CN111788019B - 成型装置、成型方法及金属管 - Google Patents

Abstract

本发明的成型装置使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，该成型装置具备硬度降低部，该硬度降低部使凸缘部的硬度低于管部的硬度。

Description

成型装置、成型方法及金属管

技术领域

本发明涉及一种成型装置、成型方法及金属管。

背景技术

以往，已知有一种使金属管材料膨胀并且利用成型模具成型出金属管的成型装置。例如，在专利文献1中公开的成型装置能够成型出具有管部和凸缘部的金属管。在该成型装置中，将电加热的金属管材料配置于成型模具内，使成型模具闭模而成型出凸缘部的同时使金属管材料膨胀，从而成型出金属管。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-190248号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

利用上述成型装置成型出的带有凸缘的金属管利用凸缘部焊接于其他部件。此时，有时将凸缘部加压于其他部件的同时进行焊接。此时，若凸缘部的硬度过高，则有时不易在加压的同时进行焊接。

因此，本发明的目的在于提供一种在将凸缘部加压于其他部件的同时进行焊接时能够容易进行焊接的成型装置、成型方法及金属管。

用于解决技术课题的手段

本发明的一种实施方式所涉及的成型装置使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，该成型装置具备硬度降低部，该硬度降低部使凸缘部的硬度低于管部的硬度。

本发明的一种实施方式所涉及的成型装置具备硬度降低部，其使凸缘部的硬度低于管部的硬度。由此，无需降低管部的硬度即可通过硬度降低部使凸缘部的硬度降低。因而，能够确保要求强度的管部的强度的同时，能够使凸缘部成为在加压的同时容易进行焊接的状态。如上所述，在将凸缘部加压于其他部件的同时进行焊接时，能够容易进行焊接。

成型装置还可以具备第1模具及第2模具，该第1模具及第2模具彼此成对，并且分别具有用于成型出管部的管成型面及用于成型出凸缘部的凸缘成型面，硬度降低部可以由温度调整部构成，该温度调整部使成型时的凸缘成型面的温度高于管成型面的温度。由此，温度调整部在成型时使凸缘成型面的温度高于管成型面的温度，由此，凸缘部与凸缘成型面接触时的冷却时间变长。由于冷却时间变长，因此凸缘部的淬火性降低，导致硬度变得低于管部的硬度。

在成型装置中，温度调整部可以沿着凸缘成型面的长度方向间歇地形成于凸缘成型面。由此，能够降低凸缘部的沿着长度方向延伸的部分中的进行焊接的部分的硬度，而其他部分则无需降低硬度，能够提高强度。

在成型装置中，硬度降低部可以由冷却部构成，该冷却部冷却成型开始之前已被加热的状态的金属管材料中的成为凸缘部的部分。由此，通过在成型开始之前预先冷却成为凸缘部的部分，该部分的最大达到温度会降低。因而，凸缘部的淬火性降低，因此能够降低硬度。

在成型装置中，冷却部可以使固体接触到金属管材料中的成为凸缘部的部分从而进行冷却。由此，固体从成为凸缘部的部分吸收热量，从而能够冷却该部分。

本发明所涉及的成型方法使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，该成型方法使凸缘部的硬度低于管部的硬度。

根据本发明所涉及的成型方法，也能够获得与上述成型装置相同的作用和效果。

本发明所涉及的金属管是具有管部及凸缘部的金属管，其中，凸缘部的硬度低于管部的硬度。

根据本发明所涉及的金属管，能够确保要求强度的管部的强度的同时，能够使凸缘部成为在加压的同时容易进行焊接的状态。如上所述，在将凸缘部加压于其他部件的同时进行焊接时，能够容易进行焊接。

在金属管中，在凸缘部上形成有硬度彼此不同的高硬度部及低硬度部，低硬度部的硬度低于高硬度部的硬度。由此，通过将进行焊接的部分设为低硬度部，从而能够容易进行焊接，并且通过将其他部分设为高硬度部，从而能够确保强度。

在金属管中，低硬度部可以沿着凸缘部的长度方向间歇地形成于凸缘部。由此，能够将凸缘部的沿着长度方向延伸的部分中的进行焊接的部分设为低硬度部，将其他部分设为高硬度部，从而能够提高强度。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在将凸缘部加压于其他部件的同时进行焊接时，能够容易进行焊接的成型装置、成型方法及金属管。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。

图2是电极周边的放大图，其中，(a)是表示电极保持金属管材料的状态的图，(b)是表示气体供给喷嘴按压电极的状态的图，(c)是电极的主视图。

图3是成型模具的剖视图。

图4是成型模具的放大剖视图。

图5中(a)是从上方观察凸缘成型面的图，(b)是从上方观察金属管的图。

图6中(a)是从上方观察凸缘成型面的图，(b)是从上方观察金属管的图。

图7是表示温度调整部的具体结构的示意图。

图8是变形例所涉及的硬度降低部的结构的图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的成型装置的优选实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同的部分或相应的部分标注相同的符号，并省略重复说明。

＜成型装置的结构＞

图1是本实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。如图1所示，成型出金属管的成型装置10构成为具备：成型模具13，其由上型(第1模具)12及下型(第2模具)11构成；驱动机构80，其使上型12及下型11中的至少一个移动；管保持机构30，其保持配置在上型12与下型11之间的金属管材料14；加热机构50，其对被管保持机构30保持的金属管材料14进行通电而进行加热；气体供给部60，其用于向保持于上型12与下型11之间并被加热的金属管材料14内供给高压气体(气体)；一对气体供给机构40、40，其用于向被管保持机构30保持的金属管材料14内供给来自气体供给部60的气体；及水循环机构72，其强制性对成型模具13进行水冷，并且，成型装置10还具备控制部70，该控制部70分别控制上述驱动机构80的驱动、上述管保持机构30的驱动、上述加热机构50的驱动及上述气体供给部60的气体供给。

成型模具13的一个模具即下型11固定于基台15。下型11由较大的钢铁制块构成，在其上表面具备例如矩形的型腔(凹部)16。在下型11形成有冷却水通道19，在该下型11的大致中央具备从下方插入的热电偶21。该热电偶21被弹簧22支承为上下移动自如。

此外，在下型11的左右端(图1中的左右端)附近设置有空间11a，在该空间11a内，以能够上下进退移动的方式配置有管保持机构30的可动部(后述的电极17、18(下侧电极)等)。而且，通过将金属管材料14载置于下侧电极17、18之上，下侧电极17、18接触到配置在上型12与下型11之间的金属管材料14。由此，下侧电极17、18与金属管材料14电连接。

在下型11与下侧电极17之间及下侧电极17的下部以及在下型11与下侧电极18之间及下侧电极18的下部分别设置有用于防止通电的绝缘材料91。各个绝缘材料91固定于构成管保持机构30的致动器(未图示)的可动部(即，进退杆95)。该致动器用于使下侧电极17、18等上下移动，致动器的固定部与下型11一同保持于基台15侧。

成型模具13的另一个模具即上型12固定于构成驱动机构80的后述滑动件81上。上型12由较大的钢铁制块构成，在其内部形成有冷却水通道25，并且在其下表面具备例如矩形的型腔(凹部)24。该型腔24设置于与下型11的型腔16对置的位置。

与下型11同样，在上型12的左右端(图1中的左右端)附近设置有空间12a，在该空间12a内，以能够上下进退移动的方式配置有管保持机构30的可动部(即，后述电极17、18(上侧电极)等)。而且，在金属管材料14载置于下侧电极17、18上的状态下，上侧电极17、18朝下移动，从而与配置在上型12与下型11之间的金属管材料14接触。由此，上侧电极17、18与金属管材料14电连接。

在上型12与上侧电极17之间及上侧电极17的上部以及在上型12与上侧电极18之间及上侧电极18的上部分别设置有用于防止通电的绝缘材料101。各个绝缘材料101固定于构成管保持机构30的致动器的可动部(即，进退杆96)。该致动器用于使上侧电极17、18等上下移动，致动器的固定部与上型12一同保持于驱动机构80的滑动件81侧。

在管保持机构30的右侧部分的电极18、18的彼此对置的面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽18a(参考图2)，金属管材料14恰好能够嵌入于该凹槽18a部分。与上述凹槽18a同样，在管保持机构30的右侧部分的绝缘材料91、101的彼此对置的暴露面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽。并且，在电极18的正面(朝向模具的外侧方向的面)上形成有凹槽18a的周围以朝向凹槽18a圆锥状倾斜的方式凹陷而成的锥形凹面18b。因此，若利用管保持机构30的右侧部分从上下方向夹持金属管材料14，则恰好能够紧紧地包围金属管材料14的右侧端部的整个外周。

在管保持机构30的左侧部分的电极17、17的彼此对置的面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽17a(参考图2)，金属管材料14恰好能够嵌入于该凹槽17a部分。与上述凹槽17a同样，在管保持机构30的左侧部分的绝缘材料91、101的彼此对置的暴露面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽。并且，在电极17的正面(朝向模具的外侧方向的面)上形成有凹槽17a的周围以朝向凹槽17a圆锥状倾斜的方式凹陷而成的锥形凹面17b。因此，若利用管保持机构30的左侧部分从上下方向夹持金属管材料14，则恰好能够紧紧地包围金属管材料14的左侧端部的整个外周。

如图1所示，驱动机构80具备：滑动件81，其使上型12朝向上型12与下型11彼此合拢的方向移动；轴82，其产生用于使上述滑动件81移动的驱动力；及连杆83，其用于向滑动件81传递该轴82所产生的驱动力。轴82在滑动件81的上方沿左右方向延伸且被支承为旋转自如。该偏心曲柄82a通过连杆83与设置于滑动件81的上部且沿左右方向延伸的旋转轴81a连结。在驱动机构80中，控制部70控制轴82的旋转，从而改变偏心曲柄82a在上下方向上的高度，该偏心曲柄82a的位置变化经由连杆83传递到滑动件81，由此能够控制滑动件81上下移动。在此，向滑动件81传递偏心曲柄82a的位置变化时产生的连杆83的摆动(旋转运动)被旋转轴81a吸收。另外，轴82例如根据被控制部70控制的马达等的驱动而旋转或停止。

图3是图1所示的成型模具13的剖视图。如图3所示，在下型11的上表面及上型12的下表面均设置有台阶。

在下型11的上表面，若以下型11的中央的型腔16的底面为基准线LV2，则形成有基于第1突起11b、第2突起11c、第3突起11d及第4突起11e的台阶。在型腔16的右侧(图3中为右侧，图1中为纸面里侧)形成有第1突起11b及第2突起11c，在型腔16的左侧(图3中为左侧，图1中为纸面前侧)形成有第3突起11d及第4突起11e。第2突起11c位于型腔16与第1突起11b之间。第3突起11d位于型腔16与第4突起11e之间。第2突起11c及第3突起11d分别比第1突起11b及第4突起11e更向上型12侧突出。第1突起11b与第4突起11e的自基准线LV2的突出量大致相等，第2突起11c与第3突起11d的自基准线LV2的突出量大致相等。

另一方面，在上型12的下表面，若以上型12的中央的型腔24的底面为基准线LV1，则形成有基于第1突起12b、第2突起12c、第3突起12d及第4突起12e的台阶。在型腔24的右侧(图3中为右侧)形成有第1突起12b及第2突起12c，在型腔24的左侧(图3中为左侧)形成有第3突起12d及第4突起12e。第2突起12c位于型腔24与第1突起12b之间。第3突起12d位于型腔24与第4突起12e之间。第1突起12b及第4突起12e分别比第2突起12c及第3突起12d更向下型11侧突出。第1突起12b与第4突起12e的自基准线LV1的突出量大致相等，第2突起12c与第3突起12d的自基准线LV1的突出量大致相等。

并且，上型12的第1突起12b与下型11的第1突起11b对置，上型12的第2突起12c与下型11的第2突起11c对置，上型12的型腔24与下型11的型腔16对置，上型12的第3突起12d与下型11的第3突起11d对置，上型12的第4突起12e与下型11的第4突起11e对置。而且，上型12中的第1突起12b相对于第2突起12c的突出量(第4突起12e相对于第3突起12d的突出量)大于下型11中的第2突起11c相对于第1突起11b的突出量(第3突起11d相对于第4突起11e的突出量)。因此，在上型12与下型11彼此嵌合的情况下，在上型12的第2突起12c与下型11的第2突起11c之间以及在上型12的第3突起12d与下型11的第3突起11d之间分别形成有空间(参考图3中(c))。并且，在上型12与下型11彼此嵌合的情况下，在上型12的型腔24与下型11的型腔16之间形成有空间(参考图3中(c))。

更加详细而言，在进行吹塑成型时，下型11与上型12彼此合拢，而在彼此嵌合之前的时刻，如图3中(b)所示，在上型12的型腔24的底面(成为基准线LV1的表面)与下型11的型腔16的底面(成为基准线LV2的表面)之间形成有主型腔部(第1型腔部)MC。并且，在上型12的第2突起12c与下型11的第2突起11c之间形成有与主型腔部MC连通且容积小于该主型腔部MC的容积的副型腔部(第2型腔部)SC1。同样，在上型12的第3突起12d与下型11的第3突起11d之间形成有与主型腔部MC连通且容积小于该主型腔部MC的容积的副型腔部(第2型腔部)SC2。主型腔部MC是成型出金属管100中的管部100a的部分，副型腔部SC1及副型腔部SC2为分别成型出金属管100中的凸缘部100b及凸缘部100c的部分(参考图3中(c)及(d))。而且，如图3中(c)及(d)所示，在下型11与上型12继续合拢而完全合模的情况下(嵌合的情况下)，主型腔部MC及副型腔部SC1、SC2密封在下型11及上型12内。

如图1所示，加热机构50具备供电部55及将供电部55与电极17、18电连接的母线52。供电部55包括直流电源及开关，在电极17、18与金属管材料14电连接的状态下，供电部55可以经由母线52、电极17、18对金属管材料14进行通电。另外，在此，母线52连接于下侧电极17、18。

在该加热机构50中，从供电部55输出的直流电流通过母线52传输并输入到电极17。然后，直流电流通过金属管材料14后输入到电极18。然后，直流电流通过母线52传输并输入到供电部55。

一对气体供给机构40分别具有：缸体单元42；活塞杆43，其配合缸体单元42的动作而进行进退移动；及密封部件44，其连结于活塞杆43的管保持机构30侧的末端。缸体单元42载置并固定于块体41上。在密封部件44的末端形成有朝向末端变细的锥形面45，该锥形面45构成为与电极17、18的锥形凹面17b、18b相匹配的形状(参考图2)。密封部件44设置有从缸体单元42侧朝向末端延伸的气体通道46，具体而言，如图2中(a)及(b)所示，该气体通道46供从气体供给部60供给过来气体通道46的高压气体流过。

气体供给部60包括气体源61、积存从该气体源61供给过来的气体的储气罐62、从该储气罐62延伸至气体供给机构40的缸体单元42的第1管63、设置于该第1管63上的压力控制阀64及转换阀65、从储气罐62延伸至形成于密封部件44内的气体通道46的第2管67、设置于该第2管67上的压力控制阀68及止回阀69。压力控制阀64发挥如下作用：向缸体单元42供给与密封部件44对金属管材料14的推力相对应的工作压力的气体。止回阀69发挥如下作用：防止高压气体在第2管67内逆流。设置于第2管67的压力控制阀68发挥如下作用：通过控制部70的控制向密封部件44的气体通道46供给用于使金属管材料14膨胀的工作压力的气体。

控制部70通过控制气体供给部60的压力控制阀68能够向金属管材料14内供给所期望的工作压力的气体。并且，控制部70通过接收从图1所示的(A)传递过来的信息，从热电偶21获取温度信息，从而控制驱动机构80及供电部55等。

水循环机构72包括：积存水的水槽73；水泵74，汲取积存于该水槽73中的水并对其进行加压而送至下型11的冷却水通道19及上型12的冷却水通道25；及配管75。在此虽然进行了省略，但在配管75上还可以设置用于降低水温的冷却塔或用于净化水的过滤器。

＜使用成型装置进行的金属管的成型方法＞

接着，对使用成型装置10进行的金属管的成型方法进行说明。首先，准备可淬火钢类的圆筒状的金属管材料14。例如，利用机器手臂等将该金属管材料14载置(投放)到设置于下型11侧的电极17、18上。由于在电极17、18上形成有凹槽17a、18a，因此金属管材料14被该凹槽17a、18a定位。

接着，控制部70控制驱动机构80及管保持机构30以使该管保持机构30保持金属管材料14。具体而言，通过驱动机构80的驱动使保持于滑动件81侧的上型12及上侧电极17、18等朝向下型11侧移动，并且使管保持机构30所具有的能够让上侧电极17、18等及下侧电极17、18等进退移动的致动器工作，从而利用管保持机构30从上方和下方夹持金属管材料14的两侧端部附近。就该夹持而言，由于存在形成于电极17、18上的凹槽17a、18a及形成于绝缘材料91、101上的凹槽，因此成为与金属管材料14的两侧端部附近的整周紧贴的状态。

另外，此时，如图2中(a)所示，金属管材料14的电极18侧的端部在金属管材料14的延伸方向上比电极18的凹槽18a与锥形凹面18b之间的边界更向密封部件44侧突出。同样地，金属管材料14的电极17侧的端部在金属管材料14的延伸方向上比电极17的凹槽17a与锥形凹面17b之间的边界更向密封部件44侧突出。并且，上侧电极17、18的下表面与下侧电极17、18的上表面彼此接触。然而，并不只限于与金属管材料14的两端部的整周紧贴的结构，也可以采用电极17、18与金属管材料14的周向上的一部分抵接的结构。

接着，控制部70通过控制加热机构50而加热金属管材料14。具体而言，控制部70控制加热机构50的供电部55而进行供电。如此一来，经由母线52传递到下侧电极17、18的电力供给到夹持金属管材料14的上侧电极17、18及金属管材料14，并且基于金属管材料14自身所具有的电阻，金属管材料14自身基于焦耳热而发热。即，金属管材料14处于电加热状态。

接着，控制部70控制驱动机构80，针对加热后的金属管材料14关闭成型模具13。由此，下型11的型腔16与上型12的型腔24彼此组合，金属管材料14配置并密封于下型11与上型12之间的型腔部内。

然后，使气体供给机构40的缸体单元42工作以使密封部件44前进，从而密封金属管材料14的两端。此时，如图2中(b)所示，密封部件44按压金属管材料14的电极18侧的端部，比电极18的凹槽18a与锥形凹面18b之间的边界更向密封部件44侧突出的部分变形为与锥形凹面18b相同的漏斗状。同样地，密封部件44按压金属管材料14的电极17侧的端部，比电极17的凹槽17a与锥形凹面17b之间的边界更向密封部件44侧突出的部分变形为与锥形凹面17b相同的漏斗状。在完成密封之后，将高压气体吹入金属管材料14内，从而使通过加热而被软化的金属管材料14成型为与型腔部的形状相同的形状。

由于金属管材料14被加热成高温(950℃前后)就会软化，因此供给到金属管材料14内的气体热膨胀。因此，作为供给气体例如供给压缩空气，通过热膨胀的压缩空气能够容易使950℃的金属管材料14膨胀。

通过吹塑成型而膨胀的金属管材料14的外周面与下型11的型腔16接触就会被快速冷却，并且与上型12的型腔24接触就会被快速冷却(由于上型12与下型11的热容量较大且被管理成低温，因此只要金属管材料14与上型12或下型11接触，管表面的热量就会一下子被模具侧夺去)，从而进行淬火。这种冷却法被称为模具接触冷却或模具冷却。刚被快速冷却之后，奥氏体转变成马氏体(以下，将奥氏体转变成马氏体的现象称为马氏体相变)。由于在冷却的后期冷却速度变慢，因此马氏体通过回热而转变成另一组织(托氏体、索氏体等)。因此，无需另行进行回火处理。并且，在本实施方式中，可以代替模具冷却而向型腔24内供给例如冷却介质而进行冷却，或者除了模具冷却之外，还可以向型腔24内供给例如冷却介质进行冷却。例如，直至马氏体相变的开始温度为止，可以使金属管材料14与模具(上型12及下型11)接触而进行冷却，之后可以在开模的同时向金属管材料14喷吹冷却介质(冷却用气体)，从而引起马氏体相变。

如上所述，在对金属管材料14进行吹塑成型之后进行冷却，然后进行开模，从而得到具有例如大致矩形筒状的主体部的金属管。

(硬度降低部的说明)

在此，成型装置10具备使凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度的硬度降低部110。参考图4，对硬度降低部110的结构进行说明。图4是成型模具13的放大剖视图。

如图4所示，下型11及上型12具有用于形成凸缘部100b的凸缘成型面F1、F3。凸缘成型面F1、F3为彼此对置且构成副型腔部SC1的面。下型11及上型12具有用于形成凸缘部100c的凸缘成型面F2、F4。凸缘成型面F2、F4为彼此对置且构成副型腔部SC2的面。下型11及上型12具有用于形成管部100a的管成型面F5、F6。管成型面F5、F6是构成主型腔部MC的面。在此，下型11的副型腔部SC1的凸缘成型面F1相当于第2突起11c的上表面。下型11的副型腔部SC2的凸缘成型面F2相当于第3突起11d的上表面。上型12的副型腔部SC1的凸缘成型面F3相当于第2突起12c的下表面。上型12的副型腔部SC2的凸缘成型面F4相当于第4突起12e的上表面。管成型面F5相当于型腔16的底面及两侧的侧面。管成型面F6相当于型腔24的底面及两侧的侧面。

硬度降低部110由温度调整部120、121构成，该温度调整部120、121使成型时的凸缘成型面F1、F2、F3、F4的温度高于管成型面F5、F6的温度。若成型时的凸缘成型面F1、F2、F3、F4的温度更高，则金属管材料与凸缘成型面F1、F2、F3、F4接触时的冷却速度会降低。由此，凸缘部100b、100c的冷却时间变长，淬火性降低，导致该凸缘部100b、100c的硬度降低。至于温度调整部120、121将凸缘成型面F1、F2、F3、F4设为什么程度的温度，并不受特别的限定。例如，若温度调整部120、121将凸缘成型面F1、F2、F3、F4设为500～1000℃左右的温度，则能够充分地降低凸缘部100b、100c的硬度。此时，能够将模具接触时的冷却速度设为至少10℃以下。

温度调整部120形成于下型11中的与凸缘成型面F1、F2相对应的位置。然而，为了避免管成型面F5的温度上升，在凸缘成型面F1、F2的基端侧的边缘部并未设置温度调整部120。温度调整部120形成于比该基端侧的边缘部更靠宽度方向外侧的区域。另外，温度调整部120虽然形成于比该基端侧的边缘部更靠宽度方向外侧的整个区域上，但是只要至少形成于能够进行点焊的区域即可。例如，在凸缘部100b、100c的末端附近的边缘部可以不形成温度调整部120。并且，温度调整部120的上下方向上的大小并不只限于图示的大小。

温度调整部121形成于上型12中的与凸缘成型面F3、F4相对应的位置。然而，为了避免管成型面F6的温度上升，在凸缘成型面F3、F4的基端侧的边缘部并未设置温度调整部121。温度调整部121形成于比该基端侧的边缘部更靠宽度方向外侧的区域。另外，温度调整部121虽然形成于比该基端侧的边缘部更靠宽度方向外侧的整个区域上，但是只要至少形成于能够进行点焊的区域即可。例如，在凸缘部100b、100c的末端附近的边缘部可以不形成温度调整部121。并且，温度调整部121的上下方向上的大小并不只限于图示的大小。

图5中(a)是从上方观察下型11的凸缘成型面F1、F2的图。图5中(b)是从上方观察金属管100的图。另外，上型12的温度调整部121具有与下型11的温度调整部120相同的结构，因此省略说明。如图5中(a)所示，温度调整部120沿着凸缘成型面F1、F2的长度方向连续延伸。由此，成型出如图5中(b)所示的金属管100。

如图5中(b)所示，在凸缘部100b、100c上形成有硬度彼此不同的高硬度部107及低硬度部106。低硬度部106的硬度低于高硬度部107的硬度。由此，金属管100的凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度。低硬度部106通过成型模具13的凸缘成型面F1、F2、F3、F4中的形成有温度调整部120、121的部位形成。高硬度部107及管部100a则通过成型模具13的成型面中的未形成有温度调整部120、121的部位形成。因而，高硬度部107及管部100a与已被冷却的成型面接触后被快速冷却从而进行淬火，由此具有高硬度。低硬度部106则与通过温度调整部120、121而温度上升的成型面接触，由此在冷却速度变慢的状态下进行淬火(或者不进行淬火)，从而具有低硬度。另外，高硬度部107及管部100a的硬度设定为HV400～500左右，另一方面，低硬度部106的硬度设定为HV100～300左右。由此，在低硬度部106容易进行点焊。

另外，也可以采用图6中(a)所示的结构。图6中(a)中示出的温度调整部120沿着凸缘成型面F1、F2的长度方向间歇地形成于凸缘成型面F1、F2。即，在凸缘成型面F1、F2上形成有在长度方向上具有规定长度的温度调整部120，并且在长度方向上隔着间隔而形成有另一温度调整部120。温度调整部120彼此之间的间距例如可以根据将金属管100固定于其他部件时的点焊部SP的间距而设定。由此，成型出如图6中(b)所示的金属管100。该金属管100的低硬度部106沿着凸缘部100b、100c的长度方向间歇地形成于凸缘部100b、100c。在凸缘部100b、100c上形成有在长度方向上具有规定长度的低硬度部106，并且隔着在长度方向上具有规定长度的高硬度部107而形成有另一低硬度部106。

接着，参考图7对温度调整部120的具体结构进行说明。另外，上型12的温度调整部121具有与下型11的温度调整部120相同的结构，因此省略说明。图7中(a)是从上方观察下型11的图。图7中(b)是从侧面观察下型11的图。温度调整部120通过埋入与构成下型11的其他部分的部件不同材质的部件123而构成。作为构成温度调整部120的部件123，例如采用高电阻部件。用于进行通电的通电部124连接于构成温度调整部120的部件123。由此，通电部124对部件123进行通电，温度调整部120的温度会上升。此外，作为构成温度调整部120的部件123，可以采用冷却速度比下型11的其他部件的冷却速度慢的材质的部件。由此，在温度调整部120中，基于水循环机构72的冷却的温度降低变慢，因此在成型时，温度会变得比其他部分更高。或者，如图7中(c)及(d)所示，可以设置将高温部件126按压于与温度调整部120相对应的部位的机构，从而使温度调整部120的局部成为高温。另外，进行成型时高温部件126移动到并不干涉成型的位置。

接着，对本实施方式所涉及的成型装置10的作用和效果进行说明。

本实施方式所涉及的成型装置10使金属管材料14膨胀从而成型出具有管部100a及凸缘部100b、100c的金属管100，该成型装置10具备使凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度的硬度降低部110。

成型装置10具备使凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度的硬度降低部110。由此，无需使管部100a的硬度降低即可通过硬度降低部110使凸缘部100b、100c的硬度降低。因而，能够确保要求强度的管部100a的强度的同时，能够使凸缘部100b、100c成为在加压的同时容易进行焊接的状态。如上所述，在将凸缘部100b、100c加压于其他部件的同时进行焊接时，能够容易进行焊接。并且，在进行加压焊接时，不需要过大的压力，因此能够抑制施加过大的压力而产生尘埃、电极的磨损、焊接质量的不均匀等。

成型装置10还具备下型11及上型12，该下型11及上型12彼此成对，并且分别具有用于成型出管部100a的管成型面F5、F6及用于成型出凸缘部100b、100c的凸缘成型面F1、F2、F3、F4。硬度降低部110由温度调整部120、121构成，该温度调整部120、121使成型时的凸缘成型面F1、F2、F3、F4的温度高于管成型面F5、F6的温度。由此，温度调整部120、121在成型时使凸缘成型面F1、F2、F3、F4的温度高于管成型面F5、F6的温度，由此，凸缘部100b、100c与凸缘成型面F1、F2、F3、F4接触时的冷却时间变长。由于冷却时间变长，因此凸缘部100b、100c的淬火性降低，导致硬度变得低于管部的硬度。另外，在像本实施方式那样通过加热而构成硬度降低部的情况下，与图8那样进行冷却的方式相比，温度控制变得更容易。在本实施方式中，对结构能够任意地设定最佳温度，因此容易避免形状等的限制。

在成型装置10中，温度调整部120、121可以沿着凸缘成型面F1、F2、F3、F4的长度方向间歇地形成于凸缘成型面F1、F2、F3、F4。由此，能够降低凸缘部100b、100c的沿着长度方向延伸的部分中的进行焊接的部分的硬度，而其他部分则无需降低硬度，能够提高强度。

本实施方式所涉及的成型方法使金属管材料14膨胀从而成型出具有管部100a及凸缘部100b、100c的金属管100，该成型方法使凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度。

根据本实施方式所涉及的成型方法，也能够获得与上述成型装置10相同的作用和效果。

本实施方式所涉及的金属管100是具有管部100a及凸缘部100b、100c的金属管100，其中，凸缘部100b、100c的硬度低于管部100a的硬度。

根据本实施方式所涉及的金属管100，能够确保要求强度的管部100a的强度的同时，能够使凸缘部100b、100c成为在加压的同时容易进行焊接的状态。如上所述，在将凸缘部100b、100c加压于其他部件的同时进行焊接时，能够容易进行焊接。

在金属管100中，在凸缘部100b、100c上形成有硬度彼此不同的高硬度部107及低硬度部106，低硬度部106的硬度低于高硬度部107的硬度。由此，通过将进行焊接的部分设为低硬度部106，从而能够容易进行焊接，并且通过将其他部分设为高硬度部107，从而能够确保强度。

在金属管100中，低硬度部106沿着凸缘部100b、100c的长度方向间歇地形成于凸缘部100b、100c。由此，能够将凸缘部100b、100c的沿着长度方向延伸的部分中的进行焊接的部分设为低硬度部106，将其他部分设为高硬度部107，从而能够提高强度。

本发明并不只限于上述实施方式。例如，成型装置的整体结构并不只限于图1所示结构，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当变更。

并且，作为硬度降低部，也可以采用图8所示的结构。在图8所示的成型装置中，硬度降低部由冷却部130构成，该冷却部130冷却在成型开始之前已被加热的状态的金属管材料14中的成为凸缘部100b、100c的部分14a。另外，在图8中，对温度高的部分附有灰色，对被冷却而温度降低的部分则未附有灰色。冷却部130由铜、铝等材质的吸热材料制成。冷却部130与高温的金属管材料14的部分14a接触，从而能够从该部分14a吸收热量。由此，在成型开始之前预先冷却成为凸缘部100b、100c的部分14a，从而使该部分14a的最大达到温度降低。因而，凸缘部100b、100c的淬火性降低，从而能够降低硬度。

在上述成型装置中，冷却部130使固体接触到金属管材料14中的成为凸缘部100b、100c的部分14a从而进行冷却。由此，固体从成为凸缘部100b、100c的部分14a吸收热量，从而能够冷却该部分14a。

符号说明

10-成型装置，11-下型(第1模具)，12-上型(第2模具)，13-成型模具，14-金属管材料，14a-部分(成为凸缘部的部分)，100-金属管，100a-管部，100b、100c-凸缘部，106-低硬度部，107-高硬度部，110-硬度降低部，120、121-温度调整部，130-冷却部。

Claims (6)

1.一种成型装置，其使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，该成型装置具备：

第1模具及第2模具，该第1模具及第2模具彼此成对，并且分别具有用于成型出所述管部的管成型面及用于成型出所述凸缘部的凸缘成型面，

硬度降低部，其使所述凸缘部的硬度低于所述管部的硬度，并且设置于与所述凸缘部接触的同时不与所述管部接触的位置，

所述硬度降低部由温度调整部构成，该温度调整部使成型时的所述凸缘成型面的温度高于所述管成型面的温度。

2.根据权利要求1所述的成型装置，其中，

所述温度调整部沿着所述凸缘成型面的长度方向间歇地形成于所述凸缘成型面。

3.一种成型装置，其使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，该成型装置具备：

硬度降低部，其使所述凸缘部的硬度低于所述管部的硬度，并且设置于与所述凸缘部接触的同时不与所述管部接触的位置，

其中，所述硬度降低部由冷却部构成，该冷却部冷却成型开始之前已被加热的状态的所述金属管材料中的成为所述凸缘部的部分。

4.根据权利要求3所述的成型装置，其中，

所述冷却部使固体接触到所述金属管材料中的成为所述凸缘部的部分从而进行冷却。

5.一种成型方法，其使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，

该成型方法包括：

通过第1模具及第2模具成型出所述管部和所述凸缘部，该第1模具及第2模具彼此成对，并且分别具有用于成型出所述管部的管成型面及用于成型出所述凸缘部的凸缘成型面；

通过硬度降低部使所述凸缘部的硬度低于所述管部的硬度，所述硬度降低部设置于与所述凸缘部接触的同时不与所述管部接触的位置，

所述硬度降低部由温度调整部构成，该温度调整部使成型时的所述凸缘成型面的温度高于所述管成型面的温度。

6.一种成型方法，其使金属管材料膨胀从而成型出具有管部及凸缘部的金属管，

该成型方法包括：通过硬度降低部使所述凸缘部的硬度低于所述管部的硬度，所述硬度降低部设置于与所述凸缘部接触的同时不与所述管部接触的位置，

所述硬度降低部由冷却部构成，该冷却部冷却成型开始之前已被加热的状态的所述金属管材料中的成为所述凸缘部的部分。

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