JPH068442B2

JPH068442B2 - 微粉成形品の成形装置

Info

Publication number: JPH068442B2
Application number: JP60171228A
Authority: JP
Inventors: 禎彦前田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS6233701A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は金属や非金属の微粉を成形、焼結して製品を得
る部品を製造するにあたって、成形材料を微粉化すると
ともにこれによる微粉を成形用金型内で加圧して成形す
る微粉成形物の成形装置に関する。

〔従来の技術〕

金属の微粉やこれに非金属の微粉を混入したものを成形
用金型内で加圧して成形し、この微粉成形品を金型から
取出して焼結することにより製品を得る部品の製造装置
が知られている。このようにして得られる製品は多孔質
を有し、切削加工を要しない等の特徴を有していること
から、各種分野において広く用いられている。

特に、Ａｌ₂Ｏ₃等の超微粉を用いたセラミックは、近
年、ＩＣ部品や精密機械の部品等への需要が増大してい
る。

この種の部品を製造するにあたって従来は、機械的粉砕
や、還元法，電解法等の物理化学的方法によって粉砕し
た金属粉を、成形用金型内に充填し、これをプレスや水
圧等で加圧して成形したのち、この微粉成形品を金型か
ら取出して焼結炉内で焼結するという方法が採られてき
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したような微粉を成形、焼結することに
より所要の部品を製造するにあたって焼結前に微粉成形
品を成形する場合に、上述したような微粉を金型内に充
填し、この状態でプレスや水圧によって加圧することに
より成形しているが、この成形時に加圧圧力の伝達が不
均一になり易く、成形品が不均質になって焼結体の品質
が低下したり、寸法制度が損なわれたりするという問題
があった。

このような問題点は、成形材料の微粉化が不十分であっ
たり、この微粉化した微粉を効率よく成形用金型内に導
入して成形を行なえない場合に多い。

さらに、従来の製造装置において、上述した微粉を成形
材料から微粉化して形成する微粉化装置と、その微粉を
充填固形化して成形を行なう成形用金型とは、別々に設
置されており、一旦微粉化した微粉材料を、装置外に取
出した後、金型に充填して固形化処理することが一般的
であり、次のような不具合を生じることを避けられない
ものであった。

すなわち、微粉化された金属粉、たとえば金属マグネシ
ウム等では、表面活性化が出て来て、空気中に晒すとそ
の金型への充填固形化を行なう際に問題を生じてしまう
ものであった。

また、上述したように微粉化処理と金型への充填固形化
による成形処理とを個別に行なっているため、成形サイ
クルが長くなり、処理効率を上げることができないとい
う問題もあり、これらの問題点を一掃し得る何らかの対
策を講じることが望まれている。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、
均一な性質を有する成形品を、高能率でかつ短時間に得
ることを可能にした新規な微粉成形品の成形装置を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本発明に係る微粉成形品
の成形装置は、成形材料を硬質流動粉砕媒体と共に渦巻
き状に循環させて微粉化する粉砕室とその微粉が送り込
まれる拡散室からなる粉砕塔と、この粉砕塔の拡散室に
一体的に連通して設けられ微粉の充填固形化処理を行な
う成形用金型を備え、粉砕室を、粉砕塔の高中位部に架
設した小径傘状の上側衝突板およびこれに所定間隔をお
いた粉砕塔下部に架設した皿状の下側衝突板と、この下
側衝突板上に成形材料を供給する原料供給口と、下側衝
突板中央部分に上向き状態で開口し噴出エアにより成形
材料を噴き上げて上、下側衝突板との間での渦巻き状の
循環流を生じさせる送風装置に接続されたノズルとによ
って構成し、かつ成形用金型のキャビティ内面を多孔板
により内張りするとともにこの金型内を真空装置に接続
し、この真空装置で減圧された金型内に拡散室の微粉を
吸引して加圧状態で充填固形化するように構成したもの
である。

〔作用〕

本発明によれば、粉砕塔の粉砕室内に供給した成形材料
と硬質流動粉砕媒体とを粉砕室内での噴出エアにより渦
巻き状に循環させることにより、成形材料は硬質流動粉
砕媒体との摩擦ならびに粉砕室外壁への衝突とで微粉化
される。また、このときに粉砕塔に一体的に連通して設
けた成形用金型内が真空装置で減圧されているので、微
粉化した成形材料は圧力差によって金型内へ吸引されそ
の内壁面へ押圧されるような加圧状態で充填されて固形
化する。なお、金型から取出された微粉成形品は焼結工
程へ送られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明に係る微粉成形品の成形装
置の一実施例を示すものであって、第１図は成形装置の
概略構成図、第２図は微粉成形品成形用金型の詳細を示
す縦断面図である。

これらの図において、１は密閉円筒状に形成された粉砕
塔であって、その中高位部には、粉砕塔１よりも小径な
傘状に形成されその下側で後述する成形材料を硬質流動
粉砕媒体と共に循環させるための渦巻き流を生じさせる
上側衝突板２が架設されており、またこの粉砕塔１の下
部には、上述した渦巻き流を状側の衝突板２と協働して
生じさせるための皿状に形成された下側衝突板３が架設
されている。

そして、上側衝突板２を境にしてその上下には、拡散室
４と粉砕室５とが隔成されており、下側衝突板３による
粉砕室５の下端中心部には、バルブ６を有する配管７で
送風装置８との間を連結されたノズル９が上方に向って
開口されている。さらに、この粉砕室５には、たとえば
ダイヤモンドや超硬度鋼等の耐摩耗性を有する０．５ｍ
ｍ径程度の流動粉砕媒体が入れられ、供給される成形材
料との摩擦等によって成形材料の微粉化を可能としてい
る。

また、粉砕室９の外壁には、成形材料としてのたとえば
Ａｌ₂Ｏ₃の粉末を供給する原料供給口１０が下側衝突板
３の周縁部に開口されている。

一方、粉砕塔１の上方には、複数個の金型１１が、バル
ブ１２を有する配管１３によって拡散室４に一体的に連
結して設けられている。これら各金型１１は、第２図に
示すように、成形品と同形状のキャビティ１４を備えた
半割状に形成されており、通常の型締、型開装置やボル
ト等で型締されて構成されている。また、そのキャビテ
ィ１４の内面には多孔板１５が内張りされている。

１６は各金型１１との間を配管１７で接続されたダスト
除去装置であって、これには真空ポンプ１８が配管１９
を介して接続されており、金型１１内のエアを吸引して
ダスト除去後に機外に排出するように構成されている。

以上のような構成による微粉成形品の成形装置による成
形方法を、以下に説明する。

すなわち、微粉成形品と同形状のキャビテイ１４を有す
る複数個の金型１１を多孔板１５の内面にポリイミドア
ルコール溶液等の離型剤を塗布したのち、粉砕塔１とダ
スト除去装置１６との配管１３，１７で接続し、また粉
砕室５内には、たとえばダイヤモンドや超硬度鋼等の耐
摩耗性を有する０．５ｍｍ径程度の流動粉砕媒体が入れ
られる。

そして、原料供給口１０から成形材料としてのたとえば
Ａｌ₂Ｏ₃の粉末を供給した後は、送風装置８と真空ポン
プ１８とを始動し、ノズル９から噴出させたエアを、図
中矢印Ａで示すように、上、下側衝突板２，３に交互に
衝突するようにして渦巻き状の循環流が生じるととも
に、成形性金型１１内のエアが真空ポンプ１８により吸
引される。これによって、たとえばＡｌ₂Ｏ₃粉とダイヤ
モンド粒とが噴出エアとともに粉砕室５内で渦巻き状に
循環し、相互の衝突による摩擦と、上、下側衝突板２，
３等を含めた粉砕室５の壁面への衝突とでＡｌ₂Ｏ₃粉が
１μｍ以下に微粉化する。そして、この微粉は衝突板２
の周囲から拡散室４内を上昇し、エアと共に金型１１内
に吸引され、この金型１１内の減圧により多孔板１５へ
押圧されるように加圧状態で金型１１内に充填されて固
形化されることにより、前記キャビティ１４内に成形品
が成形されることになる。

一方、金型１１から排出されるエアは、ダスト除去装置
１６でダストを除去された後、機外に排出される。

また、成形後は、金型１１を半割りして未焼結の成形品
を取出し、焼結炉で焼結することにより、Ａｌ₂Ｏ₃セラ
ミックの製品が得られる。

なお、本実施例では、成形材料としてＡｌ₂Ｏ₃の粉末を
例示したが、その他の金属粉末であってもよく、また非
金属の粉末を混入してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る微粉成形品の成形装置
によれば、粉砕塔の粉砕室内に供給した成形材料と硬質
流動粉砕媒体とを粉砕室内で噴出エアにより渦巻き流と
して循環させ、成形材料を硬質流動粉砕媒体との摩擦な
らびに粉砕室壁面、上、下側衝突板への衝突で微粉化
し、この微粉を、粉砕塔の拡散室に一体的に連通させて
配設した真空装置で減圧されている成形用金型内に吸引
し、加圧状態で充填固形化することによって成形するよ
うにしたので、簡単な構成であるにもかかわらず、成形
材料の微粉化処理と微粉の充填固形化による成形処理と
が一連に行なえ、粉砕塔の粉砕室での効率のよい微粉化
と成形用金型内への微粉の均一な充填固形化が可能とな
り、微粉成形品が均質となり、製品品質を向上させ得る
とともに、短時間で成形サイクルが完了し生産性が向上
する。

特に、本発明によれば、成形装置として粉砕室を有する
粉砕塔とこれに連設されて微粉の充填固形化による成形
を行なう成形用金型とを一連に構成しているため、微粉
化した材料を装置外に取出すことなく、密閉状態で金型
内へ吸引して充填固形化することができ、たとえば金属
マグネシウムのような微粉化された金属粉では表面活性
が出て来て、空気中に晒すとその水分を吸収して変質を
起こすといった問題を防止し、金属微粉の成形を簡単か
つ適切に行なえるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る微粉成形品の成形装置の一実施例
を示す概略構成図、第２図は微粉成形品の成形用金型を
拡大して示す縦断面図である。１‥‥粉砕塔、２，３‥‥上、下側衝突板、４‥‥拡散
室、５‥‥粉砕室、７‥‥配管、８‥‥送風装置、９‥
‥ノズル、１０‥‥原料供給口、１１‥‥成形用金型、
１２‥‥バルブ、１３‥‥配管、１４‥‥キャビティ、
１５‥‥多孔板、１６‥‥ダスト除去装置、１７‥‥配
管、１８‥‥真空ポンプ、１９‥‥配管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形材料を硬質流動粉砕媒体と共に渦巻き
状に循環させ壁面への衝突と成形材料、硬質流動粉砕媒
体相互の摩擦とで微粉化する粉砕室とこの粉砕室内で微
粉化された微粉が送り込まれる拡散室とからなる粉砕塔
と、この粉砕塔の拡散室に一体的に連通して設けられ前
記微粉の充填固形化による成形処理を行なう成形用金型
とを備え、前記粉砕室は、前記粉砕塔の高中位部に架設した小径傘
状の上側衝突板およびこれに所定間隔をおいた粉砕塔下
部に架設した皿状の下側衝突板と、この下側衝突板上に
成形材料を供給する原料供給口と、前記下側衝突板の中
央部分に上向き状態で開口し噴出エアにより前記成形材
料を噴き上げて上、下側衝突板との間での渦巻き状の循
環流を生じさせる送風装置に接続されたノズルとによっ
て構成され、かつ前記成形用金型は、そのキャビティ内面が多孔板に
より内張りされるとともに、真空装置に接続され、この
真空装置で減圧された金型内に前記拡散室の微粉を吸引
して加圧状態で充填固形化するように構成されているこ
とを特徴とする微粉成形品の成形装置。