JPH09324204A - Method for molding double layer green compact molding - Google Patents

Method for molding double layer green compact molding

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JPH09324204A
JPH09324204A JP14019996A JP14019996A JPH09324204A JP H09324204 A JPH09324204 A JP H09324204A JP 14019996 A JP14019996 A JP 14019996A JP 14019996 A JP14019996 A JP 14019996A JP H09324204 A JPH09324204 A JP H09324204A
Authority
JP
Japan
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powder
precursor
punch
molding
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP14019996A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Nomura
正 野村
Koji Harada
弘司 原田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP14019996A priority Critical patent/JPH09324204A/en
Publication of JPH09324204A publication Critical patent/JPH09324204A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of the crack of a double layer green com pact molding or sintered compact by preventing the generation of a shearing stress in molding. SOLUTION: First powder is packed into the first cavity of a die and is previously compressed under prescribed load to form a precursor 201. Second powder 202 is packed into a second cavity adjacent to this precursor 201 in its thickness direction. The molding is formed by simultaneously compressing the precursor 201 and the second powder 202 at the same stroke length. Since the precursor 201 and the second powder 202 are compressed simultaneously at the same stroke length, the shearing stress does not act between the layers of both.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉やセラミッ
クス粉からなる圧粉成形体を成形する方法に関し、さら
に詳しくは厚さ方向に異なった複数の材質層からなる複
層構造をもつ複層圧粉成形体の成形方法に関する。本発
明の成形方法によれば、層間への応力集中による割れな
どの不具合を解消することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for molding a powder compact formed of metal powder or ceramic powder, and more specifically, a multilayer having a multilayer structure composed of a plurality of material layers different in the thickness direction. The present invention relates to a method for molding a powder compact. According to the molding method of the present invention, defects such as cracks due to stress concentration between layers can be eliminated.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば内周表面が摺動表面となる筒状の
軸受け部材は、原料コストを抑制するために外周部は一
般の安価な鋼材から形成し、内周部のみを機械的特性に
優れたMBA(Cu−Zn−Al−Mn−Si)などの
高力黄銅などから形成することが行われている。
2. Description of the Related Art For example, in a cylindrical bearing member having an inner peripheral surface as a sliding surface, the outer peripheral portion is formed of a general inexpensive steel material in order to suppress the raw material cost, and only the inner peripheral portion has mechanical characteristics. It is formed from high-strength brass such as excellent MBA (Cu-Zn-Al-Mn-Si).

【0003】そしてこのような軸受け部材は、例えば特
開昭60−258401号公報に開示されているような
方法で複層構造の複層圧粉成形体を形成し、それを焼結
することで製造されている。特開昭60−258401
号公報に開示されている成形方法を用い、二層構造の筒
状の軸受け部材を製造する方法を以下に説明する。
Such a bearing member is obtained by forming a multi-layer powder compact having a multi-layer structure by the method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-258401 and sintering it. Being manufactured. JP-A-60-258401
A method of manufacturing a cylindrical bearing member having a two-layer structure using the molding method disclosed in Japanese Patent Publication No. 1994-242242 will be described below.

【0004】複層圧粉成形体を形成する金型の断面図を
図12〜図16に示す。この金型は複層圧粉成形体の外
径を規定する筒状のダイス100と、ダイス100の内
周表面に摺接する筒状のロアーアウターパンチ101
と、ロアーアウターパンチ101の内周表面に摺接する
筒状のロアーインナーパンチ102と、ロアーインナー
パンチ102の内周表面と摺接し複層圧粉成形体の内径
を規定するコアロッド103と、ダイス100の内周表
面及びコアロッド103の外周表面と摺接する筒状のア
ッパーパンチ104と、から構成され、それぞれ同一軸
心となるように配置されている。
12 to 16 are sectional views of a mold for forming a multi-layer powder compact. This die comprises a cylindrical die 100 that defines the outer diameter of the multi-layer powder compact and a cylindrical lower outer punch 101 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the die 100.
A cylindrical lower inner punch 102 that slidably contacts the inner peripheral surface of the lower outer punch 101, a core rod 103 that slidably contacts the inner peripheral surface of the lower inner punch 102 and defines the inner diameter of the multilayer compact, and the die 100. And a cylindrical upper punch 104 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the core rod 103 and the outer peripheral surface of the core rod 103, and they are arranged so as to have the same axial center.

【0005】ロアーアウターパンチ101は下端部が第
1可動板105に固定され、第1可動板105は第1シ
リンダ106により上下に駆動されるように構成されて
いる。またロアーインナーパンチ102は下端部が第2
可動板107に固定され、第2可動板107は第2シリ
ンダ108により上下に駆動されるように構成されてい
る。そして第1可動板105の下方にはストッパ109
が固定され、第1可動板105はストッパ109に当接
することで下方への移動が規制される。また第2可動板
107は基台110に当接することで下方への移動が規
制される。
The lower outer punch 101 has a lower end fixed to a first movable plate 105, and the first movable plate 105 is vertically driven by a first cylinder 106. The lower inner punch 102 has a second lower end portion.
It is fixed to the movable plate 107, and the second movable plate 107 is configured to be vertically driven by the second cylinder 108. A stopper 109 is provided below the first movable plate 105.
Is fixed, and the first movable plate 105 comes into contact with the stopper 109 to restrict the downward movement. Further, the second movable plate 107 comes into contact with the base 110 to restrict the downward movement thereof.

【0006】<第1行程>先ず図12に示すように、ロ
アーアウターパンチ101を下降させ、ダイス100の
内周表面とロアーインナーパンチ102の外周表面及び
ロアーアウターパンチ101の先端面との間に形成され
たキャビティに、噴霧Fe粉などの原料からなる第1粉
末200を自由落下とすり切りにより充填する。
<First Step> First, as shown in FIG. 12, the lower outer punch 101 is lowered so that it is between the inner peripheral surface of the die 100, the outer peripheral surface of the lower inner punch 102 and the tip surface of the lower outer punch 101. The formed cavity is filled with the first powder 200 made of a raw material such as atomized Fe powder by free fall and abrasion.

【0007】<第2行程>次に図13に示すように、粉
箱111の一部をダイス100上部に配置し、第1シリ
ンダ106を駆動して、第1可動板105とともにロア
ーアウターパンチ101を所定ストロークで上昇させ、
第1粉末200を圧縮して前駆体201を形成する。こ
の前駆体201は、目的とする長さより長くされ、その
密度は、目的とする複層圧粉成形体の密度より低い密度
となっている。
<Second Step> Next, as shown in FIG. 13, a part of the powder box 111 is arranged above the die 100, and the first cylinder 106 is driven to drive the first movable plate 105 and the lower outer punch 101. With a predetermined stroke,
The first powder 200 is compressed to form the precursor 201. This precursor 201 is made longer than the intended length, and its density is lower than the intended density of the multilayer powder compact.

【0008】<第3行程>その後図14に示すように、
第2シリンダ108を駆動してロアーインナーパンチ1
02を第2可動板107が基台110に当接するまで下
降させ、前駆体201の内周表面、ロアーアウターパン
チ101の一部内周表面、コアロッド103の外周表面
及びロアーインナーパンチ102先端面との間に形成さ
れたキャビティに、MBA高力黄銅などの原料からなる
第2粉末202を自由落下とすり切りにより充填する。
<Third Step> After that, as shown in FIG.
The lower inner punch 1 is driven by driving the second cylinder 108.
02 is lowered until the second movable plate 107 comes into contact with the base 110, and the inner peripheral surface of the precursor 201, a part of the inner peripheral surface of the lower outer punch 101, the outer peripheral surface of the core rod 103, and the tip surface of the lower inner punch 102. The second powder 202 made of a raw material such as MBA high-strength brass is filled in the cavity formed in between by free fall and abrasion.

【0009】このとき第2粉末202は前駆体201よ
りも長さが長くなるように充填され、圧縮により前駆体
201と同一密度となったときに前駆体201と同一長
さとなるように構成されている。したがって、この状態
におけるロアーインナーパンチ102の先端面は、ロア
ーアウターパンチ101の先端面より下方に位置してい
る。
At this time, the second powder 202 is filled so as to have a length longer than that of the precursor 201. When the second powder 202 has the same density as the precursor 201 by compression, it has the same length as the precursor 201. ing. Therefore, the tip surface of the lower inner punch 102 in this state is located below the tip surface of the lower outer punch 101.

【0010】<第4行程>そして図15に示すように、
アッパーパンチ104により前駆体201と第2粉末2
02を圧縮する。このとき第1シリンダ106の駆動力
は解除され、ロアーアウターパンチ101は前駆体20
1とともに下降するため、前駆体201はほとんど圧縮
されず第2粉末202が主として圧縮される。
<Fourth step> Then, as shown in FIG.
The precursor 201 and the second powder 2 are formed by the upper punch 104.
Compress 02. At this time, the driving force of the first cylinder 106 is released, and the lower outer punch 101 moves to the precursor 20.
Since it descends with 1, the precursor 201 is hardly compressed, and the second powder 202 is mainly compressed.

【0011】第1可動板105がストッパ109に当接
して下降が規制されると、ロアーアウターパンチ101
の先端面はロアーインナーパンチ102の先端面と同一
平面となり、前駆体201と圧縮された第2粉末202
はほぼ同一の密度となる。そしてアッパーパンチ104
の加圧力はストッパ109と基台110で受けられ、ア
ッパーパンチ104は前駆体201と第2粉末202を
同時に所定ストロークで圧縮する。
When the first movable plate 105 comes into contact with the stopper 109 and its lowering is restricted, the lower outer punch 101.
Of the second powder 202 compressed with the precursor 201 and the front surface of the lower inner punch 102 are flush with the front surface of the lower inner punch 102.
Have almost the same density. And the upper punch 104
The pressing force is received by the stopper 109 and the base 110, and the upper punch 104 simultaneously compresses the precursor 201 and the second powder 202 in a predetermined stroke.

【0012】<第5行程>その状態でしばらく保持し、
図16に示すように、最後にアッパーパンチ104をダ
イス100より離脱させ、ダイス100とコアロッド1
03を下降させて、複層圧粉成形体を取り出す。この複
層圧粉成形体は、例えば窒素雰囲気中にて1120℃で
0.5時間加熱されることにより一体的に焼結され、複
層構造の軸受け部材が製造される。
<Fifth step> Hold in that state for a while,
As shown in FIG. 16, finally, the upper punch 104 is separated from the die 100, and the die 100 and the core rod 1 are removed.
03 is lowered to take out the multilayer powder compact. This multi-layer compacted body is integrally sintered by being heated, for example, at 1120 ° C. for 0.5 hours in a nitrogen atmosphere to manufacture a multi-layered bearing member.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記した従来
の成形方法では、第4行程において、前駆体201の圧
縮ストローク長より第2粉末202の圧縮ストローク長
の方が長い。そのため、第2粉末202と前駆体201
との間にせん断応力が作用し、形成された複層圧粉成形
体の内層と外層の界面に割れが生じたり、複層圧粉成形
体には外見上の異常がなくても内部応力の残留により焼
結時に界面に割れが生じたりする場合があった。
However, in the conventional molding method described above, the compression stroke length of the second powder 202 is longer than the compression stroke length of the precursor 201 in the fourth step. Therefore, the second powder 202 and the precursor 201
Shear stress acts between the inner and outer layers of the formed multi-layer compact and the internal stress of the multi-layer compact does not change even if there is no visible abnormality. The residual may cause cracks at the interface during sintering.

【0014】また、上記した二層構造の軸受け部材にお
いては、高価な材料を使用している内層の層厚を極力薄
くしてコストの低減を図ることが望ましい。そのために
はロアーインナーパンチ102の厚さを薄くすることが
必要となる。しかしながらパンチの厚さは、成形時の加
圧力とパンチ材質の強度によって最小限度が規制される
ため、パンチをその厚さ未満に薄くすることは困難であ
る。したがってロアーインナーパンチ102を所定厚さ
より薄くすることはできず、軸受け部材の内層が必要以
上に厚くなり高価な材料を必要以上に使用するという無
駄が発生している。
Further, in the above-mentioned two-layer structure bearing member, it is desirable to reduce the cost by making the inner layer made of an expensive material as thin as possible. For that purpose, it is necessary to reduce the thickness of the lower inner punch 102. However, it is difficult to reduce the thickness of the punch to less than the thickness thereof, because the minimum thickness of the punch is restricted by the pressure applied during molding and the strength of the punch material. Therefore, the lower inner punch 102 cannot be made thinner than a predetermined thickness, and the inner layer of the bearing member becomes unnecessarily thick, resulting in waste of using an expensive material more than necessary.

【0015】また第4行程においては、アッパーパンチ
104の加圧力は先ずロアーインナーパンチ102に加
わり、そのときロアーアウターパンチ101はアッパー
パンチ104の加圧力により下方へ移動する。このロア
ーアウターパンチ101の移動時には、ロアーアウター
パンチ101と第2粉末202との間に摩擦力が発生
し、その摩擦力によりロアーアウターパンチ101の下
降が妨げられる。そのためアッパーパンチ104の加圧
力がロアーアウターパンチ101に作用し、ロアーアウ
ターパンチ101に大きな負荷がかかってその寿命が短
縮されるという問題がある。
In the fourth step, the pressing force of the upper punch 104 is first applied to the lower inner punch 102, and at that time, the lower outer punch 101 is moved downward by the pressing force of the upper punch 104. During the movement of the lower outer punch 101, a frictional force is generated between the lower outer punch 101 and the second powder 202, and the frictional force prevents the lower outer punch 101 from descending. Therefore, the pressing force of the upper punch 104 acts on the lower outer punch 101, a large load is applied to the lower outer punch 101, and the life thereof is shortened.

【0016】さらに、第2粉末202を圧縮するストロ
ーク長が長くいために、第2可動板107を第1可動板
105より下方に位置させなければならない。したがっ
てロアーインナーパンチ102の長さを長くする必要が
あり、座屈を防止するために強度を必要以上に大きくし
なければならないという不具合もあった。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目
的は、成形時のせん断応力の発生を防止することで、複
層圧粉成形体又は焼結体の割れの発生を防止することに
ある。
Furthermore, since the stroke length for compressing the second powder 202 is long, the second movable plate 107 must be positioned below the first movable plate 105. Therefore, it is necessary to increase the length of the lower inner punch 102, and there is also a problem that the strength must be increased more than necessary in order to prevent buckling. The present invention has been made in view of such circumstances, and its main purpose is to prevent the occurrence of shear stress at the time of molding, thereby preventing the occurrence of cracks in the multilayer powder compact or the sintered body. To do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の複層圧粉成形体の成形方法の特徴は、厚さ方向に異
なった複数の材質層からなる複層圧粉成形体の成形方法
であって、金型の第1キャビティに第1粉末を充填し所
定の荷重で予備圧縮して前駆体を形成する第1工程と、
前駆体と厚さ方向で隣接する第2キャビティに第2粉末
を充填し前駆体と第2粉末を同一ストローク長で同時に
圧縮して成形体を形成する第2工程と、を行うことにあ
る。
The features of the method for forming a multi-layer green compact according to the present invention for solving the above-mentioned problems are that a multi-layer green compact composed of a plurality of material layers different in the thickness direction is formed. A first step of filling a first cavity of a mold with a first powder and pre-compressing with a predetermined load to form a precursor;
A second step of filling a second cavity adjacent to the precursor in the thickness direction with the second powder and simultaneously compressing the precursor and the second powder with the same stroke length to form a compact.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の成形方法では、先ず第1
工程において、金型の第1キャビティに第1粉末が充填
され所定の荷重で予備圧縮することにより前駆体が形成
される。この第1工程は従来と同様に行うことができ、
目的とする複層圧粉成形体の密度より低い密度となるよ
うに前駆体が形成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the molding method of the present invention, first of all,
In the step, the first powder is filled in the first cavity of the mold and pre-compressed with a predetermined load to form a precursor. This first step can be performed in the same manner as the conventional method,
The precursor is formed so as to have a density lower than that of the intended multilayer compacted body.

【0019】次の第2工程では、前駆体と厚さ方向で隣
接する第2キャビティに第2粉末が充填され、前駆体と
第2粉末とは同一ストローク長で同時に加圧圧縮され
る。つまり前駆体と第2粉末とは同一ストローク長で同
時に圧縮されるため、両者の層間にせん断応力が作用す
ることがない。したがって複層圧粉成形体の層間に割れ
が発生するのが防止され、残留応力もほとんどないため
焼結時に層間に割れが発生することも防止される。
In the next second step, the second powder is filled in the second cavity adjacent to the precursor in the thickness direction, and the precursor and the second powder are simultaneously compressed under the same stroke length. That is, since the precursor and the second powder are simultaneously compressed with the same stroke length, shear stress does not act between the layers. Therefore, it is possible to prevent cracks from being generated between the layers of the multi-layer green compact, and since there is almost no residual stress, it is also possible to prevent cracks from being generated between the layers during sintering.

【0020】また、この第2工程の初期には、第2粉末
は圧縮されていないため、その密度は前駆体の密度より
低い。そして同一ストローク長で圧縮されるため、圧縮
が進行するにつれて密度の高い前駆体が第2粉末を厚さ
方向に押圧する作用が生じ、最後には圧縮された前駆体
と圧縮された第2粉末とは同じ密度となる。すなわち第
2粉末は厚さ方向にも押圧されるため、第2キャビティ
に充填される第2粉末の量を従来より少なくすれば、パ
ンチの厚さに関わらず、第2粉末から成形された部分の
厚さを従来に比べて薄くすることができる。したがって
第2粉末の材料が高価な場合には、得られる複層圧粉成
形体のコストを低減することが可能となる。またパンチ
の厚さを薄くする必要もないので、強度が低下するよう
な不具合もない。
In the initial stage of the second step, the density of the second powder is lower than that of the precursor because the second powder is not compressed. Since the precursor is compressed with the same stroke length, as the compression progresses, the precursor having higher density presses the second powder in the thickness direction, and finally, the compressed precursor and the compressed second powder are generated. And have the same density. That is, since the second powder is pressed in the thickness direction as well, if the amount of the second powder filled in the second cavity is made smaller than in the conventional case, the portion formed from the second powder will be irrespective of the thickness of the punch. Can be made thinner than before. Therefore, when the material of the second powder is expensive, it is possible to reduce the cost of the obtained multilayer powder compact. Further, since it is not necessary to reduce the thickness of the punch, there is no problem that the strength is reduced.

【0021】そして前駆体と第2粉末とは、同一ストロ
ーク長で同時に圧縮されるため、特定のパンチに第2粉
末から摩擦力が作用して抵抗となることがない。また従
来の技術で記載されたロアーインナーパンチに相当する
パンチの長さを必要以上に長くしなくてもよい。したが
ってパンチの座屈強度を向上させる手段が不要となる。
Since the precursor and the second powder are simultaneously compressed with the same stroke length, the friction force from the second powder does not act on the specific punch to cause resistance. Further, the length of the punch corresponding to the lower inner punch described in the related art does not have to be unnecessarily long. Therefore, a means for improving the buckling strength of the punch becomes unnecessary.

【0022】[0022]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (実施例1)図6に本実施例の成形方法により形成され
る複層圧粉成形体を示す。この複層圧粉成形体は、筒状
の外層300と、外層300の内周表面に一体的に接合
された内層301とから構成されている。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. (Embodiment 1) FIG. 6 shows a multi-layer powder compact formed by the molding method of this embodiment. This multilayer compacted body is composed of a cylindrical outer layer 300 and an inner layer 301 integrally bonded to the inner peripheral surface of the outer layer 300.

【0023】図1〜図5に本実施例の複層圧粉成形体の
成形方法を示す。なお、用いた金型及び成形体は軸対称
形状であるので、図2〜図5は軸に対して片側のみの半
部断面図として示している。用いた金型は、複層圧粉成
形体の外径を規定する筒状のダイス1と、ダイス1の内
周表面に摺接する筒状のロアーアウターパンチ2と、ロ
アーアウターパンチ2の内周表面に摺接する筒状のロア
ーインナーパンチ3と、ロアーインナーパンチ3の内周
表面と摺接し複層圧粉成形体の内径を規定するコア40
をもつコアロッド4と、ダイス1の内周表面及びコアロ
ッド4の頭部の外周表面と摺接するアッパーパンチ5
と、から構成され、それぞれ同一軸心となるように配置
されている。
1 to 5 show a method of molding the multilayer powder compact of the present embodiment. Since the used mold and molded body have an axially symmetrical shape, FIGS. 2 to 5 are shown as a half sectional view of only one side with respect to the axis. The mold used is a cylindrical die 1 that defines the outer diameter of the multi-layer powder compact, a cylindrical lower outer punch 2 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the die 1, and an inner peripheral surface of the lower outer punch 2. A cylindrical lower inner punch 3 that is in sliding contact with the surface, and a core 40 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the lower inner punch 3 and that defines the inner diameter of the multi-layer powder compact.
With a core rod 4, and an upper punch 5 that makes sliding contact with the inner peripheral surface of the die 1 and the outer peripheral surface of the head of the core rod 4.
And, and are arranged so as to have the same axis.

【0024】ロアーアウターパンチ2は下端部が第1可
動板20に固定され、第1可動板20は第1シリンダ2
1により上下に駆動されるように構成されている。また
ロアーインナーパンチ3は下端部が第2可動板30に固
定され、第2可動板30は第2シリンダ31により上下
に駆動されるように構成されている。そして第1可動板
20の下方にはストッパ6が固定され、第1可動板20
はストッパ6に当接することで下方への移動が規制され
る。また第2可動板30は第1可動板20に当接するこ
とで下方への移動が規制される。
The lower outer punch 2 has a lower end fixed to the first movable plate 20, and the first movable plate 20 includes the first cylinder 2
It is configured to be driven up and down by 1. The lower inner punch 3 has a lower end fixed to the second movable plate 30, and the second movable plate 30 is vertically driven by the second cylinder 31. The stopper 6 is fixed below the first movable plate 20, and
By contacting the stopper 6, the downward movement is restricted. Further, the second movable plate 30 comes into contact with the first movable plate 20 to restrict the downward movement thereof.

【0025】<第1工程>先ず図1に示すように、ロア
ーアウターパンチ2を下降させて第1可動板20がスト
ッパ6に当接した状態で、ダイス1の内周表面とロアー
インナーパンチ3の外周表面及びロアーアウターパンチ
2の先端面との間に形成されたキャビティに、噴霧Fe
粉からなる第1粉末200を自由落下とすり切りにより
充填する。
<First Step> First, as shown in FIG. 1, with the lower outer punch 2 lowered, the inner peripheral surface of the die 1 and the lower inner punch 3 with the first movable plate 20 in contact with the stopper 6. The Fe sprayed in the cavity formed between the outer peripheral surface of the and the tip surface of the lower outer punch 2.
The first powder 200 made of powder is filled by free fall and abrasion.

【0026】次に図2に示すように、粉箱111の一部
をダイス1の上部に配置し、第1シリンダ21を駆動し
て第1可動板20を上昇駆動する。これによりロアーア
ウターパンチ2を所定ストロークで上昇させ、第1粉末
200を圧縮して前駆体201を形成する。この前駆体
201は、目的とする長さより長くされ、その密度は、
目的とする複層圧粉成形体の密度より低い約60%の密
度となっている。
Next, as shown in FIG. 2, a part of the powder box 111 is placed above the die 1, and the first cylinder 21 is driven to drive the first movable plate 20 upward. As a result, the lower outer punch 2 is lifted with a predetermined stroke, and the first powder 200 is compressed to form the precursor 201. This precursor 201 is made longer than the intended length, and its density is
The density is about 60%, which is lower than the density of the intended multi-layer green compact.

【0027】<第2工程>その後粉箱111を後退させ
てキャビティ上部を開放する。そして図3に示すよう
に、第2シリンダ31を駆動し、第2可動板30を第1
可動板20と当接するまで下降させる。このとき、ロア
ーアウターパンチ2の先端面とロアーインナーパンチ3
の先端面とが同一平面上に位置するように構成されてい
る。
<Second Step> After that, the powder box 111 is retracted to open the upper part of the cavity. Then, as shown in FIG. 3, the second cylinder 31 is driven to move the second movable plate 30 to the first position.
It is lowered until it comes into contact with the movable plate 20. At this time, the tip surface of the lower outer punch 2 and the lower inner punch 3
Is arranged so as to be located on the same plane as the tip surface of the.

【0028】そして、前駆体201の内周表面とコアロ
ッド4の外周表面及びロアーインナーパンチ3先端面と
の間に形成されたキャビティに、Cu−Ni系合金から
なる第2粉末202を自由落下とすり切りにより充填す
る。そして図4に示すように、アッパーパンチ5を下降
させ、前駆体201と第2粉末202を同時に加圧す
る。すると、その加圧力により前駆体201と第2粉末
202を介してロアーアウターパンチ2とロアーインナ
ーパンチ3が押圧され、第2可動板30が第1可動板2
0と当接した状態で第1可動板20が下降し、第1可動
板20がストッパ6と当接した位置でロアーアウターパ
ンチ2とロアーインナーパンチ3の下降が規制される。
Then, the second powder 202 made of a Cu--Ni alloy is freely dropped into the cavity formed between the inner peripheral surface of the precursor 201, the outer peripheral surface of the core rod 4, and the tip surface of the lower inner punch 3. Fill by scraping. Then, as shown in FIG. 4, the upper punch 5 is lowered to simultaneously pressurize the precursor 201 and the second powder 202. Then, the pressing force presses the lower outer punch 2 and the lower inner punch 3 through the precursor 201 and the second powder 202, so that the second movable plate 30 becomes the first movable plate 2.
The first movable plate 20 descends in a state of abutting 0, and the lower outer punch 2 and the lower inner punch 3 are regulated in a position where the first movable plate 20 abuts the stopper 6.

【0029】このとき、第1シリンダ21及び第2シリ
ンダ31の駆動力はアッパーパンチ5の加圧力に比べて
きわめて小さいので、前駆体201と第2粉末202の
密度は、第1可動板20がストッパ6と当接するまでは
ほとんど変化がなく、それぞれ約60%と約30%であ
る。アッパーパンチ5による加圧はさらに続行され、前
駆体201と第2粉末202は強く圧縮される。このと
き前駆体201と第2粉末202は同一ストローク長で
圧縮されるため、前駆体201と第2粉末202の界面
にはせん断応力が生じない。また前駆体201の密度は
第2粉末202の密度より大きいため、前駆体201が
第2粉末202を径方向に押圧する力も発生する。
At this time, since the driving force of the first cylinder 21 and the second cylinder 31 is extremely smaller than the pressing force of the upper punch 5, the densities of the precursor 201 and the second powder 202 are determined by the first movable plate 20. There is almost no change until they come into contact with the stopper 6, which are about 60% and about 30%, respectively. The pressurization by the upper punch 5 is further continued, and the precursor 201 and the second powder 202 are strongly compressed. At this time, since the precursor 201 and the second powder 202 are compressed with the same stroke length, no shear stress is generated at the interface between the precursor 201 and the second powder 202. Further, since the density of the precursor 201 is higher than the density of the second powder 202, a force that the precursor 201 presses the second powder 202 in the radial direction is also generated.

【0030】このようにして前駆体201と第2粉末2
02が軸方向に圧縮され、第2粉末202は前駆体20
1により径方向にも圧縮されて、前駆体201と第2粉
末202の密度が両方とも約85%となった時点でアッ
パーパンチ5による加圧が停止される。その状態でしば
らく保持した後、図5に示すようにアッパーパンチ5を
上昇駆動するとともにダイス1とコアロッド4を下降さ
せ、外層300及び内層301からなる複層圧粉成形体
を取り出す。
In this way, the precursor 201 and the second powder 2
02 is compressed in the axial direction, and the second powder 202 becomes the precursor 20.
When the precursor 201 and the second powder 202 are both compressed in the radial direction by 1 and the densities of both the precursor 201 and the second powder 202 become about 85%, the pressing by the upper punch 5 is stopped. After holding in that state for a while, as shown in FIG. 5, the upper punch 5 is driven to rise and the die 1 and the core rod 4 are lowered to take out the multi-layer powder compact including the outer layer 300 and the inner layer 301.

【0031】このようにして成形された複層圧粉成形体
は、外層300と内層301の間に割れなどが発生せ
ず、良好な品質であった。またロアーインナーパンチ3
の肉厚が1mmであったにも関わらず、内層301の肉
厚は0.6mmと薄く形成されていた。そしてこの複層
圧粉成形体は、窒素雰囲気中にて1120℃で0.5時
間加熱されることにより一体的に焼結され、複層構造の
軸受け部材が製造された。焼結後の軸受け部材において
も、外層と内層の間に割れなどの不具合は生じず、良好
な品質であった。
The multi-layer powder compact molded in this manner was of good quality, with no cracks occurring between the outer layer 300 and the inner layer 301. Also lower inner punch 3
Although the thickness of the inner layer 301 was 1 mm, the inner layer 301 was formed as thin as 0.6 mm. The multi-layer green compact was heated in a nitrogen atmosphere at 1120 ° C. for 0.5 hours to be integrally sintered, and a multi-layer bearing member was manufactured. Also in the bearing member after sintering, defects such as cracks did not occur between the outer layer and the inner layer, and the quality was good.

【0032】すなわち図7に示すように、従来の成形方
法では、圧縮ストローク長は第2粉末202の方が前駆
体201より長い。そのため前駆体201と第2粉末2
02の界面にせん断応力が作用し、成形体の内層と外層
の間Aに割れが発生する場合があった。また第2粉末2
02の厚さは、圧縮初期と後期で同一である。一方、本
実施例においては、図8に示すように、第2工程におい
て前駆体201と第2粉末202は同一のストローク長
で同時に圧縮されて同一の密度となる。したがって前駆
体201と第2粉末202の界面にせん断応力が作用す
ることがなく、外層300と内層301の界面にせん断
応力が作用することがなく、割れが防止される。
That is, as shown in FIG. 7, in the conventional molding method, the compression stroke length of the second powder 202 is longer than that of the precursor 201. Therefore, the precursor 201 and the second powder 2
In some cases, a shear stress was applied to the interface of No. 02 to cause cracking in A between the inner layer and the outer layer of the molded body. Second powder 2
The thickness of 02 is the same in the initial stage and the latter stage of compression. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 8, in the second step, the precursor 201 and the second powder 202 are simultaneously compressed with the same stroke length to have the same density. Therefore, no shear stress acts on the interface between the precursor 201 and the second powder 202, no shear stress acts on the interface between the outer layer 300 and the inner layer 301, and cracking is prevented.

【0033】また第2粉末202は径方向に圧縮される
ため、図7に示すように第2工程において第2粉末20
2の層厚がt1からt2に縮小される。したがって内層
301の層厚が従来より薄い成形体を成形することがで
きる。 (実施例2)本実施例の成形方法により得られた複層圧
粉成形体の断面図を図11に示す。この複層圧粉成形体
は、内層301の軸方向の長さが外層300より短く、
断面凹形状をなしていること以外は実施例1と同様であ
る。
Further, since the second powder 202 is compressed in the radial direction, as shown in FIG.
The layer thickness of 2 is reduced from t1 to t2. Therefore, it is possible to mold a molded body in which the layer thickness of the inner layer 301 is thinner than conventional ones. (Example 2) Fig. 11 shows a cross-sectional view of a multilayer powder compact obtained by the molding method of this example. In this multilayer powder compact, the axial length of the inner layer 301 is shorter than that of the outer layer 300,
The same as Example 1 except that it has a concave cross section.

【0034】図9及び図10に本実施例で用いた金型を
示す。この金型は、ロアーインナーパンチ3の長さが短
いこと以外は実施例1と同様の構成である。本実施例で
は、先ず実施例1と同様に前駆体201を形成する。次
に粉箱201を後退させてキャビティ上部を開放する。
そして図9に示すように、第2シリンダ31を駆動し、
第2可動板30を第1可動板20と当接するまで下降さ
せる。このとき、ロアーインナーパンチ3の先端面はロ
アーアウターパンチ2の先端面より上方に位置し、その
長さの差は目的とする成形体の内層301と外層300
の長さの差と同一となるように構成されている。
9 and 10 show the mold used in this embodiment. This mold has the same configuration as that of the first embodiment except that the lower inner punch 3 has a short length. In this embodiment, first, the precursor 201 is formed as in the first embodiment. Next, the powder box 201 is retracted to open the upper part of the cavity.
Then, as shown in FIG. 9, the second cylinder 31 is driven,
The second movable plate 30 is lowered until it contacts the first movable plate 20. At this time, the front end surface of the lower inner punch 3 is located above the front end surface of the lower outer punch 2, and the difference in the length thereof is the inner layer 301 and the outer layer 300 of the target molded body.
Is configured to be the same as the difference in length.

【0035】そして、前駆体201の内周表面とコアロ
ッド4の外周表面及びロアーインナーパンチ3の先端面
との間に形成されたキャビティに、Cu−Ni系合金か
らなる第2粉末202を自由落下とすり切りにより充填
する。そして図10に示すように、アッパーパンチ5を
下降させ、前駆体201と第2粉末202を同時に圧縮
する。すると、その加圧力により前駆体201と第2粉
末202を介してロアーアウターパンチ2とロアーイン
ナーパンチ3が押圧され、第2可動板30が第1可動板
20と当接した状態で第1可動板20が下降し、第1可
動板20がストッパ6と当接した位置でロアーアウター
パンチ2とロアーインナーパンチ3の下降が規制され
る。
Then, the second powder 202 made of Cu-Ni alloy is freely dropped into the cavity formed between the inner peripheral surface of the precursor 201, the outer peripheral surface of the core rod 4, and the tip surface of the lower inner punch 3. And fill by grinding. Then, as shown in FIG. 10, the upper punch 5 is lowered to simultaneously compress the precursor 201 and the second powder 202. Then, the pressing force presses the lower outer punch 2 and the lower inner punch 3 through the precursor 201 and the second powder 202, and the second movable plate 30 is moved first while the second movable plate 30 is in contact with the first movable plate 20. When the plate 20 descends and the first movable plate 20 contacts the stopper 6, the lower outer punch 2 and the lower inner punch 3 are restricted from descending.

【0036】アッパーパンチ5による圧縮はさらに続行
され、前駆体201と第2粉末202は強く圧縮され
る。このとき前駆体201と第2粉末202は同一スト
ローク長で圧縮されるため、前駆体201と第2粉末2
02の界面にはせん断応力が生じない。その後実施例1
と同様にして、複層圧粉成形体を取り出したところ、外
層300と内層301の間に割れなどが発生せず、良好
な品質であった。そして実施例1と同様に焼結したが、
割れは発生せず良好な品質の焼結品が得られた。
The compression by the upper punch 5 is further continued, and the precursor 201 and the second powder 202 are strongly compressed. At this time, since the precursor 201 and the second powder 202 are compressed with the same stroke length, the precursor 201 and the second powder 2
No shear stress is generated at the interface of 02. Then Example 1
When the multi-layer powder compact was taken out in the same manner as above, no cracks and the like occurred between the outer layer 300 and the inner layer 301, and the quality was good. Then, it was sintered in the same manner as in Example 1,
No cracking occurred and a good quality sintered product was obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】すなわち本発明の複層圧粉成形体の成形
方法によれば、層間に割れなどの不具合のない成形体を
容易にかつ確実に成形することができる。また従来困難
であった層厚の薄い成形体も成形することができ、高価
な原料の使用割合を低減できるため原料コストを低減す
ることが可能となる。
[Effects of the Invention] That is, according to the method for molding a multi-layer powder compact of the present invention, a compact having no defects such as cracks between layers can be easily and surely molded. Further, it is possible to form a molded body having a thin layer thickness, which has been difficult in the past, and it is possible to reduce the use ratio of an expensive raw material, so that the raw material cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例において第1粉末をキャビテ
ィに充填した状態で示す金型の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold in which a first powder is filled in a cavity according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例において前駆体を形成した状
態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 2 is a half sectional view of a mold showing a precursor formed in one example of the present invention.

【図3】本発明の一実施例において第2粉末をキャビテ
ィに充填した状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 3 is a half-sectional view of a mold showing a state in which a second powder is filled in a cavity according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例において第2工程終了直前の
状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 4 is a half cross-sectional view of the mold shown in a state immediately before the end of the second step in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例において複層圧粉成形体を取
り出す直前の状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 5 is a half cross-sectional view of a mold shown in a state immediately before taking out a multilayer powder compact in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例で成形された複層圧粉成形体
の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a multilayer powder compact molded according to an embodiment of the present invention.

【図7】従来の成形方法の作用を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation of a conventional molding method.

【図8】本発明の一実施例の成形方法の作用を示す説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the operation of the molding method according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例において第2粉末をキャ
ビティに充填した状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 9 is a half sectional view of a mold showing a state in which a second powder is filled in a cavity in the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例において第2工程終了
直前の状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 10 is a half cross-sectional view of a mold shown in a state immediately before the end of the second step in the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例で成形された複層圧粉
成形体の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a multilayer powder compact molded according to the second embodiment of the present invention.

【図12】従来例において第1粉末をキャビティに充填
した状態で示す金型の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a mold in which a cavity is filled with the first powder in a conventional example.

【図13】従来例において前駆体を形成した状態で示す
金型の半部断面図である。
FIG. 13 is a half sectional view of a mold showing a state in which a precursor is formed in a conventional example.

【図14】従来例において第2粉末をキャビティに充填
した状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 14 is a half-sectional view of a mold showing a state in which a second powder is filled in a cavity in a conventional example.

【図15】従来例においてアッパーパンチで圧縮終了直
前の状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 15 is a half cross-sectional view of a mold shown in a state immediately before the end of compression with an upper punch in a conventional example.

【図16】従来例において複層圧粉成形体を取り出す直
前の状態で示す金型の半部断面図である。
FIG. 16 is a half cross-sectional view of a mold shown in a state immediately before taking out a multilayer powder compact in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ダイス 2:ロアーアウターパンチ 3:ロア
ーインナーパンチ 4:コアロッド 5:アッパーパンチ 6:
ストッパ 20:第1可動板 30:第2可動板 20
1:前駆体
1: Dice 2: Lower outer punch 3: Lower inner punch 4: Core rod 5: Upper punch 6:
Stopper 20: First movable plate 30: Second movable plate 20
1: precursor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚さ方向に異なった複数の材質層からな
る複層圧粉成形体の成形方法であって、 金型の第1キャビティに第1粉末を充填し所定の荷重で
予備圧縮して前駆体を形成する第1工程と、 該前駆体と該厚さ方向で隣接する第2キャビティに第2
粉末を充填し該前駆体と該第2粉末を同一ストローク長
で同時に圧縮して成形体を形成する第2工程と、を行う
ことを特徴とする複層圧粉成形体の成形方法。
1. A method for molding a multi-layer powder compact comprising a plurality of material layers different in the thickness direction, wherein the first cavity is filled with the first powder and pre-compressed with a predetermined load. To form a precursor, and a second cavity is formed in a second cavity adjacent to the precursor in the thickness direction.
A second step of forming a compact by filling powder and compressing the precursor and the second powder at the same stroke length at the same time.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015513397A (en) * 2012-02-24 2015-05-14 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム Multilayer article manufacturing method
CN111941295A (en) * 2020-08-05 2020-11-17 泉州金石金刚石工具有限公司 Novel Brad abrasive brick and processing die

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