JPH0515761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミツク粉末、あるいは金属・非金
属粉末から形状が複雑な焼結用原形体を成形する
のに好適な方法に関する。

（従来の技術） 近年、セラミツク粉末あるいは金属・非金属粉
末を原料として焼結用原形体を成形する場合に、
静水圧加圧法が広く採用されるようになつてい
る。この方法はパスカルの原理（液体による圧力
伝達の等方性）を粉末成形に応用したものであ
り、粉末原料をゴムのような可撓性のある袋に密
封して液圧を加えるものである。これによつて袋
の全周囲に液圧に等しい圧力が加わり、内部の粉
末原料は均一密度に圧縮成形される。

このようにして成形された原形体を焼結すると
収縮率が均一になり、歪みのない製品が得られる
ものである（Ｒ＆Ｄ神戸製鋼技報、VoL.25、No.
１（1980）、P.53）。

ところで上記静水圧加圧法は、具体的な実施段
階において二つの方法に大別される。一つは粉末
原料を厚肉で保形性のあるゴム型に充填・密封し
て液圧を加える方法であり、他の一つは粉末原料
を薄肉で保形性のないゴム袋に充填・密封すると
共に該ゴム袋を剛性のあるケース中に入れ、該ケ
ースにより保形した状態で液圧を加える方法であ
る（例えば特開昭61−202799号公報）。

しかし前者の場合、加圧時にゴム型が原形体の
凹部中に押込まれ、ゴム型の強度が原形体のそれ
よりも大きいと、加圧解除時にゴム型が元の形状
に戻ろうとする弾性力のために原形体が型崩れす
る現象が生じる。また後者の方法では、あまり複
雑な形状の原形体は成形できない。このような理
由から、複雑な形状の焼結用原形体を静水圧加圧
法で成形することは困難であつた。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであり、複雑形状の焼結用原形体を型崩れする
ことなく、かつ均一密度に圧縮成形可能な方法を
提供せんとするものである。

（発明の構成） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

第１図は粉末原料を充填・密封するための合わ
せ型１６ａ，１６ｂを造型する装置の断面図を示
し、図において１は床面上に設置された振動装置
であり、該振動装置１はバネ部材２に支持された
振動テーブル３の該振動テーブル３の下面の装着
された発振器４から成つている。５は前記振動テ
ーブル３上に固定載置された木などから成る原形
部材であり、該原形部材５の上面には成形面６が
形成されていると共に該成形面６の一側部には粉
末原料供給口用突条７が形成されている。更に前
記原形部材５内には中空室８が形成されていると
共に、前記成形面６には該中空室８に連通する複
数の通気孔９が穿設され、該中空室８の一端部に
は外部に通じる連通孔１１が設けられている。該
連通孔１１は導管１２及び開閉バルブ１３を介し
て図示しない吸引装置に連通接続している。１４
ａは上下に開口を備え、前記原形部材５上に切離
し可能に載置された長方形状の造型枠体で、該造
型枠体１４ａの外周部には電磁石１５ａが装着さ
れている。

第２図は粉末原料を圧縮成形する装置の断面図
を示し、図において１４は粉末原料を充填・密封
するための合わせ型１６ａ，１６ｂの一方を保持
した造型枠体であり、１４ｂは該合わせ型１６
ａ，１６ｂの他方を保持した造型枠体であり、該
両造型枠体１４ａ，１４ｂは保持している型１６
ａ，１６ｂの合わせ面側開口を互いに当接させる
と共に粉末原料供給口１９側を上にして基台２１
上に載置されている。２２，２３は前記両造型枠
体１４ａ，１４ｂの各々の背面側開口を介して該
両造型枠体１４ａ，１４ｂ内に外方から摺動して
嵌入可能にされた加圧部材である。

２４は前記造型枠体１４ａ，１４ｂの上面に載
置された粉末原料供給装置であり、該装置２４
は、所定の〓間を設けて上下に対向配設された上
部フレーム２５及び下部フレーム２６、該〓間内
を左右方向に摺動可能にされたスライドゲート２
７、その基端が前記下部フレーム２６の中央部に
穿設された貫通孔２８に連通接続すると共にその
先端が前記合わせ型１６ａ，１６ｂにおける粉末
原料供給口１９に挿入される供給筒２９、前記上
部フレーム２５上に配設されその下端開口が該上
部フレーム２５に穿設された貫通孔３１に連通接
続するホツパ３２とから構成されている。なお前
記スライドケース２７内には前記合わせ型１６
ａ，１６ｂのキヤビテイ３３容積とほぼ等しい容
積の漏斗状の空間部３４が設けられており、該空
間部３４の下端開口が前記下部フレーム２６の貫
通孔２８と連通した時、該空間部３４の上端開口
と上部フレーム２５の貫通孔３１との連通が遮断
され、逆に該空間部３４の上端開口と上部フレー
ム２５の貫通孔３１とが連通した時、該空間部３
４の下端開口と下部フレーム２６の貫通孔２８と
の連通が遮断されるように設計されている。

（作用） 上記のように構成された装置によつて焼結用原
形体を成形する一連の工程を説明する。まず第１
図に示すように、振動テーブル３上に載置された
原形部材５の成形面６に膜状の非通気性遮蔽部材
３５を適宜の手段により加熱しつつ添装する。そ
して図示しない吸引装置を作動させると共に開閉
バルブ１３を開いて導管１２、連通孔１１、中空
室８及び各通気孔９を介して原形部材５の成形面
６側の空気を吸引しながら該成形面６に設けた遮
蔽部材３５を原形部材５の成形面６に沿つて吸引
密着し、遮蔽部材３５を原形部材５の成形面６及
び該成形面６に設けた粉末原料供給口用突条７と
同形状に成形する。

ついで、遮蔽部材３５の表面に磁性体の骨材を
含んだ塗型剤を塗布して磁性塗型層３６を形成す
る。そして原形部材５の遮蔽部材３５を有する成
形面６側に造型枠体１４ａを載置し、そして該造
型枠体１４ａ内に、上方から球状で流動性に富む
強磁性体粒子から成る充填材３７ａを充填し、発
振器４を作動させて振動テーブル３、原形部材５
及び造型枠体１４ａを一体的に振動させ、充填材
３７を固く充填する。

ついで造型枠体１４ａの電磁石１５ａに通電
し、該枠体１４ａ内の充填材３７を磁力により固
化させると共に、前記遮蔽部材３５をその上面に
塗布・形成した磁性塗型層３６を磁力により充填
材３７に吸着させるこれによつて該充填材３７側
に吸いつけ、これによつて充填材３７、塗型層３
６及び遮蔽部材３５にて原形部材５の成形面６と
同形状の造型面３８を形成する。

そして、前記吸引装置の作動を呈すると共に開
閉バルブ１３を閉じ、導管１２、連通孔１１、中
空室８及び各通気孔９を介して原形部材５の成形
面６側を大気に連通させた状態で原形部材５を造
型枠体１４ａから取外すと、前記造型面３８は造
型枠体１４ａ側に保持された状態で原形部材５の
成形面６より離型され、これにより合わせ型１６
ａ，１６ｂの一方を得る。そして該型１６ａを同
様にして造型された合わせ型１６ａ，１６ｂの他
の一方と造型枠体１４ａ，１４ｂを介して上下に
型合わせして、被成形体と同形状のキヤビテイ３
３及びその一端が該キヤビテイ３３に開口すると
共にその他端が造型枠体１４ａ，１４ｂの外壁に
開口する粉末原料供給口１９を形成する。そして
該合わせされた造型枠体１４ａ，１４ｂを90度回
転させ、前記粉末原料供給口１９を上にした状態
で基台２１上に載置する（第２図参照）。

しかる後、前記造型枠体１４ａ，１４ｂの上面
に粉末原料供給装置２４を載置すると共にその供
給筒２９を前記粉末原料供給口１９内へ挿入す
る。そしてホツパ３２より上部フレーム２５の貫
通孔３１を介してスライドゲート２７の空間部３
４内へ粉末原料を供給した上、スライドゲート２
７を移動して該空間部３４の下端開口を下部フレ
ーム２６の貫通孔２８と連通させ、以て前記合わ
せ型１６ａ，１６ｂ内に画成されたキヤビテイ３
３内へ粉末原料を充填し、これと同時に基台２１
に装着した振動装置（図示せず）を作動させて造
型枠体１４ａ，１４ｂを振動させ、以て前記粉末
原料を固く充填する。ついで前記スライドケース
２７を移動して前記空間部３４の上端開口と上部
フレーム２５の貫通孔３１とを連通させると、該
空間部３４の下端開口と下部フレーム２６の貫通
孔２８との連通が遮断されると共に、前記ホツパ
３２より該空間部３４内に必要量の粉末原料が供
給される。

しかる後、前記両造型枠体１４ａ，１４ｂの
各々の背面開口部に外方から加圧部材２２，２３
をあてがつた上、該造型枠体１４ａ，１４ｂの電
磁石１５ａ，１５への通電を切ると、該枠体１４
ａ，１４ｂ内の型１６ａ，１６ｂが充填材３７
に、すなわち固化状態から流動状態へと変化す
る。

このような状態で前記加圧部材２２，２３を前
記造型枠体１４ａ，１４ｂの各々の背面開口部か
ら内方へ向けて所定の圧力で摺動嵌入させると、
内部の充填材３７はあたかも静水圧加圧法におけ
る液体の如く流動し、その結果、合わせ型１６
ａ，１６ｂのキヤビテイ３３内に充填されていた
粉末原料の全周囲に等しい圧力が加わり、該粉末
原料は２点鎖線で図示するように、均一密度に圧
縮成形される。

加圧成形終了後、前記加圧部材２２，２３を後
退させて造型枠体１４ａ，１４ｂから抜き出す
と、内部の充填材３７が直ちに崩壊するから、粉
末原料の成形体を容易に取出すことができる。

以上の諸工程を１サイクルとして以後同じサイ
クルがくり返され、これによつて同一形状の焼結
用原形体が連続して成形されるものである。

なお、実施例で原形部材５の成形面６に添装す
る遮蔽部材３５としては、エチレン酢酸ビニール
共重合体樹脂、ポリエチレン、塩化ビニール、ポ
リプロピレン、ポリビニールアルコール等の熱可
塑性フイルムを使用した。また前記遮蔽部材３５
の表面に塗布する塗型剤としては、カーボニル鉄
粉、フエノール粉末、ポリビニールブチラール及
びエタノールから成るスラリーを用いた。また造
型枠体１４ａ内に充填する球状の強磁性体粒子と
しては、溶融金属をアトマイズ法（噴霧法）によ
り粉末化したもので、シヨツトブラストの投射材
として使用されている粒径100〜200μのもの（新
東ブレーター製、マイクロシヨツト）を用いた。
また合わせ型１６ａ，１６ｂのキヤビテイ３３内
へ充填する粉末原料としては、セラミツク粉末
（昭和軽金属製、AL−160SG）100部、ワツクス
エマルジヨンバインダー（有機固形分として）
4.5倍及び水25部を配合して成るスラリーをスプ
レードライヤーで造粒したものを使用した。

上記の実施例において、粉末原料を合わせ型１
６ａ，１６ｂのキヤビテイ３３内へ振動充填した
時の該粉末原料の密度は0.9ｇ／cm³、また該粉末
原料を造型枠体１４ａ，１４ｂ内で面圧1000Kg／
cm²で加圧成形して得た原形体の密度は2.0ｇ／cm³、
更に該原形体を1600℃で焼成して得た焼結体の密
度は3.90ｇ／cm³（真密度3.93ｇ／cm³）であり、歪
みは発生しなかつた。

なお実施例では造型枠体への充填材としてマイ
クロシヨツトを使用したが、流動性がありかつ耐
圧性を備えた強磁性体粒子であれば何でもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は原形
部材の成形面に非通気性の遮蔽部材を密着し、該
遮蔽部材の表面に磁性塗型層を形成し、該遮蔽部
材の前記原形部材に遂して反対側に造型枠体の載
置し、該造型枠体内に球状で流動性に富む強磁性
体粒子から成る充填材を充填し、該充填材を磁力
により固化すると共に前記遮蔽部材を該充填材側
に吸着し、ついで前記原形部材を遮蔽部材から離
型して造型面を有する型を造型し、該型を同様に
して造型したもう一つの型と造型枠体を介して型
合わせしてキヤビテイを画成し、該キヤビテイ内
に焼結用粉末原料を充填し、しかる後、前記造型
枠体内の磁力を解除すると共に該枠体内に背面側
から圧力を加え、以に焼結用原形体を圧縮成形す
るものである。

このような本発明によれば、複雑な形状の原形
体でも容易に成形できる。また粉末原料が充填さ
れた型に圧力を加える直前に磁力を解除して該型
を構成する充填材を流動状態とし、該充填材を静
水圧加圧法における液体と同様の加圧媒体として
使用するため、造型枠体内の粉末原料に対してそ
の全周囲に等しい圧力が加わり、その結果該粉末
原料は均一密度の原形体に圧縮成形される。更に
加圧解除時、造型枠体内の充填材は流動状態にさ
れているため直ちに崩壊し、従つて加圧時に原形
体の凹部に押込まれた充填材によつて原形体が破
損される恐れもない。

以上のような理由から、本発明によれば、複雑
形状の焼結用原形体を形崩れすることなく、かつ
均一密度に圧縮成形することができる。なお本発
明は金属・非金属粉末を加圧成形する場合にも有
効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は粉末
原料を充填・密封するための型を造型するの断面
図、第２図は粉末原料を圧縮成形する装置の断面
図である。 ５：原形部材、６：成形面、１４ａ，１４ｂ：
造型枠体、１５ａ，１５ｂ：電磁石、１６ａ，１
６ｂ：合わせ型、２２，２３：加圧部材、２４：
粉末原料供給装置、３３：キヤビテイ、３５：遮
蔽部材、３６：磁性塗型層、３７：充填材、３
８：造型面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原形部材５の成形面６に非通気性の遮蔽部材
   ３５を密着し、該遮蔽部材３５の表面に磁性塗型
   層３６を形成し、該遮蔽部材３５の前記原形部材
   ５に対して反対側に造型枠体１４ａを載置し、該
   造型枠体１４ａ内に球状で流動性に富む強磁性体
   粒子から成る充填材３７を充填し、該充填材３７
   を磁力により固化すると共に前記遮蔽部材３５を
   該充填材３７側に吸着し、ついで前記原形部材５
   を遮蔽部材３５から離型して造型面３８を有する
   型１６ａを造型し、該型１６ａを同様にして造型
   されたもう一つの型１６ｂと造型枠体１４ａ，１
   ４ｂを介して型合せしてキヤビテイ３３を画成
   し、該キヤビテイ３３内に焼結用粉末原料を充填
   し、しかる後、前記造型枠体１４ａ，１４ｂ内の
   磁力を解除すると共に該造型枠体１４ａ，１４ｂ
   内に背面側から圧力を加えることを特徴とする焼
   結用原形体の成形方法。