JP2796149B2 - 放電焼結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電焼結装置、即ち、原料粉末、又は１次若
しくは２次等の仮焼結体若しくは仮焼結体を加圧、放電
（通電を含む）焼結若しくは焼成し、所望の焼結体若し
くは焼結体を製造する放電焼結装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

放電焼結の際の所要時間は、例えば10秒ないし30秒程
度であるが、最少の消費電力で均質かつ良質の焼結体を
得ようとするときは、上記10秒ないし30秒程度の短い焼
結時間中に被焼結体への加圧力、焼結電流を合理的に制
御する必要がある。

一般的に言えば、被焼結体の温度が或る程度上昇する
までの期間は、加圧力及び通電量を比較的低いレベルに
保っておき、被焼結体温度が1,000℃前後に達した後、
これらを所定の最高値にまで高め、焼結終了時には先ず
段階的に電流を落としながら遮断し、次いで加圧を解除
することが推奨される。

また、一般に焼結時には、焼結が進行するに従って被
焼結体は徐々に収縮するが、或る段階で急激に収縮を起
こし、これに応じて加圧力を急激に上昇させる必要があ
り、この応答操作を1/10秒以下の短い時間で達成しなけ
ればならない。

然しながら、これらの制御プログラムの設定は、被焼
結体の材質、組成、粒度、寸法等に応じて適切に行なわ
なければならないので、高度の専門知識と熟練を必要と
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は叙上の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、比較的簡単な構成で
加圧力の制御を正確に行ない得る放電焼結装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、被焼結体を加圧し、これに通電する装
置が、下記（ａ）ないし（ｉ）項記載の構成要素、即
ち、 （ａ）被焼結体を加圧するパンチを移動させる油圧シリ
ンダと、 （ｂ）上記パンチの送り位置を検出する検出器と、 （ｃ）上記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプ
と、 （ｄ）上記油圧シリンダと油圧ポンプの間に設けられる
油圧切換弁と、 （ｅ）上記油圧ポンプを駆動するモータと、 （ｆ）上記モータを駆動するインバータ回路と、 （ｇ）被焼結体に放電焼結用のパルス電圧を印加する電
源回路と、 （ｈ）被焼結体の抵抗を検出する装置と、 （ｉ）焼結期間中における上記電源回路から被焼結体へ
の通電を所定時間おきに瞬間的に停止し、その微小期間
中に上記抵抗検出器により被焼結体の抵抗を測定すると
共に、上記パンチ送り位置検出器によりパンチの送り量
を測定し、これらの測定値に基づき、予め設定されたプ
ログラムに従い焼結の進行状態を判別し、上記インバー
タ回路に信号を送ってモータの作動を制御することによ
り油圧ポンプの出力を調整し、パンチの加圧力を適正に
制御する制御装置と、 から成る放電焼結装置によって達成し得る。

〔作用〕

上記の如き構成であると、焼結の進行状況が被焼結体
の抵抗の変化及びパンチの送り位置によってリアルタイ
ムで検知され、これに基づきインバータ回路を介して油
圧ポンプ駆動用モータの駆動力を制御して油圧シリンダ
の加圧力を迅速かつ正確に変更し得るので、焼結期間中
における加圧力の制御を容易かつ正確になし得るもので
ある。

〔実 施 例〕

以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明にかゝる放電焼結装置の一実施例の要
部を示す説明図である。

図中、１は通電プレスのダイ、２は通電用電極、３は
通電用電極を兼ねた加圧用のパンチ、４は被焼結体、５
はパンチ３を昇降させる油圧シリンダ、６は油圧ポン
プ、７は油圧ポンプ６を駆動するモータ、８はモータ７
を駆動するインバータ回路、９は電磁式油圧切換弁、10
は可変絞り弁、11はオイルタンク、12は低電圧大電流容
量の直流電源、13はスイッチング素子、14はパルス発振
器、15はスイッチング素子、16はダイオード、17は被焼
結体４の抵抗検出器、18はパンチの送り位置検出器、19
はインバータ回路８や油圧切換弁９等を制御する制御装
置である。

焼結に先立ち、先ず被焼結体４をダイ１内にセット
し、次いで油圧シリンダ５を作動させてパンチ３を次第
に降下させ、パンチ３と通電用電極２の間に被焼結体４
を挟んだ状態で更にパンチ３を降下させて被焼結体を加
圧する。このとき同時にパルス発振器14を作動させてス
イッチング素子13を所定の周波数でオン・オフせしめる
ことにより、直流電源12から通電用電極２及びパンチ３
間にパルス電圧を印加する。然るときは、被焼結体４中
を電流が流れ、焼結すべき粉末間の微小放電とジュール
加熱により被焼結体は灼熱化し、同時に進行するパンチ
３による加圧によって放電焼結が行なわれるものであ
る。

焼結期間中、一時的に加圧力を一定に保持したり、焼
結終了後パンチ３を引き上げたりする場合の油圧シリン
ダ５の切換動作は、油圧切換弁９により行ない、その制
御は制御装置19からの指令によって行なわれる。

而して、焼結期間中における加圧力は、前記の通り焼
結の進行状態に応じて迅速かつ正確に変更、制御する必
要があるが、本発明においては、焼結の進行状態を被焼
結体４の抵抗の変化により検知し、これに基づき油圧ポ
ンプ６の作動をインバータ回路８を介して制御すること
により、加圧力を迅速かつ正確に調節し得るようになっ
ている。

即ち、焼結期間中所定時間おきに、瞬間的にパルス発
振器14の作動を停止して直流電源12から被焼結体への通
電を停止し、その微小期間中にスイッチング素子15を導
通させて抵抗検出器17により被焼結体４の抵抗を測定す
る。この抵抗検出器17の出力を制御装置19に送り、これ
に基づき制御装置19は予め設定されたプログラムに従い
焼結の進行状態を判別し、インバータ回路８に信号を送
ってモータ７の作動を制御し、油圧ポンプ６の出力を適
正に調整するものである。

なお、これと同時に、送り位置検出器18によりパンチ
３の送り量を検知し、これを制御装置19による制御用デ
ータとして利用することにより一層正確な加圧制御が可
能となる。

1,000メッシュのZrO₂を16モル％と、残部CeO₂を充分
に混合したものを被焼結体とし、上記装置を用いて解放
電圧30Vの条件で12秒間焼結した結果、極めて良好な焼
結品が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によると
きは、比較的簡単な構成で加圧力の制御を迅速かつ正確
に行ない得る放電焼結装置を提供し得るものである。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものでな
く、ダイやパンチの形態、抵抗検出方法、油圧切換弁の
種類等々は必要に応じて適宜変更し得るものであり、本
発明はその目的の範囲内において上記の説明から当業者
が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる放電焼結装置の一実施例の要部
を示す説明図である。 １……ダイ ２……通電用電極 ３……パンチ ４……被焼結体 ５……油圧シリンダ ６……油圧ポンプ ７……モータ ８……インバータ回路 ９……油圧切換弁 10……可変絞り弁 11……オイルタンク 12……直流電源 13……スイッチング素子 14……パルス発振器 15……スイッチング素子 16……ダイオード 17……抵抗検出器 18……送り位置検出器 19……制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被焼結体を加圧し、これに通電する装置
   が、下記（ａ）ないし（ｉ）項記載の構成要素から成る
   放電焼結装置。 （ａ）被焼結体（４）を加圧するパンチ（３）を移動さ
   せる油圧シリンダ（５）。 （ｂ）上記パンチの送り位置を検出する検出器（18）。 （ｃ）上記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプ
   （６）。 （ｄ）上記油圧シリンダと油圧ポンプの間に設けられる
   油圧切換弁（９）。 （ｅ）上記油圧ポンプを駆動するモータ（７）。 （ｆ）上記モータを駆動するインバータ回路（８）。 （ｇ）被焼結体に放電焼結用のパルス電圧を印加する電
   源回路（12,13,14）。 （ｈ）被焼結体の抵抗を検出する装置（17）。 （ｉ）焼結期間中における上記電源回路（12,13,14）か
   ら被焼結体への通電を所定時間おきに瞬間的に停止し、
   その微小期間中に上記抵抗検出器（17）により被焼結体
   （４）の抵抗を測定すると共に、上記パンチ送り位置検
   出器（18）によりパンチ（３）の送り量を測定し、これ
   らの測定値に基づき、予め設定されたプログラムに従い
   焼結の進行状態を判別し、上記インバータ回路（８）に
   信号を送ってモータ（７）の作動を制御することにより
   油圧ポンプ（６）の出力を調整し、パンチの加圧力を適
   正に制御する制御装置（19）。