セラミック鋳造用金型は、スリップ鋳造、ゲル鋳造、テープ鋳造などのさまざまな技法により、複雑で精密なセラミック部品を製造するために使用されます。
これらの手法では、焼結プロセス中に発生する一貫した収縮を考慮に入れて、複雑な形状を密接な公差で製造することができます。
ここでは、セラミック鋳造鋳型の使用方法について、重要な技法と手順を中心に詳しく説明します。
セラミック鋳造鋳型を使用するための5つの必須技術
1.スリップ鋳造
プロセスの概要:スリップ鋳造では、石膏のような微多孔質材料でできた鋳型にセラミックスラリーを流し込みます。
鋳型は液体を吸収し、セラミック部品を固めます。
用途:この技法は、高級陶磁器、流し台、衛生陶器、断熱部品の製造に使用されます。
ステップ:
- 金型とスリップの準備:金型を輪ゴムで固定する。
- 型にスリップを詰める:型にスリップを入れる。
- 余分なスリップを取り除く:型からスリップを抜き、余分なスリップを取り除きます。
- 離型:スリップが固まったら、鋳型から鋳物を離します。
- 作品の仕上げ:必要に応じて、セラミック部品を後加工します。
2.ゲル鋳造
工程概要:ゲル鋳造では、セラミック粉末を有機モノマー溶液と混合します。
このスラリーを金型に流し込むと、モノマーが重合してゲルが形成され、セラミック粉末粒子が結合して強度の高い複雑な形状の部品ができます。
用途:この方法は経済的で、タービンローターのような大型で複雑な形状の製造に使用される。
ステップ:
- スラリーの準備:セラミック粉末と有機モノマー溶液を混合する。
- スラリーを型に流し込む:型が準備できたことを確認し、スラリーを流し込む。
- モノマーを重合させる:モノマーを重合させ、ゲルを形成させる。
- 部品を加工する（必要な場合）:焼成前に部品を加工することができる。
- セラミックの焼成:セラミック部品を高温で焼成する。
3.テープ鋳造
工程概要:テープ鋳造では、平らな表面にセラミックスラリーの薄膜を形成します。
スラリーの膜厚は、移動するキャリア表面の上にあるナイフエッジによって制御される。
用途:この技術は、コンデンサーや誘電絶縁体用の多層セラミックの製造に使用されます。
ステップ:
- スラリーの準備:セラミック粉末を溶剤と混合してスラリーにする。
- スラリーを広げる:ナイフエッジを使ってスラリー膜の厚さを調節する。
- 溶剤を蒸発させる。:溶剤を蒸発させ、セラミックシートを形成する。
- セラミックシートを剥がす:セラミックシートを支持体から剥がします。
- シートを加工する:必要に応じてセラミックシートをさらに加工します。
4.焼結工程
工程概要:焼結では、グリーン体（未焼成のセラミック部分）を高温で加熱してセラミック粒子を融合させ、気孔率を大幅に減少させます。
ステップ:
- スラリーの混合:水、結合剤、凝集除去剤、および未焼成セラミック粉末を均一に混合してスラリーを形成する。
- スラリーの噴霧乾燥:スラリーを噴霧乾燥粉末にする。
- グリーン体のプレス:粉末を型に入れ、プレスしてグリーンボディを形成する。
- バインダーを焼き切る:グリーンボディを低温で加熱し、バインダーを焼き切る。
- セラミックを焼結する:適切な焼結を確実にするため、膨張-温度曲線を観察しながら、セラミック部分を高温で焼結する。
5.安全性と取り扱い
るつぼの取り扱い:加熱中の膨張による損傷を避けるため、るつぼに材料をゆるく入れる。
溶解と注湯:事故防止のため、溶融物を運搬および注入する際には、適切な道具と安全装置を使用する。
これらの詳細な手順と技術に従うことで、セラミック鋳造鋳型を効果的に使用して、正確な寸法と複雑な形状を持つ高品質のセラミック部品を製造することができます。
各方法には固有の用途があり、最終製品が希望の仕様を満たすように細心の注意を払う必要があります。
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