JPS62297402A - 粉体の成形方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属粉或いはセラミックス等の粉体を用いて
成形を行い、寸法精度の高い成形体として得ることが可
能な粉体の成形方法に関するものである。

〔従来の技術〕

冷間静水圧プレス法（以下ＣＩＰ法と略称する）は金属
あるいはセラミックス等の粉体をゴム等の弾性モールド
内に充填、密閉し、水、油等の加圧媒体を用い常温で静
水圧をかけ均一な圧粉体を作製する方法として、よく知
られている。然し所望の形状の圧粉体を得るためには粉
体の重量により、変形を生じない様な、ある程度の厚入
と強度を有した弾性モールドを用いる必要がある。

しかしこの場合、弾性モールドはＣＩＰ中変形し難く、
また蓋部、角部等は特に変形し難いため精度が低（、Ｃ
ＩＰ後多大な加工を必要とする。

これを解決するため特公昭ｄ　７−３７３８３号公報テ
号公報形状の型内にゴム袋ヲ入れ、このゴム袋内に粉粒
物ケ充填し、次いで袋内を減圧にし、型の形状を保持し
たまま、該粉粒物充填のゴム袋を型から取り出し、これ
ｔそのままＣＩＰ成形する方法が記載されている。

また特公昭６０＝５６４９９号公報、特開昭５９−１８
３７８０号公報では、更にこれを改良し、多孔性材料等
を使用した通気性モールドを外側支持型に用い、その内
側に薄肉の弾性覆いを、外側支持型を、低圧゛にさ゛ら
しながら取り付け、その中に粉末成形材料を充填した後
、外側支持型への低圧をゆるめ、さらに薄肉の弾性覆い
内に低圧な生ぜしめた後、外側通気性支持型を除去し、
粉末が充填され密閉された該薄肉弾性覆いをＣＩＰする
方法が開示されている。

この方法を用いると前記の、ある程度の厚みと強度を有
する弾性モールドを用い、ＣＩＰする場合と比較すれば
、精度の向上はあるものの、単なる薄肉弾性ｊい又は袋
を用いており、外側の通気性支持型と形状が異なるため
、圧力差を利用し、外側通気性支持型に拡張、密着させ
ると、薄肉弾性覆いの伸びは部所により収縮の差が生じ
、特に精度を必要とするエツジ部では丸みを帯びてしま
い、精度の点では尚も問題を残す。

以上の様に従来法ではＣＸＰ後、全く加工を必要としな
い寸法精度の高い圧粉体を作製することは困難であった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述の従来技術の改良を解決するためのもので
あり金属、セラミックス等の粉体を用い、複雑形状部品
の圧粉体をＣＩＰのみで、エツジ部まで精度良く成形す
る方法を開発することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、通気性モールド支持体のゲートに薄肉でしか
も通気性モールド支持体内側形状と相似の形状、すなわ
ち所望の最終圧粉体形状と相似の形状のゴム様弾性材質
で形成された薄肉弾性モールドの開口部を密層固定し、
該通気性モールド支持体の外側雰囲気を減圧することに
より、薄肉弾性モールドを部所による伸びの相違を生ず
ることなく、通気性モールド支持体内側形状に当て、密
着させて形成したモールドに原料粉体を充填し、薄肉弾
性型の開口部を経て、モールド内を真空脱気した後、モ
ールドをシールし、通気性モールド支持体を解体して粉
体が充填された薄肉弾性体な取り出し、これｙｃＸｐ処
理することにより圧粉体を作製する金属、セラミックス
等の粉体の成形方法である。

〔作　用〕

本発明は、分割可能な通気性モールド支持体及び通気性
モールド支持体内側形状と相似の形状、すなわち所望の
圧粉体形状と相似の形状の薄肉弾性モールド！使用する
ものである。

通気性シールド支持体材料としてはポリアミド樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、Ａｉ９樹脂などのプ
ラスチック、銅合金、ステンレス。

アルミなどの金属、アルミナ、ｖす力などのセラミック
ス、セラミックスと金属の複合材料の中から必要に応じ
任意に纜択でき、その通気性能は上記材料のモールドに
ペントホーぷを設けることにより達成できる。また多孔
性材料を配合し、あるいは発泡剤を利用するなどしてポ
ーラスな材質としたものであっても良い。

薄肉弾性モールドは天然ゴム又はスチレン−ブタジェン
ゴム、ポリイソプレン、インブチレンイソグレンゴムな
どの合成ゴムから作られた弾性に富むモールドであり、
通気性モールド支持体内側形状と相似の形状を存し、拡
張することな゛く通気性モールド支持体に密着するかあ
るいは若干の全体に均一な拡張により通気性モールド支
持体の内側形状にあてはまり密着てるものである。その
肉厚は対象となるモールドの大きさ、形状等により異な
るが、通常５０〜２０００μｍの範囲である。

圧粉体の成形材料としては流動性、充填性の良〜で粒度
、形状に処理されていることが望ましい。

具体的（は、例えばステンレス鋼、工具鋼、超合金など
の場合ではアルゴンアトマイズ法、真空層ｍ法、回転電
極法で製造した球状粉が適しており、チタン及びチタン
合金も回転電極法による球状粉が良い。またカーボニル
鉄、カーダニッヶル等の金属微粉、超硬合金等の分散強
化合金粉、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、サイアロンなどは顆粒状に処理した球状粉のもの
ｔ用いた方が好ましい。

次に本発明方法の実施例について述べる。

〔実施例〕

第１図〜第６図は、本発明方法を実施するに当ｔこって
採用しうる実施態様例の動作を具体的に示したものであ
る。

図において、１：真空容器、２：ゲート、３：上蓋、４
：円筒部、５：昇降台、６：試料サポート、７：支持体
、８：開口部、９：薄肉弾性モールド、１０：三方コッ
ク、１１：ダストフィルター、１２：真空ポンプ、１６
：原料粉、１４：供給装置、１５：ダストフィルター、
１６：パルプ、１７：ダストフィルター、１８：Ｍ空ポ
ンプ、１９：空間、２０：クランプ、２１：予備成形体
、２２：ＣＩＰ装置、２３：圧粉体である。

第１図に示τ如＜、真空容器１は、ゲート２１に有する
上蓋３、円筒部４および昇降台５から構成されている。

この昇降台５には試料サポート６を介して通気性モール
ド支持体７が備えられている。

通気性モールド支持体７はその上部に開口部８を設けて
あり、この開口部８はゲート２と同心的に位置するよう
にし、またその上面は上蓋６と密着させている。

ゲート２には第２図に示すように、通気性モールド支持
体内側すなわち所望の最終圧粉体形状と相似形状の伸縮
性に富む薄肉弾性モールド９の開口部を固着し、これ７
通気性モールド支持体７の内側に挿入する。

円筒部４の適当部分に設けた波管を利用してダストフィ
ルタ１１Ｙ介して真空ポンプ１２を作動させ、通気性モ
ールド支持体７の外側乞負圧とし、通気性モールド支持
体７の円面全体に通気性モールド支持体７の内側形状Ｖ
Ｃａ肉弾性モールド９の形状が当てはまる様に密着させ
ろ。この時、通気性モールド支持体７に、薄肉弾性モー
ルド９が形状のずれがなく、密′Ｎすることか必要であ
り、注意を要する。

モールドが完成し現後は、第３図に示す様ＩＣ原原料１
３を供給装置１４Ｙ用いてモールド内に供給てるが、そ
の際、真空ポンプ１２の運転は継続てろ。原料粉１３の
供給の際には、モールド内に均一にかつ充填度夕上げた
充Ｉｎを行なうために、バイブレークなどの補助手段ヲ
適宜１け択して使用する。

原料粉１３の充填が終了した後、第４図に示す様にゲー
ト２内で原料粉体層との間に若干の空間１９をあけて、
ダストフィルター１５を設け、パルプ１６、ダストフィ
ルター１７を介して、真空ポンプ１８に接続して、原料
粉の間隙に存在する空気を真空排気し、内圧を１０３　
Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０　Ｔｏｒｒ以下とする。

なお当然のことながら、この作業を行なっている間、ポ
ンプ１２は作動しつづけ１通気性モールド支持体７の外
側（真空容器１内）の圧力をモールド内のそれよりも低
く保っておくことが必要である。

以上の如くしてモールド内圧が所定の値に達した後、真
空ポンプ１２を停止し、三方コック１０の切り替えによ
って真空容器内７大気圧に戻丁と空間１９０部分のゴム
は潰れるのでこれをクランプ２０ではさみシールする。

次いで第５図に示す如く真空容器１を脱枠し、さらに通
気性モールド支持体７を解体することにより予備成形体
２１を取り出すことができる。この予備成形体２１の内
部は資圧になっているので大気圧との差圧に相当する静
水圧が予備成形体２１に対し常にかかつておシ、このた
めに通気性モールド支持体がなくてもその形状を保持し
つづけることができる。

最後にこの予備成形体２１は第６図に示す様にＣＩＰ装
置２２にセットし、ここに水を送りおよそ２０００〜４
０００気圧まで昇圧して数分間この圧力を保持すると、
予備成形体２１は収縮、緻密化し、圧粉体２３となる、
。

このようにして得た圧粉体２３はクランプ２０を外し、
薄肉弾性モールド全敗り外すことばより、容易（て取）
出しを行なうことができる。

（ロ）ト騨坤■け目 実施例１ Ｃ１Ｄ１８スチ一ル球状粉（粒度８０〜２０ロメツシユ
）及びアルミナ顆粒（粒度２０〜１００μｍ）の２′８
１類について圧粉体を作製した。

まず直径２０口長さ６０日のシャフトとその一端から２
０調の位置に直径８０間、厚さ１５ｍ＋のディスク形状
を有するアルミ製金型を作製し、この金型を凝固剤を添
加したラテックス中に浸漬、加熱するととＫよシ金型と
同形状のラテックス製薄肉モールド（厚さ約１００μｍ
）を作製し、また同じアルミ製金型を使い、同形状のキ
ャビティーを有する石膏製ポーラス支持体を作製した。

このラテックス製薄肉モールドを石膏製ポーラス支持体
に密着させたモールドを使用して成形を行ない、。

スチール粉の場合、５，０００に＆／−、アルミナ粉の
場合３，０００ｋｙ／−で０１１）処理を行表い、圧密
化した後、圧粉体ディスクの真円度を測定したところデ
ィスク径のバラツキは殆どなくいずれも０．１％以下で
あった。

なおその時のディスク径は次の通シであった。

スチール球状粉　７０．８３±０．０８鱈アルミナ顆粒
　　６ａ１０±０．０５ｍ実施例２ 材料としてアトマイズステンレス銅粉（−１ｏｎメツシ
ユ）を用いギヤ形状の圧粉体を作製した。

−まず直径５０埴、厚さ１０＋ｍの円板に３０枚の歯を
持ち、中心部に直径１０ｍ、長さ５０ｓ−のシャフトを
有するアルミ製金型を作製し、この金型を使い、実施例
１と同様にして、ラテックス製薄肉モールドを作製した
。次に同じアルミ製金製を中子忙使い薄肉モールドと同
形状のキャビティーを有するウレタン樹脂製支持体を作
製した。このウレタン樹脂製支持体に設けられたベント
ホールよシ吸引し、ラテックス製薄肉そ−ルドを密着さ
せたモールドを使用して成形を行ない５，０００ｋｇ、
乙−でＣＩＰ処理を行ない、圧密化した結果バラツキの
少ない、しかも歯先端エツジ部まで精度良く成形された
ギヤ形状の圧粉体が得られた。

〔発明の効果〕

本発明の粉体の成形方法は、高価な金型等を使用するこ
となく複雑形状でかつ寸法精度の高い圧粉体を作製する
ものであシ、特に従来、不可能とされていたエツジ部先
端まで精度良く成形することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明方法の実施態様例の動作説明
図である。 図において、１：真空容器、２：ゲート、３：上蓋、４
：円筒部、５；昇降台、６：試料サポート、７：支持台
、８：開口部、９：薄肉弾性モールド、１０：三方コッ
ク、ｉｉ、１５，１７：ダストフィルター、１２．１８
：Ｘ全ポンプ、１３：原料粉、１４：供給装置、１６：
パルプ、１９：空間、２０：クランプ、２１：予備成形
体、２２　：　ＣＩ　ｉ””２３　：圧粉本鋳である。 尚各図中間−符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属、セラミツクス等の粉体の成形方法において、通気
   性モールド支持体及び前記通気性モールド支持体内側形
   状と相似の形状を有する薄肉弾性モールドを用い該通気
   性モールド支持体内側に、薄肉弾性モールドを差圧を利
   用し当てはめ、密着させて形成したモールドに原料粉体
   を充填、脱気、密閉した後、前記通気性モールド支持体
   をはずし薄肉弾性モールドを冷間静水圧プレス処理する
   ことにより、圧粉体を作製することを特徴とする粉体の
   成形方法。