JPH06238631A - スリップキャスティング用鋳型 - Google Patents

スリップキャスティング用鋳型

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JPH06238631A
JPH06238631A JP4854293A JP4854293A JPH06238631A JP H06238631 A JPH06238631 A JP H06238631A JP 4854293 A JP4854293 A JP 4854293A JP 4854293 A JP4854293 A JP 4854293A JP H06238631 A JPH06238631 A JP H06238631A
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JP
Japan
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mold
slip casting
gypsum
slip
present
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JP4854293A
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English (en)
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Shozo Yamazaki
昭造 山崎
Takaharu Sato
隆治 佐藤
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧や真空引き等の操作を行わなくても、大
きな着肉速度を与えるスリップキャスティング用鋳型を
提供する。 【構成】 平均粒径が0.1 〜60μmのセラミック粒子10
〜50容量%と、残部石膏とからなるスリップキャスティ
ング用鋳型であり、好ましくは、鋳型に形成された細孔
の径が0.01〜5μmの範囲内にあることを特徴とする鋳
型である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスリップキャスティング
用鋳型に関し、特に、加圧や真空引き等の操作を行わな
くても、大きな着肉速度を与えるスリップキャスティン
グ用鋳型に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】セラミ
ック成形体を製造する方法にはいくつかあるが、その代
表的な方法としてスリップキャスティング成形法があ
る。このスリップキャスティング成形法は、通常石膏等
の吸水性を有する材料からなる成形型を用い、成形型の
キャビティ内に注入したスリップ(セラミック粉末の懸
濁液)から水分を吸収してスリップを固化する方法であ
る。
【0003】スリップキャスティング成形法は、一般に
比較的薄肉の成形体や複雑形状の成形体を製造するのに
適しており、比較的簡単に、ひずみのない均質な成形体
を製造することができるために、高い形状寸法精度が要
求されるセラミック製品用の成形体(グリーン)、たと
えば自動車のタービンロータ等の製造に適用することが
試みられている。なお、得られた成形体は脱脂処理の
後、焼成して最終的にセラミック部材とされる。
【0004】ところで、このスリップキャスティング成
形法では、大気圧下で成形型(スリップキャスティング
用鋳型)のキャビティにスリップを充填し、その成形型
による自然吸水によりスリップの脱水を行うのが普通で
あるが、比較的肉厚の成形体を製造する場合には、キャ
ビティ内のスリップの脱水に長時間を要するという問題
がある。
【0005】そこでキャビティ内のスリップに圧力を加
えたり、真空引きしたりして強制的にスリップを脱水す
る方法が行われているが、このような方法では、石膏等
からなる比較的脆弱な成形型の破損、型割れ等の問題が
生じる。
【0006】また、石膏粉に他の物質を添加してスリッ
プキャスティング用鋳型を形成し、鋳型の特性を向上さ
せる試みもなされている。たとえば、半水石膏にメラミ
ン樹脂を添加してなる鋳型であって、スリップからの吸
水速度を調節した鋳型(特開昭60-124205 号)がある。
この鋳型を用いれば、得られる成形体のひび割れを防止
することはできるが、比較的肉厚の成形体を製造する際
に要求される大きな着肉速度は得られない。
【0007】したがって、本発明の目的は、加圧や真空
引き等の操作を行わなくても、大きな着肉速度を与える
スリップキャスティング用鋳型を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意検討
した結果、本発明者等は、石膏と、特定の粒径を有する
セラミック粒子とを所定量混合した原料からスリップキ
ャスティング用鋳型を形成すれば、石膏のみからなる鋳
型が有する細孔より小さな径の細孔を鋳型中に導入する
ことができ、これにより鋳型のスリップからの吸水力が
増大し、着肉速度が大きくなることを発見し、本発明に
想到した。
【0009】すなわち、本発明のスリップキャスティン
グ用鋳型は、平均粒径が0.1 〜60μmのセラミック粒子
10〜50容量%と、残部石膏とからなることを特徴とす
る。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、スリップキャスティング用鋳型を作製するのに
用いる石膏としては、半水石膏(CaSO4 ・1/2 H2 O)
が好ましい。石膏粉の平均粒径は20〜30μmであるのが
好ましい。
【0011】セラミック粒子としては、Si3 4 、Zn
O、TiO2 、ZrO2 、Al2 3 などや、それらの混合物
を用いることができるが、製造する成形体への不純物の
混入を避けるには、その成形体の原料となるセラミック
スと同種のものを用いるのが好ましい。
【0012】セラミック粒子の平均粒径は0.1 〜60μm
である。セラミック粒子の平均粒径が60μmを超える
と、鋳型内に比較的小さな径を有する細孔を導入するこ
とができず、そのため、毛細管現象による鋳型のスリッ
プからの吸水力が大きくならず、着肉速度が小さくな
る。また、平均粒径が0.1 μm未満のセラミック粒子は
入手が困難であるか、又はコスト的に高い等の問題があ
る。好ましい平均粒径は0.8 〜20μm、さらに好ましく
は10〜20μmである。
【0013】セラミック粒子の配合割合は、石膏+セラ
ミック粒子の容量を100 容量%として、セラミック粒子
を10〜50容量%とする。セラミック粒子の配合割合が10
容量%未満であると、大きな着肉速度が得られない。一
方、セラミック粒子の配合割合が50容量%を超えると、
鋳型強度が低下する。好ましいセラミック粒子の配合割
合は20〜30容量%である。
【0014】ところで、一般に、石膏のみからなるスリ
ップキャスティング用鋳型(石膏型と呼ぶ)は、平均径
が2〜3μmで、細孔のほぼ80%が1〜5μmの径を
有するような細孔径分布を有する。具体的には、通常の
石膏型は、図1の曲線Aで示されるような細孔径分布を
有する。
【0015】一方、本発明のスリップキャスティング用
鋳型においては、細孔のほぼ50%が0.01〜1μmの径
を有する。すなわち、本発明のスリップキャスティング
用鋳型は、石膏型が有するような大きさの細孔(径が1
〜5μm程度の細孔)に加え、通常の石膏型にはほとん
ど含まれないようなさらに小さな径を有する細孔(径が
0.01〜1μm程度の細孔)をも有する。したがって、本
発明の鋳型の細孔は、0.01〜5μmの径を有することに
なる。
【0016】例えば、平均粒径が0.8 μmのSi3 4
子24容量%と、残部石膏からなる本発明によるスリップ
キャスティング用鋳型は、図1の曲線Bで示されるよう
な細孔径分布を有する。この曲線Bと、石膏型における
細孔径分布を示す曲線Aとを比較してわかるように、本
発明による鋳型においては、石膏型がほとんど有しない
ような比較的小さな径の細孔(径が0.01〜1μm程度の
細孔)が導入されている。本発明のスリップキャスティ
ング用鋳型は、このような比較的小さな径の細孔を多数
有しているので、毛細管現象による鋳型のスリップから
の吸水力が大きくなり、着肉速度が大きくなる。
【0017】なお、本発明のスリップキャスティング用
鋳型において、石膏型が有しない比較的小さな径の細孔
の数は、セラミック粒子の大きさや配合量を調節するこ
とによって制御することができる。したがって、本発明
においては、セラミック粒子の大きさや配合量を調節す
ることで、鋳型の着肉速度の大小を調節することができ
る。
【0018】本発明のスリップキャスティング用鋳型の
製造は、以下のようにして行うことができる。まず、石
膏と、上述したセラミック粒子とを水を媒体として混合
して均一なスリップを調製し、次いで、吸水性を有しな
い所望の形状のキャビティを有する鋳型(アルミニウム
鋳型等)に注入し、所定時間放置して固化させた後、離
型することにより製造する。ここでは、通常の石膏型を
製作するプロセスをそのまま用いることが可能である。
【0019】本発明のスリップキャスティング用鋳型
は、種々のセラミックスのスリップキャスティング成形
に用いることができる。成形対象となるセラミックスの
原料としては特に制限はなく、窒化物系、酸化物系、硼
化物系、炭化物系等のセラミックスを使用することがで
きる。特に、スリップキャスティング成形時に、成形鋳
型による汚染を防止するためには、上述したように成形
体の原料であるセラミックスと同質のセラミックス(セ
ラミック粒子)を用いてスリップキャスティング用鋳型
を形成するのが好ましい。なお、本発明のスリップキャ
スティング用鋳型は、鋳型の形状等にもよるが、繰り返
し使用することが可能であるという利点も有する。
【0020】
【作用】本発明のスリップキャスティング用鋳型は、石
膏と特定の粒径を有するセラミック粒子とからなるが、
この鋳型は従来の石膏型に比べてはるかに大きな着肉速
度を与える。このような効果が得られるのは以下の理由
によるものと思われる。すなわち、本発明のスリップキ
ャスティング用鋳型においては、添加したセラミック粒
子により通常の石膏型が有する細孔より小さな径の細孔
が導入される。この導入された比較的径の小さな細孔に
より毛細管現象による鋳型のスリップ中の水(溶媒)の
吸い上げ力が大きくなるので、着肉速度が大きくなる。
【0021】
【実施例】以下の具体的実施例により、本発明をさらに
詳細に説明する。実施例1 石膏76容量部と、平均粒径が0.8 μmのα−Si3 4
粉末24容量部とを水126容量部に混合し、石膏撹拌
機により3分間混合し、スリップキャスティング用鋳型
を製造するためのスリップを得た。
【0022】このスリップをアルミニウム製の型に注入
し、1時間放置して固化させた後、離型して平板形状の
キャビティを有するスリップキャスティング用鋳型を得
た。
【0023】一方、焼結助剤を添加した平均粒径0.8 μ
mのα−Si3 4 粉末100重量部に、水45重量部及
び分散剤としてアンモニアを0.1 重量部加え、樹脂製ボ
ールを用いたボールミルにより40時間混合し、成形体
製造用のスリップとした。
【0024】成形体製造用のスリップを上記スリップキ
ャスティング用鋳型内に流し込んでスリップキャスティ
ング成形し、そのときの着肉速度を測定した。その結果
を、通常の石膏型を用いた場合(以下に示す比較例1)
の着肉速度と比較し、着肉速度比を算出した。ここで、
着肉速度比とは、(実施例1の着肉速度/比較例1の着
肉速度)×100(%)により算出した値である。結果
を図2に示す。
【0025】比較例1 石膏のみを用い、他は実施例1と同様にしてスリップキ
ャスティング用鋳型を製造した。この鋳型(石膏型)
に、実施例1と同様の成形体製造用のスリップを流し込
んでスリップキャスティング成形し、そのときの着肉速
度を測定した。
【0026】比較例2 スリップキャスティング用鋳型中のα−Si3 4 の割合
を8容量%とした以外は、実施例1と同様にしてスリッ
プキャスティング用鋳型を製造した。この鋳型に、実施
例1と同様の成形体製造用のスリップを流し込んでスリ
ップキャスティング成形し、そのときの着肉速度を測定
し、実施例1と同様にして着肉速度比を求めた。結果を
図2に示す。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のスリップキ
ャスティング用鋳型は、特定の粒径を有するセラミック
粒子と石膏とからなり、通常の石膏型が有する細孔より
さらに小さな径の細孔を有するので、毛細管現象による
スリップからの吸水力が大きく、着肉速度が大幅に向上
する。
【0028】本発明のスリップキャスティング用鋳型
は、比較的肉厚のセラミック成形体を成形するのに好適
である。また、本発明のスリップキャスティング用鋳型
は、セラミック成形体のみならず、各種金属の粉末から
成形体を製造する際にも用いることができる。
【0029】また、本発明のスリップキャスティング用
鋳型は、従来の石膏型と同様にして製造することがで
き、その製造は容易である。また、従来の石膏型と同程
度に再使用が可能である。
【0030】上述した通り、本発明のスリップキャステ
ィング用鋳型は、大気圧下でのスリップキャスティング
において大きな着肉速度を与えるが、本発明の鋳型を用
い、スリップに圧力をかけてキャスティングを行うこと
もできる。この場合にも、大きな着肉速度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスリップキャスティング用鋳型及
び従来の石膏からなる鋳型における細孔の分布状態の例
を示すグラフである。
【図2】実施例1、比較例1及び2のスリップキャステ
ィング用鋳型における着肉速度比を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径が0.1 〜60μmのセラミック粒
    子10〜50容量%と、残部石膏とからなることを特徴とす
    るスリップキャスティング用鋳型。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のスリップキャスティン
    グ用鋳型において、前記セラミック粒子が、Si3 4
    ZnO、TiO2 、ZrO2 、Al2 3 のいずれかであること
    を特徴とするスリップキャスティング用鋳型。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のスリップキャス
    ティング用鋳型において、前記鋳型に形成された細孔の
    径が、0.01〜5μmであることを特徴とするスリップキ
    ャスティング用鋳型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011096994A (ja) * 2009-09-29 2011-05-12 Kyocera Corp 冷却器、配線基板、および発光体
JP2023512864A (ja) * 2019-11-06 2023-03-30 フラウンホーファー-ゲゼルシャフト ツア フェーアデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー.ファオ. Na-β-アルミネートからの成形体の製造

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US12459869B2 (en) 2019-11-06 2025-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Manufacture of green compacts from Na-β-aluminate

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