JPH1128596A - 温間粉末成形用金型 - Google Patents
温間粉末成形用金型Info
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- JPH1128596A JPH1128596A JP19788297A JP19788297A JPH1128596A JP H1128596 A JPH1128596 A JP H1128596A JP 19788297 A JP19788297 A JP 19788297A JP 19788297 A JP19788297 A JP 19788297A JP H1128596 A JPH1128596 A JP H1128596A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイの加熱ヒータに要する消費電力を節減
し、かつ、ダイプレートの温度上昇による熱膨張を防ぐ
ことが可能な温間粉末成形用金型を提供する。 【解決手段】 ダイ２１を加熱するヒータ２５を備えた
ウィズドロアル方式の金型装置において、ダイプレート
２３に嵌合したダイケース２８の内孔に、断熱材２０を
介してダイ２１を固定すると共に、ダイケース２８と断
熱材２０の間に冷却管２９ａ、およびダイプレート２３
とダイケース２８の間に冷却管２９ｂを設けたことを特
徴とする温間粉末成形用金型。
し、かつ、ダイプレートの温度上昇による熱膨張を防ぐ
ことが可能な温間粉末成形用金型を提供する。 【解決手段】 ダイ２１を加熱するヒータ２５を備えた
ウィズドロアル方式の金型装置において、ダイプレート
２３に嵌合したダイケース２８の内孔に、断熱材２０を
介してダイ２１を固定すると共に、ダイケース２８と断
熱材２０の間に冷却管２９ａ、およびダイプレート２３
とダイケース２８の間に冷却管２９ｂを設けたことを特
徴とする温間粉末成形用金型。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、温間粉末成形用
の金型装置に関するものである。
の金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特殊な潤滑剤を含む鉄系金属粉末を１５
０℃程度の温度に加熱して圧縮すると、通常の方法で圧
粉した場合よりも、密度の高い成形体が得られることが
知られており、焼結機械部品の製造に利用されている。
この粉末成形に使用する装置の一つとしてウィズドロア
ル方式のものがある。図３はその基本構造を示す縦断面
図である。
０℃程度の温度に加熱して圧縮すると、通常の方法で圧
粉した場合よりも、密度の高い成形体が得られることが
知られており、焼結機械部品の製造に利用されている。
この粉末成形に使用する装置の一つとしてウィズドロア
ル方式のものがある。図３はその基本構造を示す縦断面
図である。
【０００３】同図において、上パンチ１３とダイ２１に
棒状のヒータ１６および２５をそれぞれ付設し、温度計
（図示せず）によって温度を計測しつつ、ヒータ１６お
よび２５への電流を調整し、成形キャビティの周囲が適
温になるように調節する。また、加熱手段を備えたシャ
トルフィーダを用いて、通常の方法により金属粉末の充
填を行い、上下のパンチで圧縮した後、ダイ２１から抜
き出す。
棒状のヒータ１６および２５をそれぞれ付設し、温度計
（図示せず）によって温度を計測しつつ、ヒータ１６お
よび２５への電流を調整し、成形キャビティの周囲が適
温になるように調節する。また、加熱手段を備えたシャ
トルフィーダを用いて、通常の方法により金属粉末の充
填を行い、上下のパンチで圧縮した後、ダイ２１から抜
き出す。
【０００４】図３に示す従来の成形装置では、上パンチ
プレート１０、ダイプレート２３、ベースプレート４０
の温度が異なるため、ガイドポスト１４と軸受２４との
間、およびガイドロッド６０とベースプレート４０の軸
受４１との間で、きしみ、かじり、あるいは異常摩耗を
生じ、成形装置の精度低下を招き、かつ寿命が短くなる
という問題点があり、それらの解決が望まれていた。
プレート１０、ダイプレート２３、ベースプレート４０
の温度が異なるため、ガイドポスト１４と軸受２４との
間、およびガイドロッド６０とベースプレート４０の軸
受４１との間で、きしみ、かじり、あるいは異常摩耗を
生じ、成形装置の精度低下を招き、かつ寿命が短くなる
という問題点があり、それらの解決が望まれていた。
【０００５】この問題点を解決するために、本出願人は
特願平８−９３５０７号において、図４および図５に示
すような構造の成形装置を提案した。図４に示すもの
は、ダイ２１とダイプレート２３の間に冷却管２９を設
けてあり、ダイプレート２３の下面に隙間Ａおよび断熱
材２７による断熱手段を介してダイプレート受け板２６
を備え、そのダイプレート受け板２６に前記ガイドロッ
ド６０を固定し、かつ、ガイドポスト１４を前記ダイプ
レート２３と無縁の状態でダイプレート受け板２６に固
定する構造とした。図５に示すものは、前記冷却管２９
の代わりに、ダイ２１の外周および上端面にフッ素樹脂
やジルコニア等の断熱材２０を被覆した点が異なる。
特願平８−９３５０７号において、図４および図５に示
すような構造の成形装置を提案した。図４に示すもの
は、ダイ２１とダイプレート２３の間に冷却管２９を設
けてあり、ダイプレート２３の下面に隙間Ａおよび断熱
材２７による断熱手段を介してダイプレート受け板２６
を備え、そのダイプレート受け板２６に前記ガイドロッ
ド６０を固定し、かつ、ガイドポスト１４を前記ダイプ
レート２３と無縁の状態でダイプレート受け板２６に固
定する構造とした。図５に示すものは、前記冷却管２９
の代わりに、ダイ２１の外周および上端面にフッ素樹脂
やジルコニア等の断熱材２０を被覆した点が異なる。
【０００６】このように構成した成形装置では、ダイプ
レート２３とガイドポスト１４とは無縁であり、ガイド
ポスト１４およびガイドロッド６０が固定または嵌合し
ているダイプレート受け板２６の温度上昇が制御されて
熱膨張が少なくなるので、上パンチプレート１０、ダイ
プレート受け板２６、ベースプレート４０のガイドポス
ト１４またはガイドロッド６０の軸間寸法の熱膨張変化
量がほぼ同様になる結果、軸受２４および４１に対する
偏荷重やラジアル荷重の増加がなく、摩耗を減少するこ
とができる。
レート２３とガイドポスト１４とは無縁であり、ガイド
ポスト１４およびガイドロッド６０が固定または嵌合し
ているダイプレート受け板２６の温度上昇が制御されて
熱膨張が少なくなるので、上パンチプレート１０、ダイ
プレート受け板２６、ベースプレート４０のガイドポス
ト１４またはガイドロッド６０の軸間寸法の熱膨張変化
量がほぼ同様になる結果、軸受２４および４１に対する
偏荷重やラジアル荷重の増加がなく、摩耗を減少するこ
とができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示す構
造のものでは、ダイプレート２３の温度を低くするため
に冷却管２９に冷却水を大量に流すと、ダイ２１の温度
も下げることになり、ヒータ２５に与える電力量が増加
する。一方、図５に示す構造のものでは、熱伝導の抑制
手段が断熱材のみであるから、ダイプレート受け板２６
の温度はあまり低下しないため、前記軸受部にきしみを
生じ、成形速度の向上を阻害することは避け得ない。
造のものでは、ダイプレート２３の温度を低くするため
に冷却管２９に冷却水を大量に流すと、ダイ２１の温度
も下げることになり、ヒータ２５に与える電力量が増加
する。一方、図５に示す構造のものでは、熱伝導の抑制
手段が断熱材のみであるから、ダイプレート受け板２６
の温度はあまり低下しないため、前記軸受部にきしみを
生じ、成形速度の向上を阻害することは避け得ない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ため、本発明の金型のダイを加熱するヒータを備えたウ
イズドロアル方式の温間粉末成形用金型においては、ダ
イプレート２３に嵌合したダイケース２８の内孔に断熱
材２０を介してダイ２１を固定すると共に、ダイケース
２８と断熱材２０の間に冷却管２９ａ、およびダイプレ
ート２３とダイケース２８の間に冷却管２９ｂを設け
る。また、この粉末成形金型において、外側の冷却管２
９ｂに供給する冷却媒体の温度を常温とし、内側の冷却
管２９ａに供給する冷却媒体の温度を外側の冷却管２９
ｂの冷却媒体の温度より高く、かつダイの温度より低く
することを特徴としている。
ため、本発明の金型のダイを加熱するヒータを備えたウ
イズドロアル方式の温間粉末成形用金型においては、ダ
イプレート２３に嵌合したダイケース２８の内孔に断熱
材２０を介してダイ２１を固定すると共に、ダイケース
２８と断熱材２０の間に冷却管２９ａ、およびダイプレ
ート２３とダイケース２８の間に冷却管２９ｂを設け
る。また、この粉末成形金型において、外側の冷却管２
９ｂに供給する冷却媒体の温度を常温とし、内側の冷却
管２９ａに供給する冷却媒体の温度を外側の冷却管２９
ｂの冷却媒体の温度より高く、かつダイの温度より低く
することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、ダイ周辺の断面構造を示
す。ダイプレート２３は、ガイドロッド６０によって支
持し、軸受２４でガイドポスト１４を軸支している点は
従来の金型の構造と同様である。ダイ２１の下端部に
は、リング状の電気ヒータ２５を設けてある。ダイ２１
を超硬合金製にすると、熱伝導性が比較的良好であるた
め、ダイケース２８全体の温度差を少なくすることがで
きる。また、温度計（図示せず）によりヒータ電流を制
御することは従来と同様である。
す。ダイプレート２３は、ガイドロッド６０によって支
持し、軸受２４でガイドポスト１４を軸支している点は
従来の金型の構造と同様である。ダイ２１の下端部に
は、リング状の電気ヒータ２５を設けてある。ダイ２１
を超硬合金製にすると、熱伝導性が比較的良好であるた
め、ダイケース２８全体の温度差を少なくすることがで
きる。また、温度計（図示せず）によりヒータ電流を制
御することは従来と同様である。
【００１０】ダイ２１の外周は断熱材２０のリングで覆
われている。断熱材２０は熱伝導率が低く、ある程度の
機械強度と耐熱性があるものであればよいが、ジルコニ
ア製が最適である。ダイ２１と断熱材２０は互いに接合
し、ダイケース２８の内孔に固定して、ユニットを形成
する。ダイケース２８の内孔面には、冷却管２９ａと連
通した螺旋状の溝が形成されており、断熱材２０を圧入
または嵌合することによって、水などの冷媒の流路を形
成し、図中の矢印方向に冷媒を流す。冷媒は水あるいは
油などである。冷媒の温度は、金型装置の大きさによっ
て異なるが、ダイ２１の温度より低く常温より高いもの
とし、５０〜９０℃程度である。この冷媒は、リザーブ
タンク（図示せず）で予熱し、ポンプで圧送する。同図
では、ダイ２１と断熱材２０を圧入した例を示すが、嵌
合して冷媒漏れ止めシールを用いる方が組立が容易であ
る。
われている。断熱材２０は熱伝導率が低く、ある程度の
機械強度と耐熱性があるものであればよいが、ジルコニ
ア製が最適である。ダイ２１と断熱材２０は互いに接合
し、ダイケース２８の内孔に固定して、ユニットを形成
する。ダイケース２８の内孔面には、冷却管２９ａと連
通した螺旋状の溝が形成されており、断熱材２０を圧入
または嵌合することによって、水などの冷媒の流路を形
成し、図中の矢印方向に冷媒を流す。冷媒は水あるいは
油などである。冷媒の温度は、金型装置の大きさによっ
て異なるが、ダイ２１の温度より低く常温より高いもの
とし、５０〜９０℃程度である。この冷媒は、リザーブ
タンク（図示せず）で予熱し、ポンプで圧送する。同図
では、ダイ２１と断熱材２０を圧入した例を示すが、嵌
合して冷媒漏れ止めシールを用いる方が組立が容易であ
る。
【００１１】ダイプレート２３の内孔面にも冷却管２９
ｂと連通した螺旋状の溝を形成し、ダイ２１と断熱材２
０およびダイケース２８のユニットを装着したときに、
冷媒の流路を形成し、図中の矢印方向に冷媒を供給す
る。冷媒の温度および流量は、金型装置の大きさによっ
ても異なるが、ダイプレート２３の温度がベースプレー
ト４０や上パンチプレート１０の温度とほぼ同じになる
ように、１０〜２５℃程度の常温に近い比較的低い温度
とし、状況に応じて流量を変更する。
ｂと連通した螺旋状の溝を形成し、ダイ２１と断熱材２
０およびダイケース２８のユニットを装着したときに、
冷媒の流路を形成し、図中の矢印方向に冷媒を供給す
る。冷媒の温度および流量は、金型装置の大きさによっ
ても異なるが、ダイプレート２３の温度がベースプレー
ト４０や上パンチプレート１０の温度とほぼ同じになる
ように、１０〜２５℃程度の常温に近い比較的低い温度
とし、状況に応じて流量を変更する。
【００１２】このような構造の金型装置のダイ２１は、
下方に設けたヒータ２５により均一に加熱される。ダイ
２１の外側には断熱材２０があるため、横方向への熱伝
導は抑制される。断熱材２０の外側は、ダイ２１の温度
よりも低いが比較的高い温度の冷媒で冷却されており、
断熱材２０を比較的強く冷却するが、ダイ２１の温度を
奪いヒータ２５の消費電力を増加させることはない。ま
た、その周囲のダイケース２８の温度もある程度低下さ
せる。ダイケース２８の温度はダイ２１の温度と常温の
中間にあり、ダイケース２８の外側の冷却手段（冷却管
２９ｂ）によりダイケース２８から伝導される温度を系
外に排出することができ、これによりその外側のダイプ
レート２３の昇温を防いでいる。
下方に設けたヒータ２５により均一に加熱される。ダイ
２１の外側には断熱材２０があるため、横方向への熱伝
導は抑制される。断熱材２０の外側は、ダイ２１の温度
よりも低いが比較的高い温度の冷媒で冷却されており、
断熱材２０を比較的強く冷却するが、ダイ２１の温度を
奪いヒータ２５の消費電力を増加させることはない。ま
た、その周囲のダイケース２８の温度もある程度低下さ
せる。ダイケース２８の温度はダイ２１の温度と常温の
中間にあり、ダイケース２８の外側の冷却手段（冷却管
２９ｂ）によりダイケース２８から伝導される温度を系
外に排出することができ、これによりその外側のダイプ
レート２３の昇温を防いでいる。
【００１３】図２は、ダイセットの横方向の温度分布を
示すグラフである。実線Ａは図１に示す本発明の金型装
置の場合を示し、鎖線Ｂは図４に示す従来の装置の場合
および破線Ｃは図３に示す従来の装置の場合を示す。い
ずれもダイ２１を１５０℃に加熱した試験例である。ま
た、鎖線Ｂの装置の冷却管２９および実線Ａの装置の外
側の冷却管には温度２５℃の水を流し、実線Ａの装置の
内側の冷却管には温度９０℃の温水を流した。破線Ｃの
装置ではガイドポスト１４の近傍の温度が９０℃であ
る。鎖線Ｂの装置では冷却管２９によってその周囲温度
が約９０℃であり、ガイドポスト１４付近の温度は約７
０℃である。温度をさらに低下させるためには、冷却媒
体の温度を低くして、流量を増やせばよいが、ヒータ２
５の所要電力量が増加することになる。実線Ａの装置に
おいては、断熱材２０で熱伝導が抑制され、内側の温水
冷却でダイケース２８の平均温度が約１００℃程度とな
っており、約１００℃程度のダイケース２８を外側の冷
却管により水冷し、ダイプレート全体が約３０℃になっ
た。このことから、横方向の部材の熱膨張が抑制される
ことが分かる。
示すグラフである。実線Ａは図１に示す本発明の金型装
置の場合を示し、鎖線Ｂは図４に示す従来の装置の場合
および破線Ｃは図３に示す従来の装置の場合を示す。い
ずれもダイ２１を１５０℃に加熱した試験例である。ま
た、鎖線Ｂの装置の冷却管２９および実線Ａの装置の外
側の冷却管には温度２５℃の水を流し、実線Ａの装置の
内側の冷却管には温度９０℃の温水を流した。破線Ｃの
装置ではガイドポスト１４の近傍の温度が９０℃であ
る。鎖線Ｂの装置では冷却管２９によってその周囲温度
が約９０℃であり、ガイドポスト１４付近の温度は約７
０℃である。温度をさらに低下させるためには、冷却媒
体の温度を低くして、流量を増やせばよいが、ヒータ２
５の所要電力量が増加することになる。実線Ａの装置に
おいては、断熱材２０で熱伝導が抑制され、内側の温水
冷却でダイケース２８の平均温度が約１００℃程度とな
っており、約１００℃程度のダイケース２８を外側の冷
却管により水冷し、ダイプレート全体が約３０℃になっ
た。このことから、横方向の部材の熱膨張が抑制される
ことが分かる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の温間成
形用金型は、ダイの周囲の断熱材による熱伝導抑制と、
温度の高い側から２段階に順次温度を低下させる冷却構
造とすることにより、ダイの加熱ヒータに要する消費電
力の増加を少なくし、かつ、ダイプレートの温度が上昇
して熱膨張するという問題点を解決したものであり、こ
の金型によれば、きしみや金型損傷がなく、従って粉末
成形の能率を高めることができる。
形用金型は、ダイの周囲の断熱材による熱伝導抑制と、
温度の高い側から２段階に順次温度を低下させる冷却構
造とすることにより、ダイの加熱ヒータに要する消費電
力の増加を少なくし、かつ、ダイプレートの温度が上昇
して熱膨張するという問題点を解決したものであり、こ
の金型によれば、きしみや金型損傷がなく、従って粉末
成形の能率を高めることができる。
【図１】本発明の温間粉末成形用金型の部分縦断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の金型と従来の金型の温度分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】従来の金型の縦断面図である。
【図４】改良された従来の金型の部分縦断面図である。
【図５】改良された別の従来の金型の部分縦断面図であ
る。
る。
１４ ガイドポスト ２０ 断熱材 ２１ ダイ ２３ ダイプレート ２４ 軸受 ２５ ヒータ ２８ ダイケース ２９ａ、２９ｂ 冷却管 ６０ ガイドロッド
Claims (2)
- 【請求項１】 金型のダイを加熱するヒータを備えたウ
ィズドロアル方式の金型装置において、ダイプレート２
３に嵌合したダイケース２８の内孔に、断熱材２０を介
してダイ２１を固定すると共に、前記ダイケース２８と
断熱材２０の間に冷却管２９ａ、および前記ダイプレー
ト２３とダイケース２８の間に冷却管２９ｂを設けたこ
とを特徴とする温間粉末成形用金型。 - 【請求項２】 外側の冷却管２９ｂに供給する冷却媒体
の温度が常温であり、内側の冷却管２９ａに供給する冷
却媒体の温度が前記冷却管２９ｂの冷却媒体の温度より
も高く、かつダイ２１の温度より低くしてなる請求項１
に記載の温間粉末成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19788297A JP3504828B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 温間粉末成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19788297A JP3504828B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 温間粉末成形用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1128596A true JPH1128596A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3504828B2 JP3504828B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=16381880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19788297A Expired - Lifetime JP3504828B2 (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 温間粉末成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504828B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523592A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-18 | ロバルマ，ソシエダッド アノニマ | 工作物、特に成形工具または成形工具部分を製造する方法および装置 |
| WO2016089370A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assembly caps used in fabricating infiltrated downhole tools |
| WO2016089365A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies used for fabricating downhole tools |
| WO2016089376A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies that actively heat infiltrated downhole tools |
| WO2016089374A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies with integrated thermal mass for fabricating infiltrated downhole tools |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP19788297A patent/JP3504828B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523592A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-18 | ロバルマ，ソシエダッド アノニマ | 工作物、特に成形工具または成形工具部分を製造する方法および装置 |
| WO2016089370A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assembly caps used in fabricating infiltrated downhole tools |
| WO2016089365A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies used for fabricating downhole tools |
| WO2016089376A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies that actively heat infiltrated downhole tools |
| WO2016089374A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies with integrated thermal mass for fabricating infiltrated downhole tools |
| US9718126B2 (en) | 2014-12-02 | 2017-08-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assembly caps used in fabricating infiltrated downhole tools |
| US10118220B2 (en) | 2014-12-02 | 2018-11-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies used for fabricating downhole tools |
| US10350672B2 (en) | 2014-12-02 | 2019-07-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies that actively heat infiltrated downhole tools |
| US10807152B2 (en) | 2014-12-02 | 2020-10-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mold assemblies that actively heat infiltrated downhole tools |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3504828B2 (ja) | 2004-03-08 |
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