(57)【要約】【課題】  付着後の溶液や分散液等潤滑液の液分が蒸発温度に達するまで時間を短縮化する。【解決手段】  粉末成形体Ａの側面を形成する貫通孔１を上面３に縦向きに有するダイ２と、貫通孔１に下方から嵌合する下パンチ４と、貫通孔１に上方から嵌合する上パンチ５と、貫通孔１に向けてノズル９が設けられる溶液８のノズル９等の付着手段15と、前記付着手段15に設けた溶液８の加熱手段16とを備える。下パンチ４が嵌合した貫通孔１に原料粉末６を上方から充填する前に、溶液８を貫通孔１に向けてノズル９から噴出して付着させる。原料粉末６を充填後に、上パンチ５を貫通孔１に嵌合して粉末成形体Ａを成形する際、付着前の溶液８を常温よりも高温にした状態で該溶液８を成形部２Ａに付着させる。溶液８が成形部２Ａの表面に付着した後、蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後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、付着前の前記潤滑液を常温よりも高温にした状態で該潤滑液を前記成形部に付着することを特徴とする粉末成形体の成形方法。
【請求項２】
成形型本体に形成した成形部に、潤滑剤を水に溶解した溶液又は潤滑剤を水に分散した分散液を前記成形部に向けて噴射して付着させ、前記溶液の水分又は分散液の水分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後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、付着前の前記溶液又は分散液を常温よりも高温にした状態で該溶液又は分散液を前記成形部に付着させることを特徴とする粉末成形体の成形方法。
【請求項３】
粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに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、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段を備えた成形金型装置であって、前記付着手段に前記潤滑液の加熱手段を設けたことを特徴とする粉末成形金型装置。
【請求項４】
前記潤滑液は、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液又は潤滑剤を溶媒に分散した分散液であることを特徴とする請求項３記載の粉末成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形金型の成形部からの粉末成形体の抜出圧力を低減すると共に、粉末成形体の密度を向上するため、加熱手段を備えた成形部に、潤滑剤を水に溶解した溶液又は潤滑剤を水に分散した分散液を前記成形部に向けて噴射して付着させ、前記溶液の水分又は分散液の水分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成して、原料粉末を充填し、その後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が知られている（例えば特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２００４−１６７５８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来技術においては、潤滑剤を常温の水に溶解した溶液又は潤滑剤を常温の水に分散した分散液を前記成形部に向けて噴射して付着させ、水分を蒸発させることにより成形部に潤滑層を形成するというものであるが、成形部への付着前の溶液や分散液の液温が低いと、付着後の溶液や分散液の水分が蒸発温度に達するまで時間がかかって蒸発が遅れ、この結果成形部に原料粉末を充填する際に充填待機時間を必要し、成形サイクルを向上しにくくなるというおそれがある。
【０００４】
解決しようとする問題点は、付着後の溶液や分散液等潤滑液の液分が蒸発温度に達するまで時間を短縮化する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後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、付着前の前記潤滑液を常温よりも高温にした状態で該潤滑液を前記成形部に付着することを特徴とする粉末成形体の成形方法である。
【０００６】
請求項２の発明は、成形型本体に形成した成形部に、潤滑剤を水に溶解した溶液又は潤滑剤を水に分散した分散液を前記成形部に向けて噴射して付着させ、前記溶液の水分又は分散液の水分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後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、付着前の前記溶液又は分散液を常温よりも高温にした状態で該溶液又は分散液を前記成形部に付着させることを特徴とする粉末成形体の成形方法である。
【０００７】
請求項３の発明は、粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに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、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段を備えた成形金型装置であって、前記付着手段に前記潤滑液の加熱手段を設けたことを特徴とする粉末成形金型装置である。
【０００８】
請求項４の発明は、前記潤滑液は、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液又は潤滑剤を溶媒に分散した分散液であることを特徴とする請求項３記載の粉末成形金型装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、予め加熱された潤滑液が成形部の表面に付着した後、液分が蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、予め加熱された潤滑剤を水に溶解した溶液又は潤滑剤を水に分散した分散液が成形部の表面に付着した後、水分が蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、成形部に付着前の潤滑液を予め常温よりも高温にした状態で該潤滑液を前記成形部に付着することで、液分が蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、成形部に付着前の溶液又は分散液を常温よりも高温にした状態で該溶液又は分散液を前記成形部に付着することで水分が蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図４は実施例１を示しており、図１は第１工程を示しており、同図において、１は後述する圧粉末たる粉末成形体Ａの側面を成形する成形型本体たるダイ２の上面３に縦方向に貫通形成した成形部たる貫通孔であり、該貫通孔１の下方より下パンチ４が嵌合され、一方貫通孔１の上方より上パンチ５が嵌合されるようになっている。さらに、ダイ２の上面３に金属粉を主原料とする原料粉末６を供給する原料供給体たる底面を開口した箱状のフィーダー（シューボックス）７が摺動自在に設けられている。さらに、貫通孔１の上方に潤滑剤を溶媒たる水に溶解した潤滑液たる溶液８を貫通孔１に付着するための噴射手段たるノズル９が設けられている。尚、後述する実施例２のように溶液８にかえて潤滑剤を水に分散した分散液を用いてもよい。また、貫通孔１と該貫通孔１に嵌合した下パンチ４とで画成される粉末成形体Ａの成形部２Ａの周囲に成形部加熱手段10が設けられ、そして、成形部加熱手段10は成形部加熱温度制御手段11に接続され、該成形部加熱温度制御手段11により貫通孔１の表面の温度を溶液８の水分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している。
【００１５】
また、前記噴射手段たるノズル９は、貫通孔１上方の左右に位置して該貫通孔１にノズル口12が対向するように設けられ、溶液８を収容したタンク状の収容部13が、図示しない供給ポンプを備えたパイプ状の供給路14を介してノズル９に接続されている。これら収容部13、供給路14及び成形部２Ａに臨むように設けられるノズル９によって溶液８の付着手段15が形成される。さらに、前記収容部13には該収容部13に収容した溶液８を加熱する潤滑液加熱手段たる溶液８の加熱手段16を設ける。この加熱手段16は例えば収容部13を囲む水Ｗを収容した外容器13Ａにバンドヒータ16Ａを設けて湯煎状態に形成されており、この溶液８の加熱手段16、ひいてはバンドヒータ16Ａは潤滑液温度制御手段たる溶液８の温度制御手段17に接続され、この溶液温度制御手段17には保温機能等が付随しており、収容部13内の溶液８の温度を、常温(２０℃)よりも高く、溶液８の水分の蒸発温度より低く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低く温度制御するようにしている。例えばこの加熱された溶液８の温度を６０〜９５℃とする。
【００１６】
そして、第１工程においては、予め成形部加熱温度制御手段11により制御された成形部加熱手段10の熱により貫通孔１の表面は溶液８の水分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。ダイ２の貫通孔１に下パンチ４が嵌合して成形部２Ａが形成されている状態で、供給ポンプを作動させて収容部13の溶液８をノズル９のノズル口12より霧状として噴出する。この溶液８が成形部加熱手段10により加熱されたダイ２の成形部２Ａに吹き付けられて付着する。このため、貫通孔１に設けたダイ２の成形部２Ａの表面には溶液８が液状でほぼ均一に付着し、そしてこの溶液８の温度は、常温(２０℃)よりも高くなって付着するので、成形部加熱手段10により加熱されて温められた状態の成形部２Ａの表面における熱を溶液８が奪って水分が蒸発することで、溶液８は乾燥し結晶が全面的に成長して前記潤滑剤の潤滑層18たる晶出層が均一に形成される。この際、溶液８が成形部２Ａの表面に付着した後、蒸発するまでの時間が短くなる。これは成形部２Ａの表面に常温状態の溶液８が付着し、その後成形部２Ａの表面の熱を奪って常温の溶液８が加熱されて蒸発する場合に比較して、成形部２Ａの表面には常温より温度が高い状態の溶液８が付着し、その後成形部２Ａの表面の熱を奪って予め温められた溶液８がさらに加熱されてから蒸発する場合は、溶液８が成形部２Ａの表面に付着した後蒸発するまでの時間が短くなるためである。
【００１７】
尚、ノズル９から噴射される溶液８、ひいては成形部２Ａの表面に付着した直後の溶液８の温度は、溶液８の水分の蒸発温度より低く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低くなっているので、表面に付着した溶液８が瞬時に蒸発することはなく、さらには潤滑剤が溶融することもない。
【００１８】
次に図２の第２工程に示すように、フィーダー７が前進して原料粉末６を成形部２Ａに落下させて充填する。次に図３の第３工程にに示すように、ダイ２を下方に移動させると共に、貫通孔１の成形部２Ａに上方から上パンチ５を挿入し、上パンチ５と下パンチ４とで挟むようにして原料粉末６を圧縮する。この時、下パンチ４は、下端が固定されており動かないようになっている。そして、この第３工程において、原料粉末６は、潤滑剤により形成されている晶出層(潤滑層16)に潤滑状態で圧縮される。
【００１９】
このように加圧成形された粉末成形体Ａは、ダイ２がさらに下方に下がり、図４の第４工程で示すように下パンチ４の上面３がダイ２の上面３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(潤滑層16)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、再び第１工程に戻って再び成形部２Ａに溶液８が噴霧されて晶出層(潤滑層16)が形成された後に、原料粉末６が成形部２Ａに充填されるものである。
【００２０】
このような原料粉末６を充填する前に、溶液８を成形部２Ａに付着させ、該溶液８の水分を蒸発させ成形部２Ａに結晶を形成させて晶出層を形成することにより、成形部２Ａの周面に緻密な潤滑層18が形成され、粉末成形体Ａの成形部２Ａ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。
【００２１】
以上のように、前記実施例においては、粉末成形体Ａの側面を形成する貫通孔１を上面３に縦向きに有するダイ２と、貫通孔１に下方から嵌合する下パンチ４と、貫通孔１に上方から嵌合する上パンチ５と、貫通孔１に向けてノズル９が設けられる溶液８のノズル９等の付着手段15と、前記付着手段15に設けた溶液８の加熱手段16とを備え、下パンチ４が嵌合した貫通孔１に原料粉末６を上方から充填する前に、溶液８を貫通孔１に向けてノズル９から噴出して付着させ、原料粉末６を充填後に、上パンチ５を貫通孔１に嵌合して粉末成形体Ａを成形する際、付着前の溶液８を常温よりも高温にした状態で該溶液８を成形部２Ａに付着させることによって、溶液８が成形部２Ａの表面に付着した後、蒸発するまでの時間の短縮化を図ることができるので、成形サイクルを速めることができる。
【００２２】
さらに、付着前の溶液８を温度管理することで濃度を均一に保ってノズル９より噴出することもでき、ノズル口12の詰まりを防止できるのみならず、成形部２Ａに均一に溶液８を付着できる。
【００２３】
しかも、加熱手段16は溶液８の収容部13を囲む水Ｗを収容した外容器13Ａにバンドヒータ16Ａを設けて湯煎状態に形成されており、溶液８を均一に加熱してノズル口12へ供給することができる。
【実施例２】
【００２４】
図５は実施例２を示しており、前記実施例１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例２においては、潤滑剤を水に分散した分散液21を潤滑液としたものであり、収容部13、供給路14及び成形部２Ａに臨むように設けられるノズル９によって分散液21の付着手段15が形成される。そして供給路14及びノズル９に分散液21の加熱手段22を形成する線状ヒータを沿うように設ける。尚、供給路14及びノズル９のいずれか一方に加熱手段22が設けられていてもよく、また潤滑液としてはステアリン酸亜鉛をアセトン等有機溶剤で溶かしたようなものでもよい。
【００２５】
したがって、ダイ２の貫通孔１に下パンチ４が嵌合して成形部２Ａが形成されている状態で、供給ポンプを作動させて収容部13の分散液21をノズル９より噴出し、加熱されたダイ２の成形部２Ａに吹き付けられて付着する。分散液21は供給路14及びノズル９を通る際、加熱手段22によって加熱されており、そしてこの分散液21の温度は、常温(２０℃)よりも高くなって付着するので、分散液21が成形部２Ａの表面における熱を奪って水分が蒸発することで、潤滑剤が成形部２Ａの表面にあらわれて潤滑層が均一に形成される。
【００２６】
尚、ノズル９から噴射される分散液21、ひいては成形部２Ａの表面に付着した直後の分散液21の温度は、分散液21の水分の蒸発温度より低く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低くなっているので、表面に付着した分散液21が瞬時に蒸発することはなく、さらには潤滑剤が溶融することもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように本発明にかかる成形体は種々の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１を示す第１工程を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す第２工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１を示す第３工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例１を示す第４工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例２を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  貫通孔
２  ダイ(成形型本体)
２Ａ  成形部
４  下パンチ
５  上パンチ
６  原料粉末
８  溶液(潤滑液)
15  付着手段
16  22  加熱手段
18  潤滑層
21  分散液
Ａ  粉末成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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