JP2603094B2 - 粉末焼結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は通電を利用した粉末焼結装置の改良に係る。

〔従来技術及び課題〕

粉末焼結は塑型、ゴム型等の任意形状した型に焼結粉
末を充填し、プレス加工すると共に通電加熱等を行なっ
て焼結するが、従来前記型への粉末充填は作業者が目測
して焼結粉末の適量を充填するようにしている。

しかして型内充填粉末に焼結電流を通電して行なう粉
末焼結は、従来の炉中の加熱焼結等に比較して焼結時間
が極く短時間（５秒〜１分位）の焼結であるから、その
間に充分なエネルギを供給しなければならないが、通電
による粉末間へのエネルギ供給は、加圧制御による粉末
接触状態によって粉末間放電の発生、ジュール熱の発生
等が大きく変化し、加圧制御が極めて難しく、焼結時間
が短すぎて充分なエネルギの供給ができない場合は充分
な結晶成長がなく、焼結時間が長すぎると結晶が大きく
なりすぎて焼結強度が低下するといった結果なる。そこ
でこのような通電制御、時間制御は型に充填された粉末
の焼結面積、体積に対応して最良に制御しなければなら
ないが、従来のように焼結粉末の充填を作業者の目測に
たよっていては充分な計量制御ができず、しかも数秒程
度の極く短時間の焼結処理に準備作業が長くかかりすぎ
る欠点があった。又は焼結処理の加圧、通電、時間等の
制御を自動化しても充填作業が自動的に行なえない欠点
があった。

〔課題を解決手段〕

本発明は以上の課題を解決するために提案されたもの
で、型内焼結室に連通して流動性焼結粉末を押出供給す
る装置と、該装置の押出供給量に比例する信号を検出す
る検出器と、該検出器の検出信号により前記押出供給装
置の作動を制御する制御装置とから成る焼結粉末の定量
押出供給装置を設けたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下図面の一実施例により本発明を説明する。１は焼
結シリンダで、これに嵌合して所定形状をした型２及び
パンチ３を上下に設け、囲繞する内部室内に焼結粉末４
を充填して焼結成形する。5,6は型２及びパンチ３を加
圧するシリンダで、NC制御装置７により自動制御され
る。８は焼結電流を通電する電源装置で、型２及びパン
チ３を電極に兼用して粉末間通電する。９は以上の各装
置を台10上に支持する支持フレーム、11は先端開口が前
記焼結シリンダ１の中腹部に連通する焼結粉末を押出供
給するスクリユウ射出機で、ホッパ12より流下する焼結
粉末と液状物の混合体をスクリユウ回転によって混練し
ながらシリンダ１内に押出供給充填する。13はスクリユ
ウ回転モータ、14はそのモータ回転軸に連結した回転角
検出の回転エンコーダで、このエンコーダ14の検出信号
をNC装置７にフィードバックしてモータ13の作動を制御
し、前記加圧シリンダ5,6及び電源装置８を制御する。

以上の装置に於て、粉末焼結加工は、先ずシリンダ６
を駆動して型２を所定装置にセットし、上下の型２とパ
ンチ３間に形成されるシリンダ１内の焼結室に焼結粉末
４の押出し供給充填が行なわれる。即ちスクリユウ11の
作動によりホッパー12から流下する粉末混合物がスクリ
ユウ回転により混練されながら運ばれ先端ノズルより焼
結室に注入充填される。スクリユウを回転するモータ13
の回転角、回転数はエンコーダ14によって検出される。
粉末供給量はモータ13の回転数、回転角に比例したもの
になるから、エンコーダ14の検出信号は粉末供給量に比
例した信号が検出される。そして検出信号はNC制御装置
７にフィードバックし、NC装置に予め粉末定量供給量が
プログラムセットしてあり、フィードバック信号がそれ
に一致するとモータ13の回転を停止するよう制御する。
これによりスクリユウ射出機11からは焼結室内に毎回定
量の焼結粉末が押出供給される。この粉末充填操作が終
了すると、NC制御装置７はシリンダ５に制御信号を加え
てパンチ３加圧を開始する。初期加圧は充填粉末４が相
互間で軽接触する状態とし、そこに電源装置８によって
通電すると粉末間に微細な放電を発生し粉末表面の酸化
物、汚れ等を放電熱で分解して浄化し、又混合する液状
物等も分解し炭化し気化し、これにより次第に粉末収縮
してくるからパンチ加圧をこれに追従して制御し粉末の
放電処理を続け、更に粉末は放電熱及びジュール熱によ
って加熱され、イオン化を伴い通電電界に、従って粉末
相互間の接触点で拡散結合するようになり、この処理が
充分行なわれたところでNC制御装置７のプログラムにし
たがってアプセット加圧信号を出力してシリンダ５又は
６を作動してプレス成形する。かくして焼結が完了した
ら、シリンダ１を上下の接合部で割って内部の焼結品を
取り出し、再びスクリユウ射出機11を駆動して焼結粉末
の押出供給を行ない、NC制御装置７によるプログラム制
御にしたがって焼結作業を反復加工する。

焼結粉末には金属粉、金属粉と合成樹脂の混合物、又
金属と合成樹脂との一体化物の粉砕粉、金属粉とセラミ
ックス粉の混合物、又は金属とセラミックスとの一体化
物の粉砕粉、セラミックス粉と合成樹脂の混合物、セラ
ミックス合成樹脂一体化物の粉砕粉、金属とセラミック
ス粉と合成樹脂の混合物、又はこれらの一体化物の粉砕
粉等が利用され、更に流動性を良くするために、水、
油、その他有機物若しくは無機物液状物と混練して押出
すことができ、この場合、予めコンポジット材を混練し
たものを射出機に入れて押出すことができ、或いは射出
機で混練しながら、加熱して混練しながらコンポジット
材を押出すことができる。焼結室は粉末を射出すると
き、予め所定の形状寸法にしておき、この中に射出して
押込み充填し、焼結室全体に充満充填させた状態に供給
することができる。

以上のようにして焼結するとき、毎回の加工を焼結室
内への焼結粉末４の供給が定量供給充填によって行なわ
れ、これに焼結粉末の材質、供給量、焼結密度等の条件
にしたがってプログラムされたNC制御装置７の信号によ
って焼結加工が進められるから、常に最良の焼結品が安
定して成形できるようになる。

尚、型としては筒状の型、底付型、変形性のゴム型、
粉末型等の任意のものが利用でき、この型内の焼結室へ
の焼結粉末の定量供給装置は、粉末流量を計測する計量
器をホッパとか射出機に設けて供給量を制御するものと
か、シリンダ内にストロークが設定できるピストンを設
けて定量供給するものとか、ホッパの下に粉末を受ける
一端開口の容器を回転させるように設け、一定容量の容
器の回転数によって定量粉末を供給するようにしたも
の、その他の任意の装置が利用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、型によって形成される焼結室
に連通して焼結粉末を押出供給する装置と、該装置の押
出供給量に比例する信号を検出する検出器と、該検出器
の検出信号により前記押出供給装置の作動を制御する制
御装置とから成る焼結粉末の定量押出供給装置を設けた
ものであるから、毎回の焼結加工に粉末充填を常に定量
のものを押出供給充填をすることができ、これにより、
型内全体に均一に充填することができる。又この均一充
填により、通電焼結加工の粉末間へのエネルギ供給量を
一定に制御することができ、常に最良焼結状態で焼結加
工することができる。又粉末の定量供給により一定焼結
品を多量に焼結することができる。そして自動化した定
量供給装置を設けたことにより焼結処理、加工を連続的
に自動的に行なう生産効率の良い焼結装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例装置の構造図である。 １……焼結シリンダ ２……型 ３……パンチ ４……焼結粉末 5,6……加圧シリンダ ７……NC制御装置 ８……電源装置 11……スクリユウ射出機 12……ホッパ 13……回転モータ 14……エンコーダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】型によって形成される焼結室内に焼結粉末
   を供給充電して加圧すると共に焼結電流を通電して焼結
   する粉末焼結装置に於て、前記型に連通して流動性焼結
   粉末を押出供給する装置と、該装置の押出供給量に比例
   する信号を検出する検出器と、該検出器の検出信号によ
   り前記押出供給装置の作動を制御する制御装置とから成
   る焼結粉末の定量押出供給装置を設けたことを特徴とす
   る粉末焼結装置。