JPH0196305A - 焼結部材のネジリ押出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長手方向に貫通する単数または複数のネジリ
穴を有する焼結部材の押出成形法に関する。

〔従来の技術〕

金属材料全般、プラスチック、セラミック等の素材分野
では中空製品は普遍的に存在する。金属材料分野では機
械加工、熱間押出、雨接等の手法で中空材が製造されて
おり、セラミック製品については、押出成形法を用い、
セラミック用の素材粉末とバインダーを混合、混線後の
可塑状態でダイスから押出して中空材を得ることが試み
られている。

また掻く最近では、金属材料分野においても上記セラミ
ック中空製品の成形法を応用し、金属または合金粉末と
バインダを混練後、押出成形法を用いた後焼結する中空
製品を得る手法が試行されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

金属材料分野では棒鋼または線材の中空材が長尺化する
と、機械加工が不可能になり、薄肉化すると熱間押出が
困難となり、厚肉化すると溶接が困難になるなど任意の
形状の中空材を得ることが難しいのが現状でコスト的に
も中空材は高価であるという欠点がある。

さらに単一穴から複数穴になるとコスト増加の傾向が顕
著となる。特に油穴付ドリルと称されるドリル用素材は
、例えば１０ｍｍφの外径で孔径１．３８ｎｗｎφの二
つの孔が孔の中心間距離で５．６ｎｗｎの間隔で３ｍ長
にわたって貫通することが要求される。

該ドリル用の素材は、ＪＩＳＳＫＨ該当の高速度鋼が用
いられ、その製造法は７０ｎｗｎφＸ３００ｍｍα程度
の鍛造素材を、機械加工で穿孔後１等方鍛造法により、
　３０ｏｎφ径に熱間で塑性加工を行ない、次いで引抜
法でｌｏｍｎφまで加工する方法が採用されるが、工程
が長くその精度が厳しいため１歩留も悪く中空素材の単
価は非常に高くなる。

粉末を原料として押出成形法により、ドリルに代表され
るネジリ穴を有する中空材を製造する技術としては、第
１図に示すように、ネジリ穴の成形と同時に外周面に直
接ドリル溝もつける超硬合金製ドリルの押出法（特願昭
６０−６６１６８号）が開示されている。

この技術は、被成形材にダイス面よりも上流側に設けた
ピンにより捩りを与え、次にダイス面の溝により捩る方
法のため、捩り形状のピンに過大な応力が作用し１強度
率足によってピンが破損または伸長して、ネジリ穴の中
空孔を有し、かつ所定の捩れを有するドリル用素材を成
形することが困難である。さらに焼結前に外径に捩り溝
が成形されているため、焼結時変形や割れを発生しやす
いという問題点もある。このため、ネジリ穴を有する素
材のネジリ押出技術の早期開発が強く望まれていた。

本発明の目的は上記の点に鑑み、高能率で、外径に溝が
なく、ネジリ穴を有する中空材のネジリ押出方法を提供
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、金属または合金粉末の１種または２種以上の
混合物とバインダを混線し可塑性混線体とした後、押出
成形機を用いて成形する焼結部材のネジリ押出方法にお
いて、ダイスの押出方向の上流側に螺旋状の突起と、前
記押出方向に平行もしくは非平行にフィンを設け、前記
螺旋状の突起は下流方向で徐々にその高さを低くしダイ
ス面で該突起を無くシ、前記ダイスの内径部空間である
前記フィンの下流側先端に、捩りの軸心が前記ダイスの
軸心と一致し、かつ捩りのピッチが前記ダイスの上流側
に設ける螺旋状の突起と一致する等ピッチの捩りを有す
るピンを設けたことを特徴とする焼結部材のネジリ押出
方法である６本発明方法において、成形される混線体（
以下被成形材と記す）は、螺旋状の突起によって捩りを
受けて押出されるので、この突起の下流側に設けられ、
ネジリ穴を成形するためのピンに過大な応力が発生しな
いから、ピンに生ずる破損等の問題が解消される。

螺旋状の突起は、被成形材の外周部に捩れ溝を形成させ
るためのものではなく、捩りを与えるものであるから、
押出の下流側で徐々にその高さを低くして、ダイス面に
は設けていない。したがって、被成形材の外周は通常の
円筒状である。

被成形材の外周を円筒状としたことにより、成形後の焼
結、熱処理等の工程中に生ずる割れ、変形等の問題を軽
減できる。溝の加工は焼結後の工程中の任意の時期に行
なえばよい。

〔実施例〕

本発明を実施例により説明する。

Ａｌ５Ｉ　　Ｔ１５相当のＣ１，５１％−Ｓｉ　０．４
１％。

Ｍｎ０．２％、Ｃｒ　４．０３％、Ｗ　１１．０５％、
Ｍｏ０．８％、■５．１％、　Ｃｏ　５．２％、残部鉄
および不可避的不純物からなる水アトマイズ予備粉末を
作成した。平均粒径は４５μｍで０２含有量は１８００
ｐｐｍであった。

該粉末の一部に黒鉛粉末を０．３％添加後、アトライタ
ー中で乾式混合粉砕し、平均粒径１５μｍとした。この
粉末にＣＭＣ（市販品名で５Ｍ４００）を３％、水８％
、マイクロクリスタラインワックス２０部、ステアリン
酸エマルジョン１％、グリセリン０．７％を添加後、混
線機で１５分間混棟した。この被成形材をオーガシリン
ダ径５０画φの押出成形機を用いて外径ＬＯｎｍφ、孔
径１．３８＋＋ｎ＋φ、二つの孔間隔５．６ｍ、ネジリ
角３５°のオイルホールドリル用素材を押出成形した。

第３図は本発明のネジリ押出法により、成形されたオイ
ルホールドリル用素材を示し、第４図は第３図に示した
素材の任意の横断面図であって、所定の捩れをもつ中空
孔６．７を有し、外周面は円筒形である。

第１図は、上記のオイルホールドリル用素材を成形する
ための押出機の断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ
’断面矢視図である。

押出機本体上は、ピストン１ａ、シリンダー１ｂによっ
て構成される。ダイス部材−？ユはダイス面２ａ、案内
面２ｂ、および突起２ｃを有しており、押出機本体上の
端面に締結手段２ｄにより固着される。

ピン装置主は、フィン３ａと、槁り形状に成形されフィ
ン３ａの先端に設けられたピン３ｂと、案内面３ｃと、
螺旋状の突起３ｄからなり、ダイス部材の内径部に嵌入
されて押出機本体よの先端に設けられる。上記ピン３ｂ
は前記ダイス面２ａの先端に到達している。

螺旋状の突起２ｃ、３ｄの捩り方向は目標とするオイル
ホールドリル用素材によって決定され、右捩れ、左捩れ
の方向は自由に選択できる。

ピストンの下流側に被成形材４を装入し、ピストンを作
動して押出することによりピン装置内の空間５を通過し
、被成形材は各突起２ｃ、３ｄによりダイス面の上流で
捩りを開始し、テーパ状の案内面２ｂ、３ｃにより押出
圧力を上昇しながら、ダイス面１７を通過し所望の捩れ
と円筒状の外周面と所定のネジリ穴を有する中空材を得
ることができる。

本発明法は、案内面２ｂ、３ｃおよびフィン３ａに設け
た突起２ｃ、３ｄによりピン３ｂより上流側で被成形材
に捩りを与えるので、従来法のようにピンの捩れによっ
て被成形材に捩りを与える方法とは異なり、ピンに過大
な応力が作用しないから、ピンの破損を防止できる。

ピン装置１３およびダイス部材−？−に設ける突起２Ｃ
および３ｄの捩り形状は、目標とするドリル材の捩り角
度と同一とし、一定角度の捩りとしてもよいが、捩り角
度を徐々に変化させ、かつ下流側の捩り角度を目標とす
るドリル材の捩り角度よりも大きくするかまたは小さく
すると、より能率的で強度の高いドリル用素材が得られ
る。

本実施例の場合、捩り角度３５°を目標とするが、突起
の捩り角度は、上流側２５°から初めて案内面の下流側
で捩り角度３５°１５′　とした結果、所望のネジリ穴
と捩り角度３５°を有する外周面は円筒形のオイルホー
ルドリル用の中空材を押出成形することができた。

上述の捩り角度の変化は、本実施例のように低角度から
初めて高角度へ変化させて徐々に押出圧力を増加させて
も良いが、逆に高角度から始めて低角度へ変化させるこ
ともできる。この角度の調整は被成形材の材質や形状寸
法等によって求めることは言うまでもない。

目標とする中空材、すなわちオイルホールドリル材の捩
り角度の大きさ等により、突起２ｃ、３ｄはダイス案内
面またはフィン側のいずれか一方を選択して設けても、
外周面は円筒状の形状をした成形体を得ることができる
。

本実施例では、オイルホールドリルの押出成形について
説明したが、本発明はガンドリルのガイドバー等捩りを
有した中空材の押出成形品に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のネジリ押出方法によれば
下記に示す効果がある。

（１）案内面に設けた螺旋状の突起により内部の中空孔
は安定した捩りを有し、外周面は円筒状の押出成形体を
得ることができる。

（２）押出時、外周面に溝が成形されていない円筒形状
であるので、次工程の焼結あるいは熱処理時割れや変形
のトラブルがなく、曲がりの矯正も簡単で品質の向上が
できる。

（３）　　ダイス面の上流から捩り作用が得られるので
、ピンに作用する曲げ応力が減少したため、ピンの破損
および変形を防止し、安定した成形ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る押出機の断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ’断面矢視図、第３図と第４図は本発明による
オイルホールドリル用素材の図、第５図と第６図は従来
法によるオイルホールドリル用素材の図である。 よ：押出機本体、１ａ：ピストン、１ｂニジリンダ、Ｉ
：ダイス部、２ａ：ダイス面、２ｂ＝案内面、２ｃ：突
起、２ｄ：締結手段、王：ピン装置、３ａ：フィン、３
ｂ＝ピン、３Ｃ：案内面、３ｄ：突起、４：被成形材、
５：空間、旦ニオイルホールドリル用素材、６ａ：ネジ
リ穴、６ｂ＝第１図 ３ａ　フイン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属または合金粉末の１種または２種以上の混合物とバ
   インダを混練し可塑性混練体とした後、押出成形機を用
   いて成形する焼結部材のネジリ押出方法において、ダイ
   スの押出方向の上流側に螺旋状の突起と、前記押出方向
   に平行もしくは非平行にフィンを設け、前記螺旋状の突
   起は下流方向で徐々にその高さを低くしダイス面で該突
   起を無くし、前記ダイスの内径部空間である前記フィン
   の下流側先端に、捩りの軸心が前記ダイスの軸心と一致
   し、かつ捩りのピッチが前記ダイスの上流側に設ける螺
   旋状の突起と一致する等ピッチの捩りを有するピンを設
   けたことを特徴とする焼結部材のネジリ押出方法。