JPH0740092A - 弾性体製成形型を用いる加圧成形方法 - Google Patents
弾性体製成形型を用いる加圧成形方法Info
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
- B30B11/002—Isostatic press chambers; Press stands therefor
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 軟質の弾性体で構成された第１成形型に粉末
を充填して、低圧力域で加圧して第１成形体を得る第１
工程と；前記第１成形体を、硬質の弾性体で構成された
第２成形型にセットして、第１工程よりも高い圧力で加
圧成形を行う第２工程と；を含む。 【効果】 成形体のいびつな変形の原因となる粉末の低
圧力での加圧を、第１成形型を用いて加圧しているの
で、象の足現象等の歪な変形を防止できる。また、第２
工程では第２成形型を用いることにより表面粗度の向上
を図ることができる。従って、寸法精度、形状、表面粗
度に優れた成形体を得ることができる。
を充填して、低圧力域で加圧して第１成形体を得る第１
工程と；前記第１成形体を、硬質の弾性体で構成された
第２成形型にセットして、第１工程よりも高い圧力で加
圧成形を行う第２工程と；を含む。 【効果】 成形体のいびつな変形の原因となる粉末の低
圧力での加圧を、第１成形型を用いて加圧しているの
で、象の足現象等の歪な変形を防止できる。また、第２
工程では第２成形型を用いることにより表面粗度の向上
を図ることができる。従って、寸法精度、形状、表面粗
度に優れた成形体を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金あるいはセラ
ミックス等の粉末を、弾性体製成形型を用いて、等方圧
又は疑似等方圧で加圧成形する弾性体製成形型を用いる
加圧成形方法に関するものであり、特に成形精度の優れ
た加圧成形方法に関する。
ミックス等の粉末を、弾性体製成形型を用いて、等方圧
又は疑似等方圧で加圧成形する弾性体製成形型を用いる
加圧成形方法に関するものであり、特に成形精度の優れ
た加圧成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉末冶金あるいはセラミックス等の粉末
の加圧成形方法として、ゴムなどの弾性体からなる容器
や型に粉末を充填して、容器又は型の外側から流体圧力
で圧縮する冷間等方加圧法、あるいはプレス装置を用い
て疑似等方的に加圧する弾性体製成形型を用いたプレス
法（特開昭５９−２２４３０８号公報、特開平４−３６
３０１０号公報参照）がある。これらの方法は、いずれ
も金属製の金型を用いて加圧する金型成形と比べて、成
形型が安価で、複雑形状の製品への適用が容易である。
の加圧成形方法として、ゴムなどの弾性体からなる容器
や型に粉末を充填して、容器又は型の外側から流体圧力
で圧縮する冷間等方加圧法、あるいはプレス装置を用い
て疑似等方的に加圧する弾性体製成形型を用いたプレス
法（特開昭５９−２２４３０８号公報、特開平４−３６
３０１０号公報参照）がある。これらの方法は、いずれ
も金属製の金型を用いて加圧する金型成形と比べて、成
形型が安価で、複雑形状の製品への適用が容易である。
【０００３】しかし、一般に、粉末の成形圧力と密度と
の関係は、図６（アルミナの造粒粉末）及び図７（窒化
ケイ素の造粒粉末（信越化学社製のＫＳＮ−１０Ｍ−７
Ｘ））に示すように、成形体の見かけ密度の上昇、換言
すると寸法の収縮は５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の圧力で
顕著であり、この傾向は他のセラミックス粉末であって
も同様である。一般に、成形型に充填された初期状態の
粉末のかさ密度は低いため、加圧初期に最密充填状態に
変化して、粉末全体の見かけ体積が大きく収縮する。一
方、粉末全体が大きく収縮する低圧域では、弾性体製成
形型の剛性のために、粉末に追随して収縮できず、冷間
等方加圧法で流体圧力を等方的に作用させても、相似的
な収縮からずれた成形体が得られる傾向にある。このず
れの傾向は、ゴムの弾性率（実用的には硬度）が大きい
程、また成形型の肉厚が厚くなる程顕著となる。
の関係は、図６（アルミナの造粒粉末）及び図７（窒化
ケイ素の造粒粉末（信越化学社製のＫＳＮ−１０Ｍ−７
Ｘ））に示すように、成形体の見かけ密度の上昇、換言
すると寸法の収縮は５００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の圧力で
顕著であり、この傾向は他のセラミックス粉末であって
も同様である。一般に、成形型に充填された初期状態の
粉末のかさ密度は低いため、加圧初期に最密充填状態に
変化して、粉末全体の見かけ体積が大きく収縮する。一
方、粉末全体が大きく収縮する低圧域では、弾性体製成
形型の剛性のために、粉末に追随して収縮できず、冷間
等方加圧法で流体圧力を等方的に作用させても、相似的
な収縮からずれた成形体が得られる傾向にある。このず
れの傾向は、ゴムの弾性率（実用的には硬度）が大きい
程、また成形型の肉厚が厚くなる程顕著となる。
【０００４】例えば、ＪＩＳ硬度７０〜９０°程度で肉
厚な弾性体製成形型を用いた場合、加圧初期において、
粉末の収縮に追随できないため、加圧初期で曲げ変形を
生じ、円筒状の成形体を得ようと思っても鼓状の成形体
となる場合がある。一般に、剛性の大きな硬質ゴム材か
らなる成形型を用いて成形する場合、単純な円柱状の成
形であっても、鼓状の成形体あるいは上下端部の外径が
中央部に比して大きい所謂象の足現象を呈した成形体が
得られるなど、多かれ少なかれ成形体はいびつに変形し
ており、成形後に切削等の加工が必要となる。
厚な弾性体製成形型を用いた場合、加圧初期において、
粉末の収縮に追随できないため、加圧初期で曲げ変形を
生じ、円筒状の成形体を得ようと思っても鼓状の成形体
となる場合がある。一般に、剛性の大きな硬質ゴム材か
らなる成形型を用いて成形する場合、単純な円柱状の成
形であっても、鼓状の成形体あるいは上下端部の外径が
中央部に比して大きい所謂象の足現象を呈した成形体が
得られるなど、多かれ少なかれ成形体はいびつに変形し
ており、成形後に切削等の加工が必要となる。
【０００５】一方、剛性が低く肉厚の薄い弾性体製成形
型を用いた場合、弾性体製成形型は粉末に追随して収縮
することが可能となり、成形体がいびつに変形すること
をある程度低減することができるが、ゴム型そのものを
精度良く製作することが困難で十分な寸法精度が得られ
ない。また、成形体表面に造粒粉の粒子形状（粒径が数
１０〜１００μｍ）がそのまま残るなど、表面粗度が劣
るという問題がある。
型を用いた場合、弾性体製成形型は粉末に追随して収縮
することが可能となり、成形体がいびつに変形すること
をある程度低減することができるが、ゴム型そのものを
精度良く製作することが困難で十分な寸法精度が得られ
ない。また、成形体表面に造粒粉の粒子形状（粒径が数
１０〜１００μｍ）がそのまま残るなど、表面粗度が劣
るという問題がある。
【０００６】本発明は、上記技術的背景に基づいてなさ
れたものであり、その目的とするところは、弾性体製成
形型を用いて、形状及び寸法精度の要求を満足し得る粉
末成形体を得ることができる加圧成形方法を提供するこ
とにある。
れたものであり、その目的とするところは、弾性体製成
形型を用いて、形状及び寸法精度の要求を満足し得る粉
末成形体を得ることができる加圧成形方法を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性体製成形型
を用いる加圧成形方法は、軟質の弾性体で構成された第
１成形型に粉末を充填して、低圧力域で加圧して第１成
形体を得る第１工程と；前記第１成形体を、硬質の弾性
体で構成された第２成形型にセットして、第１工程より
も高い圧力で加圧成形を行う第２工程と；を含むことを
特徴とする。
を用いる加圧成形方法は、軟質の弾性体で構成された第
１成形型に粉末を充填して、低圧力域で加圧して第１成
形体を得る第１工程と；前記第１成形体を、硬質の弾性
体で構成された第２成形型にセットして、第１工程より
も高い圧力で加圧成形を行う第２工程と；を含むことを
特徴とする。
【０００８】
【作用】第１工程で用いられる第１成形型は軟質の弾性
体で構成されている。よって、第１工程では、第１成形
型が粉末の収縮に追随して収縮できるので、加圧による
粉末の収縮量が大きいにも拘らず、いびつな変形がない
第１成形体が得られる。次いで、第２工程では、第１工
程よりも高圧で加圧するが、第１成形体の寸法収縮は、
第１工程での粉末の収縮程大きくないので、硬質の弾性
体で構成される第２成形型でも追随できる。一方、硬質
の第２成形型で加圧成形するので、成形体表面の粒子が
圧潰されるため、第２工程で得られる成形体の表面粗度
は優れている。
体で構成されている。よって、第１工程では、第１成形
型が粉末の収縮に追随して収縮できるので、加圧による
粉末の収縮量が大きいにも拘らず、いびつな変形がない
第１成形体が得られる。次いで、第２工程では、第１工
程よりも高圧で加圧するが、第１成形体の寸法収縮は、
第１工程での粉末の収縮程大きくないので、硬質の弾性
体で構成される第２成形型でも追随できる。一方、硬質
の第２成形型で加圧成形するので、成形体表面の粒子が
圧潰されるため、第２工程で得られる成形体の表面粗度
は優れている。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の方法を図１に基づいて説明す
る。図１は、本発明の加圧成形方法を、乾式の等方加圧
成形方法に適用した実施例を示している。図１（ａ）
は、第１工程に用いられる第１成形型１を備えたドライ
式冷間等方加圧装置１０を示している。この装置は、従
来よりドライバッグ法に用いられている冷間等方加圧装
置である。すなわち、円筒状の高圧容器２内に加圧用ゴ
ム型５を介して円筒状の第１成形型１が設けられてい
る。高圧容器２の上下開口部には蓋体３、３が取りつけ
られていて、該蓋体３、３には、第１成形型１に充填さ
れた粉末を加圧するためのパンチ４、４が取りつけられ
ている。第１成形型１のサイズ、すなわち、粉末が充填
される部分のサイズは、直径Ｄ1 、高さＨ1 で表されて
いる。
る。図１は、本発明の加圧成形方法を、乾式の等方加圧
成形方法に適用した実施例を示している。図１（ａ）
は、第１工程に用いられる第１成形型１を備えたドライ
式冷間等方加圧装置１０を示している。この装置は、従
来よりドライバッグ法に用いられている冷間等方加圧装
置である。すなわち、円筒状の高圧容器２内に加圧用ゴ
ム型５を介して円筒状の第１成形型１が設けられてい
る。高圧容器２の上下開口部には蓋体３、３が取りつけ
られていて、該蓋体３、３には、第１成形型１に充填さ
れた粉末を加圧するためのパンチ４、４が取りつけられ
ている。第１成形型１のサイズ、すなわち、粉末が充填
される部分のサイズは、直径Ｄ1 、高さＨ1 で表されて
いる。
【００１０】ここで、第１成形型１の構成材料は、低圧
力域での圧縮量が大きい軟質の弾性体であればよく、具
体的にはＪＩＳ硬度５０°以下、特に２０°以下のラテ
ックス、ウレタンゴム、シリコンゴムなどが好ましく用
いられる。第１成形型１のサイズすなわち直径Ｄ1 及び
高さＨ1 は、得ようとする成形体の形状、サイズ、充填
する粉末の種類、充填量等により適宜選択される。
力域での圧縮量が大きい軟質の弾性体であればよく、具
体的にはＪＩＳ硬度５０°以下、特に２０°以下のラテ
ックス、ウレタンゴム、シリコンゴムなどが好ましく用
いられる。第１成形型１のサイズすなわち直径Ｄ1 及び
高さＨ1 は、得ようとする成形体の形状、サイズ、充填
する粉末の種類、充填量等により適宜選択される。
【００１１】この第１成形型１に、成形しようとする粉
末６を充填し、第１成形型１の開口部を閉塞し、シール
した後、低圧Ｐ1 をかける。加圧処理は、加圧ゴム５と
高圧容器２内面により形成される空間部に加圧された圧
力媒体が導入孔７より導入され、加圧ゴム５を介して行
われる。第１工程での加圧圧力Ｐ1 は、成形体の見かけ
密度の変化が大きい低圧力域においてハンドリングが可
能な成形体が得られる程度の圧力が、成形粉末の種類に
より適宜選択される。例えば、図６に示す特性を有する
アルミナの造粒粉末の場合には、加圧による密度上昇が
顕著な３００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下で、且つ成形
体のハンドリングの観点から１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力域からＰ1を選択すればよい。
末６を充填し、第１成形型１の開口部を閉塞し、シール
した後、低圧Ｐ1 をかける。加圧処理は、加圧ゴム５と
高圧容器２内面により形成される空間部に加圧された圧
力媒体が導入孔７より導入され、加圧ゴム５を介して行
われる。第１工程での加圧圧力Ｐ1 は、成形体の見かけ
密度の変化が大きい低圧力域においてハンドリングが可
能な成形体が得られる程度の圧力が、成形粉末の種類に
より適宜選択される。例えば、図６に示す特性を有する
アルミナの造粒粉末の場合には、加圧による密度上昇が
顕著な３００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下で、且つ成形
体のハンドリングの観点から１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力域からＰ1を選択すればよい。
【００１２】Ｐ1 で加圧処理後、第１成形型１より第１
成形体を取り出す。第１工程での加圧処理により得られ
た第１成形体は、図１（ｂ）中、２１で示されている。
第１工程での加圧処理により、第１成形体２１のサイズ
（直径ｄ1 ，高さｈ1 ）は、径ｄ1 ＜Ｄ1 、高さｈ1 ＜
Ｈ1 となっている。次いで、この第１成形体２１を、第
２成形型１１を備えた第２冷間等方加圧装置２０にセッ
トする（図１（ｃ）参照）。
成形体を取り出す。第１工程での加圧処理により得られ
た第１成形体は、図１（ｂ）中、２１で示されている。
第１工程での加圧処理により、第１成形体２１のサイズ
（直径ｄ1 ，高さｈ1 ）は、径ｄ1 ＜Ｄ1 、高さｈ1 ＜
Ｈ1 となっている。次いで、この第１成形体２１を、第
２成形型１１を備えた第２冷間等方加圧装置２０にセッ
トする（図１（ｃ）参照）。
【００１３】ここで、第２冷間等方加圧装置２０は、第
２成形型１１のサイズが小さくなったこと以外は、第１
冷間等方加圧装置１０と同様の構成を有している。第１
冷間等方加圧装置１０と等価な部分については、共通の
符号を付して説明を省略する。第２成形型１１のサイズ
は、第１成形型１よりも小さく、且つ第１成形体２１を
収容することができるように、径、高さとも僅かながら
第１成形体２１よりも大きいだけである。すなわち、直
径ｄ1 ＜Ｄ2 ＜Ｄ1 、高さｈ1 ＜Ｈ2 ＜Ｈ1 の関係を有
している。
２成形型１１のサイズが小さくなったこと以外は、第１
冷間等方加圧装置１０と同様の構成を有している。第１
冷間等方加圧装置１０と等価な部分については、共通の
符号を付して説明を省略する。第２成形型１１のサイズ
は、第１成形型１よりも小さく、且つ第１成形体２１を
収容することができるように、径、高さとも僅かながら
第１成形体２１よりも大きいだけである。すなわち、直
径ｄ1 ＜Ｄ2 ＜Ｄ1 、高さｈ1 ＜Ｈ2 ＜Ｈ1 の関係を有
している。
【００１４】第２工程に用いられる第２成形型１１は、
第１成形型１の構成材料よりも硬質な弾性体材料で構成
されている。特に、第１成形体２１が造粒粉末から構成
される場合には、第２工程で得られる成形体（以下、
「第２成形体」という）２２表面に造粒粒子の粉末形状
が残らないように、ＪＩＳ硬度５０°以上、特に７０°
以上のゴム材で構成されることが好ましい。第２成形型
１１を構成する弾性体製材料としては、ウレタンゴム、
ニトリルゴム、天然ゴム等で高硬度なゴム材の他、微細
なセラミックス粒子等を分散させて剛性を高めたゴム材
が用いられる。また、第２成形型１１のうち、第１成形
体２１との接触部分のみを硬質の弾性体で構成した２重
構造の成形型を用いることもできる。
第１成形型１の構成材料よりも硬質な弾性体材料で構成
されている。特に、第１成形体２１が造粒粉末から構成
される場合には、第２工程で得られる成形体（以下、
「第２成形体」という）２２表面に造粒粒子の粉末形状
が残らないように、ＪＩＳ硬度５０°以上、特に７０°
以上のゴム材で構成されることが好ましい。第２成形型
１１を構成する弾性体製材料としては、ウレタンゴム、
ニトリルゴム、天然ゴム等で高硬度なゴム材の他、微細
なセラミックス粒子等を分散させて剛性を高めたゴム材
が用いられる。また、第２成形型１１のうち、第１成形
体２１との接触部分のみを硬質の弾性体で構成した２重
構造の成形型を用いることもできる。
【００１５】第２成形型１１に第１成形体２１をセット
した後、開口部を閉塞し、シールして第２工程である冷
間等方加圧処理する。第２工程での加圧圧力Ｐ2 は、第
１工程の圧力Ｐ1 よりも大きく、緻密な第２成形体を得
るのに必要な圧力で、適宜選択される。第２工程で得ら
れた第２成形体２２を図１（ｄ）に示す。第２成形体２
２のサイズは、直径ｄ2 、高さｈ2 で表されている。
した後、開口部を閉塞し、シールして第２工程である冷
間等方加圧処理する。第２工程での加圧圧力Ｐ2 は、第
１工程の圧力Ｐ1 よりも大きく、緻密な第２成形体を得
るのに必要な圧力で、適宜選択される。第２工程で得ら
れた第２成形体２２を図１（ｄ）に示す。第２成形体２
２のサイズは、直径ｄ2 、高さｈ2 で表されている。
【００１６】以上のような成形方法によれば、第１工程
にて、第１成形型１は粉末６の収縮に追随して収縮でき
るので、象の足現象等を生じることなく、第１成形体２
１を得ることができる。次いで、第２工程では、成形体
２１の密度変化が小さいので、硬質の弾性体でなる第２
成形型１１であっても十分に追随して収縮することがで
きる。しかも、第１成形体２１との接触部分が硬質材で
構成されているため、成形用粉末６として造粒粒子を用
いても、第２成形体２２表面に表れる造粒粒子の粒子形
状を圧潰することができる。すなわち、表面粗度の向上
を図ることができる。
にて、第１成形型１は粉末６の収縮に追随して収縮でき
るので、象の足現象等を生じることなく、第１成形体２
１を得ることができる。次いで、第２工程では、成形体
２１の密度変化が小さいので、硬質の弾性体でなる第２
成形型１１であっても十分に追随して収縮することがで
きる。しかも、第１成形体２１との接触部分が硬質材で
構成されているため、成形用粉末６として造粒粒子を用
いても、第２成形体２２表面に表れる造粒粒子の粒子形
状を圧潰することができる。すなわち、表面粗度の向上
を図ることができる。
【００１７】従って、本発明の加圧成形方法によれば、
象の足現象等の歪な変形がなく、かつ成形体の表面粗度
が優れた第２成形体が得られる。なお、上記実施例にお
いては、第１工程及び第２工程いずれも乾式の冷間等方
加圧加圧処理を行ったが、本発明は弾性体成形型を用い
て加圧する方法であればよく、例えば、図２に示すよう
な湿式の冷間等方加圧加圧装置を用いる方法であっても
よい。図２中、弾性体成形型は３１で示されている。ま
た、流体による加圧のみならず、図３に示すように、弾
性体成形型３２をパンチ３３等で加圧する弾性体製成形
型を用いるプレス方式にも適用される。弾性体製成形型
を用いるプレス方式の詳細については、特開昭５９−２
２４３０８号公報に開示されている。
象の足現象等の歪な変形がなく、かつ成形体の表面粗度
が優れた第２成形体が得られる。なお、上記実施例にお
いては、第１工程及び第２工程いずれも乾式の冷間等方
加圧加圧処理を行ったが、本発明は弾性体成形型を用い
て加圧する方法であればよく、例えば、図２に示すよう
な湿式の冷間等方加圧加圧装置を用いる方法であっても
よい。図２中、弾性体成形型は３１で示されている。ま
た、流体による加圧のみならず、図３に示すように、弾
性体成形型３２をパンチ３３等で加圧する弾性体製成形
型を用いるプレス方式にも適用される。弾性体製成形型
を用いるプレス方式の詳細については、特開昭５９−２
２４３０８号公報に開示されている。
【００１８】以下、本発明の方法及び効果を、具体的な
実施例に基づいて説明する。 〔具体的実施例〕 実施例１；直径２２ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミナ成形
体の製作を目標として、試作した。
実施例に基づいて説明する。 〔具体的実施例〕 実施例１；直径２２ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミナ成形
体の製作を目標として、試作した。
【００１９】第１成形型として、ＪＩＳ硬度２０°のウ
レタンゴム製で、粉末が充填される部分のサイズが直径
３０ｍｍ、長さ６０ｍｍで肉厚５ｍｍの弾性体製成形型
を用いた。この第１成形型に、アルミナ造粒粉（昭和電
工製のＵＳ３０６１Ｃ）を５０ｇ充填し、開口部を閉塞
して、シールした後、冷間等方加圧装置に入れて２００
ｋｇｆ／ｃｍ2 で加圧処理を行った。第１成形型から取
り出した第１成形体の寸法は直径２３．４ｍｍ、長さ５
１．１ｍｍで、ほぼ長手方向全体にわたって外径が一定
であったが、表面には造粒粒子の形状が残っていた。
レタンゴム製で、粉末が充填される部分のサイズが直径
３０ｍｍ、長さ６０ｍｍで肉厚５ｍｍの弾性体製成形型
を用いた。この第１成形型に、アルミナ造粒粉（昭和電
工製のＵＳ３０６１Ｃ）を５０ｇ充填し、開口部を閉塞
して、シールした後、冷間等方加圧装置に入れて２００
ｋｇｆ／ｃｍ2 で加圧処理を行った。第１成形型から取
り出した第１成形体の寸法は直径２３．４ｍｍ、長さ５
１．１ｍｍで、ほぼ長手方向全体にわたって外径が一定
であったが、表面には造粒粒子の形状が残っていた。
【００２０】次いで、第１成形体を硬度７０°のウレタ
ンゴム製の第２成形型にセットした。第２成形型の充填
部分のサイズは、直径２４ｍｍ、長さ５２ｍｍで肉厚２
０ｍｍである。この第２成形型の開口部を閉塞し、シー
ルした後、冷間等方加圧装置に入れて１０００ｋｇｆ／
ｃｍ2 の圧力で加圧処理した。第２成形型から取り出し
た第２成形体の寸法は、外径２２．５ｍｍ、長さ５０．
８ｍｍであった。得られた第２成形体の表面を倍率１０
０倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒子は押しつぶされ
て凹凸が低減していた。図４に、第２成形体表面の６０
倍の顕微鏡写真を示す。
ンゴム製の第２成形型にセットした。第２成形型の充填
部分のサイズは、直径２４ｍｍ、長さ５２ｍｍで肉厚２
０ｍｍである。この第２成形型の開口部を閉塞し、シー
ルした後、冷間等方加圧装置に入れて１０００ｋｇｆ／
ｃｍ2 の圧力で加圧処理した。第２成形型から取り出し
た第２成形体の寸法は、外径２２．５ｍｍ、長さ５０．
８ｍｍであった。得られた第２成形体の表面を倍率１０
０倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒子は押しつぶされ
て凹凸が低減していた。図４に、第２成形体表面の６０
倍の顕微鏡写真を示す。
【００２１】実施例２；造粒粉末として、窒化ケイ素
（信越化学社製のＫＳＮ−１０Ｍ−７Ｘ）粉末に焼結助
剤としてイットリア（７％）及びアルミナ（３％）を添
加してものを用いて、円形状の成形体の成形を行った。
第１成形型として、硬度２０°のシリコンゴムゴム製
で、充填部分のサイズが直径２２ｍｍ、高さ５０ｍｍ
で、肉厚５ｍｍの成形型を用いて、２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 の圧力で冷間等方加圧処理した。直径１６．８ｍｍ、
長さ４４ｍｍ、相対密度５１．８％の円柱状の第１成形
体が得られた。
（信越化学社製のＫＳＮ−１０Ｍ−７Ｘ）粉末に焼結助
剤としてイットリア（７％）及びアルミナ（３％）を添
加してものを用いて、円形状の成形体の成形を行った。
第１成形型として、硬度２０°のシリコンゴムゴム製
で、充填部分のサイズが直径２２ｍｍ、高さ５０ｍｍ
で、肉厚５ｍｍの成形型を用いて、２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 の圧力で冷間等方加圧処理した。直径１６．８ｍｍ、
長さ４４ｍｍ、相対密度５１．８％の円柱状の第１成形
体が得られた。
【００２２】次に、この第１成形体を、硬度９０°のウ
レタンゴム製で、充填部のサイズが直径１７ｍｍ、高さ
４５ｍｍ、肉厚３ｍｍの第２成形型に第１成形体を、充
填して、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で再度冷間等方
加圧処理を行った。第２成形型から取り出した第２成形
体の寸法は、直径１６×長さ４２ｍｍで、相対密度５
９．５％であった。この第２成形体表面を倍率１００倍
で顕微鏡観察したところ、造粒粒子は押しつぶされて凹
凸が低減されていることが確認できた。
レタンゴム製で、充填部のサイズが直径１７ｍｍ、高さ
４５ｍｍ、肉厚３ｍｍの第２成形型に第１成形体を、充
填して、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で再度冷間等方
加圧処理を行った。第２成形型から取り出した第２成形
体の寸法は、直径１６×長さ４２ｍｍで、相対密度５
９．５％であった。この第２成形体表面を倍率１００倍
で顕微鏡観察したところ、造粒粒子は押しつぶされて凹
凸が低減されていることが確認できた。
【００２３】実施例３；第１成形型として、硬度２０°
のシリコンゴム製で、充填部分が５０ｍｍ×５０ｍｍ×
１０ｍｍで、且つ肉厚１０ｍｍの成形型に、実施例１と
同様のアルミナ粉末を充填し、圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 で冷間等方加圧処理した。得られた第１成形体は、１
辺の長さが４１．６ｍｍで厚さ８ｍｍ、相対密度約５２
％であった。
のシリコンゴム製で、充填部分が５０ｍｍ×５０ｍｍ×
１０ｍｍで、且つ肉厚１０ｍｍの成形型に、実施例１と
同様のアルミナ粉末を充填し、圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ
2 で冷間等方加圧処理した。得られた第１成形体は、１
辺の長さが４１．６ｍｍで厚さ８ｍｍ、相対密度約５２
％であった。
【００２４】次に、この第１成形体を、充填部分のサイ
ズが４２ｍｍ×４２ｍｍ×８ｍｍで、硬度９０°で肉厚
１０ｍｍのウレタンゴム製の第２成形型に充填して、２
０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で再度冷間等方加圧処理し
た。得られた成形体は、４１ｍｍ×４１ｍｍ×７．６ｍ
ｍで、相対密度が５６．６％で、しかも全体形状として
大きな歪みも認められなかった。顕微鏡観察による表面
粗度も良好であった。
ズが４２ｍｍ×４２ｍｍ×８ｍｍで、硬度９０°で肉厚
１０ｍｍのウレタンゴム製の第２成形型に充填して、２
０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で再度冷間等方加圧処理し
た。得られた成形体は、４１ｍｍ×４１ｍｍ×７．６ｍ
ｍで、相対密度が５６．６％で、しかも全体形状として
大きな歪みも認められなかった。顕微鏡観察による表面
粗度も良好であった。
【００２５】比較例１；実施例１で用いた第１成形型
に、実施例１で用いた粉末と同様の粉末を充填し、開口
部を閉塞してシールした後、冷間等方加圧装置に入れ
て、一気に１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧した。
取り出した成形体は、長手方向の端部が膨れた所謂象の
足現象を呈していた。また、成形体のサイズは、中央部
の直径２３．１ｍｍ、長さ４９．３ｍｍであった。成形
体表面を倍率１００倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒
子の形状がそのまま残っているのが観察された。図５に
成形体表面の６０倍写真を示す。
に、実施例１で用いた粉末と同様の粉末を充填し、開口
部を閉塞してシールした後、冷間等方加圧装置に入れ
て、一気に１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧した。
取り出した成形体は、長手方向の端部が膨れた所謂象の
足現象を呈していた。また、成形体のサイズは、中央部
の直径２３．１ｍｍ、長さ４９．３ｍｍであった。成形
体表面を倍率１００倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒
子の形状がそのまま残っているのが観察された。図５に
成形体表面の６０倍写真を示す。
【００２６】比較例２；硬度７０°のウレタンゴム製で
充填部分のサイズが直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍで、肉
厚２０ｍｍの成形型に、実施例１で用いた粉末と同様の
粉末を充填して、開口部を閉塞してシールした後、冷間
等方加圧装置に入れて、一気に１０００ｋｇｆ／ｃｍ2
で加圧処理した。成形型から取り出した成形体は、著し
い象の足現象を呈しており、端部がほとんど欠けている
という状態であった。尚、成形体の中央部の直径は２
１．８ｍｍであった。
充填部分のサイズが直径３０ｍｍ、長さ６０ｍｍで、肉
厚２０ｍｍの成形型に、実施例１で用いた粉末と同様の
粉末を充填して、開口部を閉塞してシールした後、冷間
等方加圧装置に入れて、一気に１０００ｋｇｆ／ｃｍ2
で加圧処理した。成形型から取り出した成形体は、著し
い象の足現象を呈しており、端部がほとんど欠けている
という状態であった。尚、成形体の中央部の直径は２
１．８ｍｍであった。
【００２７】比較例３；実施例２で用いた第１成形型
に、実施例２で用いた粉末と同様の粉末を充填し、一気
に２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で冷間等方加圧処理し
た。得られた第１成形体の相対密度は５９．８％で、サ
イズは中央部の直径が１５．８ｍｍ、長さ４２．５ｍｍ
であったが、端部の直径は１７ｍｍ弱で若干の象の足現
象が認められた。また、得られた成形体表面を倍率１０
０倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒子のもとの球状が
そのまま残っているのが確認され、肉眼による観察でも
表面粗度が実施例２で得られた成形体よりも劣っていた
ことが認められた。
に、実施例２で用いた粉末と同様の粉末を充填し、一気
に２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で冷間等方加圧処理し
た。得られた第１成形体の相対密度は５９．８％で、サ
イズは中央部の直径が１５．８ｍｍ、長さ４２．５ｍｍ
であったが、端部の直径は１７ｍｍ弱で若干の象の足現
象が認められた。また、得られた成形体表面を倍率１０
０倍で顕微鏡観察したところ、造粒粒子のもとの球状が
そのまま残っているのが確認され、肉眼による観察でも
表面粗度が実施例２で得られた成形体よりも劣っていた
ことが認められた。
【００２８】比較例４；充填部分のサイズが５０ｍｍ×
５０ｍｍ×１０ｍｍで、肉厚５ｍｍの硬度９０°の成形
型に、実施例３と同様のアルミナ粉末を充填して、２０
００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で冷間等方加圧処理した。成
形型から取り出した成形体は、厚み方向に象の足現象が
激しい鼓状となっており、且つ４つに割れていた。ま
た、中央部の厚みは約６ｍｍであったが、外周部では
８．５ｍｍ程度の厚さの部分もあった。 〔評価〕実施例１〜３及び比較例１〜４の加圧処理条件
及び結果をまとめて表１に示す。
５０ｍｍ×１０ｍｍで、肉厚５ｍｍの硬度９０°の成形
型に、実施例３と同様のアルミナ粉末を充填して、２０
００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で冷間等方加圧処理した。成
形型から取り出した成形体は、厚み方向に象の足現象が
激しい鼓状となっており、且つ４つに割れていた。ま
た、中央部の厚みは約６ｍｍであったが、外周部では
８．５ｍｍ程度の厚さの部分もあった。 〔評価〕実施例１〜３及び比較例１〜４の加圧処理条件
及び結果をまとめて表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１からわかるように、本発明の方法によ
り得られた成形体は、いずれも比較例で得られた成形体
と比べて表面粗度、形状に優れていた。すなわち、軟質
ゴムで作成される成形型すなわち第１成形型を用いて一
気に高圧処理した場合には、成形体表面に造粒粒子形状
が残り、表面粗度が劣っていた。また、硬質ゴムで作成
される成形型すなわち第２成形型を用いて一気に高圧処
理した場合に得られた成形体はいずれも象の足現象が著
しく、端部が欠けたり、割れたりするものもあった。
り得られた成形体は、いずれも比較例で得られた成形体
と比べて表面粗度、形状に優れていた。すなわち、軟質
ゴムで作成される成形型すなわち第１成形型を用いて一
気に高圧処理した場合には、成形体表面に造粒粒子形状
が残り、表面粗度が劣っていた。また、硬質ゴムで作成
される成形型すなわち第２成形型を用いて一気に高圧処
理した場合に得られた成形体はいずれも象の足現象が著
しく、端部が欠けたり、割れたりするものもあった。
【００３１】
【発明の効果】本発明の加圧成形方法は、成形体のいび
つな変形の原因となる粉末の低圧力での加圧を、粉末の
収縮に追随できる軟質の弾性体で構成される第１成形型
を用いて加圧しているので、象の足現象等の歪な変形を
防止できる。また、第２工程では硬質の弾性体で構成さ
れる第２成形型を用いて加圧しているので、表面粗度の
向上を図ることができる。
つな変形の原因となる粉末の低圧力での加圧を、粉末の
収縮に追随できる軟質の弾性体で構成される第１成形型
を用いて加圧しているので、象の足現象等の歪な変形を
防止できる。また、第２工程では硬質の弾性体で構成さ
れる第２成形型を用いて加圧しているので、表面粗度の
向上を図ることができる。
【００３２】従って、本発明の弾性体製成形型を用いる
加圧成形方法によれば、寸法精度、形状、表面粗度に優
れた成形体を得ることができる。
加圧成形方法によれば、寸法精度、形状、表面粗度に優
れた成形体を得ることができる。
【図１】本発明一実施例の加圧成形方法を示す工程図で
ある。
ある。
【図２】本発明の他の実施例に使用される加圧装置を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の他の実施例に使用される加圧装置を示
す図である。
す図である。
【図４】実施例１で得られた第２成形体の表面組織を示
す顕微鏡写真である。
す顕微鏡写真である。
【図５】比較例１で得られた成形体の表面組織を示す顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図６】アルミナ粉末の圧力と成形体の密度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】窒化ケイ素粉末の圧力と成形体の密度との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１ 第１成形型 ６ 粉末 １１ 第２成形型 ２１ 第１成形体 ２２ 第２成形体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の加圧成形方法を示す工程図で
ある。
ある。
【図２】本発明の他の実施例に使用される加圧装置を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の他の実施例に使用される加圧装置を示
す図である。
す図である。
【図４】実施例１で得られた第２成形体のセラミック材
料の組織の表面を示す顕微鏡写真である。
料の組織の表面を示す顕微鏡写真である。
【図５】比較例１で得られた成形体のセラミック材料の
組織の表面を示す顕微鏡写真である。
組織の表面を示す顕微鏡写真である。
【図６】アルミナ粉末の圧力と成形体の密度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】窒化ケイ素粉末の圧力と成形体の密度との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【符号の説明】 １ 第１成形型 ６ 粉末 １１ 第２成形型 ２１ 第１成形体 ２２ 第２成形体
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (1)
- 【請求項１】 軟質の弾性体で構成された第１成形型に
粉末を充填して、低圧力域で加圧して第１成形体を得る
第１工程と；前記第１成形体を、硬質の弾性体で構成さ
れた第２成形型にセットして、第１工程よりも高い圧力
で加圧成形を行う第２工程と；を含むことを特徴とする
弾性体製成形型を用いる加圧成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576793A JPH0740092A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 弾性体製成形型を用いる加圧成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576793A JPH0740092A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 弾性体製成形型を用いる加圧成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0740092A true JPH0740092A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16512337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20576793A Pending JPH0740092A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 弾性体製成形型を用いる加圧成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740092A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102440979B1 (ko) * | 2021-06-28 | 2022-09-06 | 한국조폐공사 | 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP20576793A patent/JPH0740092A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102440979B1 (ko) * | 2021-06-28 | 2022-09-06 | 한국조폐공사 | 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법 |
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