JP2562462B2 - 焼結部材のネジリ押出方法 - Google Patents
焼結部材のネジリ押出方法Info
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- JP2562462B2 JP2562462B2 JP25219087A JP25219087A JP2562462B2 JP 2562462 B2 JP2562462 B2 JP 2562462B2 JP 25219087 A JP25219087 A JP 25219087A JP 25219087 A JP25219087 A JP 25219087A JP 2562462 B2 JP2562462 B2 JP 2562462B2
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- die
- extrusion
- pin
- drill
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/14—Making other products
- B21C23/147—Making drill blanks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長手方向に貫通する単数または複数のネジ
リ穴を有する焼結部材の押出成形法に関する。
リ穴を有する焼結部材の押出成形法に関する。
金属材料全般、プラスチック、セラミック等の素材分
野では中空製品は普遍的に存在する。金属材料分野では
機械加工、熱間押出、溶接等の手法で中空材が製造され
ており、セラミック製品については、押出成形法を用
い、セラミック用の素材粉末とバインダーを混合、混練
後の可塑状態でダイスから押出して中空材を得ることが
試みられている。
野では中空製品は普遍的に存在する。金属材料分野では
機械加工、熱間押出、溶接等の手法で中空材が製造され
ており、セラミック製品については、押出成形法を用
い、セラミック用の素材粉末とバインダーを混合、混練
後の可塑状態でダイスから押出して中空材を得ることが
試みられている。
また極く最近では、金属材料分野においても上記セラ
ミック中空製品の成形法を応用し、金属または合金粉末
とバインダを混練後、押出成形法を用いた後焼結する中
空製品を得る手法が試行されている。
ミック中空製品の成形法を応用し、金属または合金粉末
とバインダを混練後、押出成形法を用いた後焼結する中
空製品を得る手法が試行されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 金属材料分野では棒鋼または線材の中空材が長尺化す
ると、機械加工が不可能になり、薄肉化すると熱間押出
が困難となり、厚肉化すると溶接が困難になるなど任意
の形状の中空材を得ることが難しいのが現状でコスト的
にも中空材は高価であるという欠点がある。
ると、機械加工が不可能になり、薄肉化すると熱間押出
が困難となり、厚肉化すると溶接が困難になるなど任意
の形状の中空材を得ることが難しいのが現状でコスト的
にも中空材は高価であるという欠点がある。
さらに単一穴から複数穴になるとコスト増加の傾向が
顕著となる。特に油穴付ドリルと称されるドリル用素材
は、例えば10mmφの外径で孔径1.38mmφの二つの孔が孔
の中心間距離で5.6mmの間隔で3m長にわたって貫通する
ことが要求される。
顕著となる。特に油穴付ドリルと称されるドリル用素材
は、例えば10mmφの外径で孔径1.38mmφの二つの孔が孔
の中心間距離で5.6mmの間隔で3m長にわたって貫通する
ことが要求される。
該ドリル用の素材は、JIS SKH該当の高速度鋼が用い
られ、その製造法は70mmφ×300mml程度の鍛造素材を、
機械加工で穿孔後、等方鍛造法により、30mmφ径に熱間
で塑性加工を行ない、次いで引抜法で10mmφまで加工す
る方法が採用されるが、工程が長くその精度が厳しいた
め、歩留も悪く中空素材の単価は非常に高くなる。
られ、その製造法は70mmφ×300mml程度の鍛造素材を、
機械加工で穿孔後、等方鍛造法により、30mmφ径に熱間
で塑性加工を行ない、次いで引抜法で10mmφまで加工す
る方法が採用されるが、工程が長くその精度が厳しいた
め、歩留も悪く中空素材の単価は非常に高くなる。
粉末を原料として押出成形法により、ドリルに代表さ
れるネジリ穴を有する中空材を製造する技術としては、
第１図に示すように、ネジリ穴の成形と同時に外周面に
直接ドリル溝もつける超硬合金製ドリルの押出法（特願
昭60-66168号）が開示されている。
れるネジリ穴を有する中空材を製造する技術としては、
第１図に示すように、ネジリ穴の成形と同時に外周面に
直接ドリル溝もつける超硬合金製ドリルの押出法（特願
昭60-66168号）が開示されている。
この技術は、被成形材にダイス面よりも上流側に設け
たピンにより捩りを与え、次にダイス面の溝により捩る
方法のため、捩り形状のピンに過大な応力が作用し、強
度不足によってピンが破損または伸長して、ネジリ穴の
中空孔を有し、かつ所定の捩れを有するドリル用素材を
成形することが困難である。さらに焼結前に外径に捩り
溝が成形されているため、焼結時変形や割れを発生しや
すいという問題点もある。このため、ネジリ穴を有する
素材のネジリ押出技術の早期開発が強く望まれていた。
たピンにより捩りを与え、次にダイス面の溝により捩る
方法のため、捩り形状のピンに過大な応力が作用し、強
度不足によってピンが破損または伸長して、ネジリ穴の
中空孔を有し、かつ所定の捩れを有するドリル用素材を
成形することが困難である。さらに焼結前に外径に捩り
溝が成形されているため、焼結時変形や割れを発生しや
すいという問題点もある。このため、ネジリ穴を有する
素材のネジリ押出技術の早期開発が強く望まれていた。
本発明の目的は上記の点に鑑み、高能率で、外径に溝
がなく、ネジリ穴を有する中空材のネジリ押出方法を提
供することである。
がなく、ネジリ穴を有する中空材のネジリ押出方法を提
供することである。
本発明は、金属または合金粉末の１種または２種以上
の混合物とバインダを混練し可塑性混練体とした後、押
出成形機を用いて成形する焼結部材のネジリ押出方法に
おいて、ダイスの押出方向の上流側に螺旋状の突起と、
前記押出方向に平行もしくは非平行にフィンを設け、前
記螺旋状の突起は下流方向で徐々にその高さを低くしダ
イス面で該突起を無くし、前記ダイスの内径部空間であ
る前記フィンの下流側先端に、捩りの軸心が前記ダイス
の軸心と一致し、かつ捩りのピッチが前記ダイスの上流
側に設ける螺旋状の突起と一致する等ピッチの捩りを有
するピンを設けたことを特徴とする焼結部材のネジリ押
出方法である。
の混合物とバインダを混練し可塑性混練体とした後、押
出成形機を用いて成形する焼結部材のネジリ押出方法に
おいて、ダイスの押出方向の上流側に螺旋状の突起と、
前記押出方向に平行もしくは非平行にフィンを設け、前
記螺旋状の突起は下流方向で徐々にその高さを低くしダ
イス面で該突起を無くし、前記ダイスの内径部空間であ
る前記フィンの下流側先端に、捩りの軸心が前記ダイス
の軸心と一致し、かつ捩りのピッチが前記ダイスの上流
側に設ける螺旋状の突起と一致する等ピッチの捩りを有
するピンを設けたことを特徴とする焼結部材のネジリ押
出方法である。
本発明方法において、成形される混練体（以下被成形
材と記す）は、螺旋状の突起によって捩りを受けて押出
されるので、この突起の下流側に設けられ、ネジリ穴を
成形するためのピンに過大な応力が発生しないから、ピ
ンに生ずる破損等の問題が解消される。
材と記す）は、螺旋状の突起によって捩りを受けて押出
されるので、この突起の下流側に設けられ、ネジリ穴を
成形するためのピンに過大な応力が発生しないから、ピ
ンに生ずる破損等の問題が解消される。
螺旋状の突起は、被成形材の外周部に捩れ溝を形成さ
せるためのものではなく、捩りを与えるものであるか
ら、押出の下流側で徐々にその高さを低くして、ダイス
面には設けていない。したがって、被成形材の外周は通
常の円筒状である。
せるためのものではなく、捩りを与えるものであるか
ら、押出の下流側で徐々にその高さを低くして、ダイス
面には設けていない。したがって、被成形材の外周は通
常の円筒状である。
被成形材の外周を円筒状としたことにより、成形後の
焼結、熱処理等の工程中に生ずる割れ、変形等の問題を
軽減できる。溝の加工は焼結後の工程中の任意の時期に
行なえばよい。
焼結、熱処理等の工程中に生ずる割れ、変形等の問題を
軽減できる。溝の加工は焼結後の工程中の任意の時期に
行なえばよい。
本発明を実施例により説明する。
AISI T15相当のC 1.51％、Si 0.41％、Mn 0.2％、Cr
4.03％、W 11.05％、Mo 0.8％、V 5.1％、Co 5,2％、残
部鉄および不可避的不純物からなる水アトマイズ予備粉
末を作成した。平均粒径は45μｍでO2含有量は1800ppm
であった。
4.03％、W 11.05％、Mo 0.8％、V 5.1％、Co 5,2％、残
部鉄および不可避的不純物からなる水アトマイズ予備粉
末を作成した。平均粒径は45μｍでO2含有量は1800ppm
であった。
該粉末の一部に黒鉛粉末を0.3％添加後、アトライタ
ー中で乾式混合粉砕し、平均粒径15μｍとした。この粉
末にCMC（市販品名でSM400）を３％、水８％、マイクロ
クリスタラインワックス2.0％、ステアリン酸エマルジ
ョン１％、グリセリン0.7％を添加後、混練機で15分間
混練した。この被成形材をオーガシリンダ径50mmφの押
出成形機を用いて外径10mmφ、孔径1.38mmφ、二つの孔
間隔5.6mm、ネジリ角35°のオイルホールドリル用素材
を押出成形した。
ー中で乾式混合粉砕し、平均粒径15μｍとした。この粉
末にCMC（市販品名でSM400）を３％、水８％、マイクロ
クリスタラインワックス2.0％、ステアリン酸エマルジ
ョン１％、グリセリン0.7％を添加後、混練機で15分間
混練した。この被成形材をオーガシリンダ径50mmφの押
出成形機を用いて外径10mmφ、孔径1.38mmφ、二つの孔
間隔5.6mm、ネジリ角35°のオイルホールドリル用素材
を押出成形した。
第３図は本発明のネジリ押出法により、成形されたオ
イルホールドリル用素材を示し、第４図は第３図に示し
た素材の任意の横断面図であって、所定の捩れをもつ中
空孔6aを有し、外周面は円筒形である。
イルホールドリル用素材を示し、第４図は第３図に示し
た素材の任意の横断面図であって、所定の捩れをもつ中
空孔6aを有し、外周面は円筒形である。
第１図は、上記のオイルホールドリル用素材を成形す
るための押出機の断面図であり、第２図は第１図のＡ−
Ａ′断面矢視図である。
るための押出機の断面図であり、第２図は第１図のＡ−
Ａ′断面矢視図である。
押出機本体１は、、ピストン1a、シリンダー1bによっ
て構成される。ダイス部材２はダイス面2a、案内面2b、
および突起2cを有しており、押出機本体１の端面に締結
手段2dにより固着される。
て構成される。ダイス部材２はダイス面2a、案内面2b、
および突起2cを有しており、押出機本体１の端面に締結
手段2dにより固着される。
ピン装置３は、フィン3aと、捩り形状に成形されフィ
ン3aの先端に設けられたピン3bと、案内面3cと、螺旋状
の突起3dからなり、ダイス部材の内径部に嵌入されて押
出機本体１の先端に設けられる。上記ピン3bは前記ダイ
ス面2aの先端に到達している。
ン3aの先端に設けられたピン3bと、案内面3cと、螺旋状
の突起3dからなり、ダイス部材の内径部に嵌入されて押
出機本体１の先端に設けられる。上記ピン3bは前記ダイ
ス面2aの先端に到達している。
螺旋状の突起2c、3dの捩り方向は目標とするオイルホ
ールドリル用素材によって決定され、右捩れ、左捩れの
方向は自由に選択できる。
ールドリル用素材によって決定され、右捩れ、左捩れの
方向は自由に選択できる。
ピストンの下流側に被成形材４を装入し、ピストンを
作動して押出することによりピン装置内の空間５を通過
し、被成形材は各突起2c、3dによりダイス面の上流で捩
りを開始し、テーパ状の案内面2b、3cにより押出圧力を
上昇しながら、ダイス面17を通過し所望の捩れと円筒状
の外周面と所定のネジリ穴を有する中空材を得ることが
できる。
作動して押出することによりピン装置内の空間５を通過
し、被成形材は各突起2c、3dによりダイス面の上流で捩
りを開始し、テーパ状の案内面2b、3cにより押出圧力を
上昇しながら、ダイス面17を通過し所望の捩れと円筒状
の外周面と所定のネジリ穴を有する中空材を得ることが
できる。
本発明法は、案内面2b、3cおよびフィン3aに設けた突
起2c、3dによりピン3bより上流側で被成形材に捩りを与
えるので、従来法のようにピンの捩れによって被成形材
に捩りを与える方法とは異なり、ピンに過大な応力が作
用しないから、ピンの破損を防止できる。
起2c、3dによりピン3bより上流側で被成形材に捩りを与
えるので、従来法のようにピンの捩れによって被成形材
に捩りを与える方法とは異なり、ピンに過大な応力が作
用しないから、ピンの破損を防止できる。
ピン装置３およびダイス部材２に設ける突起2cおよび
3dの捩り形状は、目標とするドリル材の捩り角度と同一
とし、一定角度の捩りとしてもよいが、捩り角度を徐々
に変化させ、かつ下流側の捩り角度を目標とするドリル
材の捩り角度よりも大きくするかまたは小さくすると、
より能率的で強度の高いドリル用素材が得られる。
3dの捩り形状は、目標とするドリル材の捩り角度と同一
とし、一定角度の捩りとしてもよいが、捩り角度を徐々
に変化させ、かつ下流側の捩り角度を目標とするドリル
材の捩り角度よりも大きくするかまたは小さくすると、
より能率的で強度の高いドリル用素材が得られる。
本実施例の場合、捩り角度35°を目標とするが、突起
の捩り角度は、上流側25°から初めて案内面の下流側で
捩り角度35°15′とした結果、所望のネジリ穴と捩り角
度35°を有する外周面は円筒形のオイルホールドリル用
の中空材を押出成形することができた。
の捩り角度は、上流側25°から初めて案内面の下流側で
捩り角度35°15′とした結果、所望のネジリ穴と捩り角
度35°を有する外周面は円筒形のオイルホールドリル用
の中空材を押出成形することができた。
上述の捩り角度の変化は、本実施例のように低角度か
ら初めて高角度へ変化させて徐々に押出圧力を増加させ
ても良いが、逆に高角度から始めて低角度へ変化させる
こともできる。この角度の調整は被成形材の材質や形状
寸法等によって求めることは言うまでもない。
ら初めて高角度へ変化させて徐々に押出圧力を増加させ
ても良いが、逆に高角度から始めて低角度へ変化させる
こともできる。この角度の調整は被成形材の材質や形状
寸法等によって求めることは言うまでもない。
目標とする中空材、すなわちオイルホールドリル材の
捩り角度の大きさ等により、突起2c、3dはダイス案内面
またはフィン側のいずれか一方を選択して設けても、外
周面は円筒状の形状をした成形体を得ることができる。
捩り角度の大きさ等により、突起2c、3dはダイス案内面
またはフィン側のいずれか一方を選択して設けても、外
周面は円筒状の形状をした成形体を得ることができる。
本実施例では、オイルホールドリルの押出成形につい
て説明したが、本発明はガンドリルのガイドバー等捩り
を有した中空材の押出成形品に適用できるものである。
て説明したが、本発明はガンドリルのガイドバー等捩り
を有した中空材の押出成形品に適用できるものである。
以上説明したように、本発明のネジリ押出方法によれ
ば、下記に示す効果がある。
ば、下記に示す効果がある。
（１）案内面に設けた螺旋状の突起により内部の中空孔
は安定した捩りを有し、外周面は円筒状の押出成形体を
得ることができる。
は安定した捩りを有し、外周面は円筒状の押出成形体を
得ることができる。
（２）押出時、外周面に溝が成形されていない円筒形状
であるので、次工程の焼結あるいは熱処理時割れや変形
のトラブルがなく、曲がりの矯正も簡単で品質の向上が
できる。
であるので、次工程の焼結あるいは熱処理時割れや変形
のトラブルがなく、曲がりの矯正も簡単で品質の向上が
できる。
（３）ダイス面の上流から捩り作用が得られるので、ピ
ンに作用する曲げ応力が減少したため、ピンの破損およ
び変形を防止し、安定した成形ができる。
ンに作用する曲げ応力が減少したため、ピンの破損およ
び変形を防止し、安定した成形ができる。
第１図は本発明に係る押出機の断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ′断面矢視図、第３図と第４図は本発明による
オイルホールドリル用素材の図、第５図と第６図は従来
法によるオイルホールドリル用素材の図である。１ ：押出機本体、1a:ピストン、1b:シリンダ、２：ダイ
ス部、2a:ダイス面、2b:案内面、2c:突起、2d:締結手
段、３：ピン装置、3a:フィン、3b:ピン、3c:案内面、3
d:突起、4:被成形材、5:空間、６：オイルホールドリル
用素材、6a:ネジリ穴、6b:溝部、6c:山部
のＡ−Ａ′断面矢視図、第３図と第４図は本発明による
オイルホールドリル用素材の図、第５図と第６図は従来
法によるオイルホールドリル用素材の図である。１ ：押出機本体、1a:ピストン、1b:シリンダ、２：ダイ
ス部、2a:ダイス面、2b:案内面、2c:突起、2d:締結手
段、３：ピン装置、3a:フィン、3b:ピン、3c:案内面、3
d:突起、4:被成形材、5:空間、６：オイルホールドリル
用素材、6a:ネジリ穴、6b:溝部、6c:山部
Claims (1)
- 【請求項１】金属または合金粉末の１種または２種以上
の混合物とバインダを混練し可塑性混練体とした後、押
出成形機を用いて成形する焼結部材のネジリ押出方法に
おいて、ダイスの押出方向の上流側に螺旋状の突起と、
前記押出方向に平行もしくは非平行にフィンを設け、前
記螺旋状の突起は下流方向で徐々にその高さを低くしダ
イス面で該突起を無くし、前記ダイスの内径部空間であ
る前記フィンの下流側先端に、捩りの軸心が前記ダイス
の軸心と一致し、かつ捩りのピッチが前記ダイスの上流
側に設ける螺旋状の突起と一致する等ピッチの捩りを有
するピンを設けたことを特徴とする焼結部材のネジリ押
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25219087A JP2562462B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 焼結部材のネジリ押出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25219087A JP2562462B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 焼結部材のネジリ押出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196305A JPH0196305A (ja) | 1989-04-14 |
| JP2562462B2 true JP2562462B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=17233753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25219087A Expired - Lifetime JP2562462B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 焼結部材のネジリ押出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562462B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018080457A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 住友重機械搬送システム株式会社 | 機械式駐車場 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT400687B (de) * | 1989-12-04 | 1996-02-26 | Plansee Tizit Gmbh | Verfahren und strangpresswerkzeug zur herstellung eines rohlings mit innenliegenden bohrungen |
| CN103785702B (zh) * | 2014-01-22 | 2017-03-15 | 合肥工业大学 | 一种涡旋挤压式大塑性变形装置 |
| CN115591968B (zh) * | 2022-10-10 | 2024-08-13 | 吉林大学 | 一种高性能板材的对向螺旋扭转挤压模具 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP25219087A patent/JP2562462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018080457A (ja) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 住友重機械搬送システム株式会社 | 機械式駐車場 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196305A (ja) | 1989-04-14 |
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