JPWO2017018365A1 - Mold lubricant for producing high-density sintered body, spray application device for mold lubricant, green compact forming device equipped with spray applicator, green compact forming method using the same, and method thereof Sintered body obtained by - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、速乾性に優れ、微量の塗布で、むらのない均一な油膜を微量の塗布で形成できる金型潤滑油、スプレー塗布装置、および圧粉体成形装置を提供することにより、圧粉体の高速成形や任意形状の圧粉体の成形を実現することを目的とする。【解決手段】本発明は、炭素数7〜18の炭化水素溶剤と、油性向上剤または極圧剤を含む、金型潤滑油に関する。本発明は、さらに、炭化水素溶剤の含有量が、50〜98質量%である、金型潤滑油であることが好ましい。【選択図】なしThe present invention has been made in view of the above circumstances, and is a mold lubricating oil and spray that are excellent in quick-drying, can form a uniform oil film with a small amount of coating, and a uniform amount of coating with a small amount of coating. An object of the present invention is to provide a coating apparatus and a green compact molding apparatus to realize high-speed compacting of compacts and compacts of arbitrary shapes. The present invention relates to a mold lubricating oil containing a hydrocarbon solvent having 7 to 18 carbon atoms and an oiliness improver or extreme pressure agent. The present invention is preferably a mold lubricating oil having a hydrocarbon solvent content of 50 to 98% by mass. [Selection figure] None

Description

本発明は、金属粉末を金型に入れて圧縮成形した圧粉体を、高温で焼結して得られる焼結合金等の焼結体において、焼結体の高密度化を実現するための金型潤滑油、金型潤滑油のスプレー塗布装置、およびスプレー塗布装置を備えた圧粉体成形装置等に関する。   The present invention provides a sintered compact such as a sintered alloy obtained by sintering a green compact obtained by compressing a metal powder into a mold at a high temperature to achieve high density of the sintered compact. The present invention relates to a mold lubricating oil, a mold lubricating oil spray coating apparatus, and a green compact molding apparatus including the spray coating apparatus.

周知のごとく、粉末冶金とは、特殊な鉄鋼材料でできた金型に流し込んだ金属粉末を、高圧力で押し固めて圧粉体を成形し、圧粉体を焼結する金属加工法である。   As is well known, powder metallurgy is a metal processing method in which a metal powder poured into a metal mold made of a special steel material is pressed at high pressure to form a green compact, and the green compact is sintered. .

例えば、鉄系の粉末冶金においては、500〜1000MPaの高圧力で鉄粉末を圧縮して押し固め、押し固められた圧粉体を600〜1250℃で焼結する。   For example, in iron-based powder metallurgy, iron powder is compressed and compacted at a high pressure of 500 to 1000 MPa, and the compacted compact is sintered at 600 to 1250 ° C.

粉末冶金は、成形後にバリ取りなどの切削加工を必要としない。そのため、ネットシェイプに適した金属加工法である。また、粉末冶金によって生産した部品は、二つ以上組み合わせて用いたり、他の金属加工法で作った部品と組み合わせたりして、新たな部品として用いることが可能である。そのため、粉末冶金によって生産した部品は、自動車部品、家電製品等に用いる複雑な形状の部品、歯車、プーリ、または磁性材などの多機能部品などに用いられている。   Powder metallurgy does not require cutting such as deburring after molding. Therefore, it is a metal processing method suitable for net shape. In addition, two or more parts produced by powder metallurgy can be used in combination, or can be used as new parts by combining with parts made by other metal processing methods. Therefore, parts produced by powder metallurgy are used for complex parts such as automobile parts, household appliances, etc., multi-functional parts such as gears, pulleys, or magnetic materials.

金属粉末を金型内で圧縮する工程では、金属粉末と金型間のカジリを低減するために、あらかじめ金属粉末に金属石鹸などの混合潤滑剤が配合される。また、金型に直接塗布する金型用の固体潤滑剤が一部使われていることもある。これら混合潤滑剤および金型用の固体潤滑剤には、潤滑成分に大きな違いはなく、一般的には、ステアリン酸もしくはステアリン酸塩類(金属石鹸類ともいう)、またはワックス類などの固体潤滑剤が用いられている。   In the step of compressing the metal powder in the mold, a mixed lubricant such as metal soap is mixed with the metal powder in advance in order to reduce galling between the metal powder and the mold. In some cases, a solid lubricant for the mold that is directly applied to the mold is used. These mixed lubricants and solid lubricants for molds have no significant difference in lubricating components. Generally, solid lubricants such as stearic acid or stearates (also referred to as metal soaps) or waxes are used. Is used.

従来の粉末冶金技術では、実施のしやすさと量産のしやすさの観点から、金属粉末に対して約1%の混合潤滑剤を配合して、金属粉末の圧粉体を焼結する方法が、一般に採用されている。   In the conventional powder metallurgy technology, from the viewpoint of ease of implementation and mass production, there is a method in which a green compact of metal powder is sintered by adding about 1% of a mixed lubricant to the metal powder. , Generally adopted.

しかし、混合潤滑剤が過剰に配合されることにより、金属粉末の流動性が阻害されたり、成形した圧粉体が緻密にならなくなったりする問題がある。また、金属粉末の圧粉体を焼結する際に、混合潤滑剤が除去されることによって空隙が生じるため、圧粉体の密度が低くなってしまうという問題がある。さらに、焼結工程で、二酸化炭素や酸化亜鉛などを含む多量のガスが発生するため、作業環境が悪化してしまうという問題もある。   However, when the mixed lubricant is mixed excessively, there are problems that the fluidity of the metal powder is hindered and the formed green compact does not become dense. Further, when the green compact of the metal powder is sintered, there is a problem in that the density of the green compact becomes low because voids are generated by removing the mixed lubricant. Furthermore, since a large amount of gas containing carbon dioxide, zinc oxide, and the like is generated in the sintering process, there is a problem that the working environment is deteriorated.

上記のような問題点への対策として、金型の温度を約95℃に設定し、その内面に金型潤滑剤として融点70℃のステアリン酸粉末を摩擦帯電方式により静電的に塗布して、熱によりステアリン酸粉末を溶かし、液状の潤滑被膜を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a countermeasure to the above problems, the mold temperature is set to about 95 ° C., and a stearic acid powder having a melting point of 70 ° C. is electrostatically applied to the inner surface by a triboelectric charging method as a mold lubricant. A method has been proposed in which stearic acid powder is melted by heat to form a liquid lubricating coating (see, for example, Patent Document 1).

しかし、固体の潤滑剤が溶融して形成される液状の潤滑被膜は、高粘度であり、なおかつ乾燥し難い。そのため、液だれを起こしやすく、油膜に不均一なむらができて、潤滑不良の原因となってしまうという欠点をもっている。また、このような方法では、金型用の潤滑剤が多めに塗布されることとなり、金型用の潤滑剤が金型にこびりついたり、焼結体の寸法精度が損なわれたり、焼結体が着色して外観不良を引き起こしたりするという欠点もある。加えて、金型用の潤滑剤を多めに塗布する必要のある方法では、小型の圧粉体や複雑な形状の圧粉体など、任意の形状の圧粉体を生産することが困難であるという欠点がある。   However, a liquid lubricating coating formed by melting a solid lubricant has a high viscosity and is difficult to dry. For this reason, there is a drawback that dripping is likely to occur, non-uniform unevenness of the oil film is caused, and causes poor lubrication. Further, in such a method, a large amount of lubricant for the mold is applied, the lubricant for the mold sticks to the mold, the dimensional accuracy of the sintered body is impaired, and the sintered body There is also a drawback in that the coloration causes poor appearance. In addition, it is difficult to produce green compacts of any shape, such as compact green compacts or compact green compacts, in methods that require a large amount of lubricant for the mold. There is a drawback.

その他の対策として、内壁面に潤滑剤が塗布された成形型内に、潤滑剤が配合された粉末冶金用粉末を充填して温間または熱間で圧縮成形する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   As another countermeasure, there has been proposed a method in which a powder metallurgy powder containing a lubricant is filled in a mold in which a lubricant is applied to the inner wall surface, and compression molding is performed warmly or hotly (for example, , See Patent Document 2).

しかし、金型に塗布した潤滑剤を加熱して溶かす方法では、潤滑剤が溶融するまでの時間や、溶融してから均一な油膜が形成されるまでの時間が余分にかかってしまうという欠点がある。その結果、圧粉体を成形するためのサイクルタイムが長くなってしまい、焼結体の生産効率が低下するという欠点がある。加えて、このような固体または粉体の潤滑剤を用いる方法も、潤滑剤の微量の塗布に適していないため、小型の圧粉体や複雑な形状の圧粉体を生産することができないという欠点をもっている。   However, the method in which the lubricant applied to the mold is melted by heating has the disadvantage that it takes extra time until the lubricant melts and until a uniform oil film is formed after melting. is there. As a result, the cycle time for forming the green compact becomes long, and the production efficiency of the sintered body is reduced. In addition, the method using such a solid or powder lubricant is also not suitable for applying a small amount of lubricant, so that it cannot produce small green compacts or compact green compacts. Has drawbacks.

また、水に粉末状のステアリン酸リチウムを分散させて、金型に塗布する方法も提案されている(例えば、非特許文献1参照)。しかし、この方法にも、水が蒸発するまでに時間がかかるため、圧粉体を成形するためのサイクルタイムが長くなってしまい、焼結体の生産効率が低下するという欠点がある。また、粉末状の潤滑剤が凝集したり、油膜に不均一なむらができたりして、潤滑不良を引き起こすという欠点もある。   In addition, a method has also been proposed in which powdered lithium stearate is dispersed in water and applied to a mold (see, for example, Non-Patent Document 1). However, this method also has a drawback that since it takes time for water to evaporate, the cycle time for forming the green compact becomes long, and the production efficiency of the sintered body decreases. In addition, there is a drawback that the lubricant in powder form aggregates or unevenness in the oil film is caused, resulting in poor lubrication.

特開平11−140505号公報JP-A-11-140505 特開2000−199022号公報JP 2000-199022 A

粉体粉末冶金協会著「粉体および粉末冶金 Vol.62 No.3」、明報社、2015年3月15日、p.95〜100"Powder and Powder Metallurgy Vol.62 No.3" by the Powder Powder Metallurgy Association, Meihosha, March 15, 2015, p. 95-100

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、速乾性に優れ、微量の塗布で、むらのない均一な油膜を形成できる金型潤滑油、スプレー塗布装置、および圧粉体成形装置を提供することにより、圧粉体の高速成形や任意形状の圧粉体の成形を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a mold lubricating oil, a spray coating apparatus, and a green compact molding apparatus that are excellent in quick drying and can form a uniform oil film with a small amount of coating. Thus, an object of the present invention is to realize high-speed molding of a green compact and molding of a green compact of an arbitrary shape.

また、上記金型潤滑油、スプレー塗布装置、および圧粉体成形装置を用いることにより、金属粉末に混合する金属石鹸などの混合潤滑剤を低減させても、カジリを発生させずに、焼結体を高速生産できる方法を提供することも目的とする。   In addition, by using the above mold lubricant, spray coating device, and compacting device, even if the mixed lubricant such as metal soap mixed with the metal powder is reduced, sintering does not occur. It is another object of the present invention to provide a method capable of producing a body at high speed.

さらに、金属粉末に混合する金属石鹸などの混合潤滑剤を低減させることにより、焼結後に生じる空隙を減らし、かつ、高い圧力で成形をして、焼結体の高密度化を実現することを目的とする。加えて、二酸化炭素や酸化亜鉛などのガスの発生を低減して、作業環境の悪化を低減することも目的とする。   Furthermore, by reducing the mixed lubricant such as metal soap mixed with the metal powder, the void generated after sintering is reduced, and molding is performed at a high pressure to realize high density of the sintered body. Objective. In addition, it aims at reducing the generation | occurrence | production of gas, such as a carbon dioxide and zinc oxide, and reducing the deterioration of a working environment.

本発明は、炭素数7〜18の炭化水素溶剤と、油性向上剤および/または極圧剤を含む金型潤滑油に関する。   The present invention relates to a mold lubricating oil containing a hydrocarbon solvent having 7 to 18 carbon atoms and an oiliness improver and / or extreme pressure agent.

本発明は、さらに、炭化水素溶剤の含有量が、50〜98質量%である金型潤滑油であることが好ましい。   Furthermore, the present invention is preferably a mold lubricating oil having a hydrocarbon solvent content of 50 to 98% by mass.

本発明は、さらに、油性向上剤および/または極圧剤の含有量が、20質量%以下である金型潤滑油であることが好ましい。   The present invention is preferably a mold lubricating oil in which the content of the oiliness improver and / or extreme pressure agent is 20% by mass or less.

本発明は、さらに、炭化水素溶剤が、パラフィン系炭化水素溶剤、オレフィン系炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、および芳香族系炭化水素溶剤からなる群より選ばれる1種以上の溶剤である金型潤滑油であることが好ましい。   In the present invention, further, the hydrocarbon solvent is one or more kinds of solvents selected from the group consisting of paraffinic hydrocarbon solvents, olefinic hydrocarbon solvents, naphthene hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. Preferably, it is a mold lubricant.

本発明は、さらに、油性向上剤が、シリコーン類、動植物油脂類、および高級脂肪酸エステル類からなる群より選ばれる1種以上の化合物である金型潤滑油であることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the oiliness improver is a mold lubricating oil which is one or more compounds selected from the group consisting of silicones, animal and vegetable oils and fats, and higher fatty acid esters.

本発明は、さらに、極圧剤が、リン酸エステル、TCP、サルファイド硫化油、MoDTC、ZnDTP、およびMoDTPからなる群より選ばれる1種以上の化合物である金型潤滑油であることが好ましい。   In the present invention, it is further preferable that the extreme pressure agent is a mold lubricant which is one or more compounds selected from the group consisting of phosphate ester, TCP, sulfide sulfide oil, MoDTC, ZnDTP, and MoDTP.

本発明は、さらに、略円錐台状の傾斜部を有するニードルと、略円錐台状の傾斜部を有するニードル受け部とを有し、前記ニードルと前記ニードル受け部とが、各々の略円錐台状の傾斜部において略嵌合可能であり、略嵌合した前記ニードルと前記ニードル受け部との間を金型潤滑油が通過する、スプレー塗布装置に関する。   The present invention further includes a needle having a substantially frustoconical inclined portion and a needle receiving portion having a substantially frustoconical inclined portion, and the needle and the needle receiving portion are each substantially frustoconical. The present invention relates to a spray coating apparatus in which a mold lubricating oil can be fitted approximately at a slanted portion, and a mold lubricating oil passes between the substantially fitted needle and the needle receiving portion.

本発明は、さらに、前記ニードルにおける略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に形成されたニードル先端部と、前記ニードル受け部における略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に連結されたニードル受け孔とを有し、ニードル受け孔は、ニードル受け部とは対向する側で、金型潤滑油をスプレー塗布装置内に供給する油供給管に連結され、ニードル受け孔とニードル先端部とが略嵌合可能であり、ニードル先端部と略嵌合する部位におけるニードル受け孔の直径が0.6〜1.8mmであり、ニードル先端部の直径が0.5〜1.7mmであり、該ニードル受け孔の直径とニードル先端部の直径との差が0.05〜0.4mmであるスプレー塗布装置であることが好ましい。   The present invention further includes a needle tip formed on a narrowed side of a substantially truncated cone-shaped inclined portion of the needle and a narrowed side of a substantially truncated cone-shaped inclined portion of the needle receiving portion. The needle receiving hole is connected to an oil supply pipe for supplying the mold lubricating oil into the spray coating device on the side facing the needle receiving part. And the diameter of the needle receiving hole at the portion substantially mating with the needle tip is 0.6 to 1.8 mm, and the diameter of the needle tip is 0.5 to 1.7 mm. The spray coating apparatus preferably has a difference between the diameter of the needle receiving hole and the diameter of the needle tip of 0.05 to 0.4 mm.

本発明は、さらに、金型潤滑油を0.01〜10ml/回の量で噴射可能である、スプレー塗布装置であることが好ましい。   Furthermore, the present invention is preferably a spray coating apparatus capable of injecting a mold lubricating oil in an amount of 0.01 to 10 ml / time.

本発明は、さらに、エアーを供給する複数のエアー供給孔と金型潤滑油を金型に給油する給油孔とを備えた噴射ノズルを有し、給油孔の周囲にエアー供給孔が複数設けられ、エアー供給孔と給油孔とが互いにねじれの位置に配置され、1つのエアー供給孔を含む略平面に対して垂直な向きからエアー供給孔と給油孔との成す角を測定した場合に、エアー供給孔と給油孔との成す角が20〜40度となるスプレー塗布装置であることが好ましい。   The present invention further includes an injection nozzle having a plurality of air supply holes for supplying air and an oil supply hole for supplying mold lubricant to the mold, and a plurality of air supply holes are provided around the oil supply hole. When the angle between the air supply hole and the oil supply hole is measured from a direction perpendicular to a substantially plane including one air supply hole, the air supply hole and the oil supply hole are arranged in a twisted position. It is preferable that the spray coating apparatus has an angle formed by the supply hole and the oil supply hole of 20 to 40 degrees.

本発明の圧粉体成形装置は、スプレー塗布装置により金型潤滑油を塗布する塗布手段と、金型潤滑油を塗布した金型に金属粉末を充填する充填手段と、充填した金属粉末を押圧して圧粉体を成形する成形手段と、成形した圧粉体を金型よりも上部に抜き出す抜出手段と、抜き出した圧粉体を金型の上部から払い出す払出手段とを備える。この払出手段およびスプレー塗布装置は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものであり、払出手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って前方に設けられており、払出手段およびスプレー塗布装置が払出方向に移動することで、払出手段が、金型の上部を通過して圧粉体を払い出し、スプレー塗布装置が、金型の上部に到達した際に金型に金型潤滑油を塗布する。本発明は上記のような圧粉体成形装置に関する。   The green compact molding apparatus of the present invention includes a coating means for applying mold lubricant oil by a spray coating apparatus, a filling means for filling metal powder in a mold coated with the mold lubricant oil, and pressing the filled metal powder. And forming means for forming the green compact, extraction means for extracting the formed green compact to the upper part of the mold, and dispensing means for discharging the extracted green compact from the upper part of the mold. The dispensing means and the spray coating device move in conjunction with a dispensing direction that is a direction toward the upper part of the mold in a state before dispensing, and the dispensing means is more along the dispensing direction than the spray coating device. It is provided in the front, and the dispensing means and the spray coating device move in the dispensing direction, so that the dispensing means passes the upper part of the mold and dispenses the green compact, and the spray coating apparatus is placed on the upper part of the mold. When it arrives, apply mold lubricant to the mold. The present invention relates to a green compact molding apparatus as described above.

本発明の圧粉体成形装置においては、さらに、払出手段、スプレー塗布装置、および充填手段は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものである。充填手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って後方に設けられており、スプレー塗布装置および充填手段が連動して払出方向に移動することで、充填手段が、スプレー塗布装置が金型へ金型潤滑油を塗布した直後に、金型の上部に到達した際に、金型に金属粉末を充填する。本発明は上記のような圧粉体成形装置であることが好ましい。   In the green compact molding apparatus of the present invention, the dispensing means, the spray coating apparatus, and the filling means move in conjunction with a dispensing direction that is a direction toward the upper part of the mold in a state before dispensing. is there. The filling means is provided behind the spray application device along the dispensing direction, and the spray coating device and the filling means move in the dispensing direction in conjunction with each other, so that the filling means is connected to the mold by the spray coating device. Immediately after applying the mold lubricant, when the upper part of the mold is reached, the mold is filled with metal powder. The present invention is preferably a green compact molding apparatus as described above.

本発明の圧粉体成形装置は、さらに、金型に充填された金属粉末のうち、金型より上部に存在する金属粉末を擦り切る擦切手段とを備える。払出手段およびスプレー塗布装置は、払出方向および払出方向の逆方向を交互に往復移動することで、順次成形される圧粉体を払い出し、繰り返し金型に金型潤滑油を塗布するものであり、擦切手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って後方に設けられており、スプレー塗布装置および擦切手段が連動して払出方向の逆方向に移動することで、金型に充填された金属粉末を擦切る。本発明は上記のような圧粉体成形装置であることが好ましい。   The green compact molding apparatus of the present invention further includes a scraping means for scraping off the metal powder existing above the mold among the metal powder filled in the mold. The dispensing means and the spray coating device are configured to reciprocate alternately in the dispensing direction and the reverse direction of the dispensing direction to dispense the green compacts that are sequentially molded, and repeatedly apply the mold lubricant to the mold. The scraping means is provided behind the spray applicator along the dispensing direction, and the metal powder filled in the mold is moved in the reverse direction of the dispensing direction in conjunction with the spray applicator and the scraping means. Scrape off. The present invention is preferably a green compact molding apparatus as described above.

本発明の圧粉体成形方法は、スプレー塗布装置により金型潤滑油を塗布する塗布工程と、金型潤滑油を塗布した金型に金属粉末を充填する充填工程と、充填した金属粉末を押圧して圧粉体を成形する成形工程と、成形した圧粉体を金型よりも上部に抜き出す抜出工程と、抜き出した圧粉体を払出手段により金型の上部から払い出す払出工程とを備える。払出手段およびスプレー塗布装置は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものであり、払出手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って前方に設けられており、払出手段およびスプレー塗布装置が払出方向に移動することで、払出手段が、金型の上部を通過して圧粉体を払い出し、スプレー塗布装置が、金型の上部に到達した際に金型に金型潤滑油を塗布する。本発明は上記のような圧粉体成形方法に関する。   The green compact molding method of the present invention includes a coating process in which a mold lubricant is applied by a spray coating device, a filling process in which a metal powder is filled in a mold coated with the mold lubricant, and the filled metal powder is pressed. A molding process for molding the green compact, an extraction process for extracting the molded green compact above the mold, and a dispensing process for dispensing the extracted green compact from the upper part of the mold by the dispensing means. Prepare. The dispensing means and the spray coating device move in conjunction with the dispensing direction, which is the direction toward the upper part of the mold in the state before dispensing, and the dispensing means is more forward in the dispensing direction than the spray coating device. As the dispensing means and spray application device move in the dispensing direction, the dispensing means passes the upper part of the mold and dispenses the green compact, and the spray coating apparatus reaches the upper part of the mold. When doing so, apply mold lubricant to the mold. The present invention relates to a green compact molding method as described above.

本発明は、上記の圧粉体成形方法によって成形された圧粉体を焼結して得られる焼結体に関する。   The present invention relates to a sintered body obtained by sintering a green compact formed by the green compact forming method.

本発明の金型潤滑油によれば、速乾性に優れ、微量の塗布で、むらのない均一な油膜を形成できる金型潤滑油を提供できるため、圧粉体の高速成形や任意形状の圧粉体の成形を実現することができる。また、上記金型潤滑油を用いることにより、金属粉末に混合する金属石鹸などの混合潤滑剤を低減させても、カジリを発生させずに、焼結体を高速生産することができる。   According to the mold lubricant of the present invention, it is possible to provide a mold lubricant that is excellent in quick-drying and can form a uniform oil film with a small amount of coating. Powder molding can be realized. Further, by using the above-described mold lubricant oil, a sintered body can be produced at high speed without generating galling even if the mixed lubricant such as metal soap mixed with the metal powder is reduced.

さらに、金属粉末に混合する金属石鹸などの混合潤滑剤を低減させることにより、焼結後に生じる空隙を減らし、かつ、高い圧力で成形をして、焼結体の高密度化を実現することができる。加えて、二酸化炭素や酸化亜鉛などのガスの発生を低減して、作業環境の悪化を低減することができる。   Furthermore, by reducing the mixed lubricant such as metal soap mixed with the metal powder, the voids generated after sintering can be reduced, and molding can be performed at a high pressure to achieve high density of the sintered body. it can. In addition, the generation of gases such as carbon dioxide and zinc oxide can be reduced, and the deterioration of the working environment can be reduced.

本発明の金型潤滑油を噴射するスプレー塗布装置の断面図の模式図(a)およびスプレー塗布装置における噴射ノズルの断面図の模式図(b)である。It is the schematic diagram (a) of the cross-sectional view of the spray coating device which injects the mold lubricant of the present invention, and the schematic diagram (b) of the cross-sectional view of the spray nozzle in the spray coating device. スプレー塗布装置における噴射ノズルの斜視図の模式図である。It is a schematic diagram of the perspective view of the spray nozzle in a spray coating device. 本発明の圧粉体成形装置の断面図の模式図、ならびに、塗布機構、充填機構、擦切機構、成形機構、抜出機構、および払出機構を示した概略図である。It is the schematic diagram which showed the schematic diagram of sectional drawing of the compacting apparatus of this invention, and the application | coating mechanism, the filling mechanism, the abrasion mechanism, the shaping | molding mechanism, the extraction mechanism, and the discharge mechanism.

<金型潤滑油>
本発明の金型潤滑油によれば、金型を加熱しなくとも、高い強度を維持する油膜を金型表面に形成することができる。また、本発明の金型潤滑油は、高圧力下においても潤滑性能を好適に発揮することができる。以下に、本発明の金型潤滑油の組成について詳細に説明する。
<Mold lubricant>
According to the mold lubricant of the present invention, an oil film that maintains high strength can be formed on the mold surface without heating the mold. Moreover, the mold lubricating oil of the present invention can suitably exhibit lubricating performance even under high pressure. Hereinafter, the composition of the mold lubricant of the present invention will be described in detail.

本発明の金型潤滑油は、炭素数7〜18の炭化水素溶剤と、油性向上剤または極圧剤を含む組成物である。金型潤滑油が上記組成であることにより、速乾性が高くなるとともに、むらのない均一な油膜が形成されるため、圧粉体の高速成形や任意形状の圧粉体の成形が実現できるようになる。また、上記金型潤滑油を用いることにより、金属粉末に混合する混合潤滑剤を低減させても、カジリを発生させずに、焼結体を高速生産することができる。   The mold lubricating oil of the present invention is a composition containing a hydrocarbon solvent having 7 to 18 carbon atoms and an oiliness improver or extreme pressure agent. Since the mold lubricant has the above composition, quick drying is enhanced and a uniform and uniform oil film is formed, so that high-speed molding of compacts and compacts of arbitrary shapes can be realized. become. In addition, by using the above mold lubricant, the sintered body can be produced at high speed without generating galling even if the mixed lubricant mixed with the metal powder is reduced.

さらに、潤滑性が良好で微量塗布が可能な上記金型潤滑油を用いれば、金属粉末に混合する混合潤滑剤を低減させることができるため、焼結後の空隙を減らし、かつ、高い圧力で成形をして、焼結体の高密度化を実現することができる。加えて、二酸化炭素や酸化亜鉛などのガスの発生を低減して、作業環境の悪化を低減することもできるようになる。   Furthermore, if the above-mentioned mold lubricant that has good lubricity and can be applied in a small amount can be used, the mixed lubricant mixed with the metal powder can be reduced. Molding can achieve high density of the sintered body. In addition, the generation of gases such as carbon dioxide and zinc oxide can be reduced to reduce the deterioration of the working environment.

また、本発明の金型潤滑油は、速乾性に優れているため、常温で油膜が形成され易く、金型を加熱する必要がなくなる。そのため、本発明の金型潤滑油は、例えば、表面温度が40℃以下の金型においても用いることができる。このように、金型を加熱する時間や、金型に用いる潤滑剤を溶融させるための時間が必要なくなるため、圧粉体の成形工程を高速化することができる。   Moreover, since the mold lubricating oil of the present invention is excellent in quick drying, an oil film is easily formed at room temperature, and it is not necessary to heat the mold. Therefore, the mold lubricating oil of the present invention can be used, for example, in a mold having a surface temperature of 40 ° C. or less. As described above, since the time for heating the mold and the time for melting the lubricant used in the mold are not required, the molding process of the green compact can be speeded up.

本発明の金型潤滑油は、後述するように、少量塗布が可能となるため、一般的な塗布方法の中でも、スプレー塗布装置を用いて金型に塗布することが好ましい。本発明の金型潤滑油をスプレー塗布装置で金型に塗布することにより、小型の圧粉体や細かい形状の圧粉体など、任意形状の圧粉体の成形が実現しやすくなる。   Since the mold lubricant of the present invention can be applied in a small amount as will be described later, it is preferable to apply the mold lubricant to the mold using a spray coating apparatus among general coating methods. By applying the mold lubricating oil of the present invention to a mold with a spray coating apparatus, it becomes easy to realize compacting of an arbitrarily shaped green compact such as a compact green compact or a fine green compact.

金型潤滑油をスプレー塗布装置で塗布するためには、安定した噴射を実現する観点から、金型潤滑油の動粘度を好適化することが好ましい。金型潤滑油の40℃における動粘度は、2〜100mm/s未満であることが好ましい。金型潤滑油の40℃における動粘度が2mm/s未満であると、スプレー塗布装置の噴射用ポンプが摩耗しやすくなる傾向にある。金型潤滑油の40℃における動粘度が100mm/sを超えると、金型潤滑油を噴射しにくくなる傾向にある。In order to apply the mold lubricant with a spray coating apparatus, it is preferable to optimize the kinematic viscosity of the mold lubricant from the viewpoint of realizing stable injection. The kinematic viscosity of the mold lubricant at 40 ° C. is preferably less than 2 to 100 mm 2 / s. When the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant is less than 2 mm 2 / s, the spray pump of the spray coating device tends to be easily worn. When the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant exceeds 100 mm 2 / s, it tends to be difficult to inject the mold lubricant.

安定したスプレー塗布を実現する観点からは、金型潤滑油の40℃における動粘度は、2〜50mm/sであることがより好ましく、2〜20mm/sであることがさらに好ましい。金型潤滑油の40℃における動粘度が100mm/s以下の条件でスプレー塗布をするために、エアー流量、エアー圧力、ギヤポンプ等の圧送装置、またはスプレー塗布装置において金型潤滑油が噴射される給油孔の口径等を適宜調整することが好ましい。From the viewpoint of realizing a stable spray coating, the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant, more preferably from 2 to 50 mm 2 / s, more preferably from 2 to 20 mm 2 / s. In order to perform spray coating under the condition that the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant is 100 mm 2 / s or less, the mold lubricant is injected in the air flow rate, the air pressure, the pressure feeding device such as a gear pump, or the spray coating device. It is preferable to appropriately adjust the diameter of the oil supply holes.

また、金型潤滑油の40℃における動粘度が10mm/sを超えると、金型潤滑油を金型に塗布しても、金属粉末を金型へ充填する際に、金型の開口部近傍で金型潤滑油が金属粉末と接触して、凝集塊(いわゆるダマ)が形成されやすくなる傾向にある。金型の開口部近傍で凝集塊が形成されると、金型の奥まで金属粉末を充填できず、所望の形状に圧粉体を成形しにくくなる傾向にある。そのため、上記のような観点からは、金型潤滑油の40℃における動粘度を10mm/s以下とすることが好ましい。Moreover, when the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant exceeds 10 mm 2 / s, the mold opening may be opened when the metal powder is filled into the mold even if the mold lubricant is applied to the mold. In the vicinity, the mold lubricating oil tends to come into contact with the metal powder, and agglomerates (so-called lumps) tend to be formed. If an agglomerate is formed in the vicinity of the opening of the mold, the metal powder cannot be filled to the back of the mold, and it tends to be difficult to mold the green compact into a desired shape. Therefore, from the above viewpoint, it is preferable that the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mold lubricant is 10 mm 2 / s or less.

金型潤滑油の動粘度は、例えば、ウベローデ粘度計(ASTM D445)によって測定することができる。   The kinematic viscosity of the mold lubricant can be measured by, for example, an Ubbelohde viscometer (ASTM D445).

なお、金型潤滑油には、後述する炭化水素溶剤、油性向上剤、および極圧剤の他に、本発明の趣旨に反しない範囲で、酸化防止剤、金属不活性剤、防錆剤、または消泡剤などの添加物等が含まれていてもよい。   In addition to the hydrocarbon solvent, oiliness improver, and extreme pressure agent described later, in the mold lubricant oil, an antioxidant, a metal deactivator, a rust inhibitor, as long as it does not contradict the spirit of the present invention, Or additives, such as an antifoamer, may be contained.

(1)炭化水素溶剤
金型潤滑油中の溶剤は、金型潤滑油を金型に塗布した後に、迅速に蒸発する必要がある。金型潤滑油中の溶剤が迅速に蒸発することより、金型潤滑油中の潤滑成分が、強度の高い油膜を形成するため、潤滑性が好適に確保される。
(1) Hydrocarbon solvent The solvent in the mold lubricant must be evaporated quickly after the mold lubricant is applied to the mold. Since the solvent in the mold lubricating oil quickly evaporates, the lubricating component in the mold lubricating oil forms an oil film having a high strength, so that lubricity is suitably ensured.

一方、金型潤滑油中の溶剤が、蒸発しにくかったり、蒸発しても溶剤が残留してしまったりする場合には、金型潤滑油が、強度の高い油膜を形成せずに垂れ流れてしまい、潤滑性が低下する。   On the other hand, if the solvent in the mold lubricant is difficult to evaporate or if the solvent remains even after evaporating, the mold lubricant will drip without forming a strong oil film. As a result, the lubricity decreases.

したがって、金型潤滑油中の溶剤は、蒸発しやすく残留しにくいもの、すなわち、乾燥性の高い溶剤であることが好ましい。また、作業者の健康障害が引き起こされることを予防する観点からは、金型潤滑油中の溶剤は、飽和炭化水素の含有量が高く、硫黄分および窒素分を極端に低く抑えた、精製度の高い炭化水素溶剤であることが好ましい。   Therefore, it is preferable that the solvent in the mold lubricating oil is a solvent that easily evaporates and does not remain, that is, a highly dry solvent. Also, from the viewpoint of preventing the health hazard of workers, the solvent in the mold lubricating oil has a high content of saturated hydrocarbons and a refinement degree with extremely low sulfur and nitrogen contents. It is preferable that it is a high hydrocarbon solvent.

本発明の金型潤滑油の溶剤として用いる炭化水素溶剤は、常温で液体のものである。また、炭化水素溶剤の炭素数は7〜18であり、10〜15であることが好ましい。炭化水素溶剤の炭素数が7未満であると、乾燥性が高すぎることにより、金型への付着性が悪化する恐れがあり、また火災の危険性が増加する。また、炭化水素溶剤の炭素数が18を超えると、溶剤が蒸発しにくくなって乾燥性が低下し、後述する油性向上剤および極圧剤が形成する油膜の粘度を、溶剤中の低粘度の未乾燥部分が下げてしまい、油膜の潤滑性が低下したり、カジリを引き起こしたりする。   The hydrocarbon solvent used as the solvent for the mold lubricant of the present invention is liquid at room temperature. Moreover, carbon number of a hydrocarbon solvent is 7-18, and it is preferable that it is 10-15. When the carbon number of the hydrocarbon solvent is less than 7, the drying property is too high, so that the adhesion to the mold may be deteriorated, and the risk of fire increases. When the hydrocarbon solvent has more than 18 carbon atoms, the solvent is difficult to evaporate and the drying property is lowered, and the viscosity of the oil film formed by the oiliness improver and extreme pressure agent described later is reduced to a low viscosity in the solvent. The undried portion is lowered, and the lubricity of the oil film is lowered or galling is caused.

上記の通り、本発明に用いる炭化水素溶剤は好適な乾燥性を有する必要があるものの、好適な乾燥性を有する炭化水素溶剤であれば、本発明に用いることができるといえる。炭素数7〜18の炭化水素溶剤は、特に好適な乾燥性を有するものであり、金型潤滑油の溶剤として特に適している。   As described above, the hydrocarbon solvent used in the present invention needs to have suitable drying properties, but it can be said that any hydrocarbon solvent having suitable drying properties can be used in the present invention. The hydrocarbon solvent having 7 to 18 carbon atoms has particularly suitable drying properties and is particularly suitable as a solvent for the mold lubricating oil.

炭化水素溶剤は、金型潤滑油の中で最も質量の多い成分、すなわち主成分であることが好ましい。炭化水素溶剤の含有量は、金型潤滑油の全量に対して50〜98質量%であることが好ましく、60〜98質量%であることがより好ましく、60〜95質量%であることがさらに好ましい。   The hydrocarbon solvent is preferably the component having the largest mass in the mold lubricant, that is, the main component. The content of the hydrocarbon solvent is preferably 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 98% by mass, and further preferably 60 to 95% by mass with respect to the total amount of the mold lubricating oil. preferable.

炭化水素溶剤の含有量が50質量%未満であると、後述する油性向上剤または極圧剤の配合比率が増えるため、金型の内壁面で油膜が乾燥しにくくなる傾向にある。炭化水素溶剤の含有量が98質量%を超えると、金型潤滑油の油膜が薄くなるため、金型潤滑油の潤滑性が低下する傾向にある。   If the content of the hydrocarbon solvent is less than 50% by mass, the blending ratio of the oiliness improver or the extreme pressure agent described later increases, so that the oil film tends to be difficult to dry on the inner wall surface of the mold. When the content of the hydrocarbon solvent exceeds 98% by mass, the oil film of the mold lubricating oil becomes thin, so that the lubricity of the mold lubricating oil tends to decrease.

炭化水素溶剤の種類は、特に限定されないが、例えば、パラフィン系炭化水素溶剤、オレフィン系炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、または芳香族系炭化水素溶剤などが挙げられる。   Although the kind of hydrocarbon solvent is not specifically limited, For example, a paraffin hydrocarbon solvent, an olefin hydrocarbon solvent, a naphthene hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, etc. are mentioned.

パラフィン系炭化水素溶剤は、環状ではない鎖状の飽和炭化水素化合物を含む溶剤であり、他の炭化水素溶剤と比較して、作業者の健康障害が引き起こされにくく、また、温度による粘度変化が少ない。そのため、パラフィン系炭化水素溶剤を金型潤滑油の溶剤として用いることにより、金型潤滑油を安定してスプレー塗布できるようになる。   Paraffin hydrocarbon solvent is a solvent containing a chain-like saturated hydrocarbon compound that is not cyclic. Compared with other hydrocarbon solvents, it is less likely to cause health problems for workers and changes in viscosity due to temperature. Few. Therefore, by using a paraffinic hydrocarbon solvent as a solvent for the mold lubricant, the mold lubricant can be stably sprayed.

また、パラフィン系炭化水素溶剤は、他の炭化水素溶剤と比較して、反応性が低く、化学的安定性が高い。そのため、パラフィン系炭化水素溶剤を金型潤滑油の溶剤として用いることにより、金型潤滑油中の潤滑成分等が変質しにくくなる。   Paraffin hydrocarbon solvents have low reactivity and high chemical stability compared to other hydrocarbon solvents. Therefore, by using a paraffinic hydrocarbon solvent as a solvent for the mold lubricating oil, it is difficult for the lubricating components and the like in the mold lubricating oil to be altered.

以上のような観点から、金型潤滑油に用いる溶剤としては、炭化水素溶剤の中でも、パラフィン系炭化水素溶剤が特に好ましい。   From the above viewpoint, as the solvent used for the mold lubricating oil, paraffinic hydrocarbon solvents are particularly preferable among the hydrocarbon solvents.

パラフィン系炭化水素溶剤の種類は、特に限定されないが、例えば、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、またはペンタデカン等のアルカン溶剤が挙げられる。   The type of the paraffinic hydrocarbon solvent is not particularly limited, and examples thereof include alkane solvents such as heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, and pentadecane.

オレフィン系炭化水素溶剤は、二重結合を有する炭化水素化合物を含む溶剤である。オレフィン系炭化水素溶剤の種類は、特に限定されないが、例えば、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、または1−デセンなどが挙げられる。   The olefinic hydrocarbon solvent is a solvent containing a hydrocarbon compound having a double bond. Although the kind of olefin type hydrocarbon solvent is not specifically limited, For example, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, etc. are mentioned.

ナフテン系炭化水素溶剤は、分子中に少なくとも1つの飽和脂肪族環を有する化合物を含む溶剤であり、後述する芳香族系炭化水素溶剤よりも乾燥性が高いという性質を有する。ナフテン系炭化水素溶剤の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、またはシクロオクタンなどが挙げられる。   A naphthenic hydrocarbon solvent is a solvent containing a compound having at least one saturated aliphatic ring in the molecule, and has a property of higher drying than an aromatic hydrocarbon solvent described later. Although the kind of naphthene type hydrocarbon solvent is not specifically limited, For example, a cyclopentane, a cyclohexane, or cyclooctane etc. are mentioned.

芳香族系炭化水素溶剤は、分子中に少なくとも1つの芳香族環を有する化合物を含む溶剤である。芳香族系炭化水素溶剤の種類は、特に限定されないが、例えば、トルエン、またはキシレンなどが挙げられる。   The aromatic hydrocarbon solvent is a solvent containing a compound having at least one aromatic ring in the molecule. Although the kind of aromatic hydrocarbon solvent is not specifically limited, For example, toluene, xylene, etc. are mentioned.

また、炭化水素溶剤は、石油系の炭化水素溶剤、天然物由来の炭化水素溶剤、または化学合成された炭化水素溶剤など、種々のものを用いることができる。   Various hydrocarbon solvents such as petroleum-based hydrocarbon solvents, hydrocarbon solvents derived from natural products, or chemically synthesized hydrocarbon solvents can be used.

なお、炭化水素溶剤としては、上記のような溶剤を単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。また、炭化水素溶剤には、本発明の趣旨に反しない範囲で、添加物や不純物等が含まれていてもよい。   In addition, as a hydrocarbon solvent, the above solvents may be used independently, and multiple may be used. Further, the hydrocarbon solvent may contain additives, impurities and the like as long as they do not contradict the spirit of the present invention.

(2)油性向上剤
金型潤滑油に油性向上剤を添加することにより、圧粉体と金型との間の潤滑性を確保することができる。油性向上剤とは、極性を有する化合物であり、その極性部分が金型へ物理的に吸着して油膜を形成するため、圧粉体と金型との間のクッション材のように作用し、摩擦を低減し得る化合物を意味する。また、油性向上剤は、溶剤と親和性の高いものであることが好ましい。
(2) Oiliness improver By adding an oiliness improver to the mold lubricant, the lubricity between the green compact and the mold can be ensured. The oiliness improver is a compound having polarity, and its polar part is physically adsorbed to the mold to form an oil film, so that it acts like a cushioning material between the green compact and the mold, It means a compound that can reduce friction. Moreover, it is preferable that an oiliness improver is a thing with high affinity with a solvent.

油性向上剤の含有量は、金型潤滑油の全量に対して、20質量%以下であることが好ましく、2〜18質量%であることがより好ましく、2〜15質量%であることがさらに好ましい。油性向上剤の含有量が20質量%を超えると、油膜が過剰に厚くなり、焼結後に生じる空隙が増加しやすくなる傾向にある。また、金型潤滑油の動粘度が高くなり、安定したスプレー塗布を行うことが困難になる傾向もある。また、油性向上剤が焼結体にこびりつきやすくなる傾向もある。油性向上剤の含有量が2質量%未満であると、油膜が充分ではなくなり、焼付き等の原因となる場合がある。   The content of the oiliness improver is preferably 20% by mass or less, more preferably 2 to 18% by mass, and further preferably 2 to 15% by mass with respect to the total amount of the mold lubricating oil. preferable. When the content of the oiliness improver exceeds 20% by mass, the oil film becomes excessively thick, and voids generated after sintering tend to increase. In addition, the kinematic viscosity of the mold lubricating oil increases, and it tends to be difficult to perform stable spray coating. In addition, the oiliness improver tends to stick to the sintered body. When the content of the oiliness improver is less than 2% by mass, the oil film is not sufficient, which may cause seizure or the like.

油性向上剤の種類は、特に限定されないが、例えば、シリコーン類、動植物油脂類、または高級脂肪酸エステル類などが挙げられる。   The type of oiliness improver is not particularly limited, and examples thereof include silicones, animal and vegetable oils and fats, and higher fatty acid esters.

シリコーン類の種類は、特に限定されないが、例えば、フェノール変性シリコーン、メチルスチル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、もしくはアルキルアラルキル変性シリコーンなどの変性シリコーン類、またはジメチルシリコーンオイルなどが挙げられる。   Although the kind of silicone is not specifically limited, For example, modified silicones, such as a phenol modified silicone, a methylstil modified silicone, an alkyl modified silicone, or an alkyl aralkyl modified silicone, or dimethyl silicone oil etc. are mentioned.

動植物油脂類の種類は、特に限定されないが、例えば、ナタネ油、大豆油、ヤシ油、パーム油、牛油、または豚脂などが挙げられる。   Although the kind of animal and vegetable fats and oils is not specifically limited, For example, rapeseed oil, soybean oil, coconut oil, palm oil, cow oil, or pork fat is mentioned.

高級脂肪酸エステル類の種類は、特に限定されないが、例えば、ヤシ油脂肪酸、オレイン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、パルチミン酸、もしくは牛脂脂肪酸などの高級脂肪酸の一価アルコールエステルまたは多価アルコールエステルなどが挙げられる。   The type of the higher fatty acid ester is not particularly limited, and examples thereof include monohydric alcohol ester or polyhydric alcohol ester of higher fatty acid such as coconut oil fatty acid, oleic acid, stearic acid, lauric acid, palmitic acid, or beef tallow fatty acid. Can be mentioned.

なお、油性向上剤としては、上記のような化合物を単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。また、油性向上剤には、本発明の趣旨に反しない範囲で、添加物や不純物等が含まれていてもよい。   In addition, as an oiliness improver, the above compounds may be used alone or in combination. In addition, the oiliness improver may contain additives, impurities, and the like within a range not departing from the spirit of the present invention.

(3)極圧剤
金型潤滑油に極圧剤を添加することにより、高圧力の負荷が掛かった場合に、圧粉体と金型との間のカジリを低減することができる。極圧剤とは、圧粉体と金型との間で化学的な反応によってやわらかな油膜を形成し、圧粉体と金型との間の直接の接触を低減することで、圧粉体と金型との間でカジリや焼付きを防止し得る化合物を意味する。また、極圧剤は、溶剤と親和性の高いものであることが好ましい。
(3) Extreme pressure agent Addition of an extreme pressure agent to the mold lubricating oil can reduce galling between the green compact and the mold when a high pressure load is applied. An extreme pressure agent forms a soft oil film by a chemical reaction between the green compact and the mold, and reduces direct contact between the green compact and the mold, thereby reducing the green compact. Means a compound capable of preventing galling and seizure between the mold and the mold. Moreover, it is preferable that an extreme pressure agent is a thing with high affinity with a solvent.

極圧剤の含有量は、金型潤滑油の全量に対して、20質量%以下であることが好ましく、0.5〜18質量%であることがより好ましく、0.5〜15質量%であることがさらに好ましい。   The content of the extreme pressure agent is preferably 20% by mass or less, more preferably 0.5 to 18% by mass, and 0.5 to 15% by mass with respect to the total amount of the mold lubricating oil. More preferably it is.

極圧剤の含有量が20質量%を超えると、金型潤滑油の動粘度が高くなり、安定したスプレー塗布を行うことが困難になる傾向にある。また、極圧剤が焼結体にこびりつきやすくなる傾向もある。極圧剤の含有量が2質量%未満であると、油膜が充分ではなくなり、焼付き等の原因となる場合がある。   When the content of the extreme pressure agent exceeds 20% by mass, the kinematic viscosity of the mold lubricating oil increases, and it tends to be difficult to perform stable spray coating. In addition, the extreme pressure agent tends to stick to the sintered body. If the content of the extreme pressure agent is less than 2% by mass, the oil film may not be sufficient, which may cause seizure or the like.

極圧剤の種類は、特に限定されないが、例えば、ジアルキルペンタサルファイドなどのサルファイド硫化油、リン酸エステル、TCP(トリクレジルホスフェート)、MoDTC(モリブデンジチオカーバメイト)、ZnDTP(ジアルキルジチオリン酸亜鉛)、またはMoDTP(モリブデンジチオホスフェート)などが挙げられる。   Although the kind of extreme pressure agent is not particularly limited, for example, sulfide sulfide oil such as dialkylpentasulfide, phosphate ester, TCP (tricresyl phosphate), MoDTC (molybdenum dithiocarbamate), ZnDTP (zinc dialkyldithiophosphate), Or MoDTP (molybdenum dithiophosphate) etc. are mentioned.

なお、極圧剤としては、上記のような化合物を単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。また、極圧剤には、本発明の趣旨に反しない範囲で、添加物や不純物等が含まれていてもよい。   In addition, as an extreme pressure agent, the above compounds may be used independently and multiple may be used. Further, the extreme pressure agent may contain additives, impurities, and the like within a range not departing from the spirit of the present invention.

また、油性向上剤および極圧剤を併用することにより、高い潤滑性や耐カジリ性が期待できる。油性向上剤および極圧剤を併用する場合は、油性向上剤および極圧剤の合計量が、金型潤滑油の全量に対して、20質量%以下であることが好ましく、2〜18質量%であることがより好ましく、2〜15質量%であることがさらに好ましい。   Further, by using an oiliness improver and an extreme pressure agent in combination, high lubricity and galling resistance can be expected. In the case where the oiliness improver and the extreme pressure agent are used in combination, the total amount of the oiliness improver and the extreme pressure agent is preferably 20% by mass or less, based on the total amount of the mold lubricating oil, and is 2 to 18% by mass. It is more preferable that it is 2-15 mass%.

<金型潤滑油のスプレー塗布装置>
本発明の金型潤滑油の塗布方法は、特に限定されないが、刷毛塗り、ローラー塗り、またはスプレー塗布装置によるスプレー塗布などの方法が挙げられる。刷毛塗りまたはローラー塗りは、金型潤滑油を金型に対して厚く塗る観点からは好適であるが、金型潤滑油によって形成される油膜の厚さにむらが生じやすい傾向にある。また、圧粉体を成形するための金型は、一般に小型のものが多いため、刷毛塗りやローラー塗りでは塗布しづらくなる傾向にある。したがって、金型に金型潤滑油を塗布する際は、スプレー塗布装置によってスプレー塗布することが好ましい。
<Mold lubricating oil spray coating device>
The method for applying the mold lubricant of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include brush coating, roller coating, and spray coating using a spray coating apparatus. Brush coating or roller coating is suitable from the viewpoint of thickly applying the mold lubricant to the mold, but tends to cause unevenness in the thickness of the oil film formed by the mold lubricant. In addition, since the mold for forming the green compact is generally small in size, it tends to be difficult to apply by brush coating or roller coating. Therefore, when applying the mold lubricant to the mold, it is preferable to apply the spray by a spray application device.

上述の金型潤滑油を噴射するスプレー塗布装置としては、例えば、図1に記載したようなスプレー塗布装置10を用いることができる。   For example, a spray coating apparatus 10 as shown in FIG. 1 can be used as the spray coating apparatus for spraying the above-described mold lubricant.

スプレー塗布装置10は、油量調節つまみ11、スプリング室12、スプリング13、固定リング14、ニードル15、ニードル受け16、スプレー本体18、噴射ノズル19、噴射ノズルキャップ20、エアー供給路21、エアー分岐路22、エアー供給孔23、油供給ホース31、油供給管32、および給油孔33などを有する。   The spray application device 10 includes an oil amount adjusting knob 11, a spring chamber 12, a spring 13, a fixing ring 14, a needle 15, a needle receiver 16, a spray body 18, a spray nozzle 19, a spray nozzle cap 20, an air supply path 21, and an air branch. It has a passage 22, an air supply hole 23, an oil supply hose 31, an oil supply pipe 32, an oil supply hole 33, and the like.

ニードル15は、ニードル細径部15S、ニードル太径部15L、ニードル傾斜部15I、およびニードル先端部15Tを有する。ニードル細径部15Sはニードル太径部15Lと連結され、ニードル傾斜部15Iはニードル先端部15Tと連結されており、それぞれが略直線状に配置されている。本実施形態においては、ニードル細径部15Sの直径は約3.0mm、ニードル太径部15Lの直径は約10.0mm、ニードル先端部15Tの直径は約0.65mmである。また、ニードル受け16は、ニードル受け部16Sおよびニードル受け孔16Pを有する。   The needle 15 includes a needle small diameter portion 15S, a needle large diameter portion 15L, a needle inclined portion 15I, and a needle tip portion 15T. The needle narrow diameter portion 15S is connected to the needle large diameter portion 15L, and the needle inclined portion 15I is connected to the needle tip portion 15T, and each is arranged substantially linearly. In this embodiment, the diameter of the needle small diameter portion 15S is about 3.0 mm, the diameter of the needle large diameter portion 15L is about 10.0 mm, and the diameter of the needle tip portion 15T is about 0.65 mm. The needle receiver 16 has a needle receiver 16S and a needle receiving hole 16P.

油量調整つまみ11は、油量を一定に制御するためのつまみである。油量調節つまみ11には、スプリング室12が設けられており、スプリング室12には、スプリング13が組み込まれている。また、スプリング13は、ニードル細径部15Sに巻き付けられるように設けられており、ニードル15の上下動作を補うことができるように構成されている。スプリング13の使用時の荷重は、1.0〜3.0Nであることが好ましい。   The oil amount adjustment knob 11 is a knob for controlling the oil amount to be constant. The oil amount adjusting knob 11 is provided with a spring chamber 12, and a spring 13 is incorporated in the spring chamber 12. In addition, the spring 13 is provided so as to be wound around the needle small diameter portion 15S, and is configured to compensate for the vertical movement of the needle 15. The load during use of the spring 13 is preferably 1.0 to 3.0N.

油量調整つまみ11によって噴射する油量を調整した後は、油量調整つまみ11を固定リング14によって固定する。固定リング14によって油量調整つまみ11を固定することにより、1噴射毎の油量を一定にすることができる。   After adjusting the oil amount to be injected by the oil amount adjusting knob 11, the oil amount adjusting knob 11 is fixed by the fixing ring 14. By fixing the oil amount adjustment knob 11 with the fixing ring 14, the oil amount for each injection can be made constant.

ニードル15は、略円錐台状の傾斜部で構成されるニードル傾斜部15Iを有し、ニードル受け部16は、略円錐台状の傾斜部で構成されるニードル受け部16Sを有する。さらに、ニードル15とニードル受け部16とは、ニードル傾斜部15Iおよびニードル受け部16Sにおいて略嵌合可能であり、略嵌合したニードル傾斜部15Iとニードル受け部16Sとの間を金型潤滑油が通過可能となっている。   The needle 15 has a needle inclined portion 15I configured by a substantially truncated cone-shaped inclined portion, and the needle receiving portion 16 has a needle receiving portion 16S configured by a substantially truncated cone-shaped inclined portion. Further, the needle 15 and the needle receiving portion 16 can be substantially fitted in the needle inclined portion 15I and the needle receiving portion 16S, and a mold lubricating oil is provided between the substantially fitted needle inclined portion 15I and the needle receiving portion 16S. Can pass through.

ニードル傾斜部15Iにおける略円錐台状の傾斜部の成す角は、20〜40度であることが好ましい。また、ニードル受け部16Sにおける略円錐台状の傾斜部の成す角は、ニードル傾斜部15Iにおける略円錐台状の傾斜部の成す角に対して、−5〜−1度であることが好ましい。ニードル傾斜部15Iとニードル受け部16Sとにおいて、各々の略円錐台状の傾斜部が、上記角度の関係を有することにより、噴射する金型潤滑油の量を微調整しやすくなる。   The angle formed by the substantially frustoconical inclined portion in the needle inclined portion 15I is preferably 20 to 40 degrees. The angle formed by the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle receiving portion 16S is preferably −5 to −1 degree with respect to the angle formed by the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle inclined portion 15I. In the needle inclined portion 15I and the needle receiving portion 16S, each substantially truncated cone-shaped inclined portion has the above-described angle relationship, so that it becomes easy to finely adjust the amount of the mold lubricant to be injected.

スプレー塗布装置10は、ニードル傾斜部15Iにおける略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に形成されたニードル先端部15Tと、ニードル受け部16Sにおける略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に連結されたニードル受け孔16Pとを有する。さらに、ニードル受け孔16Pは、ニードル受け部16Sとは対向する側で、金型潤滑油をスプレー塗布装置10内に供給する油供給管32に連結され、ニードル受け孔16Pとニードル先端部15Tとは略嵌合可能となっている。   The spray coating apparatus 10 includes a needle tip portion 15T formed on the narrowed side of the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle inclined portion 15I, and a narrowed side of the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle receiving portion 16S. And a needle receiving hole 16P connected thereto. Further, the needle receiving hole 16P is connected to an oil supply pipe 32 that supplies mold lubricating oil into the spray coating device 10 on the side facing the needle receiving portion 16S, and the needle receiving hole 16P and the needle tip portion 15T are connected to each other. Is substantially matable.

ニードル受け孔16Pとニードル先端部15Tとの嵌合部位において、ニードル受け孔16Pの直径は0.6〜1.8mmであることが好ましく、ニードル先端部15Tの直径は0.5〜1.7mmであることが好ましい。また、ニードル受け孔16Pの直径とニードル先端部15Tの直径との差は0.05〜0.4mmであることが好ましい。ニードル受け孔16Pとニードル先端部15Tが上記条件を満たすことにより、金型潤滑油の微量塗布がしやすくなる傾向にある。   In the fitting portion between the needle receiving hole 16P and the needle tip 15T, the diameter of the needle receiving hole 16P is preferably 0.6 to 1.8 mm, and the diameter of the needle tip 15T is 0.5 to 1.7 mm. It is preferable that Further, the difference between the diameter of the needle receiving hole 16P and the diameter of the needle tip 15T is preferably 0.05 to 0.4 mm. When the needle receiving hole 16P and the needle tip portion 15T satisfy the above conditions, a small amount of mold lubricating oil tends to be easily applied.

ニードル受け孔16Pは、上記の通り、油供給管32と連結されており、油供給管32の一部を形成している。金型潤滑油を給油するための油供給ホース31は、油供給管32に連結されている。油供給管32の一部を形成するニードル受け孔16Pは、噴射ノズル19に設けられた給油孔33と連結されている。エアーを供給するためのエアー供給路21は、エアー分岐路22およびエアー供給孔23に連結されている。   The needle receiving hole 16P is connected to the oil supply pipe 32 as described above, and forms a part of the oil supply pipe 32. An oil supply hose 31 for supplying mold lubricant is connected to an oil supply pipe 32. A needle receiving hole 16 </ b> P that forms part of the oil supply pipe 32 is connected to an oil supply hole 33 provided in the injection nozzle 19. An air supply path 21 for supplying air is connected to an air branch path 22 and an air supply hole 23.

エアー供給孔23は、噴射ノズル19の中心軸に対して20〜40度傾斜して設けられていることが好ましい。エアー供給孔23が上記態様で設けられていることにより、金型潤滑油を広範囲に噴射しやすくなる傾向にある。   The air supply hole 23 is preferably provided so as to be inclined at 20 to 40 degrees with respect to the central axis of the injection nozzle 19. By providing the air supply hole 23 in the above-described manner, the mold lubricant tends to be easily sprayed over a wide range.

<金型潤滑油のスプレー方法>
油量調節つまみ11を反時計回りに回すことにより、スプリング室12が、反時計回りに回転しつつ、ニードル太径部15Lとは反対側に移動する。スプリング室12がニードル太径部15Lとは反対側に移動することに伴い、スプリング室12に組み込まれているスプリング12が緩むこととなる。スプリング12が緩んでスプリング12の弾性力が低下することによって、ニードル太径部15Lが、ニードル受け16側とは反対側に移動する。
<Method of spraying mold lubricant>
By turning the oil amount adjusting knob 11 counterclockwise, the spring chamber 12 moves counterclockwise and moves to the opposite side of the needle large diameter portion 15L. As the spring chamber 12 moves to the side opposite to the needle large diameter portion 15L, the spring 12 incorporated in the spring chamber 12 is loosened. When the spring 12 is loosened and the elastic force of the spring 12 is reduced, the needle large-diameter portion 15L moves to the side opposite to the needle receiver 16 side.

ニードル太径部15Lが、ニードル受け16側とは反対側に移動することに伴い、ニードル15とニードル受け16との嵌合状態が変化する。その結果、ニードル受け孔16P(油供給管32)から給油孔33に供給される単位時間当たりの金型潤滑油の供給量が増加する。以上のようにして、給油孔33から給油される金型潤滑油の油量を微増させることができる。   As the needle large-diameter portion 15L moves to the side opposite to the needle receiver 16 side, the fitting state between the needle 15 and the needle receiver 16 changes. As a result, the amount of mold lubricating oil supplied per unit time supplied from the needle receiving hole 16P (oil supply pipe 32) to the oil supply hole 33 increases. As described above, the amount of mold lubricating oil supplied from the oil supply hole 33 can be slightly increased.

油量調節つまみ11を反時計回りに回すことにより、スプリング室12が、反時計回りに回転しつつ、ニードル太径部15L側に移動する。スプリング室12がニードル太径部15L側に移動することに伴い、スプリング室12に組み込まれているスプリング12が縮むこととなる。スプリング12が縮んでスプリング12の弾性力が増加することによって、ニードル太径部15Lが、ニードル受け16側に移動する。   By rotating the oil amount adjustment knob 11 counterclockwise, the spring chamber 12 moves to the needle large diameter portion 15L side while rotating counterclockwise. As the spring chamber 12 moves toward the needle large diameter portion 15L, the spring 12 incorporated in the spring chamber 12 contracts. When the spring 12 contracts and the elastic force of the spring 12 increases, the needle large diameter portion 15L moves to the needle receiver 16 side.

ニードル太径部15Lが、ニードル受け16側に移動することに伴い、ニードル15とニードル受け16との嵌合状態が変化する。その結果、ニードル受け孔16P(油供給管32)から給油孔33に供給される単位時間当たりの金型潤滑油の供給量が低下する。以上のようにして、給油孔33から給油される金型潤滑油の給油量を微減させることができる。   As the needle diameter portion 15L moves to the needle receiver 16 side, the fitting state between the needle 15 and the needle receiver 16 changes. As a result, the supply amount of the mold lubricating oil per unit time supplied from the needle receiving hole 16P (oil supply pipe 32) to the oil supply hole 33 decreases. As described above, the amount of mold lubricant supplied from the oil supply hole 33 can be slightly reduced.

エアー供給路21から、スプレー本体18内にエアーを導入する。エアーの導入操作には、電磁弁を用いる。供給するエアーのエアー圧は、3MPa以上とすることが好ましい。なお、エアー圧が高くなりすぎないように、レギュレーター等を用いて適度なエアー圧に調整することが好ましい。エアー供給路21およびエアー分岐路22にエアーが流れ込むと、ニードル15が押し上げられて、ニードル受け16に隙間ができ、金型潤滑油を金型に給油することができるようになる。なお、金型潤滑油の油圧は、0.1〜1.0Nであることが好ましい。   Air is introduced into the spray body 18 from the air supply path 21. A solenoid valve is used for the air introduction operation. The air pressure of the supplied air is preferably 3 MPa or more. In order to prevent the air pressure from becoming too high, it is preferable to adjust to an appropriate air pressure using a regulator or the like. When air flows into the air supply path 21 and the air branch path 22, the needle 15 is pushed up, a gap is formed in the needle receiver 16, and the mold lubricating oil can be supplied to the mold. The hydraulic pressure of the mold lubricant is preferably 0.1 to 1.0N.

エアー供給路21から供給されるエアーは、エアー分岐路22を通って、ニードル太径部15L側にも供給される。エアー分岐路22から供給されるエアーの圧力によって、ニードル太径部15Lが、ニードル受け16側とは反対側に移動する。この機構によっても、金型潤滑油の給油量が微調整される。   The air supplied from the air supply path 21 passes through the air branch path 22 and is also supplied to the needle large diameter portion 15L side. Due to the pressure of the air supplied from the air branch path 22, the needle large diameter portion 15 </ b> L moves to the side opposite to the needle receiver 16 side. This mechanism also finely adjusts the amount of mold lubricant supplied.

エアー供給路21から供給されるエアーは、エアー供給孔23およびエアー噴射溝24を通って、スプレー本体18の外部に向けて噴射される。   The air supplied from the air supply path 21 is jetted toward the outside of the spray body 18 through the air supply hole 23 and the air jet groove 24.

エアー供給孔23と給油孔33とを備えた噴射ノズル19においては、給油孔33の周囲にエアー供給孔23が6箇所設けられている(図2において、23a、23b、23c、23d、23e、および23f)。エアー供給孔23と給油孔33とは互いにねじれの位置に配置され、1つのエアー供給孔23を含む略平面に対して垂直な向きからエアー供給孔23と給油孔33との成す角を測定した場合に、エアー供給孔23と給油孔33との成す角が20〜40度となることが好ましい。すなわち、1つのエアー供給孔23のエアー供給路21側の端部が給油孔33に重なるように見える位置から、該エアー供給孔23および給油孔33を見た場合に、該エアー供給孔23と給油孔33との成す角が20〜40度となることが好ましい。エアー供給孔23と給油孔33との成す角が上記範囲を満たすことにより、エアーがエアー噴射溝24から噴射される際に渦を巻くようになる。   In the injection nozzle 19 provided with the air supply hole 23 and the oil supply hole 33, six air supply holes 23 are provided around the oil supply hole 33 (in FIG. 2, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, And 23f). The air supply hole 23 and the oil supply hole 33 are arranged at a twisted position, and the angle formed by the air supply hole 23 and the oil supply hole 33 is measured from a direction perpendicular to a substantially plane including one air supply hole 23. In this case, the angle formed by the air supply hole 23 and the oil supply hole 33 is preferably 20 to 40 degrees. That is, when the air supply hole 23 and the oil supply hole 33 are viewed from the position where the end of one air supply hole 23 on the air supply path 21 side seems to overlap the oil supply hole 33, It is preferable that the angle formed with the oil supply hole 33 is 20 to 40 degrees. When the angle formed by the air supply hole 23 and the oil supply hole 33 satisfies the above range, the air is swirled when the air is ejected from the air ejection groove 24.

エアー供給路21から供給されたエアーは、噴射ノズル19に設けられたエアー供給孔23を通った後、噴射ノズル19と噴射ノズルキャップ20の隙間(0.3〜1.5mm)を流れ、エアー噴射溝24から渦を巻きながら噴射される。エアーが噴射されると、給油孔33の付近は真空状態になるため、エアーが給油孔33から金型潤滑油を引き込むようになる。そのため、エアーと金型潤滑油が混ざり合って霧状となり、金型70にスプレー塗布されるようになる。   The air supplied from the air supply path 21 passes through the air supply hole 23 provided in the injection nozzle 19 and then flows through the gap (0.3 to 1.5 mm) between the injection nozzle 19 and the injection nozzle cap 20. It is ejected from the ejection groove 24 while swirling. When air is injected, the vicinity of the oil supply hole 33 is in a vacuum state, so that the air draws the mold lubricating oil from the oil supply hole 33. Therefore, the air and the mold lubricant are mixed to form a mist and sprayed onto the mold 70.

金型潤滑油の噴射量は、金型潤滑油の溶剤を乾燥させやすくする観点から、微量とすることが好ましい。金型潤滑油の噴射量は、0.01〜10ml/回であることが好ましく、0.05〜5ml/回であることがより好ましい。金型潤滑油の噴射量が0.01ml/回未満であると、油膜の形成が不十分となり、カジリの原因となる傾向にある。金型潤滑油の噴射量が10ml/回を超えると、金型潤滑油の溶剤が蒸発しにくくなる傾向にある。   The injection amount of the mold lubricating oil is preferably a very small amount from the viewpoint of easily drying the solvent of the mold lubricating oil. The injection amount of the mold lubricant is preferably 0.01 to 10 ml / time, and more preferably 0.05 to 5 ml / time. If the injection amount of the mold lubricating oil is less than 0.01 ml / time, the formation of an oil film becomes insufficient, which tends to cause galling. When the injection amount of the mold lubricant exceeds 10 ml / time, the solvent of the mold lubricant tends to be difficult to evaporate.

なお、上記スプレー塗布装置10は、油性の金型潤滑油だけでなく、水性のものを含む金型潤滑剤全般を噴射することができる。   The spray coating apparatus 10 can spray not only oil-based mold lubricants but also general mold lubricants including water-based ones.

以下で、図3に示す圧粉体成形装置について説明する。   The green compact forming apparatus shown in FIG. 3 will be described below.

本発明の圧粉体成形装置に適用できる金属粉末50の種類は、特に限定されないが、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデン、または、鉄にクロムやニッケルを含ませたステンレスなどの合金鋼などの金属が挙げられる。また、上記金属の混合物や、上記の金属の混合物に、焼結強度や表面硬化を増強するためのカーボンを含有させた混合物なども用いることができる。   The type of metal powder 50 that can be applied to the green compact molding apparatus of the present invention is not particularly limited. For example, iron, copper, nickel, chromium, tungsten, molybdenum, or stainless steel in which iron contains chromium or nickel. And metals such as alloy steels. In addition, a mixture of the above metals or a mixture of the above metals containing carbon for enhancing the sintering strength or surface hardening can be used.

<圧粉体成形装置>
金型70に充填した金属粉末50を圧粉体51に成形するための圧粉体成形装置は、スプレー塗布装置10により金型潤滑油を塗布する塗布手段と、金型潤滑油を塗布した金型70に金属粉末50を充填する充填手段と、金型70に充填された金属粉末50のうち、金型70より上部に存在する金属粉末50を擦り切る擦切手段と、充填した金属粉末50を押圧して圧粉体51を成形する成形手段と、成形した圧粉体51を金型70よりも上部に抜き出す抜出手段と、抜き出した圧粉体51を金型70の上部から払い出す払出手段とを備える。
<Green compacting device>
The green compact molding apparatus for molding the metal powder 50 filled in the mold 70 into the green compact 51 includes an application means for applying the mold lubricating oil by the spray coating apparatus 10 and a mold having the mold lubricating oil applied thereto. Filling means for filling the mold 70 with the metal powder 50, scraping means for scraping the metal powder 50 existing above the mold 70 out of the metal powder 50 filled in the mold 70, and the filled metal powder 50 Forming means for pressing to form the green compact 51, extracting means for extracting the formed green compact 51 above the mold 70, and paying out the extracted green compact 51 from the top of the mold 70 Means.

充填手段は、塗布手段よりも後方に設けられ、払出手段は、塗布手段よりも前方に設けられている。また、擦切手段は、塗布手段よりも後方であって、充填手段よりも前方に設けられている。   The filling means is provided behind the application means, and the dispensing means is provided in front of the application means. The scraping means is provided behind the applying means and ahead of the filling means.

すなわち、本発明の圧粉体成形装置においては、払出手段、塗布手段、擦切手段、および充填手段が、この順に配置され、当該配置方向に沿ってフィーダー40が、ダイプレート60の上方を前後に摺動可能な態様となっている。   That is, in the green compact molding apparatus of the present invention, the dispensing means, the application means, the scraping means, and the filling means are arranged in this order, and the feeder 40 extends back and forth above the die plate 60 along the arrangement direction. It is a slidable aspect.

本実施形態においては、塗布手段をスプレー塗布装置10が構成し、充填手段をフィーダー40の一部が構成し、擦切手段を擦切部42が構成し、成形手段を金型70ならびに上パンチ91および下パンチ92が構成し、抜出手段を下パンチ92が構成し、払出手段を払出部43が構成している。   In the present embodiment, the spray application device 10 constitutes the application means, the feeder 40 constitutes a part of the feeder 40, the abrasion means 42 constitutes the abrasion means, and the molding means serves as the mold 70 and the upper punch 91 and The lower punch 92 is configured, the lowering punch 92 is configured as the extracting means, and the discharging unit 43 is configured as the discharging means.

フィーダー40のダイプレート60への接地面側は開口しており、接地面側の全面が金属粉末50の落下部を形成していることにより、充填手段が構成されている。   The feeder 40 has an opening on the grounding surface side to the die plate 60, and the entire surface on the grounding surface side forms a falling portion of the metal powder 50, thereby constituting a filling means.

金属粉末50の落下部は、本実施形態のように、ダイプレート60への接地面側全面が開口している態様であってもよいし、接地面側の一部が開口部を形成しているような態様であってもよい。   The falling part of the metal powder 50 may be an aspect in which the entire ground surface side to the die plate 60 is opened as in this embodiment, or a part of the ground surface side forms an opening. It may be a mode.

フィーダー40を構成する外壁41の上方は、フィーダー40内部の金属粉末50の残存量を確認できるように、一部を透明な部材によって構成してもよいし、部材を設けずに開口した状態としてもよい。   The upper part of the outer wall 41 constituting the feeder 40 may be partially configured with a transparent member so that the remaining amount of the metal powder 50 inside the feeder 40 can be confirmed, or opened without providing any member. Also good.

ダイプレート60への接地面側の外壁41の一部は、枠部のような形状を形成し、この枠部に金属粉末50が保持されて、金属粉末50がフィーダー40とともにダイプレート60上を前後に摺動可能な態様となっている。   A part of the outer wall 41 on the grounding surface side to the die plate 60 forms a shape like a frame portion, and the metal powder 50 is held in the frame portion, and the metal powder 50 moves on the die plate 60 together with the feeder 40. It is a mode that can slide back and forth.

上記のような圧粉体成形装置を用いることにより、金型潤滑油のスプレー塗布と、金型70への金属粉末50の充填をほぼ同時に行うことができるようになる。また、圧粉体51の成形と、圧粉体51の払い出しをほぼ同時に行うことができるようになる。そのため、後述する圧粉体51の成形を高速化できるとともに、圧粉体51を焼結した焼結体を高速に大量生産することが可能になる。   By using the green compact molding apparatus as described above, the spray application of the mold lubricating oil and the filling of the metal powder 50 into the mold 70 can be performed almost simultaneously. Further, the green compact 51 can be formed and the green compact 51 can be discharged almost simultaneously. Therefore, it is possible to speed up the molding of the green compact 51 to be described later, and to mass-produce a sintered body obtained by sintering the green compact 51 at a high speed.

以下で、図3に示す塗布機構、充填機構、擦切機構、成形機構、抜出機構、および払出機構を、工程A〜工程Eに沿って説明する。   Hereinafter, the coating mechanism, the filling mechanism, the scuffing mechanism, the forming mechanism, the extracting mechanism, and the dispensing mechanism shown in FIG.

[工程A]
(塗布機構)
[Step A]
(Coating mechanism)

払出手段、スプレー塗布装置10、および充填手段を有するフィーダー40は、略平板のダイプレート60の上を、払い出し前の状態において金型70の上部へ向かう方向である払出方向、すなわち、矢印40aの方向に連動して摺動する。なお、払い出し前の状態とは、圧粉体が成形されてから圧粉体が払い出される前までの状態を意味する。   The feeder 40 having the dispensing means, the spray coating device 10, and the filling means is a dispensing direction that is a direction toward the upper portion of the mold 70 in a state before the dispensing on the substantially flat die plate 60, that is, an arrow 40a. Slides in conjunction with the direction. Note that the state before dispensing means a state from when the green compact is formed to before the green compact is dispensed.

フィーダー40の前方に設けられたスプレー塗布装置10の噴射ノズル19が、金型70の上方に位置するようになったときに、スプレー塗布装置10は、エアー供給路21の電磁弁を開く信号を圧粉体成形装置から受信する。エアー供給路21の電磁弁が開くと、図1に記載のエアー供給路21およびエアー分岐路22にエアーが流れ込み、ニードル15が押し上げられて、ニードル受け部16に隙間ができる。その結果、スプレー塗布装置10は、金型70に対して金型潤滑油を噴射することができるようになる。この工程によって、金型70の内壁面に金型潤滑油の油膜80が形成される。   When the spray nozzle 19 of the spray coating device 10 provided in front of the feeder 40 is positioned above the mold 70, the spray coating device 10 sends a signal for opening the electromagnetic valve of the air supply path 21. Received from the compacting device. When the solenoid valve of the air supply path 21 is opened, air flows into the air supply path 21 and the air branch path 22 shown in FIG. 1, the needle 15 is pushed up, and a gap is formed in the needle receiving portion 16. As a result, the spray coating apparatus 10 can inject the mold lubricating oil onto the mold 70. By this step, an oil film 80 of mold lubricating oil is formed on the inner wall surface of the mold 70.

スプレー塗布装置10の噴射ノズル19が金型70の上方に位置しなくなったときに、エアー供給路21の電磁弁を閉じる信号を圧粉体成形装置から受信する。エアー供給路21の電磁弁が閉じると、図1に記載のスプリング13の弾性力によって、ニードル15とニードル受け部16とが接触して、金型潤滑油の供給が止まる。その結果、スプレー塗布装置10による金型潤滑油の噴射が止まるようになる。   When the spray nozzle 19 of the spray coating device 10 is no longer positioned above the mold 70, a signal for closing the electromagnetic valve of the air supply path 21 is received from the green compact molding device. When the solenoid valve of the air supply path 21 is closed, the needle 15 and the needle receiving portion 16 come into contact with each other by the elastic force of the spring 13 shown in FIG. As a result, injection of the mold lubricating oil by the spray application device 10 stops.

スプレー塗布装置10から金型潤滑油を噴射するタイミングの制御方法は、上記のように、フィーダー40等の所定部位が所定位置に存在することを感知するセンサによって所定のタイミングで噴射するようにする方法が挙げられる。また、上記の方法以外にも、フィーダー40が前後に摺動する際の往復時間に基づいて所定時間ごとに噴射するようにする方法などが挙げられる。   As described above, the timing control method for injecting the mold lubricant from the spray coating apparatus 10 is to be injected at a predetermined timing by a sensor that senses that a predetermined portion such as the feeder 40 exists at a predetermined position. A method is mentioned. In addition to the above method, there is a method of injecting at predetermined intervals based on the reciprocation time when the feeder 40 slides back and forth.

[工程B]
(充填機構)
[Step B]
(Filling mechanism)

フィーダー40の外壁41が形成する枠部によって、金属粉末50は金型70の上部まで運ばれる。フィーダー40の接地面側は開口して金属粉末50の落下部を形成しているため、フィーダー40の内部にある金属粉末50の一部が、矢印50bの方向に落下して、金型70の中に充填される。   The metal powder 50 is carried to the upper part of the mold 70 by the frame portion formed by the outer wall 41 of the feeder 40. Since the grounding surface side of the feeder 40 is opened to form a falling portion of the metal powder 50, a part of the metal powder 50 inside the feeder 40 falls in the direction of the arrow 50b, and the mold 70 Filled in.

[工程C]
(擦切機構)
フィーダー40が、略平板のダイプレート60の上を、矢印40cの方向に摺動する。このとき、外壁41の枠部の前方に形成された擦切部42が、金型70に充填された金属粉末50の上方を、略平板のダイプレート60の上面に沿って擦り切る。
[Step C]
(Scraping mechanism)
The feeder 40 slides on the substantially flat die plate 60 in the direction of the arrow 40c. At this time, the scraping portion 42 formed in front of the frame portion of the outer wall 41 scrapes the upper portion of the metal powder 50 filled in the mold 70 along the upper surface of the substantially flat die plate 60.

[工程D]
(成形機構)
金型70に充填された金属粉末50は、金型70の上方向から矢印91dの方向に移動する上パンチ91、および、金型70の下方向から矢印92dの方向に移動する下パンチ92によって押圧されて、圧粉体51に成形される。
[Step D]
(Molding mechanism)
The metal powder 50 filled in the mold 70 is moved by the upper punch 91 that moves in the direction of the arrow 91d from the upper direction of the mold 70 and the lower punch 92 that moves in the direction of the arrow 92d from the lower direction of the mold 70. By being pressed, the green compact 51 is formed.

[工程E]
(抜出機構)
圧粉体51を成形した後、上パンチ91は矢印91eの方向に移動する。下パンチ92は、下パンチ92の上面がダイプレート60の上面に位置するまで、矢印92eの方向に移動して、圧粉体51をダイプレート60の上面まで移動させる。
[Step E]
(Extraction mechanism)
After molding the green compact 51, the upper punch 91 moves in the direction of the arrow 91e. The lower punch 92 moves in the direction of the arrow 92e until the upper surface of the lower punch 92 is positioned on the upper surface of the die plate 60, and moves the green compact 51 to the upper surface of the die plate 60.

(払出機構)
フィーダー40は、再び矢印40eの方向に摺動する。摺動するフィーダー40の前方に設けられた払出部43によって、圧粉体51は、矢印51eの方向に払い出される。
(Payment mechanism)
The feeder 40 slides again in the direction of the arrow 40e. The green compact 51 is paid out in the direction of the arrow 51e by the pay-out portion 43 provided in front of the sliding feeder 40.

上記工程Eの後に工程Aが再び行われて、スプレー塗布装置10から金型70に対して金型潤滑油が再び噴射される。   After the step E, the step A is performed again, and the mold lubricant is again sprayed from the spray coating apparatus 10 to the mold 70.

上記のようにフィーダー40が、工程A〜工程Eにおいて、交互に往復移動することで、繰り返し金型に金型潤滑油を塗布して、順次成形される圧粉体を払い出すことができる。   As described above, the feeder 40 reciprocates alternately in Step A to Step E, so that the mold lubricant can be repeatedly applied to the mold, and the green compacts that are sequentially formed can be dispensed.

工程A〜工程Eのサイクルは、1サイクルあたり6秒程度で行うことが可能である。そのため、本発明の金型潤滑油、スプレー塗布装置、および圧粉体成形装置を用いることにより、金型潤滑油のスプレー塗布、金型への金属粉末の充填、圧粉体の成形、圧粉体の払出しを高速で行うことができる。
<焼結体の生産>
The cycle of step A to step E can be performed in about 6 seconds per cycle. Therefore, by using the mold lubricating oil, spray coating apparatus, and green compact molding apparatus of the present invention, spray coating of mold lubricating oil, filling metal powder into the mold, compacting of green compact, compacting The body can be dispensed at high speed.
<Production of sintered body>

上記のようにして生産された圧粉体は、炉の中に多数並べて焼結することにより、焼結体とすることができる。焼結体の生産においては、工程A〜工程Eのサイクル、すなわち、金型潤滑油のスプレー塗布、金型への金属粉末の充填、圧粉体の成形、および圧粉体の払出しの工程が律速工程となる。そのため、上記工程を高速化することにより、焼結体の生産を高速化することができるようになる。   The green compacts produced as described above can be made into a sintered body by sintering a large number of them in a furnace. In the production of the sintered body, the process A to the process E cycle, that is, the steps of spray application of the mold lubricant, filling of the metal powder into the mold, molding of the green compact, and discharging of the green compact are performed. It becomes a rate-limiting process. Therefore, by speeding up the above process, the production of the sintered body can be speeded up.

なお、工程A〜工程Eのサイクルは、1サイクルあたり6秒程度で行うことが可能である反面、このサイクルが1〜3秒程度遅れるだけで、サイクルタイムが16〜50%も増加してしまう。また、工程A〜工程Eのサイクルにおいて、カジリなどのトラブルが発生すると、圧粉体の生産を継続することができなくなり、焼結体の生産に重大な支障をきたす。   In addition, although the cycle of the process A to the process E can be performed in about 6 seconds per cycle, the cycle time is increased by 16 to 50% just by delaying the cycle by about 1 to 3 seconds. . In addition, if troubles such as galling occur in the cycle of the process A to the process E, the production of the green compact cannot be continued, which causes a serious hindrance to the production of the sintered body.

そのため、工程A〜工程Eのサイクルは、数秒の遅れも生じさせず、かつ、トラブルの発生を極力抑制できる態様において行うことが好ましい。   Therefore, it is preferable to perform the cycle of process A-process E in the aspect which does not produce the delay of several seconds, and can suppress generation | occurrence | production of a trouble as much as possible.

工程A〜工程Eのサイクルにおいて、例えば、粉末の金型潤滑油を用いたり、均一でむらのない油膜を形成できない金型潤滑油を用いたり、蒸発しにくい溶剤を金型潤滑油に用いたりすると、サイクルタイムが長くなってしまったり、カジリなどのトラブルが生じたりして、焼結体の生産効率が大幅に低下する傾向にある。   In the cycle of Step A to Step E, for example, powder mold lubricant oil is used, mold lubricant oil that cannot form a uniform and uniform oil film is used, or a solvent that does not easily evaporate is used as mold lubricant oil. Then, the cycle time becomes long or troubles such as galling occur, and the production efficiency of the sintered body tends to be greatly reduced.

また、金型潤滑油のスプレー塗布と金型への金属粉末の充填との間のタイムラグ、金型への金属粉末の充填と圧粉体の成形との間のタイムラグ、または圧粉体の成形と圧粉体の払い出しとの間のタイムラグが大きくなると、サイクルタイムが長くなって、焼結体の生産効率が大幅に低下する傾向にある。   Also, time lag between spray application of mold lubricant and filling metal powder into mold, time lag between filling metal powder into mold and compacting, or compacting When the time lag between the powder and the green compact is increased, the cycle time becomes longer, and the production efficiency of the sintered body tends to be greatly reduced.

金型潤滑油は、金型と金属粉末との摩擦を低減させることができる。そのため、混合潤滑剤の配合量を減らすことができ、圧粉体の圧縮性を高めることが可能となる。金属粉末間の潤滑性の観点から、金属粉末に対する混合潤滑剤の配合量は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1以上であることがより好ましい。また、金属粉末に対する混合潤滑剤の配合量は、0.6質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.4質量%以下であることがさらに好ましく、0.3質量%以下であることが特に好ましい。金属粉末に配合する混合潤滑剤が0.05質量%未満であると、混合潤滑剤を配合した金属粉末の見掛け密度が低くなる傾向にある。また、充填から圧縮初期にかけて金属粉末が好適に再配列しにくくなるため、圧粉体の密度が上がらなくなる傾向にある。すなわち、金属粉末の粒子間の摩擦が増え、金属粉末の流動性が悪くなって、圧粉体の圧縮性が低くなる傾向にある。また、金属粉末に配合する混合潤滑剤が0.6質量%を超えると、混合潤滑剤が圧縮を阻害して圧粉体の密度が上がりにくくなる傾向にある。すなわち、混合潤滑剤が金属粉末中に残ってしまい、圧粉体の圧縮性が向上しにくくなる傾向にある。   The mold lubricant can reduce friction between the mold and the metal powder. Therefore, the blending amount of the mixed lubricant can be reduced, and the compressibility of the green compact can be improved. From the viewpoint of lubricity between the metal powders, the blending amount of the mixed lubricant with respect to the metal powder is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1 or more. Further, the blending amount of the mixed lubricant with respect to the metal powder is preferably 0.6% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.4% by mass or less. The content is particularly preferably 0.3% by mass or less. When the mixed lubricant blended in the metal powder is less than 0.05% by mass, the apparent density of the metal powder blended with the mixed lubricant tends to be low. In addition, since the metal powder is preferably difficult to rearrange from filling to the initial stage of compression, the density of the green compact tends to not increase. That is, the friction between the particles of the metal powder is increased, the fluidity of the metal powder is deteriorated, and the compressibility of the green compact tends to be lowered. Moreover, when the mixed lubricant mix | blended with a metal powder exceeds 0.6 mass%, it exists in the tendency for a mixed lubricant to inhibit compression and to raise the density of a green compact. That is, the mixed lubricant remains in the metal powder, and the compressibility of the green compact tends to be difficult to improve.

混合潤滑剤の種類は、特に限定されないが、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム等の金属石鹸、ステアリン酸アミド、ステアリン酸ビスアミド、エチレンビスステアロアミドなどのアミド系潤滑剤などが挙げられる。   The type of the mixed lubricant is not particularly limited, and examples thereof include metal soaps such as zinc stearate and lithium stearate, and amide lubricants such as stearamide, stearic acid bisamide, and ethylene bisstearamide.

本発明の金型潤滑油のように、乾燥しやすく、微量の塗布で、均一でむらのない油膜を形成できる金型潤滑油を用いることによって、金型と金属粉末との間の潤滑性を維持することが可能となり、また、カジリを防止する効果も高くなる。そのため、金属粉末に混合する混合潤滑剤の量を75%程度削減することができる。その結果、圧粉体の成形工程において金型に金属粉末を充填する際、金属粉末の流動性を維持することが可能となる。また、圧粉体が緻密になるため、圧粉体の密度が向上する傾向にある。さらに、焼結時に混合潤滑剤が除去されることによって生じる空隙を最小限に抑えることができるため、最終的な焼結体の密度を高くすることができる。   Like the mold lubricant of the present invention, the lubricity between the mold and the metal powder can be improved by using a mold lubricant that is easy to dry and can form a uniform and uniform oil film with a small amount of coating. It can be maintained, and the effect of preventing galling is also enhanced. Therefore, the amount of the mixed lubricant mixed with the metal powder can be reduced by about 75%. As a result, the fluidity of the metal powder can be maintained when the metal powder is filled into the mold in the green compact molding step. Further, since the green compact becomes dense, the density of the green compact tends to be improved. Furthermore, since voids generated by removing the mixed lubricant during sintering can be minimized, the density of the final sintered body can be increased.

密度の高い焼結体は、回転曲げ疲労強度、圧環強度、寸法精度、引張り強度、硬さ、または耐摩耗性などにおいて、優れた物性を有するものとなる。   A sintered body having a high density has excellent physical properties in terms of rotational bending fatigue strength, crushing strength, dimensional accuracy, tensile strength, hardness, or wear resistance.

そのため、密度の高い焼結体は、例えば、電動工具に用いられる減速機構の歯車やクラッチ部品、自動車や家電分野に多く採用されている電磁材などに好適に用いることができる。   Therefore, a sintered body having a high density can be suitably used for, for example, gears and clutch parts of a reduction mechanism used for electric tools, electromagnetic materials that are widely used in the field of automobiles and home appliances, and the like.

以下に、実施例および比較例を用いて、本発明の金型潤滑油について詳細に説明する。なお、この発明は、以下の実施例そのままに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更には、異なる実施形態となるよう構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Hereinafter, the mold lubricating oil of the present invention will be described in detail using Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. Some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, the constituent elements may be appropriately combined so as to be different embodiments.

(実施例1)
<金型潤滑油の生産>
炭化水素溶剤としての溶剤G(エクソンモービル社製、Isoper−G;炭素数9〜12のイソアルカン混合物)90質量%、および油性向上剤A(信越化学工業株式会社製、X22−1877;変性シリコーン)10質量%を混合することで、金型潤滑油を得た。
Example 1
<Production of mold lubricant>
Solvent G as hydrocarbon solvent (ExxonMobil, Isoper-G; isoalkane mixture having 9 to 12 carbon atoms) 90% by mass, and oiliness improver A (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., X22-1877; modified silicone) A mold lubricating oil was obtained by mixing 10% by mass.

(実施例2〜4および比較例1〜5)
表3に示す組成で、炭化水素溶剤と、油性向上剤または極圧剤を配合した以外は、実施例1と同様にして、金型潤滑油を作製した。なお、用いた炭化水素溶剤、油性向上剤、極圧剤は、表1または2に示すとおりである。
(Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 5)
A mold lubricating oil was prepared in the same manner as in Example 1 except that a hydrocarbon solvent and an oiliness improver or extreme pressure agent were blended with the composition shown in Table 3. The hydrocarbon solvent, oiliness improver, and extreme pressure agent used are as shown in Table 1 or 2.

Figure 2017018365
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Figure 2017018365
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<金型潤滑油の動粘度の測定>
実施例または比較例で得られた金型潤滑油をウベローデ粘度計(吉田科学器械株式会社
製、U−1B−255)に規定量流し入れ、40℃に保った恒温槽中で鉛直にして10分間静置した。潤滑油のメニスカス(液面の屈曲)が測時標線EからFまで通過する時間(秒数)をストップウォッチで計測し、この計測値(秒数)と使用したウベローデ粘度計の粘度計定数(固有値)を掛け合わせることによって、金型潤滑油の動粘度を測定した。金型潤滑油の動粘度の測定結果を表3に示す。
<Measurement of kinematic viscosity of mold lubricant>
The mold lubricant obtained in the examples or comparative examples was poured into a Ubbelohde viscometer (U-1B-255, manufactured by Yoshida Scientific Instruments Co., Ltd.) and vertically placed in a constant temperature bath maintained at 40 ° C. for 10 minutes. Left to stand. Measure the time (seconds) that the lubricant meniscus (bending of the liquid level) passes from the time mark E to F with a stopwatch, and the measured value (seconds) and the viscometer constant of the Ubbelohde viscometer used The kinematic viscosity of the mold lubricant was measured by multiplying (inherent value). Table 3 shows the measurement results of the kinematic viscosity of the mold lubricant.

<金型潤滑油の破断時間の測定>
実施例または比較例で得られた金型潤滑油0.03gを試験片(SPCC)に塗り、摩擦摩耗試験機を用いて試験を行った。摩擦摩耗試験機であるフリクションプレーヤは、株式会社製のFPR−2100を用いた。また、試験片に対する摩擦係数を測定するために、往復速度42.9cpm、往復幅35mm、SUJ−2製の圧子に温度50℃、荷重3000gの条件で、摩擦係数が0.8を超えるまでに要した時間を破断時間として、金型潤滑油の破断時間を測定した。破断時間の測定結果を表3に示す。
<Measurement of fracture time of mold lubricant>
0.03 g of the mold lubricant obtained in the examples or comparative examples was applied to a test piece (SPCC), and the test was performed using a friction and wear tester. FPR-2100 manufactured by Co., Ltd. was used as a friction player as a friction and wear tester. In addition, in order to measure the coefficient of friction against the test piece, the reciprocating speed is 42.9 cpm, the reciprocating width is 35 mm, the temperature is 50 ° C., the load is 3000 g, and the friction coefficient exceeds 0.8 on a SUJ-2 indenter. The required time was taken as the breaking time, and the breaking time of the mold lubricant was measured. Table 3 shows the measurement results of the breaking time.

<金型潤滑油の平均動摩擦係数の測定>
実施例または比較例で得られた金型潤滑油0.03gを試験片(SPCC)に塗り、摩擦摩耗試験機を用いて試験を行った。摩擦摩耗試験機であるフリクションプレーヤは、株式会社レスカ製のFPR−2100を用いた。また、試験片に対する摩擦を測定するために、温度100℃、荷重3000gの条件下で、SUJ−2製の圧子に、往復幅35mm、往復速度42.9cpmの直線往復運動をさせた。圧子を20往復させた時の動摩擦係数の平均値を平均動摩擦係数とした。なお、停止条件は、圧子を20往復させるのに要する時間が20秒となる条件とした。平均動摩擦係数の測定結果を表3に示す。
<Measurement of average dynamic friction coefficient of mold lubricant>
0.03 g of the mold lubricant obtained in the examples or comparative examples was applied to a test piece (SPCC), and the test was performed using a friction and wear tester. As a friction player which is a friction and wear tester, FPR-2100 manufactured by Resuka Co., Ltd. was used. In order to measure the friction against the test piece, a SUJ-2 indenter was subjected to a linear reciprocating motion with a reciprocating width of 35 mm and a reciprocating speed of 42.9 cpm under the conditions of a temperature of 100 ° C. and a load of 3000 g. The average value of the dynamic friction coefficient when the indenter was reciprocated 20 times was defined as the average dynamic friction coefficient. The stop condition was such that the time required to reciprocate the indenter 20 times was 20 seconds. Table 3 shows the measurement results of the average dynamic friction coefficient.

<金型潤滑油の潤滑性の評価>
金型潤滑油の潤滑性を、「優」、「良」、「不可」の順に、以下のような基準で三段階に評価した。金型潤滑油の潤滑性の評価結果を表3に示す。
優:破断時間が150秒以上
良:破断時間が50秒以上150秒未満
不可:破断時間が50秒未満または計測不能
<Evaluation of lubricity of mold lubricant>
The lubricity of the mold lubricant was evaluated in three stages in the order of “excellent”, “good”, and “impossible” according to the following criteria. Table 3 shows the evaluation results of the lubricity of the mold lubricant.
Excellent: Break time is 150 seconds or more Good: Break time is 50 seconds or more and less than 150 seconds Impossible: Break time is less than 50 seconds or cannot be measured

<金型潤滑油の安全性の評価>
金型潤滑油の安全性を、溶剤の引火性を考慮して、「優」、「良」、「不可」の順に、以下のような基準で三段階に評価した。金型潤滑油の安全性の評価結果を表3に示す。なお、主成分とは、組成成分のうち、最も含有割合が多いものを意味する。
優:主成分の引火点が95℃以上
良:主成分の引火点が30℃を超え95℃未満
不可:主成分の引火点が30℃以下
<Evaluation of safety of mold lubricant>
In consideration of the flammability of the solvent, the safety of the mold lubricant was evaluated in three stages in the order of “excellent”, “good”, and “impossible”. Table 3 shows the safety evaluation results of the mold lubricant. In addition, a main component means what has the largest content rate among composition components.
Excellent: The flash point of the main component is 95 ° C. or higher. Good: The flash point of the main component is higher than 30 ° C. and lower than 95 ° C. No: The flash point of the main component is 30 ° C. or lower.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

実施例1〜4で得られた金型潤滑油は、いずれも破断時間が長く、平均動摩擦係数が低いものであり、潤滑性能が良好であった。また、動粘度も好適であり、スプレーによる微量塗布に好適な金型潤滑油であった。   The mold lubricants obtained in Examples 1 to 4 all had a long fracture time, a low average dynamic friction coefficient, and good lubrication performance. Moreover, kinematic viscosity was also suitable, and it was a mold lubricating oil suitable for a small amount of application by spraying.

比較例1で得られた金型潤滑油は、溶剤Eの乾燥が早く、潤滑膜の形成が早かったため、潤滑性の評価は「優」とした。しかし、溶剤Eの引火点が−24℃であることから、金型潤滑油が引火しやすく危険であるため、安全性の評価は「不可」とした。   The mold lubricating oil obtained in Comparative Example 1 was evaluated as “excellent” because the solvent E dried quickly and formed a lubricating film. However, since the flash point of the solvent E is −24 ° C., the mold lubricant is flammable and dangerous, and thus the safety evaluation is “impossible”.

比較例2で得られた金型潤滑油は、破断時間が短く、平均動摩擦係数が高いものであり、潤滑性能が不良であった。比較例4で得られた金型潤滑油は、乾燥性が低く、均一な油膜を形成することができなかった。比較例3または5で得られた金型潤滑油は、動粘度が高く、スプレーによる微量塗布をすることができなかった。   The mold lubricant obtained in Comparative Example 2 had a short fracture time, a high average dynamic friction coefficient, and poor lubrication performance. The mold lubricant obtained in Comparative Example 4 had a low drying property and could not form a uniform oil film. The mold lubricant obtained in Comparative Example 3 or 5 had a high kinematic viscosity and could not be applied in a small amount by spraying.

(生産例1〜4)
<金属粉末と混合潤滑剤の混合>
Fe−Ni−Cu−Mo系の部分拡散合金粉約99部にカーボン粉末約1部を添加した金属粉末に、混合潤滑剤として市販のステアリン酸亜鉛を表4に示す割合となるように混合して、混合潤滑剤が配合された金属粉末を作製した。なお、本生産例で用いたFe−Ni−Cu−Mo系の部分拡散合金粉とは、鉄を主成分とする粉末状の混合物であり、該混合物中に、ニッケル1〜5重量%、銅1〜3重量%、モリブデン0.1〜1.0重量%、および炭素0.2〜1.5重量%を含む混合物である。
(Production Examples 1-4)
<Mixing of metal powder and mixed lubricant>
To a metal powder obtained by adding about 1 part of carbon powder to about 99 parts of Fe-Ni-Cu-Mo based partial diffusion alloy powder, commercially available zinc stearate as a mixed lubricant was mixed so as to have a ratio shown in Table 4. Thus, a metal powder containing a mixed lubricant was prepared. The Fe—Ni—Cu—Mo based partial diffusion alloy powder used in this production example is a powdery mixture containing iron as a main component. In the mixture, 1 to 5% by weight of nickel, copper 1 to 3% by weight, molybdenum 0.1 to 1.0% by weight, and carbon 0.2 to 1.5% by weight.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

<金属粉末の流動度の測定>
生産例1〜4で得られた金属粉末の流動度を、JIS Z2502に基づいて測定した。流動度の測定結果を表5に示す。
<Measurement of fluidity of metal powder>
The fluidity of the metal powder obtained in Production Examples 1 to 4 was measured based on JIS Z2502. Table 5 shows the measurement results of the fluidity.

<金属粉末の見掛け密度の測定>
生産例1〜4で得られた金属粉末の見掛け密度を、JIS Z2504に基づいて測定した。見掛け密度の測定結果を表5に示す。
<Measurement of apparent density of metal powder>
The apparent density of the metal powder obtained in Production Examples 1 to 4 was measured based on JIS Z2504. Table 5 shows the apparent density measurement results.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

流動度と見掛け密度を総合的に判断すると、混合潤滑剤の配合量は0.6質量%以下であることが好ましい。ただし、混合潤滑剤の配合量が0質量%であると、見掛け密度が低くなり、圧粉体の密度が上がりにくくなる恐れがある。よって、金属粉末に混合潤滑剤0.05〜0.6質量%を配合しておくことが好ましいといえる。また、金属粉末に混合潤滑剤0.1〜0.6質量%を配合しておくことがより好ましく、混合潤滑剤0.1〜0.4質量%を配合しておくことがさらに好ましい。   When the fluidity and the apparent density are comprehensively determined, the blending amount of the mixed lubricant is preferably 0.6% by mass or less. However, if the blending amount of the mixed lubricant is 0% by mass, the apparent density is lowered, and the density of the green compact may be difficult to increase. Therefore, it can be said that it is preferable to add 0.05 to 0.6% by mass of the mixed lubricant to the metal powder. Moreover, it is more preferable to mix | blend 0.1-0.6 mass% of mixed lubricants with a metal powder, and it is still more preferable to mix | blend 0.1-0.4 mass% of mixed lubricants.

<圧粉体の成形>
実施例1で得られた金型潤滑油を、図1に記載のスプレー塗布装置を用いて、直径16cm×深さ30cmの金型に0.1ml噴射して塗布した。スプレー塗布装置のノズル先端から金型までのガン距離は3mmとした。
<Green compact molding>
The mold lubricant obtained in Example 1 was applied by spraying 0.1 ml onto a mold having a diameter of 16 cm and a depth of 30 cm using the spray coating apparatus shown in FIG. The gun distance from the nozzle tip of the spray coating device to the mold was 3 mm.

なお、上記スプレー塗布装置においては、給油孔の周囲にエアー供給孔が6ヶ所設けられている。エアー供給孔と給油孔とは互いにねじれの位置に配置され、1つのエアー供給孔を含む略平面に対して垂直な向きから測定したエアー供給孔と給油孔との成す角は30度となっている。すなわち、1つのエアー供給孔のエアー供給路側の端部が給油孔に重なるように見える位置から、該エアー供給孔および給油孔を見た場合に、該エアー供給孔と給油孔との成す角は30度となっている。また、ニードル受け孔とニードル先端部との嵌合部位においては、ニードル受け孔の直径が0.65mm、ニードル先端部の直径が0.8mmであり、ニードル受け孔の直径とニードル先端部の直径との差が0.075mmである。ニードル傾斜部における略円錐台状の傾斜部の成す角は25度となっており、ニードル受け部における略円錐台状の傾斜部の成す角は、ニードル傾斜部における略円錐台状の傾斜部の成す角に対して−2度となっている。   In the spray coating apparatus, six air supply holes are provided around the oil supply hole. The air supply hole and the oil supply hole are arranged at twisted positions, and the angle formed by the air supply hole and the oil supply hole measured from a direction perpendicular to a substantially plane including one air supply hole is 30 degrees. Yes. That is, when the air supply hole and the oil supply hole are viewed from the position where the end on the air supply path side of one air supply hole appears to overlap the oil supply hole, the angle formed by the air supply hole and the oil supply hole is It is 30 degrees. Further, in the fitting portion between the needle receiving hole and the needle tip, the diameter of the needle receiving hole is 0.65 mm, the diameter of the needle tip is 0.8 mm, the diameter of the needle receiving hole and the diameter of the needle tip The difference is 0.075 mm. The angle formed by the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle inclined portion is 25 degrees, and the angle formed by the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle receiving portion is the angle of the substantially truncated cone-shaped inclined portion in the needle inclined portion. It is -2 degrees with respect to the formed angle.

図3に記載の圧粉体成形装置を用いて、生産例1で得られた金属粉末を金型に充填し、40℃で圧粉体の成形を行った。圧粉体の成形時の負荷圧力は1000MPaとした。   Using the green compact forming apparatus shown in FIG. 3, the metal powder obtained in Production Example 1 was filled in a mold, and the green compact was molded at 40 ° C. The load pressure at the time of compacting the green compact was 1000 MPa.

金型潤滑油の噴射から圧粉体の払い出しまでに要した時間、すなわち、サイクルタイムは平均6秒であった。   The time required from the injection of the mold lubricating oil to the discharge of the green compact, that is, the cycle time was 6 seconds on average.

<圧粉体の圧縮性の測定>
圧粉体の圧縮性を、JPMA P09(日本粉末冶金工業会規格)に基づいて測定した。圧粉体の圧縮性の測定結果を表6に示す。
<Measurement of compressibility of green compact>
The compressibility of the green compact was measured based on JPMA P09 (Japan Powder Metallurgy Industry Association Standard). Table 6 shows the measurement results of the compressibility of the green compact.

<押し出し開始時のプレス荷重の測定>
押し出し開始時のプレス荷重は、図3に記載の圧粉体成形装置の下パンチが、圧粉体を押し上げる際の圧力を計測することにより測定した。押し出し開始時のプレス荷重の測定結果を表6に示す。
<Measurement of press load at the start of extrusion>
The press load at the start of extrusion was measured by measuring the pressure when the lower punch of the green compact molding apparatus shown in FIG. 3 pushes up the green compact. Table 6 shows the measurement results of the press load at the start of extrusion.

<圧粉体の抜き圧の測定>
圧粉体の抜き圧を、JPMA P13(日本粉末冶金工業会規格)に基づいて測定した。圧粉体の抜き圧の測定結果を表6に示す。
<Measurement of compaction pressure>
The punching pressure of the green compact was measured based on JPMA P13 (Japan Powder Metallurgy Industry Association Standard). Table 6 shows the measurement results of the punching pressure of the green compact.

(実施例5〜8)
表6に示す組成で、炭化水素溶剤と、油性向上剤または極圧剤を配合した以外は、実施例1と同様にして、金型潤滑油を作製した。金型潤滑油の作製に用いた炭化水素溶剤、油性向上剤、極圧剤は、表1または2に示すとおりである。また、実施例1と同様の方法で圧粉体を成形し、各種物性評価を行った。実施例5〜8で得られた金型潤滑油の組成および各種物性の評価結果を表6に示す。
(Examples 5 to 8)
A mold lubricating oil was produced in the same manner as in Example 1 except that a hydrocarbon solvent and an oiliness improver or extreme pressure agent were blended with the composition shown in Table 6. The hydrocarbon solvent, oiliness improver, and extreme pressure agent used in the production of the mold lubricant are as shown in Table 1 or 2. In addition, a green compact was molded by the same method as in Example 1, and various physical properties were evaluated. Table 6 shows the compositions of the mold lubricants obtained in Examples 5 to 8 and the evaluation results of various physical properties.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

極圧剤Aを配合しなかった実施例1と比較して、極圧剤Aを0.1質量%配合した実施例5では、圧粉体の圧縮性や抜き圧は実施例1と同程度であったが、極圧剤Aを0.5質量%配合した実施例6では、実施例1や実施例5と比較して抜き圧が低くなった。   Compared with Example 1 in which the extreme pressure agent A was not blended, in Example 5 in which the extreme pressure agent A was blended in an amount of 0.1% by mass, the compressibility and punching pressure of the green compact were about the same as in Example 1. However, in Example 6 in which 0.5% by mass of the extreme pressure agent A was blended, the punching pressure was lower than in Example 1 and Example 5.

溶剤として溶剤Gのみを用いた実施例5と比較して、溶剤として溶剤Gと溶剤Iを等量ずつ用いた実施例7では、抜き圧が高くなった。溶剤として溶剤Gのみを用いた実施例5と比較して、溶剤として溶剤Iのみを用いた実施例8でも、抜き圧は高くなった。   Compared with Example 5 using only solvent G as a solvent, in Example 7 using equal amounts of solvent G and solvent I as solvents, the release pressure was higher. Compared with Example 5 using only the solvent G as a solvent, also in Example 8 using only the solvent I as a solvent, the extraction pressure became high.

以下で、実施例1で得られた金型潤滑油を用いて、または用いずに、様々な条件で圧粉体を成形した場合の参考例を示す。   Below, the reference example at the time of shape | molding a green compact on various conditions with or without using the metal mold | die lubricating oil obtained in Example 1 is shown.

(参考例1)
圧粉体の成形時の負荷圧力を400MPaとし、金型潤滑油を塗布しなかった以外は、実施例1と同様の方法で圧粉体を成形した。
(Reference Example 1)
The green compact was molded in the same manner as in Example 1 except that the load pressure at the time of molding the green compact was 400 MPa and the mold lubricant was not applied.

(参考例2)
実施例1で得られた金型潤滑油を実施例1と同様の方法で金型に0.1ml塗布した以外は、参考例1と同様の方法で圧粉体を成形した。
(Reference Example 2)
A green compact was molded in the same manner as in Reference Example 1 except that 0.1 ml of the mold lubricant obtained in Example 1 was applied to the mold in the same manner as in Example 1.

(参考例3)
生産例1で得られた金属粉末を用いる代わりに、生産例2で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例1と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 3)
A green compact was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that the metal powder obtained in Production Example 2 was used instead of the metal powder obtained in Production Example 1.

(参考例4)
生産例1で得られた金属粉末を用いる代わりに、生産例2で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例2と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 4)
A green compact was formed in the same manner as in Reference Example 2 except that the metal powder obtained in Production Example 2 was used instead of the metal powder obtained in Production Example 1.

(参考例5)
圧粉体の成形時の負荷圧力を600MPaとした以外は、参考例3と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 5)
The green compact was molded by the same method as in Reference Example 3 except that the load pressure at the time of compacting the green compact was 600 MPa.

(参考例6)
圧粉体の成形時の負荷圧力を600MPaとした以外は、参考例4と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 6)
The green compact was molded by the same method as in Reference Example 4 except that the load pressure at the time of compacting the green compact was 600 MPa.

参考例1〜6で得られた圧粉体の圧縮性、および圧粉体を成形する際の抜き圧について、実施例1と同様の方法で測定を行った。圧縮性および抜き圧の測定結果を表7に示す。   The compressibility of the green compacts obtained in Reference Examples 1 to 6 and the punching pressure when molding the green compacts were measured in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the measurement results of compressibility and punching pressure.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

参考例1と参考例2は、混合潤滑剤の配合量を0質量%として、負荷圧力を400MPaとした場合について、金型潤滑油を塗布したときと、塗布しなかったときの圧縮性および抜き圧を比較している。金型潤滑油を塗布しなかった参考例1の圧縮性(6.26g/cm)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例2の圧縮性(6.42g/cm)は高くなった。また、金型潤滑油を塗布しなかった参考例1の抜き圧(31.56MPa)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例2の抜き圧(16.46MPa)は大幅に低くなった。In Reference Example 1 and Reference Example 2, in the case where the blending amount of the mixed lubricant is 0 mass% and the load pressure is 400 MPa, the compressibility and the unloading when the mold lubricant is applied and when it is not applied are as follows. The pressure is being compared. Compared to the compressibility (6.26 g / cm 3 ) of Reference Example 1 in which the mold lubricant was not applied, the compressibility (6.42 g / cm 3 ) of Reference Example 2 to which the mold lubricant was applied was It became high. Further, the extraction pressure (16.46 MPa) of Reference Example 2 in which the mold lubricant was applied was significantly lower than the extraction pressure (31.56 MPa) of Reference Example 1 in which the mold lubricant was not applied. It was.

参考例3と参考例4は、混合潤滑剤の配合量を0.2質量%として、負荷圧力を400MPaとした場合について、金型潤滑油を塗布したときと、塗布しなかったときの圧縮性および抜き圧を比較している。金型潤滑油を塗布しなかった参考例3の圧縮性(6.49g/cm)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例4の圧縮性(6.54g/cm)は高くなった。また、金型潤滑油を塗布しなかった参考例3の抜き圧(16.39MPa)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例4の抜き圧(14.16MPa)は低くなった。In Reference Example 3 and Reference Example 4, in the case where the blending amount of the mixed lubricant is 0.2% by mass and the load pressure is 400 MPa, compressibility when the mold lubricant is applied and when it is not applied And the extraction pressure are compared. Compared compressibility of Reference Example 3 to the mold lubricant was not applied with (6.49g / cm 3), the compressibility of the Reference Example 4 was applied to the mold lubricant (6.54 g / cm 3) is It became high. Moreover, the extraction pressure (14.16 MPa) of Reference Example 4 in which the mold lubricant was applied was lower than the extraction pressure (16.39 MPa) in Reference Example 3 in which the mold lubricant was not applied.

参考例5と参考例6は、混合潤滑剤の配合量を0.2質量%として、負荷圧力を600MPaとした場合について、金型潤滑油を塗布したときと、塗布しなかったときの圧縮性および抜き圧を比較している。金型潤滑油を塗布しなかった参考例5の圧縮性(6.93g/cm)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例6の圧縮性(7.0g/cm)は高くなった。また、金型潤滑油を塗布しなかった参考例5の抜き圧(32.08MPa)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例6の抜き圧(27.17MPa)は低くなった。Reference Example 5 and Reference Example 6 have compressibility when the mold lubricant is applied and when it is not applied when the blending amount of the mixed lubricant is 0.2 mass% and the load pressure is 600 MPa. And the extraction pressure are compared. Compared with the compressibility (6.93 g / cm 3 ) of Reference Example 5 in which the mold lubricant was not applied, the compressibility (7.0 g / cm 3 ) of Reference Example 6 in which the mold lubricant was applied was It became high. Moreover, the extraction pressure (27.17 MPa) of Reference Example 6 to which the mold lubricant was applied was lower than the extraction pressure (32.08 MPa) of Reference Example 5 to which the mold lubricant was not applied.

以上のように、金型潤滑油を塗布した場合は、圧縮性が高くなり、かつ、抜き圧が低減されて、良好な結果が得られた。   As described above, when the mold lubricant was applied, the compressibility became high and the punching pressure was reduced, and good results were obtained.

(参考例7)
圧粉体の成形時の負荷圧力を800MPaとした以外は、参考例5と同様の方法で圧粉体の成形を行ったが、金型潤滑油を塗布していなかったため、カジリを起こしてしまい、圧粉体を高密度化することができなかった。
(Reference Example 7)
The green compact was molded in the same manner as in Reference Example 5 except that the load pressure at the time of molding the green compact was set to 800 MPa. However, since the mold lubricant was not applied, galling was caused. The green compact could not be densified.

(参考例8)
圧粉体の成形時の負荷圧力を800MPaとした以外は、参考例6と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 8)
The green compact was molded by the same method as in Reference Example 6 except that the load pressure at the time of compacting the green compact was 800 MPa.

(参考例9)
圧粉体の成形時の負荷圧力を1000MPaとした以外は、参考例6と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 9)
The green compact was molded by the same method as in Reference Example 6 except that the load pressure at the time of compacting the green compact was 1000 MPa.

(参考例10)
圧粉体の成形時の負荷圧力を1200MPaとした以外は、参考例6と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 10)
The green compact was molded in the same manner as in Reference Example 6 except that the load pressure at the time of compacting the green compact was 1200 MPa.

参考例7〜10で得られた圧粉体の圧縮性、および圧粉体を成形する際の抜き圧について、参考例1と同様の方法で測定を行った。圧縮性および抜き圧の測定結果を表8に示す。   The compressibility of the green compacts obtained in Reference Examples 7 to 10 and the punching pressure when molding the green compacts were measured in the same manner as in Reference Example 1. Table 8 shows the measurement results of compressibility and extraction pressure.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

金型潤滑油を塗布しなかった参考例7のように、負荷圧力が800MPaになると、カジリが発生してしまった。一方、金型潤滑油を塗布した参考例8〜10では、負荷圧力を高くするにつれて圧縮性も高くなり、カジリ等を生じることなく圧粉体を成形することができた。   As in Reference Example 7 in which the mold lubricant was not applied, galling occurred when the load pressure reached 800 MPa. On the other hand, in Reference Examples 8 to 10 in which the mold lubricant was applied, the compressibility increased as the load pressure was increased, and the green compact could be formed without causing galling or the like.

特に、負荷圧力1200MPaの参考例10では、連続して200回成形を行っても、カジリを生じることなく、圧縮性を7.5g/cmまで高めることができた。In particular, in Reference Example 10 with a load pressure of 1200 MPa, compressibility could be increased to 7.5 g / cm 3 without causing galling even if molding was performed 200 times continuously.

(参考例11)
金属粉末に配合する混合潤滑剤の量を0.5質量%とし、圧縮性が7.2g/cm以上となる負荷圧力を加えた以外は、参考例7と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 11)
The green compact was prepared in the same manner as in Reference Example 7 except that the amount of the mixed lubricant blended in the metal powder was 0.5% by mass, and a load pressure at which the compressibility was 7.2 g / cm 3 or more was applied. Molding was performed.

(参考例12)
金属粉末に配合する混合潤滑剤の量を0.5質量%とし、圧縮性が7.2g/cm以上となる負荷圧力を加えた以外は、参考例8と同様の方法で圧粉体の成形を行った。
(Reference Example 12)
The green compact was prepared in the same manner as in Reference Example 8 except that the amount of the mixed lubricant blended in the metal powder was 0.5 mass% and a load pressure at which the compressibility was 7.2 g / cm 3 or more was applied. Molding was performed.

参考例11および12で得られた圧粉体の圧縮性、および圧粉体を成形する際の抜き圧について、参考例1と同様の方法で測定を行った。圧縮性および抜き圧の測定結果を表9に示す。   The compressibility of the green compacts obtained in Reference Examples 11 and 12 and the punching pressure when molding the green compacts were measured in the same manner as in Reference Example 1. Table 9 shows the measurement results of compressibility and extraction pressure.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

参考例11および参考例12の密度が7.2以上となる負荷圧力は、金型塗布していない参考例11と金型塗布した参考例12とで、さほど差が生じなかった。一方、金型塗布していない参考例11の抜き圧(27MPa)と比較して、金型潤滑油を塗布した参考例12の抜き圧(17MPa)は低減した。このことから、金型潤滑油を塗布することにより、抜き圧を低減できることが確認できた。   The load pressure at which the density of Reference Example 11 and Reference Example 12 was 7.2 or higher was not significantly different between Reference Example 11 where the mold was not applied and Reference Example 12 where the mold was applied. On the other hand, the extraction pressure (17 MPa) of Reference Example 12 in which the mold lubricant was applied was reduced compared to the extraction pressure (27 MPa) of Reference Example 11 in which the mold was not applied. From this, it was confirmed that the punching pressure can be reduced by applying the mold lubricant.

<焼結体の生産>
(参考例13)
参考例4において得られた圧粉体を、還元雰囲気中1100℃で30分間焼結して、焼結体を得た。
<Production of sintered body>
(Reference Example 13)
The green compact obtained in Reference Example 4 was sintered at 1100 ° C. for 30 minutes in a reducing atmosphere to obtain a sintered body.

<焼結体の密度の測定>
得られた焼結体の密度を、JIS Z 2501に基づいて測定した。密度の測定結果を表10に示す。
<Measurement of density of sintered body>
The density of the obtained sintered body was measured based on JIS Z 2501. Table 10 shows the measurement results of the density.

<焼結体の圧環強度の測定>
得られた焼結体の圧環強度を、JIS Z 2507に基づいて測定した。圧環強度の測定結果を表10に示す。
<Measurement of crushing strength of sintered body>
The crushing strength of the obtained sintered body was measured based on JIS Z 2507. Table 10 shows the measurement results of the crushing strength.

<焼結時のガス量の測定>
焼結時に発生したガス量を、日本金属化学株式会社製ボーカルマスを使用して、ビルドアップ方式にて測定した。ガス量の推定値を表10に示す。
<Measurement of gas amount during sintering>
The amount of gas generated during sintering was measured by a build-up method using vocal mass manufactured by Nippon Metal Chemical Co., Ltd. Table 10 shows the estimated gas amount.

(参考例14)
参考例6において得られた圧粉体を用いた以外は、参考例13と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例13と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 14)
The green compact was molded in the same manner as in Reference Example 13 except that the green compact obtained in Reference Example 6 was used. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 13 to obtain a sintered body.

(参考例15)
参考例8において得られた圧粉体を用いた以外は、参考例13と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例13と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 15)
The green compact was molded in the same manner as in Reference Example 13 except that the green compact obtained in Reference Example 8 was used. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 13 to obtain a sintered body.

(参考例16)
参考例9において得られた圧粉体を用いた以外は、参考例13と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例13と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 16)
The green compact was molded in the same manner as in Reference Example 13 except that the green compact obtained in Reference Example 9 was used. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 13 to obtain a sintered body.

(参考例17)
生産例1で得られた金属粉末に代えて、生産例4で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例13と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例13と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 17)
A green compact was formed in the same manner as in Reference Example 13 except that the metal powder obtained in Production Example 4 was used in place of the metal powder obtained in Production Example 1. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 13 to obtain a sintered body.

(参考例18)
生産例1で得られた金属粉末に代えて、生産例4で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例14と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例14と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 18)
A green compact was molded in the same manner as in Reference Example 14 except that the metal powder obtained in Production Example 4 was used in place of the metal powder obtained in Production Example 1. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 14 to obtain a sintered body.

(参考例19)
生産例1で得られた金属粉末に代えて、生産例4で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例15と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例15と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 19)
A green compact was formed in the same manner as in Reference Example 15 except that the metal powder obtained in Production Example 4 was used instead of the metal powder obtained in Production Example 1. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 15 to obtain a sintered body.

(参考例20)
生産例1で得られた金属粉末に代えて、生産例4で得られた金属粉末を用いた以外は、参考例16と同様の方法で圧粉体の成形を行った。そして、得られた圧粉体を参考例16と同様の方法で焼結して焼結体を得た。
(Reference Example 20)
A green compact was formed in the same manner as in Reference Example 16 except that the metal powder obtained in Production Example 4 was used instead of the metal powder obtained in Production Example 1. The obtained green compact was sintered by the same method as in Reference Example 16 to obtain a sintered body.

参考例14〜20で得られた焼結体の密度、圧環強度、およびガス量推定値を参考例13と同様の方法で測定した。参考例14〜20で得られた焼結体の密度、圧環強度、およびガス量推定値の測定結果を表10に示す。   The density, crushing strength, and estimated gas amount of the sintered bodies obtained in Reference Examples 14 to 20 were measured in the same manner as in Reference Example 13. Table 10 shows the measurement results of the density, the crushing strength, and the estimated gas amount of the sintered bodies obtained in Reference Examples 14 to 20.

Figure 2017018365
Figure 2017018365

10 スプレー塗布装置
11 油量調節つまみ
12 スプリング室
13 スプリング
14 固定リング
15 ニードル
15S ニードル細径部
15L ニードル太径部
15T ニードル先端部
15I ニードル傾斜部
16 ニードル受け
16S ニードル受け部
16P ニードル受け孔
18 スプレー本体
19 噴射ノズル
20 噴射ノズルキャップ
21 エアー供給路
22 エアー分岐路
23 エアー供給孔
24 エアー噴射溝
31 油供給ホース
32 油供給管
33 給油孔
40 フィーダー
41 外壁
42 擦切部
43 払出部
50 金属粉末
51 圧粉体
60 ダイプレート
70 金型
80 油膜
91 上パンチ
92 下パンチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spray application apparatus 11 Oil quantity adjustment knob 12 Spring chamber 13 Spring 14 Fixing ring 15 Needle 15S Needle thin diameter part 15L Needle large diameter part 15T Needle tip part 15I Needle inclination part 16 Needle receiving part 16S Needle receiving part 16P Needle receiving hole 18 Spray Main body 19 Injection nozzle 20 Injection nozzle cap 21 Air supply path 22 Air branch path 23 Air supply hole 24 Air injection groove 31 Oil supply hose 32 Oil supply pipe 33 Oil supply hole 40 Feeder 41 Outer wall 42 Scraping part 43 Discharge part 50 Metal powder 51 Pressure Powder 60 Die plate 70 Mold 80 Oil film 91 Upper punch 92 Lower punch

Claims (15)

炭素数7〜18の炭化水素溶剤と、油性向上剤または極圧剤を含む、金型潤滑油。 A mold lubricant containing a hydrocarbon solvent having 7 to 18 carbon atoms and an oiliness improver or extreme pressure agent. 炭化水素溶剤の含有量が、50〜98質量%である、請求項1に記載の金型潤滑油。 The mold lubricant according to claim 1, wherein the content of the hydrocarbon solvent is 50 to 98% by mass. 油性向上剤および/または極圧剤の含有量が、20質量%以下である、請求項1または2に記載の金型潤滑油。 The mold lubricant according to claim 1 or 2, wherein the content of the oiliness improver and / or the extreme pressure agent is 20% by mass or less. 炭化水素溶剤が、パラフィン系炭化水素溶剤、オレフィン系炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、および芳香族系炭化水素溶剤からなる群より選ばれる1種以上の溶剤である、請求項1〜3のいずれかに記載の金型潤滑油。 The hydrocarbon solvent is at least one solvent selected from the group consisting of paraffinic hydrocarbon solvents, olefinic hydrocarbon solvents, naphthenic hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. The mold lubricant according to any one of the above. 油性向上剤が、シリコーン類、動植物油脂類、および高級脂肪酸エステル類からなる群より選ばれる1種以上の化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の金型潤滑油。 The mold lubricant according to any one of claims 1 to 4, wherein the oiliness improver is one or more compounds selected from the group consisting of silicones, animal and vegetable oils and fats, and higher fatty acid esters. 極圧剤が、リン酸エステル、TCP、サルファイド硫化油、MoDTC、ZnDTP、およびMoDTPからなる群より選ばれる1種以上の化合物である、請求項1〜5のいずれかに記載の金型潤滑油。 The mold lubricant according to any one of claims 1 to 5, wherein the extreme pressure agent is one or more compounds selected from the group consisting of phosphate ester, TCP, sulfide sulfide oil, MoDTC, ZnDTP, and MoDTP. . 略円錐台状の傾斜部を有するニードルと、略円錐台状の傾斜部を有するニードル受け部とを有し、前記ニードルと前記ニードル受け部とが、各々の略円錐台状の傾斜部において略嵌合可能であり、略嵌合した前記ニードルと前記ニードル受け部との間を金型潤滑油が通過する、スプレー塗布装置。 A needle having a substantially frustoconical inclined portion and a needle receiving portion having a substantially frustoconical inclined portion, wherein the needle and the needle receiving portion are substantially in each substantially frustoconical inclined portion. A spray coating apparatus that is moldable and allows mold lubricant to pass between the needle and the needle receiving portion that are substantially fitted. 前記ニードルにおける略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に形成されたニードル先端部と、前記ニードル受け部における略円錐台状の傾斜部の窄んだ側に連結されたニードル受け孔とを有し、ニードル受け孔は、ニードル受け部とは対向する側で、金型潤滑油をスプレー塗布装置内に供給する油供給管に連結され、ニードル受け孔とニードル先端部とが略嵌合可能であり、ニードル先端部と略嵌合する部位におけるニードル受け孔の直径が0.6〜1.8mmであり、ニードル先端部の直径が0.5〜1.7mmであり、該ニードル受け孔の直径とニードル先端部の直径との差が0.05〜0.4mmである、請求項7に記載のスプレー塗布装置。 A needle tip formed on the narrowed side of the substantially frustoconical inclined portion of the needle; and a needle receiving hole connected to the narrowed side of the substantially frustoconical inclined portion of the needle receiving portion. The needle receiving hole is connected to the oil supply pipe for supplying the mold lubricant into the spray coating device on the side facing the needle receiving part, and the needle receiving hole and the needle tip part can be substantially fitted together. The diameter of the needle receiving hole at the portion approximately fitted to the needle tip is 0.6 to 1.8 mm, the diameter of the needle tip is 0.5 to 1.7 mm, The spray coating apparatus according to claim 7, wherein a difference between the diameter and the diameter of the needle tip is 0.05 to 0.4 mm. 金型潤滑油を0.01〜10ml/回の量で噴射可能である、請求項8に記載のスプレー塗布装置。 The spray coating apparatus according to claim 8, wherein the mold lubricating oil can be sprayed in an amount of 0.01 to 10 ml / time. エアーを供給する複数のエアー供給孔と金型潤滑油を金型に給油する給油孔とを備えた噴射ノズルを有し、給油孔の周囲にエアー供給孔が複数設けられ、エアー供給孔と給油孔とが互いにねじれの位置に配置され、1つのエアー供給孔を含む略平面に対して垂直な向きからエアー供給孔と給油孔との成す角を測定した場合に、エアー供給孔と給油孔との成す角が20〜40度となる、請求項7〜9のいずれかに記載のスプレー塗布装置。 It has an injection nozzle that has a plurality of air supply holes for supplying air and an oil supply hole for supplying mold lubricant to the mold, and a plurality of air supply holes are provided around the oil supply hole. When the angle between the air supply hole and the oil supply hole is measured from a direction perpendicular to a substantially plane including one air supply hole, the air supply hole and the oil supply hole The spray coating apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein an angle formed by the above becomes 20 to 40 degrees. スプレー塗布装置により金型潤滑油を塗布する塗布手段と、
金型潤滑油を塗布した金型に金属粉末を充填する充填手段と、
充填した金属粉末を押圧して圧粉体を成形する成形手段と、
成形した圧粉体を金型よりも上部に抜き出す抜出手段と、
抜き出した圧粉体を金型の上部から払い出す払出手段とを備え、
払出手段およびスプレー塗布装置は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものであり、
払出手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って前方に設けられており、
払出手段およびスプレー塗布装置が払出方向に移動することで、払出手段が、金型の上部を通過して圧粉体を払い出し、スプレー塗布装置が、金型の上部に到達した際に金型に金型潤滑油を塗布する、圧粉体成形装置。
Application means for applying mold lubricant oil by a spray application device;
Filling means for filling metal powder into a mold coated with mold lubricating oil;
Forming means for pressing the filled metal powder to form a green compact;
Extraction means for extracting the green compact formed above the mold;
A dispensing means for dispensing the extracted green compact from the upper part of the mold,
The dispensing means and the spray coating device move in conjunction with the dispensing direction, which is the direction toward the top of the mold in the state before dispensing,
Dispensing means is provided in front of the spray application device along the dispensing direction,
When the dispensing means and the spray application device move in the dispensing direction, the dispensing means passes the upper part of the mold and dispenses the green compact. When the spray application apparatus reaches the upper part of the mold, A compact molding machine that applies mold lubricant.
払出手段、スプレー塗布装置、および充填手段は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものであり、
充填手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って後方に設けられており、
スプレー塗布装置および充填手段が連動して払出方向に移動することで、充填手段が、スプレー塗布装置が金型へ金型潤滑油を塗布した直後に、金型の上部に到達した際に、金型に金属粉末を充填する、請求項11に記載の圧粉体成形装置。
The dispensing means, the spray coating device, and the filling means move in conjunction with a dispensing direction that is a direction toward the upper part of the mold in a state before dispensing.
The filling means is provided behind the spray application device along the dispensing direction,
When the spray application device and the filling means move in the dispensing direction in conjunction with each other, the filling means reaches the top of the mold immediately after the spray application device applies the mold lubricant to the mold. The green compact forming apparatus according to claim 11, wherein the mold is filled with metal powder.
金型に充填された金属粉末のうち、金型より上部に存在する金属粉末を擦り切る擦切手段とを備え、
払出手段およびスプレー塗布装置は、払出方向および払出方向の逆方向を交互に往復移動することで、順次成形される圧粉体を払い出し、繰り返し金型に金型潤滑油を塗布するものであり、
擦切手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って後方に設けられており、
スプレー塗布装置および擦切手段が連動して払出方向の逆方向に移動することで、金型に充填された金属粉末を擦切る、請求項12または13に記載の圧粉体成形装置。
Among the metal powder filled in the mold, comprising a scraping means for scraping off the metal powder existing above the mold,
The dispensing means and the spray coating device are configured to reciprocate alternately in the dispensing direction and the reverse direction of the dispensing direction to dispense the green compacts that are sequentially molded, and repeatedly apply the mold lubricant to the mold.
The scraping means is provided rearward along the dispensing direction from the spray application device,
The green compact molding apparatus according to claim 12 or 13, wherein the spray coating device and the scraping means move in the reverse direction of the dispensing direction in conjunction with each other to scrape off the metal powder filled in the mold.
スプレー塗布装置により金型潤滑油を塗布する塗布工程と、
金型潤滑油を塗布した金型に金属粉末を充填する充填工程と、
充填した金属粉末を押圧して圧粉体を成形する成形工程と、
成形した圧粉体を金型よりも上部に抜き出す抜出工程と、
抜き出した圧粉体を払出手段により金型の上部から払い出す払出工程とを備え、
払出手段およびスプレー塗布装置は、払い出し前の状態において金型の上部へ向かう方向である払出方向に、連動して移動するものであり、
払出手段が、スプレー塗布装置よりも払出方向に沿って前方に設けられており、
払出手段およびスプレー塗布装置が払出方向に移動することで、払出手段が、金型の上部を通過して圧粉体を払い出し、スプレー塗布装置が、金型の上部に到達した際に金型に金型潤滑油を塗布する、圧粉体成形方法。
An application process of applying a mold lubricant with a spray application device;
A filling process of filling metal powder into a mold coated with mold lubricant,
A molding step of pressing the filled metal powder to form a green compact;
An extraction process for extracting the formed green compact above the mold,
A dispensing step of dispensing the extracted green compact from the upper part of the mold by a dispensing means;
The dispensing means and the spray coating device move in conjunction with the dispensing direction, which is the direction toward the top of the mold in the state before dispensing,
Dispensing means is provided in front of the spray application device along the dispensing direction,
When the dispensing means and the spray application device move in the dispensing direction, the dispensing means passes the upper part of the mold and dispenses the green compact. When the spray application apparatus reaches the upper part of the mold, A green compact molding method in which a mold lubricant is applied.
請求項14に記載の圧粉体成形方法によって成形された圧粉体を焼結して得られる、焼結体。 A sintered body obtained by sintering a green compact formed by the green compact forming method according to claim 14.
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