JPH08104905A - 複層成形体の圧縮成形用金型構造 - Google Patents

複層成形体の圧縮成形用金型構造

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JPH08104905A
JPH08104905A JP24276094A JP24276094A JPH08104905A JP H08104905 A JPH08104905 A JP H08104905A JP 24276094 A JP24276094 A JP 24276094A JP 24276094 A JP24276094 A JP 24276094A JP H08104905 A JPH08104905 A JP H08104905A
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JP
Japan
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punch
layer
powder
die
punches
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JP24276094A
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Eisuke Hoshina
栄介 保科
Toshiya Yamaguchi
登士也 山口
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複層成形体の圧縮成形用金型構造
に関し、特に外層が薄い場合における粉末供給方法を改
善した金型構造を提供する。 【構成】 複層成形体の圧縮成形用金型構造において、
ダイスと第1層形成用上下パンチと、該パンチの側方に
位置し、第2層形成用の2分割スライドパンチを保持す
る上パンチおよび下パンチとから構成され、該2分割ス
ライドパンチは、一方のパンチの上下動により、他方の
パンチを左右動させる駆動部を有していることを特徴と
する。また、環状の複層成形体の圧縮成形用金型構造に
おいて、ダイスと環状の外層成形用上下パンチと、該パ
ンチの内方に位置し、内層成形用の2分割スライドパン
チを保持する環状の上パンチおよび下パンチとから構成
され、外層形成用上パンチには内層形成用粉末を保持す
る保持部を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複層成形体の圧縮成形
用金型構造、特に外層が薄い場合における粉末供給方法
を改善した金型構造に関する。
【0002】
【従来の技術】機械部材等においては、部材の外周部お
よび内周部における機能・性能を複層となし寿命の延長
・軽量化をはかるために、異種材料の複層化を必要とす
ることが多い。これの製造には粉体の圧縮成形によっ
て、第1層を先ず成形し、次いで第2層の粉体を供給
し、その後第2段階の圧縮工程によって複層化する方法
が採用されている。
【0003】同出願人は特開昭61−66609号公報
において、従来の充填時の粉体の混入を仕切り板を使用
することなく防止し、充填成形を行うことができる複層
成形体の成形方法を提案した。この方法を図4に示す。
図4(a)では、アッパーアウターパンチ19のみを上
昇させて、アッパーアウターパンチ19とロアーアウタ
パンチ17との間に第2層粉体14を充填する。
【0004】図4(b)において、アッパーアウターパ
ンチ19とロアーアウタパンチ17を、第2層粉体を挟
んだ状態のまま下降させて、第2層粉体14を第1層粉
体12の層に移動させ、径方向に複層をなす充填を完了
する。その後、図4(c)に示すごとく、アッパーアウ
ターパンチ19とアッパーインナーパンチ20を同時に
さらに下降させて、第1層粉体12と第2層粉体14を
圧縮成形し、成形体を作る。さらに、その後、図4
(d)のごとく、成形体をダイス3の中から抜き出す。
上記の従来技術においても、外層の厚み(径方向)が薄
い成形体(例えば、0.5mm)を製造する場合、粉末
の供給ができない問題がある。これは、ダイス3とアッ
パーインナーパンチ20間の間隙が小さく、粉体の流入
がスムーズに行われないためによる。
【0005】この分野の他の公知技術として、焼結部材
の圧粉成形では、従来においては、粉箱または下型内に
設けた仕切板を配置した状態で混合粉末を充填した後、
圧粉成形する方法(例えば、特公昭55−42121
号、特開昭49−99910号、特開昭47−2781
4号、特公昭59−1765号)等が提案され、また、
仕切板を使用することなく連動する上下パンチ間で、ダ
イス内を粉末移動させた後、圧粉成形する圧粉成形体成
形装置(例えば、実開昭58−124433号)が提案
され、さらに、複層焼結部材を製造するに際して、各部
位毎に独立して作動する上下パンチを配設して、上パン
チを下降させることにより各部位を予備圧粉成形した
後、ダイス上面まで予備圧粉成形体を押し上げた後、前
述の予備圧粉成形した部位を含めた複層焼結部材とする
圧粉成形用の混合粉末全体を圧粉成形する方法も提案さ
れている(例えば、特開昭52−2817号)。
【0006】これらの方法においては、2層の材料を有
する製品を製造する場合には、通常の単層の製品を、製
造するのに比べ約2倍程度の時間を要す。すなわち、1
層目を充填予圧縮しさらに2層目を充填し、加圧するの
で、サイクルが倍になるためである。その改善方法とし
て、空隙内に1,2層同時充填法によってまず1層目の
下型を下降と同時に粉末を充填し、次に2層目の下型を
下降と同時に粉末充填する方法がある。この場合、1層
目の予圧縮を短縮することが可能であるが、時間的に単
層に比し約1.5倍要すという問題があった。さらに、
2層部分が薄肉(例えば1mm程度)場合、粉末充填時に
粉末が適正に充填されない場合が発生するという問題も
あった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第2
層粉末の供給方法を検討することによって、2層構造の
成形体のサイクルタイムを短縮し、かつ2層部分が薄肉
であっても十分に粉末を供給可能とする2層成形体の成
形金型構造を提供することである。また、本発明の他の
目的は、薄物で環状成形体の成形金型構造を検討し、第
1層予圧縮後上パンチに保持させていた第2層粉末を、
上下パンチの下降とともに同時に第1層側部に供給可能
とする成形用金型構造を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、複層成形
体の圧縮成形用金型構造において、ダイスと第1層形成
用上下パンチと、該パンチの側方に位置し、第2層形成
用の2分割スライドパンチを保持する上パンチおよび下
パンチとから構成され、該2分割摺動パンチは、一方の
パンチの上下動により、他方のパンチを左右動させる駆
動部を有していることを特徴とする複層成形体の圧縮成
形用金型構造によって、達成される。
【0009】また、上記の目的は、環状の複層成形体の
圧縮成形用金型構造において、ダイスと環状の外層成形
用上下パンチと、該パンチの内方に位置し、内層成形用
の2分割スライドパンチを保持する環状の上パンチおよ
び下パンチとから構成され、外層形成用上パンチには内
層形成用粉末を保持する保持部を有し、該2分割スライ
ドパンチは、一方のパンチの上下動により、他方のパン
チを半径方向外方へ移動させる駆動部を有していること
を特徴とする複層成形体の圧縮成形用金型構造によって
も、達成される。すなわち、本発明の第1発明において
は、パンチ7は、初期図中右方に位置し、粉末の供給口
を大きく開口する。その後、パンチ7は、初期図中左方
へ移動し粉末を圧縮するため、粉末の供給不足が生ずる
ことがない。また、第2発明においては、外層成形用上
パンチに孔を形成して、内層成形用上パンチ7、8に粉
末を供給できる構成としたので、粉体の径(内径)が小
さくなっても対応可能である。以下本発明について、添
付図面を参照してさらに詳述する。
【0010】
【実施例】
実施例1 本実施例の角形の2層成形品を図2に示し、その製造の
ための金型構造とその成形工程を図1に示す。図1で
は、本発明金型構造により複層成形体を圧縮成形する工
程、すなわち、(a)下パンチへの第1層粉末の充填工
程と、上パンチへの第2層粉末の供給工程、(b)第2
層充填工程と加圧の開始、(c)加圧終了状態を示して
いる。図中の1は粉箱、2は第2層粉末の供給口、3は
ダイス、4、5は下パンチ、6、9は上パンチ、7、8
は2分割スライドパンチであり、各々のパンチは独立し
て摺動移動自在とされている。10、11は粉末であ
る。本実施例の複層成形体の圧縮成形用金型構造は、ダ
イス3と第1層形成用上下パンチ4、6と、この側方に
位置し、第2層形成用の2分割スライドパンチ7、8を
保持する上パンチ9および下パンチ5とから構成され、
この2分割スライドパンチ7、8は、一方のパンチ8の
上下動により、他方のパンチ7を左右動させる傾斜面2
1を介して面接触して、摺動可能である。
【0011】本実施例の成形工程は、先ず図1(a)に
おいて、第1層粉末の粉箱1にて、Fe−Cu−C等の
材料を、ダイス3と下パンチ4、5で形成する空隙に充
填しすりきる。さらに、第2層粉末の供給口2から、耐
磨耗、耐焼付性の高い材料からなる粉末を供給する。こ
の場合の供給は常時であってもよい。供給口2から供給
された第2層粉末は、上パンチ6およびスライドパンチ
7によって形成される空隙に保持される。 この空隙の
底面部は、第2層側に傾斜を有する様に設け、スライド
パンチパンチ7側への粉末の移送がスムースになされる
ようにする。この場合の第2層への粉末の供給量は上パ
ンチ7の位置を変えることによって、空隙の容積量を調
整してなされる。なお、粉末の充填方法は、吸い込み充
填、落し込み充填のいずれを採用してもよい。
【0012】次に、第2層粉末の充填と加圧開始工程を
図1(b)に示す。図1(b)において、上パンチ6,
9および2分割スライドパンチ7,8が同時に下降を始
める。上パンチ6が粉末10を圧縮開始するとともに2
分割スライドパンチ7,8および上パンチ9が粉末11
を供給しながらさらに下降し、下パンチ5を押し下げな
がら下降する。すなわち、他方のスライドパンチ7が粉
末を保持して降下し、上パンチ6の下底面より低くな
り、ダイス3の空隙と同一レベルに到達するまで降下す
ることになる。そして、保持されていた粉末11がダイ
ス3の空隙内、すなわち第1層の側部に充填される。
【0013】続いて、第1層および第2層を所定の製品
まで仕上げる図1(c)の工程が行われることになる。
すなわち、粉末充填終了後、上パンチ6で所定の寸法に
なるまで加圧を開始する。さらに、それと同時に一方の
スライドパンチ8を油圧にて、下降させ一方のスライド
パンチ8と傾斜面21を介して面接触している他方のス
ライドパンチ7が内側に押され第2層粉末11を圧縮す
る。所定の圧力で加圧保持後、上パンチ6,9および2
分割スライドパンチ7,8を上昇させる。以上によっ
て、下パンチ4で角形状の2層成形体が完成し、この製
品を抜き出す。なお、本実施例では、Fe−Cu−C等
の材料の粉末を第1層とし、第2層に耐磨耗、耐焼付性
に優れる材料粉末を使用したが、本発明はこの材料粉末
の種類に限定されるものではないことは勿論であり、ま
た、金属以外の物質を含有する材料粉末の使用に対して
本発明を適用することは可能である。
【0014】実施例2 本実施例の環状の複層粉末構造の圧縮成形用金型構造
は、ダイス3と環状の外層成形用上下パンチ4、6と、
この内方に位置し、内層成形用の2分割スライドパンチ
7、8を保持する環状の上パンチ9および下パンチ5と
から構成され、外層形成用上パンチ6には内層形成用粉
末を保持する保持部を有し、2分割されたスライドパン
チは、一方のパンチ8の上下動により、他方のパンチ7
を半径方向外方へ移動させる傾斜面21を介して面接触
して摺動可能である。本実施例では図3に示すリング形
状の2層成形品を製造するものである。その成形方法と
して、基本的な型構成及び作動は実施例1とほぼ同様で
あるが上パンチ7は型材でなくゴム型を用いて周方向に
広げ粉末11を圧縮させるものである。なお、以下に本
実施例の圧縮成形のためのパンチの動作について説明す
る。まず、充填工程においては、ダイス、コアロッドは
下ラムの上昇により粉末の充填位置まで上昇され、下パ
ンチも圧力シリンダ内の力により、ピストン、プッシュ
ロッド、下パンチホルダを介して上方に押され、ダイス
上面と下パンチの上面が同一平面状態をなしている。
【0015】一方、下パンチはシリンダ力によりストッ
パに当接した状態に保持されている。このような各パン
チ及びダイスの相対的な動きにより、前述のごとく、下
パンチの上面部に空隙が形成され、粉末を充填すること
ができるのである。圧縮工程においては、ダイス、コア
ロッド、下パンチは充填工程の状態を維持した状態で、
上パンチが下降して下パンチと当接した状態でシリンダ
内に力を負荷することにより、ピストン、プッシュロッ
ドを介して下パンチを予め設定されたストロークだけ上
昇させ、図示されない上昇端ストッパに当接させること
により、粉末を圧粉成形する方法である。
【0016】
【発明の効果】本発明の金型構造では、粉末の供給不足
の発生を防止し、さらに薄肉の粉体層の小さい内径に対
しても対応可能である。また、第2層粉末を上パンチの
下降とともに供給することによって、2層成形体のサイ
クルタイムを短縮し、生産効率を向上する。また、従来
の仕切り板の使用および上型の分割構造等の複雑な構造
にすることがないため、その製品の不具合の発生を著し
く減少し、製品品質の安定に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金型構造と成形工程を示す図であ
り、(a)第1層充填、(b)第2層充填と加圧開始、
(c)加圧終了を示す図である。
【図2】本発明の実施例1に係る角形状の成形体を示す
図である。
【図3】本発明の実施例2に係るリング形状の成形体を
示す図である。
【図4】従来の金型構造と成形工程を示す図である。
【符号の説明】
1…粉箱 2…第2層粉末供給口 3…ダイス 4、5…下パンチ 6、9…上パンチ 7、8…2分割スライドパンチ 10、11…粉末 12…第1層粉末 13…第1層成形部 14…第2層粉末 15…第2層成形部 16…ロアインナーパンチ 17…ロアアウターパンチ 18…コアー 19…アッパーアウターパンチ 20…アッパーインナーパンチ 21…傾斜面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複層成形体の圧縮成形用金型構造におい
    て、ダイスと第1層形成用上下パンチと、該パンチの側
    方に位置し、第2層形成用の2分割スライドパンチを保
    持する上パンチおよび下パンチとから構成され、該2分
    割スライドパンチは、一方のパンチの上下動により、他
    方のパンチを左右動させる駆動部を有していることを特
    徴とする複層成形体の圧縮成形用金型構造。
  2. 【請求項2】 環状の複層成形体の圧縮成形用金型構造
    において、ダイスと環状の外層成形用上下パンチと、該
    パンチの内方に位置し、内層成形用の2分割スライドパ
    ンチを保持する環状の上パンチおよび下パンチとから構
    成され、外層形成用上パンチには内層形成用粉末を保持
    する保持部を有し、該2分割スライドパンチは、一方の
    パンチの上下動により、他方のパンチを半径方向外方へ
    移動させる駆動部を有していることを特徴とする複層成
    形体の圧縮成形用金型構造。
JP24276094A 1994-10-06 1994-10-06 複層成形体の圧縮成形用金型構造 Pending JPH08104905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034218A1 (ja) * 2016-08-16 2018-02-22 株式会社ダイヤメット 複層成形品の製造装置及び製造方法

Cited By (2)

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WO2018034218A1 (ja) * 2016-08-16 2018-02-22 株式会社ダイヤメット 複層成形品の製造装置及び製造方法
US11498127B2 (en) 2016-08-16 2022-11-15 Diamet Corporation Device and method for manufacturing multilayer molded article

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