JPS60221503A - 金型の製造方法 - Google Patents
金型の製造方法Info
- Publication number
- JPS60221503A JPS60221503A JP59077115A JP7711584A JPS60221503A JP S60221503 A JPS60221503 A JP S60221503A JP 59077115 A JP59077115 A JP 59077115A JP 7711584 A JP7711584 A JP 7711584A JP S60221503 A JPS60221503 A JP S60221503A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- mold
- metallic
- sintering
- synthetic resin
- Prior art date
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- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A0発明の目的
(1) 産業上の利用分野
本発明は、主としてプレス加工に用いられる金型の製造
方法に関する。
方法に関する。
(2) 従来の技術
従来、この種金型を製造する場合には、合成樹脂または
石膏により模型を作製し、次いでその模型に倣って金型
素材を研削してワーク成形部を形成し、その後ワーク成
形部に仕上げ加工を施している。
石膏により模型を作製し、次いでその模型に倣って金型
素材を研削してワーク成形部を形成し、その後ワーク成
形部に仕上げ加工を施している。
(3)発明が解決しようとする問題点
金属を研削する倣い研削加工においては、加工時間が長
くなり、その上仕上げ加工に多くの時間と工数を要し、
製造費が非常に高くつくという問題がある。
くなり、その上仕上げ加工に多くの時間と工数を要し、
製造費が非常に高くつくという問題がある。
本発明は上記問題に鑑み、製造が容易で、しかも寸法精
度の良好な金型を得ることのできる経済的な前記製造方
法を提供することを目的とする。
度の良好な金型を得ることのできる経済的な前記製造方
法を提供することを目的とする。
B0発明の構成
+11 問題点を解決するための手段
本発明は、焼結性金属粉末と合成樹脂バインダとを混練
した可塑性物を金型素材に貼着する工程と、前記可塑性
物を模型により押圧して前記ワーク成形部を成形する工
程と、前記可塑性物中の前記合成樹脂バインダを熱分解
する共に前記金属粉末を焼結して前記金属焼結層を得る
工程とを用いることを特徴とする。
した可塑性物を金型素材に貼着する工程と、前記可塑性
物を模型により押圧して前記ワーク成形部を成形する工
程と、前記可塑性物中の前記合成樹脂バインダを熱分解
する共に前記金属粉末を焼結して前記金属焼結層を得る
工程とを用いることを特徴とする。
(2)作 用
可塑性物を模型により押圧してワーク成形部を成形する
ので、その成形作業が容易であり、またワーク成形部を
最終的には金属焼結層より構成するので、その仕上げ加
工時間および工数を大幅に減少させることができる。
ので、その成形作業が容易であり、またワーク成形部を
最終的には金属焼結層より構成するので、その仕上げ加
工時間および工数を大幅に減少させることができる。
(3)実施例
第1図は本発明により得られたプレス用金型1を示し、
その金型1は上下動可能なパンチ2と、それと協働して
、ワークWを成形する固定のダイス3とよりなる。パン
チ2およびダイス3のワーク成形部2a、3aは以下に
述べる手法により得られる金属焼結層Sl、S2より形
成される。
その金型1は上下動可能なパンチ2と、それと協働して
、ワークWを成形する固定のダイス3とよりなる。パン
チ2およびダイス3のワーク成形部2a、3aは以下に
述べる手法により得られる金属焼結層Sl、S2より形
成される。
i、可塑性物の製造
Ni自溶性合金粉 80部と、Mo粉砕粉 20部とを
■−ブレンダにより十分に混合して混合粉を得る。
■−ブレンダにより十分に混合して混合粉を得る。
四フッ化エチレン樹脂エマルジョンとアクリル樹脂エマ
ルジョンを1:1に混合して合成樹脂バインダを得る。
ルジョンを1:1に混合して合成樹脂バインダを得る。
上記混合粉 100部に対し合成樹脂バインダ3部を添
加して卓上ニーダにより十分に混練し、この混練物を1
00〜150℃に加熱して合成樹脂バインダ中の水分を
蒸発させる。得られた混練物の性状は、合成樹脂バイン
ダにより粘結されて無数の団塊状を呈する。
加して卓上ニーダにより十分に混練し、この混練物を1
00〜150℃に加熱して合成樹脂バインダ中の水分を
蒸発させる。得られた混練物の性状は、合成樹脂バイン
ダにより粘結されて無数の団塊状を呈する。
上記混練物を80〜100°Cに加熱してロール機に複
数回通しシート状可塑性物を得る。この場合ロール機の
ロールを混練物と同程度に加熱するとシート成形作業が
容易に行われる。得られたシート状可塑性物は常温にお
いて適度な可撓性と引裂き強度を有する。
数回通しシート状可塑性物を得る。この場合ロール機の
ロールを混練物と同程度に加熱するとシート成形作業が
容易に行われる。得られたシート状可塑性物は常温にお
いて適度な可撓性と引裂き強度を有する。
ii 、パンチの製造
第2図<a>に示ずように、金型素材としてのパンチ素
材2oは鋳鉄(JIS EC30材)より鋳造されたも
ので、そのワーク成形部2aを形成するベース面4は完
成されたパンチ2におけるワーク成形部2a外面(鎖線
示)よりも5〜20龍低くなるように成形されている。
材2oは鋳鉄(JIS EC30材)より鋳造されたも
ので、そのワーク成形部2aを形成するベース面4は完
成されたパンチ2におけるワーク成形部2a外面(鎖線
示)よりも5〜20龍低くなるように成形されている。
パンチ素材20は鋳放しのまま使用されるもので、その
黒皮を持つベース面4には清掃後アクリル樹脂接着剤を
塗布する。
黒皮を持つベース面4には清掃後アクリル樹脂接着剤を
塗布する。
第2図(b)に示すように、ベース面4にシート状可塑
性物Pを貼着する。この場合所定厚さを得るためにはシ
ート状可塑性物を積層する。またパンチ素材20を80
〜100℃に加熱しておくと、前記シート状可塑性物P
の貼着作業が容易に行われる。
性物Pを貼着する。この場合所定厚さを得るためにはシ
ート状可塑性物を積層する。またパンチ素材20を80
〜100℃に加熱しておくと、前記シート状可塑性物P
の貼着作業が容易に行われる。
第2図(C)に示すように、可塑性物Pを雌形模型M1
により押圧してワーク成形部2aを成形する。
により押圧してワーク成形部2aを成形する。
第2図(d)に示すように、パンチ素材20に囲い5を
取付けて可塑性物Pの周りを囲み、可塑性物Pの表面を
セラミック粉末で覆い、その上に直径0.751mの鋼
球6を載せてハックアップを行う。このバックアップは
鋼球6の重さにより後述するNi自溶性合金−Mo粉末
の焼結時焼結層S1の寸法変化、即ち膨張を抑制するも
のである。
取付けて可塑性物Pの周りを囲み、可塑性物Pの表面を
セラミック粉末で覆い、その上に直径0.751mの鋼
球6を載せてハックアップを行う。このバックアップは
鋼球6の重さにより後述するNi自溶性合金−Mo粉末
の焼結時焼結層S1の寸法変化、即ち膨張を抑制するも
のである。
次いで、上記パンチ素材20を真空焼結炉7に設置して
第3図に示す加熱−冷却条件でを搬物質の分解と金属粉
末の焼結を行う。キャリヤガスは窒素ガスまたは還元性
の強い水素ガスが用いられる。
第3図に示す加熱−冷却条件でを搬物質の分解と金属粉
末の焼結を行う。キャリヤガスは窒素ガスまたは還元性
の強い水素ガスが用いられる。
(A)第1加熱ゾーン(第3図A)
この加熱ゾーンAは常温から650℃までであり、昇温
速度はlO〜20℃/分である。この加熱ゾーンAでは
先ず水分が蒸発し、次いで合成樹脂バインダ中の四フッ
化エチレン樹脂およびアクリル樹脂が分解してガス化す
る。これら合成樹脂は300〜400℃でガス化するが
、熱伝導を考慮して600〜650℃に90分間均熱保
持して殆どの有機物質を除去し、Ni自溶性合金−MO
粉末層を残置する。この有機物質のガス化を真空焼結炉
7内の真空度の変化により説明すると、常温ではIT’
orrであるが、650℃で90分間均熱保持したとき
は最高2 Torrに真空度が低下する。これは主とし
て有機物質の分解ガスの生成による。そして90分を経
過した後は真空度は再びI Torrに上昇するもので
、これは真空焼結炉7内より分解ガスが除去されたこと
を意味する。
速度はlO〜20℃/分である。この加熱ゾーンAでは
先ず水分が蒸発し、次いで合成樹脂バインダ中の四フッ
化エチレン樹脂およびアクリル樹脂が分解してガス化す
る。これら合成樹脂は300〜400℃でガス化するが
、熱伝導を考慮して600〜650℃に90分間均熱保
持して殆どの有機物質を除去し、Ni自溶性合金−MO
粉末層を残置する。この有機物質のガス化を真空焼結炉
7内の真空度の変化により説明すると、常温ではIT’
orrであるが、650℃で90分間均熱保持したとき
は最高2 Torrに真空度が低下する。これは主とし
て有機物質の分解ガスの生成による。そして90分を経
過した後は真空度は再びI Torrに上昇するもので
、これは真空焼結炉7内より分解ガスが除去されたこと
を意味する。
(B)第2加熱ゾーン(第3図B)
この加熱ゾーンBは900〜1000℃の範囲であり、
Ni自溶性合金−MO粉末層をNi自溶性合金の固相線
(l O10〜1020℃)以下の温度、例えば950
°Cに30分間均熱保持して同相焼結処理を施し、これ
を仮焼結する。第1加熱ゾーンAからの昇温速度はlO
〜20℃/分である。
Ni自溶性合金−MO粉末層をNi自溶性合金の固相線
(l O10〜1020℃)以下の温度、例えば950
°Cに30分間均熱保持して同相焼結処理を施し、これ
を仮焼結する。第1加熱ゾーンAからの昇温速度はlO
〜20℃/分である。
真空焼結炉7内のNi自溶性合金−MO粉末層は、その
表面から加熱されて昇温するので、層全体が均一温度に
達するまでは所定の加熱時間が必要である。若し焼結温
度である1000〜1200℃にいきなり加熱するとN
i自溶性合金−M ’ 。
表面から加熱されて昇温するので、層全体が均一温度に
達するまでは所定の加熱時間が必要である。若し焼結温
度である1000〜1200℃にいきなり加熱するとN
i自溶性合金−M ’ 。
粉末層の表面部分とベース面に接する部分との間に温度
差ができて、気孔率のばらつきが多くなり均一な焼結層
が得られないだけでなく、焼結後クランク等の欠陥を生
じ易くなる。
差ができて、気孔率のばらつきが多くなり均一な焼結層
が得られないだけでなく、焼結後クランク等の欠陥を生
じ易くなる。
第2加熱ゾーンBでは未分解の有機物質が完全にガス化
して除去される。このガス化等により真空焼結炉7内の
真空度は一時的に4 ’l’orrに低下するが30分
経過後にはI Torrに復帰する。
して除去される。このガス化等により真空焼結炉7内の
真空度は一時的に4 ’l’orrに低下するが30分
経過後にはI Torrに復帰する。
(C)第3加熱ゾーン(第3図C)
この加熱ゾーンCは、Ni自溶性合金の固相線(101
0〜1020℃)直下から液相線(1075〜1085
℃)を越える温度、即ち1000〜1200℃の範囲で
あり、Ni自溶性合金−MO仮焼結層を、例えば液相線
を越える温度である1100〜1180℃、好ましくは
1120℃に120分間恒温保持してNi自溶性合金の
溶融により液相焼結処理を施し焼結層S、を形成する。
0〜1020℃)直下から液相線(1075〜1085
℃)を越える温度、即ち1000〜1200℃の範囲で
あり、Ni自溶性合金−MO仮焼結層を、例えば液相線
を越える温度である1100〜1180℃、好ましくは
1120℃に120分間恒温保持してNi自溶性合金の
溶融により液相焼結処理を施し焼結層S、を形成する。
この場合Ni自溶性合金の流動はMOの存在により妨げ
られ、したがって形状維持性が良い。第2加熱ゾーンB
からの昇温速度は15〜bであり、Ni自溶性合金−M
O仮焼結層は第2加熱ゾーンBで既に高温加熱されてい
るので、第3加熱ゾーンCまでの昇温時間は僅かである
。この第3加熱ゾーンCの保持時間が不充分であると焼
結が完全に行われず、焼結層S1に欠陥を生ずる。
られ、したがって形状維持性が良い。第2加熱ゾーンB
からの昇温速度は15〜bであり、Ni自溶性合金−M
O仮焼結層は第2加熱ゾーンBで既に高温加熱されてい
るので、第3加熱ゾーンCまでの昇温時間は僅かである
。この第3加熱ゾーンCの保持時間が不充分であると焼
結が完全に行われず、焼結層S1に欠陥を生ずる。
上記のように焼結温度を1120℃に選定する理由は、
その温度が鋳鉄よりなるパンチ素材20の共晶温度以下
であるからである。パンチ素材20が鋳鋼等の鋼糸であ
れば焼結温度は1160℃が良い。その理由は焼結温度
が1200℃程度となると、焼結層S1の寸法変化が大
きくなり、また炉温制御が容易でなく、その上炉内温度
がばらつくといった不具合があり、これらの不具合を除
去するための作業温度としては1160℃が適当である
からである。
その温度が鋳鉄よりなるパンチ素材20の共晶温度以下
であるからである。パンチ素材20が鋳鋼等の鋼糸であ
れば焼結温度は1160℃が良い。その理由は焼結温度
が1200℃程度となると、焼結層S1の寸法変化が大
きくなり、また炉温制御が容易でなく、その上炉内温度
がばらつくといった不具合があり、これらの不具合を除
去するための作業温度としては1160℃が適当である
からである。
(D)冷却ゾーン(第3図D)
この冷却ゾーンDは、前記焼結温度から略800℃まで
の1次冷却ゾーンD、と、略800℃から略400℃ま
での2次冷却ゾーンD2と、略400℃から常温までの
3次冷却ゾーンD3とに分けられる。
の1次冷却ゾーンD、と、略800℃から略400℃ま
での2次冷却ゾーンD2と、略400℃から常温までの
3次冷却ゾーンD3とに分けられる。
1次冷却ゾーンD1は、焼結層S、の高温下における安
定域であり、この冷却ゾーンD1ではできるだけ熱的な
刺激を避け、同時に冷却効率を考慮して最高2℃/分程
度のゆっくりした速度で冷却する。この冷却ゾーンD1
で急冷が行われると焼結層S1にクラックが多発する。
定域であり、この冷却ゾーンD1ではできるだけ熱的な
刺激を避け、同時に冷却効率を考慮して最高2℃/分程
度のゆっくりした速度で冷却する。この冷却ゾーンD1
で急冷が行われると焼結層S1にクラックが多発する。
2次冷却ゾーンD2では、パンチ素材20の線膨張(1
2,5X 10−’/”C)とAr、変態における寸法
変化を吸収するために最高3°C/分程度のゆっくりし
た速度で冷却する。この場合焼結層S、の線収縮は14
.6 X 10−b/’cであるが、多孔質であるため
パンチ素材20の収縮に追随する。
2,5X 10−’/”C)とAr、変態における寸法
変化を吸収するために最高3°C/分程度のゆっくりし
た速度で冷却する。この場合焼結層S、の線収縮は14
.6 X 10−b/’cであるが、多孔質であるため
パンチ素材20の収縮に追随する。
この冷却ゾーンD2で急冷が行われると焼結層S1にク
ランクが多発する。
ランクが多発する。
3次冷却ゾーンD、では、水、油等の液冷以外のガス冷
却(空冷を含む)により焼結層S1およびパンチ素材2
oの温度を常温まで冷却する。
却(空冷を含む)により焼結層S1およびパンチ素材2
oの温度を常温まで冷却する。
第2図(e)に示すように上記加熱−冷却処理を経て、
ワーク成形部2aをNi自溶性合金−MOよりなる焼結
層SIによって形成されたバンチ2が得られる。
ワーク成形部2aをNi自溶性合金−MOよりなる焼結
層SIによって形成されたバンチ2が得られる。
上記焼結層S、はパンチ素材20との溶着性が良好で、
クランク等の欠陥の発生がなく、また寸法変化も±0〜
+2鶴以内と精度が良く、筒車な仕上げ加工を施すこと
より直ちにプレス作業に使用することができる。
クランク等の欠陥の発生がなく、また寸法変化も±0〜
+2鶴以内と精度が良く、筒車な仕上げ加工を施すこと
より直ちにプレス作業に使用することができる。
ダイスの製造
第4図(a+〜(e)の工程を経てダイスか製造される
。
。
この製造工程は前記実施例1と同しである。
即ち、第4図ta+に示すように金型素材としてのダイ
ス素材3oを鋳鉄(JIS Fe12材)により鋳造、
同図(blに示すようにベース面8に前記実施例Iと同
様のシート状可塑性物Pの貼着、同図(C)に示すよう
に可塑性物PをワークWと同一厚さを持つ可撓性シート
状物Swを介し雌形模型M2により押圧してワーク成形
部3aを成形、同図(dlに示すように囲い9、セラミ
ック粉末および鋼球6によるバックアップ、真空焼結炉
7における有機物質の分解と金属粉末の焼結による焼結
層S2の形成、および同図[e)に示すようにダイス3
の完成である。
ス素材3oを鋳鉄(JIS Fe12材)により鋳造、
同図(blに示すようにベース面8に前記実施例Iと同
様のシート状可塑性物Pの貼着、同図(C)に示すよう
に可塑性物PをワークWと同一厚さを持つ可撓性シート
状物Swを介し雌形模型M2により押圧してワーク成形
部3aを成形、同図(dlに示すように囲い9、セラミ
ック粉末および鋼球6によるバックアップ、真空焼結炉
7における有機物質の分解と金属粉末の焼結による焼結
層S2の形成、および同図[e)に示すようにダイス3
の完成である。
前記実施例1.■で得られたパンチ2およびダイス3に
おける焼結層S、、S2の表面硬度はロックウェル硬さ
Bスケールにおいて2o程度であり、この程度の硬度を
持てば通常のプレス作業では何等問題を生じないが、作
業内容によっては焼結層S+、Szの一部に高圧が作用
することがあり、この場合その高圧作用部分が多孔質で
あるため座屈するおそれがある。
おける焼結層S、、S2の表面硬度はロックウェル硬さ
Bスケールにおいて2o程度であり、この程度の硬度を
持てば通常のプレス作業では何等問題を生じないが、作
業内容によっては焼結層S+、Szの一部に高圧が作用
することがあり、この場合その高圧作用部分が多孔質で
あるため座屈するおそれがある。
このような不具合に対処するためには焼結層S1、S2
の高圧作用部分にCu、Ni自溶性合金等の低融点金属
を溶浸させる、またはエポキシ樹脂等の合成樹脂を含浸
−硬化させて気孔を埋め、高圧作用部分の硬度を著しく
高くして座屈強度を向上させることが必要である。
の高圧作用部分にCu、Ni自溶性合金等の低融点金属
を溶浸させる、またはエポキシ樹脂等の合成樹脂を含浸
−硬化させて気孔を埋め、高圧作用部分の硬度を著しく
高くして座屈強度を向上させることが必要である。
上記のように低融点金属の溶浸処理を施された金型はト
リミング用に、また合成樹脂の含浸−硬化処理を施され
た金型は折曲げ用に最適である。
リミング用に、また合成樹脂の含浸−硬化処理を施され
た金型は折曲げ用に最適である。
C1発明の効果
本発明によれば、可塑性物を模型により押圧してワーク
成形部を成形するので、その成形作業が容易であり、ま
たワーク成形部を最終的には金属焼結層より構成するの
で、その仕上げ加工時間および工数を大幅に減少させる
ことができ、したがって寸法精度の良い金型を短時間の
うちに容易に製造してその製造費を大幅に低減すること
ができる。
成形部を成形するので、その成形作業が容易であり、ま
たワーク成形部を最終的には金属焼結層より構成するの
で、その仕上げ加工時間および工数を大幅に減少させる
ことができ、したがって寸法精度の良い金型を短時間の
うちに容易に製造してその製造費を大幅に低減すること
ができる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は金型の断
面図、第2図fat乃至(e)は第1実施例の工程説明
図、第3図は焼結工程における温度と時間の関係を示す
グラフ、第4図tel乃至fe)は第3実施例の工程説
明図である。 M+ 、Mz・・・雌形模型、雌形模型、P・・・可塑
性物、SI、S2・・・焼結層、 ■・・・金型、2o、3o・・・金型素材としてのパン
チ素材、ダイス素材 特許出願人 本田技研工業株式会社
面図、第2図fat乃至(e)は第1実施例の工程説明
図、第3図は焼結工程における温度と時間の関係を示す
グラフ、第4図tel乃至fe)は第3実施例の工程説
明図である。 M+ 、Mz・・・雌形模型、雌形模型、P・・・可塑
性物、SI、S2・・・焼結層、 ■・・・金型、2o、3o・・・金型素材としてのパン
チ素材、ダイス素材 特許出願人 本田技研工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ワーク成形部を金属焼結層より構成した金型の製造方法
であって、焼結性金属粉末と合成樹脂バインダとを混練
した可塑性物を金型素材に貼着する工程と、前記可塑性
物を模型により押圧して前記ワーク成形部を成形する工
程と、前記可塑性物中の前記合成樹脂バインダを熱分解
する共に前記金属粉末を焼結して前記金属焼結層を得る
工程と、。 よりなる金型の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077115A JPS60221503A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 金型の製造方法 |
| IN283/MAS/85A IN164639B (ja) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | |
| BR8501808A BR8501808A (pt) | 1984-04-17 | 1985-04-16 | Processo para fabricar um molde dotado de uma parte de trabalho formada de um material metalico sinterizado e processo para fabricar um par de moldes e molde dotado de uma parte de trabalho formada de um material metalico sinterizado e molde incluindo uma parte de trabalho montada no corpo de um molde para fabricar uma peca |
| BE2/60664A BE902202A (nl) | 1984-04-17 | 1985-04-16 | Werkwijze ter vervaardiging van vormen en aldus vervaardigde vormen. |
| KR1019850002590A KR910007298B1 (ko) | 1984-04-17 | 1985-04-17 | 금형의 제조방법 및 금형 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077115A JPS60221503A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 金型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221503A true JPS60221503A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0153322B2 JPH0153322B2 (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=13624784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077115A Granted JPS60221503A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 金型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221503A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265111A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-30 | Inoue Japax Res Inc | Production process of wear-resisting material |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP59077115A patent/JPS60221503A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265111A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-30 | Inoue Japax Res Inc | Production process of wear-resisting material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0153322B2 (ja) | 1989-11-14 |
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