JPH04285103A - 粉末の振動充填方法 - Google Patents
粉末の振動充填方法Info
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- JPH04285103A JPH04285103A JP5097891A JP5097891A JPH04285103A JP H04285103 A JPH04285103 A JP H04285103A JP 5097891 A JP5097891 A JP 5097891A JP 5097891 A JP5097891 A JP 5097891A JP H04285103 A JPH04285103 A JP H04285103A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末の振動充填方法に
関するもので、例えば、金型等の大型焼結部材の製造に
おいて、鉄系粉末の充填率を向上し、焼結・溶浸体のピ
ンホールを削減し得る振動充填方法である。 【０００２】 【従来の技術】粉末冶金法の適用により、金型等の大型
焼結部材の製造がなされている。この方法により短期間
に複雑形状部材に製造できることを、本発明者らは特開
平１−１６５７０６号公報に開示した。この方法は、鉄
系粉末を成形型に振動を与えながら充填し、成形型と共
に焼結して大型部材を得る方法で、焼結体の機械的特性
を高めるため、焼結に引き続いて銅系溶浸材を溶浸して
空隙を埋める製造方法であるが、さらに充填密度を高め
、焼結・溶浸体に発生するピンホールの削減が望まれて
いた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に対する要望を解決し、上記ピンホールの発生が少な
い充填密度の高い粉末の振動充填方法を提供しようとす
るものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、粉末の振動充填方法において、粉末を成
形型に無振動充填し、次いで該充填層を、その上面に密
着させた可撓性気密フィルムを介して大気の圧力で押圧
しつつ加振することを特徴とする粉末の振動充填方法を
提供するものである。 【０００５】 【作用】粉末を成形型に無振動充填し、そのままの状態
で加振すると、振動台に固定用治具で十分固定された成
形型と、固定されずに成形型内に積載されているだけの
粉末との間での振動伝達が十分でなく、また、粉末が踊
るため、粒子間の摩擦による振動の振衰が大きく、その
結果、充填密度が十分でなく、充填層下面（成形型と接
している面）に溶浸後ピンホールの発生率が高くなる。 【０００６】本発明は、成形型に無振動充填された粉末
の充填層を、その上面に密着させた可撓性気密フィルム
を介して大気の圧力で押圧することにより、充填層が成
形型に圧着されて振動が十分に伝達され、また、粉末の
踊りが抑制されて充填層の充填密度が向上するものであ
る。充填層を、その上面に密着させた可撓性気密フィル
ムを介して大気の圧力で押圧するには、例えば図１、図
２に示した方法によって行うことができる。 【０００７】図１は本発明の実施例に用いられる装置の
一部断面側面図で、２は成形型、１は成形型内に充填さ
れた粉末による充填層、５は可撓性気密フィルムによる
覆いで上部に排気口７を有し、成形型及び充填層の上面
全体を覆うと共に下端が成形型の側面に粘着テープ６に
より気密に止付けられている。排気口７に真空ポンプ８
を接続して真空ポンプを作動させると、覆いは可撓性か
つ気密なフィルムであるため、充填層上面３に密着する
と共に大気の圧力によって充填層を押圧し、この状態で
加振すると前記作用により充填層の充填密度が向上する
。 【０００８】図２は本発明の他の実施例に用いられる装
置の一部断面側面図で、図１に示した実施例における覆
い５の替りに、可撓性気密フィルムからなり粉末が充填
された成形型２全体を包む袋４を用いたもので、袋４の
作用効果は図１における覆い５と同様である。上記減圧
は大気圧以下の減圧になればよく、前記効果を得るには
通常、７００ｍｍＨｇ以下に減圧すればよいので、排気
装置の能力さえ十分であれば、厳密な気密性は不要であ
る。 【０００９】また、フィルムは柔軟で減圧になった時に
、充填層上面に沿って密着し得る可撓性を有し、強度も
十分成形型と密着し、減圧による破れ等が生じなければ
よく、通常０．１ｍｍ厚さの塩化ビニールシート、０．
５ｍｍ厚さの合成ゴムシート等で、十分である。また、
成形型や排気装置との接合は、粘着性テープでの接合で
十分である。 【００１０】排気装置は通常の油回転式真空ポンプが使
用できるが、もっと簡便には通常のアスピレーター式真
空ポンプ等も使用できる。上記排気減圧工程の後もしく
は同時に、成形型を加振する。振動条件は成形型の形状
、充填粉末量等に応じて適宜選択すればよい。振動の方
法は、電磁振動、機械振動などいかなる方法によっても
よく、振動方向もどの向きでもかまわない。 【００１１】本発明が適用される粉末は特に限定される
ものではなく、鉄系粉末、Ａｌ系粉末等に適用され、鉄
系粉末としてはコスト上は純鉄粉を用いることが好まし
いが合金鋼粉も使用でき、最大粒径が５００μｍで、粒
径が１０μｍ以下の微粉を含有するものが好適に用いら
れ、充填性、焼結性を考慮した各種添加剤の付与も可能
である。 【００１２】成形型は粉末が成形型の形を正しく転写す
る温度まで強度が十分であり、粉末との著しい反応によ
り成形型の形を損わないものであればよく、通常、高温
まで強度を保つことのできるセラミックス型を用いる。 このように振動充填させた粉末充填層と成形型から上述
のフィルムを除去した後、粉末充填層上面に溶浸材を載
せ非酸化性雰囲気中で焼結・溶浸を行う。焼結と溶浸は
１回のヒートサイクルで行っても、焼結と溶浸とを別々
のヒートサイクルで行っても、得られる効果は変わらな
い。 【００１３】 【実施例】〔実施例１〕鉄系粉末として、平均粒径２３
０μｍ（粒度範囲１５０〜５００μｍ）のアトマイズ純
鉄粉３５重量部、平均粒径２９μｍ（粒度範囲１５〜６
３μｍ）のアトマイズ純鉄粉３５重量部、平均粒径４．
８μｍ（粒度範囲１０μｍ以下）のカーボニル鉄粉３０
重量部を混合して粒度構成を調整した鉄粉を用いた。 【００１４】成形型としてセラミックス製モールドを用
い、混合粉末を振動させずに充填した。この充填層と成
形型上面を図１に示すように排気口を有する厚さ０．１
ｍｍの塩化ビニルフィルムの覆いで覆い、覆いの外周部
と成形型とを粘着テープで固定した。この後、排気口よ
り覆いと成形型との間の空間を真空ポンプ（アスピレー
ター式）で６００ｍｍＨｇに排気した。 【００１５】排気した後、この減圧状態を保ちながら成
形型を振動台に固定し、加速度２Ｇで１０分間加振した
。減圧状態を破り、覆いを除去した後、充填層上面に銅
系溶浸材を載せ、窒素ガス雰囲気中、１０１０℃で７０
分間加熱して充填体を焼結させた後、２時間かけて１１
８０℃に昇温し溶浸材を溶かして溶浸を進行させた。 １１８０℃の保持時間は１００分間とし、その後炉冷却
を行った。 【００１６】冷却後、溶浸された焼結体を成形型から取
り出し、成形型の底面と接していた焼結体表面の１００
ｃｍ２ 当たりの５０μｍ以上の大きさのピンホールの
数を測定した。 〔実施例２〕実施例１における覆いに替えて図２に示し
た同じ材料の袋を用い、減圧を油回転式真空ポンプで１
００ｍｍＨｇに減圧した他は実施例１と同様とした。 〔実施例３〕真空ポンプによる減圧と加振とを同時に開
始した他は実施例１と同様とした。 〔実施例４〕真空ポンプによる減圧と加振とを同時に開
始した他は実施例２と同様とした。 〔比較例１〕減圧を行わなかった他は実施例１、３と同
様とした。 〔比較例２〕減圧を行なわかった他は実施例２、４と同
様とした。 【００１７】表１に実施例１、２、３、４及び比較例１
、２の焼結体下面の１００ｃｍ２ 当たりの５０μｍ以
上のピンホール数を示す。いずれの実施例も比較例に比
べピンホール数は１／１０以下と極めて優れた値を示し
た。 【００１８】 【表１】 ─────────────────────────
──────────
５０μｍ以上のピンホール数（個／１００ｃｍ２ ）
実施例１
０．０１
実施例２ ０．０５
実施例３
０．０４
実施例４ ０
．０１
比較例１
２
比較例２
６
─────────────────────────
────────── 【００１９】 【発明の効果】本発明により、充填密度が向上し、表面
にピンホールの極めて少ない大型の粉末冶金材料が低コ
ストで製造できる。
関するもので、例えば、金型等の大型焼結部材の製造に
おいて、鉄系粉末の充填率を向上し、焼結・溶浸体のピ
ンホールを削減し得る振動充填方法である。 【０００２】 【従来の技術】粉末冶金法の適用により、金型等の大型
焼結部材の製造がなされている。この方法により短期間
に複雑形状部材に製造できることを、本発明者らは特開
平１−１６５７０６号公報に開示した。この方法は、鉄
系粉末を成形型に振動を与えながら充填し、成形型と共
に焼結して大型部材を得る方法で、焼結体の機械的特性
を高めるため、焼結に引き続いて銅系溶浸材を溶浸して
空隙を埋める製造方法であるが、さらに充填密度を高め
、焼結・溶浸体に発生するピンホールの削減が望まれて
いた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に対する要望を解決し、上記ピンホールの発生が少な
い充填密度の高い粉末の振動充填方法を提供しようとす
るものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、粉末の振動充填方法において、粉末を成
形型に無振動充填し、次いで該充填層を、その上面に密
着させた可撓性気密フィルムを介して大気の圧力で押圧
しつつ加振することを特徴とする粉末の振動充填方法を
提供するものである。 【０００５】 【作用】粉末を成形型に無振動充填し、そのままの状態
で加振すると、振動台に固定用治具で十分固定された成
形型と、固定されずに成形型内に積載されているだけの
粉末との間での振動伝達が十分でなく、また、粉末が踊
るため、粒子間の摩擦による振動の振衰が大きく、その
結果、充填密度が十分でなく、充填層下面（成形型と接
している面）に溶浸後ピンホールの発生率が高くなる。 【０００６】本発明は、成形型に無振動充填された粉末
の充填層を、その上面に密着させた可撓性気密フィルム
を介して大気の圧力で押圧することにより、充填層が成
形型に圧着されて振動が十分に伝達され、また、粉末の
踊りが抑制されて充填層の充填密度が向上するものであ
る。充填層を、その上面に密着させた可撓性気密フィル
ムを介して大気の圧力で押圧するには、例えば図１、図
２に示した方法によって行うことができる。 【０００７】図１は本発明の実施例に用いられる装置の
一部断面側面図で、２は成形型、１は成形型内に充填さ
れた粉末による充填層、５は可撓性気密フィルムによる
覆いで上部に排気口７を有し、成形型及び充填層の上面
全体を覆うと共に下端が成形型の側面に粘着テープ６に
より気密に止付けられている。排気口７に真空ポンプ８
を接続して真空ポンプを作動させると、覆いは可撓性か
つ気密なフィルムであるため、充填層上面３に密着する
と共に大気の圧力によって充填層を押圧し、この状態で
加振すると前記作用により充填層の充填密度が向上する
。 【０００８】図２は本発明の他の実施例に用いられる装
置の一部断面側面図で、図１に示した実施例における覆
い５の替りに、可撓性気密フィルムからなり粉末が充填
された成形型２全体を包む袋４を用いたもので、袋４の
作用効果は図１における覆い５と同様である。上記減圧
は大気圧以下の減圧になればよく、前記効果を得るには
通常、７００ｍｍＨｇ以下に減圧すればよいので、排気
装置の能力さえ十分であれば、厳密な気密性は不要であ
る。 【０００９】また、フィルムは柔軟で減圧になった時に
、充填層上面に沿って密着し得る可撓性を有し、強度も
十分成形型と密着し、減圧による破れ等が生じなければ
よく、通常０．１ｍｍ厚さの塩化ビニールシート、０．
５ｍｍ厚さの合成ゴムシート等で、十分である。また、
成形型や排気装置との接合は、粘着性テープでの接合で
十分である。 【００１０】排気装置は通常の油回転式真空ポンプが使
用できるが、もっと簡便には通常のアスピレーター式真
空ポンプ等も使用できる。上記排気減圧工程の後もしく
は同時に、成形型を加振する。振動条件は成形型の形状
、充填粉末量等に応じて適宜選択すればよい。振動の方
法は、電磁振動、機械振動などいかなる方法によっても
よく、振動方向もどの向きでもかまわない。 【００１１】本発明が適用される粉末は特に限定される
ものではなく、鉄系粉末、Ａｌ系粉末等に適用され、鉄
系粉末としてはコスト上は純鉄粉を用いることが好まし
いが合金鋼粉も使用でき、最大粒径が５００μｍで、粒
径が１０μｍ以下の微粉を含有するものが好適に用いら
れ、充填性、焼結性を考慮した各種添加剤の付与も可能
である。 【００１２】成形型は粉末が成形型の形を正しく転写す
る温度まで強度が十分であり、粉末との著しい反応によ
り成形型の形を損わないものであればよく、通常、高温
まで強度を保つことのできるセラミックス型を用いる。 このように振動充填させた粉末充填層と成形型から上述
のフィルムを除去した後、粉末充填層上面に溶浸材を載
せ非酸化性雰囲気中で焼結・溶浸を行う。焼結と溶浸は
１回のヒートサイクルで行っても、焼結と溶浸とを別々
のヒートサイクルで行っても、得られる効果は変わらな
い。 【００１３】 【実施例】〔実施例１〕鉄系粉末として、平均粒径２３
０μｍ（粒度範囲１５０〜５００μｍ）のアトマイズ純
鉄粉３５重量部、平均粒径２９μｍ（粒度範囲１５〜６
３μｍ）のアトマイズ純鉄粉３５重量部、平均粒径４．
８μｍ（粒度範囲１０μｍ以下）のカーボニル鉄粉３０
重量部を混合して粒度構成を調整した鉄粉を用いた。 【００１４】成形型としてセラミックス製モールドを用
い、混合粉末を振動させずに充填した。この充填層と成
形型上面を図１に示すように排気口を有する厚さ０．１
ｍｍの塩化ビニルフィルムの覆いで覆い、覆いの外周部
と成形型とを粘着テープで固定した。この後、排気口よ
り覆いと成形型との間の空間を真空ポンプ（アスピレー
ター式）で６００ｍｍＨｇに排気した。 【００１５】排気した後、この減圧状態を保ちながら成
形型を振動台に固定し、加速度２Ｇで１０分間加振した
。減圧状態を破り、覆いを除去した後、充填層上面に銅
系溶浸材を載せ、窒素ガス雰囲気中、１０１０℃で７０
分間加熱して充填体を焼結させた後、２時間かけて１１
８０℃に昇温し溶浸材を溶かして溶浸を進行させた。 １１８０℃の保持時間は１００分間とし、その後炉冷却
を行った。 【００１６】冷却後、溶浸された焼結体を成形型から取
り出し、成形型の底面と接していた焼結体表面の１００
ｃｍ２ 当たりの５０μｍ以上の大きさのピンホールの
数を測定した。 〔実施例２〕実施例１における覆いに替えて図２に示し
た同じ材料の袋を用い、減圧を油回転式真空ポンプで１
００ｍｍＨｇに減圧した他は実施例１と同様とした。 〔実施例３〕真空ポンプによる減圧と加振とを同時に開
始した他は実施例１と同様とした。 〔実施例４〕真空ポンプによる減圧と加振とを同時に開
始した他は実施例２と同様とした。 〔比較例１〕減圧を行わなかった他は実施例１、３と同
様とした。 〔比較例２〕減圧を行なわかった他は実施例２、４と同
様とした。 【００１７】表１に実施例１、２、３、４及び比較例１
、２の焼結体下面の１００ｃｍ２ 当たりの５０μｍ以
上のピンホール数を示す。いずれの実施例も比較例に比
べピンホール数は１／１０以下と極めて優れた値を示し
た。 【００１８】 【表１】 ─────────────────────────
──────────
５０μｍ以上のピンホール数（個／１００ｃｍ２ ）
実施例１
０．０１
実施例２ ０．０５
実施例３
０．０４
実施例４ ０
．０１
比較例１
２
比較例２
６
─────────────────────────
────────── 【００１９】 【発明の効果】本発明により、充填密度が向上し、表面
にピンホールの極めて少ない大型の粉末冶金材料が低コ
ストで製造できる。
【図１】本発明の実施に用いられる装置の一部断面側面
図である。
図である。
【図２】本発明の実施に用いられる他の装置の一部断面
側面図である。
側面図である。
１ 充填層
２ 成形型
３ 充填層上面
４ 袋
５ 覆い
６ 粘着テープ
７ 排気口
８ 真空ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 粉末の振動充填方法において、粉末を
成形型に無振動充填し、次いで該充填層を、その上面に
密着させた可撓性気密フィルムを介して大気の圧力で押
圧しつつ加振することを特徴とする粉末の振動充填方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5097891A JPH04285103A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 粉末の振動充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5097891A JPH04285103A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 粉末の振動充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285103A true JPH04285103A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12873901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5097891A Pending JPH04285103A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 粉末の振動充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285103A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008063954A1 (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | New Jersey Institute Of Technology | Mixing and packing of particles |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP5097891A patent/JPH04285103A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008063954A1 (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | New Jersey Institute Of Technology | Mixing and packing of particles |
| US7806150B2 (en) * | 2006-11-13 | 2010-10-05 | New Jersey Institute Of Technology | Mixing and packing of particles |
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