JP2008111198A - 成形型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粉末材料を所定の割合で混合し、混合した粉末材料を型に入れ、圧力を加えつつ通電して圧粉成形体又は焼結成形体を得る成形型75において、成形型75が、上・下パンチ33,31及びダイ76で構成され、ダイ76が、インナ部材77にアウタ部材78を絶縁層79を介して取付けられ、インナ部材77及びアウタ部材76を超硬又はダイス鋼で構成される。
【選択図】図8
Description
実用の成形型は、圧粉成形体又は焼結成形体などの焼結成形品を良好に成形できるようにするものであった。
特許文献2の焼結方法は、離接可能に対抗配置した電極間に焼結材料を介在させ、この材料を加圧しながら電気抵抗加熱によって焼結をさせるものである。
また、電流効率を良好に維持できることが好ましい。
さらに、圧粉成形体又は焼結成形体などの焼結成形品などの密度の向上を図れることが好ましい。
図1は本発明に係る焼結成形品の製造装置のレイアウト図であり、焼結成形品の製造装置10は、粉末材料を所定の割合で混合する混合機20と、混合した粉末材料を型に入れプレスするプレス機及びこのときに前記型に通電する給電設備とからなる焼結前処理装置30と、得られた圧粉成形体を前記型とは別の場所で焼結処理する焼結炉50と、得られた焼結成形品を所定の形状に、サイズに整えるサイジングプレス60とからなる。
本発明は、焼結炉50の前設備である焼結前処理装置30で成形のみならず通電することで圧粉成形体をより緻密にすることを特徴とする。そのための焼結前処理装置30の構成を次に詳しく説明する。
なお、41はダイ32を弾性的に支えるスプリングであり、圧粉体の収縮とともにダイ32を下降可能とするものである。しかし、ダイ32は別の手段でスタンド36側に支持させることは差支えない。
図3は本発明に係る焼結成形品の第1実施例の製造フロー図である。ST××はステップ番号を示す。
ST01:先ず、複数種の粉末材料を配合し、十分に混合する。このときに、潤滑材を混合することは差支えないが、その量は少ない方(好ましくはゼロ)が良い。潤滑材が絶縁材となって、粉末材料間で発生する放電現象の妨げになるからである。
ST02:混合した粉末材料を型に入れる。
ST03:プレス機で粉末材料を圧縮する。同時に、通電して粉末材料間で放電させる。
ST04:得られた圧粉成形体を型から外す。
ST05:この圧粉成形体を焼結炉で焼結処理する。
ST06:焼結成形品を所望の形状、サイズに整える。
即ち、ST01が混合工程、ST02〜04が焼結前処理工程、ST05が焼結工程になる。
共通条件
粉末材料:金属粉末(鉄粉97.9%、銅粉1.5%、炭素粉0.6%の混合物)
但し、%は重量%である。
ダイ :セラミック(Si3N4)
パンチ :超硬
最大設定圧力 :5t/cm2
最大設定電流値:8000A
(c)においては、通電中に(b)よりも初期圧力を最大設定圧力(5t/cm2)近傍まで急激に増加させたので、成形時間を更に短縮させることができる。
(a)において、最大設定圧力(5t/cm2)まで加圧後に通電したのでは粉末材料の粒子自体の移動ができないため、緻密化の効果が小さいと考察する。
(b)において、通電中に初期加圧力(1〜2t/cm2)から最大設定圧力(5t/cm2)まで加圧すると粉末材料の粒子自体の移動が伴うため、緻密化の効果が大きいと考察する。すなわち、焼結前処理工程における圧力を、加圧開始から一定時間までは最大設定圧力近傍まで急激に増圧し、その後最大設定圧力まで増圧するようにし、粉末材料の粒子を効果的に移動させたので、圧粉成形体を緻密なものにすることができる。
図6は本発明に係る焼結成形品の製造装置のダイとパンチとのクリアランスが圧粉成形体の密度に与える影響を示すグラフであり、横軸はダイとパンチとのクリアランス(μ)、縦軸は圧粉成形体の密度(g/cm3)を示す。
共通条件:
粉末材料:金属粉末(鉄粉97.9%、銅粉1.5%、炭素粉0.6%の混合物)
但し、%は重量%である。
ダイ :セラミック(Si3N4)
パンチ :超硬
最大設定圧力 :5t/cm2
(b)において、最大設定電流値が2000A、通電時間が20秒の場合は、クリアランス5μから15μの範囲で密度が大きくなる傾向を示し、15μ以上では密度7.15g/cm3であり、クリアランスに関わらず一定である。
(c)において、最大設定電流値が4000A、通電時間が20秒の場合は、クリアランス5μから40μの範囲で密度は一定に増加の傾向を示すとともに、40μから60μの範囲で密度は徐々に穏やかになる。
すなわち、最大設定電流値が大きい場合にクリアランスが密度に与える影響が大きいことを示す。
共通条件:
粉末材料:金属粉末(鉄粉97.9%、銅粉1.5%、炭素粉0.6%の混合物)
但し、%は重量%である。
パンチ :超硬
最大設定圧力 :5t/cm2
最大設定電流値:4000A
通電時間 :20秒
(a)の条件
ダイ :超硬
(b)の条件
ダイ :セラミック(Si3N4)
(b)において、ダイの材質がセラミックの場合は、図6に示した最大設定電流値が4000Aに設定したときと同一曲線であり、クリアランス5μから50μの範囲で圧粉成形体の密度が7.10g/cm3から7.30g/cm3に上昇する。
(a)において、型71は、上下パンチ33,31及びダイ72から構成したものであり、ダイ72は、インナ部材73にアウタ部材74を被せたものであり、上下パンチ33、31に接するインナ部材73をセラミックで構成し、アウタ部材74を超硬で構成したものである。すなわち、インナ部材73をセラミックで構成し、アウタ部材74を超硬で構成することで、電流効率を良好に維持すると共にダイ72を安価に製作することができる。
ST01:先ず、複数種の粉末材料を配合し、十分に混合する。このときに、潤滑材を混合することは差支えないが、その量は少ない方(好ましくはゼロ)が良い。潤滑材が絶縁材となって、粉末材料間で発生する放電現象の妨げになるからである。
ST02:混合した粉末材料を型に入れる。
ST03:プレス機で粉末材料を圧縮する。同時に、通電して粉末材料間で放電させる。すなわち、焼結工程における圧力を、加圧開始から一定時間までは最大設定圧力近傍まで急激に増圧し、その後最大設定圧力まで増圧し、焼結工程における通電を、加圧開始と同時に最大設定電流値まで瞬時に立上げたものである。
ST04:得られた焼結成形体を型から外す。
ST05:焼結成形品を所望の形状、サイズに整える。
即ち、ST01が混合工程、ST02〜04が焼結工程になる。
Claims (4)
- 粉末材料を所定の割合で混合し、混合した粉末材料を型に入れ、圧力を加えつつ通電して圧粉成形体又は焼結成形体を得る成形型において、
前記成形型は、上・下パンチ及びダイで構成され、前記ダイは、インナ部材にアウタ部材を絶縁層を介して取付けられ、
前記インナ部材及び前記アウタ部材を超硬又はダイス鋼で構成されたことを特徴とする成形型。 - 粉末材料を所定の割合で混合し、混合した粉末材料を型に入れ、圧力を加えつつ通電して圧粉成形体又は焼結成形体を得る成形型において、
前記成形型は、上・下パンチ及びダイで構成され、前記ダイは、インナ部材にアウタ部材が被せられ、
前記インナ部材がセラミックで構成されるとともに、前記アウタ部材が超硬で構成されたことを特徴とする成形型。 - 前記上・下パンチと前記ダイとのクリアランスが40μm超えるように設定されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の成形型。
- 粉末材料を所定の割合で混合し、混合した粉末材料を型に入れ、圧力を加えつつ通電して圧粉成形体又は焼結成形体を得る成形型において、
前記成形型は、上・下パンチ及びダイとで構成され、前記ダイの材質にセラミックが用いられ、
前記上・下パンチと前記ダイとのクリアランスが40μm超えるように設定されたことを特徴とする成形型。
Priority Applications (1)
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JP2008014635A JP2008111198A (ja) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | 成形型 |
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JP2008014635A JP2008111198A (ja) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | 成形型 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS497B1 (ja) * | 1966-08-15 | 1974-01-05 | ||
JPS61243103A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Yoshinobu Kobayashi | 不良導体硬質材料粉末と金属粉末より成る複合材の工具チツプの製法 |
JPH04198402A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-17 | Toshiba Corp | 磁石素体の製造方法および装置 |
-
2008
- 2008-01-25 JP JP2008014635A patent/JP2008111198A/ja active Pending
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JPS497B1 (ja) * | 1966-08-15 | 1974-01-05 | ||
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JPH04198402A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-17 | Toshiba Corp | 磁石素体の製造方法および装置 |
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