JPH05179309A - 押出成形用金型及び押出成形方法 - Google Patents
押出成形用金型及び押出成形方法Info
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- JPH05179309A JPH05179309A JP35978291A JP35978291A JPH05179309A JP H05179309 A JPH05179309 A JP H05179309A JP 35978291 A JP35978291 A JP 35978291A JP 35978291 A JP35978291 A JP 35978291A JP H05179309 A JPH05179309 A JP H05179309A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックス又は金属粉末の押出成形による
圧粉成形品の製造において、反り等の変形がなく寸法精
度の良い圧粉成形品を製造する簡単な構造で随時調整可
能な金型及び該金型を用いた成形方法を提供する。 【構成】 原料粉末と高分子化合物を主成分とするバイ
ンダーとを混合・混練・ペレット化した混和物を用いて
圧粉成形体を押出成形するための金型において、押出成
形用金型３の流路部１１内に流路部を区画したり、流路
部の一部流体の流動を抑制する板、棒、管、曲面板等整
流片（整流板５）を配置し、整流片制御用ネジ６により
位置が可変でき、流路の断面積の比率又は整流片の位置
を任意に変えることが可能な構造のセラミックス又は金
属粉末の押出成形用金型。上記押出成形用金型を用いて
押出成形する押出成形方法。
圧粉成形品の製造において、反り等の変形がなく寸法精
度の良い圧粉成形品を製造する簡単な構造で随時調整可
能な金型及び該金型を用いた成形方法を提供する。 【構成】 原料粉末と高分子化合物を主成分とするバイ
ンダーとを混合・混練・ペレット化した混和物を用いて
圧粉成形体を押出成形するための金型において、押出成
形用金型３の流路部１１内に流路部を区画したり、流路
部の一部流体の流動を抑制する板、棒、管、曲面板等整
流片（整流板５）を配置し、整流片制御用ネジ６により
位置が可変でき、流路の断面積の比率又は整流片の位置
を任意に変えることが可能な構造のセラミックス又は金
属粉末の押出成形用金型。上記押出成形用金型を用いて
押出成形する押出成形方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス粉末又は金
属粉末とバインダーとの混和物より成る圧粉成形品の押
出成形に用いる押出成形用金型及びセラミックス又は金
属の圧粉成形品を製造する押出成形方法に関するもので
あり、特に成形体の変形がなく寸法精度に優れた圧粉製
品を得る押出金型及び押出成形方法に関係する。
属粉末とバインダーとの混和物より成る圧粉成形品の押
出成形に用いる押出成形用金型及びセラミックス又は金
属の圧粉成形品を製造する押出成形方法に関するもので
あり、特に成形体の変形がなく寸法精度に優れた圧粉製
品を得る押出金型及び押出成形方法に関係する。
【０００２】
【従来の技術】従来、樹脂バインダ等により粉末を接合
したボンド製品の圧粉成形やセラミックスや金属の粉末
をバインダと共に圧粉成形し、これを焼結して焼結製品
を得るための圧粉成形体の製造に押出成形法が用いられ
ている。例えば、セラミックス又は金属粉末の焼結製品
を粉末冶金法によって製造する工程において、焼結前の
圧粉成形体はプレス機械等により圧縮成形して得る方法
が広く行われている。これは通常上下方向からパンチに
より粉末を加圧して成形する方法なので、形状としては
比較的単純なものに限られ、単位時間当りの生産量にも
限界があり、生産効率に限界がある。他方、いわゆるエ
ンジニアリングセラミックス等を中心とした窯業製品の
分野においては、原料粉末に１０から２０重量％の有機
バインダーを加え、混合・混練した後押出成形すること
により比較的複雑な形状の成形体でも効率良く製造でき
るので押出成形方法が工業的に行われている。さらにこ
の技術は近年の混合・混練技術、押出成形技術の発展に
伴い、金属粉末等にも適用が試みられている。しかし、
使用するバインダーは熱可塑性であるため、ダイより押
し出された直後の成形体は変形を起こし易い状態にあ
り、特に異形状の製品を成形する場合、金型の流路壁と
の摩擦抵抗の大きさがその断面形状の各部で異なるた
め、流速に不均一が生じ、押出成形された成形体の押出
方向即ち長手方向に反りを生じるという問題があり、焼
結製品の場合も最終製品である焼結体に反りを生じると
いう問題があった。これを防止する対策として、反りの
生じないような流路構造を計算により理論的に求めて金
型を設計する試みがなされているが、実際にはこのよう
な非ニュートン流体の異形状金型の流路内の流動挙動を
完全に解析するのは非常に困難である。そのため流速の
遅い部分の流路を切削により広げ、金型の出口での成形
体全体の流速が均一になるように流路の調整をすること
が一般的に行われている。この方法においても切削する
形状や程度などを理論的に計算するのが困難であり、実
験的に切削しながら修正していく方法をとらざるを得な
いことから調整にかなりの時間と経験を要するため金型
製作のコストアップ及び圧粉成形品のコストアップの要
因となっている。
したボンド製品の圧粉成形やセラミックスや金属の粉末
をバインダと共に圧粉成形し、これを焼結して焼結製品
を得るための圧粉成形体の製造に押出成形法が用いられ
ている。例えば、セラミックス又は金属粉末の焼結製品
を粉末冶金法によって製造する工程において、焼結前の
圧粉成形体はプレス機械等により圧縮成形して得る方法
が広く行われている。これは通常上下方向からパンチに
より粉末を加圧して成形する方法なので、形状としては
比較的単純なものに限られ、単位時間当りの生産量にも
限界があり、生産効率に限界がある。他方、いわゆるエ
ンジニアリングセラミックス等を中心とした窯業製品の
分野においては、原料粉末に１０から２０重量％の有機
バインダーを加え、混合・混練した後押出成形すること
により比較的複雑な形状の成形体でも効率良く製造でき
るので押出成形方法が工業的に行われている。さらにこ
の技術は近年の混合・混練技術、押出成形技術の発展に
伴い、金属粉末等にも適用が試みられている。しかし、
使用するバインダーは熱可塑性であるため、ダイより押
し出された直後の成形体は変形を起こし易い状態にあ
り、特に異形状の製品を成形する場合、金型の流路壁と
の摩擦抵抗の大きさがその断面形状の各部で異なるた
め、流速に不均一が生じ、押出成形された成形体の押出
方向即ち長手方向に反りを生じるという問題があり、焼
結製品の場合も最終製品である焼結体に反りを生じると
いう問題があった。これを防止する対策として、反りの
生じないような流路構造を計算により理論的に求めて金
型を設計する試みがなされているが、実際にはこのよう
な非ニュートン流体の異形状金型の流路内の流動挙動を
完全に解析するのは非常に困難である。そのため流速の
遅い部分の流路を切削により広げ、金型の出口での成形
体全体の流速が均一になるように流路の調整をすること
が一般的に行われている。この方法においても切削する
形状や程度などを理論的に計算するのが困難であり、実
験的に切削しながら修正していく方法をとらざるを得な
いことから調整にかなりの時間と経験を要するため金型
製作のコストアップ及び圧粉成形品のコストアップの要
因となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の問題を解消して、セラミックス又は金属粉末とバイン
ダーの混和物を用いて押出成形による圧粉成形品の製造
において、反り等の変形がなく寸法精度の良い圧粉成形
品を製造する簡単な構造で随時調整可能な金型及び該金
型を用いた成形方法を提供することである。
の問題を解消して、セラミックス又は金属粉末とバイン
ダーの混和物を用いて押出成形による圧粉成形品の製造
において、反り等の変形がなく寸法精度の良い圧粉成形
品を製造する簡単な構造で随時調整可能な金型及び該金
型を用いた成形方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
又は金属の圧粉成形品の製造工程で、原料粉末と高分子
化合物を主成分とするバインダーとを混合・混練・ペレ
ット化した混和物を用いて、押出成形により圧粉成形体
を得る方法において、押出成形用金型の流路部内に、流
路部を区画したり、流路部の一部流体の流動を抑制する
板、棒、管、曲面板等の整流片を配置し、該整流片は金
型に取付られた整流片制御用ネジにより位置が可変で
き、流路の断面積の比率又は整流片の位置を任意に変え
ることが可能な構造を有することを特徴とするセラミッ
クス又は金属粉末の押出成形用金型及び上記のセラミッ
クス又は金属粉末の押出成形用金型を用いて押出成形す
ることを特徴とするセラミックス又は金属粉末の押出成
形方法である。
又は金属の圧粉成形品の製造工程で、原料粉末と高分子
化合物を主成分とするバインダーとを混合・混練・ペレ
ット化した混和物を用いて、押出成形により圧粉成形体
を得る方法において、押出成形用金型の流路部内に、流
路部を区画したり、流路部の一部流体の流動を抑制する
板、棒、管、曲面板等の整流片を配置し、該整流片は金
型に取付られた整流片制御用ネジにより位置が可変で
き、流路の断面積の比率又は整流片の位置を任意に変え
ることが可能な構造を有することを特徴とするセラミッ
クス又は金属粉末の押出成形用金型及び上記のセラミッ
クス又は金属粉末の押出成形用金型を用いて押出成形す
ることを特徴とするセラミックス又は金属粉末の押出成
形方法である。
【０００５】
【作用】異形状の製品を成形する場合、金型の出口にお
いて流路壁との摩擦抵抗の大きさがその断面形状の各部
で異なるため流速に不均一が生じ、長手方向に反りを生
じてしまう。そこで本発明は前記のような反りを生じる
ことなく成形する方法として、特に金型の流路内でダイ
部より内側の流路部での流速調整に着目し、金型流路部
内に流路を区画したりして、流路内の区画された断面で
の流路断面積比を相対的に可変の構造、即ち、整流片を
金型の流路部に設置し、この整流片の位置を調整するこ
とで原料の金型内での流量分布を制御して、金型の出口
における成形体の流速を均一にし、反りの生じない成形
体を成形するよう構成したもので、圧粉成形品の反りを
少なくし、寸法精度を向上して、歩留を向上しうる。
いて流路壁との摩擦抵抗の大きさがその断面形状の各部
で異なるため流速に不均一が生じ、長手方向に反りを生
じてしまう。そこで本発明は前記のような反りを生じる
ことなく成形する方法として、特に金型の流路内でダイ
部より内側の流路部での流速調整に着目し、金型流路部
内に流路を区画したりして、流路内の区画された断面で
の流路断面積比を相対的に可変の構造、即ち、整流片を
金型の流路部に設置し、この整流片の位置を調整するこ
とで原料の金型内での流量分布を制御して、金型の出口
における成形体の流速を均一にし、反りの生じない成形
体を成形するよう構成したもので、圧粉成形品の反りを
少なくし、寸法精度を向上して、歩留を向上しうる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は、本発明の実施例の金型及び実施例に
用いる押出成形装置の概要を示す正面断面図、図２は、
図１に示す本発明の実施例の押出成形用金型のＡ−Ａ部
断面を示す断面図、図３は、本発明の実施例及び比較例
で用いる押出成形装置の構成を示す正面図、図４は、射
出成形された成形体の反りの量の測定方法を説明する説
明図、図５は、本発明の実施例１で成形した成形体の断
面形状を示す断面図、図６は、本発明の実施例１におけ
る流路部断面の各区画間の面積比率と発生する反り量の
関係を示す図、図７は、本発明の実施例２で成形した成
形体の断面形状を示す断面図、図８は、本発明の実施例
２における流路部断面の各区画間の面積比率と発生する
反り量の関係を示す図。
説明する。図１は、本発明の実施例の金型及び実施例に
用いる押出成形装置の概要を示す正面断面図、図２は、
図１に示す本発明の実施例の押出成形用金型のＡ−Ａ部
断面を示す断面図、図３は、本発明の実施例及び比較例
で用いる押出成形装置の構成を示す正面図、図４は、射
出成形された成形体の反りの量の測定方法を説明する説
明図、図５は、本発明の実施例１で成形した成形体の断
面形状を示す断面図、図６は、本発明の実施例１におけ
る流路部断面の各区画間の面積比率と発生する反り量の
関係を示す図、図７は、本発明の実施例２で成形した成
形体の断面形状を示す断面図、図８は、本発明の実施例
２における流路部断面の各区画間の面積比率と発生する
反り量の関係を示す図。
【０００７】実施例１。成形用の原料となる混和物は、
平均粒径が０．５μｍのＮｉ−Ｚｎフェライト仮焼粉９
１ｗｔ％、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル
含量２０ｗｔ％）５ｗｔ％、融点６０℃のパラフインワ
ックス３ｗｔ％、ジオクチルフタレート１ｗｔ％を加圧
ニーダーにより１３０℃で３０分混連した後、直径２ｍ
ｍ、長さ約４ｍｍにペレット化することにより得た。こ
の原料を図３に概略の構成を示した押出成形機１（スク
リュー径：３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：２２）により、図５に示
す断面形状の成形体２の成形を行った。ここで、押出成
形機１のバレル温度はバンドヒーターにより１３０℃に
設定した。図５に示す断面形状の成形体を成形した場
合、図５の成形体２の断面で斜線の部分１０は流路全体
の中でも流路壁の摩擦抵抗の影響が小さいため流速は大
きくなり、押し出される成形体２は上方向より見て凹の
反りを生じてしまう。これを防止する対策として図１及
び図２に示すような整流板５（整流片）を設置した。こ
の整流板５は、図１及び図２に示すように上下からの整
流片制御用ネジ６によって最適な位置に固定できる構造
で、整流片制御用ネジ６を上下方向に移動させることに
より整流板５の位置を移動させ、整流板５で仕切られた
流路の断面積を任意の比率に設定できる構造を有してい
る。本実施例では、この整流板５の設置位置を徐々に変
えて成形を行う。図４に成形体２の反りの量９を測定す
る方法を示す。成形体２の３００ｍｍの長さについての
撓みを反りの量９とした。測定結果を表１及び図５に示
した。この流路の断面積比と発生する反りの量の間には
表１及び図６に示す関係がみられる。この結果、表１及
び図６から分かるように、整流板で仕切られた流路上下
の断面積比（図１のＡ部８の断面）を３．６：１に設定
した場合、本実施例では最も反りの量が小さな成形体を
得ることができた。
平均粒径が０．５μｍのＮｉ−Ｚｎフェライト仮焼粉９
１ｗｔ％、エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル
含量２０ｗｔ％）５ｗｔ％、融点６０℃のパラフインワ
ックス３ｗｔ％、ジオクチルフタレート１ｗｔ％を加圧
ニーダーにより１３０℃で３０分混連した後、直径２ｍ
ｍ、長さ約４ｍｍにペレット化することにより得た。こ
の原料を図３に概略の構成を示した押出成形機１（スク
リュー径：３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：２２）により、図５に示
す断面形状の成形体２の成形を行った。ここで、押出成
形機１のバレル温度はバンドヒーターにより１３０℃に
設定した。図５に示す断面形状の成形体を成形した場
合、図５の成形体２の断面で斜線の部分１０は流路全体
の中でも流路壁の摩擦抵抗の影響が小さいため流速は大
きくなり、押し出される成形体２は上方向より見て凹の
反りを生じてしまう。これを防止する対策として図１及
び図２に示すような整流板５（整流片）を設置した。こ
の整流板５は、図１及び図２に示すように上下からの整
流片制御用ネジ６によって最適な位置に固定できる構造
で、整流片制御用ネジ６を上下方向に移動させることに
より整流板５の位置を移動させ、整流板５で仕切られた
流路の断面積を任意の比率に設定できる構造を有してい
る。本実施例では、この整流板５の設置位置を徐々に変
えて成形を行う。図４に成形体２の反りの量９を測定す
る方法を示す。成形体２の３００ｍｍの長さについての
撓みを反りの量９とした。測定結果を表１及び図５に示
した。この流路の断面積比と発生する反りの量の間には
表１及び図６に示す関係がみられる。この結果、表１及
び図６から分かるように、整流板で仕切られた流路上下
の断面積比（図１のＡ部８の断面）を３．６：１に設定
した場合、本実施例では最も反りの量が小さな成形体を
得ることができた。
【０００８】
【表１】
【０００９】実施例２。原料粉末としてＦｅ５０ｗｔ％
−Ｃｏ５０ｗｔ％なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気
中で高周波加熱により溶製し、水アトマイズ法により平
均粒径１０μｍに作製した粉末を使用し、実施例１に示
したバインダー組成にて同様の条件で原料ペレットを作
製し、図７に示す断面形状の成形体４の成形を実施例１
と同じ図１及び図２に示す押出成形機１で、金型のダイ
部の形状を変更した金型３により成形を行った。このと
き生じた反りの量の測定結果を表２及び図８に示した。
表２及び図８の結果より分かるように、本実施例２で
は、整流板５で仕切られた流路上下の断面積比を２．
５：１に設定した場合、反りの量が最も小さな成形体を
得ることができた。
−Ｃｏ５０ｗｔ％なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気
中で高周波加熱により溶製し、水アトマイズ法により平
均粒径１０μｍに作製した粉末を使用し、実施例１に示
したバインダー組成にて同様の条件で原料ペレットを作
製し、図７に示す断面形状の成形体４の成形を実施例１
と同じ図１及び図２に示す押出成形機１で、金型のダイ
部の形状を変更した金型３により成形を行った。このと
き生じた反りの量の測定結果を表２及び図８に示した。
表２及び図８の結果より分かるように、本実施例２で
は、整流板５で仕切られた流路上下の断面積比を２．
５：１に設定した場合、反りの量が最も小さな成形体を
得ることができた。
【００１０】
【表２】
【００１１】比較例。実施例１及び実施例２に対比し
て、成形用ペレットは実施例１及び実施例２とそれぞれ
同様の方法で作製し、実施例１及び実施例２とそれぞれ
同様の金型を使用し、金型流路内に整流板を設置せずに
成形を行った。このとき得られた成形体の反りの量の測
定結果を表１及び表２に各々示した。この結果から分か
るように、反りの量の平均値及びばらつきは整流板を設
置した場合に比べ明らかに大きくなっている。
て、成形用ペレットは実施例１及び実施例２とそれぞれ
同様の方法で作製し、実施例１及び実施例２とそれぞれ
同様の金型を使用し、金型流路内に整流板を設置せずに
成形を行った。このとき得られた成形体の反りの量の測
定結果を表１及び表２に各々示した。この結果から分か
るように、反りの量の平均値及びばらつきは整流板を設
置した場合に比べ明らかに大きくなっている。
【００１２】以上本発明の実施例について説明したが、
上述した実施例に限定されず、整流片の構造として上述
した板状体ばかりでなく、柱状体や管状体等を適用して
も同様の効果が得られる。
上述した実施例に限定されず、整流片の構造として上述
した板状体ばかりでなく、柱状体や管状体等を適用して
も同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に述べた様に、本発明における
押出成形用金型及び押出成形法によれば、セラミックス
又は金属粉末の押出成形による圧粉成形品の製造におい
て、反り等の変形がなく寸法精度のよい成形体を効率良
く生産でき、金型が安価にしかも最適条件が決め易く、
本発明の押出成形用金型及び押出成形法は工業上非常に
有益である。
押出成形用金型及び押出成形法によれば、セラミックス
又は金属粉末の押出成形による圧粉成形品の製造におい
て、反り等の変形がなく寸法精度のよい成形体を効率良
く生産でき、金型が安価にしかも最適条件が決め易く、
本発明の押出成形用金型及び押出成形法は工業上非常に
有益である。
【図１】本発明の実施例の金型及び実施例に用いる押出
成形装置の概要を示す正面断面図。
成形装置の概要を示す正面断面図。
【図２】図１に示す本発明の実施例の押出成形用金型の
Ａ−Ａ部断面を示す断面図。
Ａ−Ａ部断面を示す断面図。
【図３】本発明の実施例及び比較例で用いる押出成形装
置の構成を示す正面図。
置の構成を示す正面図。
【図４】射出成形された成形体の反りの量の測定方法を
説明する説明図。
説明する説明図。
【図５】本発明の実施例１で成形した成形体の断面形状
を示す断面図。
を示す断面図。
【図６】本発明の実施例１における流路部断面の各区画
間の面積比率と発生する反り量の関係を示す図。
間の面積比率と発生する反り量の関係を示す図。
【図７】本発明の実施例２で成形した成形体の断面形状
を示す断面図。
を示す断面図。
【図８】本発明の実施例２における流路部断面の各区画
間の面積比率と発生する反り量の関係を示す図。
間の面積比率と発生する反り量の関係を示す図。
１ 押出成形機 ２ 成形体 ３ 金型 ４ 成形体 ５ 整流板（整流片） ６ 整流片制御用ネジ ７ ベルトコンベア ８ Ａ部（整流板により流路断面の比率を決定する位
置） ９ 反りの量 １０ 斜線の部分 １１ 流路部 １２ ダイ部
置） ９ 反りの量 １０ 斜線の部分 １１ 流路部 １２ ダイ部
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックス又は金属の圧粉成形品の製
造工程で、原料粉末と高分子化合物を主成分とするバイ
ンダーとを混合・混練・ペレット化した混和物を用い
て、押出成形により圧粉成形体を得る方法において、押
出成形用金型の流路部内に、流路部を区画したり、流路
部の一部流体の流動を抑制する板、棒、管、曲面板等の
整流片を配置し、該整流片は金型に取付られた整流片制
御用ネジにより位置が可変でき、流路の断面積の比率又
は整流片の位置を任意に変えることが可能な構造を有す
ることを特徴とするセラミックス又は金属粉末の押出成
形用金型。 - 【請求項２】 請求項１記載のセラミックス又は金属粉
末の押出成形用金型を用いて押出成形することを特徴と
するセラミックス又は金属粉末の押出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35978291A JPH05179309A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 押出成形用金型及び押出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35978291A JPH05179309A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 押出成形用金型及び押出成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179309A true JPH05179309A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18466263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35978291A Pending JPH05179309A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 押出成形用金型及び押出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05179309A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001302356A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Pilot Precision Co Ltd | セラミックス成形体の製造方法 |
| WO2002009916A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Ngk Insulators,Ltd. | Article presentant un aspect de nid d'abeille |
| WO2002064339A1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Düse, insbesondere zur extrusion von keramischen grünfolien |
| WO2012036285A1 (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | 住友化学株式会社 | 押出成形装置及びこれを用いた成形体の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP35978291A patent/JPH05179309A/ja active Pending
Cited By (8)
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