JP6673781B2 - 粉末成形用金型、および圧粉成形体の製造方法 - Google Patents
粉末成形用金型、および圧粉成形体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6673781B2 JP6673781B2 JP2016162006A JP2016162006A JP6673781B2 JP 6673781 B2 JP6673781 B2 JP 6673781B2 JP 2016162006 A JP2016162006 A JP 2016162006A JP 2016162006 A JP2016162006 A JP 2016162006A JP 6673781 B2 JP6673781 B2 JP 6673781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- molding die
- powder molding
- region
- clearance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 309
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims description 150
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 39
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 23
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 23
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017263 Mo—C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
- B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
- B28B3/08—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould
- B28B3/083—The juxtaposed rams working in the same direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/0005—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing for briquetting presses
- B30B15/0017—Deairing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
ダイと、前記ダイに嵌め込まれる上パンチおよび下パンチと、を備え、前記上パンチと前記下パンチとの間で粉末を圧縮することで圧粉成形体を製造する粉末成形用金型であって、
前記粉末成形用金型を構成する部材のうち互いに摺接する二つの部材の少なくとも一方の内部に、前記ダイと前記下パンチとで囲まれる前記粉末の充填空間から前記粉末成形用金型の外部に気体を排気する排気路を備え、
前記排気路は、前記二つの部材間に形成され、前記充填空間に繋がるクリアランス部に開口する気体の吸込み口を有する。
粉末成形用金型を用いた圧粉成形体の製造方法であって、
前記粉末成形用金型が本開示の粉末成形用金型であり、
前記充填空間に前記粉末を充填する粉末充填工程と、
前記下パンチと前記上パンチとの間で前記粉末を圧縮することで前記圧粉成形体を得る加圧成形工程と、
前記ダイと前記下パンチとを相対的に移動させ、前記粉末成形用金型から前記圧粉成形体を取り出す取出工程と、
を備え、
前記粉末充填工程、前記加圧成形工程、および前記取出工程の少なくとも一つの工程で、前記排気路を介した前記充填空間からの気体の排気を行なう。
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
ダイと、前記ダイに嵌め込まれる上パンチおよび下パンチと、を備え、前記上パンチと前記下パンチとの間で粉末を圧縮することで圧粉成形体を製造する粉末成形用金型であって、
前記粉末成形用金型を構成する部材のうち互いに摺接する二つの部材の少なくとも一方の内部に、前記ダイと前記下パンチとで囲まれる前記粉末の充填空間から前記粉末成形用金型の外部に気体を排気する排気路を備え、
前記排気路は、前記二つの部材間に形成され、前記充填空間に繋がるクリアランス部に開口する気体の吸込み口を有する。
前記排気路は、前記上パンチに形成されている形態を挙げることができる。
前記排気路は、前記下パンチに形成されている形態を挙げることができる。
前記排気路は、前記ダイに形成されている形態を挙げることができる。
前記上パンチおよび前記下パンチの少なくとも一方は複数の分割パンチから構成されており、
前記排気路は、少なくとも一つの前記分割パンチに形成されている形態を挙げることができる。
さらにコアロッドを備え、
前記排気路は、前記コアロッドに形成されている形態を挙げることができる。
前記クリアランス部を、前記二つの部材の摺接方向に、前記充填空間側の第一領域と、前記吸込み口を含む第二領域と、これらの領域以外の部分である第三領域と、に区分したとき、
前記第二領域における少なくとも前記吸込み口近傍の部分のクリアランスが、前記第一領域のクリアランスおよび前記第三領域のクリアランスよりも広くなっている形態を挙げることができる。
前記第三領域のクリアランスが前記第一領域のクリアランスよりも狭い形態を挙げることができる。
前記第二領域のクリアランスが、前記二つの部材の摺接方向に変化している形態を挙げることができる。
前記クリアランス部における前記吸込み口を挟んで前記充填空間とは反対側の位置に配置されるシール部材を備える形態を挙げることができる。
前記シール部材は、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム,アクリルゴム、水素化ニトリルゴム、鉱油、シリコーングリースの少なくとも一つからなる形態を挙げることができる。
前記排気路は、前記二つの部材の摺接方向に沿って伸びる軸方向経路と、前記軸方向経路の端部に繋がる径方向経路と、を備え、
前記径方向経路の端部によって前記吸込み口が形成される形態を挙げることができる。
前記軸方向経路に繋がる複数の前記径方向経路が形成されている形態を挙げることができる。
前記排気路は、直線経路、曲線経路、または直線と曲線の組み合わせで構成される形態を挙げることができる。
前記排気路の断面形状の少なくとも一部は、円形、楕円形、三角形、四角形、または多角形である形態を挙げることができる。
前記粉末成形用金型を構成する各部材が、炭素鋼、合金工具鋼、高速度鋼、または超硬合金で構成される形態を挙げることができる。
前記粉末成形用金型を構成する部材の少なくとも一つは、ダイヤモンドライクカーボン、TiN、TiC、TiCN、TiAlN、またはCrNのコーティング層を備える形態を挙げることができる。
前記排出路に繋がる吸引装置と、
前記吸引装置を制御する制御装置と、を備える形態を挙げることができる。
粉末成形用金型を用いた圧粉成形体の製造方法であって、
前記粉末成形用金型が実施形態に係る粉末成形用金型であり、
前記充填空間に前記粉末を充填する粉末充填工程と、
前記下パンチと前記上パンチとの間で前記粉末を圧縮することで前記圧粉成形体を得る加圧成形工程と、
前記ダイと前記下パンチとを相対的に移動させ、前記粉末成形用金型から前記圧粉成形体を取り出す取出工程と、
を備え、
前記粉末充填工程、前記加圧成形工程、および前記取出工程の少なくとも一つの工程で、前記排気路を介した前記充填空間からの気体の排気を行なう。
前記加圧成形工程において、前記充填空間を0.05MPa以下とする形態を挙げることができる。
前記上パンチを前記ダイに挿入するときに前記排気を開始し、前記上パンチを前記ダイから抜き出したときに前記排気を終了する形態を挙げることができる。
本願発明の実施形態の詳細を以下に説明する。まず、実施形態に係る粉末成形用金型について説明し、次いで、その粉末成形用金型を用いた圧粉成形体の製造方法を説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
<粉末成形用金型>
図1に示す粉末成形用金型1は、ダイ2と、ダイ2に嵌め込まれる上パンチ3および下パンチ4と、を備える。この粉末成形用金型1における従来の粉末成形用金型との主たる相違点は、ダイ2と下パンチ4とで囲まれる粉末の充填空間10から粉末成形用金型1の外部に気体を排気する排気路6を備える点である。以下、粉末成形用金型1の各構成を説明する。
ダイ2は、貫通孔を有する部材である。貫通孔の全体形状は、作製する圧粉成形体の形状に応じて決定される。例えば、軸方向に直交する貫通孔の内周面の輪郭形状は、真円を含む楕円形としても良いし、多角形としても良い。直線と曲線を組み合わせた複雑形状の物を作製できる点が粉末成形の特徴であるので、特にその形状は制約を受けるものではない。本例では、貫通孔の内周面の輪郭形状は略四角形としている。
上パンチ3および下パンチ4は、上述したダイ2の貫通孔に嵌め込まれて、ダイ2の内部で粉末を圧縮する部材である。パンチ3,4の形状は、ダイ2の貫通孔の形状に沿った形状であって、ダイ2の内部に配置された粉末を所定の圧力で圧縮できる形状であれば良い。本例のパンチ3,4は、その軸方向と直交する断面形状が略四角形となっている。
排気路6は、摺接する二つの部材のうちの少なくとも一方に設けられる。この排気路6は、上記充填空間10から粉末成形用金型1の外部に気体を排気する気体の通り道であって、その気体の吸込み口60は、摺接する二つの部材間に形成されるクリアランス部1cに開口している。本例の場合、ダイ2に摺接する下パンチ4に排気路6を形成している。もちろん、後述する他の実施形態に示すように、ダイ2に排気路6を形成することもできるし、上パンチ3に排気路6を形成することもできる。粉末成形用金型1がコアロッドを備える場合、コアロッドに排気路6を形成することもできる。
図1〜3を参照して説明した粉末成形用金型1を用いた圧粉成形体の製造方法は、粉末充填工程と加圧成形工程と取出工程とを備える。この圧粉成形体の製造方法では、これらの工程の少なくとも一つの工程で、充填空間10からの気体の排気を行なう。以下、図4を参照して各工程を説明する。図4は、圧粉成形体の製造方法の手順を経時的に示す説明図である。
図4の左上に示すように、粉末充填工程では、ダイ2と下パンチ4との間に形成される充填空間10に粉末8を充填する。充填空間10への粉末8の充填は、給粉装置9によって充填空間10の上方から行なわれる。図中では粉末8は充填空間10に完全に充填されていないが、これは充填途中の図であり、充填完了後には充填空間10を粉末8で満たすことになる。
加圧成形工程では、図4の右上に示すように、上パンチ3を鉛直下方に移動させ、疑似的に上下均等加圧になるようにダイ2も鉛直下方に移動させ、上パンチ3と下パンチ4との間で粉末8を圧縮する。その結果、両パンチ3,4の間に圧粉成形体80が形成される。
取出工程では、図4の左下に示すように、上パンチ3をダイ2から外し、図4の右下に示すように、ダイ2を鉛直下方に移動させる。その結果、ダイ2の上面から圧粉成形体80が露出した状態になり、粉末成形用金型1から圧粉成形体80を取り出すことができるようになる。
実施形態2では、図5〜7に基づいて、クリアランス部1cの形状が実施形態1と異なる粉末成形用金型1を説明する。本例では、実施形態1と異なる形状のクリアランス部1cを形成するために、下パンチ4の形状を実施形態1の下パンチ4(図1参照)の形状とは異なる形状としている。実施形態2の粉末成形用金型1における下パンチ4以外の構成は実施形態1と同じである。
・第一領域R1…充填空間10側の領域。ここでは、下パンチ4の圧縮面から所定の長さを有する領域。
・第二領域R2…吸込み口60を含む領域。ここでは、第一領域R1の下端から、吸込み口60の下端までの領域。
・第三領域R3…第一領域R1および第二領域R2以外の領域。ここでは、第二領域R2よりも下方の領域。
実施形態2では、下パンチ4の全周にわたって凹部40を形成したが、各吸込み口60に対応する部分にのみ凹部40を形成しても良い。具体的には、図7における各吸込み口60の近傍のみを切り欠いて、各吸込み口60に対応した数の凹部40を形成することが挙げられる。また、図5のシール部材5は、クリアランス部1cの第一領域R1や第三領域R3のクリアランスが十分に小さければ、省略することができる。
実施形態2では、吸込み口60を含む第二領域R2(図5)のクリアランスが、下パンチ4の軸方向に一様であった。これに対して、図8の左上図、左下図、右上図に示すように、第二領域R2のクリアランスが下パンチ4の軸方向に変化するようにしても良い。
実施形態1,2の構成では、図3,7に示すように下パンチ4の四つの周面のそれぞれに二つずつ吸込み口60が形成されており、図1,5に示す充填空間10全体から均一的に気体を排出できるようになっていた。これに対して、充填空間10からの気体の排出に敢えてムラができるようにしても構わない。
実施形態4では、上パンチ3に排気路6を設けた粉末成形用金型1を図9に基づいて説明する。
実施形態5では、ダイ2に排気路6を設けた粉末成形用金型1を図10に基づいて説明する。
実施形態6では、下パンチ4が複数の分割パンチ4A,4B,4Cで構成される粉末成形用金型1を図11に基づいて説明する。本例の粉末成形用金型1は、さらに下パンチ4の中心に貫通されるコアロッド4Xを備えている。この図11では、上パンチの図示を省略している。なお、本例を含む以降の実施形態の図面では制御装置70の図示を省略する。
実施形態7では、コアロッド4Xを備え、そのコアロッド4Xに排気路6を形成した粉末成形用金型1を図12に基づいて説明する。
実施形態8では、コアロッド4Xを備える粉末成形用金型1において、曲線経路を含む排気路6を下パンチ4に設けた例を図13に基づいて説明する。図13は、粉末成形用金型1を鉛直上方から見た図であって、上パンチや吸引装置の図示を省略している。
本試験例では、図1〜3を参照する実施形態1に示す粉末成形用金型1を用いて、下記試験条件の下、実際に平均粒径50μmの純鉄粉を加圧成形して圧粉成形体80を製造し、圧粉成形体80の生産性を確認した。粉末成形用金型1におけるダイ2とパンチ3,4とのクリアランス部1cは25μm、下パンチ4の圧縮面からの吸込み口60の中心までの距離は9mm、圧縮面の面積(即ち、下パンチ4の断面積)は900mm2であった。また、経路6A,6B,6Cの断面はそれぞれ、7mm2,3mm2,7mm2の円形であった。ここで、試験例1の経路6Bの本数は、図3に示す例とは異なり4本であり、これらの経路6Bは周方向に等間隔に並ぶように配置されている。
粉末充填工程(図4左上参照)において排気路6から気体を排出しながら粉末8の充填を行い、加圧成形工程(図4の右上参照)においても排気路6から気体を排出しながら粉末8を加圧成形した。両工程における気体の排出はいずれも、充填空間10に粉末8を充填しない状態で気体の排気を行なったときに、排気路6中の気体の流速が3m/sec以上となるように行なった。また、加圧速度(上パンチ3の移動速度)は、5mm/sec、7mm/sec、10mm/sec、12mm/secのいずれかとした。シール部材5はシリコーンゴム製のOリングを用いた。
条件Bは、図1,2に示すシール部材5を用いなかったこと以外は、条件Aと同様である。
粉末充填工程および加圧成形工程のいずれにおいても、排気路6から気体の排出を行なわなかった。即ち、従来の圧粉成形体の製造方法を模した方法で圧粉成形体80を製造した。また、加圧速度は、5mm/sec、7mm/sec、10mm/sec、12mm/secのいずれかとした。
上記条件A,B,Cにおける粉末8の充填密度を求めた。充填密度は、充填空間の体積、および完成した圧粉成形体80の質量から計算により求めた。その計算結果を下記表1に示す。
本試験例では、図5〜7を参照する実施形態2に示す粉末成形用金型1を用いて、下記試験条件の下、実際に平均粒径50μmの純鉄粉を加圧成形して圧粉成形体80を製造し、圧粉成形体80の生産性を確認した。この際、ダイ2の内面にはTiNのコーティングを成膜した。粉末成形用金型1のクリアランス部1cのうち、第一領域R1および第三領域R3のクリアランスは25μm、第二領域R2のクリアランスはその4倍、つまり100μmであった。また、下パンチ4の圧縮面から第二領域R2の上端までの距離は4mm、下パンチ4の圧縮面からの吸込み口60の中心までの距離は9mm、圧縮面の面積(即ち、下パンチ4の断面積)は900mm2であった。また、経路6A,6B,6Cの断面はそれぞれ、7mm2,3mm2,7mm2の円形であった。ここで、試験例2の経路6Bの本数は、図7に示す例とは異なり4本であり、これらの経路6Bは周方向に等間隔に並ぶように配置されている。
粉末充填工程において排気路6から気体を排出しながら粉末8の充填を行い、加圧成形工程においても排気路6から気体を排出しながら粉末8を加圧成形した。両工程における気体の排出はいずれも、充填空間10に粉末8を充填しない状態で気体の排気を行なったときに、排気路6中の気体の流速が3m/sec以上となるように行なった。また、加圧速度(上パンチ3の移動速度)は、5mm/sec、7mm/sec、10mm/sec、12mm/sec、15mm/secのいずれかとした。
条件Eは、シール部材5を用いなかったこと以外は、条件Dと同様である。
粉末充填工程および加圧成形工程のいずれにおいても、排気路6から気体の排出を行なわなかった。即ち、従来の圧粉成形体の製造方法を模した方法で圧粉成形体80を製造した。また、加圧速度は、5mm/sec、7mm/sec、10mm/sec、12mm/sec、15mm/secのいずれかとした。
上記条件D,E,Fにおける粉末8の充填密度を求めた。充填密度は、充填空間の体積、および完成した圧粉成形体80の質量から計算により求めた。その計算結果を下記表2に示す。
1c クリアランス部 R1 第一領域 R2 第二領域 R3 第三領域
2 ダイ 3 上パンチ 4 下パンチ 40 凹部 5 シール部材
4A,4B,4C 分割パンチ 4X コアロッド
6 排気路 60 吸込み口
6A 軸方向経路 6B 径方向経路 6C 外部連絡経路 6D 曲線経路
7 吸引装置(真空ポンプ) 70 制御装置
8 粉末 80 圧粉成形体
9 給粉装置
Claims (23)
- ダイと、前記ダイに嵌め込まれる上パンチおよび下パンチと、を備え、前記上パンチと前記下パンチとの間で粉末を圧縮することで圧粉成形体を製造する粉末成形用金型であって、
前記粉末成形用金型を構成する部材のうち、互いに摺接する二つの部材の間に形成されるクリアランス部を備え、
前記クリアランス部は、前記ダイと前記下パンチとで囲まれる前記粉末の充填空間に繋がり、
前記二つの部材のうちの少なくとも一方の部材は、前記クリアランス部に面する凹部と、内部に設けられる排気路とを備え、
前記排気路は、前記凹部に開口する気体の吸込み口を有し、
前記クリアランス部を、前記二つの部材の摺接方向に、前記充填空間側の第一領域と、前記凹部によって形成される第二領域と、これらの領域以外の部分である第三領域とに区分したとき、
前記第二領域における少なくとも前記吸込み口近傍の部分のクリアランスが、前記第一領域のクリアランスおよび前記第三領域のクリアランスよりも広くなっており、かつ
前記凹部の深さが前記摺接方向に変化することで、前記第二領域のクリアランスが前記摺接方向に変化している、
粉末成形用金型。 - 前記排気路および前記凹部は、前記一方の部材にのみ配置されており、
前記一方の部材は、前記二つの部材のうち、内方側に配置される部材である請求項1に記載の粉末成形用金型。 - 前記排気路は、前記上パンチに形成されている請求項1または請求項2に記載の粉末成形用金型。
- 前記排気路は、前記下パンチに形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記上パンチおよび前記下パンチの少なくとも一方は複数の分割パンチから構成されており、
前記排気路は、少なくとも一つの前記分割パンチに形成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。 - さらにコアロッドを備え、
前記排気路は、前記コアロッドに形成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。 - 前記凹部の幅方向の中央部が最も深くなっている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記凹部の深さは、前記第一領域から前記第三領域に向かって徐々に深くなっている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記凹部の深さは、前記第三領域から前記第一領域に向かって徐々に深くなっている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記第三領域のクリアランスが前記第一領域のクリアランスよりも狭い請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記クリアランス部における前記吸込み口を挟んで前記充填空間とは反対側の位置に配置されるシール部材を備える請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記シール部材は、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、水素化ニトリルゴム、鉱油、シリコーングリースの少なくとも一つからなる請求項11に記載の粉末成形用金型。
- 前記排気路は、前記摺接方向に沿って伸びる軸方向経路と、前記軸方向経路の端部に繋がる径方向経路と、を備え、
前記径方向経路の端部によって前記吸込み口が形成される請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。 - 前記軸方向経路に繋がる複数の前記径方向経路が形成されている請求項13に記載の粉末成形用金型。
- 複数の前記径方向経路は、前記軸方向経路を中心に放射状に配置される請求項14に記載の粉末成形用金型。
- 前記排気路は、直線経路、曲線経路、または直線と曲線の組み合わせで構成される請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記排気路の断面形状の少なくとも一部は、円形、楕円形、三角形、四角形、または多角形である請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記粉末成形用金型を構成する各部材が、炭素鋼、合金工具鋼、高速度鋼、または超硬合金で構成される請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記粉末成形用金型を構成する部材の少なくとも一つは、ダイヤモンドライクカーボン、TiN、TiC、TiCN、TiAlN、またはCrNのコーティング層を備える請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。
- 前記排気路に繋がる吸引装置と、
前記吸引装置を制御する制御装置と、を備える請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の粉末成形用金型。 - 粉末成形用金型を用いた圧粉成形体の製造方法であって、
前記粉末成形用金型が請求項1から請求項20のいずれか1項に記載の粉末成形用金型であり、
前記充填空間に前記粉末を充填する粉末充填工程と、
前記下パンチと前記上パンチとの間で前記粉末を圧縮することで前記圧粉成形体を得る加圧成形工程と、
前記ダイと前記下パンチとを相対的に移動させ、前記粉末成形用金型から前記圧粉成形体を取り出す取出工程と、
を備え、
前記粉末充填工程、前記加圧成形工程、および前記取出工程の少なくとも一つの工程で、前記排気路を介した前記充填空間からの気体の排気を行なう、
圧粉成形体の製造方法。 - 前記加圧成形工程において、前記充填空間を0.05MPa以下とする請求項21に記載の圧粉成形体の製造方法。
- 前記上パンチを前記ダイに挿入するときに前記排気を開始し、前記上パンチを前記ダイから抜き出したときに前記排気を終了する請求項21または請求項22に記載の圧粉成形体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015165721 | 2015-08-25 | ||
JP2015165721 | 2015-08-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017042822A JP2017042822A (ja) | 2017-03-02 |
JP6673781B2 true JP6673781B2 (ja) | 2020-03-25 |
Family
ID=58100063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016162006A Active JP6673781B2 (ja) | 2015-08-25 | 2016-08-22 | 粉末成形用金型、および圧粉成形体の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11167517B2 (ja) |
EP (1) | EP3342586B1 (ja) |
JP (1) | JP6673781B2 (ja) |
CN (1) | CN107921721B (ja) |
WO (1) | WO2017033891A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220089117A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 한화 | 분말 성형 프레스용 펀치 구조체 및 이를 구비한 분말 성형용 프레스 장치 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3831589B1 (en) * | 2018-07-31 | 2024-03-27 | Kobayashi Industry Co., Ltd. | Powder molding apparatus, powder molding die, and method for preparing powder molded body |
JP7183890B2 (ja) * | 2019-03-19 | 2022-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
EP4210922A1 (en) * | 2020-09-11 | 2023-07-19 | Happe Spine LLC | Method for forming an implantable medical device with varied composition and porosity |
CN112519302B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-08-02 | 三通生物工程(潍坊)有限公司 | 一种用于制备模压溶水复混肥的模具 |
CN113619183B (zh) * | 2021-08-13 | 2024-05-03 | 晋江市恒里机械配件有限公司 | 一种高自动化卧式废纸打包装置及工作方法 |
CN113681963A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-23 | 山西江淮重工有限责任公司 | 一种粉末状材料双向压制成型的装置及压制成型的方法 |
CN113715396A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-30 | 山西江淮重工有限责任公司 | 粉末状材料单向压制成型的装置及压制成型的方法 |
CN114042915B (zh) * | 2021-11-22 | 2024-01-02 | 株洲钻石切削刀具股份有限公司 | 非圆孔合金刀片的成型装置及成型方法 |
CN114472887A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 山东大学 | 一种周向具有多粉末结构刀片的成型模具及成型方法 |
CN114850474A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-05 | 刘晨旭 | 一种耐热铝基复合材料制备设备、制备工艺 |
CN117601490B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-04-09 | 新乡市巨晶化工有限责任公司 | 一种无水哌嗪结片机及其结片方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2026940A (en) * | 1934-12-13 | 1936-01-07 | Harbison Walker Refractories | Shaping refractory articles |
DE1920308B1 (de) * | 1969-04-22 | 1971-03-04 | Nukem Gmbh | Vorrichtung zur schmierung von presswerkzeugen fuer pulver metallurgische zwecke |
BE754830A (fr) * | 1969-11-10 | 1971-01-18 | Wolverine Pentronix | Appareil pour injecter un fluide dans des matieres reduites en poudre en cours de tassement |
US4556090A (en) * | 1984-03-14 | 1985-12-03 | Allied Corporation | Vacuum fluidized powder feed apparatus |
JPH0238078B2 (ja) * | 1985-07-05 | 1990-08-28 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Funtaiatsushukuseikeiyonokanagata |
JPS62230500A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-09 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | 圧縮成型機用臼 |
JPH03291307A (ja) * | 1990-04-05 | 1991-12-20 | Nkk Corp | 金型潤滑方法および金型潤滑装置 |
JPH07232297A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Toyota Motor Corp | 加圧成形装置 |
JP3236932B2 (ja) * | 1996-10-21 | 2001-12-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 粉末成形方法およびこの方法に用いる粉末成形用金型装置 |
JP2931258B2 (ja) * | 1996-10-25 | 1999-08-09 | 株式会社セイエイ | 粉体成形機 |
DE19743704B4 (de) * | 1997-10-02 | 2008-05-15 | Laeis Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Formkörpern |
US6482349B1 (en) * | 1998-11-02 | 2002-11-19 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Powder pressing apparatus and powder pressing method |
SE0001522L (sv) * | 2000-04-27 | 2001-10-28 | Skf Nova Ab | Förfarande och anordning för att kompaktera ett pulvermaterial till en homogen artikel |
US6527535B1 (en) | 2000-07-26 | 2003-03-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Manual die set for pressing explosive powder into hollow cylindrical pellets |
KR100463775B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2004-12-29 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 분말 공급 장치 및 분말 성형 장치 |
WO2006060906A1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Corporation Imfine Inc. | Apparatus and method for lubricating a wall surface of a die cavity |
JP4561644B2 (ja) * | 2006-01-30 | 2010-10-13 | Tdk株式会社 | 粉末成形方法及び粉末成形装置 |
JP2009082957A (ja) | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末成形用パンチ、粉末成形用金型および粉末成形体の製造方法 |
DE102011100618A1 (de) * | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Sms Meer Gmbh | Pulverpresse oder Pulverpressenadapter sowie Verfahren zum Betrieb einer Pulverpresse |
JP2012234871A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 圧粉成形体の成形方法 |
JP2012234872A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 圧粉成形体の成形方法 |
JP5906054B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2016-04-20 | 住友電気工業株式会社 | 圧粉成形体の成形方法 |
CN104228118A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-24 | 北京国药龙立科技有限公司 | 一种多孔冲模装置及基于该多孔冲模装置的旋转式压片机 |
JP6689571B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2020-04-28 | 信越化学工業株式会社 | 希土類焼結磁石の製造方法 |
-
2016
- 2016-08-22 CN CN201680049204.1A patent/CN107921721B/zh active Active
- 2016-08-22 WO PCT/JP2016/074387 patent/WO2017033891A1/ja active Application Filing
- 2016-08-22 JP JP2016162006A patent/JP6673781B2/ja active Active
- 2016-08-22 EP EP16839238.9A patent/EP3342586B1/en active Active
- 2016-08-22 US US15/754,044 patent/US11167517B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220089117A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 한화 | 분말 성형 프레스용 펀치 구조체 및 이를 구비한 분말 성형용 프레스 장치 |
KR102501122B1 (ko) * | 2020-12-21 | 2023-02-16 | 주식회사 한화방산 | 분말 성형 프레스용 펀치 구조체 및 이를 구비한 분말 성형용 프레스 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017033891A1 (ja) | 2017-03-02 |
US20180290415A1 (en) | 2018-10-11 |
EP3342586B1 (en) | 2022-08-10 |
EP3342586A1 (en) | 2018-07-04 |
US11167517B2 (en) | 2021-11-09 |
JP2017042822A (ja) | 2017-03-02 |
EP3342586A4 (en) | 2018-09-26 |
CN107921721A (zh) | 2018-04-17 |
CN107921721B (zh) | 2020-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6673781B2 (ja) | 粉末成形用金型、および圧粉成形体の製造方法 | |
US10315253B2 (en) | Mould, method for producing a green compact and use of the mould | |
JP6454697B2 (ja) | 切削インサート成形体を製造するための方法及び装置 | |
CN106660125B (zh) | 制造涡轮机构件的方法、涡轮机构件和涡轮机 | |
CN101142416A (zh) | 烧结含油轴承及其制造方法 | |
JP6594335B2 (ja) | 粉末を切削インサートのグリーン体へと圧縮するための方法及びそのための装置 | |
KR101471744B1 (ko) | 분말 성형 프레스용 금형 윤활 시스템 | |
CN116944497B (zh) | 一种钨钼合金件成型压制设备 | |
JP2007211277A (ja) | 粉末成形方法及び粉末成形装置 | |
CN110193601B (zh) | 一种双层或多层难熔金属复合管材的制备方法 | |
JP5794728B2 (ja) | オイルシール部材の製造方法 | |
CN104625067A (zh) | 一种磨料水喷嘴加工工艺 | |
JP2006322414A (ja) | ロータリ型圧縮機用ベーン及びその製造方法 | |
KR102297349B1 (ko) | 자동차 진공펌프용 로터의 냉간단조 제조방법 | |
JP2020512484A (ja) | 押圧工具を用いて圧粉体を製造する方法、押圧工具、圧粉体、および焼結部品 | |
CN107738193A (zh) | 一种压铸产品喷砂装置 | |
KR101799498B1 (ko) | 윤활제 공급이 가능한 분말성형금형 및 이를 이용한 분말성형방법 | |
CN209191373U (zh) | 热压模具 | |
JP4924195B2 (ja) | 粉末成形用金型および粉末成形用金型における漏出粉末除去方法 | |
JP5434451B2 (ja) | 金属用コイニング金型およびスクロール圧縮機 | |
JP6215256B2 (ja) | オイルシール部材及びこれを備えた可変バルブタイミング機構 | |
JP2017179581A (ja) | 焼結拡散接合部品およびその製造方法 | |
CN105525181B (zh) | 一种变容积泵旋片复合硬质合金及其制作方法 | |
JP2012149626A (ja) | 圧縮機用ベーン及びその製造方法 | |
JP2005177889A (ja) | メタルボンドホイールの製造方法及びそれに使用される金型 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200131 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6673781 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |