JPS62279902A - 複雑形状品の成形方法 - 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】 １発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、タービンロータなどの複雑な３次元形状とな
った複雑形状品を冷間静水圧プレスを用いて成形する方
法に関するものである。

従来の技術 タービンロータやタービンブレードなどは高温で使用さ
れると共に１軽量化することが要求されているので、Ｓ
ｔＣやＳｉ、Ｎ。などのセラミックスを用いて成形する
ことが研究されている。

現在、これらの複雑形状品を成形する方法としては、射
出成形法によって高精度に成形した後に、その成形のた
めに多量て添加された有機バインダを除去する長時間の
脱脂工程（通常７２時間以上）と本焼結工程を経て製品
する方法が知られている。

発明が解決しようとする問題点 かかる成形方法であると体積率で約５０υｏ１％を占め
る多量のバインダを除去する脱脂工程において成形品中
に気泡が発生したり、クラツクが発生し易いために不良
品となる率が６０〜８０チと窩いものとなる。

また、大型の形状品の製造が非常に難しいと共に、強度
信頼性が低いものとなる。

問題点を解決するための手段及び作用 複雑形状品と略同一形状の母型を炸裂し、セラミックス
や金属々どの無機質粉末や小麦粉、デンプンなどの有機
質粉末又はそれらのバインダとして適轟な高分子材や水
分を添加した混合粉によって前記母型からをどりした凹
型を作り、この凹型と成形品の原料粉末を充填した後に
冷間静水圧プレスで等方加圧成形し、その後に凹型を解
枠して成形品を取り出すようにして、脱脂工程の簡略、
省略化できると共に、製造コストを低減し、しかも高強
度高信頼性を向上できるようにしたものである。

実　　施　例 第１図（ａ）に示すように充分な低温度で溶融する低融
点材料によって成形すべき複雑形状品と同一形状の模型
を作って母型！とする。

前記低融点材料としては、ワックス類、ｐｂ。

Ｓｎ　、　Ｃｄ　、　Ｚｎ　、　Ｓｂ　　を１ｓ又は２
稿以上含む低融点合金、ポリスチレン、ポリエチレンな
どの樹脂、砂糖、氷などである。

第１図（ｂ）に示すように、ゴム容器２中に粉体３を介
して母型１を埋め込み、冷間静水圧プレスによって０．
１〜２０　ｔｏｎｌｏｌの低圧力で加圧成形して凹形４
を作る。

前記粉体３は母型（の材料よりも高融点で、かつ′１０
０Ｙｉ　程度の低加圧力でも充分な成形体強度が得易い
金属粉末、できければ８０メツシユより細かい粉末、又
はバインダーと滑剤の機能を与えるプラスチックスと金
属又はプラスチックスとセラミックス、できればプラス
チックスが２〜３０体積チの混合粉であり、換言すれば
セラミックスや金属などの無機質粉末や小麦粉、デンプ
ンなどの有機質粉末又はそれらにバインダとして適堀な
高分子材や水分を添加した混合粉でおる。

この場合に、母盤材料として氷を用いた場合ｆは凹型に
使う粉体である金属粉体、セラミックス粉体、プラスチ
ックスなどは母型と同等以下の温度に充分冷しておくこ
とが望ましい。

第１図（Ｃ）に示すように、ゴム容器２中より凹形４を
取り出し、母型材の溶出を容易にするために凹ｉ４に穴
５を機械加工であけた後に、７０゜〜１００℃の熱水中
に凹形４を浸して母型１が充分に溶出する温度に加熱し
て母型材を穴５より溶出させる。

なお、加熱炉で加熱して母型材を溶出させても良い。

第１図（ｄ）に示すように、得られた凹型４の空洞部６
に所定の目的粉末原料７を充填し、全体を回転台８で回
転して遠心充填する。

所定の目的粉末原料７としてはセラミックス粉末などで
あって成形する複雑形状品の要求を満足するものであり
、遠心充填ではなくて振動を与えて均一に充填するよう
にしても良い。

また、凹型材として樹脂材を添加したものを用いた場合
は減圧下で約５００℃まで加熱し樹脂分を除去、又は分
解、変質しておき、後の工程で凹型を解枠し易くする。

第１図（ａ）に示すように、凹型４０穴５に凹型材と同
じ材料を充填して穴を閉塞した後に、冷間静水圧プレス
成形用ゴム型９にセットし、冷間静水圧プレスで再度０
．７〜５　、　ＯｔｏＶ−の圧力で高圧成形する。この
時の圧力は前述の高圧成形時の圧力と同等以上であるこ
とが好ましい。・ 第５図ψに示すように、高圧成形したものをゴム型９よ
り取り出して熱分解法又は化学法などで凹型材を除去し
て解枠し成形体１０とする。

なお、金属と樹脂又はセラミックスと樹脂の混合粉を凹
壁材として用い、約５００℃で仮焼したものは前述の高
圧成形後、凹型材は自己崩壊し易くなっているので、ブ
ラッシングで凹型材は容易に除去される。

また、金属粉体と樹脂の混合粉を凹型材として用い、３
０００Ｖ以上の圧力で高圧成形した場合には凹型の自己
崩壊性が十分でないので、金属粉宋を溶解させ易い酸又
はアルカリなどの溶液に浸漬させて金属粒子の機械的結
合部分を溶解させると解枠が効果的に行なえる〇 また・小麦、デンプン等の有機質粉末を凹型材として用
いるときには直接炉内で加熱して脱水、一部炭化させる
温度まで昇温させた後に除去して解枠すれば良い、 さらに、水溶性の塩化物、例えばＮａＣＬや硝酸塩Ｎａ
１ＶＯ，と樹脂の混合粉体を凹形材料として用いる場合
には、第１図（ｄ）に示す工程において樹脂分の除去、
分解、変質のための加熱は温度を下げるか、行なわずに
、第１図（−）に示す成形工程後に水中で凹型を溶解さ
せて解枠することが好ましい。

第１図（！Ｉ）に示すように、屏枠後に成形体１０をそ
のまま機械加工、又は仮焼後機械加工し、目的とする温
度で十分に焼結させる。

具体例として、ワックスによって母型を作製し、凹型材
としてＰＪ　（２５０メツシユ）粉と１０体積嘩のナイ
ロン粉の混合粉を用い、１００ＯＶの加圧力で冷間静水
圧プレスで成形して凹型としたところ、この凹型表面粗
さが非常に滑らかで良いと共和、等方圧で周囲より成形
するから盟くずれがまったくないことが確認された。

また、凹凰材にＳｚ　Ｏ！＋　フェノール樹脂を用いる
と共に、々ｔＯｓを素材としてタービンロータを成形し
たところ、自己崩壊性が優れていることが確認された。

発明の効果 脱脂工程の簡略化、製造コストの低減、窩強度高信頼性
の向上ができる複雑形状品の成形方法となる。

【図面の簡単な説明】

第１図＜ａ＞〜０）は本発明方法の一実施例を工程順に
示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複雑形状品と略同一形状の母型を作製し、セラミッ
   クスや金属などの無機質粉末や小麦粉、デンプンなどの
   有機質粉末又はそれらのバインダとして適当な高分子材
   や水分を添加した混合粉によつて前記母型から型どりし
   た凹型を作り、この凹型に成形品の原料粉床を充填した
   後に冷間静水圧プレスで等方加圧成形し、その後に凹型
   を解枠して成形品を取り出すようにした複雑形状品の成
   形方法。 ２、冷間静水圧プレスで等方加圧成形する際に、凹型の
   周囲を弾性変形の著しい材料より成る容器、枠やテープ
   でシールするようにした特許請求の範囲第１項記載の複
   雑形状品の成形方法。 ３、母型が凹型造形時に型抜きできない場合には母型を
   低融点材料で作製するようにした特許請求の範囲第１項
   記載の複雑形状品の成形方法。