JPS6137399A - 圧粉体の成形方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉末成形体の圧粉密度を部分的に調節でき
る粉末成形装置に関するものである。

圧粉体の部分密度を制御したい場合には二通りあって、
その一つは特定の部分を他の部分よりも高密度にしたい
場合、他の一つは充填された粉末がダイ内で偏り、その
ままでは不均一な圧粉体になるのを補正して均一に圧粉
したい場合である。

この発明の装置は、そのいずれの場合にも適用可能であ
るが、先ず前者について説明リ−る。

いま、第１図のような焼結歯車を例にとると、軽量化お
よび含油性の点からは全体の密度が低いホウ力よく、一
方歯部の密度は当然高くなければならない。図中の粉末
を表わす点の濃淡は、望ましい密度分布を示したもので
ある。

第２図はこの様な圧粉体を成形するための従来周知の成
形装置を例示したもので、圧粉体の形状からは下パンチ
は上端面が平らな１本のパンチで済むところを内外２本
に分割し、歯部を成形するパンチ２ａは固定し、内側の
パンチ２ｂは上下に摺動できる構成になっている。

この従来装置の作動については、図から容易に理解でき
るので詳しい説明は省略するが、左側の粉末充填状態で
は歯部の充填深さを大きく取って内側のパンチ２ｂとの
段差の分だけ多く充填し、これを右側の如く圧縮して、
圧縮中の粉末が横には殆ど流れないのを利用して歯部の
密度を高める訳である。

しかし、この装置は確かに合理的ではあるが、本来１本
で済む下パンチを２本に分割し、しかもその１本には上
下動させる付加機構を必要とするなど、金型やダイセッ
トの製作およびコストの面で問題があり、より簡潔な方
式が望まれていた。

この発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ダイの上
縁部内周に型孔に続く大径部を設けるとともに、粉末の
充填後ダイが一旦上胃し、大径部の粉末が型孔内に落下
してから圧縮が始まるよう構成したことをその要旨とづ
”るものである。

以下、この発明の一実施例を第３図〜第４図について説
明する。

第３図はこの発明の要部を示したーしので、成形する歯
車の歯部は簡略化したが、その外形用法は第２図と同一
に描いである。第２図と比べ、装置が単純化したことが
わかる。図中１はダイ、２は下パンチ、４はコアロッド
で、ダイ１の上縁部に示した６がこの発明の特徴とする
大径部である。

この大径部６は、第３図左側に示Ｊようにダイ１自体に
設けてもよいが、圧縮成形時の負荷を直接には受【ブな
いので、合金工具鋼や超硬合金など。

ダイと同じ高級材料を用いる必要はない。同図の右側の
ようにダイの上に適宜材質のアダプター５を載せ、これ
に大径部を設けることもできる。

第４図はこの装置の作動と粉末の挙動を模式的に示すも
ので、左から順に粉末充填、グイ上昇。

圧縮成形、圧粉体抜出しの各工程を示している。

先ず粉末充填の際、所定の充填深さに擦り切り充填する
と、大径部にはその切り欠き容積に相当する量の粉末が
充填されることになる。この状態からダイを上昇させる
と、大径部にあった粉末はダイの型孔内に流れ落ち、図
示の如く歯部の位置に堆積する。これを円滑に行なわせ
るためには、大径部の勾配が原料粉末の安患角より大き
いことが望ましいが、しかし絶対条件ではない。

次いで、この状態から上パンチ３を下降させて圧粉すれ
ば、第２図の場合と同様圧縮比の大きい分だけ歯部の密
度が高くなる。以後の工程は従来と同じである。

内径１Ｑｍｍ、外径４Ｑｍｍ、長さ１５ｍｍの円筒形圧
粉体について、通常のダイと、その内周上縁に垂直軸に
対する勾配２０°、長さ１５１１１１１１の大径部を全
周に亙って設けたダイとの比較結果を第１表に示す。粉
末は噴霧鉄粉、成形圧力は６ｔ／ＣＴｌ１であり、密度
の測定は半径１５ｍｍの所で外側と内側に分割した各部
の部分密度と、全体の平均密度を試料の故各々１０箇に
ついて求め、その平均値を記しである。

この結果から、本発明においては圧粉体の内側部分と外
側部分で歴然たる密度の差が認められ、初期の目的が達
成されていることがわかる。

第１表 次に、冒頭で述べた他の一つの場合、即ち粉末が不均一
に充填されたのを是正する場合について説明する。

一般に、粉末の充填は第５図の如くフィーダー７を前進
させて型孔に粉末を流し込み、後退する際に余分の粉末
をフィーダーの下縁で擦り切っているが、型孔内の表面
近くの粉末がフィーダーに引き摺られて移動し掻き取ら
れ、充ず密度に差を生じることがある。この図では型孔
の左側上部に粉末の空白部分を模式的に描いたが、現に
円筒形の成形体の部分密度を測定すると、多くの場合、
その分布とフィーダーの往復方向とに相関があることが
知られている。

そしてこの様な密度の不均一は、そのこと自体よりも、
それに起因する焼結歪みのために、端面フレ、外径フレ
などの製品の寸法精度が低下することが大きな問題であ
る。

以下、この様な場合に関する実施例を第６図〜第７図に
ついて説明する。

この場合の粉末の偏りは、型孔内の成る局部に生じる現
象であるから、前記の実施例では圧粉体の外周全体の密
度を高めるために大径部６をダイ１またはアダプター５
の全周に亙っで設けたのと異なり、第６図のように、粉
末の不足する局部に対応して部分的に大径部６を設番プ
れば足りる。

なお、第６図ではアダプター５の外周を円形にして回転
可能な形状とし、これを外枠で保持する構成をとってい
るが、これは大径部の修正を容易にするためと、必要に
応じて大径部の位置を変更できるためである。

第７図は成形装置の作動と粉末の挙動を模式的に示すも
ので左図が粉末充填、右図がダイ−に胃の各工程を示し
ている。なおこの図は要部のみ描いであるが、ダイセッ
ト全体の構成ならびに作動は前記の第３図と同様である
。

先ず粉末充填の際、図面の右方向から前進してくるフィ
ーダーにより所定の充填深さに擦り切り充填すると、大
径部にはその切り欠ぎ容積に相当する量の粉末が一旦充
填されるが、フィーダーが戻る際に第５図と同様の現象
、即ち第７図に模式的に描いたように、大径部６の壁面
に粉末の空白部分（低密度部分）を生じる。

そこで大径部６の形状および大ぎざを適切に設謝するこ
とにより、結果的には正規の型孔に粉末の引き摺り現象
なしに充填されたのと同じ状態に充填することができる
。

この状態から、右図のように粉末のレベルが大径部より
下になるまでダイを上昇させれば、型孔内の粉末の密瓜
は各部一様になる。従って右図の状態から上パンチを下
降させて圧粉すれば、各部の密度の一様な圧粉体が得ら
れる。以後の工程は従来と同じである。

内径５ｍｍ、歯先径２２ｍｍ、厚さ５ｍｍ、歯数２５モ
ジュール０．７５の歯車について、通常のダイとその内
周上縁に垂直軸に対する勾配２０°、半径方向の深さ１
ｍ１ｌｌの大径部６を第６図の如く設けたダイのそれぞ
れを用いて成形し、各々の焼結後の′寸法精度を比較し
た結果を第２表に示す。

この結果から、従来の方式では寸法精度が低下するよう
な場合でも、この発明によればその低下を著しく軽減で
きることがわかる。なお大径部の設計をより適切に補正
すれば、寸法精度がさらに向上すると期待される。

第２表 この発明の効果は以上の二つの実施例に述べた通りで、
従来方式に比べて大径部の分だけ装置の全長が長くなり
、ダイを動かす下ラムのストロークも大きくなる不利を
差し引いても、装置の単純化および製品品質の向上など
得られる利益の方が遥かに大きいと評価できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯部を高密度に成形した焼結歯車を例示する図
面、第２図はこの歯車を成形する従来の成形装置を示す
図面、第３図および第４図はこの発明の第１の実施例に
係る成形装置の要部およびその作動状態を説明する図面
、第５図は従来装置の粉末充填に関する問題点を説明す
る図面、第６図および第７図はこの発明の第２の実施例
に係る成形装置の要部およびその作動状態を説明する図
面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ダイ内に充填された粉末を上下のパンチ間に圧縮す
   る粉末成形装置において、ダイの内周上縁に大径部を設
   けるとともに、粉末充填後、ダイを一旦上昇させてから
   圧縮が開始されるよう構成したことを特徴とする粉末成
   形装置。