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JPS6186211A - セラミックス複合構造体及びその製造法 - Google Patents

セラミックス複合構造体及びその製造法

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Publication number
JPS6186211A
JPS6186211A JP59208962A JP20896284A JPS6186211A JP S6186211 A JPS6186211 A JP S6186211A JP 59208962 A JP59208962 A JP 59208962A JP 20896284 A JP20896284 A JP 20896284A JP S6186211 A JPS6186211 A JP S6186211A
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ceramic
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powder
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ceramic molded
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Application number
JP59208962A
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重則 伊藤
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Priority to DE8585307087T priority patent/DE3578720D1/de
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Priority to US07/069,019 priority patent/US4820128A/en
Publication of JPH0446205B2 publication Critical patent/JPH0446205B2/ja
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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】 （技術分野） 本発明は、セラミックス複合構造体及びその製造法に係
り、特にセラミックス成形体の一部に、セラミックス粉
末を用いて所望のセラミックス成形部を−・体的に形成
せしめ、その焼結を行なうことにより、目的とするセラ
ミックス複合構造体を巧みに製造するようにした技術に
関するものである。
（従来技術） 窒化ケイ素、炭化ケイ素等のシリコンセラミックス、或
いはコージェライ１のような低膨張性セラミックスは、
耐熱性、耐熱（ｈ撃性に優れているとごろから、近年、
ガスターヒン或いは内燃機関等のエンジン部品の如き高
温構造用材料として注目を集めている。
而して、それらエンジン部品等の如き構造用十オ料は一
般に複雑な構造をしているため、焼結された単純な形状
の、例えば緻密な窒化ケイ素、炭化ケイ素焼結体等の棒
状或いは角状素材を研削加工によって所望の形状に仕上
げることは、不可能に近いものであることは勿論、単に
１回の成形操作にて、そのような複雑な形状の成形体を
ｉｑるごとは極めて困難であり、また部品の各部におい
て要求される強度等の性能も異なることが、そのような
手法による製造を困難としているのである。
このため、従来から、目的とする最終製品（構造体）を
与えるセラミックス成形品を、それを構成する幾つかの
部品に分割して、それぞれの部品を、要求される性能に
適合する材料を用いてそれぞれの形状に成形した後、接
合して、一つの製品を形成する方法が、検討されてきて
いる。例えば、特公昭５３−３８７２２号公報には、軸
流型タービンローターの翼部を反応焼結窒化ケイ素で作
製し、それをホットプレス型内に入れ、ロータ一部をホ
ソ［ブレスで作製することにより、ロータ一部と翼部と
を接合一体化したローターの製造手法が明らかにされ、
また特開昭５５−１’３４７０１号公報、省開昭５５−
１６１９０２号公叩、特開昭５７−８８２０１号公＋に
等には、ローター翼部に軸孔ないしは嵌合孔を設け、こ
の軸孔ないしは嵌合孔にローター軸部を嵌め込み、それ
らを密接して又は適当な接合材を用いて接合して、一体
化せしめることにより、目的とするローターを製造する
方ｆ去が明らかにされている。
（問　題　点） Ｌ７かしなから、これら従来から知られている複数のセ
ラミックス部品を接合して、一体化せしめ、目的とする
セラミックス製品に仕上げろ手法にシよ、未だ解決され
るべき数々の問題点か残されており、例えは前者のホッ
トプレスによる手法にあっては、得られるローターが高
価となり、また量産性に乏しい等の問題が内在している
のであり、また後者の嵌込み方式によるものにあっては
、複数の一しラミソクス部品を予め別個に成形しておき
、そしてそれらを一体化するものであるために、それら
複数の部品の収縮率を合わせる必要があり、更には接合
材等にて接合する工程等か必要であった。
しかも、一方のセラミックス部品と他方のＱラミソクス
部品を接合せしめる；、二にＬ、それらの接合界面に空
隙か生じないように、それらの接合面に対する精密な加
工が要求されろが、たとえそのような加工を施したとし
ても、嵌め込み時にそれらの接合界面に空気を巻き込む
盾かあり、更には接合材自体がセラミックス部品に対し
て異種物質となって、そこにクラック、東等の欠陥をで
起し易い問題も内在する。
（Ｍ決手段） ここにおいて、本発明は、かかる従来の問題を解決ずへ
／；／１されたものであって、その要旨とするとこうは
、目的とするセラミックス複合構造体の形状の−・部を
構成するセラミックス成形体を予め成形した後、前記セ
ラミックス複合構造体の残余の形状部分か形成されるべ
き該セラミックス成形体の部イ）ンに、所定のゴム型を
押し当てて、該ゴム型内に収容される該セラミックス成
形体と実質的に同質のセラミックス粉末が、該セラミッ
クス成形体表面に接触ゼしめられるようにすると共に、
かかるコノ１型の前記セラミックス成形体に対する押当
部を少なくとも含むように該セラミックス成形体全体を
可撓性体で波頂せしめ、次いでこれを静水圧加圧手法に
より加圧せしめて、前記セラミックス成形体と前記ゴム
型内のセラミックス粉末とを実質的に一体化させた後、
焼結するようにしたことにある。
すなわち、本発明にあっては、目的とするセラミックス
複合構造体の一部を構成するセラミックス成形体、例え
ばローターの翼部成形体にセラミックス粉末を接触させ
、静水圧加圧によって、その軸部の如き部分の成形と接
合を同時に行なうものであるところから、かかる軸部の
如き、セラミックス粉末にて形成される製品部分の一体
的な形成が容易に実現され得ることとなったのである。
しかも、かかる本発明にあっては、接合面の形状が、セ
ラミックス粉末からなる成形部分の静水圧加圧による形
成に実質的に何等のＬＷをももたらすものではないとご
ろから、セラミックス成形体の接合面に対する加工もそ
れ程必要でなく、また従来の如く接合材を用いるもので
もないために、工程が著しく短縮化され得るのであり、
更にその接合部での欠陥の発生、例えばクラックや隙間
が生じたり、空気を巻き込んだりする等の問題も効　　
′果的に抑制され得るのである。
ところで、かかる本発明において用いられるセラミック
ス材料としては、Ｓｉ３Ｎ４．５ｉＣ１Ｚ　ｒ　０２　
、Ａ　ｌ　２０３　、］−シェラ・イト、あるいは焼成
によりそれらを生成する物質等があり、本発明にあって
は、かかるセラミックス材料の何れかを用いて、目的と
するセラミックス製品（複合構造体）の一部を構成する
セラミックス成形体が、まず、射出成形法等の公知の成
形手法に従って成形されろこととなる。なお、このセラ
ミックス成形体は、第１図にその一例としてのセラミッ
クス１コーターの翼部ｌが示されているように、その羽
根部分２の如き複雑な形状を有する製品部分として形成
されるものである。尤も、このように、かかる予め成形
されるセラミックス成形体は、セラミックス製品の複雑
な形状の部分を含むように形成さノ９．己のが最も好ま
しいものであるが、一度の成形操作で（；シ困難な大型
のセラミックス製品の場合にあっ一部は、その単純な形
状の一部をセラミック、ス成形体にて形成して、本発明
を適用することも可能である。
また、本発明のセラミックス成形体には、上述の如く、
通常の成形手法によって得られる少量のバインダーを含
むもの、成形後にバインダーを除去したもの、或いは成
形体に強度を付与させる目的で仮焼したもの等が適宜、
選択されて用いられることとなる。
次いで、こうして形成されたセラミックス成形体に対し
て、該セラミックス成形体の占める部分を除く、セラミ
ックス製品の残余の部分を形成すべく、そのような残余
の部分か形成されるべきセラミックス成形体の所定の部
位に、筒状の如き所定形状のゴム型が押し当てられ、そ
して該ゴム型内に収容される該セラミックス成形体と同
質のセラミックス粉末が、かかる成形体表面に接触せし
め・られるようにされるのである。
このセラミックス製品の残余の部分を形成するセラミッ
クス粉末は、例えばセラミックス成形体がＳｉ３Ｎ４の
場合にあってはＳ　ｉ３　Ｎ４、Ｓ　ｉＣの場合はＳｉ
Ｃの如く、主たる組成がセラミックス成形体と実質的に
同一のものを用いることかできる。
因みに、第２図に示された例にあっては、ローター翼部
１の背面に位置するローター軸部を形成すべく、かかる
ローター翼部１の背面に対して、円筒状のゴム型４が押
し当てられ、そしてかかるゴム型４内に充填されるセラ
ミックス粉末８が、ローター軸部か形成されるべきロー
ター翼部１の背面５に接触せしめられるようにされる。
そして、このようにセラミックス成形体たるローター翼
部１の背面に押し当てられたゴム型４の押当部を少なく
とも含むように、ローター翼部１の全体かラテックスコ
ムの如き弾性体３にて被覆せしめられ、そして更にかか
る弾性体３とゴム型４との接（Ｕ部には、ラテックスゴ
ムの如きシール祠６か適用されて、それらの間の完全な
シール、一体化が行なわれるのである。なお、円筒状の
ゴム型４の他方の端部には、ゴム栓７が設けられており
、これによってゴム型４内部が完全に密封されて、その
内部に充填されたセラミ・７クス粉末８中に外部の液体
か侵入しないようにされている。
尤も、このゴム栓７に代えて、チューブ状のゴム型４の
醋１部を縛って密封することも可能である。
また、この二１人型４中に充１！■されるセラミックス
粉末８１よ、セラミックス成形体たるローター翼部１を
構成するセラミックス材料と実質的に同質のものが選択
されることとなろつさらコ、二　　かかる■１−ター翼
部１を覆う材料として：よ、例示のコム等の弾性体３に
代えて、プラス千ツクフィルムなとも用いることが可能
であり、後の静水圧加圧手法を該＋］−ター翼部１に伝
え得るものてあｈは、各種の可撓性体の適用か可能であ
る。
このように、ローター９３部１の如きセラミックス成形
体を可撓性体で覆い、そしてコム型４巳こ−Ｃセラミッ
クス粉末に加圧力か作用ずろようにすね。
ば、後の静水圧による加圧作用か全体に及び、じかもあ
らゆる方向からの加圧作用かセラミックス成形体並ひに
セラミックス粉末に加わる、ユととなるのである。
次いで、かくの如く、ゴム型内に所定のセラミックス粉
末を充填せしめて、セラミックス成形体の所定の表面に
接触せしめ、目、つかかるセラミックス成形体の表面を
可撓性体で覆った状態下にぢいて、その全体を通常の静
水圧加圧手法によって加圧せしめる。この静水圧加圧に
よ−って、ゴノ、型内に充填、収容されたセラミックス
粉末は、甲なる一軸方向の加圧力止は異なり、あらゆる
方向から加圧力を受けることとなり、以てかかるセラミ
ックス粉末が効果的？、こ圧縮、成形されて、一体化す
ると共に、セラミックス成形体との接触部分に゛おいて
、それらセラミックス成形体とセラミックス粉末圧縮成
形部分との有効な一体化が為され得ることとなる。
そして、かくして得られた、セラミックス成形体にセラ
ミックス粉末成形部が一体的に形成されたセラミックス
成形品を、常法に従って加熱、焼結せしめろことにより
、強固なセラミックス複合構造体（製品）が形成され、
ここに、第３図に示されるセラミックスターボチャージ
ャーローター用セラミ、クス製品の如く、セラミックス
成形体１部分の所定の部位に、目的とするセラミックス
製品の残余の部分、例えばり−ター軸部９が一体的に形
成されたセラミックスローター用セラミックス複合構造
体１０が完成されるのである。
なＪ５、ごのようなセラミックス成形体の所定の部位に
セラミックス粉末からなる成形部分を一体的に形成する
だめの静水圧加圧操作は、通常の手順に従って行なわれ
得るものであり、またその際の圧力としては、セラミッ
クス粉末かセラミ７・クス成形体の所定の部位に一体化
され、またセラミックス粉末による成形部分に所定の性
能を与え得る圧力が適宜に選定されるが、一般的には１
ｔｏｎ／　ｃａｔ程度以上の圧力が採用されることとな
る。
このように、静水圧加圧手法を採用して、セラミックス
成形体の所定の部位に、セラミックス粉末からなる成形
部分をゴム型を用いて一体的（こ形成せしめるようにす
れは、従来の如き二つのセラミックス部品の接合に際し
て要請されろ、それらの接合面の精密な加工や接合＋１
による接合の工１ｖないしは操作が全く必要でなくなり
、また一方のセラミックス部品の予備成形操作も何坪、
ソ・要でなく、そのようなセラミ２・クス部品形状にト
目当ず、ど、成形部分の成形操作とそれらの接合１（４
作か同■冒こ、−挙に行なわれ得るのである。
また、このように、目的とすもセラミックス部品の残余
の部分を構成するセーフミックスＪ’／Ｊ−１翼：ｊ、
静水圧加圧によってセラミックス成形体の所定の部位に
一体的に接合されるものであるところから、かかるセラ
ミックス成形体の接合部位、換言すればセうミックス粉
末の接触面の性状はそれ程重要現されるものではないの
であって、第１図に示さ１９、た１１−ター弓・ｄ部ｌ
の背面の如き平坦な接触面５（こト１４られろことなく
、凹凸のある面であっても何坪差支えない。むしろ、接
合部の強度を句心すると、−！！−／ζノクス成形体の
セラＡ　’７クス粉末に対する接触部位は、入り組んだ
凹凸形状を呈することが望ましいのである。
なかでも、本発明にあっては、第４〜６図に示されるよ
うに、セラミックス成形体のセラミックス粉末接触部位
を凸部、好ましくは円錐形状や、丸みをつけた截頭円錐
形状等の形状の突出部１１として構成し、これによって
セラミックス粉末８との接触面積を大ならしめて、接合
界面の強度を向上せしめることが望ましい。尤も、本発
明に従っ°ζ得られるセラミックス複合構造体の、焼結
後のセラミックス成形体に相当する部分とセラミックス
粉末成形部に相当ずろ部分との接合面（境界面）が、他
の部分に比べて強度が低いわけてはなく、一般に一方の
側から他方の側に強度が漸次変化する状態となっている
。むしろ、それらの間の強度が異なる場合において、そ
の接合面においては、強度が漸次変化していることが望
ましく、急激な変化は避けることが好ましい。
また、所定のセラミックス成形体の一部に所定形状のセ
ラミックス粉末からなる成形部分が一体的に形成された
セラミックス成形品を、セラミックス成形体及びセラミ
ックス粉末に最適な焼成温度及び雰囲気にて、通常の方
法に従って焼成せしめることにより、完全に一体化され
たセラミックス複合構造体が得られるのであるが、その
ようなセラミックス製品にあっては、そのセラミックス
成形体に相当する部分とセラミックス粉末成形部に相当
する部分との間の結合界面における結合強度を向上し、
それらの間での割れ等の問題を防止する上において、前
述の如く、セラミックス成形体相当部分の側からセラミ
、・クス粉末からなる成形部相当部分の側に突出する凸
部１１が存在するように、構成されることとなる。
また、本発明に従って得られるセラミックス複合構造体
は　焼成後のセラミックス成形体部分と１５ラミノクス
粉末成形部分との密度が一般に異なるものとして得られ
、そのような特性は、セラミックス製ターボチャージャ
ーローターを製造する一Ｌにおいて有利に利用され得る
ものである。
すなわら、ターボチャージャーロークーにあっＣは、・
との＋、＋−：ｘ−翼部ｌとしｌ翼部−軸部９とに要庫
される特性が異なり、例えばローター翼部１にあって！
、；Ｌ　、高／ｌ’Ｌ！Ｌ下での耐久性が要求される一
方、ＩＩ−ター軸部９にあっては、常温下での耐久性に
廂えζ、高速回転に伴う高応力に対する耐久性（強度）
か要求されているのであり、その場合には、焼成後にお
いて、ローター翼部ｌ及びローター軸部９は、何拍、も
その理論密度の８５％以上の密度となるように成形され
ると共に、前者のローター翼部１よりも後行の１：Ｊ−
クー軸部９の方がより密度か高くｔろようにされること
が望ましい。この場合において、本発明は、かかるロー
ター軸部９を形成する静水圧加圧条件、特に圧力を適宜
に選択することによって、目的とする密度のローター軸
部９を極めて容易に成形することができるのである。そ
して、このように、ターボチャージャーローターを製造
する上において、本発明の特徴はより良く発揮され得る
のである。
さらに、本発明のセラミックス複合構造体は、バルブ等
の軸断面が丁字形の成形品を得る時にも有用である。ず
なわら、バルブ゛９の中線形状成形品は、一体成形後、
所定形状Ｑこ加工されることが多いが、本発明に従えば
セラミックス成形体からなる弁部とセラミック粉末から
なる軸部を極めて簡単に接合一体化でき、しかも略最終
形状に近いものが得られるのである。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、焼成によっ
て目的とするセラミックス複合構造体の一部を構成する
セラミックス成形体の所定の部位に、セラミックス粉末
からなる所定形状の成形部分を、静水圧加圧手法によっ
て一挙に一体的に形成するものであって、従来の如き二
つのセラミックス部品を接合する方式あるいは一体成形
品から目的の形状に加工する方式に比べて、使用原料を
節約せしめ、またセラミックス製品の型造工程を著しく
短縮せしめ、以てその製造コストを低下せしめ、更にそ
の生産性を向上せしめ得たものであって、従来の如き接
合面に対する精密な加工や接合材の■布等の前処理も悉
く不要と為し得、成形後あるいは焼成後の目的形状への
後加工も短縮せしめたのである。
しかも、本発明にあっては、セラミックス成形体とセラ
ミ’）クス粉末からなる成形部分との間の結合界面には
、何等の接合材も存在するものでないとごろから、その
ような接合材に起因したクラック等の発生、空気の巻込
み等の問題を生じることは全くないのである。
また、本発明にあっては、固体のセラミックス部＋４同
士の接合ではなく、セラミックス成形体に対するセラミ
ックス粉末の結合及び一体化となるために、従来の如く
、接合されるべきセラミックス部品間の成形収縮、更に
は焼成収縮を調節して、それらが略同様な値となるよう
にする調整操作も全く不要と為し得たのである。そして
、これＳこよって、従来の如き、一方のセ’）　ミ７　
；）ス部品の収縮率によって他方のセラミックス部品と
して物性の良いものの使用が制限されていた間コカが、
有利に解消され得るのである。
要するに、本発明に従えば、・ｌ、ラミノクス成形体の
所定部位に、静水圧加圧に土って、−挙にセラミックス
粉末からなる成形部分が形成されるものであるところか
ら、成形収縮の問題−よ何坪生じず、例えばセラミック
ス成形体とは粒度の異なるセラミックス粉末を用いた場
合にあっても、欠陥のないセラミックス成形品をｌｊ７
ることか６１能である。また、焼成収縮にあっても、従
来のセラミックス部品接合方式に比へて、本発明におけ
ろ？ラミソクス成形体部分とセラミックス粉末成形部・
】）との間の焼成収縮差の許容度も著しく大と為ＬＨ，
ｒ７るのである。それ故に、本発明に従えば、収縮−ト
の問題を実質的に顧慮することなく、セラミックス粉末
を選び得て、以て目的とする性能のセラミックス粉末成
形部分をセラミックス成形体に一体的に形成し、目的と
するセラミックス複合構造体′　を１３ることができる
のである。
なお、本発明は、ターボチャージャーローター、軸流タ
ービンローター、バルブ等の各種エンジン部品への適用
はもとより、従来、一体成形がら削り出していた単純形
状のセラミックス品にも適用でき、原料ロス、加工時間
の短縮をも可能としたものである。
（実　施　例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明に従う幾つかの実施例を明らかにするが、本発明が、
そのような実施例の記載にょっ°ζ何等制限的に解釈さ
れるものでないことは、言うまでもないところである。
本発明は、ヒ述した本発明の詳細な説明並びに以下の実
施例の他にも、各種の態様において実施され得ろもので
あり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者
の知識に基づいて種テなる態様において実施され得るも
のは、何れも本発明の範嗜に属するものであることが、
理解されろべきである。
実施例　１ 平均粒径１μｍのＳ！３Ｎ４扮末１００重量部に、焼結
助剤としてＭ　ｇ　Ｏ３重量部、Ｓ　ｒ　０２　ｑ置部
及びＣｅＯ２４重量部を加え、均一に混合せしめた。そ
して、この調製された原料＋５）末を１．・′２に分け
、一方の粉末をＡとしてセラミ、クス成形体作製用とし
、また他方のＦ’ｒ’ｊ上を１３　、Ｊ：Ｌ、てセラミ
ックス成形体に接合、一体化せしめられるセラミックス
粉末とした。
そして、セラミックス成形体として第１図に示される如
きｔ：Ｖ−ター翼部ｌを成形す−Ｗｈ　；”、−め（こ
、ｌ記粉末Ａの１００重Ｗ部に対して、引出成形用助剤
としてポリエヂレンワノクスＩ　Ｊ　、ｒｎ　尾部　ス
ー１−アリン酸２重は部を添加し、加圧式ニー・ターを
用いて混卆東し）こ１多、ベレノ１状にｊ青゛１立３．
カニ。１久゛いて、この造粒後のベレットを用いて、加
！：！シＩ’ＬＡ度＝１：３０°（：、射出圧カニ　１
　ｔｏｎ　／ｃ＋＋！、金型温度：５０℃にて、第１図
に示されるセラミックス成形体、即も）羽根部分２の直
径二６０龍、羽根部分２の肉厚（最薄部）か０．７１１
１ｍのターボチャージャーローター用翼部ｌを射出成形
した。その後、熱風循環式電気炉を用いて、室温から４
００℃まで５℃／時１、；ｌ−で昇温Ｉ！しめ、川に・
１００°Ｃの温瓜で５時間保持することうこより、目的
とするセラミックス成形体：！１−ター翌部１７８−得
た。
次いで、かかるＩＪ−ター翼部１に対してローター軸部
９を形成するために、第２図に示されるように、Ｕ−タ
ー翼部ｌのセラミックス粉末８と接触せしめる所定部分
以外の表面をラテックスゴム３で被災し、更に該セラミ
ックス粉末８を接触させるローター翼部ｌ背面部分に所
定の円筒状のゴ１１型４を押し当て、そしてラテックス
ゴム３とコム型４の接触部をラテックスゴム６で密封せ
しめた。その後、セラミックス粉末８として前記分割し
た粉末Ｂを用い、これをゴム型４の中へ充填し、し＋−
ター翼部［の背面接触部５に対して接触部しめた状態に
おいて、ゴム栓７によりゴム型４の開口部を閉塞せしめ
た。
さらに、その後、かかるロークー翼部１とコム型４とを
セットしたアッセンブリ；こ対して、静水圧加圧手法に
て２　　ｔｏｎ／ｃＩＩｉの圧力をかけ、セラミックス
成形体であるローターへ１部１とコム型・１因に充填さ
れた粉末８からなるセラミ、・クス粉末８とを一体化せ
しめ、セラミックス成形品を形成巳た。かくして得られ
た一体化セラミソ・タス成形品（ターボチャージャーロ
ーター用成形品）には、特にそのロークー翼部１とセラ
ミックス１′５）末８から形成されたローター軸部９と
の接触部５近傍においても、クラックは全く認められな
かった。
そして、このように一体化して得られたセラミックス成
形品をＮ２雰囲気中、１７００°Ｃて３０分間焼成する
ことにより、目的とするセラミックス複合構造体である
セラミックスター上手や−ンヤーローター焼結体を得た
。そして、この得らメ７、たローターの外観を観察した
ところ、ローターの如何なる箇所にもクラックは全く認
めろ机なかった。
さらに、かくして得られたローター焼結体力）ら、第３
図において二点鎖線で示されるセラミックス成形体部分
１２と、セラミ・ノクス粉末（粉末Ｂ）８で成形された
部分１３と、両者の接触部分１４の３箇所より　４４：
、ｊ曲げ強度測定用試験片：３＋ｕａＸ　３　＋＋ｖ　
Ｘ　３　Ｑ　龍を切り出し、それぞれその曲げ強度を測
定した。
・七の結果が、下記第１表に示されているが、かかる第
１表から明らかなように、各々の部分４よ略同等の強度
を示し、ローター翼部１とローター軸部９とのＬは触部
分の強度か低下することもなかつ第　　１　　表 実施例　２ 平均粒径１μｍのＳｉ３Ｎ４扮末１００小量部に、焼結
助剤としてＭｇ０３重量部、Ｓ　ｒ　０２重量部及びＣ
ｅ０２４重量部を加え、均一に混合せしめた。そして、
この８１１１Ｉ製された原料粉末をＡ吉してセラミック
ス成形体作製用とした。−・方、平均粒子径０．６　ｐ
　ｍのＳ　ｉ　３　Ｎ４　Ｆ５３末１００ｆｆ１７部　
　　　゛に、焼結助剤としてＭｇ０４重ｉＭ部、Ｓ　ｒ
　０２　Ｂｊｊ　　　　　’置部及びＣｅＯ２３重遣部
を加え、均一にｃ′昆合巳た。そして、この調整された
原料＋５）上をＣとして。
−１１−うミ、ノクス成Ｊト体に一体的に接合されるセ
ラミックス粉末とした。
１欠いて、第・１図に示されるセラミックス成形体、Ｉ
ＩＩち軸部か形成されるべき背面に円錐形状の凸部ＩＩ
を有するターホチャージャーローター用翼部１を成形−
４゛ろために、上記原料粉末Ａの１００重尾部に対して
、射出成形用助剤としてポリエチレンワックス１５重量
部及びステアリン酸２重量部を添加し、：、Ａ′ｒ、を
加圧式ニーグーを用いて混練せしめた後　ベレ７・ト状
に造粒した。次いで、この造粒後のベレットを用いて、
加熱温度＝１５０°Ｃ２射出圧カニ　１　１．ｏｎ　、
／　ｃｎｔ、金型温度：５０°Ｃにて羽ａ部分２の直ｉ
イ二６０■、羽根部分２の肉厚（最薄部）か０．７　ｍ
ｕのり−ター翼部１を、セラミックス成形体として射出
成形した。その後、熱風循環１−いヒ′７（枦を用いて
、室温から４００°Ｃまで５°Ｃ／時間の辻ｖ、ｒで昇
温せしめ、そのまま４００°Ｃの温度゛ζ５時間保持す
ることにより、目的とするセラミ、、　、’）フ、成形
体としてのローター翼部１を得た。
次いて、かかるローター翼部１に対して、その軸部を形
成するために、第５図に示されるように、セラミックス
粉末８と接ｉ１ｄ！させる部分以外のローター翼部１表
面をラテックスコノ・３て被覆し、更にかかるセラミッ
クス粉末８を接耐；させる部分にゴム型４を押し当て、
ラテックスコム３とゴム型４の接触部をラテックスコム
６で密トドｕしめた。
その後、前記原料粉末Ｃからｉζろセラミックス粉末８
をコム型４の中へ充がし、ローター翼部１の背面の凸部
１１が形成された部分に接触せしめた状態において、コ
ム栓７Ｇこよりゴム型４の開口部を閉塞せしめた。
更にその後、かくして得られたローター翼ｎｌ’ｌ　ｌ
に対してゴム型４内に収容したセラミ・ノクス粉末８を
接触せしめた状態にあるアッセンブリーを、静水圧加圧
せしめ、２　　Ｌｏｎ　／　０品の圧力をかけて、セラ
ミックス成形体としてのし１〜タ一翼部１の＋’Ｙ面に
セラミックス粉末８としての粉末Ｃを一体的に接合せし
め、所定形状のローター輔９としての成形部分を形成せ
しめ、セー７ミ、クターホチャージャーローター用セラ
ミ７・クス成形品を得た。この一体化されたセラミック
ス成形品、及びそのロー・冬、　　ａ：７部１とセラミ
ックス粉末（粉末Ｂ）８かＪ賢（ろ１」−ター軸部９と
の接触部５近傍には、何等のクー！、、、：／ち見い出
し得なかった。
そし、て、かくして得られた一体化セラミソクス品Ｅ　
Ｎ　２雰囲気中、１７００°Ｃで３０分間焼成すること
により、目的とするセラミックス複合構造体であるセラ
ミックスターボチャージャーローターＬ１“Ｌ結（，１
−全冑た。この得られたローターの外観を観察したとこ
７）、ｌ−１−ターの如何なる部分にもクラ、りｌ、し
全くＪ忍められなかった。
さぢに、かくして得られたローター焼結体から出う、ノ
タス成形体相当部分であるローター翼部ｌと、レラＳ、
７クス粉末８て成形された部分に相胃１する１−１−タ
ー軸部９と、それら両者の接触部（接’＋ｌｆ部分）の
３箇所より３点曲げ強度測定用試験ｊ″１’　：　３１
ＩＩＩＩφＸ　、３　Ｑ　ｍｍを切り出し、それぞれの
曲げ強度を測定した。また、それぞれのサンプルの密度
を求め、前述の曲げ強度結果と共に、下記第２左に示し
ノ、〕、７ 第　　　２　　　表 ※：理論密度に対する百分率 かかる第２表の結果から明らかなように、原’＋’：、
を粉末Ｃからなるセラミックスわ）末８を用いて、静水
圧加圧により形成されたローター軸部９の強度が１：１
−ター翼ｉ；＋（１よりも著しく高くされ青、また密度
においても、ローター軸部９はローター翼部１よりも高
いものであった。
実施例　３ 平均粒径１μｍのｚ　ｒ　ｏ２扮粉末００屯甲１部に焼
結助剤としてＹ２Ｏ３５重量部を加え、均一に混合せし
めた。この調ｖＡされたｊ、；ｊ　：目をし／　２５こ
づ）け、−力の１；η未をＤとしてセラミックス成形体
用とし　また他方の粉末を巳としてセラミックス成形体
に接合、一体化せしめられるセラミ、クス粉末とした。
そとて、セラミックス成形体として、第７図に示されろ
如き、エンジン部品の一部一部あ一″）・イ：・′５−
−クハルゾ（エキゾーストハルツ）１２の弁部１３を成
形するために、上記粉末りの１００中量部に対しスＩＪ
ノプキャス１〜用助剤としてアルキン酸りｌリウノ、■
重量部、水５５重量部（内置）を加え攪拌機を用いて混
合し泥県とした後、第７図の弁部分か形成された石膏型
へ流し込みインテークバルブ１２の弁部１３を流し込み
成形した。その律、乾燥器の中へ入れ徐々に昇温させ、
１００　’Ｃ：　’、、ニーＣ３時間乾燥し、目的とす
るセラミックス成）し体インテークバルブ１２の弁部１
３を得た。
次いて、インテークバルブ１２の軸部１　＝１を形成す
イｌ　４”、：　ｋ’、＋　　第７図（ａ）、　　（ｂ
）に示されるように、インテークバルブ１２の弁部１３
とセラミックス粉末を接触させる部分５以外の表面をラ
テ、７クスコムで被覆した。そし７て、インテークバル
ブ■２の軸部［４を形成４゛イ）ためうこ、所定の円筒
状のコムチューブを上記ｌごラミノ／／スｌ’５３七て
接１９Ｊ！さセる部分５へ押し当て、ラテ、クスコＪ、
て密１．１さゼた。その後、前記分割したセラミ、クス
扮７ｋＥをこのコノ１チユーブの中ハ、充Ｉｔ１し、イ
ンテークバルブの弁部１３の接触部郭こ接ｉ’ｄ１させ
た１光態る二おいて、輪コムによりコムチューブの開口
ｊｔｆを閉塞した。
その後、弁部１３とゴム型とをセ、トシたア。
センブリに対して、静水圧加圧手法にて５１ｏｎ／ｃｍ
ｌの圧力をかけ、一体化せしめた。かくして得られた一
体化セラミノクス成形品を、電気炉にて１５００℃で１
時間焼成ずろごとにより、目的とするセラミックス複合
体であもインテークバルブ１２の焼結体を得た。このイ
ンテークバルブの如何なる個所にも欠陥は認められなか
った。
実施例　４ 平均粒径ＩμｍのＳｉ３Ｎ４扮末１００重Ｔ部に、焼結
助剤としてＭｇ０３重９部、ＳｒＯ２重Ｖ部、ＣＬ！０
２４重千部を加え、均一に混合せしめた。ぞして、ごの
調製された原料粉末を１／２に勺け、一方の粉末をＦと
してセラミックス成形体作製用とし、また他方の粉末を
Ｇとしてセラミ７・クツ、成形体に嵌合、−・体化せし
められるセラミノウス１分末とした。
そして、セラミックス成形体として第７図（ａ）、（ｂ
）に示されろ如きインテークバルブ１２を成形するため
に、上記粉末Ｆ１００重量部に対して、射出成形用助剤
としてマイクロクリスタリンワ７・ラス１２置部部、ポ
リエチレン３重量部、ステアリン酸２重量部を添加し、
加圧式ニーダ−を用いて混練した後、ペレット状に造粒
した。次いて、この造′位ｉ段のペレノ１を用いて、加
熱温度：１５０°Ｃ１射出圧カニ　１．５　ｔｏｎ　／
ｃ＋ａ、金型温度・５（１°（−１ごて　第７図に示さ
れるインテークバルブの４１１部１：３ど乙幻るセラミ
７・クス成形体を射出成形ｊ−た。その（多、熱風循環
式電気炉を用いて、室温から４００°ＣまでｌＯ°Ｃ／
時間で昇温せしめ、更（こ４００　’Ｃで５時間保持し
て脱脂した。その後、窒素雰囲気炉を用い、８００　’
Ｃてｌ　Ｉ＋、冒；１１仮焼５、インテークバルブの弁
部１３用セ゛ノミノクス成形体を得た。
次いで、インテークバルブ］２の軸部１　＝１・全形成
するため、第７図に示されるように、イ〉′テークバル
ブ１２の弁部１３とセラミックス粉末を１妥触させる部
分５以外の表面をラテックスコムで被覆した。そして、
インテークバルブ１２の軸部１４を形成するために、所
定の円筒状のゴムチＬ−ブを上記セラミックス粉末で接
触させる部分、５へ押し当て、ラテックスゴムとコムチ
ューブの１妥触部をラテックスゴムで密封させた。その
ｔｌ　＝　！！！Ｉ　１’＋己分割したセラミックス粉
末に茫ごのコムチューブの中へ充愼し、インテークバル
ブのｈ゛部１づの接触部５に接触さ−Ｕた状態に１゛；
いて　輪−１，′、乙こｌ、１）コムチューブの開口部
を閉塞し７た。
その後、弁部１３とゴノ”・へ１とをｊ、　、、　ｌ・
し７ゾごｊ゛７・センブリに対して、静水圧加圧手法；
こて５い知／′ｃｎｔの圧力をかけ、−・体化せしめた
。かくして（！１られた一体化セラミノクス成形品をＮ
２零囲′べ中。
１７００°（：で３０分間焼成するごとにより、目的と
Ｊるセラミックス複合構造体であるインテークハルツ１
２の焼（清体を冑た。このインテークハルツの如何ｆ、
（−”、、個所にも、欠陥は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にて用いられるセラミックス成形体Ｊ：
Ｌ−’Ｃの１゛コ一ター翼部の一例を示す断面ｍ？ｒ図
であり、第２図はそのようなローター翼部に対してコム
型を！：　’、’／トして′ｆ、（るアッセンブリの静
水圧加圧＋’＋ｉｉの状態を示す断面説明図であり、第
３図は第２図のア、−１：：、−，７′ＩＪを静水圧加
圧した後、焼結して得らね７るセラミックス複合構造体
の一例を示す断面説明図である。第４図、第５図及び第
６図は本発明の池の例を示す、それぞれ第１図、第２図
及び第３図に相当ずろ断面説明図である。また、第７図
に３）、　　（ｂ）は、それぞれ、本発明をハルツに適
用した例を示す、焼結して得られるセラミ７・・′ノ；
（複音（１１１￥造体の正面説明図及び右側面図てあ・
乙。 １・１１−ター）・１！部　２：羽根部分３：弾性体　
　　　４　：　７１’、ｒ、型６：封止部　　　　７：
コノい（↑ ８：セラミノクス粉末 ９：ローター軸部 １０：セラミックス複合構造体 １１：凸部（突出部） １２：インテークハルツ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）目的とするセラミックス複合構造体の所定形状の
    一部を構成するセラミックス成形体を予め成形した後、
    前記セラミックス複合構造体の残余の形状部分が形成さ
    れるべき該セラミックス成形体の部位にゴム型を押し当
    てて、該ゴム型内に収容される該セラミックス成形体と
    実質的に同質のセラミックス粉末が、該セラミックス成
    形体表面に接触せしめられるようにすると共に、かかる
    ゴム型の前記セラミックス成形体に対する押当部を少な
    くとも含むように該セラミックス成形体全体を可撓性体
    で被覆せしめ、次いでこれを静水圧加圧手法により加圧
    せしめて、前記セラミックス成形体と前記ゴム型内のセ
    ラミックス粉末とを実質的に一体化させた後、焼結する
    ことを特徴とするセラミックス複合構造体の製造法。
  2. （２）前記セラミックス粉末と接触させられる前記セラ
    ミックス成形体の表面が、凸部として形成されている特
    許請求の範囲第１項記載の製造法。
  3. （３）前記可撓性体がラテックスゴムである特許請求の
    範囲第１項記載の製造法。
  4. （４）前記セラミックスが、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、ＳｉＣ、
    ＺｒＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、コージェライト、あるい
    は焼成によりそれらを生成する物質の何れかよりなるも
    のである特許請求の範囲第１項記載の製造法。
  5. （５）前記セラミックス複合構造体がターボチャージャ
    ーローターであり、前記セラミックス成形体がその翼部
    に相当するものである特許請求の範囲第１項記載の製造
    法。
  6. （６）所定のセラミックス成形体の一部に、セラミック
    ス粉末からなる所定形状の成形部を一体的に形成してな
    るセラミックス成形品を焼結して得られたものであって
    、該セラミックス成形体に相当する部分と該セラミック
    ス粉末成形部に相当する部分との境界部に、前者の側か
    ら後者の側に突出する凸部が設けられていることを特徴
    とするセラミックス複合構造体。
  7. （７）前記セラミックス成形体部分と前記セラミックス
    粉末成形部に相当する部分との間に密度差が存在する特
    許請求の範囲第６項記載のセラミックス複合構造体。
  8. （８）前記セラミックス成形体がターボチャージャーロ
    ーターの翼部に相当するものであり、前記セラミックス
    粉末成形部が該ターボチャージャーローターの軸部に相
    当するものである特許請求の範囲第６項又は第７項記載
    のセラミックス複合構造体。
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