JPS6333502A - 粉体圧延方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粉体を直接板状に成形しつつ且所望の板厚及び
形状に圧延するための粉体の昇速圧延装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 金属等素材の塑性加工手段としては、押出し成形、圧延
、鍛造が代表的であった。

これら従来の塑性加工手段は、良好な展伸性を持つ金属
を対象として発展し、主として加工能率が追及されてき
た。−万屋伸性の悪い金属、或は非金属については、塑
性加工から疎遠される傾向にあった。

然し、近年より高性能の材料が要求される様になってき
ており、難加工材も鋭意塑性加工の対象とされてきてい
る。即ち、難加工材については粉体にしたものを加圧焼
結させて加工成形している。この加工成形手段として側
圧付加押出し成形、内部静水圧付加成形、外部多軸加圧
＋内部加圧成形等が提案され、既存の標準的な装置では
加工困難な材料についても能率的に加工し得る方法、装
置が開発、具体化されつつある。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記した側圧付加押出成形、内部静水圧付加成形等、い
ずれの成形方法についても、特に成形性の悪い粉体［例
えば酸化物分散強化合金（ＯＤＳ合金）、高融点金属、
金属間化合物］等では充分な密度或は密度の均一性が得
られないと共に機械的強度も充分な値が得られていない
のが現状である。

本発明は上記実情に鑑み成形性の悪い種々の粉体を均一
にしかも完全焼結状態で板状に成形し得る粉体圧延方法
及びその装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、一対の加圧成形ロールを所要の間隙に開き対
峙させて配設し、該間隙に粉体を導びき、両ロールを異
周速に回転駆動し、粉体を板状に加圧成形するものであ
る。

［作　　　用コ 両加圧成形ロールを異周速で回転させることにより、両
ロール間を通過する粉体に圧下刃のみならず剪断力をも
付与する。この剪断力は粉体にねり作用を与え粉粒表面
の旧被膜を破り新生面を露出させ粉粒間の結合を強固に
する。

［実　施　例コ 以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

図中１．２は加圧成形ロールであり、両ロールはそれぞ
れ駆動モータ３，４によって矢印Ａ、Ｂの方向に駆動さ
れる様になっている。

両加圧成形ロール１．２の上方に粉体貯溜箱５を設け、
該貯溜箱５の該ロールの軸心と平行な側板６，７の１方
６に堰板８を下方に傾斜させて貫通せしめ、ガイドブロ
ック９によって摺動自在に支持す、る。又、該堰板８に
はサーボ弁１０によってその駆動が制御される流ｆｉ調
整用シリンダ１１を連結する。

粉体貯溜箱５の他方の側板７にも堰板１２を下方に傾斜
させ摺動自在に貫通させ、ガイドブロック１３によって
支持せしめる。該他方の堰板１２は、ロールの軸心方向
に複数分割（本実施例では４分割）し、短冊状長矩形の
区分板１４，１５．１Ｇ。

１７の集合とし、各区分板１４，１５．．１８．１７は
それぞれ個別に摺動可能とすると共にサーボ弁１８，１
９゜２０．２１によって駆動が制御される区分調整用シ
リンダ２２，２３．２４．２５を区分板１４，１５．１
６．１７に連結する。

前記堰板１２の端縁は１方の加圧成形ロール１の周面に
所要の間隙を明けて対峙させ、もう１の堰板８の端縁は
他方の堰板１２の中途部に所要の間隙を明けて対峙させ
ている。

前記他方の加圧成形ロール２は１方の加圧成形ロールｌ
に対して近接離反可能となっており、該加圧成形ロール
２は加圧モータ２Ｂによって近接離反動させ得ると共に
該モータ２θによる加圧力はロードセル２７によって検
出される様になっている。

該加圧モータ２６及び前記駆動モータ３，４はそれぞれ
駆動制御器２８．２９．３０によって駆動され、これら
駆動制御器２８．２９．３０は演算制御器３１に接続し
である。又、前記サーボ弁１０及び１８．１９，２０゜
２１も該演算制御器３１に接続される。

図中、３２は両加圧成形ロール１．２によって成形され
た圧延板であり、該圧延板３２の通過路適宜位置に厚み
計３３、密度計３４を設ける。該厚み計３３、密度計３
４及び流量調整用シリンダ１１、区分調整用シリンダ２
２，２３，２４．２５に関して設けた堰板位置検出器３
５、区分板位置検出器３８．３７，３８゜３９からの出
力はそれぞれ前記演算制御器３１に入力する。又、圧延
板圧、密度等加圧成形の条件を設定信号４０により入力
しておく。

次に、第２図、第３図、第４図を参照して作動を説明す
る。

粉体を加圧成形した圧延板３２に要求される品質の要因
として、強度（粉体相互間の結合性）、板厚及び密度が
ある。

圧延板３２の強度を向上させる為加圧成形ロール１．２
の周速度を変えて駆動し、異周速で加圧成形する。加圧
成形ロール１，２の周速度を変えることにより、両ロー
ルの間隙を通過する粉体に圧下刃が加えられると共に両
ロールの周速度をｖｌ＜Ｖ２とすると加圧成形ロール１
の境界面から加圧成形ロール２の境界面迄にｖ１〜ｖ２
の速度差が生じ、剪断力が付加される。この為、間隙通
過時に粉粒間にこすれ現象（ねり加工）が生じ粉粒表面
の旧被膜が破れ新生面が露出する。而して、新生面の露
出と圧下刃の相互作用で粉粒間の結合性が向上する。

次に、圧延板３２の板厚に与える加圧成形条件を考慮す
ると、第２図、第３図に示される様に両ロール間の間隙
調整と、間隙への粉体の供給流量調整とがあり、板厚分
布については供給粉粒量の板幅方向の分布がある。

又、板の密度については両ロールによって与えられる圧
下刃が要因として挙げられ、密度分布については供給粉
体量の板幅方向の分布が挙げられる。

ここで板の真密度比（圧延板の見かけ密度と粉体自体の
密度の比）と圧下刃Ｐとの関係を示せば第４図の如くな
る。

先ず設定信号４０によって板厚、真密度比、加圧成形ロ
ール１，２の周速度等の加圧成形条件を演算制御器３１
に入力する。

演算制御器３１は入力された加圧成形条件によって、両
ロールの間隙、圧下刃、加圧成形ロール１と堰板１２と
の間隙、堰板８と１２との間隙を演算する。

演算結果は駆動制御器２ｇ、２９．３０へ入力され、こ
れら駆動制御器２８．２９゜３０は設定信号に合致する
様駆動モータ３．４、加圧モータ２６を駆動し、又演算
結果はサーボ弁１０．１８．１９．２０．２１にも入力
され流量調整シリンダ１１、区分調整シリンダ２２゜２
３．２４．２５を駆動コントロールする。シリンダ１１
゜２２．２３．２４．２５駆動結果は堰板検出器３５、
区分板位置検出器３６．３７．３８．３９によって検出
されて演算制御器３１にフィードバックされて加圧成形
ロール１と堰板１２との間隙、堰板８と１２との間隙が
加圧成形条件と合致する様設定される。

上記操作によって初期加圧成形条件の設定が完了すると
加圧成形が開始される。

粉体貯溜箱５に装入された粉体４１は堰板８と１２との
間隙より流出し、堰板１２の斜面に沿って流下し加圧成
形ロール１の外周面に達し、加圧成形ロールｌと堰板１
２との間隙により粉体の層の厚みが調整される。粉体は
加圧成形ロール１の回転と共に再加圧成形ロール１．２
の間隙に達し、両ロールによって圧下成形される。前述
した如く両ロール１．２の周速度が変えられであるので
、粉体の間隙通過時に剪断力が作用する。

従って、各粉粒同志は強固に結合する。

圧下成形された圧延板３２は図示しないガイドロール等
によって適宜案内され送出される。圧延板３２の板厚は
厚み計３３により、又密度は密度計３４によってそれぞ
れ計測され、計測結果は演算制御器３１に入力される。

厚み計３３、密度計３４の計測結果が設定値に合致する
か否かが演算され、設定値より外れていれば修正信号が
出される。

例えば、板厚が外れていれば、加圧成形ロール１，２の
間隙が調整されるべく駆動制御器３０を介してモータ２
６が駆動され、更に加圧成形ロール１と堰板１２との間
隙、堰板１２と８との間隙が調整されるべく、それぞれ
サーボ弁１８．１９，２０．２１と１０を介して流量調
整用シリンダｌｌと２２．２３，２４゜２５が駆動され
堰板Ｉ２，８を摺動する。

又、密度が設定値より外れていたなら駆動制御器３０を
介して加圧モータ２６を駆動する。圧下刃はロードセル
２７を介して検出され演算制御器３】にフィードバック
され所要の圧下刃とされる。

更に、板幅方向に密度分布が存在する場合はゾーンコン
トロールか行われる。即ち、板幅方向に４分割されたゾ
ーンでの平均密度（４分割された各ゾーンの特定点の密
度を代表しても可）が求められ、該各ゾーン密度に基づ
き演算制御器３１で修正すべき粉体流量を求める。この
修正流量に従いサーボ弁１８，１９，２０．２１が作動
され、区分調整シリンダ２２，２３，２４．２５を介し
て区分板１４．１５．１６．１７に変位が与えられる。

斯かる操作によって、各区分板１４．１５．１６．１７
と加圧成形ロール１との間隙に不均一が生じ、結局間隙
に供給される粉体の幅方向の流量分布か変化する。区分
板と加圧成形ロール１との間隙か大きい区分について多
くの粉体か供給され、間隙が小さい区分については少い
粉体が供給され、結局加圧成形した際に密度が部分的に
変化して密度調整が行われる。

尚、ゾーンコントロールについては堰板８を区分板の集
合として、それぞれの区分板を個別に変位させる様にし
てもよく、更に堰板８，１２双方をゾーンコントロール
可能に構成してもよく、更に又堰板はジグザグ状に３以
上設けてもよい。

又、前記堰板８を省略してもよく、堰板を駆動させるア
クチユエータとしてはスクリュージヤツキであってもよ
い。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、難加工材を材料とした
圧延板を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の概要を示す説明図、第２図
、第３図は厚みコントロールとロール間隙、粉体流量の
関係を示す線図、第４図は圧延材の真密度と圧下刃との
関連を示す線図である。 １．２は加圧成形ロール、３，４は駆動モータ、５は粉
体貯溜箱、８は堰板、１１は流量調整用シリンダ、１２
は堰板、１４．１５．１６．１７は区分板、２２゜２３
．２４．２５は区分調整シリンダ、４１は粉体を示す。 第１　図 第２図　　　第３図 第４図 Ｐ／Ｈ″Ｆカ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一対の加圧成形ロールを所要の間隙に開き対峙させ
   て配設し、該間隙に粉体を導びき、両ロールを異周速に
   回転駆動し、粉体を板状に加圧成形することを特徴とす
   る粉体圧延方法。 ２）加圧成形ロールを近接離反可能に対峙させ配設し、
   両加圧成形ロールの上方に粉体貯溜箱を設け、該粉体貯
   溜箱に下方に傾斜させた堰板を出入可能に設けると共に
   堰板先端に粉体流通用の間隙を形成せしめ、前記両加圧
   成形ロールをそれぞれ駆動モータに連結して個別に駆動
   可能とし、前記堰板にアクチュエータを連結して変位さ
   せ得る様構成したことを特徴とする粉体圧延装置。 ３）加圧成形ロールを近接離反可能に対峙させ配設し、
   両加圧成形ロールの上方に粉体貯溜箱を設け、該粉体貯
   溜箱に下方に傾斜させた区分板をロール軸心方向に連設
   して堰板を構成せしめ、各区分板を個別に出入可能とす
   ると共に堰板先端に粉体流通用の間隙を形成し、前記両
   加圧成形ロールをそれぞれ駆動モータに連結して個別に
   駆動可能とし、前記各区分板にそれぞれアクチュエータ
   を連結して変位させ得る様構成したことを特徴とする粉
   体圧延装置。