JPS5836642B2 - 通電焼結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉末原料に加圧下で通電若しくは微細放電等
を伴なう通電を行うことにより、これを焼結して成形品
を得る、例えば特公昭４１一１２８８５号公報、同４５
−３２３２８号公報記載の如き通電焼結装置に関する。

この通電焼結（放電焼結を含む）は広く利用されている
が、この方法で犬型或形品を得ようとすると、大容量の
電源を必要とするばかりでなく、通電加熱に伴う原料及
び成形用型の抵抗値が、成形のためには望ましくない方
向に変化し、原料全体４こわたる均一な加熱焼成が困難
となるという問題があった。

また、部分的Ｃこ所望の如く密度、焼結状態その他が異
なるような焼結をすることは不可能であった。

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、比較的小容量電源を用いて、均
質に、または部分的に所望のよう６こ異ならせて焼成さ
れた大型の成形品を得ることが出来る通電焼結装置を提
供することにある。

而して、その要旨とするところは、戒形用型と、複数の
部分に分割され互いに電気的（こ絶縁された複数の加工
用ポンチ及び／又はアンビルとを有し、上記成形用型、
加工用ポンチ及びアンビルにより形成される密閉空間に
粉末原料を充填圧縮すると共Ｑこ、上記分割された加工
用ポンチおよびアンビルの部分を介して、それぞれ他の
分割された部分とは独立に上記粉末原料Ｏこ通電して加
工を行い焼結或形品を得る通電焼結装置Ｏこ於で、上記
焼結用の通電電源、該電源を上記互いに電気的に絶縁さ
れた各分割ポンチ及び／又はアンビルにそれぞれ制御ス
イッチを介して接続する通電回路、並びに上記複数の制
御スイッチを切換制御する通電制御装置とを設けること
にある。

以下、図面により本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明Ｃこかへる通電焼結装置の一実施例を示
す模型図、第２図はその装置で用いられるポンチの詳細
図、第３図は他の一実施例を示す模型図である。

以丁、第１図から順次説明する。

第１図中、１は円形、矩形、又は異形板状の戒形品を得
るのに適した炭素、金属、合金等より成る型、２はアン
ビル、３は昇降自在の支軸、４−１ないし４−３は加圧
用ポンチ、５−１ないし５ー３はそれぞれポンチ４−１
ないし４−３に接続し、且ついずれも図示しない油圧装
置６こより昇降せしめられる加圧用ステム、６は粉末状
の金属材、７は焼結電源、８は電源用スイッチ、９は桁
要素９−１ないし９−３を有するリングカウンタ、１０
−１ないし１０−３は、それぞれ上記リングカウンタ９
の桁要素９−１ないし９−３に対応し、その出力により
導通せしめられるスイッチング素子、１１はタイミング
パルス発振器である。

而して、ポンチ４−１ないし４−３は、いずれも第２図
に例示した如く、金属または黒鉛製の主体部４−１ａの
側面を絶縁部材４−１ｂでコーティングして成り、この
ため第１図に示した状態においては、互い（こ側面では
絶縁されている。

金属材６は、型１の内部でアンビル２とポンチ４−１な
いし４−３の間に挾まれ、図示されていない各部独立の
油圧装置から供給される力により所望のまたはサーボ制
御による所定圧で加圧されている。

一方、タイミングパルス発振器１１は所望の周期で若し
くはシーケンスその他の制御プログラムに従ってタイミ
ングパルスを発振し、リングカウンタ９を駆動している
。

リングカウンタ９の各桁要素９−１ないし９−３の出力
はそれぞれスイッチング素子１０−１ないし１０−３に
供給されており、このため、これらのスイッチング素子
１〇一１ないし１０−３は輪番的に導通状態となる。

この状態でスイッチ８を投入すると、金属材６には、導
通状態にあるスイッチング素子およびそれに対応するポ
ンチを介して通電が行なわれる。

図示されているようｆこ、リングカウンタ９の桁要素９
−１が１であるときは、上記の通電はスイッチング素子
１０−１、ステム５−１及びポンチ４−１を介して行な
われ、金属材６はその左側約三分の一が通電、加熱され
る。

次いでリングカウンク９が動作し、１表示位置が桁要素
９−２及び９−３に移動すると、それぞれ金属材６の中
央部約三分の一、及び右側約三分の一が通電、加熱され
るよう｛こなり、スイッチ８が切られるまで以下同様の
サイクルまたは制御プログラムＧこ従って通電が繰返さ
れ、金属材６の焼結が行なわれる。

この場合、型１と近接した部分即ち金属材６の左右（／
）すれかの端部に通電焼結を行うときは、その中央部を
焼結するとき（こ比し型１を介して流れる漏洩電流が大
きくなる傾向があるので、これを考慮して、各ポンチの
有効断面積及び加圧力を定め、均一な焼結が可能となる
ように構戒することが望ましい。

また、均質焼結または部分的に異なる不均質焼結のため
に通電量を各部ごと（こ制御するには、各ポンチ毎の通
電時間、通電回数等を合理的Ｏこ制御できるような制御
回路を用いることは当然である。

そして、その際、各部ごとの加圧ポンチ４−１ ．４−
２ ．４−３によるサーボ加圧、任意の加圧また成形加
圧等も同時に組合せ制御するものである。

次に第３図について説明する。

図中、２１は円板状の成形品を得るのに適した型、２２
はメインアンビル、２３は昇降自在の支柱、２４はポン
チ、２５は加圧用ステム、２６は粉末状の金属材、２７
−１ないし２７−３は円板状又は環状の通電用アンビル
、２８は絶縁部材、２９は三相半波整流回路、３０−１
ないし３０−３は整流回路２９の一部を構成するダイオ
ードである。

金属材２６は、型２１の内部で、通電用アンビル２７−
１ないし２７−３と、ポンチ２４の間に挾まれ加圧され
ている。

この状態で整流回路２９に三和交流が供給されると、ダ
イオード３０−１ないし３０−３は、順次輪番的に一個
宛導通して、アンビル２７−１ないし２７−３に順次給
電が行なわれる。

整流回路２９は三相半波整流回路であるので、上記の通
電は、常時、且ついずれか一個のみのダイオードを介し
て行なわれ、二つ又はそれ以上のダイオードを介して同
時に通電が行なわれることがない。

即ち、この場合には三和の電源回路自体が通電制御回路
を兼ねているのである。

従って、通電は例えば金属材６の中央部、その外周部、
最外周部の順序で輪番的に行なわれるが、それぞれの場
合の通電面積は、均一な焼結が行なわれるよう選定され
ており、そのため均質な焼結が行なわれる。

本発明は叙上の如く構成され、本発明によるときは、焼
結を部分的に、且つ合理的に行うことができるから、電
源が比較的小容量で足り、且つ均質な、または部分的｛
こ所望の不均質さを有せしめて焼結が可能となるもので
ある。

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでな
く、ポンチ及びアンビルの分割方法、分割数は自由に変
更でき、且つ、それらを共｛こ分割してもよく、また、
部分的Ｏこ肉厚の異なる成形品や型を通る漏洩電流が大
きく均質な焼成が困難な形状の戒形品を得ようとする場
合等は、焼結の均一性を高めるためより高度な通電制御
回路を使用し、電流の分配を適切にするものであって、
本発明はそれらのすべてを包摂するものである。

即ち、前述の実施例及び説明では、単Ｇこ輪番または順
番的な切換の通電切換えたけでなく、プログラム制御装
置を用い予め試行錯誤等を繰返して修正製作したプログ
ラムにより通電の切換順序、周期、継続通電時間その他
を経済的に変更設定した通電の切換制御、或いはさら（
こ電源の電圧、電流、交直流分の割合、交流分の周波数
や各加圧用ポンチによる加圧状態の関連制御も行なえる
ものであるが、各加圧ポンチ対応部分の金属材６温度や
収縮状況を夫々別個に検出する検出器や、各ポンチとア
ンビル間の抵抗、電圧等を検出する検出器を設け、之等
Ｏこより通電の切換を制御するとか予め製作したプログ
ラムを修正等しながら焼結を継続する等のことも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか５る通電焼結装置の一実症例を示す
模型図、第２図はそのポンチの詳細図、第３図は他の一
実施例を示す模型図である。 １，２１・・・・・・型、２，２２．２７−１，２７２
．２７−３・・・・・・アンビル、４−１ ． ４−２
． ４−３ ．２４・・・・・・ポンチ、６，２６・
・・・・・粉末状の金属材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形用型と、複数の部分に分割され互い｛こ電気的
   に絶縁された複数の加工用ポンチ及び／又はアンビルと
   を有し、上記成形用型、加工用ポンチ及びアンビルによ
   り形成される密閉空間（こ粉末原料を充填圧縮すると共
   に、上記分割された加工用ポンチおよびアンビルの部分
   を介して、それぞれ他の分割された部分とは独立に上記
   粉末原料に通電して加工を行い焼結戒形品を得る通電焼
   結装置に於で、 上記焼結用の通電電源、該電源を上記互い｛こ電気的に
   絶縁された各分割ポンチ及び／又はアンビルＧこそれぞ
   れ制御スイッチを介して接続する通電回路、並び（こ上
   記複数の制御スイッチを切換制御する通電制御装置とを
   設けて成る上記の通電焼結装置。