WO2004045841A1

WO2004045841A1 - 粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置

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Publication number: WO2004045841A1
Application number: PCT/JP2003/014643
Authority: WO
Inventors: Takashi Nakai; Kinya Kawase
Original assignee: Mitsubishi Materials Corporation
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2004-06-03
Also published as: BR0316115A; CN100506519C; BRPI0316115B1; RU2316412C2; EP1563986B1; US20060022371A1; CN1711165A; JP4178546B2; JP2004167582A; EP1563986A1; CA2502030C; AU2003280845A1; RU2005115253A; WO2004045841A8; KR20050084880A; CA2502030A1; EP1563986A4; KR100706006B1

Abstract

成形部に緻密な潤滑剤による皮膜を形成して、高密度の粉末成形体を安定して得るようにする。成形型本体（２）に形成した成形部（１Ａ）に原料粉末を充填した後に、下、上パンチ（３，４）を成形部（１Ａ）に嵌合して粉末成形体を成形する。原料粉末（Ｍ）を充填する前に、潤滑剤を溶媒に均一な相となるように溶解した溶液（Ｌ）を成形部（１Ａ）に付着させ、該溶液（Ｌ）を蒸発させて成形部（１Ａ）に結晶を形成させて晶出層Ｂを形成する。成形部（１Ａ）の周面に緻密な潤滑用の層（Ｂ）が形成され、粉末成形体（Ａ）の成形部（１Ａ）からの抜出圧力を低減できると共に、粉末成形体（Ａ）の密度も向上することができ、更に安定して連続成形することができる。

Description

明細書粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置技術分野

本発明は、原料粉末を粉末成形金型に充填して成形する粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置に関する。背景技術

焼結部品の製造に用いる圧粉体は、 F e系、 C u系等といった原料粉末を成形型内で加圧成形することにより形成され、この後焼結の工程を経て焼結体を作製する。そして、成形工程では、成形型を用いてプレスで加圧して成形体を成形する。このプレスのときには、成形体と成形型との間には摩擦が発生する。このため粉末混合時にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチゥム等の、水に不溶性の脂肪酸系潤滑剤を添加し、潤滑性を付与している。

しかしながら、このような原料粉末に潤滑剤を混合する方法では成形体の密度を向上するには限界がある。そこで、高密度の成形体を得るために、原料粉末に添加する潤滑剤を減らし、形成型に、原料粉末に添加するものと同一の潤滑剤を塗付し、潤滑性の不足を捕うことができる粉末成形体の成形方法が提案されている。

この従来の成形方法は、例えば、特許第 3 3 0 9 9 7 0号公報（段落 0012， 0013) に記載されており、加熱された金型の内面に、高級脂肪酸系潤滑剤に分散されている水をスプレーガンで吹き付けて塗布する塗布工程と、前記金型に金属粉末を充填し、前記高級脂肪酸系潤滑剤が該金属粉末と化学的に結合して金属石鹼の被膜を生成する圧力で該金属粉末を加圧成形する加圧成形工程とを含む粉末成形体の成形方法であって、加熱され、内面にステアリン酸リチウムのような高級脂肪酸系潤滑剤が塗布された金型を用いて、この金型に加熱された金属粉末. を充填して、この金属粉末と高級脂肪酸系潤滑剤とが化学的に結合して金属石鹼の被膜が生成される圧力でこの金属粉末を加圧成形すると、金属石鹼の被膜が金型の内面表面に生じ、その結果金属粉末の成形体と金型との間の摩擦力が減少し、成形体を抜出する圧力が少なくてすむことができるというものである。

また、成形用の金型に、原料粉末に添付するものと同一の潤滑剤を使用するため、水に不溶性の潤滑剤を使用することとなり、金属に塗布する潤滑剤は固体粉末の状態で塗布することとなる。このため、潤滑剤の粉末を静電塗付したり、水に界面活性剤で分散させて乾燥塗付する方法も知られている。

しかし、上記文献等に記載の従来技術では、水に分散されている潤滑剤が固体粉末の状態、すなわち潤滑剤の固体粉末が水中に散在して混合した状態で成形型に塗布されているため、緻密な皮膜が形成されず、安定した成形体の生産が困難となるという問題がある。

そこで、本発明は、成形部に緻密且つ均一な潤滑剤,による皮膜を形成して、髙密度の粉末成形体を安定して得ることができる粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置を提供することを目的とする。発明の開示 .

本発明の請求項 1は、成形型本体に形成した成形部に原料粉末を充填した後に、パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形する粉末成形体の成形方法において、前記原料粉末を充填する前に、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液を前記成形部に付着させ、該溶液を蒸発させて前記成形部に晶出層を形成することを特徴とする粉末成形体の成形方法である。これによると、成形部に潤滑のための緻密な晶出層が形成され、粉末成形体の取出し圧力を小さくしたり、また粉末成形体の密度の向上を図ることができる。

また、請求項 2 ~ 12 の発明は前記潤滑剤をォキソ酸系金属塩の群のうちから 1種または 2種以上を用いるもの、更に、請求項 13 の本発明の前記溶液は、水溶性の前記潤滑剤を、前記晶出層の厚みが前記潤滑剤の 1分子により形成される濃度以上で飽和濃度未満で水に完全に溶解させたものであると共に、請求項 14 の本発明は前記潤滑剤が、カリウム塩又はナトリウム塩であるものである。 · 更に、請求項 15 の本発明は前記潤滑剤に、防腐剤を添加したもの、また請求項 16 の本発明は前記潤滑剤に消泡剤を添加したもの、また請求項 17 の本発明は前記潤滑剤に、水溶性の溶媒を添加したものであると共に、請求項 18 の本発明は前記水溶性の溶媒が、アルコール又はケトンであるもの、また請求項 19 の本発明は前記潤滑剤にハロゲン族元素を含ませないものである。これらによると、成形部に緻密な潤滑のための晶出層を確実に形成することができる。

このような粉末成形体の成形方法においては、例えば、成形体の摩擦面に、りん酸水素 2力リゥム、りん酸水素 2ナトリゥム等の水溶液のりん酸系金属塩を 1 P P M以上飽和温度未満で水に完全に溶け込んで均一な相になるように溶解させた後、成形部の表面に付着、蒸発させることにより、潤滑剤の結晶が成長して晶出層が形成されるものである。

また、請求項 20 の発明は、粉末成形体の側面を成形する貫通孔を有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に臨む潤滑剤の溶液の噴出部と、前記貫通孔と該貫通孔に嵌合した下パンチとで画成される粉末成形体の成形部の周囲に設けるヒータと、該ヒータを前記溶液の蒸発温度より高く制御する温度制御手段を設けたことを特赦とする粉末成形金型装置である。

また、請求項 21 の発明は、粉末成形体の側面を成形する貫通孔を有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に臨む潤滑剤の溶液の噴出部と、前記貫通孔と該貫通孔に嵌合した下パンチとで画成される粉末成形体の成形部の周囲に設けるヒータと、該ヒータを前記溶液の蒸発温度より高く、かつ前記潤滑剤の溶融温度よりも低く制御する温度制御手投を設けたことを特徴とする粉末成形金型装置である。

この請求項 20 又は請求項 21 の構成によれば、成形型本体の貫通孔と、該貫通孔に嵌合する下パンチとで形成された成形部に原料粉末を充填する前に、潤滑剤の溶液が加熱された前記成形部に付着され、該溶液が蒸発されて前記成形部の周囲に前記潤滑剤が晶出層が緻密に形成される。この後、原料粉末を充填した後に前記貫通孔に上方から上パンチが嵌合され、粉末成形体が成形される。これによると、成形部に潤滑剤の溶液による晶出層が確実に形成され、粉末成形体の取出し圧力を小さくしたり、また粉末成形体の密度の向上を図ることができ、更に安定して連続成形することができる。図面の簡単な説明

図 1 Aは、本発明の第 1実施形態を示す第 1工程の模式図である。

図 1 Bは、第 1実施形態の部分 Pの拡大断面図である。

図 2は、本発明の第 1実施形態を示す第 2工程の模式図である。

図 3は、本発明の第 1実施形態を示す第 3工程の模式図である。

図 4は、本発明の第 1実施形態を示す第 4工程の模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の第 1実施形態を図 1〜4を参照して説明する。図 1 Aは第 1ェ程を示しており、同図において、 1は後述する圧粉体たる粉末成形体 Aの側面を成形する成形型本体たるダイ 2に形成した貫通孔であり、該貫通孔 1の下方より下パンチ 3が嵌合され、一方貫通孔 1の上方より上パンチ 4が嵌合されるようになっている。更に、ダイ 2の上面に原料粉末 Mを供給する原料供給体たるフィーダー 5が摺動自在に設けられている。更に、貫通孔 1の上方に潤滑剤の溶液 Lを噴霧して溶液 Lを成形部 1 Aに付着する付着手段たる噴霧部 6が設けられており、該噴霧部 6は貫通孔 1に臨むように設けられると共に、溶液 Lのタンク（図示せず）に自動開閉弁（図示せず）を介して接続されている。また、貫通孔 1 と該貫通孔 1に嵌合した下パンチ 3とで画成される粉末成形体 Aの成形部 1 Aの周囲にヒータ 7と温度検出部 8が設けられ、そして、これらヒータ 7と温度検出部 8 は温度制御手段たる温度制御装置 9に接続され、該温度制御装置 9により貫通孔 1の温度を溶液 Lの蒸発温度より高く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低く制御するようになっている。

そして、第 1工程においては、予め温度制御装置 9により制御されたヒータ 7 の熱により貫通孔 1の周面は溶液 Lの蒸発温度より高く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低く設定されている。そして、貫通孔 1に下パンチ 3が嵌合して成形部 1 Aが形成されている状態で、自動開閉弁を開いて噴霧部 6より潤滑剤の溶液 Lを、ヒータ 7により加熱されたダイ 2の成形部 1 Aに吹き付けて付着させる。この結果、溶液 Lは蒸発、乾燥して貫通孔 1の周面には結晶が成長して、図 1 Bに示すように前記潤滑剤の晶出層 Bが均一に形成される。

次に図 2の第 2工程に示すように、フィーダ一 5が前進して原料粉末 Mを成形部 1 Aに落下させて充填する。次に図 3の第 3工程に示すように、ダイ 2を下方に移動させると共に、貫通孔 1の成形部 1 Aに上方から上パンチ 4を揷入し、上パンチ 4と下パンチ 3とで挟むようにして原料粉末 Mを圧縮する。このとき、下パンチ 3は、下端が固定されており動かないようになつている。そして、この第 3工程において、原料粉末 Mは、潤滑剤により形成されている晶出層 Bに潤滑状態で圧縮される。

このように加圧成形された粉末成形体 Aは、ダイ 2が更に下方に下がり、図 4 の第 4工程で示すように下パンチ 3の上面がダイ 2の上面と略同じ高さになったとき取出し可能となる。この取り出しの際においても、潤滑剤により形成されている晶出層 Bに粉末成形体 Aは潤滑状態で接触する。このようにして、粉末成形体 Aが取出された後、再ぴ第 1工程に戻って再び成形部 1 Aに溶液 Lが噴霧されて晶出層 Bが形成された後に、原料粉末 Mが成形部 1 Aに充填されるものである以下に、実施例及び比較例を表 1〜 3により説明する。表 1 ~ 3における実施例及び比較例は、いずれも原料粉末として鉄粉（平均粒径 90 μ πι ) に、潤滑剤としてステアリン酸リチウム（平均粒径を 0 . 2重量％添加したものを回転混合機で 3 0分混合したものを用い、加圧面積 1 c m ²の円柱を成形する成形型に、前記混令した原料粉末を 7 g充填し、この後 8 t Z c m ²の成形圧力で粉末成形体を連続で 1 0 0個成形したものである。そして、実施例のものでは、水溶性潤滑剤を水に溶解した溶液を 1 5 0 ° Cに加熱された成形型の成形部に付着させた後に、蒸発、乾燥させて晶出層を形成し、この後に、原料粉末を充填するようにしたものである。比較例 1は、ステアリン酸リチウム（平均粒径 5 m) をアセトンに分散させたものを 1 5 0 ° Cに加熱された成形型の成形部に付着させた後に、乾燥させて被膜を形成し、この後に、原料粉末を充填するようにしたものである。比較例 2は成形型には潤滑剤を用いない場合である。表中の密度の Rは、連続 1 0 0個成形した成形体密度の最大値と最小値の差である。実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 実施例 7 実施例 8 実施例 9 成形型潤りん酸水りん酸水りん酸 3 ポリリんりん酸リ硫酸力リ亜硫酸ナチォ硫酸ドデシル潜成分素 2カリ素 2ナトナトリウ酸ナトリポフラビゥ厶トリウムナトリウ硫酸ナ卜ゥ厶リウ厶ムゥムンナトリムリウムゥ厶

溶媒水水水水水水水水水潤湣成分溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解の形態

1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 成形温度 1 50。C 1 50。C 1 50°C 1 50°C 1 50。C 1 50°C 1 50°C 1 50。C 1 50。C 平均抜出 6 kN 8 k N 6 k N 8 k N 20 k N 1 8 k N 20 k N 1 8 k N 1 6 kN 圧力

平均成形 7. 56 7. 55 7. 56 7. 54 7. 50 7. 52 7. 50 7. 5 1 7. 53 体密度 g/cm³ g/cm³ g/cm° g/cm3 g/cm° g/cm3 g/cm³ g/cm³ g/cm³ 密度の R 0. 02 0. 02 0. 02 0. 02 0. 03 0. 02 0. 02 0. 02 0. 03

実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1 実施例 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 成形型潤ドデシル食用青色食用黄色ァスコル四ほう酸けい酸ナタングス酢酸ナト安息香酸滑成分ベンゼン 1号 5号ビン酸硫ナ卜リウトリウムテン酸ナリウムナトリウ硫酸ナト酸エステム卜リウ厶ムリウムルナトリ

ゥム

溶媒水水水水水水水水水潤滑成分溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解溶解の形態

漉度 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 成形温度 1 50°C 1 50°C 1 50°C 1 50°C 1 50。C 1 50。C 1 50°C 1 50°C 1 50。C 平均抜出 1 6 kN 1 6 kN 20 k N 8 kN 8 kN 1 0 k N 1 2 kN 1 8 k N 1 0 kN 圧力

平均成形 7. 53 7. 53 7. 5 1 7. 54 7. 54 7. 54 7. 53 7. 5 1 7. 54 体密度 g/cm³ g/cm° g/cm° g/c ° g/cm° g/cm^a g/cm⁰ g/cm° g/cm° 密度の R 0. 02 0. 03 0. 04 0. 02 0. 02 0. 03 0. 03 0. 02 0. 02

実施例 2 実施例 2 実施例 2 実施例 2 実施例 2 実施例 2

0 1 2 3 4 5 比較例 1 比較例 2 成形型潤ァスコルステアリステアり炭酸水素炭酸ナト硝酸力リなし滑成分ビン酸ナン酸ナトン酸カリナトリウリウム、ゥムン酸リチ

卜リウ厶リウ厶ゥ厶厶ゥム

溶媒水水水水水水ァセ卜ン

潤滑成分溶解溶解溶解溶解溶解溶解分散

の形態

1 % 0. 2% 0. 5% 1 % 1 % 1 % 1 %

成形温度 1 50°C 1 50°C 1 50。C 1 50°C 1 50°C 1 50°C 1 50°C 1 50°C 平均抜出 1 6 k N 1 6 k N 1 4 k N 1 8 k N 1 8 k N 20 KN 22 KN 32 KN 圧力

平均成形 7. 53 7. 52 7. 53 7. 51 7. 52 7 - 51 7. 50 7. 48 体密度 g/cm³ g/cm° g/cm° g/cm³ g/cm° g/cm³ g/cm³ g/cm-³ 密度の 0. 02 0. 04 0. 04 0. 03 0. 02 0.04 0. 20 0. 1 6

表 1〜 3の比較結果として、実施例では、成形型より圧粉体を抜き出す抜出圧力は、比較例 1の抜出圧力以下ですみ、また実施例では、比較例 1 より密度の向上を図ることができ、更に、密度の Rが非常に小さくなつた。これにより、実施例においては連続成形でも高密度の成形を安定して行うことができる。

尚、前記潤滑剤は、水溶性のりん酸系金属塩として、りん酸水素 2カリウム、りん酸水素 2ナトリウム、りん酸 3カリウム、りん酸 3ナトリウム、ポリりん酸カリウム、ポリりん酸ナトリウム、りん酸リボフラビンカリウム、りん酸リボフラビンナトリゥム等のように構造中にりん酸系の基を含むものが好適であることが表：！〜 3からわかる。

水溶性の硫黄酸塩系金属塩として、硫酸力リゥム、硫酸ナトリゥム、亜硫酸力リゥム、亜硫酸ナトリゥム、チォ硫酸力リゥム、チォ硫酸ナトリゥム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用青色 1号（C37H₃4N2Na₂09S3)、食用黄色

5号（Ci₆H₁₀N2Na2O7S2)、ァスコルビン酸硫酸エステルカリウム、ァスコルビン酸硫酸エステルナトリゥム等のように構造中に硫酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。

水溶性のほう酸系金属塩として、四ほう酸カリウム、四ほう酸ナトリウム等のように構造中にほう酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。水溶性のけい酸系金属塩として、けい酸カリウム、けい酸ナトリウム等のように構造中にけい酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。水溶性のタングステン酸系金属塩として、タングステン酸カリウム、タンダステン酸ナトリウムのように構造中にタングステン酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。

水溶性の有機酸系金属塩として、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸力リウム、安息香酸ナトリウム、ァスコルビン酸力リウム、ァスコルビン酸ナトリゥム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム等のように構造中に有機酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。

水溶性の窒素酸系金属塩として、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム等のように構造中に窒素酸系の基を含むものが好適であることが表 1 ~ 3からわかる。水溶性の炭酸系金属塩として、炭酸力リゥム、炭酸ナトリゥム、炭酸水素力リゥム、炭酸水素ナトリウム等のように構造中に炭酸系の基を含むものが好適であることが表 1〜 3からわかる。

これらに挙げられたような潤滑剤の 1種又は 2種以上を用いることができる。そして、水溶性潤滑剤の濃度は、前記晶出層 Bの厚みが前記潤滑剤の 1分子により形成される濃度以上で飽和濃度未満とする。具体的には 1 P P M〜飽和濃度とする。これは、 1 P P M未満では、成形型に付着する潤滑剤が多量でなければ安定して潤滑性が得られる晶出相の被膜が得難いためであり、飽和濃度以上では、潤滑剤が溶解しきれず固体となって沈殿し、噴霧部 6による付着を行なう場合、噴務部 6が詰まる等の不具合が発生するためである。

また、溶解する水は、蒸留水やイオン交換水といった金属成分やハロゲン元素成分を取り除いた水が好ましい。潤滑剤の種類によっては、容易に水中の金属成分と置換して沈殿物を生成して不具合を起こす場合があり、また、ハロゲン成分が多量に含まれていた場合、圧粉体が結びやすくなつたり、焼結時にダイォキシン等の有害物質が生成したりする不具合を起こす場合があるためである。

更に、潤滑剤の種類によっては、微生物が繁殖して腐りやすいという問題があり、成分が変化したり悪臭が発生する場合があるが、防腐剤を添加することで微生物の発生を防止することができる。防腐剤には、安息香酸ナトリウム等の潤滑性を損なわず、人体に対する有害性が低く、ハロゲン元素成分を含まないものが好ましい。

また、潤滑剤の種類によっては、泡が発生しやすいという問題があり、溶液 L を成形部 1 Aに付着させたときに、泡が発生して原料粉末が固まるおそれがあるが、アルコールゃケトンといった水溶性の溶媒や消泡剤を添加することで泡の発生を防止することができる。アルコールゃケトンには、エタノールやアセトン等の潤滑性を損なわず、人体に対する有害性が低く、ハロゲン元素成分を含まないものが好ましい。

アルコールゃケトンといった水溶性の溶媒には、水よりも沸点や蒸発潜熱の低いものを使用することで、蒸発、乾燥時間を短くしたり、成形型本体 2を高温にする必要がなくなる場合もある。これらの潤滑剤及び添加物、溶解する水にハロゲン元素が含まれていると、炭素成分の共存中で焼結するという鉄系の粉末冶金でよく使用される条件では、ダィォキシン等の微量で毒性の高い成分の生成が懸念されるため、ハロゲン元素を含ませないことが好ましい。

成形型本体 2の温度や混合した原料粉末 Mは、高温にした方が乾燥時間の短縮や温間成形の効果等があるため好ましいが、不具合がなければ常温でもよい。高温にする場合は、原料粉末が固まったり潤滑剤が金型（成形部 1 A ) の底へ流れ落ちるため安定して温間成形することが困難であるため設定温度で溶融しない潤滑剤の選定が好ましいが、不具合がなければ半溶融状態や高粘性状態、 2種以上の潤滑剤配合の 1種以上が溶融状態でもよい。従来使用されていたステアリン酸亜鉛は約 120° C、ステアリン酸リチウムは約 220° Cで溶融するためそれ以上の温度で安定して温間成形することが困難であつたが、本発明の潤滑剤の中には 220° C以上で溶融しないものは多数存在し、中には 1000° Cを超えても溶融しないものも含まれているため、金型（成形部 1 A ) の耐熱温度や原料粉末の酸化温度ぎりぎりまで高温にして容易に安定して温間成形することが可能である。伹し、その場合は、原料粉末の流動性の問題等があるため、混合した原料粉末 Mに添加する潤滑剤も高温で溶けないもの、例えば、本発明の潤滑剤を粉末状にしたものや固体潤滑剤である黒鉛や 2硫化モリプデン等にしたり、潤滑剤を入れずに成形型潤滑だけで成形した方が好ましい。

以上のように、前記実施形態では、成形型本体 2に形成した成形部 1 Aに原料粉末 Mを充填した後に、下、上パンチ 3， 4を前記成形部 1 Aに嵌合して粉末成形体を成形する粉末成形体の成形方法において、前記原料粉末 Mを充填する前に、潤滑剤を溶媒に均一な相となるように溶解した溶液 Lを前記成形部 1 Aに付着させ、該溶液 Lを蒸発させて前記成形部 1 Aに結晶を形成させて晶出層 Bを形成することにより、成形部 1 Aの周面に緻密な潤滑用の層 Bが形成され、粉末成形体 Aの成形部 1 Aからの抜出圧力を低減できると共に、粉末成形体 Aの密度も向上することができる。

また、粉末成形体 Aの側面を成形する貫通孔を有する成形型本体 2と、前記貫通孔 1に下方から嵌合する下パンチ 3 と、前記貫通孔 1に上方から嵌合する上パンチ 4と、前記貫通孔 1に臨む潤滑剤の溶液 Lの噴出部 6と、前記貫通孔 1 と該貫通孔 1に嵌合した下パンチ 3とで画成される粉末成形体 Aの成形部 1 Aの周囲に設けるヒータ 7と、該ヒータ 7を前記溶液 Lの蒸発温度より高く、かつ必要に応じて前記潤滑剤の溶融温度よりも低く制御する温度制御手段 9を設け、成形部 1 Aに原料粉末 Mを充填する前に、潤滑剤の溶液 Lを加熱された前記成形部 1 A に付着させ、該溶液 Lを蒸発させて前記成形部 1 Aの周囲に前記潤滑剤の晶出層 Bを緻密に形成することにより、成形部 1 Aの周面に緻密な潤滑用の層 Bが形成され、粉末成形体 Aの成形部 1 Aからの抜出圧力を低減できると共に、粉末成形体 Aの密度も向上し、更に安定して連続成形することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。また、前記実施形態において潤滑剤を溶媒の溶解した溶液とは、潤滑剤を溶媒に一部でも溶解したものを含んでいるものでもよい。また、前記原料粉末を充填する前に、前記溶液を前記成形部に付着させ、該溶液を蒸発させて前記成形部に晶出層を形成した後にパンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形するものであるが、前記原料粉末を充填する前に必ず溶液を前記成形部に付着させ、該溶液を蒸発させて前記成形部に晶出層を形成する必要はなく、例えば始めの粉末成形体の成形後に、溶液を前記成形部に付着させずに始めの晶出層を利用してそのまま原料粉末を充填して次の成形を行い、次に 3回目の原料粉末を充填する前に溶液を前記成形部に付着させ、該溶液を蒸発させて前記成形部に 2回目の晶出層を形成するように断続的な連続により溶液を前記成形部に付着させるようにしてもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 成形型本体に形成した成形部に原料粉末を充填した後に、パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形する粉末成形体の成形方法において、前記原料粉末を充填する前に、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液を前記成形部に付着させ、該溶液を蒸発させて前記成形部に晶出層を形成することを特徴とする粉末成形体の成形方法。

2 . 前記潤滑剤は、ォキソ酸系金属塩であることを特徴とする請求項 1記載の粉末成形体の成形方法。

3 . 前記潤滑剤は、りん酸系金属塩、硫黄酸系金属塩、ほう酸系金属塩、けい酸系金属塩、タングステン酸系金属塩、有機酸系金属塩、窒素酸系金属塩又は炭酸系金属塩であることを特徴とする請求項 1記載の粉末成形体の成形方法。

4 . 前記潤滑剤は、りん酸水素 2カリウム、りん酸水素 2ナトリウム、りん酸 3カリウム、りん酸 3ナトリウム、ポリりん酸カリウム、ポリりん酸ナトリウム、りん酸リボブラビンカリウム、又はりん酸リボブラビンナトリウムであることを特徴とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

5 . 前記潤滑剤は、硫酸力リウム、硫酸ナトリゥム、亜硫酸力リゥム、亜硫酸ナトリゥム、チォ硫酸力リゥム、チォ硫酸ナトリゥム、ドデシル硫酸力リゥム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用青色 1号、食用黄色 5号、ァスコルビン酸硫酸エステルカリゥム、又はァスコルビン酸硫酸エステルナトリウムであることを特徴とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

6 . 前記潤滑剤は、四ほう酸カリウム、又は四ほう酸ナトリウムであることを特徹とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

7 . 前記潤滑剤は、けい酸カリウム、又はけい酸ナトリウムであることを特徴とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

8 . 前記潤滑剤は、タングステン酸カリウム、又はタングステン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

9 . 前記潤滑剤は酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸ナトリウム、アスコ^^ビン酸カリウム、ァスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸カリゥム、又はステアリン酸ナトリゥムであることを特徹とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

10. 前記潤滑剤は、硝酸カリウム、又は硝酸ナトリウムであることを特徹とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

11. 前記潤滑剤は、炭酸力リゥム、炭酸ナトリゥム、炭酸水素力リゥム、又は炭酸水素ナトリゥムであることを特徴とする請求項 3記載の粉末成形体の成形方法。

12. 前記潤滑剤は、請求項 2〜： 11 記載の潤滑剤を 1種または 2種以上用いたことを特徴とする請求項 1記載の粉末成形方法。 .

13. 前記溶液は、水溶性の前記潤滑剤を、前記晶出層の厚みが前記潤滑剤の 1分子により形成される濃度以上で飽和濃度未満で水に完全に溶解させたことを特徴とする請求項 2〜12記載の粉末成形体の成形方法。

14. 前記潤滑剤が、カリウム塩又はナトリウム塩であることを特徴とする請求項 13記載の粉末成形体の成形方法。

15. 前記潤滑剤に、防腐剤を添加したことを特徴とする請求項 2〜14 のいずれか 1項に記載の粉末成形体の成形方法。

16. 前記潤滑剤に、消泡剤を添加したことを特徴とする請求項 2〜： L5 のいずれか 1項に記載の粉末成形体の成形方法。

17. 前記潤滑剤に、水溶性の溶媒を添加したことを特徴とする請求項 2〜16 のいずれか 1項に記載の粉末成形体の成形方法。

18. 前記溶媒がアルコールまたはケトンであることを特徴とする請求項 17 記載の粉末成形体の成形方法。

19. 前記潤滑剤に、ハロゲン族元素を含ませないことを特徴とする請求項 2 ~ 18のいずれか 1項に記載の粉末成形体の成形方法。

20. 粉末成形体の側面を形成する貫通孔を有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に臨む潤滑剤の溶液の噴出部と、前記貫通孔と該貫通孔に嵌合した下パンチとで画成される粉末成形体の成形部の周囲に設けるヒータと、該ヒータを前記溶液の蒸発温度より高く制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする、粉末成形金型装置。

21. 粉末成形体の側面を形成する貫通孔を有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に臨む潤滑剤の溶液の噴出部と、前記貫通孔と該貫通孔に嵌合した下パンチとで画成される粉末成形体の成形部の周囲に設けるヒータと、該ヒータを前記溶液の蒸発温度より高く、かつ前記潤滑剤の溶融温度よりも低く制御する湿度制御手投を設けたことを特徴とする、粉末成形金型装置。