JPH02149602A - ホットプレス装置 - Google Patents
ホットプレス装置Info
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- JPH02149602A JPH02149602A JP30476388A JP30476388A JPH02149602A JP H02149602 A JPH02149602 A JP H02149602A JP 30476388 A JP30476388 A JP 30476388A JP 30476388 A JP30476388 A JP 30476388A JP H02149602 A JPH02149602 A JP H02149602A
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Landscapes
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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。
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)
この発明はセラミックス、金属、又はこれらの複合材料
等を高温高圧下で焼結、圧着するのに用いられるホット
プレス装置に関する。
等を高温高圧下で焼結、圧着するのに用いられるホット
プレス装置に関する。
(従来の技術)
ホットプレス装置はセラミックや金属、あるいは複合材
料などの粉体あるいは仮成形体を加圧焼結するのに広く
使用されており、従来より高機催の各種焼結体を得ろた
め、プレス圧力をより高くすることのできる生産性の高
いホットプレス装置か望まれていた。
料などの粉体あるいは仮成形体を加圧焼結するのに広く
使用されており、従来より高機催の各種焼結体を得ろた
め、プレス圧力をより高くすることのできる生産性の高
いホットプレス装置か望まれていた。
このホットプレス装置の炉芯部の従来例の1つとしては
、第1図に示すように、被焼結物(4)を充填する筒形
状のカーボン鋳型(1)1発熱体(誘導加熱ではコイル
、抵抗加熱ではヒータ) (2) 。
、第1図に示すように、被焼結物(4)を充填する筒形
状のカーボン鋳型(1)1発熱体(誘導加熱ではコイル
、抵抗加熱ではヒータ) (2) 。
断熱材(3)、パンチ(−上パンチ、下パンチ)(5)
、押棒(6)、押台(7)により構成されている。
、押棒(6)、押台(7)により構成されている。
カーボン焼結体は耐熱性の点で最もすぐれたものの一つ
であるか、脳性材料であるのて、カーボン焼結体よりな
る押棒に約200kg/cm’以りの圧力をかけホット
プレスする場合、押棒に突然クラックか入ったり、押棒
か破壊されたりすることがある。この主要原因は被焼結
物を鋳型内に充填する際に発生する充填密度のバラツキ
と、被焼結物を加熱加圧する際の軟化、流動のアンバラ
ンス、及び鋳型のクラック発生等があげられる。
であるか、脳性材料であるのて、カーボン焼結体よりな
る押棒に約200kg/cm’以りの圧力をかけホット
プレスする場合、押棒に突然クラックか入ったり、押棒
か破壊されたりすることがある。この主要原因は被焼結
物を鋳型内に充填する際に発生する充填密度のバラツキ
と、被焼結物を加熱加圧する際の軟化、流動のアンバラ
ンス、及び鋳型のクラック発生等があげられる。
このような押棒の突然のクラックや破壊を防止するため
、押棒な複数個の小部分に分割して、それらを積み上げ
て押棒とする方法も試みられている。
、押棒な複数個の小部分に分割して、それらを積み上げ
て押棒とする方法も試みられている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、押棒を複数個の小部分に分割してそれら
を積み上げて押棒とする場合、クラックの発生や、破壊
の確率を下げることについてはある程度効果はあるもの
の、構造上の不安定性は残る。又、その準備作業やメン
テナンスか煩雑であるため生産性を一ヒげることかでき
ない。
を積み上げて押棒とする場合、クラックの発生や、破壊
の確率を下げることについてはある程度効果はあるもの
の、構造上の不安定性は残る。又、その準備作業やメン
テナンスか煩雑であるため生産性を一ヒげることかでき
ない。
更に、積みヒげられた押棒の安定性の点から。
押棒の全体の長さが限られ、ホットプレスのストローク
の長い場合は使えないことがある。
の長い場合は使えないことがある。
この発明は以上のような実情に鑑みてなされたものてあ
り、カーボン焼結体等より成る押棒の脆性による欠点を
力学的構造の観点から克服し、高圧力下でも長期間安心
して使用することができ煩雑な準備作業等を必要としな
いホットプレス装置を提供しようとするものである。
り、カーボン焼結体等より成る押棒の脆性による欠点を
力学的構造の観点から克服し、高圧力下でも長期間安心
して使用することができ煩雑な準備作業等を必要としな
いホットプレス装置を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段)
すなわち、本発明は、筒形状の鋳型内に充填された被焼
結物の上部および下部に上パンチおよび下パンチを配置
し、これらパンチのいずれか一方な押台と押棒によって
押圧し、同時に加熱して被焼結物を焼結させるホットプ
レス装置において、上記パンチと押棒との間の押圧面、
又は押棒と押台との間の抑圧面の少なくとも1つが球面
形状であるホットプレス装置である。
結物の上部および下部に上パンチおよび下パンチを配置
し、これらパンチのいずれか一方な押台と押棒によって
押圧し、同時に加熱して被焼結物を焼結させるホットプ
レス装置において、上記パンチと押棒との間の押圧面、
又は押棒と押台との間の抑圧面の少なくとも1つが球面
形状であるホットプレス装置である。
以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
第2図〜g49図はパンチ(5)と押棒(6)及び押棒
(6)と押台(7)の間の押圧面を両方とも球面形状に
加工したものを示した縦断面図であり、第1ロ図〜第1
7図はパンチ(5)と押棒(6)、又は押棒(6)と押
台(7)の間の抑圧面の1つを球面形状に加工したもの
を示した縦断面図である。パンチ(5)、押台(7)に
は押棒(6)との位置合せや、連結を行なう上で便利な
ガイド(8)を設けてもよく、加圧時の押棒(6)とガ
イド(8)の隙間は1.0mm〜15.oromに設定
されるのか好ましい。
(6)と押台(7)の間の押圧面を両方とも球面形状に
加工したものを示した縦断面図であり、第1ロ図〜第1
7図はパンチ(5)と押棒(6)、又は押棒(6)と押
台(7)の間の抑圧面の1つを球面形状に加工したもの
を示した縦断面図である。パンチ(5)、押台(7)に
は押棒(6)との位置合せや、連結を行なう上で便利な
ガイド(8)を設けてもよく、加圧時の押棒(6)とガ
イド(8)の隙間は1.0mm〜15.oromに設定
されるのか好ましい。
パンチ、押棒、押台の加圧軸方向の形状は一般的には円
柱形状であるが、ホットプレスする被焼結物の形状によ
っては4角柱あるいは6角柱等の多角形状、その他自由
形状であってもよい。
柱形状であるが、ホットプレスする被焼結物の形状によ
っては4角柱あるいは6角柱等の多角形状、その他自由
形状であってもよい。
又、鋳型の素材を含めてパンチ、押棒、押台の素材とし
てカーボンの他にアルミナ、ジルコニアカルシア等の酸
化物セラミックスや窒化珪素や窒化ホウ素等の窒化物セ
ラミックス、炭化珪素、炭化ホウ素等の炭化物セラミッ
クス、及び耐熱金属等があげられる。この他にも上記素
材等を母材として炭素S維や炭化珪素繊維等を用いたa
m強化複合材や粒子分散系複合材等を用いてもよい。
てカーボンの他にアルミナ、ジルコニアカルシア等の酸
化物セラミックスや窒化珪素や窒化ホウ素等の窒化物セ
ラミックス、炭化珪素、炭化ホウ素等の炭化物セラミッ
クス、及び耐熱金属等があげられる。この他にも上記素
材等を母材として炭素S維や炭化珪素繊維等を用いたa
m強化複合材や粒子分散系複合材等を用いてもよい。
素材の耐熱性、加工性、潤滑性、大型サイズ等の条件か
ら見るとカーボン素材が好ましい。特にカーボン素材の
中でも等方性黒鉛材料は各種物性か全方向でほぼ等しい
ので、材料取り1強度設計の点で都合がよい。
ら見るとカーボン素材が好ましい。特にカーボン素材の
中でも等方性黒鉛材料は各種物性か全方向でほぼ等しい
ので、材料取り1強度設計の点で都合がよい。
又、球面形状の押圧面表面には、熱特性や耐摩耗性等の
改善のために炭化珪素被覆を、また機械特性、耐熱性等
の改善のために熱分解炭素被覆をCVD、PVDなとの
手法を用いて施すことができる。その他に押圧面表層に
窒化ホウ素な含浸したり、CVD、PVDなとで被覆し
て反応特性、摺動特性等を改善してもよい。
改善のために炭化珪素被覆を、また機械特性、耐熱性等
の改善のために熱分解炭素被覆をCVD、PVDなとの
手法を用いて施すことができる。その他に押圧面表層に
窒化ホウ素な含浸したり、CVD、PVDなとで被覆し
て反応特性、摺動特性等を改善してもよい。
パンチと押棒と押台とは、ホウドブレス装置の使用に際
し、パンチと押棒、あるいは押棒と押台とを、耐熱材料
からなるバネ仕掛けの係止具やピン止め等を用いて連結
したり、加熱加圧前に瞬間接着剤等を用いて予め仮固定
するとよい。
し、パンチと押棒、あるいは押棒と押台とを、耐熱材料
からなるバネ仕掛けの係止具やピン止め等を用いて連結
したり、加熱加圧前に瞬間接着剤等を用いて予め仮固定
するとよい。
球面形状の半径については、球面形状の押圧面か1つの
場合は押棒(6)の長さ以上にし、球面形状の押圧面か
2つの場合は2つとも等しく押棒(5)の長さの半分以
上にするのが好ましいが、加工条件によっては、限定さ
れることなくそれに応じて適宜決めていけばよい。
場合は押棒(6)の長さ以上にし、球面形状の押圧面か
2つの場合は2つとも等しく押棒(5)の長さの半分以
上にするのが好ましいが、加工条件によっては、限定さ
れることなくそれに応じて適宜決めていけばよい。
(発明の作用)
本発明に係るホットプレス装置はパンチと押棒との間の
押圧面、又は押棒と押台との間の押圧面の少なくとも1
つが球面形状であることにより、次のような作用がある
。
押圧面、又は押棒と押台との間の押圧面の少なくとも1
つが球面形状であることにより、次のような作用がある
。
■パンチ、押棒、押台にかかる押圧荷重か押圧面の球面
に沿って分布するため、耐圧縮力が増す。
に沿って分布するため、耐圧縮力が増す。
■押圧面に鋭角部の応力集中部をつくらない。
■第18図、第19図に示すように、被焼結物の密度む
ら、鋳型の温度分布むら、あるいは鋳型のクラック発生
等によるパンチの傾きに対して、本発明(第18図)で
は従来例(第19図)のように押棒局部への荷重の集中
及び剪断は起こらず、押圧面でベアリングの如く摺動し
て、受圧面積を確保する。
ら、鋳型の温度分布むら、あるいは鋳型のクラック発生
等によるパンチの傾きに対して、本発明(第18図)で
は従来例(第19図)のように押棒局部への荷重の集中
及び剪断は起こらず、押圧面でベアリングの如く摺動し
て、受圧面積を確保する。
(実施例)
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1
第2図に示すように、等方性黒鉛材料を用いて外径17
0mmで、押圧面を半径600 m mの凹球面に加工
したとパンチ、外径を170mmと210mmの2段に
した下パンチ、及び、外径150mm、長さ600 m
mで両端を半径600mmの凸球面に加工した押棒、
外径170mmで抑圧面を半径600 m mの凹球面
に加工した押台をそれぞれ作製した。また、これに用い
る外径350mm、内径152mm、高さ350mmの
等方性黒鉛材料からなる#41型を作製し、実施例1の
ホットプレス装置とした。
0mmで、押圧面を半径600 m mの凹球面に加工
したとパンチ、外径を170mmと210mmの2段に
した下パンチ、及び、外径150mm、長さ600 m
mで両端を半径600mmの凸球面に加工した押棒、
外径170mmで抑圧面を半径600 m mの凹球面
に加工した押台をそれぞれ作製した。また、これに用い
る外径350mm、内径152mm、高さ350mmの
等方性黒鉛材料からなる#41型を作製し、実施例1の
ホットプレス装置とした。
一方、同質の等方性黒鉛材料よりなるパンチ、押棒、押
台の押圧面を平坦にした従来のホットプレス装置を比較
例として、これらを窒化珪素の粉体のホットプレス加−
[に使用した。
台の押圧面を平坦にした従来のホットプレス装置を比較
例として、これらを窒化珪素の粉体のホットプレス加−
[に使用した。
この結果、実施例1のホットプレス装置では比較例のホ
ットプレス装置に比べ、約1.5倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
2.0倍に伸ばすことができた。
ットプレス装置に比べ、約1.5倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
2.0倍に伸ばすことができた。
文m
第12図に示すように、等方性黒鉛材料を用いて外径1
70mmで、抑圧面を半径670mmの凸球面に加工し
た上パンチ、外径170mmと210mmの2段にした
下パンチ、及び、外径150mm、長さ600 m m
でパンチを押圧する片端を半径670mmの凹球面に加
工した押棒、外径170mmで押圧面か平坦である押台
をそれぞれ作製した。又、これに用いる鋳型は実施例1
と同じものとした。
70mmで、抑圧面を半径670mmの凸球面に加工し
た上パンチ、外径170mmと210mmの2段にした
下パンチ、及び、外径150mm、長さ600 m m
でパンチを押圧する片端を半径670mmの凹球面に加
工した押棒、外径170mmで押圧面か平坦である押台
をそれぞれ作製した。又、これに用いる鋳型は実施例1
と同じものとした。
一方、同質の等方性黒鉛材料よりなるパンチ。
押棒、押台の押圧面を平坦にした従来のホットプレス装
置を比較例として、これらを炭化ホウ素の粉体のホット
プレス加工に使用した。
置を比較例として、これらを炭化ホウ素の粉体のホット
プレス加工に使用した。
この結果、実施例2のホットプレス装置では比較例のホ
ットプレス装置に比べ、約1.7倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
1.8倍に伸ばすことかできた。
ットプレス装置に比べ、約1.7倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
1.8倍に伸ばすことかできた。
実施例3
第11図に示すように、等方性黒鉛材料を用いて外径1
70mm、押圧面が半径670mmの凹球面であって、
その外周を厚さ5mm、深さ15mmのガイドを形成す
るように加工した上パンチ、外径を170mmと210
mmの2段にしだ下パンチ、及び外径150mm、長さ
600 m mでパンチを押圧する片端を半径670m
mの凸球面に加工した押棒、外径が170mmで抑圧面
が平坦でその外周を厚さ5 m m 、深さ30mmの
ガイドを形成するように加工した押台なそれぞれ作製し
た。又、これに用いる鋳型は実施例1と同じものとした
。
70mm、押圧面が半径670mmの凹球面であって、
その外周を厚さ5mm、深さ15mmのガイドを形成す
るように加工した上パンチ、外径を170mmと210
mmの2段にしだ下パンチ、及び外径150mm、長さ
600 m mでパンチを押圧する片端を半径670m
mの凸球面に加工した押棒、外径が170mmで抑圧面
が平坦でその外周を厚さ5 m m 、深さ30mmの
ガイドを形成するように加工した押台なそれぞれ作製し
た。又、これに用いる鋳型は実施例1と同じものとした
。
一方、同質の等方性黒鉛材料よりなるパンチ、押棒、押
台の押圧面を平坦にした従来のホットプレス装置を比較
例として、これらを珪素合金の粉体のホットプレスに使
用した。
台の押圧面を平坦にした従来のホットプレス装置を比較
例として、これらを珪素合金の粉体のホットプレスに使
用した。
この結果、実施例3のホットプレス装置では比較例のホ
ウドブレス装置に比べ、約1.8倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
2.2倍に伸ばすことができた。
ウドブレス装置に比べ、約1.8倍のプレス圧力をかけ
ることができ、鋳型、パンチ、押棒、押台とも寿命を約
2.2倍に伸ばすことができた。
(発明の効果)
以上説明したように1本発明に係るホットプレス装置は
パンチ、押棒、押台にかかる押圧荷重が押圧面の球面に
沿って分布するため、その耐圧縮力が増大し、従来の構
造のホットプレス装置にくらべ、1.5倍〜1.8倍の
高圧力をかけることかできる。
パンチ、押棒、押台にかかる押圧荷重が押圧面の球面に
沿って分布するため、その耐圧縮力が増大し、従来の構
造のホットプレス装置にくらべ、1.5倍〜1.8倍の
高圧力をかけることかできる。
又、被焼結物の密度むら、温度分布のむら、鋳型のクラ
ック発生等のトラブルによって起こるパンチの傾きに対
しても球面形状の押圧面の摺動によってベアリングのよ
うな効果を発揮して、受圧面積を確保し、パンチ、押棒
、押台、鋳型などの他に断熱材にも及ぶ壊滅的な破壊を
防止し、従来の構造のホットプレス装置にくらべ寿命を
1.8倍〜2.2倍に伸ばすことができる。
ック発生等のトラブルによって起こるパンチの傾きに対
しても球面形状の押圧面の摺動によってベアリングのよ
うな効果を発揮して、受圧面積を確保し、パンチ、押棒
、押台、鋳型などの他に断熱材にも及ぶ壊滅的な破壊を
防止し、従来の構造のホットプレス装置にくらべ寿命を
1.8倍〜2.2倍に伸ばすことができる。
第1図はホットプレス装置の炉芯部の概略をあられした
部分断面図、第2図〜第17図は本発明に係るホットプ
レス装置のパンチ、押棒、押台の実施例を示す各断面図
、第18図は本発明に係るホットプレス装置のパンチが
傾斜した場合の押棒、押台の位置を説明した断面図、第
19図は従来のホットプレス装置のパンチが傾斜した場
合の押棒、押台の位置を説明した断面図である。 符 号 の 説 明 ■・・・カーボン鋳型、 2・・・発熱体(誘導コイル)、 3・・・断熱材、 4・・・被焼結物、5・・・パンチ
(−上パンチ、下パンチ)、6・・・押棒、7・・・押
台、8・・・ガイド。 以 上 第1図
部分断面図、第2図〜第17図は本発明に係るホットプ
レス装置のパンチ、押棒、押台の実施例を示す各断面図
、第18図は本発明に係るホットプレス装置のパンチが
傾斜した場合の押棒、押台の位置を説明した断面図、第
19図は従来のホットプレス装置のパンチが傾斜した場
合の押棒、押台の位置を説明した断面図である。 符 号 の 説 明 ■・・・カーボン鋳型、 2・・・発熱体(誘導コイル)、 3・・・断熱材、 4・・・被焼結物、5・・・パンチ
(−上パンチ、下パンチ)、6・・・押棒、7・・・押
台、8・・・ガイド。 以 上 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 筒形状の鋳型内に充填された被焼結物の上部および下部
に上パンチおよび下パンチを配置し、これらパンチのい
ずれか一方を押台と押棒によって押圧し、同時に加熱し
て被焼結物を焼結させるホットプレス装置において、 上記パンチと押棒との間の押圧面又は押棒と押台との間
の押圧面の少なくとも1つが球面形状であることを特徴
とするホットプレス装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30476388A JPH02149602A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | ホットプレス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30476388A JPH02149602A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | ホットプレス装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02149602A true JPH02149602A (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=17936936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30476388A Pending JPH02149602A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | ホットプレス装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02149602A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102632238A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-08-15 | 华南师范大学 | 一种烧结模具 |
CN103433486A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-11 | 湖南航天工业总公司 | 一种铝碳化硅基板骨架的制备模具及其制备方法 |
CN103860030A (zh) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 广东福尔电子有限公司 | 一种电饭锅硬磁体的生产方法 |
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-
1988
- 1988-11-30 JP JP30476388A patent/JPH02149602A/ja active Pending
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