JP2009091651A - Die apparatus for metal powder injection molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を、金型内部に設けられたキャビティに射出充填して所望の形状の成形体を成形する金属粉末射出成形用金型装置に係わり、特に、肉厚の薄い部位を有する成形体の成形に好適な技術に関する。 The present invention relates to a metal powder injection molding die apparatus for forming a molded body of a desired shape by injection-filling a plastic raw material comprising a metal powder and a binder into a cavity provided inside the die, and in particular, The present invention relates to a technique suitable for molding a molded body having a thin portion.
粉末冶金法は、金属粉末または金属粉末に非金属粉末を配合した粉末を所定の形状および寸法に固める成形工程により得られた成形体を、融点よりも低い温度で加熱して粉末粒子を強固に結合する焼結工程を経て金属製品を製造する技術であり、複雑形状部品をニアネットシェイプに大量生産できることや、溶製法では得られない複合材料を得られる等の利点により、その適用が拡大している。 In the powder metallurgy method, a powder obtained by molding a metal powder or a metal powder mixed with a non-metal powder into a predetermined shape and size is heated at a temperature lower than the melting point to strengthen the powder particles. It is a technology for manufacturing metal products through a combined sintering process, and its application has expanded due to advantages such as the ability to mass-produce complex shaped parts in a near net shape and the ability to obtain composite materials that cannot be obtained by the melting method. ing.
このような粉末冶金法は、原料粉末をダイのキャビティ内に充填し、これをパンチで加圧して圧粉成形した後、得られた成形体を焼結する押型成形法と、原料粉末を多量のバインダーとともに混練して可塑性をもたせた原料をモールド内のキャビティに加圧充填し、得られた成形体を加熱してバインダーを除去した後、焼結する射出成形法に大別される。 In such a powder metallurgy method, a raw material powder is filled in a cavity of a die, pressed with a punch and compacted, and then an obtained molding is sintered. It is roughly classified into an injection molding method in which a raw material kneaded with a binder is plastic-filled into a cavity in a mold and the obtained molded body is heated to remove the binder and then sintered.
押型成形法では、原料粉末の流動性および金型に対する潤滑性のため、1質量%以下程度の成形潤滑剤を原料粉末に混入する場合があるが、成形潤滑剤の使用量が少ないため、焼結工程の初めの段階で揮発除去することが容易で、脱脂工程が短くて済むという利点がある。押型成形法では、原料粉末のダイへの充填は、フィーダ(粉箱)と呼ばれる粉末供給装置より原料粉末をダイ等で形成される空間に落とし込む方法で行われるが、この方法では充填量にばらつきが発生することが避けられない。また、肉厚が薄い製品を押型成形法で得ようとすると、キャビティの小さい空隙に原料粉末を充填する必要があるため、原料粉末の粒径が小さいものを用いる必要がある。この場合には、原料粉末の流動性が低下するとともに充填性が低下して、安定した原料粉末の供給が行えない。このため、押型成形法により製品を製造する場合には、ある程度の大きさの製品であることが必要となる。 In the injection molding method, a molding lubricant of about 1% by mass or less may be mixed into the raw material powder because of the fluidity of the raw material powder and the lubricity with respect to the mold. There is an advantage that it is easy to volatilize and remove at the initial stage of the binding process, and the degreasing process can be shortened. In the injection molding method, the raw material powder is filled into the die by a method of dropping the raw material powder into a space formed by a die or the like from a powder feeder called a feeder (powder box). Is inevitable. In addition, if an attempt is made to obtain a product with a small wall thickness by the injection molding method, it is necessary to fill the raw material powder into a cavity having a small cavity, and therefore it is necessary to use a material powder having a small particle size. In this case, the fluidity of the raw material powder is lowered and the filling property is lowered, so that stable raw material powder cannot be supplied. For this reason, when a product is manufactured by an injection molding method, the product needs to have a certain size.
射出成形法は、原料が可塑性を有するため上記の押型法では成形できないアンダーカット等(オーバーハングした部位)を有する形状にも成形できるという利点がある。また、原料が可塑性を有するため上記の押型成形法に比してキャビティの小さい空隙に原料粉末を充填できるという利点も有する。しかしながら、原料の流動性を確保するため、原料粉末に30〜70体積%の熱可塑性樹脂等のバインダーを添加して混練する必要がある。この場合、成形体に多量のバインダーを含有しているため、これを除去する脱バインダー工程に時間がかかるという欠点がある。また、肉厚が極めて薄い製品を得ようとすると、原料を充填するキャビティの空隙が微少であるため、高圧で原料を充填する必要がある。ところが、高圧で原料を射出して充填すると、流動しやすいバインダーのみが微少空隙に流れてしまい、金属粉末を均一に充填することが難しい。このため、射出成形法により肉厚が薄い製品を製造する場合でも、ある程度の薄さまでの製品にしか対応できない。 The injection molding method has an advantage that it can be molded into a shape having an undercut or the like (overhanged portion) that cannot be molded by the above-described mold method because the raw material has plasticity. In addition, since the raw material has plasticity, it has an advantage that the raw material powder can be filled in a void having a small cavity as compared with the above-described press molding method. However, in order to ensure the fluidity of the raw material, it is necessary to add and knead 30 to 70% by volume of a binder such as a thermoplastic resin to the raw material powder. In this case, since the molded body contains a large amount of binder, there is a drawback that it takes time to remove the binder. In addition, when trying to obtain a product with a very thin wall thickness, since the voids in the cavity for filling the raw material are very small, it is necessary to fill the raw material at a high pressure. However, when the raw material is injected and filled at a high pressure, only the binder that easily flows flows into the minute voids, and it is difficult to uniformly fill the metal powder. For this reason, even when a product with a thin wall thickness is manufactured by an injection molding method, it can only deal with products up to a certain thickness.
このような状況の下、押型成形法と射出成形法の長所を兼ね備えた成形法が提案されている(特許文献1等)。特許文献1等に開示された技術は、原料粉末に通常の押型成形法で与える以上の多量のバインダー等を与えた原料を用いて押型成形する方法である。特許文献1によれば、射出成形法では原料を均一に充填できないような微少空隙にも原料を充填でき、肉厚が極めて薄い製品の製造に対応可能である。また、射出成形法に比してバインダーの添加量が少なく、その分脱バインダー時間を短くできるため、射出成形法で製造する場合よりも安価に製造可能である。
Under such circumstances, there has been proposed a molding method that combines the advantages of the injection molding method and the injection molding method (
特許文献1の製造方法において、原料は、一般の押型法で扱えるように、ある程度の大きさの造粒粉末として、フィーダ等の粉末供給装置による充填方法を用いて供給される。しかしながら、肉厚が極めて薄い製品を成形する場合、キャビティの空隙が微小であるため、一般の押型法で用いる粉末供給装置に適した粉末の大きさに造粒すると、粒径が大きいため均一かつ緻密に造粒粉末を充填することが難しい。一方、造粒粉末の粒径を小さくすると、原料粉末の流動性が低下する。従って、好適な大きさの造粒粉末に調整することは容易ではない。
In the production method of
特許文献1では、所定の量を充填出来るように原料を1回の充填量に相当する量のペレットとしてまとめ、ペレット単位で原料を供給することを好ましい態様としている。しかしながら、この場合、ペレット作製工程が追加されて工数が増える。また、均質な製品を製造するためには、このペレット作製工程において得られるペレットを均質に管理する必要があり、この管理の手間が増える。さらに、ペレットを作製する際、軟化し易いように原料を加熱するため、ペレットを作製するための余分な熱エネルギーが必要となる。
In
そこで、本発明は、肉厚が極めて薄い製品をより効率的に製造するため、原料の供給が容易な射出成形用金型装置を提供するものであり、原料である粉末の造粒が容易であり、原料からペレットを作製する工程を追加して管理項目を増やしたり、成形過程における余分な熱エネルギーを必要としない技術を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides an injection mold apparatus in which raw material can be easily supplied in order to more efficiently produce a product having an extremely thin wall thickness, and it is easy to granulate the raw material powder. The purpose is to provide a technique that does not require extra heat energy in the molding process, or adds a process for producing pellets from raw materials to increase management items.
本発明の金型装置は、固定金型と可動金型とからなる金型内部に設けられたキャビティに、固定金型および可動金型の少なくとも一方に設けられたゲートより、金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を射出充填する金属粉末射出成形用金型において、固定金型と可動金型のうち少なくとも一方が複数の金型に分割され、キャビティに、金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を射出充填した後、複数に分割された金型を駆動することにより、キャビティの容積を一定にしてキャビティを変形させるとともに、キャビティに充填された可塑性の原料を体積一定で変形させて成形体を成形できるようにしたことを特徴とする。上記構成の金型装置にあっては、キャビティに射出充填された原料の体積を一定にして、原料の一部を押し出しして成形体を成形するため、キャビティの小さい隙間に原料を充填する必要がない。従って、原料である粉末の粒径の影響を小さくすることができ、粉末の造粒が容易である。また、一定量の原料を金型内に充填できるため、ペレット作製工程が不要である。 The mold apparatus according to the present invention includes a metal powder and a binder from a gate provided in at least one of a fixed mold and a movable mold in a cavity provided in a mold including a fixed mold and a movable mold. In a metal powder injection mold for injection-filling a plastic raw material, at least one of a fixed mold and a movable mold is divided into a plurality of molds, and a plastic raw material composed of metal powder and a binder is placed in a cavity. After injection filling, by driving a mold divided into multiple parts, the cavity is deformed while keeping the volume of the cavity constant, and the molded material is formed by deforming the plastic raw material filled in the cavity at a constant volume. It is possible to do it. In the mold apparatus configured as described above, the volume of the raw material injected and filled in the cavity is made constant, and a part of the raw material is extruded to form a molded body. Therefore, it is necessary to fill the raw material into a small gap in the cavity. There is no. Therefore, the influence of the particle diameter of the raw material powder can be reduced, and the powder can be easily granulated. In addition, since a certain amount of raw material can be filled in the mold, a pellet manufacturing step is unnecessary.
本発明の金型装置において、固定金型と可動金型のうち少なくとも一方に、キャビティ内部に突出する突出パンチと後退する後退パンチとに分割した金型を設けることが好ましい。この場合、キャビティに金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を射出充填した後、突出パンチをキャビティ内に突出させるとともに、後退パンチをキャビティより後退させて、キャビティに射出充填された原料の体積を一定にして、原料の一部を押し出しして成形体を成形する。 In the mold apparatus of the present invention, it is preferable that at least one of the fixed mold and the movable mold is provided with a mold divided into a projecting punch projecting into the cavity and a retracting punch retracting. In this case, after the plastic raw material consisting of metal powder and binder is injected and filled into the cavity, the protruding punch is protruded into the cavity and the retreating punch is retracted from the cavity, so that the volume of the raw material injected and filled into the cavity is constant. Then, a part of the raw material is extruded to form a molded body.
具体的には、キャビティは、可塑性の原料の射出充填時に例えば略円柱状とされ、後退パンチは例えば円筒状であり、後退パンチを設けた金型の内周面と摺動自在に嵌合する。突出パンチは例えば円柱状であり、後退パンチの内周面と摺動自在に嵌合する。後退パンチを設けた金型のキャビティによりコップ状成形体の外周を、後退パンチを設けていない金型によりコップ状成形体の底部を、後退パンチによりコップ状成形体の縁部を、突出パンチによりコップ状成形体の内周面および底部をそれぞれ成形する。 Specifically, the cavity is, for example, substantially cylindrical when the plastic raw material is injected and filled, and the receding punch is, for example, cylindrical, and is slidably fitted to the inner peripheral surface of the mold provided with the receding punch. . The projecting punch has, for example, a cylindrical shape and is slidably fitted to the inner peripheral surface of the receding punch. The outer periphery of the cup-shaped molded body is formed by the cavity of the mold provided with the reverse punch, the bottom of the cup-shaped molded body is formed by the mold not provided with the backward punch, the edge of the cup-shaped molded body is formed by the backward punch, and the protruding punch The inner peripheral surface and the bottom of the cup-shaped molded body are respectively molded.
後退パンチの肉厚は、例えば0.05〜0.26mmである。本発明の金型装置により薄肉製品を成形するにあたり、原料として、金属粉末に、熱可塑性樹脂とワックスからなるバインダーを40〜60体積%添加して、加熱混練した可塑性の原料を用いることができる。 The thickness of the receding punch is, for example, 0.05 to 0.26 mm. In forming a thin product with the mold apparatus of the present invention, a plastic raw material obtained by adding 40 to 60% by volume of a binder made of a thermoplastic resin and a wax to a metal powder and heating and kneading can be used as a raw material. .
本発明の射出成形用金型装置によれば、原料である粉末の造粒が容易であり、原料からペレットを作製する工程を追加して管理項目を増やしたり、成形過程における余分な熱エネルギーの必要がない。これらより、肉厚が極めて薄い製品をより効率的に製造できるという優れた効果を奏する。 According to the mold apparatus for injection molding of the present invention, it is easy to granulate powder as a raw material, and the number of management items can be increased by adding a process for producing pellets from the raw material, or excess heat energy in the molding process can be increased. There is no need. As a result, it is possible to produce a product having an extremely thin wall thickness more efficiently.
以下、薄肉の製品の一例として冷陰極蛍光ランプ用電極の製造を例にとり、図面を参照して本発明の金型装置の構成と動作を説明するとともに、本金型装置を用いた成形体の成形方法について説明する。 Hereinafter, as an example of a thin product, taking the production of an electrode for a cold cathode fluorescent lamp as an example, the configuration and operation of the mold apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings, and a molded body using the mold apparatus will be described. A forming method will be described.
図1に示すように、冷陰極蛍光ランプは、ガラス管1内に、端子2で外部に接続された電極3が両端に配置された構造をしており、このガラス管1の内面に蛍光体4を塗布するとともに、希ガスと微量の水銀からなる封入ガス5を封入して構成されている。この両端の電極3に高電界を加えて低圧の水銀蒸気中でグロー放電を発生させ、この放電により励起された水銀が紫外線を発生するとともに、この紫外線によりガラス管1内面の蛍光体4を励起して発光させる。近年、ここで用いられる電極3としては、ホローカソード効果を得るため、図2に示すような底部3aと円筒部3bからなる有底円筒状に形成したものが用いられている。この場合、端子2は有底円筒状電極3の底部3aにろう付け等で接着されるが、端子2と電極3とが一体形状となっているものもある。
As shown in FIG. 1, the cold cathode fluorescent lamp has a structure in which electrodes 3 connected to the outside by terminals 2 are arranged at both ends in a
このような構成の冷陰極蛍光ランプは、近年、液晶ディスプレイのバックライト用光源として用いられており、また、最近では、液晶テレビやカーナビゲーションシステムの液晶ディスプレイ等にも適用され、その需要が拡大している。さらに、一つの製品に使用される冷陰極蛍光ランプの本数は、15インチ以下の液晶ディスプレイ等では、テレビ用で4〜6本、モニタ用で1〜2本であるが、大型モニタやテレビ用では必要な輝度を得るために複数本の冷陰極蛍光ランプが使用される。このため、冷陰極蛍光ランプの需要は急激に拡大している。 In recent years, the cold cathode fluorescent lamp having such a configuration has been used as a light source for backlights of liquid crystal displays, and has recently been applied to liquid crystal displays for liquid crystal televisions and car navigation systems, and the demand for such cold cathode fluorescent lamps has expanded. is doing. Furthermore, the number of cold cathode fluorescent lamps used in one product is 4-6 for TVs and 1-2 for monitors for liquid crystal displays of 15 inches or less, but for large monitors and TVs. In order to obtain the required brightness, a plurality of cold cathode fluorescent lamps are used. For this reason, the demand for cold cathode fluorescent lamps is rapidly expanding.
上記のような冷陰極蛍光ランプにおいては、近年、液晶ディスプレイ等の低消費電力化、高輝度・高精細化等の性能向上の要求に対応するため、陰極降下電圧の低下、耐スパッタ性等の電極材料の特性向上が求められている。そして、そのような特性向上のために、より薄肉の電極が求められている。 In the cold cathode fluorescent lamp as described above, in order to meet the demand for performance improvement such as low power consumption, high brightness and high definition of liquid crystal displays in recent years, reduction of cathode fall voltage, spatter resistance, etc. There is a need for improved properties of electrode materials. In order to improve such characteristics, thinner electrodes are required.
図3は、本発明の金型装置の構成と動作を説明する模式図である。金型装置は、コップ状成形体の底面を成形する金型面11を有する固定金型10と、コップ状成形体の外周面を成形する内周面21を有する可動金型20と、コップ状成形体の縁部を成形する端面31を有する円筒状の後退パンチ30と、コップ状成形体の底部を成形する端面41およびコップ状成形体の内周面を形成する外周面42を有する円柱状の突出パンチ40から構成されている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration and operation of the mold apparatus of the present invention. The mold apparatus includes a fixed
固定金型10と可動金型20は、一般の射出成形に用いる金型と同様に、各々の端面を密着させて配置され型締めされ、成形体の取り出しにあたっては、可動金型20が図示していない駆動装置により型開きする。固定金型10にはゲート51およびスプルー61が、可動金型20にはゲート52およびスプルー62がそれぞれ対に形成されている。なお、本実施形態においては、ゲートおよびスプルーを固定金型10と可動金型20の両者に形成したが、いずれか一方にのみ形成してもよい。
The fixed
突出パンチ40は図示していないシリンダ等の駆動装置により、進退可能に構成されている。後退パンチ30は図示していないスプリング等により保持され、あるいは別の駆動装置により、突出パンチ40の突出、後退に応じて進退可能に構成されている。後退パンチ30の内周面は突出パンチ40の外周面と摺動自在に嵌合し、後退パンチ30の外周面は可動金型20の内周面21と摺動自在に嵌合しており、固定金型10に対向している。
The protruding
上記構成の金型装置は、次のようにして動作する。すなわち、原料Mの充填時においては、図3(a)に示すように、固定金型10の金型面11、可動金型20の内周面21、後退パンチ30の端面31、突出パンチ40の端面41とにより所望の容積のキャビティを形成する。このキャビティにスプルー61,62およびゲート51,52を介して可塑性の原料Mを射出して充填する。
The mold apparatus having the above-described configuration operates as follows. That is, when filling the raw material M, as shown in FIG. 3A, the
このようにしてキャビティに原料Mが充填された後、図3(b)に示すように、突出パンチ40をキャビティ内に進入させて(図中の下向き矢印の方向)原料Mを押圧し、突出パンチ40の端面41によりコップ状成形体の底部3aを形成する。このとき、後退パンチ30を後退させることにより(図中の上向き矢印の方向)、可動金型20の内周面21と、後退パンチ30の端面31と、突出パンチ40の外周面42とにより形成される円筒状のキャビティに原料Mを後方押し出しして、電極の円筒部3bを形成する。このため、キャビティの小さい隙間に原料Mを充填する必要がなく、原料Mである粉末の粒径の影響を小さく出来るため、造粒が容易となる。また、スプルー61,62よりキャビティ内に充填した原料Mが漏れ出してキャビティ内の原料Mの容積が減ることがないように、ゲート51,52からキャビティ内では原料Mを射出時の圧力において維持する必要がある。さらに、原料Mに背圧を加えながら後退パンチ30を後退させて成形すると、成形体の円筒部3bの縁部の高さが均一に成形できるとともに、原料Mの密度がキャビティ内に均一に作用して、成形後に得られる成形体の密度が均一となるため好ましい。
After the cavity is filled with the raw material M in this way, as shown in FIG. 3B, the protruding
上記の充填工程および成形工程においては、原料Mは軟化して流動性がある状態で用いられるが、成形完了後の抜き出し工程時において、原料Mが軟化したままであると成形体の形状が保持できず、抜き出し時もしくは抜き出し後に型くずれが生じる。このため、抜き出し工程は、バインダー中に含まれる熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度に冷却した後に行う。このようにすることで有底円筒状成形体が硬化し、抜き出し時および抜き出し後も成形時の形状が保持され、取扱いも容易になる。 In the above filling process and molding process, the raw material M is used in a softened and fluid state, but the shape of the molded body is maintained if the raw material M remains soft during the extraction process after completion of molding. This is not possible, and the mold is deformed at the time of extraction or after extraction. For this reason, an extraction process is performed after cooling to the temperature below the softening point of the thermoplastic resin contained in a binder. By doing so, the bottomed cylindrical molded body is cured, and the shape at the time of molding is maintained even during and after the extraction, and the handling becomes easy.
上記の温度に冷却されて成形体Pが固化したら、図3(c)に示すように、可動金型20を固定金型10との密着状態より開放して、固定金型10と離間する方向に移動させるとともに、突出パンチ40を図面上方に退避させ、最後に後退パンチ30を成形体Pの円筒部3bの縁部から離間する方向に退避させて、成形体Pを成形金型より抜き出す。成形体Pの抜き出しが容易になるよう、固定金型10の金型面11に抜き出しピンを設けておいてもよい。
When the molded body P is cooled to the above temperature and solidified, as shown in FIG. 3C, the
上記により得られる成形体Pはコップ状成形体P1とランナP2からなり、図3(d)に示すように、ランナP2を除去することによりコップ状成形体P1が得られる。このとき、成形体Pは、金属粉末がバインダにより結着されただけのきわめて脆いものであるため、手作業で容易にコップ状成形体P1とランナP2に分離することができる。また、このランナP2の除去作業をより一層容易にするため、一般の射出成形法において行われているように、固定金型10のゲート51または可動金型20のゲート52として、ゲートの断面積の小さいゲートを用いることは好ましい。これにより、ゲート部分で容易に分離することができる。
Moldings P obtained by the above consists cup-shaped molded product P 1 and the runner P 2, as shown in FIG. 3 (d), a cup-shaped molded product P 1 is obtained by removing the runner P 2. In this case, the molded body P, since the metal powder is of only very fragile is bound with a binder, it can be readily separated into a cup-shaped article P 1 and runner P 2 manually. Further, in order to make the removal of the runner P 2 even easier, the gate is cut off as the
上記の本発明の金型装置によれば、射出成形法で成形することが難しい、肉厚が0.05〜0.26mmの薄肉製品を成形することが可能である。このような薄肉製品を成形するためには、後退パンチの肉厚を0.05〜0.26mmとすればよい。また、上記の本発明の金型装置によれば、特許文献1のようなペレット作製工程が不要であるため工数を低減することができる。また、均一量の原料をキャビティ内に充填できるため、ペレットを均質に管理する手間を省くことができる。さらに、加熱して作製するペレットが不要なため、原料の成形に必要な熱エネルギーを削減することができ、より効率的に薄肉の製品を製造できるという優れた効果を奏する。
According to the above-described mold apparatus of the present invention, it is possible to mold a thin product having a thickness of 0.05 to 0.26 mm, which is difficult to be molded by an injection molding method. In order to form such a thin product, the thickness of the receding punch may be 0.05 to 0.26 mm. Further, according to the above-described mold apparatus of the present invention, the number of steps can be reduced because the pellet manufacturing process as in
上記の本発明の金型装置を用いて冷陰極蛍光ランプ用電極を製造する場合には、原料として、モリブデン粉末および/またはタングステン粉末を主原料とする金属粉末に、熱可塑性樹脂とワックスからなるバインダーを40〜60体積%添加して、加熱混練したものを用いることができる。 When manufacturing an electrode for a cold cathode fluorescent lamp using the above-described mold apparatus of the present invention, a metal powder mainly composed of molybdenum powder and / or tungsten powder as a raw material is made of a thermoplastic resin and a wax. What added 40-60 volume% of binders and knead | mixed by heating can be used.
金属粉末として、モリブデン粉末またはタングステン粉末のみで用いることができ、モリブデン粉末とタングステン粉末を、体積比で、Mo:W=10:90〜90:10の範囲で混合して用いてもよい。また、モリブデン粉末、タングステン粉末、およびこれらの混合粉末のうちのいずれかに5質量%以下のニッケル粉末を添加して用いてもよい。さらに、チタン炭化物、モリブデン炭化物、タングステン炭化物、バナジウム炭化物、ジルコニウム炭化物、ニオブ炭化物、タンタル炭化物、ハフニウム炭化物等の金属炭化物粉末を1〜50体積%の範囲で添加してもよい。これらの金属粉末や金属炭化物粉末は、粒径が10μm以下のものが適している。また粉末の形状としては、凹凸の少ないものが適しており、主原料となるモリブデン粉末の場合はタップ密度が3.0Mg/m3以上となる粉末、タングステン粉末の場合はタップ密度が、5.6Mg/m3以上となる粉末が適している。
As the metal powder, only molybdenum powder or tungsten powder can be used, and molybdenum powder and tungsten powder may be mixed and used in a volume ratio of Mo: W = 10: 90 to 90:10. Moreover, you may add and
バインダーは、原料に可塑性を付与する熱可塑性樹脂および、金属粉末と金型(ダイおよびパンチを含む)との間の摩擦を低減するワックスからなるものが好適である。熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエチレンビニルアセテート等が用いられ、ワックスとしては、パラフィンワックス、ウレタンワックス、カルナバワックス等が用いられる。また熱可塑性樹脂とワックスは、20:80〜60:40の範囲で構成すると好適なバインダーとなる。このようなバインダーは、原料をキャビティの微小な空隙に流動させるため40体積%以上が必要であるが、60体積%を超えてバインダーを添加すると、原料の成形後に行われる脱バインダー工程が長時間となって製造コストが増加する。このことから、バインダーの添加量は40〜60体積%とすると好適である。 The binder is preferably made of a thermoplastic resin that imparts plasticity to the raw material and a wax that reduces friction between the metal powder and the mold (including the die and punch). As the thermoplastic resin, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyacetal, polyethylene vinyl acetate, or the like is used. As the wax, paraffin wax, urethane wax, carnauba wax, or the like is used. Moreover, when the thermoplastic resin and the wax are configured in the range of 20:80 to 60:40, they are suitable binders. Such a binder requires 40% by volume or more in order to cause the raw material to flow into the minute voids of the cavity. However, if the binder is added in excess of 60% by volume, the debinding step performed after forming the raw material takes a long time. As a result, the manufacturing cost increases. Therefore, it is preferable that the amount of binder added is 40 to 60% by volume.
また、上記のようにして得られたコップ状成形体は、特許文献1と同様に、バインダー成分の熱分解温度に加熱する脱バインダー工程、および金属粉末どうしを金属的に拡散結合させる焼結工程を経て冷陰極蛍光ランプ用電極となる。このようにして得られる冷陰極蛍光ランプ用電極は、主原料としてモリブデンおよび/またはタングステンを用いているため、陰極降下電圧の低下、耐スパッタ性等の特性が向上している。上記の製造方法によると、電極の小型化が可能であるとともに、より一層効率よく製造できるため、電極を安価に供給できる。従って、本発明の金属粉末射出成形用金型装置及びこれを用いた製造方法は、冷陰極蛍光ランプ用電極の製造に適している。
In addition, the cup-shaped molded body obtained as described above has a debinding step of heating to the thermal decomposition temperature of the binder component and a sintering step of metallicly bonding the metal powders together as in
なお、上記は冷陰極蛍光ランプ用電極の製造例として、薄肉のコップ状成形体を製造する場合の金型装置および成形方法について説明したが、本発明の金型装置および成形方法によれば、図4で示されるカム形状等の成形体も成形可能である。 In addition, although the above demonstrated the mold apparatus and molding method in the case of manufacturing a thin cup-shaped molded body as an example of manufacturing a cold cathode fluorescent lamp electrode, according to the mold apparatus and the molding method of the present invention, Molded bodies such as cam shapes shown in FIG. 4 can also be molded.
また、上記では可動金型のみを複数の金型に分割し、可動金型に突出パンチおよび後退パンチを設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図5および図6に示すように、固定金型10および可動金型20の両方を複数の金型に分割し、固定金型10に底面形成パンチ50を設け、可動金型20に突出パンチ40および後退パンチ30を設けてもよい。この場合、底面形成パンチ50によりコップ状成形体の底面を成形する。また、固定金型10の内周面および底面形成パンチ50、可動金型20の内周面21、後退パンチ30の端面31、突出パンチ40の端面41により所望の容積のキャビティが形成される。
In the above description, only the movable mold is divided into a plurality of molds, and the movable mold is provided with the protruding punch and the backward punch. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, both the fixed
さらに、上記では後方押し出しにより原料の成形を行ったが、本発明における原料の押し出し形態はこれに限定されない。例えば、図5に示すように、キャビティに原料Mを充填した後、後退パンチ30を後退させ(図中の上向き矢印の方向)、同時に底面形成パンチ50をキャビティ内に進入させて(図中の上向き矢印の方向)、原料Mを前方押し出しして成形してもよい。さらに、図6に示すように、キャビティに原料Mを充填した後、突出パンチ40をキャビティ内に進入させ(図中の下向き矢印の方向)、後退パンチ30を後退させ(図中の上向き矢印の方向)、底面形成パンチ50をキャビティ内に進入させて(図中の上向き矢印の方向)、原料Mを成形してもよい。このとき、原料Mは前方押し出しと後方押し出しを同時に行う複合押し出しにより成形される。また、上記と同様に、これらの成形工程は原料Mが軟化して流動性のある状態で行われる。
Furthermore, in the above, the raw material was formed by backward extrusion, but the raw material extrusion form in the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, after filling the cavity with the raw material M, the receding
10…固定金型、20…可動金型、30…後退パンチ、40…突出パンチ、50…底面形成パンチ、M…可塑性原料、P…成形体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記固定金型と前記可動金型のうち少なくとも一方が複数の金型に分割され、
前記キャビティに、金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を射出充填した後、前記複数に分割された金型を駆動することにより、前記キャビティの容積を一定にして前記キャビティを変形させるとともに、前記キャビティに充填された可塑性の原料を体積一定で変形させて成形体を成形することを特徴とする金属粉末射出成形用金型装置。 A plastic material made of metal powder and a binder is injected into a cavity provided inside a fixed die and a movable die from a gate provided in at least one of the fixed die and the movable die. In filling metal powder injection mold,
At least one of the fixed mold and the movable mold is divided into a plurality of molds,
After the plastic raw material composed of metal powder and binder is injected and filled into the cavity, the cavity is deformed while the volume of the cavity is constant by driving the plurality of molds. A mold apparatus for metal powder injection molding, wherein a molded material is formed by deforming a plastic raw material filled in a fixed volume.
前記キャビティに金属粉末とバインダーからなる可塑性の原料を射出充填した後、前記突出パンチを前記キャビティ内に突出させるとともに、前記後退パンチを前記キャビティより後退させて、キャビティに射出充填された原料の体積を一定にして、原料の一部を押し出しして成形体を成形することを特徴とする請求項1に記載の金属粉末射出成形用金型装置。 At least one of the fixed mold and the movable mold is provided with a mold divided into a projecting punch projecting into the cavity and a retreating punch that retreats,
After injection filling the cavity with a plastic raw material consisting of metal powder and binder, the protruding punch is protruded into the cavity, and the retracting punch is retracted from the cavity, and the volume of the raw material injected into the cavity is filled. 2. A mold apparatus for metal powder injection molding according to claim 1, wherein a molding is formed by extruding a part of the raw material with a constant value.
前記後退パンチが、円筒状であり、前記後退パンチを設けた金型の内周面と摺動自在に嵌合し、
前記突出パンチが、円柱状であり、前記後退パンチの内周面と摺動自在に嵌合し、
前記後退パンチを設けた金型のキャビティでコップ状成形体の外周を、前記後退パンチを設けていない金型でコップ状成形体の底部を、前記後退パンチでコップ状成形体の縁部を、前記突出パンチでコップ状成形体の内周面および底部を、それぞれ成形することを特徴とする請求項2に記載の金属粉末射出成形用金型装置。 The cavity is substantially cylindrical at the time of injection filling of the plastic raw material,
The receding punch is cylindrical, and is slidably fitted to the inner peripheral surface of the mold provided with the receding punch,
The protruding punch is cylindrical, and is slidably fitted to the inner peripheral surface of the receding punch,
The outer periphery of the cup-shaped formed body is formed by a cavity of the mold provided with the retreat punch, the bottom of the cup-shaped formed body is formed by the mold not provided with the retreat punch, and the edge of the cup-shaped formed body is formed by the retreat punch. The metal powder injection molding die apparatus according to claim 2, wherein an inner peripheral surface and a bottom portion of the cup-shaped molded body are respectively molded by the protruding punch.
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---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101587435B1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-01-22 | 한국생산기술연구원 | Die for powder injection molding and the method using the same |
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KR102291148B1 (en) * | 2019-12-24 | 2021-08-18 | 고등기술연구원연구조합 | Forming apparatus of powder forming article |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02111502U (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-06 | ||
JPH05320707A (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-03 | Nachi Fujikoshi Corp | Composition for metal powder injection-molding |
JPH07241881A (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-19 | Asahi Glass Co Ltd | Method and apparatus for manufacturing porous body |
JP2000303102A (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Ykk Corp | Manufacture of solidified powder, and device therefor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58217604A (en) * | 1982-06-09 | 1983-12-17 | Hitachi Chem Co Ltd | Method and apparatus for manufacturing powdery formed body |
JPH01100205A (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Grooved metal mold |
SE0203475A0 (en) * | 2002-01-25 | 2003-07-26 | Ck Man Ab | A method and an apparatus for producing multi-level or stepped components for shock (impact) compression of powdered material |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02111502U (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-06 | ||
JPH05320707A (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-03 | Nachi Fujikoshi Corp | Composition for metal powder injection-molding |
JPH07241881A (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-19 | Asahi Glass Co Ltd | Method and apparatus for manufacturing porous body |
JP2000303102A (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Ykk Corp | Manufacture of solidified powder, and device therefor |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013094685A1 (en) * | 2011-12-20 | 2015-04-27 | 株式会社東芝 | Tungsten alloy and tungsten alloy parts, discharge lamp, transmitter tube and magnetron using the same |
JPWO2013179519A1 (en) * | 2012-05-29 | 2016-01-18 | 株式会社東芝 | Tungsten alloy parts, and discharge lamps, transmitter tubes and magnetrons using the same |
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