JPH0446721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は炭化ケイ素、窒化ケイ素等の非酸化物
セラミツクス泥漿の鋳込み成形方法に関し、更に
詳しくは前記泥漿による薄肉品、複雑形状品の成
形に好適な泥漿鋳込みによる成形方法に関する。

〔従来の技術〕

酸化物セラミツクスや非酸化物セラミツクスの
泥漿を石膏型に鋳込み成形する方法は、安価な設
備で多品種少量のセラミツクス成形品を生産する
のに適しており、種々の分野で用いられている。

酸化物セラミツクス泥漿を石膏型に鋳込み成形
する方法では、酸化物セラミツクスが水との親和
性に優れているため、酸化物セラミツクスを水に
分散した泥漿を石膏型に鋳込んだ場合、その親和
性により泥漿の流動性が大きく、かなりの薄肉品
や複雑形状品の成形が容易にできる。

しかし、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の非酸化物
セラミツクスにあつては、水との親和性が悪く、
非酸化物セラミツクスを水に分散した泥漿を石膏
型に鋳込んだ場合、短時間（瞬時）に泥漿中の水
分が石膏型に奪われて泥漿の流動性が失われる。
このため、石膏型の鋳込み空間内に前記泥漿を鋳
込む際、石膏型の鋳込み空間内の薄肉の部分や複
雑形状の部分に泥漿が到達することができず、薄
肉品や複雑形状品の成形が困難となる。

非酸化物セラミツクス泥漿における前記のよう
な問題を解消する方法として、界面活性剤等を用
いて非酸化物セラミツクス粒子と水との親和性を
高める方法が知られており、近年、アミン系の解
膠剤を界面活性剤として使用することにより、非
酸化物セラミツクスの鋳込みに効果を上げてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記のような界面活性剤を使用
する場合、セラミツクス粒子の粒径が異なると、
非酸化物セラミツクス泥漿の流動性を維持する効
果が異なる。

すなわち、同じ水分量を含有するセラミツクス
泥漿においても、セラミツクス粒子の粒径が異な
る場合、その比表面積の違いから粒子間に存在す
る自由水の厚さが異なり、第３図に示すように、
セラミツクス粒子３１の粒径が小さい場合、セラ
ミツクス粒子３１の周囲は親水層３２で覆われ、
これらの間隙に自由水３３が存在し、石膏型に鋳
込んだ場合にも流動性が維持される。

一方、セラミツクス粒子３１の粒径が大きい場
合、第４図に示すように、自由水３３の層が厚く
なり、この自由水３３とセラミツクス粒子３１と
の親和性よりも石膏の毛管作用による吸水性の方
が強くなり、泥漿中の自由水３３は、石膏型に吸
収されることとなり、その結果、泥漿は短時間で
流動性を失う。すなわち、界面活性剤の作用によ
り得られる親水層３２が存在してもセラミツクス
粒子３１の粒径が大きいために親水層３２によつ
て泥漿の流動性を維持できなくなつてしまう。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解
決し、非酸化物セラミツクスの泥漿を石膏型に鋳
込み成形する際に、セラミツクス粒子の粒径の如
何にかかわらず、石膏型に鋳込まれた泥漿の流動
性を維持し、石膏型の鋳込み空間内の薄肉の部
分、複雑形状部分にも確実に泥漿の鋳込みを行う
ことができる泥漿鋳込みによる成形方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的は、非酸化物セラミツクスの泥漿
を、鋳込み空間の形状・構造に充填し難い狭い領
域・複雑形状の領域を有する石膏型に鋳込み成形
する方法において、前記石膏型を予め飽水状態に
した後、この石膏型の前記鋳込み空間内に前記非
酸化物セラミツクスの泥漿を鋳込み、自然乾燥を
用いるのではなく徐々に石膏型を乾燥させ、着肉
させることによつて達成される。

〔作用〕

非酸化物セラミツクス粒子を水に分散した泥漿
中の自由水は、予め水分を供給して飽水状態にし
た石膏型への吸水が抑制され、泥漿の流動性が維
持され、泥漿は、石膏型の鋳込み空間内の狭い領
域、複雑な領域の隅々までゆきわたり、型通りの
成形が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図Ａ、第１図Ｂには本発明の泥漿鋳込みに
よる成形方法の一実施例を示す説明図が示されて
いて、第１図Ａには、所定の形状の鋳込み空間の
内壁面を有する石膏型１は、泥漿を鋳込む前に予
め水分が供給されて飽水状態に維持されている。

上記の石膏型１の飽水状態は、石膏型１内に形
成される鋳込み空間の形状・内壁面構造によつて
異なり、鋳込み空間の形状・構造に狭い領域、複
雑形状の領域があり、かつ、その領域面積が大き
い場合は石膏型１の飽水率を高くすることが望ま
しい。ただし、石膏型１内に泥漿を鋳込んだ後、
石膏型１を乾燥する必要があるので必要以上に石
膏型１を飽水状態とすることは、作業効率の面か
ら望ましくない。

したがつて、本発明においては、石膏型１の鋳
込み空間内に泥漿２を鋳込み前に石膏型１に予め
水分を供給し、石膏型１を飽水状態、具体的には
飽水率50％以上の飽水状態にするものである。

また、前記のように泥漿鋳込み後の石膏型１の
乾燥効率を考慮して50％以上の飽水状態の範囲内
で任意に選定することができる。

これにより、泥漿２中の自由水が石膏型に吸収
されることがなく、非酸化物セラミツクスの泥漿
の流動性が維持されることとなる。

本発明において、前記泥漿２は、非酸化物セラ
ミツクスを含み、必要に応じてアミン系の解膠
剤、バインダー、イオン交換水を含有するもので
よい。ここで非酸化物セラミツクスとしては、例
えば炭化ケイ素、窒化ケイ素等を代表例として挙
げることができる。

石膏型１に泥漿２を鋳込んだ後、石膏型１を乾
燥し、着肉させるための手段としては、自然に乾
燥を行うのではなく直接石膏型１を温風下で乾燥
する方法、あるいは石膏型１を真空容器中に収納
し、真空容器内を脱気して乾燥する方法等を採用
することができる。直接石膏型１を温風下で乾燥
する方法の場合、石膏型１の亀裂等を防止する点
から50℃以下の温風下で乾燥することが望まし
い。

実験例 平均粒系10μmの炭化ケイ素粉に解膠剤として
ジエチルアミン（0.5重量％）と、アクリル系バ
インダー（１重量％）とを加え、イオン交換水を
添加し、70重量％の炭化ケイ素粉を含む非酸化物
セラミツクス泥漿を作製した。

上記で作製した泥漿をボールミルにて24時間混
合し、真空脱泡を行つたところ、得られた泥漿の
粘度は30cpsであつた。

次に第１図Ａに示すように、縦×横×深さが10
mm×４mm×50mmの鋳込み空間を有する石膏型１
を、飽水率70％に調整した後、この石膏型１の鋳
込み空間内に前記泥漿２を鋳込み、更に充分な泥
漿２を与えつつ、50℃の恒温槽中で30分間乾燥し
た後、脱型した。

この結果、第１図Ｂに示すように石膏型１の鋳
込み空間に対応した成形体３を得ることができ、
泥漿２が石膏型１の鋳込み空間内に充分にいきわ
たつたことが判明した。

比較実験例 石膏型１を飽水状態とすることなく、泥漿２を
鋳込んだ他は前記実験例と同様にして石膏型１に
よる鋳込み空間内による鋳込み成形を行つた。

この結果、第２図に示すように泥漿２は石膏型
１の鋳込み空間の入口から数mmまでしか注入され
ておらず鋳込み空間形状の成形を行うことができ
なかつた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、水との親和性が
ない非酸化物セラミツクス泥漿の場合にも、泥漿
中の自由水の石膏型への吸収が抑制されるととも
に、泥漿の流動性が維持されることによつて、鋳
込み空間の形状・構造に充填し難い狭い領域・複
雑形状の領域を有する石膏型であつても安価な設
備による薄肉品、複雑形状品の成形が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の方法を示すための説明図、
第１図Ｂは第１図Ａの方法により得られた成形体
を示す斜視図、第２図は従来例の成形方法を示す
ための説明図、第３図は平均粒径の小さい非酸化
物セラミツクス粒子を分散した泥漿の流動特性を
示す説明図、第４図は平均粒径が大きい非酸化物
セラミツクス粒子を分散した泥漿の流動特性を示
す説明図である。 １……石膏型、２……泥漿、３……成形体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非酸化物セラミツクスの泥漿を、鋳込み空間
   の形状・構造に充填し難い狭い領域・複雑形状の
   領域を有する石膏型に鋳込み成形する方法におい
   て、前記石膏型を予め飽水状態にした後、この石
   膏型の前記鋳込み空間内に前記非酸化物セラミツ
   クスの泥漿を鋳込み、自然乾燥を用いるのではな
   く徐々に石膏型を乾燥させ、着肉させることを特
   徴とする泥漿鋳込みによる成形方法。 ２ 前記石膏型の飽水状態が50％以上である請求
   項１記載の泥漿鋳込みによる成形方法。 ３ 前記非酸化物セラミツクスが、炭化ケイ素ま
   たは窒化ケイ素である請求項１記載の泥漿鋳込み
   による成形方法。