JPH0324202A - 金属、セラミックス等の粉体の成形方法 - Google Patents
金属、セラミックス等の粉体の成形方法Info
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- JPH0324202A JPH0324202A JP1158339A JP15833989A JPH0324202A JP H0324202 A JPH0324202 A JP H0324202A JP 1158339 A JP1158339 A JP 1158339A JP 15833989 A JP15833989 A JP 15833989A JP H0324202 A JPH0324202 A JP H0324202A
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- powder
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- elastic mold
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/04—Compacting only by applying fluid pressure, e.g. by cold isostatic pressing [CIP]
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/1208—Containers or coating used therefor
- B22F3/1216—Container composition
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/18—Slush casting, i.e. pouring moulding material into a hollow mould with excess material being poured off
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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。
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〕
この発明は金属、セラミンクス等の粉体から異方収縮の
少ない成形体を効率よく得る方法に関するものである。
少ない成形体を効率よく得る方法に関するものである。
冷間静水圧プレス法（以下ＣＩＰ法と略称する。）は金
属、セラミックス等の粉体をゴム等の弾性モ−ルド内に
充填、密閉し、水、油等の加圧媒体を用い常温で静水圧
をかけ均一な成形体を作製する方法として、よく知られ
ている。しかし、所望の形状の成形体を得るためには粉
体の重量により弾性モールドに変形を生じないような工
夫が要求される。
属、セラミックス等の粉体をゴム等の弾性モ−ルド内に
充填、密閉し、水、油等の加圧媒体を用い常温で静水圧
をかけ均一な成形体を作製する方法として、よく知られ
ている。しかし、所望の形状の成形体を得るためには粉
体の重量により弾性モールドに変形を生じないような工
夫が要求される。
このために弾性モールドにある程度の厚みと強度を持た
せる方法が知られている。
せる方法が知られている。
また、特公昭６２ − ２９７４０２号公報では、所定
形状の薄肉の弾性モールド及び、これと相似の内面形状
を有する通気性のモールド支持体を用意し、モールド支
持体の内部に薄肉の弾性モールドを挿入して使用する方
法を開示している。この方法においては、モールド支持
体を負圧に保持することによって薄肉の弾性モールドを
モールド支持体内面に密着させて形状保持したモールド
に、原料粉体を充填し、脱気し密閉した後前記通気性モ
ールド支持体を外し、薄肉弾性モールドを冷間静水圧プ
レス処理し、薄肉弾性モールドを除去し、成形体を作製
する方法が記載されている。
形状の薄肉の弾性モールド及び、これと相似の内面形状
を有する通気性のモールド支持体を用意し、モールド支
持体の内部に薄肉の弾性モールドを挿入して使用する方
法を開示している。この方法においては、モールド支持
体を負圧に保持することによって薄肉の弾性モールドを
モールド支持体内面に密着させて形状保持したモールド
に、原料粉体を充填し、脱気し密閉した後前記通気性モ
ールド支持体を外し、薄肉弾性モールドを冷間静水圧プ
レス処理し、薄肉弾性モールドを除去し、成形体を作製
する方法が記載されている。
弾性モールドに厚みと強度をもたせる方法は弾性モール
ドの加圧に対する収縮の程度が内部の粉体の充填体の加
圧に対する収縮の程度と異なるので、弾性モールド、充
填体とも等方収縮しない。
ドの加圧に対する収縮の程度が内部の粉体の充填体の加
圧に対する収縮の程度と異なるので、弾性モールド、充
填体とも等方収縮しない。
このため、所望の形状、寸法精度を得るために、成形体
に多大の機械加工を加える必要がある。
に多大の機械加工を加える必要がある。
一方、薄肉の弾性モールドの外側を通気性モールド支持
体で支持する方法を用いると、前記のある程度の厚みと
強度を有する弾性モールドを用いてＣｒＰする場合と比
較すれば、著しい精度の向上が見られる。しかし、差圧
を利用して薄肉弾性モールドを拡げ通気性モールド支持
体内面に密着させているので薄肉弾性モールドが相似形
状の通気性モールド支持体内面の対応する位置に移動し
ないまま拡がる現象がしばしば起きる。これをそのまま
Ｃ【Ｐ処理を施すと異方収縮、しわ発生の原因となる。
体で支持する方法を用いると、前記のある程度の厚みと
強度を有する弾性モールドを用いてＣｒＰする場合と比
較すれば、著しい精度の向上が見られる。しかし、差圧
を利用して薄肉弾性モールドを拡げ通気性モールド支持
体内面に密着させているので薄肉弾性モールドが相似形
状の通気性モールド支持体内面の対応する位置に移動し
ないまま拡がる現象がしばしば起きる。これをそのまま
Ｃ【Ｐ処理を施すと異方収縮、しわ発生の原因となる。
この問題は所望の形状が複雑になればなるほど顕著とな
る。
る。
本発明は前述の従来技術の改良を解決するためのもので
あり、金属、セラミック等の粉体を薄肉弾性モールドに
充填し、脱気、封入後ＣＩＰ処理することにより、寸法
精度の高い成形体を再現性よく製造する方法を提供する
ことを目的とするものである。
あり、金属、セラミック等の粉体を薄肉弾性モールドに
充填し、脱気、封入後ＣＩＰ処理することにより、寸法
精度の高い成形体を再現性よく製造する方法を提供する
ことを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するべくなされたものであり、
成形所望形状のキャビティを有するモールド支持体のキ
ャビティ表面に少なくとも１個所の開口部を残して、ゴ
ム液を被覆、乾燥して、薄肉弾性モールドを形成し、つ
いで前記開口部から金属、セラミックス等の成形材料粉
体を充填し、薄肉弾性モールド内の脱気、薄肉弾性モー
ルドの封入を施してから冷間静水圧プレス処理すること
を特徴としている。
成形所望形状のキャビティを有するモールド支持体のキ
ャビティ表面に少なくとも１個所の開口部を残して、ゴ
ム液を被覆、乾燥して、薄肉弾性モールドを形成し、つ
いで前記開口部から金属、セラミックス等の成形材料粉
体を充填し、薄肉弾性モールド内の脱気、薄肉弾性モー
ルドの封入を施してから冷間静水圧プレス処理すること
を特徴としている。
モールド支持体の材料は、金属、樹脂、ゴム、セラ４ツ
クス、木材のいずれであってもよい。鋳造、ブロックの
機械加工等モールド支持体の製法に関しても特に制約は
ない。金属の中ではアルミニウム、鋳鉄等、樹脂の中で
はウレタン樹脂、エボキシ樹脂等、ゴムの中ではウレタ
ンゴム、シリコーンゴム等、セラくツクスの中では石膏
が使い易い。このモールド支持体は薄肉弾性モールドの
変形を防止する役割を担う。したがって、十分な硬度、
強度のほか、薄肉弾性モールドとモールド支持体間に適
度の接着性が要求される。原料粉体をキャビティ内に充
填するとき、多くの場合モールドに振動を加えるが、こ
のような振動、充填された粉体の移動に伴なう扮体と薄
肉弾性モールドの間に働く摩擦等によって薄肉弾性モー
ルドがモールド支持体から剥離すると、充填不良により
所定の形状が得られない。また一方、薄肉弾性モールド
内を脱気し、封入後に、モールド支持体を除去する必要
がある。この場合には逆に薄肉弾性モールドをこわすこ
となく剥離することとが要求される。前記脱気時に充填
体がわずかに収縮するが、これに伴って剥離するのがも
っとも好ましい。したがって軽接着性が不可欠である、
接着性を制御するために、離型剤あるいは接着剤をあら
かじめ薄肉弾性モールドに塗布してもよい。
クス、木材のいずれであってもよい。鋳造、ブロックの
機械加工等モールド支持体の製法に関しても特に制約は
ない。金属の中ではアルミニウム、鋳鉄等、樹脂の中で
はウレタン樹脂、エボキシ樹脂等、ゴムの中ではウレタ
ンゴム、シリコーンゴム等、セラくツクスの中では石膏
が使い易い。このモールド支持体は薄肉弾性モールドの
変形を防止する役割を担う。したがって、十分な硬度、
強度のほか、薄肉弾性モールドとモールド支持体間に適
度の接着性が要求される。原料粉体をキャビティ内に充
填するとき、多くの場合モールドに振動を加えるが、こ
のような振動、充填された粉体の移動に伴なう扮体と薄
肉弾性モールドの間に働く摩擦等によって薄肉弾性モー
ルドがモールド支持体から剥離すると、充填不良により
所定の形状が得られない。また一方、薄肉弾性モールド
内を脱気し、封入後に、モールド支持体を除去する必要
がある。この場合には逆に薄肉弾性モールドをこわすこ
となく剥離することとが要求される。前記脱気時に充填
体がわずかに収縮するが、これに伴って剥離するのがも
っとも好ましい。したがって軽接着性が不可欠である、
接着性を制御するために、離型剤あるいは接着剤をあら
かじめ薄肉弾性モールドに塗布してもよい。
この発明における薄肉弾性モールドは、天然ゴムまたは
、スチレンーブタジエンゴム、ポリイソブレンゴム、イ
ソブチレンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、ウ
レタンゴム等の合成ゴムから作られた弾性に冨むモール
ドである。その肉厚は対象となるモールドの大きさ、形
状等により異なるが、通常５０〜２０００ＪＩＩ１の範
囲である。これらのゴムの液状あるいはペースト状の原
料を模型表面の粉充填部位に相当する部分を除くすべて
の面に塗布し養生して薄肉弾性モールドとする。粉充填
部位は複数あっても構わない。塗布手段にとくに制約は
なく、刷毛塗り、浸漬、噴霧等が適用できる。
、スチレンーブタジエンゴム、ポリイソブレンゴム、イ
ソブチレンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、ウ
レタンゴム等の合成ゴムから作られた弾性に冨むモール
ドである。その肉厚は対象となるモールドの大きさ、形
状等により異なるが、通常５０〜２０００ＪＩＩ１の範
囲である。これらのゴムの液状あるいはペースト状の原
料を模型表面の粉充填部位に相当する部分を除くすべて
の面に塗布し養生して薄肉弾性モールドとする。粉充填
部位は複数あっても構わない。塗布手段にとくに制約は
なく、刷毛塗り、浸漬、噴霧等が適用できる。
こうして得られたキャビティーに金属、セラミックス等
の成形材料粉末を充填する。金属、セラ旦ノクス等のＩ
ｌ＊はＣＩＰによって成形可能なものであればよく、例
えば、ステンレス鋼粉、高速度工具鋼、タングステンカ
ーバイド・コバＪｌ／ ｝ ？Ｎ合籾、アルミナ粉、窒
化ケイ粉、炭化ケイ粉、２ホウ化チタン粉などである。
の成形材料粉末を充填する。金属、セラ旦ノクス等のＩ
ｌ＊はＣＩＰによって成形可能なものであればよく、例
えば、ステンレス鋼粉、高速度工具鋼、タングステンカ
ーバイド・コバＪｌ／ ｝ ？Ｎ合籾、アルミナ粉、窒
化ケイ粉、炭化ケイ粉、２ホウ化チタン粉などである。
これらは必要により２種以上を混合して使用することも
できる。粒径はｌＯ〜１０００一程度のものが好ましい
。球形粉が好ましく、この目的のために造粒してもよい
。また、要求される物性等に応じて種々の添加剤例えば
、窒化ケイ素の場合、アルミナ、イットリア等を添加す
ることもできる。充填は前記の薄肉弾性モールドの開口
部を利用して行う。
できる。粒径はｌＯ〜１０００一程度のものが好ましい
。球形粉が好ましく、この目的のために造粒してもよい
。また、要求される物性等に応じて種々の添加剤例えば
、窒化ケイ素の場合、アルミナ、イットリア等を添加す
ることもできる。充填は前記の薄肉弾性モールドの開口
部を利用して行う。
脱気は充填後に行ってもよいが、充填と同時に行うこと
によって脱気をより行いやすくすることができる．脱気
の程度は成形体の用途等に応じて定められるが、一般に
経済的に或立する範囲で高真空度にすることが望まれる
。
によって脱気をより行いやすくすることができる．脱気
の程度は成形体の用途等に応じて定められるが、一般に
経済的に或立する範囲で高真空度にすることが望まれる
。
薄肉弾性モールドに真空封入された粉体は内外の圧力差
によって形状を容易に保持できるので、公知の方法によ
ってＣＩＰ処理を施し、薄肉弾性モールドを除去すると
、等方収縮した成形体が得られるのである。通常封入部
位には余剰の突起が生ずるので、これを除去する。
によって形状を容易に保持できるので、公知の方法によ
ってＣＩＰ処理を施し、薄肉弾性モールドを除去すると
、等方収縮した成形体が得られるのである。通常封入部
位には余剰の突起が生ずるので、これを除去する。
モールド支持体はキャピティ形状が成形体の形状を定め
るとともに薄肉弾性モールドを支持して変形しないよう
にしている。薄肉弾性モールドは加圧媒体の水、油等が
内部に侵入しないよう阻止するとともに、その柔軟性に
より内部に充填された成形材料粉体の脱気からＣＩ．Ｐ
における収縮に応じて変形し粉体の等方収縮を可能にし
ている。
るとともに薄肉弾性モールドを支持して変形しないよう
にしている。薄肉弾性モールドは加圧媒体の水、油等が
内部に侵入しないよう阻止するとともに、その柔軟性に
より内部に充填された成形材料粉体の脱気からＣＩ．Ｐ
における収縮に応じて変形し粉体の等方収縮を可能にし
ている。
薄肉弾性モールドの開口部は粉体の充填及び充填された
粉体の脱気に利用される。
粉体の脱気に利用される。
第１図に従って説明する。２分割、石膏製のモールド支
持体ｌと２分割の装入口部品２の内部のキャビティ３ヘ
ラテックスゴム原液を流し込み、排出することによって
キャビティ表面に液膜を形威し、３０分間５０゜Ｃの温
風を吹込んで乾燥する手順を５回繰返して膜厚１ｍｉの
薄肉弾性モールド４を形成した。これを振動テーブル５
にのせ振動を与えながら市販アルξナ顆粒６を模型上端
相当レベルから約１０ａｗｍ上まで充填した。次に上部
開口部に真空ボンブと連結したアダプター（図示されて
いない．）を取り付け４０Ｔｏｒｒまで脱気した。装入
口部品２を取り外し、アダプターを直下のゴムを絞って
外部よりクランプして封入した。なお脱気中充填体がわ
ずかに収縮することによってゴムと石膏の間に剥離が観
察されたが、この効果により石膏を割っても損傷なく封
入体を取り出すことができた。これを圧力５０００ｋｇ
／ｃｍ”でＣＩＰ処理してからゴム膜をはがし、成形体
を得た。この成形体はキャビティ内寸に対して線収縮率
で２８．８％収縮していたが、均等収縮し転写性も良好
であった。また、１０回の繰返しでも失敗がなく再現性
も良好であった。
持体ｌと２分割の装入口部品２の内部のキャビティ３ヘ
ラテックスゴム原液を流し込み、排出することによって
キャビティ表面に液膜を形威し、３０分間５０゜Ｃの温
風を吹込んで乾燥する手順を５回繰返して膜厚１ｍｉの
薄肉弾性モールド４を形成した。これを振動テーブル５
にのせ振動を与えながら市販アルξナ顆粒６を模型上端
相当レベルから約１０ａｗｍ上まで充填した。次に上部
開口部に真空ボンブと連結したアダプター（図示されて
いない．）を取り付け４０Ｔｏｒｒまで脱気した。装入
口部品２を取り外し、アダプターを直下のゴムを絞って
外部よりクランプして封入した。なお脱気中充填体がわ
ずかに収縮することによってゴムと石膏の間に剥離が観
察されたが、この効果により石膏を割っても損傷なく封
入体を取り出すことができた。これを圧力５０００ｋｇ
／ｃｍ”でＣＩＰ処理してからゴム膜をはがし、成形体
を得た。この成形体はキャビティ内寸に対して線収縮率
で２８．８％収縮していたが、均等収縮し転写性も良好
であった。また、１０回の繰返しでも失敗がなく再現性
も良好であった。
以上のように、この発明によれば、薄肉弾性モールドを
、モールド支持体内部のキャビティ表面にしわ、局部応
力を発生させることなく形戒できるので、ＣＩＰ処理に
より得られる成形体の表面に傷がなく、また変形もほと
んどない健全な成形体を再現性良く得ることができる。
、モールド支持体内部のキャビティ表面にしわ、局部応
力を発生させることなく形戒できるので、ＣＩＰ処理に
より得られる成形体の表面に傷がなく、また変形もほと
んどない健全な成形体を再現性良く得ることができる。
第１図は、モールド支持体のキャビティ表面に薄肉弾性
モールドを形威しその内部に金属、セラミックス等の粉
体を充填している状態を示す断面図である。 ・・・モールド支持体 ・・・装入口部品 ・・・キャビティ ・・・薄肉弾性モールド ・・・振動テーブル ・・・金属、セラミックス等の粉体 特許出廓人 日本鋼管株式会社 代 理 人 弁理士 田中 政浩
モールドを形威しその内部に金属、セラミックス等の粉
体を充填している状態を示す断面図である。 ・・・モールド支持体 ・・・装入口部品 ・・・キャビティ ・・・薄肉弾性モールド ・・・振動テーブル ・・・金属、セラミックス等の粉体 特許出廓人 日本鋼管株式会社 代 理 人 弁理士 田中 政浩
Claims (1)
- 成形所望形状のキャビティを有するモールド支持体のキ
ャビティ表面に少なくとも１個所の開口部を残して、ゴ
ム液を被覆、乾燥して、薄肉弾性モールドを形成し、つ
いで前記開口部から金属、セラミックス等の成形材料粉
体を充填し、薄肉弾性モールド内の脱気、薄肉弾性モー
ルドの封入を施してから冷間静水圧プレス処理すること
を特徴とする金属、セラミックス等の粉体の成形方法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158339A JPH0324202A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 金属、セラミックス等の粉体の成形方法 |
| US07/488,701 US4999157A (en) | 1989-06-22 | 1990-03-05 | Method for molding powders |
| EP90106399A EP0403743B1 (en) | 1989-06-22 | 1990-04-04 | Method for molding powders |
| DE90106399T DE69005205T2 (de) | 1989-06-22 | 1990-04-04 | Verfahren zum Formen von Pulver. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158339A JPH0324202A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 金属、セラミックス等の粉体の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0324202A true JPH0324202A (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=15669479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158339A Pending JPH0324202A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 金属、セラミックス等の粉体の成形方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4999157A (ja) |
| EP (1) | EP0403743B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0324202A (ja) |
| DE (1) | DE69005205T2 (ja) |
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| JPH07266090A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Ngk Insulators Ltd | 粉末成形体の等方加圧成形方法 |
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