JPS6350401A - 冷間粉末成形用金型の潤滑方法および潤滑装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属粉末加圧成形の金型潤滑を自動化し、無
公害、安全な高能率量産が出来る方法及び装置に関する
。

（従来の技術） 金型内で金属粉末を加圧成形する際、金属粉末間及び金
型内側壁−金属粉末間において摩擦力を生じ、成形圧力
が高くなるばかシでなく、金型表面にも摩耗が生ずる為
に１従来以下に示す様な潤滑方法が行なわれて来た。

（１）混合法は、成形する金属粉末中に、ステアリン酸
塩等の粉末潤滑剤を一定の割合で混合し、金属粉末同志
及び金属内側壁−金属粉末間の潤滑を行なう、簡便で効
果のある方法である。

（２）スプレー法は、潤滑剤を水又は有機溶媒等に懸濁
又は溶解させ、スプレーにてｆｆ霧し、金型内壁表面に
付着させる方法である。

（３）塗り付は法は、潤滑剤を直接、綿、布等にまぶし
金型内表面に塗）付ける方法である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記（１）の方法には、成形体に含まれる潤滑剤を除去
する為には、焼結工程に先たつ、脱ワツクス工程が必要
であり、大型成形体は処理時間が長くなる、また脱ワツ
クスが不十分であると、潤滑剤が焼結体中に残留し、緒
特性を悪化させる等の問題がある。（２）の方法には、
潤滑剤を懸濁又は溶解させる場合、水を使用すると乾燥
時間が長くなシ、乾燥時間を早める為に、揮発性の高い
アセトン。

トリクレン等の有機溶媒を使用した場合、作業環境の大
幅な悪化を招くという問題がある。（３）の方法には、
潤滑剤の塗布状態が不均一な為ｋ、安定した潤滑効果が
得られず、又、金型形状が単純な場合を除き自動化が困
難であるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するため圧縮エアーを使用
した新規な潤滑方法と装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の潤滑方法は、金型面をパットで覆い粉末潤滑剤
の飛散を防止し、そのパット内に気体を媒介として粉末
潤滑剤をパイプを通して圧送し金型内に過剰充填させ、
しかるのち過剰充填した粉末潤滑剤を圧縮気体にてパイ
プを通じて外部へ敗り出し、金型表面に潤滑剤を付着さ
せることを特徴とするものである。また本発明の潤滑装
置は、金型面を覆うパット、このパット内に粉末潤滑剤
を気体で送り込むパイプ及びパット内よシ粉末潤滑剤を
取シ出すためのパイプを有することを特徴とする。

（実施例１） 本発明の潤滑剤供給部を第１図に示し、図に従い以下説
明する。粉末成形用金型は基本的に上パンチ１．下パン
チ２およびダイス３によ多構成し、ダイス３と下パンチ
２とによシ、゛間隙すなわちキャビティー４を形成する
。金属粉末をキャビティー４中に充填し、上バンチ１及
び下パンチ２によシダイス３中にて加圧成形を行なうが
、本発明の潤滑方法はこのキャビティー４中のダイス３
内壁面の潤滑を対象とするものである。パット５は潤滑
剤の外部飛散を防止するもので、ダイス６上をカバーす
る。潤滑剤供給口６よシ気体を媒介とした潤滑剤を圧送
しキャビティー４内に過剰充填し、しかるのち潤滑剤除
去ロアよシ過剰潤滑剤を気体の圧送によシ取シ除く方法
である。本発明において用いる潤滑剤としては、焼結温
度以下で粉末成形体より除去され常温では固体状である
、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩等が適している。

又、金型内に気体を媒介として圧送する為、粉末状であ
ることが望しい。

潤滑剤供給口６よシ圧送された潤滑剤は、パット５内で
拡散するが、圧送圧力が高いと潤滑剤除去ロアより放出
してしまい、キャビティー４内に過剰充填されないので
、潤滑剤除去ロア側よシ吸引しパット５およびキャビテ
ィー４内を負圧状態にすることにより潤滑剤供給口６側
よシ潤滑剤を圧送するとキャビティー内に潤滑剤が過剰
充填される。しかるのち過剰充填潤滑剤を除去する為に
潤滑剤供給口６側より、パット５およびキャビティー４
内へ圧縮エアーを圧送すると同時に潤滑剤除去ロアよυ
圧縮エアーおよび過剰潤滑剤を吸いとることによ）、キ
ャビティ−４内壁部に潤滑剤の付着を形成する。このと
き、キャビティー４の深さが大きいとキャビティ−４底
部に潤滑剤が残存してしまうことがある為に１潤滑剤除
去時に下パンチ２をダイス３表面から浮かせた後に吸引
作用を行ない、しかるのち下バンチ２を所定の位置まで
移動させる。この方法によって、過剰潤滑剤除去を行な
った場合においてもダイス内壁部に潤滑剤の付着を形成
させることが出来る。

（実施例２） 第２図に従い本発明の他の実施例を説明する。

第２図は比較的小口径で、深いキャビティーを形成する
金型の潤滑を行なうものでおる〇上パンチ１は最上位に
静止し、下パンチ２はダイス３中最下限位置に移動し、
深いキャビティー４を形成する。パット５．潤滑剤供給
口６．潤滑剤除去ロアは、実施例１と同様の構造である
。ダイス６の表面と、パット５の密着性を高める為に比
較的柔らかいＯリング８を設ける。金型潤滑動作は、実
施例１と同様に行ない、潤滑剤付着状態も同様に出来る
。

（実施例６） 第３図にマルチキャビティーの断面図を示す。

第３図によシ比較的大ロ径であシ、深さが浅いキャビテ
ィーをｙ数個設えた金型の潤滑を行なう例を説明する。

この金型は、上パンチ１０，１１．１２と同ダイス１６
中の下パンチ１３，１４．１５とその間に形成されるキ
ャビティー１７．１８．１９中に粉末成形を同時に行な
う金型である。またダイス１６゜パット２０との密着性
を高めるため０リング２３を設ける。潤滑動作は、まず
、潤滑剤除去口２２よシ吸引し、パット２０内およびキ
ャビティー１７．１８．１９内を負圧にすることにょシ
潤滑剤供給口２１よ）キャビティー１７，１８．１９内
に潤滑剤を過剰充填する。しかるのち、下バンチ１３゜
１４．１５をダイス１６上面まで上昇させ過剰潤滑剤を
除去するが、潤滑面積、潤滑剤除去範囲が広くなるとパ
ット２０隅部に潤滑剤が残存してしまう傾向があるため
、パット２０側部の比較的ダイス１６に近δ位置に圧縮
エアー供給口２４を設けることによシ、パット２０内全
域の潤滑剤除去が可能である。

（実施例４） 第４図に、分割スライドパットの断面図を示す。

パット３０とダイス２７との密着性を高めるためＯリン
グ３３を設け、又、圧着するためのシリンダー３５．５
６を固定ガイド２９に設置し、固定ガイド２９内をパッ
ト３０がスライド移動する様罠し潤滑粉の外部飛散防止
のための０１Ｊング３４にて、シールを行なう。上パン
チ２５．下パンチ２６、ダイス２７との位置関係は実施
例２と同様であシ、潤滑剤供給口３１および潤滑剤除去
口６２を同様に設け、エアーシリンダー５５．５６にて
パット６０を下降させ、ダイス２７に密着した後、実施
例２と同様な潤滑を行ない、同様な潤滑剤供給、潤滑剤
付着および過剰潤滑剤の除去も可能である。

（実施例５） 第１表乃至第２表に従来潤滑方法と本発明法との比較結
果を示す。第１表にステアリン酸カルシウムを潤滑剤と
した場合の結果を、第２表にステアリン酸亜鉛を潤滑剤
にした場合の結果を示し以下説明する。

潤滑方法としては、本発ａＡ潤滑法、スプレー法。

混合法、塗υ付は法及び無潤滑とし、成形粉末としてＳ
ｍＣｏ１粉（平均粒度４．５μｍ）を用い、成形重量が
６２となるようにφ１２■のキャビティーをもつダイス
内にて、上記潤滑を行なった後、成形圧力３　、５　Ｔ
ＯＮ／ｍにて圧縮成形を行なった。潤滑剤は・ステアリ
ン酸カルシウム（Ｃ１ｔ　Ｈｓｓ　Ｃｏ。）ｔ　　ｅａ
およびステアリン酸亜鉛（ＣＩｒＨｓｓＣｏｏ）ｚ　　
Ｚｎを使用し、評価方法として、圧縮成形後の成形体接
圧と、成形体、焼結体中の残在Ｃａ量およびＣ量を測定
した。接圧の測定値は潤滑後１ショットから５シヨツト
までの連続値である。またスプレー法に使用した懸濁液
は、イソプロピルアルコール２チ溶液を用い、混合法で
はＳｍＣｏ５中に０．０５ｗｔチ添加した。

下表から明らかな様に、本発明潤滑法は、潤滑剤の種類
を問わず、潤滑後は混合法よシ低い接圧で抜出し可能で
数回推持し、又、その後においても他の潤滑法と同様な
接圧を推持することがわかる。又、焼結体中の残在Ｃａ
量およびＣ量についても、混合法にくらべ十分少量であ
ることがわかる。

第１表 第　　　２　　　表 （実施例６） 第５図は、粉末潤滑剤供給装置の断面図であり以下これ
について説明する。

本体３７の上部および下部に潤滑剤回収口３８および潤
滑剤供給口３９を設け、側部にフィルター４１．４２を
介してバイブレータ−４３，４４を取シ付ける。潤滑剤
供給圧送用エジェクター４８および潤滑剤回収圧送用エ
ジェクター４７は、７レキシプルホース４５，４６およ
び４９．５０にて、供給部と供給装置本体６７との中間
に設はボールパルプ５１．５２に接続している。粉末潤
滑剤４ｏは、本体３７の底部に適量沈殿している。潤滑
剤４゜は、潤滑剤回収圧送用エジェクター４７の動作で
潤滑装置およびキャビティー内が負圧になるため、開口
状態のボールパルプ５２を通シ、潤滑剤供給圧送用エジ
ェクター４８を通シ、供給部へ圧送される。潤滑後ボー
ルパルプ５２は、閉状態になシ潤階剤供給圧縮用エジェ
クター４８を動作させ、圧縮エアーのみを供給部に圧送
する。同時に潤滑剤回収圧送用エジェクター４７が作動
し、ボールパルプ５１を経て潤滑剤回収口３７に入る。

潤滑剤圧送用気体および潤滑剤はフィルター４１．４２
を介し分離され、バイブレータ−４３，４４の振動によ
って、フィルター４１．４２に付着した潤滑剤４０は本
体３７底部に沈殿する。この装置を用いることにより、
潤滑剤のリサイクルが可能となる。

（実施例７） 第６図は、粉末成形機に本発明の潤滑装置を取シ付けた
例であシ、圧縮成形が完了した状態を示す。第７図は、
金型と潤滑装置との関係を示す。

成形機は、上バンチ５６とダイ６１に組み込まれたダイ
ス７２中に位置する。下バンチ５４とに形成されるキャ
ビティー７３中に成形用粉末を供給し、圧縮加圧した後
成形体７１を形成する。形成した後ダイ６１を下降させ
、成形体７１をダイス７２上にノックアウトする○この
時点で成形機は停止し、成形体押し出し板６６をシリン
ダー６４にて押しダイス７２上にある成形体７１を押し
ダイ６１上にあるシュート７４よυ外部へ排出されると
同時に成形体押し出し板６３はシリンダー６４の動作に
よυ元の位置にもどる。ダイ６１は、潤滑のため上昇し
、ダイス７２と下バンチ５４によりキャビティー７３を
形成する。潤滑装置本体５５は、パット６０をパット用
シリンダー５８．５９にてダイ６１上面よシ浮上した状
態で、シリンダー６２にてキャビティ−７３上部までガ
イド６５゜６６に倣い移動し、シリンダー前進端位置決
め溝６７を前進端検出用センサー６９が検知するまで前
進し停止する。しかるのち、パット用シリンダー５８．
５９がパット６ｏを押し出しパット６ｏはダイス７２に
密着すると同時に潤滑剤を潤滑剤供給口５６より圧送し
、キャビティー内に過剰々状態まで所定のタイマーの設
定にしたがい行なった後、圧送を終了する。しかるのち
、ダイ６１を下げ、キャビティー７３内の過剰潤滑剤を
ダイス７２上部まで押し上げ潤滑剤供給口５６より圧縮
エアーのみを供給すると同時に潤滑剤除去口５７よシ潤
滑剤お：び圧縮エアーを吸引し所定のタイマー設定径終
了する。パット用シリンダー５９　、５８　ｉｔ：パッ
トを引き上げ、同時にシリンダー６２にょシ元の位置に
移動し、シリンダー後進端位置決め溝６８を後進端検出
用センサー７ｏが検知するまで後進し停止する。ダイ６
１は、圧縮成形用粉末キャビティー７６内に供給する為
に下に下がる。これより成形機動作が開始される。この
様に、本発明の潤滑装置は、従来の成形機の自動工程と
同期して、作動することが出来る。

（発明の効果） 本発明によれば、焼結後の内部不純物量を十分低い値に
することが出き、脱ろう工程を省略した粉末潤滑剤の均
一な付着を可能にし、混合法におとらない潤滑性を確保
出来る。しかも本発明はスプレー法などに用いる有機溶
媒等を用いないため、作業環境を悪化することなく、形
状の複維な金型の潤滑においても従来成形機の自動工程
に連動可能であって、きわめて実用性の高いものである
０

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明に使用する潤滑装置の実施
例を示す縦断正面図、第５図は本発明潤滑装置の潤滑剤
供給回収装置の実施例を示す縦断面図、第６図は、本発
明に使用する自動装置実施例の縦断面図、第７図は本発
明に使用する自動装置実施例の金型と潤滑装置の関係を
示す図である。 １．１０．１１．１２，２５．５３・・・上バンチ２．
１３，１４，１５，２６．５４・・・下バンチ３，１６
，２７．７２・・・ダイス ４．１７，１８，１９，２８．７３・・・キャビティー
６．２１．３１．５６・・・潤滑剤供給ロア、２２，３
２．５７・・・潤滑剤除去口２３．３４，３３・・・０
リング ５．２０，３０．６０・・・パット 第５　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉末潤滑剤を金型内に気体を媒介として圧送・充
   填し、粉末潤滑剤を金型表面に凝着力で付着させ、しか
   るのち過剰の粉末潤滑剤を気体の圧送により、除去する
   こと特徴とする冷間粉末成形金型の潤滑方法。
2. （２）金型面を覆うパット、このパット内に粉末潤滑剤
   を気体で送り込むパイプおよび、パット内より粉末潤滑
   剤を取り出すためのパイプを有することを特徴とする冷
   間粉末成形用金型の潤滑装置。