JPH09184001A

JPH09184001A - 粉末成形プレスの給粉装置

Info

Publication number: JPH09184001A
Application number: JP34250095A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Moriyama; 雅之森山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】原料粉末の見掛密度ＡＤを安定化させ、圧粉
体の重量を安定化させる。【解決手段】ホッパー16とフィーダー26との間の接続
管18，25中に撹拌器21を設ける。この撹拌器21は、回転
ドラムの内面に撹拌羽根を設けたものである。原料粉末
のＡＤは、その製造後変化していくが、撹拌器21で撹拌
することにより、製造直後に近い値に戻る。これによ
り、ＡＤが安定化することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金で用いら
れる粉末成形プレスの給粉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金において、混合などの工程を経
て製造された原料粉末は、例えば、ホッパーなどの原料
容器に収容されて保管される。そして、成形時には、原
料容器が粉末成形プレスに装着され、原料粉末が原料容
器からホースおよびフィーダーを介して粉末成形用金型
に供給される。

【０００３】ところで、原料粉末の見掛密度ＡＤ（JIS
Z 2504）は、様々な過程において変化していく。そし
て、見掛密度の変動は、成形される圧粉体の重量の変動
をもたらし、品質の不安定化の要因になる。図４には、
見掛密度の変化の例を示してある。まず、図４は、Zn
-St からなる潤滑剤を0.75％含む鉄系原料粉末につい
て、混合後の経時変化を示している。星印で示した点は
混合直後を示しており、ＡＤは混合後増大していくが、
その増大率は暫時減少していき、２週間程すると安定化
する。図示していないが、潤滑剤を含まない原料粉末で
はＡＤの変化はあまりない。また、図４は、原料容器
内での変化を示している。これは、原料容器の容量が 5
00kgの場合の例であり、グラフの横軸には原料粉末の使
用量つまり原料容器から流出した原料粉末の量を採って
ある。ＡＤは、徐々に増大していくが、原料容器が空に
なる直前に大幅に減少する。さらに、図４は、フィー
ダー内での変化を示している。グラフの横軸は、成形回
数（時間）であり、グラフが切れている部分は、成形が
中断していることを示している。ＡＤは、全体として徐
々に増大していくが、成形を中断の後再開したとき、急
激に立上がり、その後減少している。再開時の立上がり
現象は、潤滑剤を含まない原料粉末ではほとんど現れな
い。

【０００４】以上のようなＡＤの変化の原因はいろいろ
考えられるが、フィーダー内での変化および混合後の
変化は、潤滑剤の影響が考えられる。例えば、図５
（ａ）に示すように、潤滑剤１が鉄粉２に付着して疑似
球形が形成されること、あるいは、図５（ｂ）に示すよ
うに、潤滑剤１同士が凝集して形成された疑似球のころ
作用が原因として考えられる。また、原料容器内での変
化は、Cu、Ｃ、Zn-Stなどの副資材の偏析が原因とし
て考えられる。

【０００５】そして、以上のようなＡＤの変化は、成形
において、図６に示すような影響を総合的に及ぼす。同
図において、折れ線グラフは成形された圧粉体の重量、
白丸はＡＤを示している。また、ＵＣＬは圧粉体の重量
の許容上限値、ＬＣＬは圧粉体の重量の許容下限値を示
している。原料容器を交換した後、重量およびＡＤは大
きく減少し、その後再び増大する。また、成形を中断後
再開したときに、重量が増大する現象も現れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、粉末成
形においては、様々な過程で様々な要因から原料粉末の
ＡＤが変動し、これが成形される圧粉体の重量の変動を
もたらす問題がある。本発明は、このような問題点を解
決しようとするもので、成形に際して原料粉末のＡＤを
安定化させることができる粉末成形プレスの給粉装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の粉末成
形プレスの給粉装置は、前記目的を達成するために、原
料粉末を収容する原料容器と、成形用金型上で摺動して
この成形用金型内に原料粉末を充填するフィーダーと、
前記原料容器からフィーダーへ原料粉末を供給する原料
通路と、この原料通路ないし原料容器に設けられた原料
粉末を撹拌する撹拌器とを備えたものである。

【０００８】そして、粉末成形に際しては、原料容器か
ら原料通路およびフィーダーを介して成形用金型内に原
料粉末が供給されるが、このとき、原料通路ないし原料
容器に設けられた撹拌器で原料粉末を撹拌することによ
り、この原料粉末のＡＤをその製造時の混合直後に近い
値に戻す。これにより、成形の全期間を通じてＡＤが安
定化する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の粉末
成形プレスの給粉装置において、前記撹拌器は、一端部
に原料粉末入口部を有し他端部に原料粉末出口部を有す
るとともに内面に撹拌羽根を設けた回転ドラムと、この
回転ドラムを回転させる回転駆動源とからなるものであ
る。そして、原料粉末は、原料粉末入口部から回転ドラ
ム内に入り、回転駆動源の駆動により回転する回転ドラ
ム内において、その内面の撹拌羽根により撹拌される。
こうして撹拌された原料粉末は、回転ドラムからその原
料粉末出口部を介して出て、フィーダーに供給される。

【００１０】

【発明の実施形態】以下、本発明の粉末成形プレスの給
粉装置の一実施例について、図１および図２を参照しな
がら説明する。粉末成形プレスの概略を示す図１におい
て、11は粉末成形用金型で、この成形用金型11は、例え
ばダイ12と下パンチ13および上パンチ14を備えている。
下パンチ13は、ダイ12内に下方から上下摺動自在に嵌合
されており、上パンチ14は、ダイ12内に上方から挿脱自
在にかつ上下摺動自在に嵌合されるものである。また、
16は原料容器であるホッパーで、このホッパー16は、原
料粉末が収容されるものであり、最下部に出口部17を有
している。そして、この出口部17は、原料通路をなす第
１の接続管18の上端部の受け口部19に臨ませてある。ま
た、この接続管18の下端部は、図２にも示すように、撹
拌器21の回転ドラム22の上端部の原料粉末入口部23に接
続されている。一方、回転ドラム22の下端部の原料粉末
出口部24には、原料通路をなす第２の接続管25の上端部
が接続されている。この第２の接続管25の大部分は、可
撓性を有するホースにより構成されている。そして、こ
の第２の接続管25の下端部はフィーダー26に接続されて
いる。このフィーダー26は、矢印で示すように、前記ダ
イ12上を摺動してこのダイ12内に原料粉末を充填するも
のである。

【００１１】図２に示すように、前記回転ドラム22は、
位置の固定したフレーム31にベアリング32により回転自
在に支持されている。回転ドラム22の内面には、複数の
撹拌羽根33が螺旋状に設けられている。また、回転ドラ
ム22は、回転駆動源である電動モーター34により図１に
矢印で示すように回転駆動されるようになっている。な
お、このモーター34から回転ドラム22に回転を伝える動
力伝達装置としては、プーリー35，36およびベルト37、
スプロケットおよびチェーン、あるいは、歯車列など、
適宜のものを用いることができる。なお、回転ドラム22
の回転数は、毎分数回転から数十回転程度でよい。さら
に、前記第１の接続管18の下端部は、回転ドラム22の原
料粉末入口部23内に単に挿入されているのみであって、
回転ドラム22の回転に干渉しない。同様に、前記第２の
接続管25の上端部は、その内部に回転ドラム22の原料粉
末出口部24が単に挿入されているのみであって、回転ド
ラム22の回転に干渉しない。

【００１２】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。粉末成形に際して、原料粉末は、ホッパー16
から接続管18，25を通ってフィーダー26に供給される。
そして、このフィーダー26がダイ12上を摺動してこのダ
イ12内に原料粉末を充填する。ついで、ダイ12内で下パ
ンチ13と上パンチ14とにより原料粉末が加圧されて圧縮
され、圧粉体が成形される。

【００１３】原料粉末は、接続管18，25を通る際に撹拌
器21を通り、この撹拌器21において、撹拌、再混合され
る。すなわち、原料粉末入口部23から回転ドラム22内に
入った原料粉末は、回転する回転ドラム22の撹拌羽根33
によりいったん上方へ戻され、ついで自重により落下す
る。これが繰り返されて、原料粉末が撹拌される。こう
して、撹拌されて均一化された原料粉末が、回転ドラム
22の原料粉末出口部24から出て、フィーダー26に供給さ
れることになる。

【００１４】このように、粉末成形プレスにおいて、原
料粉末がフィーダー26に供給される前に撹拌されること
により、潤滑剤が分離して、あるいは、副資材の偏析が
防止されるなどして、フィーダー26に供給される原料粉
末のＡＤは、図４に星印で示す値、つまり、原料粉末の
製造時の混合直後に近い値に戻ることになる。これによ
り、成形の全期間を通じて原料粉末のＡＤが安定化す
る。なお、ＡＤに対応する流動度ＦＲ（JIS Z 2502）も
安定化する。したがって、成形される圧粉体の重量も安
定化し、品質を向上できる。

【００１５】また、撹拌器21は、回転ドラム22の内面に
撹拌羽根33を設けたものなので、原料粉末を確実に撹拌
でき、そのＡＤを確実に安定化させられる。ところで、
原料粉末を撹拌する撹拌器を設ける位置としては、フィ
ーダー内も考えられる。しかし、フィーダー内に撹拌器
を設けた場合、撹拌による乱れが直接影響して、ダイ内
への原料粉末の充填量が不安定になるおそれがある。こ
れに対して、本実施例のように、接続管18，25中に撹拌
器21を設ければ、撹拌による乱れが直接影響することは
なく、撹拌によるＡＤの安定化の効果を生かすことがで
きる。また、フィーダー26の容量には制約があるが、撹
拌器21の容量は制約なく大きくできる。そして、容量を
大きくすることにより、撹拌の効果を高めることがで
き、ＡＤをより安定化できる。例えば、フィーダー26の
容量が１kgだとしても、撹拌器21の容量は５〜10kg程度
にできる。

【００１６】また、撹拌器はホッパー16内に設けてもよ
いが、ホッパー16は空になる度に交換されるものなの
で、ホッパー16内に撹拌器を設けると、コストが高くつ
いたり、ホッパー16の交換作業が面倒になったりする。
これに対して、本実施例のように、接続管18，25中に撹
拌器21を設ければ、コストを低くできるとともに、ホッ
パー16の交換作業にも影響しない。

【００１７】図３は、撹拌器41の他の例を示している。
本撹拌器41は、固定ドラム42内に、電動モーター43によ
り回転駆動されるインペラー44あるいはオーガーなどを
設けたものである。固定ドラム42は、上部にある原料粉
末入口部45にホッパー16からの第１の接続管18が接続さ
れているとともに、下部にある原料粉末出口部46にフィ
ーダー26への第２の接続管25が接続されている。したが
って、原料粉末入口部45から固定ドラム42内に入った原
料粉末は、回転するインペラー44により撹拌された後、
原料粉末出口部46から出て、第２の接続管25を通ってフ
ィーダー26へ供給される。そして、撹拌器41での撹拌に
よりＡＤが安定化する。

【００１８】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、ホース式の給粉装置を例に採って説明
したが、本発明は、シャッター式の給粉装置や回転式の
給粉装置にも適用できる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、フィーダーへ
の原料通路ないし原料容器に、原料粉末を撹拌する撹拌
器を設けたので、成形に際して原料粉末のＡＤを安定化
させることができ、したがって、重量の安定した圧粉体
を成形できる。請求項２の発明によれば、請求項１の発
明の効果に加えて、撹拌器は、原料粉末が通る回転ドラ
ムの内面に撹拌羽根を設けたものなので、原料粉末を確
実に撹拌でき、ＡＤを確実に安定化させられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末成形プレスの給粉装置の一実施例
を示す側面図である。

【図２】同上撹拌器の断面図である。

【図３】撹拌器の他の例を示す断面図である。

【図４】ＡＤの経時変化を示すグラフである。

【図５】原料粉末の状態を示す説明図である。

【図６】成形時の圧粉体の重量およびＡＤの経時変化を
示すグラフである。

【符号の説明】

11 成形用金型 16 ホッパー（原料容器） 18 第１の接続管（原料通路） 21 撹拌器 22 回転ドラム 23 原料粉末入口部 24 原料粉末出口部 25 第２の接続管（原料通路） 33 撹拌羽根 34 電動モーター（回転駆動源）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料粉末を収容する原料容器と、成形用
金型上で摺動してこの成形用金型内に原料粉末を充填す
るフィーダーと、前記原料容器からフィーダーへ原料粉
末を供給する原料通路と、この原料通路ないし原料容器
に設けられた原料粉末を撹拌する撹拌器とを備えたこと
を特徴とする粉末成形プレスの給粉装置。
【請求項２】前記撹拌器は、一端部に原料粉末入口部
を有し他端部に原料粉末出口部を有するとともに内面に
撹拌羽根を設けた回転ドラムと、この回転ドラムを回転
させる回転駆動源とからなることを特徴とする請求項１
記載の粉末成形プレスの給粉装置。