JPH09125103A - Ｔｉ合金の圧粉成形方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラミネーション、欠損等の欠陥を発生させず
に圧粉体を型から取出せるＴｉ合金の圧粉成形方法とそ
の装置を提供する。 【解決手段】 Ｔｉ合金粉末を第１の金型１１のキャビ
ティ１１ｄに充填する工程と、充填粉末を加圧成形する
工程と、得られた成形体Ｃを第２の金型１６のキャビテ
ィ１４ｄへ移す工程と、第２の金型１６を分割して成形
体Ｃを取出す工程とからなる。 【効果】 成形体を第２の金型から取出す時に成形体の
外形部に引張応力が発生しないため、欠陥が発生せず、
良好な成形体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＴｉ合金の圧粉成形
方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の圧粉成形装置での加圧ま
での作用を示す断面図であり、金属粉末を加圧成形する
圧粉成形装置１００は、例えば、圧粉成形装置１００下
部に設けたベースプレート１０１と、このベースプレー
ト１０１上に取付けた下パンチ１０３と、この下パンチ
１０３に設けた貫通孔１０４，１０５に納まるピン１０
６，１０７と、このピン１０６，１０７に載せたコア１
０８，１０９と、下パンチ１０３と上下摺動可能に嵌合
した側型１１０と、この側型１１０及びコア１０８，１
０９と摺動可能に嵌合した上パンチ１１１とからなる。

【０００３】金属粉末を加圧成形する場合には、まず、
側型１１０と下パンチ１０３とで形成したキャビティ１
１３に金属粉末を充填し、次に上パンチ１１１を下げて
下パンチ１０３とで金属粉末を圧縮し、圧粉体Ｃを得
る。図１２は従来の圧粉成形装置での圧粉体の取出しを
示す断面図であり、上パンチ１１１にて圧縮後、側型１
１０を下げ、圧粉体Ｃを側型１１０より上方に払い出
す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】側型１１０から圧粉体
Ｃを取出す時に、圧粉体Ｃの外形表面に引張応力が発生
し、表面にラミネーション（層状のクラック）や欠損が
発生する。これを防ぐため、一般には圧粉体と側型との
摩擦低減を目的として潤滑剤が用いられる。しかし、材
料がＴｉ混合粉の場合には、焼結後の材料特性、特に靭
性、延性を損ねる。本発明の目的は、ラミネーション、
欠損等の欠陥を発生させずに圧粉体を型から取出せるＴ
ｉ合金の圧粉成形方法とその装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、Ｔｉ合金粉末を第１の金型のキ
ャビティに充填する工程と、充填粉末を加圧成形する工
程と、得られた成形体を第２の金型のキャビティへ移す
工程と、第２の金型を分割して成形体を取出す工程とか
らなる。成形体を第２の金型から取出す時に成形体に引
張応力が発生しないため、欠陥が発生せず、良好な成形
体を得ることができる。

【０００６】請求項２は、Ｔｉ合金粉末を成形するため
のキャビティを有する第１の金型と、上記キャビティと
同形のキャビティを有し、且つプレス軸直角方向に分割
可能な第２の金型と、圧粉成形後の第１の金型の上面
に、第２の金型を当接した状態の第１・第２の金型を同
時に下パンチに対して下降させて第１の金型内の成形体
を第２の金型内へ移す型移動手段とからなる。第２の金
型をプレス軸直角方向に分割することによって、成形体
を第２の金型とすべりを起こさないで取出すことがで
き、成形体に引張応力が生じないため、欠陥が発生しな
い。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の実施例を図
面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向き
に見るものとする。図１は本発明に係る圧粉成形装置の
斜視図であり、圧粉成形装置１は、コネクティングロッ
ド用圧粉体を製造するための装置であり、この圧粉成形
装置１は、圧粉成形装置１下部に設けたベースプレート
２と、このベースプレート２上に取付けた下パンチ基部
３と、この下パンチ基部３上に取付けた下パンチ４と、
この下パンチ４に嵌合したコア７，８と、下パンチ４に
上下摺動可能に嵌合した第１の金型１１と、この第１の
金型１１をガイドするガイドバー１２…（…は複数個を
示す。以下同様。）と、このガイドバー１２…に取付け
た、第１の金型１１を上方に付勢するコイルばね１３…
と、内側のインサート部１４及び外側のリング部１５に
分割可能な第２の金型１６と、この第２の金型１６を支
持するロッド１７…と、上方より下降して下パンチ４と
協働して金属粉末を圧縮する上パンチ１８とからなる。

【０００８】図２は図１の２−２線断面図であり、第１
の金型１１は内側の型本体１１ａと、外側の型支持部１
１ｂとからなり、型支持部１１ｂは、バー挿通穴１１ｃ
を有する。このバー挿通穴１１ｃにガイドバー１２を挿
通し、ガイドバー１２の頭１２ａと前記コイルばね１３
…とで挟持する。従って、第１の金型１１は、図が上限
位置であり、コイルばね１３…を縮めることにより下降
させることができる。第２の金型１６は、内側のインサ
ート部１４及び外側のリング部１５とからなり、更に、
内側のインサート部１４は、分割部１４ｅから２つの部
材１４ａ，１４ｂに分割できる。インサート部１４は外
周に上に開いた外周テーパ部１４ｃ，１４ｃを有し、リ
ング部１５は内周にインサート部１４の外周テーパ部１
４ｃと嵌合する内周テーパ部１５ａを有する。第２の金
型１６は、インサート部１４に第１の金型１１のキャビ
ティ１１ｄと同一平面形状のキャビティ１４ｄを有す
る。なお、第１の金型１１の型本体１１ａと型支持部１
１ｂ並びに第２の金型１６のインサート部１４とリング
部１５のそれぞれの間には、嵌合するときの回り止めの
役目をする図示せぬ位置決め手段を有する。

【０００９】以上に述べた圧粉成形装置の作用を次に説
明する。図３は本発明に係る圧粉成形装置での加圧成形
状態を示す断面図であり、圧粉体Ｃを成形するには、ま
ず、Ｔｉ混合粉末を第１の金型１１のキャビティ１１ｄ
内に充填し、上パンチ１８を下げて、圧縮する。圧縮す
るにつれて、Ｔｉ混合粉末と第１の金型１１のキャビテ
ィ１１ｄとの間に摩擦力が発生し、第１の金型１１はコ
イルばねの付勢力に打ち勝って下降する。所定の圧縮代
になったら、上パンチ１８を上方に退避させる。

【００１０】図４は本発明に係る圧粉成形装置での第２
の金型の作用を示す断面図であり、圧粉体Ｃを成形した
後、第１の金型１１の外周部に形成した段差部１１ｅに
第２の金型１６の外周部に形成した凸部１６ａを嵌合す
るように第１の金型１１に第２の金型１６を載置して、
位置決めを行う。これで、第１の金型１１と第２の金型
１６のキャビティ１１ｄ，１４ｄは完全に重なる。

【００１１】次に、第２の金型１６のロッド１７…を下
方へ押して、第２の金型１６、第１の金型１１を一体と
して押下げ、圧粉体Ｃを第１の金型１１から第２の金型
１６へ移す。この時、第２の金型１６のインサート部１
４が浮かないように押さえ部材２１…で押さえる。圧粉
体Ｃの第１の金型１１から第２の金型１６への移動は、
それぞれのキャビティ１１ｄ，１４ｄが全く重なってい
るので、スムーズであり、圧粉体Ｃには欠陥が発生しな
い。

【００１２】図５は本発明に係る圧粉成形装置での圧粉
体の取出しを示す断面図であり、圧粉体Ｃを第１の金型
１１から第２の金型１６へ移動した後、第２の金型１６
のロッド１７…への押力を緩め、同時に第２の金型１６
のインサート部１４を押さえていた押さえ部材２１…
（図４参照）を上方に退避させる。すると、第１の金型
１１はコイルばね１３…の付勢力で上方の最初の位置に
戻る。

【００１３】次に、インサート部１４全体を図示せぬ手
段で持ち上げると、インサート部１４の各部材１４ａ，
１４ｂの外周テーパ部１４ｃ，１４ｃとリング部１５の
内周テーパ部１５ａとが分離し、各部材１４ａ，１４ｂ
が分割部１４ｅで左右に分割可能となり、圧粉体Ｃを取
出すことができる。インサート部１４が圧粉体Ｃから水
平方向に離れるため、圧粉体Ｃ１４とすべりを起こすこ
ともなく、欠陥は生じない。

【００１４】図１に略記したコア７，８の好ましい実施
例を以下に説明する。図６は本発明に係るコアの平面図
であり、コア７は、中央のインナロッド７ａと、このイ
ンナロッド７ａの図左右に摺動可能に設けた三日月形状
のアウタリング７ｂ，７ｂと、インナロッド７ａの図上
下に摺動可能に設けたアウタリング７ｃ、７ｃとからな
り、縮径前の外形は、円筒である。アウタリング７ｂ，
７ｂは、テーパ部７ｄ…でアウタリング７ｃ、７ｃのテ
ーパ部７ｅ…と摺動可能に接する。なお、コア８につい
ても、構成はコア７と同様であり、説明は省略する。

【００１５】図７（ａ），（ｂ）は図６の断面図であ
り、（ａ）はａ−ａ線、（ｂ）はインナロッドが下がっ
た状態のｂ−ｂ線での断面図である。（ａ）において、
インナロッド７ａは外周に下方に開いた外周テーパ部７
ｆを有する。アウタリング７ｂ，７ｂは、内側にテーパ
部７ｇ，７ｇを有し、このテーパ部７ｇ，７ｇは、イン
ナロッド７ａの外周テーパ部７ｆと着脱可能に嵌合す
る。

【００１６】（ｂ）において、アウタリング７ｃ，７ｃ
は、内側にテーパ部７ｈ，７ｈを有し、このテーパ部７
ｈ，７ｈは、インナロッド７ａの外周テーパ部７ｆと着
脱可能に嵌合する形状である。なお、７ｉ，７ｉ
（（ａ）参照）及び７ｊ，７ｊはコア７を使わない時に
保持するリングを嵌合するための段差部である。

【００１７】以上に述べたコアの作用を次に説明する。
図８は本発明に係るコアの作用図であり、二点鎖線は縮
径前の形状を示す。なお、説明はコア７について行い、
コア８の説明は、コア７と同様であり省略する。インナ
ロッド７ａを図の表側から裏側に押下げると、まず、図
７（ｂ）に示したように、インナロッド７ａの外周テー
パ部７ｆとアウタリング７ｃ，７ｃのテーパ部７ｈ，７
ｈとの間のクリアランスが広がり、アウタリング７ｃ，
７ｃが内側に移動できるようになる。

【００１８】アウタリング７ｃ，７ｃを矢印のように
内側に寄せると、アウタリング７ｃ，７ｃに形成したテ
ーパ部７ｅ…とアウタリング７ｂ，７ｂに形成したテー
パ部７ｄ…とのクリアランスが広がり、アウタリング７
ｂ，７ｂが内側に移動できるようになる。アウタリング
７ｂ，７ｂを矢印のように内側に寄せて、縮径が完了
する。外径は縮径前のφＤ１からφＤ２になる。

【００１９】以上に述べたコアの作用を次に説明する。
図９は本発明に係る圧粉成形装置での加圧成形状態を示
す断面図であり、圧粉体Ｃを成形するには、まず、Ｔｉ
混合粉末を第１の金型１１のキャビティ１１ｄ内に充填
し、上パンチ１８を下げて、圧縮する。所定の圧縮代に
なったら、上パンチ１８を上方に退避させる。

【００２０】図１０は本発明に係る圧粉成形装置でのコ
アの縮径状態を示す断面図であり、圧粉体Ｃを形成後、
コア７のインナロッド７ａをプッシュロッド２２で押し
下げると、図８にて説明したように、アウタリング７
ｂ，７ｂ，７ｃ，７ｃは内側に移動し縮径して圧粉体Ｃ
から離れる。同様にコア８のアウタリング８ｂ，８ｂ，
８ｃ，８ｃ（８ｃ，８ｃは省略）も内側に移動し縮径し
て圧粉体Ｃから離れる。この時に、アウタリング７ｂ，
７ｂ，７ｃ，７ｃ及びアウタリング８ｂ，８ｂ，８ｃ，
８ｃと圧粉体Ｃとは、滑りを起こさずに離れるため、圧
粉体Ｃに引張応力は発生せず、ラミネーション等の欠陥
が生じることはない。

【００２１】尚、コア７，８は単純円柱体であっても差
し支えない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１のＴｉ合金の圧粉成形方法は、Ｔｉ合金
粉末を第１の金型のキャビティに充填する工程と、充填
粉末を加圧成形する工程と、得られた成形体を第２の金
型のキャビティへ移す工程と、第２の金型を分割して成
形体を取出す工程とからなるので、成形体を第２の金型
から取出す時に成形体の外形部に引張応力が発生しない
ため、欠陥が発生せず、良好な成形体を得ることができ
る。

【００２３】請求項２のＴｉ合金の圧粉成形装置は、Ｔ
ｉ合金粉末を成形するためのキャビティを有する第１の
金型と、上記キャビティと同形のキャビティを有し、且
つプレス軸直角方向に分割可能な第２の金型と、圧粉成
形後の第１の金型の上面に、第２の金型を当接した状態
の第１・第２の金型を同時に下パンチに対して下降させ
て第１の金型内の成形体を第２の金型内へ移す型移動手
段とからなるので、第２の金型をプレス軸直角方向に分
割することによって、成形体を第２の金型とすべりを起
こさないで取出すことができ、成形体の外形部に引張応
力が生じないため、ラミネーション等の欠陥が発生しな
い成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧粉成形装置の斜視図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】本発明に係る圧粉成形装置での加圧成形状態を
示す断面図

【図４】本発明に係る圧粉成形装置での第２の金型の作
用を示す断面図

【図５】本発明に係る圧粉成形装置での圧粉体の取出し
を示す断面図

【図６】本発明に係るコアの平面図

【図７】図６の断面図

【図８】本発明に係るコアの作用図

【図９】本発明に係る圧粉成形装置での加圧成形状態を
示す断面図

【図１０】本発明に係る圧粉成形装置でのコアの縮径状
態を示す断面図

【図１１】従来の圧粉成形装置での加圧までの作用を示
す断面図

【図１２】従来の圧粉成形装置での圧粉体の取出しを示
す断面図

【符号の説明】

１…圧粉成形装置、４…下パンチ、１１…第１の金型、
１１ｄ，１４ｄ…キャビティ、１６…第２の金型、１７
…ロッド（型移動手段）、Ｃ…圧粉体（成形体）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｔｉ合金粉末を第１の金型のキャビティ
   に充填する工程と、充填粉末を加圧成形する工程と、得
   られた成形体を第２の金型のキャビティへ移す工程と、
   第２の金型を分割して成形体を取出す工程とからなるこ
   とを特徴とするＴｉ合金の圧粉成形方法。
2. 【請求項２】 Ｔｉ合金粉末を成形するためのキャビテ
   ィを有する第１の金型と、上記キャビティと同形のキャ
   ビティを有し、且つプレス軸直角方向に分割可能な第２
   の金型と、圧粉成形後の第１の金型の上面に、第２の金
   型を当接した状態の第１・第２の金型を同時に下パンチ
   に対して下降させて第１の金型内の成形体を第２の金型
   内へ移す型移動手段とからなることを特徴とするＴｉ合
   金の圧粉成形装置。