(57)【要約】【課題】  被覆層の剥離を防止し、金型部の前記対向面における摩耗や原料粉末の噛み込みを防止できる粉末成形装置、粉末成形装置用の金型部材、及び粉末成形装置用の金型部材の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ダイ３と上パンチ２５と下パンチ２７とコアロッド２８とを少なくとも具備する金型部２９により形成されたキャビティ３３内で圧粉体Ｐ２を成形する粉末成形装置２１であって、金型部２９は、キャビティ３３を形成する複数の対向面Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｆを備えており、コアロッド２８の対向面Ｄの縁部を除く一部に、対向面Ｄから一段後退する凹部２８ｄを設けると共に、この凹部２８ｄを溶射材Ｓで被覆した被覆層Ｌ４の表面を対向面Ｄ（コアロッド２８の外周面２８ａ）と面一と為した。【選択図】  図７
2006272417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイと上下パンチとを少なくとも具備する金型部により形成されたキャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置であって、
前記金型部は、前記キャビティを形成する複数の対向面を備えており、
少なくとも一つの前記対向面の縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設けると共に、この凹部を溶射材で被覆した被覆層の表面を前記対向面と面一と為したことを特徴とする粉末成形装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記対向面から傾斜して形成された凹部側壁面を備えており、
この凹部側壁面と前記被覆層の表面とは、鋭角をもって交差されることを特徴とする請求項１に記載の粉末成形装置。
【請求項３】
キャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置用の金型部材であって、
この金型部材は、前記キャビティを形成する少なくとも一つの対向面を備えており、
前記対向面の少なくとも一つの縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設けると共に、この凹部を溶射材で被覆した被覆層の表面を前記対向面と面一と為したことを特徴とする粉末成形装置用の金型部材。
【請求項４】
前記凹部は、前記対向面から傾斜して形成された凹部側壁面を備えており、
この凹部側壁面と前記被覆層の表面とは、鋭角をもって交差されることを特徴とする請求項３に記載の金型部材。
【請求項５】
キャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置用の金型部材の製造方法であって、
この金型部材が前記キャビティを形成する少なくとも一つの対向面の縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設け、
この凹部を溶射材で被覆して被覆層を形成すると共に、この被覆層の表面を前記対向面と面一と為すことを特徴とする粉末成形装置用の金型部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料粉末を加圧して圧粉体を製作する加圧装置や、得られた圧粉体を焼結した後に形状を矯正する矯正装置等（以下、これらを総称して「粉末成形装置」という。）、粉末成形装置に用いられる金型部材、及びこの金型部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばカーボンやＣｕ系、Ｆｅ系、セラミック等の原料粉末を、ダイ、上パンチ、及び下パンチといった金型部材を具備する粉末成形装置の金型部により形成されたキャビティ内に供給して、この供給された原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧することにより圧粉体を成形し、焼結・矯正・熱処理等の後加工を施して種々の機械部品を製造する粉末成形が広く行われている。
この粉末成形においては、成形工程中に圧粉体が加圧方向に対して垂直な方向に膨張しようとするため、金型部材に対する攻撃性が大きい原料粉末を用いた場合、圧粉体と対向して接する金型部の対向面が早期に摩耗したり、原料粉末が対向面に噛み込んでこの対向面が粗面化し圧粉体Ｐ１の表面も傷ついてしまうといった問題がある。
【０００３】
かかる問題を解決するため、例えば特許文献１には、ダイの内壁面全体、上パンチの外周面全体に、Ｎｉ−Ｂ−Ｗ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｗ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｂからなる三元合金、またはＮｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓｉからなる四元合金を、厚さ０．２ｍｍ程度にメッキまたは溶射して被覆層を形成し、前記金型部の摩耗の防止を図った粉末成形装置が提案されている。
【特許文献１】実開平６−９７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されている粉末成形装置においては、前記対向面の全体に亘って溶射による被覆層が形成されているが、本願発明者により得られた知見によると、このように対向面の全体に被覆層を形成すると、この被覆層が成形工程中に剥離し易くなることが判明した。
一旦、被覆層が剥離してしまうと、上述した早期の摩耗や原料粉末の噛み込みの問題が生じ、劣化した金型部の廃棄及び交換を余儀なくされていたが、多大なコストを要する上、省資源の観点からも好ましいものではなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、被覆層の剥離を防止し、金型部の前記対向面における摩耗や原料粉末の噛み込みを防止できる粉末成形装置、粉末成形装置用の金型部材、及び粉末成形装置用の金型部材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決して、これらの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ダイと上下パンチとを少なくとも具備する金型部により形成されたキャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置であって、前記金型部は、前記キャビティを形成する複数の対向面を備えており、少なくとも一つの前記対向面の縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設けると共に、この凹部を溶射材で被覆した被覆層の表面を前記対向面と面一と為したことを特徴とするものである。
また、前記凹部は、前記対向面から傾斜して形成された凹部側壁面を備え、この凹部側壁面と前記被覆層の表面とは、鋭角をもって交差されることが望ましい（請求項２）。
【０００７】
また、請求項３記載の発明は、キャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置用の金型部材であって、この金型部材は、前記キャビティを形成する少なくとも一つの対向面を備えており、前記対向面の少なくとも一つの縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設けると共に、この凹部を溶射材で被覆した被覆層の表面を前記対向面と面一と為したことを特徴とするものである。
また、前記凹部は、前記対向面から傾斜して形成された凹部側壁面を備え、この凹部側壁面と前記被覆層の表面とは、鋭角をもって交差されることが望ましい（請求項４）。
【０００８】
また、請求項５記載の発明は、キャビティ内で圧粉体を成形する粉末成形装置用の金型部材の製造方法であって、この金型部材が前記キャビティを形成する少なくとも一つの対向面の縁部を除く一部に、前記対向面から一段後退する凹部を設け、この凹部を溶射材で被覆して被覆層を形成すると共に、この被覆層の表面を前記対向面と面一と為すことを特徴とするものである。
【０００９】
対向面の縁部付近は成形工程中に受ける圧力は比較的小さく、このため、この縁部を除く部分に凹部を形成して被覆層を設けている。
そして、この凹部に設けたことにより、被覆層は凹部側壁面及び凹部底壁面と強固に密着し凹部内で確実に保持され得る。
また、請求項２及び請求項４に記載の発明によると、溶射材をノズル等から凹部底壁面に向けて吹き付けることにより被覆層を形成する場合、被覆層の表面と凹部側壁面とが鋭角をもって交差されているので、ダイの内周面に凹部を形成する場合等でも、凹部側壁面にも十分に溶射材を吹き付けることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キャビティを形成する少なくとも一つの対向面の縁部を除く一部に、対向面から一段後退する凹部を形成し、この凹部内で被覆層を保持することとしているので、被覆層の剥離を防止することができると共に、金型部の摩耗や原料粉末の噛み込みを防止することができる。
また、本発明によれば、被覆層の表面と凹部側壁面とが鋭角をもって交差されており、凹部側壁面にも溶射材が十分に吹き付けられるので、被覆層と凹部側壁面とを強固に密着させることができ、被覆層の剥離を一層有効に防止することができる。
更に、本発明は、既存の金型の修理にも適用することができ、金型部を有効に再利用することが可能になると共に、資源の節約にも資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１から図４に基づいて本発明の第１の実施形態について説明する。
なお、これらの図においては、中心軸線ＣＬより右半分のみが図示されている。
図１において、この粉末成形装置１は、円柱状の圧粉体Ｐ１を製作するためのものであって、貫通孔３ａが形成されたダイ３と、外周面５ａにおいて貫通孔３ａと摺接可能に配設され、略円柱状の胴部５ｂを有する上パンチ５と、外周面７ａにおいて貫通孔３ａと摺接可能に配設され、略円柱状の胴部７ｂを有する下パンチ７とを備えており、これらダイ３と上パンチ５と下パンチ７とにより粉末成形装置１の金型部９が構成される。
ダイ３は、ダイプレート１１により保持されており、また、上パンチ５及び下パンチ７は、中心軸線ＣＬ方向にダイ３に対して図示しない駆動機構により上下動可能に支持されている。
【００１２】
以上のように構成された粉末成形装置１の動作について説明すると、まず、図１に示されるように、図示しない駆動機構により、上パンチ５がダイ３の上面３ｂよりも上方に退避されると共に下パンチ７が貫通孔３ａ内で所定量下降されて、貫通孔３ａ及び下パンチ７の先端面７ｃによりキャビティ１３が形成される。
また、キャビティ１３には、図示しないシューボックスから供給されるカーボンやＣｕ系、Ｆｅ系、セラミック等の原料粉末Ｍが目的に応じて充填される。
次に、図２に示されるように、上パンチ５がダイ３の貫通孔３ａに挿通されてキャビティ１３内の所定位置まで下降されると、キャビティ１３内の原料粉末Ｍは、上パンチ５と下パンチ７とにより加圧されて圧粉体Ｐ１が製作される。
そして、図３に示されるように、上パンチ５が上方に移動されてキャビティ１３から退避されると共に、下パンチ７が上昇されて圧粉体Ｐ１が金型部９から離型される。
そして図１から図３の工程が繰り返されて圧粉体Ｐ１が連続的に製作される。
【００１３】
図１から図３に示された一連の工程において、金型部９を構成するダイ３と上パンチ５と下パンチ７とは、圧粉体Ｐ１と次の部分で対向して接している。
ダイ３と圧粉体Ｐ１とは、ダイ３の内周面３ｃのうち、キャビティ１３を形成している部分で接しており、これを対向面Ａとする。
また、上パンチ５と圧粉体Ｐ１とは、上パンチ５の先端面５ｃで接しており、これを対向面Ｂとする。
また、下パンチ７と圧粉体Ｐ１とは、下パンチ７の先端面７ｃで接しており、これを対向面Ｃとする。
【００１４】
そして、第１の実施形態においては、ダイ３の対向面Ａに凹部３ｄを設け、この凹部３ｄを、対摩耗性を有する金属、セラミックまたはその複合材料等からなる溶射材Ｓで被覆して対向面Ａ（内周面３ｃ）と面一とされた被覆層Ｌ１を形成している（図４参照）。
対向面Ａに被覆層Ｌ１を形成することとしたのは、比較的均一な面圧を受ける対向面Ｂ及び対向面Ｃと比較して、対向面Ａは、加圧された圧粉体Ｐ１と摺動される際に、局所的な側圧を受けるため、本発明の適用の効果がとりわけ大きいと考えられるからである。
【００１５】
図４は、ダイ３の対向面Ａに被覆層Ｌ１が形成されている様子の詳細を示す図であって、この図４において凹部３ｄは、対向面Ａの上下の両縁部から、対向面Ａに沿ってそれぞれ距離Ｈ１（第１の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ１の表面と鋭角θ１（第１の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成される一対の凹部側壁面３ｅ，３ｅと、この凹部側壁面３ｅ，３ｅの終端に連設され、対向面Ａと略平行に延在される凹部底壁面３ｆとにより構成されている。
【００１６】
なお、第１の実施形態においては、溶射材Ｓとして、タングステンカーバイドを８８％含有し、残部がコバルト及び不可避の不純物からなる超硬材料が用いられているが、他の耐摩耗性を有する材料を用いても構わない。
また、第１の実施形態においては、凹部３ｄの深さ（被覆層Ｌ１の厚さ）ｔ１は、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
このｔ１が０．１ｍｍよりも小さいと、凹部側壁面３ｅ，３ｅと被覆層Ｌ１との接触面積が少なくなるため被覆層Ｌ１の剥離が生じやすくなる一方、ｔ１を０．１５ｍｍよりも大きくすると溶射材Ｓは硬くて脆いため、被覆層に割れが生じてしまうからである。
【００１７】
上述のように形成された被覆層Ｌ１の作用について、図２及び図３を再度参照して説明すると、図２に示されるように、キャビティ１３内の原料粉末Ｍが上パンチ５と下パンチ７とにより加圧されると、圧粉体Ｐ１は加圧方向に対して垂直な半径方向へ膨張しようとして、対向面Ａには圧粉体Ｐ１からの側圧が作用する。
そして図３に示されるように、圧粉体Ｐ１が離型される際には、対向面Ａは側圧を受けながら圧粉体Ｐ１と摺動されるが、硬度が高い耐摩耗性を備えた溶射材Ｓからなる被覆層Ｌ１が形成されているため、対向面Ａに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ１は、対向面Ａの全面に形成されているのではなく、対向面Ａの上下の両縁部から、対向面Ａに沿ってそれぞれ距離Ｈ１だけ内側の箇所を始端とする凹部３ｄの凹部側壁面３ｅ，３ｅ及びこれら凹部側壁面３ｅ，３ｅに連設される凹部底壁面３ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００１８】
以上説明した通り、この第１の実施形態によれば、圧粉体Ｐ１と摺動される際に局所的な側圧を受けるダイ３の対向面Ａのうち、成形工程中に受ける圧力が比較的小さい縁部付近を除く一部に凹部３ｄを形成し、この凹部３ｄ内で被覆層Ｌ１を保持させているので、被覆層Ｌ１の剥離を防止して対向面Ａの摩耗や原料粉末Ｍの噛み込みを防止することができる。
また、被覆層Ｌ１の表面と凹部側壁面３ｅ，３ｅとが鋭角θ１をもって交差されており、ダイ３の内周面３ｃ側に形成された凹部側壁面３ｅ，３ｅにも溶射材が十分に吹き付けられるので、被覆層Ｌ１と凹部側壁面３ｅ，３ｅとを強固に密着させることができ、被覆層Ｌ１の剥離を一層有効に防止することができる。
また、この第１の実施形態によれば、使用に供されて劣化した従来のダイであっても、対向面Ａの上下の両縁部は健全な状態で維持されているので、これら健全な両縁部を残して凹部３ｄを形成し、この凹部３ｄ内で被覆層Ｌ１を保持させるようにすれば、有効に再利用することが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態においては、対向面Ａに被覆層Ｌ１を形成するのに代えて、または対向面Ａに被覆層Ｌ１を形成すると共に、上パンチ５の対向面Ｂに被覆層Ｌ２を形成した点が第１の実施形態と相違している。
以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、上パンチ５の構成について説明する。
【００２０】
図５は、対向面Ｂ（先端面５ｃ）に被覆層Ｌ２が形成された上パンチ５の詳細を示す図であって、この図５において凹部５ｄは、対向面Ｂの径方向外縁から、対向面Ｂに沿って距離Ｈ２（第２の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ２の表面と鋭角θ２（第２の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成され、先端面５ｃの円周方向に亘って延在する凹部側壁面５ｅと、この凹部側壁面５ｅの終端に連設され、対向面Ｂと略平行に延在される凹部底壁面５ｆとにより構成されている。
そして、凹部５ｄを溶射材Ｓで被覆して対向面Ｂ（先端面５ｃ）と面一とされた被覆層Ｌ２を形成している。
この第２の実施形態においても、凹部５ｄの深さ（被覆層Ｌ２の厚さ）ｔ２は、前記ｔ１と同様の理由により、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
【００２１】
被覆層Ｌ２の作用について、図２を再度参照して説明すると、キャビティ１３内の原料粉末Ｍが上パンチ５と下パンチ７とにより加圧されると、対向面Ｂには、比較的均一ではあるものの、圧粉体Ｐ１からの反力により加圧方向に大きな面圧が作用する。
しかし、対向面Ｂには、硬度が高い耐摩耗性を備えた被覆層Ｌ２が形成されているため、上パンチ５に対する攻撃性が大きい原料粉末Ｍを用いたとしても、対向面Ｂに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ２は、対向面Ｂの全面に形成されているのではなく、対向面Ｂの径方向外縁から、対向面Ｂに沿って距離Ｈ２だけ内側の箇所を始端とする凹部５ｄの凹部側壁面５ｅ及びこの凹部側壁面５ｅに連設される凹部底壁面５ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態においては、下パンチ７の対向面Ｃに被覆層Ｌ３を形成した点が従前の実施形態と相違しているが、対向面Ａ及び／または対向面Ｂにも適宜被覆層を形成しても構わないことはもちろんである。
以下、従前の実施形態と共通する部分については説明を省略し、下パンチ７の構成について説明する。
【００２３】
図６は、対向面Ｃ（先端面７ｃ）に被覆層Ｌ３が形成された下パンチ７の詳細を示す図であって、この図６において凹部７ｄは、対向面Ｃの径方向外縁から、対向面Ｃに沿って距離Ｈ３（第３の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ３の表面と鋭角θ３（第３の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成され、先端面７ｃの円周方向に亘って延在する凹部側壁面７ｅと、この凹部側壁面７ｅの終端に連設され、対向面Ｃと略平行に延在される凹部底壁面７ｆとにより構成されている。
そして、凹部７ｄを溶射材Ｓで被覆して対向面Ｃ（先端面７ｃ）と面一とされた被覆層Ｌ３を形成している。
この第３の実施形態においても、凹部７ｄの深さ（被覆層Ｌ３の厚さ）ｔ３は、前記ｔ１と同様の理由により、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
【００２４】
被覆層Ｌ３の作用について、図２を再度参照して説明すると、キャビティ１３内の原料粉末Ｍが上パンチ５と下パンチ７とにより加圧されると、対向面Ｃには、対向面Ｂと同様に、圧粉体Ｐ１からの反力により加圧方向に大きな面圧が作用する。
しかし、対向面Ｃには被覆層Ｌ３が形成されているため、金型部材に対する攻撃性が大きい原料粉末Ｍを用いたとしても、対向面Ｃに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ３は、対向面Ｃの全面に形成されているのではなく、対向面Ｃの径方向外縁から、対向面Ｃに沿って距離Ｈ３だけ内側の箇所を始端とする凹部７ｄの凹部側壁面７ｅ及びこの凹部側壁面７ｅに連設される凹部底壁面７ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００２５】
上述した第２及び第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、被覆層の剥離を防止して対向面の摩耗や原料粉末Ｍの噛み込みを防止することができると共に、被覆層と凹部側壁面とを強固に密着させることができ、被覆層の剥離を一層有効に防止することができる。
また、使用に供されて劣化した従来の上パンチや下パンチを有効に再利用することが可能となる。
【００２６】
次に、図７から図１０に基づいて、本発明の第４の実施形態について説明する。
なお、この第４の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して適宜説明を省略する。
図７において、粉末成形装置２１は、円環状の圧粉体Ｐ２を製作するためのものであって、ダイ３と、外周面２５ａにおいて貫通孔３ａと摺接可能に配設されると共に貫通孔２５ｇが形成された略円筒状の胴部２５ｂを有する上パンチ２５と、外周面２７ａにおいて貫通孔３ａと摺接可能に配設されると共に貫通孔２７ｇが形成された略円筒状の胴部２７ｂを有する下パンチ２７と、外周面２８ａにおいて貫通孔２５ｇ及び貫通孔２７ｇと摺接可能に配設され、略円柱状の胴部２８ｂを有するコアロッド２８とを備えており、これらダイ３と上パンチ２５と下パンチ２７とコアロッド２８とにより粉末成形装置２１の金型部２９が構成される。
上パンチ２５、下パンチ２７及びコアロッド２８は、中心軸線ＣＬ方向にダイ３に対して図示しない駆動機構により上下動可能に支持されている。
【００２７】
以上のように構成された粉末成形装置２１の動作について説明すると、まず、図７に示されるように、図示しない駆動機構により、上パンチ２５がダイ３の上面３ｂよりも上方に退避され、コアロッド２８の先端面２８ｃが上面３ｂとほぼ同一面となるようにコアロッド２８が上昇されると共に、下パンチ２７が貫通孔３ａ内で所定量下降される。
これにより、キャビティ３３が、貫通孔３ａと、下パンチ２７の先端面２７ｃと、コアロッド２８の外周面２８ａとにより形成される。
また、このキャビティ３３には、図示しないシューボックスから供給されるカーボンやＣｕ系、Ｆｅ系、セラミック等の原料粉末Ｍが目的に応じて充填される。
次に、図８に示されるように、上パンチ２５がダイ３の貫通孔３ａに挿通されてキャビティ３３内の所定位置まで下降されると、キャビティ３３内の原料粉末Ｍは、上パンチ２５と下パンチ２７とにより加圧されて圧粉体Ｐ２が製作される。
そして、図９に示されるように、上パンチ２５が上方に移動されてキャビティ３３から退避され、下パンチ２７が上昇されると共にコアロッド２８が下降されて圧粉体Ｐ２が金型部２９から離型される。
そして図７から図９の工程が繰り返されて圧粉体Ｐ２が連続的に製作される。
【００２８】
図７から図９に示された一連の工程において、金型部２９を構成するダイ３と上パンチ２５と下パンチ２７とコアロッド２８とは、圧粉体Ｐ２と次の部分で対向して接している。
ダイ３と圧粉体Ｐ２とは、ダイ３の内周面３ｃのうち、キャビティ３３を形成している部分で接しており、これを第１の実施形態と同様に、対向面Ａとする。
また、コアロッド２８と圧粉体Ｐ２とは、コアロッド２８の外周面２８ａで接しており、これを対向面Ｄとする。
また、上パンチ２５と圧粉体Ｐ２とは、上パンチ２５の先端面２５ｃで接しており、これを対向面Ｅとする。
また、下パンチ２７と圧粉体Ｐ２とは、下パンチ２７の先端面２７ｃで接しており、これを対向面Ｆとする。
【００２９】
そして、第４の実施形態においては、コアロッド２８の対向面Ｄに凹部２８ｄを設け、この凹部２８ｄを、溶射材Ｓで被覆して対向面Ｄ（外周面２８ａ）と面一とされた被覆層Ｌ４を形成している（図１０参照）。
このコアロッド２８は、例えば熱処理を施さずに調質処理のみを施した工具鋼（ＳＫＤ材等）からなるものである。
対向面Ｄに被覆層Ｌ４を形成することとしたのは、比較的均一な面圧を受ける対向面Ｅ及び対向面Ｆと比較して、対向面Ａは、加圧された圧粉体Ｐ１と摺動される際に、局所的な側圧を受けるため、第１の実施形態において対向面Ａに形成された被覆層Ｌ１と同様に、本発明の適用の効果が大きいと考えられるからである。
なお、この第４の実施形態において、対向面Ａにも被覆層Ｌ１を形成しても差し支えないことはもちろんである。
【００３０】
図１０は、コアロッド２８の対向面Ｄに被覆層Ｌ４が形成されている様子の詳細を示す図であって、この図１０において凹部２８ｄは、対向面Ｄの上下の両縁部から、対向面Ｄに沿ってそれぞれ距離Ｈ４（第４の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ４の表面と鋭角θ４（第４の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成される一対の凹部側壁面２８ｅ，２８ｅと、この凹部側壁面２８ｅ，２８ｅの終端に連設され、対向面Ｄと略平行に延在される凹部底壁面２８ｆとにより構成されている。
この第４の実施形態においても、凹部２８ｄの深さ（被覆層Ｌ４の厚さ）ｔ４は、前記ｔ１と同様の理由により、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
【００３１】
上述のように形成された被覆層Ｌ４の作用について、図７及び図８を再度参照して説明すると、図８に示されるように、キャビティ３３内の原料粉末Ｍが上パンチ２５と下パンチ２７とにより加圧されると、圧粉体Ｐ２は加圧方向に対して垂直な半径方向へ膨張しようとして、対向面Ｄには圧粉体Ｐ２からの側圧が作用する。
そして図９に示されるように、圧粉体Ｐ２が離型される際には、対向面Ｄは側圧を受けながら圧粉体Ｐ２と摺動されるが、被覆層Ｌ４が形成されているため、対向面Ｄに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ４は、対向面Ｄの全面に形成されているのではなく、対向面Ｄの上下の両縁部から、対向面Ｄに沿ってそれぞれ距離Ｈ４だけ内側の箇所を始端とする凹部２８ｄの凹部側壁面２８ｅ，２８ｅ及びこれら凹部側壁面２８ｅ，２８ｅに連設される凹部底壁面２８ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００３２】
以上説明した通り、この第４の実施形態によれば、圧粉体Ｐ２と摺動される際に局所的な側圧を受けるコアロッド２８の対向面Ｄのうち、成形工程中に受ける圧力が比較的小さい縁部付近を除く一部に凹部２８ｄを形成し、この凹部２８ｄ内で被覆層Ｌ４を保持させているので、被覆層Ｌ４の剥離を防止して対向面Ｄの摩耗や原料粉末Ｍの噛み込みを防止することができる。
また、被覆層Ｌ４の表面と凹部側壁面２８ｅ，２８ｅとが鋭角θ４をもって交差されており、凹部側壁面２８ｅ，２８ｅにも溶射材が十分に吹き付けられるので、被覆層Ｌ４と凹部側壁面２８ｅ，２８ｅとを強固に密着させることができ、被覆層Ｌ４の剥離を一層有効に防止することができる。
【００３３】
また、使用に供されて劣化した従来のコアロッドであっても、対向面Ｄの上下の両縁部は健全な状態で維持されているので、これら健全な両縁部を残して凹部２８ｄを形成し、この凹部２８ｄ内で被覆層Ｌ４を保持させるようにすれば、有効に再利用することが可能となる。
更に、この第４の実施形態によれば、被覆層Ｌ４を形成したことにより、コアロッド２８に熱処理を施して硬度を高めなくても対向面Ｄの摩耗や原料粉末Ｍの噛み込みを防止することができるので、コアロッド２８の母材硬度をＨＲＣ４０程度に抑えて母材の靭性を維持することが可能となり、コアロッド２８の折損を防止することができる。
【００３４】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
この第５の実施形態においては、上パンチ２５の対向面Ｅに被覆層Ｌ５が形成されている。
なお、この第５の実施形態においても、対向面Ａや対向面Ｄに、それぞれ被覆層Ｌ１や被覆層Ｌ４を併せて形成しても差し支えないことはもちろんである。
以下、第４の実施形態と共通する部分については説明を省略し、上パンチ２５の構成について説明する。
【００３５】
図１１は、対向面Ｅ（先端面２５ｃ）に被覆層Ｌ５が形成された上パンチ２５の詳細を示す図であって、この図１１において凹部２５ｄは、対向面Ｅの外周縁及び内周縁のそれぞれから、対向面Ｅに沿って距離Ｈ５（第５の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ５の表面と鋭角θ５（第５の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成される一対の凹部側壁面２５ｅ，２５ｅと、この凹部側壁面２５ｅ，２５ｅの終端に連設され、対向面Ｅと略平行に延在される凹部底壁面２５ｆとにより構成されている。
そして、凹部２５ｄを溶射材Ｓで被覆して対向面Ｅ（先端面２５ｃ）と面一とされた被覆層Ｌ５を形成している。
この第５の実施形態においても、凹部２５ｄの深さ（被覆層Ｌ５の厚さ）ｔ５は、前記ｔ１と同様の理由により、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
【００３６】
被覆層Ｌ５の作用について、図８を再度参照して説明すると、キャビティ３３内の原料粉末Ｍが上パンチ２５と下パンチ２７とにより加圧されると、対向面Ｅには、比較的均一ではあるものの、圧粉体Ｐ２からの反力により加圧方向に大きな面圧が作用する。
しかし、対向面Ｅには被覆層Ｌ５が形成されているため、上パンチ２５に対する攻撃性が大きい原料粉末Ｍを用いたとしても、対向面Ｅに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ５は、対向面Ｅの全面に形成されているのではなく、対向面Ｅの外周縁及び内周縁のそれぞれから、対向面Ｅに沿って距離Ｈ５だけ内側の箇所を始端とする凹部２５ｄの凹部側壁面２５ｅ，２５ｅ及び凹部底壁面２５ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００３７】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
この第６の実施形態においては、下パンチ２７の対向面Ｆに被覆層Ｌ６が形成されている。
なお、この第６の実施形態においても、対向面Ａ、対向面Ｄ及び／または対向面Ｅに、それぞれ被覆層Ｌ１、被覆層Ｌ４及び／または被覆層Ｌ５を併せて形成しても差し支えないことはもちろんである。
以下、第４の実施形態と共通する部分については説明を省略し、下パンチ２７の構成について説明する。
【００３８】
図１２は、対向面Ｆ（先端面２７ｃ）に被覆層Ｌ６が形成された下パンチ２７の詳細を示す図であって、この図１２において凹部２７ｄは、対向面Ｆの外周縁及び内周縁のそれぞれから、対向面Ｆに沿って距離Ｈ６（第６の実施形態においては２ｍｍ〜３ｍｍ）だけ内側の箇所を始端とし、被覆層Ｌ６の表面と鋭角θ６（第６の実施形態においては４５°）をもって交差されるように傾斜して形成される一対の凹部側壁面２７ｅ，２７ｅと、この凹部側壁面２７ｅ，２７ｅの終端に連設され、対向面Ｆと略平行に延在される凹部底壁面２７ｆとにより構成されている。
そして、凹部２７ｄを溶射材Ｓで被覆して対向面Ｆ（先端面２７ｃ）と面一とされた被覆層Ｌ６を形成している。
この第６の実施形態においても、凹部２７ｄの深さ（被覆層Ｌ６の厚さ）ｔ６は、前記ｔ１と同様の理由により、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍとされている。
【００３９】
被覆層Ｌ６の作用について、図８を再度参照して説明すると、キャビティ３３内の原料粉末Ｍが上パンチ２５と下パンチ２７とにより加圧されると、対向面Ｆには、対向面Ｅと同様に、圧粉体Ｐ２からの反力により加圧方向に大きな面圧が作用する。
しかし、対向面Ｆには被覆層Ｌ５が形成されているため、下パンチ２７に対する攻撃性が大きい原料粉末Ｍを用いたとしても、対向面Ｆに摩耗や傷を生じることはない。
また、被覆層Ｌ６は、対向面Ｆの外周縁及び内周縁のそれぞれから、対向面Ｆに沿って距離Ｈ６だけ内側の箇所を始端とする凹部２７ｄの凹部側壁面２７ｅ，２７ｅ及び凹部底壁面２７ｆと良好に密着されており剥離されることはない。
【００４０】
上述した第５及び第６の実施形態においても、第４の実施形態と同様に、被覆層の剥離を防止して対向面の摩耗や原料粉末Ｍの噛み込みを防止することができると共に、被覆層と凹部側壁面とを強固に密着させることができ、被覆層の剥離を一層有効に防止することができる。
また、使用に供されて劣化した従来の上パンチや下パンチを有効に再利用することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
具体的には、上述した第１の実施の形態においては、対向面Ａの上下の両縁部から距離Ｈ１だけ被覆層Ｌ１を形成しない箇所を設けているが（図４参照）、図４における下側の凹部側壁面３ｅの始点は、ダイ３の底面３ｇから距離Ｈ１だけ対向面Ａに沿って内側の箇所から開始されても構わない。
同様に、上述した第４の実施の形態においては、対向面Ｄの上下の両縁部から距離Ｈ４だけ被覆層Ｌ４を形成しない箇所を設けているが（図１０参照）、図１０における下側の凹部側壁面２８ｅの始点は、コアロッド２８のフランジ２８ｇの上端面２８ｈから距離Ｈ４だけ対向面Ｄに沿って内側の箇所から開始されても構わない。
要は、被覆層の周囲全体が凹部側壁面により保持されれば良いのである。
また、上述した実施の形態においては、それぞれ凹部を一箇所にしか形成していないが、各対向面で間隔をおいて複数の凹部を縞状に形成しても構わない。
【００４２】
また、上述した実施の形態においては、θ１〜θ６を４５°としているが、このθ１〜θ６を更に小さくすれば、溶射の際に凹部側壁面と溶射材Ｓとの密着性をより向上させることができる。
また、上述した実施の形態においては、距離Ｈ１〜Ｈ６を２ｍｍ〜３ｍｍとしているが、金型部のストローク量や製作される圧粉体の形状に応じて適宜変更される。
また、製作される圧粉体の形状は円柱状やリング状に限られず、種々の形状の圧粉体を製作する場合にも本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
被覆層の剥離を防止し、金型部の前記対向面における摩耗や原料粉末の噛み込みを防止できる粉末成形装置、粉末成形装置用の金型部材、及び粉末成形装置用の金型部材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態において、キャビティ１３内に原料粉末Ｍが充填された様子を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、原料粉末Ｍが加圧され、圧粉体Ｐ１が製作されている様子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態において、圧粉体Ｐ１が金型部９から離型されている様子を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、被覆層Ｌ１が形成されたダイ３の詳細を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において、被覆層Ｌ２が形成された上パンチ５の詳細を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態において、被覆層Ｌ３が形成された下パンチ７の詳細を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態において、キャビティ３３内に原料粉末Ｍが充填された様子を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態において、原料粉末Ｍが加圧され、圧粉体Ｐ２が製作されている様子を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態において、圧粉体Ｐ２が金型部２９から離型されている様子を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態において、被覆層Ｌ４が形成されたコアロッド２８の詳細を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態において、被覆層Ｌ５が形成された上パンチ２５の詳細を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態において、被覆層Ｌ６が形成された下パンチ２７の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，２１  粉末成形装置  ３  ダイ  ３ｄ，５ｄ，７ｄ，２５ｄ，２７ｄ，２８ｄ  凹部  ５，２５  上パンチ  ７，２７  下パンチ  ２８  コアロッド  １３，３３  キャビティ  Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ  対向面  Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６  被覆層  Ｐ１，Ｐ２  圧粉体
【図１】
2006272417.tif 000003
【図２】
2006272417.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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