JPH053367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミツクス製品の製造方法に関し、
詳しくは、等方加圧工程においてセラミツクス成
形体の被覆に用いる加圧媒体浸透防止膜の除去方
法を改良するものである。

〔従来の技術〕

セラミツクス製品は一般にセラミツクス粉末を
射出成形法、金型成形法、又はスリツプキヤステ
イング法によつて所定の形状に予備成形し、これ
を液体あるいは気体（以後、加圧媒体と称する）
中で等方的に加圧して内部の密度分布を解消した
後、焼結して製造する。

ここに上記等方的加圧に際しては、上記予備成
形体の表面全面をシリコンゴム等の加圧媒体浸透
防止膜で被覆して、加圧媒体の該予備成形体への
浸透を防止しており、又、該加圧媒体浸透防止膜
は、該加圧後焼結前に該成形体から除去してい
る。

しかし、上記した従来の方法では、加圧媒体浸
透防止膜の除去に際し、該加圧媒体浸透防止膜と
共に成形体の表面がはがれたり、あるいはまた、
もし除去方法として燃焼という手段を用いると、
成形体が酸化して高温強度が低下する等の問題が
発生し、製品の品質を損ないがちであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記した従来の方法の欠点に鑑み案出
されたものであり、セラミツクス製品の一製造工
程である等方加圧工程において用いる加圧媒体浸
透防止膜の除去を、成形体の品質を損なうことな
く行ない得る方法を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記加圧媒体浸透防止膜の除去を燃
焼ではなく熱分解によつて行なうものである。

即ち本発明は、セラミツクス成形体を加圧媒体
浸透防止膜で被覆し、加圧媒体中で等方的に加圧
した後前記加圧媒体浸透防止膜を除去し、その後
焼結するセラミツクス製品の製造方法において、 前記加圧媒体浸透防止膜の除去は、該加圧媒体
浸透防止膜を不活性ガス中もしくは減圧下ないし
は真空で加熱し、熱分解して行なうことを特徴と
する製造方法である。

ここにセラミツクス成形体とは、焼結前の形状
物をいう。これは射出成形法、金型成形法、また
はスリツプキヤステイング法によつて得ることが
できる。

加圧媒体浸透防止膜は加圧媒体がセラミツクス
成形体へ浸透することを防止する。該加圧媒体浸
透防止膜は、ゴム、又はプラスチツクによつてセ
ラミツクス成形体の表面全面に形成する。この厚
さは0.2〜0.3mm程度が妥当であり、熱分解後に残
溜物の無いものが好まいしい。該加圧媒体浸透防
止膜は、前記ゴム、又はプラスチツクを含有する
被膜形成液体を、セラミツクス成形体の表面全面
に浸漬、スプレー、塗布等の手段によつて一様に
付着させた後、乾燥または反応させて形成する。
加圧媒体浸透防止膜の形成に際しては、該加圧媒
体浸透防止膜とセラミツクス成形体との間に粉末
中間層を介在させ、被膜形成液体がセラミツクス
成形体へ浸透するのを防止するとよい。粉末中間
層としては有機粉末、昇華性粉末、高耐火性粉
末、カーボン等を用いることができる。

加圧媒体浸透防止膜を形成したセラミツクス成
形体は加圧媒体中で等方的に加圧する。加圧媒体
としては水、オイル、空気、窒素又はアルゴン等
の不活性ガス等を用いることができる。

上記等方的加圧後、熱分解によつて加圧媒体浸
透防止膜をセラミツクス成形体から除去する。該
熱分解は窒素（N₂）等の不活性ガス下、真空中、
あるいは数torr程度の減圧下、または1.1〜10atm
程度の不活性ガス加圧下において加圧媒体浸透防
止膜を加熱することによつて行なう。なお加圧の
圧力は、加圧媒体浸透防止膜の材料、及び熱分解
温度によつて異なる。通常1.1〜10atm程度であ
る。ここに、昇温速度はできるだけ遅く、好まし
くは５℃／min以下とし、加圧媒体浸透防止膜の
分解温度付近ではさらに遅くすると良い。昇温速
度及び熱分解に要する温度及び時間は加圧媒体浸
透防止膜の形成材料によつて異なる。例えば加圧
媒体浸透防止膜としてシリコンゴムを用いた場合
は、該分解温度は650〜700℃程度であり、該温度
に１時間程度保つことによつて熱分解を行なう。
又、昇温速度は350℃程度までは５℃／min以下
とし、又、700℃近辺では２℃／min以下とする。

以上のようにして加圧媒体浸透防止膜を除去し
た後、普通焼結法、反応焼結法等の公知の方法に
よつて焼結し、セラミツクス製品を得る。

〔作用〕

本発明の方法では、加圧媒体浸透防膜を真空
中、減圧下、あるいは不活性ガス中での熱分解に
よつて除去している。従つて、セラミツクス製品
の酸化による高温強度の低下もなく、又、加圧媒
体浸透防止膜の除去時における成形体表面のはが
れも発生しない。

〔実施例〕

以下本発明を具体的実施例に基づいて詳しく説
明する。

第１図はセラミツクス成形体表面全面に加圧媒
体浸透防止膜であるシリコンゴム膜を形成した様
子を表わす断面模式図であり、第２図は上記シリ
コンゴム膜を熱分解し、非晶質の粉末として様子
を表わす断面模式図である。

先ず窒化珪素（Si₃N₄）92wt％、イツトリア
（Y₂O₃）4wt％、スピネル（MgAi₂O₄）4wt％か
ら成るセラミツクス混合粉末をターボチヤージヤ
用ロータの形状に予備成形してセラミツクス成形
体１とした。

次に得られたセラミツクス成形体１の表面にカ
ーボン粉末をスプレーによつて付着させ、カーボ
ン粉末層２を形成した。

次にこれを被膜形成液体であるシリコンゴム溶
液中に浸漬し、引上げ、乾燥させ、加圧媒体浸透
防止膜であるシリコンゴム膜３を形成した。

続いてシリコンゴム膜３を形成したセラミツク
ス成形体１を水中に入れ、1.4ton／cm²の静水圧を
負荷した後引上げ、これを真空（数torr以下）で
先ず350℃まで５℃／minの昇温速度で加熱し、
さらに700℃まで２℃／minの昇温速度で加熱し
た後、700℃に１時間保持し炉冷して、前記シリ
コンゴム膜３を熱分解した。該熱分解によりシリ
コンゴム膜３は第２図に示すように非晶質の粉末
３０となつた。

この様にしてシリコンゴム膜３を熱分解して除
去した後、1760℃で４時間焼成してセラミツクス
製品であるセラミツクス製ターボチヤージヤ用ロ
ータを得た。

又、他の実施例として上記真空（数torr以下）
でのシリコンゴム膜３の熱分解に変え、窒素
（N₂）ガス雰囲気下での熱分解も行なつた。

また、上記窒素（N₂）ガスを3atmに加圧した
状態での熱分解（700℃）を行なつた。

次に、比較のために従来の方法によつてセラミ
ツクス製ターボチヤージヤ用ロータを製造した。
ここに従来の方法とは、上記した実施例の方法に
おいて、シリコンゴム膜３の窒素（N₂）ガス雰
囲気下、又は真空中での熱分解除去に変え、該シ
リコンゴム膜３の除去を空気中での燃焼によつて
行なう方法をいう。即ち、比較のために行なつた
従来の方法では、空気中においてシリコンゴム膜
３を１〜５℃／minの昇温速度で500℃まで加熱
し、500℃に２時間保ち、燃焼除去した。

かかる従来の方法によつて製造したセラミツク
ス製ターボチヤージヤ用ロータでは最終製品の80
％以上に表面の剥離欠陥が発生したのに対し、上
記した本発明の実施例の方法によつて製造した製
品では、かかる表面剥離という欠陥は発生しなか
つた。

また窒素ガス加圧下での熱分解では、加圧媒体
浸透防止膜内の圧力上昇によるはがれという欠点
も防止された。

〔発明の効果〕

以上、要するに本発明は、セラミツクス製品の
一製造工程である等方加圧工程において用いる加
圧媒体浸透防止膜の除去を、燃焼ではなく、不活
性ガス雰囲気下、及びその加圧下あるいは真空
中、あるいは減圧下での熱分解によつて行なうも
のである。

実施例に述べたところからも明らかな様に、本
発明の方法では上記加圧媒体浸透防止膜を熱分解
によつて除去しているため、セラミツクス製品に
酸化はほとんど発生せず、従つて高温強度の低下
もない。又、加圧媒体浸透防止膜の除去時に成形
体表面のはがれ等の欠陥は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミツクス成形体の表面に加圧媒体
浸透防止膜であるシリコンゴム膜を形成した様子
を表わす断面模式図であり、第２図は上記シリコ
ンゴム膜を熱分解によつて非晶質の粉末に変えた
様子を表わす断面模式図である。 １……セラミツクス成形体、２……カーボン粉
末層、３……シリコンゴム膜、３０……非晶質の
粉末。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクス成形体を加圧媒体浸透防止膜で
   被覆し、加圧媒体中で等方的に加圧した後前記加
   圧媒体浸透防止膜を除去し、その後焼結するセラ
   ミツクス製品の製造方法において、 前記加圧媒体浸透防止膜の除去は、該加圧媒体
   浸透防止膜を不活性ガス中もしくは減圧下ないし
   は真空で加熱し、熱分解して行なうことを特徴と
   するセラミツクス製品の製造方法。 ２ 前記セラミツクス成形体と前記加圧媒体浸透
   防止膜との中間にはカーボンの中間層が形成され
   ている特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ 前記加圧媒体浸透防止膜はシリコンゴム製で
   あり、前記加熱は650〜700℃程度で行なう特許請
   求の範囲第１項記載の製造方法。 ４ 前記不活性ガスは加圧する特許請求の範囲第
   １項記載の製造方法。