JPH04157102A - 粉末成形用金型 - 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、主として金属やセラミックスの粉末成形体の
製造工程において用いられる粉末成形用金型の改良に関
するものである。

［従来技術］ 従来、主として金属の粉末冶金分野やセラミックスの分
野において、試験研究用のペレットを成形する製造装置
として、また、生産用に一定形状の成形体を数多く成形
する製造装置として、粉末成形用金型が使用されている
。

この粉末成形用金型を用いた成形技術においては、第２
図に示されるように、プレス装置のダイスベースＡに装
着されたダイスＢと、その内側面Ｃに沿って下方に装着
された下パンチＤとによってキャビティＥが形成される
。このキャビティＥには、作業者の手あるいはホッパー
によって金属やセラミックスなどの成形用粉末Ｆが充填
される。

一般にこの成形用粉末Ｆは、予め金属やセラミックスの
粉末に結合剤、可塑剤などと均一混合されているものを
使用する。前記キャビティＥに充填された前記成形用粉
末Ｆは、前記ダイスＢの上面に沿ってブレードなどで充
填上面が整えられる。

その後、前記プレス装置における前記下パンチＤの上方
に装着された上パンチＧを下方に駆動し、上パンチＧが
前記ダイスＢ上面に到達した後、前記キャビティＥに充
填されている前記成形用粉末Ｆをダイス内側面Ｃに沿っ
て上パン千Ｇ及び下パンチＤで所定のプレス圧力にて加
圧成形するものである。この様にして成形された成形体
は、例えばその後、脱脂炉なとにより結合剤、可塑剤な
どを除去した後、焼成することにより金属粉末冶金焼結
体やセラミックス焼結体などとなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、以上のような製造工程にて成形された成
形体には品質面などで次のような課題が残存していた。

すなわち、成形用粉末ＦがキャビティＥに充填される際
にその粉末の性状や充填速度、ホ・ソバ−の形状などに
よって、成形用粉末Ｆの詰まり方にかなりのばらつきが
生じ、それがそのまま成形体やその後の焼結体における
変形や寸法及び密度などの不均一につながっていた。。

また、複合組成の粉末などを成形する場合、特にファイ
バー状のフィラー材を含有する成形用粉末Ｆでは、成形
用粉末Ｆか不均一で異方的になりやすく、そのためにキ
ャビティＥへ充填される際に部分的に大きく粗密を生ず
ることとなり、成形不可能となる場合が多かった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、金属やセラミックスの成形用粉末をキャビテ
ィ内に均一に、より緻密に充填し、成形体、ひいてはそ
の後の焼結体の品質、歩留まりの改善が図れる粉末成形
用金型を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の粉末成形用金型は
、ダイスに、そのダイス全体に超音波微振動を付与する
超音波加振装置を装着している。

尚、前記超音波加振装置は前記ダイスの内側面近傍部に
埋設されていてもよい。

［作用コ 前記の構成を有する本発明の粉末成形用金型によれば、
金属やセラミックスの成形用粉末をキャビティ内に充填
する際に、超音波加振装置によりダイス全体に超音波微
振動が与えられる。その振動か充填される成形用粉末に
伝えられることにより、充填の均一化、緻密化が促進さ
れ、その後の上パンチ及び下パンチによる所定の圧力で
の加圧成形によって得られる成形体の品質が改善される
。

また、ファイバー状のフィラー材などを含有する複合組
成の粉末であっても、加えられる微振動によって、不均
一で異方的になりやすい成形用粉末をキャビティ内に均
一に、より緻密に充填でき、成形性を大幅に改善するこ
とかできる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を、図面を参照して
説明する。

第１図は本発明の実施例にかかる粉末成形用金型を示す
ものである。

金属やセラミックスなどの粉末を加圧成形するプレス装
置のダイスベース１に、ダイス２が固定されている。ダ
イス２は、その底部２Ａ及び内側面２Ｂ近傍部に超音波
加振装置３を備えている。

下パンチ４は、ダイス２の内側面２Ｂに沿ってダイス２
に対して図面上下方向に移動可能に装着されており、そ
の下バンチ４とダイス２によってキャビティ５が形成さ
れる。キャビティ５には粉末成形体の製造工程において
は、所定の組成に調整、造粒された金属やセラミックス
なとの成形用粉末６が充填される。下バンチ４の上方に
は、キャビティ５に充填された成形用粉末６を挟んで、
上バンチ７が装着されている。その上バンチ７は、下バ
ンチ４と同様に、ダイス２の内側面２Ｂに沿ってダイス
２に対して図面上下方向に移動可能である。

この様な構造の粉末成形用金型において粉末成形体の成
形作業をする際には、作業者はまずキャビティ５の容量
が所定量になるように下パンチ４の位置を調整する。そ
の後、手あるいはホッパーによって金属やセラミックス
などの成形用粉末６が充填される。この成形用粉末６は
、予め金属やセラミックスの粉末に対し結合剤、可塑剤
などを均一混合したものを使用する。充填の際、ダイス
２の底部２Ａ及び内側面２Ｂ近傍部に装着された超音波
加振装置３の周波数、振幅などの条件を適宜調節するこ
とによって、ダイス２全体を微振動させる。超音波の振
動は、超音波モーターの例をみるように、その周波数、
振幅などの条件によっては物体を容易に移動させる駆動
力を発生し得るものである。このダイス２の振動に伴い
、成形用粉末６はダイス２の微振動をそのまま受けて、
キャビティ５の中に均一に、より緻密に充填することが
できる。キャビティ５に充填された成形用粉末６は、ダ
イス２の上面に沿ってブレードなどによって充填上面を
整えられる。その後、プレス装置における下バンチ４の
上方に装着された上バンチ７を下方に駆動し、上バンチ
７かダイス２上面に到達した後、キャビティ５に充填さ
れている成形用粉末６を、ダイス２の内側面２Ｂに沿っ
て上パンチ７及び下バンチ４で所定のプレス圧力にて加
圧成形する。さらにはこの加圧作業の際、超音波加振装
置３によりダイス２を微振動させ、それに合わせて上パ
ンチ７及び下パンチ４の駆動速度（加圧速度）を調整す
ることによって、成形用粉末６の粉体移動を助け、ダイ
ス２の内側面２Ｂと成形用粉末６との接触抵抗によって
発生しやすい成形体内の部分的な粗密を、大幅に減らす
ことも可能である。こうして得られた成形体は、寸法、
密度のばらつきか少なく、品質の安定したものとなり、
例えば脱脂、焼成なとのその後の工程においても、歩留
まりを極端に上げられることかわかっている。

また、特にファイバー状のフィラー材などを含有し、造
粒された成形用粉末６か不均一で異方的になりやすい複
合組成の粉末においても、本発明の粉末成形用金型を用
いれば、均一でばらつきの少ない成形体を得ることが可
能となる。

尚、超音波加振装置３は、ダイス２に対していずれの位
置にあっても、ダイス２の超音波微振動を通して、充填
される成形用粉末６に微振動を与え得るか、効率上、ダ
イス２の内側面２Ｂ近傍部に装着するのが好ましく、よ
り低い駆動電圧で短時間に、均一で緻密な充填をするこ
とか可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、粉末成形用金型を用いた金属やセラミックスなどの成
形用粉末の成形工程において、成形用粉末は超音波加振
装置から超音波振動をうけてキャビティに充填されるの
で、キャビティ内に部分的な粗密の差がなく均一に、よ
り緻密に充填され得る。

また、その後の加圧成形においても、超音波振動によっ
て成形用粉末が粉体移動しやすくなり、得られる成形体
は寸法、密度のばらつきが少なく、品質の安定したもの
となり、さらにその後の脱脂、焼成などの工程において
も、歩留まりを極端に上げることが可能となる。

さらに、成形用粉末に伝わる超音波微振動は、含有され
るファイバー状のフィラー材などによって、造粒された
成形用粉末が不均一で異方的なものであっても、キャビ
ティ内に均一に、より緻密に充填させ、ばらつきの少な
い成形体の成形を可能とするので、従来の粉末成形用金
型と違って、金属やセラミックスなどの複合組成の粉末
の成形にも好適である。

また、超音波加振装置はダイスの内側面近傍部に装着す
ることによって、より低い駆動電圧でより短時間に、均
一で緻密な充填をすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化した実施例にかかる粉末成形
用金型を示す断面図、第２図は、従来の一般的な粉末成
形用金型の断面図である。 ２・・・ダイス　　２Ｂ・・、・ダイス内側面３・・・
超音波加振装置　　４・・・下バンチ５・・・キャビテ
ィ　　６・・・成形用粉末７・・・上パンチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイス及び上パンチ、下パンチで形成されたキャビ
   ティ部に金属やセラミックスなどの成形用粉末を充填し
   、前記上パンチ及び下パンチにて加圧成形する粉末成形
   用金型において、 前記ダイスに超音波加振装置を装着したことを特徴とす
   る粉末成形用金型。 ２、前記超音波加振装置は、前記ダイスの内側面近傍部
   に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の粉
   末成形用金型。