JP7477612B2 - 焼結部品及び焼結部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は焼結部品及び焼結部品の製造方法に関する。焼結部品は、特に粉末材料から、圧粉体を形成するための押圧と、続いて固体の加工品（焼結部品）を形成するための焼結とによって製造される。

この種の焼結部品は、高い寸法精度又は少なくとも局所的な高密度を実現するため、較正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる後追いの押圧操作によって再加工され得る。較正は、焼結部品を、較正ツールによって軸方向に作用する第１の圧縮力に付することで通常はなされている。

この種の焼結部品は、圧延工程（圧延とも呼ばれる）によっても再加工、つまり成形又はさらに圧縮され得る。圧延工程では、焼結部品を径方向に作用する第２の圧縮力に付されている。

較正及び圧延は、一般に相互に独立したツールにおいて順番に実施される。焼結部品は、最初に第１のツール（較正ツール又は圧延ツール）内に配置及び処理される必要がある。そして、処理された焼結部品は、第１のツールから取り出され、第２のツール内に配置される（圧延ツール又は較正ツール）。

独国特許発明第１０２０１５２１１６５７号明細書及び独国特許発明第１０２００６０４１５８４号明細書は、特に、較正後に圧延工程によって処理される焼結部品である、構成部品の製造方法を開示している。

独国特許出願公開第１０２０１５２１１６５７号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０４１５８４号明細書

密度等の特定の特性が規定されている焼結部品として、特定の幾何学形状を製造することは困難又は不可能である。低密度でのみ製造され得る、対面が所定の角度なすような薄い壁の幾何学形状が、まさにそうである。

本発明の目的は、先行技術に関連して言及された課題を少なくとも部分的に解決することにある。特に、特定の幾何学特性を有するが、少なくとも局所的に高密度である、較正済みの焼結部品を提示することを意図している。

請求項１の特徴を有する方法は、これらの目的を達成することに寄与する。従属項は有利な実施形態に関連する。請求項において個別に記載された特徴は、いかなる技術的に意義のある方法によって相互に組み合わせてもよく、明細書からの実質的な説明事項及び／又は図面からの詳細で補足され、本発明のさらなる変形実施形態が示される。

金属材料製の（較正済みの）焼結部品が提示される。この焼結部品は、粉末金属材料を押圧して圧粉体を形成した後、焼結することによって製造される。上記焼結部品は、第１軸方向を向く第１端面と、第２軸方向を向く第２端面とを有する少なくとも１つの基部を備え、これら第１端面及び第２端面は、上記軸方向に移動可能な少なくとも１つのパンチを適用することによって上記圧粉体を形成するためのプレス機内で製造される。上記焼結部品は、少なくとも上記軸方向において上記第１端面から１つの端部まで第１高さに亘って延びる隆起部を備える。この隆起部は、（０ｍｍ超であり）少なくとも部分的に０．８ミリメートル未満で、径方向及び上記軸方向を横断する方向に延びる第１幅を有する。上記第１幅に沿って、上記焼結部品は、少なくとも部分的に、上記材料の完全密度の少なくとも８５％である第１密度を有する。

上記焼結部品は、特に粉末材料から、圧粉体を形成するための押圧と、続いて固体の加工品（焼結部品）を形成するための焼結とによって製造される。上記焼結の後、上記焼結部品は、特に較正され、較正済みの焼結部品を形成する。上記較正は、高い寸法精度又は少なくとも局所的な高密度を実現するために、特に上記焼結部品の後追いの押圧を備える。以下では、「焼結部品」という用語は、特に較正済みの焼結部品を、すなわち上記焼結の後、機械的に処理された（すなわち、少なくとも後に押圧され、又はさらに圧縮された）構成部品を意味する。

特に、上記圧粉体を製造するために使用される上記粉末材料は、少なくとも部分的に、金属材料、特に磁性材料、すなわち軟磁性材料又は硬磁性材料を含む。また、特に磁性材料を結合して上記圧粉体を形成するために使用されるバインダーが提供される。上記焼結のプロセスのための準備において、上記バインダーは、上記金属材料から最初に除去される。上記焼結の間、上記圧粉体又は上記バインダーを含まない褐色の圧縮体は、上記金属材料の融点よりもわずかに低い温度に付され、その結果、焼結ネックの形成を介して金属粒子が相互に結合し、設定可能な密度を有する焼結部品が形成される。

特に、上記焼結部品は、上記焼結の後、較正と呼ばれる後追いの押圧操作によって製造される。較正は、高い寸法精度又は少なくとも局所的な高密度を実現するために用いられる。

上記焼結部品の基部は、例えば、上記焼結部品の円盤形状部を備え、この円盤形状部からは、上記隆起部が上記軸方向に延びる。

上記圧粉体がプレス機内で製造される位置は、特に上記焼結部品上で、例えば表面の微細構造、あるいは上記焼結部品の幾何学形状上で、識別可能である。特に、上記軸方向において移動可能なパンチが上記端面に適用される。上記粉末材料は、下部のパンチ及びダイに形成された差込み口（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）等を介して、プレス機内に配置される。必要に応じて、圧粉体の周面の部分領域は、径方向に移動可能なスライド又はパンチによって圧縮され得る。

特に、上記第１幅に沿った上記第１密度は、上記材料の完全密度の少なくとも部分的に少なくとも９２％であり、好ましくは少なくとも９４％であり、特に好ましくは少なくとも９７％である。

特に、上記第１幅は、少なくとも部分的に０．５ミリメートル未満であり、好ましくは０．３ミリメートル未満である。特に、上記第１幅は、少なくとも０．１、又は少なくとも０．１５ミリメートルである。

特に、０．５ミリメートル未満の上記第１幅に沿った上記第１密度は、上記材料の完全密度の少なくとも部分的に少なくとも８９％であり、好ましくは少なくとも９２％であり、特に好ましくは少なくとも９４％である。

特に、０．３ミリメートル未満の上記第１幅に沿った上記第１密度は、上記材料の完全密度の少なくとも部分的に少なくとも８７％であり、好ましくは少なくとも８９％であり、特に好ましくは少なくとも９２％である。

特に、上記焼結部品は、上記第２端面と上記端部との間で上記軸方向に延びる第２高さを有する。上記第１端面と上記端部との間の上記軸方向において、上記隆起部は上記径方向に延びる最大の第２幅を有し、ここで、上記第２幅は最大５．０ミリメートルであり、特に最大１．０ミリメートルであり、好ましくは最大０．８ミリメートルであり、上記第１高さは、上記第２高さの少なくとも５％であり、特に少なくとも１５％であり、好ましくは少なくとも２０％であり、特に好ましくは少なくとも３０％である。

上記第２高さは、端部から、第２端面の上記軸方向においてこの端部に対置される部分までで画定される。このため、上記第２高さは特に、上記軸方向における上記焼結部品の最大範囲とはならない。

特に、上記隆起部は、上記第１幅の全体に亘って少なくともそれぞれ特定される第１密度を有する。特に、上記隆起部全体は、少なくともそれぞれ特定される第１密度を有する。

特に、上記隆起部の少なくとも１つの側面は、上記軸方向に対して最大３０度、特に最大２０度、好ましくは最大１５度、特に好ましくは最大１０度の角度で、少なくとも部分的に傾斜している。

特に、上記隆起部は、上記径方向に横断しかつ上記軸方向に横断して、つまり例えば周方向に延びる。特に、上記隆起部は、上記側面とは反対のさらなる側面を有し、それぞれは、上記第１端面から上記端部まで延び、上記径方向に横断しかつ上記軸方向に横断して延びる方向に、つまり例えば周方向において延びる。

特に、上記隆起部の少なくとも１つの側面は、反対のさらなる側面に対して最大３０度、特に最大２０度、好ましくは最大１５度、特に好ましくは最大１０度の角度で、少なくとも部分的に傾斜している。

特に、上記隆起部は、円環の又は円環の部分の形状で、上記第１端面に沿って、上記軸方向を横断して（かつ径方向を横断して）延びる周方向において延びる。円環の形状での延在が特に全周面を囲む隆起部を形成するのに対し、円環の部分の形状での延在は円環の形状での延在の少なくとも部分領域のみを備える。

特に少なくとも、上記隆起部は、横断面において異なる密度を有する複数の領域を有する。特に、異なる領域の密度は、少なくとも１パーセンテージポイント、好ましくは２パーセンテージポイント、特に好ましくは３パーセンテージポイント相違する。

第１領域における密度は例えば上記材料の全密度の８６％であり、第２領域における密度は例えば８７％であり、これら２つの領域の密度は１パーセンテージポイント相違する。

特に、少なくとも上記焼結の後、上記端部は専ら成形又はさらなる圧縮によって処理される。特に、少なくとも上記焼結の後、上記端面は機械処理又は材料を取り除く処置を受けていない。このような機械処理は、例えば上記端面の表面によって識別され得る。上記焼結部品は、上記径方向に並行して延びる第３端面を有する。

特に、少なくとも上記隆起部は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に軟磁性材料又は硬磁性材料等の磁性材料から構成される。特に、上記焼結部品は、完全に磁性材料から構成される。

上述した上記（較正済の）焼結部品の製造方法が提示される。この方法は少なくとも以下のステップを備える。
ａ）第１軸方向に向く第１端面及び第２軸方向に向く第２端面を有する少なくとも１つの基部と、さらに、少なくとも上記軸方向において上記第１端面から１つの端部まで第１高さに亘って延び、上記端部で第３端面を形成している隆起部とを備える焼結部品の提供。
ｂ）例えばツールの差込み口など、ツール内への上記焼結部品の配置。
ｃ）上記焼結部品に、少なくとも上記軸方向で上記端面、特に上記第１端面、上記第２端面、及び上記第３端面に作用する第１圧縮力を付与するための上記ツールの使用。
ｄ）上記焼結部品に、少なくとも径方向で少なくとも上記隆起部の一部に作用する第２圧縮力を付与し、上記焼結部品が少なくとも上記第２圧縮力によって成形される。
ここで、ステップｃ）及びｄ）が少なくとも部分的に同時に実行され、上記焼結部品はステップｃ）及びｄ）後に較正された焼結部品（１）である。

ａ）からｄ）への上記方法ステップの上述した（非決定的な）分割は、主に区別することを目的として意図されたものであり、いかなる順序及び／又は従属を規定するものではない。上記方法ステップの頻度もまた変更してよい。同様に、上記方法ステップを時間について少なくとも部分的に重複させることが可能である。特に一層好ましくは、方法ステップｄ）は、ステップｃ）の間に行われる。好ましくは、少なくともステップａ）からステップｃ）は、上述した順序で実施される。

ステップｂ）において、上記焼結部品は、上記ツールの差込み口等の上記ツール内に配置される。

ステップｃ）において、上記ツールは、上記焼結部品を少なくとも上記軸方向に上記端面に作用する第１圧縮力を付与するために使用される。この目的のため、上記ツールは、上記軸方向に上記焼結部品を相対移動可能であり、かつ少なくとも部分的に上記端面に接触することができる特に少なくとも１つ、場合によってはいくつかのパンチを有する。特に、少なくとも１つのパンチが各端面に適用される。

特に、各端面の少なくとも一部は上記第１圧縮力が付与される。特に、端面の少なくとも５０％は上記第１圧縮力が付与される。

特に、第３端面のすべては、上記第１圧縮力が付与される。

それぞれの上記パンチによって上記焼結部品への作用を発生させられる第１圧縮力は、パンチごとに相違してもよく、パンチごとに同一の力を有していてもよい。

ステップｄ）において、上記焼結部品は、少なくとも径方向において上記周面に作用する第２圧縮力が付与される。

上記焼結部品は、少なくとも上記第２圧縮力によって成形及び／又はさらに圧縮され、ステップｃ）及びステップｄ）は少なくとも部分的に同時に実施される。特に、上記焼結部品は、上記焼結部品が上記第１圧縮力も付与される場合にのみ上記第２圧縮力が付与される。

特に、上記第２圧縮力は圧延ツールの少なくとも１つのローラを介して、又は上記径方向に変位し得るスライドを介して上記焼結部品に伝達される。

上記第１圧縮力は、上記第２圧縮力によって引き起こされる成形又はさらなる圧縮を少なくとも補助するために使用される。特に、上記第１圧縮力は、上記焼結体を成形及び／又はさらに圧縮しない。

代替又は追加として、上記第１圧縮力は、少なくとも３つの端面の１つの領域において、好ましくは少なくとも上記第３端面の領域において、上記焼結部品を少なくとも成形及び／又はさらに圧縮する。

この焼結部品のさらなる圧縮又は成形は、較正と呼ばれる。これにより、例えば上記焼結部品の高い寸法精度又は少なくとも局所的な高密度を実現することができる。

特に、上記第１圧縮力は、少なくとも２００メガパスカル［ＭＰａ］であり、好ましくは少なくとも５００ＭＰａであり、特に好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである。

特に、上記第２圧縮力は、少なくとも２００メガパスカル［ＭＰａ］であり、好ましくは少なくとも５００ＭＰａであり、特に好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである。

上記第１圧縮力及び上記第２圧縮力の組み合わせ、すなわち特に、少なくとも部分的に同時に上記焼結部品にこれらの圧縮力を付与することによって、従来少なくとも部分的に実現し得なかった焼結部品の特定の特性を特に生成することができる。

特に、上記隆起部はこれまで上記材料の全密度、すなわち１００％の密度、つまり細孔のない状態の８５％未満の低い密度でしか製造できていない。

特に、上記焼結部品は、少なくとも上記第１圧縮力によっても少なくとも部分的に成形される。

較正及び例えば圧延プロセスが連続して実施される場合、上記焼結部品における圧力勾配が大きいことによって割れが生じ得る。上記焼結部品を上記第１圧縮力及び上記第２圧縮力に少なくとも部分的に同時に付与する結果として、上記焼結部品におけるこれらの圧力勾配を低減できる。

特に、ある表面（第３端面、側面及び／又は周面）又は全表面に作用する圧縮力は、例えば圧延時の望ましくない変形（空き領域への可塑的な動き）を緩和、又は、制御下でこの可塑的な変形を選択的に上記焼結部品の所定の精密に再現可能な領域に導入することができる。

特に、この方法は初期多孔度の高い、例えば多孔度が少なくとも１５％、特には２０％、好ましくは２５％の焼結部品の場合に適用できる。上記端面及び／又は上記周面を介して圧縮力を加える結果、大きな圧縮力が上記焼結部品において高い圧力を生成することができ、これにより、低い割れのリスク及び極めて高い精度とともに、特に隆起部において、極めて高い成形度及び（少なくとも８５％、特に少なくとも８７％の、好ましくは少なくとも８９％の）高い圧縮の組み合わせを実現できる。

較正の手法、及び圧延の手法又はスライドを介して上記焼結部品に上記第２圧縮力を付与する手法を組み合わせることで、特に上記焼結部品の処理を大いに短縮できる。特に、上記焼結部品の上記ツールへのクランプは１回のみ要する（以前は少なくとも２回、較正ツールへの１回及び圧延ツールへの１回）。

処理の手法（較正、圧延又は成形、及び／又は後追いの第２圧縮力を介した押圧）を統合すると、特に、圧延のために他の方法では必要とされ得る上記焼結部品へのクランプ技術を不要とすることができる。この場合、必要なクランプ力は、少なくとも１つのパンチ及び上記第１圧縮力によって生成される。このことは、特に、圧延又は少なくとも１つのスライドによって成形される上記焼結部品の表面について大きな柔軟性をもたらす。

特に、上記第２圧縮力は、少なくとも１つの圧延ツールを介して、又は少なくとも径方向に移動可能なスライドを介して上記焼結部品に加えられる。

特に、上記焼結部品は、上記第１圧縮力及び上記第２圧縮力によって準等方的に押圧される。

特に、上記第１圧縮力及び上記第２圧縮力は、これらの力が上記軸方向及び上記径方向の両方において（接触する周面の領域の数およびサイズに依存して）上記焼結部品に作用するため、実質的に上記焼結部品内の圧力を釣り合わせる。特に、上記圧縮力は、上記焼結部品内で可能な限り低い圧力勾配が発生するように設定される。このため、特に上記第１圧縮力及び上記第２圧縮力は、同じ大きさ又は少なくとも同じ桁数の大きさ（すなわち、１００から９９９ＭＰａ、又は１０００から９９９９ＭＰａ等）を有する。

特に、上記焼結部品は、上記第１圧縮力によっても少なくとも部分的に成形される。特に、上記焼結部品は、上記第１圧縮力によって少なくとも部分的にさらに圧縮される。

特に、少なくとも１つのスライド又は少なくとも１つの圧延ツールもまた、（少なくとも１つのパンチ等、上記第１圧縮力を加える上記ツールの構成部品によって与えられる支持に加えて）上記軸方向について少なくとも部分的に上記焼結部品を支持する。この支持は、上記圧延ツールのローラの肩部によって実現される。この場合、上記焼結部品は、例えば上記第３端面を介して、上記軸方向について上記肩部で支持される。この点で、上記肩部は、第１圧縮力によって上記焼結部品に作用する。

上述した小型の焼結部品の場合、また大型の焼結部品の場合も、上記ツールにおいてほぼ網羅的に可能な上記焼結部品へのクランプは、上記焼結部品の非常に小さな領域であっても選択的かつ高い集中度で成形することを可能にする。この工程においては、上記圧延ツール及び／上記スライドが接触させる周面の部分に隣接する上記焼結部品の領域において、これに必要な高い圧縮力が、上記焼結部品の材料の割れや上記焼結部品の望まない変形をもたらすことがない。

特に、上述した組み合わせの手法によって以下の利点が得られる。
製造可能な幾何学形状が、半径方向の特徴又は周面での特徴（周面の溝、傾斜面、面取り、バリ、丸み、薄い壁厚（最大０．８ｍｍ［ミリメートル］）、幾何学的／形状変化、角度等）によって拡張される。
上記焼結部品の密度もまた局所的に大きく増大し得る。
冷間加工硬化又は冷間成形の結果として、の表面付近の強度が増大し得る。
表面品質が向上し得る。
直径公差が大きく改善し得る。
同心度公差が改善し得る。
例えば壁厚（ここの例では第２幅）に対する長さ（ここの例では第一高さ）の比が２０超となる、上記軸方向に長い薄い壁の焼結部品を製造し得る。この点で、最高の、同時に、可能であれば、均一な密度の焼結部品を実現し得る。
例えば、圧粉体を製造する間又は較正の間に要する上記ツールの分割プロセスに起因して、圧粉体の場合又は較正単独によると製造不可能であった薄い壁厚（幅）。
上記軸方向に対する特に角度が６０度未満の傾斜を有する、上記焼結部品の円錐部の製造。
上記焼結部品における径方向の形状及び／又はアンダーカット、さらには周面の溝の製作。
上記第２圧縮力による、上記焼結部品における局所的に変更された密度の生成。
例えば、隆起部の薄壁の領域における、少なくとも８５％の密度の生成。

特に、上記第１圧縮力は、上記第１端面及び／又は上記第２端面の少なくとも７５％以上に亘って、好ましくは少なくとも９０％以上に亘って、特に好ましくは少なくとも９５％以上に亘って、上記焼結部品に加えられる。特に、第１圧縮力は、上記第１端面の全体及び／又は上記第２端面の全体及び／又は上記第３端面の全体に亘って、上記焼結部品に加えられる。

特に、上記第２圧縮力は、少なくとも１つの圧延ツール又は少なくとも１つのスライドを介して上記焼結部品に加えられる。この少なくとも１つの圧延ツールは、特に上記ツールの構成部分である。少なくとも１つの圧延ツール又は少なくとも１つのスライドを用いて、上記ツールの差込み口に配置され、かつ上記第１圧縮力によって少なくとも固定された上記焼結部品は、その周面、特に上記隆起部の側面、必要に応じて特にその全周面を処理され得る。

圧延ツールは、上記焼結部品の周面に沿って少なくとも又は専ら周方向にガイドされるローラを特に備える。上記第２圧縮力は、上記ローラを介して上記焼結部品に加えられる。特に、上記ローラは上記プロセスで上記焼結部品上で転動する。上記圧延ツールの外周面は特定の形状を有していてもよく、その結果、一連の圧延操作において上記圧延ツールを介して上記焼結部品にこの特定の形状が転写される。

特に、複数の圧延ツールが上記周方向に上記ツール内に配置され、上記第２圧縮力が複数の圧延ツールによって少なくとも断続的に同時に上記焼結部品に加えられる。

スライドは特に、上記径方向においてのみ、上記焼結部品に向かって移動する。上記第２圧縮力は、上記スライドを介して上記焼結部品に伝達される。上記焼結部品に接触する上記スライドの押圧面は、特定の形状を有していてもよく、その結果、一連の後追いの押圧／圧縮操作において上記スライドを介して上記焼結部品にこの特定の形状が転写される。

上述した方法によって（較正済の）焼結部品を製造するツールもまた提示される。上記焼結部品は、第１軸方向を向く第１端面及び第２軸方向を向く第２端面を有する少なくとも１つの基部を備える。これら第１端面及び第２端面は、上記軸方向に移動可能な少なくとも１つのパンチを適用することによって、上記圧粉体を形成するためのプレス機内で製造される。上記焼結部品は、少なくとも上記軸方向において上記第１端面から１つの端部まで第１高さに亘って延びる隆起部を備える。上記ツールは少なくとも、
上記焼結部品がさらに処理するために配置され得る差込み口、
上記差込み口内に配置された上記焼結部品を第１圧縮力を付与するためのパンチ、及び
上記差込み口内に配置された上記焼結部品を第２圧縮力に付するための少なくとも１つの圧延ツール又はスライド
を備える。

特に、上記ツールは、上記方法を実行するために上記ツールを制御するように適切に設計（装備、設定又はプログラム）された少なくとも１つの制御ユニットを備える。上記制御ユニットは、上記第１圧縮力と、さらには上記第２圧縮力とを少なくとも断続的に同時に制御することができる。

特に、上記焼結部品について上記軸方向に移動可能な少なくとも１つのパンチが上記焼結部品の各側面に設けられる。

特に、上記少なくとも１つの圧延ツール又は上記スライドは、径方向において上記焼結部品のための上記差込み口に隣接して配置される。

特に、上記圧延ツールは上記周方向において上記焼結部品の周囲を回転するか、又は上記焼結部品が（特に上記パンチとともに）回転される。

磁力を利用する装置のための、上述した上記焼結部品、又は上述した方法によって製造される（較正済みの）焼結部品の使用もまた提示される。上記焼結部品の隆起部は、少なくとも部分的に磁性材料からなり、磁束密度に影響を及ぼすために用いられる。

上記装置は、上記装置のボディ部が構成部品を作動させるために上記装置のハウジングに対して軸方向に変位可能とされる、例えばアクチュエータを備える。上記ボディ部の変位は、例えば電流を受けているコイルによって生成される磁場に上記ボディ部をさらすことで実現され得る。上記隆起部は、磁束密度を改善可能であり、その結果、上記焼結技術によって製造された構成部品によって、以前は機械処理された固形材料によってのみ実現されるものと同様に効果的で、上記アクチュエータが作動され得る。

上記焼結部品に関する記載は、特に上記方法、上記ツール及びその使用に対しても同様に適用され、その逆も同様である。

特に請求の範囲及びそれらを反映する明細書において、不定冠詞（「ａ」及び「ａｎ」）の使用は、そのまま理解され、また数値用語として理解されるべきではない。これに合わせて、記載された用語又は構成要素は、少なくとも１回現れるが、特に複数回現れ得るものとも理解される。

留意事項として、本明細書において使用される数値用語（「第１」、「第２」等）は、主に（専ら）複数の類似する対象、寸法又は工程の間を区別するために機能すること、つまり特に、これら対象、寸法又は工程のいかなる従属関係及び／又は順序を不可避的に特定しないことが指摘される。従属関係及び／又は順序が必要な場合は、その旨が本明細書に明示的に記載されるか、又は具体的に記述された実施形態を検討する際に当業者にとって自明となる。構成要素が１回以上（少なくとも１回）現れる場合は、これら構成要素の１つに関する記載は、これら複数の構成要素のすべて又は一部に同様に適用し得るが、必須ではない。

本発明及び技術分野を、添付の図面に基づいてより詳細に以下に説明する。本発明は記載された例示的な変形実施形態によって限定されることを意図していないことが留意される。特に、明示的に示されない限り、図面における実質的な説明事項の部分的な側面を抽出し、本明細書からの他の構成要素及び知見と組み合わせることも可能である。特に、図面及び特に図示された大きさの比率は模式的に過ぎないことが指摘される。

磁力を利用する装置の第１変形実施形態の一部の断面の側面図を示す。 磁力を利用する装置の第２変形実施形態の一部の断面の側面図を示す。 磁力を利用する装置の第３変形実施形態の断面の側面図を示す。 プレス機及び圧粉体の断面の側面図を示す。 焼結部品の隆起部の断面の側面図を示す。 ツールの断面の斜視図を示す。

図１は、磁力を利用する装置３０の第１変形実施形態の一部の断面の側面図を示す。装置３０はアクチュエータである。このアクチュエータにおいて、装置３０のボディ部４２は、構成部品を作動させるべく、装置３０のハウジング４０に対して軸方向４、６において、かつ軸４５に沿って変位可能である。装置３０は、軸４５について実質的に回転対称である。ボディ部４２の変位は、例えば電流を受けたコイル４１によって生成可能な磁場にボディ部４２をさらすことによって実現され得る。

ハウジング４０は、金属材料製の焼結部品１を備える。焼結部品１は、粉末金属材料を押圧して圧粉体２（図４参照）を形成した後、焼結することによって製造される。焼結部品１は、第１軸方向４を向く第１端面５と、第２軸方向６を向く第２端面７とを有する基部３を備え、第１端面５及び第２端面７は、軸方向４，６に移動可能な１つのパンチ９（図４参照）を適用することによって、圧粉体２を形成するためのプレス機８（図４参照）内で製造される。焼結部品１は、少なくとも軸方向４，６において第１端面５から１つの端部１０まで第１高さ１１にわたって延びる隆起部１２を有する。

図１において、ハウジング４０、ボディ部４２及び焼結部品１は、従来の焼結技術によって製造される構成部品である。この図は、密度の異なる領域、特に最高密度４４を有する領域及び最低密度４３を有する領域を示している。隆起部１２の特別な形状のため、この領域は最低密度４３を有する。

図２は、磁力を利用する装置３０の第２変形実施形態の一部の断面の側面図を示す。図３は、磁力を利用する装置３０の第３変形実施形態の断面の側面図を示す。図２及び図３は、以下で合わせて説明する。図１に関する記載が参照される。

焼結部品１は、第１軸方向４を向く第１端面５と、第２軸方向６を向く第２端面７とを有する基部３を備える。第１端面５及び第２端面７は、軸方向４，６に移動可能な１つのパンチ９（図４参照）を適用することによって、圧粉体２を形成するためのプレス機８（図４参照）内で製造される。焼結部品１は、少なくとも軸方向４，６において第１端面５から１つの端部１０まで第１高さ１１に亘って延びる隆起部１２を有する。

隆起部１２は、径方向１３及び軸方向４，６を横断する方向に延びる第１幅１４を有する。第１幅１４に沿って、焼結部品１は、少なくとも部分的に、第１密度１５を有する。

焼結部品１は、上記焼結の後、較正と呼ばれる後追いの押圧操作によって製造され、較正は、高い寸法精度又は少なくとも局所的な高密度を実現するために用いられる。

焼結部品１の基部３は、焼結部品１の円盤形状部を備え、この円盤形状部からは、隆起部１２が軸方向４，６に延びる。

焼結部品１は、第２端面７と端部１０との間で軸方向４，６に延びる第２高さ１６を有する。第１端面５と端部１０との間の軸方向４，６において、隆起部１２は径方向１３に延びる最大の第２幅１７を有する。

隆起部１２の側面１８は、軸方向４，６に対して角度４８で傾斜している。

隆起部１２は、径方向１３に横断しかつ軸方向４，６に横断する周方向１９に延びる。隆起部１２は、側面１８とは反対のさらなる側面を有し、、それぞれの側面は第１端面５から端部１０まで延び、径方向１３に横断しかつ軸方向４，６に横断して延びる周方向１９において延びる。

隆起部１２は、上記第１端面５に沿って周方向１９において、円環の形状で延びる。円環の形状の延在１２が全周面を囲む隆起部１２を形成する。

装置３０はアクチュエータであり、そのボディ部４２は、構成部品を作動させるべく、装置３０のハウジング４０に対して軸方向４，６において、かつ軸４５に沿って変位可能である。装置３０は、軸４５について実質的に回転対称である。ボディ部４２の変位は、例えば電流を受けたコイル４１によって生成される磁場にボディ部４２をさらすことによって実現され得る。電流がオフにされると、ボディ部４２はばね２８を介して第１軸方向４に元通りに変位する。

隆起部１２は、磁束密度を改善可能である。端部１０に向かう隆起部１２の円錐形状は、磁場の力線３９をボディ部４２に効果的に結合させることができる。

図４は、プレス機８及び圧粉体２の断面の側面図を示す。図１から図３に関する記載が参照される。

図１から３及び図５に図示された焼結部品１は、押圧によって圧粉体２を形成した後に焼結によって固体の加工品（焼結部品１）を形成することによって、粉末材料から製造される。

軸方向４，６に移動可能なパンチ９は、端面５，７に適用される。粉末材料はプレス機８内に、この実例においては下部のパンチ９及びダイ６４によって形成されるプレス機８の差込み口３２内に配置される。この点で、まさに隆起部１２の領域においては、低い密度しか実現され得ない。

隆起部１２の領域は、特に較正ツール２５による較正の際に、さらに圧縮され、かつさらに成形される。

図５は、焼結部品１（例えば、図２及び図３に係る焼結部品）の隆起部１２の断面の側面図を示す。図１から図４に関する記載が参照される。

焼結部品１は、少なくとも軸方向４，６において第１端面５から１つの端部１０まで第１高さ１１に亘って延びる隆起部１２を有する。隆起部１２は、径方向１３及び軸方向４，６を横断する方向に延びる第１幅１４を有する。第１幅１４及び第１高さ１１に沿って、焼結部品１は第１密度１５を有する。隆起部１２は、横断面２０において異なる第１密度１５を有する複数の領域２１，２２，２３を有する。第１領域２１は、第１密度１５の最高密度４４を有する。第３領域２３は、第１密度１５の最低密度４３を有する。第２領域の第１密度１５は、最高密度４４の値と最低密度４３の値との間となる。

局所的に密度を設定するため、選択的に焼結部品１のさらなる圧縮も使用でき、その結果、高密度及び場合によっては異なる密度を与え得る。磁性材料製の焼結部品１におけるこの種の密度の設定又は密度の分布は、特に磁力を利用する装置３０にとって特に有利となり得る。

図５において、側面１８のさらなる圧縮の結果として端部１０が成形され、このプロセスで軸方向４，６に延びる突起が形成されることがわかる。この種の変形は、第１圧縮力２６を用いて軸方向４，６について特に第３端面２４を支持することによって防止できる（図６参照）。焼結部品１に第１圧縮力２６及び第２圧縮力２７を同時に付与することによって、さらなる圧縮が可能となる一方、他方でさらに圧縮された焼結部品の規定の幾何学形状を実現できる。

図６は、ツール２５の断面の側面図を示す。図１に関する記載が参照される。

ツール２５は、さらなる処理のために焼結部品１が配置される差込み口３２を備える。ツール２５はまた、差込み口３２内に配置された焼結部品１を第１圧縮力２６に付するための、差込み口３２の上方にパンチ９を有する上部パンチングユニットと、差込み口３２の下方にパンチ９を有する下部パンチングユニットとを備える。下部パンチングユニットは、焼結部品１を通って延び、上部パンチングユニットのパンチ９に挿入されるマンドレル４７を有する。この実例では、差込み口３２がパンチングユニット又はパンチ９、及びマンドレル４７によって形成される。さらに、差込み口３２内に配置された焼結部品１に第２圧縮力２７を付与するために、ローラ３７及びローラキャリアー３６からなる２つの圧延ツール２８が設けられている。

圧延ツール２８の代わりに、焼結部品１に対して径方向１３にのみ送られる（ここでのみ示される）スライド２９を設けることもできる。

圧延ツール２８は、焼結部品１のための差込み口１２に隣接して、径方向８に配置される。圧延ツール２８は、焼結部品１及びパンチ９に対して回転し得るように配置され、周方向９において焼結部品１の周りを共に回転できる。この目的で、圧延ツール２８は、軸受（ここでは不図示）を介して静止の第２ツール部３５に対して回転可能に搭載された回転可能な第１ツール部３４内に配置される。

各圧延ツール２８は、焼結部品１の周面３１に沿って周方向１９に少なくとも又は専らガイドされるローラ３７を備える。第２圧縮力２７は、ローラ３７を介して焼結部品１に加えられる。ローラ３７は、このプロセスにおいて焼結部品１上を転動する。圧延ツール２８のローラ３７の外周面は、特定の形状を有し、その結果、一連の圧延操作において、圧延ツール２８を介して焼結部品１にこの特定の形状が転写される。ロー３７は、軸方向４，６について焼結部品１、又は焼結部品１の端部１０及び第３端面２４も支持する肩部３８を有する。

焼結部品１は、第１端面５と、軸方向４，６において離間する第２端面７と、端面５，７の間の周面３１とを有する。

ツール２５は、上記方法を実施するためにツール２５を制御するように適切に設計（装備、設定又はプログラム）された制御ユニット３３を備え、制御ユニット３３は、パンチ９及びマンドレル４、そしてこれらによる第１圧縮力２６と、さらには圧延ツール２８及び第１ツール部３４、そしてこれらによる第２圧縮力２７とを少なくとも断続的に同時に制御できる。

１ 焼結部品
２ 圧粉体
３ 基部
４ 第１軸方向
５ 第１端面
６ 第２軸方向
７ 第２端面
８ プレス機
９ パンチ
１０ 端部
１１ 第１高さ
１２ 隆起部
１３ 径方向
１４ 第１幅
１５ 第１密度
１６ 第２高さ
１７ 第２幅
１８ 側面
１９ 周方向
２０ 横断面
２１ 第１領域
２２ 第２領域
２３ 第３領域
２４ 第３端面
２５ ツール
２６ 第１圧縮力
２７ 第２圧縮力
２８ 圧延ツール
２９ スライド
３０ 装置
３１ 周面
３２ 差込み口
３３ 制御ユニット
３４ 第１ツール部
３５ 第２ツール部
３６ ローラキャリアー
３７ ローラ
３８ 肩部
３９ 力線
４０ ハウジング
４１ コイル
４２ ボディ部
４３ 最低密度
４４ 最高密度
４５ 軸
４６ ダイ
４７ マンドレル
４８ ばね

Claims (15)

1. 粉末金属材料を押圧して圧粉体（２）を形成した後、焼結することによって製造される金属材料製の焼結部品（１）であって、
   上記焼結部品（１）は、第１軸方向（４）を向く第１端面（５）と、第２軸方向（６）を向く第２端面（７）とを有する少なくとも１つの基部（３）を備え、
   上記焼結部品（１）は、少なくとも上記軸方向（４，６）において上記第１端面（５）から１つの端部（１０）まで第１高さ（１１）に亘って延びる隆起部（１２）を備え、この隆起部（１２）は、少なくとも部分的に０．８ミリメートル未満で、径方向（１３）に延びる第１幅（１４）を有し、
   上記焼結部品（１）は、上記第１幅（１４）を含む部分において、上記材料の完全密度の少なくとも８５％である第１密度（１５）を有する。
2. 上記第１密度（１５）が、上記材料の完全密度の少なくとも部分的に少なくとも９２％である請求項１に記載の焼結部品（１）。
3. 上記第１幅（１４）が、少なくとも部分的に０．３ミリメートル未満である請求項１又は請求項２に記載の焼結部品（１）。
4. 上記第２端面（７）と上記端部（１０）との間で上記軸方向（４，６）に延びる第２高（１６）さを有し、上記第１端面（５）と上記端部（１０）との間の上記軸方向（４，６）において、上記隆起部（１２）が上記径方向（１３）に延びる最大の第２幅（１７）を有し、上記第２幅（１７）が最大１．０ミリメートルであり、上記第１高さ（１１）が上記第２高さ（１６）の少なくとも５％である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の焼結部品（１）。
5. 上記隆起部（１２）の少なくとも１つの側面（１８）が、上記軸方向（４，６）に対して最大３０度の角度（４８）で、少なくとも部分的に傾斜している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の焼結部品（１）。
6. 上記隆起部（１２）が、円環の又は円環の部分の形状で、上記第１端面（５）に沿って、かつ上記軸方向（４，６）を横断して延びる周方向において延びる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の焼結部品（１）。
7. 少なくとも上記隆起部（１２）が、径方向（１３）の断面（２０）において異なる密度を有する複数の領域（２１，２２，２３）を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の焼結部品（１）。
8. 上記焼結部品（１）が上記径方向（１３）に並行して延びる第３端面（２４）を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の焼結部品（１）。
9. 少なくとも上記隆起部（１２）が、少なくとも部分的に磁性材料から構成される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の焼結部品（１）。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の焼結部品（１）の製造方法であって、少なくとも以下のステップを備える。
    ａ）第１軸方向（４）に向く第１端面（５）及び第２軸方向（６）に向く第２端面（７）を有する少なくとも１つの基部（３）と、さらに、少なくとも上記軸方向（４，６）において上記第１端面（５）から１つの端部（１０）まで第１高さ（１１）に亘って延び、上記端部（１０）で第３端面（２４）を形成している隆起部（１２）とを備える焼結部品（１）の提供。
    ｂ）ツール（２５）内への上記焼結部品（１）の配置。
    ｃ）上記焼結部品（１）に、少なくとも上記軸方向（４，６）で上記端面（５，７，２４）に作用する第１圧縮力（２６）を付与するための上記ツール（２５）の使用。
    ｄ）上記焼結部品（１）に、径方向（１３）に移動する加圧部材によって上記隆起部（１２）を圧縮する第２圧縮力（２７）を付与するための上記ツール（２５）の使用。
    ここで、ステップｃ）及びｄ）が少なくとも部分的に同時に実行されることで、較正される焼結部品（１）の製造方法。
11. 上記焼結部品（１）が、上記第１圧縮力（２６）によっても少なくとも部分的に成形される請求項１０に記載の製造方法。
12. 上記第１圧縮力（２６）が、上記第１端面（５）の全体、上記第２端面（７）の全体及び上記第３端面（２４）の全体に亘って、上記焼結部品（１）に加えられる請求項１０又は請求項１１に記載の製造方法。
13. 上記径方向（１３）に移動する加圧部材が、少なくとも１つの圧延ツール（２８）、又はスライド（２９）である請求項１０、請求項１１又は請求項１２に記載の製造方法。
14. 上記焼結部品（１）が、上記第１圧縮力（２６）及び上記第２圧縮力（２７）によって準等方的に押圧される請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の製造方法。
15. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の焼結部品（１）、又は請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された焼結部品（１）の使用であって、磁力を利用する装置（３０）用として、上記焼結部品（１）の隆起部（１２）が少なくとも部分的に磁性材料から構成され、上記隆起部（１２）が磁束密度に影響を及ぼす使用。
    
    

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