JP4594518B2 - Dispersion device for powder for sintering on back metal - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裏金上への焼結金属、無機化合物あるいはこれらに加えて樹脂粉末を散布する散布装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記した粉末の散布は例えばすべり軸受合金の製造に関する特許第2849928号公報に示されている。このような装置を用いる焼結法では、散布された粉末層が裏金の幅方向で一定の厚さをもつように、従来は粉末散布層表面にストレートバーを接触させて厚さを均していた。
【0003】
連続帯状コイルを平坦に巻き戻し、その後巻き癖をとるためにU字状曲げと逆U字状曲げを交互に行うローラ群を通過させて矯正を行う。なお、コイルは粉末散布後焼結温度に加熱されるためにコイル状態の歪は解放されかつ軟化焼鈍状態となるので、裏金を平坦化するための目的では矯正は必要はないが、均一な散布厚を得るために矯正が必要となる。
矯正後裏金横断面が凹状に反った場合を図1に、凸状に反った場合を図2を参照して説明する。図中、1は裏金、16aが粉末層、30はストレートバー、31はベースロールであり、何れの図においても粉末の表面はストレートバー30により擦切りされ平坦面となる(図1,2(a))。擦切り後、一次及び二次焼結による加熱、これらの間の圧縮などを経ると裏金1は平坦化されるので、(a)図の状態で裏金断面が凹状及び凸状の場合は、最終的には(b)図に示すように、粉末層16aの表面は凸状及び凹状となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように連続帯状裏金上の粉末層がストレートバーで擦り切りされている時に、裏金が反っていると一定の粉末層の厚さを達成することは困難である。したがって、本発明は連続帯状裏金上に粉末を散布し、次に焼結する方法に適用され、厚さの幅方向分布が均一な焼結層を形成することができる散布装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、連続帯状裏金を長さ方向に送る搬送手段と、搬送されつつある連続帯状裏金上にその幅方向に粉末を散布する散布手段と、搬送されつつある連続帯状裏金に散布された粉末層の厚さを幅方向の少なくとも中央部及び両端部で粉末層と非接触方式で測定する厚さ測定手段と、粉末層の厚さを設定値と比較して差異を計算する手段と、散布手段と厚さ測定手段の間に位置して粉末層の表面に摺接して粉末層表面を均すとともに、摺接面の上下方向位置及び形状を変更可能な均厚手段と、前記差異を補正するようにこの均厚手段の位置もしくは形状を修正する手段とを含んでなる裏金上への焼結用粉末の散布装置を提供するものである。以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【0006】
【発明の実施形態】
図3において、例えば鋼板からなる裏金1は矢印で示すライン進行方向に搬送されている。裏金1を搬送させる主たる駆動力を付与するリコイラ及び裏金コイルを巻き付けているアンコイラは図示を省略されている。これらリコイラ及びアンコイラは裏金1が、例えば2.5〜2.7m/分の範囲の一定速度で搬送されるように回転数が制御されている。裏金1は駆動ローラ及び遊動ローラを適宜組み合わせたローラ群からなるレベラー2を少なくとも1回は蛇行して通過することによって、U字状曲げと逆U字状曲げを交互に行うことにより、アンコイラで巻き取られている状態での巻き癖が矯正される。5はレベラーボックス、6は支持構造である。
【0007】
レベラー2のローラ群(
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参照)のうち搬送方向出側の3個のローラ2a,b,cが裏金1に付与する曲げがその幅方向断面形状プロファイル(この段落及び次の段落においては単に「プロファイル」と言う)に影響を与える。裏金1のプロファイルは鋼板コイルの特性、即ち焼き入れ硬化能を支配するC量、板厚、巻き取り温度などの製造条件の他にコイルの保存条件に依存し、巻き取り表面が引張られ、裏面が圧縮される逆U字状もしくは反対のU字状となることが多い。なお、レベラー群2で曲率半径が0.2〜3mの曲げを6回行なう矯正を経た多くの裏金は曲率半径が7〜150mの逆U字状プロファイルとなっていた。このままの裏金1に粉末を散布し従来法により均厚すると
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のようになる。本発明の散布装置によると上述の方法で理論的にはプロファイルに関係なくほぼ一定厚にできるが、粉末散布前にプロファイルを平坦にすることが望ましい。そのためにはレーザー式距離測定計3により、プロファイルの反り量を測定し、反りを少なくするように油圧圧下制御を行う。上述の逆U字状プロファイルの裏金1をローラ群による曲げ量を多くすることによりプロファイルを平坦に近づけることができる。このように制御してもプロファイルが平坦に近づかない場合や、あるいはプロファイルがU字状である場合もあるが、矯正曲げ量を維持しつつ、本発明の散布装置の均厚棒により粉末層の平坦化を図ることができる。
【0008】
レベラー2の出側にはレーザー式距離測定計3の下方に設けられたローラが裏金1の裏面を支えてこれを滑らせている。距離測定計3は裏金幅方向に少なくとも3個配置されており、これらによる少なくとも3個の距離測定値から裏断面形状プロファイルをDc,Dr,Dl,より計算する。但し、Dは距離、下付き文字c,r,lはそれぞれ中心、左、右である。裏金1がレベラー2を通過した後はほとんどの場合、Dr≒Dlとなり、裏金の両端は同じレベルにありフラットである。距離測定計3が、裏金1の上にあるとして考えると、Dr>DcかつDl>Dcならば中凸、Dr<DcかつDl<Dcならば中凹、Dr<Dc<DlまたはDl<Dc<Drならば、傾斜している。場合により、Dr≫DlもしくはDr≪Dlとなり、図4(a),(b)に示すように裏金の両端を結ぶ線は傾斜しているので、傾斜線を基準として全体が平坦(反り量=0)もしくは凹凸の量即ち反り量を計算する。
【0009】
銅合金などの粉末16(図3参照)は粉末供給ホッパー13に保存されており、流動案内管15を経て一旦粉末幅広ホッパー14に送られる。これにより粉末16は図5に示されているように幅広スリット17を経て裏金1の幅方向に散布され粉末層16aを形成する。なお粉末幅広ホッパー14に図示しない駆動手段および/または可動式篩を設けて粉末の落下を促進してもよい。図3に示された22は裏金1を下から支えるローラである。
【0010】
裏金1上に散布された粉末16の厚さはステンレス/ゴムなど可撓性材料からなる均厚棒24(図3,図5)により後述のように均される。粉末層16aの厚さはレーザー測定装置などの非接触式厚さ測定器20により測定される。この非接触式測定装置20は裏金1と粉末層16aの合計厚さを、両端部(a,c)及び中央部(b)の3箇所及び上下で測定する。
【0011】
粉末層16a(図5〜7参照)は均厚棒24により厚さが均されている。その厚さの調節は均厚棒24の全体を3個のシリンダ25a,b,cを上下することにより行う。図8のように裏金1が凸状に反っている場合、均厚棒24の中心をシリンダ25bにより引き上げることにより粉末層16aの表面を裏金1の同じ反りと同じ形状に調整する。一方図9のように裏金1が凹状に反っている場合は、均厚棒24の両端をシリンダ25a,cにより引き上げることにより粉末層16aの表面を裏金1の同じ反りと同じ形状に調整する。
【0012】
以上説明した厚さの制御は、図10に示すように厚さ目標値を均厚後の厚さ測定値を比較し、一致した場合は均厚棒の位置もしくは撓みを現状のまま維持し、不一致の場合は不一致の量だけ均厚棒の位置を補正するようにして行う。
【0013】
本発明においては、
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に示すように、距離測定計3で測定された裏金の反り量を解消するようにローラ群の曲げ力をフィードバック制御することが好ましい。
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にはこのフィードバック制御をonoff制御で行う一例を示す。同図の(a)に示されたプロファイルは最初には逆Uであるので、ローラ群の曲げ力を強くする(ON)と次第にプロファイルは平坦になるので、許容範囲のプロファイルに戻った場合にはローラ群の曲げ力を正常状態(off)にする。このonoff動作を繰り返す。なおonoff制御以外にPID制御を行うことができるのは当然である。これらの制御を行っても裏金形状を矯正できない場合でも、本発明の散布装置において均厚棒制御により厚さの幅方向分布が均一な焼結層を形成することができる。
【0014】
距離測定計3で測定された反り量に対応して均厚棒24を変形するフィードフォワード制御を行なうことができる。この場合は理論的には粉末層16aは散布後には表面が平坦になるが、連続帯状コイルの板厚、幅のばらつきなどの要因により、理論的に予測された結果とならないこともあるので、フィードバック制御を併用することができる。
【0015】
粉末散布後仮焼結及び圧縮、本焼結及び圧縮の工程を経て素材が製造される。この素材が切断され、最後に半円弧状に曲げ加工されるなどして、半割メタル、ブッシュ、ワッシャ等が製造される。
【0016】
【実施例】
図3に示す装置を用いて、フィードバックによる油圧圧下制御、フィードフォワード及びフィードバックによる均厚棒形状制御を行なったところ、厚さ1.5mm、幅250mmの裏金1上に銅合金粉末(目標層厚さ1110μm)を散布したところ、裏金幅方向の厚さ分散(3σ)が10μmの成績が得られた。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると連続帯裏金状に散布される粉末層の厚さを裏金の幅方向を均一にすることができるために、最終焼結製品の性能の安定化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 U字状に反った裏金上に散布された粉末を擦り切る従来法の説明図、(a)は擦り切り状態、(b)は散布後の粉末層を示す。
【図2】 逆U字状に反った裏金上に散布された粉末を擦り切る従来法の説明図、(a)は擦り切り状態、(b)は散布後の粉末層を示す。
【図3】 本発明の散布装置の実施例を示す図面である。
【図4】 図3に示すレベラー2出側における裏金幅方向の傾きを示すグラフ(a),(b)である。
【図5】 図3の粉末散布部の拡大斜視図である。
【図6】 均厚手段の昇降動作の説明図である。
【図7】 均厚手段により粉末層の厚さが均されている状況の説明図である。
【図8】 裏金がU字状に反っている場合の均厚手段の動作説明図である。
【図9】 裏金が逆U字状に反っている場合の均厚手段の動作説明図である。
【図10】 散布層厚さ制御方法のフローチャートである。
【図11】 レベラー群出側における裏金断面のプロファイルを制御する方式のフローチャートである。
【図12】 図11の制御をonoff制御で行う一例を示す図であって、(a)図はプロファイルの変化を示し、(b)図は最終位置のレベラーの曲げ力変化を示す。
【符号の説明】
1 裏金
2 レベラー
3 距離測定計
13 粉末バレル
14 粉末幅広ホッパー
16 粉末
20 非接触式厚さ測定計
24 均厚棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spraying device for spraying a sintered metal, an inorganic compound or a resin powder in addition to these on a back metal.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent No. 2849928 relating to the production of a sliding bearing alloy shows the above-mentioned powder dispersion. In the sintering method using such an apparatus, conventionally, a straight bar is brought into contact with the surface of the powder spreading layer so that the dispersed powder layer has a constant thickness in the width direction of the back metal, and the thickness is leveled. It was.
[0003]
The continuous strip-shaped coil is rewound flat, and then is corrected by passing through a roller group that alternately performs U-shaped bending and reverse U-shaped bending in order to take up winding. Since the coil is heated to the sintering temperature after the powder is sprayed, the distortion in the coil state is released and softened and annealed, so correction is not necessary for the purpose of flattening the back metal, but uniform spraying. Correction is required to obtain thickness.
The case where the cross section of the back metal after correction warps in a concave shape will be described with reference to FIG. 1, and the case where the back surface warps in a convex shape will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a back metal, 16a is a powder layer, 30 is a straight bar, and 31 is a base roll. In each figure, the surface of the powder is scraped by the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the powder layer on the continuous belt-like backing metal is scraped with a straight bar, it is difficult to achieve a certain powder layer thickness if the backing metal is warped. Therefore, the present invention is applied to a method of spreading powder on a continuous belt-like backing metal and then sintering, and provides a spreading device capable of forming a sintered layer having a uniform thickness distribution in the width direction. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a conveying means for sending a continuous belt-like backing metal in the length direction, a spreading means for spreading powder in the width direction on the continuous belt-like backing metal being conveyed, Thickness measuring means for measuring the thickness of the powder layer dispersed on a continuous belt-like backing metal in a non-contact manner at least at the center and both ends in the width direction, and comparing the thickness of the powder layer with a set value. It is located between the means for calculating the difference, the spraying means and the thickness measuring means and is in sliding contact with the surface of the powder layer to level the surface of the powder layer, and the vertical position and shape of the sliding contact surface can be changed. The present invention provides an apparatus for spraying powder for sintering onto a back metal, comprising a thickness leveling means and a means for correcting the position or shape of the thickness leveling means so as to correct the difference. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 3, a
[0007]
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The bending applied to the
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Ing as. According to the spraying device of the present invention, the above method can theoretically make the thickness almost constant regardless of the profile, but it is desirable to make the profile flat before powder spraying. For this purpose, the amount of warping of the profile is measured by the laser type distance meter 3, and hydraulic pressure reduction control is performed so as to reduce the warpage. The profile can be made nearly flat by increasing the amount of bending of the reverse U-shaped
[0008]
On the exit side of the
[0009]
[0010]
The thickness of the
[0011]
The thickness of the
[0012]
As shown in FIG. 10, the thickness control described above is performed by comparing the thickness target value with the thickness target value after soaking, and if they match, the position or deflection of the soaking bar is maintained as it is, If they do not match, the position of the leveling bar is corrected by the amount of mismatch.
[0013]
In the present invention,
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As shown, it is preferable to feedback control the bending force of the roller group so as to eliminate the warp amount of the back metal measured by the distance meter 3.
1276236923365_3
Shows an example of performing this feedback control by on-off control. Since the profile shown in (a) of FIG. 6 is initially reverse U, when the bending force of the roller group is increased (ON), the profile gradually becomes flat, so when the profile returns to the allowable range. Makes the bending force of the roller group normal (off). This onoff operation is repeated. Of course, PID control can be performed in addition to onoff control. Even when the back metal shape cannot be corrected by performing these controls, a sintered layer having a uniform thickness distribution in the width direction can be formed by the thickness control in the spraying device of the present invention .
[0014]
It is possible to perform feedforward control for deforming the
[0015]
A raw material is manufactured through the process of temporary sintering and compression after powder dispersion | distribution, main sintering, and compression. This material is cut and finally bent into a semicircular arc shape to produce half metal, bush, washer and the like.
[0016]
【Example】
When the apparatus shown in FIG. 3 was used to perform hydraulic pressure reduction control by feedback, feed forward, and thickness control rod shape control by feedback, copper alloy powder (target layer thickness) was placed on a
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the thickness of the powder layer dispersed in a continuous band backing metal can be made uniform in the width direction of the backing metal, the performance of the final sintered product can be stabilized. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a conventional method for scraping off powder spread on a U-shaped backing metal, (a) shows a scraped state, and (b) shows a powder layer after spreading.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of a conventional method of scuffing powder spread on a reverse U-shaped backing metal, FIG. 2A shows a scraped state, and FIG. 2B shows a powder layer after spraying.
FIG. 3 is a drawing showing an embodiment of the spraying device of the present invention .
4 is graphs (a) and (b) showing the inclination in the back metal width direction on the exit side of the
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the powder spreading unit in FIG. 3;
FIG. 6 is an explanatory view of the lifting / lowering operation of the thickness uniforming means.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a situation where the thickness of the powder layer is leveled by the thickness leveling means.
FIG. 8 is an operation explanatory view of the thickness-equalizing means when the back metal is warped in a U-shape.
FIG. 9 is an explanatory view of the operation of the thickness-equalizing means when the back metal is warped in an inverted U shape.
FIG. 10 is a flowchart of a spray layer thickness control method.
FIG. 11 is a flowchart of a method for controlling the profile of the back metal cross section on the leveler group extraction side.
FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating an example in which the control of FIG. 11 is performed by on-off control. FIG. 12A shows a change in profile, and FIG. 12B shows a change in bending force of the leveler at the final position.
[Explanation of symbols]
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JPS5431444B2 (en) * | 1973-06-29 | 1979-10-06 | ||
JPH01202314A (en) * | 1987-10-14 | 1989-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Leveler |
JP2000158045A (en) * | 1998-11-24 | 2000-06-13 | Nisshin Steel Co Ltd | Method for straightening shape of strip steel |
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