JPH06114598A

JPH06114598A - 等方静水圧成形法およびそれに使用する袋体

Info

Publication number: JPH06114598A
Application number: JP28814392A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Toda; 宏戸田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】等方静水圧成形機を用いて、予め定めた形状
に高密度成形できる等方静水圧成形法およびそれに使用
する袋体を提供することにある。【構成】該粉体を仮成形し、予め定めた仮成形物３ａ
を形成する。該仮成形物３ａを多層のラミネートフィル
ム袋体１に挿入し脱気した後、熱圧着により封止し、袋
入り被成形物３を形成する。該袋入り被成形物３を等方
静水圧成形機の圧力容器５０内に投入し、等方静水圧に
より加圧して均一な高密度成形物を形成する。前記多層
のラミネートフィルム袋体１は、外側がナイロン、内側
がポリエチレンからなるラミネートフィルムにより、総
厚が４０〜１２０μｍ程度に作成するのが好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は等方静水圧成形法および
それに使用する袋体に関し、特に高密度成形が必要な粉
体を、所望の形状でかつ均一密度に成形できるようにし
た等方静水圧成形法およびそれに使用する袋体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、等方静水圧成形法による粉体の成
形は、等方静水圧成形機を用いて、粉体をゴム型に封入
して行われていた。前記等方静水圧成形機は別名ラバー
プレスと言われているように、ゴム型の使用が前提とな
っていた。

【０００３】ここで、使用されるゴム型はゴム袋やゴム
チューブ、ゴム筒等を、ゴムバンドやゴム栓、ゴム蓋、
ビニールテープ等で封をしたものである。

【０００４】図８は、従来技術のゴム型を使用した等方
静水圧成形機の要部の一例の断面図である。

【０００５】図において、５１は上蓋であり、５１ａは
後述する圧力媒体５６を排出するための該上蓋５１の内
部を貫通する排出管である。５２は下蓋であり、５２ａ
は後述する圧力媒体５６を注入するための該下蓋５２の
内部を貫通する注入管である。

【０００６】また、５３は高圧円筒、５４はゴム型であ
る。５５は前記ゴム型５４に封入された粉体である。こ
こに、５０は前記高圧円筒５３および上下蓋５１，５２
が一体となって構成される圧力容器である。前記粉体５
５は異方性磁石粉、セラミック粉、フェライト等の被成
形物である。５６は前記注入管５２ａを介して注入さ
れ、圧力を前記ゴム型５４に印加する圧力媒体（以下、
圧媒と略す）である。ここに、圧媒５６は水又は潤滑油
に防錆剤を混合した液体等によって構成されている。５
７は該圧媒５６が前記ゴム型５４を介して粉体５５に及
ぼす圧力である。

【０００７】なお、等方静水圧成形機の周辺部の構成に
ついては、圧力成形機の湿式法（ラバープレス）として
既知であるため、説明は省略する。

【０００８】上記の等方静水圧成形機を用いて、粉末成
形する場合には、まず、下蓋５２が高圧円筒５３の下部
に装着され、その内部に粉体５５が封入されたゴム型５
４が投入される。次に、前記上蓋５１が装着されて、該
ゴム型５４は高圧円筒５３の中央部に封入される。

【０００９】一体となった前記上下蓋５１，５２、およ
び前記高圧円筒５３は、圧力容器５０を構成する。

【００１０】次に、前記高圧円筒５３の中へ、前記圧媒
５６を、図示されていない一方向弁、および前記注入管
５２ａを介して注入する。該圧媒５６は、最高１ｃｍ²
当たり６トン程度まで圧力５７を高めて、一定時間該圧
力５７を保持する。この時、前記ゴム型５４には等方圧
が加わり、前記粉体５５は均一に高密度成形される。

【００１１】その後、被成形物は、熱焼結等がされて図
示されていない装置により切削加工等が行われ、所望の
形状になるような仕上げ処理をした後、製品が完成す
る。

【００１２】次に、粉体成形された被焼結物について、
図９を参照して説明する。

【００１３】図９は、従来の方法によって粉体成形され
た被焼結物の斜視図である。

【００１４】図の被焼結物７０は、粉体成形後焼結し、
その四つの側平面を、切削加工等を行って、仕上げ処理
されたものである。７１は該被焼結物７０を板状に切断
する切断線である。また、７０ａは前記切断線７１で切
断された板厚Ｔの板状素材である。７０ｂ，７０ｃは仕
上げ処理されなかった面が含まれる板状素材である。

【００１５】上記したような板状素材７０ａは、最終製
品（例えば、浮上型磁気ヘッドなど）を製造するための
板状素材として利用される。また、前記板状素材７０
ｂ，７０ｃは、板厚が部分的に板厚Ｔよりも薄くなると
ころがあり、最終製品を製造するための板状素材として
利用できない形状であるため、破棄される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の等方静水圧成形
法は、前記したように、等方静水圧成形機を使用して、
ゴム型に粉体を封入して粉体成形を行っていた。しかし
ながら、これには下記のような問題があった。

【００１７】（１）ゴム型を用いた成形方法であるた
め、該ゴム型自体の弾性力や剛性に影響されて、成形さ
れた被成形物は、凹凸ができたり、最終製品を製造する
ための板状素材とはほど遠い形状になる。このため、切
削加工等を行ってある程度形状を整えた後、煩雑な仕上
げ処理をする必要があり、熟練と手間が掛るという問題
があった。

【００１８】（２）ゴム袋は薄いと破損しやすく、厚い
とゴム袋自体の弾性力や剛性が被成形物に影響し、不良
成形物を多く発生させる原因になっていた。このため、
無駄になる材料が大量に生じ、損失が多かった。また、
焼結後切削加工され削り取られた部分は、そのまま廃棄
されるため材料の損失があった。

【００１９】（３）減圧時の圧力制御において、減圧速
度が早すぎると、該ゴム型はゴム型自体の弾性力と該ゴ
ム型に印加されていた圧力の残留応力が影響を及ぼす。
このため、ゴム型の引き伸ばされていた壁面が急激に伸
縮してバタツキ、粉体成形された被成形物は該ゴム型の
壁面に叩かれて破壊される恐れがあった。

【００２０】（４）ゴム型に粉体を封入する時に、該ゴ
ム型の内容量に対し粉体の量が多過ぎたり少過ぎたりす
ると、被成形物は予め決められたゴム型の形状に成形さ
れない。

【００２１】（５）特に、従来のゴム袋を使用していた
粉末成形方法では、該ゴム袋の脱気が不十分となり、被
成形物が部分的に引っ張られたり、該被成形物に印加さ
れる圧力が不均一になったりして、型崩れや歪みが生
じ、予定の形状が得られなかった。そのために、被成形
物を修正しても、形状的に歪みが残り、不良になる部分
が多く発生した。

【００２２】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、等方静水圧成形機を用いて、高密度成形が
でき、予め定めた形状に成形できる等方静水圧成形法お
よびそれに使用する袋体を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、高密度成形物の成形における等方静水圧
成形法において、粉体を仮成形し、仮成形物を多層のラ
ミネートフィルム袋体に入れ脱気した後、熱圧着により
封止し、さらに該仮成形物を等方静水圧成形機によって
加圧し、高密度成形物を等方静水圧成形するようにした
点に特徴がある。

【００２４】

【作用】本発明によれば、予め所望の形状に仮成形した
後、ラミネートフィルムの袋に封入し、この袋を圧力容
器にただ単に投入するだけで高密度成形が行えるので、
非熟練者でも高密度成形が行える。また、従来の方法に
比べて、均一な高密度成形物が得られ、仕上げ処理は極
僅かな加工だけで済むため、従来のゴム型を使用して成
形した被成形物と本実施例の被成形物とを比較すると、
３０〜８０％の材料の節約をすることができる。

【００２５】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。まず、図２〜図４を参照して、本発明に用いるラ
ミネートフィルムの袋体について説明する。

【００２６】図２は、三方を熱圧着によりシールしたラ
ミネートフィルムの袋の斜視図である。

【００２７】図において、１は熱圧着により三方をシー
ルしたラミネートフィルム袋である。２は該ラミネート
フィルム袋のシール部、４は仮成形した被成形物を挿入
するための開口部、５は該被成形物を挿入するための空
間である。

【００２８】図３は、前記ラミネートフィルム袋１の空
間５に仮成形物３ａを挿入した時の斜視図である。ま
た、図４は、前記ラミネートフィルム袋１のＡ−Ａ断面
図である。

【００２９】図４において、６は材質がナイロンの外側
フィルム、７は材質がポリエチレンの内側フィルムであ
る。８は前記外側フィルム６と前記内側フィルム７の２
枚のフィルムで構成されたラミネートフィルムである。

【００３０】前記ラミネートフィルム袋１は、ラミネー
トフィルム８を２枚用いて、内側フィルム７同士を向か
い合わせて、３方を熱圧着シールして袋状に製作されて
いる。

【００３１】前記ラミネートフィルム８の厚さは、前記
外側フィルム６が１０〜５０μｍ程度、前記内側フィル
ム７が３０〜７０μｍ程度、総厚が４０〜１２０μｍ程
度が好適である。

【００３２】また、前記ラミネートフィルム８としては
市販品を用いることができる。

【００３３】次に、本発明の等方静水圧成形法につい
て、一連の動作を図１〜図６を参照して説明する。

【００３４】図１は、本発明の一実施例の等方静水圧成
形法を説明するためのフローチャートを示す。図５は、
従来から使用されいる等方静水圧成形機の前記圧力容器
５０に、前記被成形物３ａが封入されたラミネートフィ
ルム袋１を投入した時の説明図である。

【００３５】まず、ステップＳ１では、粉体５５を図示
されていない容器に投入する。ここに、該粉体５５の粒
子としては、フェライトを製作する場合には０．７〜１
０μｍ径、セラミックを製作する場合には０．５〜５μ
ｍ径、メタルを製作する場合には０．５〜１００μｍ径
程度の大きさのものを用いるのがよい。

【００３６】次いで、ステップＳ２では、バインダ調整
をする。前記粉体５５に混入するバインダの調整量は、
成形される粉体がフェライトの時は、水を０．５〜２％
程度、また、セラミックの時は、水又は有機溶剤を０．
５〜２％程度、メタルの時は、ワックス等を１％以下程
度にするのが好適である。

【００３７】ステップＳ３では、乾式成形機（機械式プ
レス機）を用いて、バインダ調整をされた前記粉体５５
を１ｃｍ²当たり０．０５〜０．１トン程度の圧力で仮
成形し、仮成形物３ａを作成する。

【００３８】ステップＳ４では、前記仮成形物３ａが予
め用意されていたラミネートフィルム袋１の空間５に挿
入される。また、該仮成形物３ａは、ラップシートに一
旦包まれてから、該ラミネートフィルム袋１に挿入され
てもよい。

【００３９】ステップＳ５では、図示されていない真空
パック装置を用いることにより、前記ラミネートフィル
ム袋１が脱気される。ここで、脱気は、マイナス７５０
〜マイナス７６０mmHg程度にするのが好適である。

【００４０】ステップＳ６では、前記真空パック装置に
装着されたシール装置によって、脱気された前記ラミネ
ートフィルム袋１の開口部４を熱圧着し、前記仮成形物
３ａを封止する。これによって、袋入り被成形物３がで
きる。

【００４１】ステップＳ７では、前記真空パック装置か
ら前記袋入り被成形物３が取り出される。

【００４２】ステップＳ８では、図５に示されているよ
うに、前記袋入り被成形物３を圧力容器５０に投入し、
該圧力容器５０を密閉する。

【００４３】ステップＳ９では、前記圧力容器５０の中
へ圧媒５６を図示されていない一方向弁に接続された注
入管５２ａを介して注入し、１ｃｍ²当たり６トン程度
まで加圧する。前記袋入り被成形物３の全周には等方圧
が加わり、かつ従来の乾式成形機（加圧力、１ｃｍ²当
たり０．５〜１．５トン程度）より高い圧力が加わるの
で、前記仮成形物３ａは均一に高密度成形される。以
後、仮成形物３ａを、被成形物３ａと呼ぶことにする。
なお、圧力５７は１ｃｍ²当たり６トン以上でも構わな
い。

【００４４】ステップＳ１０では、該圧力容器５０か
ら、図示されていない排出弁に接続された排出管５１ａ
を介して、前記圧媒５６を、一定時間（およそ１０〜２
０秒程度）掛けて排出し、減圧する。

【００４５】ステップＳ１１では、減圧された前記圧力
容器５０の中から、図６に示されている袋入り被成形物
３を取り出し、圧媒５６および汚れ等を落とすために洗
浄する。

【００４６】ステップＳ１２では、密閉されたラミネー
トフィルム袋１から被成形物３ａを取り出す。ここで、
使用した該ラミネートフィルム袋１は廃棄する。

【００４７】ステップＳ１３では、被成形物３ａの高密
度成形時にラミネートフィルム８によるごく細いすじ３
ｂ（図６参照）ができるため、該被成形物３ａの仕上げ
処理を行う。

【００４８】ステップＳ１４では、仕上げ処理された被
成形物３ａは図示されていない装置により、熱焼結処理
され完成物になる。

【００４９】なお、乾式成形機（機械式プレス機）、お
よび等方静水圧成形機の周辺部の構成については、それ
ぞれ圧力成形機の乾式法、および湿式法（ラバープレ
ス）として既知であるため説明を省略する。

【００５０】また、真空パック装置およびシール装置と
しては、それぞれ工業用、又は家庭用の物であって、か
つ市販されているものを用いることができる。

【００５１】本実施例では、２層のラミネートフィルム
８を使用したが、多層のものでも良いことは勿論であ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を期待できる。

【００５３】（１）予め粉体を仮成形し、ラミネートフ
ィルムの袋に封入するようにしているため、本成形では
袋入り被成形物を圧力容器内に入れるだけでよいので、
非熟練者でも、高密度成形が容易に行える。

【００５４】（２）袋体の材料として総厚が４０〜１２
０μｍ程度のラミネートフィルムを使用しているため薄
くても破損しにくい。また、高密度成形時に袋体が被成
形物に与える影響が小さくなるため、被成形物が袋体に
よって破損されにくくなる。また、仮成形において予め
所望の形状に成形し、十分な脱気が行えるため、被成形
物の歪み等がなくなり、極僅かなすじができるだけなの
で仕上げ処理は極僅かな加工だけで済む。また、仕上げ
処理が少ないため、従来のゴム型を使用して成形した被
成形物と本実施例の被成形物とを比較すると、３０〜８
０％の材料の節約ができる。

【００５５】（３）格別の減圧制御を行わなくても、ラ
ミネートフィルムの袋体が被成形物に密着しているた
め、該ラミネートフィルムのバタツキがなく該被成形物
を破壊する恐れがない。

【００５６】（４）予め粉体を所望の形状に仮成形して
いるため、必要量の粉体があればよい。また、予め粉体
を薄く仮成形しておけば、従来の方法に比べて薄い被成
形物を成形することができる。被成形物の厚さが１ｍｍ
単位で出せ、厚さが薄くなることにより均一な高密度成
形物が得られる。

【００５７】（５）被成形物を仮成形後、ラミネートフ
ィルムの袋体に封入し、圧力容器に投入するようにした
ため、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すような任意の形状の
高密度成形物が、大掛かりな切削加工を必要とせずに容
易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の等方静水圧成形法のフロ
ーチャートである。

【図２】三方をシールしたラミネートフィルムの袋体
の斜視図である。

【図３】ラミネートフィルム袋体に仮成形物を挿入し
た時の斜視図である。

【図４】ラミネートフィルム袋の図２のＡ−Ａ断面図
である。

【図５】等方静水圧成形機の圧力容器に、被成形物が
封入されたラミネートフィルム袋を投入した時の断面図
である。

【図６】高密度成形後の被成形物の斜視図である。

【図７】本発明の等方静水圧成形法によって高密度成
形された被成形物の形状例を示す斜視図である。

【図８】従来技術のゴム型を使用した等方静水圧成形
機の要部の一例の断面図である。

【図９】従来方法によって粉体成形された被焼結物の
斜視図である。

【符号の説明】

１…ラミネートフィルム袋体、２…シール部、３…被成
形物、４…開口部、５…空間、６…外側フィルム、７…
内側フィルム、８…ラミネートフィルム、５１…上蓋、
５１ａ…排出管、５２…下蓋、５２ａ…注入管、５３…
高圧円筒、５４…ゴム型、５５…粉体、５６…圧媒、５
７…圧力、７０…被焼結物、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ…
板状素材、７１…切断線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体を高密度成形するための等方静水圧成
形法であって、前記粉体を仮成形し、仮成形物を多層のラミネートフィルム袋体に入れ脱気し
た後、熱圧着により封止し、さらに前記袋体に入れられた仮成形物を等方静水圧によ
り加圧して高密度成形物を形成するようにしたことを特
徴とする等方静水圧成形法。
【請求項２】前記等方静水圧成形法に使用する袋体にお
いて、外側がナイロン、内側がポリエチレンからなる多
層のラミネートフィルムからなる袋体であることを特徴
とする請求項１記載の等方静水圧成形法に使用する袋
体。
【請求項３】前記多層のラミネートフィルムにおいて、
総厚が４０〜１２０μｍ程度であることを特徴とする請
求項２記載の等方静水圧成形法に使用する袋体。