JPH0578703A - Device for compacting metal powder - Google Patents

Device for compacting metal powder

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JPH0578703A
JPH0578703A JP11635091A JP11635091A JPH0578703A JP H0578703 A JPH0578703 A JP H0578703A JP 11635091 A JP11635091 A JP 11635091A JP 11635091 A JP11635091 A JP 11635091A JP H0578703 A JPH0578703 A JP H0578703A
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JP
Japan
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punch
die
powder
compact
punch hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP11635091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Kakehashi
伸一郎 梯
Toshiro Kimura
敏郎 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP11635091A priority Critical patent/JPH0578703A/en
Publication of JPH0578703A publication Critical patent/JPH0578703A/en
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Abstract

PURPOSE:To conduct hot press bonding and forging in one stage at the time of compressing a powder filled in a punch hole with the upper and lower punches by demarcating a vacant space around an intermediate compact. CONSTITUTION:The step 2A of a lower punch 2 is inserted to the upper part 1A of a punch hole, and then an alloy powder P is filled in the upper part 1A. An upper punch 3 is lowered to hot-press-bond and compress the powder P. When the formed intermediate compact acquires an enough strength for forging, the lowering of the lower punch 2 is started, and the upper punch 3 is continuously lowered. When the intermediate compact is moved into the lower part 1B of the punch hole, the lower punch 2 is stopped, and the intermediate compact is further compressed by the descending upper punch 3. A cylindrical vacant space is formed at this time. The intermediate compact is crushed and expanded to the inner diameter of the lower part 1B, and a bulge is formed on the upper and lower ends. The material flows in the intermediate compact, hence the oxide film of each grain is broken, inter-granular cohesion is caused, and the compact is densified to a desired density.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金粉末
やFe系合金粉末を成形するための成形装置に係わり、
特に、熱間圧着過程と鍛造過程とを1工程で連続的に行
うことができる装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding apparatus for molding aluminum alloy powder or Fe-based alloy powder,
In particular, it relates to an apparatus capable of continuously performing a hot pressing process and a forging process in one step.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、Fe,V,Zr,Cu,Mg,Si等を含
有するアルミニウム合金からなる成形体は、優れた強
度、剛性、靭性、耐熱性および耐食性等の特徴を有する
が、原料となるアルミニウム合金粉末の表面が強固な酸
化皮膜で覆われているため、通常の焼結成形法では、個
々の粉末粒子の酸化被膜を破って粒子間結合を形成する
ことが難しく、製造が困難である。
2. Description of the Related Art For example, a molded body made of an aluminum alloy containing Fe, V, Zr, Cu, Mg, Si and the like has excellent strength, rigidity, toughness, heat resistance and corrosion resistance. Since the surface of the aluminum alloy powder to be used is covered with a strong oxide film, it is difficult to break the oxide film of individual powder particles to form inter-particle bonds by the normal sintering molding method, and it is difficult to manufacture. Is.

【0003】そこで、この種のアルミニウム合金部材の
製造方法として、特公平1−20215号公報では、以
下のような製造方法が提案されている。
Therefore, as a method for manufacturing this kind of aluminum alloy member, Japanese Patent Publication No. 1-20215 proposes the following manufacturing method.

【0004】この方法ではまず、アルミニウム合金粉末
を、成形型内で圧縮して真密度に対する密度比が65〜
85%の圧粉成形体を成形する(圧粉成形工程)。
In this method, first, an aluminum alloy powder is compressed in a molding die to have a density ratio of 65 to true density.
An 85% powder compact is molded (compacting step).

【0005】次いで、この圧粉成形体を、300℃以上
かつ液相生成温度以下の温度で加熱または焼結した後
(加熱保持工程)、前記範囲の温度で密度比95%以上
の温度に押し出しもしくは鍛造加工し(本成形工程)、
成形品を得る。
Next, after the powder compact is heated or sintered at a temperature of 300 ° C. or higher and a liquid phase formation temperature or lower (heating and holding step), it is extruded to a temperature of a density ratio of 95% or higher at a temperature within the above range. Or forged (main forming process),
Obtain a molded product.

【0006】この方法によれば、圧粉成形工程および加
熱保持工程により、後の本成形に耐え得るだけの強度を
確保したうえ、本成形工程により材料流れ(変形)を生
じさせることにより効果的に酸化被膜を破壊し、粒子間
結合を生じさせて十分に緻密化させ、成形体の特性を高
めることができる。
According to this method, the powder compacting step and the heating and holding step are effective to secure the strength enough to withstand the subsequent main forming and to cause the material flow (deformation) in the main forming step. The oxide film can be destroyed to cause interparticle bonding to sufficiently densify and improve the characteristics of the molded body.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の製造
方法は、圧粉成形工程,加熱保持工程,本成形工程の計
3工程を経て成形品を得るため、本成形工程での加工性
が十分に向上せず、次工程での成形性の不足から割れを
生じやすい。また、手間がかかって生産性が高めにくい
うえ、少なくとも2種の加工装置を必要とするから、設
備が大がかりになる欠点を有していた。
However, in the above-mentioned manufacturing method, since the molded product is obtained through a total of three steps of the powder compacting step, the heating and holding step, and the main forming step, the workability in the main forming step is sufficient. However, cracking is likely to occur due to insufficient formability in the next step. In addition, it is difficult to increase the productivity because it takes time, and at least two types of processing devices are required, so that there is a drawback that the equipment becomes large.

【0008】なお、生産性を高めるには、材料粉末をコ
イニングまたはホットプレス加工することにより、一気
に成形品を得る方法も考えられるが、コイニングやホッ
トプレスによりアルミニウム合金粒子の酸化被膜を破る
には、相当に高い圧力、および/あるいは長時間の加圧
保持時間を要して現実的ではない。
In order to improve productivity, a method of coining or hot pressing a material powder to obtain a molded product at once can be considered. However, in order to break the oxide film of aluminum alloy particles by coining or hot pressing. However, it requires a considerably high pressure and / or a long pressurizing and holding time, which is not realistic.

【0009】これと同様の問題は、Fe系合金粉末にも
いえることである。例えば、C,Cu,Ni,Cr,M
o等を含有するFe系合金からなる成形体を粉末から製
造する場合には、従来、ホットプレスあるいはグリーン
成形+焼結鍛造が一般的に採られているが、上記ホット
プレスやグリーン成形+焼結鍛造で、Fe系合金粒子の
強力な結合を得るためには、相当に高い圧力、高い加熱
温度、および/あるいは長時間の保持時間を要するた
め、プレス設備に要求される能力が高く、製造にコスト
がかかるうえ、生産性が低いという問題を有していた。
The same problem as described above applies to Fe-based alloy powders. For example, C, Cu, Ni, Cr, M
In the case of forming a powder compact of a Fe-based alloy containing o, etc., hot pressing or green molding + sintering forging has been generally adopted. In order to obtain a strong bond of Fe-based alloy particles by binding forging, a considerably high pressure, a high heating temperature, and / or a long holding time are required. In addition to being costly, there was the problem of low productivity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、パンチ孔を備えたダイと、
前記パンチ孔に上下から挿入された上パンチおよび下パ
ンチと、これら各パンチを昇降駆動する駆動手段とを具
備した金属粉末の成形装置において、前記ダイには前記
パンチ孔の内部を加熱するための加熱手段が設けられる
とともに、パンチ孔に充填した粉末を上パンチおよび下
パンチで圧縮した際にこの中間成形体の周囲に余剰空間
を画成するための空間画成手段が設けられていることを
特徴としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and includes a die having punch holes,
A metal powder molding apparatus comprising an upper punch and a lower punch which are inserted into the punch hole from above and below, and a driving means for vertically moving each of the punches. In the die, a die for heating the inside of the punch hole is provided. A heating means is provided and a space defining means is provided for defining an extra space around the intermediate compact when the powder filled in the punch holes is compressed by the upper punch and the lower punch. It has a feature.

【0011】なお、空間画成手段は、前記パンチ孔の上
部あるいは下部に形成された、相対的に内径が大きい拡
径部であってもよい。
The space defining means may be an expanded diameter portion formed on the upper or lower portion of the punch hole and having a relatively large inner diameter.

【0012】また、空間画成手段は、前記パンチ孔の内
壁面の一部を構成する進退可能な1または2以上のスラ
イド部材と、これらスライド部材を進退させるための駆
動手段とを具備してもよい。
The space defining means is provided with one or more slide members which can form a part of the inner wall surface of the punch hole and which can move back and forth, and a driving means for moving the slide members forward and backward. Good.

【0013】また、スライド部材の駆動手段は、前記パ
ンチ孔内に向けて各スライド部材を付勢する付勢手段で
あってもよい。
Further, the driving means of the slide member may be a biasing means for biasing each slide member toward the inside of the punch hole.

【0014】さらに、空間画成手段として、前記ダイ
は、前記パンチ孔の内壁面に間隙を形成しうるように2
以上のダイ構成部材に分割可能とされるとともに、これ
らダイ構成部材を開閉駆動するダイ開閉機構が設けられ
てもよい。
Further, as a space defining means, the die is arranged so that a gap can be formed on the inner wall surface of the punch hole.
A die opening / closing mechanism that can be divided into the above die constituent members and that drives opening and closing of these die constituent members may be provided.

【0015】[0015]

【作用】本発明の金属粉末の成形装置では、ダイのパン
チ孔に材料粉末を充填し、この材料粉末を加熱手段によ
り加熱した後、または加熱された粉末を充填した後、こ
の材料粉末を上パンチおよび下パンチにより圧縮し、熱
間圧着させて鍛造に耐え得る強度を有する中間成形体を
成形する。続いて、空間画成手段を作動させ、この中間
成形体の周囲に余剰空間を画成した後(あるいは画成し
つつ)さらに上パンチおよび下パンチにより中間成形体
を圧縮し、鍛造する。
In the metal powder molding apparatus of the present invention, the punched holes of the die are filled with the material powder, and the material powder is heated by the heating means, or after the heated powder is filled, the material powder is heated. It is compressed by a punch and a lower punch, and hot pressed to form an intermediate compact having a strength capable of withstanding forging. Subsequently, the space defining means is operated to define (or while defining) an extra space around the intermediate compact, and the intermediate compact is further compressed by the upper punch and the lower punch for forging.

【0016】これにより、中間成形体は余剰空間に面し
た部分が開放され、コイニング型の圧縮成形の場合に比
べて、内部粉末の変形の自由度が大きくなる。そのた
め、緻密化に必要な圧力が小さくて済むとともに、変形
に伴い粉末粒子の酸化被膜が容易に破れ、バルク金属面
が露出して相互に粒子結合する。したがって、酸化被膜
により結合度が高めにくく、圧縮時にクラックが生じ易
い金属粉末を、比較的低い加圧力で容易に高密度比にま
で成形することができるうえ、100%密度に達した後
の延性、靱性を改善するための歪を与える塑性変形工程
までをも含めて、上記熱間圧着および鍛造過程を実質的
に1工程で行うことが可能であるから、生産性が高めら
れる。
As a result, the portion of the intermediate compact which faces the surplus space is opened, and the degree of freedom of deformation of the internal powder becomes greater than in the case of coining type compression molding. Therefore, the pressure required for the densification is small, and the oxide film of the powder particles is easily broken by the deformation, so that the bulk metal surface is exposed and the particles are bonded to each other. Therefore, it is possible to easily form a metal powder having a high degree of bonding due to an oxide film and easily cracking during compression to a high density ratio with a relatively low pressing force, and to improve ductility after reaching 100% density. Since the hot pressing and the forging process can be performed substantially in one step including the plastic deformation step of giving strain for improving the toughness, the productivity is enhanced.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明に係わる金属粉末の成形装置の
実施例を説明する。図1は第1実施例の断面図であり、
符号1は円筒形のパンチ孔(1A+1B)を有するダ
イ、2はパンチ孔に下方から挿入された下パンチ、3は
パンチ孔に上方から挿入された上パンチである。パンチ
孔の上部1Aは下部1Bよりも半径差Dだけ径が小さ
く、これらの間には段部1Cがある。
EXAMPLES Examples of the metal powder molding apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view of the first embodiment,
Reference numeral 1 is a die having a cylindrical punch hole (1A + 1B), 2 is a lower punch inserted into the punch hole from below, and 3 is an upper punch inserted into the punch hole from above. The upper portion 1A of the punch hole is smaller in diameter than the lower portion 1B by a radius difference D, and there is a step portion 1C between them.

【0018】ダイ1の内部には、図示しないヒーターが
設けられ、ダイ1,下パンチ2,上パンチ3の温度を自
在に調整できるようになっている。
A heater (not shown) is provided inside the die 1 so that the temperatures of the die 1, the lower punch 2 and the upper punch 3 can be freely adjusted.

【0019】下パンチ2の外径は、材料漏れが生じない
程度にパンチ孔下部1Bよりも僅かに径が小さく設定さ
れ、その上部にはパンチ孔上部1Aの内径よりも僅かに
外径の小さい段部2Aが形成されている。また、上パン
チ3の外径はパンチ孔上部1Aよりも僅かに小さく設定
されている。そして下パンチ2および上パンチ3は、図
示しない駆動機構により、ダイに対し相対的にそれぞれ
別個に上下駆動されるようになっている。
The outer diameter of the lower punch 2 is set to be slightly smaller than that of the lower punch hole 1B so that material leakage does not occur, and the outer diameter of the upper punch 2 is slightly smaller than the inner diameter of the upper punch hole 1A. A step portion 2A is formed. The outer diameter of the upper punch 3 is set to be slightly smaller than that of the upper punch hole 1A. The lower punch 2 and the upper punch 3 are separately driven up and down relative to the die by a driving mechanism (not shown).

【0020】この例の場合、上パンチ3が下部1Bの位
置まで降下した際に、上パンチ3の周囲に形成される円
筒状の空間が余剰空間である。前記半径差Dは、圧縮さ
れた材料に対する開放率が3〜30%、より好ましくは
5〜20%となるように設定されることが望ましい。こ
こでいう開放率は、前記余剰空間へ向かう材料の流れ
を、便宜上押出と考えたときの押出比の逆数と定義し、
この実施例においては、 開放率=(下部1Bの断面積−上部1Aの断面積)/下
部1Bの断面積 である。
In the case of this example, the cylindrical space formed around the upper punch 3 when the upper punch 3 descends to the position of the lower portion 1B is a surplus space. The radius difference D is preferably set so that the open ratio of the compressed material is 3 to 30%, more preferably 5 to 20%. The open ratio here is defined as the reciprocal of the extrusion ratio when the material flow toward the surplus space is considered as extrusion for convenience,
In this example, open ratio = (cross-sectional area of lower portion 1B−cross-sectional area of upper portion 1A) / cross-sectional area of lower portion 1B.

【0021】前記開放率Dが3%未満では中間生成物を
鍛造する段階で十分な材料流れを生じさせる効果に乏し
く、十分な緻密化が困難である。30%より大では、材
料流れが生じる際に中間成形体の表層部に引っ張り応力
が生じ、クラックが発生しやすい。
If the open ratio D is less than 3%, the effect of producing a sufficient material flow at the stage of forging the intermediate product is poor, and sufficient densification is difficult. When it is more than 30%, tensile stress is generated in the surface layer portion of the intermediate compact when the material flow occurs, and cracks are likely to occur.

【0022】なお、ダイ1,下パンチ2,上パンチ3の
材質は、例えば成形すべき材料がアルミニウム合金の場
合、材質は工具鋼で十分であるが、アルミニウム合金は
付着しやすいことから、表面処理または潤滑が必要で、
潤滑剤としてはC系潤滑剤が有効である。また、Fe系
合金の場合にはNi合金等の材質が好適である。
As for the material of the die 1, the lower punch 2 and the upper punch 3, for example, when the material to be molded is an aluminum alloy, the material is tool steel, but the aluminum alloy easily adheres to the surface. Requires treatment or lubrication,
A C-based lubricant is effective as the lubricant. Further, in the case of Fe-based alloy, a material such as Ni alloy is suitable.

【0023】上記構成からなる金属粉末の成形装置を使
用するには、まず、材料となる合金粉末を、図示しない
予熱装置により液相温度以下に予熱した後、図1に示す
ように下パンチ2の段部2Aをパンチ孔上部1Aに進入
させた状態で、パンチ孔上部1A内に合金粉末Pを所定
量入れる。ダイ1,上パンチ3,下パンチ2も150℃
〜粉末と同様の温度程度まで加熱しておく。
In order to use the apparatus for molding metal powder having the above-described structure, first, the alloy powder as a material is preheated to a liquidus temperature or lower by a preheating device (not shown), and then the lower punch 2 as shown in FIG. A predetermined amount of alloy powder P is put into the punch hole upper portion 1A in a state where the stepped portion 2A of the punch hole upper portion 1A is inserted into the punch hole upper portion 1A. Die 1, upper punch 3, lower punch 2 are also 150 ° C
~ Heat to about the same temperature as the powder.

【0024】次いで、下パンチ2は動かさずに上パンチ
3を降下させ、材料粉末Pを熱間圧着させつつ圧縮し、
中間成形体Qとする。この中間成形体Qが鍛造に耐え得
る強度となったら、下パンチ2の降下を開始する。この
間、上パンチ3は停止することなく連続的に降下させ続
ける。下パンチ2の降下速度は上パンチ3とほぼ等しい
かあるいは大きく設定され、両者は中間成形体Qを挟ん
で固定しつつ降下する。中間成形体Qがパンチ孔下部1
B内に移動したら、下パンチ2を停止し、降下し続ける
上パンチ3により、パンチ孔下部1B内で中間成形体Q
をさらに圧縮する。
Then, the lower punch 2 is not moved, and the upper punch 3 is lowered to compress the material powder P while hot pressing.
Let it be an intermediate compact Q. When the intermediate compact Q has a strength that can withstand forging, the lower punch 2 starts to descend. During this time, the upper punch 3 is continuously lowered without stopping. The descending speed of the lower punch 2 is set to be substantially equal to or higher than that of the upper punch 3, and both descend while fixing the intermediate compact Q therebetween. Intermediate compact Q is punch hole lower part 1
After moving into B, the lower punch 2 is stopped, and the lower punch 2 continues to descend, so that the intermediate compact Q in the lower punch hole lower portion 1B.
Is further compressed.

【0025】この時点で、中間成形体Qの周囲には、円
筒状の余剰空間が生じていることになる。これにより、
図2に示すように中間成形体Qは潰れてパンチ孔下部1
Bの内径まで拡径し、さらに上下端に円環状の膨出部S
が生じる。このため、中間成形体Qの内部では材料流れ
が生じて個々の粒子の酸化被膜が破れ、粒子間結合が形
成され、所望の密度比まで緻密化し、さらに成形するこ
とが可能となる。
At this point, a cylindrical extra space is formed around the intermediate compact Q. This allows
As shown in FIG. 2, the intermediate compact Q is crushed and the punch hole lower part 1
Expanded to the inner diameter of B, and further bulged portion S in an annular shape at the upper and lower ends
Occurs. For this reason, a material flow occurs inside the intermediate compact Q, the oxide film of individual particles is broken, inter-particle bonds are formed, and it becomes possible to densify to a desired density ratio and further mold.

【0026】鍛造成形体Rが十分に緻密化したら、下パ
ンチ2を降下させてダイ1から引き抜き、さらに上パン
チ3を下げて鍛造成形体Rをダイ1から押し出し、次工
程へと移送する。
When the forged compact R is sufficiently densified, the lower punch 2 is lowered to pull it out from the die 1, and the upper punch 3 is further lowered to extrude the forged compact R from the die 1 and transfer it to the next step.

【0027】次いで図4に示すように下パンチ2を初期
位置に復帰させ、上パンチ3を上方に待避させて、パン
チ孔上部1Aに粉末を充填する。以下、同様に上記サイ
クルを繰り返して次々に成形体Rを得る。
Next, as shown in FIG. 4, the lower punch 2 is returned to the initial position, the upper punch 3 is retracted upward, and the upper punch hole 1A is filled with powder. Hereinafter, similarly, the above cycle is repeated to obtain the molded bodies R one after another.

【0028】上記構成からなる金属粉末の成形装置によ
れば、中間成形体Qの周囲に余剰空間を画成した後、さ
らに上パンチ3および下パンチ2により中間成形体Qを
圧縮(鍛造)することにより、中間成形体の内部には材
料流れが生じるから、この材料流れに伴い粉末粒子の酸
化被膜が容易に破れ、バルク金属面が露出して相互に粒
子結合する。
According to the apparatus for molding metal powder having the above-described structure, after forming an extra space around the intermediate compact Q, the intermediate punch Q is further compressed (forged) by the upper punch 3 and the lower punch 2. As a result, a material flow is generated inside the intermediate compact, so that the oxide film of the powder particles is easily broken along with the material flow, and the bulk metal surface is exposed and particles are bonded to each other.

【0029】したがって、酸化被膜により結合度が高め
にくく、圧縮時にクラックが生じ易いアルミニウム合金
やFe系合金等の粉末を、ホットプレスや焼結鍛造より
も低い加圧力・温度、しかも短時間で容易に高密度化で
きるうえ、上記熱間圧着および鍛造過程を実質的に1工
程で行うことが可能であるから、多段階に別種の成形を
行う方法に比して、生産性が高められ、設備コストも安
く済む。
Therefore, it is difficult to increase the degree of bonding due to the oxide film and to easily produce powder of aluminum alloy or Fe-based alloy, which easily cracks during compression, at lower pressure and temperature than hot pressing and sintering forging, and in a short time. In addition to the high density, it is possible to carry out the hot pressing and forging processes substantially in one step, so that the productivity is improved and the equipment is improved in comparison with the method of performing different kinds of molding in multiple stages. The cost is cheap.

【0030】なお、上記の例では単純化のためパンチ孔
の断面形状を円形にしていたが、各部の形状は製造すべ
き物品に合わせて適宜変更してよいのは勿論である。
In the above example, the punched hole has a circular cross-sectional shape for simplification, but it goes without saying that the shape of each part may be appropriately changed according to the article to be manufactured.

【0031】次に、図5ないし図8は本発明の第2実施
例を示す図である。図中符号10はダイ、10Aはパン
チ孔、12は下パンチ、16は上パンチであり、この例
の特徴は、下パンチ12および上パンチ16の外周に、
それぞれ筒状のスリーブ(スライド部材)14,18が
通され、これらスリーブ14,18が各パンチ12,1
6とは独立して昇降されることにある。スリーブ14,
18の肉厚は上記第1実施例での半径差Dと同様であ
る。
Next, FIGS. 5 to 8 are views showing a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 is a die, 10A is a punch hole, 12 is a lower punch, and 16 is an upper punch. The features of this example are that the outer circumferences of the lower punch 12 and the upper punch 16 are:
Cylindrical sleeves (slide members) 14 and 18 are passed through the sleeves 14 and 18, and the punches 1 and
6 is to be lifted and lowered independently. Sleeve 14,
The wall thickness of 18 is the same as the radius difference D in the first embodiment.

【0032】この装置を用いて合金部材を製造するに
は、前記実施例と同様に材料粉末Pを予熱した後、下パ
ンチ12および下スリーブ14を揃えた状態で、図5に
示すようにダイ10のパンチ孔10Aに充填する。
In order to manufacture an alloy member by using this apparatus, as shown in FIG. 5, after preheating the material powder P as in the above embodiment, the lower punch 12 and the lower sleeve 14 are aligned. 10 punch holes 10A are filled.

【0033】次いで図6に示すように、上パンチ16お
よび上スリーブ18を揃えて降下させると同時に、下パ
ンチ12および下スリーブ14を揃えて上昇させ、材料
粉末Pを圧縮して前記実施例と同様の中間成形体Qを熱
間圧着成形する。
Next, as shown in FIG. 6, the upper punch 16 and the upper sleeve 18 are aligned and lowered, and at the same time, the lower punch 12 and the lower sleeve 14 are aligned and raised, and the material powder P is compressed to be the same as in the above-described embodiment. A similar intermediate compact Q is hot press-molded.

【0034】さらに連続して、図7に示すように、上パ
ンチ16を降下させつつ相対的に上スリーブ18を上昇
させる一方、下スリーブ14を下パンチ12に対して相
対的に降下させつつ中間成形体Qを圧縮(鍛造)する。
これにより、上下スリーブ14,18が後退して生じた
円環状の余剰空間へ向けて材料流れが生じ、中間成形体
Q内の粒子の酸化被膜が破れて緻密化される。
Further continuously, as shown in FIG. 7, the upper punch 16 is lowered and the upper sleeve 18 is raised relatively, while the lower sleeve 14 is lowered relative to the lower punch 12 and the intermediate is reached. The compact Q is compressed (forged).
As a result, a material flow occurs toward the annular extra space created by the retreat of the upper and lower sleeves 14 and 18, and the oxide film of the particles in the intermediate compact Q is broken and densified.

【0035】その後、図8に示すように、上パンチ16
と上スリーブ18を上方に待避させ、下パンチ12と下
スリーブ14を揃えて上昇させ、成形体Rをダイ1から
突き出して、1サイクルが終了する。
After that, as shown in FIG.
Then, the upper sleeve 18 is retracted upward, the lower punch 12 and the lower sleeve 14 are aligned and raised, and the compact R is ejected from the die 1 to complete one cycle.

【0036】この実施例の方法では、前記第1実施例の
効果に加え、次の効果も得られる。すなわち、この例で
は上スリーブ18と下スリーブ14を昇降制御すること
により、材料流れの進行と余剰空間の形成とを正確に制
御できるから、材料流れの先端(S)に各スリーブ1
4,18により常に圧力をかけながら、これらスリーブ
14,18を後退させることができる。すると、第1実
施例のように材料流れの先端に圧力をかけない場合に比
して、材料流れの先端面に引張応力が生じにくく、引張
応力に起因したクラックが生じにくい。
According to the method of this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment. That is, in this example, the progress of the material flow and the formation of the surplus space can be accurately controlled by controlling the upper sleeve 18 and the lower sleeve 14 to move up and down, so that each sleeve 1 is attached to the tip (S) of the material flow.
These sleeves 14 and 18 can be retracted while constantly applying pressure by means of them. Then, as compared with the case where no pressure is applied to the tip of the material flow as in the first embodiment, tensile stress is less likely to occur at the tip end surface of the material flow, and cracks due to tensile stress are less likely to occur.

【0037】また、材料流れの先端部(S)の形状を制
御できるから、鍛造成形体Rの形状を製品の最終形状に
近づけておくことにより、成形後の加工量が少なくて済
む利点も有する。
Further, since the shape of the front end portion (S) of the material flow can be controlled, by bringing the shape of the forged compact R close to the final shape of the product, there is also an advantage that the amount of processing after forming can be small. ..

【0038】なお、各スリーブ14,18の駆動手段と
して、これらスリーブ14,18をスプリング等の付勢
手段を介して対応する各パンチ12,16に連結した構
成としてもよい。これら付勢手段の付勢力は、中間成形
体Qの熱間圧着が完了し鍛造に移行すべき密度比となっ
た時点で、成形圧力に負けて各スリーブ14,18が後
退を開始するように設定される。このような付勢手段を
用いれば、装置の構成を簡略化できるうえ、故障が少な
く動作信頼性が高い利点も有する。
The drive means for the sleeves 14 and 18 may be a structure in which the sleeves 14 and 18 are connected to the corresponding punches 12 and 16 via biasing means such as springs. The urging force of these urging means is set so that the sleeves 14 and 18 start to retreat due to the forming pressure when the hot pressing of the intermediate formed body Q is completed and the density ratio at which the intermediate formed body Q should be transferred to forging is reached. Is set. The use of such an urging means has an advantage that the structure of the apparatus can be simplified and that there are few failures and high operational reliability.

【0039】次に、図9ないし図13は本発明の第3実
施例を示し、図中符号20はダイ、22は下パンチ、2
4は上パンチであり、この例ではダイ20の内部に、パ
ンチ孔20Aの内壁面に互いに対向して開口する一対の
スリット25が形成され、これらスリット25内に、水
平方向摺動可能なスライド部材26がそれぞれ挿入され
ている。
Next, FIGS. 9 to 13 show a third embodiment of the present invention, in which reference numeral 20 is a die, 22 is a lower punch, and 2 is a lower punch.
Reference numeral 4 denotes an upper punch, and in this example, a pair of slits 25, which open to the inner wall surface of the punch hole 20A so as to face each other, are formed inside the die 20, and a slide capable of sliding in the horizontal direction is formed in these slits 25. Each member 26 is inserted.

【0040】これらスライド部材26をいっぱいに挿入
した状態において、各スライド部材26の先端面は、パ
ンチ孔20Aの内壁面と一致する。スライド部材26の
厚さは100%緻密化高さの5〜30%程度が望まし
い。理由は第1実施例と同様である。
When the slide members 26 are fully inserted, the front end surfaces of the slide members 26 coincide with the inner wall surfaces of the punch holes 20A. The thickness of the slide member 26 is preferably about 5 to 30% of the height of 100% densification. The reason is the same as in the first embodiment.

【0041】この装置を用いた金属粉末の成形装置は、
以下の通りに行う。まず、図9に示すように各スライド
部材26の先端面をパンチ孔20Aの内壁面と一致させ
た状態で、予熱しておいた材料粉末Pを充填する。次い
で、図10に示すように、上パンチ24と下パンチ22
により粉末Pを熱間圧着して中間成形体Qとした後、図
11に示すように各スライド部材26を後退させつつ、
同時に圧縮を続行する。各スライド部材26が後退する
につれ、余剰空間が生じてそこへ材料が流れていき、凸
部Sが形成され、中間成形体Qが緻密化されて鍛造成形
体Rとなる。
An apparatus for molding metal powder using this apparatus is
Do as follows. First, as shown in FIG. 9, the preheated material powder P is filled in a state where the front end surface of each slide member 26 is aligned with the inner wall surface of the punch hole 20A. Next, as shown in FIG. 10, the upper punch 24 and the lower punch 22 are
After the powder P is hot-pressed to form an intermediate compact Q, the slide members 26 are retracted as shown in FIG.
At the same time, continue compression. As each slide member 26 retracts, a surplus space is generated and the material flows into the space, a convex portion S is formed, and the intermediate compact Q is densified to become a forged compact R.

【0042】次に、図12に示すように下パンチ22を
待避させ、上パンチ24を降下させ、前記凸部Sを切断
して成形体Rのみをダイ20から突き出す。さらに図1
3に示すように上パンチ24を上方に待避させ、各スラ
イド部材26を復帰させて切断した各凸部Sをダイ20
から落下させ、1サイクルを完了する。
Next, as shown in FIG. 12, the lower punch 22 is retracted, the upper punch 24 is lowered, the convex portion S is cut, and only the molded body R is ejected from the die 20. Furthermore, FIG.
As shown in FIG. 3, the upper punch 24 is retracted upward, the slide members 26 are returned, and the cut convex portions S are cut into the die 20.
To complete one cycle.

【0043】この例でも、前記第2実施例と同様に、各
スライド部材26により材料に圧力をかけながら鍛造す
ることができるため、材料流れの先端部Sに引張応力が
生じにくく、クラックが発生しにくい利点を有する。ま
た、凸部Sを成形体Rの突き出しとともに切断するた
め、潤滑剤の巻き込み等により凸部Sを切断する必要が
ある場合には、後加工の手間がその分省ける。
Also in this example, as in the second embodiment, since the material can be forged while being pressed by the slide members 26, tensile stress is unlikely to occur at the tip end S of the material flow, and cracks are generated. It has the advantage of being difficult to do. Further, since the convex portion S is cut along with the protrusion of the molded body R, when the convex portion S needs to be cut due to the inclusion of a lubricant or the like, the time and effort for post-processing can be saved accordingly.

【0044】次に、図14ないし図17は本発明の第4
実施例を示し、この例では、ダイが上ダイ30と下ダイ
32に上下2分割され、上ダイ30は駆動機構により上
昇可能となっている。符号36は下パンチ、38は上パ
ンチである。
Next, FIGS. 14 to 17 show a fourth embodiment of the present invention.
An example is shown, and in this example, the die is divided into an upper die 30 and a lower die 32, and the upper die 30 can be lifted by a driving mechanism. Reference numeral 36 is a lower punch, and 38 is an upper punch.

【0045】この方法ではまず、図14に示すように上
ダイ30と下ダイ32とを当接させた状態で、パンチ孔
34に材料粉末Pを充填する。次いで、図15に示すよ
うに上パンチ38と下パンチ36により粉末Pを熱間圧
着して中間成形体Qとした後、図16に示すように上ダ
イ30を一定長だけ上昇させ、圧縮を続行する。これに
より上ダイ30と下ダイ32の間に余剰空間40が生
じ、そこへ材料が流れて凸部Sが形成されるとともに、
中間成形体Qが緻密化されて鍛造成形体Rとなる。
In this method, first, as shown in FIG. 14, the material powder P is filled in the punch holes 34 while the upper die 30 and the lower die 32 are in contact with each other. Next, as shown in FIG. 15, the powder P is hot-pressed by the upper punch 38 and the lower punch 36 to form an intermediate compact Q, and then the upper die 30 is raised by a certain length as shown in FIG. continue. As a result, an extra space 40 is generated between the upper die 30 and the lower die 32, the material flows into the extra space 40, and the convex portion S is formed.
The intermediate compact Q is densified and becomes a forged compact R.

【0046】次に、図17に示すように上パンチ38を
上方に待避させた後、下パンチ36を上昇させ、前記凸
部Sを切断して成形体Rのみをダイから突き出して1サ
イクルを完了する。
Next, as shown in FIG. 17, after retracting the upper punch 38 upward, the lower punch 36 is raised, the convex portion S is cut, and only the compact R is ejected from the die for one cycle. Complete.

【0047】一方、図18および図19は、第1実施例
の装置を改良したものである。図18の例は、パンチ孔
1Aの下部に2段階に拡径する第1段部50、第2段部
52を形成したものであり、まずパンチ孔1Aの上部内
で材料粉末を熱間圧着した後、第1段部50内で予備鍛
造を行い、さらに第2段部52内で本鍛造する。
On the other hand, FIGS. 18 and 19 are improvements of the apparatus of the first embodiment. In the example of FIG. 18, a first step portion 50 and a second step portion 52 that expand in diameter in two steps are formed in the lower portion of the punch hole 1A. First, the material powder is hot-pressed in the upper portion of the punch hole 1A. After that, preliminary forging is performed in the first step portion 50, and main forging is further performed in the second step portion 52.

【0048】パンチ孔1Aから第1段部50への開放率
は5〜10%、第2段部52への開放率は10〜30%
程度であることが望ましい。
The open rate from the punch hole 1A to the first step portion 50 is 5 to 10%, and the open rate to the second step portion 52 is 10 to 30%.
It is desirable that it is a degree.

【0049】この場合にも、上パンチは連続的に降下し
続け、下パンチ2はパンチ圧力に応じて段階的に降下す
ることにより、熱間圧着→予備鍛造→本鍛造を連続的に
切れ目なく行うことが可能である。
Also in this case, the upper punch continues to descend continuously, and the lower punch 2 descends stepwise in accordance with the punch pressure, so that hot press-bonding → pre-forging → main forging is continuously and seamlessly performed. It is possible to do.

【0050】一方、図19は、パンチ孔1Aの下部52
を下方に開くテーパ状に形成したことを特徴とするもの
で、パンチ孔1Aの上部内で材料粉末を熱間圧着した
後、下パンチ2を徐々に降下させつつ、上パンチにより
中間成形体を鍛造していき、最下位置で鍛造を完了させ
る。
On the other hand, FIG. 19 shows the lower portion 52 of the punch hole 1A.
Is formed in a tapered shape that opens downward. After hot pressing the material powder in the upper portion of the punch hole 1A, the lower punch 2 is gradually lowered while the intermediate punch is formed by the upper punch. Continue to forge and complete forging at the lowest position.

【0051】これによれば、下パンチ2の降下速度を調
整することにより、中間成形体の外周面に常に圧力をか
けつつ鍛造を行うことができるため、同様の効果の得ら
れる前記他の実施例に比して装置の構成が単純でありな
がら、中間成形体の外周面にクラックが生じにくい利点
を有する。
According to this, by adjusting the descending speed of the lower punch 2, it is possible to carry out forging while constantly applying pressure to the outer peripheral surface of the intermediate compact, so that the same effect as described above can be obtained. Compared to the example, the structure of the device is simple, but it has an advantage that cracks are less likely to occur on the outer peripheral surface of the intermediate molded body.

【0052】なお、テーパ部54の断面角度αは、3〜
15゜より好ましくは5〜10゜程度とされる。3゜未
満では本発明の効果が得られず、15゜より大では成形
体にクラックが生じやすくなる。また、上記のようなテ
ーパ部54と段部50,52等を組み合わせてもよい。
The sectional angle α of the tapered portion 54 is 3 to.
The angle is more than 15 °, preferably about 5-10 °. If it is less than 3 °, the effect of the present invention cannot be obtained, and if it exceeds 15 °, cracks are likely to occur in the molded body. Further, the taper portion 54 and the step portions 50, 52 and the like as described above may be combined.

【0053】次に、図20および図21はさらに別の実
施例を示す平面図であり、この例ではダイ60が、中央
にパンチ孔60Aを画成する4つのブロック(ダイ構成
部材)62で構成されている。
20 and 21 are plan views showing still another embodiment. In this example, the die 60 is composed of four blocks (die constituting members) 62 which define a punch hole 60A in the center. It is configured.

【0054】各ブロック62はパンチ孔60Aに向けて
一定力で付勢されており、パンチ孔60A内で中間成形
体を形成した後、さらに圧力を上げると各ブロック62
が互いに離間してパンチ孔60Aの内径が拡大するとと
もに、各ブロック62の間に間隙64が生じ、中間成形
体は拡径方向および前記間隙64のそれぞれに向けて材
料流れを生じつつ鍛造される。
Each block 62 is biased with a constant force toward the punch hole 60A, and when the pressure is further increased after forming the intermediate compact in the punch hole 60A, each block 62 is pressed.
Are separated from each other and the inner diameter of the punch hole 60A is expanded, and a gap 64 is formed between the blocks 62, and the intermediate compact is forged while causing a material flow in the radial expansion direction and in each of the gaps 64. ..

【0055】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、各実施例の構成を組み合わせてもよいし、
ダイ,上下パンチ等の形状は任意に変更してよく、さら
に各部の駆動を行う機構としては、いかなる機構を用い
てもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and the configurations of the embodiments may be combined.
The shapes of the die, the upper and lower punches, etc. may be arbitrarily changed, and any mechanism may be used as a mechanism for driving each part.

【0056】[0056]

【実験例】次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証す
る。材料粉末として、アルミニウム合金(AH09N,
AH12)を使用し、下記の比較例、実験例の方法によ
り直方体状のアルミニウム合金部材を作成し、それらの
物性を比較した。なお、上記各合金の組成は以下の通り
である。 AH09N:Al−10Fe−1.5V−1.0Zr AH12 :Al−8Fe−1.5V−1.0Zr
[Experimental Example] Next, the effect of the present invention will be demonstrated with reference to an experimental example. As the material powder, aluminum alloy (AH09N,
Using AH12), rectangular parallelepiped aluminum alloy members were prepared by the methods of the following comparative examples and experimental examples, and their physical properties were compared. The composition of each of the above alloys is as follows. AH09N: Al-10Fe-1.5V-1.0Zr AH12: Al-8Fe-1.5V-1.0Zr

【0057】(比較例)図22に示す装置により、直方
体状のアルミニウム合金部材を成形した。符号70はダ
イであり、このダイ70には平面視12mm×57mm
のパンチ孔が形成されるとともに、ヒーターが内蔵され
ている。72は下パンチ、74は上パンチである。
(Comparative Example) A rectangular parallelepiped aluminum alloy member was molded by the apparatus shown in FIG. Reference numeral 70 is a die, and the die 70 has a plan view of 12 mm × 57 mm.
The punch holes are formed and a heater is built in. 72 is a lower punch and 74 is an upper punch.

【0058】AH09N,AH12の各粉末を予め約4
50℃に加熱するとともに、ダイ70を150℃に加熱
した後、粉末30gをパンチ孔に充填し、各パンチ7
2,74により10.6ton/cm2の圧力で圧縮
し、成形体を得た。成形体の寸法は12×57×14m
mであった。
Each powder of AH09N and AH12 was previously added to about 4
After heating the die 70 to 150 ° C. while heating to 50 ° C., 30 g of powder is filled in the punch holes, and each punch 7
2,74 was compressed at a pressure of 10.6 ton / cm 2 to obtain a molded body. The size of the compact is 12 x 57 x 14 m
It was m.

【0059】(実験例1)一方、図23に示す装置によ
り、直方体状のアルミニウム合金部材を成形した。符号
80はダイ、82は下パンチであり、これらは上記ダイ
70,下パンチ72と共通であり、パンチ孔の寸法も等
しい。
(Experimental Example 1) On the other hand, a rectangular parallelepiped aluminum alloy member was molded by the apparatus shown in FIG. Reference numeral 80 is a die, and reference numeral 82 is a lower punch, which are common to the die 70 and the lower punch 72, and have the same punch hole size.

【0060】84は断面矩形状の上パンチであり、その
両側にはスライド86がそれぞれ配置され、別個に駆動
されるようになっている。上パンチ84の断面寸法は1
2×51mm、スライド86の断面寸法は12×3mm
である。
Reference numeral 84 is an upper punch having a rectangular cross section, and slides 86 are arranged on both sides of the upper punch so as to be driven separately. The cross-sectional size of the upper punch 84 is 1
2 × 51 mm, cross-sectional dimension of slide 86 is 12 × 3 mm
Is.

【0061】AH09N,AH12の各粉末を予め45
0℃に加熱するとともに、ダイ80を150℃に加熱し
た後、粉末30gをパンチ孔に充填し、上パンチ84と
スライド86を揃えて粉末を密度比80%まで圧縮し、
さらに各スライド86を相対的に後退させつつ上パンチ
84を降下させて最終的に10.6ton/cm2の圧
力で圧縮し、成形体を得た。成形体の寸法は12×57
×13.8mmとなり、両端上には12×3×16mm
の突起が形成された。
45 powders of each of AH09N and AH12 were previously prepared.
After heating to 0 ° C. and the die 80 to 150 ° C., 30 g of powder is filled in the punch holes, the upper punch 84 and the slide 86 are aligned to compress the powder to a density ratio of 80%,
Further, each slide 86 was relatively retracted, the upper punch 84 was lowered, and finally compressed at a pressure of 10.6 ton / cm 2 to obtain a molded body. The size of the compact is 12 x 57
X13.8mm, 12x3x16mm on both ends
Protrusions were formed.

【0062】次に、上記4種の成形体を縦に2分割し、
その断面の各点(計25点)における硬さをロックウェ
ルBにより測定した。その結果を等高線表示したグラフ
を図24ないし図27に示す。
Next, the above-mentioned four kinds of molded bodies are vertically divided into two,
The hardness at each point (25 points in total) of the cross section was measured by Rockwell B. Graphs showing the results in contour lines are shown in FIGS.

【0063】図24および図25はAH12の結果であ
り、図24は比較例、図25は実験例の方法でそれぞれ
得られたものである。
24 and 25 show the results of AH12, FIG. 24 is obtained by the method of the comparative example, and FIG. 25 is obtained by the method of the experimental example.

【0064】また、図26および図27はAH09Nの
結果であり、図26は比較例、図27は実験例の方法で
それぞれ得られたものである。硬さの分布は、密度の分
布で対応する。実際に密度測定を行ったところ、 であった。さらに図28および29は、それぞれ図24
と25、および図26と27の結果を他のデータを含め
加圧力と密度の関係として示したものである。
26 and 27 show the results of AH09N, FIG. 26 is obtained by the method of the comparative example, and FIG. 27 is obtained by the method of the experimental example. The hardness distribution corresponds to the density distribution. When I actually measured the density, Met. Further, FIGS. 28 and 29 are respectively shown in FIG.
And 25, and the results of FIGS. 26 and 27 are shown as a relationship between the pressing force and the density including other data.

【0065】以上から明らかなように、実験例の方法に
よれば成形体の内部に材料流れが生じ、比較例の方法と
同じ加圧力でありながら、はるかに高密度化されてい
る。
As is clear from the above, according to the method of the experimental example, a material flow occurs inside the molded body, and the density is much higher, although the pressing force is the same as that of the method of the comparative example.

【0066】(実験例2)実験例1と同様の実験を型温
450℃にして行ったところ、最終的に4ton/cm
2の圧力で、実験例1と同等またはそれ以上の硬度およ
び密度比を有する成形体が得られた。
(Experimental Example 2) An experiment similar to Experimental Example 1 was conducted at a mold temperature of 450 ° C., and finally 4 ton / cm.
At a pressure of 2 , a molded product having a hardness and a density ratio equal to or higher than those of Experimental Example 1 was obtained.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる金
属粉末の成形装置では、ダイのパンチ孔に材料粉末を充
填し、この材料粉末を加熱手段により加熱した後、この
材料粉末を上パンチおよび下パンチにより圧縮し、熱間
圧着させて鍛造に耐え得る程度の強度を有する中間成形
体を成形する。続いて、空間画成手段を作動させ、この
中間成形体の周囲に余剰空間を画成した後(あるいは画
成しつつ)さらに上パンチおよび下パンチにより中間成
形体を圧縮し、鍛造する。
As described above, in the metal powder molding apparatus according to the present invention, the punching holes of the die are filled with the material powder, and the material powder is heated by the heating means, and then the material powder is punched. Then, the intermediate punch is compressed by the lower punch and hot pressed to form an intermediate compact having a strength enough to withstand forging. Subsequently, the space defining means is operated to define (or while defining) an extra space around the intermediate compact, and the intermediate compact is further compressed by the upper punch and the lower punch for forging.

【0068】これにより、中間成形体は余剰空間を埋め
るように圧縮につれて変形することが許容され、内部の
粉末に変形の自由度が与えられ、高密度化するととも
に、粉末粒子の酸化被膜が容易に破れ、バルク金属面が
露出して相互に粒子結合する。したがって、酸化被膜に
より結合度が高めにくく、圧縮時にクラックが生じ易い
金属粉末を、比較的低い加圧力で容易に高密度比にまで
成形することができるうえ、上記熱間圧着および鍛造過
程を実質的に1工程で行うことが可能であるから、生産
性が高められる。
As a result, the intermediate compact is allowed to deform as it compresses so as to fill the excess space, and the degree of freedom of deformation is imparted to the powder inside, so that the powder is densified and the oxide film of the powder particles is easily formed. The bulk metal surface is exposed and the particles are bonded to each other. Therefore, it is possible to easily form a metal powder having a high degree of bonding due to an oxide film and easily cracking during compression to a high density ratio with a relatively low pressing force, and to perform the hot pressing and forging processes substantially. Since it can be performed in one step, productivity is improved.

【0069】また、空間画成手段として、パンチ孔の内
壁面の一部を構成する進退可能な1または2以上のスラ
イド部材と、これらスライド部材を進退させるための駆
動手段とを設けた場合には、スライド部材により材料に
圧力をかけながら鍛造することができるため、材料流れ
の先端部に引張応力が生じにくく、クラックが発生しに
くい利点を有する。
Further, in the case where one or more slide members capable of advancing and retreating forming a part of the inner wall surface of the punch hole and a driving means for advancing and retracting these slide members are provided as the space defining means. Since the material can be forged while the material is being pressed by the slide member, tensile stress is unlikely to occur at the tip of the material flow, and cracks are less likely to occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる金属粉末の成形装置の第1実施
例での熱間圧着過程を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a hot press bonding process in a first embodiment of a metal powder molding apparatus according to the present invention.

【図2】第1実施例での鍛造過程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a forging process in the first embodiment.

【図3】第1実施例での成形体突き出し過程を示す縦断
面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a process of ejecting a molded body in the first embodiment.

【図4】第1実施例での粉末充填過程を示す縦断面図で
ある。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing a powder filling process in the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例での粉末充填過程を示す縦
断面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a powder filling process according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施例での熱間圧着過程を示す縦断面図で
ある。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a hot press-bonding process in the second embodiment.

【図7】第2実施例での鍛造過程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a forging process in the second embodiment.

【図8】第2実施例での成形体突き出し過程を示す縦断
面図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a process of ejecting a molded body in the second embodiment.

【図9】本発明の第3実施例での粉末充填過程を示す縦
断面図である。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the powder filling process in the third embodiment of the present invention.

【図10】第3実施例での熱間圧着過程を示す縦断面図
である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a hot press-bonding process in the third embodiment.

【図11】第3実施例での鍛造過程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing a forging process in the third embodiment.

【図12】第3実施例での成形体突き出し過程を示す縦
断面図である。
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a process of ejecting a molded body in the third embodiment.

【図13】第3実施例での後処理過程を示す縦断面図で
ある。
FIG. 13 is a vertical sectional view showing a post-treatment process in the third embodiment.

【図14】本発明の第4実施例での粉末充填過程を示す
縦断面図である。
FIG. 14 is a vertical sectional view showing a powder filling process according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】第4実施例での熱間圧着過程を示す縦断面図
である。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing the hot press bonding process in the fourth embodiment.

【図16】第4実施例での鍛造過程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing a forging process in the fourth example.

【図17】第4実施例での成形体突き出し過程を示す縦
断面図である。
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing a process of ejecting a molded body in the fourth example.

【図18】本発明の第5実施例に使用される装置の縦断
面図である。
FIG. 18 is a vertical sectional view of an apparatus used in a fifth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第6実施例に使用される装置の縦断
面図である。
FIG. 19 is a vertical sectional view of an apparatus used in a sixth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第7実施例に使用される装置の平面
図である。
FIG. 20 is a plan view of the device used in the seventh embodiment of the present invention.

【図21】第7実施例での鍛造過程を示す平面図であ
る。
FIG. 21 is a plan view showing a forging process in the seventh example.

【図22】比較例の実験方法を示す縦断面図である。FIG. 22 is a vertical sectional view showing an experimental method of a comparative example.

【図23】実験例の実験方法を示す縦断面図である。FIG. 23 is a vertical sectional view showing an experimental method of an experimental example.

【図24】比較例で得られた試験片のHRB硬さ分布を
示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing the H R B hardness distribution of the test piece obtained in the comparative example.

【図25】実験例で得られた試験片のHRB硬さ分布を
示すグラフである。
FIG. 25 is a graph showing the H R B hardness distribution of the test piece obtained in the experimental example.

【図26】比較例で得られた試験片のHRB硬さ分布を
示すグラフである。
FIG. 26 is a graph showing the H R B hardness distribution of the test piece obtained in the comparative example.

【図27】実験例で得られた試験片のHRB硬さ分布を
示すグラフである。
FIG. 27 is a graph showing the H R B hardness distribution of the test piece obtained in the experimental example.

【図28】実験例での加圧力と成形密度との関係を示す
グラフである。
FIG. 28 is a graph showing a relationship between a pressing force and a molding density in an experimental example.

【図29】実験例での加圧力と成形密度との関係を示す
グラフである。
FIG. 29 is a graph showing a relationship between a pressing force and a molding density in an experimental example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイ 1A パンチ孔 2 下パンチ 3 上パンチ P 材料粉末 Q 中間成形体(熱間圧着成形体) R 鍛造成形体 S 材料流れの先端(凸部) 10 ダイ 10A パンチ孔 12 下パンチ 14 下スリーブ(スライド部材) 16 上パンチ 18 上スリーブ(スライド部材) 20 ダイ 20A パンチ孔 22 下パンチ 24 上パンチ 26 スライド部材 30 上ダイ(ダイ構成部材) 32 下ダイ(ダイ構成部材) 34 パンチ孔 36 下パンチ 38 上パンチ 40 間隙 50 第1段部(拡径部) 52 第2段部(拡径部) 54 テーパ部(拡径部) 60 ダイ 60A パンチ孔 62 ブロック(ダイ構成部材) 64 間隙 1 die 1A punch hole 2 lower punch 3 upper punch P material powder Q intermediate compact (hot pressure compact) R forging compact S material tip (convex) 10 die 10A punch hole 12 lower punch 14 lower sleeve ( Slide member 16 Upper punch 18 Upper sleeve (slide member) 20 Die 20A Punch hole 22 Lower punch 24 Upper punch 26 Slide member 30 Upper die (die component member) 32 Lower die (die component member) 34 Punch hole 36 Lower punch 38 Upper punch 40 Gap 50 First step (expanded part) 52 Second step (expanded part) 54 Tapered part (expanded part) 60 Die 60A Punch hole 62 Block (die component) 64 Gap

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パンチ孔を備えたダイと、前記パンチ孔
に上下から挿入された上パンチおよび下パンチと、これ
ら各パンチを昇降駆動する駆動手段とを具備した金属粉
末の成形装置において、 前記ダイには前記パンチ孔の内部を加熱するための加熱
手段が設けられるとともに、パンチ孔に充填した粉末を
上パンチおよび下パンチで圧縮した際に、圧縮された中
間成形体の周囲に余剰空間を画成するための空間画成手
段が設けられていることを特徴とする金属粉末の成形装
置。
1. A molding apparatus for metal powder, comprising: a die having punch holes; an upper punch and a lower punch which are inserted into the punch holes from above and below; and a driving means which drives the punches up and down. The die is provided with heating means for heating the inside of the punch hole, and when the powder filled in the punch hole is compressed by the upper punch and the lower punch, an excess space is formed around the compressed intermediate compact. An apparatus for molding metal powder, characterized in that a space defining means for defining the space is provided.
【請求項2】 前記空間画成手段は、前記パンチ孔の上
部あるいは下部に形成された、相対的に内径が大きい拡
径部であることを特徴とする請求項1記載の金属粉末の
成形装置。
2. The apparatus for molding metal powder according to claim 1, wherein the space defining means is an expanded diameter portion having a relatively large inner diameter formed in an upper portion or a lower portion of the punch hole. ..
【請求項3】 前記空間画成手段は、前記パンチ孔の内
壁面の一部を構成する進退可能な1または2以上のスラ
イド部材と、これらスライド部材を進退させるための駆
動手段とを具備することを特徴とする請求項1記載の金
属粉末の成形装置。
3. The space defining means includes one or two or more slide members that form a part of an inner wall surface of the punch hole and can move back and forth, and a driving means for moving the slide members forward and backward. The apparatus for molding metal powder according to claim 1, characterized in that.
【請求項4】 前記駆動手段は、前記パンチ孔内に向け
て各スライド部材を付勢する付勢手段であることを特徴
とする請求項3記載の金属粉末の成形装置。
4. The apparatus for molding metal powder according to claim 3, wherein the driving means is a biasing means for biasing each slide member toward the inside of the punch hole.
【請求項5】 前記空間画成手段として、前記ダイは、
前記パンチ孔の内壁面に間隙を形成しうるように2以上
のダイ構成部材に分割可能とされるとともに、これらダ
イ構成部材を開閉駆動するダイ開閉機構が設けられてい
ることを特徴とする請求項1記載の金属粉末の成形装
置。
5. The die as the space defining means,
It is divisible into two or more die constituent members so that a gap can be formed on the inner wall surface of the punch hole, and a die opening / closing mechanism for driving the die constituent members to open and close is provided. Item 1. A metal powder molding apparatus according to Item 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006026694A (en) * 2003-12-04 2006-02-02 Murata Mfg Co Ltd Method and apparatus of powder molding
CN117380955A (en) * 2023-12-13 2024-01-12 合肥工业大学 Forming device and method for cylindrical part made of composite material

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CN117380955B (en) * 2023-12-13 2024-02-23 合肥工业大学 Forming device and method for cylindrical part made of composite material

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