JPS63227702A - 焼結用原形体の成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミック粉末、あるいは金属・非金属粉末か
ら形状が複雑な焼結用原形体を成形するのに好適な方法
に関する。

（従来の技術） 近年、セラミック粉末あるいは金属・非金属粉末を原料
として焼結用原形体を成形する場合に、静水圧加圧法が
広く採用されるようになっている。

この方法はパスカルの原理（液体による圧力伝達の等方
性）を粉末成形に応用したものであり、粉末原料をゴム
のような可撓性のある袋に密封して液圧を加えるもので
ある。これによって袋の全周囲に液圧に等しい圧力が加
わり、内部の粉末原料は均一密度に圧縮成形される。

このようにして成形された原形体を焼結すると収縮率が
均一になり、歪みのない製品が得られるものである（Ｒ
＆Ｄ神戸製鋼技報、ＶｏＬ、　２５．　Ｆ’ｈ　１（１
９８０）、Ｐ、５３）。

ところで上記静水圧加圧法は、具体的な実施段階におい
て二つの方法に大別される。一つは粉末原料を厚肉で保
形性のあるゴム型に充填・密封して液圧を加える方法で
あり、他の一つは粉末原料を薄肉で保形性のないゴム袋
に充填・密封すると共に該ゴム袋を剛性のあるケース中
に入れ、該ケースにより保形した状態で液圧を加える方
法である（例えば特開昭６１−２０２７９９号公報）。

しかし前者の場合、加圧時にゴム型が原形体の凹部中に
押込まれ、ゴム型の強度が原形体のそれよりも大きいと
、加圧解除時にゴム型が元の形状に戻ろうとする弾性力
のために原形体が型崩れする現象が生じる。また後者の
方法では、あまり複雑な形状の原形体は成形できない。

このような理由から、複雑な形状の焼結用原形体を静水
圧加圧法で成形することは困雉であった。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、複雑形状の焼結用原形体を型崩れすることなく、かつ
均一密度に圧縮成形可能な方法を提供せんとするもので
ある。

（発明の構成） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

第１図は粉末原料を充填・密封するための型（１６）を
造型する装置の断面図を示し、図において（１）は床面
上に設置された振動装置であり、該振動装置（１）はバ
ネ部材（２）に支持された振動テーブル（３）と該振動
テーブル（３）の下面に装着された発振器（４）から成
っている。（５）は前記振動テーブル（３）上に固定載
置された木などから成る原形部材であり、該原形部材（
５）の上面には成形面（６）が形成されていると共に該
成形面（６）の−側部には粉末原料供給口用突条（７）
が形成されている。更に前記原形部材（５）内には中空
室（８）が形成されていると共に、前記成形面（６）に
は該中空室（８）に連通ずる複数の通気孔（９）が穿設
され、該中空室（８）の一端部には外部に通じる連通孔
（１１）が設けられている。該連通孔（１１）は導管（
１２）及び開閉バルブ（１３）を介して図示しない吸引
装置に連通接続している。（１４ａ）は上下に開口を備
え、前記原形部材（５）上に切離し可能に載置された長
方形状の造型枠体で、該造型枠体（１４ａ）の外周部に
は電磁石（１５ａ　）が装着されている。

第２図は粉末原料を圧縮成形する装置の断面図を示し、
図において（１４ａ）は粉末原料を充填・密封するため
の合わせ型（１６ａ）　（１６ｂ）の一方を保持した造
型枠体であり、（１４ｂ）は該合わせ型（１６ａ）（１
６ｂ）の他方を保持した造型枠体であり、該両道型枠体
（１４ａ）　（１４ｂ）は保持している型（１６ａ）　
（１６ｂ）の合わせ面側開口を互いに当接させると共に
粉末原料供給口（１９）側を上にして基台（２１）上に
載置されている。（２２）　（２３）は前記両道型枠体
（１４ａ）　（１４ｂ）の各々の背面側開口を介して該
造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）内に外方から摺動して
嵌入可能にされた加圧部材である。

（２４）は前記造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）の上面
に載置された粉末原料供給装置であり、該装置（２４）
は、所定の隙間を設けて上下に対向配設された上部フレ
ーム（２５）及び下部フレーム（２６）、該隙間内を左
右方向に摺動可能−こされたスライドゲート（２７）、
その基端が前記下部フレーム（２６）の中央部に穿設さ
れた貫通孔（２８）に連通接続すると共にその先端が前
記合わせ型（１６ａ）　（１６ｂ）における粉末原料供
給口（１９）に挿入される供給筒（２９）、前記上部フ
レーム（２５）上に配設されその下端開口が該上部フレ
ーム（２５）に穿設された貫通孔（３１）に連通接続す
るホッパ（３２）とから構成されている。なお前記スラ
イドゲート（２７）内には前記合わせ型（１６ａ）　（
１６ｂ）のキャビティ（３３）容積とほぼ等しい容積の
漏斗状の空間部（３４）が設けられており、該空間部（
３４）の下端開口が前記下部フレーム（２６）の貫通孔
（２８）と連通した時、該空間部（３４）の上端開口と
上部フレーム（２５）の貫通孔（３１）との連通が遮断
され、逆に該空間部（３４）の下端開口と前記上部フレ
ーム（２５）の貫通孔（３１）とが連通した時、該空間
部（３４）の下端開口と前記下部フレーム（２６）の貫
通孔（２８）との連通が遮断されるように設計されてい
る。

（作用、） 上記のように構成された装置によって焼結用原形体を成
形する一連の工程を説明する。まず第１図に示すように
、振動テーブル（３）上に載置された原形部材（５）の
成形面（６）に膜状の非通気性遮蔽部材（３５）を適宜
の手段により加熱しつつ添装する。そして図示しない吸
引装置を作動させると共に開閉バルブ（１３）を開いて
導管（１２）　、連通孔（１１）、中空室（８）及び各
通気孔（９）を介して原形部材（５）の成形面（６）側
の空気を吸引しながら該成形面（６）に設けた遮蔽部材
（３５）を原形部材（５）の成形面（６）に沿って吸引
密着し、遮蔽部材（３５）を原形部材（５）の成形面（
６）及び該成形面（６）に設けた粉末原料供給口用突条
（７）と同形状に成形する。

ついで、遮蔽部材（３５）の表面に磁性体の骨材を含ん
だ塗型剤を塗布して磁性塗型層（３６）を形成する。そ
して原形部材（５）の遮蔽部材（３５）を有する成形面
（６）側に造型枠体（１４ａ）を載置し、そして該造型
枠体（１４ａ）内に、上方から球状で流動性に富む強磁
性体粒子から成る充填材（３７ａ　）を充填し、発振器
（４）を作動させて振動テーブル（３）、原形部材（５
）及び造型枠体（１４ａ）を一体的に振動させ。

充填材（３７ａ）を固く充填する。

ついで造型枠体（１４ａ）の電磁石（１５ａ）に通電し
・該枠体（１４ａ）内の充填材（３７ａ）を磁力により
固化させると共に、前記遮蔽部材（３５）をその上面に
塗布・形成した磁性塗型層（３６）を磁力により充填材
（３７ａ　）に吸着させることによって該充填材（３７
ａ　）側に吸いつけ、これによって充填材（３７ａ）　
、塗型層（３６）及び遮蔽部材（３５）にて原形部材（
５）の成形面（６）と同形状の造型面（３８）を形成す
る。

そして、前記吸引装置の作動を停止すると共に開閉バル
ブ（１３）を閉じ、導管（１２）、連通孔（１１）　、
中空室（８）及び各通気孔（９）を介して原形部材（５
）の成形面（６）側を大気に連通させた状態で原形部材
（５）を造型枠体（１４ａ）から取外すと、前記造型面
（３８）は造型枠体（１４ａ）側に保持された状態で原
形部材（５）の成形面（６）より離型され、これによす
合わせ型（１６ａ）　（１６ｂ）の一方を得る。そして
核型（１６ａ）を同様にして造型された合わせ型（１６
ａ）（１６ｂ）の他の一方と造型枠体（１４ａ）　（１
４ｂ）を介してよ下に型合わせして、被成形体と同形状
のキャビティ（３３）及びその一端が該キャビティ（３
３）に開口すると共にその他端が造型枠（＊（１４ａ）
　（１４ｂ）の外壁にＯＦＩ口する粉末原料供給口（１
９）を形成する。

そして該枠金わせされた造型枠体（１４ａ）（１４ｂ）
を９０度回転させ、前記粉末原料供給口（１９）を上に
した状態で基台（２１）上に載置する（第２図参照）。

しかる後、前記造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）の上面
に粉末原料供給装置（２４）を載置すると共にその供給
筒（２９）を前記粉末原料供給口（１９）内へ挿入する
。

そしてホッパ（３２）より上部フレーム（２５）の貫通
孔（３１）を介してスライドゲート（２７）の空間部（
３４）内へ粉末原料を供給した士、スライドゲート（２
７）を移動して該空間部（３４）の下端開口を下部フレ
ーム（２６）の貫通口（２８）と連通させ、以て前記合
わせ型（１６ａ）　（１６ｂ）内に画成されたキャビテ
ィ（３３）内へ粉末原料を充填し、これと同時に基台（
２１）に装着した振動装＠（図示せず）を作動させて造
型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）を振動させ、以て前記粉
末原料を固く充填する。ついで前記スライドゲート（２
７）を移動して前記空間部（３４）の上端開口と上部フ
レーム（２５）の貫通口（３１）とを連通させると、該
空間部（３４）の下端０１口と下部フレーム（２６）の
貫通口（２８）との連通が遮断されると共に、前記ホッ
パ（３２）より該空間部（３４）内に必要量の粉末原料
が供給される。

しかる後、前記両道型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）の各
々の背面開口部に外方から加圧部材（２２）　（２３）
をあてがった上、該造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）の
電磁石（１５ａ）（１５ｂ）への通電を切ると、該枠体
（１４ａ）　（１４ｂ）内の型（１６ａ）　（１６ｂ）
が充填材（３７ａ）　（３７ｂ）　ＪＣｌすなわち固化
状態から流動状態へと変化する。

このような状態で前記加圧部材（２２）　（２３）を前
記造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）の各々の背面開口部
から内方へ向けて所定の圧力で摺動嵌入させると、内部
の充填材（３７ａ）　（３７ｂ）はあたかも静水圧加圧
法における液体の如く流動し、その結果、合わせ型（１
６ａ）（１６ｂ）のキャビティ（３３）内に充填されて
いた粉末原料の全周囲に等しい圧力が加わり、該粉末原
料は２点鎖線で図示するように、均一密度に圧縮成形さ
れる。

加圧成形終了イ々、前記加圧部材（２２）　（２３）を
後退させて造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）から抜き出
すと、内部の充填材（３７ａ）　（３７ｂ）が直ちに崩
壊するから、粉末原料の成形体を容易に取出すことがで
きろ。

以上の諸工程を１サイクルとして以後同じサイクルがく
り返され、これによって同一形状の焼結用原形体が連続
して成形されるものである。

なお、実施例で原形部材（５）の成形面（６）に添装す
る遮蔽部材（３５）としては、エチレン酢酸ビニール共
重合体樹脂、ポリエチレン、塩化ビニール、ポリプロピ
レン、ポリビニールアルコール等の熱可塑性フィルムを
使用した。また前記遮蔽部材（３５）の表面に塗布する
塗型剤としては、カーボニル鉄粉、フェノール粉末、ポ
リビニールブチラール及びエタノールから成るスラリー
を用いた。また造型枠体（１４ａ）内に充填する球状の
強磁性体粒子としては、溶融金属を７トマイズ法（噴霧
法）により粉末化したもので、ショツトブラストの投射
材として使用されている粒径１００〜２００μのもの（
新東プレーター製、マイクロショット）を用いた。また
合わせ型（１６ａ）　（１６ｂ）のキャビティ（３３）
内へ充填する粉末原料としては、セラミック粉末（昭和
軽金属製、ＡＬ−１６０ＳＧ　）　１００部、ワックス
エマルジョンバインダー（有機固形分として）４．５部
及び水２５部を配合して成るスラリーをスプレードライ
ヤーで造粒したものを使用した。

上記の実施例において、粉末原料を合わせ型（１６ａ）
　（１６ｂ）のキャビティ（３３）内へ振動充填した時
の該粉末原料の密度はＯ−９’／ｃＡ、また該粉末原料
を造型枠体（１４ａ）　（１４ｂ）内で面圧１，０００
ｋｇ／Ｉテ加圧成形して得た原形体の密度は２．０’／
、４、更に該原形体を１，６００°Ｃで焼成して得た焼
結体の密度は３、９０　’／７　（真密度３．９３　’
／、４　）であり、歪みは発生しなかった。

なお実施例では造型枠体への充填材としてマイクロショ
ットを使用したが、流動性があすかつ耐圧性を備えた強
磁性体粒子であれば何でもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は原形部材の成
形面に非通気性の遮蔽部材を密着し、該遮蔽部材の表面
に磁性塗型層を形成し、該遮蔽部材の前記原形部材に対
して反対側に造型枠体を載置し、該造型枠体内に球状で
流動性に富む強磁性体粒子から成る充填材を充填し、該
充填材を磁力により固化すると共に前記遮蔽部材を該充
填材側に吸若し、ついで前記原形部材を遮蔽部材から離
型して造型面を有する型を造型し、類型を同様にして造
型したもう一つの型と造型枠体を介して型合わせしてキ
ャビティを画威し、該キャビティ内に焼結用粉末原料を
充填し、しかる後、前記造型枠体内の磁力を解除すると
共に該枠体内に背面側から圧力を加え、以て焼結用原形
体を圧縮成形するものである。

このような本発明によれば、複雑な形状の原形体でも容
易に成形できる。また粉末原料が充填された型に圧力を
加える直前に磁力を解除して類型を構成する充填材を流
動状態とし、該充填材を静水圧加圧法に４３ける液体と
同様の加圧媒体として使用するため、造型枠体内の粉末
原料に対してその全周囲に等しい圧力が加わり、その結
果該粉末原料は均一密度の原形体に圧縮成形される。更
に加圧解除時、造少枠体内の充填材は流動状態にされて
いるため直ちに崩壊し、従って加圧時に原形体の四部に
押込まれた充填材によって原形体が破損される恐れもな
い。

以上のような理由から、本発明によれは、複雑形状の焼
結用原形体を形層れすることなく、かつ均一密度に圧縮
成形することができる。なお本発明は金属・非金属粉末
を加圧成形する場合にも有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は粉末原料を充
填・密封するための型を造型する装置の断面図、第２図
は粉末原料を圧縮成形する装置の断面図である。 （５）：原形部材　（６）：成形面　（１４ａ）　（１
４ｂ）　：造型枠体（１５ａ）　（１５ｂ）　：電磁石
　　（１６ａ）　（１６ｂ）　：合わせ型（２２）　（
２３）　：加圧部材　　（２４）　：粉末原料供給装置
（３３）　：キャビティ　　（３５）　：遮蔽部材　（
３６）　：磁性塗型層（５）：　Ａｒ形（１才λ　　　
　　　　　（６）；　へ゛形６白（３６）：醜社復ヤ今
　　（３η：九快材（３８）：過ノｑ曲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原形部材（５）の成形面（６）に非通気性の遮蔽部材（
   ３５）を密着し、該遮蔽部材（３５）の表面に磁性塗型
   層（３６）を形成し、該遮蔽部材（３５）の前記原形部
   材（５）に対して反対側に造型枠体（１４ａ）を載置し
   、該造型枠体（１４ａ）内に球状で流動性に富む強磁性
   体粒子から成る充填材（３７）を充填し、該充填材（３
   ７）を磁力により固化すると共に前記遮蔽部材（３５）
   を該充填材（３７）側に吸着し、ついで前記原形部材（
   ５）を遮蔽部材（３５）から離型して造型面（３８）を
   有する型（１６ａ）を造型し、該型（１６ａ）を同様に
   して造型されたもう一つの型（１６ｂ）と造型枠体（１
   ４ａ）（１４ｂ）を介して型合せしてキャビティ（３３
   ）を画成し、該キャビティ（３３）内に焼結用粉末原料
   を充填し、しかる後、前記造型枠体（１４ａ）（１４ｂ
   ）内の磁力を解除すると共に該造型枠体（１４ａ）（１
   ４ｂ）内に背面側から圧力を加えることを特徴とする焼
   結用原形体の成形方法。