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JPS5927679B2 - 粉体圧縮プレス装置 - Google Patents

粉体圧縮プレス装置

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Publication number
JPS5927679B2
JPS5927679B2 JP11142879A JP11142879A JPS5927679B2 JP S5927679 B2 JPS5927679 B2 JP S5927679B2 JP 11142879 A JP11142879 A JP 11142879A JP 11142879 A JP11142879 A JP 11142879A JP S5927679 B2 JPS5927679 B2 JP S5927679B2
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JP
Japan
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punch
press
powder
compression
auxiliary
Prior art date
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Expired
Application number
JP11142879A
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English (en)
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JPS5636400A (en
Inventor
潔 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Publication date
Application filed by Inoue Japax Research Inc filed Critical Inoue Japax Research Inc
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Priority to US06/138,448 priority patent/US4414028A/en
Priority to GB8011883A priority patent/GB2051134B/en
Priority to FR8008222A priority patent/FR2453701A1/fr
Priority to IT48402/80A priority patent/IT1128651B/it
Priority to DE19803013943 priority patent/DE3013943A1/de
Publication of JPS5636400A publication Critical patent/JPS5636400A/ja
Publication of JPS5927679B2 publication Critical patent/JPS5927679B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/1208Containers or coating used therefor
    • B22F3/1216Container composition
    • B22F3/1241Container composition layered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/08Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould
    • B28B3/086The rams working in different directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体の圧縮プレス、例えば焼結粉末の圧縮プ
レス、または粉末焼結時に行なう圧縮プレスの装置の改
良に係る。
従来、一方向加圧のプレス装置しか開発されていないた
め、スペース材料、原子炉材料、エレクトロエックス材
料、その地熱的にすぐれた工業材料の焼結、良質の焼結
成品が容易には得られなかった。
粉末材料としては金属、非金属(グラファイト等)、セ
ラミック、サーメット等が用いられるが、本発明はこれ
を圧縮鍛造することであり、しかも圧縮鍛造を3軸以上
の多軸方向から方向と位置、圧力、時間、速度等を制御
しながら行なう等方性圧縮プレス装置を提供するもので
ある。
以下図面の一実施例により本発明を説明する。
第1図及び第2図は本発明プレス装置の概要を説明する
もので、第2図は互に直角なX、Y、Z軸の3軸プレス
を、第1図はX 、 Y 、 Z 、 X’ 、 Y’
Z′の6軸プレスを示す。
lx、1y、Izが各軸加圧パンチで、第2図の3軸プ
レスの場合は直角部材2に直角3軸方向からパンチ1x
、1y。
1z加圧し第1図の6軸プレスの場合は直角立方体の6
面方向からパンチ1x、1y、1z、1x′。
1 y’ 、1 z’で加圧するよう組立られる。
勿論lx、1y、1zのパンチ加圧し、他の1x′。
1 y’ 、 1 z’を固定した状態でプレスすれば
6軸プレス装置で3軸プレスができる。
各軸パンチは第3図のように構成される。
今X軸パンチ1xをとって説明すると、11xが補助パ
ンチ、12xが主パンチである。
補助パンチ11xは粉粒体の圧縮代、例えば粉粒体グリ
ーンサイズの圧縮代に対応する寸法の分割をする板状部
材を四角筒状に組合せて構成され、周りに帯状の留め金
13xで締付られる。
この補助パンチ11x内に主パンチ12xが嵌合挿入さ
れ、相対的加圧プレスができるように組立られる。
第4図側面図に示すように主パンチ12xは加圧フラン
ヂ部材14xに固定され、補助パンチ11xは部材14
xにバネ15xで支持される。
なお、パンチ形状は成品の目的とするプレス形状、寸法
精度をもって構成されることは勿論である。
第5図は前記パンチによる6軸プレス装置の断面図で、
X軸、Y軸、X′軸、Y′軸、と図示しない紙面に垂直
方向にZ軸及びZ′軸のプレス装置が設けられる。
各軸プレス装置はパンチ1x。1y、1x′、1y′と
加圧シリンダ3x 、3y 。
3x’、3y’とで構成されシリンダはNC装置4によ
り制御される。
圧縮プレスする粉粒体5は、希望成品の各部寸法形状を
均等拡大したグリーンサイズの型に入れて型込めした予
じめ成形した粉体、または可焼性のラバー袋等に詰め込
んだグリーンサイズの粉体、また他の方法として樹脂接
着剤と粉末を混練して成形した成形粉体として用いられ
る。
圧縮プレスはシリンダ3 x 23 y 23 x’
、3 y’を作動してパンチを加圧することにより、内
部の粉体5は先づ補助パンチ11x、11y、11x′
11y′により加圧される。
シリンダの加圧は部材14x、14y、14x’t14
y’を通して与えられ、バネ圧が作用して補助パンチに
より粉体5の部分加圧が行なわれる。
図示する状態は丁度グリーンサイズの粉体5を圧縮代相
当の圧縮をして各補助パンチ11x、11y、11x’
t11y’の先端部分が会合したプレス状態を示す。
この各補助パンチによる加圧は時分割制御してもよいが
、成るべく同時に行ない、各補助パンチが衝突しないよ
う制御してプレス送りする。
グリーンサイズの粉体5の周縁をプレスして各パンチ先
端が会合したとき各補助パンチ先端が中間で会合停止す
るよう制御し、補助パンチの会合により周囲を閉塞する
ようプレスする。
いずれのシリンダ3 x 、3y 、 3x’、 3y
’もNC装置4によって集中制御される。
補助パンチによる図示状態の加圧が行なわれて後はシリ
ンダ加圧を続けることにより主パンチ12x12y+1
2x’、12y’による加圧が行なわれる。
この主パンチによる加圧時にも補助パンチはバネ15x
15yt15x’t15y’により加圧され続け、バネ
が圧縮されることにより増々加圧力を強め補助パンチ先
端の会合部を強く閉塞し粉体5の流出を防止する。
主パンチによる加圧制御はNC装置4によって各シリン
ダ3x 、3y 、3x’ 、3y’が制御され、例え
ばx、、x’軸→Y、Y’軸→Z。
Z′軸→x、x’軸→Y 、 Y’軸というように加圧
方向が順繰りに切換えられ、加圧方向位置が順次移動し
て制御される。
順次に切換られる各プレス時のパンチ先端の移動を正確
に制御するにはシリンダのピストンロンドの移動量をエ
シコーダとか位置出しスケール等を各軸に設けて針側し
てNC装置4にフィードバックしながら制御すれば正確
な圧縮プレスができる。
またNC装置4は加圧力の制御、加圧時間の制御等を行
ない均等圧を作用する。
また勿論前記した対向軸のX(!:X′、YとY′、Z
とZ′の同時加圧に限らず、X、Y、Z。
X’、Y’、Z’6軸全てを時間分割の切換制御をする
こともでき、多軸方向から方向、位置、圧力、時間、速
度等を制御してダイナミックな圧縮プレスを行なうこと
ができる。
このような方向、位置等が多方向に順繰りに移動する加
圧制御を行なうことによって圧縮プレスされる粉末5は
等方性の成形体が得られ、焼結体は結晶方向の揃わない
不完全型結晶体となり良質の焼結体が得られる。
焼結を行なう場合に圧縮プレス中に粉体5を加熱し、例
えば高周波加熱、誘導加熱して焼結するが、この焼結中
、粉体5に対して前記のプレスを行なうと、加圧方向の
順繰りの変化によって、粉体5中に加圧方向の変化毎に
流動が起り、攪拌作動が起りながら焼結されるから、熱
処理によって粉末表面から分解し発生するガス、不純物
等が容易に放出除去され、また粉末間に流れる電流によ
りミクロ放電等も起って加熱され、イオン衝撃され、表
面浄化、活性化処理が充分に行なわれるようになり、粉
末結合状態は極めて良好になり焼結体密度は向上し強度
が増大するようになる。
また加圧は始めは加圧方向の切換速度を遅しておき、プ
レスの進行、焼結進行状況に応じて速度を早めるように
制御してもよく、またはその反対に制御することもでき
る。
また加圧方向の切換えを任意の順番で、あるいは成形状
態とか焼結状態の信号をNC制御装置4に入力すること
によってイレギュラーに切換制御をすることができる。
また加圧力を常に一定にすることなく、プリセットされ
た信号で、または圧縮状態の信号によって変更制御する
ことができ、また加圧時間を変更制御することができる
そして以上の主パンチ12xt12yt12x’。
12y′によるダイナミックな加圧制御を行なう際には
補助パンチ11x、11y、11x’。
11y′によって粉体5の周りを閉塞した状態にあり、
この補助パンチによる包囲された状態の粉体5に対して
主パンチによる多軸方向から加圧し粉末流動を生じさせ
ながら均等加圧をするから、任意の材料の、任意の圧縮
プレスが安定して容易に行なわれ、多方向プレスにより
等方性の良質の成形体、焼結体が容易に得られる。
補助パンチは粉体5の圧縮化分の分割をしたから主パン
チの圧縮プレスによって目的とする寸法形状に高精度に
精密プレスができ、高精度の成品が得られる。
なお、前記一実施例の補助パンチ11xt11yt11
x’ 、11 y’の加黒制御をシリンダによる加圧
を支持バネ15x、15y、15x’、15y’の弾性
体を介して加圧作用させること以外に、補助パンチにも
シリンダ等の加圧装置を設けて加圧制御するよう構成し
てもよく、加圧装置にシリンダ以外にモータによるネジ
送り、パルスモータ、エンコーダ付DCモータによるデ
ジタル送りにより送り量の制御が容易な加圧装置が用い
られ、圧縮成型の精密成形ができる。
以上説明したように本発明によれば、粉粒体の圧縮代に
対応して分割した補助パンチと、該補助パンチに嵌合す
る主パンチと、前記補助パンチと主パンチに前後して加
圧送りを与えることができる加圧装置を設けたプレス装
置を粉粒体に対して少くとも3軸以上の多軸方向に各々
設け、中心粉粒体に対して多軸方向からプレスし、補助
パンチの圧縮代に対応する周縁プレスによって包囲した
中で、主パンチによってプレスを行い、多軸方向から方
向、位置、圧力、時間、速度等を単独または組合せ切換
制御しながら加圧プレスし、全体に均等圧を加えて圧縮
し所要寸法の成形を行なうから等方性圧縮成形体が容易
に得られ粉末焼結を行なうときは結晶の方向性の無い均
質焼結体が得られ、内部歪み、割れ、変質のない良好な
焼結体が得られ、パンチ形状に対応して所定の圧縮代を
プレス成形した目的とする寸法形状の高精度の精密成形
体が得られ良質の各種工業材料が容易に得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例6軸プレスの概要を示す立体
図、第2図は3軸プレスの概要を示す立体図、第3図は
本発明のパンチの一実施例の斜視図、第4図は側面図、
第5図は本発明プレス装置の一実施例の一部断面図であ
る。 X、Y、Z、X’、Y’、Z’−−−・−・直交軸、I
x。 1 y 、 1 z 、 1 x’ 、 1 y’ 、
1 z”−・パンチ、11x、11y・・・・・・補
助パンチ、12x、12y・・・・・・主パンチ、15
x、15y・・・・・・弾性バネ、3x 、 3y・・
・・・・加圧シリンダ、4・・・・・・NC制御装置、
5・・・・・・粉粒体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 粉粒体を少なくとも3軸以上の多軸方向からプレス
    して圧縮成形する装置において、前記各軸に設けられる
    プレス装置が、前記粉粒体の圧縮代に対応して分割した
    補助パンチと、該補助パンチに嵌合する主パンチと、前
    記補助パンチと主パンチに前後して加圧送りを与えるこ
    とができる加圧装置とを設けて成ることを特徴とする粉
    体圧縮プレス装置。 2 粉粒体を少な(とも3軸以上の多軸方向からプレス
    して圧縮成形する装置において、前記各軸に設けられる
    プレス装置が、前記粉粒体の圧縮代に対応して分割した
    補助パンチと、該補助パンチに嵌合する主パンチと、前
    記補助パンチと主パンチに前後して加圧送りを与えるこ
    とができる加圧装置とを設けて成り、前記各軸のプレス
    装置によるプレス方向、プレス位置、プレス圧力、プレ
    ス時間、またはプレス速度を単独または組合せて切換変
    更制御する制御装置を設けたことを特徴とする粉体圧縮
    プレス装置。 3 各軸プレス装置の、補助パンチと主パンチとに各々
    別の加圧装置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の粉体圧縮プレス装置。 4 各軸プレス装置の、主パンチに直接補助パンチに弾
    性体を介して加圧装置を設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の粉体圧縮プレス装置。 5 各軸プレス装置の、補助パンチと主パンチとに各々
    別の加圧装置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第2項に記載の粉体圧縮プレス装置。 6 各軸プレス装置の、主パンチに直接補助パンチに弾
    性体を介して加圧装置を設けたことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項に記載の粉体圧縮プレス装置。
JP11142879A 1979-04-11 1979-08-31 粉体圧縮プレス装置 Expired JPS5927679B2 (ja)

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US06/138,448 US4414028A (en) 1979-04-11 1980-04-08 Method of and apparatus for sintering a mass of particles with a powdery mold
GB8011883A GB2051134B (en) 1979-04-11 1980-04-10 Sintering method and apparatus using a multi-directional compression system and a powder mould
FR8008222A FR2453701A1 (fr) 1979-04-11 1980-04-11 Procede et appareil de frittage
IT48402/80A IT1128651B (it) 1979-04-11 1980-04-11 Procedimento e dispositivo per la sinterizzazione di una massa di particelle con uno stampo di materiale friabile
DE19803013943 DE3013943A1 (de) 1979-04-11 1980-04-11 Verfahren und vorrichtung zum sintern einer teilchenmasse mit einer pulverfoermigen form

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JPS5636400A JPS5636400A (en) 1981-04-09
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CN112720803B (zh) * 2020-12-15 2022-03-25 东莞市金利怡卫浴有限公司 一种集成卫浴产品成型制造方法

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