JPH01272705A - 粉末鍛造構造部品の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、部品を粉体の一体予備成形体から最終成形
体にプレスし、焼結し、冷却し個別部品に分離し、少な
くとも二個の個別部品から成る粉体焼結金属製部品を作
製する方法に関する。

この種の方法は、例えば少なくとも二個の互いに関連す
る個別部品からなる一個の完成部品を作製する場合に利
用される。この場合、互いに正確な嵌合を行う必要のあ
る個別部品が特に問題になる。この様な場合は、例えば
分割した連接ヘッドを有する連接棒の場合に生じる。上
記の連接棒は軸受カバーと通常の連接棒から構成されて
いるもので、これ等の個別部品は連接ボルトで互いに連
結していいる。

予備成形体を粉体の仕掛は品を用いて加圧する巻頭に述
べた種類に属する方法は公知である。その場合、二つの
隣接個別部品の間にある将来分離継ぎ目のところに更に
別な仕掛は品がある。焼結し、鍛造して冷却した後には
、部品を個別部品に分離させる。この作業は、個別部品
を分離継ぎ目で鋸を用いて切断することによる機械工作
で行われる。上記ところの付加的な仕掛は品を更に鋸で
取り除く０次いで、隣接する個別部品の両方の分離面を
機械加工する必要がある。その場合、要求に応じて、正
確な嵌合加工を、例えば切削で行う必要がある。

これ等の方法では、分離継ぎ目のところで付加的な仕掛
は品によって、後に鋸切断する場合に取り除く材料を挿
入する必要がある。鋸加工と更に機械的な後処理、特に
必要となる何らかの切削加工は、時間の多くの無駄と価
格の上昇をもたらす。

不充分な機械加工を完全に排除できないので、不良品が
必ずできる。これ等全ての難点は、製造で大量生産を問
題にする時、特に重大となる。

この発明の課題は、上記の難点を排除し、巻頭に述べた
種類に属する方法を大幅に単純化し、同時に個々の部品
を正確な嵌合で作製することにある。

上記の課題は、この発明により、焼結前の予備成形体に
二つの個別部品の間の切り離し個所で少なくとも一個所
のケガキ溝を設け、焼結と鍛造工程の間で保護被膜、特
に酸化被膜を有し、鍛造時に最終成形体に繋ぎ、こうし
て冷却した後割って部品を個別部品に分離することによ
って解決されている。

この発明による方法では、予備成形体の厚さを決めると
き、最終成形体に比べて仕掛は品を考慮する。この最終
成形体は鍛造時に得られる。その場合、予備成形体のケ
ガキ溝を多かれ少ながれ塞ぐ。この結果は、主に薄い二
枚の保護被膜、特に酸化被膜を隣合わせにし、それ等を
ケガキ溝がら出る割れ目になる切り離しのために使用す
ることになる。こうして出来た割れ目の長さと幅は、ケ
ガキ溝の形によって予め設定される。部品を冷却した後
、個別部品に分割するには、割れ目に沿って割ることに
よって達成される。

この発明による課題の解決策は、更に所望の切り離し個
所とケガキ溝の間隔で少なくとも破断面の割れ目がある
ともっと改良される。割れ目があると、高い確率で、部
品を冷却した後この部品を個別部品に切り離すことが上
記の割れ目に沿った破断によって行われ、更に進行する
ことになる。

しかしながら、上記のことはより大きな確率で生じるの
で、この発明によれば、二つの個別部品の切り離し個所
のケガキ溝の外に、所望の分離面の領域とケガキ溝の間
隔で少なくとも一つの破断割れ目を設けることを提唱し
ている。この別な割れ目があると、切り離し個所から分
離面に、言わば一つの割れ目から他の割れ目に分離する
ことが進行する結果になる。

このようにして、分離面の位置を一義的に決めることが
できる。この割れ目の進行は、切り離しの間、従ってそ
の伝播方向は、破断割れ目の配置によって予め与えるこ
とができる。二つの隣合った個別部品はその分離面で再
び簡単にぴったりと合わせることができる。この分離面
は、公知の機械加工の分離面に比べて、その表面が何倍
も広いと言う重要な利点がある。それ故、部品に大きな
負荷を加えることができる。更に、時間の浪費と経費の
節約できることが注目に値する。何故なら、この切り離
しは機械加工による公知の切り離しに比べて、−層簡単
な手段で破断によって行えるからである。

上記の方法は、この発明により予備成形体には加圧する
時少なくとも一個所のケガキ溝及び破断伝播割れ目があ
ることによって構成されている。

更に、例えば加圧器具では、必要な形状にしてあっても
よい。

この発明の他の構成では、予備成形体が機械加工によっ
ても少なくとも一個のケガキ溝と破断伝播割れ目を設け
ていてもよい。このことは、例えばフライス又はシェー
バ−で可能になる。製造すべき部品に応じて、一つ又は
それ以上のケガキ溝と破断伝播割れ目が切断に適した個
所に取り付けされる。

成形体を焼結の前に計量すると有利である。この計量は
、部分の重量を所定の許容範囲に保持しなければならな
い時必要である。

次いで、粉体に添加する潤滑剤を燃焼させる。

そうして、焼結が保護ガスの下で行われる。

ケガキ溝を付けた成形体を焼結後鍛造するため、大気の
中を通すことによって、ケガキ溝に保護被膜を付けると
有利である。この比較的短時間は、薄い酸化被膜を発生
させるために充分である。その時、部品はまだ冷めない
ので、この発明の他の構成では、焼結熱を保った成形体
を鍛造することができる。

鍛造する場合、今度はこのケガキ溝を主に観念完全に排
除できるので、二〇ケガキ溝は成形体としては存在しな
い。しかし、鍛造の際上記のケガキ溝から出発して、先
に説明したように、保護被膜、特に酸化被膜に沿って、
長さと位置の決まった割れ目が切り離し個所に生じる。

その場合、対向する保護被膜、特に酸化被膜はその膜の
間で分離が維持される作用を及ぼす。

鍛造工程の次には、冷却工程が続き、部品を大気、油又
は保護雰囲気ガスによって冷却する。その時、この発明
の他の構成では、隣接する二つの個別部品間で破断によ
って切り離し面が発生する。

更に、引張、圧縮及び／又は湾曲応力が付加する。

これ等の応力は部品の適当な位置に加わる。この発明の
他の構成では、部品の温度が切り離し時に室温より低い
か、あるいは高々同程度に維持されている場合、そのこ
とによって切り離しが更に改善する。何故なら、成形に
よる破断の確率が低減するからである。破断挙動がある
とより脆くなるであろう。

この発明の有利な構成によれば、切り離し時に部品全体
の温度を室温より低く維持するのでなく、部品を切り離
し前に所望の分離面でのみ少なくとも部分的に冷却して
いる。この処置は部品を完全に冷却する場合より、更に
大幅に冷却経費を低減させる。そうすれば、望ましくな
い貯蔵水も不要になる。

所望の分離面のところを部分的に冷却すると、そこのと
ころで切欠き靭性が低減するので僅かな成形作業しか要
らない結果になる。金属部品は比較的高い熱伝導性を有
するので、冷却を所望の個所で急激に行うこともできる
。こうして、成形の割れ目が低減され、もろさの割れ目
ができる。

望ましい割れ目挙動は、切り離しを高速で行うことによ
っても達成できる。

特に、この発明は分割された連接ヘッドを備えた連接棒
を製造する方法に適している。この部品はその仕上げ場
所に応じて二つの個別部品、つまり軸受カバーと通常の
連接棒から構成されている。

この部品を押圧し、焼結し、鍛造して冷却した後、この
発明によれば、連接ヘッド中に連接ボルト用の穴を作製
する。こうして、連接ボルトと連接ナツトを緩く穴に組
み込み、次いで分離面が連接ヘッドの分離継ぎ目で分断
することによって生じる。

連接ボルトと連接ナツトの緩い組み付けは、両方の個別
部品を互いに分離するため充分な分離距離を与えるよう
に設計する必要がある。−この組付は、両方の個別部品
を切り離し後、相互の関連を保っておく利点がある。こ
うして、互いに関連のない軸受カバーと通常の連接棒と
を交換が阻止される。

個別部品の分離は、連接ヘッドで切り離し工具を導入し
て行われる。ここでは、例えば開脚ヘッド、係止装置あ
るいは類似な物が問題になる。

この発明の有利な構成では、破断伝播割れ目がボルト穴
の内壁に連接ボルトの穴を作成する場合、連接ヘッドの
分離継ぎ目に形成される。特に、破断伝播割れ目を、連
接ボルトの穴を開ける間か、穴開けの続いてリング溝と
して作成できる。破断伝播割れ目を作成することは連接
ボルトのボルト山を切ると同時ないしはその後に行うこ
ともできる。

この発明の有利な構成により、所望の分離面を切り離し
の前に少なくとも部分的に冷却する場合、この処理は所
望の分離面の外側が少なくとも部分的に流れている冷却
剤にさらすことによって行われる。特に、所望の分離面
を流れるガス、特に窒素にさらすことができる。このこ
とは、分離面の外側にライン状に、しかも微調添加して
冷却剤を注いで行うことができる。

切り離すために冷却するかどうかに無関係に、この発明
による切り離しは、連接ボルトの穴に分離装置を導入し
ても行える。連接ヘッドに分離工具を導入する代わりに
、主に連接ボルトの二つの穴から切り離しを始める。こ
れに対して、穴に適当な方法で配設及び／又は固定され
る種々の分離装置を利用できる。この処置でも、切り離
し時に分離面が変形する恐れが低減させる結果になる。

冷却によるのと丁変同じ様に、分離面の嵌合精度がもっ
と改善されるので、個別部品をその分離面でぴったりと
繋ぐことが不変にできる。

切り離し工程には、この発明の他の構成の場合、連接棒
、特に連接ヘッドの軸受と連接穴を切削する後加工が続
く。連接ヘッドを切削する後加工の前には、連接ボルト
と連接ナツトを固定組込できる。

以下にこの発明による切り離し連接ヘッドを有する連接
棒を作成する方法の一例をより詳しく説明する。約０．
１〜０．５％Ｍｎ、　０．１〜０．５％Ｍｏ。

０．２〜２．２％Ｎｔ及び０．３〜１．０％Ｃを含有す
る合金仕上げ用の鉄の粉末をプレスする。この場合、ｉ
−０，６％の許容重量で予備成形体を作成する。ケガキ
溝を軸受カバーと通常の連接棒の間の分離継ぎ目に付け
る。比重は約６．０〜７．０　ｇ／ｍ３に成る。

プレス後、連接ヘッドと連接リングおよい連接棒の区分
重量を総合的に管理する。連接棒の予備成形体を焼結鍛
造炉で僅かに焼結する。この炉には潤滑剤を燃焼させる
区間と焼結させる別な区間があるが、冷却させる区間は
ない。この炉では、前記予備成形体は約半時間通常の保
護雰囲気ガスの下で８００〜１　、２００°Ｃの焼結温
度にされる。焼結し。

た予備成形体の焼結熱を直接冷まし、それから囲んだ器
具の中で高温にして蜜にする。この予備成形体はプレス
時に厚さゲージで既に連接棒の寸法になるが、こん連接
棒は鍛造時に最終成形体に圧縮される。連接ヘッドの中
にある軸受カバーと通常の連接棒の間の分離継ぎ目のと
ころの、予備成形体に付けた二つのケガキ溝は、鍛造時
にそれぞれ一個の割れ目を形成して塞ぐ。この場合、７
．６ｇ　／　ｍ　２より大きい密度の固い部品ができる
。

〔実施例〕

この発明による方法で作製する連接棒の実施例を図面に
示し、以下により詳しく説明する。

第１図から分かるように、二つのケガキ溝１１が連接ヘ
ッド１３の分離継ぎ目１２に付けである。

第２図の最終成形体に対する予備成形体の厚さゲージは
、第１図には示してない。

第２図には、ケガキ溝（第１図）が鍛造によって閉じて
、二つの割れ目１４になっているところが示しである。

第３図には、軸受カバー１５と通常の連接棒が分離した
個別部品として示しである。これ等量つの個別部品は、
二本の連接ボルト１７と図示してない連接ナツトによっ
て互いに緩（連結しである。

連接ヘッド１３を後で切削加工するため、軸受カバー１
５を連接ボルト１７と図示していない連接ナツトによっ
て通常の連接棒１６に固定連結する。

連接棒１８の切削後加工は、連接ヘッド１３の後加工と
同時に行うと合理的である。

両方のケガキ溝１１の外に、連接ヘッド１３と軸受カバ
ー１５の間の分離継ぎ目１２に二つの破断伝播割れ目１
９が形成しである。これ等の破断伝播割れ目は図示して
ない連接ボルト１７用の穴２０を作成する時に形成され
る。その場合、前記破断伝播割れ目１９にリング溝の形
状が付けである。破断伝播割れ目１９は図示してない連
接ボルト１７用のボルト山を切る時、又は切った後に作
成することもできる。

第６図に示した軸受カバー１５を有する連接ヘッドは、
冷却装置２２によって取り囲まれている。

この冷却装置２２には、冷却剤用の導入管２３がある。

導入管２３には、点線で示した通路２４が接続されてい
る。これ等の通路の終端には噴射ノズル２５がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、詳細部分図Ａを付けたこの発明による連接棒の
予備成形体の平面図。 第２図、詳細部分図Ｂを付けた第１図の連接棒の最終成
形体の平面図。 第３図、分離した個別部品と詳細部分図Ｃを付けた第２
図の連接棒の平面図。 第４図、一部を断面図にした破断伝播割れ目を有する連
接ヘッドの平面図。 第５図、第４図に示した連接ヘッドの線分■−■に沿っ
た断面図。 第６図、冷却装置に装備した連接ヘッドの透視図。 第７図、第６図に示した連接ヘッドの平面図。 図中引用記号： １１・・・ケガキ溝、 １２・・・分離継ぎ目、 １３・・・連接ヘッド、 １４・・・割れ目、 １５・・・軸受カバー、 １７・・・連接ボルト、 １８・・・連接リング、 １９・・・破断伝播割れ目、 ２２・・・冷却装置、 ２３・・・導管、 ２４・・・通路、 歯面の浄書（内容に五更なし） 手続補正書坊式） コ／□ｑ、ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部品を粉体の一体予備成形体から最終成形体にプレ
   スし、焼結し、鍛造し、冷却して個別部品に分離し、少
   なくとも二個の個別部品から成る粉体鍛造部品を作製す
   る方法において、 予備成形体には焼結する前に二つの個別部品の間の分離
   個所で少なくとも一つのケガキ溝（１１）があり、焼結
   と鍛造工程の間で前記予備成形体に保護被膜、特に酸化
   被膜が付き、鍛造時に最終成形体になり、前記部品が冷
   却後破断によって個別部品に分離することを特徴とする
   方法。 ２、所望の分離面の領域とケガキ溝（１１）の間隔の外
   に、少なくとも一個の破断伝播割れ目（１９）が設けて
   あることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、予備成形体にはプレス時に少なくとも一個のケガキ
   溝（１１）と破断伝播割れ目（１９）が設けてあること
   を特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４、予備成形体には機械加工によって少なくとも一個の
   ケガキ溝（１１）と破断伝播割れ目（１９）が設けてあ
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
   の方法。 ５、予備成形体は焼結の前に秤量されることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 ６、潤滑剤を燃やし、焼結は保護ガスの下で行われるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
   法。 ７、焼結後、予備成形体とケガキ溝（１１）は鍛造に持
   ち込む時、保護被膜、特に酸化被膜を大気によって付け
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
   の方法。 ８、鍛造時にケガキ溝（１１）は閉じ、保護被膜、特に
   酸化被膜に沿って出るケガキ溝位置から、長さと位置を
   決めた割れ目が切り離し個所に生じることを特徴とする
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。 ９、予備成形体は焼結熱を持ったまま鍛造されることを
   特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。 １０、部品は空気、油又は保護ガスで冷却されることを
   特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。 １１、隣合った二つの個別部品の間には、破断によって
   分離面が生じることを特徴とする請求項１〜１０のいず
   れか１項に記載の方法。 １２、部品の温度は切り離し時に高々室温と同じになる
   ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載
   の方法。 １３、所望の分離面は、切り離し前に少なくとも部分的
   に冷却装置２２によって冷却されることを特徴とする請
   求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。 １４、所望の分離面の外側は少なくとも部分的に流れて
   いる冷却剤に曝されていることを特徴とする請求項１３
   記載の方法。 １５、所望の分離面は、液体ガス、主に窒素ガスに曝さ
   れることを特徴とする請求項１４記載の方法。 １６、切り離しは、早い速度で行われることを特徴とす
   る請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。 １７、特許請求の範囲第１〜１６項に従い分離した連接
   ヘッドを有する連接棒を作製する方法において、連接棒
   を冷却した後、連接ヘッドに連接ボルト（１７）用の穴
   （２０）を開けることを特徴とする方法。 １８、破断伝播割れ目（１９）は、連接ボルト（１７）
   用の穴を開ける時、穴（２０）の内壁のところで連接ヘ
   ッド（１３）の分離継ぎ目（１２）に形成されることを
   特徴とする請求項１７記載の方法。 １９、破断伝播割れ目（１９）は、穴（２０）を開ける
   時、リング溝として形成されることを特徴とする請求項
   １８記載の方法。 ２０、破断伝播割れ目（１９）は、連接ボルト（１７）
   用のボルト山（２１）を切る時、又は切った後に作製さ
   れることを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２１、連接ボルト（１７）と連接ナットは穴（２０）に
   緩く組み込み、次いで分離面は連接ヘッド（１３）の分
   離継ぎ目（１２）に破断切り離しによって生じることを
   特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の方
   法。 ２２、切り離し器具は、連接ヘッド（１３）の中に挿入
   されることを特徴とする請求項２１記載の方法。 ２３、切り離し装置は連接ボルト（１７）用の穴（２０
   ）に挿入されることを特徴とする請求項１８〜２０のい
   ずれか１項に記載の方法。 ２４、連接棒、特に連接ヘッド（１３）の軸受と連接リ
   ングの切削後加工は、切り離し後に行われることを特徴
   とする請求項１７〜２３のいずれか１項に記載の方法。 ２５、連接ヘッドの切削後加工の前には、連接ボルト（
   １７）と連接ナットは固定組み込みされることを特徴と
   する請求項２４記載の方法。