JPS5888181A - セラミツクス異形材の熱間静水圧プレス成形法 - 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】 本発明は、セラミックス異形材の熱間静水■プレス成形
法、特に複雑形状に適し、寸法精度の高い異形材の成形
法に関するものである。

従来よりセラミックス製品は、耐熱、耐蝕、耐摩耗用等
の各撞用塗に幅広く利用することが提案されており、一
部では既に実用化されていることは周知の通りであるが
、その形状は、ホットプレス等により容易に成形可能な
単純形状のものが殆んどであり、異形製品については成
形後の加工が困難なことから、未だ実用域には達してい
ない。

もつとも、成形後の加工を省略すべり、多くの異形成形
法が提案されているが、成形時の寸法精度が得難い点に
最大の問題点があり、特に高精度製品については全く技
術が確立されていないと云っても過言ではない。

一方、高密度セラミックス焼結体の製造方法として、最
近、熱間静水圧プレス法（）（ＩＰ法）が注目されてお
り、この分野の技術開発の進歩には著しいものが認めら
れる。特に高強度セラミックス異形材の成形法として、
変形しない型を用いたＨＩＰ法への関心が高まってきて
おり、この分野においても幾つかの提案かなされている
。例えば第１図は特公昭５５−２６６８１号に示された
方法を示すもので、下型（１）とＬ型（２）とを図示の
如く配１ｉｆｔ　Ｌその外周面をガラス（５）で被覆し
た後、型の内部空間にセラミックス粉末（３）を充填し
、続いてその内部を脱気管（０）を通して脱気したのち
密封し、しかる後、これをＨ工Ｐ炉鴫、装入してＨＩＰ
処理を行なうものであるが、この方法では、型自体は横
方向からの圧力に対しては安定であって、幅方向の寸法
Ｗの精Ｉｆ　Ｈ相当高いものが期待できるも、上下方向
からの圧力に対しては上型（２）と下型（１）とが相対
的に接近する方向に動くため、図中り及びＨで示した部
分の寸法精度が得難いという問題が存在している。

本発明は、上述の如き現状に鑑み、かかる問題に対処す
べくなされたものであって、特に型を用いて高精度のセ
ラミックス異形材をＨＩＰ法により成形する方法に関す
るもので、その特徴とするところは、型を分割型となし
、且つ組立後においては、前述の如き可動部を一切有し
ない構造となし、更に圧力伝導用の開口部とその周縁に
筒状突起部を有する型構造となし、型内にセラミックス
粉末あるいはその圧粉成形体を配置して型外周全面をガ
ラスで被覆した後、常法に従ってＨ工Ｐ処理するように
したものであって、Ｈ工Ｐ処理時の王縮によるセラミッ
クスの収縮代を、前記筒状突起部内に予め充満されてい
るセラミックスを外圧により型内に押し込めることによ
って補なうようにした点にある。

以下、更に添付図面に示す実施例によって本発明の詳細
な説明する。

第２図は本発明方法の概念の一例を示すもので、型は下
型（１）と上型（２）とに分割され、上型（２）には圧
力伝導用の開口部（４）とその部分に形成された筒状突
起（７）とか設けられている。また型は互いに突き合わ
せ部（８）で接触するような分割構造となっているので
、組立て後においては可動部分を有しないようになって
いる。

そして、方法の実施に際しては、先ず、この型内にセラ
ミックス粉末（３）を充填すると共に型内に圧力を伝達
するための前記開口部（４）周縁に設けられた筒状突起
部（７）内にまで充分にセラミックス粉末を充填させ、
しかる後、型外周面全体をガラス（５）で被着する。な
お、ガラスの被覆に先立って前記筒状突に部（７）内に
型材と同質の材料で形成したプラグ（９）ｆ：、該突起
部（７）内で移動可能に挿入しておくことも可能である
。次に、このようにして型内にセラミックス粉末を充填
すると、これをＨＩＰ炉に挿入し、常法に従ってＨ工Ｐ
処理することになるが、ＨＩＰ処理処理台いては、不活
性ガスによる場合はＮ２ガスが良好であり、この炉内ガ
ス圧によってプラグのないときに突起部に高粘度のガラ
スバ浸入し、又はプラグのある場合にはプラク責９）が
型内に浸入し、セラミックス粉末（３）を加圧し、セラ
ミックス粉末を型に沿って成形すると共に焼結すること
になる。この場合、上下型（１）　（２）はＨ工Ｐ処理
中は全く不動であるから、図中太線で示した型内形状に
沿った部分は全く変形せず、この部分の寸法精度は極め
て高いものが得られることになる。

但し、筒状突起部（７）内の部分は、ＨＩＰ時（ておけ
る型内セラミックスの圧縮代を全て受は持つ部分である
から、この部分の寸法精度を得ることは困難であるが、
ＨＩＰ処理後箱に研摩加工することによって容易に所定
の寸法精度を出すことができるから、格別問題とはなら
ない。しかし乍ら、筒状突起部（７）内のセラミックス
充填酸が不充分であると、寸法不足を生じ、セラミック
ス焼結体の肉盛りが不可能なことを考慮すると、この寸
法不足は致命的な欠陥となるので、前記筒状突起部（７
）内へのセラミックス充填曖ハ充分にとっておくことが
好ましい。

即ち本発明における筒状突起部（７）は、あたかも鋳造
における鋳型内溶湯の収縮分を補給する湯道の如き役割
を果すものであるから、この部分には型内セラミックス
の収縮分を考慮して充分なセラミックス粉末を充填して
おく必要がある。

なお、本発明で用いる前記型材としては、当然のことな
がら耐熱強度を有する材料でなければならず、例えばグ
ラファイトあるいは耐熱セラミックスが例示′される。

またＨ’ＵＰ時に型内セラミックスと型材との反応ある
いは焼き付きが心配されるときは、型内面に離型剤を噴
霧又は塗布によりコーティングしておけばよく、離型剤
としては、ＢＮ及びタルクが代表的である。

なお、第２図において、Ｈ工Ｐ処理前に型内の脱気を行
なう必要がある場合には、プラグ（９）に脱気管を取り
付けておき、ガラスコーティングの後、内部を脱気し、
しかる後、脱気管を密閉するようになすことは云うまで
もない。

次に第３図は、型内脱気とガラスコーティングとを同時
に行なえるようにしたものであり、型内にセラミックス
（３）全充填した後、これをガラス粉粒体（１１）を充
填したルツボ００）内に埋設して真空炉等で脱気しなが
ら加熱することによりガラスを溶融させ、型（１）　（
２）の外周面をガラスで被噴するようにしたものである
。

本図の場合、開口部（４）を下向きとしているのは第２
図の場合と異なってプラグ（９）を配置していないため
、セラミックス（３）の種類によっては溶融ガラスより
も比重が小さくなり、ガラス溶融時に開口部（４）より
セラミックス粉末がガラス中を浮上するおそれがあるた
めであり、かかるおそれがない場合には、プラグを用い
ることなく開口部を上向きにして配置しても便箋問題は
ない。

また、型をガラス粉粒体中に埋設するに当り、その全体
を埋設するのではなく、第３図に点線で示している如く
下向き開口部の周辺にガラス粉粒体を配置し、上部には
倒立状のガラスカップ（ロ）を配置してＪＪ口熱する等
の実施帳様も同効である。

なお、型内にセラミックスを配置するに当り、セラミッ
クス粉末を単に充填するのではなく、予めコールドプレ
スにより圧粉成形しておくことにより、初期充填密度を
高めておくことは好ましいことである。

また、この場合において、異形材をコールドプレスによ
って成形すること自体が困難であるから、異形材を幾つ
かの部分に分割成形し、型の組立てと同時にこれらの分
割圧粉成形体を型内に配置して行くことが好ましい。

以上説明した如く、本発明方法は、型を用いてセラミッ
クス異形材をＨ工Ｐ成形するに当り、型を分割型とし、
しかも型組立て後は型には何ら可動部分を有しいいない
ため、製品の寸法精度は極めて高くなり、またＨ工Ｐ処
理時のセラミックスの圧縮代は、型内への圧力伝達用の
開口部に設けた筒状突起部に充填された余剰のセラミッ
クスで補充されるようになっているため、型内に均一に
セラミックスを併給することができ、このことも成形体
の寸法精度向上に大きく寄与している。また、型自体は
ＨＩＰ処理時には便箋変形しないから、繰り返し利用で
き、Ｈ工Ｐ処理コスト低減にも大きく貢献することにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法によるセラミックス異形材の成形法を示
す概念図、第２図及び第３図は本発明方法の実施例を示
す概念図である。 （１）・・・・・・・下型、（２）・・・・・・・上型
、（３）・・・・・・・セラミックス。 （４）・・・・・・・開口部、（５）・・・・・・・ガ
ラス、（７）・・・・・・・筒状突起部。 特許出願人　　株式会社　神戸製鋼所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　型を用いてセラミックス異形材を熱間静水用プレ
   ス成形する方法において、高温強度を有する材料で形成
   された分割型であって、組立後において可動部を有せず
   、かつ開口部を有し、該開口部周縁に面状突起部を設け
   てなる型内にセラミックス粉末又はその圧粉成形体を前
   記筒状突起部内にも充満する如く配置し、しかる後、該
   型全外周面をガラスで被覆して高温（％圧ガス雰囲気下
   で熱間静水圧プレス処理することにより前記開口部を通
   して型内のセラミックスを圧縮成形すると共に焼結する
   ことを特徴とするセラミックス異形材の熱間静水圧プレ
   ス成形法。 ａ　筒状突起部内に型材で形成したプラグ部材を挿入配
   置し、熱間静水圧プレス処理時における前記プラグ部材
   の型内への侵入により型内セラミックスを圧縮する特許
   請求の範囲第１項記載のセラミックス異形材の熱間静水
   用プレス成形法。 ８、　ガラス粉粒体を充填した容器中の該ガラス粉粒体
   内に型を埋設し、該ガラスを加熱溶融することにより型
   全周面を溶融ガラスで被覆する特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載のセラミックス異形材の熱間静水用プレス
   成形法。 ４、　型開口部を下向きにしてガラス粉粒体中に分割型
   を埋設する特許請求の範囲第８項記載のセラミックス異
   形材の熱間静水圧プレス成形法。 ５、　型内面に離型剤をコーティングしてなる特許請求
   の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載のセラミック
   ス異形材の熱間静水圧プレス成形法。 ６、　離型剤がＢＮである特許請求の範囲第５項記載の
   セラミックス異形材の熱間静水圧プレス成形法。 ７、　高１ＭＮ２ガス雰囲気下で熱間静水圧プレス処理
   する特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載
   のセラミックス異形材の熱間静水圧プレス成形法。