JPH02279307A - 中空部を有する磁性材の押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ３発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性材の焼結製品を押出成形により製造する方
法に関し、特に内部に中空部を有する薄肉製品の引き取
り性及び保形性に優れた押出成形方法を提供するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来の方法は原料とするベレットは、平均粒径０．５μ
ｍのＮｉ−Ｚｎフェライト粉末や平均粒径１０μｍの鉄
重量比５０％、コバルト重量比５０％合金の粉末や平均
粒径１２μｍのサマリウム・コバルト系磁石の粉末に第
１表に示した組成の熱可塑性バインダーを混合し、混練
機を用いて所定の温度で約２０分間程度混練して、これ
を粉砕して原料とする。

この原料を第７図に示した押出成形機１により、製品と
なるそれぞれの原料の成形体を押し出した。

第７図において、１は押出成形機であり、２はベルトで
あり、４は成形体であり、５は引き取り装置であり、６
はホッパーである。原料はホッパー〇に投入され、押出
成形機によって成形体４が成形押出される。ロールによ
って回転するベルト２によって、成形体４が搬送されて
取り出される。

従来の方法はこのような方法によって成形体が成形され
たが、この従来の方法によると、中空部のない角柱、円
柱、楕円柱などにかぎられていた。

また角筒状や円筒状や楕円筒状の成形体になると、角柱
状、円柱状、楕円柱状の肉厚が７〜１０＋ｕと厚い成形
体にかぎられていた。最近２〜３１■と薄肉の成形体が
要求され、従来の方法では薄肉の成形体は製造困難であ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に磁性材の焼結製品を粉末冶金法によって製造する
工程において焼結前の圧粉体は圧縮成形により得る方法
が広く行われている。これは通常上下方向からパンチに
より磁性粉末を加圧して成形するので、形状としては比
較的単純なものに限られ、特に内部に中空部を持つ薄肉
形状の製品は変形の著しいものは不良になるので、成形
ができなかった。

一方で、いわゆるエンジニアリングセラミックス等を中
心とした窯業製品の分野においては、原料の粉末に１０
〜２０重量％の有機バインダーを加え。

混合、混練した後、押出成形することにより比較的複雑
な形の成形体でも効率良く製造することが工業的に行わ
れ始め、注目されつつある。さらにこの技術は近年の混
合・混練技術、押出成形技術の発展に伴い、金属製品に
も適用が試みられている。しかしここで問題となるのは
、このような成形に使用する材料は粉末を高濃度で充填
しているため、密度が大きく、又水平方向に押出した場
合、特に内部に中空部を持つ薄肉形状のものはダイより
押し出された直後に自重による変形が起こり安いという
欠点があった。これを解決するためには押出し成形機を
立型にするか、クロスヘツドを使用して押し出し方向を
垂直とすること等が考えられるが、このような方式では
押出後の処理をグイと床面の間で行う必要を生じ、生産
速度や作業性が制限され、根本的な解決とはなっていな
い。

本発明では複雑形状品の角筒、円筒、楕円筒、即ち内部
に中空部を持つ薄肉形状の成形体の製造に関するもので
、上述の問題のため従来技術では製造が困難であった成
形体を変形することなく製造することを目的とする。

口１発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明は磁性粉末と高分子化合物を主成分とするバイン
ダーとを混合・混練・ベレット化した混和物を押出成形
法を用いて中空部を有する磁性材を成形する方法におい
て、押出成形機より押し出された押出成形体の少なくと
も一面以上と該押出成形体を引き取るベルトとが磁気回
路を構成し、ベルトが該押出成形体を吸着する構造を有
することを特徴とする中空部を有する磁性材の押出成形
方法である。すなわち押出成形機により押し出された直
後の成形体は、十分冷却固化していない状態にあり、内
部に中空部を持つ薄肉形状のものは自重により変形を生
じてしまう。これについて変形を生じることなく引き取
る方法として磁力を利用することにより成形体を上下方
向から引き付け、良好な形状を保持しながら引き取るよ
う構成したもので、成形体の歩留を向上し得る方法を提
供するものであることを特徴とする。

次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

〔作用〕

押出成形方法において、押出成形機より押し出された強
磁性体の成形体は引き取り装置の上にそのまま押し出さ
れると引き取り板の摩擦力の抵抗により変形したり、砿
損したりするため、第１図に示すようにベルト２によっ
て成形体が保持されて搬送されるが、成形体の自重やベ
ルトと成形体の摩擦により、変形してしまう。特に中が
中空になっている薄肉の角柱状や円筒状や楕円筒状の成
形体はフラットな面が望まれ平行度がでないと、歩留が
悪く、さらに中空部にだれが形成される。

よってこれを防止するためにベルトの内側に板状の磁石
３を第１図に示すように設置して、強磁性体の成形体を
ベルトの背面に設置された磁石によって吸引しながら搬
送されるため、変形がない。

また円筒状や楕円状をした成形体は、第５図に示すよう
にベルトを成形体の形状に合わせて成形して、ベルト自
体を磁石として変形を防止する働きをする。

〔実施例〕

実施例１ 第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図である。

第２図は第１図を説明する横断面図である。尚、第２図
のベルト３巾の矢印は磁力線を示している。

第１表に示したように原料とするベレットは平均粒径が
０．５μｍのＭＬ−Ｚｎフェライト仮焼粉である磁性粉
末重量比９１％、エチレン酢酸ビニル重量比率４：１で
配合したエチレン−酢酸ビニル重量比５％、溶融点６０
℃のパラフィンワックス重量比３％、試薬−級のジオク
チルフタレート重量比１％の組成の熱可塑性バインダー
を混合し、加圧ニーダ−にて１３０℃で２０分間混練し
た後、粉砕することによりペレットの原料を得た。この
原料をホッパーに投入し、第１図に示した押出成形機（
スクリュー径３０ａｍ、　Ｌｌｏ　：　２２）　ｌによ
り内部に中空を有する寸法が縦１５ａ＋ｍ、横３０ｍｍ
、厚さ３■朧の形状の製品を押し出した。押出成形機１
のバレル温度はバンドヒーターにより１２０〜１４０℃
の間の一定の温度に設定した。

第２図は第１図における引き取り装置５及び成形体４の
断面図を示している。成形体４の断面゛形状は前記の寸
法が縦１５！Ｉ■横３０ｍｍ肉厚３■で内部に中空部を
持つ長方形型の形状を有していて、第１図に示した押出
成形機１により押し出された成形体４は引き取り装置５
の上下のベルト２の間に誘導され引き取られる。尚この
際の上下のベルト２の間隔は成形体４と同じ１５ｍｍと
し、又ベルト２の引き取り速度は押出成形機１の押し出
し速度に同期する様に設定し約８０ｃｍ／ｗｉｎである
。

この押出成形機１によって混練・押し出された直後の成
形体４は十分冷却固化されていない状態にあり、保形性
が十分ではなく、特に第２図に示す本製品のような内部
に中空部を作った成形体４はその上側部分が自重により
変形を起こしやすい状態にある。ここでベルト２の内側
にベルトと磁石３との間に１〜３ｍｍの間隙があり、保
持具で保持した平坦な板状の磁石３を設置することによ
り、強磁性体の粉末からできている成形体４は、これに
より上下方向から引きつけられるため、自重による変形
を起こすことなく引き取られ前進していく。この際に成
形体４は、ベルト２との接触により熱を奪われ、良好な
形状を保持した状態で冷却固化するため、引き取り装置
５から離れても変形は生じない。又引き取りが終了し成
形体４から離れたベルト２は、成形体４が冷却する過程
で成形体によって帯びた熱を持っており、この状態のま
までは次の引き取りにおいて、成形体４は十分に冷却固
化されず、ベルト２かも離れた際に変形を生じる可能性
がある。これを解決する方法として、成形体４から離れ
たベルト２に圧縮空気Ａを吹きつけておくことにより、
ベルト２は冷却され、次の引き取りの際に再び成形体４
の熱を奪うことが可能となる。尚、押し出された直後の
成形体４はヒーターによる過熱で１２０〜１４０℃にな
っているため、使用するベルト２の材質には耐熱性に優
れたものを要し、−例を揚げればテフロン、シリコンゴ
ム等や銅などの熱伝導性の良い金属等を使用する。

以上の方法により作製した成形体４を５０ｍｍの長さに
切断し脱脂炉を使用し、２０℃／Ｈｒの温度勾配で大気
中にて加熱し、５００℃で１時間保持後、炉冷すること
により脱脂を行った。しかるのちこれを大気中において
１２００℃で３時間焼結を行った。これにより寸法が縦
１２．９ｍｍ横２５．９＋＋ｖ＋肉厚２．６ｍｍ、密度
が５．１９なる磁性材の焼結体を得た。これにより変形
がない成形体が得られ、初期の目的を達することが出来
た。

実施例２ 第３図は本発明のもうひとつの実施例を示す構成図であ
る。

第４図は第３図を説明する断面図である。尚、第２図の
ベルト２１中の矢印は磁力線を示している。

原料粉末として鉄重量比５０％−コバルト重量比５０％
なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気中で高周波加熱に
より溶解製造し、水アトマイズ法により平均粒径１０μ
ｍに作製した粉末を使用し、第１表に示したように、磁
性粉末重量比９４％、エチレン−酢酸ビニル重量比率４
：１で配合したエチレン酢酸ビニル重量比４％、溶融点
６０℃のパラフィンワックス重量比１％、試薬−級のジ
オクチルフタレート重量比１％のバインダー組成にて実
施例１と同様の条件、即ち鉄重量比５０％、コバルト重
量比５０％の平均粒径１０μｍの粉末原料と前記バイン
ダー組成を混合し、加圧ニーダ−にて１３０℃で２０分
間混練した後、粉砕することによりベレットの原料を得
た。この原料をホッパーに投入し、第１図に示した押出
成形機（スクリュー径３０ｍｍ、Ｌｌｏ　：　２２）に
より内部に中空を有する寸法が縦１５＋＋■、横３０ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍの形状の製品を押出した。バレル温度は
実施例１と同様１２０〜１４０℃の間の一定の温度に設
定して、ここで成形体４の形状を保持するため、実施例
１で設置した磁石３のかわりに引き取り機のベルト本体
２１を磁石化させたものを使用した。ベルトの材質とし
てはシリコンゴムを基材とするゴム磁石を用い、又成形
体４１の冷却固化については実施例１と同様な方法によ
り行った。

以上の方法により作製した成形体４１を５０＋ａｍの長
さに切断し、脱脂炉を使用し、１０℃／Ｈｒの温度勾配
でアルゴンガス雰囲気にて加熱し、６００℃で１時間保
持後、炉冷することにより脱脂を行った。しかるのちこ
れを水素雰囲気において１２００℃で２時間焼結を行っ
た。これにより寸法が縦１２．８ｍｍ、横２５．５ｍｍ
、肉厚２．６ｍｍ、密度が７．９０なる磁性材の焼結体
を得た。

実施例３ 第５図は引き取り機及び成形体の断面図であり、ベルト
２１１中の矢印は磁力線を示している。サマリーム重量
比２５．２％−コバルト重量比４９．２％−鋼重量比９
．２％−鉄重量比１５．０％−亜鉛重量比１．４％なる
組成のインゴットを溶解製造し、Ａｒ雰囲気で１１８０
℃で５時間溶体化した後、８００℃で２時間時効処理を
施した。さらにジョーククラッシャ、ディスクミル、ボ
ールミルにより平均粒径１２μｍまで粉砕した粉末を作
製した。これを原料粉末として使用し、第１表に示した
ように、磁性粉末重量比９４％、エチレン酢酸重量比３
％、パラフィンワックス重量比２％、ジオクチルフタレ
ート重量比１％のバインダー組成にて、実施例１と同様
な条件で第５図に示すような形状、即ち楕円形の製品の
寸法が横４０ｍｍ、縦１５ｍ１、肉厚３＋ｕの成形を行
った。（光熱ながら同様な方法で円筒形の製品の成形体
も可能である。） 第Ｓ図において、２１１ａはゴム磁石のＮ極であり、２
１１ｂはＳ極であり、４１１ａはＳ極と接しているので
、Ｎ極となる。ベルト２１１にはシリコンゴムを基材と
するゴム磁石を使用し、ベルト２１１の成形体４１１と
の接触面は成形体４１１と同じ形状に加工を行った。

又、成形体４１１の冷却化については実施例１と同様な
方法により行った。以上の方法により作製した成形体４
１１を５０ｍｍの長さに切断し、脱脂炉を使用し１０℃
７１什の温度勾配でアルゴンガス気流下にて加熱し５０
０°Ｃで１時間保持後、炉冷することにより脱脂を行っ
た。しかるのちこれを真空下において１２００’Ｃで５
時間焼結を行い、又８００℃で２時間時効を行った。こ
れにより寸法が縦１２．７ｍｍ、横２５．５ｍｍ、肉厚
２．５ｍｍ、密度が８，４０なる５Ｉ１２ＣＯ１７系の
磁性材の焼結体を得た。

第１表 比咬例 実施例１と同様の条件で押出成形用ペレットを作製し、
引き取り装置５中の磁石３を設置せずに押出成形を行っ
た。

第６図は従来の押出成形法による成形体の変形量を示し
たもので、その時の歪率を第６図に示すａ、ｂよりｂ　
／　ａとして求めた。その結果、磁石３を設置して引き
取りを行った場合の成形体４の歪み率は０〜０．０２６
であったのに対し、磁石３を設置しないで引き取りを行
った場合の成形体４の歪率は０．２〜０．３であった。

ハ１発明の効果 〔発明の効果〕 以上詳細に述べた様に本発明における磁性粉末の押出成
形法によれば、内部に中空部を持つ薄肉形状の成形体の
製造において、変形のない良好な成形体が製造できるの
で、上述の形状の磁性材焼結製品を効率良く生産でき、
工業上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す構成正面図。 第２図は第１図を説明するベルト内部を切断する横断面
図。 第３図は実施例２を示す構成正面図。 第４図は第３図を説明するベルト内部を切断する横断面
図。 第５図は実施例３を示すベルト内部を切断する横断面図
である。 第６図は従来の押出し成形法による成形体の変形量を示
した断面図。 第７図は従来の押出し成形機を示した構成正面図である
。 １・・・押出成形機、２．２１．２１１・・・ベルト、
３・・・磁石、４．４１，４１１−・・成形体、５・・
・引取装置、２１ａ、　２１１ａ、　３ａ、　４ａ。 ４１ａ、　４Ｈａ−Ｎ極、２１ｂ、　２１１ｂ、　３ｂ
−３極、！４．・”　ヘルド冷却用圧縮空気の吹きつけ
方向、ａ・・・成形体の幅、ｂ・・・成形体の変形量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁性粉末と高分子化合物を主成分とするバインダー
   とを混合・混練・ペレット化した混和物を押出成形機を
   用いて中空部を有する磁性材を成形する方法において、
   押出成形機より押し出された押出成形体の少なくとも一
   面以上と該押出成形体を引き取るベルトとが磁気回路を
   構成し、ベルトが該押出成形体を吸着する構造を有する
   ことを特徴とする中空部を有する磁性材の押出成形方法
   。