WO2013154145A1 - 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置 - Google Patents

混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置 Download PDF

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長谷川　和宏
佳樹 平井
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Definitions

  • the present invention relates to a high-density molding method and a high-density molding apparatus capable of molding a green compact with a high density (for example, 7.75 g / cm 3 ) by pressing the mixed powder twice.
  • a metal powder is pressed (compressed) to form a green compact having a predetermined shape, and then the green compact is heated to a temperature near the melting point of the metal powder to form an interparticle bond ( It is a series of techniques for performing a sintering process that promotes solidification. As a result, it is possible to manufacture a mechanical component having a complicated shape and high precision in a low cost.
  • the mechanical strength of the green compact With the demand for further reduction in size and weight of machine parts, it is required to improve the mechanical strength of the green compact. On the other hand, it is said that when the green compact is exposed to a high temperature atmosphere, the magnetic properties are deteriorated. Thus, for example, in the actual production of the green compact for a magnetic core, the subsequent high-temperature treatment (sintering treatment) may be omitted. In other words, a method for increasing the mechanical strength without searching for a high temperature (sintering) is being sought.
  • the mechanical strength is said to increase significantly (hyperbolic) as the density of the green compact is increased.
  • a method of pressure forming while reducing frictional resistance by mixing a lubricant with metal powder has been proposed (for example, JP-A-1-219101 (Patent Document 1). )).
  • a mixed powder obtained by mixing a base metal powder with about 1 wt% (1 wt%) of a lubricant is pressed.
  • Many proposals aiming at further higher density have been made. These proposals can be broadly divided into improvements in the lubricant itself and improvements in processes related to pressure forming and sintering.
  • the former belongs to the proposal that the lubricant is a carbon molecule composite in which ball-like carbon molecules and plate-like carbon molecules are combined (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-280908 (Patent Document 2)), penetration at 25 ° C. Can be mentioned as a lubricant having a thickness of 0.3 to 10 mm (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-37632 (Patent Document 3)). Both are ideas for reducing the frictional resistance between the metal powder and the mold.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2-156002
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-87104
  • Patent Document 6 2 times press-2 times sintered powder metallurgy method
  • Patent Document 7 1 time molding-sintered powder metallurgy method
  • the first warm forming / sintering powder metallurgy method is to preheat a metal powder mixed with a solid lubricant and a liquid lubricant to melt part (or all) of the lubricant and to apply the lubricant between the particles. Disperse.
  • a pre-warm forming powder metallurgy method that facilitates handling is a primary forming step of forming a primary compact that can be handled by pressurizing the mixed powder prior to the warm forming step (eg, density ratio is less than 76%).
  • the secondary molded body (green compact) is obtained by carrying out a secondary molding step while the primary molded body is temporarily collapsed while the primary molded body is at a temperature lower than the temperature at which blue brittleness occurs. is there.
  • an iron powder mixture containing alloying components is pressed in a die to produce a green compact, and this compact (compact) is pressed at 870 ° C. for 5 minutes.
  • the pre-sintered body is preliminarily sintered to generate a pre-sintered body, and the pre-sintered body is pressed to generate a pre-sintered body that has been pressed twice, and then the pre-sintered body that has been pressed twice is 1000
  • This is a method for producing a sintered part by sintering at 5 ° C. for 5 minutes.
  • the mold is pre-heated and the lubricant is charged and adhered to the inner surface, and then the iron-based powder mixture (iron-based powder + lubricated) heated in the mold.
  • Agent powder press-molded at a predetermined temperature to form an iron-based powder molded body, then subject the iron-based powder molded body to sintering treatment, further bright quenching, and then tempering treatment. This is a method for producing an iron-based sintered body.
  • the density of the green compact is at most about 7.4 g / cm 3 (94% of the true density) in any improvement measures concerning the lubricant and the pressure forming / sintering process. Insufficient mechanical strength. Furthermore, when performing sintering treatment (high temperature atmosphere), oxidation proceeds according to temperature and time, so that the lubricant in the powder particle coating state burns and a residue is generated. The density in production will be 7.3 g / cm 3 or less because it causes quality degradation. In addition, any improvement measures are likely to be complicated and expensive. Handling is cumbersome and there are difficulties in practicality.
  • Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-343657 (Patent Document 8)
  • This proposed powder metallurgy method is based on the technical matter that if a coating containing a silicone resin and a pigment is formed on the surface of a magnetic metal powder, the insulation will not deteriorate even if a high temperature treatment is subsequently applied. It is.
  • the method for producing a dust core is to preform a magnetic powder whose surface is coated with a coating containing a silicone resin and a pigment to form a preform, and heat-treat the preform at a temperature of 500 ° C. or higher.
  • the heat treated body is subjected to compression molding. If the temperature for the heat treatment is 500 ° C. or lower, fracture is likely to occur during the subsequent compression molding, and if it is 1000 ° C. or higher, the insulating coating is decomposed and the insulating properties are burned out.
  • This high temperature treatment is performed in vacuum, in an inert gas atmosphere or in a reducing gas atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation of the preform.
  • a dust core having a true density of 98% (7.7 g / cm 3 ) can be produced.
  • Patent Document 8 the two-time molding-one-time sintering powder metallurgy method (Patent Document 8) is more complicated and individualized than the other proposed methods, and is difficult to implement and implement. Incurs a significant increase. Further, it is a requirement that the preform is heat-treated at 500 ° C. or higher. Since the quality of the dust core must be performed in a special atmosphere in order to prevent deterioration, it is not suitable for mass production. In particular, in the case of a vitreous film-coated magnetic metal powder, the vitreous material is altered and dissolved, and thus cannot be applied.
  • Patent Documents 1 to 8 there is a description that can be carried out with respect to a sintering process in a relatively high temperature atmosphere, but details regarding the pressure forming process are not clear. Neither the specification / function of the pressure molding machine, the relationship between the applied pressure and density, nor the analysis of its limitations, can be described for new improvements.
  • An object of the present invention is to provide a mixed powder high-density molding method capable of producing a high-density green compact by performing two times of pressure forming with the heating sandwiched between the mixed powders and greatly reducing the production cost. And providing a high-density molding apparatus.
  • the green compact Since the green compact is manufactured by sintering metallurgy technology, it has been essential to subject the pressed green compact to a sintering treatment in a high temperature atmosphere (for example, 800 ° C. or higher).
  • a high temperature atmosphere for example, 800 ° C. or higher.
  • the high temperature treatment for sintering not only consumes a large amount of energy and has a huge cost burden, but also has a great negative effect on global environmental protection, so it needs to be reviewed.
  • the pressure molding process establishes the mixed powder as a specific form, and has been considered as a pre-stage (preliminary) mechanical process of the high-temperature sintering process and has been treated as such.
  • the high-temperature treatment for sintering is omitted exceptionally. This is to avoid adverse effects (deterioration of magnetic properties) caused by high temperature treatment. In other words, they were forced to obey dissatisfaction with the mechanical strength. Insufficient mechanical strength is a matter of density, and of course, the magnetic properties were also insufficient.
  • the present invention relates to the effectiveness of the lubricant during pressurization, the compression limit including the lubricant powder, the spatial occupancy in the mixed powder of the lubricant powder, the spatial arrangement state of the base metal powder and the lubricant powder, Based on research on their behavior and the final disposal mode of lubricants, as well as analysis on the effects of general pressure molding machine characteristics, compression limit and density of green compacts on strength and magnetism, and in practice It was created as one that can meet the working environment adapted to the manufacture of the product and the desired high quality.
  • the present invention fills the first mold with a mixed powder obtained by mixing a base metal powder with 0.2 to 0.1 wt% lubricant powder, and maintains the powder state of the lubricant while performing the first addition.
  • An intermediate green compact having a true density ratio of 80 to 90% is formed by the pressing step, and then the lubricant is liquefied by heating the lubricant, thereby modifying the lubricating aspect in the intermediate green compact.
  • a second compaction process is performed to form a high density finished green compact that is close to the true density in a state that can induce a phenomenon in which the liquefied lubricant exudes moderately on the surface (hereinafter referred to as sweating phenomenon). .
  • mixing is performed by mixing a base metal powder with a low melting point lubricant powder by 0.2 to 0.1% by weight.
  • the powder is filled in the first mold, and a first applied pressure is applied to the mixed powder in the first mold to form a mixed powder intermediate compressed body having a true density ratio of 80 to 90%.
  • the mixed powder intermediate compressed body taken out from the mold is heated to positively raise the temperature of the mixed powder intermediate compressed body to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant powder.
  • a second high pressure is applied to the mixed powder intermediate compression body in the second mold to form a high-density mixed powder final compression body.
  • the melting point of the lubricant powder can be a low melting point belonging to a temperature range of 90 to 190 ° C.
  • the second mold may be warmed up to the temperature corresponding to the melting point before receiving the mixed powder intermediate compression body.
  • the second pressure can be made equal to the first pressure.
  • a mixed powder high-density molding apparatus includes a mixed powder feeder capable of supplying a mixed powder obtained by mixing a low melting point lubricant powder to a base metal powder to the outside, and this mixing First pressure molding machine for forming a mixed powder intermediate compression body having a true density ratio of 80 to 90% by applying a first pressure to the mixed powder filled in the first mold using a powder feeder A heating temperature riser for raising the temperature of the mixed powder intermediate compact taken out from the first mold to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant powder, and a temperature rise set in the second mold And a second pressure molding machine for forming a high-density mixed powder finished compressed body by applying a second pressing force to the finished mixed powder intermediate compressed body.
  • a heating temperature raising machine and a second pressure molding machine are formed from a heating pressure molding machine in which these functions are integrated, and a plurality of heating pressure molding machines are provided. It can be formed from a single hot-press molding machine and each hot-press molding machine can be formed so that it can be selected and operated on a cycle-by-cycle basis.
  • the mixed powder intermediate compressed body formed by the first pressure molding machine is transferred to the heating temperature raising device and heated by the heating temperature raising device.
  • the apparatus may further include a workpiece transfer device that transfers the powder intermediate compression body to the second pressure molding machine and transfers the mixed powder finished compression body molded by the second pressure molding machine to a discharge unit. it can.
  • high-density green compacts can be manufactured reliably and stably, and the manufacturing cost can be greatly reduced, and the amount of lubricant used can be reduced and dripping from the mold. Improvement of work environment by preventing occurrence of phenomenon can be promoted.
  • the fluidity of the dissolved lubricant in all directions during the second pressure molding can be further enhanced, so that not only the base metal particles but also the base metal particles and the second The frictional resistance between the mold can be greatly reduced and maintained.
  • the pressure molding process can be easily carried out and handled, and it can contribute to further reduction in the production cost of the green compact indirectly.
  • the mixed powder high density forming method according to the above (1) to (4) can be surely carried out, and it is easy to implement and easy to handle.
  • the working environment is good and productivity can be further improved.
  • the apparatus can be further simplified as compared with the case of the above invention (5). Simplification of the production line can be promoted, and handling becomes easier.
  • the temperature of the mixed powder intermediate compression body may be lowered by the time of starting the finished green compact by warming up the second mold. Since the powder intermediate compact can be contained within a certain temperature range, a good molding effect can be obtained.
  • a workpiece conveyance apparatus by having a workpiece conveyance apparatus, it is between a 1st pressure molding machine and the said heating temperature raising machine, between a heating temperature raising machine and a 2nd pressure molding machine.
  • the workpiece can be reliably transferred from the second pressure molding machine to the discharge section.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a high-density molding method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view for explaining the high-density molding apparatus and operation according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining the high-density molding operation of the mixed powder in the first embodiment of the present invention, and shows a state in which the intermediate green compact is molded with the first mold.
  • FIG. 3B is a view for explaining the high-density molding operation of the mixed powder in the first embodiment of the present invention, and shows a state in which the next mixed powder is filled in the first mold.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a high-density molding method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view for explaining the high-density molding apparatus and operation according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining the high-density molding operation of the mixed powder in the first embodiment of the present invention, and shows a
  • FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between the applied pressure and the density obtained by the applied pressure in the first embodiment of the present invention, and a characteristic A indicated by a broken line indicates a molding state in the first mold.
  • a characteristic B indicated by a solid line indicates a molding state in the second mold.
  • FIG. 5A is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows a ring shape.
  • FIG. 5B is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows a cylindrical shape.
  • FIG. 5C is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows an elongated round shaft shape.
  • FIG. 5A is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows a ring shape.
  • FIG. 5B is an external perspective view for explaining the
  • FIG. 5D is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows a disc shape.
  • FIG. 5E is an external perspective view for explaining the finished green compact (intermediate green compact) in the first embodiment of the present invention, and shows a complicated shape.
  • FIG. 6 is a front view for explaining the high-density molding apparatus and operation according to the second embodiment of the present invention.
  • the mixed powder high-density molding apparatus 1 includes a mixed powder feeder 10, a first pressure molding machine 20, a heating temperature raising device 30, and a second pressure molding machine 40.
  • a mixed powder 100 in which a low-melting-point lubricant powder is mixed with the base metal powder in a weight ratio of 0.2 to 0.1% (0.2 to 0.1 wt%) is mixed with the first mold (lower Mixed powder filling step (PR1) for filling the mold 21), and the mixed powder having a true density ratio of 80 to 90% by applying the first pressure P1 to the mixed powder in the first mold (lower mold 21)
  • An intermediate green compact molding step (PR2) for molding a compact hereinafter also referred to as intermediate green compact 110
  • intermediate green compact 110 taken out from the first mold (lower mold 21).
  • Step (PR4) for setting the intermediate green compact 110 in the second mold (lower mold 41) and the second pressure P2 applied to the intermediate green compact 110 in the second mold (lower mold 41).
  • the mixed powder 100 in the present specification means a mixture of a base metal powder and a low melting point lubricant powder.
  • the base metal powder there are a case where it consists of only one kind of main metal powder and a case where it consists of one kind of main metal powder and one or a plurality of alloying component powders.
  • the case can be adapted.
  • the low melting point means that the temperature (melting point) is significantly lower than the melting point (temperature) of the base metal powder (melting point) and the temperature (melting point) can greatly suppress oxidation of the base metal powder. .
  • the mixed powder supply machine 10 disposed on the leftmost side (upstream side) of the high-density molding line uses the mixed powder 100 as a part of the first pressure molding machine 20.
  • This is a device for supplying the first mold (lower mold 21) to be configured and filling the cavity 22 therein. It has a function of holding a fixed amount of the mixed powder 100 and a function of supplying a fixed amount, and as a whole, an initial position (position indicated by a solid line in FIGS. 2 and 3A) and an upper position (first mold 21) The position can be selectively reciprocated between the position indicated by a broken line in FIG. 3B.
  • the mixed powder 100 Since it is important to uniformly and sufficiently fill the mixed powder 100 anywhere in the first mold (lower mold 21), the mixed powder 100 must be in a smooth state. That is, since the form of the internal space (cavity 22) of the first mold (lower mold 21) is a form corresponding to the product form, even if the product form is complicated or has a narrow portion, the intermediate pressure In order to guarantee the dimensional accuracy of the powder 110, non-uniform filling or insufficient filling is not preferable.
  • the form (dimensions and shape) of the finished green compact 120 is not particularly limited, but examples are shown in FIGS. 5A to 5E.
  • 5A shows a ring shape
  • FIG. 5B shows a cylindrical shape
  • FIG. 5C shows an elongated round shaft shape
  • FIG. 5D shows a disk shape
  • FIG. 5E shows a complex shape.
  • the upper die (upper punch) 25 of the first pressure molding machine 20 and the cavity 22 of the lower die 21 have a shape corresponding to the form (shape) of the intermediate green compact 110.
  • the form of the intermediate green compact 110 is, for example, as shown in FIGS. 5A to 5E, it has a shape corresponding to each.
  • the shape of the upper die (upper punch) 25 is an annular tube shape and the shape of the lower die 21 as shown in FIGS. 2, 3A, and 3B. Becomes a hollow annular tube shape. In the case of the columnar shape shown in FIG.
  • the shape of the upper die (upper punch) 25 is a solid cylindrical (columnar) shape
  • the shape of the lower die 21 is a hollow cylindrical shape.
  • the shape of the disk in FIG. 5C and the shape of the elongated round shaft in FIG. 5D are similar (however, there is a difference in depth).
  • the complicated shape shown in FIG. 5E the corresponding complicated shape is obtained.
  • the lubricant for reducing the frictional resistance between the particles of the base metal powder and the frictional resistance between the base metal powder and the inner surface of the mold is a solid (very small granular) or powder in a smooth state at room temperature. Choose what is. For example, when a liquid lubricant is used, the mixed powder 100 has a high viscosity and low fluidity, so uniform filling and sufficient filling cannot be performed.
  • the lubricant is solid and maintains a predetermined lubricating action stably. It must be possible. Even if there is a case where a slight temperature increase may occur due to the pressurization of the first pressurizing force P1, it should be kept stable as well.
  • the melting point of the lubricant powder is much higher than the melting point of the base metal powder from the viewpoint of the relationship with the heating temperature raising step (PR3) performed after the intermediate green compact molding and the suppression of oxidation of the base metal powder.
  • PR3 heating temperature raising step
  • the melting point of the lubricant powder is selected as a low melting point belonging to a temperature range of 90 to 190 ° C.
  • the lower temperature for example, 90 ° C.
  • the upper limit temperature for example, 70 to 80 ° C.
  • 80 ° C. with a margin (for example, 90 ° C.), and further selected with a focus on the melting point (for example, 110 ° C.) of other metal soaps. That is, the concern that the lubricating oil powder is dissolved (liquefied) and flows out during the pressure molding of the intermediate green compact is eliminated.
  • the upper temperature (for example, 190 ° C.) is selected as the minimum value from the viewpoint of expanding the selectivity with respect to the type of the lubricant powder, and particularly as the maximum value from the viewpoint of suppressing oxidation of the base metal powder during the heating temperature raising step. It is. That is, the lower temperature and the upper temperature in this temperature range (90 to 190 ° C.) should be understood as boundary values rather than limit values.
  • the lubricant powder many substances belonging to the metal soap (such as zinc stearate and magnesium stearate) can be selectively employed as the lubricant powder. Since the lubricant must be in a powder state, a viscous liquid such as zinc octylate cannot be used.
  • zinc stearate powder having a melting point of 120 ° C. was used as the lubricant powder.
  • a pressure molding is performed while using a lubricant having a temperature (melting point) lower than the mold temperature at the time of pressure molding and dissolving (liquefying) the lubricant from the beginning. The idea of performing is denied. If the dissolved lubricant flows out before the end of the molding of the intermediate green compact 110, it will be easy to generate insufficiently lubricated parts on the way, so that sufficient pressure molding cannot be performed reliably and stably. Because.
  • the amount of lubricant powder shall be a value selected from experimental studies and empirical rules through actual production.
  • the amount of the lubricant powder is 0.23 to 0.08 wt% of the total amount of the mixed powder.
  • 0.08 wt% is a lower limit value that can ensure the lubricating action until the molding of the intermediate green compact 110 is completed, and 0.23 wt% obtains an expected compression ratio when the mixed powder 100 is used as the intermediate green compact 110. This is the upper limit value necessary for this purpose.
  • the amount of the lubricant powder in practical use is the value of the true density ratio of the intermediate green compact 110 formed by applying the first pressurizing force in the first mold (lower mold 21) and the first. It should be determined that the sweating phenomenon in the second mold (lower mold 41) can be secured. At this time, it should not be overlooked from the viewpoint of preventing the occurrence of liquid dripping (liquid dripping phenomenon) of the liquefied lubricant from the mold, which causes deterioration of the working environment.
  • the amount of the lubricant powder is 0.2 to 0.1 wt%.
  • the upper limit value (0.2 wt%) is determined from the viewpoint of preventing the occurrence of a dripping phenomenon
  • the lower limit value (0.1 wt%) is determined from the viewpoint of allowing the necessary and sufficient sweating phenomenon to occur without excess or deficiency.
  • the amount is extremely small, and the industrial utility can be greatly improved.
  • the intermediate green compact 110 obtained by compressing the 0.2 wt% mixed powder 100 to a true density ratio of 80%, when the temperature is positively raised to the melting point equivalent temperature of the lubricant powder in the heating temperature raising step (PR3), the powder lubricant interspersed in the intermediate green compact 110 melts to fill the voids between the metal powder grains, and then passes between the metal powder grains and uniformly on the surface of the intermediate green compact 110. Exudes (spouts). That is, a sweating phenomenon is induced.
  • this intermediate green compact 110 is compressed by applying a second pressure P2 in the second mold (lower mold 41), the frictional resistance between the base metal powder and the cavity inner wall is greatly reduced. .
  • the mixed powder 100 having a value exceeding 0.1 wt% and less than 0.2 wt% is also true density.
  • the intermediate green compact 110 compressed to a value within the range of less than 90% and exceeding 80% a similar sweating phenomenon can be expressed. The occurrence of dripping phenomenon can also be prevented.
  • a green compact for example, a magnetic core
  • a green compact for example, a magnetic core
  • the amount of lubricant consumed can be greatly reduced, and the liquid lubricant from the second mold (lower mold 41) can be prevented from flowing down, resulting in a favorable working environment.
  • the productivity can be improved and the green compact manufacturing cost can be reduced, so the industrial applicability can be greatly improved.
  • Patent Documents 1 to 8 recognizes the relationship between the content of the lubricant and the compression ratio of the mixed powder, the dripping phenomenon due to the amount of the lubricant, and the sweating phenomenon. .
  • Patent Document 5 Even with the warm powder metallurgy method (Patent Document 5), it can be understood that a primary molded body having a density ratio of less than 76% is formed for easy handling, but the technical basis and feasibility of high-density forming are possible. None is disclosed. On the other hand, from the point of forming the secondary molded body after collapsing the primary molded body after that, there is no denying the technical idea of increasing the density by stacking the primary molding and the secondary molding.
  • the first pressure molding machine 20 applies a first pressure P1 to the mixed powder 100 filled in the first mold (lower mold 21) using the mixed powder supply machine 10 to mix the mixed powder intermediate compact.
  • This is an apparatus for forming (intermediate green compact 110). In this embodiment, it is a press machine structure.
  • the first mold is composed of a lower die (die) 21 on the bolster side and an upper die (punch) 25 on the slide 5 side.
  • the cavity 22 of the lower mold 21 has a shape (hollow annular tube shape) corresponding to the form (ring shape) of the intermediate green compact 110 shown in FIG. 5A. That is, the upper die (upper punch) 25 is in a form that can be pushed into the lower die 21 (cavity 22) (annular cylindrical shape shown in FIGS. 2, 3A, and 3B) and is moved up and down by the slide 5.
  • a movable member 23 is fitted below the cavity 22 so as to be displaced in the vertical direction.
  • the cavity 22 of the upper mold (punch) 25 and the lower mold (die) 21 of the first pressure molding machine 20 has a shape corresponding to the form (shape) of the intermediate green compact 110, the intermediate green compact When the shape of 110 is as shown in FIGS. 5B to 5E, the shapes correspond to the respective shapes. The same applies to the upper mold (upper punch) 45 of the second pressure molding machine 40 and the cavity 42 of the lower mold 41.
  • the movable member 23 is displaced upward by a knockout pin (not shown) protruding through a through hole 24 provided below the ground level GL. That is, the intermediate green compact 110 in the first mold [lower mold 21 (cavity 22)] can be pushed up to the transfer level HL. When viewed from the outside, it functions as a first extracting device for extracting the intermediate green compact 110 in the first mold (lower mold 21) to the outside (HL). After the intermediate green compact 110 is transferred to the heating warmer 30 side, the movable member 23 returns to the initial position together with the knockout pin. But you may form a 1st extraction apparatus from another special apparatus.
  • the horizontal axis indicates the applied pressure P as an index.
  • the maximum capacity (pressing force P) in this embodiment is 10 Ton / cm 2 , and this is taken as the horizontal axis index 100.
  • Pb is a mold breakage pressure and has a horizontal axis index of 140 (14 Ton / cm 2 ).
  • the vertical axis indicates the true density ratio (density ⁇ ) as an index.
  • the vertical axis index 100 corresponds to a true density ratio (density ⁇ ) of 97% (7.6 g / cm 3 ).
  • the base metal powder is an iron powder coated with a glassy insulating coating for a magnetic core (true density is 7.8 g / cm 3 ), and the lubricant powder is stearin in the range of 0.2 to 0.1 wt%.
  • True density ratio of 80 to 90%, which is zinc acid powder and the first applied pressure P1 corresponds to the mixed powder intermediate compression body with a longitudinal index of 82 to 92 [equivalent to density ⁇ (6.24 to 7.02 g / cm 3 )] Selected to be compressible.
  • the vertical axis index 102 corresponds to the density ⁇ (7.75 g / cm 3 ), and the true density ratio (density ⁇ ) corresponds to 99%.
  • the base metal powder may be iron-based amorphous powder for magnetic core (Fe-Si alloy powder for magnetic core), iron-based amorphous powder for magnetic core, Fe-Si alloy powder for magnetic core, pure iron powder for machine parts, and the like.
  • the density ⁇ obtained by the first pressure molding machine 20 increases according to the characteristic A indicated by the broken line (curve).
  • the density ⁇ is 7.6 g / cm 3 at the first pressure P1 (the horizontal axis index is 100).
  • the true density ratio is 97%. Even if the first pressure P1 is increased to a value higher than this, the increase in the density ⁇ is minimal. Strong risk of mold damage.
  • the longitudinal axis index 100 (7.6g / cm 3) to be increased to 102 (7.75g / cm 3) it can be understood as innovative. That is, if the density ⁇ can be improved by 2%, the magnetic characteristics can be greatly improved (hyperbolic), and the mechanical strength can be dramatically improved. In addition, since the sintering process in a high-temperature atmosphere can be eliminated, oxidation of the green compact can be significantly suppressed (deterioration of magnetic core performance can be prevented).
  • the intermediate green compact 110 molded by the first pressure molding machine 20 is heated to promote the dissolution (liquefaction) of the lubricant, and then the second pressure molding machine 40 It is formed so as to perform the second pressure molding process.
  • the intermediate green compact 110 is pressurized in the second pressure molding machine 40, a high density (7.75 g / cm 3 ) corresponding to the vertical axis index 102 is achieved as shown by the characteristic B (solid line) in FIG. it can. Details will be added in the description of the second pressure molding machine 40.
  • the heating temperature raising device 30 heats the mixed powder intermediate compressed body (intermediate green compact 110) taken out from the first mold (lower mold 21) to set the temperature of the intermediate green compact 110 to the lubricant powder.
  • This is a device that actively raises the temperature to the melting point equivalent temperature.
  • the heating warmer 30 includes a hot air generation source (not shown), a blowing hood 31, an exhaust circulation hood 33, and the like, and supplies hot air to the intermediate green compact 110 positioned on the wire mesh holding member 32. It sprays and heats and raises the temperature to the melting
  • the dense part has low friction, so the compressibility is superior and the compression is likely to proceed. Since the sparse part has high friction, the compressibility is inferior and the compression is delayed. In any case, a compression progression difficulty phenomenon occurs in accordance with a preset value of the first pressure P1. That is, a compression limit occurs. Under this condition, when the fracture surface of the intermediate green compact 110 taken out from the first mold (lower die 21) is observed in an enlarged manner, the base metal powder is pressed in an integral manner in the dense portion. . However, lubricant powder is also mixed in. In the sparse part, a slight gap (space) remains between the pressed base metal powders. Almost no lubricant powder is found.
  • the lubricant powder is removed from the dense part, a compressible gap is created. If the lubricant can be replenished in the gap between the sparse parts, the compressibility of the parts can be improved.
  • the intermediate green compact 110 after the completion of the first pressure molding is heated to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant powder (for example, 120 ° C.) to dissolve (liquefy) the lubricant powder.
  • a temperature corresponding to the melting point of the lubricant powder for example, 120 ° C.
  • the lubricant that has melted out from the dense part soaks into the periphery and is replenished to the part that has been sparse. Therefore, the frictional resistance between the particles of the base metal powder can be reduced, and the space occupied by the lubricant powder can also be compressed.
  • the frictional resistance between the base metal powder particles and the inner surface of the mold can also be reduced.
  • the second pressure molding machine 40 applies a second pressure P2 to the heated intermediate green compact 110 set in the second mold (lower mold 41) to increase the density.
  • This is an apparatus for forming the finished green compact 120.
  • a warm-up function for the second mold (lower mold 41) is provided.
  • the temperature of the intermediate green compact 110 that has already been heated has a problem in molding by the time when the completed green compact molding starts when the second pressing force P2 is applied in the second mold (lower mold 41). If the temperature is within a certain temperature range, the high-density molding of the present invention can be performed without warming up the second mold (lower mold 41).
  • the maximum capacity (pressing force P) of the second pressure molding machine 40 in this embodiment is 10 Ton / cm 2 as in the case of the first pressure molding machine 20.
  • the first pressure molding machine 20 and the second pressure molding machine 40 are configured as a single press machine, and the upper molds 25 and 45 can be moved up and down synchronously with the common slide 5 shown in FIG. From this point, the apparatus economy is advantageous, and the manufacturing cost of the finished green compact 120 can be reduced.
  • the second mold is composed of a lower die (die) 41 on the bolster side and an upper die (punch) 45 on the slide 5 side.
  • the cavity 42 of the lower mold 41 has a shape (annular cylindrical shape) corresponding to the shape (ring shape) of the finished green compact 120 at the lower portion, and a shape that is slightly larger at the upper portion to receive the intermediate green compact 110. It is said that.
  • the upper mold 45 can be pushed into the lower mold 41 (cavity 42) and is moved up and down by the slide 5.
  • a movable member 43 is fitted below the cavity 42 so as to be displaceable in the vertical direction.
  • the second mold (lower mold 41) and the first mold (lower mold 21) correspond to the vertical dimension difference between the objects to be compressed (the intermediate green compact 110 and the finished green compact 120). Height (position) is adjusted.
  • the movable member 43 is displaced upward by a knockout pin (not shown) that protrudes through a through hole 44 provided below the ground level GL. That is, the finished green compact 120 in the second mold [lower mold 41 (cavity 42)] can be pushed up to the transfer level HL. When viewed from the outside, it functions as a second extraction device for extracting the finished green compact 120 in the mold [lower mold 41 (cavity 42)] to the outside (HL). In addition, you may form a 2nd extraction apparatus from another special apparatus. After the finished green compact 120 is discharged to the discharge chute 59 and receives a new intermediate green compact 110 from the heating temperature riser 30, the movable member 43 returns to the initial position together with the knockout pin.
  • a knockout pin not shown
  • the second mold [lower mold 41 (cavity 42)] is provided with a second warm-up device 47 capable of changing the set temperature.
  • This second warming-up device 47 allows the second mold [lower mold to reach the melting point equivalent temperature (120 ° C.) of the lubricant powder (zinc stearate) until the intermediate green compact 110 is received (set). 41 (cavity 42)] is warmed (warmed up). The heated intermediate green compact 110 can be received without being cooled. As a result, the lubricating action can be ensured while preventing re-solidification of the previously dissolved (liquefied) lubricant.
  • the second warm-up device 47 is an electric heating method (electric heater) in this embodiment, but can also be implemented with a circulation-type heating device that warms up by circulating hot oil or hot water. .
  • the second warming-up device 47 is capable of being heated until the finished green compact 120 is completely pressed.
  • the fluidity of the dissolved lubricant in all directions during pressure molding can be further improved, so that not only between the base metal particles but also the particles and the second mold [lower mold 41 (cavity 42)] The frictional resistance between the two can be greatly reduced and maintained.
  • a warming-up device (not shown) for warming up the first mold (lower mold 21) is provided.
  • the high-density molding of the present invention can be carried out without warming up the first mold (lower mold 21) and preheating the intermediate green compact 110 before the heating and heating step.
  • the composition of the mixed powder and the form of the intermediate green compact 110 are specific, when the heat capacity of the intermediate green compact 110 is large, when the large heating heating device 30 is not provided, or the working environment temperature is low. In such a case, there is a risk of spending a long time for heating and heating the intermediate green compact 110. In such a case, it is preferable to warm up the first mold (lower mold 21). Therefore, in this embodiment, the first mold is warmed up.
  • the first mold [lower mold 21 (cavity 22)] is also provided with a first warm-up device (not shown) capable of changing the set temperature, and the heating temperature is increased after the molding of the intermediate green compact 110 is completed.
  • a first warm-up device (not shown) capable of changing the set temperature
  • the heating temperature is increased after the molding of the intermediate green compact 110 is completed.
  • the first mold (lower mold 21) is warmed up so that the lubricant powder can be preheated. By doing so, the heating temperature raising time can be reduced and the production cycle can be shortened.
  • the density ⁇ obtained by the second pressure molding machine 40 follows the characteristic B shown by the solid line. That is, unlike the case of the first pressure molding machine 20 [characteristic A (broken line)], the density ⁇ does not gradually increase as the second pressure P2 is increased. That is, the density ⁇ does not increase until the final first pressure P1 (for example, the horizontal axis index 50, 75, or 85) in the first pressure molding step is exceeded. When the second pressure P2 exceeds the final first pressure P1, the density ⁇ increases at a stretch. It is understood that the second pressure molding is performed as if the first pressure molding was continuously taken over.
  • the first pressure molding step it is not necessary to perform an operation in which the first pressure P1 is increased to a value (horizontal axis index 100) corresponding to the maximum capacity at any time. That is, it is possible to eliminate energy consumption for a useless time when the first pressure molding is continued after the compression limit. This leads to reduced manufacturing costs. Moreover, since it becomes easy to avoid the overload operation exceeding the horizontal axis index 100, there is no fear of die damage. Overall, handling is easy and safe and stable operation is possible.
  • the workpiece transfer device 50 moves the intermediate green compact 110 taken out from the first mold (lower die 21) by the first take-out device (movable member 23, through hole 24) to a predetermined position in the heating warmer 30.
  • the intermediate green compact 110 after the temperature rise can be transferred from the heating temperature riser 30 to the second mold (lower mold 41), and the second take-out device (movable member 43, through hole 44).
  • the finished green compact 120 taken out from the second mold (lower mold 41) is discharged to the outside of the high-density molding apparatus 1, for example, a discharge shooter 59 so as to be transportable.
  • the workpiece transfer device 50 includes the first pressure molding machine 20 to the heating temperature raising machine 30, the heating temperature raising machine 30 to the second pressure molding machine 40, and the second pressure molding machine. The workpiece can be reliably transferred between 40 and the discharge shooter 59.
  • the workpiece transfer apparatus 50 includes three feed bars 51, 52, and 53 that are operated synchronously as shown in FIG. 3B.
  • the feed bars 51, 52, and 53 are advanced from the depth side of the sheet of FIG. 3A to the transfer line of FIG. 3B, and moved back from the left to the right, and then retreat to their original positions.
  • the set device (feed bar 52, movable member 43, and through hole 44) is a second mold [lower side in which the mixed powder intermediate compressed body (intermediate green compact 110) that has been heated is warmed to the melting point equivalent temperature [lower Mold 41 (cavity 42)].
  • the workpiece transfer device may include a finger or the like driven in a two-dimensional or three-dimensional direction, and may be formed from a transfer device that sequentially transfers the workpiece to each mold or the like.
  • high-density molding is performed by the following steps.
  • a mixed powder 100 in a smooth state is procured by mixing a base metal powder (iron powder coated with a glassy insulating coating for magnetic core) and 0.2 wt% lubricant powder (zinc stearate powder). A predetermined amount is supplied to the mixed powder feeder 10 (step PR0 in FIG. 1).
  • the mixed powder supplier 10 is moved from a predetermined position (solid line) to a replenishment position (broken line) as shown in FIG. 3B.
  • the supply port of the mixed powder supplier 10 is opened, and a fixed amount of the mixed powder 100 is filled into the empty lower mold 21 (cavity 22) of the first pressure molding machine 20 (step PR1 in FIG. 1). .
  • it can be filled in 2 seconds.
  • the supply port is closed, and the mixed powder supply machine 10 returns to a predetermined position (solid line).
  • the first press molding in which the upper mold 25 of the first press molding machine 20 descends together with the slide 5 of FIG. 2 and pressurizes the mixed powder 100 in the lower mold 21 (cavity 22) with the first pressure P1. Processing begins. Solid lubricants provide sufficient lubrication.
  • the density ⁇ of the compressed intermediate green compact 110 increases according to the characteristic A (broken line) in FIG.
  • the first applied pressure P1 becomes a pressure (3.0 Ton / cm 2 ) corresponding to the horizontal axis index (for example, 30)
  • the true density ratio is 85%, that is, the density ⁇ is 6.63 g / cm 3 (vertical axis index 87 Equivalent).
  • the intermediate green compact 110 is molded in the mold (lower mold 21) as shown in FIG. 3A (step PR2 in FIG. 1). Thereafter, the upper die 25 is raised by the slide 5.
  • the second pressure molding machine 40 the second pressure molding process relating to the intermediate green compact 110 is performed in synchronization.
  • the first take-out device (movable member 23) is activated, and the intermediate green compact 110 is pushed up to the transfer level HL. That is, it is taken out from the lower mold 21. Then, as shown in FIG. 3B, the workpiece transfer device 50 operates, and the intermediate green compact 110 is transferred toward the heating temperature raising device 30 by the feed bar 51. At this stage, the movable member 23 is returned to the initial position below. The intermediate green compact 110 after being transferred is positioned on the wire mesh holding member 32 as shown in FIG. 3A.
  • Heating temperature In FIG. 3A, the heating warmer 30 is activated. Hot air is blown from the blowing hood 31 and the intermediate green compact 110 is heated to a melting point equivalent temperature (for example, 120 ° C.) of the lubricant powder (step PR3 in FIG. 1). That is, the lubricant is dissolved, and the lubricant distribution in the intermediate green compact 110 is uniformly modified by the flow of the lubricant.
  • the heating temperature raising time is, for example, 8 to 10 seconds.
  • the hot air is recirculated through the wire mesh holding member 32 and the exhaust circulation hood 33.
  • the heated intermediate green compact 110 is transferred to the second pressure molding machine 40 by the work transfer device 50 (feed bar 52), and positioned above the lower mold 41. It is set on the movable member 43 in the lower mold 41 (cavity 42) (step PR4 in FIG. 1).
  • the second warm-up device 47 works. Before receiving (setting) the intermediate green compact 110, the second mold [lower mold 41 (cavity 42)] is warmed to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant powder (for example, 120 ° C.). Thereafter, re-solidification of the lubricant in the heated intermediate green compact 110 received can be prevented.
  • the upper mold 45 together with the slide 5 of FIG. 2 descends as shown in FIG. 3A and starts to press the intermediate green compact 110 in the lower mold 41 (cavity 42) with the second pressure P2.
  • Liquid lubricant provides sufficient lubrication.
  • a sweating phenomenon occurs in which the lubricant flows in all directions as the pressure molding proceeds.
  • the frictional resistance between the metal particles as well as between the base metal particles can be efficiently reduced.
  • the density ⁇ of the compressed intermediate green compact 110 increases according to the characteristic B in FIG. That is, when the second applied pressure P2 exceeds the horizontal axis index (for example, 30...
  • the density ⁇ suddenly increases from 6.63 g / cm 3 to the density ⁇ corresponding to the vertical axis index 102. It increases to (7.75 g / cm 3 ).
  • the second applied pressure P2 is increased to an abscissa index of 100 (10 Ton / cm 2 )
  • the density ⁇ (7.75 g / cm 3 ) becomes uniform as a whole.
  • the finished green compact 120 is molded in the second mold (lower mold 41) (step PR5 in FIG. 1). Thereafter, the upper mold 45 is raised by the slide 5.
  • the first pressure molding process for the subsequent intermediate green compact 110 is performed in synchronization.
  • the second take-out device (movable member 43) works, and the finished green compact 120 is pushed up to the transfer level HL. That is, it is taken out from the lower mold 41. Then, as shown in FIG. 3B, the workpiece transfer device 50 operates, and the finished green compact 120 is transferred toward the discharge shooter 59 by the transfer bar 53. At this stage, the movable member 43 is returned to the initial position below.
  • the finished green compact 120 having a density ⁇ (7.75 g / cm 3 ) corresponding to the ordinate index 102, the vitreous material does not change or melt because the lubricant powder has a low melting point. Therefore, it is understood that a high-quality magnetic core green compact with low eddy current loss and high magnetic flux density can be efficiently manufactured.
  • the first pressure molding process, the heating temperature raising process, and the second pressure molding process for the metal powder (mixed powder 100) supplied and filled in order are synchronized. Since it can be executed, a high-density green compact (finished green compact 120 in a cycle time of 12 to 14 seconds is obtained by adding a workpiece transfer time (for example, 2 to 4 seconds) to the longest heating temperature raising processing time (for example, 10 seconds). ) Can be manufactured. It is understood that the production / production time can be drastically improved in comparison with only the high temperature sintering process time of 30 minutes or more in the conventional example. For example, it is possible to stabilize the supply of small and light complex parts with high mechanical strength for automobile parts and electromagnetic equipment parts with excellent magnetic properties and mechanical strength, which can greatly contribute to the reduction of production costs.
  • the first metal mold (lower mold 21) is filled with the mixed powder 100 in which the low melting point lubricant powder is mixed with the base metal powder by 0.2 to 0.1 wt%.
  • the first pressing force P1 is applied to form the intermediate green compact 110 having a true density ratio of 80 to 90% and heated to the melting point equivalent temperature of the lubricant powder.
  • the intermediate green compact 110 positively heated to (for example, 120 ° C.) is set in the second mold (lower mold 41), and the second green pressure P2 is applied to form the finished green compact 120.
  • the high-density molding method enables reliable and stable production of high-density green compacts and greatly reduces production costs, while reducing the amount of lubricant used and dripping from the mold. Can improve the work environment by preventing the occurrence of
  • the melting point of the lubricant powder is a low melting point within the temperature range of 90 to 190 ° C., sufficient lubrication can be ensured while promoting the oxidation suppression of the lubricant during the first pressurizing step. Moreover, the selectivity for the type of lubricant is wide.
  • the second mold (lower mold 41) can be warmed up before the intermediate green compact 110 is received by the second warm-up device 47, all directions of the dissolved lubricant during the second pressure molding The liquidity to the can be further improved.
  • the frictional resistance between the base metal particles and the second mold as well as between the base metal particles can be greatly reduced and maintained.
  • the second pressing force P2 is set equal to the first pressing force P1
  • it can be easily constructed on the basis of, for example, a single press machine.
  • the capacity of a conventional apparatus (for example, a press machine) (the horizontal axis index 100 in FIG. 4) could not be increased beyond the density corresponding to the vertical axis index 100, according to the present invention.
  • a conventional apparatus for example, a press machine
  • the high-density molding apparatus 1 is composed of the mixed powder supply machine 10, the first pressure molding machine 20, the heating temperature riser 30, and the second pressure molding machine 40, the above-described high density Can be carried out reliably and stably.
  • the high-density molding apparatus is formed from a heating and pressing molding machine 70 in which these functions are integrally incorporated in the heating temperature riser 30 and the second pressing molding machine 40 in the case of the first embodiment. ing.
  • the heat-pressure molding machine 70 is formed from a plurality of (two in this embodiment) heat-pressure molding child machines 70A, 70B, and each of the heat-pressure molding child machines 70A, 70B is manufactured by a control device (not shown). It is possible to select and operate sequentially for each cycle.
  • Each of the heating and pressure forming child machines 70A and 70B has a basic structure equivalent to the second pressure forming machine 40 in the first embodiment.
  • each of the heating and pressure molding child machines 70A and 70B has a composite function type having a composite function corresponding to each function of the heating warmer 30 and the second warm-up device 47 in the case of the first embodiment.
  • a heating device 48 is provided.
  • the multi-function heating device 48 is an electric heating system having a set temperature switching function.
  • the lower mold 41 can be warmed up to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant (for example, 120 ° C.).
  • the calorific value is largely switched so that the entire intermediate green compact 110 can be heated to a temperature corresponding to the melting point of the lubricant (for example, 120 ° C.). It is also possible to selectively switch the heating part.
  • the same second heat forming process as that of the second pressure molding machine 40 in the first embodiment is performed.
  • the multi-function heating device 48 functions so that the temperature of the intermediate green compact 110 can be maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the lubricant (for example, 120 ° C.) during the second thermoforming process.
  • each of the heating and press forming child machines 20, 70A, 70B has an independent press machine structure, and each slide 5, 5A, 5B is driven up and down by rotation control of each machine motor. . That is, when one (the other) of each of the heating and pressing child machines 70A and 70B performs a pressure molding operation, the other (one) is preheated and does not perform the pressure molding operation.
  • the hot press molding machine 70 is formed from three or more hot press molding slaves in relation to the manufacturing cycle time.
  • the first pressure molding machine 20 is press-molding the third intermediate green compact 110, while the one heat-pressure molding machine 70A (or the heat-pressure molding machine). 70B), the second intermediate green compact 110 is heated and heated, and the first intermediate green compact 110 is completed by the other heating press molding machine 70B (or the heating and press molding machine 70A). Pressure molding is in progress to form powder 120.
  • the heating and pressing molding machine 70 may be constructed from a plurality of heating and pressing molding machines 70A and 70B having the same structure, which is compared with the case of the first embodiment. Therefore, the device can be further simplified. Simplification of the production line can be promoted, and handling becomes easier.

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Abstract

　基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を重量比で０．１～０．２％だけ混合した混合粉末を第１の金型に充填し、第１の金型内で第１の加圧力を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体を成形し、混合粉末中間圧縮体を加熱して混合粉末中間圧縮体の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温し、昇温された混合粉末中間圧縮体を該融点相当温度に暖機された第２の金型にセットし、第２の金型内で混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する。

Description

混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
　混合粉末を２回加圧により高密度（例えば、７．７５ｇ／ｃｍ３）の圧粉体を成形することができる高密度成形方法および高密度成形装置に関する。
　一般的に、粉末冶金技術は、金属粉末を加圧（圧縮）して所定形状の圧粉体に成形処理し、次いで圧粉体を当該金属粉末の融点近傍温度に加熱して粒子間結合（固化）を促す焼結処理を行う一連の技術である。これにより、形状複雑で寸法高精度の機械部品を低コストで製造することができる。
　機械部品の一段の小型軽量化要請に伴い、圧粉体の機械的強度の向上が求められる。他方、圧粉体を高温雰囲気に晒すと磁気特性が劣悪化すると言われている。かくして、例えば、磁心用圧粉体の実際製造に際しては、その後の高温処理（焼結処理）を省略する場合がある。換言すれば、高温処理（焼結処理）をしなくても、機械的強度を高める方法が模索されている。
　ここに、機械的強度は、圧粉体の密度を高めるにしたがって大幅（双曲線的）に高まるとされている。代表的な高密度化方法としては、金属粉末に潤滑剤を混合させることで摩擦抵抗力の低減を図りつつ加圧成形する方法が提案、（例えば、特開平１－２１９１０１号公報（特許文献１））されている。一般的には、基金属粉末に約１重量％（１ｗｔ％）の潤滑剤を混合した混合粉末を加圧成形する。さらなる高密度化を目指した幾多の提案がされている。これら提案は、潤滑剤自体の改善と、加圧成形・焼結処理に係るプロセスの改善に大別される。
　前者に属するものとしては、潤滑剤をボール状炭素分子と板状炭素分子を組み合わせた炭素分子複合体とする提案（特開２００９－２８０９０８号公報（特許文献２））、２５℃における針入度が０．３～１０ｍｍである潤滑剤とする提案（特開２０１０－３７６３２号公報（特許文献３））を挙げることができる。いずれも金属粉末と金型との摩擦抵抗力を低減する考え方である。
　後者に属するものとしては、温間成形・焼結粉末冶金方法（特開平２－１５６００２号公報（特許文献４））、ハンドリング容易化前置温間成形粉末冶金方法（特開２０００－８７１０４号公報（特許文献５））、２回プレス－２回焼結粉末冶金方法（特開平４－２３１４０４号公報（特許文献６））および１回成形－焼結粉末冶金方法（特開２００１－１８１７０１号公報（特許文献７））が知られている。
　最初の温間成形・焼結粉末冶金方法は、固体潤滑剤および液体潤滑剤を混合した金属粉末を予熱することで潤滑剤の一部（または、全部）を溶融させかつ粒子間に潤滑剤を分散させる。これにより、粒子間および粒子・金型間の摩擦抵抗力を下げることで、成形性を向上しようとするものである。ハンドリング容易化前置温間成形粉末冶金方法は、温間成形工程に先立ち混合粉末を加圧してハンドリング可能な低密度（例えば、密度比が７６％未満）の一次成形体を成形する一次成形工程を設け、この一次成形体を青熱脆性が生じる温度よりも低温の状態でかつ一次成形体を一旦崩壊しつつ二次成形工程を実施して二次成形体（圧粉体）を得るものである。２回プレス－２回焼結粉末冶金方法は、合金化成分を含む鉄粉末混合物をダイ内で加圧しつつ生の圧縮体を生成し、この圧縮体（圧粉体）を８７０℃で５分間だけ予備焼結して予備焼結体を生成し、この予備焼結体を加圧することで２回プレス済の予備焼結体を生成し、しかる後に２回プレス済の予備焼結体を１０００℃で５分間焼結することにより焼結部品を生成する方法である。最後の１回成形－焼結粉末冶金方法は、金型を予め予熱しかつ内面に潤滑剤を帯電付着しておく、次いでこの金型内に加熱された鉄基粉末混合物（鉄基粉末＋潤滑剤粉末）を充填し、所定温度で加圧成形して鉄基粉末成形体となし、次いで鉄基粉末成形体に焼結処理を施し、さらに光輝焼入れを行い、その後に焼き戻し処理を施して鉄基焼結体を製造する方法である。
　このように、潤滑剤や加圧成形・焼結処理プロセスに関するいずれの改善策でも、圧粉体の密度は最高でも７．４ｇ／ｃｍ３（真密度の９４％）程度である。機械的強度が不十分である。さらに、焼結処理（高温雰囲気）を施す場合には、温度・時間に応じて酸化が進むので粉末粒子コーティング状態の潤滑剤が燃焼しかつ残渣が発生する結果、加圧成形後の圧粉体品質の劣化を招くから、製造上の密度は７．３ｇ／ｃｍ３以下となるであろう。しかも、いずれの改善策も、複雑でコスト高となる虞が強い。取扱も面倒で実用性に難点がある。
　特に、電磁機器（モータやトランス等）用の磁心（磁芯）を圧粉体から作製することを考えると、この程度の密度（７．３ｇ／ｃｍ３以下）では、極めて不満足との指摘が強い。損失（鉄損、ヒステリス損）量を減少し、磁束密度を高くするには圧粉体の一層の高密度化が必要である。例えば、平成２１年度粉体粉末冶金協会秋季大会での発表資料（株式会社豊田中央研究所殿提供）からしても、明白である。磁心の密度は、例えば７．５ｇ／ｃｍ３でも、実用的には、磁気的特性のみならず機械的強度も不満足であるとの指摘がある。
　この磁心用圧粉体の製造に関しては、２回成形－１回焼結（１回焼鈍）粉末冶金方法（特開２００２－３４３６５７号公報（特許文献８））が提案されている。この提案粉末冶金方法は、磁性金属粉末の表面にシリコーン樹脂と顔料とを含む被膜を形成しておけば、その後に高温処理が施されても絶縁性が低下しないという技術事項を根拠とするものである。すなわち、圧粉磁心の製造方法は、表面がシリコーン樹脂と顔料とを含む被膜で被覆された磁性粉末を予備成形して予備成形体を成形し、この予備成形体に５００℃以上の温度で熱処理を施して熱処理体とし、次いでこの熱処理体に圧縮成形を施すことを特徴とする。熱処理用の温度は、５００℃以下ではその後の圧縮成形時に破断が生じやすく、１０００℃以上では絶縁被膜が分解して絶縁性が焼失するので、５００～１０００℃の範囲内とする。この高温処理は、予備成形体の酸化を防止する観点から、真空中、不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気中で行われる。かくして、真密度９８％（７．７ｇ／ｃｍ３）の圧粉磁心を製造できると記載されている。
　しかしながら、２回成形－１回焼結粉末冶金方法（特許文献８）は、他の提案方法に比較して、ますます複雑化、個別化されるとともに具現化と実施化が難しく、製造コストの大幅高を招く。また、予備成形体を５００℃以上で熱処理することを要件としている。圧粉磁心の品質が劣悪化を防止する意味で格別の雰囲気中で行わなければならないので、大量生産には不向きである。特に、ガラス質被膜被覆磁性金属粉末の場合には、ガラス質が変質・溶解してしまうので、適応できない。
　また、上記したいずれの提案方法・装置（特許文献１～８）においても、比較的に高温雰囲気内の焼結処理についての実施可能な記述はあるが、加圧成形工程に関する詳細は定かでない。加圧成形機の仕様・機能、加圧力と密度の関係やその限界に関する分析も新たな改善についての記載は認められない。
　かくして、小型軽量化に伴う一段の機械的強度が求められる点からも、高密度圧粉体（特に、磁心用高密度圧粉体）を確実・安定かつ低コストで製造できる方法・装置の開発が急務とされている。
　本発明の目的は、混合粉末に加温を挟んだ２回の加圧形成を施すことにより高密度圧粉体を製造できかつ製造コストを大幅に低減することができる混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置を提供することにある。
　圧粉体は焼結冶金技術より製造される慣行ゆえに、加圧成形された圧粉体を高温雰囲気（例えば、８００℃以上）での焼結処理を施すことが必須とされてきた。しかし、焼結用高温処理は、エネルギー消費が大量でコスト負担が膨大であるばかりか地球的環境保全上も弊害が大きいので、見直す必要がある。
　また、従来、加圧成形処理は混合粉末を具体的形態として確立するものであり、高温焼結処理の前段階（予備）的な機械的処理として考えられ、そのように取り扱われてきた。しかるに、電磁機器（モータ、トランス等）に供される磁心用圧粉体を製造する場合に限り、例外的に、焼結用高温処理を省略しているのが実状である。高温処理した場合の弊害（磁気特性の劣悪化）を回避するためである。つまり、機械的強度に対する不満足を忍従することを余儀なくされていた。機械的強度の不足は、密度の問題であるから、当然として磁気特性も不十分であった。
　ここに、高温焼結処理をすることなくかつ加圧成形処理のみで圧粉体の高密度成形ができるならば、圧粉体の産業上の利用と普及を飛躍的に向上できる筈である。本発明は、加圧時の潤滑剤の有効性、潤滑剤粉末を含む圧縮限界性、潤滑剤粉末の混合粉末内での空間的占有性、基金属粉末と潤滑剤粉末の空間的配置状態やそれらの挙動性および潤滑剤の最終処分態様についての研究並びに一般的な加圧成形機の特性、圧縮限界性および圧粉体の密度が強度や磁性に及ぼす影響度についての分析に基づき、かつ実際の製造に適応した作業環境および所期の高品質を満たすことができるものとして、創出したものである。
　すなわち、本発明は、基金属粉末に０．２～０．１ｗｔ％の潤滑剤粉末を混合した混合粉末を第１の金型に充填し、潤滑剤の粉末状態を維持しつつ第１の加圧工程により真密度比が８０～９０％の中間圧粉体を成形し、次いで潤滑剤を加熱して液化させることにより中間圧粉体内の潤滑様相の改変をなし、しかる後に中間圧粉体の表面に液化潤滑剤が適度に染み出る現象（以下、発汗現象という。）を誘発できる状態として第２の加圧工程を施して真密度に近い高密度の完成圧粉体を成形するものである。換言すれば、高温焼結処理を必須とする従来焼結冶金技術から脱した新たな粉末冶金技術（潤滑剤の液化工程を挟んだ２回の加圧成形）の創成に係り、高密度圧粉体を確実に安定してかつ低コストで製造することのできる画期的で実用的な方法と装置を提供するものである。
　（１）詳しくは、本発明の第１の態様に係る混合粉末の高密度成形方法は、基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を重量比で０．２～０．１％だけ混合した混合粉末を第１の金型に充填し、第１の金型内で混合粉末に第１の加圧力を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体を成形し、第１の金型から取出した混合粉末中間圧縮体を加熱して混合粉末中間圧縮体の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温し、昇温された混合粉末中間圧縮体を第２の金型にセットし、第２の金型内で混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する、ことを特徴とする。
　（２）上記（１）の発明において、潤滑剤粉末の融点を、９０～１９０℃の温度範囲内に属する低融点とすることができる。
　（３）上記（１）または上記（２）の発明において、第２の金型が混合粉末中間圧縮体の受入れ以前に融点相当温度に暖機されるものとすることができる。
　（４）上記（１）または上記（２）の発明において、第２の加圧力を第１の加圧力と等しくすることができる。
　（５）本発明の第２の態様に係る混合粉末の高密度成形装置は、基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を混合した混合粉末を外部に供給可能な混合粉末供給機と、この混合粉末供給機を用いて第１の金型に充填された混合粉末に第１の加圧力を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体を成形する第１の加圧成形機と、第１の金型から取出された混合粉末中間圧縮体の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に昇温させるための加熱昇温機と、第２の金型にセットされた昇温済の混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する第２の加圧成形機と、を具備してなる。
　（６）上記（５）の発明において、加熱昇温機と第２の加圧成形機とをこれら機能を一体的に組み込んだ加熱加圧成形機から形成するとともに、加熱加圧成形機を複数台の加熱加圧成形子機から形成しかつ各加熱加圧成形子機をサイクル毎に選択順次動作可能に形成することができる。
　（７）上記（５）の発明において、前記第２の金型を暖機する暖機装置を有することができる。
　（８）上記（５）の発明において、前記第１の加圧成形機で成形された前記混合粉末中間圧縮体を前記加熱昇温機に移送し、前記加熱昇温機で加熱された前記混合粉末中間圧縮体を前記第２の加圧成形機まで移送し、かつ前記第２の加圧成形機で成形された前記混合粉末完成圧縮体を排出部まで移送するワーク移送装置をさらに有することができる。
　上記（１）の発明によれば、高密度圧粉体を確実・安定して製造できかつ製造コストを大幅に低減することができるとともに、潤滑剤の使用量減少化および金型からの液垂れ現象の発生防止による作業環境の良好化を促進できる。
　上記（２）の発明によれば、第１の加圧工程中における基金属粉末の酸化抑制を助長しつつ十分な潤滑作用を担保できる。しかも、潤滑剤の種類に関する選択性が広い。
　上記（３）の発明によれば、第２の加圧成形中における溶解された潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず基金属粒子と第２の金型との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
　上記（４）の発明によれば、加圧成形工程の実施およびその取扱いが容易で、間接的に圧粉体の製造コストの一層の低減にも寄与できる。
　さらに、上記（５）の発明によれば、上記（１）～（４）に係る混合粉末の高密度成形方法を確実に実施することができるとともに具現化が容易で、取扱いが簡単である。作業環境が良好でかつ生産性を一段と向上できる。
　さらにまた、上記（６）の発明によれば、上記（５）の発明の場合に比較して、一段の装置簡素化を図れる。製造ラインの単純化も促進でき、取扱も一段と容易になる。
　上記（７）の発明によれば、第２の金型を暖機することによって、完成圧粉体成形開始時点までに混合粉末中間圧縮体の温度が低下する恐れがある場合であっても混合粉末中間圧縮体を一定の温度範囲内に収めることができるため、良好な成形効果を得ることができる。
　上記（８）の発明によれば、ワーク搬送装置を有することによって、第１の加圧成形機から前記加熱昇温機までの間、加熱昇温機から第２の加圧成形機までの間、そして第２の加圧成形機から排出部までの間でワークを確実に移送することができる。
　なお、上記以外の本発明の構成および効果については、以下の説明から明らかとなろう。
図１は、本発明に係る高密度成形方法を説明するための図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る高密度成形装置および動作を説明するための正面図である。 図３Ａは、本発明の第１の実施形態における混合粉末の高密度成形動作を説明するための図であって、第１の金型で中間圧粉体を成形している状態を示す。 図３Ｂは、本発明の第１の実施形態における混合粉末の高密度成形動作を説明するための図であって、第１の金型内に次の混合粉末を充填している状態を示す。 図４は、本発明の第１の実施形態における加圧力と当該加圧力で得られる密度との関係を説明するためのグラフであり、破線で示す特性Ａは第１の金型での成形状態を、実線で示す特性Ｂは第２の金型での成形状態を示す。 図５Ａは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、リング形状を示す。 図５Ｂは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、円柱形状を示す。 図５Ｃは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、細長丸軸形状を示す。 図５Ｄは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、円板形状を示す。 図５Ｅは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、複雑形状を示す。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る高密度成形装置および動作を説明するための正面図である。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（第１の実施の形態）
　本混合粉末の高密度成形装置１は、図１～図５Ｅに示す如く、混合粉末供給機１０と第１の加圧成形機２０と加熱昇温機３０と第２の加圧成形機４０とを具備し、基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を重量比で０．２～０．１％（０．２～０．１ｗｔ％）だけ混合した混合粉末１００を第１の金型（下型２１）に充填する混合粉末充填工程（ＰＲ１）、第１の金型（下型２１）内で混合粉末に第１の加圧力Ｐ１を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体（以下では、中間圧粉体１１０という場合もある。）を成形する中間圧粉体成形工程（ＰＲ２）、第１の金型（下型２１）から取出された中間圧粉体１１０を加熱して中間圧粉体１１０の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温する加熱昇温工程（ＰＲ３）、加熱された中間圧粉体１１０を第２の金型（下型４１）内にセットする工程（ＰＲ４）および第２の金型（下型４１）内で中間圧粉体１１０に第２の加圧力Ｐ２を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体（以下では、完成圧粉体１２０という場合もある。）を成形する完成圧粉体成形工程（ＰＲ５）からなる本混合粉末の高密度成形方法を安定・確実に実施することができる。
　本願明細書中でいう混合粉末１００とは、基金属粉末と低融点の潤滑剤粉末との混合物を意味する。また、基金属粉末としては、１種の主金属粉末だけからなる場合と、１種の主金属粉末およびこれに１または複数の合金化成分粉末を混合してなる場合とがあるが、いずれの場合も適応できる。低融点とは、基金属粉末の融点（温度）に比較して温度（融点）が著しく低い温度（融点）でかつ基金属粉末の酸化を大幅に抑制できる温度（融点）であることを意味する。
　高密度成形装置１を示す図２において、高密度成形ラインの一番左側（上流側）に配置された混合粉末供給機１０は、混合粉末１００を第１の加圧成形機２０の一部を構成する第１の金型（下型２１）に供給してそのキャビティ２２内に充填する装置である。一定量の混合粉末１００を保留する機能および定量供給機能を有し、全体として初期位置（図２、図３Ａに実線で示した位置）と第１の金型（下型２１）の上方位置（図３Ｂに破線で示した位置）との間を選択的に往復移動可能である。
　第１の金型（下型２１）内の何処にも混合粉末１００を均一かつ十分に充填させることが重要であるから、混合粉末１００はサラサラ状態でなければならない。つまり、第１の金型（下型２１）の内部空間（キャビティ２２）の形態は製品形態に応じた形態であるから、製品形態が複雑であるいは狭小部分を有する形態であっても、中間圧粉体１１０の寸法精度保証上、不均一充填や不十分充填は好ましくない。
　完成圧粉体１２０（中間圧粉体１１０）の形態（寸法、形状）は、特に限定されないが、例として図５Ａ～図５Ｅに示す。図５Ａはリング形状、図５Ｂは円柱形状、図５Ｃは細長丸軸形状、図５Ｄは円板形状で、図５Ｅは複雑形状を示す。
　すなわち、第１の加圧成形機２０の上型（上パンチ）２５および下型２１のキャビティ２２は、中間圧粉体１１０の形態（形状）に対応する形状とされる。中間圧粉体１１０の形態が例えば図５Ａ～図５Ｅ示すものである場合、それぞれに対応した形状となる。中間圧粉体１１０の形態が図５Ａに示すリング形状の場合は、図２、図３Ａ，図３Ｂに示す如く上型（上パンチ）２５の形状が円環筒形状でかつ下型２１の形状が中空円環筒形状となる。図５Ｂに示す円柱形状の場合は、上型（上パンチ）２５の形状が中実円筒（円柱）形状でかつ下型２１の形状が中空円筒形状となる。図５Ｃの円板形状、図５Ｄの細長丸軸形状の場合も、同様な形態である（但し、深浅の相違はある）。図５Ｅに示す複雑形状の場合は、対応する複雑な形状となる。なお、第２の加圧成形機４０の上型（上パンチ）４５および下型４１のキャビティ４２についても同様である。
　ここに、基金属粉末の粒子間の摩擦抵抗力および基金属粉末と金型内面との摩擦抵抗力を軽減するための潤滑剤は、常温においてサラサラ状態の固形状（非常に小さな粒状）つまり粉末であるものを選択する。例えば液状の潤滑剤を採用すると、混合粉末１００の粘度が高くかつ流動性が低くなるので、均一充填や十分充填ができない。
　次いで、常温下の第１の金型（下型２１）内でかつ第１の加圧力Ｐ１を加えつつ実行される中間圧粉体成形中、潤滑剤は固形状で所定の潤滑作用を安定維持できなければならない。第１の加圧力Ｐ１の加圧により多少の温度上昇が生じる場合があったとしても、同様に安定維持されるべきである。
　一方において、中間圧粉体成形後に実行される加熱昇温工程（ＰＲ３）との関係および基金属粉末の酸化抑制の観点から、潤滑剤粉末の融点は当該基金属粉末の融点に比較して非常に低い融点（低融点）とする必要がある。
　この実施の形態では、潤滑剤粉末の融点は、９０～１９０℃の温度範囲内に属する低融点として選択されている。下側温度（例えば、９０℃）は、中間圧粉体成形中にある程度の温度上昇が発生したとしても、この温度には到達しないであろう値（例えば、７０～８０℃）の上限温度（８０℃）に対して余裕をもたせた値（例えば、９０℃）とし、さらに他の金属石鹸の融点（例えば、１１０℃）に着目して選択してある。つまり、中間圧粉体の加圧成形中に潤滑油粉末が溶解（液化）して流れ出てしまう心配を一掃する。
　上側温度（例えば、１９０℃）は、潤滑剤粉末の種類に関する選択性の拡大の観点からは最小値で、特に加熱昇温工程に際する基金属粉末の酸化抑制の観点からは最大値として選択してある。つまり、この温度範囲（９０～１９０℃）の下側温度と上側温度は、限界値ではなく境界値として理解されたい。
　かくして、金属石鹸に属する多くの物質（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等）を潤滑剤粉末として選択的に採用することができる。なお、潤滑剤は粉末状態でなければならないので、粘性のある液体のオクチル酸亜鉛等は採用できない。
　この実施の形態では、融点１２０℃のステアリン酸亜鉛粉末を潤滑剤粉末として実施した。なお、本発明においては、特許文献７の発明のように加圧成形時の金型温度よりも低い温度（融点）の潤滑剤を用いかつ最初から潤滑剤を溶解（液化）させつつ加圧成形を実行する考え方は否定する。中間圧粉体１１０の成形終了以前に溶解した潤滑剤が流出してしまったのでは、途中で潤滑不足の部位が発生し易くなることから、十分な加圧成形を確実かつ安定して行えないからである。
　潤滑剤粉末の量は、試験研究並びに実際生産を通じた経験則から選択した値とする。この実施の形態に係る中間圧粉体成形工程（ＰＲ２）との関係では、潤滑剤粉末の量は、混合粉末全量の０．２３～０．０８ｗｔ％とする。０．０８ｗｔ％は中間圧粉体１１０の成形終了まで潤滑作用を担保できる下限的な値であり、０．２３ｗｔ％は混合粉末１００から中間圧粉体１１０とする際に期待する圧縮比を得るために必要な上限的な値である。
　次に、生産実務的な潤滑剤粉末の量は、第１の金型（下型２１）内で第１の加圧力を加えて成形される中間圧粉体１１０の真密度比の値並びに第２の金型（下型４１）内での発汗現象を担保できるものとして決定すべきである。この際、作業環境の劣悪化を招く金型から外部への液化潤滑剤の液垂れ（液垂れ現象）の発生を防止する観点を見逃してはならない。
　この実施形態では、中間圧粉体１１０の真密度比（真密度１００％に対する比）の値を８０～９０％としたので、潤滑剤粉末の量は、０．２～０．１ｗｔ％としている。上限側値（０．２ｗｔ％）は液垂れ現象の発生防止可能とする観点から決め、下限側値（０．１ｗｔ％）は過不足なく必要十分な発汗現象を発現可能とする観点から決める。上記従来提案例（１ｗｔ％）の場合に比較して極めて少々であり、産業上の利用性を大幅に向上できる。
　液垂れ現象の発生防止は、実際生産に対しては極めて重要である。机上発案や研究段階では、加圧時の摩擦抵抗の低減化の観点から潤滑剤が不足することを心配するあまりに過分な潤滑剤を混合する傾向にある。例えば７．３ｇ／ｃｍ３を超える高密度化ができるか否かの試行錯誤の段階にあることから、過分な潤滑剤が液状化して金型から流出する事象には全く無関心である。液垂れ現象の認識さえない。つまり、液化潤滑剤の液垂れは、潤滑剤使用料の増大によるコストアップ、作業環境の悪化による生産性の低下や作業者の負担増大を招くので、これを解決しなければ実用性に欠けかつ普及拡大に繋がらない。
　０．２ｗｔ％の混合粉末１００を真密度比８０％まで圧縮した中間圧粉体１１０の場合は、加熱昇温工程（ＰＲ３）で当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温すると、中間圧粉体１１０内に点在する粉末潤滑剤が溶融して金属粉末粒間の空孔を満たし、次いで金属粉末粒間を通過して中間圧粉体１１０の表面に一様に液状潤滑剤が染み出る（噴出する）。つまり、発汗現象が誘発される。この中間圧粉体１１０を第２の金型（下型４１）内で第２の加圧力Ｐ２を加えて圧縮する際に、基金属粉末とキャビティ内面壁との摩擦抵抗は大幅に低減される。
　０．１ｗｔ％の混合粉末１００を真密度比９０％まで圧縮した中間圧粉体１１０の場合も、０．１ｗｔ％を超えかつ０．２ｗｔ％未満の範囲内の値の混合粉末１００を真密度比９０％未満かつ８０％を超える範囲内の値まで圧縮した中間圧粉体１１０である場合も、同様な発汗現象を発現できる。液垂れ現象の発生防止もできる。
　かくして、高密度成形でき、磁気的特性のみならず機械的強度も満たす圧粉体（例えば、磁心）を製造できる、金型破損の虞も一掃できる。しかも、潤滑剤の消費量を大幅に削減でき、第２の金型（下型４１）からの液状潤滑剤の垂れ流しがなくなり作業環境が良好となる。全体として生産性向上および圧粉体製造コスト低減ができるから産業上の利用性を格段に向上できる。
　因みに、上記したいずれの従来方法・装置（特許文献１～８）でも、潤滑剤の含有率と混合粉末の圧縮率との関係、潤滑剤の多少による液垂れ現象、発汗現象についての認識がない。
　特に、温間粉末冶金方法（特許文献５）でさえ、ハンドリング容易化のために密度比７６％未満の一次成形体を成形する点については理解できるが、高密度成形に関する技術的根拠並びに実施可能な事項は何も開示されていない。いわんや、その後に一旦、一次成形体を崩壊してから二次成形体を成形する点からすれば、一次成形、二次成形の積み上げにより高密度化を図る技術思想を否定することに他ならない。
　第１の加圧成形機２０は、混合粉末供給機１０を用いて第１の金型（下型２１）に充填された混合粉末１００に第１の加圧力Ｐ１を加えて混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を成形する装置であり、この実施の形態ではプレス機械構造である。
　図２において、第１の金型はボルスタ側の下型（ダイス）２１とスライド５側の上型（パンチ）２５とからなる。下型２１のキャビティ２２は、図５Ａに示す中間圧粉体１１０の形態（リング形状）に対応する形状（中空円環筒形状）とされている。すなわち、上型（上パンチ）２５は下型２１（キャビティ２２）内に押込み可能な形態（図２、図３Ａ，図３Ｂに示す円環筒形状）とされ、スライド５により昇降運動される。キャビティ２２の下方には、可動部材２３が上下方向に変位可能に嵌装されている。
　第１の加圧成形機２０の上型（パンチ）２５および下型（ダイス）２１のキャビティ２２は、中間圧粉体１１０の形態（形状）に対応する形状とされるので、中間圧粉体１１０の形態が図５Ｂ～図５Ｅ示すものである場合も、それぞれに対応した形状となる。なお、第２の加圧成形機４０の上型（上パンチ）４５および下型４１のキャビティ４２についても同様である。
　可動部材２３は、グランドレベルＧＬ以下に設けられた貫通穴２４を通して突き上がるノックアウトピン（図示省略）によって上方に変位される。つまり、第１の金型［下型２１（キャビティ２２）］内の中間圧粉体１１０を、移送レベルＨＬまで押し上げることができる。外部からみれば、第１の金型（下型２１）内の中間圧粉体１１０を外部（ＨＬ）に取出すための第１の取出装置として働く。中間圧粉体１１０が加熱昇温機３０側に移送された後に、可動部材２３はノックアウトピンとともに初期位置に戻る。もっとも、他の格別の装置から第１の取出装置を形成してもよい。
　第１の加圧成形機２０における加圧力Ｐ（第１の加圧力Ｐ１）とこれに対応して得られる中間圧粉体１１０の真密度比（密度ρ）との関係を、図４を参照して説明する。横軸は加圧力Ｐを指数で示してある。この実施形態における最大能力（加圧力Ｐ）は１０Ｔｏｎ／ｃｍ２であり、これを横軸指数１００とする。Ｐｂは金型破損圧力で、横軸指数１４０（１４Ｔｏｎ／ｃｍ２）である。縦軸は真密度比（密度ρ）を指数で示している。縦軸指数１００は真密度比（密度ρ）が９７％（７．６ｇ／ｃｍ３）に当たる。
　この実施の形態では、基金属粉末が磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末（真密度が７．８ｇ／ｃｍ３）とされ、潤滑剤粉末が０．２～０．１ｗｔ％の範囲内のステアリン酸亜鉛粉末でありかつ第１の加圧力Ｐ１が混合粉末中間圧縮体を縦軸指数８２～９２［密度ρ（６．２４～７．０２ｇ／ｃｍ３）相当］に当たる真密度比８０～９０％に圧縮できるものと選択されている。
　因みに、縦軸指数１０２は密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）に当たり、真密度比（密度ρ）は９９％に相当する。
　なお、基金属粉末としては、磁心用鉄系アモルファス粉末（磁心用Ｆｅ－Ｓｉ合金粉末）、磁心用鉄系アモルファス粉末、磁心用Ｆｅ－Ｓｉ合金粉末、機械部品用純鉄粉末等でもよい。
　第１の加圧力Ｐ１を上げて行くと、第１の加圧成形機２０で得られる密度ρは、破線（曲線）で示す特性Ａに従って高くなる。第１の加圧力Ｐ１（横軸指数１００）で、密度ρが７．６ｇ／ｃｍ３となる。真密度比は９７％である。第１の加圧力Ｐ１をこれ以上の値に上昇させても、密度ρの向上は極微である。金型破損の虞が強い。
　従来は、加圧成形機（プレス機械）の最大能力で加圧して得られた密度ρに満足できない場合には、一段と大型のプレス機械を装備しなければならなかった。しかし、最大能力を例えば１．５倍に大型化しても、密度ρの向上は軽微である。かくして、現在プレス機械で得られるが低い密度ρ（例えば、７．５ｇ／ｃｍ３）で妥協していたのが実状であった。
　ここに、現在プレス機械をそのまま利用して、縦軸指数１００（７．６ｇ／ｃｍ３）から１０２（７．７５ｇ／ｃｍ３）まで向上できることになれば、画期的と理解できる。つまり、密度ρを２％向上できるなら、磁気特性を大幅（双曲線的）に向上できかつ機械的強度をも飛躍的に向上できるからである。しかも、高温雰囲気での焼結処理を一掃化できるので、圧粉体の酸化を大幅に抑える（磁心性能の低下を防止できる）。
　以上を実現化するために、第１の加圧成形機２０で成形した中間圧粉体１１０を加熱することで潤滑剤の溶解（液化）を促し、しかる後に第２の加圧成形機４０で２回目の加圧成形処理を施すように形成されている。第２の加圧成形機４０において中間圧粉体１１０を加圧すると、図４の特性Ｂ（実線）に示すように縦軸指数１０２に相当する高密度（７．７５ｇ／ｃｍ３）を達成できる。詳細は、第２の加圧成形機４０の説明において、追記する。
　加熱昇温機３０は、第１の金型（下型２１）から取出された混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を加熱して当該中間圧粉体１１０の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温する装置である。図２において、加熱昇温機３０は、図示しない温風発生源と、吹付けフード３１、排気循環フード３３等を含み、金網状保持部材３２に位置づけされた中間圧粉体１１０に温風を吹付けて加熱し、その温度を潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に昇温する。
　この低温加熱処理の技術的意義を第１の加圧成形処理との関係において説明する。下型２１（キャビティ２２）内に充填された混合粉末１００を観察してみると、基金属粉末との関係において潤滑剤粉末の存在が比較的に疎である部分（疎部分）と密である部分（密部分）とが認められる。密部分は、基金属粉末の粒子間の摩擦抵抗力および基金属粉末と金型内面との摩擦抵抗力を小さくできる。疎部分は、これら摩擦抵抗力が大きくなる筈である。
　第１の加圧成形機２０での加圧中、密部分は低摩擦なので圧縮性が勝り、圧縮化進行し易い。疎部分は高摩擦なので圧縮性が劣り、圧縮化が遅れる。いずれにしても、予め設定された第１の加圧力Ｐ１の値に応じた圧縮進行困難化現象が発生する。つまり、圧縮限界が生じる。この状態下で第１の金型（下型２１）から取出した中間圧粉体１１０の破断面を拡大観察すると、上記密部分であった部分は基金属粉末が一体的様相で圧接されている。しかし、潤滑剤粉末も紛れ込んでいる。疎部分であった部分は、圧接された基金属粉末間に僅かな隙間（空間）が残っている。潤滑剤粉末は殆ど見当たらない。
　かくして、密部分であった部分から潤滑剤粉末を除去すれば、圧縮可能な隙間が生まれる。疎部分であった部分の隙間に潤滑剤を補給することができれば、その部分の圧縮性を高められる。
　すなわち、第１の加圧成形終了後の中間圧粉体１１０を加熱して潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に昇温することで、潤滑剤粉末を溶解（液化）させその流動性を高める。密部分であった部分から溶け出した潤滑剤はその周辺に浸み込みかつ疎部分であった部分に補給される。したがって、基金属粉末の粒子間の摩擦抵抗力を小さくでき、潤滑剤粉末が占めていた空間も圧縮できることになるわけである。基金属粉末の粒子と金型内面との摩擦抵抗力も小さくできる。
　次に、第２の加圧成形機４０は、第２の金型（下型４１）にセットされた昇温済の中間圧粉体１１０に、第２の加圧力Ｐ２を加えて高密度の完成圧粉体１２０を成形するための装置である。
　本実施の形態においては、第２の金型（下型４１）の暖機機能を設けている。しかし、昇温済の中間圧粉体１１０の温度が、第２の金型（下型４１）内において第２の加圧力Ｐ２を加えた完成圧粉体成形開始時点までに成形に支障が生じない一定の温度範囲内に収まっていれば、第２の金型（下型４１）を暖機しなくても本発明の高密度成形を実施できる。
　しかし、中間圧粉体１１０の熱容量が小さい場合、第２の金型（下型４１）までの移送時間や移送経路が長い場合、混合粉末１００の組成や中間圧粉体１１０の形態などによって、昇温済の中間圧粉体１１０が完成圧粉体成形開始時点までに温度低下する虞のある場合には、第２の金型（下型４１）を暖機した方が良好な成形効果を得ることができる。後記する第２の暖機装置４７は、このために設けられている。
　なお、この実施形態における第２の加圧成形機４０の最大能力（加圧力Ｐ）は、第１の加圧成形機２０の場合と同じ１０Ｔｏｎ／ｃｍ２である。かくして、第１の加圧成形機２０と第２の加圧成形機４０とは１台のプレス機械として構成され、図２に示す共通のスライド５で各上型２５、４５を同期昇降できる。この点からも、装置経済が有利で、完成圧粉体１２０の製造コストを低減できる。
　図２において、第２の金型はボルスタ側の下型（ダイス）４１とスライド５側の上型（パンチ）４５とからなる。下型４１のキャビティ４２は、下部は完成圧粉体１２０の形態（リング状形態）に対応する形状（円環筒形状）とされ、上部が中間圧粉体１１０を受入れ可能に僅かに大きい形態とされている。上型４５は下型４１（キャビティ４２）内に押込み可能な形態とされ、スライド５により昇降運動される。キャビティ４２の下方には、可動部材４３が上下方向に変位可能に嵌装されている。なお、第２の金型（下型４１）と第１の金型（下型２１）とは、圧縮対象（中間圧粉体１１０と完成圧粉体１２０）との上下方向寸法差に相当する高さ（位置）調整がされている。
　可動部材４３は、グランドレベルＧＬ以下に設けられた貫通穴４４を通して突き上がるノックアウトピン（図示省略）によって上方に変位される。つまり、第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］内の完成圧粉体１２０を、移送レベルＨＬまで押し上げることができる。外部からみれば、金型［下型４１（キャビティ４２）］内の完成圧粉体１２０を外部（ＨＬ）に取出すための第２の取出装置として働く。なお、他の格別の装置から第２の取出装置を形成してもよい。完成圧粉体１２０が排出シュータ５９に排出され、加熱昇温機３０から新たな中間圧粉体１１０を受けた後に、可動部材４３はノックアウトピンとともに初期位置に戻る。
　第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］には、設定温度変更可能な第２の暖機装置４７が設けられている。この第２の暖機装置４７は、中間圧粉体１１０を受入れる（セットされる）までに、潤滑剤粉末（ステアリン酸亜鉛）の融点相当温度（１２０℃）に第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］を暖める（暖機する）。昇温済の中間圧粉体１１０を冷やすこと無く受入れることができる。これにより、先に溶解（液化）した潤滑剤の再固形化を防止しつつ潤滑作用を担保することができる。なお、第２の暖機装置４７は、この実施の形態では電熱加熱方式（電気ヒーター）としたが、温油や温水を循環して暖機する循環方式の加熱装置などでも実施することができる。
　この意味において、第２の暖機装置４７は、完成圧粉体１２０が加圧成形完了となるまで、加熱可能とされている。かくすれば、加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
　これに関連し、この実施の形態では、第１の金型（下型２１）を暖機するための図示しない暖機装置を設けている。しかし、昇温加熱工程前に第１の金型（下型２１）を暖機して中間圧粉体１１０を予備昇温しなくても本発明の高密度成形加工は実施できる。
　しかし、混合粉末の組成や中間圧粉体１１０の形態が特異的である場合、中間圧粉体１１０の熱容量が大きい場合、大きな加熱昇温機３０を設けられない場合、あるいは作業環境温度が低い場合は、中間圧粉体１１０の加熱昇温に長時間を費やす虞がある。かかる場合には、第１の金型（下型２１）を暖機した方が好ましい。そのため、この実施の形態では、第１の金型を暖機している。
　すなわち、第１の金型［下型２１（キャビティ２２）］にも、設定温度変更可能な第１の暖機装置（図示省略）を設け、中間圧粉体１１０の成形終了後で加熱昇温機３０に引き渡す以前に第１の金型（下型２１）を暖機して潤滑剤粉末を予熱可能に形成している。そうすることにより、加熱昇温時間を削減でき、生産サイクルの短縮化が実現できる。
　第２の加圧成形機４０における加圧力Ｐ（第２の加圧力Ｐ２）とこれに対応して得られる完成圧粉体１２０の密度ρとの関係を、図４を用いて説明する。
　第２の加圧成形機４０で得られる密度ρは、実線で示した特性Ｂに従う。すなわち、第１の加圧成形機２０の場合［特性Ａ（破線）］とは異なり、第２の加圧力Ｐ２を上げて行くに従って次第に密度ρが高まるわけでない。つまり、第１の加圧成形工程における最終の第１の加圧力Ｐ１（例えば、横軸指数５０、７５あるいは８５）を越えるまでは密度ρは高くならない。第２の加圧力Ｐ２が最終の第１の加圧力Ｐ１を超えると、一気に密度ρが高まる。第２の加圧成形は、あたかも第１の加圧成形を連続的に引き継いで行われるものと理解される。
　かくして、第１の加圧成形工程において、第１の加圧力Ｐ１を何時でも最大能力に対応する値（横軸指数１００）まで上昇させた運転をしなくてもよいことになる。つまり、圧縮限界以降に第１の加圧成形を続行した場合の無駄な時間、消費エネルギーを排斥できる。製造コスト低減に繋がる。また、横軸指数１００を越える過負荷運転を回避し易くなるので、金型破損の心配がない。全体として、運転取扱いが容易で安全かつ安定運用ができる。
　ワーク移送装置５０は、第１の取出装置（可動部材２３、貫通穴２４）によって第１の金型（下型２１）から取出された中間圧粉体１１０を加熱昇温機３０内の所定位置に移送可能で、昇温後の中間圧粉体１１０を加熱昇温機３０から第２の金型（下型４１）まで移送可能で、第２の取出装置（可動部材４３、貫通穴４４）によって第２の金型（下型４１）から取出された完成圧粉体１２０を高密度成形装置１外へ排出する排出部、例えば、排出シュータ５９に移送可能に形成されている。ワーク移送装置５０は、第１の加圧成形機２０から加熱昇温機３０までの間、加熱昇温機３０から第２の加圧成形機４０までの間、そして第２の加圧成形機４０から排出シュータ５９までの間でワークを確実に移送することができる。
　この実施の形態のワーク移送装置５０は、図３Ｂに示す同期運転される３つの送りバー５１、５２、５３から構成されている。送りバー５１、５２、５３は、移送要求時に図３Ａの紙面奥行き側から手前図３Ｂの移送ラインに進行され、左から右へ移動させた後に元の位置に退行する。セット装置（送りバー５２、可動部材４３、貫通穴４４）は、昇温された混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を該融点相当温度に暖機された第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］にセットする。
　なお、ワーク移送装置は、２次元あるいは３次元方向に駆動されるフィンガー等を含み、各金型等にワークを順次移送するトランスファー装置などから形成してもよい。
　かかる実施の形態に係る混合粉末の高密度成形装置では、次のような工程により高密度成形を実施する。
　（混合粉末の調達）
　基金属粉末（磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末）と０．２ｗｔ％の潤滑剤粉末（ステアリン酸亜鉛粉末）を混合してサラサラ状態の混合粉末１００を調達する。所定量だけ混合粉末供給機１０に補給する（図１の工程ＰＲ０）。
　（混合粉末の充填）
　所定タイミングにおいて、混合粉末供給機１０が図３Ｂに示すように所定位置（実線）から補給位置（破線）に移動される。次いで、混合粉末供給機１０の供給口が開放され、第１の加圧成形機２０の空の下型２１（キャビティ２２）内に定量の混合粉末１００が充填される（図１の工程ＰＲ１）。例えば２秒間で充填できる。充填後に供給口が閉鎖され、混合粉末供給機１０は所定位置（実線）に戻る。
　（中間圧粉体の成形）
　図２のスライド５とともに第１の加圧成形機２０の上型２５が下降して下型２１（キャビティ２２）内の混合粉末１００を第１の加圧力Ｐ１で加圧する第１の加圧成形処理が始まる。固形状の潤滑剤は十分な潤滑作用を営む。圧縮された中間圧粉体１１０の密度ρは、図４の特性Ａ（破線）にしたがって高くなる。第１の加圧力Ｐ１が横軸指数（例えば、３０）相当の圧力（３．０Ｔｏｎ／ｃｍ２）になると、真密度比が８５％つまり密度ρが６．６３ｇ／ｃｍ３（縦軸指数８７相当）に高まる。例えば８秒間の加圧成形が終了すると、図３Ａに示すように金型（下型２１）内に中間圧粉体１１０が成形されている（図１の工程ＰＲ２）。その後、スライド５により上型２５が上昇する。なお、第２の加圧成形機４０では、先の中間圧粉体１１０に関する第２の加圧成形処理が同期して行われている。
　（中間圧粉体の取出し）
　第１の取出装置（可動部材２３）が働き、中間圧粉体１１０が移送レベルＨＬに突き上げられる。つまり、下型２１から取出される。すると、図３Ｂに示すように、ワーク移送装置５０が働き、その送りバー５１により中間圧粉体１１０は加熱昇温機３０へ向けて移送される。この段階で、可動部材２３が下方の初期位置に戻される。移送後の中間圧粉体１１０は、図３Ａに示す如く金網状保持部材３２上に位置決めされている。
　（加熱昇温）
　図３Ａにおいて、加熱昇温機３０が起動する。吹付けフード３１から温風が吹付けられ中間圧粉体１１０は、潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば１２０℃）に昇温される（図１の工程ＰＲ３）。つまり、潤滑剤が溶解され、その流動により中間圧粉体１１０内の潤滑剤分布を均一的に改変する。加熱昇温時間は例えば８～１０秒である。なお、温風は金網状保持部材３２、排気循環フード３３を通して再循環利用される。
　（昇温済の中間圧粉体のセット）
　昇温された中間圧粉体１１０は、図３Ｂに示すように、ワーク移送装置５０（送りバー５２）により第２の加圧成形機４０へ移送され、下型４１の上方に位置決めさられ、下型４１（キャビティ４２）内の可動部材４３上にセットされる（図１の工程ＰＲ４）。
　（金型の暖機）
　第２の加圧成形機４０において、起動選択されている場合は、第２の暖機装置４７が働く。中間圧粉体１１０を受入れる（セットされる）以前に、第２の金型［下型４１（キャビティ４２）］を潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に暖める。その後に受入れた昇温済み中間圧粉体１１０内の潤滑剤の再固形化を防止することができる。
　（完成圧粉体の成形）
　図２のスライド５とともに上型４５が、図３Ａに示すように下降して下型４１（キャビティ４２）内の中間圧粉体１１０を第２の加圧力Ｐ２で加圧し始める。液状の潤滑剤が十分な潤滑作用を営む。特に、加圧成形の進行に伴い潤滑剤が全方向に流出する発汗現象が発生する。基金属粒子間のみならず粒子と金型との摩擦抵抗力を効率よく軽減できる。圧縮された中間圧粉体１１０の密度ρは、図４の特性Ｂにしたがって高くなる。つまり、第２の加圧力Ｐ２が横軸指数（例えば、３０…加圧力３．０Ｔｏｎ／ｃｍ２）を超えると、密度ρが６．６３ｇ／ｃｍ３から急激に縦軸指数１０２相当の密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）に高まる。第２の加圧力Ｐ２を横軸指数１００（１０Ｔｏｎ／ｃｍ２）まで上げると、密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）は全体的に均一となる。例えば、８秒間の第２の加圧成形処理が終了すると、第２の金型（下型４１）内に完成圧粉体１２０が成形されている（図１の工程ＰＲ５）。その後、スライド５により上型４５が上昇する。なお、第１の加圧成形機２０では、後の中間圧粉体１１０に関する第１の加圧成形処理が同期して行われている。
　（製品取り出し）
　第２の取出装置（可動部材４３）が働き、完成圧粉体１２０が移送レベルＨＬに突き上げられる。つまり、下型４１から取出される。すると、図３Ｂに示すように、ワーク移送装置５０が働き、その移送バー５３により完成圧粉体１２０は排出シュータ５９に向けて移送される。この段階で、可動部材４３が下方の初期位置に戻される。縦軸指数１０２に当たる密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）の完成圧粉体１２０は、潤滑剤粉末が低融点であるからガラス質が変質・溶解することが無い。よって、渦電流損失が小さく、磁束密度を高められる高品質の磁心用圧粉体を能率よく製造することができると理解される。
　（製造サイクル）
　以上の各工程による高密度成形方法によれば、順番に供給充填される金属粉末（混合粉末１００）についての第１の加圧成形処理、加熱昇温処理および第２の加圧成形処理を同期実行できるので、最長の加熱昇温処理時間（例えば１０秒）にワーク移送時間（例えば、２～４秒）を加えた１２～１４秒のサイクル時間で高密度圧粉体（完成圧粉体１２０）を製造することができる。従来例における３０分以上の高温焼結処理時間だけとの比較においても、製造・生産時間を飛躍的に向上できると理解される。例えば、小型軽量複雑形状で機械的強度の高い自動車用部品や、磁気特性および機械的強度が優れた電磁機器用部品の供給を安定化できそれらの生産コストの低減にも大きく貢献できる。
　しかして、この実施の形態によれば、基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を０．２～０．１ｗｔ％だけ混合した混合粉末１００を第１の金型（下型２１）に充填し、第１の金型（下型２１）内で第１の加圧力Ｐ１を加えて真密度比が８０～９０％の中間圧粉体１１０を成形し、加熱して潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に積極的に昇温された中間圧粉体１１０を第２の金型（下型４１）にセットしかつ第２の加圧力Ｐ２を加えて完成圧粉体１２０を成形する高密度成形方法であるから、高密度圧粉体を確実・安定して製造できかつ製造コストを大幅に低減することができるとともに、潤滑剤の使用量減少化および金型からの液垂れ現象の発生防止による作業環境の良好化を促進できる。
　また、高温で長時間の焼結処理を一掃することができるので、圧粉体１１０、１２０の酸化を大幅抑制できるばかりか、エネルギー消費の極限化および製造コストの大幅削減化を達成できる。地球的環境保全上も歓迎される。
　潤滑剤粉末の融点が９０～１９０℃の温度範囲内に属する低融点とされているので、第１の加圧工程中における潤滑剤の酸化抑制を助長しつつ十分な潤滑作用を担保できる。しかも、潤滑剤の種類に関する選択性が広い。
　また、第２の暖機装置４７により中間圧粉体１１０の受け入れ前に第２の金型（下型４１）を暖機できるので、第２の加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められる。基金属粒子間のみならず基金属粒子と第２の金型との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
　また、基金属粉末を磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末から磁心用鉄系アモルファス粉末、磁心用Ｆｅ－Ｓｉ合金粉末のいずれに変更しても、他の条件を同一としても、基金属粉末の種類に対応する優れた磁気特性を有する磁心部品を能率よくかつ安定して製造できる。
　また、第２の加圧力Ｐ２を第１の加圧力Ｐ１と等しい値としたので、加圧成形工程の実施およびその取扱いが容易で、間接的に圧粉体の製造コストの一層の低減にも寄与できるとともに、装置具現化に際しては例えば１台のプレス機械をベースとして簡単に構築することができる。
　顧みて、従来装置（例えば、プレス機械）の能力（図４の横軸指数１００）では縦軸指数１００に相当する密度以上に高めることが不可能であったのに対して、本発明によれば同一装置で縦軸指数１０２に相当する密度まで高めることができる。この事実は、当該技術分野において画期的なことと賞賛される。
　さらに、高密度成形装置１が、混合粉末供給機１０と第１の加圧成形機２０と加熱昇温機３０と第２の加圧成形機４０とから構成されているので、上記の高密度化方法を確実かつ安定して実施することができる。
　（第２の実施の形態）
　この実施の形態は、図６に示されている。第１の実施の形態の場合に比較して、混合粉末供給機１０および第１の加圧成形機２０はそのままとし、加熱昇温機３０と第２の加圧成形機４０とを一体的に形成したことを特徴とする。
　すなわち、高密度成形装置は、第１の実施の形態の場合における加熱昇温機３０と第２の加圧成形機４０とをこれら機能を一体的に組み込んだ加熱加圧成形機７０から形成されている。加熱加圧成形機７０は、複数台（この実施形態では、２台）の加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂから形成され、各加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂは図示しない制御装置によって製造サイクル毎に選択順次動作可能とされている。
　各加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂは、基本構造が第１の実施の形態における第２の加圧成形機４０に相当するものとされている。また、各加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂには、第１の実施形態の場合における加熱昇温機３０および第２の暖機装置４７の各機能に対応する複合機能をもたせた複合機能型加熱装置４８を設けてある。
　すなわち、複合機能型加熱装置４８は、設定温度切換機能を有する電熱方式とされている。予め（中間圧粉体１１０を受け入れる以前に）、下型４１を潤滑剤融点相当温度（例えば、１２０℃）に暖機することができる。中間圧粉体１１０を受け入れた後は、中間圧粉体１１０の全体を潤滑剤融点相当温度（例えば、１２０℃）に加熱昇温可能に発熱量を大きく切り換える。加熱部位を選択切換えすることもできる。この加熱昇温終了後に第１の実施の形態における第２の加圧成形機４０の場合と同じ第２の加熱成形処理を行う。複合機能型加熱装置４８は、第２の加熱成形処理中に中間圧粉体１１０の温度を潤滑剤融点相当温度（例えば、１２０℃）以上に保持可能に働く。
　図６に示すように、各加熱加圧成形子機２０、７０Ａ、７０Ｂは、独立プレス機械構造とされ、各スライド５、５Ａ、５Ｂは各機用モータの回転制御によりそれぞれに昇降駆動される。つまり、各加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂの一方（他方）が加圧成形動作する場合は他方（一方）は予熱であり加圧成形動作はしない。加熱加圧成形機７０を製造サイクルタイムとの関係から３台以上の加熱加圧成形子機から形成する場合も同様である。
　かかる実施の形態の装置では、第１の加圧成形機２０で第３番目の中間圧粉体１１０を加圧成形中に、一方加熱加圧成形子機７０Ａ（または、加熱加圧成形子機７０Ｂ）で第２番目の中間圧粉体１１０を加熱昇温しかつ他方加熱加圧成形子機７０Ｂ（または、加熱加圧成形子機７０Ａ）で第１番目の中間圧粉体１１０を完成圧粉体１２０とするように加圧成形中である。
　しかして、この実施の形態によれば、加熱加圧成形機７０を同一構造の複数台の加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂから構築すればよいから、第１の実施形態の場合に比較して一段の装置簡素化を図れる。製造ラインの単純化も促進でき、取扱も一段と容易になる。
　なお、第１の加圧成形機２０と加熱加圧成形子機７０Ａ（または、加熱加圧成形子機７０Ｂ）あるいは第１の加圧成形機２０および各加熱加圧成形子機７０Ａ、７０Ｂを、１台のプレス機械構造として構築することも可能である。
　１　　高密度成形装置
　１０　混合粉末供給機
　２０　第１の加圧成形機
　３０　加熱昇温機
　４０　第２の加圧成形機
　４７　第２の暖機装置
　４８　複合機能型加熱装置
　５０　ワーク移送装置
　７０　加熱加圧成形機
　７０Ａ，７０Ｂ　加熱加圧成形子機
　１００　混合粉末
　１１０　中間圧粉体（混合粉末中間圧縮体）
　１２０　完成圧粉体（混合粉末完成圧縮体）

Claims (8)

  1. 　基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を重量比で０．２～０．１％だけ混合した混合粉末を第１の金型に充填し、
    　第１の金型内で混合粉末に第１の加圧力を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体を成形し、
    　第１の金型から取出した混合粉末中間圧縮体を加熱して混合粉末中間圧縮体の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温し、
    　昇温された混合粉末中間圧縮体を第２の金型にセットし、
    　第２の金型内で混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する、ことを特徴とする混合粉末の高密度成形方法。
  2. 　前記潤滑剤粉末の融点が９０～１９０℃の温度範囲内に属する低融点とされている、請求項１記載の混合粉末の高密度成形方法。
  3. 　前記第２の金型が混合粉末中間圧縮体の受入れ以前に前記融点相当温度に暖機される、請求項１または請求項２に記載された混合粉末の高密度成形方法。
  4. 　前記第２の加圧力が前記第１の加圧力と等しい値に選択されている、請求項１または請求項２に記載された混合粉末の高密度成形方法。
  5. 　基金属粉末に低融点の潤滑剤粉末を混合した混合粉末を外部に供給可能な混合粉末供給機と、
    　この混合粉末供給機を用いて第１の金型に充填された混合粉末に第１の加圧力を加えて真密度比が８０～９０％の混合粉末中間圧縮体を成形する第１の加圧成形機と、
    　第１の金型から取出された混合粉末中間圧縮体の温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に昇温させるための加熱昇温機と、
    　第２の金型にセットされた昇温済の混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する第２の加圧成形機と、を具備する混合粉末の高密度成形装置。
  6. 　前記加熱昇温機と前記第２の加圧成形機とをこれら機能を一体的に組み込んだ加熱加圧成形機から形成するとともに、加熱加圧成形機を複数台の加熱加圧成形子機から形成しかつ各加熱加圧成形子機をサイクル毎に選択順次動作可能に形成されている請求項５記載の混合粉末の高密度成形装置。
  7. 　前記第２の金型を暖機する暖機装置を有する請求項５記載の混合粉末の高密度成形装置。
  8. 　前記第１の加圧成形機で成形された前記混合粉末中間圧縮体を前記加熱昇温機に移送し、前記加熱昇温機で加熱された前記混合粉末中間圧縮体を前記第２の加圧成形機まで移送し、かつ前記第２の加圧成形機で成形された前記混合粉末完成圧縮体を排出部まで移送するワーク移送装置をさらに有する請求項５記載の混合粉末の高密度成形装置。
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