JPH11140507A - リプレスリシンター用矯正方法およびこの方法に用いる矯正用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末冶金のリプレスリシンターにおいて外周
面一端側に凸部２を有するワーク１を矯正するに際し、
凸部２の段部５側に矯正不良が生じることを防ぐ。 【解決手段】 ダイプレート21に対してダイ36を所定範
囲上下動自在に支持するとともに、スプリング33により
上方へ付勢する。ワーク１をダイ36内に装填したとき、
ワーク１の凸部２を最初からダイ36の段部37に当接させ
る。これにより、加圧に伴うワーク１の外周面の膨らみ
を防止できる。上パンチ46による加圧に伴い、スプリン
グ33の付勢に抗してダイ36が所定量下降し、その途中で
ワーク１が下パンチ42に接する。これにより、ワーク１
の凸部２と他の部分とで圧縮比は均等になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金において
粉末成形工程と仮焼結工程と矯正工程と本焼結工程とか
らなるリプレスリシンターに用いられる矯正方法および
この方法に用いる矯正用金型装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】粉末冶金において、原
料粉末を圧縮成形して圧粉体を成形し、この圧粉体を低
温度で加熱して仮焼結した後、焼結体に再圧縮である矯
正を施して焼結体の密度を上げ、さらに焼結体を前記仮
焼結時よりも高温度で加熱して本焼結を行うことがあ
る。いわゆるリプレスリシンターである。前記矯正はコ
イニングなどともいわれ、物理特性の向上などを目的と
したものである。特にリプレスリシンターは、焼結体の
密度の上昇を目的としたものであり、そのために矯正前
の仮焼結では加熱温度を低くして矯正時に焼結体を大き
く潰せるようにしている。

【０００３】図４は、このような矯正が施される焼結体
からなるワーク１の一例を示している。このワーク１
は、ほぼ円筒形状になっているが、外周面一端側に凸部
２を有している。また、図６および図７は、前記ワーク
１の矯正に用いられる矯正用金型装置の一例を示してい
る。11はダイプレートで、このダイプレート11に段付き
ダイ12がダイ押さえ13により固定されている。ダイ12
は、上下方向を軸方向とするほぼ円筒形状になってお
り、凸部２を含めたワーク１の外周面を形成するもので
ある。そして、ダイ12の内周面には、凸部２の下面を形
成する上向きの水平な段部14が形成されている。また、
15はコアロッドで、このコアロッド15は、上下方向を軸
方向とする円柱形状になっていてダイ12内に同軸的に位
置しており、ワーク１の内周面を形成するものである。
これらダイ12およびコアロッド15の位置は固定してお
り、ダイ12の上面とコアロッド15の上端とは同高に位置
している。また、16は下パンチで、この下パンチ16は、
上下方向を軸方向とする円筒形状になっていて前記ダイ
12とコアロッド15との間に下側から上下摺動自在に嵌合
しており、ワーク１の下端面を形成するものである。さ
らに、17は上パンチで、この上パンチ17は、上下方向を
軸方向とする円筒形状になっていて前記ダイ12とコアロ
ッド15との間に上側から上下摺動自在にかつ挿脱自在に
嵌合し、ワーク１の上端面を形成するものである。

【０００４】そして、矯正に際しては、上パンチ17がダ
イ12およびコアロッド15間から上方へ抜けるともに、下
パンチ16が上昇してその上端がダイ12の上面と同高に位
置した状態で、下パンチ16上にワーク１が搬入される。
ついで、下パンチ16が下降し、ワーク１が下パンチ16と
ともに下降してダイ12およびコアロッド15間に装填され
る。図６は装填が完了した時点の状態を示しているが、
この状態でワーク１は下パンチ16上に載ったままであ
り、ワーク１の凸部２はダイ12の段部14から上方へ離れ
て位置している。加圧もこの位置から始まる。そして、
図７に示すように上パンチ17が下降してダイ12およびコ
アロッド15間に嵌合し、これらダイ12およびコアロッド
15間で両パンチ16，17によりワーク１が加圧されること
により、このワーク１が再圧縮されて矯正される。この
加圧の途中の段階でワーク１の凸部２がダイ12の段部14
に接し、その後はダイ12の段部14と上パンチ17とによっ
て凸部２が圧縮される。このように凸部２に対する圧縮
がワーク１の他の部分よりも遅れて始まることにより、
ワーク１の圧縮代は凸部２よりも他の部分の方が大きく
なり、各部分のそれぞれで圧縮比が均等になる。加圧完
了後、上パンチ17が再び上昇してダイ12およびコアロッ
ド15間から抜けるとともに、下パンチ16が上昇してダイ
12およびコアロッド15間からワーク１が抜き出される。
その後、この再圧縮されたワーク１が搬出されるととも
に次のワーク１が搬入されて以上の工程が繰り返され
る。

【０００５】例えば長さが20mm程度のワーク１である
と、焼結が一回のみ行われる粉末冶金において焼結後に
行われる通常の矯正の場合、圧縮代は 0.4mm程度であ
る。しかし、リプレスリシンターにおける矯正の場合、
圧縮代は 2.5〜３mm程度にもなり、焼結体からなるワー
ク１中にあった気孔はほとんど潰される。特にこのよう
に圧縮代が大きい場合、前記従来の矯正方法および矯正
用金型装置では、ワーク１の凸部２がダイ12の段部14か
ら浮いた状態で加圧を開始するため次のような問題を生
じていた。すなわち加圧中、ワーク１の外周面において
凸部２の下方でダイ12の段部14よりも上方の部分はダイ
12による規制を受けないため、図７に示すように外方へ
膨らんで膨出部３を生じる。この膨出部３は凸部２とは
別に潰れていき、そのため再圧縮後のワーク１の凸部２
は、図８に示すように下部に細い溝部４がある形状にな
り、ワーク１が不良品となる。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、リプレスリシンターにおいて凸部を有す
るワークを矯正する際に、矯正不良が生じることを防止
できるリプレスリシンター用矯正方法およびこの方法に
用いる矯正用金型装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のリプレ
スリシンター用矯正方法は、前記目的を達成するため
に、原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、この圧粉体を
低温度で加熱して仮焼結し、この仮焼結により得られた
焼結体を再圧縮して矯正し、この矯正後の焼結体を高温
度で加熱して本焼結するリプレスリシンターに用いられ
る矯正方法であって、外周面一端側に凸部を有するワー
クを段付きダイ内で前記凸部側に位置する一側パンチと
前記凸部と反対側に位置する他側パンチとにより加圧し
て矯正する矯正方法において、ワークの凸部がダイ内の
段部に当接した状態で前記一側パンチによる加圧を開始
し、この一側パンチによる加圧に伴い前記ダイを前記一
側パンチによる加圧方向へ所定量移動させた後、前記ダ
イを停止させて加圧を行うものである。

【０００８】このように加圧の開始当初からワークの凸
部がダイの段部に当接していることにより、ワークの外
周面全体がダイに確実に規制され、ワークの外周面が不
正な変形を生じることを防止できる。また、一側パンチ
による加圧に伴いダイが一側パンチによる加圧方向へ所
定量移動した後、ダイが停止してパンチによる加圧が続
けられることにより、ワークの圧縮代は凸部よりも他の
部分の方が大きくなる。これにより、加圧の開始当初か
らワークの凸部がダイの段部に当接するにもかかわら
ず、ワークの凸部および他の部分のそれぞれで圧縮代が
所定のものになる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明のリプ
レスリシンター用矯正方法において、前記一側パンチに
よる加圧開始時点でワークが前記他側パンチから離れて
位置しており、前記ダイの移動の途中でワークが前記他
側パンチに接するものである。

【００１０】このように加圧開始時点でワークが前記他
側パンチから離れて位置するようにすれば、加圧開始時
点からワークの凸部がダイの段部に確実に当接するよう
にできる。そして、一側パンチの加圧によりダイが若干
移動すると、ワークが他側パンチに当接し、この他側パ
ンチによる加圧が行われるようになる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のリプレスリシンター用矯正方法に用いる矯正用金型装
置であって、段部により内部の一側が太孔部になり他側
がより細い細孔部になっているダイと、このダイ内に前
記太孔部側から摺動自在にかつ挿脱自在に嵌合される一
側パンチと、前記ダイ内に前記細孔部側から摺動自在に
嵌合された他側パンチと、前記ダイを保持するダイプレ
ートとを備え、前記ダイは、前記ダイプレートに対して
前記パンチの移動方向へ所定範囲移動自在になっている
とともに、付勢手段により前記一側パンチ側へ付勢され
ているものである。

【００１２】ダイ内で、その段部にワークの凸部が当接
した状態で一側パンチにより加圧を開始すると、付勢手
段による付勢に抗してダイが一側パンチによる加圧方向
へ移動する。そして、ダイは所定範囲移動した後停止
し、その後はダイの段部と一側パンチとによりワークの
凸部も圧縮される。

【００１３】

【発明の実施形態】以下、本発明のリプレスリシンター
用矯正方法およびこの方法に用いる矯正用金型装置の一
実施例について図１から図３を参照しながら説明する。
なお、再圧縮である矯正の対象となるワーク１は先に説
明した図４に示すものである。

【００１４】まず金型装置の構成を説明する。21はダイ
プレートで、このダイプレート21は下ダイプレート部材
22上に上ダイプレート部材23を固定してなるもので、上
下に貫通する孔部24を有している。そして、この孔部24
の内周面には環状の凹部25が形成されている。この凹部
25は、下ダイプレート部材22により形成される上向きの
下段差面26を下端に有しているとともに、上ダイプレー
ト部材23により形成される下向きの上段差面27を上端に
有している。前記孔部24内にはほぼ筒状のダイホルダー
31が上下方向へ摺動自在に嵌合されて保持されている。
このダイホルダー31は、前記孔部24の凹部25内に位置す
る凸部32を外周面に有しており、この凸部32の下面と前
記凹部25の下段差面26との間に付勢手段としての複数の
スプリング33が装着されている。なお、ダイホルダー31
の下面には、スプリング33を下側から押さえるスプリン
グ押さえ34が固定されている。このようにして、ダイホ
ルダー31は、その凸部32が前記凹部25の上段差面27に当
接する上限位置とスプリング33が最大限圧縮された下限
位置との間で所定範囲移動自在になっているとともに、
このスプリング33により上方へ付勢されている。

【００１５】そして、ダイホルダー31の内周側に上下方
向を軸方向とするほぼ円筒形状の段付きダイ36が固定さ
れている。このダイ36は水平な上向きの段部37を内周面
に有しており、ダイ36の内部は段部37より上側が太孔部
38になっているとともに、段部37より下側がより細い細
孔部39になっている。ダイ36は、ワーク１の外周面を形
成するもので、段部37によりワーク１の凸部２の下面
（段部）５を形成するものである。なお、ダイ36の上面
とダイホルダー31の上面とは同一水平面上に位置してお
り、このダイホルダー31およびダイ36の上限位置におい
てそれらの上面はダイプレート21の上面と同一高さに位
置する。

【００１６】41は上下方向を軸方向とするコアロッド
で、このコアロッド41は前記ダイ36内の中心部に位置し
ており、ワーク１の内周面を形成するものである。コア
ロッド41は前記ダイプレート21とともに位置が固定して
おり、上面はダイプレート21の上面と同高に位置してい
る。

【００１７】42は他側パンチとしての下パンチで、この
下パンチ42は上下方向を軸方向とするほぼ円筒形状にな
っており、前記コアロッド41の外周側に位置して前記ダ
イ36の細孔部39内に下側から摺動自在に嵌合している。
すなわち、下パンチ42はワーク１の凸部２と反対側の下
端面を形成するものである。また、下パンチ42はホルダ
ー43を介して下パンチプレート44上に固定されており、
この下パンチプレート44とともに上下方向へ移動するも
のである。

【００１８】46は一側パンチとしての上パンチで、この
上パンチ46は上下方向を軸方向とするほぼ円筒形状にな
っており、前記コアロッド41の外周側に位置して前記ダ
イ36の太孔部38内に上側から摺動自在にかつ挿脱自在に
嵌合するものである。すなわち、上パンチ46はワーク１
の凸部２側の上端面を形成するものである。また、上パ
ンチ46は図示していない上パンチプレートの下側に固定
されており、この上パンチプレートとともに上下方向へ
移動するものである。

【００１９】つぎに、前記金型装置を用いた矯正方法に
ついて説明する。リプレスリシンターでは、原料粉末を
粉末成形プレスにより圧縮成形して圧粉体を造り、この
圧粉体を焼結炉により低温度で加熱して仮焼結した後、
前記矯正用金型装置を組み付けた矯正プレスにより焼結
体に再圧縮である矯正を施して焼結体の密度を上げ、さ
らに焼結体を焼結炉により前記仮焼結時よりも高温度で
加熱して本焼結を行う。

【００２０】図１は矯正後のワーク１の抜き出し時およ
びワーク１の搬入時の状態を示している。この状態では
上パンチ46がダイ36およびコアロッド41から上方へ抜け
ており、スプリング33の付勢によりダイ36が上限位置に
あるとともに、下パンチ42も上昇してその上端面がダイ
36の上面と同高に位置している。この状態で下パンチ42
上にワーク１が搬入される。その後、図２に示すように
下パンチ42が下降し、この下パンチ42上に載っているワ
ーク１がダイ36とコアロッド41との間に装填される。こ
の装填が完了した時点ではワーク１の凸部２がダイ36の
段部37上に当接するが、ワーク１の下端面は下パンチ42
の上端面から上方へ若干離れて位置する。この状態で加
圧が始まる。

【００２１】すなわち、下降する上パンチ46がダイ36と
コアロッド41との間に嵌合し、図２に鎖線で示すように
ワーク１の上端面に当接することにより加圧が始まる。
この加圧の初期段階では上パンチ46の加圧により、スプ
リング33の付勢に抗してダイホルダー31とともにダイ36
が所定量下降する。このダイ36の下降の途中でワーク１
の下端面が下パンチ42の上端面に当接する。この時点か
ら下パンチ42による加圧が始まり、この下パンチ42と上
パンチ46とによりワーク１が圧縮される。さらに、ダイ
36が下限位置に達して停止した後は上パンチ46とダイ36
の段部37とによりワーク１の凸部２も圧縮される。図３
は加圧が完了した時点を示している。

【００２２】その後、上パンチ46がダイ36とコアロッド
41との間から抜け、それに伴ってスプリング33の付勢に
よりダイ36も上限位置まで上昇する。また、下パンチ42
が図１に示す位置まで上昇してダイ36とコアロッド41と
の間からワーク１が抜き出される。その後、この再圧縮
されたワーク１が搬出されるとともに次のワーク１が搬
入されて以上の工程が繰り返される。

【００２３】前述の矯正方法によれば、加圧の開始当初
からワーク１の凸部２がダイ36の段部37に当接している
ことにより、加圧の開始から完了までワーク１の外周面
全体がダイ36に確実に規制され、リプレスリシンターで
あるために圧縮代が大きいにもかかわらず、ワーク１の
外周面が不正な変形を生じることを防止でき、矯正不良
を防止できる。すなわち、従来のようにワーク１の凸部
２の下側に膨出部３や溝部４が生じることを防止でき
る。

【００２４】また、ダイプレート21に対してダイ36を所
定範囲上下動自在とするとともにスプリング33によって
上方へ付勢したことにより、加圧の開始当初からワーク
１の凸部２がダイ36の段部37に当接するにもかかわら
ず、ワーク１の凸部２と他の部分とで別個に圧縮代を設
定できる。すなわち、上パンチ46による加圧に伴いダイ
36が所定量下降した後、ダイ36が停止してパンチ42，46
による加圧が続けられることにより、ワーク１の圧縮代
は凸部２よりも他の部分の方が大きくなる。これによ
り、ワーク１の凸部２および他の部分のそれぞれで圧縮
代を所定のものにできる。

【００２５】しかも、加圧開始時点では、ワーク１が下
パンチ42から若干浮いて位置するようにしたので、例え
ば寸法誤差があったとしても、加圧開始時点からワーク
１の凸部２がダイ36の段部37に確実に当接する。したが
って、ワーク１の凸部２の下面５側に矯正不良が生じる
ことをより確実に防止できる。

【００２６】さらに、ダイプレート21に対してダイ36を
上下動自在に支持し、このダイ36をスプリング33により
上方へ付勢した前記金型装置の構成は簡単なものであっ
て、その製作費を安価にできるとともに、作動の信頼性
も高い。

【００２７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例ではダイプレート21に対してダイ36を上方へ
付勢する付勢手段をスプリングにしたが、付勢手段はそ
れに限るものではなく、エアシリンダーなどであっても
よい。ただし、前記実施例のようにスプリングを用いれ
ば、金型装置の構成が簡素なものとなり、金型製作に要
するコストも低減できる。また、矯正の対象となるワー
ク１は、図４に示すように外周面一端側の全周に凸部２
が鍔状にあるものには限らず、図５に示すように外周面
一端側に一つないし複数の凸部２が部分的にあるもので
あってもよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明のリプレスリシンター用
矯正方法によれば、ワークの一端側の凸部がダイ内の段
部に当接した状態で前記凸部側に位置する一側パンチに
よる加圧を開始し、この一側パンチによる加圧に伴いダ
イを一側パンチによる加圧方向へ所定量移動させた後、
ダイを停止させて加圧を行うので、リプレスリシンター
であるために圧縮代が大きかったとしても、ワークの凸
部および他の部分のそれぞれで所定の圧縮代を確保しな
がら、凸部の段部側に矯正不良が生じることを防止でき
る。

【００２９】請求項２の発明のリプレスリシンター用矯
正方法によれば、請求項１の発明の効果に加えて、一側
パンチによる加圧開始時点でワークが他側パンチから離
れて位置しており、前記ダイの移動の途中でワークが前
記他側パンチに接するので、加圧開始時点からワークの
凸部がダイの段部に確実に当接するようにでき、凸部の
段部側に矯正不良が生じることをより確実に防止でき
る。

【００３０】請求項３の発明の矯正用金型装置によれ
ば、段部を有するダイが、ダイプレートに対してパンチ
の移動方向へ所定範囲移動自在になっているとともに、
付勢手段により一側パンチ側へ付勢されているので、簡
単な構成の金型装置で、請求項１または２の矯正方法を
実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す矯正用金型装置の断面
図で、ワークの装填前を示している。

【図２】同上矯正用金型装置の断面図で、ワークを装填
した状態を示している。

【図３】同上矯正用金型装置の断面図で、ワークの加圧
時を示している。

【図４】矯正されるワークの一例を示す斜視図である。

【図５】矯正されるワークの他の例を示す斜視図であ
る。

【図６】従来の矯正用金型装置の一例を示す断面図で、
ワークを装填した状態を示している。

【図７】同上断面図で、ワークの加圧完了時点を示して
いる。

【図８】同上矯正されたワークの断面図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 凸部 21 ダイプレート 33 スプリング（付勢手段） 36 段付きダイ 37 段部 38 太孔部 39 細孔部 42 下パンチ（他側パンチ） 46 上パンチ（一側パンチ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、こ
   の圧粉体を低温度で加熱して仮焼結し、この仮焼結によ
   り得られた焼結体を再圧縮して矯正し、この矯正後の焼
   結体を高温度で加熱して本焼結するリプレスリシンター
   に用いられる矯正方法であって、外周面一端側に凸部を
   有するワークを段付きダイ内で前記凸部側に位置する一
   側パンチと前記凸部と反対側に位置する他側パンチとに
   より軸方向に加圧して矯正する矯正方法において、ワー
   クの凸部がダイ内の段部に当接した状態で前記一側パン
   チによる加圧を開始し、この一側パンチによる加圧に伴
   い前記ダイを前記一側パンチによる加圧方向へ所定量移
   動させた後、前記ダイを停止させて加圧を行うことを特
   徴とするリプレスリシンター用矯正方法。
2. 【請求項２】 前記一側パンチによる加圧開始時点でワ
   ークが前記他側パンチから離れて位置しており、前記ダ
   イの移動の途中でワークが前記他側パンチに接すること
   を特徴とする請求項１記載のリプレスリシンター用矯正
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のリプレスリシン
   ター用矯正方法に用いる矯正用金型装置であって、段部
   により内部の一側が太孔部になり他側がより細い細孔部
   になっているダイと、このダイ内に前記太孔部側から摺
   動自在にかつ挿脱自在に嵌合される一側パンチと、前記
   ダイ内に前記細孔部側から摺動自在に嵌合された他側パ
   ンチと、前記ダイを保持するダイプレートとを備え、前
   記ダイは、前記ダイプレートに対して前記パンチの移動
   方向へ所定範囲移動自在になっているとともに、付勢手
   段により前記一側パンチ側へ付勢されていることを特徴
   とする矯正用金型装置。