JP2006305574A - Multi-layered green compact forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複層圧粉体の成形方法に関し、さらに、詳しくは、例えば複層の滑り軸受のように、筒状部材の内周に異なる材料からなる第2層の摺動材が一体に形成されている焼結製品を製造する場合に、容易に複層の圧粉体を成形することができる方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a multi-layer green compact. More specifically, for example, a second-layer sliding material made of a different material is integrally formed on the inner periphery of a cylindrical member, such as a multi-layer slide bearing. The present invention relates to a method capable of easily forming a multilayered green compact when producing a formed sintered product.
複層の圧粉体を成形する方法として、ダイ、コア、及び内外に分割された上下のパンチを備えた金型装置を用い、外側の下パンチだけを下げて形成されるキャビティに第1の粉末を充填し、上パンチで充填粉末を塞いだ状態から下外パンチを上昇させて粉末圧縮し、次いで、内側の下パンチを降下さて形成される内側のキャビティに第2の粉末を充填したのち、前記の第1粉末の圧粉体と、内側キャビティ内の第2の粉末とを上下の各パンチで所定の長さ寸法になるまで圧縮し、2層が一体に形成された粉末成形体を金型から抜き出す技術がある(例えば、特許文献1参照。)。 As a method of forming a multi-layer green compact, a mold apparatus having a die, a core, and upper and lower punches divided into an inner part and an outer part is used, and a first cavity is formed by lowering only an outer lower punch. After filling the powder and closing the filled powder with the upper punch, the lower outer punch is raised to compress the powder, and then the inner lower cavity is lowered to fill the inner cavity formed with the second powder. Compressing the green compact of the first powder and the second powder in the inner cavity with the upper and lower punches to a predetermined length dimension, a powder molded body in which two layers are integrally formed There is a technique of extracting from a mold (for example, see Patent Document 1).
また、第1の粉末を予備圧粉する手段として、上外パンチで粉末を圧縮し、その第1粉末圧粉体を押し上げて第1粉末圧粉体の上面とダイ面とを同一にしたのち、内側の下パンチを降下さて形成される内側のキャビティに第2の粉末を充填する技術がある(例えば、特許文献2参照。)。 Further, as a means for pre-compacting the first powder, after compressing the powder with the upper and outer punches and pushing up the first powder compact to make the upper surface of the first powder compact and the die surface the same. There is a technique for filling the inner cavity formed by lowering the inner lower punch with the second powder (for example, see Patent Document 2).
以上の従来の粉末成形技術では、内側のキャビティの隙間が狭い(内側の層の厚さが薄い)場合には、粉末充填が困難であり、粉末が流動して充填できるような、適度に大きい肉厚が必要であった。
本発明は、上述のように、従来困難であった問題を解決することを目的とするものであって、内側部材がより薄い複層圧粉体を成形することができる複層筒状圧粉体の成形方法を提供する。 As described above, the present invention aims to solve a problem that has been difficult in the past, and is a multilayer cylindrical powder compact capable of forming a multilayer powder compact with a thinner inner member. A method for forming a body is provided.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とする。すなわち、本発明は、内側と外側の2層が一体に形成された筒状圧粉体の成形において、ダイ、コア及び上下のパンチが圧粉体の各層の厚さに対応して内外に2分割され、コア寄りに内側上下パンチを備えると共に、ダイ内壁と前記内側上下パンチとの間に外側上下パンチを備えた金型装置を用い、前記金型装置の各部材の相対的昇降により形成されるキヤビティ内ヘの粉末充填及び圧粉操作が下記(1)〜(6)の工程から成ることを特徴とする複層筒状圧粉体の成形方法である。
(1)ダイ孔、内側下パンチの外周及び外側下パンチの端部によって形成された円筒外側キャビティに第1の粉末を充填する工程、
(2)第1の粉末を外側上パンチで閉塞し、外側下パンチにより粉末を圧縮し予備圧粉体を形成する工程、
(3)コア及び内側下パンチを下降させて、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周の間に形成される内キャビティに第2の粉末を充填する工程、
(4)コアを上昇させてコア上の粉末を排出し、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周とコアとの間で形成される円筒内側キャビティに第2の粉末を残留させる工程、
(5)上下の各パンチによって予備圧粉体及び円筒内側キャビティ内の第2の粉末を圧縮し成形体とする工程、
(6)成形体を各下パンチによって押し上げダイから抜出す工程である。
The present invention has been made to solve the above problems, and is characterized by taking the following technical means. That is, according to the present invention, in the molding of a cylindrical green compact in which two layers of the inner side and the outer side are integrally formed, the die, the core, and the upper and lower punches are arranged in the inner and outer sides corresponding to the thickness of each layer of the green compact. The mold device is divided and provided with inner upper and lower punches closer to the core and with outer upper and lower punches between a die inner wall and the inner upper and lower punches, and is formed by relative elevation of each member of the mold device. This is a method for forming a multilayered cylindrical green compact, characterized in that the powder filling into the cavity and the compacting operation comprise the following steps (1) to (6).
(1) filling a first powder into a cylindrical outer cavity formed by the die hole, the outer periphery of the inner lower punch, and the end of the outer lower punch;
(2) a step of closing the first powder with an outer upper punch and compressing the powder with an outer lower punch to form a pre-compacted powder;
(3) Lowering the core and the inner lower punch, and filling the second powder into the inner cavity formed between the inner periphery of the preliminary green compact and the outer periphery of the outer lower punch,
(4) The core is raised to discharge the powder on the core, and the second powder remains in the cylindrical inner cavity formed between the inner periphery of the pre-compacted compact and the inner periphery of the outer lower punch and the core. Process,
(5) A step of compressing the pre-compacted powder and the second powder in the inner cavity of the cylinder with upper and lower punches to form a molded body,
(6) A step of pulling up the molded body from each of the lower punches by pushing it up.
また本発明の第2の発明は、内側と外側の2層が一体に形成された筒状圧粉体の成形において、ダイ、コア及び上下のパンチが圧粉体の各層の厚さに対応して内外に2分割され、コア寄りに内側上下パンチを備えると共に、ダイ内壁と前記内側上下パンチとの間に外側上下パンチを備えた金型装置を用い、前記金型装置の各部材の相対的昇降により形成されるキャビティヘの粉末充填及び圧粉操作が下記の(a)〜(f)の工程から成ることを特徴とする複層筒状圧粉体の成形方法である。
(a)ダイ孔、内側下パンチの外周及び外側下パンチの端部によって形成された円筒外側キャビティに第1の粉末を充填する工程、
(b)第1の粉末を外側パンチで圧縮し予備圧粉体を形成する工程、
(c)コア及び内側下パンチを下降させて、予備圧粉体の内周、予備圧粉体の上方、及び外側下パンチの内周の間に形成されるフランジ付きキャビティに第2の粉末を充填する工程、
(d)コア、外側下パンチ及び予備圧粉体を上昇させ、予備圧粉体上及びコア上にあった充填粉末を排出し、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周とコアとの間で形成される円筒内側キャビティに第2の粉末を残留させる工程、
(e)上下の各パンチによって予備圧粉体及び円筒内側キャビティ内の第2の粉末を圧縮し成形体とする工程、
(f)成形体を各下パンチによって押し上げダイから抜出す工程。
In the second aspect of the present invention, in the molding of the cylindrical green compact in which the inner and outer two layers are integrally formed, the die, the core, and the upper and lower punches correspond to the thickness of each layer of the green compact. The mold apparatus is divided into two inside and outside, provided with inner upper and lower punches closer to the core, and provided with outer upper and lower punches between the inner wall of the die and the inner upper and lower punches. A method for forming a multi-layer cylindrical green compact, characterized in that powder filling and compacting operation into a cavity formed by ascending and descending comprises the following steps (a) to (f).
(A) filling the first powder into the cylindrical outer cavity formed by the die hole, the outer periphery of the inner lower punch, and the end of the outer lower punch;
(B) compressing the first powder with an outer punch to form a pre-compacted powder;
(C) Lowering the core and the inner lower punch, and putting the second powder into the flanged cavity formed between the inner periphery of the preliminary green compact, the upper portion of the preliminary green compact, and the inner periphery of the outer lower punch. Filling process,
(D) The core, the outer lower punch, and the preliminary compact are raised, the filled powder on the preliminary compact and the core are discharged, the inner periphery of the preliminary compact and the inner periphery of the outer lower punch and the core Leaving the second powder in a cylindrical inner cavity formed between
(E) a step of compressing the pre-compacted compact and the second powder in the cylinder inner cavity with the upper and lower punches to form a molded body;
(F) A step of pulling up the molded body from the lowering die by each lower punch.
第1の発明と第2発明の異なる点は、第1の発明の工程のうち(2)〜(4)の工程をそれぞれ上記(b)〜(d)のように変更したことである。 The difference between the first invention and the second invention is that the steps (2) to (4) in the steps of the first invention have been changed to the above (b) to (d), respectively.
本発明によれば、外側の予備圧粉体を形成した後に、コア及び内側下パンチを下降させて、第2の粉末充填入り口を広く形成するので、キャビティの底まで均一に粉末充填することができ、その後でコアを上昇させてコア上の第2粉末を排出しすることにより、内側の第2の粉末充填を完了するという工程によるので、内側部材の肉厚が薄くても、第2の粉末充填が容易に可能となり、内周面にごく薄い摺動部材を有する複層焼結製品を容易に製造することができることとなった。 According to the present invention, after forming the outer pre-compacted powder, the core and the inner lower punch are lowered to form the second powder filling inlet widely, so that the powder can be uniformly filled to the bottom of the cavity. And then, by raising the core and discharging the second powder on the core to complete the filling of the second powder on the inner side, even if the inner member is thin, Powder filling can be easily performed, and a multilayer sintered product having a very thin sliding member on the inner peripheral surface can be easily manufactured.
以下、図面を参照し発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings.
各図面は理解しやすいように誇張して記載している。また、金型装置の稼働は、ダイが昇降しない形態で記載しおり、相対的な昇降による成形の原理を示したものである。実際は、NC制御プレス装置を用いてダイも昇降する形態とすることが望ましい。 Each drawing is exaggerated for easy understanding. The operation of the mold apparatus is described in a form in which the die does not move up and down, and shows the principle of molding by relative raising and lowering. Actually, it is desirable that the die is moved up and down using an NC control press.
図1(a)〜図1(f)は、本発明の粉末成形方法を示した縦断面図で、特徴的な6工程に分けて示している。成形金型は、ダイ1、中心に設けられたコア6、及び上下のパンチからなっている。上下のパンチは圧粉体の各層の厚さに対応して内外に2分割されている。すなわち、コア6側に内側下パンチ3及び内側上パンチ5を備えており、その外側に、外側下パンチ2及び外側上パンチ4を備えた構造となっている。
FIG. 1A to FIG. 1F are longitudinal sectional views showing the powder molding method of the present invention, which are divided into six characteristic steps. The molding die includes a die 1, a
図1(a)は、ダイ1、内側下パンチ3及びコア6の上面を同一面とし、外側下パンチ2を下降させて円筒形の外側キャビティ7a内に、フイーダ10により第1の粉末を充填している状態を示している。その後、フイーダ10はキャビティ上から遠ざかる際に粉末上面を擦り切りする。
In FIG. 1A, the upper surfaces of the die 1, the inner
図1(b)は、外側上パンチ4及び内側上パンチ5を下降させて充填粉末を塞ぎ、外側下パンチ2を上昇させて粉末を圧縮し、予備圧粉体8を形成した状態である。
FIG. 1B shows a state in which the outer
図1(c)は、外側上パンチ4及び内側上パンチ5は上昇しており、コア6と内側下パンチ3とを下降させることによって柱状の内キャビティ7bを形成し、同時にフイーダ10により内キャビティ7bに第2の粉末を充填した状態を示している。
In FIG. 1C, the outer
図1(d)は、コア6だけを上昇し、コア6の上にあった第2の粉末をフイーダ10内に押し上げた状態を示している。その結果、円筒内側キャビティ7c内に第2の粉末が残っている。
FIG. 1 (d) shows a state in which only the
図1(e)は、上下の外側パンチで予備圧粉体8を圧縮し、上下の内側パンチで円筒内キャビティ7c内の第2粉末を圧縮し、成形体9を圧粉成形した状態を示している。
FIG. 1 (e) shows a state in which the
図1(f)は、内外下パンチにより成形体9を押し上げ、ダイ1のから抜き出した状態を示している。
FIG. 1 (f) shows a state in which the molded
以上の工程により外側部材9aと内側部材9bとが一体に成形された圧粉体9が得られる。
The green compact 9 in which the
図2(a)〜図2(f)は、上記とは一部の工程が異なる本発明の第2の発明の粉末成形方法を示した縦断面図である。 2 (a) to 2 (f) are longitudinal sectional views showing the powder molding method according to the second invention of the present invention in which some steps are different from the above.
成形金型構造は前記したものと同じであるが、前記した工程のうち、図1(b)、図1(c)、図1(d)に示した工程が異なるので、それに合致する部材の作動になるプレス機械が用いられる。 The mold structure is the same as that described above, but the steps shown in FIGS. 1B, 1C, and 1D are different from those described above. A press machine that is activated is used.
図2(a)は、図1(a)と同じで、円筒外側キャビティ7aに第1の粉末を充填している状態である。
FIG. 2A is the same as FIG. 1A, and shows a state in which the cylindrical
図2(b)は、第1の粉末を圧縮し、予備圧粉体8を形成した状態であるが、図1(b)1と異なる点は、外側上パンチ4で粉末を圧縮していることである。この場合、外側下パンチ2で圧縮する形態がある。
FIG. 2B shows a state in which the first powder is compressed to form the
図2(c)は、コア6と内側下パンチ3とを下降させることは図1(c)と司様であるが、図2(b)の状態で形成された予備圧粉体8の上方のキャビティがあり、全体としてはフランジ付きキャビティ7dが形成されて第2の粉末がその中に充填されている点が図1(c)と異なる点である。
FIG. 2 (c) shows that the lowering of the
図2(d)は、外側下パンチ2を上昇させ、予備圧粉体8の上面をダイ1の上面と同一にし、予備圧粉体8の上にあった第2の粉末をフイーダ10に押し上げるとともに、コア6を上昇させてコア6の上方にあった第2の粉末をフイーダ10に押し上げている点が図1(d)と異なる。この結果、図1(d)と同様に円筒内キャビティ7cに第2粉末が充填される。
2D, the outer
図2(e)及び図2(f)は、図1(e)及び図1(f)と同様である。内外上下のパンチで成形体9を造形し、造形された成形体9は金型から抜き出される。
2 (e) and 2 (f) are the same as FIG. 1 (e) and FIG. 1 (f). The molded
これらの成形方法において、図1(c)〜図1(d)及び図2(c)〜図2(d)における工程において、コア6の回りの円筒内キャビティ7cに第2の粉末を充填するために、内側下パンチ3が下方にある状態で、コア6を上昇させてコア6の上方にあった第2の粉末をフイーダ10へ押し上げる際、下記(A)、(B)、又は(C)の手段を採用すると、より薄い内側層の粉末充填を確実に安定して行うことができる。
In these molding methods, in the steps shown in FIGS. 1C to 1D and FIGS. 2C to 2D, the in-
(A)コア6の正面縁部を小さく面取りする。このようにすると、コア6を上昇させる際に充填されている第2粉末を面取り部で掻き分けるように上昇するので、円筒内キャビティ7cに第2粉末を残すことができる。
(A) The front edge of the
(B)予備圧粉体8を破壊しない強さで密度が低い状態にすることである。低い密度は表面の面粗さを大きくし、第2粉末との摩擦を大きくし、コア6の上昇により第2粉末が上昇する際に、円筒内キャビティ7c内の第2粉末も一緒に掻き上げることなく、円筒内キャビティ7eに第2粉末を残すことができる。
(B) The density of the preliminary
(C)フイーダ10によりコア6が下がって形成されるキヤビティに粉末を充填する際、充填される粉末の見掛け密度が高くなるように、粉末の性質を改良しておくか、又は、振動充填、あるいはフイーダ内の粉末量を多くする等の手段を講じることである。充填された第2粉末の密度が高いと、予備圧粉体8及び外側下パンチ2の内壁と第2粉末との摩擦が大きくなり、コア6上方にある充填粉末の剪断、上昇がスムースになる。
(C) When filling the powder formed into the cavity formed by the core 10 being lowered by the
また、コア6を上昇させる際に、繰り返し上下作動をさせることも効果がある。繰り返し上下作動は、上下振動でもよい。繰り返し上下作動により、間欠的に第2粉末が剪断されるので、円筒内キャビティ7cに第2粉末を残すことができる。
It is also effective to repeatedly move up and down when raising the
1 ダイ
2 外側下パンチ
3 内側下パンチ
4 外側上パンチ
5 内側上パンチ
6 コア
7a 円筒外側キャビティ
7b 内側キャビティ
7c 円筒内側キャビティ
7d フランジ付き内側キャビティ
8 予備圧粉体
9 成形体
9a 外側部材
9b 内側部材
10 フイーダ
1
Claims (2)
(1)ダイ孔、内側下パンチの外周及び外側下パンチの端部によって形成された円筒外側キャビティに第1の粉末を充填する工程、
(2)第1の粉末を外側上パンチで閉塞し、外側下パンチにより粉末を圧縮し予備圧粉体を形成する工程、
(3)コア及び内側下パンチを下降させて、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周の間に形成される内キャビティに第2の粉末を充填する工程、
(4)コアを上昇させてコア上の粉末を排出し、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周とコアとの間によって形成される円筒内側キャビティに第2の粉末を残留させる工程、
(5)上下の各パンチで予備圧粉体及び円筒内側キャビティ内の第2の粉末を圧縮し成形体とする工程、
(6)成形体を各下パンチによって押し上げダイから抜出す工程。 In the molding of a cylindrical green compact in which the inner and outer layers are integrally formed, the die, core, and upper and lower punches are divided into two inward and outer according to the thickness of each layer of the green compact, and close to the core. Filling the cavity with powder formed by relative elevation of each member of the mold apparatus using a mold apparatus having an inner vertical punch and an outer vertical punch between the inner wall of the die and the inner vertical punch, and A method for forming a multilayer cylindrical powder compact, wherein the powder compaction operation comprises the following steps.
(1) filling a first powder into a cylindrical outer cavity formed by the die hole, the outer periphery of the inner lower punch, and the end of the outer lower punch;
(2) a step of closing the first powder with an outer upper punch and compressing the powder with an outer lower punch to form a pre-compacted powder;
(3) Lowering the core and the inner lower punch, and filling the second powder into the inner cavity formed between the inner periphery of the preliminary green compact and the outer periphery of the outer lower punch,
(4) The core is raised to discharge the powder on the core, and the second powder remains in the cylindrical inner cavity formed between the inner periphery of the pre-compacted compact and the inner periphery of the outer lower punch and the core. Process,
(5) a step of compressing the pre-compacted powder and the second powder in the cylinder inner cavity with upper and lower punches to form a molded body;
(6) A step of pulling up the molded body from the lowering die by each lower punch.
(a)ダイ孔、内側下パンチの外周及び外側下パンチの端部によって形成された円筒外側キャビティに第1の粉末を充填する工程、
(b)第1の粉末を外側パンチで圧縮し予備圧粉体を形成する工程、
(c)コア及び内側下パンチを下降させて、予備圧粉体の内周、予備圧粉体の上方、及び外側下パンチの内周の間に形成されるフランジ付きキャビティに第2の粉末を充填する工程、
(d)コア、外側下パンチ及び予備圧粉体を上昇させ、予備圧粉体上及びコア上にあった充填粉末を排出し、予備圧粉体の内周及び外側下パンチの内周とコアとの間で形成される円筒内側キャビティに第2の粉末を残留させる工程、
(e)上下の各パンチによって予備圧粉体及び円筒内側キャビティ内の第2の粉末を圧縮し成形体とする工程、
(f)成形体を各下パンチによって押し上げダイから抜出す工程。 In the molding of a cylindrical green compact in which the inner and outer layers are integrally formed, the die, core, and upper and lower punches are divided into two inward and outer according to the thickness of each layer of the green compact, and close to the core. Powder filling into a cavity formed by relative elevation of each member of the mold apparatus using a mold apparatus having an inner vertical punch and an outer vertical punch between a die inner wall and the inner vertical punch And a method for forming a multilayer cylindrical powder compact, wherein the compacting operation comprises the following steps.
(A) filling the first powder into the cylindrical outer cavity formed by the die hole, the outer periphery of the inner lower punch, and the end of the outer lower punch;
(B) compressing the first powder with an outer punch to form a pre-compacted powder;
(C) Lowering the core and the inner lower punch, and putting the second powder into the flanged cavity formed between the inner periphery of the preliminary green compact, the upper portion of the preliminary green compact, and the inner periphery of the outer lower punch. Filling process,
(D) The core, the outer lower punch, and the preliminary compact are raised, the filled powder on the preliminary compact and the core are discharged, the inner periphery of the preliminary compact and the inner periphery of the outer lower punch and the core Leaving the second powder in a cylindrical inner cavity formed between
(E) a step of compressing the pre-compacted compact and the second powder in the cylinder inner cavity with the upper and lower punches to form a molded body;
(F) A step of pulling up the molded body from the lowering die by each lower punch.
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