CN102341195B - 挤压模具 - Google Patents

Abstract

在将心轴环外嵌于心棒的挤压模具中，能够提高心轴环的固定稳定性，简单地进行维护。挤压模具的将挤压材料的内表面成形的心轴(30)具有：心棒(32)和外嵌于该心棒(32)的心轴环(35)，上述心轴环(35)的基材用由热膨胀系数比心棒(32)小的材料形成的材料构成，上述心棒(32)的外周面(32a)和心轴环(35)的内周面(35a)被设定为：在将心轴环(35)外嵌于心棒(32)的状态下，在常温时两者(32)(35)之间存在间隙，在挤压时的模具温度下，在心轴(30)的轴线方向的至少一部分该间隙消失从而使两者(32)(35)接触。

Description

挤压模具

技术领域

本发明涉及用于中空材料的挤压加工的挤压模具。

另外，在本说明书和权利要求书的记载中，将挤压件和挤压材料前进的方向称为下游或下游侧，将相反方向称为上游或上游侧。

背景技术

在挤压模具中，为了使定径(ベアリング，轴承)部具有耐磨损性，而在包括定径部的模具的一部分使用超硬合金或陶瓷等超硬材料(参照专利文献1～3)。

在专利文献1中记载了在由工具钢构成的模套的凹部内热装(冷缩配合)有由超硬材料构成的环状模具的模具。在专利文献2中记载了以下的多孔分流挤压模(ポ一トホ一ルダイス)的阳模，该多孔分流挤压模的阳模构成为：用工具钢形成心轴(マンドレル)的心棒(心棒)，并在该心棒上外嵌由超硬材料构成的心轴环，在心棒的前端安装防脱用螺母从而将心轴环固定于心棒。另外，专利文献3所记载的模具是使比心棒软的套筒插装在心棒与心轴环之间并热装心轴环的模具。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-15348号公报

专利文献2：日本特开2003-181525号公报

专利文献3：日本特公平4-69009号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而热装超硬材料的类型的模具，存在在挤压准备工序和维护时花费功夫的问题。

另外，超硬材料具有热膨胀系数比工具钢小且拉伸力比工具钢弱的特性。因此，在将由超硬材料构成的心轴环外嵌于由工具钢构成的心棒的情况下，在热挤压时心棒膨胀，当对心轴环的紧固力过强时则有可能破损。相反，当紧固力过弱时则心轴环不能被牢固地固定，从而有可能在挤压件的压接部产生波褶或厚度不等。另外还有可能因挤压材料的流动而使心轴环从心棒上脱落。

此外希望长期保持心轴环的尺寸和强度，从而提高模具寿命。

用于解决课题的手段

本发明鉴于上述的技术背景，目的在于提供一种在将心轴环外嵌于心棒的挤压模具中，能够将心轴环稳定地固定，简单地进行维护并且寿命长的挤压模具。

即，本发明具有(1)～(15)所述的构成。

(1)一种挤压模具，其特征在于，将挤压件的内表面成形的心轴具有心棒和外嵌于该心棒的心轴环，

上述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

上述心棒的外周面和心轴环的内周面被设定为：在将心轴环外嵌于心棒的状态下，在常温时两者之间存在间隙，在挤压时的模具温度时，在心轴的轴线方向的至少一部分该间隙消失从而使两者接触。

(2)在前项1所述的挤压模具的基础上，在常温(T₁)时的间隙为最小的部分，在挤压(挤出)时的模具温度(T₂)下的心棒与心轴环之间的过盈量(締め代)(X_T2)用下式表示时，常温(T₁)时的上述心棒的外径(A_T1)和心轴环的内径(B_T1)被设定为使上述过盈量(X_T2)成为0～0.3％。

X_T2＝{〔A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1〕/〔B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_{T 1}〕-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数(α₁＞α₂)

T₁：常温

T₂：挤压时的模具温度(＞T₁)

A_T1：常温(T₁)时的心棒的外径

B_T1：常温(T₁)时的心轴环的内径(＞A_T1)

(3)在前项1或2所述的挤压模具的基础上，上述心棒的前端以自由拆装的方式安装有防止心轴环脱落的抑制部件。

(4)在前项1～3中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心棒的截面形状是非圆形。

(5)在前项1～4中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心棒是实心的。

(6)在前项1～5中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心轴环由超硬材料构成。

(7)在前项6所述的挤压模具的基础上，上述心轴环由陶瓷材料构成。

(8)在前项1～7中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心轴环在定径部的上游侧和下游侧的至少一方具有缓压部。

(9)在前项8所述的挤压模具的基础上，上述心轴环在相比轴线方向的中央靠下游的下游侧形成有定径部。

(10)在前项1～7中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心轴环其轴线方向的全部区域构成为定径部。

(11)在前项1～10中的任意一项所述的挤压模具的基础上，上述心轴环在上述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜(保护膜)。

(12)在前项11所述的挤压模具的基础上，上述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

(13)一种挤压方法，其特征在于，使用以下挤压模具，该挤压模具将挤压件的内表面成形的心轴包括心棒和外嵌于该心棒的心轴环，上述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

在常温(T₁)时的间隙为最小的部分，在用下式表示的心棒与心轴环之间的过盈量(X_T2)成为0～0.3％的模具温度(T₂)下进行挤压。

X_T2＝{〔A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1〕/〔B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_{T 1}〕-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数(α₁＞α₂)

T₁：常温

T₂：挤压时的模具温度(＞T₁)

A_T1：常温(T₁)时的心棒的外径

B_T1：常温(T₁)时的心轴环的内径(＞A_T1)

(14)在前项13所述的挤压方法的基础上，上述挤压模具的心轴环，在上述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜，在挤压后的模具维护中进行碱清洗。

(15)一种挤压件的制造方法，其特征在于，使用以下挤压模具，该挤压模具的将挤压件的内表面成形的心轴包括心棒和外嵌于该心棒的心轴环，上述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

在常温(T₁)时的间隙为最小的部分，在用下式表示的心棒与心轴环之间的过盈量(X_T2)成为0～0.3％的模具温度(T₂)下进行挤压。

X_T2＝{〔A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1〕/〔B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_{T 1}〕-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数(α₁＞α₂)

T₁：常温

T₂：挤压时的模具温度(＞T₁)

A_T1：常温(T₁)时的心棒的外径

B_T1：常温(T₁)时的心轴环的内径(＞A_T1)

发明的效果

根据上述(1)所述的发明，在将心轴环外嵌于心棒的心轴中，当模具成为挤压时的温度时，由于心棒与心轴环的热膨胀系数之差，两者之间的间隙消失，心轴环被心棒要膨胀的径向方向的力紧固从而被固定于心棒。这样，在心轴环固定于心棒的状态下进行挤压时，能够抑制挤压件的厚度不等从而制造高品质的挤压件。另外，由于常温时在心棒与心轴环之间存在间隙，因此心轴环容易向心棒进行拆装，从而能够简单地进行心轴环的交换等维护。

根据上述(2)所述的发明，由于挤压时的模具温度下的心棒与心轴环之间的过盈量(X_T2)被设定在适宜范围，因此得到稳定的固定状态，并且能够避免心轴环的破损。

根据上述(3)所述的发明，由于心轴环通过抑制部件也在挤压轴向上被固定，因此能够防止心轴环的脱落从而得到稳定的固定状态。另外，由于利用抑制部件来抑制在挤压轴向上的错位，因此与只借助心棒的膨胀力进行紧固来固定的情况相比，能够减小过盈量(X_T2)，因此能够避免由过盈量(X_T2)的增大引起的心轴环破损的危险性。

根据上述(4)所述的发明，能够阻止心轴环在周向上的转动。由此，能够在不发生周向的错位提高固定稳定性的同时进行心轴环的定位。

根据上述(5)所述的发明，由于心棒为实心，因此心轴的强度较高。

根据上述(6)(7)所述的各发明，能提供耐磨损性优越的挤压模具。

根据上述(8)所述的发明，由于在心轴环上设置缓压部(辅助部)，因此能够确保心轴环的强度。

根据上述(9)所述的发明，由于在心轴环上不形成缓压部，因此能够降低心轴环的制造成本。

根据上述(10)所述的发明，能够减小心轴向阴模的缓压孔内的突出量，因此能够降低模具组装时以及解体时心轴与阴模的定径部的接触。

根据上述(11)所述的发明，由于在心轴环的基材的至少外周面形成硬质的耐碱被膜来保护基材，因此能够防止挤压中由挤压材料对基材的磨损，能够防止挤压后的模具维护过程中由碱清洗造成的基材表面的含有成分的溶解，从而防止基材的磨损。此外，借助耐碱被膜的耐磨损性，能够防止由挤压造成的被膜自身的磨损，因此能够长期保持防止溶解的效果。另外，由于能够对从心棒上取下的心轴环进行耐碱被膜再形成，且通过由耐碱被膜对基材的保护效果和耐碱被膜的再形成，由此能够长期保持心轴环的强度从而延长寿命。

根据上述(12)所述的发明，除了在附着挤压材料的心轴环的外周面形成耐碱被膜外，也在内周面形成耐碱被膜。因此，在挤压后的模具清洗中即使清洗液浸入到心轴环与心棒之间产生的间隙内，由于基材的内周面被耐碱被膜保护，因而能够防止由清洗液引起的内周面的溶解因此能够防止心轴环内径变化。由此，由于保持心轴环的内径，因此能够保持心轴环在径向上的固定稳定性。此外，由于在心轴环的端面未形成耐碱被膜，因此能够降低表面处理成本。

根据上述(13)所述的发明，由于挤压是在心轴环被固定于心棒的状态下进行的，因此能够抑制挤压件的厚度不等(偏肉)。

根据上述(14)所述的发明，由于心轴环的基材被硬质的耐碱被膜保护，因此能够防止在挤压中由挤压材料对基材的磨损，并在挤压后的模具维护中防止由碱清洗对基材表面的含有成分的溶解，防止基材的磨损，因此能够长期制造高品质的挤压材料。

根据上述(15)所述的发明，由于挤压是在心轴环被固定于心棒的状态下进行的，因此能够制造抑制厚度不等的高品质的挤压材料。

附图说明

图1是表示具备作为本发明的一个实施方式的阳模的多孔分流挤压模的分解立体图；

图2是表示图1的多孔分流挤压模的组装状态的剖视图；

图3是表示图1的孔(ポ一トホ一ル)中的心轴的分解状态的剖视图；

图4是表示温度、心棒的外径以及心轴环的内径的关系的图；

图5A是表示图3的心轴常温时的状态的剖视图；

图5B是表示图3的心轴挤压时的模具温度时的状态的剖视图；

图5C是表示图3的心轴的常温时的其他状态的剖视图；

图6A是说明在图3的心轴中由螺母进行的心轴环的束缚的常温时的剖视图；

图6B是表示图6A的挤压时的模具温度下的状态的剖视图；

图7A是说明在图3的心轴中由螺母进行的心轴环的束缚的常温时的剖视图；

图7B是表示图7A的挤压时的模具温度的状态的剖视图；

图8A是表示在周向上定位的心轴环的形状的剖视图；

图8B是表示在周向上定位的心轴环的其他形状的剖视图；

图8C是表示在周向上定位的心轴环的其他形状的剖视图；

图9A是表示心轴环的定径部的其他形状的剖视图；

图9B是表示心轴环的定径部的其他形状的剖视图；

图9C是表示心轴环的定径部的其他形状的剖视图；

图9D是表示心轴环的定径部的其他形状的剖视图；

图10A是表示心轴环的耐碱被膜的形成例的剖视图；

图10B是表示心轴环的耐碱被膜的其他形成例的剖视图；

图10C是表示心轴环的耐碱被膜的其他形成例的剖视图；

图10D是表示心轴环的耐碱被膜的其他形成例的剖视图；

图10E是表示使用了图10B的心轴环的其它的心轴的剖视图；

图11是表示使用了只在基材的外周面形成有耐碱被膜的心轴环的心轴的剖视图；

图12是表示实施例所使用的心棒和心轴环的尺寸的概略剖视图。

具体实施方式

图1和图2表示的多孔分流挤压模(10)由将中空挤压件(1)的外周面成形的阴模(11)和将内周面成形的阳模(20)组合而成，上述阳模(20)是本发明的挤压模具的一个实施方式。

阴模(11)在中央部具有定径孔(12)，在定径孔(12)的下游侧形成缓压孔(13)，在上游侧形成熔敷室用凹部(14)。

上述阳模(20)的心轴(30)从模具底座(21)的中央向下游侧突出，且在该心轴(30)的周围具有多个在挤压方向上贯通的孔(22)。在相邻的孔(22)(22)之间形成有用其基端部(31)支承向下游侧突出的上述心轴(30)的腿(23)。

如图3所示，在上述心轴(30)中，在基端部(31)的前端侧一体地形成直径较小的心棒(32)，通过上述基端部(31)与心棒(32)的直径差而在它们之间形成台阶部(33)。上述心棒(32)的前端侧直径进一步减小，并一体地形成有在外周面形成有螺旋状的螺纹槽的螺栓部(34)。上述基端部(31)、心棒(32)以及螺栓部(34)形成在同轴上。心轴环(35)是在外周面突出设置有将挤压件(1)的内周面成形的定径部(36)的环状体。螺母(37)是本发明中的抑制(紧固)部件，具有与上述螺栓部(34)的螺纹槽螺纹接合的螺纹孔(38)。于是将心轴环(35)外嵌于上述心棒(32)并使其与台阶部(33)抵接，当使螺母(37)的螺纹孔(38)与螺栓部(34)螺纹接合后，则心轴环(35)被台阶部(33)和螺母(37)夹持而配置在挤压轴方向的预定位置。关于上述心棒(32)和心轴环(35)的材料特性以及尺寸将在后面详述。

当将上述阴模(11)和阳模(20)组合后，阳模(20)的心轴环(35)的定径部(36)嵌入到阴模(11)的定径孔(12)内，并在它们之间形成环状的成形用间隙(无附图标记)，阴模(11)的熔敷室用凹部(14)的一部分被阳模(20)的端面堵塞而形成与孔(22)连通的熔敷室。然后，流入到各孔(22)的挤压材料在熔敷室合流，并作为具有中空部(2)的挤压材料(1)从成形用间隙被挤出。

(心轴的形状)

本发明的心轴只设定为：在将心轴环外嵌于心棒的状态下，在常温时两者之间存在间隙，在挤压时的模具温度下，在心轴的轴线方向的至少一部分该间隙消失从而使两者接触，而上述心棒的外周面和心轴环的内周面的形状能够任意地设定。即，关于本发明中的心轴的形状的条件为下述(1)(2)。

(1)常温时存在能够将心轴环外嵌于心棒的间隙。

(2)在挤压时的模具温度下，在轴线方向的至少一部分该间隙消失而使得心棒与心轴环接触。

本发明中的“挤压时的模具温度”是指，心棒(32)和心轴环(35)在高温挤压时达到预定的温度，将此时的温度称为“挤压时的模具温度”。

图3和图5A是本实施方式的心轴(30)的常温(T₁)时的主要部分的剖视图。该心轴(30)是构成图1和图2表示的挤压模具(10)的阳模(20)的一部分的心轴。

上述心轴(30)中，心棒(32)的外周面(32a)和心轴环(35)的内周面(35a)与心轴(30)的轴线平行地形成，心棒(32)的外径(A_T1)和心轴环(35)的内径(B_T1)在轴线方向上恒定。当将心轴环(35)外嵌于上述心棒(32)后，在两者间存在与轴线平行的一定的间隙(S₁)。

在本发明中，在心棒(32)与心轴环(35)之间“存在间隙(S₁)”不是意味着心棒(32)与心轴环(35)有无接触，而是意味着在常温(T₁)下心棒的外径(A_T1)与心轴环的内径(B_T1)满足“B_T1＞A_T1”的关系，且在两者之间存在缝隙。另外，常温(T₁)时的间隙(S₁)的大小用心轴环(35)的内径(B_T1)与心棒(32)的外径(A_T1)之差(B_T1-A_T1)来表示。

此外，图5A虽然表示心轴环(35)的内周面(35a)与心棒(32)的外周面(32a)之间的距离在周向上也为恒定的大小的状态，但是由于在常温(T₁)下未进行心轴环(35)与心棒(32)的轴线对齐，因此两者间的距离在周向上不一定是恒定的。例如，在以心轴(30)的轴线成为水平的姿势进行组装时，如图5C所示，心轴环(35)的内周面(35a)的上部与心棒(32)的外周面(32a)的上部接触，两者间的距离是零，沿着周向越向下方两者间的距离越扩大，且在下部距离变为最大。另外，由于心轴环(35)用螺母(37)被紧固而处于临时固定的状态，因此有时两在整周上两者未接触，但者间的距离存在偏差。因此，本发明的“存在间隙”是指，常温(T₁)下的心棒(32)的外径(A_T1)与心轴环(35)的内径(B_T1)满足“B_T1＞A_T1”的关系，在两者之间存在间隙，而不意味着心轴环(35)与心棒(32)有无接触，另外，即使在心轴环(35)与心棒(32)处于上述的任一位置关系的情况下，本发明中的间隙(S₁)的大小用心轴环(35)的内径(B_T1)与心棒的外径(A_T1)之差(B_T1-A_T1)来表示。

另外，本发明的心棒的外周面和心轴环的内周面无需相对于心轴的轴线平行，心棒的外周面和心轴环的内周面中的一方或双方用相对于轴线倾斜的锥面形成的心轴、轴线方向的一部分用锥面形成的心轴也包含在本发明中。因此，由于两者间的间隙的大小在轴线方向上变化，本发明中的间隙(S₁)是指在轴线方向上心轴环的内径(B_T1)与心棒的外径(A_T1)之差(B_T1-A_T1)为最小的部分中的间隙。

另外，上述心轴(30)以确保强度为目的采用了实心的心棒(32)，但也能够使用具有冷却用介质的流通路等中空部的心棒。

上述心轴(30)，在将心棒(32)和心轴环(35)在常温(T₁)时组装时，由于在两者之间存在间隙(S1)，因此将心轴环(35)外嵌于心棒(32)非常容易。此外，安装、紧固螺母(37)后，对心棒(32)产生挤压方向的拉伸力，对心轴环(35)产生挤压方向的压缩力。

(心轴的材料)

在本发明中，心轴环是具有耐磨损性的基材的单件材料或在该基材的表面形成有耐碱被膜的部件。

本实施方式的心轴环(35)是由基材的单件材料构成的，关于在基材的表面形成有耐碱被膜的心轴环，将在后面详述。

构成上述心轴环(35)的基材的材料的耐磨损性优越，并且只要其热膨胀系数(α₂)和构成心棒(32)的材料的热膨胀系数(α₁)满足α₁＞α₂的关系，则不做特殊限定。在本实施方式中，包括心棒(32)的部分(以下，简称为“心棒”)用工具钢形成，相对于此，心轴环(35)的基材用耐磨损性比上述工具钢高的超硬材料构成。作为超硬材料能够例示出WC-Co等超硬合金、高速工具钢、粉末高速工具钢、陶瓷等。表1表示这些超硬材料及工具钢的一个例子以及它们的热膨胀系数。此外，由于心棒(32)和心轴环(35)的基材的热膨胀系数只要满足α₁＞α₂的关系即可，因此例示的材料不限定于表1记载的用途。例如，在粉末高速工具钢的心棒上组合超硬合金或陶瓷的心轴环的情况也包括在本发明中。

在本发明中，通过使用热膨胀系数比心棒小的材料作为心轴环的基材，由于挤压时的加工发热引起的心轴环的膨胀率减小，因此挤压件能够得到更稳定的尺寸。即，在心棒(工具钢)上组合有热膨胀系数较小的心轴环的心轴中，未挤压时和加工发热最大时的外径差，比只用工具钢制造的心轴的外径差小，因此挤压件的壁厚稳定。并且，当挤压件的尺寸稳定时，则之后加工后的产品品质也稳定。例如，在挤压后要进行拉制加工的情况下，如果挤压件没有厚度不等而是壁厚恒定，则拉制件的壁厚也成为恒定。另外，如果挤压件的壁厚恒定，则拉制完成的长度也恒定。另外，由于基材的材料耐磨损性较高，因此磨损粉的产生较少，从而也减少磨损粉混入挤压材料。当作为异物的模具的磨损粉混入到挤压件中时，则降低挤压件的品质将当然成为拉制件的表面缺陷。如果减少混入到挤压件的磨损粉的混入量，则在拉制件上产生的表面缺陷也减少。如上所述，使用本发明的挤压模具制造的挤压件，作为挤压件的品质优异，即使作为后加工用材料也成为品质优异的材料。

(表1)

(心轴环在径向上的固定)

图4是表示心棒(32)的外径(A)和心轴环(35)的内径(8)相对于温度(T)的变化。

心棒(32)和心轴环(35)均因热膨胀而尺寸扩大(A_T、B_T)。如该图所示，在常温(T₁)时，心轴环的内径(B_T1)大于心棒的外径(A_T1)，作为实际尺寸具有B_T1-A_T1的间隙。当温度(T)上升时，心棒(32)和心轴环(35)根据各自的热膨胀系数(α₁)(α₂)直径变大。满足T₂＞T₁的任意温度(T₂)时的心棒(32)的外径(A_T2)和心轴环(35)的内径(B_T2)，用下述的(I)式和(II)式表示。

A_T2＝A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1…(I)

B_T2＝B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_T1…(II)。

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数

T₁：常温

T₂：高温(＞T₁)

A_T1：常温(T₁)时的心棒的外径

B_T1：常温(T₁)时的心轴环的内径(＞A_T1)

如图5A所示，当在常温(T₁)时将心轴环(35)的内径(B_T1)用比心棒(32)的外径(A_T1)大的尺寸制造时，由于两者的尺寸差而在心棒(32)的外周面与心轴环(35)的内周面之间存在间隙(S₁)，因此能够容易地进行外嵌。

然后，如图5B所示，当模具温度上升时，由于心棒(32)的外径扩大量高于心轴环(35)的内径扩大量，因此间隙(S₁)减少，当该间隙(S₁)消失时心轴环(35)就被固定于心棒(32)。

由于热膨胀系数α₁＞α₂，参照图4，随着温度上升，在温度(Tz)时心棒(32)的外径(A_TZ)与心轴环(35)的内径(B_TZ)变为相等的时刻，间隙(S₁)消失，因此心轴环(35)无法从心棒(32)取下而成为被固定的状态。当温度进一步上升时，心棒(32)的外径(A_T)超过心轴环(35)的内径(B_T)。在心棒(32)的外径(A_T)超过心轴环(35)的内径(B_T)的温度区域(T＞Tz)内，心棒(32)的膨胀力作为紧固的力从内侧对心轴环(35)作用，对心轴环(35)赋予周向的拉伸力，因此越来越难以从心棒(32)脱离从而被牢固地固定。

(心棒和心轴环的过盈量)

在挤压时，模具被加热到预定温度而变为高于常温(T₁)的高温。因此，如图4和图5B所示，只要以在挤压时的模具温度(T₂)下，心棒(32)的外径(A_T2)变为与心轴环(35)的内径(B_T2)相等，或心棒(32)的外径(A_T2)超过心轴环(35)的内径(B_T2)的方式，设定常温(T₁)时的心棒(32)的外径(A_T1)和心轴环(35)的内径(B_T1)，就能够在将心轴环(35)固定于心棒(32)的状态下进行挤压。然后，当心轴环(35)在被固定于心棒(32)的状态下进行挤压时，就能够抑制挤压件(1)的厚度不等，从而制造高品质的挤压件(1)。但当心棒(32)的膨胀力过大而超过心轴环(35)的拉伸力的极限时则心轴环(35)破损，因此要考虑材料的热膨胀系数(α₁、α₂)和挤压时的模具温度(T₂)，来设定常温(T₁)时的心棒(32)的外径(A_T1)和心轴环(35)的内径(B_T1)，以使高温时产生适度的拉伸力。

在此，基于心棒(32)的外径(A_T)和心轴环(35)的内径(B_T)的比率，将任意的温度(T)时心棒(32)和心轴环(35)的紧固(过盈)状况和松开(间隙)状况，作为下述(III)式的过盈量(X_T)来定义。在A_T＜B_T，即在两者之间存在间隙的状态下为X_T＜0，表示过盈量(X_T)值越小则松开程度越大。另一方面，在A_T＞B_T，即，两者之间无间隙且心轴环(35)从内侧紧固于心棒(32)的状态下为X_T＞0，表示过盈量(X_T)的值越大则紧固力越大。A_T＝B_T(X_T＝0)是虽然两者之间没有间隙，但紧固力未发挥作用的状态。

X_T(％)＝(A_T/B_T-1)×100…(III)

另外，根据(III)式，在常温(T₁)时和高温(T₂)时(挤压时的模具温度)的心棒(32)和心轴环(35)的过盈量(X_T1)(X_T2)，分别通过(IV)式和(V)式来表示。

X_T1(％)＝(A_T1/B_T1-1)×100…(IV)

X_T2(％)＝(A_T2/B_T2-1)×100

＝{〔A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1〕/〔B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_{T 1}〕-1}×100

由于心棒(32)和心轴环(35)被制造成在常温(T1)时为A_T1＜B_T1，因此X_T1＜0，过盈量(X_T1)表示两者间存在间隙的松开状态。另一方面，由于在挤压时的模具温度(T₂)时两者间的间隙消失而成为A_T2≥B_T2，因此该过盈量(X_T2)成为0或正值，表示紧固力发挥作用的状态。另外，X_T2＜0表示即使在挤压时的模具温度(T₂)时也松开，心轴环(35)未固定于心棒(32)的状态。

上述过盈量(X_T2)越大则紧固力也越强，心轴环(35)被牢固地固定而难以取下，然而如上所述当紧固力变得过大时，心轴环(35)有可能破损。另外，在挤压时由于材料流动也施加挤压方向的力。考虑这些因素时，上述过盈量(X_T2)优选为0.3％以下。只要上述过盈量(X_T2)为0或者正值，则下限值不做规定，然而为了切实地进行固定而优选为0.05％以上。过盈量(X_T2)特别优选为0.15～0.25％。另外，过盈量(X_T2)的适宜范围因心棒(32)和心轴环(35)的材质、心轴环(35)厚度等而不同。

因此，在常温(T₁)时间隙(S₁)为最小、在挤压时的模具温度(T₂)时紧固力为最大的部分中，只要以使高温(T₂)时的过盈量(X_T2)为0～0.3％的方式设定心棒(32)的外径(A_T1)和心轴环(35)的内径(B_T1)即可。其他部分的过盈量，成为与常温(T₁)时的间隙(S₁)大小对应的值。

另外，常温(T1)时的过盈量(X_T1)只要为负值就不作限定。由于心棒(32)的外径(A_T1)小于心轴环(35)的内径(B_T1)，因此，它们的组装作业非常容易。当挤压模具完成挤压并冷却到常温(T₁)时，则恢复到常温(T₁)时的过盈量(X_T1)而发生松开，因而能够从心棒(32)上取下心轴环(35)。因此能够容易进行取下磨损了的心轴环、安装新的心轴环这样的维护。

另外，图5A～5C是用于说明径向的热膨胀的示意图，挤压轴方向的热膨胀未进行表示。

(心轴环在挤压轴向上的固定)

在上述实施方式的心轴(30)中，在心棒(32)的前端以自由拆装的方式安装有直径大于心轴环(35)的内径的螺母(37)。高温(T₂)时的心轴环(35)由心棒(32)在径向上被紧固而固定，但在挤压中由材料的流动而向下游侧施加力。因此，通过在上述心轴(30)中安装螺母(37)，就能够切实地防止心轴环(35)的脱落，提高固定稳定性。另外，通过安装螺母(37)来增加挤压轴方向的束缚力，因此与只利用心棒(32)膨胀力进行紧固而固定的情况相比，能够减小过盈量(X_T2)，因此能够避免由于过盈量(X_T2)的增大而引起心轴环(35)破损的危险性。

另外，在安装螺母(37)的心轴(30)中，优选也对心棒(32)和心轴环(35)的挤压轴向上的尺寸在常温(T₁)时预先设置差值，并且在高温(T₂)时螺母(37)与心轴环(35)抵接，因此心轴环(35)借助螺母(37)而切实地被束缚。

图6A和图6B表示心棒(32)和心轴环(35)在挤压轴向上的优选的尺寸关系。在图6A表示的常温(T₁)时，心棒(32)的长度比心轴环(35)的长度短，与螺栓部(34)螺纹接合的螺母(37)将心轴环(35)紧固。对心棒(32)赋予与心棒(32)和螺母(37)之间的间隙(S₂)对应的拉伸力，从而心轴环(35)在挤压(挤出)轴向上被束缚。图6B是表示图6A的挤压时的模具温度(T₂)时的状态的图，表示心棒(32)和心轴环(35)各自膨胀后的状态。由于心棒(32)的热膨胀系数(α₁)与心轴环(35)的基材(61)的热膨胀系数(α₂)存在α₁＞α₂的关系，因而心棒(32)的尺寸扩大量超过心轴环(35)的尺寸扩大量，因此上述间隙(S2)向减少方向变化。由于该间隙(S₂)的减少，使得赋予心棒(32)的拉伸力减少，从而对心轴环(35)的紧固力减少，然而只要有间隙(S₂)因而由螺母(37)进行的抑制(紧固)就发挥作用，因此心轴环(35)不会在挤压轴向上错位。即，心轴环(35)在径向和挤压轴方向的两个方向上被束缚而固定。这样，通过施加挤压轴方向的束缚，即使减小上述径向的过盈量(X_T2)，也能够保持心轴环(35)固定稳定性。进而能够减轻赋予心轴环(35)的周向的拉伸力，从而避免由于过盈量(X_T2)的增大所引起的破损。

与此相对，图7A表示在常温(T₁)时心棒(32)与心轴环(35)的长度相等，而心棒(32)与螺母(37)之间无间隙(S₂)的状态。图7B是表示图7A的挤压时的模具温度(T₂)时的状态的图，由于热膨胀心棒(32)变得比心轴环(35)长，并在心轴环(35)与螺母(37)之间产生间隙(S₃)。在这样的状态下，螺母(37)对心轴环(35)的抑制不发挥作用，因此挤压轴方向的固定稳定性降低。另外，在这样的状态下为了切实地阻止心轴环(35)的错位，而必需充分地增大径向的过盈量(X_T2)，因此也增大心轴环(35)破损的可能性。

另外，在图6A和图6B中虽然表示了在常温(T₁)时心棒(32)比心轴环(35)短的情况，但如果该差值较小在挤压时的模具温度(T₂)时长度发生逆转，心棒(32)变得比心轴环(35)长，则如图7B所示使得由螺母(37)进行的抑制无法发挥作用。

如上所述，优选以如下方式预先设定常温(T₁)时的心棒(32)和心轴环(35)在挤压轴向上的尺寸，即：使得在挤压时的模具温度(T₂)时，为基于螺母(37)的紧固力能够作用于心轴环(35)。由于随着模具温度的上升，心轴环(35)与螺母(37)向松开的方向变化，因此，为了在挤压时的模具温度(T₂)时使基于螺母(37)的紧固力切实地发挥作用，而至少在常温(T₁)时必需由螺母(37)紧固心轴环(35)。

(心轴环在周向上的定位)

在心轴中，通过将心棒和心轴环的孔的截面形状形成为非圆形，由此能够阻止心轴环在周向上的转动。由此，能够在不产生周向上错位而提高固定稳定性的同时进行心轴环的定位。特别是在挤压件的中空部的形状为圆以外的情况下，由于必需进行周向的定位因此适用的意义很大。

图8A～图8C是圆形以外的形状的例子。图8A的心棒(40)的截面形状为多边形(图示例是六边形)，外嵌具有多边形的孔的心轴环(41)。图8B的心棒(42)截面中的轮郭线的一部分用直线(43)形成，在心轴环(44)上形成有与心棒(42)的截面形状对应的孔。图8C是在心棒(45)的外周面以及心轴环(46)的内周面形成半圆形的凹部(47)(48)，且在与这些凹部(47)(48)的位置对应而形成的圆形孔中打入了销(49)的例子。

(心轴环中的定径部的位置)

图1～图7B的心轴环(35)，在轴线方向的中央形成定径部(36)，通过在定径部(36)的上游侧和下游侧设置缓压部(39a)(39b)来确保心轴环(35)的强度。本发明中的心轴环，不将定径部的位置限定于上述例，并且也与有无缓压部无关。定径部能够适宜地变更。下面表示在轴线方向上的定径部的位置的例子。

图9A的心轴环(50)在轴线方向的全部区域为定径部(36)而不设置缓压部。在只利用定径部(36)就能够确保强度的情况下不一定必需设置缓压部。该形状的心轴环(50)适用于大型部件的挤压。另外，由于未形成缓压部，因此能够降低心轴环的制造成本。

图9B的心轴环(52)轴线方向的长度与图1～图7B的心轴环(35)相同，然而是使定径部(36)比轴线方向的中央更靠下游侧的构成。与上述心轴环(35)相比，上游侧缓压部(39a)加长，下游侧缓压部(39b)缩短。另外，图9C的心轴环(54)轴向方向的长度也与图1～图7B的心轴环(35)相同，然而是在下游侧不设置缓压部而在下游侧端部设置定径部(36)的构成。上述心轴环(52)(54)，由于定径部(36)比图1～图7B的心轴环(35)更靠下游侧，因此从定径部(36)的下游端到螺母(37)的下游侧端面，即心轴的前端的距离(P)缩短，从而减小心轴向阴模(11)的定径孔(12)内的突出量(P)。通过减小心轴向定径孔(12)内的突出量(p)，就能够避免模具组装时以及解体时心轴与阴模的定径部接触的危险性。

另外，本发明不限定于使定径部的位置靠近下游侧，如图9D所示，使定径部(36)靠近上游侧的心轴环(56)也包括在本发明中。

(心轴环的表面处理)

在本发明中，作为用于长期保持上述的心轴环的特性的手段，推荐在构成心轴环的基材的表面形成耐碱被膜来保护基材。

由于在挤压后的模具上附着有挤压材料，因此在挤压后的模具维护中用苛性钠(氢氧化钠)等强碱液来清洗模具。此时，在表1表示的心轴环的基材的材料中，存在将作为粘接剂所含有的成分溶解而脱落的材料。例如在WC-Co中，粘接剂的Co因强碱液而选择性地腐蚀、溶解，并由于Co的脱落使表面强度降低而变为磨损了的状态。对于该现象，在本发明中在基材的表面形成硬质且具有耐磨损性的耐碱被膜来保护基材。上述耐碱被膜防止基材表面的含有成分的溶解从而防止基材的磨损。另外，由于耐碱被膜高硬度且具有耐磨损性，因此能够防止由挤压造成的被膜自身的摩损，因此能够长期保持防止溶解的效果。

图10A～图10D表示的心轴具备与图1～图7B的心轴(30)相同在轴线方向的中央具有定径部(36)的心轴环(60)(64)(66)(68)，但不同点在于心轴环在基材(61)的表面具有耐碱被膜(62)。另外，图10E表示的心轴的不同点在于，心轴环(64)在基材(61)的表面具有耐碱被膜(62)以及螺母(37)的形状。另外，在图10A～图10E中，与图1～图7B共同的符号表示相同的部件，并省略重复的说明。

如上所述，在本发明中，由于心轴环利用与心棒的热膨胀系数之差，在挤压时的模具温度时被固定于心棒，并且设定了适宜的过盈量(X_T2)，因此心轴环的内径(B_T1)被设定为包含上述耐碱被膜(62)的厚度的尺寸。

图10A的心轴环(60)是在基材(61)的外周面(61a)、内周面(61b)、上游侧端面(61c)、下游侧端面(61d)的全部面上形成耐碱被膜(62)的心轴环。

耐碱被膜(62)只要具有耐碱性和耐磨损性，则其种类不做限定，能够例示出表2中记载的被膜。上述耐碱被膜(62)优选具有比基材(61)高的硬度。例如，超硬合金(WC-Co)的HRA硬度为85左右(HV硬度为900)，耐碱被膜(62)优选的HV硬度为900以上，特别优选为1800以上。由于形成比基材(61)高硬度的耐碱被膜(62)，因此能够进一步提高心轴环(35)的耐磨损性。表2中记载的被膜的HV硬度均为1800以上。虽然耐碱被膜(62)的厚度也不做限定，然而为了充分地获得上述效果而优选为1μm以上。特别优选厚度为2～8μm。上述耐碱被膜(62)通过对以预定形状成形的基材(61)实施CVD、PVD等公知的表面处理而形成。

另外，在心轴环(60)中，通过反复进行挤压时的模具温度(T₂)下和常温(T₁)下的状态，由此基材(61)反复进行膨胀和收缩，然而如果是上述的耐碱被膜(62)的厚度就不会在该被膜上产生裂纹，因此不会发生由碱清洗液从裂开的部分进行的溶解。

(表2)

在上述心轴环(60)中，上述耐碱被膜(62)不仅在附着挤压材料的外周面(61a)、而且也在不要求耐磨损性的内周面(61b)以及端面(61c)(61d)形成的理由如下所述。由于清洗时的模具温度比常温(T₁)或挤压时的温度(T₂)降低，因此心棒(32)和心轴环(60)分别收缩使得过盈量变缓和，在两者之间产生间隙(S₁)。然后清洗液有可能从心棒(32)的螺栓部(34)与螺母(37)的螺纹接合部进入到该间隙(S₁)中，因此心轴环(60)的内周面(61b)也存在与清洗液接触的可能性。当心轴环(60)的内周面(61b)溶解而扩大内径时，会降低心轴环(60)在径向上的固定稳定性，进而成为挤压稳定性降低的原因。因此，在由于过盈量变缓和而清洗液有可能接触的内周面(61b)也形成耐碱被膜(62)。

另外，如本实施方式那样，心轴环在轴线方向上从下游侧被螺母等抑制部件束缚的情况下，由于心轴环(60)的两端面(61c)(61d)被模具底座(31)的台阶部(33)和螺母(37)强有力地按压，因此清洗液从这些接缝进入的可能性极低，不会引起对挤压稳定性带来恶劣影响那样的清洗液的浸入。而且，如在(心轴环在挤压轴向上的固定)这项中说明的那样，在上升到挤压时的模具温度(T₂)时，由于螺母(37)在常温(T₁)时比在高温(T₂)时更牢固地紧固心轴环(60)，使得心轴环(60)不会因热膨胀系数之差而在轴线方向上松动，因此更进一步降低清洗液通过心轴环(60)的端面(61c)(61d)浸入的可能性。

因此，鉴于常温(T₁)时的状态，如图10B表示的心轴环(64)那样，如果在基材(61)的外周面(61a)和内周面(61b)形成耐碱被膜(62)，则即使在两端面(61c)(61d)不形成耐碱被膜(62)，清洗液与内周面(61b)接触的可能性也极低，因此不会使心轴环(64)的固定稳定性降低。

图10A的心轴环(60)和图10B的心轴环(64)，其避让直径大于螺母(37)的凸缘(37a)的直径，下游侧端面(61d)的外缘部从凸缘(37a)伸出而接触清洗液。因此在下游侧端面(61d)未被耐碱被膜覆盖的图10B的心轴环(64)中，下游侧端面(61d)的外缘部会与清洗液接触而在基材(61)上发生溶解。然而，即使下游侧端面的外缘部在清洗时发生了溶解，而因该溶解产生的程度的尺寸变化不会降低心轴环的固定稳定性，因此端面的耐碱被膜不是必需的条件。

因此，在上述结构的心轴中，只在心轴环的基材的外周面和内周面形成耐碱被膜即足够，即使使用在两端面未形成有耐碱被膜的心轴环的情况下，也由于清洗不会损害固定稳定性，因此能够反复进行稳定的挤压。

另外，本发明并不排除心轴环端面的耐碱被膜，本发明也包括：在图10A表示的基材(61)的全体表面形成有耐碱被膜(62)的心轴环(60)、如图10C和图10D所示只在基材(61)的上游侧端面(61c)和下游侧端面(61d)中的任意一方形成有耐碱被膜(62)的心轴环(66)(68)。

另外，心轴环的下游侧端面即使溶解也不会对固定稳定性带来恶劣影响，然而可以明确的是，在尽可能地延长心轴环的寿命的方面看，相比下游侧端面的外缘部溶解的方式，更优选下游侧端面的外缘部不溶解的方式。作为不使心轴环的下游侧端面与清洗液接触的方法，如图10E所示推荐以下结构，即：扩大螺母(37)的凸缘(37b)的直径使其与心轴环(64)的避让直径成为相同尺寸，用凸缘(37b)覆盖基材(61)的下游侧端面(61d)的结构。另外，如图10A和图10C的心轴(60)(66)那样，优选在基材(61)的下游侧端面(61d)形成耐碱被膜(62)来保护基材(61)。

此外，在清洗液与心轴环的内周面不接触的情况下，也可以选择在内周面不形成耐碱被膜。例如，图11的心轴(70)为以下结构：心棒(71)相对于底座部的基座(24)能够自由拆装，将心轴环(78)从心棒(71)的主体部(72)的上流侧嵌入。图中的(72a)是主体部的外周面。在这样的结构中，在主体部(72)的上游侧端部形成螺纹部，并能够根据螺栓向基座(24)紧固的程度来调整头部(74)对心轴环(78)的束缚力，因此无需将头部(74)从主体部(72)取下，头部(74)从本体部(72)连续地形成为一体。由于在上述心棒(71)上在与图10A～10D的螺母(37)对应的头部(74)上不存在螺纹接合部，因此清洗液不会从下游侧浸入间隙(S₁)。另外，由于基材(61)的两端面(61c)(61d)被基座(24)和头部(74)的凸缘(77)强有力地按压，因此与图10A～10D的心轴同样，清洗液也不会从基材(61)的两端面(61c)(61d)浸入。所以心轴环(78)的内周面不接触清洗液。因此在清洗液不能从心棒的前端侧(下游侧)浸入的心轴结构中，如图11所示，只在基材(61)的外周面(61a)形成耐碱被膜(62)，即使使用在上游侧端面(61c)、下游侧端面(61d)以及内周面(61b)不形成耐碱被膜(62)的心轴环(78)，也能够获得由耐碱被膜产生的效果。

如上所述，如果心轴环在基材的至少外周面形成耐碱被膜，就能够获得由耐碱被膜产生的基材保护效果从而延长心轴环的寿命，通过在其他的面上根据心轴的结构来形成被膜，从而能够更进一步提高对基材的保护效果。

在心轴环中，在基材的一部分的面上不形成耐碱被膜的优点是能够降低用于形成耐碱被膜的表面处理的成本。作为表面处理方法，在前面例示的CVD和PVD中，由于在整体表面形成被膜的处理和在一部分的面上不形成被膜的处理在处理成本上有差别，因此在成本方面是有利的。但是在不对心轴环的固定稳定性带来恶劣影响的方面上，即使耐碱被膜存在也没有任何不妥，因此为了进一步提高对基材的保护效果，或者防备不经意地接触清洗液或心轴的分解清洗等，而在端面和内周面形成耐碱被膜，不能说一定是浪费。

如上所述，由于在常温时心棒与心轴环之间存在间隙，因此心轴环向心棒拆装很容易，能够简单地进行心轴环的交换等的维护。而且，由于也能够对从心棒上取下的心轴环进行耐碱被膜再形成，通过由耐碱被膜对基材的保护效果以及耐碱被膜的再形成，能够长期保持心轴环的强度从而延长寿命。

本发明的挤压模具，不仅适用于具有封闭的中空部的中空材料的挤压，而且也适用于中空部的一部分开口的半中空材料的挤压。

另外，使用本发明的挤压模具成形的材料只要是金属不作限定，可以例示出铝、铜、铁以及它们的合金。

实施例

(试验1)

在图1～图3表示的多孔分流挤压模(10)中，用工具钢(SKD61)制造包括阳模(20)的心轴(30)的心棒(32)的部分，用超硬合金(WC-Co)制造心轴环(35)，加热到高温并检查了心轴环(35)的固定状态。

如图12所示，心棒(32)准备外径(D₂)为18mm、21mm、24mm的三种，心轴环(35)其定径部(36)的外径(D₃)为30mm，且具有与三种心棒(32)的外径(D₂)对应的孔，将它们进行了组合。

加热试验中，将常温(T₁)设为20℃，将高温(T₂)时的温度设为相当于挤压时的模具温度的550℃。根据表1记载的热膨胀系数，心棒(32)的热膨胀系数(α₁)为13×10^-6/℃，心轴环(35)的热膨胀系数(α₂)为7×10^-6/℃。在三种外径(D₂)的心棒(32)与心轴环(35)的组合中，为了使高温(T₂)时的过盈量(X_T2)成为表2表示的7个阶段的范围的值，而对常温(T₁)时的心棒(32)的外径(A_T1)和心轴环(35)的内径(B_T1)进行了微调。由此，准备了具有21种心轴(30)的阳模(20)。

上述心轴(30)在常温(T₁)下将心轴环(35)外嵌于心棒(32)进行组装后，加热到550℃(T₂)。然后，观察高温(T₂)状态下心轴环(35)的固定状态，并以下述的基准进行了评价。评价结果表示于表3。

××：心棒与心轴环松动不固定。

○：心轴环被固定于心棒。并且，挤压件厚度不等的程度大于“◎”。

◎：心轴环比“○”更牢固地固定于心棒，挤压件的厚度不等程度较小。

×：心轴环发生了破损。

(表3)

根据表3确认了，由于高温时成为适度的过盈量(X_T2)，由此心轴环(35)被稳定地固定于心棒(32)。

(试验2)

在试验1使用的21种阳模中，利用与阳模(11)组合的多孔分流挤压模(10)，对心棒(32)的外径(D₂)为21mm、高温时的过盈量(X_T2)为：-0.05≤X_T2＜0、0.05≤X_T2＜0.10、0.20≤X_T2＜0.25这三种进行挤压试验，并检查了被挤压的中空的挤压件(1)的厚度不等。

挤压材料是直径160mm×长度500mm的A3003铝合金坯料，挤压件(1)是外径35mm、内径30mm的圆筒管。并且调节挤压时的模具温度使其成为550℃，各模具一边对12个坯料持续挤压一边进行挤出。然后，检查了挤压件(1)中与各坯料的前端部和后端部对应的部分的厚度不等值。厚度不等值是指圆筒管的壁厚中的最厚部与最薄部之差。将基于各多孔分流挤压模(10)的厚度不等值表示于表4。

(表4)

根据表4确认了，通过将过盈量(X_T2)设为0％以上由此能够抑制厚度不等，并且通过将过盈量(X_T2)设定得较大从而能够减小厚度不等值。

本申请基于2009年1月6日申请的日本国专利申请的特愿2009-739号的优先权主张，其公开内容直接构成本申请的一部分。

在此所使用的用语和表现是为了说明所使用的，而不是为了限定地解释而使用的，且必需认识到也不排除在此表示且叙述的特征事项的等同物，并且也允许在本发明的权利要求的范围内的各种变形。

产业上的利用可能性

本发明的挤压模具能够用于具有中空部或者半中空部的各种挤压材的制造。

附图标记说明：

1：挤压材料，10：多孔分流挤压模，11：阴模，20：阳模(挤压模具)，21：模具底座，30、70：心轴，32：心棒，32a、72a：心棒的外周面，35、50、52、54、56、60、64、66、68、78：心轴环，35a：心轴环的内周面，36：定径部，37：螺母(限制部件)，39a、39b：缓压部(リリ一フ部，起伏部)，61：基材，61a：基材的外周面，61b：基材的内周面，62：耐碱被膜，72：心棒的主体部(心棒)。

Claims (46)

1.一种挤压模具，其特征在于，将挤压件的内表面成形的心轴具有心棒和外嵌于该心棒的心轴环，

所述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

所述心棒的外周面和心轴环的内周面被设定为：在将心轴环外嵌于心棒的状态下，在常温时两者之间存在间隙，在挤压时的模具温度时，在心轴的轴线方向的至少一部分该间隙消失从而使两者接触，

在常温T₁时的间隙为最小的部分，在挤压时的模具温度T₂下的心棒与心轴环之间的过盈量X_T2用下式表示时，常温T₁时的所述心棒的外径A_T1和心轴环的内径B_T1被设定使得所述过盈量X_T2成为0～0.3％，

X_T2＝{[A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1]/[B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_T1]-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数；

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数，且α₁＞α₂；

T₁：常温；

T₂：挤压时的模具温度，且T₂＞T₁；

A_T1：常温T₁时的心棒的外径；

B_T1：常温T₁时的心轴环的内径，且B_T1＞A_T1。

2.根据权利要求1所述的挤压模具，其中，

所述心棒的前端以自由拆装的方式安装有防止心轴环脱落的抑制部件。

3.根据权利要求1所述的挤压模具，其中，

所述心棒的截面形状是非圆形。

4.根据权利要求2所述的挤压模具，其中，

所述心棒的截面形状是非圆形。

5.根据权利要求1所述的挤压模具，其中，

所述心棒是实心的。

6.根据权利要求2所述的挤压模具，其中，

所述心棒是实心的。

7.根据权利要求3所述的挤压模具，其中，

所述心棒是实心的。

8.根据权利要求4所述的挤压模具，其中，

所述心棒是实心的。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的挤压模具，其中，

所述心轴环由超硬材料构成。

10.根据权利要求9所述的挤压模具，其中，

所述心轴环由陶瓷材料构成。

11.根据权利要求1到8中的任意一项所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在定径部的上游侧和下游侧的至少一方具有缓压部。

12.根据权利要求9所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在定径部的上游侧和下游侧的至少一方具有缓压部。

13.根据权利要求10所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在定径部的上游侧和下游侧的至少一方具有缓压部。

14.根据权利要求11所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在比轴线方向的中央更靠下游侧形成有定径部。

15.根据权利要求12所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在比轴线方向的中央更靠下游侧形成有定径部。

16.根据权利要求13所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在比轴线方向的中央更靠下游侧形成有定径部。

17.根据权利要求1到8中的任意一项所述的挤压模具，其中，

所述心轴环其轴线方向的全部区域构成为定径部。

18.根据权利要求9所述的挤压模具，其中，

所述心轴环其轴线方向的全部区域构成为定径部。

19.根据权利要求10所述的挤压模具，其中，

所述心轴环其轴线方向的全部区域构成为定径部。

20.根据权利要求1到8中的任意一项所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

21.根据权利要求9所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

22.根据权利要求10所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

23.根据权利要求11所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

24.根据权利要求12所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

25.根据权利要求13所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

26.根据权利要求14所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

27.根据权利要求15所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

28.根据权利要求16所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

29.根据权利要求17所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

30.根据权利要求18所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

31.根据权利要求19所述的挤压模具，其中，

所述心轴环在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜。

32.根据权利要求20所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

33.根据权利要求21所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

34.根据权利要求22所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

35.根据权利要求23所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

36.根据权利要求24所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

37.根据权利要求25所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

38.根据权利要求26所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

39.根据权利要求27所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

40.根据权利要求28所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

41.根据权利要求29所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

42.根据权利要求30所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

43.根据权利要求31所述的挤压模具，其中，

所述心轴环只在基材的外周面和内周面形成有耐碱被膜。

44.一种挤压方法，其特征在于，使用以下挤压模具，该挤压模具的将挤压件的内表面成形的心轴包括心棒和外嵌于该心棒的心轴环，所述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

在常温T₁时的所述心棒与所述心轴环之间的间隙为最小的部分，在用下式表示的心棒与心轴环之间的过盈量X_T2成为0～0.3％的模具温度T₂下进行挤压，

X_T2＝{[A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1]/[B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_T1]-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数；

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数，且α₁＞α₂；

T₁：常温；

T₂：挤压时的模具温度，且T₂＞T₁；

A_T1：常温T₁时的心棒的外径；

B_T1：常温T₁时的心轴环的内径，且B_T1＞A_T1。

45.根据权利要求44所述的挤压方法，其中，

所述挤压模具的心轴环，在所述基材的至少外周面形成有硬质的耐碱被膜，在挤压后的模具维护中进行碱清洗。

46.一种挤压件的制造方法，其特征在于，使用以下挤压模具，该挤压模具的将挤压件的内表面成形的心轴包括心棒和外嵌于该心棒的心轴环，所述心轴环的基材用由热膨胀系数比心棒小的材料形成的材料构成，

在常温T₁时的所述心棒与所述心轴环之间的间隙为最小的部分，在用下式表示的心棒与心轴环之间的过盈量X_T2成为0～0.3％的模具温度T₂下进行挤压，

X_T2＝{[A_T1×(T₂-T₁)×α₁+A_T1]/[B_T1×(T₂-T₁)×α₂+B_T1]-1}×100

其中，α₁：构成心棒的材料的热膨胀系数；

α₂：构成心轴环的基材的材料的热膨胀系数，且α₁＞α₂；

T₁：常温；

T₂：挤压时的模具温度，且T₂＞T₁；

A_T1：常温T₁时的心棒的外径；

B_T1：常温T₁时的心轴环的内径，且B_T1＞A_T1。