JP2000033497A - 粉末厚肉材製造装置 - Google Patents

粉末厚肉材製造装置

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JP2000033497A
JP2000033497A JP10200394A JP20039498A JP2000033497A JP 2000033497 A JP2000033497 A JP 2000033497A JP 10200394 A JP10200394 A JP 10200394A JP 20039498 A JP20039498 A JP 20039498A JP 2000033497 A JP2000033497 A JP 2000033497A
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JP
Japan
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powder
opening
rolling rolls
rolling
pair
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JP10200394A
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Tomotoshi Mochizuki
智俊 望月
Eiichi Ogawa
栄一 小川
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の装置で高密度の粉末厚肉材を連続的に
製造する。 【解決手段】 周面に所要の段部3,4を有し該段部
3,4を組合わせることにより所要の開口5が形成され
るようにした一対の圧延ロール1,2と、前記開口5に
向けて粉末原料を強制的に供給するようにした粉末供給
装置6とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属等の粉末原料
により粉末厚肉材を連続的に製造するようにした粉末厚
肉材製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばニオブ、モリブデン、タングステ
ン等の高融点金属の粉末、或いはそれらの合金の粉末か
ら厚板、或いは棒状材等の粉末厚肉材を製造しようとす
る場合、従来は、金属の粉末原料をプレス機により所要
形状に加圧成形し、その後加圧成形品を焼結させること
によって製造していた。
【0003】しかし、前記プレス機による製造方法で
は、厚板や棒状材のように断面積に対して長さの長い粉
末厚肉材を連続的に製造することはできない。また、比
較的長さの長い粉末厚肉材をプレス機で成形しようとし
た場合には、所定の加圧密度を得るために、非常に大き
な加圧力が必要となり、このために非常に大型のプレス
機が必要になってしまい、実用的には実施することがで
きない。
【0004】よって、比較的長さの短い粉末厚肉材を間
欠的に製造することしかできないために生産性が悪いと
いう問題を有していた。
【0005】従って、このような粉末厚肉材を圧延方法
による粉末冶金法にて製造することができれば、比較的
小さな加圧力で連続的に粉末厚肉材を製造することがで
きるので非常に効率的である。
【0006】図7及び図8は、従来から考えられている
粉末圧延装置の一例を示したもので、図7及び図8に示
すように、外周面間に所要の噛み込み用の開口cを保持
するよう水平方向に平行に一対の圧延ロールa,bを設
け、該圧延ロールa,bの上側外周面に接近して鉛直上
方に延びる前後板d,eと、前記圧延ロールa,bの上
側外周面に沿って開口cの最も小さくなっている位置の
近傍まで入り込むように設けた左右板f,gとからなる
箱状の粉末供給ホッパhを設けている。i,jは圧延ロ
ールa,bの軸である。
【0007】上記した従来の粉末圧延装置では、一対の
圧延ロールa,bの対向面が下方に移動するように互に
逆方向に回転させると、粉末供給ホッパh内の粉末原料
は開口cに向かって自然に落下供給され、圧延ロール
a,bにより圧延されて粉末圧延材kが製造されるよう
になる。このようにして製造された粉末圧延材kは、必
要に応じて加熱炉等により加熱されて焼結される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図7及び図8
に示した従来の粉末圧延装置においては、比較的薄い板
状の粉末圧延材kを製造することはできるが、厚板或い
は棒材等の粉末厚肉材を製造することは困難であった。
【0009】即ち、図7及び図8に示すように、一対の
圧延ロールa,bを用いて粉末原料を圧延しようとする
場合、圧延ロールa,bが粉末原料を引き込む有効引き
込み角αは略一定であることが知られており、従って従
来において厚さ寸法Sの大きい粉末厚肉材kを製造しよ
うとすると、前記有効引き込み角αのために、有効引き
込み角αが圧延ロールa,bの表面と交わる点の相互間
隔Lと厚さ寸法Sとの差、即ち有効な圧下幅L−Sが小
さく、従って厚さ寸法Sの大きな粉末厚肉材kを圧延成
形しようとすると大きな圧下量が得られないために粉末
厚肉材の密度が小さくなってしまうという問題がある。
【0010】また、この問題を解決するためには、有効
な圧下幅L−Sを大きくすれば良いことになるが、有効
な圧下幅L−Sを大きくするためには圧延ロールa,b
のロール径を著しく大きくする必要があり、このために
装置が非常に大型になってしまうという問題がある。
【0011】本発明は、かかる従来の問題点を解決すべ
くなしたもので、小型の装置で高密度の粉末厚肉材を連
続的に製造することができる粉末厚肉材製造装置を提供
することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
周面に所要の段部を有し該段部を組合わせることにより
所要の開口が形成されるようにした一対の圧延ロール
と、前記開口に向けて粉末原料を強制的に供給するよう
にした粉末供給装置とを備えたことを特徴とする粉末厚
肉材製造装置、に係るものである。
【0013】請求項2記載の発明は、周面に所要の凸部
を有し該凸部を所要の間隔で対向させるように備えた一
対の圧延ロールと、前記対向する凸部の両側面に押し付
けて凸部間に開口を形成するようにした側面押付材と、
前記開口に向けて粉末原料を強制的に供給するようにし
た粉末供給装置とを備えたことを特徴とする粉末厚肉材
製造装置、に係るものである。
【0014】請求項3記載の発明は、一方の周面に所要
の凸部を有し、他方の周面に前記凸部が嵌合する凹部を
有して前記凸部と凹部との間に開口を形成するようにし
た一対の圧延ロールと、前記開口に向けて粉末原料を強
制的に供給するようにした粉末供給装置とを備えたこと
を特徴とする粉末厚肉材製造装置、に係るものである。
【0015】請求項4記載の発明は、粉末供給装置がス
クリュー式押出機であることを特徴とする請求項1又は
2又は3記載の粉末厚肉材製造装置、に係るものであ
る。
【0016】請求項1〜3記載の発明によれば、一対の
圧延ロール間に形成された開口に、粉末供給装置によっ
て粉末原料を強制的に供給するようにしているので、小
型の装置構成にて高密度の粉末厚肉材を連続的に製造す
ることができる。
【0017】請求項4記載の発明によれば、スクリュー
式押出し機とした簡単且つ小型の構成にて、開口に対し
粉末原料を大きな加圧力で安定して供給することができ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【0019】図1及び図2は、本発明の粉末厚肉材製造
装置の一例を示している。図1及び図2に示す粉末厚肉
材製造装置では、一対の圧延ロール1,2を平行に設
け、一方の圧延ロール1の周面における一端側に段部3
を設け、また他方の圧延ロール2の周面における他端側
に前記段部3と対称に段部4を設け、前記圧延ロール
1,2の段部3,4を組合わせることにより矩形の開口
5が形成されるようにしている。
【0020】一方、前記圧延ロール1,2間に形成され
る開口5の上部に、該開口5に向けて金属等の粉末原料
を強制的に供給するようにした粉末供給装置6を設け
る。
【0021】図1及び図2の粉末供給装置6は、筒体7
の内部にスクリュー8を備えたスクリュー式押出機9の
構造を有しており、前記筒体7の下端部は、前記開口5
に向かう圧延ロール1,2の周面に沿うように曲面形状
10に絞られていて、下端は開口5に合致した矩形形状
となっている。
【0022】又、前記圧延ロール1,2の軸11間には
スリップリング12を介して電源13が接続されてお
り、粉末原料の圧延時に圧延ロール1,2間に電流を流
すことにより、粉末原料を加熱しながら圧延することが
できるようになっている。電源13には交流、直流の何
れも使用することができる。なお、前記したように電源
13を備えて圧延ロール1,2間に通電を行わなくて
も、粉末圧延は可能である。
【0023】図1及び図2に示した装置の作用を説明す
る。
【0024】図1及び図2の粉末厚肉材製造装置では、
一対の圧延ロール1,2の対向面が下方に移動するよう
に互に逆方向に回転させ、同時にスクリュー式押出機9
による粉末供給装置6によって、粉末原料を圧延ロール
1,2の段部3,4にて形成される開口5に向けて強制
的に供給すると、前記開口5の形状に応じた棒状の粉末
厚肉材14を連続的に製造することができる。
【0025】このように粉末供給装置6によって粉末原
料を開口5に向けて強制的に供給しつつ圧延ロール1,
2による圧延を行うことにより、図7及び図8に示した
従来装置のような有効引き込み角αに何等制限されるこ
となく、大きな押込み力で押込んで高密度に圧縮するこ
とができ、よってロール径が小さい小型の装置にて、高
密度の粉末厚肉材14を連続的に効率良く製造すること
ができる。
【0026】前記したように粉末供給装置6にスクリュ
ー式押出機9を用いると、簡単且つ小型の構成にて、開
口5に対して粉末原料を大きな加圧力で安定して供給す
ることができる。
【0027】従来の粉末圧延では、ロール間隔を大きく
とると、ロール間面内に圧力を発生させることができな
かった。本発明では、スクリュー式押出機9を備えたた
め、圧力を発生でき、粉末を安定して圧延することがで
きる。その結果、アスペクト比で0.7〜1.4の棒状
の粉末厚肉材14を得ることができる。
【0028】このようにして製造された粉末厚肉材14
は、加熱炉等にて加熱し焼結することにより高強度の粉
末厚肉材となる。
【0029】尚、前記開口5の形状は、図2以外に長方
形となるようにしたり、或いは図3に示すように円形
(円柱材の形状)となるようにしたり、その他楕円形
状、多角形状等となるように段部3,4を形成すること
ができる。
【0030】図4は、粉末厚肉材製造装置の他の形態例
を示したもので、基本的な構成は図1及び図2の場合と
同様であるが、異なるところは、一対の平行に設けた圧
延ロール1,2の周面に、互いに所要の間隔を有して対
向するようにした凸部15,16を設け、該対向した凸
部15,16の両側面に押し付けて凸部15,16間に
開口5を形成するようにした側面押付材17,18を設
けている点である。また、前記開口5には、該開口5に
向けて前記と同様に粉末原料を強制的に供給するように
したスクリュー式押出機9からなる粉末供給装置6を設
けている。
【0031】図4の粉末厚肉材製造装置によっても、ロ
ール径を小さくした小型の装置にて、高密度の粉末厚肉
材14を連続的に効率よく製造することができる。ま
た、図4の装置においても開口5の形状を種々変更する
ことにより、種々の断面形状の粉末厚肉材14を製造す
ることができる。
【0032】図5は、前記粉末厚肉材製造装置の更に他
の形態例を示したもので、基本的な構成は図1及び図2
の場合と同様であるが、異なるところは、一方の圧延ロ
ール1の周面には所要の凸部19を設け、他方の圧延ロ
ール2の周面には前記凸部19が嵌合する凹部20を設
けて、前記凸部19と凹部20との間に開口5を形成さ
せるようにしている点である。また、前記開口5には、
該開口5に向けて前記と同様に粉末原料を強制的に供給
するようにしたスクリュー式押出機9からなる粉末供給
装置6を設けている。
【0033】図5の粉末厚肉材製造装置によっても、ロ
ール径を小さくした小型の装置にて、高密度の粉末厚肉
材14を連続的に効率よく製造することができ、更に圧
延時に、圧延ロール1,2に軸方向のスラスト力が発生
しないという利点がある。また、図5の装置においても
開口5の形状を種々変更することにより、種々の断面形
状の粉末厚肉材14を製造することができる。
【0034】図6は、前記図5の装置の変形例を示した
ものであり、一対の圧延ロール1,2の夫々の周面に、
複数の凸部19と凹部20を交互に設け、圧延ロール
1,2の凸部19と凹部20とを互に嵌合させることに
より複数の開口5を形成させるようにしており、この装
置によれば複数の粉末厚肉材14を同時に圧延成形する
ことができる。
【0035】尚、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、図示の形態例では水平に設けられた圧延
ロールの上部に粉末供給装置を配置した場合を示した
が、粉末供給装置はスクリュー式押込み機等により原料
粉末を強制的に開口に供給するようにしているので、粉
末供給装置を横方向或いは下方に設けるようにすること
もできること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【0036】
【発明の効果】本発明の粉末厚肉材製造装置によれば、
一対の圧延ロール間に形成された開口に、粉末供給装置
によって粉末原料を強制的に供給するようにしているの
で、小型の装置構成にて高密度の粉末厚肉材を連続的に
製造することができるという優れた効果を奏し得る。
【0037】粉末供給装置にスクリュー式押出機を用い
ると、簡単且つ小型の構成にて、開口に対し粉末原料を
大きな加圧力で安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粉末厚肉材製造装置の一形態例を示す
もので、図2のI−I方向切断側面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】開口の他の形状例を示す平面図である。
【図4】本発明の粉末厚肉材製造装置の他の形態例を示
す平面図である。
【図5】本発明の粉末厚肉材製造装置の更に他の形態例
を示す平面図である。
【図6】図5の装置の変形例を示す平面図である。
【図7】従来の粉末圧延装置の一例を示す側面図であ
る。
【図8】図7の装置の平面図である。
【符号の説明】
1,2 圧延ロール 3,4 段部 5 開口 6 粉末供給装置 9 スクリュー式押出機 15,16 凸部 17,18 側面押付材 19 凸部 20 凹部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周面に所要の段部を有し該段部を組合わ
    せることにより所要の開口が形成されるようにした一対
    の圧延ロールと、前記開口に向けて粉末原料を強制的に
    供給するようにした粉末供給装置とを備えたことを特徴
    とする粉末厚肉材製造装置。
  2. 【請求項2】 周面に所要の凸部を有し該凸部を所要の
    間隔で対向させるように備えた一対の圧延ロールと、前
    記対向する凸部の両側面に押し付けて凸部間に開口を形
    成するようにした側面押付材と、前記開口に向けて粉末
    原料を強制的に供給するようにした粉末供給装置とを備
    えたことを特徴とする粉末厚肉材製造装置。
  3. 【請求項3】 一方の周面に所要の凸部を有し、他方の
    周面に前記凸部が嵌合する凹部を有して前記凸部と凹部
    との間に開口を形成するようにした一対の圧延ロール
    と、前記開口に向けて粉末原料を強制的に供給するよう
    にした粉末供給装置とを備えたことを特徴とする粉末厚
    肉材製造装置。
  4. 【請求項4】 粉末供給装置がスクリュー式押出機であ
    ることを特徴とする請求項1又は2又は3記載の粉末厚
    肉材製造装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019181499A (ja) * 2018-04-05 2019-10-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 ロールプレス装置及び粉体成形体の製造方法
CN114932219A (zh) * 2022-05-19 2022-08-23 美轲(广州)新材料股份有限公司 一种用粉末挤出轧制的成型工艺及其装置

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