JPH04259509A - 中子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスなどの微
粉末のスラリーから中空成形体を製造する際に使用する
中子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミクスや金属などの粉末をス
ラリー状にして中空成形体を成形する場合、主型内の中
空部位には中子を配置して型内の空隙部にスラリーを注
入するスリップキャスト法で成形し、固化後に成形体を
脱型して、中子を溶融あるいは収縮させて除去して中空
成形体を形成している（たとえば、特開昭５１−１０９
００５号公報）。

【０００３】この中子の材料としては、成形体から除去
が容易な低融点金属やワックス、ウレタンなどが用いら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のセラ
ミックスの中空成形体の製造では、主型と中子の間に形
成される空間にセラミックススラリーを鋳込むスリップ
キャスト法であるため、中空成形体の製造に際しては必
ず主型を必要とした。そのため中空成形体を量産するた
めには、この主型の数を増やすか、主型の可動率をあげ
ることのどちらかであり、それぞれに限界があった。ま
た、中子を除去するためには、中子を溶融あるいは収縮
させるが、その際に中子の加熱による膨張で、成形体が
破損する場合がある。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、中空成形体の製造に際して主型を必要とせずに大量
の成形体が製造でき、成形体に損傷を与えること無く簡
単な工程で除去できる中子とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の中子は、冷却す
ると固化する微粉末のスラリーに浸漬してその表面に微
粉末の積層を形成させて中空成形体を成形する中子であ
って、中子はスラリーの固化温度よりも低い融点をもち
、かつ固体から液体へ変化するときに体積が減少するか
または体積膨張が小さい材料で形成されることを特徴と
する。

【０００７】この中空成形体の製造は、主型を使用せず
中子をスラリー中に浸漬して、中子の周囲にスラリーを
積層付着させ、積層が固化したところで中子を固体から
液体に相変化させて除去する。このため中子は、スラリ
ーの固化温度より低い融点をもち、固体から液体に変わ
るとき膨張が少ない材料で所定の形状に形成する。すな
わち、融点が４０℃以下好ましくは２０℃以下で昇華性
がほとんどない、たとえば、氷などが使用できる。

【０００８】また、中子は必要に応じて中空としたり、
粒子状の添加物（セラミックス、樹脂粒）を加えて成形
してもよい。中子は、たとえば、型内に水を満たして冷
却することで所望の形状の氷塊として形成できる。スラ
リーは、セラミックス粉末や金属粉末に熱可塑性バイン
ダー、固化剤、溶剤を含み、添加される固化剤や溶剤の
種類により固化温度が決まる。固化温度が少なくとも４
０℃を超えるものであることが中子に所望の厚さの堆積
層を形成させるために望ましい。スラリーに添加する固
化剤はワックス、パラフィンなどを使用するのが望まし
い。

【０００９】スラリーや、溶融状態の高分子からの中空
成形体を成形する場合において、中子に吸熱材たとえば
、氷を用いてスラリーや溶融物に浸漬すると、中子近辺
のスラリーや溶融物は中子に熱を奪われて吸着して固化
する。その固化の仕方は、中子に近い部分よりおこり時
間とともに厚くなる。そこで所望の厚さになったところ
で中子を引き上げると中子の外周に沿った形状の成形体
が得られる。中子が氷であればそのまま室温に放置する
と氷解して水となり除去できる。すなわち、中子の融点
が成形体の固化温度よりも低ければ中子の周囲の成形物
を再加熱すること無く中子除去が可能になる。

【００１０】またこの方法で二股状の円筒形状の中空成
形体を成形することができる。この場合股部分は一般部
位に比べて肉厚になる。これはこの部分は中子に吸熱さ
れる量が多くなり多量に堆積するためである。逆にスリ
ップキャストのように外型により吸水または吸熱により
成形すると二股部の肉厚は薄くなる。この部品を鋳ぐみ
に使用する場合には、この部分には大きな応力がかかり
、この部分を厚肉にしたい。しかし従来のスリップキャ
スト法では１回の着肉成形では達成できない。ところが
この中子を使用すれば上記の理由で容易に肉厚を厚く形
成できる。このため鋳ぐるみ部品用の素材として使用に
適する。

【００１１】

【作用】この中子を使用すれば、主型が不要となり、主
型の製作、型組および脱型工程が省略できる。また中子
の製作および中子除去が簡単でかつ炭化水素や炭酸ガス
を含む有害成分の発生がない。少量のバインダーを含む
スラリーで成形した場合には、成形品の強度が弱く中子
を加熱して除去するとその熱膨張や成形体の収縮により
われやすいが、この中子では室温でも除去することがで
きるので成形体の破損などの発生が抑制できる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （中子作製）中子は、図１に示す筒形状の型２内に水を
注入し、中子をスラリーに浸漬した際に保持するフック
３を端部にセットした後−２０℃に冷却して水を凍結さ
せて中子１形状の氷とした後脱型した。 （スラリー調製）平均粒径５μｍのチタン酸アルミニウ
ム粉末１００重量部に対して工業用ガソリン１６重量部
、分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル系
フォスフェート４重量部、マイクロパラフィンワックス
６重量部を加えて８０℃に加熱して攪拌してスラリーを
調製した。このスラリーの固化温度は５３℃である。 （成形）図２に示す攪拌機５と加熱ヒーター７を配備し
たスラリータンク６にスラリー４を満たし７５℃に保持
した後、フック３を保持用のロープで支持して中子１を
スラリー４中に２５秒間浸漬させスラリーを中子１に積
層させた。この場合中子１は過冷却（−４０℃）状態に
しておいた方が中子１表面の融解量を小さくすることが
できるので好ましい。なお、この時の氷の線膨張係数は
１１２．５×１０−６／℃であった。 （中子除去）スラリーが堆積した中子１をスラリータン
クから引き上げ表面の積層が固化するのを待って机上に
放置して、中子１を氷解させて除去した。この成形体は
破損などの欠陥は発生しなかった。その後焼成してチタ
ン酸アルミニウムの中空パイプを形成した。なお、この
固化積層物の線膨張係数は２００×１０−６／℃であっ
た。 （比較例）パラフィン系ワックス（融点４７℃）を用い
て実施例と同じ形状の中子を作製し、この中子を実施例
と同じスラリー中に浸漬してセラミックスを中子に付着
させて引き上げて積層した。積層を固化させたあと、５
０℃の乾燥炉にいれて中子を除去した。

【００１３】中子に用いたパラフィンワックスは固体で
の熱膨張係数が、２０〜２５℃：０．００１４０、２５
〜３０℃：０．００１６０、３０〜４０℃：０．００２
６０、で融解（４５〜４８℃）時の体積膨張は６．６％
である。このため中子除去時および積層時に中子の膨張
によりセラミックス成形体にクラックが発生した。この
ように良好なセラミックス成形体を得るには、中子の温
度に対する熱膨張が成形体より小さいものであることが
必須要件である。またドライアイスのような昇華性の材
料を中子に用いるとスラリーの積層時に気体が発生し、
成形体にポアが発生する原因となる。

【００１４】また二股円筒形状を成形する場合図３　　
に示すように股部は一般部位より肉厚になる。これはこ
の部分は中子に吸熱される量が多くなるためである。股
部の有る部品を鋳ぐるむ場合、この部分を肉厚にして応
力の加わるのを防ぐが、従来の方法では１回の着肉成形
では達成が困難である。しかし本発明の中子を使用すれ
ば一度の成形で容易に股部が厚肉の成形品を形成できる
。

【００１５】

【発明の効果】本発明の中子は、スラリーに浸漬して中
空成形体を形成する。このため、主型が不要となり成形
体の外表面は自由表面となるため、平滑な面が形成でき
る。また中子の一部を融解させながらスラリーに浸漬す
ると中子面も平滑な面が形成できる。

【００１６】さらに中子の除去時に中子が膨張せず、加
熱により成形体に膨張や収縮の負荷を与えないため成形
体に破損が発生するのを防止できる。成形体の肉厚の制
御は、浸漬時間を変えることにより可能でさまざまな肉
厚とすることが容易にできる。さらに中子を水で形成す
れば著しいコスト低下が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　中子形成型の断面模式図である。

【図２】　　中子を浸漬するスラリータンクの模式図で
ある。

【図３】　　二股中空成形体の厚肉部を示す断面模式図
である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却すると固化する微粉末のスラリー
   に浸漬してその表面に微粉末の積層を形成させて中空成
   形体を成形する中子であって、該中子は該スラリーの固
   化温度よりも低い融点をもち、かつ固体から液体へ変化
   するときに体積が減少するかまたは体積膨張が小さい材
   料で形成されたことを特徴とする中子。