JP2009148813A - Compacting die, and sintered component compacted using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、粉末成形金型と、その金型で成形した圧粉体を焼結して製造される表面性状に優れた焼結部品に関する。 The present invention relates to a powder molding die and a sintered part excellent in surface properties produced by sintering a green compact molded with the die.
焼結部品は、粉末成形装置で粉末を圧縮成形し、得られた圧粉体を焼結して製造される。粉末成形装置による圧粉体の成形は、ダイ、上パンチ及び下パンチを最小限の要素として備える金型装置(ダイセット)を用いて行なわれる。 The sintered part is manufactured by compressing powder with a powder molding apparatus and sintering the obtained green compact. Molding of the green compact by the powder molding apparatus is performed using a mold apparatus (die set) including a die, an upper punch, and a lower punch as minimum elements.
その金型装置に採用される粉末成形金型の発明の課題説明用のモデルを図8に示す。図示の粉末成形金型は、基本要素のダイ1、下パンチ2及び上パンチ3からなる。ダイ1は段付き成形穴5を有している。
FIG. 8 shows a model for explaining the problem of the invention of the powder molding die employed in the die apparatus. The illustrated powder molding die includes a
この金型を使用して成形された圧粉体を焼結して製造される焼結部品を図9に示す。図示の焼結部品10は、側面12の片端に側方に張り出す凸部13を有しており、その凸部13の根元側のコーナ部に側面12につながったR面14が形成されている。この焼結部品10は、凸部13の端面11の加圧がダイ1に設けられた成形面5aによってなされ、R面14がダイ1に設けられたR面5cによって成形される。ダイ1のR面5cは、成形面5aと下パンチ2との摺動面(小径穴部の内周面)5bが交差した角部に形成されている。
FIG. 9 shows a sintered part produced by sintering a green compact formed using this mold. The illustrated sintered
図8の金型による粉末成形の工程図を図10に示す。粉末成形は、以下のようにして
なされる。即ち、図10(a)の初期状態から所定位置までダイ1を上昇させ{図10(b)}、そのダイ1と下パンチ2との間に作り出されたキャビティ6に給粉ボックス7から粉末Pを供給する{図10(c)}。次に、キャビティ6に対する粉末Pの充填を完了したら給粉ボックス7を退避させ{図10(d)}、上パンチ3を降下させてキャビティ内粉末の圧縮成形を行う{図10(e)}。その後、除圧して上パンチ3を戻し、ダイ1を引き下げて完成した圧粉体10Aを金型から抜き出す{図10(f)}。
FIG. 10 shows a process chart of powder molding by the mold of FIG. Powder molding is performed as follows. That is, the
なお、上記R面5cは、平面の斜面の面取り面(チャンファ面)に置き換えることがある。
The
粉末成形金型や粉末成形方法は、例えば、下記特許文献1,2などに開示されている。これらの文献が開示している金型も、製品のコーナ部を成形する箇所にR面や面取り用の斜面を設けることが考えられるが、特許文献1,2は、そのR面や斜面を設けたときに発生する問題については何も述べていない。他の同分野の技術文献も同様である。
図8の金型を使用して粉末の成形を行うと、ダイと下パンチ間に粉末が噛み込まれて両金型の表面が傷つき(その傷はむしれと称されている)、傷付いた金型の表面によって圧粉体が擦られて圧粉体の表面性状が悪化することがある。また、極端な場合は、ダイと下パンチが焼きついて成形装置が作動しなくなることもある。 When the powder was molded using the mold shown in FIG. 8, the powder was caught between the die and the lower punch, and the surfaces of both molds were damaged (the scratches are called peeling). The green compact may be rubbed by the surface of the mold to deteriorate the surface properties of the green compact. In an extreme case, the die and the lower punch may burn and the molding apparatus may not operate.
粉末の噛み込みは、ダイ1が降下している状態下で、ダイのR面5cと下パンチ2との
間に下すぼみの空間8(図8参照)が形成され、その空間8に入り込んだ粉末がダイ1と下パンチ2が軸方向に相対移動するときに両者の摺動面間に引きずり込まれて起こる。キャビティ6に対する粉末の供給をダイ1と下パンチ2を相対移動させながら行う場合には特に、その粉末の噛み込みが起きやすい。また、ダイの成形穴の入口周りに残留した粉末が振動などで上記空間8に落ち込み、その状態でダイと下パンチが相対移動することによって粉末の噛み込みが起こることもある。その粉末の噛み込みは、圧粉体(ひいては焼結部品)の表面性状の悪化や金型焼きつきの発生原因となる。
In the state where the
そこで、この発明は、互いに接した状態で軸方向に相対移動する2つの金型のどちらか一方に上記のR面又は斜面が設けられた粉末成形金型を改善の対象にして2つの金型間(摺動隙間)への粉末の噛み込みを防止できるようにすることを課題としている。 Accordingly, the present invention is directed to improvement of a powder molding die in which the R surface or the inclined surface is provided on one of two molds that move relative to each other in the axial direction in contact with each other. It is an object to be able to prevent the powder from being caught in the gap (sliding gap).
上記の課題を解決するため、この発明においては、圧粉体を成形する過程で互いに接して軸方向に相対移動する第1金型と第2金型を有し、前記第1金型が、キャビティ内の粉末を軸方向に加圧する成形面と第2金型との摺動面とが交差する角部にR面又は斜面を有し、前記第1金型と第2金型を含む金型によって前記キャビティが作り出されるようにした粉末成形金型において、前記第1金型に、前記R面又は斜面から第2金型側に向けてせり出すフラットランドを形成した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a first mold and a second mold that are in contact with each other in the process of forming a green compact and relatively move in the axial direction are provided, and the first mold includes: A mold having an R surface or an inclined surface at a corner where a molding surface for pressing powder in the cavity in the axial direction and a sliding surface of the second mold intersect, and including the first mold and the second mold In the powder molding die in which the cavity is created by a die, a flat land protruding from the R surface or the slope toward the second die side is formed on the first die.
前記フラットランドは、その幅Wを0.03〜0.5mm、より好ましくは、0.05〜0.2mmの範囲に設定したものがよく、また、第2金型との摺動面に対して直角に交
わる面として形成されているものがよい。
The flat land preferably has a width W set in the range of 0.03 to 0.5 mm, more preferably 0.05 to 0.2 mm, and also with respect to the sliding surface with the second mold. It is preferable that the surface is formed as a right angle crossing surface.
なお、第1金型が段付き成形穴を有するダイであるときには下パンチが第2金型になる。また、下パンチを複数に分割して第1分割体を第1金型として使用するときには、下パンチの第2分割体が第2金型になる。 When the first die is a die having a stepped molding hole, the lower punch becomes the second die. Further, when the lower punch is divided into a plurality of parts and the first divided body is used as the first mold, the second divided body of the lower punch becomes the second mold.
この発明の金型で成形された圧粉体は、軸方向に段落ちした端面と軸心と平行な側面とが交わってできるコーナ部に前記第1金型のR面又は斜面によって成形されたR面又は斜面を有し、そのR面又は斜面と前記側面との境界部に前記第1金型のフラットランドによって成形されたフラット面を備えたものになる。この発明においては、その圧粉体を焼結して製造される焼結部品も併せて提供する。 The green compact molded by the mold of the present invention was molded by the R surface or the inclined surface of the first mold at the corner portion formed by the intersection of the end face stepped down in the axial direction and the side surface parallel to the axial center. It has an R surface or an inclined surface, and has a flat surface formed by the flat land of the first mold at the boundary between the R surface or the inclined surface and the side surface. In the present invention, a sintered part produced by sintering the green compact is also provided.
その焼結部品は、例えば、エンジンのクランクシャフトを保持するベアリングキャップやエンジンの駆動系に組み込むボス付きのギヤが具体例として考えられる。 Specific examples of the sintered parts include a bearing cap that holds the crankshaft of the engine and a gear with a boss that is incorporated into the engine drive system.
この発明の粉末成形金型は、第1金型に設けたフラットランドによって第1金型と第2金型間に生じる空間(図8で述べた下すぼみの空間8)にフラットな底面が作り出され、その底面により粉末が受け止められて第1金型と第2金型が軸方向に相対移動するときの摺動隙間への粉末の噛み込みが防止される。このために、第1金型と第2金型の摺動面の傷つき、焼きつきが抑制され、その傷つき、焼きつきに起因した焼結部品の表面性状の悪化や粉末成形装置の稼動率低下が起こり難くなる。
In the powder molding die of the present invention, a flat bottom surface is created in a space (the lower
上記フラットランドは、その幅Wが0.03mm以上で設置の効果が得られる。また、
その幅が大きすぎるとフラットランド形成部の近傍の空間に充填された粉末が固まり難くなるので、上限は0.5mm程度にするのがよい。その幅Wが0.05mm以上であると粉末の噛み込み防止効果が十分に発揮され、さらに、その幅Wが0.2mm以下であれば粉末の圧縮性に悪影響が出ることがない。
The flat land has an installation effect when its width W is 0.03 mm or more. Also,
If the width is too large, the powder filled in the space in the vicinity of the flat land forming portion is difficult to solidify, so the upper limit is preferably about 0.5 mm. If the width W is 0.05 mm or more, the effect of preventing the biting of the powder is sufficiently exerted, and if the width W is 0.2 mm or less, the compressibility of the powder is not adversely affected.
また、このフラットランドは、第2金型との摺動面に対して鈍角に交わる面よりも直角に交わる面の方が粉末の噛み込み防止効果が高くて好ましい。第2金型との摺動面に対して鋭角に交わる面は前記摺動面との間に強度的に弱い先鋭なエッジを発生させるので好ましくない。 In addition, in the flat land, a surface that intersects at a right angle is more preferable than a surface that intersects at an obtuse angle with respect to the sliding surface with the second mold because the effect of preventing the biting of the powder is high. A surface that intersects the sliding surface with the second mold at an acute angle is not preferable because a sharp edge that is weak in strength is generated between the surface and the sliding surface.
この発明の粉末成形金型を使用して製造される焼結部品は、粉末の噛み込み防止効果によって第1金型と第2金型の摺動面が保護されるので、金型の傷による表面(被成形面)の傷つきが減少し、表面性状に優れたものになる。 In the sintered part manufactured using the powder molding die of the present invention, the sliding surfaces of the first die and the second die are protected by the effect of preventing the biting of the powder. The surface (molded surface) is less damaged and has excellent surface properties.
以下、この発明の粉末成形金型の実施の形態を、添付図面の図1〜図7に基づいて説明する。図1の粉末成形金型は、図8で説明したモデルにこの発明の特徴部を付加したものであって、基本要素のダイ1と下パンチ2と上パンチ3とからなる。ここでは、ダイ1がこの発明で云う第1金型、下パンチ2が第2金型となる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a powder molding die according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The powder molding die shown in FIG. 1 is obtained by adding the features of the present invention to the model described in FIG. 8, and includes a basic element die 1, a
ダイ1の段付き成形穴5には、キャビティ6内の粉末を軸方向に加圧する成形面5aと、その成形面5aと下パンチとの摺動面(小径穴部の内周面)5bとが交差した角部を丸めるR面5cが設けられ、さらに、R面5cの下端(R面5cと摺動面5bとの境界部)に下パンチ2側にせり出すフラットランド9が設けられている。このフラットランド9は、軸直角な面(摺動面5bに対して直角に交わる面)にしてあり、その幅W(図2)は、好ましいとした0.03〜0.5mmに設定されている。
In the
この図1の粉末成形金型を使用すると、ダイ1に設けたフラットランド9により、ダイのR面5cと下パンチ2との間に形成される下すぼみの空間8に図2に示すフラットな底面が作り出され、空間8に入り込んだ粉末がその底面に受け止められる。これにより、ダイ1と下パンチ2間の摺動隙間への粉末の引きずり込みが阻止され、粉末の噛み込み、それによる金型成形面の傷つきが防止されるようになる。
When the powder molding die shown in FIG. 1 is used, the
図1の粉末成形金型で成形される圧粉体10Aは、図3に示すように、側面12と凸部13の端面11とが交わってできるコーナ部にダイの成形穴のR面5cによって成形されたR面14を有し、さらに、そのR面14と側面12との境界部に成形穴のフラットランド9によって成形されたフラット面15を有するものになる。この圧粉体10Aを焼結してこの発明の焼結部品を得る。その焼結部品は、金型成形面の傷に起因した表面の荒れが少なく、表面性状に優れる。
As shown in FIG. 3, the green compact 10A molded by the powder molding die in FIG. 1 has a corner formed by the
図4〜図6に、この発明の粉末成形金型の他の実施の形態を示す。この粉末成形金型は、図7に示すボス付きギヤ(エンジンの駆動系に組み込まれるギヤ)30の成形に利用されるものであって、ダイ1と、下パンチ2と、上パンチ3と、コアロッド4とで構成されている。ダイ1に設けられたストレートな成形穴5Aの内面にはギヤ部を成形する歯と歯溝が設けられている。
4 to 6 show other embodiments of the powder molding die of the present invention. This powder molding die is used for molding a gear with a boss (gear incorporated in an engine drive system) 30 shown in FIG. 7, and includes a
下パンチ2は、下1パンチ2−1と下2パンチ2−2の2つに分割されている。上パンチ3、下1、下2の各パンチ2−1,2−2はどちらも円筒状をなす。また、外側の下1パンチ2−1の外周と上パンチ3の外周には、ダイ1の成形穴の内面の歯と歯溝に適合して噛み合わせる溝歯と歯が設けられている。
The
この図4〜図6の粉末成形金型は、下パンチの第1分割体(図のそれは下1パンチ2−
1)がこの発明で言う第1金型となり、下パンチの第2分割体(下2パンチ2−2)がこの発明で言う第2金型となる。
The 4-6 powder molding die is first divided body of the lower punch (which figure below 1
1 ) is the first mold referred to in the present invention, and the second divided body of the lower punch (lower 2 punch 2-2 ) is the second mold referred to in the present invention.
図7のボス付きギヤ30は、本体部31の一端側に軸穴を有するボス部32を有する。
The
下1パンチ2−1はボス部の根元周りを取り巻く本体部31の端面33を成形し、また、下2パンチ2−2は、ボス部32の先端を成形する。
Under 1
下1パンチ2−1は、本体部31の端面33を成形する上面2a(上記の成形面5aに相当する)と内周面(下2パンチとの摺動面)2bとの交差部に、直角をなす2面を緩やかにつなぐR面5cを有しており、そのR面5cの下端、即ち、内周面2bとの境界部に、幅W(図6)が0.03〜0.5mmの範囲に設定されたフラットランド9がそれぞれ設けられている。この図4〜図6の金型を使用すると、図5の状態で下1パンチ2−1と下2パンチ2−2との間に下すぼみの空間8が形成され、その空間8に粉末が落ち込んだときにその粉末がフラットランド9に受け止められる。従って、この成形金型においても摺動隙間への粉末の噛み込みが防止される。
The lower 1 punch 2-1 is formed at the intersection of the
このように、下パンチの分割体のひとつに摺動隙間への粉末噛み込みの原因になるR面や斜面が形成されている金型もあり、その金型については、上記のR面や斜面を有する分割体を第1金型にしてその第1金型にこの発明を特徴づけるフラットランドを備えさせる。 As described above, there is a mold in which one of the divided parts of the lower punch is formed with an R surface or an inclined surface that causes powder to enter the sliding gap. A divided body having a first die is provided with a flat land characterizing the present invention.
なお、図4〜図6の金型で成形して製造される図7のボス付きギヤ30には、端面33とボス部32の外周面との境界部にフラットランド9によって成形されたフラット面15が形成される。
The boss-equipped
また、この発明は、各実施形態のR面5cが斜面の面取り面に置き換えられた金型に適用してもその有効性が発揮される。
Further, the present invention is effective even when applied to a mold in which the
1 ダイ
2 下パンチ
2a 上面
2b 内周面
2−1 下1パンチ
2−2 下2パンチ
3 上パンチ
4 コアロッド
5 段付き成形穴
5A 成形穴
5a 成形面
5b 摺動面
5c R面又は斜面
6 キャビティ
7 給粉ボックス
8 空間
9 フラットランド
10 焼結部品
10A 圧粉体
11 端面
12 側面
13 凸部
14 R面
15 フラット面
30 ボス付きギヤ
31 本体部
32 ボス部
33 端面
P 粉末
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1金型に、前記R面又は斜面(5c)から第2金型側に向けてせり出すフラットランド(9)を形成したことを特徴とする粉末成形金型。 In the process of forming the green compact, it has a first mold and a second mold that are in contact with each other and move relatively in the axial direction, and the first mold pressurizes the powder in the cavity (6) in the axial direction. A mold having an R surface or a slope (5c) at a corner where the molding surface (5a) and the sliding surface (5b) of the second mold intersect, and including the first mold and the second mold In a powder molding mold in which the cavity (6) is created by:
A powder molding die, wherein a flat land (9) protruding from the R surface or the inclined surface (5c) toward the second die side is formed on the first die.
る焼結部品であって、軸方向に段落ちした端面(11)と軸心と平行な側面(12)とが交わってできるコーナ部に前記第1金型のR面又は斜面によって成形されたR面又は斜面(14)が形成され、そのR面又は斜面(14)と前記側面(12)との境界部に第1金型の前記フラットランド(9)によって成形されたフラット面(15)を備えている焼結部品。 A sintered part produced by sintering a green compact molded with the powder molding die according to any one of claims 1 to 5, wherein the end face (11) stepped down in the axial direction and the axial center And an R surface or an inclined surface (14) formed by the R surface or the inclined surface of the first mold, and the R surface or the inclined surface (14) and the above described Sintered part provided with the flat surface (15) shape | molded by the said flat land (9) of a 1st metal mold | die in a boundary part with a side surface (12).
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-
2007
- 2007-12-21 JP JP2007330544A patent/JP2009148813A/en active Pending
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