JPH0712606B2

JPH0712606B2 - 焼結用原形体の成形方法

Info

Publication number: JPH0712606B2
Application number: JP63124367A
Authority: JP
Inventors: 内村　　勝次; 石黒　　裕之; 武彦松本; 琢也伊藤; 和弘太田; 浩伸天野
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH01294004A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は粉粒体スラリーを型に鋳込んで複雑な形状の焼
結用原形体を成形する方法に関する。

（従来の技術）従来例えばセラミックス粉末から複雑形状の焼結用原形
体を成形する方法の一つに泥しょう鋳込み法が石膏が広
く用いられている。

しかし従来多く用いられている石膏型では複雑形状の物
は、離型が困難であると共に耐久性がない等の問題が生
じていた。このため本出願人は特開昭62-268603号公報
に開示するように焼結用原形体の特殊な成形方法を開発
した。

（従来技術の問題点）特開昭62-268603号公報に開示されている焼結用原形体
の成形は原形部材の成形面に遮蔽部材を密着しその上に
造型枠体を載せ、造型枠体内に珪砂等の粒状物から成る
充填材を充填し、造型枠体の上面を密閉して造型枠体内
を負圧にしもって充填材を真空パック状にして半割型を
造型し、この半割型を２つ型合せして画成したキャビテ
ィにスラリーを注入するようにしている。

しかしながら上記の方法によって成形された焼結用原形
体には次のような問題があった。すなわち焼結用原形体
を焼結する工程において、焼結用原形体の周囲に付着残
存した珪砂などの粒子状物から成る充填材が焼結用原形
体と反応をし焼結用原形体に不純物として混入すること
によって焼結体の品質、表面性状が悪くなる等の問題を
生じていた。

（発明の目的）本発明はこれらの問題を解決する目的のもとになされた
ものであり、焼結時に不純物を混入させることのない焼
結用原形体を成形する方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段）本発明は原形模型板の表面にスラリー溶媒により溶解可
能な遮蔽部材あるいはスラリー溶媒が浸透可能な遮蔽部
材を密着し、該密着した遮蔽部材上に造型枠体を載置す
ると共に該造型枠体内に充填材を充填し、該充填材の上
面を密閉して造型枠体内を負圧にし、もって前記遮蔽部
材を充填材側に吸着し、ついで前記原形模型板を遮蔽部
材から離型して造型面を有する半割型を造型し、該半割
型と同様にして造型したもの一つの半割型と型合せして
キャビティを形成し、該キャビティ内に焼結用原料に溶
媒を加えて成る焼結用原料スラリーを注入し、しかる後
前記造型枠体内の負圧状態を解除して半割型を崩壊し、
もって焼結用原形体を取り出す焼結用原形体の成形方法
において、前記充填材が前記焼結用原料の融点以上の融
点を有する無機粒子状物であることを特徴とするもので
ある。

（実施例）以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図には原形模型板（１）が示されている該原形模型
板（１）は、内部に中空室（２）を構成した基台（３）
の上部に原形模型（４）を取付け、前記基台（３）及び
原形模型（４）には中空室（２）に連通した複数の通気
孔（６）が穿設されていると共に該中空室（２）はホー
ス（７）及び切替弁（８）を介して図示されない吸引装
置に連通接続されている。

次に第２図には遮蔽部材（９）に伸展性を与えるために
遮蔽部材（９）を加湿膨潤処理する状態が示されてい
る。すなわち受皿状の容器（10）に多孔質材（昭和電工
（株）製AL13PC、粒径80μ）に水を均一に３〜５重量％
加えて混合した多孔質加湿材料（11）を約2cm層状に均
一に敷き次に厚さ30μの水溶性ポリビニルアルコールフ
イルムから成る遮蔽部材（９）をフイルム保持枠（12）
に吸着保持させて前記多孔質加湿材料（11）の上に載置
する。尚前記フイルム保持枠（12）は壁内部が中空室
（13）に構成され低板部に該中空室（13）に連通する吸
引孔（14）が穿設されていると共に該中空室（13）はホ
ース（15）及び切替弁（16）を介して図示されない吸引
装置に連通接続されている。このような保持枠（12）
は、中空室（13）と図示されない吸引装置とを連通して
保持枠（12）の下面に吸引作用をはたらかせた状態で前
記遮蔽部材（９）の上面に押しつけて遮蔽部材（９）を
吸着保持し、前記多孔質加湿材料（11）上に載置するの
である。

次に該遮蔽部材（９）の上部に前記多孔質加湿材料（1
1）と同じものを約1cm層状に均一に敷いて第２図の状態
となる。この状態で約３分間静止させて遮蔽部材（９）
を均一に加湿する。その後前記遮蔽部材（９）上の多孔
質加湿材料（11）を除去し、フイルム保持枠（12）を上
昇させることにより膨潤した遮蔽部材（９）が得られ
た。

尚実施例では遮蔽部材（９）に伸展性を与えるために遮
蔽部材（９）を加湿して膨潤させる方法を採用したが遮
蔽部材（９）を加熱して伸展性を与えることも可能であ
る。

次に前記原形模型板（１）の中空室（２）と図示されな
い吸引装置とを連通して原形模型板（１）表面に吸引作
用をはたらかせながら前記膨潤した遮蔽部材（９）をフ
イルム保持枠（12）と共に原形模型板（１）表面に載置
する。これにより遮蔽部材（９）は、原形模型板（１）
側からの吸引作用を受けて伸展されながら原形模型
（４）にそって吸引密着される。その後保持枠（12）の
吸引作用を遮断して保持枠（12）を原形模型板（１）上
から除去すると共に該遮蔽部材（９）の上面に模型層
（17）を形成する。

尚塗型層（17）は多孔質材である数ミクロンの硅藻土を
主体とし、これに黒鉛と溶媒としてのエチルアルコール
を加えて成る塗型剤を塗布して形成した。

次に原形模型板（１）の上部に造型枠体（18）を載置し
造型枠体（18）と原形模型板（１）とで画成する中空部
に後述する焼結用原料と同じ融点である平均粒径75μの
酸化アルミニウム粗粒（昭和電工（株）製Ａ−12C）か
ら成る無機粒子状物の充填材（19）を充填し、バイブレ
ーターによって原形模型板（１）及び造型枠体（18）を
一体的に振動させ無機粒子状物から成る充填材（19）の
充填密度を高める。

なお、前記造型枠体（18）は本体部に環状の減圧室（2
0）が構成されていて、該減圧室（20）はホース（21）
及び切替弁（22）を介して図示されない吸引装置に連通
接続されている。

また、造型枠体（18）の本体部内側壁には減圧室（20）
に連通する多数の通気孔（23）が穿設されており、該本
体部の内側壁表面には前記充填材（19）の通過を阻止す
る細目を有するフイルター（24）が取付けられている。

この状態で前記減圧室（20）と図示されない吸引装置と
を連通すると共に造型枠体（18）の上面に非通気性のシ
ート（25）を載置して第３図の状態となる。この操作に
より充填材（19）は造型枠体（18）の減圧室（20）側か
らの吸引作用によりシート（25）を介して外圧を受け真
空固化状態にされる。この状態で原形模型板（１）の中
空室（２）と図示されない吸引装置との連通を遮断し、
造型枠体（18）を原形模型板（１）から引き離すと塗型
層（17）を形成した遮蔽部材（９）は充填材（19）側に
吸着された状態になって型抜きが行われ、焼結用原料ス
ラリー注入用の半割型が得られる。

上記の操作と同じ操作により別の半割型を造型して２つ
の半割型を型合わせすると共に焼結用原料スラリー（2
6）の貯槽（27）の底部に連通する注入筒（28）を焼結
用原料スラリー流し入れ口（29）に連通し、第４図の状
態にする。

なお前記焼結用原料スラリー（26）は実施例においては
直径0.5μｍの酸化アルミニウム粉末（昭和電工（株）
製AL−160SG）100部に対してポリビニルアルコール及び
ワックスをエマルジョン化したバインダー1.0部（有機
固形分として）及び溶媒として水20部を配合したものを
用いた。この状態でゲート（30）を開いて焼結用原料ス
ラリー（26）をキャビティ（31）内に注入する。このよ
うにして注入された焼結用原料スラリー（26）の水分は
水溶性の遮蔽部材（９）を一部残して溶解浸透し、更に
塗型層（17）及び無機粒子状物から成る充填材（19）側
に吸引され、その結果キャビティ（31）内には骨材より
成る焼結用原形体（32）ができる。このような状態を所
定時間保持して、骨材より成る焼結用原形体（32）を型
ばらしをしても形状保持ができる状態になるまで固化さ
せる。

次に上下に合わされた造型枠体（18）（18）の減圧室
（20）と図示されない吸引装置との連通を遮断し造型枠
体（18）内の減圧状態を解除すると共に上方のシート
（25）を取り除いた後上方の造型枠体（18）を除去す
る。

この操作により上部の半割型を構成していた無機粒子状
物から成る充填材（19）が崩壊される。この状態でエヤ
ーブローにより充填材（19）を排除して前記固化した焼
結用原形体（32）及び一部残った遮蔽部材（９）並びに
水分を吸着した塗型層（17）、無機粒子状物から成る充
填材（19）の水分凝縮層（33）を一体状にして取り出し
第５図の状態になる。これを1600℃で２時間焼成すると
一部残った遮蔽部材（９）は加熱されて焼失し、塗型層
（17）及び無機粒子状物から成る充填材（19）の水分凝
集層（33）は加熱乾燥され自然崩壊し、所望のセラミッ
クス成形体が得られる。この際充填材（19）は焼結用原
料と同じ融点を有する無機粒子状物から成っているた
め、焼結用原形体と反応することはなく、電子顕微鏡に
よる観察結果でも焼結体の品質及び表面性状を悪くする
といった不都合は起こっていないことが判った。

尚、実施例では焼結用原料と充填材は同じ材質の同一融
点のものを用いたが充填材は焼結用原料の融点以上の融
点を有するものであればよく同一材質にする必要はな
い。

例えば酸化アルミニウム焼結用原料に対し、ムライト
（3Al₂O₃・2SiO₂）をスプレードライヤーで造粒した顆
粒を焼成した粉末（耐火度1820℃）を用いても同様の作
用効果が得られる。

また、実施例では焼結用原料として酸化アルミニウム粉
末を用いたが炭化珪素、窒化珪素、ムライト、コーディ
エライト、チタン酸カリウム、その他非酸化物、酸化物
のいずれでもよく、この場合充填材は焼結用原料の融点
以上の融点を有するものを用いればよい。

また無機粒子状物は吸水製を持つ多孔質の粒子状物にす
れば水分を内部に含ませることができるため、水分凝縮
層（33）がほとんど形成されず充填材（19）は型ばらし
の際にエヤーブローにより焼結用原形体（32）の表面か
ら簡単に払い落すことが可能になる。

（発明の効果）本発明は、焼結用原形体を成形するに際して焼結用原料
の融点以上の融点を有する無機粒子状物を充填材として
使用するので焼結用原形体に付着していても焼成の際に
焼結用原形体に反応したり焼きついて焼結体の品質、表
面性状を低下させる等の不都合を起こすことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は原形模型板の断面図、第２図は遮蔽部材の加湿
状態を示す断面図、第３図は半割型の造型状態を示す断
面図、第４図は焼結用原形体の成形状態を示す断面図、
第５図は焼結用原形体の取り出し状態を示す断面図であ
る。（１）：原形模型板（９）：遮蔽部材（18）：造型枠体（19）：無機粒子状物から成る充填材（26）：焼結用原料スラリー（31）：キャビティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原形模型板の表面にスラリー溶媒により溶
解可能な遮蔽部材あるいはスラリー溶媒が浸透可能な遮
蔽部材を密着し、該密着した遮蔽部材上に造型枠体を載
置すると共に該造型枠体内に充填材を充填し、該充填材
の上面を密閉して造型枠体内を負圧にし、もって前記遮
蔽部材を充填材側に吸着し、ついで前記原形模型板を遮
蔽部材から離型して造型面を有する半割型を造型し、該
半割型と同様にして造型したもう一つの半割型と型合せ
してキャビティを形成し、該キャビティ内に焼結用原料
に溶媒を加えて成る焼結用原料スラリーを注入し、しか
る後前記造型枠体内の負圧状態を解除して半割型を崩壊
し、もって焼結用原形体を取り出す焼結用原形体の成形
方法において、前記充填材が前記焼結用原料の融点以上
の融点を有する無機粒子状物であることを特徴とする焼
結用原形体の成形方法。