筒状部件的压粉成形用芯金属模、压粉成形装置、及压粉成形方法制造方法及图纸

一种筒状部件的压粉成形用芯金属模、压粉成形装置、及压粉成形方法，在使用了阶梯芯金属模的、具有筒形状且在内周侧具有沿轴向突出的突出部或径向的凹陷部的筒状部件的压粉成形中，即使减小阶梯部和与之连续的侧面部的角部的曲率半径，也不发生角部破裂。该压粉成形用芯金属模是用于对具有筒形状，且在内周侧具有轴向的突出部或径向的台阶部的筒状部件进行压粉成形而使用的芯金属模，在芯金属模主体的外周面的至少一部分具有沿径向突出的台阶部，芯金属模主体在与所述台阶部的上表面同一的面被分割为上下两部分，被分割的面之间通过机械紧固或粘接材料粘接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及为了通过压粉成形而制造筒状部件的芯金属模(〕7金 型)，另外，涉及具备芯金属模的压粉成形装置和压粉成形方法。还有， 本说明书中的筒状部件是具有同心的内周面和外周面的部件，还包括高度 比外径小的环状部件。
技术介绍
在通过压粉成形制造筒状压粉成形体的情况下，通常，使用芯金属模、 下冲头、上冲头及模头(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中记载了 向上冲头和下冲头之间填充粉末，使上冲头和下冲头相对移动，将多层筒 状压粉体成形的方法。专利文献1特开2006—305578号公报(摘要)在通过压粉成形法制造具有炸面饼圈状或圆筒状，且在内周侧具有轴 向的突出部或径向的台阶部或凹陷部的筒状成形体的情况下，存在下述问 题。问题之一冲头的最小宽度己确定，因此，难以得到突起部的前端面、 台阶部、或凹陷部的径向的宽度5小的筒状部件。问题之一在将由冲头形成的成形体的台阶高度设为h时，由于施加 的负荷大，因此难以成形h/S大的筒状部件。可以通过形成筒状成形体的内周面的芯金属模使用阶梯芯金属模，代 替冲头，使用阶梯芯金属模的台阶部压粉成形而消除这些问题。但是，在使用阶梯芯金属模的情况下，难以成形筒状成形体的突起 部前端面、或台阶部上表面或下表面、或凹陷部上表面或下表面、和与之 连结的内周侧面的角部的曲率半径R小的成形体。在阶梯芯金属模中，应力集中于台阶部分的角部。在该角部由于对台阶结构的上表面施加的力、和对台阶结构的上部的芯侧面施加的力而产生 牵引力。若将阶梯芯金属模的台阶部中的角的曲率半径设为r，则与使用 该金属模成形的压粉成形体的所述台阶部对应的角部的曲率半径成为r。此时，阶梯芯金属模的台阶部角部处的应力为izra，且与施加的压力成比 例。若r接近零，且台阶部角部处的应力成为破坏强度以上，则虽然其他部分不发生问题，但有可能仅在角部发生龟裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在使用了阶梯芯金属模的、具有筒形状且在内 周侧具有沿轴向突出的突出部或径向的凹陷部的筒状部件的压粉成形中， 即使减小阶梯部和与之连续的侧面部的角部的曲率半径，也不发生角部破 裂的阶梯芯金属模、和具备该芯金属模的压粉成形装置及压粉成形方法。 另外，提供使用阶梯芯金属模而压粉成形的筒状压粉成形体。本专利技术是一种筒状部件的压粉成形用芯金属模，其是用于对具有筒形 状，且在内周侧具有轴向的突出部或径向的台阶部的筒状部件进行压粉成 形而使用的芯金属模，其特征在于，在芯金属模主体的外周面的至少一部 分具有沿径向突出的台阶部，芯金属模主体在与所述台阶部的上表面同一 的面被分割为上下两部分，在分割面通过机械紧固或粘接材料粘接。在本专利技术的优选的方式中，被分割为上下的芯之间通过在分割面的中 央部分进行螺栓紧固、螺纹紧固、或在一方的芯形成凹部，在另一方的芯 形成凸部而嵌入来紧固。另外，在本专利技术的优选的方式中，在被分割为上下的芯的至少一方的 分割面实施有基于喷丸硬化的表面处理，被赋予压縮残留应力。本专利技术是一种筒状部件的压粉成形装置，在所述结构的芯金属模的外侧配置上冲头和下冲头，且在该上冲头和下冲头的外侧配置冲模(die)， 通过使所述上冲头(punch)和所述下冲头相对移动，对填充在上冲头和 下冲头之间的粉体进行压粉成形。另外，本专利技术是一种筒状部件的压粉成形方法，使用具有所述结构的 压粉成形装置，通过使上冲头和下冲头相对移动，对填充在上冲头和下冲 头之间的粉体压密化，制造具有筒形状，且在内周侧的至少一部分沿轴向突出或沿径向凹陷的筒状部件。在本专利技术的芯金属模中，优选对应于压粉成形的筒状部件的形状，变 更被分割为上下的芯中的上部的芯。在本专利技术的压粉成形方法中，在设置于芯金属模的外周面的台阶部的 上方固定下冲头，使上冲头移动，由此能够制造具有内周侧的至少一部分 沿轴向突出的形状的筒状部件。另外，在本专利技术的压粉成形方法中，在设置于芯金属模的外周面的台 阶部的下方固定下冲头，使上冲头移动，由此能够制造具有内周侧的至少 一部分沿轴向凹陷的形状的筒状部件。本专利技术的阶梯芯金属模的台阶部被分割为两部分，因此，基于下述理 由，在角部不易方式破损。1) 侧面和底面没有在材料上一体化，因此，对角部分没有施加底面 和侧面的应力的总和。2) 强的负荷垂直地施加于阶梯面，但通过与芯金属模的台阶面同一 的面上的紧固，减弱台阶部处的牵引应力。3) 芯在阶梯部分被分离，因此，不发生龟裂。因此，无论台阶上表面、和与之连结的芯侧面的连结部即角部不是曲 面，或曲率半径小的情况，均能够减小角部的应力集中。进而，通过在芯连接前，对包含台阶面的芯剖面部的喷丸硬化，对角 部的应力集中部施加初始压缩力，由此能够将抗破坏寿命大幅度长期化。附图说明图1是比较例中使用的阶梯芯金属模的示意图。图2是比较例中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形前的状态。图3是比较例中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形后的状态。图4是比较例中得到的压粉成形体的示意图。图5是实施例1中使用的阶梯芯金属模的示意图。图6是实施例1中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形前的状态。图7是实施例1中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形后的状态。图8是实施例1中得到的压粉成形体的示意图。图9是实施例2中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形前和成形 后的状态。图10是实施例2中得到的压粉成形体的示意图。图11是实施例3中使用的阶梯芯金属模的示意图。图12是实施例3中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形后的状态。图13是实施例3中得到的压粉成形体的示意图。图14是实施例4中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形后的状态。图15是实施例4中得到的压粉成形体的示意图。图16是实施例5中使用的压粉成形装置的结构图，表示成形后的状态。图17是表示实施例5中得到的压粉成形体的一例的示意图。 图18是表示实施例5中得到的压粉成形体的另一例的示意图。 图19是实施例5中得到的压粉成形体的示意图。 图20是表示阶梯芯金属模的另一例的示意图。图中l一芯主体；2—台阶部；3 —阶梯芯金属模；5 —剖面；6—台 阶部上表面；20—圆筒状台阶部；31 —上部芯；32 —下部芯；63 —台阶部 侧面；91一上部芯；92 —下部芯；95 —下表面；101 —具有台阶结构的部 分的芯；102 —没有台阶结构的部分的芯；103 —下冲头；104 —上冲头； 105 —粉体；106 —冲模；lll一带有凹陷的压粉成形体；120 —下冲头；121 一下冲头；150 —筒形压粉成形体；160 —筒形压粉成形体；200 —压粉成 形体；201—突起部；202 —突起部的前端面；203 —压粉成形体的突起部 内侧面；204—曲率半径；205 —角部；206 —突起部的前端面的宽度；401 一螺栓；402—螺母。具体实施例方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施例。 首先，使用图1 图4，对使用没有在阶梯部分被上下分割的带有阶梯芯金属模的情况进行说明。图1是表示带有阶梯芯金属模3的形状的图，(a)是从侧面方向观察的立体图，(b)是从上面观察的俯视图。带有阶梯芯金属模3具有在形 成为圆柱形状的芯主体1的外周面沿周向设置有三个在半径方向上突出的凸形状的台阶部2的结构。图2、图3中示出具备该阶梯芯金属模的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种筒状部件的压粉成形用芯金属模，其是为对具有筒形状，且在内周侧具有轴向的突出部或径向的台阶部或凹陷部的筒状部件进行压粉成形而使用的芯金属模，其特征在于，　　　　在芯金属模主体的外周面的至少一部分具有沿径向突出的台阶部，在与所述台阶部的上表面同一的面处，芯金属模主体被分割为上下两部分，被分割的面之间通过机械紧固或粘接材料粘接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林金也，长岛英明，石泽修一，榎本裕治，荒川友明，岛治郎，石原千生，
申请(专利权)人：日立粉末冶金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]