JPH03124402A - セラミックス製品の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は冷間等方加圧法で成形体を成形する工程を備え
たセラミックス製品の製造方法に関する。

（従来の技術） 最近、セラミックスの優れた機械的特性を生かして機械
部品をセラミックスで製造するようになっており、球面
部分などの異形部分を有する機械部品もセラミックスで
製造されるようになっている。

例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁を駆動する駆
動弁系統において、駆動源の運動を弁に伝達するために
使用されるリンクをセラミックスで製造することが行わ
れている。このリンクは棒状をなすもので、両端が隣接
する他の部品と摺接するために球面に形成されている。

従来、この球面を有するリンクをセラミックスで製造す
る方法において、成形体を成形するために射出成形法や
金型ブレス法が採用されているが、いずれの成形法も形
状精度の点および製造コストの点で満足するものではな
かった。

そこで、最近では球面を有するリンクをセラミックスで
製造する方法では、成形体を成形するために冷間等方加
圧法、すなわち静水加圧法を採用することが検討されて
いる。この冷間等方加圧法は、成形対全面に均一に圧力
を与える方法で、前述した従来の成形方法に比較すると
、設備費が安く形状精度が高い成形体を成形でき、後加
工も不要であるという利点を有している。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の成形方法に比較して優れた利点を有す
る冷間等方加圧法であるが、球面を有するリンクの成形
体を成形するために採用する上で次に述べる問題がある
。

従来の冷間等方加圧法では、ウレタンゴムやラッテクス
ゴムなどのゴムシートで成形体の形状、つまり両端が球
面状をなすを棒状をなすリンクの成形型を用意し、この
成形型の内部にセラミックス粉末を充填して水の中に入
れ、水の圧力で成形型の全面から内部のセラミックス粉
末を加圧しており、成形型は水の圧力をできるだけ効率
良く伝達するために薄いゴムシートを使用している。し
かし、薄いゴムシートからなる成形型は自己の形状を保
持する性質（形状自己保持性）が弱い。このため、成形
型の端部の球面は成形型内部にセラミックス粉末を充填
するとその圧力で変形して球面を維持できないことがあ
る。この場合は、得られた成形体の端部の球面が変形し
て高い形状精度を得ることができないので、後加工とし
て成形体の端部を切削加工により球面に仕上げることに
なる。

これに対して形状自己保持性を高めるためにゴム材料で
厚肉に形成した成形型を使用することが考えられている
。この厚肉の成形型は薄肉の成形型に比べて形状自己保
持性が高いことからセラミックス粉末を充填しても端部
の球面が変形することはなく、成形体の端面を形状精度
の良い球面に形成することができる。しかし、この成形
型は、成形後に成形型に加えていた圧力を解放する時、
薄肉の成形型に比較して大きな振動を生じ、この振動が
成形型内部の成形体に伝わり成形体にクラックが発生し
て成形体の棒状部分に該棒状部分を輪切りにする層状の
割れが生じることがある。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、球面など
の冷間等方加圧法では成形が難しい形状部分をもつセラ
ミックス成形体を冷間等方加圧法により高い品質で成形
することを可能としたセラミックス製品の製造方法を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 前記目的を達成するために本発明のセラミックス製品の
製造方法は、セラミックス粉末を成形型に充填し等方加
圧して成形体を成形する工程と、成形体を焼結する工程
とを具備し、前記成形工程は、弾性材料からなる厚肉の
型構体と、弾性材料からなる薄肉の型構体とを組み合わ
せて構成される成形体を使用することを特徴とするもの
である。

厚肉の型構体は成形体の難成形形状部分を成形する部分
に用いることが良い。

本発明のセラミックス製品の製造方法は、厚肉の型構体
と薄肉の型構体とを組み合わせた成形型を使用して、冷
間等方加圧法では成形が難しい形状部分をもつセラミッ
クス成形体を冷間等方加圧法により高い品質で成形する
ことができる。すなわち、本発明の製造方法の冷間等方
加圧法を採用した成形工程で使用する成形型において、
自己保持性に優れた厚肉の型構体は成形体の難成形形状
部分を形状精度良く成形し、また薄肉の型構体は成形後
の圧力解放時に振動の発生が小さく成形体の難成形形状
部分を除く部分に割れを発生させずに成形する。

厚肉の型構体と薄肉の型構体は弾性変形の度合いが同じ
弾性材料で成形すると、成形後に成形型に加えていた圧
力を解放する時に形状および肉厚の相違による復元状態
の相違を最小限に押えて成形体に無理な力が加わらない
ようにできる。

本発明の製造方法の成形工程に使用する成形型は、特に
端部が球面をなす棒状形をなす型の成形体を冷間等方加
圧法で成形する場合に適している。

（実施例） 以下、本発明のセラミックス製品の製造方法の図面に示
す一実施例について説明する。

本発明のセラミックス製品の製造方法は、先ず第１図に
示す成形型を使用して冷間等方加圧法により成形体を成
形する。

この実施例の成形工程において使用する成形型は、第２
図に示すセラミックス成形体１を冷間等方加圧法で成形
するために使用するものである。

この成形体１は丸棒状部】ａの両方の端部１ｂ。

１ｃを球面に形成したものである。

この成形型は円筒型構体１１、球面型構体１２および球
面型構体１３で構成されている。円筒型構体１１は成形
体１の丸棒状部１ａを成形するもので、この丸棒状部１
ａの外径に相当する内径を有し、丸棒状部１ａの長さに
相当する長さを有する両端を開放した円筒形をなすもの
であり、肉厚を例えば２ｍａ＋と薄肉に設定しである。

そして、この円筒型構体１１は弾性材料例えばシリコン
ゴムで形成され、さらにシリコンゴムの硬度をショアＨ
ｓ３０〜４０程度にしである。

球面型構体１２および球面型構体１３は成形体１の球面
端部１ｂと球面端部１ｃを成形するもので、この球面端
部１ｂ、ｌｅの球面に対応した所定の曲率半径で描かれ
る球面凹部を有しており、この球面凹部を囲む部分の肉
厚を円筒方構体１１の肉厚より大なる値に設定しである
。例えば球面四部の頂点に対応する部分の肉厚は１０ｍ
ｍに設定されている。そして、この球面型構体１１は弾
性材料例えばシリコンゴムで形成され、さらにシリコン
ゴムの硬度をショアＨｓ３０〜４０程度にしである。

球面型構体１２．１３は球面凹部に連続して筒状部１２
ａ、１３ａが形成され、この筒状部１２　ａ　ｓ　１３
　ａを円筒型構体１１の開放された両端部に挿入嵌合さ
れるようになっている。この筒状部１２ａ、１３ａと円
筒型構体１１との嵌合は液密で確実なものである。なお
、一方の球面型構体１２には球面凹部とこの球面凹部に
対向する端面との間を貫通する粉末充填孔１４が形成さ
れている。このようにして円筒型構体１１に球面型構体
１２および球面型構体１３を組み合わせて成形型を構成
する。

このように構成した成形体を用いて成形体１を成形する
工程では、先ず所定成分に混合されたセラミックス粉末
Ｆを球面型構体１２の粉末充填孔形１４を通して円筒型
構体１１と球面型構体１２と球面型構体１３に囲まれた
空間部に充填する。

セラミックス粉末Ｆを充填した後、球面型構体１２の粉
末充填孔形１４を適宜な手段で閉じる。

そして、成形型を図示しない加圧容器の内部に装入し、
この加圧容器の内部に加圧した液体例えば水を充填する
。加圧蒸気の内部に充填した水は成形型の全面に均一な
圧力を加える。このため、水の圧力により成形型の円筒
型構体１１と球面型構体１２と球面型構体１３が圧縮し
て内部に充填したセラミックス粉末Ｆを加圧する。ここ
で、円筒型構体１１はセラミックス粉末Ｆを加圧して成
形体１の丸棒状部１ａを成形し、球面型構体１２．１３
の球面凹部はセラミックス粉末を加圧して成形体１の球
面端部１ｂ、ｌｃを成形する。

この加圧状態を所定時間保持した後、成形型を加圧容器
から取り出す。すなわち、成形型に加えていた圧力を解
放する。その後、球面形構体１２．１３を円筒型構体１
１から取り外し、円筒型構体１１から成形体１を抜き出
す。

しかして、この実施例の成形工程で使用する成形型は次
に述べる利点を有している。すなわち、この成形型にお
ける球面型構体１２．１３は厚肉で自己形状保持できる
ので、成形体１の難成形形状部分である球面端部１ｂ、
ｌｃを形状精度良く成形できる。また円筒型構体１１は
、成形体１を成形した後成形型に対する圧力を取り除く
時に時に振動の発生が小さく成形体１１の丸棒状部１１
ａが円筒型構体１１の振動によりクラックを生じて層状
割れが生じることがない。

さらに、円筒型構体１１と球面型構体１２．１３とを分
割して組み合わせているので、成形後の圧力解放時に型
構体１１〜１３が成形体１との摩擦により成形体１に対
して無理な引っ張り力を加えることがなく、この引っ張
り力により成形体１１に破損することがない。すなわち
、薄肉の円筒型構体１１と厚肉の球面型構体１２．１３
とが一体に形成されていると、成形型において成形体１
の丸棒状部１ａを成形する部分と球面端部１ｂ。

１ｃを成形する部分が夫々形状の相違から弾性変形の度
合いが異なることから、成形後の圧力解放時には画部分
の復元の状態が異なり成形型全体として成形体１に対し
て複雑な引張り力を作用させる。この成形型の引っ張り
力の作用により成形体１が破損することがある。

厚内の型構体１１と薄肉の型構体１２．１３は弾性変形
の度合いが同じである弾性材料、具体的には同じ材料で
あるシリコンゴムで成形しているので、成形後に成形型
に加えていた圧力を解放する時に成形体１の丸棒状部１
ａと球面端部１ｂ。

１ｃの形状状および肉厚の相違による型構体１１〜１３
の復元状態の相違を最小限に押えて成形体１に無理な力
が加わらないようすることができる。

型構体１１〜１３は、成形後の圧力解放して復元する時
に成形体１に対して無理な引張り力を加えないように適
切な硬度に設定しである。

従って、成形工程では冷間等方加圧法により高い品質の
成形体を歩留まり良く成形できる。

次いで、得られた成形体に対して脱脂処理を行い、その
後に成形体を焼結して焼結体を作製する。

本発明の製造方法における成形工程で使用する成形型は
、前述した実施例の形状の成形体を成形する用途に限定
されるものではなく、他の形状をなす成形体を成形する
こともできる。例えば第３図に示すように丸棒状部の両
端部にこれより小さい径の丸棒状部を有する成形体を成
形する場合にも適用できる。この場合、成形型は円筒型
構体１１に小さい径の丸棒上部を形成する型構体１５．
１６を組み合わせる。

要は成形型に入れたセラミックス粉末を等方加圧して成
形体を成形する方法に使用する成形型であって、成形体
の難成形形状部分を成形する弾性材料からなる厚肉の型
構体と、成形体の難成形部分を除く部分を成形する弾性
材料からなる薄肉の型構体とを組み合わせて構成される
成形体であれば良い。また、成形型の厚肉の型構体と薄
肉の型構体とを形成する材料は弾性変形の度合いができ
るだけ同じ弾性材料で形成するものとする。

なお、本発明のセラミックス製品の製造方法において前
記成形型を使用してセラミックス成形体を成形する場合
には、成形型の内部に潤滑剤を塗ス成形体を優れた形状
精度と高い品質を持たせて成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法で使用する成形型の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図に示す成形型で成形され
たセラミックス成形体を示す図、第３図は成形型の他の
実施例を示す断面図である。 １・・・セラミックス成形体、１１・・・円筒型構体、
１２．１３・・・球面型構体、Ｆ・・・セラミックス粉
末。 ラミックス粉末に対する加圧も均一に行える。 この潤滑剤としては、成形体との動摩擦係数が０．３よ
り小さく、且つ成形体を脱脂、焼結した後に不純物とし
ても残らない成分を採用する。具体的にはアクリル系ペ
ーストなどが挙げられる。 ［発明の効果〕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉末を成形型に充填し等方加圧して
   成形体を成形する工程と、成形体を焼結する工程とを具
   備し、前記成形工程は、弾性材料からなる厚肉の型構体
   と、弾性材料からなる薄肉の型構体とを組み合わせて構
   成される成形型を使用することを特徴とするセラミック
   ス製品の製造方法。
2. （２）成形工程に使用する成形型における厚肉の型構体
   と薄肉の型構体とは弾性変形の度合いが近似している弾
   性材料からなる請求項１記載のセラミックス製品の製造
   方法。
3. （３）成形工程で成形するに成形体は端面が球面をなす
   棒状形をなすものである請求項１記載のセラミック製品
   の製造方法。