JPH0483603A - セラミック成形用金型 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、偏肉複雑形状のセラミック成型体を得る金型
であり、特に射出成形に使用する金型に関するものであ
る。

「従来の技術」 セフミック部品は近年自動車部品、電子部品等を中心と
して、その用途が多岐にわｆｃυつつあるが、それに伴
い製品の形状も複雑化している。そのため、複雑な形状
のセラミック部品を高精度で能率的に成形する手段とし
て射出成形法が採用されている。ところで、射出成形用
金型には、型内の空気や射出時に発生し几ガスを逃がす
ために通称エアーベントというガス抜き用の隙間が金型
合せ面に設けである。

「発明が解決しようとする課題」 上記従来技術は、プラスナックの射出成形を基としてい
る次め、プラスチックの様に射出時の粘度の低いもの（
４０００〜６０００ｐｏｉｓｅ）に対しては、良好な製
品が得られる。

しかし、一般にセラミック粉末と有機バインダを加熱混
合した射出成形用セラミック材料は５０容童チ程度／セ
ラミック粉末が含まれているため、射出時の粘度は、高
いもの（１００００〜２００００　ｐｏｉｓｅ　）とな
らざるをえない。

そのため、空気、発生し次ガスをキャビティ内（金型の
内面で囲まれる空間）に巻き込み易く、巻きこんだまま
セフミック材料が充填される。かといって、空気、発生
したガスを逃がすエアーベントを設けるにも制限がある
。あまりエアーベン）ｋ多く設けると金型として十分な
強度が得られず、またエアーベントを金型設計上、設け
たい位置に設けることができない場合も生ずる。

「Ｒ題を解決するための手段」 その手段は、セラミック成形用金型の少なくとも一部を
平均気孔径５〜１５μｍかつ気孔率２５〜３５％の金属
で構成するところにある。

ここでセラミック成形用金型とは、射出成形、圧縮成形
等のように、空気やガスを巻き込み易い成形手段に用い
られる金！ｆｓ！をいい、特に射出成形用として好まし
い。

「少なくとも一部」としｍのは、金型全体を上記の金属
で構成しても良いが、セラミック成形体の表面ウェルド
が発生し易いのは、成形体の段差部、屈曲部及び射出方
向先端部に限られることから、これらの部分に対向する
部分のみ上記の金属で構成すれば表面ウェルド防止に足
りるからである。

尚、上記の要件全ａたす金属であれば、硬度、機械的強
度に関しては、従来の金型用金属と同等でも艮く、例え
ば硬度はＨＲＣ８０〜６０の範囲のものが良い。

「作用」 金型の材料を多孔質金属とすることにより、巻き込まれ
た空気、ガスがこの金属の孔を通じてキャビテイ外へ排
出される。排出ガス等は圧縮され良状態で孔内にとどま
υ、多量の場合は金型外部に放出される。

多孔質金属の平均気孔径は５μｍ未満だとそれを通して
の空気の排出が不充分となり、１５μｍ２越えると射出
成形用材料が孔内に進入し以後の通気性が悪くなる。

また、気孔率も２５チ未満だと通気性が悪くなシ、３５
％を越えると金型としての強度を保持することが困難と
なる。

その定め、気孔径は５〜１５μｍ、気孔率２５〜３５チ
が望ましい。

硬度は、ＨＲＣ８０チ以下では金型として十分な強度が
得られず、６０以上とすると加工の際に工数が、多大と
なるため適していない。

ま之、多孔質金属の通気性を利用してキャビティ内の真
空引きを行うと一層の効果かめる。

「実施例」 第１図は、外径５０ｏ＋のセラミックラジアル型タービ
ンロータを製作する射出成形用金型を示す軸方向断面図
である。図において、金型１は、翼外形を成形する上型
２と軸外形を成形する下型３からなる。上型２と下型８
とは、当接し、内部にタービンロータに対応するキャビ
ティ４を形成している。上型２は、Ｊ工に規格で５ＫＤ
６１製の上昇型２ａ（気孔率０％）とこれより内側でキ
ャビティ４に面する上白型２ｂとからなり、この上白型
２ｂは、ＳＶＳ　８０４製で、平均気孔径１０μｍ１気
孔率３０％、硬度ＨＲＣ４０〜５０の多孔率金属で構成
されている。ま友、上昇型２ａの上方には、成形材料の
射出口（ゲート）５となる開口が設けられている。下型
８は、上昇５２ａと同質のＴｈ型８ａと上白型２ｂと同
質の下向型８ｂとからなり、Ｔｈ型３ａの中央から側部
にかけて、真空ポンプ（図示省略）と連なる通路６が設
けられている。この金型１を用いて、次のセフミック材
料を成形した。

セラミック材料としては、平均粒径１μｍの窒化珪素粉
末１００重量部に対して、焼結助剤としてアルミナ５重
量部及びイ′ットリ７５重量部を加えて調整した原料混
合物に、有機バインダとしてエチレン・ビニル・アセ？
−）５１４１部、マイクロクリスタリンワックス１５重
量部、ジェチμフタレート４重量部を加え、加熱混練し
たものを使用する。

尚、比較の几めに、上白型２ｂ及び下向型８ｂとして上
昇型２ａ及び下外５３ｂと同質の金属で構成したものを
用いて射出成形をした。

上述の２つの金型にて各２０ケ射出成形を行い、この成
形体を目視観察を行つ次結果は以下の通りでめった。

第　　　１　　　表 比較例の場合は、成形体２０ケ中１８ケのウェルド不良
で、本発明は、成形体２０ケ中つ工ｙド不艮はなかった
。

また、この成形体を熱風循環式の電気炉にて窒素雰囲気
中で１００〜５００°Ｃまで５　’Ｃ／　ｈで加熱脱ｋ
を行っ九後、窒素雰囲気中で１７００°Ｃで２　Ｈｒの
常圧焼結を行った。

その結果、比較例を使用したものは、成形体にてウェル
ドが見られなかっ几ものも含めてキレが観察され九が、
本発明の金型を使用し文ものには、ウェルド、キレ専は
観察されなかった。

「効果」 射出成形時に巻きこまれ几空気、ガス等が射出成形材料
同士の融Ｓｔ阻害し、ウェルドの発生の原因になってき
友。

本発明の多孔質金属からなる金型を使用することによシ
、この巻き込まれた空気、ガスも金型表面から、キャビ
テイ外へ排出することかで１！九。その結果ウェルドの
発生を防止でき友。

上述の理由に鑑み、本発明は従来のセラミック射出成形
用金型と比べて産業上有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金型の軸方向断面図である。 １・・・本発明の多孔質金属からなる金型、２・・・真
外形を成形する上型、２ａ・・・上昇型、２ｂ・・・上
向型、８・・・軸外形を成形する下型、３ａ・・・Ｔｈ
型、８ｂ・・・下向型、４・・・キャビティ、５・・・
ゲート、６・・・真空ポンプと連なる通路 特許出願人　日本特殊陶業株式会社 代表者　鈴　木　亭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも一部を平均気孔径５〜１５μｍ、気孔率２５
   〜３５％の多孔質金属とするセラミック成形用金型。