JPH0353008A

JPH0353008A - 押出加工方法

Info

Publication number: JPH0353008A
Application number: JP19021589A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Isaki; 伊崎　博; Takashi Tamura; 孝志田村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-07

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、軟質金属粉末の経済性に優れた押出加工方法
に関する。

（従来の技術）ｆ＃質金属、たとえば、Ｍ，　Ｍｇ，　Ｎｉ，　Ｃｕ，
　Ｐｂおよびそれらの合金材から成る粉末の好適な押出
加工方法として下記の方法がある。すなわち、まず、前
記粉末を常温でいったん圧縮成形して、真比重の約７５
％程度の嵩比重を有する圧縮戒形体を製作する。次に、
前記圧縮成形体を押出温度に加熱、均熱した後、押出し
、前記粉末表面に形成されていた金属酸化物被膜および
金属基地中の晶出物や析出物を分断すると共に基地同士
が拡散接合された押出材を得る方法である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記押出加工方法では、圧縮成形体を或形する
ために、押出装置とは別に、粉末の圧縮或形装置を必要
とするうえ、押出装置のシリンダーストロークを、圧縮
或形体を装入する分だけ長くしなければならず、設備上
の制約が多い。また、圧縮或形体の成形や押出温度への
加熱、均熱に時間を要し、生産性の低下を余儀なくされ
るうえ、粉末表面に付着した水分や金属粉末粒子中のＨ
！を除去することが困難で、ブリスター（押出材表面に
生じるふくれ）による不良が発生し易いという問題があ
る。因みに、従来、押出コンテナに粉末を装入し、これ
を圧縮威形装置によって得られた圧縮戊形体（重１５ｋ
ｇ）をコンテナに設けた加熱装置により２０゜Ｃから４
５０゜Ｃに加熱、均熱するのに約１２０分要していた。

また、プリスターによる不良率は５〜１０％であった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、設備上
の制約が少なく、生産性が良好で、しかも、ブリスター
の発生が可及的に抑止される軟質金属粉末の押出加工方
法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためになされた本発明は、軟質金属
粉末４を加振装置を備えたコンテナ１に加振しつつ装入
し、均一に加熱した状態で押出し、前記軟質金属粉末表
面に形成されていた金属酸化物被膜および金属基地中の
晶出物や析出物を分断すると共に基地同士を拡散接合す
ることを発明の構成とするものである。

（作　用）本発明では、圧縮成形体を戒形しないので、粉末の圧縮
威形装置や圧縮或形工程を必要としない。

また、押出装置の圧縮威形体装入のためのシリンダース
トロークも不要であり、このストロークの分だけコンテ
ナを大きくして、コンテナ容量を増大することができる
。

また、コンテナに加振装置を備えており、コンテナを加
振しつつ金属粉末を装入するので、コンテナ内に装入さ
れた粉末の充てん密度を向上することができる。このた
め、上記のコンテナの容量の増大と相俟って、コンテナ
内に装入する粉末量を増加させることができるので、１
回の押出加工によって得られる押出材の量を増大するこ
とができる。

（実施例）まず、本発明に使用する軟質金属粉末について説明する
。前記粉末は、既述の通り、たとえば、”＋　Ｍｇ＋　
Ｎｔ，　Ｃｕ＋　Ｐｂ＋およびそれらの合金材から威る
粉末である。これらの粉末は、水アトマイズ法、ガスア
トマイズ法など溶湯から直接製造された急冷凝固粉末や
、ボールミル、ハンマミルなどの粉砕機によってビレッ
ト等から粉砕して製造された粉末など適宜の方法で製造
された粉末である。

これらの粉末の表面には、通常、製造の際に金属酸物が
形成され易く、粉末表面に酸化物被膜を形成する。この
ため、従来、基地の拡散接合をするために、押出加工前
に予めＨＩＰ処理が必要と考えられていた。

本発明を実施するには、まず、上記軟質金属粉末を適宜
の均熱炉によって押出温度に加熱し、均熱する。粉末の
状態のまま直接加熱するので、熱伝達が良好であり、均
熱に要する時間の短縮を図ることができる。また、粉末
表面に付着した水分やＨ２も容易に粉末粒子間から外部
へ排除される．このため、ブリスターの発生も可及的に
抑制される。

次に、均熱炉によって予め加熱、均熱された粉末を、加
振装置が備えられたコンテナに、加振しつつ装入する。

この際、振動の振幅、振動数および振動時間などの振動
条件は、振動によって粉末粒子が運動し、最密充てん構
造を形成して、最高密度を有するよう、粉末の粒度分布
や粒子形状によって適宜選択する。

尚、粉末装入の際に、押出コンテナを予め押出温度に予
熱しておくことによって、粉末の温度低下を防止するこ
とができる。また、粉末を常温で加振しつつコンテナに
装入し、コンテナに備えられた加熱装置によって加熱、
均熱してもよい。

均熱すべき押出温度は、粉末により異なり、基地の拡散
接合が十分に行なわれ、健全な組織を有する押出材が得
られる適宜の温度範囲とされる。

押出温度が前記温度範囲より低い場合には、粉末の変形
抵抗が大きく押出荷重が過大となり、また酸化物被膜の
分断破壊後の基地の拡散接合が不十分となり易い。一方
、押出温度が高い場合には、析出物の核の発生、成長が
促進され、粗大析出物が生成し易く、強度の低下を招来
する。因みに、ＡＩを主成分とした急冷凝固粉末の場合
は、通常、３００〜４８０’Ｃとされる。

第１図は、上記の押出温度に加熱、均熱した軟質金属粉
末を、加振装Ｗ（図示省略）を備えたコンテナに、加振
しつつ装入した状態を示している。

前記コンテナ１は、ベースプレート２に固定されたシー
ルブロック３によって下端側が閉塞されている。一方、
コンテナｌに加振しつつ装入された金属粉末４の上端に
は、押出成形用のダイス５が装入されている。このダイ
スの上方には、ダイスに押圧をかけるためのダイステム
６が備えられており、ダイステム６の軸心には、押出材
が通過するための通孔７が開設されている。

既述の通り、本発明では、圧縮成形体を用いず、粉末を
そのままコンテナに装入するので、コンテナ１上端とダ
イステム６との隙間ｈ，は粉末およびダイス５が装入で
きる程度でよい。そして、従来圧縮戒形体を装入するた
めに必要であったシリンダーストロークの分だけ、コン
テナ１が上方に延長されて、容量が増大されている。コ
ンテナ１の延長に伴い、コンテナ内の装入粉末４の高さ
ｈ２も高くなり、装入粉末量が増大されている。

第１図において、ダイス５に対してダイステム６によっ
て押圧を作用させ、コンテナ内の所定温度に均熱した軟
質金属粉末４を圧縮すると共に、所定の押出比で前記ダ
イス５のダイス孔より押出す。軟質金属粉末４は、押出
加工により、強いせん断作用を受け、粉末の外表面に形
成されている金属酸化物被膜が分断破壊され、また金属
基地中の晶出物や析出物も細粒状に分断され、これが基
地中に均一に分散され、高強度化が図られる。そして、
基地の拡散接合による一体化が容易に行なわれる。

ここで、押出比は、軟質金属粉末によって異なり、粉末
表面の酸化物被膜や、金属基地中の晶出物や析出物を、
分断するに十分なせん断作用を得ることができる押出比
を適宜選択する。尚、押出比の上限は、押出荷重が過大
となり、工業的生産が困難となる押出比までとする。因
みに、Ｍを主成分とした急冷凝固粉末の場合には、押出
比を５〜３０とする。

尚、押出方法は上述の逆押出だけでなく、前記ベースプ
レート２に、前記シールブロック３に替えて押出ダイス
を固定して、コンテナ内の粉末を、中実ダイステムによ
ってコンテナ下方に向けて押し出す、正押出によっても
よいことはもちろんである。尚、正押出の場合、金属粉
末装入の前に、ダイス孔を軟質金属の薄板で覆っておけ
ばよい。

そして、押出しの際には前記薄板を塑性変形させると共
に粉末を押出せばよい。

以上のようにして得られた押出材は、適宜、鍛造加工・
切削加工等により目的とする製品形状に加工される。

本発明の押出加工方法は、軟質金属粉末として、たとえ
ば、ＡＩを主或分とした急冷凝固粉末を用いた場合、Ａ
Ｉ粉末冶金材料によって製造される構造部品、たとえば
、ピストン、ピストンリング・シリンダライナ、ピスト
ンピン、コンロッド、カム軸、バルブリテーナ、ＶＴＲ
用シリンダ、オイルポンプブンシュ等のＭ合金素材の製
造方法として適用される。尚、製品形状によって、押出
段階で円筒状あるいは角柱状などに押し出すこともでき
る。

次に具体的実施例について述べる。

■　６０６１材質のＡＩ系急冷凝固粉末を４５０゜Ｃに
加熱、均熱した粉末を加振しつつ内径１２８ｍｍφのコ
ンテナに装入した。このときコンテナの加振時間は、粉
末の装入も含めて３０秒であった。装入された粉末の高
さ、充てん密度、重量を第１表に示した。また、従来例
として、上記と同一の粉末から従来の方法で圧ｌｉｆｔ
２形体を製作し、この戒形体の各値も併せて示した。

第１表 ■　第１表に示した粉末から、押出比１８で、３０ｍｍ
φＸ４５００ｍｎｆの丸棒材を押出した。

■　■で得た押出材には、ブリスターの発生は皆無であ
った。また、従来例の圧縮或形体を押出加工して得た押
出材と、機械的性質に差は認められなかった。

従って、１回の押出加工によって得られる押出材の量が
、従来に比べて２５％増大した。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の押出加工方法は、軟質金属
粉末を粉末状態のまま押出加工するので、圧縮成形装置
や圧縮戒形体の装入のためのシリンダーストロークは不
要であり、設備上の制約が少なくて済む。また、上記シ
リンダーストロークの分だけコンテナ容量を大きくする
ことができる。

一方、圧縮成形加工工程が不要であるうえ、粉末のまま
で押出温度に加熱、均熱するので、熱伝達に優れ、均熱
に要する時間が短時間で済み、生産性に優れる。また、
粉末表面に付着した水分や、籾末粒子中に含まれるＨ２
も速やかに排出される。

このため、均熱後の粉末を押出すことにより、ブリスタ
ーが発生することなく、組織微細な押出材が容易に得ら
れる。

さらに、上記コンテナの大容量化と共に、金属粉末をコ
ンテナに加振しつつ装入するので、装入粉末の充てん密
度が向上する。このため、１回の押出加工で得られる押
出材の量を増大することができるので、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る加振装置を備えたコンテ
ナに軟質金属粉末を装入した状態を示す断面図である。１・・・コンテナ、２・・・ベースプレート、３・・・
シールブロック、４・・・軟質金属粉末、５・・・ダイ
ス、６・・・ダイステム、７・・・通孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軟質金属粉末（４）を加振装置を備えたコンテナ
（１）に加振しつつ装入し、均一に加熱した状態で押出
し、前記軟質金属粉末表面に形成されていた金属酸化物
被膜および金属基地中の晶出物や析出物を分断すると共
に基地同士を拡散接合することを特徴とする押出加工方
法。