JPH0589424U - 焼結型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】粉末金属やセラミックスなどの焼結に用いるホ
ットプレスの一軸加圧の場合でも、上下に密度ラムのな
い焼結体が得られる焼結型。 【構成】ダイス１の縦穴に挿通する上パンチ２１の上方
から下方の所定部分までに細溝２３を彫込み、ダイス１
の上方にはピン穴１１を貫設してピン１０を挿込んで縦
穴に突出させ、上パンチ２１の細溝２３に係合させる。
したがって、原料を収納して下パンチ２２を挿入んで加
圧すると、ダイス１は浮いた状態になって一軸加圧でも
原料は上下から均等に加圧される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は粉末金属やセラミックスなどの焼結加工に用いる焼結型に関する。

【０００２】

【従来の技術】

粉末金属やセラミックスなどの焼結加工には、いわゆるホットプレスと呼ばれ る加圧軸（ラム）を備えた炉を用い、加圧と加熱により原料粉末を焼結すること が行われている。

【０００３】 そして、図５に示すように原料粉末ををダイス内の下パンチと上パンチの間に 収納し、これをスぺーサを介して下ラムの上方に配置し、上パンチ上方から上ラ ムを所定圧力にて圧下するとともに、ダイスをヒータにより所定の温度に加熱し 、加圧により原料の粉末粒子間の接触面積を大にして焼結を促進させている。

【０００４】 このような焼結型を用いたものでは円柱状や角柱状の大きな焼結体を得るには 図示のように例えば上方からの一軸加圧が行われるが、この場合、ダイスと下パ ンチとの相対的な動きはなく、上パンチからの圧力は原料とダイス内壁との摩擦 損失にて原料の下の部分の圧力が小となり、焼結体の下になる程密度は粗となっ て割れるなどの欠陥の原因になっている。

【０００５】 このため、ダイスを上下のパンチに対し相対移動可能にして両ラムを駆動する 機構に対し駆動出力を同値にする出力制御機構と、その変位量を検出して変位量 の差を０に調整する粉末加圧成型装置が実開平１−１０２６９６号公報に示され ている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述の公開公報に示された提案では上下のラムの変位量の差が無くなるため、 加圧される原料の上下の密度ラムは防げるが、上下に加圧機構を要するとともに 、制御機構も必要となり、これらの機構が複雑となるという問題がある。

【０００７】 また、これとは別に電気二重層コンデンサなどに用いる活性炭電極を連続焼結 する方法があるが、水分を吸着しやすい活性炭などの素材や、熱分解によりガス を発生する材料の場合では、予熱により焼結型内の水蒸気圧やガス圧が急激に高 くなり、上パンチが十分な重量の無い場合は上方にパンチが抜けて焼結が困難と なることが生じている。

【０００８】 本考案はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は上述 の上パンチの抜けを防止し、上下の２方向から加圧せずとも均一な密度の焼結体 が得られる焼結型を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上述の目的と達成するために本考案によれば、焼結用のダイスを貫通する縦穴 に挿通される上／下パンチの間に原料粉末を充填し、加圧と加熱とにより焼結体 に焼成する焼結型において、前記の上パンチがダイスの縦穴から上方に抜け出す ことを防止する係止手段を設けた焼結体が提供される。

【００１０】

【作用】

ダイスの縦穴に挿通した上パンチに細溝や割溝などを設けるとともに、ダイス には係止ピンを取付けて係止手段としたので、焼成作業時には係止手段によりダ イスが浮くため、上方または下方からの一方の加圧でも原料には均等な圧力が加 わることになって均一な密度の焼結体が得られる。

【００１１】

【実施例】

つぎに本考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

【００１２】 図１は本考案にかかる焼結型の一実施例を示す説明図であり、同図において、 １は肉厚の円筒状または所定形状の縦穴を有するダイスで、黒鉛やセラミックス などの耐熱素材からなるもので、その縦穴には上方から上パンチ２１、下方には 下パンチ２２が挿入され、上下のパンチの間には焼結される粉末金属やセラミッ クスの原料粉が収納されるものである。

【００１３】 そして、ダイス１の上方の側壁からは中心に向かって水平なピン穴１１が貫設 されるとともに、該ピン穴１１には係止ピンとなるピン１０が挿入され、その先 端部分は所定の寸法だけ内壁より突出するように形成されている。また、上パン チ２１には図示のように上方から下方の所定位置までキー溝状の細溝２３が彫り 込まれ、ダイス１に上パンチ２１を嵌入した場合はピン１０が細溝２３に対応し て上下の移動は自在となるが、上パンチ２１の底部まで溝が貫かれていないため 上方に引抜けないように形成されている。

【００１４】 ３は上方より加圧する上ラム、４は下パンチ２２を支える下ラムで、該下ラム ４は例えばホットプレス装置の基台に載置されるものである。

【００１５】 つぎに本実施例の作動について説明すると、焼結に際し、ダイス１から下パン チ２２を外して上パンチ２１の細溝２３とピン１０とを係合させ、ダイス１の内 部に原料５を詰めて下パンチ２２を嵌め込み、基台上の下ラム４の上方に配置す る。

【００１６】 この場合、上パンチ２１にはピン１０を介してダイス１の重量が加わるため、 原料５が圧縮されて安定する位置まで沈下する。そして下パンチ２２の長さに余 裕があればダイス１は浮いている状態にあるので、加圧力を上方、または下方の どちらから一方のみ加圧を行っても、ダイス１に詰められた原料５は上下から均 等の力で圧縮されることになる。したがって、所定の時間、高温度に加熱して焼 成することにより、上下にわたり密度が均一な焼結体が得られることになる。な お、原料が水蒸気やガスを発生する場合の予熱に際しても、上パンチ２１にはダ イス１の重量がピン１０を介して加わるため、上パンチ２１の抜けが防止できる ことになる。

【００１７】 つぎに、図２および図３は本考案の他の実施例を示すそれぞれの説明図であり 、図２においてはダイス１ａには直径方向のピン穴１１ａを貫設し、上パンチ２ １ａには割溝２３ａを設けて係止ピンとなるピン１０ａを挿通したもので、図３ ではダイス１ｂの縦穴の上方を絞り部により絞るとともに、上パンチ２１ｂは上 方から下方に向い所定位置まで外周壁を細く削り段付パンチとしてダイス１ｂの 縦穴に対応させたものであり、ともにその作動は前述の実施例に準じ、ピン１０ ａや絞り部があるためダイスの浮きが得られて、上下の一方からの加圧でも原料 には均一の力が加わって密度が均一となり、また、上パンチの抜けが防止される ことになる。

【００１８】 図４は前述の図１に示した実施例を応用し、そのダイスとダイスホルダとの抜 けの防止を図った一例の説明図であり、図１と同一の部分には同一の符号を付し たものである。

【００１９】 図示の６は壺状のダイスホルダで、その絞られた開口部６１はダイス１の外壁 に係合して保持し、内部に下パンチ２２を収納して下ラム４の上に載置されるも のである。そして、ダイス１の外壁の下方には２個所に抜止ピン１２，１２が突 設されるとともに、ダイスホルダ６の開口部６１の絞られた部分には抜止ピン１ ２，１２が通過自在な縦溝６３，６３が設けられている。

【００２０】 したがって、このような抜止ピン１２を有するダイス１を、開口部６１に縦溝 ６２を有するダイスホルダ６に装着させるには、抜止ピン１２と縦溝６２とを係 合させて挿入し、抜止ピン１２が縦溝６２を通過後はダイス１を所定角度回転さ せることにより、両者の位置がずれてダイス１の上方への抜けが防止されること になる。

【００２１】

【考案の効果】

上述の実施例のように本考案によれば、ダイスと上パンチとを係合させる係止 ピンや絞り部などを設けたので、焼結作業時にはダイスを浮かせることができ、 したがって上または下からの一方の加圧によっても、２軸加圧と同様に圧力が原 料に印加されて、焼結体の密度の不均一が防止されるという効果が得られる。

【００２２】 また、本考案では係止ピンや絞り部が上パンチの上方への抜け止めとなるため 、原料から出るガスなどの膨張によっても飛出しが防げる利点があり、さらに上 下の加圧機構や制御機構が不要のため、構造が簡易化されるという効果が生ずる 。

【００２３】 なお、本考案のダイスホルダを設けたものでは抜止手段によりダイスの上方へ の抜け止めを行ったので、係止手段とともに上パンチの上方への飛出が防止でき る利点が生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す説明図である。

【図２】他の実施例の説明図である。

【図３】他の実施例の説明図である。

【図４】本考案におけるダイスホルダを用いた実施例の
説明図である。

【図５】従来の焼結炉を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ダイス ３…上ラム ４…下ラム ５…原料 ６…ダイスホルダ １０…ピン １２…抜止ピン ２１…上パンチ ２２…下パンチ ２３…細溝 ６１…縦溝

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】焼結用のダイスを貫通する縦穴に挿通され
   る上／下パンチの間に原料粉末を充填し、加圧と加熱と
   により焼結体に焼成する焼結型において、前記の上パン
   チがダイスの縦穴から上方に抜け出すことを防止する係
   止手段を設けたことを特徴とする焼結型。
2. 【請求項２】前記の係止手段は上パンチの外壁に設けら
   れ上方から下方の所定位置まで彫り込まれた細溝と、該
   細溝に係合しダイスの縦穴に突出する外壁部から挿通さ
   れた係止ピンであることを特徴とする請求項１記載の焼
   結型。
3. 【請求項３】前記の係止手段は上パンチに上方から下方
   の所定位置まで切込まれた割溝と、該割溝に対応しダイ
   スの縦穴を横断する係止ピンであることを特徴とする請
   求項１記載の焼結型。
4. 【請求項４】前記の係止手段はダイスの縦穴の上方を狭
   める絞り部と、上パンチの上方から下方の所定位置まで
   該絞り部に対応させて細く形成した段付パンチであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の焼結型。
5. 【請求項５】前記の下パンチの上方に載置され、係止手
   段を備えたダイスを入口の絞られた開口部に挿入して保
   持するダイスホルダに該ダイスの上方への抜け出しを防
   止する抜止手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の焼結型。
6. 【請求項６】前記の抜止手段はダイスの外壁下方に抜止
   ピンを突設するとともに、ダイスホルダの絞られた入口
   に該抜止ピンに係合する縦溝を刻設し、ダイスの挿着に
   際して該縦溝に抜止ピンを係合して開口部に挿入し縦溝
   を抜止ピンが通過後はダイスを所定角度回転せしめて保
   持させることを特徴とする請求項５記載の焼結型。