JP5968735B2 - Lower punch used for forming a ferrite magnet in a magnetic field, and method for manufacturing the lower punch - Google Patents

Lower punch used for forming a ferrite magnet in a magnetic field, and method for manufacturing the lower punch Download PDF

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Description

本発明は、フェライト磁石の磁場中成形に用いるロアーパンチの構成に関する。   The present invention relates to a structure of a lower punch used for forming a ferrite magnet in a magnetic field.

従来から、フェライト磁石の成形方法として、特許文献1及び2に記載されているような磁場中成形法が知られている。これは、磁性粉末を金型のキャビティ内に射出し、当該金型に磁場を印加しつつ加圧成形するもので、これによって得られる成形体を焼結することにより異方性フェライト磁石を得ることができる。   Conventionally, a forming method in a magnetic field as described in Patent Documents 1 and 2 is known as a forming method of a ferrite magnet. In this method, magnetic powder is injected into a cavity of a mold, and pressure molding is performed while applying a magnetic field to the mold. An anisotropic ferrite magnet is obtained by sintering a molded body obtained thereby. be able to.

この種の金型は、挿通孔が形成されたダイス(特許文献1で言うところの型枠)と、前記挿通孔内を摺動可能なロアーパンチ(特許文献1で言うところの第2パンチ)と、ロアーパンチに対向して配置されるアッパーパンチ(特許文献1で言うところの第1パンチ)と、を有する構成が一般的である。そして、ダイスに形成された挿通孔の内壁面と、ロアーパンチ及びアッパーパンチと、によって囲まれた空間がキャビティとなる。キャビティ内に磁性粉末を射出し、当該キャビティ内にロアーパンチを進出させて前記磁性粉末を加圧しつつ、キャビティ内に所望の磁場を発生させて成形を行う。   This type of mold includes a die formed with an insertion hole (form frame as described in Patent Document 1), and a lower punch (second punch as referred to in Patent Document 1) that can slide in the insertion hole. And an upper punch (first punch as referred to in Patent Document 1) disposed to face the lower punch. A space surrounded by the inner wall surface of the insertion hole formed in the die, the lower punch, and the upper punch becomes a cavity. Magnetic powder is injected into the cavity, a lower punch is advanced into the cavity to pressurize the magnetic powder, and a desired magnetic field is generated in the cavity to perform molding.

キャビティ内に発生する磁場の形状(磁力線の向き)は、当該磁場が通過する磁性体の影響を受ける。従来の磁場中成形の金型においては、ロアーパンチ及びアッパーパンチを磁性体素材で構成し、当該ロアーパンチ及びアッパーパンチの形状を工夫することにより、キャビティ内に所望の磁場を形成している。しかし、ロアーパンチ及びアッパーパンチは磁性粉末を成形するため金型であるところ、成形に適した形状とする必要がある。このため、ロアーパンチ及びアッパーパンチの形状の自由度は低く、磁場を形成するために形状を工夫する余地が少ない。   The shape of the magnetic field generated in the cavity (direction of the lines of magnetic force) is affected by the magnetic material through which the magnetic field passes. In a conventional mold in a magnetic field, a lower punch and an upper punch are made of a magnetic material, and a desired magnetic field is formed in the cavity by devising the shapes of the lower punch and the upper punch. However, the lower punch and the upper punch are molds for molding the magnetic powder, and need to have a shape suitable for molding. For this reason, the freedom degree of a shape of a lower punch and an upper punch is low, and there is little room to devise a shape in order to form a magnetic field.

そこで、ロアーパンチ(及びアッパーパンチ)を、磁性体と非磁性体の2種類の素材を組み合わせたものとする構成が提案されている。このような構成は、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載のロアーパンチ(第2パンチ)は、強磁性体と非磁性体から構成されている。特許文献1において、非磁性体には、磁性粉末を成形するための成形面が形成されている。また、前記強磁性体は、前記成形面の反対側において、前記非磁性体に接合している。また、特許文献1において、強磁性体は、非磁性体に向けて突出する凸部を有している。ロアーパンチをこのように構成すれば、強磁性体の凸部の形状を比較的自由に設定できるので、キャビティ内に理想的な磁場を発生させることが可能になる。   Therefore, a configuration has been proposed in which the lower punch (and upper punch) is a combination of two types of materials, a magnetic material and a non-magnetic material. Such a configuration is described in Patent Document 1, for example. The lower punch (second punch) described in Patent Document 1 is composed of a ferromagnetic material and a non-magnetic material. In Patent Document 1, a nonmagnetic material has a molding surface for molding magnetic powder. The ferromagnetic material is bonded to the non-magnetic material on the opposite side of the molding surface. Moreover, in patent document 1, the ferromagnetic material has the convex part which protrudes toward a nonmagnetic material. If the lower punch is configured in this way, the shape of the convex portion of the ferromagnetic material can be set relatively freely, so that an ideal magnetic field can be generated in the cavity.

特許文献1のように構成されたロアーパンチにおいては、非磁性体の部分がキャビティ内部に露出しており、当該非磁性体の表面(成形面)が磁性粉末と接触して加圧成形を行う。このため、当該非磁性体の部分には耐摩耗性が要求される。そこで、このロアーパンチの非磁性体の部分には、例えばステライト(登録商標)のように硬くて耐摩耗性に優れる非磁性素材を採用することが好適である。   In the lower punch configured as in Patent Document 1, a non-magnetic part is exposed inside the cavity, and the surface (molding surface) of the non-magnetic substance is in contact with the magnetic powder to perform pressure molding. For this reason, the nonmagnetic material portion is required to have wear resistance. Therefore, it is preferable to employ a nonmagnetic material that is hard and excellent in wear resistance, such as Stellite (registered trademark), for the nonmagnetic portion of the lower punch.

特開2012−80097号公報JP 2012-80097 A 特開2007−203577号公報JP 2007-203577 A

特許文献1に記載のロアーパンチは、磁性体と非磁性体の2種類の素材を接合した構成であるから、磁性体と非磁性体の接合部分(境界部分)の密着性が問題となる。特に、非磁性体の部分をステライトのような硬い素材とした場合は、磁性体の部分も同じように硬い素材としてしまうと、両者の接合部分にヒビ割れなどが発生し得る。このため、非磁性体の部分をステライトのように硬い素材とした場合には、磁性体の部分は比較的軟らかい素材とする必要がある。   Since the lower punch described in Patent Document 1 has a configuration in which two types of materials, a magnetic body and a nonmagnetic body, are joined, there is a problem in the adhesion of the joined portion (boundary portion) between the magnetic body and the nonmagnetic body. In particular, when the non-magnetic part is made of a hard material such as stellite, if the magnetic part is made of a hard material in the same manner, cracks or the like may occur at the joint between the two. For this reason, when the nonmagnetic material portion is made of a hard material such as stellite, the magnetic material portion needs to be made of a relatively soft material.

ところで、この種のロアーパンチは、磁性粉末を成形する際にダイスの挿通孔内を摺動するので、当該ロアーパンチの外周面と、挿通孔の内壁面と、の間で摩擦が発生する。ところが前述のように、ロアーパンチの磁性体の部分は比較的軟らかい素材とする必要がある。このため、ロアーパンチの磁性体の部分(軟らかい素材の部分)が、挿通孔の内壁面との摩擦によって摩耗してしまうという問題があった。   By the way, since this type of lower punch slides in the insertion hole of the die when forming the magnetic powder, friction is generated between the outer peripheral surface of the lower punch and the inner wall surface of the insertion hole. However, as described above, the magnetic part of the lower punch needs to be made of a relatively soft material. For this reason, there has been a problem that the magnetic material portion (soft material portion) of the lower punch is worn by friction with the inner wall surface of the insertion hole.

この点、特許文献2には、ロアーパンチの上面にダイヤモンドライクカーボン被膜を形成した構成が記載されている。特許文献2は、これにより、磁性粉末に対する耐摩耗性が向上するとともに、離型剤の使用量を減らすことができたとしている。そこで、ロアーパンチの外周面に特許文献2のような被膜を設けることにより、当該ロアーパンチの耐摩耗性を向上させることも考えられる。   In this regard, Patent Document 2 describes a configuration in which a diamond-like carbon film is formed on the upper surface of the lower punch. According to Patent Document 2, this improves the wear resistance against the magnetic powder and reduces the amount of the release agent used. Therefore, it is conceivable to improve the wear resistance of the lower punch by providing a coating as in Patent Document 2 on the outer peripheral surface of the lower punch.

しかし、特許文献2のような被膜をロアーパンチに設けたとしても、ダイスの内壁面との摩擦による摩耗を防止する効果は期待できない。即ち、このような被膜は、極めて薄く脆いため、ロアーパンチの外周面が挿通孔の内壁面と摺れた際に、ロアーパンチの外周面から容易に剥がれてしまう。このため、上記のような被膜をロアーパンチの外周面に設けたとしても、当該ロアーパンチの耐久性を向上させるという点では十分な効果が得られない。   However, even if a film as in Patent Document 2 is provided on the lower punch, the effect of preventing wear due to friction with the inner wall surface of the die cannot be expected. That is, since such a coating is extremely thin and fragile, when the outer peripheral surface of the lower punch slides with the inner wall surface of the insertion hole, it is easily peeled off from the outer peripheral surface of the lower punch. For this reason, even if the coating as described above is provided on the outer peripheral surface of the lower punch, a sufficient effect cannot be obtained in terms of improving the durability of the lower punch.

また、上記とは別に以下のような課題がある。   In addition to the above, there are the following problems.

即ち、ロアーパンチの外周面に摩耗が生じるのと同様に、ダイスの挿通孔の内壁面も摩擦によって摩耗する。従来、挿通孔の内壁面が摩耗した場合は、当該内壁面を加工してダイスを再利用していた。   That is, the inner wall surface of the die insertion hole is also worn by friction in the same manner as the outer peripheral surface of the lower punch is worn. Conventionally, when the inner wall surface of the insertion hole is worn, the inner wall surface is processed and the die is reused.

このように挿通孔の内壁面を加工すると、当該挿通孔の幅が広がるので、それまで利用していたロアーパンチの幅では、加工後の挿通孔に対して細過ぎることになる。そこで、このような場合、従来は、それまで利用していたロアーパンチを破棄して、加工後の挿通孔の幅に合わせたロアーパンチを新規作成していた。このため、ロアーパンチを新規作成するコストがかかっていた。   When the inner wall surface of the insertion hole is machined in this way, the width of the insertion hole is widened. Therefore, the width of the lower punch that has been utilized so far is too thin with respect to the insertion hole after machining. Therefore, in such a case, conventionally, the lower punch used so far has been discarded, and a lower punch adapted to the width of the insertion hole after processing has been newly created. For this reason, the cost of creating a new lower punch has been incurred.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、フェライト磁石の磁場中成形に用いられるロアーパンチの耐久性を向上させることにある。また、本発明の別の目的は、ロアーパンチを再利用することができる方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main object is to improve the durability of a lower punch used for forming a ferrite magnet in a magnetic field. Another object of the present invention is to provide a method capable of reusing a lower punch.

本発明の観点によれば、フェライト磁石の磁場中成形に用いられ、ダイスと、前記ダイスに形成された挿通孔内を所定の摺動方向に摺動するロアーパンチと、前記ロアーパンチに対向して配置されるアッパーパンチと、からなる金型のうちの前記ロアーパンチについて、以下の構成が提供される。即ち、このロアーパンチは、基材部と、非磁性体部と、摺動接触層と、を備える。前記基材部は、磁性体からなる。前記非磁性体部は、当該ロアーパンチの摺動方向において、前記基材部の前記アッパーパンチに対面する側の端部に配置され、非磁性体からなる。前記摺動接触層は、前記基材部の外周面の少なくとも一部に設けられ、前記挿通孔の内壁面に接触する。そして、前記摺動接触層は、前記基材部よりも硬い磁性体からなる。前記摺動接触層は、前記非磁性体部の外周面には設けられていない。前記基材部と前記非磁性体部との接合部において、前記基材部の外周面が前記非磁性体部の外周面よりも低くなるように段差が形成される。前記摺動接触層は、前記段差によって低くなっている部分に形成される。そして、前記摺動接触層の外周面と、前記非磁性体部の外周面と、が面一である。 According to an aspect of the present invention, a die, a lower punch that slides in a predetermined sliding direction in an insertion hole formed in the die, and disposed opposite to the lower punch are used for forming a ferrite magnet in a magnetic field. The following configuration is provided for the lower punch of the mold comprising the upper punch. That is, the lower punch includes a base material portion, a nonmagnetic material portion, and a sliding contact layer. The base material portion is made of a magnetic material. The nonmagnetic body portion is disposed at an end portion of the base material portion facing the upper punch in the sliding direction of the lower punch, and is made of a nonmagnetic material. The sliding contact layer is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the base material portion and contacts the inner wall surface of the insertion hole. And the said sliding contact layer consists of a magnetic body harder than the said base material part. The sliding contact layer is not provided on the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion. In the joint portion between the base material portion and the nonmagnetic material portion, a step is formed so that the outer peripheral surface of the base material portion is lower than the outer peripheral surface of the nonmagnetic material portion. The sliding contact layer is formed in a portion that is lowered by the step. And the outer peripheral surface of the said sliding contact layer and the outer peripheral surface of the said nonmagnetic body part are flush | level.

このように、基材部の外周面に摺動接触層を設けたことにより、ロアーパンチの耐摩耗性を向上させることができる。また、摺動接触層を磁性体としたので、当該摺動接触層と基材部を合わせて1つの磁性体とみなすことができ、良好な磁場を形成できる。また、本発明では摺動接触層を磁性体としているので、仮に、非磁性体部の外周に摺動接触層を設けた場合、非磁性体部の部分の磁場が摺動接触層の影響を受けてしまう。そこで上記のように、非磁性体部の外周には摺動接触層(磁性体)を設けない構成とすることで、非磁性体部の部分の磁場に対して摺動接触層が悪影響を及ぼすことを回避できる。また、基材部を非磁性体部よりも一段低く形成しておき、この部分に摺動接触層を設けることで、摺動接触層と非磁性体部とを面一に仕上げることができる。非磁性体部と摺動接触層の境界部分において、両者を面一に仕上げることにより、ロアーパンチの外周に引っ掛かりがなくなり、摺動接触層が基材部から剥がれにくくなるので、ロアーパンチの耐久性を更に向上させることができる。 Thus, the wear resistance of the lower punch can be improved by providing the sliding contact layer on the outer peripheral surface of the base material portion. Moreover, since the sliding contact layer is made of a magnetic material, the sliding contact layer and the base material portion can be regarded as one magnetic material, and a good magnetic field can be formed. In the present invention, since the sliding contact layer is made of a magnetic material, if a sliding contact layer is provided on the outer periphery of the non-magnetic material portion, the magnetic field of the non-magnetic material portion affects the influence of the sliding contact layer. I will receive it. Therefore, as described above, the sliding contact layer has an adverse effect on the magnetic field of the nonmagnetic body portion by not providing the sliding contact layer (magnetic body) on the outer periphery of the nonmagnetic body portion. You can avoid that. Moreover, the base material part is formed one step lower than the non-magnetic part, and the sliding contact layer and the non-magnetic part can be finished flush with each other by providing the sliding contact layer in this part. By finishing the two parts flush with each other at the boundary between the non-magnetic part and the sliding contact layer, the outer periphery of the lower punch is not caught and the sliding contact layer is less likely to be peeled off from the substrate part. Further improvement can be achieved.

上記のロアーパンチにおいて、前記摺動接触層の厚みを0.1mm以上とすれば好適である。   In the lower punch, it is preferable that the thickness of the sliding contact layer is 0.1 mm or more.

このように、摺動接触層の厚みを例えば0.1mm以上とすることにより、当該摺動接触層の耐久性を十分に確保することができる。   Thus, the durability of the sliding contact layer can be sufficiently ensured by setting the thickness of the sliding contact layer to, for example, 0.1 mm or more.

上記のロアーパンチにおいて、前記摺動接触層が、硬さがHRCで40以上60以下のステンレス鋼であれば好適である。   In the lower punch, it is preferable that the sliding contact layer is stainless steel having a hardness of 40 to 60 in HRC.

これにより、耐摩耗性に優れ、かつ磁性体からなる摺動接触層を得ることができる。また、摺動接触層の素材をステンレス鋼とすることにより、肉盛溶接によって容易に補修を行うことができる。また、水などの腐食性がある分散媒を用いた湿式の磁場中成形を行う場合は、耐食性を有するステンレス鋼を利用すれば特に好適である。   Thereby, it is possible to obtain a sliding contact layer having excellent wear resistance and made of a magnetic material. Further, when the material of the sliding contact layer is made of stainless steel, the repair can be easily performed by overlay welding. In addition, when performing wet-type forming in a magnetic field using a corrosive dispersion medium such as water, it is particularly preferable to use stainless steel having corrosion resistance.

本発明の別の観点によれば、上記のロアーパンチを製造するためのロアーパンチ製造方法が提供される。即ち、このロアーパンチ製造方法では、前記基材部の外周面に対して、使用時の硬さが前記基材部よりも硬い素材を肉盛溶接することにより、前記摺動接触層を形成する。   According to another viewpoint of this invention, the lower punch manufacturing method for manufacturing said lower punch is provided. That is, in this lower punch manufacturing method, the sliding contact layer is formed by overlay welding a material whose hardness in use is harder than that of the base material portion to the outer peripheral surface of the base material portion.

このように、溶接によって摺動接触層を形成することで、基材部との密着性が良好な摺動接触層を得ることができる。これにより、摺動接触層が基材部から剥がれることが無いので、ロアーパンチの耐久性を向上させることができる。また、肉盛溶接であれば、厚みのある摺動接触層を形成することが容易であるため、十分な強度の摺動接触層を容易に形成できる。   Thus, by forming the sliding contact layer by welding, it is possible to obtain a sliding contact layer having good adhesion to the base material portion. Thereby, since a sliding contact layer does not peel from a base material part, durability of a lower punch can be improved. In addition, since overlay welding is easy to form a thick sliding contact layer, a sliding contact layer having sufficient strength can be easily formed.

本発明の更に別の観点によれば、以下のロアーパンチ製造方法が提供される。即ち、このロアーパンチ製造方法は、摺動接触層溶接工程と、非磁性体部溶接工程と、加工工程と、を含む。前記摺動接触層溶接工程では、上記のロアーパンチの前記摺動接触層の外周面に、前記基材部よりも硬い磁性体を肉盛溶接する。前記非磁性体部溶接工程では、当該ロアーパンチの前記非磁性体部の外周面に、非磁性体を肉盛溶接する。前記加工工程では、前記摺動接触層の外周面、及び前記非磁性体部の外周面が面一となるように加工する。   According to still another aspect of the present invention, the following lower punch manufacturing method is provided. That is, this lower punch manufacturing method includes a sliding contact layer welding process, a non-magnetic part welding process, and a machining process. In the sliding contact layer welding step, a magnetic material harder than the base material is welded to the outer peripheral surface of the sliding contact layer of the lower punch. In the non-magnetic body part welding step, the non-magnetic body is welded on the outer peripheral surface of the non-magnetic body part of the lower punch. In the processing step, processing is performed so that the outer peripheral surface of the sliding contact layer and the outer peripheral surface of the non-magnetic body portion are flush with each other.

ロアーパンチの外周が摩耗した場合などであっても、摺動接触層と非磁性体部の外周面にそれぞれ肉盛溶接を行い、その後に研磨等の加工を行うことにより、摩耗した部分を再生させることができる。これにより、摩耗したロアーパンチを破棄して別のロアーパンチを新規作成する場合に比べて、コストを大幅に削減することができる。また、ロアーパンチの外周面に肉盛溶接を行うので、元のロアーパンチよりも幅が太いロアーパンチを製造することも可能である。これによれば、ダイスが摩耗して挿通孔の幅が大きくなったとしても、それまで利用していたロアーパンチの幅を増大させることによって対応できる。従って、ダイスが摩耗するたびにロアーパンチを新規作成していた従来の方法に比べて、コストを大幅に削減することができる。   Even if the outer circumference of the lower punch is worn, etc., the welded parts are regenerated by performing overlay welding on the outer circumferential surfaces of the sliding contact layer and the non-magnetic body, and then performing polishing or other processing. be able to. Thereby, compared with the case where the worn lower punch is discarded and another lower punch is newly created, the cost can be greatly reduced. In addition, since overlay welding is performed on the outer peripheral surface of the lower punch, it is possible to manufacture a lower punch having a width wider than that of the original lower punch. According to this, even if the die is worn and the width of the insertion hole is increased, it can be coped with by increasing the width of the lower punch used so far. Therefore, the cost can be greatly reduced as compared with the conventional method in which a lower punch is newly created each time the die is worn.

本発明の一実施形態に係る金型の断面図。Sectional drawing of the metal mold | die which concerns on one Embodiment of this invention. ロアーパンチを挿通孔に挿入した様子を示す断面図。Sectional drawing which shows a mode that the lower punch was inserted in the insertion hole. 本実施形態の金型によって成形されるフェライト磁石の斜視図。The perspective view of the ferrite magnet shape | molded by the metal mold | die of this embodiment. 本実施形態のロアーパンチの製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the lower punch of this embodiment. ロアーパンチの補修方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the repair method of a lower punch. 既存のロアーパンチを元に、それよりも先端部の幅が太いロアーパンチを製造する方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the method of manufacturing the lower punch whose width | variety of a front-end | tip part is thicker than it based on the existing lower punch.

続いて、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態に係る金型1は、アッパーパンチ2と、ロアーパンチ3と、ダイス4と、を備えている。この金型1は、フェライト磁石の磁場中成形に用いられるものである。フェライト磁石の磁場中成形、及びその金型の一般的な構成については、例えば特許文献1及び特許文献2に記載されているように公知であるが、以下に簡単に説明する。   As shown in FIG. 1, the mold 1 according to the present embodiment includes an upper punch 2, a lower punch 3, and a die 4. This mold 1 is used for forming a ferrite magnet in a magnetic field. The formation of a ferrite magnet in a magnetic field and the general configuration of its mold are known as described in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2, but will be briefly described below.

ロアーパンチ3は、細長い四角柱状の部材として構成されており、その長手方向で、先端部5と、保持部6と、が並んで設けられている。なお、ロアーパンチ3の金型としての機能は先端部5が有しており、保持部6はもっぱら先端部5を保持するために設けられている。また、ロアーパンチ3は、その長手方向に沿って移動可能に構成されている。ロアーパンチ3が移動する方向を、図1に太線の矢印で示す。   The lower punch 3 is configured as an elongated quadrangular prism-shaped member, and a front end portion 5 and a holding portion 6 are provided side by side in the longitudinal direction thereof. Note that the tip 5 has a function as a mold of the lower punch 3, and the holding portion 6 is provided exclusively for holding the tip 5. The lower punch 3 is configured to be movable along the longitudinal direction thereof. The direction in which the lower punch 3 moves is indicated by a thick arrow in FIG.

ダイス4は、ロアーパンチ3の移動方向と平行な方向に形成された挿通孔7を有している。この挿通孔7の内壁面8は、ロアーパンチ3の先端部5の外周形状と同じ、又はこれよりも若干大きい程度に形成されている。これにより、ロアーパンチ3の先端部5を、挿通孔7に挿入できるようになっている(図2参照)。先端部5を挿通孔7に挿入した状態で、ロアーパンチ3を長手方向に移動させることで、先端部5が挿通孔7の内部を摺動する。なお、本明細書では、ロアーパンチ3が挿通孔7の内部を摺動する方向(ロアーパンチ3の長手方向)のことを、単に「摺動方向」と言うことがある。   The die 4 has an insertion hole 7 formed in a direction parallel to the moving direction of the lower punch 3. The inner wall surface 8 of the insertion hole 7 is formed to be the same as or slightly larger than the outer peripheral shape of the distal end portion 5 of the lower punch 3. Thereby, the front-end | tip part 5 of the lower punch 3 can be inserted in the insertion hole 7 (refer FIG. 2). With the distal end 5 inserted into the insertion hole 7, the lower punch 3 is moved in the longitudinal direction so that the distal end 5 slides inside the insertion hole 7. In the present specification, the direction in which the lower punch 3 slides inside the insertion hole 7 (the longitudinal direction of the lower punch 3) may be simply referred to as “sliding direction”.

アッパーパンチ2は、ダイス4に対して固定的に設けられている。アッパーパンチ2は、ダイス4に形成された挿通孔7を、ロアーパンチ3が挿入される側とは反対側から塞ぐように配置されている。図2に示すように、ロアーパンチ3の先端部5を挿通孔7に挿入した状態では、当該先端部5の端面が、アッパーパンチ2と対面する。図1に示すように、ロアーパンチ3の先端部5には、アッパーパンチ2に向けて凸となる凸状曲面9が形成されている。一方、アッパーパンチ2には、前記凸状曲面9に対面するように、凹状曲面10が形成されている。   The upper punch 2 is fixedly provided to the die 4. The upper punch 2 is disposed so as to close the insertion hole 7 formed in the die 4 from the side opposite to the side where the lower punch 3 is inserted. As shown in FIG. 2, the end surface of the lower punch 3 faces the upper punch 2 in a state where the distal end portion 5 of the lower punch 3 is inserted into the insertion hole 7. As shown in FIG. 1, a convex curved surface 9 that is convex toward the upper punch 2 is formed at the tip 5 of the lower punch 3. On the other hand, a concave curved surface 10 is formed on the upper punch 2 so as to face the convex curved surface 9.

以上の構成で、ダイス4の挿通孔7にロアーパンチ3の先端部5を挿入することにより、ダイス4の挿通孔7の内壁面8、ロアーパンチ3の凸状曲面9、及びアッパーパンチ2の凹状曲面10によって囲まれたキャビティ11が形成される(図2参照)。この金型1で成形を行う際には、フェライト磁石12の原料となる磁性粉末(又は当該磁性粉末を分散媒に分散させたスラリー)を、キャビティ11内に射出する。そして、ロアーパンチ3を所定位置まで進出させてキャビティ11内の磁性粉末を加圧しつつ、図略の磁場印加装置によってキャビティ11内を通過する磁場を印加する。   With the above configuration, by inserting the tip 5 of the lower punch 3 into the insertion hole 7 of the die 4, the inner wall surface 8 of the insertion hole 7 of the die 4, the convex curved surface 9 of the lower punch 3, and the concave curved surface of the upper punch 2. A cavity 11 surrounded by 10 is formed (see FIG. 2). When molding with the mold 1, magnetic powder (or slurry in which the magnetic powder is dispersed in a dispersion medium) that is a raw material of the ferrite magnet 12 is injected into the cavity 11. Then, a magnetic field passing through the cavity 11 is applied by a magnetic field applying device (not shown) while the lower punch 3 is advanced to a predetermined position to pressurize the magnetic powder in the cavity 11.

本実施形態のような磁場中成形用の金型においては、一般的に、ロアーパンチ3及びアッパーパンチ2の大部分が強磁性体から構成されている。このため、前記磁場印加装置によって印加された磁場の磁力線は、ロアーパンチ3及びアッパーパンチ2によって曲げられる。これにより、キャビティ11の内部(凸状曲面9と凹状曲面10の間)に、所定形状の磁場が形成される。キャビティ11内に形成される磁場の磁力線を、図2に二点鎖線の矢印で例示している。なお、当該磁場の形成に影響を及ぼさないようにするため、ダイス4は非磁性体で構成されている。   In the mold for molding in a magnetic field as in this embodiment, generally, the lower punch 3 and the upper punch 2 are mostly made of a ferromagnetic material. For this reason, the magnetic field lines of the magnetic field applied by the magnetic field application device are bent by the lower punch 3 and the upper punch 2. As a result, a magnetic field having a predetermined shape is formed inside the cavity 11 (between the convex curved surface 9 and the concave curved surface 10). The magnetic field lines of the magnetic field formed in the cavity 11 are illustrated by two-dot chain arrows in FIG. Note that the die 4 is made of a non-magnetic material so as not to affect the formation of the magnetic field.

キャビティ11内の磁性粉末は、上記磁場に応じて流動する。これにより、所定の磁場配向性を有する成形体が得られる。その後、成形体をキャビティ11から取り出して焼結し、必要に応じて適宜加工を施すことにより、図3に示すようなフェライト磁石12を得ることができる。   The magnetic powder in the cavity 11 flows according to the magnetic field. Thereby, the molded object which has a predetermined magnetic field orientation is obtained. Thereafter, the molded body is taken out from the cavity 11, sintered, and appropriately processed as necessary, whereby a ferrite magnet 12 as shown in FIG. 3 can be obtained.

本実施形態の金型1は、図3に示すようになアークセグメント型(弓型)のフェライト磁石12を成形することを想定している。従って、内壁面8、凸状曲面9、及び凹状曲面10で囲まれたキャビティ11の形状はアークセグメント型となっている。なお、図3のようなアークセグメント型のフェライト磁石12は、電動モータのステータやロータ等に用いられる他、スピーカ、マグネトロン管などに利用されている。   The mold 1 of the present embodiment is assumed to form an arc segment type (bow type) ferrite magnet 12 as shown in FIG. Therefore, the shape of the cavity 11 surrounded by the inner wall surface 8, the convex curved surface 9, and the concave curved surface 10 is an arc segment type. The arc segment type ferrite magnet 12 as shown in FIG. 3 is used not only for a stator or a rotor of an electric motor but also for a speaker, a magnetron tube and the like.

続いて、本実施形態のロアーパンチ3について、より詳しく説明する。   Next, the lower punch 3 of this embodiment will be described in more detail.

ロアーパンチ3は、非磁性体から成る非磁性体部20と、強磁性体から成る基材部21と、同じく強磁性体からなる摺動接触層23と、から構成されている。   The lower punch 3 includes a nonmagnetic body portion 20 made of a nonmagnetic material, a base material portion 21 made of a ferromagnetic material, and a sliding contact layer 23 also made of a ferromagnetic material.

図1に示すように、基材部21は、ロアーパンチ3の先端部5と保持部6にまたがって配置されている。図1に示すように、基材部21は、ロアーパンチ3の保持部6の全体を占めている。一方、先端部5において、基材部21の表面は非磁性体部20及び摺動接触層23によって覆われている。従って、ロアーパンチ3の先端部5においては、基材部21が露出しないようになっている。   As shown in FIG. 1, the base material portion 21 is disposed across the tip portion 5 and the holding portion 6 of the lower punch 3. As shown in FIG. 1, the base material portion 21 occupies the entire holding portion 6 of the lower punch 3. On the other hand, in the front end portion 5, the surface of the base material portion 21 is covered with the nonmagnetic body portion 20 and the sliding contact layer 23. Therefore, the base material portion 21 is not exposed at the front end portion 5 of the lower punch 3.

非磁性体部20は、先端部5において、基材部21の先端面(アッパーパンチ2に対面する部分)の全体を覆うように配置されている。従って、ロアーパンチ3の先端部5を挿通孔7内に挿入したときには、非磁性体部20がアッパーパンチ2の凹状曲面10に対面することになる(図2参照)。非磁性体部20には、前述の凸状曲面9が形成されている。また、図1に示すように、非磁性体部20と基材部21との接合面(境界面)は、アッパーパンチ2の凹状曲面10に向けて凸となる第2凸状曲面22となっている。言い換えると、本実施形態の基材部21は、アッパーパンチ2の凹状曲面10に向けて凸となる第2凸状曲面22を有している。   The nonmagnetic body portion 20 is disposed at the tip portion 5 so as to cover the entire tip surface (portion facing the upper punch 2) of the base material portion 21. Therefore, when the front end portion 5 of the lower punch 3 is inserted into the insertion hole 7, the nonmagnetic body portion 20 faces the concave curved surface 10 of the upper punch 2 (see FIG. 2). The non-magnetic body portion 20 is formed with the convex curved surface 9 described above. Further, as shown in FIG. 1, the joint surface (boundary surface) between the nonmagnetic body portion 20 and the base material portion 21 is a second convex curved surface 22 that is convex toward the concave curved surface 10 of the upper punch 2. ing. In other words, the base material portion 21 of the present embodiment has a second convex curved surface 22 that is convex toward the concave curved surface 10 of the upper punch 2.

ここで、非磁性体(非磁性体部20)と磁性体(基材部21)の2種類の素材でロアーパンチ3を構成した効果について簡単に説明する。   Here, the effect of configuring the lower punch 3 with two kinds of materials, that is, a non-magnetic material (non-magnetic material portion 20) and a magnetic material (base material portion 21) will be briefly described.

非磁性体部20は磁場の形成には影響を及ぼさないので、凸状曲面9がどのような形状であっても、キャビティ11内の磁場の形成には影響が無い。キャビティ11内に形成される磁場の形状(磁力線の向き)を決めるのは、磁性体である基材部21の形状(より具体的には、第2凸状曲面22の形状)である。本実施形態のように構成されたロアーパンチ3であれば、凸状曲面9の形状と第2凸状曲面22の形状を、互いに異ならせることができるので、それぞれを所望の形状とすれば良い。そこで、本実施形態のロアーパンチ3では、凸状曲面9は、セグメントアーク状のキャビティ11を成形できる形状とし、第2凸状曲面22は、キャビティ11内に理想的な磁場を形成できる形状としている。   Since the nonmagnetic body portion 20 does not affect the formation of the magnetic field, the shape of the magnetic field in the cavity 11 is not affected regardless of the shape of the convex curved surface 9. The shape of the magnetic field formed in the cavity 11 (direction of the lines of magnetic force) is determined by the shape of the base material portion 21 that is a magnetic body (more specifically, the shape of the second convex curved surface 22). In the case of the lower punch 3 configured as in the present embodiment, the shape of the convex curved surface 9 and the shape of the second convex curved surface 22 can be made different from each other. Therefore, in the lower punch 3 of the present embodiment, the convex curved surface 9 has a shape capable of forming the segment arc-shaped cavity 11, and the second convex curved surface 22 has a shape capable of forming an ideal magnetic field in the cavity 11. .

このように、ロアーパンチ3を、磁性体(基材部21)と非磁性体(非磁性体部20)の2種類の素材によって構成したことにより、所望形状のキャビティ11を形成しつつ、当該キャビティ11内に所望形状の磁場を形成できる。これにより、所望形状で、かつ所望の磁場配向性を有するフェライト磁石12を得ることができる。   In this way, the lower punch 3 is made of two kinds of materials, that is, a magnetic body (base material portion 21) and a non-magnetic body (non-magnetic body portion 20), so that the cavity 11 having a desired shape is formed. 11 can form a magnetic field of a desired shape. Thereby, the ferrite magnet 12 having a desired shape and a desired magnetic field orientation can be obtained.

非磁性体部20は、キャビティ11内に露出しており、当該キャビティ11内に射出された磁性粉末に接触するので、耐摩耗性が要求される。本実施形態の金型1においては、非磁性体部20の素材として、耐摩耗性に優れた非磁性体素材であるステライト(登録商標)を採用している。なお、ステライトのHRC(ロックウェル硬さ)は45程度である。   Since the nonmagnetic body portion 20 is exposed in the cavity 11 and contacts the magnetic powder injected into the cavity 11, wear resistance is required. In the mold 1 of the present embodiment, Stellite (registered trademark), which is a non-magnetic material excellent in wear resistance, is employed as the material of the non-magnetic material portion 20. Stellite has an HRC (Rockwell hardness) of about 45.

また、既に従来技術として説明したように、非磁性体部20と基材部21の両方を同じように硬い素材で構成した場合は、両者の接合部分でヒビ割れなどが発生し得る。このため、基材部21に用いる磁性体の素材は、非磁性体部20に比べて軟らかいことが好ましい。本実施形態では、基材部21の素材としてS45Cなどの炭素鋼を採用している。なお、S45CのHRCは25程度である。   Moreover, as already demonstrated as a prior art, when both the non-magnetic-material part 20 and the base material part 21 are comprised with a hard material similarly, a crack etc. may generate | occur | produce in both joining part. For this reason, it is preferable that the magnetic material used for the base member 21 is softer than the non-magnetic member 20. In this embodiment, carbon steel such as S45C is adopted as the material of the base material portion 21. Note that the HRC of S45C is about 25.

続いて、本実施形態のロアーパンチ3の特徴的な構成について説明する。   Subsequently, a characteristic configuration of the lower punch 3 of the present embodiment will be described.

本実施形態の金型1で磁性粉末を成形する際、ダイス4に形成された挿通孔7内をロアーパンチ3の先端部5が摺動するため、当該先端部5の外周面と、挿通孔7の内壁面8と、の間に摩擦が発生する。このため、先端部5の外周面には耐摩耗性が要求される。ところが前述のように、ロアーパンチ3の基材部21は、非磁性体部20に比較して軟らかい素材とせざるを得ないため、耐摩耗性の点で十分ではない。このため、仮に、基材部21が内壁面8に直接接触していると、当該基材部21の外周面が速やかに摩耗してしまう。   When the magnetic powder is molded with the mold 1 of the present embodiment, the distal end portion 5 of the lower punch 3 slides in the insertion hole 7 formed in the die 4, and therefore the outer peripheral surface of the distal end portion 5 and the insertion hole 7. Friction occurs between the inner wall surface 8 and the inner wall surface 8. For this reason, the outer peripheral surface of the tip portion 5 is required to have wear resistance. However, as described above, the base material portion 21 of the lower punch 3 must be made of a softer material than the non-magnetic material portion 20, and is not sufficient in terms of wear resistance. For this reason, if the base material portion 21 is in direct contact with the inner wall surface 8, the outer peripheral surface of the base material portion 21 is quickly worn.

そこで、本実施形態のロアーパンチ3は、基材部21の外周面に、当該基材部21よりも硬い磁性体からなる摺動接触層23を設けたものである。摺動接触層23は、ロアーパンチ3の先端部5において、基材部21の外周面を全て覆うように配置されている。従って、本実施形態の金型1で磁性粉末を成形する際には、基材部21の外周に配置された摺動接触層23が、挿通孔7の内壁面8に接触して摺動することになる。なお、本明細書において、「外周面」とは、ロアーパンチ3の長手方向に平行な面のことを言うものとする。従って、ロアーパンチ3の先端部5について「外周面」と言った場合には、挿通孔7の内壁面8に対面する面のことを指す。   Therefore, the lower punch 3 of the present embodiment is provided with a sliding contact layer 23 made of a magnetic material harder than the base material portion 21 on the outer peripheral surface of the base material portion 21. The sliding contact layer 23 is disposed so as to cover the entire outer peripheral surface of the base material portion 21 at the distal end portion 5 of the lower punch 3. Therefore, when the magnetic powder is molded with the mold 1 of the present embodiment, the sliding contact layer 23 arranged on the outer periphery of the base portion 21 contacts and slides on the inner wall surface 8 of the insertion hole 7. It will be. In the present specification, the “outer peripheral surface” refers to a surface parallel to the longitudinal direction of the lower punch 3. Therefore, when the “outer peripheral surface” of the front end portion 5 of the lower punch 3 is referred to, it means a surface facing the inner wall surface 8 of the insertion hole 7.

以上のように、ロアーパンチ3の先端部5において、基材部21の外周面を覆うように摺動接触層23を設けたことにより、基材部21が、挿通孔7の内壁面8に接触しないようになっている。これにより、基材部21の摩耗を防ぐことができる。   As described above, by providing the sliding contact layer 23 so as to cover the outer peripheral surface of the base material portion 21 at the distal end portion 5 of the lower punch 3, the base material portion 21 contacts the inner wall surface 8 of the insertion hole 7. It is supposed not to. Thereby, abrasion of the base material part 21 can be prevented.

摺動接触層23は、基材部21よりも硬い素材から構成されているので、基材部21に比べて耐摩耗性に優れている。従って、摺動接触層23を基材部21の外周に設けることにより、ロアーパンチ3の摩耗を低減し、当該ロアーパンチ3の寿命を延ばすことができる。   Since the sliding contact layer 23 is made of a material harder than the base material portion 21, the sliding contact layer 23 is excellent in wear resistance as compared with the base material portion 21. Therefore, by providing the sliding contact layer 23 on the outer periphery of the base material portion 21, wear of the lower punch 3 can be reduced and the life of the lower punch 3 can be extended.

図1の断面図に示すように、非磁性体部20と基材部21の接合部分(境界部分)において、基材部21の外周面が非磁性体部20の外周面よりも一段低くなるように(即ち、基材部21がロアーパンチ3の内側に向けて凹むように)、段差24が形成されている。この段差24を埋めるようにして、摺動接触層23が設けられている。そして、非磁性体部20の外周面と、摺動接触層23の外周面とは接続しており、両者は面一となっている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the outer peripheral surface of the base material portion 21 becomes one step lower than the outer peripheral surface of the nonmagnetic material portion 20 at the joint portion (boundary portion) between the nonmagnetic material portion 20 and the base material portion 21. As described above (that is, the base material portion 21 is recessed toward the inner side of the lower punch 3), the step 24 is formed. A sliding contact layer 23 is provided so as to fill the step 24. And the outer peripheral surface of the nonmagnetic body part 20 and the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 are connected, and both are flush.

このように、本実施形態のロアーパンチ3では、非磁性体部20の外周面と摺動接触層23の外周面が段差無く接続されているので、先端部5が挿通孔7内を摺動する際に引っ掛かりが発生しない。これにより、ロアーパンチ3がスムーズに摺動できるとともに、摺動接触層23が基材部21から剥がれてしまうことを防止できる。   Thus, in the lower punch 3 of the present embodiment, the outer peripheral surface of the non-magnetic body portion 20 and the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 are connected without any step, so that the tip portion 5 slides in the insertion hole 7. No catching occurs. Thereby, the lower punch 3 can slide smoothly, and the sliding contact layer 23 can be prevented from being peeled off from the base material portion 21.

また、ロアーパンチ3の長手方向と平行な平面による断面(図1等に示す断面)において、非磁性体部20と摺動接触層23との間の部分には、基材部21がクサビ状に入り込んだクサビ部25が設けられている。即ち、非磁性体部20と摺動接触層23は共に硬い素材であるから、仮に両者が直接的に接合していると、その接合部分でヒビ割れなどが発生し得る。そこで、非磁性体部20と摺動接触層23の間に、基材部21をクサビ状に入り込ませる構成としたものである。基材部21は比較的軟らかい素材であるから、非磁性体部20と摺動接触層23の間のクサビ部25が緩衝部としての役割を果たし、ヒビ割れを防止できる。   Further, in the cross section (the cross section shown in FIG. 1 and the like) parallel to the longitudinal direction of the lower punch 3, the base material portion 21 is wedge-shaped in the portion between the nonmagnetic body portion 20 and the sliding contact layer 23. A wedge part 25 is provided. That is, since the non-magnetic part 20 and the sliding contact layer 23 are both hard materials, if they are directly joined, cracks or the like may occur at the joined part. Therefore, the base material portion 21 is configured to enter the wedge shape between the nonmagnetic material portion 20 and the sliding contact layer 23. Since the base material portion 21 is a relatively soft material, the wedge portion 25 between the non-magnetic body portion 20 and the sliding contact layer 23 serves as a buffer portion and can prevent cracking.

なお、図1に示すように、クサビ部25は、外周面に近づくにつれて細くなるように形成されており、外周面に至る直前に消滅するように構成されている。つまり、基材部21のクサビ部25は、外周面に露出しないようになっている。このようなクサビ部25を設けることで、非磁性体部20の外周面と摺動接触層23の外周面を接続させつつ、両者の間のヒビ割れを防止できる。   In addition, as shown in FIG. 1, the wedge part 25 is formed so that it may become thin as it approaches an outer peripheral surface, and it is comprised so that it may lose | disappear just before reaching an outer peripheral surface. That is, the wedge part 25 of the base material part 21 is not exposed to the outer peripheral surface. By providing such a wedge portion 25, it is possible to prevent cracks between the two while connecting the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 and the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23.

摺動接触層23は、基材部21よりも硬い素材であれば、ロアーパンチ3の耐摩耗性を向上させる効果を得ることができる。本実施形態の場合、基材部21の硬さはHRC=25程度であるから、これよりも硬い磁性体の素材であれば、摺動接触層23の素材としては特に限定されない。しかし、十分な耐摩耗性を確保するという観点からは、摺動接触層23の素材としてはHRCが40以上であることが好ましい。一方で、本実施形態の摺動接触層23の外周面は研磨等の機械加工によって仕上げるため(詳しくは後述)、加工を容易にする観点から、摺動接触層23の硬さはHRC60以下であることが好ましい。   If the sliding contact layer 23 is a material harder than the base material part 21, the effect which improves the abrasion resistance of the lower punch 3 can be acquired. In the case of this embodiment, since the hardness of the base material portion 21 is about HRC = 25, the material of the sliding contact layer 23 is not particularly limited as long as it is a harder magnetic material. However, from the viewpoint of ensuring sufficient wear resistance, the material of the sliding contact layer 23 preferably has an HRC of 40 or more. On the other hand, since the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 of the present embodiment is finished by machining such as polishing (details will be described later), the hardness of the sliding contact layer 23 is HRC 60 or less from the viewpoint of facilitating processing. Preferably there is.

また、後述するように、本実施形態の摺動接触層23は、肉盛り溶接によって形成される。従って、摺動接触層23の素材としては、溶接可能な金属素材であることが好ましい。更に、金型1のキャビティ11内には、水などを分散媒としたスラリーを射出する場合があるので、摺動接触層23の素材としては耐食性を有する素材を採用することが好ましい。以上の点を勘案すれば、摺動接触層23の素材としてはスレンテス鋼を採用することが好適である。本実施形態では、摺動接触層23の素材としてSUS420Fなどのステンレス鋼を採用している。なお、SUS420FのHRCは50程度である。   Moreover, as will be described later, the sliding contact layer 23 of the present embodiment is formed by overlay welding. Therefore, the material of the sliding contact layer 23 is preferably a weldable metal material. Furthermore, since a slurry using water or the like as a dispersion medium may be injected into the cavity 11 of the mold 1, it is preferable to employ a material having corrosion resistance as the material of the sliding contact layer 23. Considering the above points, it is preferable to use Slentes steel as the material of the sliding contact layer 23. In this embodiment, stainless steel such as SUS420F is adopted as the material of the sliding contact layer 23. The HRC of SUS420F is about 50.

摺動接触層23は、基材部21の外周面にのみ設けられており、非磁性体部20の外周面には設けられていない。本実施形態の非磁性体部20は、耐摩耗性に優れたステライトから構成されているので、摺動接触層23によって保護する必要性に乏しいためである。従って、本実施形態の金型1で磁性粉末を成形する際、非磁性体部20の外周面は、挿通孔7の内壁面8に直接接触して摺動する。   The sliding contact layer 23 is provided only on the outer peripheral surface of the base portion 21, and is not provided on the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20. This is because the non-magnetic body portion 20 of the present embodiment is made of stellite having excellent wear resistance, and thus there is little need to protect it by the sliding contact layer 23. Therefore, when the magnetic powder is molded with the mold 1 of the present embodiment, the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 is in direct contact with the inner wall surface 8 of the insertion hole 7 and slides.

また、摺動接触層23は磁性体であるから、仮にこの摺動接触層23を非磁性体部20の外周面に設けた場合、非磁性体部20を通過する磁力線に影響を及ぼしてしまう。そこで上記のように、非磁性体部20の外周面には磁性体(摺動接触層23)を設けない構成として、当該非磁性体部20を通過する磁力線に影響が及ぶことを回避しているのである。   Further, since the sliding contact layer 23 is a magnetic body, if this sliding contact layer 23 is provided on the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20, it will affect the lines of magnetic force passing through the nonmagnetic body portion 20. . Therefore, as described above, the magnetic body (sliding contact layer 23) is not provided on the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20, so that the magnetic field lines passing through the nonmagnetic body portion 20 are not affected. It is.

また、挿通孔7に挿入されるのはロアーパンチ3の先端部5のみであり、ロアーパンチ3の保持部6は挿通孔7に挿入されない。従って、ロアーパンチ3の保持部6の外周面が摩耗する心配はないので、当該保持部6の外周面には摺動接触層23を設けていない。   Further, only the front end portion 5 of the lower punch 3 is inserted into the insertion hole 7, and the holding portion 6 of the lower punch 3 is not inserted into the insertion hole 7. Therefore, since there is no fear that the outer peripheral surface of the holding portion 6 of the lower punch 3 is worn, the sliding contact layer 23 is not provided on the outer peripheral surface of the holding portion 6.

以上のように、本実施形態の摺動接触層23は、ロアーパンチ3の先端部5において、基材部21の外周面にのみ設けられている。このように、ロアーパンチ3の外周面のごく一部にのみ摺動接触層23を形成すれば良いので、当該摺動接触層23を肉盛溶接によって形成する作業(後述)の負担を低減できる。   As described above, the sliding contact layer 23 of the present embodiment is provided only on the outer peripheral surface of the base material portion 21 at the distal end portion 5 of the lower punch 3. As described above, since the sliding contact layer 23 only needs to be formed on a very small part of the outer peripheral surface of the lower punch 3, it is possible to reduce the burden of work (described later) for forming the sliding contact layer 23 by overlay welding.

続いて、本実施形態のロアーパンチ3の製造方法について、図4を参照して説明する。   Then, the manufacturing method of the lower punch 3 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG.

まず、非磁性体部20と基材部21を接合した状態のものを作成する(図4(a))。後の加工工程での研磨代(けんまシロ)を確保する観点から、非磁性体部20は、規定の寸法よりも幅方向(ロアーパンチ3の長手方向に直交する方向)に若干大きくなるように形成しておけば好適である。図4には、先端部5の幅方向での規定の寸法をL1、非磁性体部20の研磨代をL2で示している。   First, a non-magnetic body 20 and a base 21 are joined (FIG. 4A). From the standpoint of securing a polishing allowance in a later processing step, the non-magnetic body portion 20 is slightly larger in the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction of the lower punch 3) than the prescribed dimension. It is suitable if it is formed. In FIG. 4, a predetermined dimension in the width direction of the tip portion 5 is indicated by L1, and a polishing allowance of the nonmagnetic body portion 20 is indicated by L2.

続いて、先端部5の基材部21の外周面を、機械加工などの適宜の方法によって削り、当該基材部21の幅を規定の寸法L1よりも縮小させる(図4(b))。このように削った部分が、前述の段差24となる。図4には、段差24の深さ(規定の寸法L1よりも内側に削った寸法)を、L3で示している。本実施形態では、段差24の深さをL3=0.2mmとしている。なお、基材部21の外周面を削る際には、当該基材部21と非磁性体部20との境界部分にR部を残しておく(図4(b)の状態)。このR部が、前述のクサビ部25となる。   Then, the outer peripheral surface of the base material part 21 of the front-end | tip part 5 is shaved by appropriate methods, such as machining, and the width | variety of the said base material part 21 is reduced rather than the regular dimension L1 (FIG.4 (b)). The portion cut in this way becomes the aforementioned step 24. In FIG. 4, the depth of the step 24 (the dimension cut inward from the specified dimension L1) is indicated by L3. In the present embodiment, the depth of the step 24 is L3 = 0.2 mm. In addition, when the outer peripheral surface of the base material part 21 is shaved, the R part is left at the boundary part between the base material part 21 and the nonmagnetic material part 20 (state of FIG. 4B). This R portion becomes the aforementioned wedge portion 25.

次に、基材部21に形成された段差24の外周面に、摺動接触層23の素材(本実施形態ではSUS420F)を肉盛溶接して溶接部26を形成する(図4(c))。このとき、溶接部26の高さ(幅方向の寸法)が、段差24の深さL3よりも高くなるように(つまり、溶接部26が段差24から幅方向にハミ出るように)肉盛溶接する。これは、溶接部26の研磨代を確保するためである。   Next, the material of the sliding contact layer 23 (SUS420F in this embodiment) is build-up welded to the outer peripheral surface of the step 24 formed on the base material portion 21 to form the weld portion 26 (FIG. 4C). ). At this time, overlay welding is performed such that the height (dimension in the width direction) of the welded portion 26 is higher than the depth L3 of the step 24 (that is, the welded portion 26 protrudes from the step 24 in the width direction). To do. This is to ensure a polishing allowance for the welded portion 26.

最後に、ロアーパンチ3の先端部5の幅が規定の寸法L1となるように、非磁性体部20と溶接部26の外周面を機械加工(研磨又は切削等)する(図4(d))。これにより、溶接部26の外周面が平滑に仕上げられて、摺動接触層23が形成される。また、非磁性体部20の外周面と溶接部26の外周面を同時に研磨(又は切削)することで、非磁性体部20の外周面と摺動接触層23の外周面を面一に仕上げることができる。   Finally, the outer peripheral surfaces of the non-magnetic body portion 20 and the welded portion 26 are machined (polished or cut) so that the width of the tip portion 5 of the lower punch 3 becomes a specified dimension L1 (FIG. 4D). . Thereby, the outer peripheral surface of the welding part 26 is finished smoothly, and the sliding contact layer 23 is formed. In addition, by polishing (or cutting) the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 and the outer peripheral surface of the welded portion 26 at the same time, the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 and the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 are finished flush with each other. be able to.

以上のように、本実施形態の製造方法では、基材部21の外周面に対して溶接で摺動接触層23を形成するので、基材部21に対する密着性が良好な摺動接触層23を形成できる。これにより、摺動接触層23が基材部21から剥がれてしまうことを防止できる。   As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the sliding contact layer 23 is formed by welding on the outer peripheral surface of the base material portion 21, and thus the sliding contact layer 23 having good adhesion to the base material portion 21. Can be formed. Thereby, it can prevent that the sliding contact layer 23 peels from the base material part 21. FIG.

また、肉盛溶接によって摺動接触層23を形成するので、厚みがある摺動接触層23を形成することが容易である。摺動接触層23の強度を十分に確保するという点では、当該摺動接触層23の厚みを例えば0.1mm以上とすることが好ましい。肉盛溶接であれば、このように厚みのある摺動接触層23を形成できる。なお本実施形態では、段差24の深さL3を0.2mmとしているので、この段差24を埋めるようにして形成される摺動接触層23の厚みは0.2mmとなっている。   Moreover, since the sliding contact layer 23 is formed by overlay welding, it is easy to form the sliding contact layer 23 having a thickness. In terms of ensuring sufficient strength of the sliding contact layer 23, the thickness of the sliding contact layer 23 is preferably set to 0.1 mm or more, for example. In the case of overlay welding, the sliding contact layer 23 having a thickness as described above can be formed. In the present embodiment, since the depth L3 of the step 24 is 0.2 mm, the thickness of the sliding contact layer 23 formed so as to fill the step 24 is 0.2 mm.

この点、例えばコーティングによって摺動接触層23を形成することも考えられるが、コーティングによって0.2mmもの厚みがある摺動接触層23を形成することは技術的に困難、又はコストの面から現実的ではない。このため、コーティングによって十分な強度の摺動接触層23を形成することは困難である。また、コーティングによって摺動接触層23を形成した場合、当該摺動接触層23と基材部21との密着性を確保することが困難であるため、摺動接触層23が基材部21から容易に剥がれてしまう。   In this respect, for example, it is conceivable to form the sliding contact layer 23 by coating. However, it is technically difficult to form the sliding contact layer 23 having a thickness of 0.2 mm by coating, or in reality from the viewpoint of cost. Not right. For this reason, it is difficult to form the sliding contact layer 23 having sufficient strength by coating. In addition, when the sliding contact layer 23 is formed by coating, it is difficult to ensure the adhesion between the sliding contact layer 23 and the base material portion 21, so that the sliding contact layer 23 is separated from the base material portion 21. It easily peels off.

本実施形態では、摺動接触層23を肉盛り溶接で形成する構成としたことにより、基材部21との密着性に優れ、かつ厚みがある摺動接触層23を、安価かつ簡単に形成できる。これにより、ロアーパンチ3の耐久性を、安価かつ簡単に向上させることができる。   In the present embodiment, since the sliding contact layer 23 is formed by overlay welding, the sliding contact layer 23 having excellent adhesion with the base material portion 21 and having a large thickness can be formed easily and inexpensively. it can. Thereby, durability of the lower punch 3 can be improved cheaply and easily.

また、仮にコーティングによって摺動接触層23を形成した場合、当該摺動接触層23は極めて薄くなることから、当該摺動接触層23の研磨代がほとんど無いことになる。従って、仮にコーティングによって摺動接触層23を形成した場合、当該摺動接触層23の外周面と、非磁性体部20の外周面と、を面一に仕上げることが難しくなる。本実施形態では肉盛溶接によって摺動接触層23を形成しているので、当該摺動接触層23の研磨代を確保することが容易である。これにより、摺動接触層23の外周面と非磁性体部20の外周面が面一となるように研磨(又は切削など)によって仕上げることが可能となっているのである。   Further, if the sliding contact layer 23 is formed by coating, the sliding contact layer 23 becomes extremely thin, so that there is almost no polishing allowance for the sliding contact layer 23. Therefore, if the sliding contact layer 23 is formed by coating, it is difficult to finish the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 and the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 to be flush with each other. In the present embodiment, since the sliding contact layer 23 is formed by overlay welding, it is easy to secure a polishing allowance for the sliding contact layer 23. Thus, the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 and the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 can be finished by polishing (or cutting or the like) so as to be flush with each other.

続いて、摺動接触層23を磁性体としたことの効果について説明する。   Next, the effect of using the sliding contact layer 23 as a magnetic material will be described.

上記のように、本実施形態のロアーパンチ3は、厚みがある摺動接触層23を設けるために、基材部21の先端部5に段差24を形成している。このため、先端部5の基材部21の幅が、規定の寸法L1よりも細くなっている。このように、摺動接触層23を設けるためには、基材部21の幅を規定の寸法L1よりも細くせざるを得ない。   As described above, the lower punch 3 of the present embodiment forms the step 24 at the tip portion 5 of the base material portion 21 in order to provide the sliding contact layer 23 having a thickness. For this reason, the width | variety of the base material part 21 of the front-end | tip part 5 is thinner than the regular dimension L1. Thus, in order to provide the sliding contact layer 23, the width of the base material portion 21 must be made smaller than the specified dimension L1.

さて、基材部21の耐摩耗性を向上させることのみを考えるのであれば、摺動接触層23は非磁性体でも良い。しかし、仮に摺動接触層23を非磁性体とした場合、当該摺動接触層23の部分は磁場の形成に影響を与えないことになる。このため、摺動接触層23を厚くすればするほど、ロアーパンチ3の磁性体の部分(基材部21)の幅が狭くなって、キャビティ11内に理想的な磁場を形成することが難しくなる。   Now, if only considering improving the wear resistance of the base member 21, the sliding contact layer 23 may be a non-magnetic material. However, if the sliding contact layer 23 is made of a non-magnetic material, the portion of the sliding contact layer 23 does not affect the formation of the magnetic field. For this reason, the thicker the sliding contact layer 23 is, the narrower the magnetic part (base material part 21) of the lower punch 3 becomes, and it becomes difficult to form an ideal magnetic field in the cavity 11. .

この点、本実施形態のロアーパンチ3は、摺動接触層23を磁性体としているので、当該摺動接触層23が磁場の形成に影響を及ぼす。従って、磁場の形成という観点では、摺動接触層23と、基材部21と、を合わせて1つの「磁性体」と考えることができる。この場合、摺動接触層23を厚くすることで基材部21の幅が細くなったとしても、両者を合わせた「磁性体」の幅は規定の寸法L1である。このように、摺動接触層23を磁性体としたことにより、当該摺動接触層23の厚みにかかわらず、ロアーパンチ3の「磁性体」の部分の幅を確保できる。従って、本実施形態の構成によれば、摺動接触層23の厚みを十分に確保しつつ、キャビティ11内に理想的な磁場を形成することができる。   In this regard, since the lower punch 3 of the present embodiment uses the sliding contact layer 23 as a magnetic material, the sliding contact layer 23 affects the formation of a magnetic field. Therefore, from the viewpoint of forming a magnetic field, the sliding contact layer 23 and the base material portion 21 can be considered as one “magnetic body”. In this case, even if the width of the base material portion 21 is reduced by increasing the thickness of the sliding contact layer 23, the width of the “magnetic material” including both is the specified dimension L1. Thus, by using the sliding contact layer 23 as a magnetic material, the width of the “magnetic material” portion of the lower punch 3 can be secured regardless of the thickness of the sliding contact layer 23. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, an ideal magnetic field can be formed in the cavity 11 while ensuring a sufficient thickness of the sliding contact layer 23.

続いて、本実施形態のロアーパンチ3の補修方法について説明する。   Then, the repair method of the lower punch 3 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態のロアーパンチ3は、摺動接触層23を設けたことにより耐摩耗性を向上させているものの、長期にわたって使用を続ければ、先端部5の外周面が徐々に摩耗することもあり得る。   Although the lower punch 3 of the present embodiment has improved wear resistance by providing the sliding contact layer 23, the outer peripheral surface of the tip 5 may gradually wear if used for a long time. .

先端部5の外周面が摩耗したロアーパンチ3を使い続けていると、当該先端部5の外周面と、挿通孔7の内壁面8と、の間に隙間ができて、成形時にキャビティ11内の磁性粉末が外部に漏れ出るおそれがある。このため、従来は、先端部5の外周面が摩耗したロアーパンチ3は破棄していた。   If the lower punch 3 with a worn outer peripheral surface of the tip portion 5 is continuously used, a gap is formed between the outer peripheral surface of the tip portion 5 and the inner wall surface 8 of the insertion hole 7, and the inside of the cavity 11 is formed during molding. Magnetic powder may leak out. For this reason, conventionally, the lower punch 3 in which the outer peripheral surface of the tip 5 is worn has been discarded.

そこで、本願発明は、摩耗したロアーパンチ3の補修方法を提案するものである。この補修方法は、以下のようにして行う。   Accordingly, the present invention proposes a method for repairing the worn lower punch 3. This repair method is performed as follows.

まず、図5(a)に示すように、先端部5の外周面が摩耗したロアーパンチ3を用意する。続いて、摺動接触層23の摩耗した外周面に、基材部21よりも硬い磁性体の素材を肉盛溶接して摺動接触層溶接部27を形成する(摺動接触層溶接工程)。このとき肉盛溶接する素材は、摺動接触層23と同じ素材(本実施形態の場合はSUS420F)であれば好ましい。   First, as shown in FIG. 5 (a), a lower punch 3 having a worn outer peripheral surface of the tip 5 is prepared. Subsequently, a material of a magnetic material harder than the base material portion 21 is welded to the worn outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 to form the sliding contact layer welded portion 27 (sliding contact layer welding step). . At this time, the material to be welded is preferably the same material as the sliding contact layer 23 (SUS420F in this embodiment).

同様に、非磁性体部20の摩耗した外周面に、耐摩耗性を有する非磁性体の素材を肉盛溶接して非磁性体溶接部28を形成する(非磁性体部溶接工程)。このとき肉盛溶接する素材は、非磁性体部20と同じ素材(本実施形態の場合はステライト)であれば好ましい。なお、摺動接触層溶接工程と非磁性体部溶接工程の順番は前後しても良い。摺動接触層溶接部27及び非磁性体溶接部28を形成した様子を、図5(b)に示す。   Similarly, the nonmagnetic body welded portion 28 is formed by overlay welding a wear-resistant nonmagnetic material on the worn outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 (nonmagnetic body portion welding step). At this time, it is preferable that the material to be welded is the same material as the non-magnetic body portion 20 (in the case of the present embodiment, stellite). The order of the sliding contact layer welding process and the non-magnetic body welding process may be reversed. FIG. 5B shows a state in which the sliding contact layer welded portion 27 and the nonmagnetic welded portion 28 are formed.

そして、上記のように肉盛溶接された先端部5の幅が規定の寸法L1となるように、摺動接触層溶接部27及び非磁性体溶接部28の外周面を機械加工(研磨又は切削等)する(加工工程)。これにより、摺動接触層溶接部27及び非磁性体溶接部28の外周面が平滑に仕上げられる。上記の機械加工によって、非磁性体部20及び摺動接触層23の摩耗した外周面を、元の平滑な状態に修復できる(図5(c))。   Then, the outer peripheral surfaces of the sliding contact layer welded portion 27 and the non-magnetic welded portion 28 are machined (polished or cut) so that the width of the tip portion 5 welded as described above becomes the specified dimension L1. Etc.) (processing step). Thereby, the outer peripheral surfaces of the sliding contact layer welded portion 27 and the nonmagnetic welded portion 28 are finished smoothly. By the above machining, the worn outer peripheral surfaces of the non-magnetic member 20 and the sliding contact layer 23 can be restored to the original smooth state (FIG. 5C).

上記のように、非磁性体部20の摩耗した外周面に非磁性体を、摺動接触層23の摩耗した外周面に磁性体を、それぞれ肉盛溶接し、その後に外周面を研磨(又は切削等)することで、摩耗した外周面を補修できる。肉盛溶接で追加した部分は、補修前の部分に対して一体化するので、溶接で追加した部分が剥がれる心配はない。以上の補修方法により、摩耗したロアーパンチ3を修復できるので、当該ロアーパンチ3を再利用することが可能となる。   As described above, the nonmagnetic material is welded to the worn outer peripheral surface of the nonmagnetic material portion 20, the magnetic material is welded to the worn outer peripheral surface of the sliding contact layer 23, and then the outer peripheral surface is polished (or By cutting or the like, the worn outer peripheral surface can be repaired. The part added by overlay welding is integrated with the part before repair, so there is no concern that the part added by welding will be peeled off. Since the worn lower punch 3 can be repaired by the above repairing method, the lower punch 3 can be reused.

なお、上記の補修方法は、摩耗したロアーパンチ3を元にして、補修されたロアーパンチ3を製造する製造方法であると考えることもできる。このように考えると、本願発明の製造方法は、単に摩耗したロアーパンチ3を補修するという目的に限らず、元のロアーパンチ3とは異なるロアーパンチを製造する方法として捉え直すことができる。   The repair method described above can be considered as a manufacturing method for manufacturing the repaired lower punch 3 based on the worn lower punch 3. In view of this, the manufacturing method of the present invention is not limited to simply repairing the worn lower punch 3 but can be reinterpreted as a method of manufacturing a lower punch different from the original lower punch 3.

そこで次に、既存のロアーパンチ3に基づいて、これよりも先端部5の幅が太いロアーパンチ3’を製造する方法について説明する。   Therefore, a method for manufacturing a lower punch 3 ′ having a tip 5 having a larger width than the lower punch 3 based on the existing lower punch 3 will be described next.

まず、ロアーパンチ3の先端部5の幅を太くする必要性について簡単に説明する。即ち、金型1を長期にわたって使用していると、ダイス4の挿通孔7の内壁面8に摩耗が生じ得る。そこで、摩耗した内壁面8を機械加工(研磨又は切削等)することにより、当該内壁面8を平滑な状態にしてダイス4を再利用するということが従来から行われている。   First, the necessity of increasing the width of the tip 5 of the lower punch 3 will be briefly described. That is, if the mold 1 is used for a long time, the inner wall surface 8 of the insertion hole 7 of the die 4 may be worn. Therefore, it has been conventionally practiced to reuse the dice 4 by machining (polishing or cutting) the worn inner wall surface 8 so that the inner wall surface 8 becomes smooth.

このような加工を行った場合、挿通孔7の幅が若干拡がることになる。従って、拡がった挿通孔7に対応して、それまでよりも先端部5の幅が太いロアーパンチ3が必要となる。従来は、ロアーパンチ3を太くすることはできないと考えていたので、それまで使っていたロアーパンチ3は破棄していた。   When such processing is performed, the width of the insertion hole 7 is slightly expanded. Accordingly, the lower punch 3 having a wider width at the tip portion 5 than before is required corresponding to the expanded insertion hole 7. Conventionally, since it was thought that the lower punch 3 could not be thickened, the lower punch 3 used until then was discarded.

そこで本願発明は、既存のロアーパンチ3を元にして、これよりも先端部5の幅が太いロアーパンチ3’を製造する方法を提案するものである。以下、この製造方法について、図6を参照して説明する。   Therefore, the present invention proposes a method of manufacturing a lower punch 3 ′ having a tip 5 having a wider width than the existing lower punch 3. Hereinafter, this manufacturing method will be described with reference to FIG.

まず、元となるロアーパンチ3を用意する(図6(a))。このロアーパンチ3の先端部5の規定の幅を、L1で示す。なお、図6(a)では、先端部5の外周面が摩耗していない状態を描いているが、これに限らず、図5(a)のように先端部5の外周面が摩耗したロアーパンチ3を用いることもできる。   First, the original lower punch 3 is prepared (FIG. 6A). The prescribed width of the tip 5 of the lower punch 3 is denoted by L1. 6A illustrates a state in which the outer peripheral surface of the tip portion 5 is not worn. However, the present invention is not limited to this, and the lower punch in which the outer peripheral surface of the tip portion 5 is worn as shown in FIG. 5A. 3 can also be used.

続いて、用意したロアーパンチ3の摺動接触層23の外周面に、基材部21よりも硬い磁性体の素材を肉盛溶接して摺動接触層溶接部27を形成する(摺動接触層溶接工程)。このとき肉盛溶接する素材は、摺動接触層23と同じ素材(本実施形態の場合はSUS420F)であれば好ましい。   Subsequently, the material of the magnetic material harder than the base material portion 21 is welded to the outer peripheral surface of the prepared sliding contact layer 23 of the lower punch 3 to form the sliding contact layer welded portion 27 (sliding contact layer 27). Welding process). At this time, the material to be welded is preferably the same material as the sliding contact layer 23 (SUS420F in this embodiment).

同様に、用意したロアーパンチ3の非磁性体部20の外周面に、耐摩耗性を有する非磁性体の素材を肉盛溶接して非磁性体溶接部28を形成する(非磁性体部溶接工程)。このとき肉盛溶接する素材は、非磁性体部20と同じ素材(本実施形態の場合はステライト)であれば好ましい。なお、摺動接触層溶接工程と非磁性体部溶接工程の順番は前後しても良い。摺動接触層溶接部27及び非磁性体溶接部28を形成した様子を、図6(b)に示す。   Similarly, the nonmagnetic material welded portion 28 is formed by overlay welding a wear-resistant nonmagnetic material on the outer peripheral surface of the nonmagnetic material portion 20 of the prepared lower punch 3 (nonmagnetic material portion welding step). ). At this time, it is preferable that the material to be welded is the same material as the non-magnetic body portion 20 (in the case of the present embodiment, stellite). The order of the sliding contact layer welding process and the non-magnetic body welding process may be reversed. A state in which the sliding contact layer welded portion 27 and the nonmagnetic welded portion 28 are formed is shown in FIG.

そして最後に、先端部5の幅が所望の寸法L4となるように、摺動接触層溶接部27及び非磁性体溶接部28の外周面を機械加工(研磨又は切削等)する(加工工程)。加工後の先端部5の幅L4は、元の先端部5の幅L1よりも任意に大きな寸法とすることができる。従って、元のロアーパンチ3よりも先端部5の幅を拡大したロアーパンチ3’を、安価かつ簡単に製造できる。   Finally, the outer peripheral surfaces of the sliding contact layer welded portion 27 and the non-magnetic welded portion 28 are machined (polished or cut) (processing step) so that the width of the tip portion 5 becomes the desired dimension L4. . The processed width L4 of the tip 5 can be arbitrarily larger than the width L1 of the original tip 5. Therefore, the lower punch 3 ′ in which the width of the tip portion 5 is larger than that of the original lower punch 3 can be manufactured inexpensively and easily.

このように、本実施形態の製造方法によれば、元のロアーパンチ3の先端部5の幅を拡大することができる。従って、例えばダイス4の挿通孔7の幅が機械加工によって拡がった場合であっても、それまで利用していたロアーパンチ3の先端部5の幅を太くすることで対応できる。このように、それまで利用していたロアーパンチ3を再利用できるので、先端部5の幅を太くしたロアーパンチを製造するコストを大幅に削減できる。   Thus, according to the manufacturing method of the present embodiment, the width of the tip portion 5 of the original lower punch 3 can be increased. Therefore, for example, even when the width of the insertion hole 7 of the die 4 is expanded by machining, it can be dealt with by increasing the width of the tip 5 of the lower punch 3 that has been used so far. Thus, since the lower punch 3 used so far can be reused, the cost for manufacturing the lower punch with the tip 5 having a large width can be greatly reduced.

以上で説明したように、本実施形態のロアーパンチ3は、基材部21と、非磁性体部20と、摺動接触層23と、を備えている。基材部21は、磁性体からなる。非磁性体部20は、当該ロアーパンチ3の摺動方向において、基材部21のアッパーパンチ2に対面する側の端部に配置され、非磁性体からなる。摺動接触層23は、基材部21の外周面に設けられ、挿通孔7の内壁面8に接触する。そして、摺動接触層23は、基材部21よりも硬い磁性体からなっている。   As described above, the lower punch 3 of the present embodiment includes the base material portion 21, the nonmagnetic material portion 20, and the sliding contact layer 23. The base material part 21 consists of a magnetic body. The nonmagnetic body portion 20 is disposed at an end portion of the base portion 21 on the side facing the upper punch 2 in the sliding direction of the lower punch 3 and is made of a nonmagnetic material. The sliding contact layer 23 is provided on the outer peripheral surface of the base material portion 21 and contacts the inner wall surface 8 of the insertion hole 7. The sliding contact layer 23 is made of a magnetic material that is harder than the base material portion 21.

このように、基材部21の外周面に摺動接触層23を設けたことにより、ロアーパンチ3の耐摩耗性を向上させることができる。また、摺動接触層23を磁性体としたので、当該摺動接触層23と基材部21を合わせて1つの磁性体とみなすことができ、良好な磁場を形成できる。更に、摺動接触層23が摩耗した場合であっても、摺動接触層23と同じ素材を肉盛溶接することにより、簡単に補修できる。このように、本実施形態の構成によれば、耐久性を向上させるとともに、容易に補修・再生が可能なロアーパンチ3を提供できる。   Thus, by providing the sliding contact layer 23 on the outer peripheral surface of the base material portion 21, the wear resistance of the lower punch 3 can be improved. Further, since the sliding contact layer 23 is made of a magnetic material, the sliding contact layer 23 and the base material portion 21 can be regarded as one magnetic material, and a good magnetic field can be formed. Furthermore, even when the sliding contact layer 23 is worn, it can be easily repaired by overlay welding the same material as the sliding contact layer 23. Thus, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to provide the lower punch 3 that can improve durability and can be easily repaired and regenerated.

また、本実施形態のロアーパンチ3において、摺動接触層23は、非磁性体部20の外周面には設けられていない。   In the lower punch 3 of the present embodiment, the sliding contact layer 23 is not provided on the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20.

即ち、本発明では摺動接触層23を磁性体としているので、仮に、非磁性体部20の外周に摺動接触層23を設けた場合、非磁性体部20の部分の磁場が摺動接触層23の影響を受けてしまう。そこで上記のように、非磁性体部20の外周には摺動接触層23(磁性体)を設けない構成とすることで、非磁性体部20の部分の磁場に対して摺動接触層23が悪影響を及ぼすことを回避できる。   That is, in the present invention, since the sliding contact layer 23 is made of a magnetic material, if the sliding contact layer 23 is provided on the outer periphery of the nonmagnetic material portion 20, the magnetic field of the nonmagnetic material portion 20 is slidably contacted. The layer 23 is affected. Therefore, as described above, the sliding contact layer 23 (magnetic body) is not provided on the outer periphery of the nonmagnetic body portion 20, so that the sliding contact layer 23 against the magnetic field of the nonmagnetic body portion 20 is provided. Can avoid adverse effects.

また、本実施形態のロアーパンチ3では、基材部21と非磁性体部20との接合部において、基材部21の外周面が非磁性体部20の外周面よりも低くなるように段差24が形成されている。摺動接触層23は、段差24によって低くなっている部分に形成されている。そして、摺動接触層23の外周面と、非磁性体部20の外周面と、が面一である。   Further, in the lower punch 3 of the present embodiment, the step 24 is such that the outer peripheral surface of the base member 21 is lower than the outer peripheral surface of the non-magnetic member 20 at the joint between the base member 21 and the nonmagnetic member 20. Is formed. The sliding contact layer 23 is formed in a portion that is lowered by the step 24. The outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 and the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 are flush with each other.

このように、基材部21を非磁性体部20よりも一段低く形成しておき、この部分に摺動接触層23を設けることで、摺動接触層23と非磁性体部20とを面一に仕上げることができる。非磁性体部20と摺動接触層23の境界部分において、両者を面一に仕上げることにより、ロアーパンチ3の外周に引っ掛かりがなくなり、摺動接触層23が基材部21から剥がれにくくなるので、ロアーパンチ3の耐久性を更に向上させることができる。   Thus, the base material part 21 is formed one step lower than the non-magnetic body part 20, and the sliding contact layer 23 and the non-magnetic body part 20 are faced by providing the sliding contact layer 23 in this part. Can be finished to one. By finishing the two surfaces flush with each other at the boundary portion between the nonmagnetic part 20 and the sliding contact layer 23, the outer periphery of the lower punch 3 is not caught and the sliding contact layer 23 is less likely to be peeled off from the base part 21. The durability of the lower punch 3 can be further improved.

また、本実施形態のロアーパンチ3は、摺動接触層23の厚みを0.2mmとしているので、当該摺動接触層23の耐久性を十分に確保することができる。   Moreover, since the thickness of the sliding contact layer 23 is 0.2 mm, the lower punch 3 of the present embodiment can sufficiently ensure the durability of the sliding contact layer 23.

また、本実施形態のロアーパンチ3は、摺動接触層23を、硬さがHRCで50のステンレス鋼(SUS420F)としている。これにより、耐摩耗性に優れ、かつ磁性体からなる摺動接触層23を得ることができる。また、摺動接触層23の素材をステンレス鋼とすることにより、肉盛溶接によって容易に補修を行うことができる。また、水などの腐食性がある分散媒を用いた湿式の磁場中成形を行う場合は、耐食性を有するステンレス鋼を利用すれば特に好適である。   In the lower punch 3 of this embodiment, the sliding contact layer 23 is made of stainless steel (SUS420F) having a hardness of HRC 50. Thereby, the sliding contact layer 23 which is excellent in abrasion resistance and is made of a magnetic material can be obtained. In addition, when the material of the sliding contact layer 23 is stainless steel, the repair can be easily performed by overlay welding. In addition, when performing wet-type forming in a magnetic field using a corrosive dispersion medium such as water, it is particularly preferable to use stainless steel having corrosion resistance.

また、本実施形態のロアーパンチ製造方法では、基材部21の外周面に対して、使用時の硬さが基材部21よりも硬い素材を肉盛溶接することにより、摺動接触層23を形成している。   Moreover, in the lower punch manufacturing method of this embodiment, the sliding contact layer 23 is formed on the outer peripheral surface of the base material portion 21 by overlay welding a material whose hardness during use is harder than that of the base material portion 21. Forming.

このように、溶接によって摺動接触層23を形成することで、基材部21との密着性が良好な摺動接触層23を得ることができる。これにより、摺動接触層23が基材部21から剥がれることが無いので、ロアーパンチ3の耐久性を向上させることができる。また、肉盛溶接であれば、厚みのある摺動接触層23を形成することが容易であるため、十分な強度の摺動接触層23を容易に形成できる。   Thus, by forming the sliding contact layer 23 by welding, it is possible to obtain the sliding contact layer 23 having good adhesion to the base material portion 21. Thereby, since the sliding contact layer 23 does not peel from the base material part 21, durability of the lower punch 3 can be improved. Moreover, since it is easy to form the thick sliding contact layer 23 if it is overlay welding, the sliding contact layer 23 of sufficient intensity | strength can be formed easily.

また、本実施形態のロアーパンチ製造方法は、摺動接触層溶接工程と、非磁性体部溶接工程と、加工工程と、を含んでいる。摺動接触層溶接工程では、ロアーパンチ3の摺動接触層23の外周面に、基材部21よりも硬い磁性体を肉盛溶接する。非磁性体部溶接工程では、ロアーパンチ3の非磁性体部20の外周面に、非磁性体を肉盛溶接する。加工工程では、摺動接触層23の外周面、及び非磁性体部20の外周面が面一となるように加工する。   Moreover, the lower punch manufacturing method of the present embodiment includes a sliding contact layer welding process, a non-magnetic body welding process, and a machining process. In the sliding contact layer welding process, a magnetic material harder than the base material portion 21 is welded to the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 of the lower punch 3. In the non-magnetic body part welding step, the non-magnetic body is welded on the outer peripheral surface of the non-magnetic body part 20 of the lower punch 3. In the processing step, processing is performed so that the outer peripheral surface of the sliding contact layer 23 and the outer peripheral surface of the nonmagnetic body portion 20 are flush with each other.

ロアーパンチ3の外周が摩耗した場合などであっても、摺動接触層23と非磁性体部20の外周面にそれぞれ肉盛溶接を行い、その後に研磨等の加工を行うことにより、摩耗した部分を再生させることができる。これにより、摩耗したロアーパンチ3を破棄して別のロアーパンチを新規作成する場合に比べて、コストを大幅に削減することができる。また、ロアーパンチ3の外周面に肉盛溶接を行うので、元のロアーパンチ3よりも幅が太いロアーパンチ3を製造することも可能である。これによれば、ダイス4が摩耗して挿通孔7の幅が大きくなったとしても、それまで利用していたロアーパンチ3の幅を増大させることによって対応できる。従って、ダイス4が摩耗するたびにロアーパンチ3を新規作成していた従来の方法に比べて、コストを大幅に削減することができる。   Even when the outer periphery of the lower punch 3 is worn, for example, the welded part is subjected to build-up welding on the outer peripheral surfaces of the sliding contact layer 23 and the nonmagnetic body portion 20 and then subjected to processing such as polishing. Can be played. Thereby, compared with the case where the worn lower punch 3 is discarded and another lower punch is newly created, the cost can be greatly reduced. Further, since the overlay welding is performed on the outer peripheral surface of the lower punch 3, it is also possible to manufacture the lower punch 3 having a width wider than that of the original lower punch 3. According to this, even if the die 4 is worn and the width of the insertion hole 7 is increased, it can be coped with by increasing the width of the lower punch 3 used so far. Therefore, the cost can be greatly reduced as compared with the conventional method in which the lower punch 3 is newly created each time the die 4 is worn.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

上記実施形態では、基材部21の先端部5の外周を全て覆うように摺動接触層23を設けている。しかしこれに限らず、先端部5において基材部21の一部のみを覆うように摺動接触層23を設けても良い(つまり、先端部5において、基材部21の一部が露出していても良い)。この場合であっても、摺動接触層23を全く設けない場合に比べてロアーパンチの耐磨耗性を向上させるという効果を得ることができる。   In the above embodiment, the sliding contact layer 23 is provided so as to cover the entire outer periphery of the distal end portion 5 of the base material portion 21. However, the present invention is not limited thereto, and the sliding contact layer 23 may be provided so as to cover only a part of the base material part 21 at the front end part 5 (that is, a part of the base material part 21 is exposed at the front end part 5. May be). Even in this case, the effect of improving the wear resistance of the lower punch can be obtained as compared with the case where the sliding contact layer 23 is not provided at all.

本発明に係る金型1によって形成されるフェライト磁石の形状はアークセグメント型に限定されない。従って、キャビティ11の形状は、図2に示したものに限定されず、目的のフェライト磁石の形状に合わせた適宜の形状とすることができる。   The shape of the ferrite magnet formed by the mold 1 according to the present invention is not limited to the arc segment type. Therefore, the shape of the cavity 11 is not limited to that shown in FIG. 2 and can be an appropriate shape according to the shape of the target ferrite magnet.

上記実施形態のロアーパンチ3の製造方法の説明では、非磁性体部20と基材部21を接合した後に、基材部21を削って段差24を形成するとしたが、これに限らず、基材部21に予め段差24を形成しておき、その後に、非磁性体部20と基材部21を接合しても良い。   In the description of the method of manufacturing the lower punch 3 of the above embodiment, the step 24 is formed by shaving the base 21 after joining the non-magnetic part 20 and the base 21, but not limited to this. The step 24 may be formed in advance in the part 21 and then the non-magnetic part 20 and the base part 21 may be joined.

1 金型
2 アッパーパンチ
3 ロアーパンチ
4 ダイス
7 挿通孔
20 非磁性体部
21 基材部
23 摺動接触層
1 Mold 2 Upper punch 3 Lower punch 4 Die 7 Insertion hole 20 Non-magnetic part 21 Base part 23 Sliding contact layer

Claims (5)

フェライト磁石の磁場中成形に用いられ、ダイスと、前記ダイスに形成された挿通孔内を所定の摺動方向に摺動するロアーパンチと、前記ロアーパンチに対向して配置されるアッパーパンチと、からなる金型のうちの前記ロアーパンチであって、
磁性体からなる基材部と、
当該ロアーパンチの摺動方向において、前記基材部の前記アッパーパンチに対面する側の端部に配置され、非磁性体からなる非磁性体部と、
前記基材部の外周面の少なくとも一部に設けられ、前記挿通孔の内壁面に接触する摺動接触層と、
を備え、
前記摺動接触層は、前記基材部よりも硬い磁性体からなり、
前記摺動接触層は、前記非磁性体部の外周面には設けられておらず、
前記基材部と前記非磁性体部との接合部において、前記基材部の外周面が前記非磁性体部の外周面よりも低くなるように段差が形成され、
前記摺動接触層は、前記段差によって低くなっている部分に形成され、
前記摺動接触層の外周面と、前記非磁性体部の外周面と、が面一であることを特徴とするロアーパンチ。
The die is used for forming a ferrite magnet in a magnetic field, and includes a die, a lower punch that slides in a predetermined sliding direction in an insertion hole formed in the die, and an upper punch that is disposed to face the lower punch. The lower punch of the mold,
A base material portion made of a magnetic material;
In the sliding direction of the lower punch, a non-magnetic body portion that is disposed at an end portion of the base portion facing the upper punch and is made of a non-magnetic body,
A sliding contact layer that is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the base material portion and contacts an inner wall surface of the insertion hole;
With
The sliding contact layer, Ri Do a hard magnetic material than the base portion,
The sliding contact layer is not provided on the outer peripheral surface of the non-magnetic body part,
In the joint portion between the base material portion and the nonmagnetic material portion, a step is formed so that the outer peripheral surface of the base material portion is lower than the outer peripheral surface of the nonmagnetic material portion,
The sliding contact layer is formed in a portion that is lowered by the step,
A lower punch , wherein an outer peripheral surface of the sliding contact layer and an outer peripheral surface of the non-magnetic part are flush with each other.
請求項1記載のロアーパンチであって、
前記摺動接触層の厚みは、0.1mm以上であることを特徴とするロアーパンチ。
The lower punch according to claim 1,
The lower punch, wherein the sliding contact layer has a thickness of 0.1 mm or more.
請求項1又は2に記載のロアーパンチであって、
前記摺動接触層は、硬さがHRCで40以上60以下のステンレス鋼であることを特徴とするロアーパンチ。
The lower punch according to claim 1 or 2 ,
The lower punch, wherein the sliding contact layer is made of stainless steel having a hardness of 40 to 60 in HRC.
請求項1からまでの何れか一項に記載のロアーパンチを製造するためのロアーパンチ製造方法であって、
前記基材部の外周面に対して、使用時の硬さが前記基材部よりも硬い素材を肉盛溶接することにより、前記摺動接触層を形成することを特徴とする、ロアーパンチ製造方法。
A lower punch manufacturing method for manufacturing the lower punch according to any one of claims 1 to 3 ,
A method of manufacturing a lower punch, characterized in that the sliding contact layer is formed by overlay welding a material whose hardness in use is harder than that of the base material portion to the outer peripheral surface of the base material portion .
請求項1からまでの何れか一項に記載のロアーパンチの前記摺動接触層の外周面に、前記基材部よりも硬い磁性体を肉盛溶接する摺動接触層溶接工程と、
当該ロアーパンチの前記非磁性体部の外周面に、非磁性体を肉盛溶接する非磁性体部溶接工程と、
前記摺動接触層の外周面、及び前記非磁性体部の外周面が面一となるように加工する加工工程と、
を含むことを特徴とする、ロアーパンチ製造方法。
A sliding contact layer welding step of overlay welding a magnetic material harder than the base material part to the outer peripheral surface of the sliding contact layer of the lower punch according to any one of claims 1 to 3 ,
A non-magnetic member welding step for overlay welding a non-magnetic member to the outer peripheral surface of the non-magnetic member of the lower punch;
A processing step of processing so that the outer peripheral surface of the sliding contact layer and the outer peripheral surface of the non-magnetic body portion are flush with each other;
A process for producing a lower punch, comprising:
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