
00 kgf/cm”程度の圧力で加圧成形するか、あ
るいは更に成形体密度を向上させる場合には、金型ブレ
スにて50〜200 kgf/cm”程度の圧力で予備
加圧成形後、成形体を飴ゴムチューブ、氷嚢等の圧媒膜
に入れ、水圧等で300 kgf/cab”以上の等方
加圧を行っていた。
大型のセラミックス成形品例えば大型平板を加圧成形で
得ようとすると、従来の金型ブレスによる5 0〜20
0 kgf/cmz程度の加圧成形では、成形体強度が
低いため金型離型時、または作業時に破壊、破損してし
まい、成形体強度を高めるために300 kgf/cm
!以上の高圧で原料粉末を加圧する必要がある。しかし
、このような高圧を通常の金型ブレスで得るには、装置
が膨大となり工業上実用的でない。
得ようとすると、従来の金型ブレスによる5 0〜20
0 kgf/cmz程度の加圧成形では、成形体強度が
低いため金型離型時、または作業時に破壊、破損してし
まい、成形体強度を高めるために300 kgf/cm
!以上の高圧で原料粉末を加圧する必要がある。しかし
、このような高圧を通常の金型ブレスで得るには、装置
が膨大となり工業上実用的でない。
その点、等方加圧成形方法は気体または液体等の圧力媒
体を経て加圧するため、容易に高圧を得ることができる
。
体を経て加圧するため、容易に高圧を得ることができる
。
発明者らは、大型平板等を等方加圧成形−工程のみで得
ることについて鋭意検討した結果、本発明を完成した。
ることについて鋭意検討した結果、本発明を完成した。
本発明によれば、セラミックス等方加圧成形用治具にお
いて、成形型が中空部を有し、該成形型中空部の両面に
配置した圧媒膜からなることを特徴とするセラミックス
等方加圧成形用治具が提供され、さらに、中空形状を有
する成形型と、核型中空部の両面に配置した圧媒膜と、
該圧媒膜外面部に配置される少なくとも1以上の貫通孔
を有する圧力伝達板とからなることを特徴とするセラミ
ックス等方加圧成形用治具が提供される。
いて、成形型が中空部を有し、該成形型中空部の両面に
配置した圧媒膜からなることを特徴とするセラミックス
等方加圧成形用治具が提供され、さらに、中空形状を有
する成形型と、核型中空部の両面に配置した圧媒膜と、
該圧媒膜外面部に配置される少なくとも1以上の貫通孔
を有する圧力伝達板とからなることを特徴とするセラミ
ックス等方加圧成形用治具が提供される。
また、上記治具を用い、該成形型中空部にセラミックス
原料粉末を充填後、該圧媒膜と該成形型の枠材とを気密
シールし、外部から等方加圧して成形することを特徴と
するセラミックス等方加圧成形方法が提供される。
原料粉末を充填後、該圧媒膜と該成形型の枠材とを気密
シールし、外部から等方加圧して成形することを特徴と
するセラミックス等方加圧成形方法が提供される。
本発明は大型平板等を中空部を有する成形型を用いて等
方加圧成形することにより、原料粉末に300 kgf
/cm”以上の高圧加圧が可能となり、従来の金型ブレ
スによる加圧成形体よりも高強度を有する成形体を得る
ことができ、作業時の破損等が解消されるものである。
方加圧成形することにより、原料粉末に300 kgf
/cm”以上の高圧加圧が可能となり、従来の金型ブレ
スによる加圧成形体よりも高強度を有する成形体を得る
ことができ、作業時の破損等が解消されるものである。
さらに、本発明では、特に大型の成形体を寸法精度よく
、“さらに歩留りよく製造することができる。
、“さらに歩留りよく製造することができる。
本発明においてセラミックスとは、従来がらの粘土系セ
ラミックス、酸化物、炭化物、窒化物等のセラミックス
及びY−Ba−Cu−0系、B1−3 r−Ca−Cu
−0系等の酸化物超電導セラミックスを含むものをいう
。
ラミックス、酸化物、炭化物、窒化物等のセラミックス
及びY−Ba−Cu−0系、B1−3 r−Ca−Cu
−0系等の酸化物超電導セラミックスを含むものをいう
。
本発明は、従来の平板成形工程で含まれる金型ブレス工
程を排除し、原料粉末から平板状成形体を製造する場合
に等方加圧成形−工程で行うことができる成形用治具及
び成形方法である。
程を排除し、原料粉末から平板状成形体を製造する場合
に等方加圧成形−工程で行うことができる成形用治具及
び成形方法である。
本発明においては、従来法における金型離型作業時の成
形体の破損、破壊が回避でき、寸法精度よく、高い成形
体強度を有する大型平板状成形体を容易に得ることがで
きる。
形体の破損、破壊が回避でき、寸法精度よく、高い成形
体強度を有する大型平板状成形体を容易に得ることがで
きる。
さらに500 kgf/cm”以上の高圧等方加圧成形
が、必要な場合にはヤング率の低いゴム型、プラスチッ
ク型等の有機材料で構成された等方加圧成形用型に代え
て、等方加圧成形に用いる中空部を有する成形型をヤン
グ率5 X 10 ’kgf/cm”以上の材質を用い
て製造することにより、加圧時には成形型枠の変形も起
こらず、大型平板状の成形体も寸法精度よく、成形体に
クランクの発生もなく製造することができる。
が、必要な場合にはヤング率の低いゴム型、プラスチッ
ク型等の有機材料で構成された等方加圧成形用型に代え
て、等方加圧成形に用いる中空部を有する成形型をヤン
グ率5 X 10 ’kgf/cm”以上の材質を用い
て製造することにより、加圧時には成形型枠の変形も起
こらず、大型平板状の成形体も寸法精度よく、成形体に
クランクの発生もなく製造することができる。
成形枠材のヤング率が5 X I O’kgf/cm2
より小さい場合には、約500 kgf/cm”以上の
加圧力による等方加圧成形時に、中空部を有する成形型
がその中空形状を維持することができず、寸法精度が劣
ったり、所望の形状の成形体が得られない。
より小さい場合には、約500 kgf/cm”以上の
加圧力による等方加圧成形時に、中空部を有する成形型
がその中空形状を維持することができず、寸法精度が劣
ったり、所望の形状の成形体が得られない。
また、加圧成形後の弛緩の際に、成形体を成形型が圧縮
してクラックを生じさせることもあり好ましくない。
してクラックを生じさせることもあり好ましくない。
〔実施例)
本発明の実施例について、図面を参照にして詳しく説明
する。但し、本発明は本実施例に限定されるものでない
。
する。但し、本発明は本実施例に限定されるものでない
。
第1図は、本発明のセラミックス等方加圧成形用治具の
一例を示すものである。
一例を示すものである。
第1図において、成形型1は、中空形状が一定の厚みを
有する平板である中空部2を包囲するように構成されて
いる。中空部2の平板形状は、矩形、円形等のいずれで
もよい。成形型面3には、支持板5及び5°を成形型1
にボルト締めで固定するためのボルト用孔6が形成され
る。成形型1は、ウレタンゴム、ナイロン樹脂等有機材
料、ステンレス鋼、アルミナ等の無機材料の材質にて製
造される。
有する平板である中空部2を包囲するように構成されて
いる。中空部2の平板形状は、矩形、円形等のいずれで
もよい。成形型面3には、支持板5及び5°を成形型1
にボルト締めで固定するためのボルト用孔6が形成され
る。成形型1は、ウレタンゴム、ナイロン樹脂等有機材
料、ステンレス鋼、アルミナ等の無機材料の材質にて製
造される。
成形体の製造においては、成形型1の下面を予め下記に
説明する配置構成上同様にした後、中空部2に必要であ
れば可塑剤を添加した原料粉末9を充填して、充填後必
要に応じ保護シート7を配置し、その上部に例えば飴ゴ
ム等の圧媒膜4を配置し、さらにその上部に圧力媒体か
らの圧力を伝達するための貫通孔8を有する例えば鋼製
の支持板5を配置して構成し、成形型面のボルト孔6及
び支持板5及び5“に設けたボルト孔6°とをボルト締
めして本発明の治具を気密にシールする。
説明する配置構成上同様にした後、中空部2に必要であ
れば可塑剤を添加した原料粉末9を充填して、充填後必
要に応じ保護シート7を配置し、その上部に例えば飴ゴ
ム等の圧媒膜4を配置し、さらにその上部に圧力媒体か
らの圧力を伝達するための貫通孔8を有する例えば鋼製
の支持板5を配置して構成し、成形型面のボルト孔6及
び支持板5及び5“に設けたボルト孔6°とをボルト締
めして本発明の治具を気密にシールする。
この場合の保護シート7は、充填した原料粉末が散乱し
ないために、及び原料粉末が均一に充填されるために使
用され、例えばナイロン樹脂、アクリル等のシートを用
いるのがよい。本発明においては、上記のように作業効
率のために用いるものであり、保護シートを用いなくて
も成形可能である。
ないために、及び原料粉末が均一に充填されるために使
用され、例えばナイロン樹脂、アクリル等のシートを用
いるのがよい。本発明においては、上記のように作業効
率のために用いるものであり、保護シートを用いなくて
も成形可能である。
上記のように配置構成した本発明の等方加圧成形用治具
は、公知の等方加圧装置を用いて所定の成形体を製造す
ることができる。
は、公知の等方加圧装置を用いて所定の成形体を製造す
ることができる。
実施例1
第1図に示した治具において、360X360X 5
(mad)の正方平板状の中空部2を有するステンレス
鋼(SUS304)製の金属成形型10片面に飴ゴムを
固定し、中空部2内にアルミナ粉末を水系溶媒で粉砕後
、造粒した造粒粉末を充填した。
(mad)の正方平板状の中空部2を有するステンレス
鋼(SUS304)製の金属成形型10片面に飴ゴムを
固定し、中空部2内にアルミナ粉末を水系溶媒で粉砕後
、造粒した造粒粉末を充填した。
その後、開口側も同様に飴ゴムを固定し、フレーム両面
に配置した各飴ゴムの外部に、直径10mmの貫通孔を
ランダムに多数穿ったステンレス鋼(SUS3Q4)製
の支持Fi5及び5°を配置し、支持板5及び5°と金
属成形型1をボルト締めにて固定、加圧することにより
気密にシールした。
に配置した各飴ゴムの外部に、直径10mmの貫通孔を
ランダムに多数穿ったステンレス鋼(SUS3Q4)製
の支持Fi5及び5°を配置し、支持板5及び5°と金
属成形型1をボルト締めにて固定、加圧することにより
気密にシールした。
このアルミナ造粒粉末が充填された成形用治具に、水圧
による冷間等方加圧で0.5トン/cm”加圧した。そ
の後、支持板、飴ゴムを外し、金属フレームから成形体
を離型し、360x360X5 (tmm)の正方平板
状の成形体を得た。得られた成形体を電気炉で最高温度
1650°Cの焼成を行い、約320 X 320 X
4 (mad)の焼結体を得た。
による冷間等方加圧で0.5トン/cm”加圧した。そ
の後、支持板、飴ゴムを外し、金属フレームから成形体
を離型し、360x360X5 (tmm)の正方平板
状の成形体を得た。得られた成形体を電気炉で最高温度
1650°Cの焼成を行い、約320 X 320 X
4 (mad)の焼結体を得た。
得られた成形体の密度及び状態を第1表に示した。なお
、第1表中の成形密度は、成形体が完全に原料から生成
される酸化物からなるとしたときの密度を1として、そ
の相対比率(%)で表したものである。
、第1表中の成形密度は、成形体が完全に原料から生成
される酸化物からなるとしたときの密度を1として、そ
の相対比率(%)で表したものである。
実施例2〜6
実施例1と同様にして、第1表に示した成形原料粉末を
用いて、第1表に示した成形体を製造した。これら成形
体においても、反り、破損等のない良好な成形体を得る
ことができた。得られた成形体の密度及び状態を第1表
に示した。
用いて、第1表に示した成形体を製造した。これら成形
体においても、反り、破損等のない良好な成形体を得る
ことができた。得られた成形体の密度及び状態を第1表
に示した。
実施例7〜11
v201、BaC0t、CuOをモル比で1/2:2:
3になるように調合し、回転ミルにより混合後スプレー
ドライで乾燥した。得られた調合粉末を920 ’Cで
10時間仮焼した後、粉砕して有機溶媒を用いてスプレ
ードライにて造粒した。この造粒粉末を実施例1と同様
にして成形用治具に充填し、第1表に示す加圧力で水圧
冷間等方加圧を行い、第1表に示した平板状成形体を得
た。得られた成形体を電気炉にて最高温度960’Cで
6時間焼成して約320×320“X4 (+s+)の
焼結体を得た。焼結体はいずれも反り、焼成割れはなか
った。得られた成形体の密度及び状態を第1表に示した
。
3になるように調合し、回転ミルにより混合後スプレー
ドライで乾燥した。得られた調合粉末を920 ’Cで
10時間仮焼した後、粉砕して有機溶媒を用いてスプレ
ードライにて造粒した。この造粒粉末を実施例1と同様
にして成形用治具に充填し、第1表に示す加圧力で水圧
冷間等方加圧を行い、第1表に示した平板状成形体を得
た。得られた成形体を電気炉にて最高温度960’Cで
6時間焼成して約320×320“X4 (+s+)の
焼結体を得た。焼結体はいずれも反り、焼成割れはなか
った。得られた成形体の密度及び状態を第1表に示した
。
ここで得られた焼結体は液体窒素中でマイスナ−効果を
示した。
示した。
実施例12〜14
成形型の材質、成形体サイズ及び成形圧を第1表に示し
たようにした以外は実施例1と同様にして成形した。こ
こで得られた焼結体も、いずれも反り、焼成割れはなか
った。得られた成形体の密度及び状態を第1表に示した
。
たようにした以外は実施例1と同様にして成形した。こ
こで得られた焼結体も、いずれも反り、焼成割れはなか
った。得られた成形体の密度及び状態を第1表に示した
。
比較例
実施例1で用いたものと同一のアルミナ造粒粉末を36
0 X360 XIO(Illm)の金型に充填して、
プレス機により0.2トン/cm”の圧力により成形し
た。この場合は、得られた成形体の強度が低いため、金
型から離型するときに破損して成形体を得ることができ
なかった。
0 X360 XIO(Illm)の金型に充填して、
プレス機により0.2トン/cm”の圧力により成形し
た。この場合は、得られた成形体の強度が低いため、金
型から離型するときに破損して成形体を得ることができ
なかった。
(以下、余白)
〔発明の効果〕
本発明は、平板状成形体を製造する場合に、金型ブレス
工程を排除して等方加圧成形−工程により、原料粉末か
ら平板状成形体を、寸法精度よく且つ歩留りよく得るこ
とができる。特に本発明の治具は、大型の平板状成形体
を得るためには、金型プレスに比し、等方加圧成形にて
著しく高い圧力が印加できるため、本発明の治具は優れ
た効果を有する。
工程を排除して等方加圧成形−工程により、原料粉末か
ら平板状成形体を、寸法精度よく且つ歩留りよく得るこ
とができる。特に本発明の治具は、大型の平板状成形体
を得るためには、金型プレスに比し、等方加圧成形にて
著しく高い圧力が印加できるため、本発明の治具は優れ
た効果を有する。
第1図は、本発明の等方加圧用治具の一実施例を示した
概略説明図である。
概略説明図である。
Claims (3)
- (1)セラミックス等方加圧成形用治具において、成形
型が中空部を有し、該成形型中空部の両面に配置した圧
媒膜からなることを特徴とするセラミックス等方加圧成
形用治具。 - (2)中空形状を有する成形型と、該型中空部の両面に
配置した圧媒膜と、該圧媒膜外面部に配置される少なく
とも1以上の貫通孔を有する圧力伝達板とからなること
を特徴とするセラミックス等方加圧成形用治具。 - (3)請求項(1)または(2)記載の該成形型中空部
にセラミックス原料粉末を充填後、該圧媒膜と該成形型
の枠材とを気密シールし、外部から等方加圧して成形す
ることを特徴とするセラミックス等方加圧成形方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1094364A JPH085049B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 |
| CA002014312A CA2014312A1 (en) | 1989-04-14 | 1990-04-10 | Jig and method for isostatic-pressing ceramics |
| EP90303905A EP0392818B1 (en) | 1989-04-14 | 1990-04-11 | Jig and method for isostatic-pressing ceramics |
| DE69006380T DE69006380T2 (de) | 1989-04-14 | 1990-04-11 | Setzform und Verfahren zum isostatischen Pressen von keramischen Materialien. |
| US08/158,485 US5415828A (en) | 1989-04-14 | 1993-11-29 | Jig and method for isostatically pressing ceramic powder |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1094364A JPH085049B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | セラミックス等方加圧成形用治具及びセラミックス等方加圧成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH085049B2 JPH085049B2 (ja) | 1996-01-24 |
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ID=14108255
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