JPS6299403A

JPS6299403A - 金属粉末の成形装置

Info

Publication number: JPS6299403A
Application number: JP60238508A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Toshioka; 利岡　靖継; Katsumi Yamazawa; 山沢　克己; Isao Tsuzuki; 都筑　功; Takayuki Utsu; 宇津　隆之; Kenji Matsuda; 松田　謙治
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-05-08

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】［産業上の利用分野１本発明は、生産性を向、トシ得る金属粉末の成形装置に
関するものである。

「従来の技術」金属材料は、通常、金属を溶解して型に注入しインゴッ
トなどに形成づ−る溶解法によって製造されている。し
かし、前述の溶解法は固溶限のため合金量の上限が制限
され、また、凝固時の偏析によって結晶粒が粗くなるな
どの問題がおり、高速度鋼などの高品質の月利を製造す
る場合、従来の溶解法に代って金属粉末を成形でる粉末
冶金法か広く使用される傾向にある。すなわち粉末冶金
法にＪ、ると、粉末の粒度が小さく、凝固速度を大きく
てき、また、粉末の混合により組成限度を広く設定でき
るなど利点が必るため溶解法で期待できない高品質の金
属何事！１を製造できる。

金属粉末の成形方法には、従来より二つの方法が実ＩＭ
されている。第１の方法は、金属粉末をゴム製の型内に
充填し、冷間等方圧プレスを用いて圧縮成形し、成形品
をゴム型から取り出し、真空または還元カス中で焼結を
行うものであり、第２の方法は、金属粉末を金属カプセ
ルに充填し、真空脱気し、熱間等方圧プレスを用いて圧
縮成形し、成形品を金属カプセルから取り出すようにし
ている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、前述の金属粉末成形方法は、いずれもゴム型ま
たは金属カプセル内への粉末の充填および成形後の製品
取出しいう手作業を含み且つゴム型などの消耗かはげし
いこと、また、等方圧プレスはバッチ処理であるため生
産性が低く且つ設備費か高価であるなどの欠点があり、
その結果、製造コストが高くなる問題点があった。

［問題点を解決するための手段］本発明は、前述の問題点を解決するためになしたもので
、その要旨は、真空容器内に撹拌機を有し前記真空容器
内に供給した金属粉末を撹拌しなから真空加熱する少く
とも１台以上の真空加熱炉と、押出用開口を設けた金型
とピストンとを有し前記金型内に供給した金属粉末を圧
縮し前記開口から金属材料として押し出す気密構造の粉
末押出プレスと、管路を介して前記真空容器の金属粉末
取出口および粉末押出プレスの金属粉末供給口にそれぞ
れ接続し前記粉末押出プレスの動作サイクルに合ね一μ
て開閉操作される気密構造の金属粉末間欠供給機溝とを
備えたものである。

［作　　用］真空加熱炉と粉末押出プレスを間欠供給機構を介して気
密に接続し、前記押出プレスの動作サイクルに合わせて
押出プレスに金属粉末を供給するので、成形作業の連続
処理が可能となり、従来のバッチ式生産に較ぺて生産性
が向上する。

また、真空加熱炉は撹拌式であるので、金属粉末を均一
に加熱でき、脱カス効果が向上する。

［実　施　例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図は
本発明の一実施例を示すもので、本装置の主要部は、原
料粉末に吸着した水分およびガスを除去するための真空
加熱炉１と、この真空加熱炉１を用いて処理した金属粉
末をほぼ一定時間ごとに且つ一定量づつ切り出す気密構
造の間欠供給機構（ロータリーフィーダ）２と、このロ
ータリーフィーダ２から供給された金属粉末を金型およ
びピストンを用いて反復圧縮し、密度の高い棒状製品を
連続的に反復して押し出す粉末押出プレス３　（以下押
出プレスと呼ぶ）、などからなり、必要に応じ前記真空
加熱炉１とロータリーフィーダ２間に貯蔵タンク類４を
配置すると、押出プレス３の長時間連続運転が可能にな
り、操業上便利である。なお、真空加熱炉１は最高所に
配置され以下貯蔵タンク類４、間欠供給機構２、押出プ
レス３が図示のごとく順次低位置に配置されている。

真空加熱炉１は、底部を円錐形に形成しその最低所に取
出口を設けた円筒形の真空容器５と、この真空容器５内
に配置されモータ６によって回転駆動される撹拌翼７と
、真空容器５外側のほぼ下半部を覆う加熱炉８と、前記
取出口を開閉するストッパ９などからなり、ざらに真空
容器５上半部には原料投入用ホッパ１０、真空引き用吸
気口１２などが設けである。

押出プレス３は、底部に押出し用開口１３を有し、且つ
保温ヒータ１４を内蔵した円筒形の］ンテナ（金型）１
５と、このコンテナ１５に嵌入し往復運動するピストン
１６と、このピストン１６の往復動作に追従して常時コ
ンテナ１５内と外気を遮断する蛇腹状の真空ベロー１７
などからなり、前記開口１３は、本装置が運転に入るま
での間、コンテナ１５内を気密に保つための破裂板１８
によって閉鎖され、また、ピストン１６上死点位置より
若干低いコンテナ１５内壁面部分には、円周方向に等間
隔に複数個の粉末供給口１９（図では１個だけ図示しで
ある）が穿設され、各粉末供給口１９は気密構造の管路
２０を介してロータリーフィーダ２に接続されている。

貯蔵タンク類４は、前述の真空加熱炉１とほぼ同構造に
構成され（但し撹拌翼７、モータ６、ホッパ１０は装備
せず）、タンク２２、保温炉２３、吸気口２４、ストッ
パ２５などからなる。また、貯蔵タンク類４と前記真空
加熱炉１は気密構造のゲー１へ弁２６、ベロー２７．２
７によって接続され、真空加熱炉１から押出プレス３に
到る一連の系統は気密に構成されている。

次に、本装置の作動について説明する。本装置を起動す
る際は原石となる金属粉末２８をホッパ１０から真空容
器５内に投入し、吸気口１２より空気を吸引して炉内を
真空に保持し、加熱炉８　−を用いて金属粉末２８を加
熱しながら撹拌翼７を緩やかに回転して金属粉末を撹拌
する。そして、炉内真空が約−１０−３Ｔｏｒｒに、ま
た、炉内温度か所定温度（金属粉末の種類に適合する、
１００〜５００°Ｃの間の選択された温度〉に到達した
のちス１〜ツバ９およびゲート弁２６を開き、真空加熱
炉１内で充分に乾燥し脱ガスした金属粉末を予め真空加
熱した貯蔵タンク炉４内に落下、移動させる。ここでス
ｌ〜ツバ９およびゲート弁２６を閉め新たに原石粉末を
真空加熱炉１内に投入し真空加熱、撹拌を繰り返す。

一方、貯蔵タンク炉４内に貯蔵された処理済の金属粉末
２９は、ロータリーフィーダ２を介して押出プレス３の
１ストロ一ク分に適合する分量だけ粉末供給口１９を介
してコンテナ１５内に均等に供給され（供給された金属
粉末をドラ１〜を施して示す）、この金属粉末２９をビ
ス１ヘン１６か圧縮する（圧縮粉３０をトラ１へを稠密
に施して示ず）。そして圧縮ｙＩＪ３０の容積がある串
を越えると圧縮粉３０は開口１３の絞りによって押出効
果を与えられ、密度の高い金属棒３２（仮想線で示づ）
となって破裂板１８を突き破り外部に押し出される。（
矢印ａ）。次にピストン１６が上昇すると新たに金属粉
末２９がコンテナ１５内に再び投入され、圧縮、押出操
作を繰り返す。そして、一度押出作業が始まると、金属
棒３２おにび］ンテナ１５内の圧縮粉３０が、コンテナ
１５内と外気を遮断し、真空ベロー１７と共同して］ン
テナ１５内を真空に保持する。上述のように貯蔵タンク
類４から］ンテナ１５に到る一連の系統が常時真空状態
に保持されるので、金属粉末の酸化が防止される。

なお、真空加熱炉１内に繰り返し原料粉末を投入した当
初、加熱炉８の保有熱によって投入原石が即脱カス、非
真空状態で加熱されるか、この際の酸化が問題になる金
属粉末を取り扱う場合は、ホッパ１０と真空容器５間に
図示しないス１〜ツバ付き減圧タンクおよびゲート弁を
設【プ、原石粉末投入時、真空加熱炉１の真空が破れな
いようにずればよい。

また、前述の実施例では真空加熱炉１とロータリーフィ
ーダ２間に貯蔵タンク類４を設けた例について説明した
が、貯蔵タンク類４を設ける代わりに真空加熱炉１を複
数基設け、処理済の金属粉末２９を交互に押出プレス３
に供給するようにしてもよい。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変
更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］以上に述べたごとく本発明は次の優れた効果を発揮する
。

（１）真空加熱炉と粉末押出プレスを間欠供給機構を介
して気密に接続し、前記押出プレスの動作サイクルに合
わ−じて、押出プレスに金属粉末を供給するので、金属
粉末の成形作業を連続化することが可能となり、従来の
バッチ式生産に較ぺて生産性を向上できる。

（Ｕ）　　真空加熱炉内に設（プた撹拌翼を用いて原料
粉末を撹拌するので、原石粉末の真空脱気能率が高まり
且つ真空加熱の均一化を図り得る。

（至）従来法に不可欠であったゴム型、金属カプセルな
ど消耗のはげしい容器を不要とし、またこれらへの粉末
充填、製品取出しなどの手作業を取り除いたので、第（
ｆ）項の結果と合わせて生産性が大幅に向上し、且つ製
造コストを低減できる。

ＯＶ）　　従来の等方圧プレスを必要とし４【いので、
設備費、操業費を節減で′きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例て゛ある成形装首の切断図である。図中、１は真空加熱炉、２４；１．間欠供給機構、３は
粉末押出プレス、５は真空容器、７は撹拌翼、９はスト
ッパ、１３は開口、１５はコンテナ（金型）、１６はピ
ストン、１７は真空へロー、１９は粉末供給口、２０は
管路、２８は原料となる金属粉末、２９は処理済の金属
粉末、３２は金属棒を示ず。

Claims

【特許請求の範囲】

１）真空容器内に撹拌機を有し前記真空容器内に供給し
た金属粉末を撹拌しながら真空加熱する少くとも１台以
上の真空加熱炉と、押出用開口を設けた金型とピストン
とを有し前記金型内に供給した金属粉末を圧縮し前記開
口から金属材料として押し出す気密構造の粉末押出プレ
スと、管路を介して前記真空容器の金属粉末取出口およ
び粉末押出プレスの金属粉末供給口にそれぞれ接続し前
記粉末押出プレスの動作サイクルに合わせて開閉操作さ
れる気密構造の金属粉末間欠供給機構とを備えたことを
特徴とする金属粉末の成形装置。