JP2008272774A - Die for compacting, and green compact compacted by the die for compacting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は粉末成形用金型および該粉末成形用金型で成形された圧粉成形体に関し、高圧成形の場合に、ダイからの成形体の抜き出し力を低減させて、ダイや成形体の破損を防止するものである。 The present invention relates to a powder molding die and a green compact molded with the powder molding die, and in the case of high pressure molding, the pulling force of the molded body from the die is reduced, and the die or the molded body is damaged. Is to prevent.
磁性粉末を圧縮成形して成形体を製造する場合、通常、ダイとパンチからなる金型を用い、ダイに充填した磁性粉末をパンチで圧縮して成形している。このように磁性粉末を圧縮成形して成形した成形体は、その後、所要の温度で所要時間加熱して焼結されるが、この焼結後の寸法収縮による寸法のバラツキ低減を図るため焼結を行わない場合がある。また、圧粉磁心のように絶縁性被膜で被覆された鉄系磁性粉末の場合には、焼結により絶縁被覆が消失する恐れがあるため、成形後に焼結は行われない。このように、圧縮成形後に焼結を行わない場合があるため、成形体の密度を飛躍的に向上させることが望まれている。 When a magnetic powder is compression-molded to produce a molded body, usually, a die composed of a die and a punch is used, and the magnetic powder filled in the die is compressed by a punch. The compact formed by compression-molding the magnetic powder in this way is then heated and sintered at the required temperature for the required time. In order to reduce dimensional variation due to dimensional shrinkage after the sintering, sintering is performed. May not be performed. In addition, in the case of iron-based magnetic powder coated with an insulating coating such as a powder magnetic core, the insulating coating may be lost by sintering, so that sintering is not performed after molding. Thus, since there is a case where sintering is not performed after compression molding, it is desired to dramatically improve the density of the molded body.
圧縮成形した成形体の密度を向上させるためには、成形時の成形面圧を高くする必要があるが、成形面圧を高くするとダイと成形体との間に発生する摩擦抵抗が大きくなり、成形後成形体をダイから抜き出す時に、ダイや成形体にクラックが発生しやすいことが問題となる。そこで、ダイの内壁やパンチ外周には、摩擦抵抗を低下させるために潤滑剤が塗布されている。 In order to improve the density of the compression-molded molded body, it is necessary to increase the molding surface pressure during molding, but increasing the molding surface pressure increases the frictional resistance generated between the die and the molded body, When the molded body is extracted from the die after molding, the problem is that cracks are likely to occur in the die and the molded body. Therefore, a lubricant is applied to the inner wall of the die and the outer periphery of the punch in order to reduce the frictional resistance.
ダイの内壁に潤滑剤を塗布するものとして、例えば、本出願人は、特開２００５−１４４５１５号公報の粉末成形方法を提供している。該粉末成形方法は、図７に示すように、ダイ３に成形用粉末を充填し、上パンチ４を下方に移動させて成形用粉末を加圧成形する前に、潤滑剤供給部１から粉末状潤滑剤２を加熱されたダイ３の内壁３ａに向けて噴出して均一に付着させている。このように、上パンチ４が慴接するダイ３の内壁３ａに粉末状潤滑剤２を均一に付着させることで、上パンチ４とダイ３の内壁３ａとの潤滑性を高め、上パンチ４とダイ３との焼き付きを防止しているものである。
As an example of applying a lubricant to the inner wall of a die, for example, the present applicant provides a powder molding method disclosed in JP-A-2005-144515. As shown in FIG. 7, the powder molding method is performed by filling the die 3 with the molding powder, moving the upper punch 4 downward, and pressing the molding powder into the powder from the
前記のようにダイ内壁３ａに粉末状潤滑剤２を付着させると、ダイ３と上パンチ４との摺動面の焼き付けを抑制するには効果がある。
しかしながら、粉末を圧縮成形する場合、成形面圧を高くすると、成形時に成形体とダイの内壁の摩擦抵抗が高くなり、成形体の抜き出し時にダイの内壁と成形体間の摩擦が大きくなる。
そこで、高圧成形の場合に抜き出し力を低減させるには、平均粒径１μｍの粒径の細かい潤滑剤を使用し、潤滑性を向上させることが考えられるが、金型は表面粗さが約０．８μｍであるものが多く、粒径の小さい粒子が金型表面の凹部に潤滑剤が入り込んでしまい、十分に潤滑剤の潤滑効果を発揮することができない問題がある。
Adhering the
However, when the powder is compression molded, if the molding surface pressure is increased, the frictional resistance between the molded body and the inner wall of the die increases during molding, and the friction between the inner wall of the die and the molded body increases when the molded body is extracted.
Therefore, in order to reduce the extraction force in the case of high pressure molding, it is conceivable to improve the lubricity by using a fine lubricant having an average particle diameter of 1 μm, but the mold has a surface roughness of about 0. There are many cases where the particle size is .8 μm, and the small-particle-sized particles enter the recesses on the mold surface and the lubricant cannot sufficiently exhibit the lubricating effect.
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、粉末潤滑剤の粒子径と金型の表面粗さを調節することで、成形面圧が高圧であったとしても、ダイの内壁に塗布した粉末潤滑剤の効力を十分に発揮させ、ダイからの成形体の抜き出し力を低減させて、ダイや成形体にクラックを発生させないことを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and by adjusting the particle diameter of the powder lubricant and the surface roughness of the mold, it can be applied to the inner wall of the die even if the molding surface pressure is high. It is an object of the present invention to sufficiently exhibit the effectiveness of the powdered lubricant, reduce the extraction force of the molded body from the die, and prevent cracks from being generated in the die and the molded body.
前記課題を解決するために、本発明は、ダイのキャビティに粉末を充填し、該粉末をパンチで圧縮して成形体を形成する粉末成形用金型であって、
前記パンチが摺接する前記ダイのキャビティを囲む型面の表面に、粉末潤滑剤からなる潤滑層を形成しており、
前記ダイの型面は、その表面粗さの山頂線から谷底線までの最大高さを前記粉末潤滑剤の平均粒子径より小さくし、前記ダイの型面の表面を平滑としていることを特徴とする粉末成形用金型を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention is a powder molding die for filling a die cavity with powder and compressing the powder with a punch to form a molded body,
A lubricant layer made of a powder lubricant is formed on the surface of the mold surface surrounding the die cavity where the punch is in sliding contact,
The die surface of the die is characterized in that the maximum height from the top line to the bottom line of the surface roughness is smaller than the average particle diameter of the powder lubricant, and the surface of the die surface is smooth. A powder molding die is provided.
表面粗さの最大高さとは、抜き取り部分の凹凸部分において、山頂線と谷底線との間隔を、粗さ曲線の縦倍率の方向に測定したものである。
前記のように、ダイの型面の最大高さを粉末潤滑剤の粒子径より小さくしているため、ダイ型面の凹部に嵌まり込んでしまう粉末潤滑剤の粒子がほとんどない。また、ダイ型面の凹部に粒子が一時的に入ったとしても、型面の凹凸部の中で一番内周側のラインとなる表面ラインからは粉末潤滑剤の粒子が必ず突出するため、圧縮した圧粉成形体の側周面に粉末潤滑剤の粒子が必ず接触する。
The maximum height of the surface roughness is obtained by measuring the distance between the peak line and the bottom line in the uneven part of the extracted part in the direction of the vertical magnification of the roughness curve.
As described above, since the maximum height of the die mold surface is smaller than the particle size of the powder lubricant, there are almost no powder lubricant particles that fit into the recesses of the die mold surface. Also, even if particles temporarily enter the concave portion of the die mold surface, the powder lubricant particles always protrude from the surface line that is the innermost side of the concave and convex portions of the mold surface, The powder lubricant particles always come into contact with the side peripheral surface of the compressed green compact.
従って、ダイの型面の凹凸部分に粉末潤滑剤の粒子が侵入して粉末潤滑剤の効力を低下させることがなく、粉末潤滑剤の効力を発揮させることができる。よって、成形体の抜き出し時において、ダイの型面と圧粉成形体の側周面との間の摩擦抵抗を低減させ、高圧成形においても金型から成形体をスムーズに抜き出すことができ、金型の破損や成形体に発生するクラックを防止することができる。 Therefore, the powder lubricant can be exerted the effectiveness without the particles of the powder lubricant entering the uneven portions of the die surface and reducing the effectiveness of the powder lubricant. Therefore, when the molded body is extracted, the frictional resistance between the die surface and the side surface of the green compact can be reduced, and the molded body can be smoothly extracted from the mold even in high pressure molding. It is possible to prevent mold breakage and cracks occurring in the molded body.
前記ダイに充填してパンチで圧縮して成形する粉末としては、鉄（Ｆｅ）、鉄（Ｆｅ）−シリコン（Ｓｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−炭素（Ｃ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）系合金、鉄（Ｆｅ）−コバルト（Ｃｏ）系合金、鉄（Ｆｅ）−リン（Ｐ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）系合金、および鉄（Ｆｅ）−アルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金等が挙げられる。
前記粉末は表面は絶縁皮膜で被覆しており、該絶縁皮膜はリン酸処理によって形成されているか、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物を塗布している。
前記ダイは高圧用である場合、超硬合金で形成していることが好ましい。なお、パンチは、超硬合金、鉄または鉄合金から形成してもよい。
Powders that are filled in the die and compressed by punching to form are iron (Fe), iron (Fe) -silicon (Si) alloy, iron (Fe) -nitrogen (N) alloy, iron (Fe) -Nickel (Ni) alloy, iron (Fe) -carbon (C) alloy, iron (Fe) -boron (B) alloy, iron (Fe) -cobalt (Co) alloy, iron (Fe) -phosphorus Examples thereof include (P) alloys, iron (Fe) -nickel (Ni) -cobalt (Co) alloys, and iron (Fe) -aluminum (Al) -silicon (Si) alloys.
The surface of the powder is coated with an insulating film, and the insulating film is formed by phosphoric acid treatment, or iron phosphate, manganese phosphate, zinc phosphate, calcium phosphate, aluminum phosphate, silicon oxide, titanium oxide, An oxide such as aluminum oxide or zirconium oxide is applied.
When the die is for high pressure use, it is preferable that the die is made of cemented carbide. The punch may be formed from cemented carbide, iron or iron alloy.
前記パンチは成形面と直交方向に前記パンチを分割しており、これら分割パンチの割面間に前記粉末潤滑剤を塗布して前記潤滑層を形成するのが好ましい。
前記構成とすると、成形圧が高圧になる場合であっても、分割パンチ同士の摩擦抵抗を低減させて、分割パンチの相手攻撃性を低下させることができ、分割パンチの金型寿命を延ばすことができる。
It is preferable that the punch divides the punch in a direction orthogonal to the molding surface, and the lubricating layer is formed by applying the powder lubricant between the split surfaces of the divided punches.
With the above configuration, even when the molding pressure becomes high, the frictional resistance between the divided punches can be reduced, and the opponent attack of the divided punches can be reduced, thereby extending the mold life of the divided punches. Can do.
また、前記粉末潤滑剤の平均粒子径を０．５μｍ〜１．５μｍとすると共に、前記ダイは超硬合金製とし、前記型面の表面粗さ最大高さを０．０５μｍ〜０．８μｍとしているのが好ましい。 The average particle diameter of the powder lubricant is 0.5 μm to 1.5 μm, the die is made of cemented carbide, and the maximum surface roughness height of the mold surface is 0.05 μm to 0.8 μm. It is preferable.
粉末潤滑剤の平均粒子径を１．５μｍより大きいとすると、単位体積当たりの粒子数が少なくなるため潤滑性が低くなり、高圧成形で摩擦抵抗の低減へ寄与せず、ダイや成形体が破損する恐れがあり、０．５μｍより小さいとすると、噴射ノズルから噴射してダイの型面に吹き付ける際に型面に均一に付着することができない。
また、ダイ型面の最大高さを０．８μｍより大きいとすると通常使用されている粉末潤滑剤では微粒子のものでもダイ型面の凹部に入り込んで潤滑性を低下させてしまい、０．０５μｍより小さくすると、ダイ型面の研磨工程に高度な技術が必要となってくるため、ダイの作製費が高くなってしまう。
If the average particle size of the powder lubricant is larger than 1.5 μm, the number of particles per unit volume will decrease, resulting in poor lubricity and high pressure molding will not contribute to reducing frictional resistance, resulting in damage to the die or compact. If it is smaller than 0.5 μm, it cannot be uniformly adhered to the mold surface when sprayed from the spray nozzle and sprayed onto the mold surface of the die.
Further, if the maximum height of the die mold surface is larger than 0.8 μm, even a finely used powder lubricant will enter the concave portion of the die mold surface even if it is a fine particle, reducing the lubricity, and from 0.05 μm If the size is reduced, a high level of technology is required for the polishing process of the die mold surface, which increases the cost of manufacturing the die.
また、前記粉末の成形圧を８００ＭＰａ以上として、粉末の種類に応じて成形圧を調節している。該成形圧の上限は現在使用しえる粉末から考慮すると２ＧＰａである。
このように成形圧を８００ＭＰａ以上としているのは、前記絶縁被覆した粉末を用いた場合、高圧成形用金型で圧縮成形した後に焼結を行うと、絶縁皮膜が消失する恐れがあることによる。圧縮成形後に焼結を行わなくても高密度とすることができるように、圧縮成形時に高圧としている。よって、焼結しない圧粉磁心の成形に好適に用いることができる。
Further, the molding pressure of the powder is set to 800 MPa or more, and the molding pressure is adjusted according to the type of powder. The upper limit of the molding pressure is 2 GPa in consideration of the currently usable powder.
The reason why the molding pressure is set to 800 MPa or more in this way is that, when the insulation-coated powder is used, the insulating film may be lost if it is sintered after compression molding with a high-pressure molding die. A high pressure is applied during compression molding so that a high density can be achieved without sintering after compression molding. Therefore, it can be suitably used for forming a powder magnetic core that is not sintered.
前記粉末潤滑剤は、金属石鹸、ポリエチレン、アミド系ワックス、ポリアミド、ポリプロピレン、アクリル酸エステル重合体、メタクリル酸エステル重合体、フッ素系樹脂および層状潤滑剤から選択される１種または複数種からなるのが好ましい。
前記潤滑層を塗布して形成する場合、粉末潤滑剤の種類に応じて、どの融点よりも少し低い温度にダイを加熱しておき、この加熱したダイの型面に噴射ノズルから噴射して吹き付け、ダイの帯電付着作用によって粉末潤滑剤を付着し、潤滑層を形成することが好ましい。前記ダイ表面の潤滑層の厚さは限定されないが、０．５μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましい。なお、粉末潤滑剤は粉末に予め混合させておいても良い。
金属石鹸としては、アルカリ金属以外の金属と脂肪酸の化合物のことであり、脂肪酸としてはステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ヒマシ油脂肪酸などがあり、金属としては、アルミニウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウムおよびバリウム等が挙げられる。
さらに、本発明は、前記粉末成形用金型で成形された圧粉成形体を提供している。
前記圧粉成形体は、密度を９５％以上としているのが好ましい。このように、成形体の密度を高密度とすると、圧粉磁心のような焼結しない成形体を作成することができると共に、成形後に焼結する場合でも寸法収縮によるバラツキを小さくすることができるため寸法精度を向上させることができる。
圧粉成形体は、モータあるいはトランス等に適用できる。
The powder lubricant is composed of one or more kinds selected from metal soap, polyethylene, amide wax, polyamide, polypropylene, acrylate polymer, methacrylate polymer, fluorine resin and layered lubricant. Is preferred.
When the lubricating layer is applied and formed, the die is heated to a temperature slightly lower than any melting point depending on the type of the powder lubricant, and sprayed from the spray nozzle onto the mold surface of the heated die. It is preferable to form a lubricating layer by adhering a powder lubricant by the charging and adhering action of the die. The thickness of the lubricating layer on the die surface is not limited, but is preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less. The powder lubricant may be previously mixed with the powder.
The metal soap is a compound of a metal and a fatty acid other than alkali metal, the fatty acid includes stearic acid, lauric acid, myristic acid, castor oil fatty acid, and the metal includes aluminum, calcium, zinc, magnesium and Barium etc. are mentioned.
Furthermore, this invention provides the compacting body shape | molded with the said metal mold | die for powder shaping | molding.
The green compact preferably has a density of 95% or more. Thus, when the density of the molded body is high, a molded body that does not sinter like a powder magnetic core can be created, and variation due to dimensional shrinkage can be reduced even when sintered after molding. Therefore, dimensional accuracy can be improved.
The green compact can be applied to a motor or a transformer.
前述したように、本発明の粉末成形用金型では、パンチの成形圧が高圧である場合でも、ダイの型面の最大高さを該型面に塗布する粉末潤滑剤の粒子径より小さくしているため、ダイの型面の凹凸部分に粉末潤滑剤の粒子が侵入して粉末潤滑剤の効力を低下させることがなく、成形体の抜き出し時の摩擦抵抗を低減させ、金型から成形体をスムーズに抜き出すことができるため、金型の破損や成形体に発生するクラックを防止することができる。 As described above, in the powder molding die of the present invention, even when the punching pressure is high, the maximum die surface height is made smaller than the particle size of the powder lubricant applied to the die surface. Therefore, the powder lubricant particles do not penetrate into the uneven part of the die mold surface and the effectiveness of the powder lubricant is not reduced, reducing the frictional resistance at the time of extracting the molded body, and the molded body from the mold. Therefore, it is possible to prevent damage to the mold and cracks generated in the molded body.
また、前記本発明の粉末成形用金型では、高圧で磁性粉末を圧縮成形できるため、焼結工程を経ることなく高密度成形体を得ることができ、高密度の圧粉磁心を得ることができる。 In the powder molding die of the present invention, since magnetic powder can be compression molded at high pressure, a high-density molded body can be obtained without going through a sintering step, and a high-density powder magnetic core can be obtained. it can.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
第１実施形態の高圧成形用金型１０は、キャビティ１１ａに磁性粉末Ｐを充填するダイ１１と、該磁性粉末Ｐを圧縮する上下パンチ１２、１３とを備えている。
該高圧成形用金型１０は、キャビティ１１ａを形成するダイ１１の内周面を摺接面１１ｇとし、該摺接面１１ｇに上下パンチ１２、１３を摺接させてキャビティ１１ａに充填した磁性粉末Ｐを圧縮成形している。ダイ１１は超硬合金で形成し、上下パンチ１２、１３はハイス鋼で形成している。
本実施形態では、磁性粉末Ｐを圧縮して直方体形状の磁性圧粉成形体６０を成形しており、磁性粉末Ｐは、鉄成分９９．８％以上の純鉄系の粉末に、リン酸処理を施して絶縁皮膜を設けた粉末からなる。前記高圧成形金型１０での成形圧は８００ＭＰａの高圧としている。該リン酸皮膜が後述する潤滑層１１ｃのバインダーの役割を果たす。
The high-pressure mold 10 of the first embodiment includes a die 11 that fills a
The high-pressure molding die 10 has a magnetic powder in which the inner peripheral surface of a die 11 forming a
In the present embodiment, the magnetic powder P is compressed to form a magnetic compact 60 having a rectangular parallelepiped shape, and the magnetic powder P is subjected to phosphoric acid treatment to pure iron-based powder having an iron component of 99.8% or more. It is made of a powder provided with an insulating film. The molding pressure in the high-pressure molding die 10 is a high pressure of 800 MPa. The phosphoric acid film serves as a binder for the
上下パンチは１２、１３は、直方体形状としており、下パンチ１３はダイ１１の下端を閉鎖するように固定している一方、上パンチ１２を昇降させてダイ１１のキャビティ１１ａに充填した磁性粉末Ｐを圧縮成形する構成としている。
The upper and
上パンチ１２の下面１２ａは磁性圧粉成形体６０の上面６０ａを成形すると共に、下パンチ１３の上面１３ａは磁性圧粉成形体６０の下面６０ｂを成形する。また、図３に示すような上下パンチ１２、１３の圧縮により発生する側圧力Ｎにより、ダイ１１の型面１１ｂが磁性圧粉成形体６０の側周面６０ｃを成形する。
The
ダイ１１は、図１（Ｂ）に示すように、外形を円筒形状としており、上下パンチ１２、１３の摺動方向に断面矩形状のキャビティ１１ａを貫通させて設け、該キャビティ１１ａを形成するダイ１１の内周面を型面１１ｂとし、該型面１１ｂには粉末樹脂剤を塗布して潤滑層１１ｃを形成している。該潤滑層１１ｃの内周面を摺接面１１ｇとし、該摺接面１１ｇに上下パンチ１２、１３を摺接させてキャビティ１１ａに充填した磁性粉末Ｐを圧縮成形している。
As shown in FIG. 1B, the
前記潤滑層１１ｃは、図２に示すように、粉末潤滑剤で形成し、本実施形態ではステアリン酸亜鉛からなる微粒子金属石鹸を用い、粒子Ｑの平均粒子径Ｄを０．８μｍとしている。
前記潤滑層１１ｃは、ダイ１１を粉末潤滑剤の溶融温度より若干低い温度で予め加熱しておき、粉末潤滑剤を噴射ノズルよりダイ１１の型面１１ｂの全面に均一に塗布して潤滑層１１ｃを形成している。該潤滑層１１ｃの平均厚さは０．５〜２μｍ程度としている。
As shown in FIG. 2, the
In the
ダイの型面１１ｂは、図２に示すように、凹部１１ｉと凸部１１ｊで形成しており、最大高さ（Ｒｙ）を０．３μｍとしている。ここで、最大高さ（Ｒｙ）とは、抜き取り部分Ｅの山頂線と谷底線との間隔を、粗さ曲線の縦倍率の長さで測定したものである。
ダイ型面１１ｂの最大高さ（Ｒｙ）を潤滑層１１ｃを形成する粒子Ｑの平均粒子径Ｄである０．８μｍよりも小と設定して、ダイ型面１１ｂの表面を潤滑層１１ｃの表面よりも平滑としている。
As shown in FIG. 2, the
The maximum height (Ry) of the
さらに、ダイ１１の型面１１ｂは、最大高さの山頂線に平行な切断レベル０．１μｍで切断した場合に得られる負荷長さ率（ｔｐ）を基準長さに対して６０％としている。負荷長さ率とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定しているように、基準長さの粗さ曲線を山頂線に平行な切断レベルで切断した場合に得られる切断長さの和の基準に対する比を百分率で表したものである。なお、基準長さは０．８ｍｍ、評価長さは４ｍｍとしている。
Furthermore, the
次に、前記高圧成形用金型１０を用いて磁性圧粉成形体の成形方法について説明する。
下パンチ１３を、図１に示すように、予めダイ１１のキャビティ１１ａの底面に固定する。ついで、下パンチ１３で底面を塞いだダイ１１のキャビティ１１ａ内に磁性粉末Ｐを充填した後、上パンチ１２を下降させ、磁性粉末Ｐを充填しているキャビティ１１ａ内にゆっくりと押し込んでいき、磁性粉末Ｐを磁性圧粉成形体６０の形状に整える。その後、図３に示すように、上パンチ１２を下降させてショットすることにより磁性粉末Ｐを、上パンチ下面１２ａ、下パンチ上面１３ａ、ダイの型面１１ｂで圧縮して磁性圧粉成形体６０を形成する。
Next, a method for forming a magnetic powder compact using the high-pressure molding die 10 will be described.
The
前記磁性粉末Ｐの圧縮成形時にはダイ１１を８０〜１５０℃に加熱し、磁性粉末Ｐを温間で圧縮成形し、上パンチ１２の速度は２０ｍ／ｓと、成形圧は８００ＭＰａとしている。なお、磁性粉末Ｐを加熱せずに成形する場合もある。
At the time of compression molding of the magnetic powder P, the
前記高圧成形用金型１０では、ダイ１１の型面１１ｂの最大高さ（Ｒｙ）を、型面１１ｂに塗布する潤滑層１１ｃの粒子Ｑの平均粒子径Ｄより小さくしている。そのため、ダイ型面１１ｂの凹部１１ｉにはまり込んでしまう粒子Ｑがほとんどない。また、凹部１１ｉに粒子Ｑが一時的に入ったとしても、図２に示すように、型面１１ｂの最大高さ（Ｒｙ）を規定する凸部１１ｊの先端を通る内周側の表面ラインＴからは粒子Ｑが必ず突出するため、圧縮した磁性圧粉成形体６０の側周面６０ｃに潤滑層１１ｃの粒子Ｑが必ず接触する。
In the high-pressure molding die 10, the maximum height (Ry) of the
従って、潤滑層１１ｃの粉末潤滑剤の効力を発揮させることができ、磁性圧粉成形体６０を抜き出し時に、磁性圧粉成形体６０の側周面６０ｃとダイ１１の型面１１ｂとの間の摩擦抵抗を低減させ、高圧成形において磁性圧粉成形体６０への側圧力Ｎが高くなっても、ダイ１１から磁性圧粉成形体６０をスムーズに抜き出すことができる。よって、ダイ１１の破損や磁性圧粉成形体６０に発生するクラックを防止することができる。
さらに、高密度の磁性圧粉成形体６０を作製することができるため、圧粉磁心のような焼結しない成形体を高密度に作製することができる。また、成形後に焼結する場合でも寸法収縮によるバラツキを小さくすることがでるため寸法精度を向上させることができる。
Therefore, the effectiveness of the powder lubricant of the
Furthermore, since the high-density magnetic compact 60 can be produced, a non-sintered compact such as a dust core can be produced with high density. Further, even when sintering after molding, variation due to dimensional shrinkage can be reduced, so that dimensional accuracy can be improved.
図４乃至図６は本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態の高圧成形金型１００は、図４に示すように、上パンチ１２を上第１分割パンチ４０と上第２分割パンチ５０とに分割していると共に、成形する磁性圧粉成形体を成形面に段を有する分割ステータコア２０の形状としている構成を第１実施形態と相違させている。
4 to 6 show a second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the high-pressure molding die 100 of the second embodiment divides the
前記高圧成形金型１００で成形する分割ステータコア２０は、円環状に配置してステータ（図示せず）を形成するもので、図４および図５に示すように、上下面２０ａ、２０ｂを上下パンチ１２、１３で成形する成型面としている一方、側周面２０ｃをダイ１１の内周面からなる型面１１ｂで成形している。また、ティース部２１と鍔部２３の上下面２１ａ、２１ｂを平面としている一方、該上下面２１ａ、２１ｂとバックヨーク部２２の上下面２２ａ、２２ｂとは上下に段差を有している。
The divided
上パンチ１２は、上パンチ下面１２ａの成形面に設けている段差部１２ｅの境界位置で、成形面と直交方向に上パンチ１２を分割して上第１分割パンチ４０、上第２分割パンチ５０とに分割している。この上第１分割パンチ４０の下面４０ａが分割ステータコア２０のバックヨーク部上面２２ａを成形すると共に、上第２分割パンチ５０の下面５０ａがティース部および鍔部上面２１ａを成形するようにしている。
上第１、第２分割パンチ４０、５０の対向する割面４０ｂ、５０ｂ間にクリアランスＣを設け、該割面４０ｂ、５０ｂに夫々潤滑層４１、５１を設けており、これら潤滑層４１、５１の対向面を当接させ、クリアランスＣをほぼ塞いでいる。前記潤滑層４１、５１はダイの型面１１ｂに塗布している粉末潤滑剤と同様の粉末樹脂剤を塗布している。
The
A clearance C is provided between the opposing split surfaces 40b, 50b of the upper first and second split punches 40, 50, and
下パンチ１３は、前記のように、ダイ１１のキャビティ１１ａの底面に固定しており、下パンチ１３の上面１３ａを成形面とし、分割ステータコア２０のバックヨーク部下面２２ｂ、ティース部および鍔部下面２１ｂを成形するため段差部１３ｅを有している。該段差部１３ｅで、下パンチ１３も上パンチ１２と同様、下第１パンチ７０と下第２分割パンチ８０とに分割しており、割面７０ａ、８０ａに潤滑層７１、８１を塗布している。
As described above, the
キャビティ１１ａの断面形状は、図６（Ａ）に示すように、分割ステータコア２０の上下面２０ａ、２０ｂの形状としており、複数の角部１１ｄを有している。該複数の角部１１ｄの中で成形時にダイ１１の引張強度以上の引張応力が負荷される角部１１ｈでは、該角部１１ｈの先端からダイ１１の外周端にかけての分割ライン１１ｅで上パンチ１２の摺動方向にダイ１１を分割している。キャビティ１１ａ側から外周端にかけた分割ライン１１ｅの途中には、１つの屈曲部１１ｆを設けており、該屈曲部１１ｆの角度αを９０度している。
As shown in FIG. 6A, the cross-sectional shape of the
次に、前記高圧成形用金型１０を用いて磁性圧粉成形体の成形方法について説明する。
下パンチ１３を予めダイ１１のキャビティ１１ａの底面に固定してキャビティ１１ａ内に磁性粉末Ｐを充填し、ついで、上第１、第２分割パンチ４０、５０の下面４０ａ、５０ａを下降させ、磁性粉末Ｐを充填しているキャビティ１１ａ内にゆっくりと押し込んでいく。下面４０ａ、５０ａが磁性粉末Ｐに接触した時点で、上第１、第２分割パンチ４０、５０は割面４０ａ、５０ａの潤滑層４１、５１を摺接させて独立して下降して、段差部１２ｅを形成し、同様に、下第１、第２分割パンチ７０、８０は、割面７０ａ、８０ａの潤滑層７１、８１を摺接させて独立して動作して、段差部１３ｅを形成し、磁性粉末Ｐを分割ステータコア２０の形状に整える。その後、上第１、第２分割パンチ４０、５０を独立して下降させてショットすることにより磁性粉末Ｐを分割ステータコア２０の形状に圧縮成形する。
前記構成とすると、成形圧が高圧になる場合であっても、上第１、第２分割パンチ４０、５０の対向する割面４０ｂ、５０ｂ間にクリアランスＣを設け、該割面４０ｂ、５０ｂに夫々潤滑層４１、５１を設けているため、第１、第２分割パンチ４０、５０同士の摩擦抵抗を低減させて、上第１、第２分割パンチ４０、５０の相手攻撃性を低下させることができ、分割パンチの金型寿命を延ばすことができる。
他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a method for forming a magnetic powder compact using the high-pressure molding die 10 will be described.
The
With the above configuration, even when the molding pressure becomes high, a clearance C is provided between the opposing split surfaces 40b, 50b of the upper first and second split punches 40, 50, and the split surfaces 40b, 50b Since the lubricating layers 41 and 51 are provided, respectively, the frictional resistance between the first and second divided punches 40 and 50 is reduced, and the opponent attack of the upper first and second divided punches 40 and 50 is reduced. This can extend the mold life of the split punch.
Since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
なお、本発明は、前記実施形態は限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various forms within the scope of the claims of the present invention.
本発明の高圧成形用金型は、モータ用分割ステータやトランスに好適に用いられるものであり、該分割ステータは自動車用モータのステータ等として好適に用いられる。 The high-pressure molding die of the present invention is suitably used for a motor split stator or transformer, and the split stator is suitably used as a motor motor stator or the like.
１０ 高圧成形用金型
１１ ダイ
１１ａ キャビティ
１１ｂ 型面
１１ｃ 潤滑層
１１ｇ 摺動面
１２ 上パンチ
１２ａ 上パンチ下面
１３ 下パンチ
１３ａ 下パンチ上面
６０磁性圧粉成形体
６０ａ 上面
６０ｂ 下面
６０ｃ 側周面
Ｐ 磁性粉末
Ｑ 粉末潤滑剤の粒子
Ｄ 粉末潤滑剤の平均粒子径
Ｒｙ 最大高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 High pressure molding die 11
Claims (6)
前記パンチが摺接する前記ダイのキャビティを囲む型面の表面に、粉末潤滑剤からなる潤滑層を形成しており、
前記ダイの型面は、その表面粗さの山頂線から谷底線までの最大高さを前記粉末潤滑剤の平均粒子径より小さくし、前記ダイの型面の表面を平滑としていることを特徴とする粉末成形用金型。 A powder molding die that fills a cavity of a die and compresses the powder with a punch to form a molded body,
A lubricant layer made of a powder lubricant is formed on the surface of the mold surface surrounding the die cavity where the punch is in sliding contact,
The die surface of the die is characterized in that the maximum height from the top line to the bottom line of the surface roughness is smaller than the average particle diameter of the powder lubricant, and the surface of the die surface is smooth. Powder molding mold.
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