【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属やセラミックスの粉末材料から円柱、角柱等の柱状成形体を製造する成形金型およびこれを用いた成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、円柱、角柱等の柱状成形体を作製するため、先ず、図４（ａ）に示すように、ダイ１３に設けられたキャビティ１４内に成形用粉末１６をフィーダー１８によって充填し、同図（ｂ）に示すように上パンチ１１、下パンチ１２によって圧縮し、次いで、同図（ｃ）に示すように下パンチ１２を上昇させて柱状成形体１６を得るものである。
【０００３】
しかし、このような粉末成形金型はダイ１３の形状が図４（ｄ）に示すようにキャビティ１４の径が端面から他端面まで同一であり、このような金型を用いた成形方法では、加圧時の成形体１７への加圧伝達は、図５（ａ）に示すように、上端、下端より矢印の方向に圧力伝達されるため、上端部、下端部の密度は高く、中央部１７ａは密度が低い状態となり、この成形体１７を焼結すると不均一な焼結を生じ、図５（ｂ）のように得られた焼結体１９は、密度の低い中央部１９ａが窪んだ形状に変形してしまうという問題を有していた。
【０００４】
このような問題を解決するために、図６（ａ）に示すようにダイ１３にストレート部１３ａと上端に連設されたテーパ部１３ｂとを有するキャビティ１４に成形用粉末１６を充填し、下パンチ１２からの片押しで成形することによって、図６（ｂ）に示すように成形体１７の下端部において最も密度が高いものとし、この成形体１７を焼成すると、下端部の収縮率が小さいため下端から上端まで均一な径を有する焼結体を得ることができる方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の成形方法では、ダイ１３上部の開口部寸法が大きくなっており、焼成後に上部と中央部と下部での寸法差は少なくなるものの、焼成後のセラミック体は上部の密度は低く、下部の密度は高いものとなるため、
この密度差によって得られた焼結体は、機械的強度等の各特性がばらつくという問題を有していた。
【０００７】
また、上記ダイ１３のテーパ部１３ｂの長さ、大きさは、ダイ１３がストレート部１３ａのみで形成された粉末成形用金型を用いて成形体を成形し、この成形体を焼結して得られた軸方向における収縮率の分布を求めることにより決定するため、原料粉末の条件によって寸法を変動させる必要があるという問題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の粉末成形用金型は、成形用粉末を充填するキャビティを有するダイと、上記キャビティ内に挿入して成形用粉末を圧縮する上、下パンチとからなる粉末成形用金型であって、上記ダイは、キャビティを成す貫通孔内周面の中央部に環状凹部を備えるとともに両端部に環状凹部に連続する鉛直部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部は曲面状であることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部の最大径が、鉛直部の径に対して０．５〜２％大きいことを特徴とする。
【００１１】
またさらに、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部の鉛直方向の長さが、上記キャビティのうち成形用粉末を充填する長さの２５〜７５％であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記粉末成形用金型を用いた成形方法は、上記キャビティ内に成形用粉末を充填した後、上、下パンチによって圧縮し、次いで、上、下パンチの上昇によって上記環状凹部に充填された成形用粉末を鉛直部によって加圧して成形体を得ることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の粉末成形用金型を示す要部断面図であり、成形用粉末６を充填するキャビティ４を有するダイ３と、キャビティ４に挿入して成形用粉末６を圧縮する上パンチ１、下パンチ２からなるものである。
【００１５】
ここで、上記粉末成形用金型は、図１（ｂ）に示すようにダイ３のキャビティ４を成す貫通孔内周面の中央部に環状凹部５ａを備えるとともに両端部に環状凹部５ａに連続する鉛直部５ｂを備えることが重要であり、このようなダイ３を有する金型によって成形した成形体は、その密度が全体的に均一となるため、焼成後に得られた焼結体は全長にわたってその径が均一となり、寸法精度の高いものとなる。
【００１６】
通常、上下パンチ１、２によって加圧して得られる成形体は、中央部の密度が低いものとなる。しかし、上記環状凹部５ａを有する金型によって成形した場合、詳細を後述するが、環状凹部５ａに充填された成形用粉末６がキャビティ４から押出される際に、環状凹部５ａの上方の鉛直部５ｂによって両端部の成形用粉末６より高い圧力で押圧される。そのため、得られた成形体は中央部の密度と両端部の密度とが均一となり、焼結体も全長にわたってその径が均一となる仕組みである。
【００１７】
また、上記環状凹部５ａは、その鉛直方向の断面図において、外形が滑らかな曲面状であることが好ましく、成形体への圧力伝達と、成形体をキャビティ４から押出す際の抵抗力を和らげ、成形体にクラックが生じることなく均一な密度分布を有するものとできる。
【００１８】
さらに、上記環状凹部５ａの最大径Ｄは、鉛直部５ｂの径ｄに対して０．５〜２％大きくすることが好ましく、成形体の払い出し時において、成形体に無理な圧力がかからないため、密度が均一な、寸法精度の高い形状の成形体を得ることができる。
【００１９】
上記最大径Ｄの大きさが径ｄに対して０．５％未満で大きなものとなると、環状凹部５ａによってできる空間が小さすぎるため、成形用粉末６が必要な充填量とならず、成形体の中央部の密度が他の部分より低い状態となり、焼成後に中央部の径が小さくなる変形を発生させる。一方、２％を越えて大きくなると、必要以上に成形用粉末６が充填されるため、中央部の密度が高くなり、焼成後に中央部が膨らんだ形状となる。
【００２０】
したがって、上記環状凹部５ａの最大径Ｄは、ダイ３の鉛直部５ｂの径ｄに対して０．０５〜２％大きくすることが好ましく、１〜１．５％とすることがより好ましい。
【００２１】
なお、上記環状凹部５ａの最大径Ｄが鉛直部５ｂの径ｄに対して０．５〜２％大きいとは、図１（ｂ）に示すように鉛直部５ｂの径ｄを１としたとき、環状凹部５ａの最大径Ｄが１．００５ｄ〜１．０２ｄとなっていることが好ましいことを示し、また、環状凹部の最大径Ｄ、ダイ３の鉛直部５ｂの径ｄとは、成形体の形状が円柱の場合にはその直径を、角柱の場合にはその外接円の直径を示すものである。
【００２２】
またさたらに、上記環状凹部５ａの鉛直方向の長さＬが、上記キャビティ４のうち成形用粉末６を充填する長さｌの２５〜７５％であることが好ましく、成形体の密度がより均一となり、払い出し時にクラック等が生じることなく均一な密度の成形体を得ることができる。
【００２３】
上記Ｌがｌに対して２５％未満となると、鉛直部５ｂとの勾配が小さいため、環状凹部５ａの両端部でも密度差が生じやすく、一方、７５％を越えると、長さｌに対しての比率が小さくなるため加圧効果が少なくなり、均一な密度を有する成形体を得ることができない。
【００２４】
したがって、環状凹部５ａの長さＬは、キャビティ４のうち成形用粉末６を充填する長さｌに対して２５〜７５％とすることが好ましく、さらに４５〜６５％とすることがより好ましい。
【００２５】
また、ダイ３の環状凹部５ａとその上、下方の鉛直部５ｂとの境界は、Ｒ形状とすることが好ましく、成形体への加圧伝達がスムーズになり、成形体を払い出す際にクラック等が生じるのを防止することができる。
【００２６】
さらに、上記環状凹部５ａは、その最大径Ｄと長さＬとの関係によって、上記範囲内で所望の値を設定する。
【００２７】
このような、粉末成形用金型を用いて柱状成形体を得るには、先ず、図２（ａ）に示すような、上パンチ１、下パンチ２、ダイ３からなる粉末成形用金型を準備する。
【００２８】
次いで、図２（ｂ）に示すように、下パンチ２の下降によってできたキャビティ４内に、フィーダー８によって成形用粉末６を充填する。このとき、ダイ３の環状凹部５ａには鉛直部５ｂより多量の成形用粉末６が過充填される。
【００２９】
次に、図２（ｃ）の加圧工程へと移り、上パンチ１が下降してキャビティ４内に挿入され、成形用粉末６を加圧する。
【００３０】
このときの加圧状態は、図３（ａ）に示すようになり、成形体７の中央部７ａは、両端より密度は低い状態となっている。
【００３１】
しかる後、図２（ｄ）に示すように、上パンチ１、下パンチ２が上昇して成形体７を得ることができる。この上下パンチ１、２の上昇にともなって、成形体７は、図３（ｂ）に示すような加圧状態となり、ダイ３の環状凹部５ａの上方の鉛直部５ｂによって、成形体７の中央部の凸部のみが加圧される状態となる。中央部７ａが加圧されることによって、払い出された成形体７は、図２（ｄ）に示すような、全長にわたって密度、径が均一になった成形体８を得ることができる。
【００３２】
なお、上記環状凹部５ａに充填された成形用粉末６を加圧して平坦にするためには、成形体７の外径の２倍以上の鉛直方向の長さを有する鉛直部５ｂを設けることが好ましい。
【００３３】
本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００３４】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００３５】
先ず、図２（ａ）に示すような、上パンチ１、下パンチ２、ダイ３からなり、環状凹部を有する粉末成形用金型を準備する。
【００３６】
なお、ダイ３は図１（ｂ）に示すようにキャビティ４の直径ｄが５ｍｍ、長さｌが１５ｍｍであり、環状凹部５ａの最大径Ｄ、長さＬを表１に示す如く値とした。
【００３７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、下パンチ２の下降によってできたキャビティ４内に、フィーダー８によって純度９６％のアルミナ粉末からなる成形用粉末６を充填する。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、上パンチ１の下降によって成形用粉末６を加圧する。
【００３９】
しかる後、図２（ｄ）に示すように、上パンチ１、下パンチ２が上昇して成形体７を作製した。
【００４０】
得られた各成形体の両端面、中央部の径をマイクロメーターによって測定し、その最大値−最小値を算出して径の変形量とした。
【００４１】
また、成形体が払い出し時に形を変えずに成形できたかどうか、成形時の割れやクラックの有無の確認を行い、成形性を○、×で評価とした。
【００４２】
そして、この成形体を１６３０℃で焼成し、得られた焼結体の寸法を同様にマイクロメーターによって測定し、焼結体の径の変形量とした。
【００４３】
また、比較例としてダイに環状凹部を備えない金型を準備し、上記と同様な評価を行なった。
【００４４】
結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
表１に示す通り、ダイの中央部に環状凹部を設けた金型で成形した試料（Ｎｏ．１〜１２）は、焼結体の径の変形量が１．１３ｍｍ以下と小さなものとすることができた。
【００４６】
特に、環状凹部５ａの最大径Ｄが、他の部位の径ｄに対して０．５〜２％大きく、環状凹部の鉛直方向の長さＬが、成形用粉末を充填する長さｌの２５〜７５％
となっている試料（Ｎｏ．２、３、５〜９、１１）は、成形体の密度を全長にわたって均一とでき、焼結体の径の変形量は０．１２ｍｍ以下と非常に小さなものにすることができた。
【００４７】
これに対し、環状凹部を有しない金型にいって成形した試料（Ｎｏ．１３）は、成形体の密度が中央部で低いものとなり、焼結体の径の変形量が０．２ｍｍと非常に大きなものとなった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の粉末成形用金型は、ダイの中央部に環状凹部を備えるとともに両端部に環状凹部に連続する鉛直部を備えたことから、環状凹部に充填された成形用粉末が鉛直部によって両端部より高い圧力で押圧され、得られた成形体は中央部の密度と両端部の密度とが均一となり、焼成後の焼結体も全長にわたってその径が均一とすることができる。
【００４９】
また、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部は曲面状であることから、成形体への圧力伝達と、抵抗力を和らげ、成形体にクラックが生じることなく均一な密度分布を有するものとできる。
【００５０】
さらに、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部の最大径が、他の部位の径に対して０．５〜２％大きいことから、成形体の払い出し時において、成形体に無理な圧力がかからないため、密度が均一で、寸法精度の高い形状の成形体を得ることができる。
【００５１】
またさらに、本発明の粉末成形用金型は、上記環状凹部の鉛直方向の長さが、上記キャビティのうち成形用粉末を充填する長さの２５〜７５％であることから、
成形体の密度がより均一となり、払い出し時にクラック等が生じることなく均一な密度の成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の粉末成形用金型の一実施形態を示す要部断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるダイを示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の粉末成形用金型を用いて成形体を得る成形方法を示す断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は加圧工程、（ｃ）は下パンチ上昇工程、（ｄ）は払い出し工程を示す。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の粉末成形用金型を用いた際の成形体への加圧状態を示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来の粉末成形用金型を用いて成形体を得る成形方法を示す断面図であり、（ａ）は準備工程、（ｂ）は加圧工程、（ｃ）は下パンチ上昇工程をそれぞれ示し、（ｄ）はダイの要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）は従来の粉末成形用金型を用いた際の成形体への加圧状態を示す平面図であり、（ｂ）は焼成後の焼結体を示す平面図である。
【図６】（ａ）は従来の従来の粉末成形用金型を示す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の粉末成形用金型を用いて成形した成形体を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ：上パンチ
２ ：下パンチ
３ ：ダイ
４ ：キャビティ
５ａ：環状凹部
５ｂ：鉛直部
６ ：成形用粉末
７ ：成形体
７ａ：成形体中央部
８ ：フィーダー
９ ：焼結体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a molding die for producing a columnar molded body such as a cylinder or a prism from a powder material of metal or ceramics and a molding method using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to produce a columnar molded body such as a cylinder or a prism, first, as shown in FIG. 4A, a molding powder 16 is filled into a cavity 14 provided in a die 13 by a feeder 18. As shown in FIG. 2B, the upper and lower punches 11 and 12 are used for compression, and then as shown in FIG. 2C, the lower punch 12 is raised to obtain a columnar molded body 16.
[0003]
However, in such a powder molding die, as shown in FIG. 4D, the shape of the die 13 is such that the diameter of the cavity 14 is the same from the end face to the other end face. In the molding method using such a mold, As shown in FIG. 5A, the pressure is transmitted from the upper end and the lower end to the molded body 17 in the direction of the arrow at the time of pressurization. 17a is in a low-density state, and when this molded body 17 is sintered, uneven sintering occurs. In the sintered body 19 obtained as shown in FIG. There was a problem that it was deformed into a shape.
[0004]
In order to solve such a problem, a molding powder 16 is filled in a cavity 14 having a straight portion 13a and a tapered portion 13b connected to the upper end of a die 13 as shown in FIG. 6 (b), the density is highest at the lower end of the molded body 17, and when the molded body 17 is fired, the shrinkage ratio of the lower end is small. Therefore, there has been proposed a method capable of obtaining a sintered body having a uniform diameter from the lower end to the upper end (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-3104 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the molding method disclosed in Patent Document 1, although the size of the opening at the top of the die 13 is large, and the dimensional difference between the upper portion, the center portion, and the lower portion is reduced after firing, the ceramic body after firing has a higher density. Is low and the density at the bottom is high,
The sintered body obtained by this difference in density has a problem that various properties such as mechanical strength vary.
[0007]
The length and size of the tapered portion 13b of the die 13 are determined by molding a compact using a powder molding die in which the die 13 is formed only of the straight portion 13a, and sintering the compact. Since it is determined by obtaining the obtained distribution of the shrinkage in the axial direction, there is a problem that the dimensions must be changed depending on the conditions of the raw material powder.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the powder molding die of the present invention is a powder molding die comprising a die having a cavity for filling the molding powder, and a lower punch which is inserted into the cavity and compresses the molding powder. The die is characterized in that it has an annular recess at the center of the inner peripheral surface of the through hole forming the cavity, and at both ends a vertical portion continuous with the annular recess.
[0009]
Further, the powder molding die of the present invention is characterized in that the annular concave portion has a curved surface.
[0010]
Further, the powder molding die of the present invention is characterized in that the maximum diameter of the annular concave portion is larger by 0.5 to 2% than the diameter of the vertical portion.
[0011]
Furthermore, the powder molding die of the present invention is characterized in that the vertical length of the annular recess is 25 to 75% of the length of the cavity filled with the molding powder.
[0012]
Further, in the molding method using the powder molding die, after filling the cavity with the molding powder, the upper and lower punches are compressed, and then the upper and lower punches are filled in the annular concave portion by lifting. The molding powder is pressed by the vertical portion to obtain a molded body.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part showing a powder molding die of the present invention. The die 3 has a cavity 4 for filling the molding powder 6, and the molding powder 6 is inserted into the cavity 4. It comprises an upper punch 1 and a lower punch 2 for compression.
[0015]
As shown in FIG. 1 (b), the powder molding die has an annular recess 5a at the center of the inner peripheral surface of the through hole forming the cavity 4 of the die 3, and is continuous with the annular recess 5a at both ends. It is important to provide a vertical portion 5b that is formed, and since the density of the formed body formed by the mold having the die 3 becomes uniform as a whole, the sintered body obtained after the firing is formed over the entire length. The diameter becomes uniform, and the dimensional accuracy becomes high.
[0016]
Normally, the compact obtained by pressing with the upper and lower punches 1 and 2 has a low density at the center. However, when molding is performed using a mold having the above-described annular concave portion 5a, as will be described in detail later, when the molding powder 6 filled in the annular concave portion 5a is extruded from the cavity 4, a vertical portion above the annular concave portion 5a is formed. 5b presses with higher pressure than the molding powder 6 at both ends. For this reason, the obtained compact has a structure in which the density at the center and the density at both ends are uniform, and the diameter of the sintered body is also uniform over the entire length.
[0017]
The annular recess 5a preferably has a smooth curved outer shape in a vertical cross-sectional view thereof, and reduces pressure transmission to the molded body and resistance force when the molded body is pushed out of the cavity 4. In addition, the molded article can have a uniform density distribution without cracks.
[0018]
Further, the maximum diameter D of the annular concave portion 5a is preferably set to be 0.5 to 2% larger than the diameter d of the vertical portion 5b, and when dispensing the molded body, no excessive pressure is applied to the molded body. A molded article having a uniform density and a high dimensional accuracy can be obtained.
[0019]
If the maximum diameter D is less than 0.5% of the diameter d and is too large, the space formed by the annular concave portion 5a is too small, so that the molding powder 6 does not have a necessary filling amount, and The density of the central portion becomes lower than that of the other portions, and deformation occurs in which the diameter of the central portion becomes smaller after firing. On the other hand, if it exceeds 2%, the molding powder 6 is filled more than necessary, so that the density at the central portion increases and the central portion expands after firing.
[0020]
Therefore, the maximum diameter D of the annular concave portion 5a is preferably 0.05 to 2% larger than the diameter d of the vertical portion 5b of the die 3, more preferably 1 to 1.5%.
[0021]
The maximum diameter D of the annular concave portion 5a is larger than the diameter d of the vertical portion 5b by 0.5 to 2% when the diameter d of the vertical portion 5b is 1, as shown in FIG. It is shown that the maximum diameter D of the annular concave portion 5a is preferably 1.005d to 1.02d, and the maximum diameter D of the annular concave portion and the diameter d of the vertical portion 5b of the die 3 are defined as When the shape is a cylinder, the diameter indicates the diameter, and when the shape is a prism, the diameter indicates the circumscribed circle.
[0022]
In addition, the vertical length L of the annular concave portion 5a is preferably 25 to 75% of the length 1 of the cavity 4 for filling the molding powder 6, and the density of the molded body is more improved. It becomes uniform, and a molded article having a uniform density can be obtained without cracks or the like at the time of dispensing.
[0023]
If the above L is less than 25% with respect to l, the gradient with the vertical portion 5b is small, so that a difference in density is likely to occur at both ends of the annular concave portion 5a. , The pressurizing effect is reduced, and a molded article having a uniform density cannot be obtained.
[0024]
Therefore, the length L of the annular concave portion 5a is preferably 25 to 75%, more preferably 45 to 65%, of the length 1 of the cavity 4 in which the molding powder 6 is filled.
[0025]
The boundary between the annular concave portion 5a of the die 3 and the upper and lower vertical portions 5b is preferably formed in an R-shape, so that the pressure can be smoothly transmitted to the molded body and cracks can be generated when the molded body is dispensed. And the like can be prevented.
[0026]
Further, the annular recess 5a sets a desired value within the above range depending on the relationship between the maximum diameter D and the length L.
[0027]
In order to obtain a columnar molded body using such a powder molding die, first, a powder molding die including an upper punch 1, a lower punch 2, and a die 3 as shown in FIG. prepare.
[0028]
Next, as shown in FIG. 2B, the molding powder 6 is filled by the feeder 8 into the cavity 4 formed by the lowering of the lower punch 2. At this time, the annular concave portion 5a of the die 3 is overfilled with a larger amount of molding powder 6 than the vertical portion 5b.
[0029]
Next, the process proceeds to the pressing step of FIG. 2C, in which the upper punch 1 is lowered and inserted into the cavity 4 to press the molding powder 6.
[0030]
The pressurized state at this time is as shown in FIG. 3A, and the central portion 7a of the molded body 7 has a lower density than both ends.
[0031]
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the upper punch 1 and the lower punch 2 are lifted, and the molded body 7 can be obtained. As the upper and lower punches 1 and 2 rise, the compact 7 is pressed as shown in FIG. 3B, and the vertical portion 5b of the die 3 above the annular concave portion 5a causes the center of the compact 7 to move. Only the convex part of the part is in a state of being pressed. By pressing the central portion 7a, the discharged molded body 7 can obtain a molded body 8 having a uniform density and diameter over the entire length as shown in FIG. 2D.
[0032]
In order to flatten the molding powder 6 filled in the annular concave portion 5a by pressing, it is necessary to provide a vertical portion 5b having a vertical length twice or more the outer diameter of the molded body 7. preferable.
[0033]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
[0034]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
[0035]
First, as shown in FIG. 2A, a powder molding die including an upper punch 1, a lower punch 2, and a die 3 and having an annular concave portion is prepared.
[0036]
In the die 3, as shown in FIG. 1B, the diameter d of the cavity 4 is 5 mm and the length 1 is 15 mm, and the maximum diameter D and the length L of the annular concave portion 5a are set as shown in Table 1. .
[0037]
Next, as shown in FIG. 2B, a molding powder 6 made of 96% pure alumina powder is filled into a cavity 4 formed by lowering the lower punch 2 by a feeder 8.
[0038]
Next, as shown in FIG. 2C, the molding powder 6 is pressed by lowering the upper punch 1.
[0039]
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the upper punch 1 and the lower punch 2 were raised to produce a molded body 7.
[0040]
The diameter of both end surfaces and the central part of each of the obtained molded bodies was measured by a micrometer, and the maximum value-minimum value was calculated to obtain the amount of deformation of the diameter.
[0041]
Also, it was confirmed whether or not the molded body could be molded without changing its shape at the time of dispensing, and it was confirmed whether or not there was a crack or crack at the time of molding.
[0042]
The molded body was fired at 1630 ° C., and the dimensions of the obtained sintered body were similarly measured with a micrometer to obtain the amount of deformation of the sintered body.
[0043]
As a comparative example, a mold having no annular concave portion in the die was prepared, and the same evaluation as above was performed.
[0044]
Table 1 shows the results.
[0045]
[Table 1]
As shown in Table 1, the samples (Nos. 1 to 12) molded with a die having an annular concave portion in the center of the die should have a small amount of deformation of the sintered body diameter of 1.13 mm or less. Was completed.
[0046]
In particular, the maximum diameter D of the annular concave portion 5a is larger by 0.5 to 2% than the diameter d of the other portions, and the vertical length L of the annular concave portion is 25, which is the length l of filling the molding powder. ~ 75%
The samples (Nos. 2, 3, 5 to 9, and 11) can have a uniform density of the compact over the entire length, and the amount of deformation of the diameter of the sintered compact is as very small as 0.12 mm or less. We were able to.
[0047]
On the other hand, in the sample (No. 13) molded in a mold having no annular concave portion, the density of the molded body was low at the center portion, and the amount of deformation of the sintered body diameter was very small, 0.2 mm. It became big.
[0048]
【The invention's effect】
The powder molding die of the present invention has an annular concave portion at the center of the die and a vertical portion continuous to the annular concave portion at both ends, so that the molding powder filled in the annular concave portion has both ends by the vertical portion. The molded body obtained is pressed at a pressure higher than that of the part, the density of the central part and the density of both ends become uniform, and the sintered body after firing can have a uniform diameter over the entire length.
[0049]
Further, in the powder molding die of the present invention, since the annular concave portion has a curved surface, pressure transmission to the molded body and the resistance are reduced, and the molded body has a uniform density distribution without cracks. I can do it.
[0050]
Furthermore, in the powder molding die of the present invention, since the maximum diameter of the annular concave portion is 0.5 to 2% larger than the diameter of the other portions, it is impossible for the molded body to be dispensed at the time of discharging the molded body. Since no pressure is applied, a molded article having a uniform density and high dimensional accuracy can be obtained.
[0051]
Still further, in the powder molding die of the present invention, since the vertical length of the annular concave portion is 25 to 75% of the length of the cavity to be filled with the molding powder,
The density of the molded article becomes more uniform, and a molded article having a uniform density can be obtained without generating cracks or the like at the time of dispensing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a powder molding die according to the present invention, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view showing a die in FIG.
FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views showing a molding method for obtaining a molded body using the powder molding die of the present invention, wherein FIG. 2A is a preparation step, and FIG. , (C) shows a lower punch raising step, and (d) shows a payout step.
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are plan views showing a pressurized state of a compact when a powder molding die of the present invention is used.
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views showing a molding method for obtaining a molded body using a conventional powder molding die, wherein FIG. 4A is a preparation step, FIG. (C) shows a lower punch raising step, and (d) is an enlarged sectional view of a main part of the die.
FIG. 5 (a) is a plan view showing a state in which a compact is pressed when a conventional powder molding die is used, and FIG. 5 (b) is a plan view showing a sintered body after firing. .
6 (a) is a cross-sectional view showing a conventional powder molding die of the related art, and FIG. 6 (b) is a plan view showing a compact formed using the powder molding die of FIG. 6 (a). It is.
[Explanation of symbols]
1: Upper punch 2: Lower punch 3: Die 4: Cavity 5a: Annular concave portion 5b: Vertical portion 6: Powder for molding 7: Molded body 7a: Center of molded body 8: Feeder 9: Sintered body
