JP3822174B2 - Shuttle type spark plasma sintering system - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はシャトル式放電プラズマ焼結システムに関し、詳しくは、ダイセットを焼結材料の供給位置と焼結位置との間でシャトル式に往復動作させることにより、超微細結晶組織構造（本発明では結晶粒径が２μｍ以下のものを言う）を有する低融点金属をベース材料とする合金粉末を加圧焼結して成形する加工性に優れかつ機械的性質の優れたアルミニュウム、マグネシュウム、ベリリウム等の低融点金属又は軽金属合金プリフォーム体としての低融点金属又は軽金属焼結体を自動的かつ連続的に、しかも高速で製造するのに適したシャトル式放電プラズマ焼結システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
低融点の軽金属であるアルミニュウム合金は軽量素材として、例えば、自動車、鉄道車、電気・精密機械部品両等の分野でも広く使用されるようになってきている。しかしながら、従来のかかる合金は耐熱性、耐摩耗性、強度等の機械的性質の点で鉄系の材料には及ばない。このような問題を解決するため、近年、粉末の結晶粒径が２μｍ以下で粉末粒子径が５０μｍ以上のアルミニュウム金属の粉末と、Ｓｉのような半金属及びＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属の一種又は二種以上の金属元素より成るアルミニュウム合金粉末、或いはこれに粒径が５μｍ以下のセラミックスを１〜１０容積パーセント配合してつくったアルミニュウム合金粉末を焼結して、超微細結晶組織構造を有していて高強度、高耐熱性を有しかつ従来の焼結品よりも延性に優れた超塑性を有するアルミニュウム合金のプリフォーム体をつくり、かかる超塑性を有するプリフォーム体を高速鍛造法などにより高品位の最終機械部品形状に成形する技術が、例えば特開平１１−２０９８３９号公報に示されるように、開発されてきた。本来上記のような超微細結晶組織構造を有する半金属及び遷移金属とアルミニュウムとを含む合金を１μｍ以下の超微細組織構造を保持したまま溶解、鋳造法で製造することは困難なことであり、組成上は可能ではあっても組織が粗大化し延性や強度が劣る欠点があった。また、これらの材料の超微細結晶組織構造を有する粉末を焼結するといっても、単に従来の通常の焼結方法を適用しただけでは溶解及び鋳造法と同じように粒成長を起こし、組織が粗大化し上記のような性質の優れたアルミニュウム合金を作ることはできない。また、上記公報に記載の技術だけでは、アルミニュウム合金粉末から超微細結晶組織を有し延性や機械的強度に優れたプリフォーム体を１個当たり２０分ないし６０分のサイクルで作ることはできても、１ないし５分以内の短時間にプリフォーム焼結体を自動連続的に高速で製造することはできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するために、放電プラズマ焼結法で代表されるパルス通電加圧焼結法を利用して超微細のアルミニュウム、マグネシュウムのような低融点金属又は軽金属粉末材料を連続的にしかも上記従来の常圧焼結法に比べて高速で焼結して焼結体（プリレフォーム体）を形成する技術が、本出願人による特願２０００−１４５０５７号の「アルミニュウム合金プリフォーム体の製造方法及び製造システム」によって既に提供されている。
上記特許出願に係る装置によりアルミニュウム焼結体を自動的かつ連続的に、高速で製造することが可能になったが、装置の構造及び動作の簡素化及び生産の効率化の点で、更なる改良が要望されている。
【０００４】
したがって、本発明の主目的は、高速で連続的にしかも効率良く軽金属或いは低融点金属焼結体を大量生産できるシャトル式放電プラズマ焼結システムを提供することである。
本発明の他の目的は、軽金属或いは低融点金属粉末材料を焼結する焼結型及びその焼結型と組み合う上、下部パンチをダイセット式にして焼結位置とその他の位置との間でシャトル式に往復動作可能にすることによって、高速で連続的にしかも効率良く低融点金属焼結体を大量生産できるシャトル式放電プラズマ焼結システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焼結すべき低融点金属粉末材料に所望の加圧力及び所望の直流パルス電流を付与して焼結し、低融点金属焼結体とするシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
少なくとも一方が他方に関して相対的に上下運動可能な上部、下部一対の通電加圧部材、前記通電加圧部材に接続されて所望のパルス電流を前記通電加圧部材に供給する電源装置及び前記少なくとも一方の通電加圧部材を上下動させる加圧装置を備えた放電プラズマ焼結機と、
前記焼結機による焼結位置となる第１の位置と前記第１の位置から所望の距離隔てられた第２の位置との区間で直線往復移動可能な少なくとも１台の絶縁構造を有するダイセットであって、前記区間で移動可能になっているベーステーブル、前記ベーステーブルに固定されていて上下方向に伸びる複数の支柱、前記支柱に上下移動可能に案内されていている第１の可動テーブル、前記第１の可動テーブルに取り付けられていて上下に貫通する穴を有する焼結型、前記第１の可動テーブルの上方において前記支柱に上下移動可能に案内されていている第２の可動テーブル、前記穴に整合して前記テーブルに固定された下部パンチ、前記第２の可動テーブルに前記焼結型の前記穴と整合して取り付けられていて下端部が前記焼結型の前記穴内に進入可能な上部パンチを備えたダイセットと、
前記第２の位置に配置されていて前記焼結型の前記穴内に低融点金属粉末材料を充填する充填装置と、
焼結された低融点金属焼結体を前記ダイセットから取り出す取り出し装置と、を備えて構成されている。この場合、好ましくは、焼結型内に充填する低融点金属粉末材料は予め所望の温度に加熱しておく。
本発明のシャトル式放電プラズマ焼結システムによれば、低融点金属合金の焼結体を多量に高速で生産できる。
【０００６】
上記シャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記下部パンチの下端が前記ベーステーブルの下面より下側に突出し、前記上部パンチの上端が前記第２の可動テーブルの上側に突出し、前記ダイセットが前記第１の位置にあるとき前記下部パンチの下端が前記下部通電加圧部材と接触可能で、前記上部パンチの上端が前記上部通電加圧部材と接触可能であってもよい。また、上記シャトル式放電プラズマ焼結システムは、前記焼結型並びに上部及び下部パンチを加熱するヒーターが組み込まれていてもよい。
更に、上記シャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、前記ベーステーブルが上下二つの部分から成り、上部分に前記下部パンチが固定されかつ下部分に前記支柱が固定され、前記上部分が前記支柱により前記下部分に関して相対移動可能に案内され、前記下部分は前記区間に亘って設けられた複数のガイドレール上を移動可能に案内されていてもよい。また、前記ベーステーブルの前記下部分には前記第１の可動テーブルを上下動させる少なくとも一つの第１のアクチュエータと、前記第２の可動テーブルを上下動させる少なくとも一つの第２のアクチュエータとが設けられていてもよい。
また、上記シャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、前記第２の位置から前記第１の位置とは反対側に隔てられ位置において前記ダイセットの移動方向に関して略直角の方向に移動可能な可動台を備え、前記粉末材料を加熱するヒータを組み込んだ粉末材料充填装置が前記可動台上に前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能に配置されていてもよい。
更にまた、前記可動台上に前記充填装置と並んで配設されていて前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能な焼結型清掃装置を備えても、前記可動台上に前記充填装置と並んで配設されていて前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能なパンチ清掃装置を備えても、或いは／及び前記第２の位置に停止している焼結型内に離型材を塗布する離型材塗布装置を備えていもよい。
【０００７】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例について、低融点金属としてアルミニュウム金属材料の焼結を例に説明する。
図１及び図２において、本実施例による放電プラズマ焼結システムが全体を参照番号１で示されている。この実施例の放電プラズマ焼結システム（以下単に焼結システム）１は、ダイセットが２台設けられた複動式として示され、大きく分けて、放電プラズマ焼結機２と、放電プラズマ焼結機（以下単に焼結機）２の中心位置すなわち焼結位置Ａの両側（図１で左右両側）に水平方向に所定の距離直線状に伸びる対のガイド装置１０と、そのガイド装置上に移動可能に配置された二つのダイセット３と、各ダイセットをガイドレール１２上で往復移動させる二つの駆動機構４と、焼結位置から所定の距離Ｌ１隔てられた充填／取り出し位置Ｂから更に焼結位置側に所望の距離Ｌ２隔てられた位置に配置されていてガイドレールの伸長方向すなわち中心線Ｘ−Ｘに沿う方向に略直角の方向に移動する２台の台車装置５と、各台車装置５上に配置されていて焼結型内に粉末材料を充填する粉末充填装置６と、焼結型の本体及びパンチを清掃する型清掃装置７ａないし７ｃと、充填位置Ｂを通って中心線Ｘ−Ｘに略直角の線Ｙ−Ｙ上に配置された２台の製品取り出し装置８と、離型剤塗布装置９とを備え、それらは、図１及び図２に示されるように、放電プラズマ焼結機を中心として左右対称の位置関係に配置されている。なお、各二つのダイセット、駆動機構、台車装置、粉末充填装置、型清掃装置製品取り出し装置、離型剤塗布装置は同じ構造であるから図１及び図２において右側に示されるもののみを説明する。
【０００８】
図１及び図２において、ガイド装置１０は長方形に組み立てられたフレーム１１と、そのフレーム上に固定された一対のガイドレール１２とを備えている。ガイドレール１２は線Ｘ−Ｘに沿う方向に伸びている。
図１ないし図３において、焼結機２は、台２０に互いに隔ててかつ直立状態で固定された複数（この実施例では４個）の支柱２１と、台２０の上部において支柱２１に上下動可能に案内された可動テーブル２２と、焼結機の中心位置（図３で線Ａ−Ａ上）において可動テーブル２２に固定された下部通電加圧部材２３と、支柱２１の上端に固定された上支持板２４と、上支持板２４に下部通電加圧部材２３に対向して配置固定された上部通電加圧部材２５と、台２０の中心部に設けられていて可動テーブル２２を上下動させるアクチュエータ２６とを備えている。下部通電加圧部材２３は可動テーブル２２の上方に向かって所望の長さ突出しており、上部通電加圧部材２５は上支持板２４から下方に向かって所望の長さ突出している。下及び上部通電加圧部材には、図示しないが中には冷却通路が形成され、その冷却通路に水等の冷却流体を通してそれらの通電加圧部材を冷却するようにしている。両通電加圧部材は、例えばステンレススチールで作られている。下部通電加圧部材２３は公知の方法で可動テーブル２２及びアクチュエータ２６に対して電気的に絶縁され、また上部通電加圧部材２５は上支持板２４に対して公知の方法で電気的に絶縁されている。下部及び上部通電加圧部材２３及び２５は、それぞれ別個の導体２７を介して電源装置２８に接続され、その電源装置から焼結電流である直流パルス電流が供給されるようになっている。アクチュエータは流体圧シリンダで良いが、サーボモータ駆動装置のような他の装置でもよい。
上記焼結機は、後述する構成を有するダイセット３が焼結位置に到着すると、アクチュエータ２６が動作して可動テーブル２２と共に下部通電加圧部材２３を押し上げ、ダイセット３の後述する下部パンチ及び上部パンチを上部通電加圧部材２５との間で挟んで加圧し、電源装置２８より両通電加圧部材、下部及び上部パンチ並びに焼結型を介して焼結型内に充填された粉末材料に所望の量の焼結電流（直流パルス電流）を流し、粉末材料を焼結する。
【０００９】
図４ないし図６において、ダイセット３は、互いに平行に配置された矩形板状の下部分３０１と上部分３０２とを有するベーステーブル３０と、ベーステーブル３０の下部分３０１の四隅近くに下部分に直立して配設固定されたガイドロッド３１と、ベーステーブルの上に配置された下側の第１の可動テーブル３２及び上側に第２の可動テーブル３３とを備えている。第１及び第２の可動テーブル３２及び３３は、それぞれ、ベーステーブル３０の上部分とほぼ同じ大きさの矩形の板状体３２１及び３３１で構成され、それぞれに設けられた軸受け部３２２及び３３２によりガイドロッド３１に関して独立して上下移動可能に案内されている。更に、ベーステーブルの上部分３０２は、軸受け部３０４によりガイドロッド３１に上下移動可能に案内されている。
ダイセット３は、更に、それぞれその中心線Ｏ−Ｏ上において、第１の可動テーブルに固定された焼結型３４と、ベーステーブル３０の上部分に固定された焼結型の下部パンチ３５と、第２の可動テーブル３３に固定された上部パンチ３６とを備えている。第１の可動テーブル３２と焼結型３４とは公知の手段、例えば第１の可動テーブルの板状体３２１と焼結型３４との間及び固定部材３２３と焼結型３４と間に配置された絶縁部材３２５及び３２６により電気的に絶縁されている。また、ベーステーブル３０と下部パンチ３５とは公知の手段、例えばベーステーブルの板状体３０２と下部パンチ３５との間に配置された絶縁部材３０５により電気的に絶縁されている。更に、第２の可動テーブル３３と上部パンチ３６とは公知の手段、例えば第２の可動テーブルの板状体３３１と上部パンチ３６との間に配置された絶縁部材３３５により電気的に絶縁されている。焼結型３４は、上下に貫通する穴３４１を画成するように、本実施例では中空円筒状に形成されている。焼結型３４、下部パンチ３５及び上部パンチ３６はアルミニュウム合金粉末を焼結するのに適した材料、例えばダイス鋼などの鉄系の合金で作られるが、その他の材料、例えばグラファイト或いはセラミックス等通電性がれば何れでもよい。焼結型３４の下端面３４２は第１の可動テーブル３２の下面よりわずかに下に突出し、その下端面に下部パンチ３５の上端面が当接できるようになっている。上部パンチ３６の下端部は第２の可動テーブル３３の下面から下方に向かって突出し、焼結型３４の穴３４１内にぴったりと入り得る寸法になっている。下部パンチ３５の下端面はベーステーブル３０の下部分３０１に形成された穴３０５を通して下部分の下面より下方に突出していて、後述するように、焼結機２の下部通電加圧部材２３の上端面と接触できるようになっている。また、上部パンチ３６の上端面は第２の可動テーブル３３の上面より上方に突出していて焼結機の上部通電加圧部材２５の下端面と接触可能になっている。なお、下部及び上部通電加圧部材内には、図示しないが、冷却流体を流す冷却通路が形成され、冷却可能になっている。下部分３０１に形成された穴３０５内には焼結機の下部通電加圧部材２３が入り得るようになっている。
なお、この実施例の下部パンチ３５は、上端面が平坦で焼結型３４の下端面と接触して焼結型の底を塞いでいるが、図１３に示されるように、下部パンチ３５ａの上端面には焼結型３４の貫通穴３４１内に下部から密に装入可能な突起部３５１ａを形成してもよい。
【００１０】
ダイセット３は、更に、第１の可動テーブル３２を上下動させる第１のアクチュエータ３７と、第２の可動テーブル３３を上下動させる第２のアクチュエータ３８とを備えている。第１のアクチュエータは、この実施形態では４個の流体圧シリンダで構成されているが、装置により１個ないし３個のいずれにしてもよい。流体圧シリンダ３７のシリンダ本体３７１は上端がベーステーブルの下部分３０１の下面に直立に固定され、そのピストンロッド３７２の先端、図５で上端は第１の可動テーブル３２の下面に固定されている。したがて、ピストンロッド３７２は上部分３０２に形成された貫通穴（図示せず）を通して伸びている。第２のアクチュエータも、この実施形態では４個の流体圧シリンダで構成されている。流体圧シリンダ３８のシリンダ本体３８１は上端がベーステーブルの下部分３０１の下面に直立に固定され、そのピストンロッド３８２は、上部分３０２及び第１の可動テーブルに形成された貫通穴（図示せず）を通して上方に伸び、先端（図４で上端）が第２の可動テーブル３３の下面に固定されている。焼結型３４の外周部には電気ヒーター（図示せず）が設けられて焼結型３４を加熱し、それによって焼結型の穴３４１内に充填されたアルミニュウム粉末を所望の温度に加熱できるようになっている。また、図示しないが、下部及び上部パンチをそれぞれ加熱するヒータもそれらのパンチに隣接して設けられている。ベーステーブル３０の下部分３０１の下部にはガイドレール１２上で移動可能に案内された公知の構造のスライダ（図示せず）が取り付けられ、そのスライダを介してベーステーブルがガイドレール上で移動可能になっている。
【００１１】
図１において、駆動機構４は、この実施形態では焼結機２を中心に左右対称位置（図１及び図２において）にあり、台車装置５の固定台５０上に設けられたブラケット４０に回動可能に取りつけられた流体圧シリンダ４１で構成されている。流体圧シリンダ４１のシリンダ本体４１１の略中央部がブラケット４０回動可能に取りつけられ。ピストンロッド４１２の先端はダイセット３のベースプレート３０の下部分３０１に取りつけられた接続部材４３に連結されている。
ダイセット３は、この流体圧シリンダ４１の動作により、その中心がガイドレール上を焼結位置Ａと充填／取り出し位置Ｂとの間で往復移動されるようになっている。
なお、上記実施例ではダイセットのガイドロッドが４本の場合について説明したが、２本でも３本でもよい。また第１及び第２のアクチュエータも４個の場合について説明したが、ダイセットの大きさ、形状に応じて１個ないし３個にしてもよい。
【００１２】
図１、図２、図７ないし図９において、台車装置５は、中心が充填／取り出し位置Ｂ（図１に図示以下同じ）から焼結位置Ａとは反対側に距離Ｌ２隔てられた位置Ｃに配置されいて、固定台５０と、固定台５０上で線Ｘ−Ｘに水平方向に直角の方向（線Ｙ−Ｙに沿った方向）に往復移動可能に設けられた可動台５１と、可動台５１を移動させる台車駆動機構５２とを備えている。
固定台５０は、台板５０１と、台板５０１に複数（この実施形態では４個）の支柱５０２により取りつけられた台フレーム５０３と、台フレーム５０３に取りつけられていて、線Ｙ−Ｙ方向に伸びる一対のガイドレール５０４とを備えている。可動台５１は矩形の台板５１１で構成されていて、その下面にはガイドレール５０４上で転動するローラ（図示せず）が公知の方法で取りつけられている。これにより可動台５１は固定台のガイドレールを移動可能になっている。台車駆動機構５２は、台フレーム５０３の中心位置に一対の軸受５２１により回転可能に支持されたねじ軸５２２と、台フレームに固定されていてねじ軸５２２を回転する電動サーボモータ５２３と、可動台の下面に取りつけられていて、ねじ軸５２２の外周に形成された雄ねじと螺合する雌ねじが形成された雌ねじ部材（図示せず）とを備えている。
可動台５１は、台車駆動機構のねじ軸５２２が電動サーボモータ５２３により正方向及び逆方向に回転されることにより、ガイドレール上で正方向（図７で右方向）及び逆方向（図７で左方向）に移動する。可動台５１は常時は、図７及び図８に示されるように、台フレーム５０３の基端位置（同図において台車駆動機構のサーボモータ５２３から最も離れた位置）にある。
【００１３】
図２、図７ないし図９において、粉末充填装置６と、焼結型及びパンチを清掃する清掃装置７ａないし７ｃとは、それぞれ可動台５１上に所定の間隔で隔てて取りつけられている。
粉末充填装置６は、可動台５１上の位置Ｅ（図８において可動台５１の右端）に線Ｘ−Ｘと平行に固定された長い取り付け台６０の上のガイドレール６１に公知の方法で線Ｘ−Ｘと平行な方向（図７において上下方向）に往復移動可能に支持されたスライダ６２と、スライダ６２を移動させるアクチュエータ６３と、スライダ６２の先端（図７で上端）に取りつけられていて中で粉末材料を収容可能になっており、下端部から所定量の粉末材料を焼結型本体内に放出できるホッパ６４と、ホッパ６４の開閉弁（図示せず）を開閉動作させるアクチュエータ６５とを備えている。アクチュエータ６３及び６５は、この実施形態ではエアシリンダのような流体圧シリンダであるが、電動モータ式などの他の機構を用いてもよい。ホッパ及び開閉弁は公知の構造のもので良いので説明は省略する。なお、ホッパ自体にヒーターを内蔵させてホッパ内に入れられた粉末材料を昇温及び保温しておくようにしてもよい。また、粉末材料の充填時に所定量を充填するためには、粉末材料を所定量が入る計量容器内に一端入れた後その計量容器内の粉末材料を焼結型内に充填しても、或いは計量器で計量しながら充填してもよい。粉末材料をは可動台５１が基端位置にある時、ホッパ６４の中心が線Ｘ−Ｘ上に位置するようになっている。
上記粉末充填装置６は、ダイセット３が充填／取り出し位置Ｂに停止していてダイセットが粉末材料の充填工程にあるとき、スライダ６２がアクチュエータ６３の動作により図１において左側に移動されることによって、図１０に示されるように、ホッパ６４が充填／取り出し位置Ｂに到着している焼結型３４の直上に移動し、アクチュエータ６５が動作して開閉弁（図示せず）を開いて所定量の粉末材料を焼結型３４の穴３４１内に充填する。
【００１４】
図２、図７ないし図９において、下部パンチ３５用の清掃装置７ａは、粉末充填装置６に隣接して位置Ｆ（図８において）配置されていて、取り付け台６０に平行に可動台５１上に固定されたガイドレール７１ａに公知の方法で往復移動可能に支持されたスライダ７２ａと、スライダ７２ａを往復移動させるアクチュエータ７３ａと、スライダ７２ａの先端（図７において上端で、図９で右端）に回転可能に取りつけられた円板状の回転ブラシ７４ａと、スライダ７２ａの後端（図９で左端）に取り付けられた電動モータ７５ａとを備えている。回転ブラシ７４ａにはスプロケット又はプーリーが取り付けられ、また電動モータ７５ａの回転軸にもスプロケット又はプーリーが取り付けられ、それらのスプロケット同士又はプーリー同士はチェーン又はベルト７６ａにより連動されている。回転ブラシ７４ａの回転中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線と、ホッパ６４の中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線とは距離Ｌ３だけ隔てられている。
上記下部パンチ用の清掃装置７ａは、ダイセット３が充填／取り出し位置Ｂに停止していてダイセットが下部パンチの清掃工程にあるとき、まず台車駆動機構５２のサーボモータ５２３が回転して可動台５１を基端位置からサーボモータ側に距離Ｌ３だけ移動させ、回転ブラシ７４ａの回転軸線を線Ｘ−Ｘ上に移動させる。次に回転ブラシ７４ａが電動モータ７５ａによって連続的に回転されながら、スライダ７２ａがアクチュエータ７３ａの動作により図１において左側に移動されることによって、回転ブラシが充填／取り出し位置Ｂに到着したとき回転ブラシのブラシで下部パンチ２３の上面を清掃（ブラッシング）するようになっている。
【００１５】
図２、図７ないし図９において、焼結型３４用の清掃装置７ｃは、下部パンチ用の清掃装置７ａに隣接して可動台５１上の位置Ｇ（図８において）に配置されていて、取り付け台６０に平行に可動台５１上に固定された取り付け台７０ｃと、取り付け台７０ｃ上にガイドレール７１ａと平行に取り付けられたガイドレール７１ｃに公知の方法で往復移動可能に支持されたスライダ７２ｃと、スライダ７２ｃを往復移動させるアクチュエータ７３ｃと、スライダ７２ｃの先端（図７において上端で、図９で右端）に回転可能に取りつけられた円柱状の回転ブラシ７４ｃと、スライダ７２ｃの後端（図９で左端）に取り付けられた電動モータ７５ｃとを備えている。回転ブラシ７４ｃにはスプロケット又はプーリーが取り付けられ、また電動モータ７５ｃの回転軸にもスプロケット又はプーリーが取り付けられ、それらのスプロケット同士又はプーリー同士はチェーン又はベルト７６ｃにより連動されている。回転ブラシ７４ｃの回転中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線と、回転ブラシ７４ａの中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線とは距離Ｌ３だけ隔てられている。
上記焼結型用の清掃装置７ｃは、ダイセット３が充填／取り出し位置Ｂに停止していてダイセットが焼結型の清掃工程にあるとき、まず台車駆動機構５２のサーボモータ５２３が更に回転して可動台５１を前記清掃装置７ａによる清掃工程位置よりＬ３（基端位置からサーボモータ側に距離２×Ｌ３）だけ移動させ、回転ブラシ７４ｃの回転軸線を線Ｘ−Ｘ上に移動させる。次に、回転ブラシ７４ｃが電動モータ７５ｃによって連続的に回転されながら、スライダ７２ｂがアクチュエータ７３ｂの動作により図１において左側に移動されることによって、回転ブラシが充填／取り出し位置Ｂに到着したとき回転ブラシで焼結型３４の上面を清掃（ブラッシング）するようになっている。そして位置Ｂに停止した後、回転ブラシが回転した状態で昇降モータ７７ｃにより下降され、焼結型３４の穴３４１内に回転ブラシ７４ｃが進入して焼結型の穴３４１の内面を清掃（ブラッシング）するようになっている。
【００１６】
図２、図７、図８及び図１１において、上部パンチ３５用の清掃装置３７ｂは、焼結型用の清掃装置７ｃに隣接して可動台５１上の位置Ｈ（図８において）に配置されていて、取り付け台６０に平行に可動台５１上に固定された取り付け台７０ｂと、取り付け台７０ｂ上にガイドレール７１ｃと平行に取り付けられたガイドレール７１ｂに公知の方法で往復移動可能に支持されたスライダ７２ｂと、スライダ７２ｂを往復移動させるアクチュエータ７３ｂと、スライダ７２の先端（図７において上端で、図１１で右端）に回転可能に取りつけられたカップ状の回転ブラシ７４ｂと、スライダ７２ｂの後端（図９で左端）に取り付けられた電動モータ７５ｂとを備えている。回転ブラシ７４ｂにはスプロケット又はプーリーが取り付けられ、また電動モータ７５ｂの回転軸にもスプロケット又はプーリーが取り付けられ、それらのスプロケット同士又はプーリー同士はチェーン又はベルト７６ｂにより連動されている。回転ブラシ７４ｃの回転中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線と、ホッパ７４ｂの中心を通りかつ線Ｙ−Ｙに直角な線とは距離Ｌ３だけ隔てられている。
上記上部パンチ用の清掃装置７ｂは、ダイセット３が充填／取り出し位置Ｂに停止していてダイセットが上部パンチの清掃状態にあるとき、まず台車駆動機構５２のサーボモータ５２３が更に回転して可動台５１を前記清掃装置７ｃによる清掃工程位置よりＬ３（基端位置からサーボモータ側に距離３×Ｌ３）だけ移動させ、回転ブラシ７４ｂの回転軸線を線Ｘ−Ｘ上に移動させる。回転ブラシ７４ｂが電動モータ７５ｂによって連続的に回転されながら、スライダ７２ｂがアクチュエータ７３ｂの動作により図１において左側に移動されることによって、回転ブラシが充填／取り出し位置Ｂに到着したとき回転ブラシで上部パンチ２５の下端面を清掃（ブラッシング）するようになっている。そして位置Ｂに停止した後、回転ブラシが回転した状態で昇降モータ７７ｂにより上昇され、カップ状の回転ブラシの作用により上部パンチの下端部の外周も清掃（ブラッシング）するようになっている。
【００１７】
製品取り出し装置８は、この実施例では、充填／取り出し位置Ｂを通り線Ｘ−Ｘに直角な線Ｙ’−Ｙ’上に配置されている。この製品取り出し装置８は、公知のノックアウト装置を使用すればよく、また離型剤塗布装置も公知の構造のものでよいので、構造及び動作の詳細な説明は省略する。
【００１８】
次に図１ないし図１２［Ａ］、図１２［Ｂ］を参照して上記実施例の焼結システムの動作について説明する。
焼結型３４内に粉末材料を充填するとき、ダイセット３は駆動機構４により中心Ｏ−Ｏが充填／取り出し位置Ｂに移動され、ダイセットの第１の可動テーブル３２は最下位置にあり焼結型３４の下端面は図１２［Ａ］の（ａ）に示されるように下パンチ３５の上面に接している。また第２の可動テーブル３３は最上位置にアクチュエータ３８によって押し上げられている。
焼結型３４内への粉末材料の充填が完了すると、アクチュエータ３８が動作し、図１２［Ａ］の（ｂ）に示されるように第２の可動テーブル３３が所定距離降下され、上部パンチ３６の下端が焼結型３４の穴内に僅かに入った状態で停止する。この状態でダイセット３は駆動機構４が動作してダイセット３を焼結位置Ａに移動する。この時上部パンチ３６の上端面は焼結機の上部通電加圧部材２５の下端面より僅かに低い位置になり、ダイセット３の焼結位置Ａへの移動に使用を来さないようになっている。
【００１９】
ダイセット３が焼結位置Ａに到着すると、焼結機２が動作し、図１２［Ａ］の（ｃ）に示されるように、加圧装置２６により下部通電加圧装置を上昇させ、ダイセット３の第１の可動テーブル３２及びその可動テーブルに固定された下部パンチ３５を押し上げる。加圧装置２６が焼結条件に基づいた加圧力で下部パンチ３５を上部通電加圧部材２５に向かって押すと、上部パンチの上端面が上部通電加圧部材２５の下面に接触して焼結型内の粉末材料を上部パンチと下部パンチとで加圧すると共に両通電加圧部材及び両パンチを介して粉末材料に予めプログラムに設定された電流条件範囲内の所定の量の焼結電流（直流パルス電流）を流して焼結を行う。なお、このときベーステーブル３０の上部分３０２も下部パンチと共に押し上げられている。なお、焼結動作時にはアクチュエータ３８は無加圧状態で可動状態となり、第２の可動テーブルはアクチュエータ３８に関係なく上下動できるようになっている。
焼結が完了した後、プログラム設定に従い、加圧装置２６による加圧を解放停止して下降動作に移る。すると、ダイセット３の第１の可動テーブル３２及び第２の可動テーブル３３は、図１２［Ａ］（ｄ）に示されるように下部パンチ３５及び上部パンチ３６と共に降下し、上部パンチの上端面は上部加圧通電部材２５の下端面と離れ、更に下部パンチの下端面と下部加圧通電部材２３の上端面も離れる。この状態でダイセット３はフリーの初期状態となり、駆動機構４により充填／取り出し位置Ｂに移動される。
【００２０】
ダイセット３が充填／取り出し位置Ｂに到着すると、まず、アクチュエータ３８が動作して第２の可動テーブルは、図１２［Ｂ］の（ｅ）に示されるように、僅か（本実施例では、例えば２０ｍｍ）上昇される。次にアクチュエータ３７が動作して第１の可動テーブル３２及びそれに固定された焼結型３４を僅か（例えば、本実施例で１０ｍｍ）上昇させると共にアクチュエータ３８を動作させて第２の可動テーブル３３及び上部パンチ３６を僅か降下させる。これにより、焼結品ｍを焼結型３４から引き離す（図１２［Ｂ］の（ｆ））。
最後に、アクチュエータ３７及び３８を再度動作させて、第１の可動テーブル３２及びそれに取り付けられた焼結型３４並びに第２の可動テーブル３３及びそれに取り付けられた上部パンチ３６を、図１２［Ｂ］の（ｇ）に示されるように、それぞれの最上位位置まで上昇させる。この状態で取り出し装置８により製品ｍを取り出す。
製品の取り出しが完了した後、ダイセット３はこの状態に保持され、前述の清掃装置７ａないし７ｃがそれぞれ時間をずらして動作して焼結型３４、下部パンチ３５及び上部パンチ３６による清掃が行われる。清掃が完了したのち、離型剤塗布装置９が動作して焼結型３４の穴３４１内に離型剤を塗布する。
なお、上記実施形態では低融点金属或いは軽金属材料としてアルミニュウム粉末材料を大気中で焼結する例について示したが、焼結を真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下で行う場合には焼結機のうち少なくともダイセットが配置される空間を囲むハウジングを設けてそのハウジング内部を焼結チャンバとし、その焼結チャンバに真空排気装置及び（又は）不活性ガス供給装置を接続して真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気にすればよい。この場合ダイセットが通過する部分には公知の構造のゲート弁を設けてダイセットの通過するときのみ焼結チャンバ内と周囲雰囲気とを連通させるようにすればよい。
また、前記実施形態では１回の焼結動作で１個の焼結体を成形する例について説明したが、焼結型に図１４に示されるように複数（例えば、焼結型の中心を中心とする円周上に円周方向に等間隔に隔てて複数個（図では３個の例を示す））の貫通穴を形成し、上部パンチもその焼結型の貫通穴の数に対応した数とすることにより（下部パンチは全ての貫通穴の下端を塞げる大きさのもの１個でよい）、１回の焼結動作で複数個の焼結体をつくるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果を奏することが可能である。
（イ）低融点金属合金の焼結体を大気中の条件下で粉末から１〜２以内に１個以上高速でかつ連続的に製造できる。
（ロ）絶縁構造を有するダイセット方式により、上、下パンチと焼結型との位置決めを焼結位置で正確に行うことができる。
（ハ）絶縁構造を有するダイセット方式により、焼結型内へのパンチの挿入を行っても焼結型の破損を発生させることがない。
（ニ）絶縁構造を有するダイセット方式により、早いサイクルタイムで動作可能であり、生産効率を向上できる。
（ホ）絶縁構造を有するダイセット方式により、再現性の向上及び信頼性の向上を図ることができる。
（ヘ）高速で精密な焼結を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシャトル式放電プラズマ焼結システムの一実施例の全体の側面図である。
【図２】図１のシャトル式放電プラズマ焼結システムの全体の平面図である。
【図３】図１のシャトル式放電プラズマ焼結システムに使用されている放電プラズマ焼結機の側面図である。
【図４】図１のシャトル式放電プラズマ焼結システムに使用されているダイセットの側面図である。
【図５】図４のダイセットの断面図であって図６の線Ｍ−Ｍに沿って見た断面図である。
【図６】図４のダイセットの断面図であって図４の線Ｎ−Ｎに沿って見た断面図である。
【図７】図１のシャトル式放電プラズマ焼結システムに使用されている台車装置、粉末充填装置、清掃装置を示す平面図である。
【図８】図７の台車装置、粉末充填装置、線上装置を示す側面図であって、図７の線Ｐ−Ｐに沿って見た図である。
【図９】図７の台車装置、粉末充填装置、線上装置を示す図であって、図８の線Ｑ−Ｑに沿って見た図である。
【図１０】粉末充填装置のホッパの粉末充填位置を示す図である。
【図１１】図７の台車装置、粉末充填装置、線上装置を示す図であって、図８の線Ｒ−Ｒに沿って見た図である。
【図１２［Ａ］】ダイセットの動作説明図である。
【図１２［Ｂ］】ダイセットの動作説明図である。
【図１３】放電プラズマ焼結機の下部パンチの変形例を示す断面図である。
【図１４】焼結型の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ シャトル式放電プラズマ焼結システム
２ 放電プラズマ焼結機
２３ 下部通電加圧部材 ２５ 上部通電加圧部材
３ ダイセット
３０ ベーステーブル ３１ ガイドロッド
３２ 第１の可動テーブル ３３ 第２の可動テーブル
３４ 焼結型 ３５ 下部パンチ
３６ 上部パンチ ３７、３８ アクチュエータ
４ 駆動機構 ５ 台車装置
６ 粉末充填装置 ７ａ、７ｂ、７ｃ 清掃装置
８ 取り出し装置 ９ 離型剤塗布装置[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a shuttle type discharge plasma sintering system, and more specifically, by reciprocating a die set between a supply position of a sintered material and a sintering position in a shuttle manner, Aluminum, magnesium, beryllium, etc. that have excellent workability and mechanical properties that are formed by pressing and sintering an alloy powder based on a low melting point metal having a crystal grain size of 2 μm or less) The present invention relates to a shuttle type spark plasma sintering system suitable for automatically and continuously producing a low melting point metal or light metal sintered body as a low melting point metal or light metal alloy preform body at high speed.
[0002]
[Prior art]
Aluminum alloys, which are light metals with a low melting point, are widely used as lightweight materials, for example, in the fields of automobiles, railway cars, electrical / precision machine parts, and the like. However, such conventional alloys do not reach ferrous materials in terms of mechanical properties such as heat resistance, wear resistance, and strength. In order to solve such a problem, in recent years, an aluminum metal powder having a crystal grain size of 2 μm or less and a powder particle size of 50 μm or more, a semimetal such as Si, and a transition metal such as Fe, Mn, or Ni are used. An aluminum alloy powder composed of one or more metal elements, or an aluminum alloy powder prepared by mixing 1 to 10 volume percent of ceramics having a particle size of 5 μm or less with this is sintered to form an ultrafine crystal structure. An aluminum alloy preform having high strength, high heat resistance and superplasticity superior to conventional sintered products is produced, and the preform having such superplasticity is formed by a high-speed forging method. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-209839 has developed a technique for forming a high-quality final machine part shape. Originally, it is difficult to produce an alloy containing a semi-metal and transition metal and aluminum having an ultrafine crystal structure as described above by melting and casting while maintaining an ultrafine structure of 1 μm or less, Although possible in terms of composition, there is a defect that the structure becomes coarse and the ductility and strength are inferior. In addition, even if powders having an ultrafine crystal structure of these materials are sintered, simply applying a conventional ordinary sintering method causes grain growth in the same manner as the melting and casting methods, and the structure is It is not possible to make an aluminum alloy that is coarse and has excellent properties as described above. In addition, only the technique described in the above publication can produce a preform body having an ultrafine crystal structure and excellent ductility and mechanical strength from an aluminum alloy powder in a cycle of 20 to 60 minutes per piece. However, the preform sintered body cannot be manufactured automatically and continuously at a high speed within a short time of 1 to 5 minutes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve such a problem, a low-melting-point metal or light metal powder material such as ultrafine aluminum or magnesium is continuously applied by using a pulse current pressure sintering method represented by a discharge plasma sintering method. In addition, the technique of forming a sintered body (pre-reformed body) by sintering at a higher speed than the conventional atmospheric pressure sintering method is disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-145057, “Aluminum alloy preform body”. Have already been provided by "Manufacturing Method and Manufacturing System".
The apparatus according to the above patent application made it possible to manufacture an aluminum sintered body automatically and continuously at a high speed, but in terms of simplifying the structure and operation of the apparatus and improving the efficiency of production, Improvement is desired.
[0004]
Accordingly, a main object of the present invention is to provide a shuttle type discharge plasma sintering system capable of mass-producing light metal or low melting point metal sintered bodies at high speed continuously and efficiently.
Another object of the present invention is to combine a sintering mold for sintering a light metal or low melting point metal powder material, and the sintering mold, and to set the lower punch as a die set type between the sintering position and other positions. It is to provide a shuttle type spark plasma sintering system capable of mass-producing a low melting point metal sintered body at high speed continuously and efficiently by enabling reciprocating operation in a shuttle type.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a shuttle type discharge plasma sintering system in which a low melting point metal powder material to be sintered is sintered by applying a desired pressure and a desired direct current pulse current to obtain a low melting point metal sintered body.
At least one of the upper and lower pair of energizing and pressing members capable of moving up and down relatively with respect to the other, the power supply device connected to the energizing and pressing member and supplying a desired pulse current to the energizing and pressing member, and the at least one A discharge plasma sintering machine equipped with a pressurizing device for vertically moving the energizing pressurizing member;
A die set having at least one insulating structure capable of linear reciprocation in a section between a first position which is a sintering position by the sintering machine and a second position which is separated from the first position by a desired distance. A base table that is movable in the section, a plurality of columns that are fixed to the base table and extend in the vertical direction, a first movable table that is guided to be movable up and down by the columns, Attached to the first movable table The A sintered mold having a hole penetrating vertically, a second movable table guided by the column so as to be vertically movable above the first movable table, and fixed to the table in alignment with the holes A lower punch, a die set having an upper punch attached to the second movable table in alignment with the hole of the sintering mold and having a lower end portion capable of entering the hole of the sintering mold;
A filling device that is disposed at the second position and fills the hole of the sintered mold with a low melting point metal powder material;
And a take-out device for taking out the sintered low-melting point metal sintered body from the die set. In this case, preferably, the low melting point metal powder material filled in the sintering mold is heated to a desired temperature in advance.
According to the shuttle type discharge plasma sintering system of the present invention, a sintered body of a low melting point metal alloy can be produced in a large amount at a high speed.
[0006]
In the shuttle type discharge plasma sintering system,
A lower end of the lower punch protrudes downward from a lower surface of the base table, an upper end of the upper punch protrudes upward of the second movable table, and when the die set is at the first position, A lower end may be in contact with the lower energization pressing member, and an upper end of the upper punch may be in contact with the upper energization pressing member. The shuttle type discharge plasma sintering system may include a heater for heating the sintering mold and the upper and lower punches.
Furthermore, in the shuttle type discharge plasma sintering system, the base table is composed of two upper and lower parts, the lower punch is fixed to the upper part and the support is fixed to the lower part, and the upper part is fixed by the support. The lower portion may be guided so as to be relatively movable, and the lower portion may be guided so as to be movable on a plurality of guide rails provided across the section. The lower portion of the base table is provided with at least one first actuator for moving the first movable table up and down and at least one second actuator for moving the second movable table up and down. It may be done.
Further, in the shuttle type discharge plasma sintering system, a movable table movable in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the die set at a position separated from the second position on the side opposite to the first position. And a powder material filling apparatus incorporating a heater for heating the powder material may be disposed on the movable table so as to be movable above the sintering mold stopped at the second position.
Furthermore, even if it has a sintering type cleaning device that is arranged on the movable table alongside the filling device and is movable above the sintering die stopped at the second position, A punch cleaning device which is arranged on a table side by side with the filling device and which can be moved to above the sintering mold stopped at the second position, or / and at the second position You may provide the mold release material application | coating apparatus which apply | coats a mold release material in the sintering die which has stopped.
[0007]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings by taking sintering of an aluminum metal material as a low melting point metal.
1 and 2, the discharge plasma sintering system according to the present embodiment is indicated by the reference numeral 1 as a whole. A discharge plasma sintering system (hereinafter simply referred to as a sintering system) 1 of this embodiment is shown as a double-acting type in which two die sets are provided, and is roughly divided into a discharge plasma sintering machine 2 and a discharge plasma sintering. A pair of guide devices 10 extending in a straight line at a predetermined distance in the horizontal direction at the center position of the machine (hereinafter simply referred to as a sintering machine) 2, that is, both sides of the sintering position A (left and right sides in FIG. 1), and moved onto the guide device Two die sets 3 arranged in a possible manner, two drive mechanisms 4 for reciprocating each die set on the guide rail 12, and further firing from a filling / unloading position B separated by a predetermined distance L1 from the sintering position. Two carriage devices 5 that are arranged at a desired distance L2 on the connection position side and move in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the guide rail, that is, the direction along the center line XX, and each carriage device Placed on 5 A powder filling device 6 for filling the powder material in the sintering mold, mold cleaning devices 7a to 7c for cleaning the main body and punch of the sintering die, and a position substantially perpendicular to the center line XX through the filling position B. Two product take-out devices 8 arranged on the line YY and a release agent coating device 9 are provided, which are mainly composed of a discharge plasma sintering machine as shown in FIGS. They are arranged in a symmetrical positional relationship. Since each of the two die sets, the drive mechanism, the cart device, the powder filling device, the mold cleaning device, the product take-out device, and the release agent coating device have the same structure, only those shown on the right side in FIGS. 1 and 2 will be described. To do.
[0008]
1 and 2, the guide device 10 includes a frame 11 assembled into a rectangular shape and a pair of guide rails 12 fixed on the frame. The guide rail 12 extends in a direction along the line XX.
In FIGS. 1 to 3, the sintering machine 2 moves up and down on a plurality of (four in this embodiment) columns 21 that are fixed to the table 20 in an upright state. The movable table 22 guided as possible, the lower energizing and pressing member 23 fixed to the movable table 22 at the center position of the sintering machine (on line AA in FIG. 3), and the upper end of the column 21 The upper support plate 24, the upper energizing / pressurizing member 25 disposed and fixed on the upper support plate 24 so as to face the lower energizing / pressurizing member 23, and the movable table 22 provided in the center of the table 20 are moved up and down. And an actuator 26. The lower energizing / pressurizing member 23 projects a desired length upward from the movable table 22, and the upper energizing / pressurizing member 25 projects a desired length downward from the upper support plate 24. Although not shown, a cooling passage is formed in the lower and upper energization pressurizing members, and the energization pressurizing members are cooled by passing a cooling fluid such as water through the cooling passage. Both energization pressurizing members are made of, for example, stainless steel. The lower energizing pressure member 23 is electrically insulated from the movable table 22 and the actuator 26 by a known method, and the upper energizing pressure member 25 is electrically insulated from the upper support plate 24 by a known method. ing. The lower and upper energization pressing members 23 and 25 are connected to a power supply device 28 via separate conductors 27, respectively, and a DC pulse current as a sintering current is supplied from the power supply device. The actuator may be a fluid pressure cylinder, but may be another device such as a servo motor driving device.
In the sintering machine, when the die set 3 having the configuration described later arrives at the sintering position, the actuator 26 operates to push up the lower energization pressing member 23 together with the movable table 22, The upper punch is pressed between the upper energizing pressurizing member 25 and pressed, and the power supply unit 28 applies the energizing pressurizing member, the lower and upper punches, and the powder material filled in the sintering mold through the sintering mold. A desired amount of sintering current (DC pulse current) is applied to sinter the powder material.
[0009]
4 to 6, the die set 3 includes a base table 30 having a rectangular plate-like lower portion 301 and an upper portion 302 arranged in parallel with each other, and a lower portion near the four corners of the lower portion 301 of the base table 30. A guide rod 31 arranged and fixed upright, a lower first movable table 32 disposed on the base table, and a second movable table 33 on the upper side. The first and second movable tables 32 and 33 are respectively constituted by rectangular plate-like bodies 321 and 331 having substantially the same size as the upper portion of the base table 30, and are provided by bearing portions 322 and 332 provided respectively. The guide rod 31 is guided so as to be movable up and down independently. Further, the upper portion 302 of the base table is guided to the guide rod 31 by the bearing portion 304 so as to be vertically movable.
The die set 3 further includes a sintering die 34 fixed to the first movable table and a sintering type lower punch 35 fixed to the upper portion of the base table 30 on the center line OO. And an upper punch 36 fixed to the second movable table 33. The first movable table 32 and the sintering die 34 are arranged by known means, for example, between the plate-like body 321 and the sintering die 34 of the first movable table and between the fixed member 323 and the sintering die 34. Insulating members 325 and 326 are electrically insulated. The base table 30 and the lower punch 35 are electrically insulated by known means, for example, an insulating member 305 disposed between the plate-like body 302 of the base table and the lower punch 35. Furthermore, the second movable table 33 and the upper punch 36 are electrically insulated by known means, for example, an insulating member 335 disposed between the plate-like body 331 and the upper punch 36 of the second movable table. Yes. In this embodiment, the sintering die 34 is formed in a hollow cylindrical shape so as to define a hole 341 penetrating vertically. The sintering die 34, the lower punch 35 and the upper punch 36 are made of a material suitable for sintering aluminum alloy powder, for example, an iron-based alloy such as die steel, but other materials such as graphite or ceramics are energized. Any may be used. The lower end surface 342 of the sintering die 34 protrudes slightly below the lower surface of the first movable table 32 so that the upper end surface of the lower punch 35 can come into contact with the lower end surface. The lower end portion of the upper punch 36 protrudes downward from the lower surface of the second movable table 33 and has a size that can fit into the hole 341 of the sintering die 34. The lower end surface of the lower punch 35 protrudes downward from the lower surface of the lower portion through a hole 305 formed in the lower portion 301 of the base table 30. As will be described later, the upper surface of the lower energizing and pressing member 23 of the sintering machine 2. It can come into contact with the end face. Further, the upper end surface of the upper punch 36 projects upward from the upper surface of the second movable table 33 so that it can come into contact with the lower end surface of the upper energizing and pressing member 25 of the sintering machine. In addition, although not shown in figure in the lower part and the upper electricity supply pressurization member, the cooling passage which flows a cooling fluid is formed and it can cool. The lower energizing and pressing member 23 of the sintering machine can enter the hole 305 formed in the lower portion 301.
The lower punch 35 of this embodiment has a flat upper end surface and contacts the lower end surface of the sintering die 34 to close the bottom of the sintering die. However, as shown in FIG. On the upper end surface, a protrusion 351a that can be densely inserted from the lower part into the through hole 341 of the sintering die 34 may be formed.
[0010]
The die set 3 further includes a first actuator 37 that moves the first movable table 32 up and down, and a second actuator 38 that moves the second movable table 33 up and down. The first actuator is composed of four fluid pressure cylinders in this embodiment, but may be any one or three depending on the device. The cylinder body 371 of the fluid pressure cylinder 37 has its upper end fixed upright to the lower surface of the lower portion 301 of the base table, and the upper end of the piston rod 372, in FIG. 5, is fixed to the lower surface of the first movable table 32. . Accordingly, the piston rod 372 extends through a through hole (not shown) formed in the upper portion 302. The second actuator is also composed of four fluid pressure cylinders in this embodiment. The cylinder body 381 of the fluid pressure cylinder 38 has an upper end fixed upright to the lower surface of the lower portion 301 of the base table, and its piston rod 382 has through holes (not shown) formed in the upper portion 302 and the first movable table. ) And the tip (upper end in FIG. 4) is fixed to the lower surface of the second movable table 33. An electric heater (not shown) is provided on the outer periphery of the sintering die 34 to heat the sintering die 34, thereby heating the aluminum powder filled in the sintering die hole 341 to a desired temperature. It is like that. Although not shown, heaters for heating the lower and upper punches are also provided adjacent to the punches. A slider (not shown) having a known structure guided so as to be movable on the guide rail 12 is attached to the lower portion of the lower portion 301 of the base table 30, and the base table can be moved on the guide rail via the slider. It has become.
[0011]
In FIG. 1, in this embodiment, the drive mechanism 4 is in a symmetrical position (in FIGS. 1 and 2) with the sintering machine 2 as the center, and rotates around a bracket 40 provided on the fixed base 50 of the carriage device 5. The fluid pressure cylinder 41 is movably mounted. A substantially central portion of the cylinder body 411 of the fluid pressure cylinder 41 is attached so that the bracket 40 can rotate. The tip of the piston rod 412 is connected to a connection member 43 attached to the lower portion 301 of the base plate 30 of the die set 3.
The center of the die set 3 is reciprocated between the sintering position A and the filling / removing position B on the guide rail by the operation of the fluid pressure cylinder 41.
In addition, although the said Example demonstrated the case where the guide rod of a die set was four, two or three may be sufficient. Further, although the case where there are four first and second actuators has been described, one or three actuators may be used depending on the size and shape of the die set.
[0012]
1, 2, 7 to 9, the bogie device 5 is located at a position C whose center is separated by a distance L <b> 2 from the filling / removing position B (same as shown in FIG. 1) opposite to the sintering position A. And a movable base 51 provided on the fixed base 50 so as to be capable of reciprocating in a direction perpendicular to the line XX in the horizontal direction (a direction along the line Y-Y). A cart drive mechanism 52 for moving the platform 51 is provided.
The fixed base 50 is attached to the base plate 501, the base frame 503 attached to the base plate 501 by a plurality of (four in this embodiment) support columns 502, and the base frame 503 in the direction of line YY. A pair of extending guide rails 504 is provided. The movable base 51 is composed of a rectangular base plate 511, and a roller (not shown) that rolls on the guide rail 504 is attached to the lower surface of the movable base 51 by a known method. As a result, the movable base 51 can move on the guide rail of the fixed base. The carriage drive mechanism 52 includes a screw shaft 522 that is rotatably supported by a pair of bearings 521 at the center position of the base frame 503, an electric servo motor 523 that is fixed to the base frame and rotates the screw shaft 522, and a movable base And a female screw member (not shown) in which a female screw is formed to be engaged with a male screw formed on the outer periphery of the screw shaft 522.
The movable base 51 is moved in the forward direction (right direction in FIG. 7) and the reverse direction (in FIG. 7) on the guide rail by rotating the screw shaft 522 of the carriage drive mechanism in the forward direction and the reverse direction by the electric servo motor 523. Move left). As shown in FIGS. 7 and 8, the movable base 51 is always at the base end position of the base frame 503 (the position farthest from the servo motor 523 of the cart drive mechanism in the figure).
[0013]
2 and 7 to 9, the powder filling device 6 and the cleaning devices 7 a to 7 c for cleaning the sintering mold and the punch are respectively mounted on the movable table 51 at a predetermined interval.
The powder filling device 6 is connected to a guide rail 61 on a long mounting base 60 fixed in parallel with the line XX at a position E on the movable base 51 (the right end of the movable base 51 in FIG. 8) by a known method. The slider 62 is supported so as to be reciprocally movable in a direction parallel to XX (vertical direction in FIG. 7), an actuator 63 for moving the slider 62, and a tip of the slider 62 (upper end in FIG. 7). A hopper 64 capable of accommodating a powder material therein and releasing a predetermined amount of the powder material from the lower end portion into the sintered mold body; and an actuator 65 for opening / closing a switching valve (not shown) of the hopper 64; It has. The actuators 63 and 65 are fluid pressure cylinders such as air cylinders in this embodiment, but other mechanisms such as an electric motor type may be used. Since the hopper and the on-off valve may have a known structure, description thereof is omitted. Note that a heater may be incorporated in the hopper itself, and the powder material placed in the hopper may be heated and kept warm. Also, in order to fill a predetermined amount when filling the powder material, the powder material may be filled into the measuring container containing the predetermined amount and then filled with the powder material in the measuring container, or You may fill while measuring with a measuring instrument. When the movable base 51 is in the base end position, the powder material is such that the center of the hopper 64 is positioned on the line XX.
In the powder filling apparatus 6, when the die set 3 is stopped at the filling / unloading position B and the die set is in the powder material filling process, the slider 62 is moved to the left in FIG. As shown in FIG. 10, the hopper 64 moves immediately above the sintering mold 34 arriving at the filling / unloading position B, and the actuator 65 operates to open the on-off valve (not shown). A predetermined amount of powder material is filled into the hole 341 of the sintering die 34.
[0014]
2 and 7 to 9, the cleaning device 7 a for the lower punch 35 is disposed adjacent to the powder filling device 6 at a position F (in FIG. 8), and is on the movable table 51 in parallel with the mounting table 60. A slider 72a supported on a guide rail 71a fixed to the slider 72a so as to be reciprocally movable by a known method, an actuator 73a for reciprocating the slider 72a, and a tip of the slider 72a (the upper end in FIG. 7 and the right end in FIG. 9). A disk-shaped rotating brush 74a that is rotatably attached and an electric motor 75a that is attached to the rear end (left end in FIG. 9) of the slider 72a are provided. A sprocket or pulley is attached to the rotating brush 74a, and a sprocket or pulley is also attached to the rotating shaft of the electric motor 75a. The sprockets or pulleys are linked by a chain or belt 76a. A line passing through the rotation center of the rotating brush 74a and perpendicular to the line YY is separated from a line passing through the center of the hopper 64 and perpendicular to the line YY by a distance L3.
When the die set 3 is stopped at the filling / removing position B and the die set is in the lower punch cleaning process, the servo motor 523 of the carriage drive mechanism 52 is first rotated and moved. The base 51 is moved from the base end position to the servo motor side by a distance L3, and the rotation axis of the rotary brush 74a is moved on the line XX. Next, the rotary brush 74a is continuously rotated by the electric motor 75a, and the slider 72a is moved to the left in FIG. 1 by the operation of the actuator 73a. The upper surface of the lower punch 23 is cleaned (brushed) with this brush.
[0015]
2, FIG. 7 to FIG. 9, the cleaning device 7c for the sintering die 34 is disposed at a position G (in FIG. 8) on the movable table 51 adjacent to the cleaning device 7a for the lower punch, A mounting base 70c fixed on the movable base 51 in parallel with the mounting base 60, and a slider 72c supported on the guide base 71c mounted on the mounting base 70c in parallel with the guide rail 71a so as to be reciprocally movable by a known method. An actuator 73c for reciprocating the slider 72c, a columnar rotary brush 74c rotatably attached to the tip of the slider 72c (the upper end in FIG. 7 and the right end in FIG. 9), and the rear end of the slider 72c (see FIG. 9 is provided with an electric motor 75c attached to the left end). A sprocket or pulley is attached to the rotating brush 74c, and a sprocket or pulley is also attached to the rotating shaft of the electric motor 75c. The sprockets or pulleys are linked by a chain or belt 76c. A line passing through the center of rotation of the rotating brush 74c and perpendicular to the line YY is separated from a line passing through the center of the rotating brush 74a and perpendicular to the line YY by a distance L3.
In the sintering mold cleaning device 7c, when the die set 3 is stopped at the filling / removing position B and the die set is in the sintering mold cleaning process, first, the servo motor 523 of the carriage drive mechanism 52 further rotates. Then, the movable base 51 is moved by L3 (distance 2 × L3 from the base end position to the servo motor side) from the cleaning process position by the cleaning device 7a, and the rotation axis of the rotating brush 74c is moved on the line XX. Next, while the rotary brush 74c is continuously rotated by the electric motor 75c, the slider 72b is moved to the left side in FIG. 1 by the operation of the actuator 73b, whereby the rotary brush rotates when the rotary brush arrives at the filling / removing position B. The upper surface of the sintering mold 34 is cleaned (brushed) with a brush. Then, after stopping at the position B, the rotary brush is lowered by the lifting motor 77c in a rotating state, and the rotary brush 74c enters the hole 341 of the sintering die 34 to clean the inner surface of the sintering die hole 341 (brushing). ).
[0016]
2, 7, 8, and 11, the cleaning device 37 b for the upper punch 35 is disposed at a position H (in FIG. 8) on the movable table 51 adjacent to the cleaning device 7 c for the sintering mold. The mounting base 70b is fixed on the movable base 51 in parallel with the mounting base 60, and the guide rail 71b is mounted on the mounting base 70b in parallel with the guide rail 71c so as to be reciprocally movable by a known method. Slider 72b, an actuator 73b for reciprocating the slider 72b, a cup-shaped rotary brush 74b rotatably attached to the tip of the slider 72 (the upper end in FIG. 7 and the right end in FIG. 11), and the slider 72b And an electric motor 75b attached to the end (the left end in FIG. 9). A sprocket or pulley is attached to the rotating brush 74b, and a sprocket or pulley is also attached to the rotating shaft of the electric motor 75b. These sprockets or pulleys are linked by a chain or belt 76b. A line passing through the rotation center of the rotating brush 74c and perpendicular to the line YY is separated from a line passing through the center of the hopper 74b and perpendicular to the line YY by a distance L3.
In the upper punch cleaning device 7b, when the die set 3 is stopped at the filling / removing position B and the die set is in the upper punch cleaning state, first, the servo motor 523 of the carriage drive mechanism 52 further rotates. The movable platform 51 is moved by L3 (distance 3 × L3 from the base end position to the servo motor side) from the cleaning process position by the cleaning device 7c, and the rotation axis of the rotating brush 74b is moved on the line XX. While the rotary brush 74b is continuously rotated by the electric motor 75b, the slider 72b is moved to the left in FIG. 1 by the operation of the actuator 73b, so that the rotary brush is moved upward by the rotary brush when it reaches the filling / removing position B. The lower end surface of the punch 25 is cleaned (brushed). Then, after stopping at the position B, the rotary brush is raised by the lifting motor 77b in a rotated state, and the outer periphery of the lower end portion of the upper punch is also cleaned (brushed) by the action of the cup-shaped rotary brush.
[0017]
In this embodiment, the product removal device 8 is disposed on a line Y′-Y ′ that passes through the filling / removal position B and is perpendicular to the line XX. The product take-out device 8 may be a known knockout device, and the release agent coating device may be of a known structure, so that detailed description of the structure and operation will be omitted.
[0018]
Next, the operation of the sintering system of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12A and 12B.
When filling the powder material into the sintering die 34, the die set 3 is moved by the drive mechanism 4 so that the center OO is moved to the filling / removing position B, and the first movable table 32 of the die set is at the lowest position. The lower end surface of the sintering die 34 is in contact with the upper surface of the lower punch 35 as shown in FIG. The second movable table 33 is pushed up by the actuator 38 to the uppermost position.
When the filling of the powder material into the sintering mold 34 is completed, the actuator 38 operates to lower the second movable table 33 by a predetermined distance as shown in FIG. Stops with the lower end of the metal slightly entering the hole of the sintering die 34. In this state, the drive mechanism 4 operates in the die set 3 to move the die set 3 to the sintering position A. At this time, the upper end surface of the upper punch 36 is slightly lower than the lower end surface of the upper energizing and pressing member 25 of the sintering machine, so that the die set 3 is not used for moving to the sintering position A. ing.
[0019]
When the die set 3 arrives at the sintering position A, the sintering machine 2 operates, and as shown in FIG. The first movable table 32 of the set 3 and the lower punch 35 fixed to the movable table are pushed up. When the pressing device 26 presses the lower punch 35 toward the upper energizing pressure member 25 with a pressure based on the sintering conditions, the upper end surface of the upper punch contacts the lower surface of the upper energizing pressure member 25 and is sintered. The powder material in the mold is pressed by the upper punch and the lower punch, and a predetermined amount of sintering current (direct current) within the current condition range preset in the program is applied to the powder material through both energizing pressure members and both punches. Sintering is performed by applying a pulse current. At this time, the upper portion 302 of the base table 30 is also pushed up together with the lower punch. During the sintering operation, the actuator 38 is movable in a non-pressurized state, and the second movable table can move up and down regardless of the actuator 38.
After the sintering is completed, the pressurization by the pressurizing device 26 is released and stopped according to the program setting, and the operation proceeds to the lowering operation. Then, the first movable table 32 and the second movable table 33 of the die set 3 descend with the lower punch 35 and the upper punch 36 as shown in FIGS. 12A and 12D, and the upper end surface of the upper punch. Is separated from the lower end surface of the upper pressurizing energization member 25, and further, the lower end surface of the lower punch and the upper end surface of the lower pressurization energization member 23 are also separated. In this state, the die set 3 enters a free initial state and is moved to the filling / unloading position B by the drive mechanism 4.
[0020]
When the die set 3 arrives at the filling / unloading position B, first, the actuator 38 operates so that the second movable table is slightly (in this embodiment, as shown in FIG. 12B (e)). For example 20 mm). Next, the actuator 37 is operated to raise the first movable table 32 and the sintered mold 34 fixed thereto slightly (for example, 10 mm in this embodiment) and operate the actuator 38 to operate the second movable table 33 and Lower the upper punch 36 slightly. As a result, the sintered product m is separated from the sintering die 34 ((f) in FIG. 12B).
Finally, the actuators 37 and 38 are operated again so that the first movable table 32 and the sintering mold 34 attached thereto, and the second movable table 33 and the upper punch 36 attached thereto are changed to FIG. As shown in (g) of FIG. In this state, the product m is taken out by the take-out device 8.
After the product removal is completed, the die set 3 is held in this state, and the cleaning devices 7a to 7c described above operate at different times to perform cleaning by the sintering die 34, the lower punch 35, and the upper punch 36. Is called. After the cleaning is completed, the release agent application device 9 operates to apply the release agent into the hole 341 of the sintering die 34.
In the above embodiment, an example in which an aluminum powder material is sintered in the atmosphere as a low melting point metal or a light metal material is shown. However, when sintering is performed in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, A housing surrounding at least a space in which the die set is disposed is provided, and the inside of the housing is used as a sintering chamber, and a vacuum exhaust device and / or an inert gas supply device is connected to the sintering chamber so that a vacuum atmosphere or inert gas The atmosphere should be. In this case, a gate valve having a known structure may be provided in a portion through which the die set passes so that the inside of the sintering chamber and the ambient atmosphere are communicated only when the die set passes.
In the above embodiment, an example in which one sintered body is formed by one sintering operation has been described. However, as shown in FIG. A plurality of through holes (three examples are shown in the figure) are formed on the circumference at equal intervals in the circumferential direction, and the upper punch also corresponds to the number of through holes in the sintered mold. By using a number (the lower punch may be one having a size that closes the lower ends of all the through holes), a plurality of sintered bodies may be formed by a single sintering operation.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) One or more sintered bodies of low-melting point metal alloys can be continuously produced at a high speed within 1-2 from the powder under atmospheric conditions.
(B) With the die set method having an insulating structure, the upper and lower punches and the sintering die can be accurately positioned at the sintering position.
(C) The die set system having an insulating structure prevents the sintered mold from being damaged even if the punch is inserted into the sintered mold.
(D) The die set system having an insulating structure can be operated with a fast cycle time, and the production efficiency can be improved.
(E) Improvement of reproducibility and reliability can be achieved by a die set system having an insulating structure.
(F) High-speed and precise sintering can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of an embodiment of a shuttle type discharge plasma sintering system according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the entire shuttle type discharge plasma sintering system of FIG. 1;
FIG. 3 is a side view of a discharge plasma sintering machine used in the shuttle type discharge plasma sintering system of FIG. 1;
4 is a side view of a die set used in the shuttle type spark plasma sintering system of FIG. 1; FIG.
5 is a cross-sectional view of the die set of FIG. 4, taken along line MM of FIG.
6 is a cross-sectional view of the die set of FIG. 4, taken along line NN of FIG.
7 is a plan view showing a cart device, a powder filling device, and a cleaning device used in the shuttle type discharge plasma sintering system of FIG. 1. FIG.
8 is a side view showing the cart device, the powder filling device, and the line device of FIG. 7, and is a view taken along line PP of FIG.
9 is a diagram showing the cart device, the powder filling device, and the line device of FIG. 7, as viewed along the line QQ of FIG.
FIG. 10 is a view showing a powder filling position of a hopper of the powder filling apparatus.
11 is a diagram showing the cart device, the powder filling device, and the line device shown in FIG. 7, and is a view taken along line RR in FIG.
FIG. 12A is an explanatory diagram of operation of the die set.
FIG. 12B is a diagram illustrating the operation of the die set.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modification of the lower punch of the discharge plasma sintering machine.
FIG. 14 is a perspective view showing a modified example of a sintered mold.
[Explanation of symbols]
1 Shuttle type spark plasma sintering system
2 Discharge plasma sintering machine
23 Lower energizing pressure member 25 Upper energizing pressure member
3 Die set
30 Base table 31 Guide rod
32 1st movable table 33 2nd movable table
34 Sintering mold 35 Lower punch
36 Upper punch 37, 38 Actuator
4 Drive mechanism 5 Dolly device
6 Powder filling device 7a, 7b, 7c Cleaning device
8 Take-out device 9 Release agent coating device

Claims (9)

焼結すべき低融点金属粉末材料に所望の加圧力及び所望の直流パルス電流を付与して焼結し、低融点金属焼結体とするシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
少なくとも一方が他方に関して相対的に上下運動可能な上部、下部一対の通電加圧部材、前記通電加圧部材に接続されて所望のパルス電流を前記通電加圧部材に供給する電源装置及び前記少なくとも一方の通電加圧部材を上下動させる加圧装置を備えた放電プラズマ焼結機と、
前記焼結機による焼結位置となる第１の位置と前記第１の位置から所望の距離隔てられた第２の位置との区間で直線往復移動可能な少なくとも１台の絶縁構造を有するダイセットであって、前記区間で移動可能になっているベーステーブル、前記ベーステーブルに固定されていて上下方向に伸びる複数の支柱、前記支柱に上下移動可能に案内されていている第１の可動テーブル、前記第１の可動テーブルに取り付けられていて上下に貫通する穴を有する焼結型、前記第１の可動テーブルの上方において前記支柱に上下移動可能に案内されていている第２の可動テーブル、前記穴に整合して前記テーブルに固定された下部パンチ、前記第２の可動テーブルに前記焼結型の前記穴と整合して取り付けられていて下端部が前記焼結型の前記穴内に進入可能な上部パンチを備えたダイセットと、
前記第２の位置に配置されていて前記焼結型の前記穴内に低融点金属粉末材料を充填する充填装置と、
焼結された低融点金属焼結体を前記ダイセットから取り出す取り出し装置と、を備えたシャトル式放電プラズマ焼結システム。In a shuttle type discharge plasma sintering system in which a low melting point metal powder material to be sintered is sintered by applying a desired pressure and a desired direct current pulse current to obtain a low melting point metal sintered body,
At least one of the upper and lower pair of energizing and pressing members capable of moving up and down relatively with respect to the other, the power supply device connected to the energizing and pressing member and supplying a desired pulse current to the energizing and pressing member, and the at least one A discharge plasma sintering machine equipped with a pressurizing device for vertically moving the energizing pressurizing member;
A die set having at least one insulating structure capable of linear reciprocation in a section between a first position which is a sintering position by the sintering machine and a second position which is separated from the first position by a desired distance. A base table that is movable in the section, a plurality of columns that are fixed to the base table and extend in the vertical direction, a first movable table that is guided to be movable up and down by the columns, the first sintered having a hole penetrating vertically attached to the movable table, the first of the second movable table that is vertically movably guided on the support column above the movable table, wherein A lower punch fixed to the table in alignment with a hole, and attached to the second movable table in alignment with the hole of the sintering mold, and a lower end thereof advances into the hole of the sintering mold. And die set with an upper punch as possible,
A filling device that is disposed at the second position and fills the hole of the sintered mold with a low melting point metal powder material;
A shuttle-type discharge plasma sintering system, comprising: a take-out device for taking out the sintered low-melting point metal sintered body from the die set. 請求項１に記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記下部パンチの下端が前記ベーステーブルの下面より下側に突出し、前記上部パンチの上端が前記第２の可動テーブルの上側に突出し、前記ダイセットが前記第１の位置にあるとき前記下部パンチの下端が前記下部通電加圧部材と接触可能で、前記上部パンチの上端が前記上部通電加圧部材と接触可能であるシャトル式放電プラズマ焼結システム。In the shuttle type spark plasma sintering system according to claim 1,
A lower end of the lower punch protrudes downward from a lower surface of the base table, an upper end of the upper punch protrudes upward of the second movable table, and when the die set is at the first position, A shuttle type discharge plasma sintering system in which a lower end can be in contact with the lower energization pressing member and an upper end of the upper punch can be in contact with the upper energization pressing member. 請求項１又は２に記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、更に、
前記焼結型並びに上部及び下部パンチを加熱するヒーターが組み込まれているシャトル式放電プラズマ焼結システム。The shuttle type spark plasma sintering system according to claim 1 or 2, further comprising:
A shuttle type discharge plasma sintering system in which a heater for heating the sintering mold and the upper and lower punches is incorporated. 請求項１ないし３のいずれかに記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記ベーステーブルが上下二つの部分から成り、上部分に前記下部パンチが固定されかつ下部分に前記支柱が固定され、前記上部分が前記支柱により前記下部分に関して相対移動可能に案内され、前記下部分は前記区間に亘って設けられた複数のガイドレール上を移動可能に案内されているシャトル式放電プラズマ焼結システム。In the shuttle type spark plasma sintering system according to any one of claims 1 to 3,
The base table is composed of two upper and lower parts, the lower punch is fixed to the upper part and the column is fixed to the lower part, and the upper part is guided by the column to be relatively movable with respect to the lower part, A shuttle-type spark plasma sintering system in which the portion is guided so as to be movable on a plurality of guide rails provided across the section. 請求項１ないし４のいずれかに記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記ベーステーブルの前記下部分には前記第１の可動テーブルを上下動させる少なくとも一つの第１のアクチュエータと、前記第２の可動テーブルを上下動させる少なくとも一つの第２のアクチュエータとが設けられているシャトル式放電プラズマ焼結システム。In the shuttle type discharge plasma sintering system according to any one of claims 1 to 4,
The lower portion of the base table is provided with at least one first actuator for moving the first movable table up and down, and at least one second actuator for moving the second movable table up and down. There is a shuttle type spark plasma sintering system. 請求項１ないし５のいずれかに記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記第２の位置から前記第１の位置とは反対側に隔てられ位置において前記ダイセットの移動方向に関して略直角の方向に移動可能な可動台を備え、前記粉末材料を加熱するヒータを組み込んだ粉末材料充填装置が前記可動台上に前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能に配置されているシャトル式放電プラズマ焼結システム。In the shuttle type spark plasma sintering system according to any one of claims 1 to 5,
A movable stage that is separated from the second position on the side opposite to the first position and is movable in a direction substantially perpendicular to the direction of movement of the die set at a position is incorporated, and a heater for heating the powder material is incorporated. A shuttle-type discharge plasma sintering system in which a powder material filling device is movably disposed on the movable table to above the sintering mold stopped at the second position. 請求項６に記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、更に、
前記可動台上に前記充填装置と並んで配設されていて前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能な焼結型清掃装置を備えるシャトル式放電プラズマ焼結システム。The shuttle-type spark plasma sintering system according to claim 6, further comprising:
A shuttle type discharge plasma sintering system comprising a sintering type cleaning device that is arranged on the movable table alongside the filling device and is movable to above the sintering die stopped at the second position. 請求項６又は７に記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、更に
前記可動台上に前記充填装置と並んで配設されていて前記第２の位置に停止している焼結型の上方まで移動可能なパンチ清掃装置を備えるシャトル式放電プラズマ焼結システム。8. The shuttle type discharge plasma sintering system according to claim 6 or 7, further up to above a sintering mold disposed on the movable table alongside the filling device and stopped at the second position. A shuttle-type discharge plasma sintering system including a movable punch cleaning device. 請求項１ないし８の何れかに記載のシャトル式放電プラズマ焼結システムにおいて、
前記第２の位置に停止している焼結型内に離型材を塗布する離型材塗布装置を備えているシャトル式放電プラズマ焼結システム。In the shuttle type spark plasma sintering system according to any one of claims 1 to 8,
A shuttle type discharge plasma sintering system comprising a release material application device for applying a release material into a sintering mold stopped at the second position.

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