JP2836139B2 - Slip casting equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ファインセラミックスや各種金属の焼結製
品を製造する技術に係わり、特に、焼結に先立って原料
粉末を成形するための成形装置に関するものである。The present invention relates to a technique for producing sintered products of fine ceramics and various metals, and in particular, a molding apparatus for molding a raw material powder prior to sintering. It is about.
「従来の技術」 ファインセラミックスや各種金属の焼結製品を製造す
る場合、焼結に先立って原料粉末を製品の形状に成形す
るものであるが、それら原料粉末を成形する方法とし
て、泥しょう鋳込成形法が従来より知られている。これ
は、原料粉末を水分を含む泥しょう（スラリー）となし
てモールド内に鋳込んだ後、泥しょう中の水分を除去す
ることで成形を行うものである。この場合、スラリー中
の水分の除去は、泥しょう自身の圧力により自ずとなさ
れるようにしていることが一般的であるが、板状の成形
体を成形する場合等においては、第２図に示すように、
ダイス１およびパンチ2,3から構成されるモールド４内
に充填した泥しょう５にラム６により圧縮力を加え、パ
ンチ２に形成した多数の孔７…を通して排水を行うフィ
ルタープレス法も行なわれている。[Prior art] When manufacturing sintered products of fine ceramics and various metals, the raw material powder is formed into the shape of the product prior to sintering. 2. Description of the Related Art A molding method is conventionally known. In this method, the raw material powder is formed into a slurry (slurry) containing water, cast into a mold, and then molded by removing the water in the slurry. In this case, it is general that the water in the slurry is removed naturally by the pressure of the slurry itself. However, in the case of forming a plate-like molded body, as shown in FIG. like,
A filter press method is also performed, in which a compressive force is applied by a ram 6 to a slurry 5 filled in a mold 4 composed of a die 1 and punches 2 and 3 and a plurality of holes 7 formed in the punch 2 drain water. I have.
「発明が解決しようとする課題」 ところで、泥しょう自身の圧力により水分を除去する
従来の泥しょう鋳込成形法では、均質な高密度成形体が
得られ難いものであり、このため、成形体の乾燥収縮が
大きくて乾燥時に割れが生じることがあるばかりでな
く、特にファインセラミックスの焼結製品を製造する場
合にあっては焼成温度を十分に高くする必要があり、こ
のため、微細な焼結組織を形成させることが困難であっ
て最終焼結製品の強度、靭性を十分に高めることができ
ない、という問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the conventional slurry casting method of removing water by the pressure of the slurry itself, it is difficult to obtain a homogeneous high-density molded body. The drying shrinkage is so large that cracks may occur during drying. In addition, especially when manufacturing sintered products of fine ceramics, it is necessary to raise the firing temperature sufficiently. There is a problem that it is difficult to form a cemented structure and the strength and toughness of the final sintered product cannot be sufficiently increased.
このことは、第２図に示したフィルタープレス法では
ある程度は改善されるが、フィルタープレス法では板状
の成形体しか成形できないという不具合がある。This can be improved to some extent by the filter press method shown in FIG. 2, but there is a disadvantage that only a plate-like molded body can be formed by the filter press method.
また、従来の方法では、中子の離型が困難であること
から中空形状の成形体を成形し難いものであるし、仮に
中空形状の成形体を成形した場合には肉厚方向の密度分
布が均一とならないので焼成時にクラックが発生しやす
い、という問題もあった。In addition, in the conventional method, it is difficult to mold a hollow molded body because the core is difficult to release, and if a hollow molded body is molded, the density distribution in the thickness direction is supposed to be formed. However, there is also a problem that cracks are likely to be generated during firing because the composition is not uniform.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、均質か
つ高密度の成形体が得られるとともに中空形状の成形体
を成形し得る有効な泥しょう鋳込成形装置を提供するこ
とを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an effective slurry casting apparatus capable of obtaining a homogeneous and high-density molded article and molding a hollow molded article. .
「課題を解決するための手段」 本発明は、ファインセラミックスや各種金属の焼結製
品の原料粉末の泥しょうから中空形状の成形体を成形す
るための泥しょう鋳込成形装置であって、泥しょう中の
水分が透過し得る多項質材料からなるモールドと、その
内部に配置される弾性変性可能なゴム型と、そのゴム型
の内部に加圧流体を加圧供給してゴム型を膨張させるた
めの加圧装置とを具備し、前記ゴム型の内側にこのゴム
型を保持するためのガイドチューブを配するとともに、
このガイドチューブに前記加圧流体が通過し得る透孔を
形成しておき、このガイドチューブの内部に前記加圧流
体を加圧供給するように構成してなることを特徴とする
ものである。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a slurry casting apparatus for forming a hollow molded body from a raw material powder of a sintered product of fine ceramics and various metals. A mold made of a polynomial material through which moisture in the plasma can pass, a rubber mold capable of being elastically deformed disposed therein, and a pressurized fluid supplied to the inside of the rubber mold to expand the rubber mold. And a guide tube for holding the rubber mold inside the rubber mold,
A through-hole through which the pressurized fluid can pass is formed in the guide tube, and the pressurized fluid is supplied to the inside of the guide tube under pressure.
「作用」 本発明装置では、ゴム型の内部を加圧することでゴム
型を弾性変形させて膨張させ、このゴム型によって泥し
ょうに対して内側から静水圧を作用させ、これによって
泥しょう中の水分をモールドを通して排水する。すなわ
ち、泥しょうを濾過圧密させる。"Action" In the device of the present invention, the rubber mold is elastically deformed and expanded by pressurizing the inside of the rubber mold, and the hydrostatic pressure is applied to the slurry from the inside by the rubber mold. Drain the water through the mold. That is, the slurry is compacted by filtration.
また、本発明装置では、加圧装置が加圧流体をゴム型
の内部に加圧供給してゴム型を膨張させることにより、
泥しょうを内側から加圧し、泥しょう中の水分を多孔質
材料からなるモールドを通して排水する。ゴム型に対す
る加圧を停止すれば、ゴム型は自身の弾性により自ずと
収縮し、これにより中空形状の成形体が成形される。ガ
イドチューブはゴム型を内側から保持し、ゴム型とモー
ルドとの間の鋳込空間に泥しょうが充填された際にゴム
型が内側につぶれることを防止する。加圧流体はガイド
チューブ内に供給され、その圧力はガイドチューブに形
成された透孔を通してゴム型に与えられる。Further, in the device of the present invention, the pressurizing device supplies the pressurized fluid to the inside of the rubber mold under pressure to expand the rubber mold,
The slurry is pressurized from the inside and the water in the slurry is drained through a mold made of a porous material. When the pressing of the rubber mold is stopped, the rubber mold naturally contracts due to its own elasticity, whereby a hollow molded article is formed. The guide tube holds the rubber mold from the inside, and prevents the rubber mold from collapsing inward when the casting space between the rubber mold and the mold is filled with the slurry. The pressurized fluid is supplied into the guide tube, and the pressure is applied to the rubber mold through a through hole formed in the guide tube.
「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明す
る。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第１図は、有底円筒状すなわち略コップ状の中空成形
体を成形するための装置を全体概略構成を示す立断面図
であって、図中符号11はモールド、12はこのモールド11
を外側から保持する外枠、13はモールド11内の中心位置
に配されたゴム型であり、このゴム型13の外面とモール
ド11の内面との間が、泥しょう（図示せず）が鋳込まれ
る鋳込空間14とされている。FIG. 1 is an elevational sectional view showing an overall schematic configuration of an apparatus for molding a hollow molded article having a bottomed cylindrical shape, that is, a substantially cup shape, wherein reference numeral 11 denotes a mold, and 12 denotes the mold 11.
Is a rubber mold disposed at a central position in the mold 11, and a gap (not shown) is formed between the outer surface of the rubber mold 13 and the inner surface of the mold 11. It is a casting space 14 to be filled.
また、符号15はゴム型13の内部に配されているととも
に多数の透孔16…が形成されているガイドチューブ、17
は外枠12に対して固定されてモールド11上部の開口部を
塞ぐ押え板であり、この押え板17の中心部に上記ガイド
チューブ15の上端部が固定されている。Reference numeral 15 denotes a guide tube which is disposed inside the rubber mold 13 and has a large number of through holes 16.
Is a holding plate fixed to the outer frame 12 to close the opening above the mold 11, and the upper end of the guide tube 15 is fixed to the center of the holding plate 17.
上記のモールド11は、泥しょう中の水分が透過し得る
多孔質材料から形成され、このモールド11を透過した水
分は、外枠12の底面に形成されている排水溝18および排
水孔19を通って外部に排出されるようになっている。The mold 11 is made of a porous material through which moisture in the slurry can pass, and the moisture that has passed through the mold 11 passes through a drain groove 18 and a drain hole 19 formed on the bottom surface of the outer frame 12. To be discharged to the outside.
また、上記ゴム型13は、下端が閉じられているととも
に上端部にフランジ部20を有するもので、そのフランジ
部20が外枠12の上面と押え板17との間に挟持され、かつ
内部に配されたガイドチューブ15によりモールド11内に
保持されるようになっている。Further, the rubber mold 13 has a closed lower end and a flange portion 20 at an upper end portion. The flange portion 20 is sandwiched between the upper surface of the outer frame 12 and the holding plate 17, and is internally provided. The guide tube 15 is arranged so as to be held in the mold 11.
さらに、上記押え板17には、上記ガイドチューブ15に
連通している透孔21が形成されており、その透孔21およ
び油圧パイプ22を通して油圧源装置23（加圧装置）から
ガイドチューブ15内に圧油（加圧流体）が加圧供給され
るようになっている。そして、ガイドチューブ15内に圧
油が加圧供給されたときには、ガイドチューブ15に形成
されている透孔16…を通して油圧がゴム型13の内面に作
用し、これによってゴム型13は弾性的に膨張するように
なっている。Further, a through-hole 21 communicating with the guide tube 15 is formed in the holding plate 17, and the hydraulic source device 23 (pressurizing device) passes through the through-hole 21 and the hydraulic pipe 22 so that the inside of the guide tube 15 is Pressure oil (pressurized fluid) is supplied under pressure. When pressurized oil is supplied into the guide tube 15, the hydraulic pressure acts on the inner surface of the rubber mold 13 through the through holes 16 formed in the guide tube 15, whereby the rubber mold 13 is elastically It is designed to expand.
また、外枠12およびモールド11の底面中心位置にはそ
れぞれ透孔24,25が連通して形成され、それら透孔24,25
および泥しょう供給管26を通して泥しょう供給源装置27
から鋳込空間14内に泥しょうが加圧供給されるようにな
っている。In addition, through holes 24 and 25 are formed in communication with the outer frame 12 and the bottom center position of the mold 11, respectively.
And the slurry supply device 27 through the slurry supply pipe 26
The pressurized slurry is supplied into the casting space 14 from above.
なお、上記の油圧パイプ22の途中には弁28および圧力
計29が取り付けられ、また、上記の泥しょう供給管26の
途中には弁30および圧力計31が取り付けられている。A valve 28 and a pressure gauge 29 are mounted in the middle of the hydraulic pipe 22, and a valve 30 and a pressure gauge 31 are mounted in the middle of the slurry supply pipe 26.
上記構成の装置により成形体を成形するには、まず、
弁28を閉じておくとともに弁30を開き、泥しょう供給管
26を通して鋳込空間14内に所定量の泥しょうを所定圧力
で加圧供給する。この際、ゴム型13はガイドチューブ15
により内側から保持されているので、ゴム型13が泥しょ
うの圧力によりつぶされてしまうことはない。In order to mold a molded body with the above-described apparatus, first,
With valve 28 closed and valve 30 open, slurry supply pipe
A predetermined amount of slurry is supplied under pressure at a predetermined pressure into the casting space 14 through 26. At this time, the rubber mold 13 is
, The rubber mold 13 is not crushed by the pressure of the slurry.
鋳込空間14内に泥しょうが充填されると、泥しょう中
の水分はモールド11に吸水されていき、モールド11の空
孔内全体に水分が満たされるとその水分はモールド11か
ら外枠12内に流出し、排水溝18、排水孔９を通って外部
に排水される。この排水量は、泥しょうの濃度と鋳込圧
力に依存するが、時間の経過とともに減少していき、や
がて、モールド11からの排水が停止し、泥しょうはケー
キ状となる。When the slurry is filled in the casting space 14, the moisture in the slurry is absorbed by the mold 11, and when the entire pores of the mold 11 are filled with moisture, the moisture is removed from the mold 11 into the outer frame 12. And drains to the outside through the drain 18 and the drain 9. The amount of drainage depends on the concentration of the slurry and the casting pressure, but decreases with the passage of time. Eventually, the drainage from the mold 11 stops, and the slurry becomes a cake.
以上で予備成形が完了したので、次いで、本成形に移
行する。Since the preforming has been completed, the process proceeds to the main forming.
すなわち、弁30を閉じて弁28を開き、油圧源装置23か
らガイドチューブ15内に圧油を供給しその圧力を徐々に
高めていき、圧力計29を監視してその圧力を所定の設定
値に保持する。That is, the valve 30 is closed and the valve 28 is opened, pressure oil is supplied from the hydraulic power source device 23 into the guide tube 15 to gradually increase the pressure, and the pressure gauge 29 is monitored to set the pressure to a predetermined set value. To hold.
これにより、ゴム型13はその全体が均等に膨張し、ケ
ーキ状となっていた予備成形体を内側から加圧する。し
たがって、予備成形体は内側から加わる静水圧により濾
過圧密され、予備成形体中に残っていた水分はモールド
11内を透過して排水され、これによって高密度の成形体
が得られる。As a result, the entire rubber mold 13 expands evenly, and presses the cake-shaped preform from the inside. Therefore, the preform is filtered and consolidated by the hydrostatic pressure applied from the inside, and the moisture remaining in the preform is
Drained through the inside of 11 to obtain a high-density compact.
成形が完了したら、油圧源装置23を停止させて油圧の
供給を停止すれば、ゴム型13は自身の弾性により収縮し
て元の状態に自ずと復帰するので、押え板17を開いてゴ
ム型13をガイドチューブ15とともにモールド11内から取
り出した後、モールド11内から成形体を取り出す。When the molding is completed, if the hydraulic pressure source device 23 is stopped to stop the supply of the hydraulic pressure, the rubber mold 13 contracts due to its own elasticity and returns to its original state, so the pressing plate 17 is opened and the rubber mold 13 is opened. Is taken out of the mold 11 together with the guide tube 15, and then the molded body is taken out of the mold 11.
上記の装置により上記の手順で成形を行うことによ
り、従来の方法による場合に比して高密度でしかも肉厚
方向の密度が均一な良好な成形体を得ることができる。
したがって、このように成形された成形体では乾燥収縮
が小さく、乾燥時における割れが生じ難いものとなって
いるし、成形体の保形強度も大きいのでモールド11から
の成形体の離型が容易である。また、均質、高密度の成
形体が得られることから、特に、ファインセラミックス
の焼結製品を製造する場合にあっては、焼成温度を低く
設定することができ、その結果、ち密な組織を有する焼
結製品を得ることができる。By performing molding in the above-described procedure using the above-described apparatus, it is possible to obtain a good molded body having a higher density and a uniform density in the thickness direction as compared with the conventional method.
Therefore, in the molded article formed in this manner, drying shrinkage is small, cracking during drying is unlikely to occur, and the molded article has a large shape retention strength, so that the molded article can be easily released from the mold 11. It is. In addition, since a homogeneous, high-density compact can be obtained, especially when manufacturing a sintered product of fine ceramics, the firing temperature can be set low, and as a result, it has a dense structure. A sintered product can be obtained.
さらに、ゴム型13を収縮させることにより、成形体か
らのゴム型13の離型が容易であるから、中子を用いる従
来方法においては成形することが困難であったこの種の
中空形状の成形体を容易に成形することができる。Further, since the rubber mold 13 is easily released from the molded body by shrinking the rubber mold 13, it is difficult to mold the hollow mold of this kind in the conventional method using a core. The body can be easily formed.
なお、上記実施例では、ゴム型13を膨張させるための
加圧装置として油圧源装置23を採用したが、油圧に限ら
ず流体圧を利用するものてあれば適宜の加圧装置が採用
できる。また、上記実施例では有底円筒状の成形体を成
形するものとしたが、ホールドやゴム型の形状を変更す
ることによって、たとえば単なる円筒状等の適宜の中空
形状の成形体を成形できることは勿論である。In the above-described embodiment, the hydraulic pressure source device 23 is used as a pressurizing device for expanding the rubber mold 13. However, an appropriate pressurizing device can be used as long as it uses not only hydraulic pressure but also fluid pressure. Further, in the above-described embodiment, the bottomed cylindrical molded body is molded. However, by changing the shape of the hold or the rubber mold, it is possible to mold an appropriate hollow molded body such as a simple cylindrical shape. Of course.
「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明装置は、泥しょ
う中の水分が透過し得る多孔質材料からなるモールド
と、その内部に配置される弾性変形可能なゴム型と、そ
のゴム型の内部に加圧流体を加圧供給してゴム型を膨張
させるための加圧装置とを具備してなるものであるか
ら、高密度かつ肉厚方向の密度が均一であり、また乾燥
収縮が小さく、しかも保形強度も大きくて離型が容易な
成形体を成形することができ、その結果、ち密な組織を
有する焼結製品を得ることができる。また、加圧装置に
よりゴム型を容易に膨張させることができるとともに、
加圧を停止すればゴム型が自ずと収縮して離型を容易に
行うことができるので、従来においては成形することが
困難であった中空形状の成形体を容易に成形することが
できる。しかも、ゴム型の内側にこのゴム型を保持する
ためのガイドチューブを配するとともに、このゴムチュ
ーブに加圧流体が通過し得る透孔を形成しておいてガイ
ドチューブの内部に前記加圧流体を加圧供給するように
構成したから、ゴム型が泥しょうの圧力によりつぶれて
しまうというようなことを防止できる、という利点があ
る。"Effects of the Invention" As described in detail above, the device of the present invention includes a mold made of a porous material through which moisture in the mud can pass, and an elastically deformable rubber mold disposed inside the mold. Since it is provided with a pressurizing device for expanding the rubber mold by supplying a pressurized fluid to the inside of the rubber mold under pressure, the density is high and the density in the thickness direction is uniform, and It is possible to form a molded product having a small drying shrinkage, a large shape retention strength, and easy release, and as a result, a sintered product having a dense structure can be obtained. In addition, the rubber mold can be easily expanded by the pressing device,
When the pressurization is stopped, the rubber mold naturally contracts and the mold can be easily released, so that a hollow-shaped molded body, which was conventionally difficult to mold, can be easily molded. In addition, a guide tube for holding the rubber mold is disposed inside the rubber mold, and a through hole through which the pressurized fluid can pass is formed in the rubber tube, and the pressurized fluid is formed inside the guide tube. Is configured to be supplied under pressure, so that there is an advantage that the rubber mold can be prevented from being crushed by the pressure of the slurry.
第１図は本発明に係る泥しょう鋳込成形装置の一実施例
を示す立断面図である。 第２図は従来の泥しょう鋳込成形装置の一例を示す立断
面図である。 11……モールド、12……外枠、 13……ゴム型、14……鋳込空間、 15……ガイドチューブ、16……透孔、 17……押え板、18……排水溝、 19……排水溝、20……フランジ部、 21……透孔、22……油圧パイプ、 23……油圧源装置（加圧装置）、 24,25……透孔、26……泥しょう供給管、 27……泥しょう供給源装置、28,30……弁、 29,31……圧力計。FIG. 1 is a vertical sectional view showing one embodiment of a slurry casting apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional view showing an example of a conventional slurry casting apparatus. 11 ... mold, 12 ... outer frame, 13 ... rubber mold, 14 ... casting space, 15 ... guide tube, 16 ... through-hole, 17 ... holding plate, 18 ... drain groove, 19 ... ... Drainage groove, 20 ... Flange part, 21 ... Through hole, 22 ... Hydraulic pipe, 23 ... Hydraulic source device (pressurizing device), 24,25 ... Through hole, 26 ... 27 ... Slud source device, 28,30 ... Valve, 29,31 ... Pressure gauge.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 3/22 B28B 1/26 101──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B22F 3/22 B28B 1/26 101
Claims (1)
品の原料粉末の泥しょうから中空形状の成形体を成形す
るための泥しょう鋳込成形装置であって、泥しょう中の
水分が透過し得る多孔質材料からなるモールドと、その
内部に配置される弾性変形可能なゴム型と、そのゴム型
の内部に加圧流体を加圧供給してゴム型を膨張させるた
めの加圧装置とを具備し、前記ゴム型の内側にこのゴム
型を保持するためのガイドチューブを配するとともに、
このガイドチューブに前記加圧流体が通過し得る透孔を
形成しておき、このガイドチューブの内部に前記加圧流
体を加圧供給するように構成してなることを特徴とする
泥しょう鋳込成形装置。1. A slurry casting apparatus for forming a hollow shaped body from a slurry of a raw material powder of a sintered product of fine ceramics and various metals, wherein moisture in the slurry is permeable. A mold made of a porous material, an elastically deformable rubber mold disposed therein, and a pressurizing device for expanding a rubber mold by pressurizing and supplying a pressurized fluid to the inside of the rubber mold are provided. And, while arranging a guide tube for holding the rubber mold inside the rubber mold,
A through hole through which the pressurized fluid can pass is formed in the guide tube, and the pressurized fluid is pressurized and supplied into the guide tube. Molding equipment.
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| JP30271189A JP2836139B2 (en) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | Slip casting equipment |
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| CN106493371A (en) * | 2016-11-30 | 2017-03-15 | 西北有色金属研究院 | A kind of preparation method of compact metal flange porous metal tube |
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1989
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