JPH0332804A - 中空部を有する成形体の製造方法、並びにその製造装置 - 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１発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性粉末と樹脂との混線材による中空部を有
する成形体の製造方法に係り、磁性材の焼結製品を押出
し成形により製造する方法、並びにその製造装置に係り
、特に薄肉で内部に中空部を有する成形体の引取り性、
及び保形性に優れた中空部を有する成形体の製造方法、
並びにその製造装置に関する。

〔従来の技術〕

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
製造工程において、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。これは通常金型を用いて
、上下方向からパンチにより磁性粉末を加圧して成形す
る方法となるので、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ものは薄肉部
の形状が制約される。一方、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
、原料粉末に１０ないし２０重量％の有機バインダを加
え、混合・混練した後、押出し成形することにより比較
的複雑な形状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。更にこの技術は近
年セラミックス粉末と樹脂バインダとの混合・混線技術
、押出し成形技術の発展に伴い金属粉末にも適用が試み
られている。しかし、ここで問題となるのは、上述の工
程で用いる粉末と有機バインダの混和物は、粉末を高濃
度で充填しているため汎用押出し成形用プラスチックに
比べ密度が大きく、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易いという欠点が
あった。これを解決するためには押出し成形機を立型に
するとか、クロスヘツドを使用して押出し後の方向を垂
直とすること等が考えられるが、このような方法では押
出し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
かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、複雑形状、特に内部に中空部を有する薄肉形
状の成形体の製造に際し、上述した従来の問題点に鑑み
なされたものである。このような内部に中空部を有する
薄肉形状の製品は、一般にその中空部に他の構造体を嵌
め合わせて使用するが、その寸法公差も製品によっては
±０．１ｍｍ以下の厳密な値が要求され、従来の技術で
はそのような公差を満足させる製品の製造が困難であっ
た。本発明は、このような内部に中空部を有する製品を
押出し成形により変形することなく製造する方法、並び
にその製造装置を提供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
ンダと−を、混合、混線、ベレット化した混和物を、押
出し成形法を用いて中空部を有する成形体を成形する方
法、並びにその製造装置において、押出し成形機より押
し出された成形体の少なくとも一面以上に吸着装置を密
着させて、成形体と吸着装置との間に密閉空間を作り、
減圧し、次いで該押出し成形体の引取り速度と吸着位置
で回転する吸着装置の送り速度とを同期させながら、成
形体の引取りを行うようにした中空部を有する成形体の
製造方法である。

即ち本発明は、押出し成形機より押し出された直後の成
形体は充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
うという結果より本発明に至ったもので、変形を生じる
ことなく成形体を引き取る方法として押出し成形機の出
口に押出し方向に一定長さにわたり回転する吸着装置を
用い、成形体の少なくとも一面以上を成形機の出口で真
空減圧パットにより吸着し、良好な形状を保持しながら
押出し速度と同速で引取り、成形体の温度が下がり、変
形を生じない温度位置で吸着を解放するよう構成したも
ので、成形体の変形を防止し、寸法精度の良好な押出し
成形体を得る製造方法、並びに製造装置を提供するもの
である。

即ち本発明は、 １、磁性粉末と、高分子化合物を主成分とするバインダ
とを、混合、混練しベレット化した混和物を、押出し成
形法を用いて中空部を有する成形体に製造する方法にお
いて、押出し成形機より押し出された成形体の押し出し
方向直線上に押出し速度と同じ速度で移動し成形体を載
置し搬送する引取り装置と、成形体上面の少なくとも一
面以上を吸引するパットを取り付けたコンベアを持ち、
引取り装置と同じ速度で引取り装置に沿い移動する回転
式の吸着装置とにより構成し、成形体にパットを密着さ
せ、成形体表面とパットとの間に閉空間を構成し、該閉
空間内を減圧して外気との間に圧力差を生じさせ、押出
し成形体を吸引しながら搬送し、成形体の形状保持温度
以下の位置でパットの吸引圧を減じて成形体の引取りが
行われることを特徴とする中空部を有する成形体の製造
方法である。

２、押出し成形機の成形体押出し方向に直列に成形体を
載置し、成形体を搬送する回転式で直線状に移動する引
取り装置を設け、引取り装置沿いに成形機の成形体押出
し口に接し引取り装置の上部に、成形体に接して配置し
た全周に内部を減圧できるパットを取り付け引取り装置
の搬送速度と同期して回転する吸着装置を設け、吸着装
置のパットは押出し成形機の出口で成形体を吸引し、直
線搬送部分を離れる時、吸引を解除するように構成した
ことを特徴とする中空部を有する成形体の製造装置であ
る。

〔作用〕

押出し成形機から押し出された成形体の押出し成形速度
と同期して、しかも成形体の押出し方向に成形体を載置
し、搬送する引取り装置と、引取り装置と平行に引取り
装置に沿い成形体の上面を吸引し、成形体の押出し速度
と同じ速度で引取り装置上を引取り装置に沿い同じ速度
で移動する吸着装置とからなり、引取り装置の成形体載
置面と吸引パットの面は成形体の高さと同じであり、吸
引装置の吸引パットは成形体が押出し成形機から押し出
されてすぐ成形体を吸引し、吸着装置の吸引パットを取
り付けたコンベアは成形体を吸引しながら搬送し、成形
体が変形しない温度に下がった位置で吸引パットより成
形体を放す。従って、成形体より押し出された成形体は
、温度と荷重により変形する範囲は吸引パットにより吸
引され、移動するので変形の極めて少ない中空部を有す
る成形体が得られる。

〔実施例〕

（実施例１） 第１図は、本発明の中空部を有する成形体の製造に用い
る製造装置の一実施例を示す構成図であり、押出し成形
機１より出た成形体４は引取り装置３のベルト３３に乗
り、又、直ちに吸引パット２１を取り付けたコンベアが
引取り装置に平行に、引取り装置に沿い搬送し、回転す
る構造の真空の吸着装置２の吸引パットにより吸着し、
引取り装置と同期した速度で搬送される。又、第２図は
、第１図の成形体部分を拡大した断面図である。第１図
に示す製造装置において、原料とするペレットは平均粒
径が０．５μ鳳のＮｉ−Ｚｎフェライト仮焼粉末９１重
量％、酢酸ビニル２０重量％を含むエチレン酢酸ビニル
共重合体５重量％、融点が６０℃のパラフィンワックス
３重量％、ジオクチルフタレート（試薬−級）１重量％
の組成の熱可塑性バインダを混合し、加圧ニーダにて１
３０℃にて２０分間混練した後、粉砕することにより得
た。この原料を第１図に示した押出し成形機１（スクリ
ュー径：　３０ｍｍ、　Ｌ／Ｄ：２２）により押出した
。押出し成形機ｌのバレル温度は、バンドヒータにより
１２０℃ないし１４０℃の間の一定温度に設定した。

第２図は、第１図における引取り装置３、真空の吸着装
置２、吸引パット２１．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２１５ｍｍ、横３０！１ｍ
、肉厚３Ｉ！１１で内部に中空部を持つ断面が長方形型
の形状を有している。尚、押出し成形の際の速度は、１
．２ｍ／ｗｉｎで行い、引取り装置３の引取り速度は押
出し速度と同期させて引取りを行った。

この押出し成形機１によって混練・押し出された直後の
成形体４はヒータによる加熱で１２０℃ないし１４０℃
になっており、形状の保形が充分ではないため、特に第
２図に示す本製品のような内部に中空部を持った成形体
４は、その上側部分が自重により変形を起こし易い状態
にある。よって、押し出された成形体４は成形体中に混
合されている熱可塑性バインダが冷却固化する温度（７
０℃ないし８０℃）に下がるまでの間、なんらかの方法
で成形体の形状を保形しなければならない。この対策と
して押し出される成形体４の上方に第１図に示すコンベ
ア２２に取り付けた真空の吸着装置２を設置する。この
真空の吸着装置２の吸引パットの形状は、吸着断面が２
６ｍｍＸ　２６ｍｍの正方形型である四角錘の形状を有
しており、又、吸引パットが取り付けられているコンベ
ア２２は幅が１５０開、全長が５０００ｍｍを有してい
る。ここで、引取装置３のベルト３３と真空の吸着装置
２の吸引パット２１の間隔は、成形体４の縦寸法と同じ
１５ｍｍとし、成形体４の押出し速度と引取り装置３の
引取り速度、及び真空の吸着装置２のコンベア２２の送
り速度は同期しである。

押出し成形機１から押し出された成形体４は、引取り装
置３によって引き取られると同時に真空の吸着装置２の
吸引パット２１が成形体４の上部に密着する。この吸引
パット２１はコンベア２２により次々と成形体４の上部
に隙間なく送られている。その後、押し出された成形体
４が冷却固化を始める以前に、真空ポンプにより吸引パ
ット内を約４００ｍｍＨｇに減圧することにより成形体
４の上部は吸引パット２１に引き付けられ、自重による
変形を起こすことなく引き取られ搬送される。このよう
な状態で成形体４は引取りが行われている間に、良好な
形状を保持したままの状態で７０℃ないし８０℃まで降
温するので、真空の吸着装置２の吸引パット２１が成形
体４から離れても変形は生じない。尚、押し出された直
後の成形体４は、押出し成形機１のヒータによる加熱で
１２０℃ないし１４０℃になっているため、引取装置３
に使用するベルト３３、及び真空の吸着装置２の吸引パ
ット２１の材質には耐熱性に優れたものを要し、−例を
揚げれば、ベルト３３にはテフロン、シリコンゴム等を
、吸引パット２１にはシリコンゴム、フッ素ゴム等を使
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
５０個切断し、試験試料とした。試料は脱脂炉を使用し
、２０℃／時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
かる後、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．
９ｍｍ、肉厚２．６ｍｏ＋、密度の平均値が５．１９ｇ
／ｃｃなる磁性材の焼結体を得た。

得られた５０個の試料につき、密度の平均値、及び標準
偏差σ、並びに第３図に示す歪率ｂ／ａの値を求めた。

結果は、密度の平均値が５．１９ｇ／ｃｃ、密度の標準
偏差は０．００９ｇ／ｃｃである。又、第３図に示す歪
率ｂ／ａの値は、平均値で４．３％、標準偏差の値は１
．３５％である。

（実施例２） 原料粉末として、Ｆｅ３０ｗｔ％−Ｃｏ５０ｗｔ％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
り溶製し、水アトマイズ法により平均粒径が１０μｍの
粉末を製作し、第１表に磁性粉末が９４重量％、酢酸ビ
ニルを２０重量％含むエチレン酢酸共重合体４重量％、
融点が６０℃のパラフィンワックス１重量％、ジオクチ
ルフタレート（試薬１級）１重量％のバインダの組成に
より、実施例１と同様の条件で、押出し成形用ペレット
を作製し、押出し底形を行った。

以下余白 第１表 以上の方法により作製した成形体を５０ｍ／ｍの長さに
切断し脱脂炉を使用し、１０℃／時の温度勾配でアルゴ
ンガス雰囲気中にて加熱し、６００℃で１時間保持後、
炉冷することにより脱脂を行った。しかる後これを水素
雰囲気中において１２００℃で１時間焼結を行った。こ
れにより寸法が縦１２．８ｍ／ｍ、横２５．５ｍ／ｍ、
肉厚２．６ｍ／ｍ、密度の平均値が７．９ｇ／ｃｃとな
るＦｅ５０重量％、Ｃｏ５０重量％の焼結体を得た。得
られた試料の平均値は７．９４ｇ／ｃｃ、標準値は０．
０１１２ｇ／ｃｃである。又、第３図に示す歪率ｂ／ａ
では平均値３．４％、標準偏差は１．３２％である。

（実施例３） 重量比で２５．２％ｓｍ、４９．２％Ｃｏ、９．２％Ｃ
ｕ、１５．０％Ｆｅ、１．４％Ｚｒなる組成のインゴッ
トを溶製し、アルゴンガス雰囲気中で１１８０℃で５時
間溶体化した後、８００℃で２時間時効処理を施した。

更にショークラッシャ、ディスクミル、ボールミルによ
り平均粒径１２μｍまで粉砕し粉末を作製した。これを
原料粉末として使用し、磁性粉末が９４重量％、酢酸ビ
ニル２０重量％を含むエチレン・酢酸ビニル共重合体を
３重量％、融点が６０℃のパラフィンワックス２重量％
、ジオクチルフタレート（試薬１級）１重量％のバイン
ダ組成にて、実施例１と同様の条件で押出し成形用ペレ
ットを作製し、断面形状が縦１５ｍ／ｍ、横４０ｍ／ｍ
、肉厚２ｍ／ｍで、内部に中空部を持つ長方形の製品の
作製を行った。以上の方法により作製した成形体を５０
ｍ／ｍの長さに切断し、脱脂炉を使用し、１０℃／時の
温度勾配でアルゴンガス雰囲気にて加熱し、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
る後、これを真空下において１２００℃で５時間焼結を
行い、又８００℃で２時間の時効を行った。これにより
寸法が、縦１２．７ｍ／ｍ、横２５．５ｍ／ｍ、肉厚２
．５ｍ／ｍ、密度の平均値が８、４４ｇ／ｃｃなる磁性
材の焼結体を得た。試料５０個の密度の平均は８．４４
ｇ／ｃｃ、標準偏差は０．００８ｇ／ｃｃである。第３
図に示す歪率ｂ／ａの値は平均値で４．５％、標準偏差
は１．４％であった。

（比較例） 実施例１、実施例２、実施例３と同様の条件で押出し成
形用ベレットを作製し、真空の吸着装置２を設置せずに
押出し成形を行い、その時の歪率を第３図に示すａ、　
　ｂよりｂ／ａＸ　１００　（％）として求めた。それ
ぞれの実施例と同一条件により真空の吸着装置２を設置
しない従来の引取りにおいては、成形体４の歪率は実施
例１では８１％、実施例２では７４％、実施例３では７
７％であった。

ハ０発明の効果 〔発明の効果〕 以上詳細に述べたように磁性粉末に有機バインダを添加
し、混合、混練して中空部を有する押出し成形体を得、
これを焼結して中空部を有する磁性製品を得るのに、押
出し成形時に、本発明による成形時の形状を吸引パット
を持つ順環するベルトを取り付けた吸着装置により成形
体を保持したまま成形体を引取り、冷却固化した後、引
き取るので変形の無い、良好な押出し成形体が製造出来
るので、上述の形状の磁性材焼結製品を効率良く生産出
来、工業上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による中空部を有する成形体の製造装
置の構成図。 第２図は、第１図の吸引パット並びに成形体の部分を拡
大した断面図。 第３図は、押出し成形した時の形状を示す断面図である
。 １・・・押出し成形機、２・・・吸着装置、３・・・引
取り装置、４・・・成形体、２１・・・吸引パット、２
２・・・コンベア、３１・・・荷台、３２・・・コンベ
ア、３３・・・ベルト、ａ・・・押出し成形法による成
形体の幅、ｂ・・・押出し成形法による成形体の変化量
。

Claims (2)

【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
   とを、混合、混練しペレット化した混和物を、押出し成
   形法を用いて中空部を有する成形体に製造する方法にお
   いて、押出し成形機より押し出された成形体の押し出し
   方向に直線上に押出し速度と同じ速度で移動し成形体を
   載置し搬送する引取り装置と、成形体上面の少なくとも
   一面以上を吸引するパットを取り付けたコンベアを持ち
   、引取り装置と同じ速度で引取り装置に沿い移動する回
   転式の吸着装置とにより構成し、成形体にパットを密着
   させ、成形体表面とパットとの間に閉空間を構成し、該
   閉空間内を減圧して外気との間に圧力差を生じさせ、押
   出し成形体を吸引しながら搬送し、成形体の形状保持温
   度以下の位置でパットの吸引圧を減じて成形体の引取り
   が行われることを特徴とする中空部を有する成形体の製
   造方法。
2. ２．押出し成形機の成形体押出し方向に直列に成形体を
   載置し、成形体を搬送する回転式で直線状に移動する引
   取り装置を設け、引取り装置沿いに成形機の成形体押出
   し口に接し引取り装置の上部に、成形体に接して配置し
   た全周に内部を減圧できるパットを取り付け引取り装置
   の搬送速度と同期して回転する吸着装置を設け、吸着装
   置のパットは押出し成形機の出口で成形体を吸引し、直
   線搬送部分を離れる時、吸引を解除するように構成した
   ことを特徴とする中空部を有する成形体の製造装置。