CN203253924U - 混合粉末的高密度成形装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混合粉末的高密度成形装置。包括：混合粉末供给机，其向定位于混合粉末填充位置的容器腔体内填充混合粉末；混合粉末转移装置，其将容器腔体内的混合粉末转移到已与容器对应定位的第一模具腔体内；第一加压成形机，其从第一冲头向混合粉末施加第一加压力成形混合粉末中间压缩体；加热升温机，其加热第一模具及混合粉末中间压缩体，将混合粉末中间压缩体的温度升高到相当于润滑剂的熔点的温度；中间粉末压坯转移装置，其将混合粉末中间压缩体传递并转移到第二模具内；第二加压成形机，其向混合粉末中间压缩体施加第二加压力成形高密度的混合粉末完成压缩体；以及产品排出装置，其在产品排出位置上排出混合粉末完成压缩体。

Description

混合粉末的高密度成形装置

技术领域

本实用新型涉及一种高密度成形装置，其可通过对混合粉末进行二次加压而成形高密度（例如7.75g/cm³）的粉末压坯。

背景技术

通常，粉末冶金技术是先对金属粉末加压（压缩）进行成形处理成形规定形状的粉末压坯，接着将粉末压坯加热到该金属粉末的熔点附近的温度并促使粒子间结合（固化）进行烧结处理的一系列技术。由此，可以用低成本制造出形状复杂尺寸精度高的机械部件。

随着对机械部件更加小型轻量化的需求，要求提高粉末压坯的机械强度。另一方面，如果将粉末压坯暴露在高温气氛中则磁性能会降低。因此，在实际生产磁心用粉末压坯时，有时会省略其后的高温处理（烧结处理）。换言之，正在摸索一种即使不进行高温处理（烧结处理），也能提高机械强度的方法。

此处，有人提出机械强度会随着粉末压坯密度的增加而得到大幅（双曲线型）提高。作为有代表性的高密度化方法，有人提出一种将润滑剂混合在金属粉末中以此来减小摩擦阻力并加压成形的方法（例如专利文献1）。通常是在基础金属粉末中混合约1重量%（1wt%）的润滑剂成形混合粉末，对混合粉末进行加压成形。还有人提出了很多旨在进一步提高密度的方案。这些方案大体分为改善润滑剂本身和改善加压成形、烧结处理所涉及的工艺流程。

作为属于前者的方案，可以举出球状炭分子和板状炭分子组合在一起的碳分子复合体的方案（例如专利文献2）；25℃时的针入度是0.3mm～10mm的润滑剂的方案（例如专利文献3）。这些方案均为减小金属粉末彼此间及金属粉末和模具间的摩擦阻力的方案。

作为属于后者的方案，已知的有温热成形烧结粉末冶金方法（专利文献4）、操作方便化的前置温热成形粉末冶金方法（专利文献5）、二次冲压-二次烧结粉末冶金方法（例如专利文献6）、以及一次成形-烧结粉末冶金方法（专利文献7）。

开始的温热成形·烧结粉末冶金方法是通过预热混合有固体润滑剂及液体润滑剂的金属粉末，使一部分（或全部）润滑剂熔化并使润滑剂分散在粒子间。该方法以此降低粒子间及粒子与模具间的摩擦阻力从而提高成形性；操作方便化的前置温热成形粉末冶金方法，是一种设置有初级成形步骤，以在温热成形步骤前对混合粉末进行加压成形操作方便化的低密度（例如密度比低于76%）的初级成形体，以低于使该初级成形体产生蓝脆温度的低温状态且将初级成形体一度崩解并进行二次成形步骤得到二次成形体（粉末压坯）的方法。二次冲压—二次烧结粉末冶金方法是一种以在模具内对包含合金化成分的铁粉混合物加压并生成初级压缩体，在870℃将该压缩体（粉末压坯）预烧结5分钟并生成预烧结体，通过加压该预烧结体而生成已二次冲压的预烧结体，此后在1000℃将已二次冲压的预烧结体烧结5分钟来生成烧结部件的方法。最后的一次成形—烧结粉末冶金方法是一种提前预热模具并预先使内表面带电附着润滑剂，接着在该模具内填充已加热的铁基粉末混合物（铁基粉末＋润滑剂粉末），以规定温度加压成形制成铁基粉末成形体，接着对铁基粉末成形体实施烧结处理，进而进行光亮淬火，此后实施回火处理制造铁基烧结体的方法。

像这样，使用润滑剂或加压成形、烧结处理工艺流程涉及的任何改善方法，粉末压坯的密度最高也就是7.4g/cm³（真密度的94％）左右。机械强度不够。进而，进行烧结处理（高温气氛）时，由于氧化随着温度、时间而加重，所以粉末粒子涂布状态的润滑剂燃烧产生残渣，导致加压成形后的粉末压坯品质降低，因此，实际生产时的密度变为在7.3g/cm³以下。而且，任何改善方法也都复杂且难免会变得成本高昂。操作也麻烦，实用性差。

尤其是考虑到用粉末压坯制作电磁设备（马达或变压器等）用的磁心（磁芯）的话，常被指出这种程度的密度（7.3g/cm³以下）远不能满足需要。要减小损耗（铁损、磁滞损耗）量提高磁通密度，就需要将粉末压坯进一步高密度化，例如，从平成21年度粉体粉末冶金协会秋季大会上的演讲资料（株式会社丰田中央研究所提供）看就一目了然。磁心密度，例如即便是7.5g/cm³，在实际应用中，也被指出不仅磁特性，其机械强度也不足。

关于该磁心用粉末压坯的制造，提出一种二次成形—一次烧结（一次退火）的粉末冶金方法（例如专利文献8）。该专利申请的粉末冶金方法依据的技术内容是：如果在磁性金属粉末表面预先形成含有硅树脂和颜料的涂层的话，则其后即便进行高温处理绝缘性也不会降低。即压粉磁心的制造方法特征在于：把表面被覆有含硅树脂和颜料的涂层的磁性粉末预成形制作成预成形体，以500℃以上的温度对该预成形体实施热处理成形热处理体，接着对该热处理体实施压缩成形。由于在500℃以下则在其后的压缩成形时容易产生断裂，在1000℃以上则会因绝缘涂层分解烧坏绝缘性，所以，热处理用的温度设置在500℃～1000℃的范围内。从防止预成形体氧化的观点出发，该高温处理可在真空中、非活性气体气氛或还原性气体气氛中进行。因而有报道称可制造出真密度98％（7.7g/cm³）的压粉磁心。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】专利公开平1－219101号公报

【专利文献2】专利公开2009－280908号公报

【专利文献3】专利公开2010－37632号公报

【专利文献4】专利公开平2－156002号公报

【专利文献5】专利公开2000－87104号公报

【专利文献6】专利公开平4－231404号公报

【专利文献7】专利公开2001－181701号公报

【专利文献8】专利公开2002－343657号公报

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题

但是二次成形—一次烧结粉末冶金方法（专利文献8）与其它专利申请的方法相比，更加复杂化、个性化并且难于实现及实施，导致制造成本大幅度增高。再有，必须在500℃以上对预成形体进行热处理。为防止粉末磁心品质恶化而必须在特殊气氛中进行，所以不适用于大批量生产。尤其是由于玻璃材质会变质、熔解，所以不适用于被覆玻璃材质涂层的磁性金属粉末的情况。

再有，无论在上述任何申请的方法、装置（专利文献1～8）中，虽然记载有在相对高温气氛内可以实施烧结处理，但涉及加压成形步骤的详细情况并不明确。与加压成形机的规格、功能，加压力和密度的关系或其界限相关的分析也未见有与新的改善相关的报导。

因而从伴随小型轻量化而要求更高的机械强度的角度看，当务之急是开发出可切实、稳定并以低成本制造高密度粉末压坯（尤其是磁心用高密度粉末压坯）的方法、装置。

本实用新型的目的是提供一种混合粉末的高密度成形方法及高密度成形装置，其通过对混合粉末实施加温前后的二次加压成形可制造出高密度粉末压坯并且可大幅度降低制造成本。

解决技术问题的手段

根据用烧结冶金技术制造粉末压坯的惯例，需要对加压成形的粉末压坯在高温气氛（例如800℃以上）下实施烧结处理。但是，烧结用高温处理不仅会消耗大量的能源，成本负担巨大，且在保护地球环境方面也有很大的害处，需要重新考量。

再有，以往加压成形处理是将混合粉确立为具体的形状，其被认为是高温烧结处理的前一阶段（准备）的机械性处理，并一直是这样来处理的。但是现状是只在制造用于电磁设备（电动机、变压器等）的磁心用粉末压坯时，例外地省略了用于烧结的高温处理。这是为了避免高温处理后的不良影响（磁特性恶化）。即被迫接受机械强度的不足。机械强度不足是由于密度的问题，所以磁特性当然也不够。

此处，如果不进行高温烧结处理而仅以加压成形处理就可实现粉末压坯的高密度成形，则应该能够显著提高粉末压坯在产业上的利用及普及。本实用新型是根据分析而创造出来的，可满足与实际生产相适应的混合粉末实用新型的填充作业的高效化及第一、第二模具等的小型轻量化，所述分析是加压时润滑剂的有效性、含有润滑剂粉末的压缩极限性、润滑剂粉末在混合粉末内的空间占有性、对基础金属粉末与润滑剂粉末的空间配置状态和其特性及润滑剂的最终处置方式的研究，以及一般的加压成形机的特性、压缩极限性及粉末压坯的密度对強度或磁性的影响的分析。

即本实用新型将已填充到容器腔体内的混合粉末转移到第一模具内，再在第一模具内维持润滑剂的粉末状态并通过第一加压步骤成形混合粉末中间压缩体，接着通过加热润滑剂使其液化，使混合粉末中间压缩体内的润滑方式改变，此后通过将加热升温后的混合粉末中间压缩体转移到第二模具内且进行第二加压步骤制作成接近真密度的高密度的完成粉末压坯。换言之，其涉及一种脱胎于需要高温烧结处理的以往烧结冶金技术而创新出的新的粉末冶金技术（润滑剂液化步骤前后的二次加压成形），提供的是可切实稳定并低成本地制造高密度粉末压坯的具有划时代意义的方法和装置。

（1）本实用新型涉及的混合粉末的高密度成形装置，具有：混合粉末供给机，其可向定位在混合粉末填充位置上的容器腔体内填充混合粉末，所述混合粉末是基础金属粉末和低熔点的润滑剂粉末的混合物；混合粉末转移装置，其将容器腔体内的混合粉末转移到已与容器对应定位的第一模具的腔体内；第一加压成形机，其由第一冲头向第一模具的腔体内的混合粉末施加第一加压力成形混合粉末中间压缩体；加热升温机，其用于加热与加热升温位置对应定位的第一模具及混合粉末中间压缩体，将混合粉末中间压缩体的温度升高到相当于润滑剂粉末熔点的温度；中间粉末压坯转移装置，其将第一模具的腔体内的混合粉末中间压缩体转移到已定位在传递过渡位置上的第二模具内；第二加压成形机，其由第二冲头向已定位在完成粉末压坯成形位置上的第二模具的腔体内的混合粉末中间压缩体施加第二加压力成形高密度的混合粉末完成压缩体；以及产品排出装置，其可在产品排出位置上排出第二模具的腔体内的混合粉末完成压缩体。

进而，(2)在上述(1)的实用新型中,可设置：第一模具传送装置,其设置为将所述第一模具传送并可与已定位在混合粉末填充位置上的容器对应定位；加热前粉末压坯传送装置，其设置为将所述第一模具从中间粉末压坯成形位置传送并可使其与加热升温位置对应定位；加热后粉末压坯传送装置，其设置为从加热升温位置将收纳有混合粉末中间压缩体的所述第一模具传送并可使其与传递过渡位置对应定位；第二模具传送装置，其设置为可从传递过渡位置将收纳有混合粉末中间压缩体的所述第二模具传送并可使其与完成粉末压坯成形位置对应定位；完成粉末压坯传送装置，其设置为从完成粉末压坯成形位置将收纳有混合粉末完成压缩体的所述第二模具传送并可使其与产品排出位置对应定位；以及第二模具返回传送装置，其设置为从产品排出位置将收纳有混合粉末完成压缩体的所述第二模具传送并可使其与接收过渡位置对应定位；

进而，（3）在上述（1）的实用新型中，将混合粉末填充位置、加热升温位置及传递过渡位置隔离配置在以第一轴线为中心的第一圆轨迹上且将传递过渡位置、完成粉末压坯成形位置及产品排出位置隔离配置在以第二轴线为中心的第二圆轨迹上，并且所述第一模具传送装置、加热前粉末压坯传送装置及加热后粉末压坯传送装置使用以第一轴线为中心可旋转的第一旋转台构建；并且所述第二模具传送装置、完成粉末压坯传送装置及第二模具返回传送装置使用以第二轴线为中心可旋转的第二旋转台构建。

（4）在上述（1）或（2）的实用新型中，可进一步具有预热所述第一模具的第一预热装置。

（5）在上述（1）或（2）的实用新型中，可进一步具有预热所述第二模具的第二预热装置。

实用新型效果

采用上述（1）的实用新型，可切实稳定制造高密度粉末压坯且可大幅降低制造成本，并且可实现与实际制造相对应的混合粉末的填充作业的高效作业及第一第二模具等的小型轻量化。可切实实施上述混合粉末的高密度成形方法并易于以低成本实现，操作简单。

进而，采用上述（2）的实用新型，与上述（1）的实用新型的情况相比较，可实现装置的简单化及可迅速而顺畅地传送粉末压坯。

进而再有，采用上述（3）的实用新型，与上述（2）的实用新型的情况相比较，可实现装置的简单化，可促使生产线进一步简化，处理也变得更容易。

采用上述（4）的实用新型，可促进制造周期缩短，所述制造周期包含混合粉末中间压缩体的升温时间。

采用上述（5）的实用新型，由于可进一步提高第二加压成形过程中已熔解的润滑剂的向所有方向的流动性，所以除基础金属粒子间外还可大幅减轻并维持粒子和第二模具间的摩擦阻力。

另外，可从下文的说明明白上述之外的本实用新型的结构及效果。

附图说明

图1是用来说明本实用新型涉及的高密度成形方法的示意图。

图2是用来说明本实用新型的第一实施方式涉及的高密度成形装置及动作的主视图。

图3是用来说明在本实用新型的第一实施方式中从混合粉末填充动作到将中间粉末压坯对应定位到传递过渡位置为止的动作的纵向剖面图。

图4是用来说明在本实用新型第一实施方式中从中间粉末压坯的接收动作到在产品排出位置排出完成粉末压坯（产品）为止的动作的纵向剖面图。

图5是用来说明本实用新型的第一实施方式的加压力和用该加压力得到的与密度之间的关系的图表，用虚线表示的特性A示出第一模具中的成形状态，用实线表示的特性B示出第二模具中的成形状态。

图6A是用来说明本实用新型的第一实施方式的完成粉末压坯（中间粉末压坯）的外观立体图，呈圆环形。

图6B是用来说明本实用新型的第一实施方式的完成粉末压坯（中间粉末压坯）的外观立体图，呈圆柱形。

图6C是用来说明本实用新型的第一实施方式的完成粉末压坯（中间粉末压坯）的外观立体图，呈细长圆轴形。

图6D是用来说明本实用新型的第一实施方式的完成粉末压坯（中间粉末压坯）的外观立体图，呈圆盘形。

图6E是用来说明本实用新型的第一实施方式的完成粉末压坯（中间粉末压坯）的外观立体图，呈复杂形状。

图7是用来说明从本实用新型的第二实施方式涉及的高密度成形装置的混合粉末填充动作到将中间粉末压坯对应定位在传递过渡位置为止的动作的纵向剖面图。

图8是用来说明从本实用新型的第二实施方式的中间粉末压坯的接收动作到在产品排出位置排出完成粉末压坯（产品）为止的动作的纵向剖面图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

（第一实施方式）

本混合粉末的高密度成形装置1，如图1～图6E所示，具有混合粉末供给机10、容器23、混合粉末转移装置（下冲头37）、第一加压成形机30、加热升温机40、中间粉末压坯转移装置（挤压杆50）、第二加压成形机60以及产品排出装置70，所述本混合粉末的高密度成形装置可实现下述各步骤：将图1（A）中所示的混合粉末100填充到容器23内的混合粉末填充步骤（PR1）；将混合粉末100转移到第一模具31内的混合粉末转移步骤（PR2）；在第一模具31内向混合粉末100施加第一加压力P1成形混合粉末中间压缩体（有时也称为中间粉末压坯110）的中间粉末压坯成形步骤（PR3）；加热已成形的中间粉末压坯110将其温度积极升高到相当于该润滑剂粉末的熔点的温度的加热升温步骤（PR4）；将已加热的中间粉末压坯110转移到第二模具61内的中间粉末压坯转移步骤（PR5）、在第二模具61内向中间粉末压坯110施加第二加压力P2成形高密度的混合粉末完成压缩体（有时也称为完成粉末压坯120。）的完成粉末压坯成形步骤（PR6）及产品排出步骤（PR7）。

再有，在该实施方式中，设置有用于将第一模具31传送到混合粉末填充位置（中间粉末压坯成形位置）Z11、加热升温位置Z12及传递过渡位置Z13的第一模具传送装置（第一模具返回传送装置）81、加热前粉末压坯传送装置82以及加热后粉末压坯传送装置83，设置有用于将第二模具61传送到传递过渡位置Z13（接受过渡位置21）、完成粉末压坯成形位置Z22及产品排出位置Z23的第二模具传送装置91、完成粉末压坯传送装置92以及第二模具返回传送装置93，保障模具迅速且顺畅的传送。

进而，将第一模具传送装置81、加热前粉末压坯传送装置82以及加热后粉末压坯传送装置83设置为使用图2的第一旋转台80而一体构成，且将第二模具传送装置91、完成粉末压坯传送装置92以及第二模具返回传送装置93设置为使用图2的第二旋转台90而一体构成，最终实现结构的简化。

在本申请说明书中所说的混合粉末100，是指基础金属粉末和低熔点的润滑剂粉末的混合物。再有，作为基础金属粉末，存在仅由一种主金属粉末构成的情况，以及由一种主金属粉末及在其中混合一种或多种合金成分粉末的情况，但无论是什么情况都可以适用。低熔点是指与基础金属粉末的熔点（温度）相比温度（熔点）极其低的温度（熔点）且可大幅抑制基础金属粉末的氧化的温度（温度）。

在示出高密度成形装置1的图3中，配置在高密度成形流水线的上游侧的混合粉末填充位置Z11上的混合粉末供给机10是将混合粉末100填充到其容器23内的装置。在实施图1（A）的混合粉末填充步骤（PR1）时使用。具有保留固定量的混合粉末100的功能及定量供给功能，可在初始位置（在图2、图3中左方向上未图示的位置）和容器装置20之间有选择地整体往复传送。

容器装置20由上部具有挡栓22的中空圆筒形本体21、下部具有挡栓25且中心具有中空圆筒形的容器腔体24的容器23以及朝向上方对容器23施力的弹簧26构成，定位在混合粉末填充位置Z11上。容器腔体24上滑动自如地嵌装有构成第一加压成形机30（第一模具31）的一部分的下冲头37，通过其与容器23在上下方向的相对位置决定填充的混合粉末100的填充量。容器23通过弹簧26的施加力以挡栓25受限于挡栓22的状态保持在图3（A）所示的上下方向的初始位置上。

相比将混合粉末100直接填充到构成第一加压成形机30的第一模具31的模具32的腔体33内，先填充到容器23（容器腔体24）内，后再将混合粉末100转移到腔体33内，可以通过预压缩，以已稍稍压缩了的状态填充大量的混合粉末100。再有，将第一模具31（模具32）与混合粉末中间压缩体110一同传送到传递过渡位置（加热升温位置Z12）变得容易了。与同只将工件（粉末压坯）从第一模具31取出传送到第二模具内的以往例相比较的话，可大幅简化结构。上述预压缩可通过后文详述的混合粉末转移装置（下冲头37）的动作来进行。

由于将混合粉末100从容器23均匀且充分地填充到第一模具31（模具32）内的每一处是非常重要的，所以混合粉末100必须是疏松状态的。即第一模具31（模具32）的内部空间（腔体33）的形态设置为与产品形态对应的形态。即便产品形态复杂或是具有狭小部分的形态，为了保障中间粉末压坯110的尺寸精度，最好避免不均匀填充或不充分填充。

完成粉末压坯120（中间粉末压坯110）的形态（尺寸、状态）虽无特殊限定，但例如为图6A～图6E所示。图6A示出的是环形，图6B示出的是圆柱形，图6C示出的是细长圆轴形，图6D示出的是圆盘形，图6E示出的是复杂形状。该实施方式中的中间粉末压坯110（完成粉末压坯120）是图3、图6B所示的圆柱形，第一模具31的内部空间（腔体33）的形态成形与其对应的形态。

此处，用于减轻占基础金属粉末的大部分的基础金属粒子间的摩擦阻力及基础金属粉末与模具内表面的摩擦阻力的润滑剂，选择常温下为疏松状态的固体形状（非常小的粒状）。例如采用液态的润滑剂的话，则混合粉末100的粘度高且流动性低，无法均匀填充或充分填充。

接着，在常温下的第一模具31（腔体33）内在施加第一加压力P1并执行的中间粉末压坯成形过程中，润滑剂必须以固态稳定维持规定的润滑作用。即便是在通过第一加压力P1的加压而使温度出现些许上升时，也应同样地加以稳定维持。

另一方面，从与中间粉末压坯成形后有选择地执行的图1的加热升温步骤（PR4）的关系及抑制基础金属粉末的氧化的观点看，润滑剂粉末的熔点与该基础金属粉末的熔点相比较需要设置为非常低的熔点（低熔点）。

润滑剂粉末的熔点选择为低熔点，所述低熔点例如属于90℃～190℃的温度范围内。下限温度（90℃）设为相比中间粉末压坯成形过程中即便发生某种程度的温度上升估计也达不到该温度的值（例如70℃～80℃）的上限温度（80℃）仍有富余的值（例如90℃），进而看其它的金属皂的熔点（例如110℃）来进行选择。即彻底消除了在中间粉末压坯110的加压成形过程中润滑油粉末熔解（液化）并流出的危险。

上限温度（190℃）选择从润滑剂粉末的种类涉及的选择性增大的角度看是最小值，而在加热升温步骤时从抑制基础金属粉末的氧化的角度看为最大值。即希望理解为该温度范围（例如90℃～190℃）的下限温度和上限温度不是极限值而是边界值。

因而可选择性地采用属于金属皂的很多物质（硬脂酸锌、硬脂酸镁等）作为润滑剂粉末。另外，由于润滑剂必须是粉末状态，所以不能采用有粘性的液体如辛酸锌等。

在该实施方式中，采用熔点120℃的硬脂酸锌粉末作为润滑剂粉末。另外，在本实用新型中，否定了像专利文献7的实用新型那样使用温度比加压成形时模具温度还低的（熔点）润滑剂且从最初使润滑剂熔解（液化）并进行加压成形的方法。因为在中间粉末压坯110成形结束以前如熔解的润滑剂流出，则容易出现中途润滑不足的部位，所以无法切实且稳定地进行充分的加压成形。

润滑剂粉末的量设为根据实验研究及实际生产中的经验来选择的值。在与该实施方式涉及的中间粉末压坯成形步骤（PR3）的关系中，润滑剂粉末的量设为混合粉末总量的0.23wt%～0.08wt%。0.08wt%是直到中间粉末压坯110成形结束都可保证润滑作用的下限值，0.23wt%是在从混合粉末100变为中间粉末压坯110时为得到所需压缩比而必要的上限值。

接着，实际生产中润滑剂粉末的量应定为可保证在第一模具31内施加第一加压力P1成形的中间粉末压坯110的真密度比的值及在第二模具内的出汗现象的量。此时，必须考虑到防止液化润滑剂从模具向外部渗出导致作业环境恶化的滴漏（滴漏现象）出现。

在该实施方式中，由于将中间粉末压坯110的真密度比（对真密度100%的比）的值设为80%～90%，所以润滑剂粉末的量设为0.2wt%～0.1wt%。上限值（0.2wt%）从可防止滴漏现象出现的角度出发来决定，下限值（0.1wt%）从可避免出现不足或剩余而只出现必要的出汗现象的角度出发来决定。相比上述以往提案例子（1wt%）的情况只是很少量，却可大幅提高工业上的看利用性。

防止发生滴漏现象对实际生产极为重要。在计划或研究阶段,由于为了减少加压时的摩擦力而担心润滑剂的量会不足而倾向于混入极过量的润滑剂。例如，完全不在乎从能否制造出超过7.3g/cm³的高密度的试错阶段开始，就有过量的润滑剂液化流出的情况。甚至都意识不到滴漏现象。即液化润滑剂的滴漏会因润滑剂使用量增加而导致成本上升，会因工作环境恶化而使生产效率降低或增加操作人员的负担，如果不加以解决不但缺乏实用性而且也难于普及扩大。

将0.2wt%的混合粉末100压缩到真密度比80%的中间粉末压坯110的情况，是一旦在加热升温步骤（PR3）将该润滑剂粉末积极升温到熔点的温度，则中间粉末压坯110内散布的粉末润滑剂熔化充满金属粉末粒子间的孔隙，接着经过金属粉末粒子间液态润滑剂均匀地在中间粉末压坯110的表面渗出（喷出）。即诱发出汗现象。在第二模具内向该中间粉末压坯110施加第二加压力P2进行压缩时，大幅降低基础金属粉末和腔体内面壁的摩擦阻力。

同样，将0.1wt%的混合粉末100压缩到真密度比为90%的中间粉末压坯110的情况，和将超过0.1wt%不满0.2wt%范围内的混合粉末100压缩到真密度比不满90%且超过80%范围内的值的中间粉末压坯110，也能发现出汗现象。可防止出现滴漏现象。

因此可高密度成形，制造出满足磁特性及机械强度的粉末压坯（例如磁心）。也可消除对模具受损的担心。而且，可大幅削减润滑剂的消耗量，使液态润滑剂不再从模具滴漏出来，改善作业环境。整体上由于可提高生产效率及降低粉末压坯制造成本所以可显著地提高在工业生产上的可利用性。

同时，上述任意一种以往方法、装置（专利文献1～8）对润滑剂的含有率与混合粉末100的压缩率的关系、润滑剂的多少导致的滴漏现象、出汗现象均无认识。尤其是即便在热成形粉末冶金方法（专利文献5）中，虽然可以理解为了便于操作而成形密度比不满76%的一次成形体这一点。但与高密度成形相关的技术依据及可实施的事项均无公开。更别说从其后一度将初级成形体（中间粉末压坯120）压碎再成形二次成形体（完成粉末压坯）这一点看，只能否定其通过初次成形、二次成形的累积来实现高密度化的技术思想。

第一加压成形机30是使用混合粉末供给机10向供给到第一模具31（腔体33）内的混合粉末100施加第一加压力P1成形混合粉末中间压缩体110的装置，该实施方式是冲压机械结构。

在图3（A）、（B）中第一模具31由工作台侧的下模具（模具32、下冲头37）和滑块（省略图示）侧的上模具（上冲头36）构成。模具32的腔体33如上图所示设置为与图5（B）所示中间粉末压坯110的形状（圆柱形状）对应的形状（中空圆筒形状）。即与容器腔体24的形状相对应。上冲头36靠上方的滑块（省略图示）做升降运动。上冲头36的下面可以平面形状封闭腔体33的上方部分。即与模具32的上面的大部分抵接。

另外，由于第一加压成形机30的模具32的腔体33设置为与中间粉末压坯110的形态（形状）相对应的形状，所以中间粉末压坯110的形状即便是如图6A、图6C～图6E所示时，也设置为彼此相对应的形状。是图6A所示的环形形状时，变为圆环筒形。是图6C所示的细长圆轴形时设置为与图6B的相同的圆柱形的形状并在上下方向上长。是图6D所示的圆盘形状时也是同样形状但在上下方向上短（薄）。是图6E所示的复杂形状时，变为对应的复杂形状。另外，对于第二加压成型装置60（第二模具61）的模具62的腔体63也是同样地设置。

混合粉末转移装置是将容器腔体内的混合粉末100转移到已与容器23对应定位的第一模具31的腔体33内的装置，由下冲头37构成，通过上冲头36与模具32的协作而进行转移动作。

即在图3（A）中，上冲头36下降与保持在第一旋转台80（模具保持部85）上的模具32的上面抵接。压下该模具32。由于模具32的下面与容器23的上面抵接，所以压下该容器23。下冲头37的上下方向的位置无变化。从而，容器腔体24内的混合粉末100被下冲头37推起，转移到第一模具31的模具32（腔体33）内。此时，由于容器腔体24的上下方向的尺寸比腔体33在上下方向上的尺寸更大，所以容器腔体24内的混合粉末100由于预压缩效果而被预压缩并转移到腔体33内。即混合粉末转移装置（上冲头36、下冲头37）可将容器腔体24内的混合粉末100转移到与容器23对应定位的第一模具31的腔体33内。

如图3（B）所示，可以在上冲头36下降到下方位置（最下限位置）的状态下，通过与下冲头37的协动成形压缩了混合粉末100的中间粉末压坯110。即作为第一加压成形机30，从第一冲头（上冲头36）向第一模具31的腔体33内的混合粉末100施加第一加压力P1之后成形混合粉末中间压缩体（中间粉末压坯110）。由于设置有混合粉末转移装置（下冲头37），所以与直接填充到腔体33内的情况相比，可供给大量的混合粉末100且可压缩转移，从而易于将中间粉末压坯100高密度化。中间粉末压坯110的尺寸精度也高。滑块上升则上冲头36上升到图3（C）所示的上方位置上。此时，第一旋转台80上升到上限位置。容器23通过弹簧26回到图3（A）所示的原位置。

参照图5说明第一加压成形机30中的加压力P（第一加压力P1）和与之相对应得到的中间粉末压坯110的真密度比（密度ρ）的关系。横轴以指数表示加压力P。在该实施方式中的最大能力（加压力P）是10Ton/cm²，其设为横轴指数100。Pb是模具损坏压力，为横轴指数140（14Ton/cm²）。纵轴以指数表示真密度比（密度ρ）。纵轴指数100相当于真密度比（密度ρ）是97%（7.6g/cm³）。

在该实施方式中，基础金属粉末设为磁心用玻璃材质绝缘涂层被覆铁粉末（真密度是7.8g/cm³），润滑剂粉末选择是在0.2wt%～0.1wt%的范围内的硬脂酸锌粉末且是第一加压力P1将混合粉末中间压缩体（中间粉末压坯110）压缩到相当于纵轴指数82～92［相当于密度ρ（6.24g/cm³～7.02g/cm³）］的真密度比80%～90%的物质。

同时，纵轴指数102相当于密度ρ（7.75g/cm³），真密度比（密度ρ）相当于99%。

另外，作为基础金属粉末，也可选择磁心用铁系非晶粉末（磁心用Fe-Si合金粉末）、磁心用铁系非晶粉末、磁心用Fe-Si合金粉末、机械部件用纯铁粉末等。

一旦提高第一加压力P1，则通过第一加压成形机30得到的密度ρ随着以虚线所示的特性A（曲线）而升高。在第一加压力P1（横轴指数100）时，密度ρ变为7.6g/cm³。真密度比是97%。即便使第一加压力P1上升到这以上的值，密度ρ的提高也是微小的。模具损坏的可能性很大。

以往，在以加压成形机（冲压机械）的最大能力来加压得到的密度ρ无法满足需要时，必须装备更大型的压铸机械。但是，即便是大型化例如将最大能力变为1.5倍，密度ρ的提高也是微小的。因此，现在的情况是勉强接受以冲压机械得到的低密度ρ（例如7.5g/cm³）。

此处，尤其是现在直接使用压铸机械，如可从纵轴指数100（7.6g/cm³）提高到102（7.75g/cm³），则可理解为具有划时代的意义。即如果可将密度ρ提高2%，则可大幅提高磁性能（双曲线地）且可使机械强度的提高实现飞跃。而且，由于可彻底去除高温气氛下的烧结处理，所以可大幅抑制粉末压坯的氧化（可防止磁心性能降低）。另外，构建或转用带有压缩功能的其它机械也可实施。

为实现上述方式，可通过加热由第一加压成形机30成形的中间粉末压坯110促使润滑剂熔解（液化），此后以第二加压成形机60进行第二次加压成形处理。如果在第二加压成形机60中对中间粉末压坯110进行加压，则按照图5中实线所示的特性B（直线）而高密度化，可达到相当于纵轴指数102的高密度（7.75g/cm³）。将在第二加压成形机60的说明中追述详细情况。

加热升温机40，参照图3（D）、（E）,是加热定位在加热升温位置Z12的第一模具31及混合粉末中间压缩体（中间粉末压坯110）将中间粉末压坯110的温度积极升温到相当于润滑剂的熔点的温度的装置。该加热升温机40由上部具有挡栓42的中空圆筒形本体41、下部具有挡栓45且上部具有用于收纳加热器47的收纳部44的升降杆43以及朝向上方对升降杆43施力的弹簧48构成，升降杆43通过弹簧48的施加力以挡栓45受限于挡栓42的状态保持在图3（D）所示的初始上方位置上。

在该状态下，将第一模具31（模具32）载置（对应定位）在收纳部44上的话，则第一旋转台80下降到下限位置变为图3（E）的状态。这样，加热器47导通将中间粉末压坯110加热升温。加热器47导通的时机可改变设定。例如也可如图3（D）所示设置为载置在中间粉末压坯110的时机。只要是功率情况或生产周期等允许，也可经常设置为导通状态。

在第一加压成形机30中低温加热处理的技术意义将在与第一加压成形处理的关系中加以说明。如果观察填充在第一模具3（模具32）内的混合粉末100，则可知在与基础金属粉末的关系中润滑剂粉末的存在较稀疏的部分（稀疏部分）和较致密的部分（致密部分）。致密部分可减少基础金属粉末的粒子间摩擦阻力及基础金属粉末和模具内面的摩擦阻力。稀疏部分应该可以使这些摩擦阻力变大。

在第一加压成形机30的加压过程中，致密部分由于摩擦小所以压缩性优越，易于进行压缩化。稀疏部分由于摩擦大所以压缩性差，压缩缓慢。无论是哪种，都会出现与预先设定的第一加压力P1的值对应的压缩进行困难的现象。即出现压缩极限。放大观察在该状态下从模具32取出的中间粉末压坯110的断裂面，则作为上述致密部分的部分为基础金属粉末整体熔接。但是，也混有润滑剂粉末。作为稀疏部分的部分在熔接的基础金属粉末间残留有微小间隙（空间）。几乎看不到润滑剂粉末。

因此，如从作为致密部分的部分去除润滑剂粉末的话，则产生可压缩的间隙。如可向作为稀疏部分的部分间隙补充润滑剂的话，则可提高该部分的压缩性。

即提高第一加压成形结束后加热中间粉末压坯110升温到相当于润滑剂粉末的熔点的温度（例如120℃），使润滑剂粉末熔解（液化）提高其流动性。从作为致密部分的那部分开始熔化的润滑剂渗到周围且补充到是稀疏部分的那部分。从而，可减小基础金属粉末的粒子间摩擦阻力，也可压缩润滑剂粉末所占的空间。也可减小基础金属粉末的粒子和模具内面的摩擦阻力。即促进润滑剂夜话并实施第二加压成形处理。

中间粉末压坯转移装置（挤压杆50）是将将第一模具31（模具32）的腔体33内的中间粉末压坯110传递转移到定位在传递过渡位置Z13的第二模具61（模具62）的腔体63内的装置。

在图3（F）、图4（G）中，中间粉末压坯转移装置由定位在传递过渡位置Z13的挤压杆50和传递过渡台55形成，挤压杆50可在图3（F）所示的上限位置和图4（G）所示的下限位置之间上下往返移动。杆直径可与图4（H）所示的上冲头66的直径相等或比其稍小。

图3（F）示出在第二模具61对应定位在传递过渡台5的上面上之后，第一模具31从上限位置降到下限位置并载置在第二模具61的上面的情况。在该情况下，可使挤压杆50下降，将第一模具31的腔体33内的混合粉末中间压缩体110转移到第二模具61的腔体63内。

即在如图4（G）所示的传递过渡位置Z13上，可将中间粉末压坯110从第一模具31传递过渡到第二模具61。从第二模具61看，在接收过渡位置Z21上，变为从第一模具31接收中间粉末压坯110。即传递过渡位置Z13和接收过渡位置Z21位置相同。

图4（H）所示的第2加压成形机60是用来实施理向装在第二模具61中的中间粉末压坯110施加第二加压力P2的第二加压成形处，成形高密度混合粉末完成压缩体（完成粉末压坯120）的装置。

第二模具61由工作台侧的下模具（模具62、下冲头台67）和滑块（图示省略）侧的上模具（上冲头66）构成，定位于完成粉末压坯成形位置Z22。模具62的腔体63的形状与第一模具31（模具32）的腔体33的形状对应。即设置为与图5（B）所示的完成粉末压坯120的形态（圆柱形）对应的形状（中空圆筒形）。模具62的上部侧与为便于接收中间粉末压坯110而与模具32的情况相比稍大一点。

在图4（H）中，上冲头66由可在上方位置和下方位置之间做升降运动的滑块（省略图示）压入腔体内，向中间粉末压坯110施加第二加压力P2成形高密度完成粉末压坯120。接受该第二加压力P2的下冲头台67设置为与传递过渡台55一样的结构，但也可构成为如图3（B）所示的包含下冲头37的相同的结构。

另外，该实施方式中第二加压成形机60的最大能力（加压力P）与第一加压成形机30的情况相同是10Ton/cm²。因此，也可构成为第一加压成形机30和第二加压成形机60构成为一台压缩机械，以共用的滑块使各模具31、61同步升降。从这一点看，有利于节约装置，可降低完成粉末压坯120的制造成本。

用图5说明第二加压成形机60上的加压力（第二加压力P2）和与之相应得到的完成粉末压坯120的密度ρ的关系。

第二加压成形机60得到的密度ρ如实线所示的特性B。即与第一加压成形机30的情况［虚线所示特性A］不同，密度ρ并非随着第二加压力P2提高而渐渐升高。即到超过第一加压成形步骤（PR3）中最终的第一加压力P1（例如横轴指数50、75或85）之前密度ρ不会升高。第二加压力P2一旦超过最终的第一加压力P1，则密度ρ即一下子升高。第二加压成形可理解为好像连续不断地进行第一加压成形的方式。

因而在第一加压成形步骤中，变为可以不用在任何时候都将第一加压力P1上升直到与最大能力相对应的值（横轴指数100）。即可排除在压缩极限以后继续进行第一加压成形时浪费的时间、消耗的能量。使制造成本降低。再有，由于变得易于避免超过横轴指数100的超负荷运转，所以不必担心模具破损。整体上运转操作容易并可安全且稳定地运用。

产品排出装置70是在产品排出位置Z23向外部排出第二模具61的腔体63内的完成粉末压坯120的装置。在图4（I）中，产品排出装置70包含与产品排出位置Z23对应定位的排出杆71和组装在排出台77上的排出槽73，可通过将排出杆71压入腔体63内将完成粉末压坯120排出。

即排出杆71可在省略图示的上限位置和图4（I）所示的下限位置之间往返上下运动。杆直径与图4（H）所示的上冲头66的直径相等或比之稍小。如第二模具61对应定位在排出台77的上面后排出杆71下降到下限位置的话，则可将构成第二模具61的模具62的腔体63内的完成粉末压坯120从排出槽73排出。

由于粉末压坯的传送（搬运）装置决定了生产周期的快慢，所以决定用哪种装置是重要的。再有，由于具体要设置成怎样的结构、构造与装置的节约、操作、维护、自造成本等直接相关，所以这也很重要。而以往例子很多时候采用的是沿直线方向传送（搬运）工件。

在该实用新型中，设置为使用两个旋转台80、90的旋转传送方式。在图2中，混合粉末填充位置Z11、加热升温位置Z12及传递过渡位置Z13隔离配置在以第一轴线Z1为中心的第一圆轨迹R1上。再有，接受过渡位置Z21、完成粉末压坯成形位置Z22及产品排出位置Z23隔离配置在以第二轴线Z2为中心的第二圆轨迹R2上。在该实施方式中，分别以三等分等角（120度）配置。而且，构成为使用可以以第一轴线Z1为中心旋转的第一旋转台80和可以以第二轴线Z2为中心旋转的第二旋转台90的传送装置。

第一轴线Z1和第二轴线Z2的间隔定为与传递过渡位置（纵轴线）Z13和接收过渡位置（纵轴线）Z21相同的位置上。第一旋转台80可以以第一轴线Z1为中心间歇向DRL（逆时针）方向旋转，可使模具保持部85与混合粉末填充位置Z11、加热升温位置Z12及传递过渡位置Z13中任意一个对应定位且可停止并保持在该位置上。

第一旋转台80可在上限位置和下限位置之间升降且也可停止保持在上限位置和下限位置的任意一个位置上。所谓上限位置，是指成为图3（A）、（C）、（D）及（F）所示的状态的位置，所谓下限位置，是指成为图3（B）、（E）、（F）及图4（G）所示的状态的位置。再有，第一旋转台80对抗图3（D）、（E）所示的弹簧48的作用力产生使升降杆43下降到下限位置的下压力。

在图2中，第一旋转台80由传送驱动轴87（旋转驱动轴88、升降轴89）支撑。由于旋转驱动轴88由伺服马达控制旋转角度，可将第一旋转台80停止并保持在设定角度上，所以可使模具保持部85正确地与各位置Z11、Z12、Z13对应定位。在该旋转驱动轴88上花键连接的升降轴89可通过气缸装置有选择地使第一旋转台80升降并对应定位在上限位置及下限位置中任意一个上。模具保持部85上安装有第一模具31（模具32）。

第二旋转台90可以以第二轴线Z2为中心间歇向DRR（顺时针）方向旋转，可使模具保持部95与接收过渡位置Z21、完成粉末压坯成形位置Z22及产品排出位置Z23中任意一个位置对应定位。再有可停止并保持在各位置上。传送旋转轴97是旋转驱动专用的，在该实施方式中，不具有升降功能。即第二旋转台90维持在图3（F）及图4（G）、（H）、（I）所示的形态即规定高度上。模具保持部95上安装有第二模具61（模具62）。

在该实施方式中，第一旋转台80上多个（三个）模具保持部85呈三等分等角（120度）配置，各模具保持部85上安装有第一模具31。同样在第二旋转台90上多个（三个）模具保持部95呈三等分等角（120度）配置，各模具保持部95上安装有第二模具61。

另外，任一旋转台80、90都使用大直径圆盘形成，但也可构成为将多个支架状构件三等分等角（120度）配置且将各支架状构件安装为可以第一、第二轴线Z1、Z2为中心同步旋转的结构。

此处，可理解为第一模具传送装置81、加热前粉末压坯传送装置82及加热后粉末压坯传送装置83利用第一旋转台80（第一模具传送装置81、加热前粉末压坯传送装置82及加热后粉末压坯传送装置83）一体构成。各传送装置81、82、83利用以第一旋转台80的第一轴线Z1为中心的DRL方向间歇旋转，使模具保持部85沿第一圆轨迹R1传送并传送第一模具31。中途结合第一旋转台80的升降。

第一模具传送装置81将位于图3（F）所示的传递过渡位置Z13的第一模具31传送到图3（A）所示的混合粉末填充位置Z11上，将该第一模具31与位于混合粉末填充位置Z11上的容器23对应定位。中途，使第一模具31从下限位置上升到上限位置。该第一模具传送装置81从设置为具有将第一模具31从传递过渡位置Z13返回混合粉末填充位置Z11的功能来讲的话，也可称为第一模具返回传送装置。

加热前粉末压坯传送装置82将位于图3（B）所示中间粉末成形位置（混合粉末填充位置Z11）上的第一模具31从中间粉末压坯成形位置（混合粉末填充位置Z11）传送到图3（E）所示的加热升温位置Z12且将该第一模具31与加热升温位置Z12对应定位。中途，第一模具31从图3（B）所示下限位置升到图3（C）所示上限位置。接着，通过第一旋转台80的旋转，第一模具31被传送到图3（D）所示的加热升温位置Z12。而且，第一模具31被搭载（对应定位）在位于上限位置的收纳部44，此后，通过升降杆43的下降动作下降到下限位置。

加热后粉末压坯传送装置83将收纳有混合粉末中间压缩体110的第一模具31从图3（E）所示的加热升温位置Z12传送到图3（F）所示的传递过渡位置Z13。通过第一旋转台80的升降动作，在中途第一模具31上升到上限位置，在对应定位于传递过渡位置Z13后下降到下限位置。

再有，可理解为第二模具传送装置91、完成粉末压坯传送装置92及第二模具返回传送装置93利用第二旋转台90（第二模具传送装置91、完成粉末压坯传送装置92及第二模具返回传送装置93）一体构成。各传送装置91、92、93利用以第二旋转台90的第二轴线Z2为中心的DRR方向的间歇旋转，使模具保持部95沿第二圆轨迹R2传送并传送第二模具61。

第二模具传送装置91将位于图4（G）所示接收过渡位置Z21上且收纳有中间粉末压坯110的第二模具61传送到图4（H）所示的完成粉末压坯成形位置Z22，与位于完成粉末压坯成形位置Z22的下冲头台67对应定位。第二旋转台90旋转120度。

完成粉末压坯传送装置92将收纳有完成粉末压坯120的第二模具61从图4（H）所示的完成粉末压坯成形位置Z22传送并将该第二模具61对应定位到到图4（I）所示的产品排出位置Z23。第二旋转台90向DRR方向旋转120度。

第二模具返回传送装置93将完成粉末压坯120已排出的第二模具61从产品排出位置Z23传送到图3（F）所示的接收过渡位置（产品排出位置Z23），将第二模具61对应定位在该接收过渡位置（产品排出位置Z23）。即在下一个周期之前先使第二模具61返回。

粉末压坯传送装置构成为旋转台结构且沿圆轨迹传送。再有，粉末压坯的传递过渡方式设置为如图3（F）、图4（G）所示那样直接从第一模具31推出到第二模具61而传递过渡的方式。设置成这样的旋转传送、推出传递方式的话，则与以往的搬运方式（使用机器人或传输设备沿直线单一方向搬运工件）相比，无须担心工件脱落，也易于解决避免工件和滑块或模具发生碰撞的问题，可迅速而正确地传送。图3（A）（B）所示的混合粉末100的传递也是一样。

在相关实施方式涉及的混合粉末的高密度成形装置1中，通过下述步骤实施高密度成形方法。参照图1（A）所示的处理步骤和与之对应而记载传送动作的（B）作来说明。另外，在示出各步骤的方框内用括号括起的符号（例如Z22）表示实施该步骤的位置（完成粉末压坯成形位置）

（混合粉末的制备）

将基础金属粉末（磁心用玻璃材质绝缘涂层被覆铁粉末）和0.2wt%的润滑剂粉末（硬脂酸锌粉末）混合制备出松散状态的混合粉末100。以规定量补给到混合粉末供给机10中（图1的步骤PR0）。

（混合粉末的填充）

在规定的时间，混合粉末供给机10从规定位置（未图示）传送到图3（A）所示的补给位置（虚线）。接着打开混合粉末供给机10的供给口，向容器装置20【空的容器腔体24）内填充定量的混合粉末100（图1的步骤PR1）。例如可在2秒钟内填充。填充后关闭供给口，混合粉末供给机10返回规定位置。此时，第一模具传送装置81启动，第一模具31（模具32）从图3（F）的状态返回到图3（A）的状态。

（混合粉末的转移）

在图3（A）所示的状态下使上冲头36下降，则第一模具31连同第一旋转台80下降，上冲头36克服弹簧26的施加力将第一模具31及容器23压下。由于下冲头37固定并定位在规定位置，所以容器23内的混合粉末100被预压缩且转移到第一模具31（模具32）的腔体33内。即混合粉末转移装置（下冲头37）启动。

（中间粉末压坯的成形）

进而，上冲头36下降以第一加压力P1加压模具32（腔体33）内的混合粉末100。在图3（B）中，执行第一加压成形处理（图1的步骤PR3）。粉末（固态）润滑剂发挥充分的润滑作用。已压缩的中间粉末压坯110的密度ρ随图5的特性A（虚线）而升高。第一加压力P1一达到与横轴指数（例如30）对应的压力（3.0Ton/cm²），则真密度比升高到85%即密度ρ升高到6.63g/cm³（相当于纵轴指数87）。例如8秒钟的加压成形结束。已成形的中间粉末压坯110留在第一模具31的腔体33内。

（中间粉末压坯的传送）

在图3（C）中，加热前的粉末压坯传送装置82启动。上冲头36上升到上方位置后，第一模具31以收纳有中间粉末压坯110的状态不变上升到上限位置（低于上冲头36的上方位置的位置）。接着，将第一模具31及中间粉末压坯110从中间粉末成形位置（混合粉末填充位置Z11）传送到图3（D）所示的加热升温位置Z12。第一旋转台80向图2的DRL方向旋转120度。容器23在下一个周期前从下限位置返回图3（A）所示的初始位置（上限位置）。依靠弹簧26的施加力，第一模具31如图3（D）所示，与位于加热升温位置Z12且是上限位置（低于第一模具31的上限位置的位置）的加热升温机40（收纳部44）对应定位。接着，升降杆43下降，第一模具31对应定位在图3（E）所示的下限位置（加热位置）。

（加热升温）

在图3(E)中，收纳部44下降到下限位置(低于第一模具31的下限位置的位置),则加热升温机40(加热器47)启动。模具32内的中间粉末压坯110升温到相当于润滑剂粉末的熔点的温度（例如120℃）（图1的步骤PR4）。即润滑剂熔解，靠其流动使中间粉末压坯110内的润滑剂分布变为均匀。加热升温时间例如是8秒～10秒。加热器47的启动时机并不限于此。例如也可从图3（D）的状态开始启动。

（已升温的中间粉末压坯的传递、接收）

加热升温一结束加热后粉末压坯传送装置83启动。如图3（E）、（F）所示，已升温的中间粉末压坯110以收纳有第一模具31的状态从加热升温位置Z12传送到传递过渡位置Z13。即第一旋转台80向图2的DRL方向旋转120度。由于并不是以暴露在大气中的状态传送，所以几乎无法认定中间粉末压坯110的温度降低。而且，第一模具31（模具32）载置于在传递过渡台55上待命（对应定位）的第二模具61上。这样，中间粉末压坯转移装置（推出杆50）启动。即如图4（G）图所示，推出杆50从图3（F）的上方位置下降，将收纳在第一模具31内的已升温的中间粉末压坯110转移到第二模具61内（图1的步骤PR5）。转移结束后，推出杆50返回上方位置。

（第一模具的返回传送）

中间粉末压坯110一完成从第一模具31到第二模具61的转移，则第一模具传送装置81使图4（G）所示的第一模具31上升到图3（F）的上限位置，继续从传递过渡位置Z13返回如图3（A）所示的混合粉末填充位置Z11。与容器23对应定位。此时第一旋转台80也向DRL方向旋转120°。

（中间粉末压坯的传送）

另一方面，第二模具传送装置91也启动。将在图3（F）的接收过度位置Z21（传递过渡位置Z13）接受的中间粉末压坯110从图4（G）的接收过渡位置Z21传送到图4（H）的完成粉末压坯成形位置Z22。中间粉末压坯110也以收纳在第二模具61内的状态不变而被传送。第二旋转台90向如图2所示DRR方向旋转120度。

（完成粉末压坯的成形）

在图4（H）中，上冲头66与滑块（省略图示）一同从上方位置下降。下冲头台67以静止状态接受第二加压力P2。即开始以第二加压力P2对模具62（腔体63）内的已升温的中间粉末压坯110加压。液态的润滑剂充分起到润滑作用。尤其是出现出汗现象，随着加压成形的进行润滑剂向所有方向流出。不仅能高效减轻基础金属粒子间也能高效减轻粒子和模具间的摩擦阻力。已压缩的中间粉末压坯110的密度ρ随着图5的特性B（实线）而升高。即第二加压力P2一旦超过横轴指数（例如30…加压力3.0Ton/cm²），则密度ρ从6.63g/cm³急速升高到与纵轴指数102相当的密度ρ（7.75g／cm³）。一将第二加压力P2上升到横轴指数100（10Ton／cm²），则密度ρ（7.75g／cm³）整体变均匀。此处，例如8秒钟的第二加压成形处理一结束，则完成粉末压坯120在模具（41）内成形（图1的步骤PR6）。其后，上冲头66靠滑块上升到上方位置。相当于纵轴指数102的密度ρ（7.75g／cm³）的完成粉末压坯120由于润滑剂粉末熔点低所以玻璃材质不会变质、熔解。因此，涡流损耗小，可高效地制造磁通密度高的高品质磁心用粉末压坯。

（完成粉末压坯的传送）

这样，完成粉末压坯传送装置92启动，将完成粉末压坯120以收纳在第二模具61内不变的状态从图4（H）的完成粉末压坯成形位置Z22传送到图4（I）的产品排出位置Z23。与产品排出位置Z23即排出台77对应定位。在此期间，排出杆71在上方位置待命。第二旋转台90向DRR方向旋转120。

（产品排出）

产品排出装置70启动，在图4（I）中，排出杆71从上方位置下降将第二模具61内的完成粉末压坯120推出到排出槽73。产品排出结束（图1的步骤PR7）。结束后，排出杆71上升到上方位置变为待命状态。

（第二模具的返回传送）

第二模具返回传送装置93使第二模具61从图4（I）的产品排出位置Z23返回传送到图3（F）的接收过渡位置Z21（传递过渡位置Z13）。第二旋转台90向DRR方向旋转120°。由于中途没有升降动作，所以可迅速返回并传送。

（制造周期）

如果采用实施以上各步骤的高密度成形装置，可对依次供给填充的金属粉末（混合粉末100）同步实施第一加压成形处理、加热升温处理及第二加压成形处理的话，则可在最长的加热升温处理时间（10秒）上加上粉末压坯传送时间（例如2秒～4秒）后得到的12秒～14秒的周期时间内制造出高密度粉末压坯（完成粉末压坯120）。即理解为即便是与以往例中30分钟以上的高温烧结处理时间相比，制造、生产时间仍显著提高。例如可稳定供给成小型轻量复杂的形状机械强度高的汽车用部件或磁特性及机械强度优越的电磁设备用部件，还可对降低这些的生产成本做出很大贡献。

这样，由于采用该实施方式可将混合粉末100装填到容器23中，之后向第一模具31内转移并施加第一加压力P1成形中间粉末压坯110，将加热并积极升温到相当于润滑剂粉末的熔点的温度（例如120℃）的中间粉末压坯110装入第二模具61内且施加第二加压力P2成形完成粉末压坯120的高密度成形方法，所以可切实稳定地制造高密度粉末压坯并可大幅降低制造成本，同时可用于适应实际生产的混合粉末100的填充作业高效化及实现第一模具31等的小型轻量化。。

再有，由于可去除高温下长时间的烧结处理，所以不仅可大幅抑制粉末压坯110、120的氧化，且可实现能源消耗的高利用率及制造成本的大幅降低。在保护地球环境方面也受到欢迎。

再有，由于润滑剂粉末的熔点是90℃～190℃的温度范围内的低熔点，所以可保证第一加压步骤中的润滑剂的充分的润滑作用。并且有助于抑制氧化，同时可增大润滑剂的选择性。

由于可在第二模具61在接收中间粉末压坯110前预热到相当于润滑剂熔点的温度，所以可进一步提高第二加压成形中已熔解的润滑剂向所有方向的流动性。即不仅可以大幅减少基础金属粒子间而且可以减少粒子和第二模具61间的摩擦阻力并加以保持。

由于第一模具31可在中间粉末压坯110的成形结束后进行预热，所以可促进包含中间粉末压坯110的升温时间的制造周期时间缩短。

再有，由于可将第二加压力P2的值设为与第一加压力P的值相等，所以可进一步提高加压成形过程中已熔解的润滑剂向所有方向的流动性。除基础金属粒子间外在粒子和第二模具61之间的摩擦阻力也可大幅降低并维持。而且，容易进行加压成形步骤的实施及其操作，既可以间接有助于进一步降低粉末压坯的制造成本，并且在实现装置时也可以例如以一台冲压机械为基础简化构造。

再有，即便是将基础金属粉末从磁心用玻璃材质绝缘涂层被覆铁粉末换成磁心用铁基非晶粉末、磁心用Fe-Si合金粉末中任意一种，其它条件不变，也可高效且稳定地制造出具有与基础金属粉末种类相对应的磁特性的磁心产品。

综上所述，依靠现有装置（例如压缩机械）的能力（图5的横轴指数100）将密度升高到相当于纵轴指数100以上是不可能的；反之，采用本实用新型可以用同一装置升高到相当于纵轴指数102的密度。这一事实在该技术领域被赞誉为具有划时代的意义。

进而，由于高密度化装置1由混合粉末供给机10、混合粉末转移装置（下冲头37）、第一加压成形机30、加热升温机40、中间粉末压坯转移装置（推出杆50）、第二加压成形机60以及产品排出装置70构成，所以可切实稳定地生成上述的高密度化产品，可以以低成本实现。操作简单。

由于设置有传送第一模具31的第一模具传送装置81、加热前粉末压坯传送装置82和加热后粉末压坯传送装置83且设置有传送第二模具61的第二模具传送装置91、完成粉末压坯传送装置92和第二模具返回传送装置93，所以可实现装置的简单化且可迅速且顺利地传送粉末压坯。

进而再有，由于设置成将混合粉末填充位置Z11、加热升温位置Z12及传递过渡位置Z13隔离配置在以第一轴线Z1为中心的第一圆轨迹R1上，且将接收过渡位置Z21、完成粉末压坯成形位置Z22及产品排出位置Z23隔离配置在以第二轴线Z2为中心的第二圆轨迹R2上，并且使用各传送装置81、82、83可以以第一轴线Z1为中心旋转的第一旋转台80构建，且使用各传送装置91、92、93可以以第二轴线Z2为中心旋转的第二旋转台90构建，所以可进一步简化装置。既可促进生产线的进一步简化，又可使操作变得更容易。如果与以往的直线搬运方向相比的话，则可实现整体迅速传送及小型轻量化。

（第二实施方式）

该实施方式如图7、图8所示。基本的结构、功能设置得与第一实施方式时（图1～图6E）相同，但构成第二加压成形机60的第二模具61（模具62）上设置有第二预热装置64。进而，构成第一加压成形机30的第一模具31（模具32）上设置有第一预热装置34。

即设置为可预热第二模具61并防止已加热升温好的中间粉末压坯110的温度下降。加之可预热第一模具31并对中间粉末压坯110实施预先加热。在该实施方式中，虽然设置有第一预热装置34及第二预热装置64两者，但也可根据作业温度环境等而设置其中的任意一方。

另外，图7（图8）与第一实施方式涉及的图3（图4）对应。其它（图1、图2、图5、图6A～图6E）与第一实施方式的情况相同。

实施生产时，已升温的中间粉末压坯110的温度在第二模具61内施加第二加压力P2开始成形的时刻之前不低到超出一定温度范围的低温的话，不预热第二模具61也可实施本实用新型的高密度成形。进而，有时无需在升温加热步骤前预热第一模具31将中间粉末压坯110预先升温。这种情况下，有时也不设置用于加热第二模具61及第一模具31的加热功能。

但是，中间粉末压坯110的热容量小时，到达第二模具61的传送时间或传送路径长的话，根据混合粉末100的成分或中间粉末压坯110的形态等，已升温的中间粉末压坯110在开始成形完成粉末压坯120的时刻之前温度有可能降低。这样情况下，预热第二模具61会能够好地得到优选的成型效果。

在图8中,在第二模具61(模具62)上,设置有可改变设定温度的第二预热装置(加热器)64。在该第二预热装置64接收（装入）中间粉末压坯110之前，将第二预热装置64加热（预热）到相当于润滑剂粉末（硬脂酸锌）的熔点的温度（例如120℃）。可接收已升温的中间粉末压坯110而无需冷却。由此，可防止之前熔解（液化）的润滑剂的再次固化并确保润滑作用。

该预热步骤在第一实施方式的完成粉末压坯成型步骤（PR6）之前实施。该预热设置为可在完成粉末压坯120加压成形结束之前加热。如此，可进一步提高在加压成形过程中已熔解的润滑剂向所有方向的流动性，所以除基础金属粒子间外也可大幅减轻并维持粒子与第二模具61(模具62)之间的摩擦阻力。

再有，混合粉末100的成分和中间粉末压坯110的形态特殊时、中间粉末压坯110的热容量大时、未设置大型加热升温机时或作业环境温度低时，可能在中间粉末压坯110的加热升温上花费很长时间。此时，优选对第一模具31进行预热。为此，在该实施方式中预热第一模具31。

因此，第一模具31（模具32）上内置有可改变设定温度的第一预热装置（加热器）34，设置为在图7（A）【与图3（A）对应】所示的状态下通过导通加热器可预热第一模具31。即可用作构成加热升温机40的一部分的装置。通过先行预热可减少在加热升温机40上的加热时间，还可缩短生产周期。即由于如图7（D）、（E）所示可通过两个加热器47、34从外周面及下面加热，所以可使整个中间粉末压坯110温度均匀且迅速地升温。

该预热步骤在第一实施方式的中间粉末压坯成形步骤（PR3）结束后实施。在该实施方式中，设置为可在传递到加热升温机40之前加热进行加热预热。

另外，第一预热装置34及第二预热装置64在该实施方式中设置为电热加热方式（电加热器），但也可通过使用热油或热水循环预热的循环方式的加热装置等来实施。

这样，采用该实施方式，可实现与第一实施方式时相同的作用效果，此外由于还可设置为提前预热第二模具61，所以可进一步提高在以第二加压力P2进行加压成形过程中熔解的润滑剂向所有方向的流动性，因此除基础金属粒子间外也可大幅减轻并维持粒子与第二模具61之间的摩擦阻力。

再有，由于可预热第一模具31，所以选择实施预热的话，则可降低加热升温机40的负载且可迅速升温中间粉末压坯110。可缩短生产周期。

附图标记说明

1  高密度成形装置

10 混合粉末供给机

20 容器装置

23 容器

30 第一加压成形机

31 第一模具

34 第一预热装置

37 下冲头（混合粉末转移装置）

40 加热升温机

50 推出杆（中间粉末压坯转移装置）

60 第二加压成形机

61 第二模具

64 第二预热装置

70工件排出装置

80 第一旋转台（第一模具传送装置、加热前粉末压坯传送装置、加热后粉末压坯传送装置）

90 第二旋转台（第二模具传送装置、完成粉末压坯传送装置、第二模具返回传送装置）

100混合粉末

110中间粉末压坯（混合粉末中间压缩体）

120完成粉末压坯（混合粉末完成压缩体）。

Claims (5)

1.一种混合粉末的高密度成形装置，包括： 

混合粉末供给机，其向定位于混合粉末填充位置的容器腔体内填充混合粉末，所述混合粉末是基础金属粉末和低熔点的润滑剂粉末的混合物； 

混合粉末转移装置，其将容器腔体内的混合粉末转移到已与容器对应定位的第一模具腔体内； 

第一加压成形机，其从第一冲头向第一模具的腔体内的混合粉末施加第一加压力成形混合粉末中间压缩体； 

加热升温机，其加热定位在加热升温位置上的第一模具及混合粉末中间压缩体，将混合粉末中间压缩体的温度升高到相当于润滑剂的熔点的温度； 

中间粉末压坯转移装置，其将第一模具的腔体内的混合粉末中间压缩体传递并转移到对应定位在传递过渡位置上的第二模具内； 

第二加压成形机，其向已对应定位在完成压缩体成形位置上的第二模具的腔体内的混合粉末中间压缩体从第二冲头施加第二加压力成形高密度的混合粉末完成压缩体；以及 

产品排出装置，其在产品排出位置上排出第二模具的腔体内的混合粉末完成压缩体。 

2.根据权利要求1所述的混合粉末的高密度成形装置，其特征在于：设置有 

第一模具传送装置,其设置为将所述第一模具传送并与已定位在混合粉末填充位置上的容器对应定位； 

加热前粉末压坯传送装置，其设置为将所述第一模具从中间粉末压坯成形位置传送并与加热升温位置对应定位； 

加热后粉末压坯传送装置，其设置为从加热升温位置将收纳有混合粉末中间压缩体的所述第一模具传送并使其与传递过渡位置对应定位； 

第二模具传送装置，其设置为从传递过渡位置将收纳有混合粉末中间压缩体的所述第二模具传送并使其与完成粉末压坯成形位置对应定位； 

完成粉末压坯传送装置，其设置为从完成粉末压坯成形位置将收纳有混合粉末完成压缩体的所述第二模具传送并使其与产品排出位置对应定位；以及 

第二模具返回传送装置，其设置为从产品排出位置将收纳有混合粉末完成压缩体的所述第二模具传送并使其与接收过渡位置对应定位。 

3.根据权利要求2所述的混合粉末的高密度成形装置，其特征在于： 

将所述混合粉末填充位置、加热升温位置及传递过渡位置隔离配置在以第一轴线为中心的第一圆轨迹上且将传递过渡位置、完成粉末压坯成形位置及产品排出位置隔离配置在以第二轴线为中心的第二圆轨迹上； 

所述第一模具传送装置、加热前粉末压坯传送装置及加热后粉末压坯传送装置使用以第一轴线为中心可旋转的第一旋转台构建； 

所述第二模具传送装置、完成粉末压坯传送装置及第二模具返回传送装置使用以第二轴线为中心可旋转的第二旋转台构建。 

4.根据权利要求1或2所述的混合粉末的高密度成形装置，其特征在于： 

还具有预热所述第一模具的第一预热装置。 

5.根据权利要求1或2所述的混合粉末的高密度成形装置，其特征在于： 

还具有预热所述第二模具的第二预热装置。 

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