JP2593280B2 - セラミック製プレス金型 - Google Patents
セラミック製プレス金型Info
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Landscapes
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プレス金型のスリーブ
及び上・下パンチの主要部分をセラミックで形成した、
耐摩耗性、耐食性に優れたセラミック製プレス金型に関
する。
及び上・下パンチの主要部分をセラミックで形成した、
耐摩耗性、耐食性に優れたセラミック製プレス金型に関
する。
【０００２】
【従来の技術】セラミック材料、陶磁器材料などを圧縮
し、成形、絞り、曲げなどの加工を行なう際に使用され
るプレス金型は、押型（スリーブ）の内面、上・下パン
チの押型内面との摺動部、及び上・下パンチのプレス面
等の要部は、摩耗、腐食等により損耗が大きく、例え
ば、セラミック粉末をプレス成形する場合には、これら
の個所が硬質のセラミック粉末によって摩耗するという
問題がある。また、殺菌剤などの薬品粉末をプレス成形
する場合にも、薬品により上記した部分が腐食されると
いう問題がある。
し、成形、絞り、曲げなどの加工を行なう際に使用され
るプレス金型は、押型（スリーブ）の内面、上・下パン
チの押型内面との摺動部、及び上・下パンチのプレス面
等の要部は、摩耗、腐食等により損耗が大きく、例え
ば、セラミック粉末をプレス成形する場合には、これら
の個所が硬質のセラミック粉末によって摩耗するという
問題がある。また、殺菌剤などの薬品粉末をプレス成形
する場合にも、薬品により上記した部分が腐食されると
いう問題がある。
【０００３】そこで、これらの問題を解決するため、従
来から各種の対策が検討されており、例えば、スリーブ
や上・下パンチの摺動部及びプレス面等の要部を耐摩耗
性の大きい高強度の特殊鋼によって被覆する方法や、実
開昭６１−１９０３２１号に記載されるように、上・下
パンチ及びスリーブ等の本体部は鋳鉄等の金属材料で作
製し、スリーブや上・下パンチの摺動部及びプレス面等
の要部はアルミナを主成分とする無機質材によって形成
する方法が提案されている。
来から各種の対策が検討されており、例えば、スリーブ
や上・下パンチの摺動部及びプレス面等の要部を耐摩耗
性の大きい高強度の特殊鋼によって被覆する方法や、実
開昭６１−１９０３２１号に記載されるように、上・下
パンチ及びスリーブ等の本体部は鋳鉄等の金属材料で作
製し、スリーブや上・下パンチの摺動部及びプレス面等
の要部はアルミナを主成分とする無機質材によって形成
する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たスリーブや上・下パンチの摺動部及びプレス面等の要
部を高硬度の特殊鋼によって被覆したものにおいても、
経時的に摩耗を起して成形品のコンタミ（汚染）や摺動
部隙間拡大による成形粉体のロス及び製品寸法変動等の
不具合を生じたり、耐食性にも難点がある。また、実開
昭６１−１９０３２１号の方法においては、用いる材料
がアルミナで断面四角形状であるため、靱性が低く、摺
動部で摩耗したり欠け易く、又低強度なためプレス圧で
破損し易く、さらに隅角部に応力が集中してクラックが
発生し易いという問題があった。
たスリーブや上・下パンチの摺動部及びプレス面等の要
部を高硬度の特殊鋼によって被覆したものにおいても、
経時的に摩耗を起して成形品のコンタミ（汚染）や摺動
部隙間拡大による成形粉体のロス及び製品寸法変動等の
不具合を生じたり、耐食性にも難点がある。また、実開
昭６１−１９０３２１号の方法においては、用いる材料
がアルミナで断面四角形状であるため、靱性が低く、摺
動部で摩耗したり欠け易く、又低強度なためプレス圧で
破損し易く、さらに隅角部に応力が集中してクラックが
発生し易いという問題があった。
【０００５】本発明者は、上記した従来の問題に鑑み鋭
意研究を行った結果、スリーブの断面形状を円筒形状と
するとともに、スリーブと上・下パンチの要部に、Ｓｉ
3 Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺ、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 （ア
ルミナ）、望ましくはＳｉ3Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺ
のうちの１種又は２種を組合わせたセラミック層を形成
することによって性能の優れたプレス金型が得られるこ
とを見出し本発明に到達した。さらに又、本発明者はス
リーブの断面形状が四角でもスリーブを一体形成でな
く、四辺を分割形成することによって、アルミナで同等
の性能が得られることを見出したものである。
意研究を行った結果、スリーブの断面形状を円筒形状と
するとともに、スリーブと上・下パンチの要部に、Ｓｉ
3 Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺ、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 （ア
ルミナ）、望ましくはＳｉ3Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺ
のうちの１種又は２種を組合わせたセラミック層を形成
することによって性能の優れたプレス金型が得られるこ
とを見出し本発明に到達した。さらに又、本発明者はス
リーブの断面形状が四角でもスリーブを一体形成でな
く、四辺を分割形成することによって、アルミナで同等
の性能が得られることを見出したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、スリーブ及び該スリーブの内面を摺動して内容物を
圧縮する上パンチと下パンチとよりなるプレス金型であ
って、少なくとも金属製スリーブの内面、金属製の上パ
ンチ及び下パンチのプレス面、および金属製の上パンチ
及び金属製の下パンチのスリーブとの摺動面をセラミッ
クスで形成し、かつ金属製スリーブの内面にセラミック
製スリーブを締りばめにより締結するとともに、金属製
の上パンチ及び下パンチのプレス面にセラミック製ヘッ
ドを締りばめにより締結し、摺動面の表面粗さが少なく
ともＲａ０．４μｍまでに研削加工されていることを特
徴とするセラミック製プレス金型、が提供される。
ば、スリーブ及び該スリーブの内面を摺動して内容物を
圧縮する上パンチと下パンチとよりなるプレス金型であ
って、少なくとも金属製スリーブの内面、金属製の上パ
ンチ及び下パンチのプレス面、および金属製の上パンチ
及び金属製の下パンチのスリーブとの摺動面をセラミッ
クスで形成し、かつ金属製スリーブの内面にセラミック
製スリーブを締りばめにより締結するとともに、金属製
の上パンチ及び下パンチのプレス面にセラミック製ヘッ
ドを締りばめにより締結し、摺動面の表面粗さが少なく
ともＲａ０．４μｍまでに研削加工されていることを特
徴とするセラミック製プレス金型、が提供される。
【０００７】本発明においては、スリーブの断面形状を
円筒形状とすることが好ましいが、四角形状であっても
スリーブを一体形成でなく、四辺を分割形成することで
同等の性能を得ることができる。
円筒形状とすることが好ましいが、四角形状であっても
スリーブを一体形成でなく、四辺を分割形成することで
同等の性能を得ることができる。
【０００８】
【作用】本発明のプレス金型では、スリーブの内面、及
び、上・下パンチのスリーブ内面との摺動部、及び、該
上・下パンチのプレス面の各金属母体の上に、締りばめ
加工によってセラミック層を形成したことにより、セラ
ミック層を強固に安定的に締結させることができ、しか
も製作コストを低くできる。また、押型の内側に締結す
るスリーブの断面形状を円筒形状あるいは四角形状の場
合には四辺を分割形成すると、スリーブの内面にセラミ
ック層を形成した場合においても、従来の角型形状のス
リーブの如く、スリーブの隅角部に応力が集中してクラ
ックが発生することがない。
び、上・下パンチのスリーブ内面との摺動部、及び、該
上・下パンチのプレス面の各金属母体の上に、締りばめ
加工によってセラミック層を形成したことにより、セラ
ミック層を強固に安定的に締結させることができ、しか
も製作コストを低くできる。また、押型の内側に締結す
るスリーブの断面形状を円筒形状あるいは四角形状の場
合には四辺を分割形成すると、スリーブの内面にセラミ
ック層を形成した場合においても、従来の角型形状のス
リーブの如く、スリーブの隅角部に応力が集中してクラ
ックが発生することがない。
【０００９】また、本発明のプレス金型は、セラミック
材料のような硬質の無機質粉末のプレス成形に際しても
摩耗することが少ないので、金型の寿命が伸び、又金型
内に残留物質が残ることがなく、成形品が汚染される恐
れがない。さらに、スリーブとパンチとの摺動による金
型のかじり傷の防止ができ、円滑な操業が可能となる。
また従来の金属材料ではすべりとかじり防止のため、摺
動面の表面粗さＲａ０．１μｍ以下を必要としており、
それでも不具合を生じることがあったが、本発明ではＲ
ａ０．４μｍまで粗くしてもかじりは発生せず、スムー
ズに摺動する。摺動面の表面粗さＲａが０．４μｍを超
えるとセラミック同士のこすれ合いにより摩耗が激しく
なり、ひどい時には欠けを生じる。セラミックスの場
合、摺動面の表面粗さが粗くてもスムーズに摺動するの
は、金属よりもセラミックスの方が摩擦係数が小さいこ
とが影響している。
材料のような硬質の無機質粉末のプレス成形に際しても
摩耗することが少ないので、金型の寿命が伸び、又金型
内に残留物質が残ることがなく、成形品が汚染される恐
れがない。さらに、スリーブとパンチとの摺動による金
型のかじり傷の防止ができ、円滑な操業が可能となる。
また従来の金属材料ではすべりとかじり防止のため、摺
動面の表面粗さＲａ０．１μｍ以下を必要としており、
それでも不具合を生じることがあったが、本発明ではＲ
ａ０．４μｍまで粗くしてもかじりは発生せず、スムー
ズに摺動する。摺動面の表面粗さＲａが０．４μｍを超
えるとセラミック同士のこすれ合いにより摩耗が激しく
なり、ひどい時には欠けを生じる。セラミックスの場
合、摺動面の表面粗さが粗くてもスムーズに摺動するの
は、金属よりもセラミックスの方が摩擦係数が小さいこ
とが影響している。
【００１０】なお、上記の締りばめとは、例えば、金属
の軸体の上にスリーブを固着させる場合、該軸体の外径
とスリーブの内径との間に締めしろがあるものを云い、
収縮ばめとも呼ばれる加工法である。締りばめは、部材
の熱収縮を利用して互いに締結する方法で、これには焼
きばめと冷却ばめとがある。
の軸体の上にスリーブを固着させる場合、該軸体の外径
とスリーブの内径との間に締めしろがあるものを云い、
収縮ばめとも呼ばれる加工法である。締りばめは、部材
の熱収縮を利用して互いに締結する方法で、これには焼
きばめと冷却ばめとがある。
【００１１】本発明において使用するセラミックスとし
ては、特にその種類を限定するものではないが、窒化珪
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サイアロン、部分安定化ジルコニア
（ＰＳＺ）、ＳｉＣ、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の耐摩
耗性、耐食性に優れたものが好ましく、Ｓｉ3 Ｎ4 、サ
イアロン、ＰＳＺのうちの１種又は２種を組合わせたも
のが更に望ましい。なお、特に、スリーブとしては、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺが望ましい。
ては、特にその種類を限定するものではないが、窒化珪
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サイアロン、部分安定化ジルコニア
（ＰＳＺ）、ＳｉＣ、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の耐摩
耗性、耐食性に優れたものが好ましく、Ｓｉ3 Ｎ4 、サ
イアロン、ＰＳＺのうちの１種又は２種を組合わせたも
のが更に望ましい。なお、特に、スリーブとしては、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、サイアロン、ＰＳＺが望ましい。
【００１２】なお、本発明では、パンチ上下面のセラミ
ック角部を全周面取り加工することが好ましい。この面
取り加工により、セラミックスの欠けが防止できるが、
望ましくはＣ０．１〜０．２である。
ック角部を全周面取り加工することが好ましい。この面
取り加工により、セラミックスの欠けが防止できるが、
望ましくはＣ０．１〜０．２である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 （実施例１）図１は本発明のセラミック製プレス金型の
一実施例を示す断面概要図である。押型たる内径５０ｍ
ｍの合金工具鋼ＳＫＤ材製スリーブ１の内面に、厚さ１
５ｍｍの部分安定化ジルコニア製スリーブ２を、はめあ
い公差Ｈ７（＋３０μｍ，０）／ｒ６（＋６２μｍ，＋
４３μｍ）で、締りばめ加工により締結した。また、合
金工具鋼ＳＫＤ材製の上パンチ３のプレス面の凹部４及
び合金工具鋼ＳＫＤ材製の下パンチ５のプレス面の凹部
６に、それぞれヘッド部φ５０ｍｍで締りばめ部φ４０
ｍｍの部分安定化ジルコニア製ヘッド７、８の凸部９、
１０をはめあい公差Ｈ７（＋２５μｍ，０）、ｐ６（＋
４２μｍ，＋２６μｍ）で締りばめ加工により締結し
た。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 （実施例１）図１は本発明のセラミック製プレス金型の
一実施例を示す断面概要図である。押型たる内径５０ｍ
ｍの合金工具鋼ＳＫＤ材製スリーブ１の内面に、厚さ１
５ｍｍの部分安定化ジルコニア製スリーブ２を、はめあ
い公差Ｈ７（＋３０μｍ，０）／ｒ６（＋６２μｍ，＋
４３μｍ）で、締りばめ加工により締結した。また、合
金工具鋼ＳＫＤ材製の上パンチ３のプレス面の凹部４及
び合金工具鋼ＳＫＤ材製の下パンチ５のプレス面の凹部
６に、それぞれヘッド部φ５０ｍｍで締りばめ部φ４０
ｍｍの部分安定化ジルコニア製ヘッド７、８の凸部９、
１０をはめあい公差Ｈ７（＋２５μｍ，０）、ｐ６（＋
４２μｍ，＋２６μｍ）で締りばめ加工により締結し
た。
【００１４】次いで、上記した構造のセラミック製プレ
ス金型を使用し、各種の粉体を成形原料とし、上・下パ
ンチにより１２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧して成形
品を作製した。その場合のセラミック製金型の使用状況
を表１に示す。
ス金型を使用し、各種の粉体を成形原料とし、上・下パ
ンチにより１２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧して成形
品を作製した。その場合のセラミック製金型の使用状況
を表１に示す。
【００１５】（比較例１）合金工具鋼ＳＫＤ材製スリー
ブの内面、及び上・下パンチのスリーブ内面との摺動部
及びプレス面にセラミック部材を締結しなかった以外は
総て実施例１と同じ構造のプレス金型を使用し、成形原
料として、アルミナ粉末と塩素系殺菌剤粉末を実施例１
と同じ圧力条件で加圧成形を行った。その結果を表１に
示す。
ブの内面、及び上・下パンチのスリーブ内面との摺動部
及びプレス面にセラミック部材を締結しなかった以外は
総て実施例１と同じ構造のプレス金型を使用し、成形原
料として、アルミナ粉末と塩素系殺菌剤粉末を実施例１
と同じ圧力条件で加圧成形を行った。その結果を表１に
示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】（実施例２）セラミック製プレス型におけ
る摺動部の表面粗さＲａを変えて、かじりが発生する具
合を調査した結果を表２に示す。
る摺動部の表面粗さＲａを変えて、かじりが発生する具
合を調査した結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
ク製プレス金型によれば、硬質の無機質粉末のプレス成
形に際しても摩耗することが少なく、金型の寿命が伸
び、腐食性薬剤粉末のプレス成形に際しても接触部が腐
食することなく、又金型内に残留物質が残ることがな
く、成形品が汚染される恐れがない。さらに、スリーブ
と上・下パンチとの摺動による金型のかじり傷の防止が
でき、円滑な操業が可能となるという利点を有する。ま
た、スリーブの断面形状を円筒形状とするか、あるいは
四角形状でも四辺を分割形成すると、スリーブの内面に
形成したセラミック層について、従来の角型形状のスリ
ーブの如く、スリーブの隅角部に応力が集中してクラッ
クが発生することがない。
ク製プレス金型によれば、硬質の無機質粉末のプレス成
形に際しても摩耗することが少なく、金型の寿命が伸
び、腐食性薬剤粉末のプレス成形に際しても接触部が腐
食することなく、又金型内に残留物質が残ることがな
く、成形品が汚染される恐れがない。さらに、スリーブ
と上・下パンチとの摺動による金型のかじり傷の防止が
でき、円滑な操業が可能となるという利点を有する。ま
た、スリーブの断面形状を円筒形状とするか、あるいは
四角形状でも四辺を分割形成すると、スリーブの内面に
形成したセラミック層について、従来の角型形状のスリ
ーブの如く、スリーブの隅角部に応力が集中してクラッ
クが発生することがない。
【図１】本発明のセラミックス製プレス金型の一実施例
を示す断面概要図である。
を示す断面概要図である。
１ 合金工具鋼ＳＫＤ材製スリーブ ２ セラミックス（ＰＳＺ）製スリーブ ３ 合金工具鋼ＳＫＤ材製の上パンチ ４ プレス面の凹部 ５ 合金工具鋼ＳＫＤ材製の下パンチ ６ プレス面の凹部 ７，８ 部分安定化ジルコニア製ヘッド ９，１０ 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−20132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−95153（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−10343（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−190321（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 スリーブ及び該スリーブの内面を摺動し
て内容物を圧縮する上パンチと下パンチとよりなるプレ
ス金型であって、少なくとも金属製スリーブの内面、金
属製の上パンチ及び下パンチのプレス面、および金属製
の上パンチ及び金属製の下パンチのスリーブとの摺動面
をセラミックスで形成し、かつ金属製スリーブの内面に
セラミック製スリーブを締りばめにより締結するととも
に、金属製の上パンチ及び下パンチのプレス面にセラミ
ック製ヘッドを締りばめにより締結し、摺動面の表面粗
さが少なくともＲａ０．４μｍまでに研削加工されてい
ることを特徴とするセラミック製プレス金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069693A JP2593280B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミック製プレス金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069693A JP2593280B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミック製プレス金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277770A JPH06277770A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2593280B2 true JP2593280B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=13410210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069693A Expired - Fee Related JP2593280B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | セラミック製プレス金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593280B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2557862B2 (ja) * | 1986-12-11 | 1996-11-27 | 富士写真フイルム株式会社 | ビデオ画像収録装置 |
| US4827341A (en) * | 1986-12-16 | 1989-05-02 | Fuji Photo Equipment Co., Ltd. | Synchronizing signal generating circuit |
| JP5537865B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2014-07-02 | 日立粉末冶金株式会社 | 粉末成形方法 |
| JP5636719B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-12-10 | 住友ベークライト株式会社 | 成形体製造装置および成形体の製造方法 |
| JP5757797B2 (ja) * | 2011-06-21 | 2015-07-29 | 株式会社日本セラテック | カーボン製治具 |
| CN106975693A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-07-25 | Ykk株式会社 | 成形用模具工具 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61190321U (ja) * | 1985-05-16 | 1986-11-27 | ||
| JPS6320132A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-27 | Tosoh Corp | プレス加工用型材料 |
| JP2533863B2 (ja) * | 1986-10-08 | 1996-09-11 | 日立金属株式会社 | 粉末プレス成形用ダイス |
| JPS6410343U (ja) * | 1987-07-07 | 1989-01-19 |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP5069693A patent/JP2593280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06277770A (ja) | 1994-10-04 |
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