JP2001062541A - 高速四面鍛造装置用金敷およびこれを用いた高速四面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法 - Google Patents
高速四面鍛造装置用金敷およびこれを用いた高速四面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業面部に十分な高温強度を保持させること
により、特にヒートチェックに対する抵抗性を高くし
て、十分な寿命を有する高速四面鍛造装置用金敷および
この金敷を組み込まれ金敷の交換頻度を低減し稼動率の
向上を可能とした高速四面鍛造装置を提供する。 【解決手段】 該装置用金敷を、全体を１体のγ′析出
強化形Ni基合金で構成するか、Ni基合金でなる台金の作
業面部にγ′析出強化形Ni基合金で肉盛りして構成す
る。
により、特にヒートチェックに対する抵抗性を高くし
て、十分な寿命を有する高速四面鍛造装置用金敷および
この金敷を組み込まれ金敷の交換頻度を低減し稼動率の
向上を可能とした高速四面鍛造装置を提供する。 【解決手段】 該装置用金敷を、全体を１体のγ′析出
強化形Ni基合金で構成するか、Ni基合金でなる台金の作
業面部にγ′析出強化形Ni基合金で肉盛りして構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被鍛造材をその断
面の回りの四方向から金敷により、高頻度で直接接触に
より加圧して鍛伸する鍛造装置である高速四面鍛造装置
に用いられる同装置用金敷およびこれを具備した高速四
面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法に関する。
面の回りの四方向から金敷により、高頻度で直接接触に
より加圧して鍛伸する鍛造装置である高速四面鍛造装置
に用いられる同装置用金敷およびこれを具備した高速四
面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速四面鍛造装置は、一般に棒状の被鍛
造材をその断面の回りの四方向から金敷により、毎分１
２０回またはそれ以上の高頻度で直接接触により加圧し
てその軸方向に鍛伸する鍛造装置であり、その金敷は、
高温の被鍛造材と高頻度の接触離反および暫時または比
較的長時間の作業中断を繰り返し受けるため、その作業
面部は８００℃またはそれ以上の高温に達しつつ、高温
の熱サイクルによるヒートチェックを受け、また高い変
形および摩耗作用を受ける。このため、該金敷は寿命に
達した表面に削除および肉盛りからなる補修を繰り返し
て使用される。従来、該用途用金敷としては、例えば、
SKT4等の熱間金型用鋼による台金に直接またはマトリッ
クス強化形Ni基合金等による肉盛り層（以下中間層と記
す）を介して作業面部として、γ′析出強化形Ni基合金
が肉盛りされたものであった。
造材をその断面の回りの四方向から金敷により、毎分１
２０回またはそれ以上の高頻度で直接接触により加圧し
てその軸方向に鍛伸する鍛造装置であり、その金敷は、
高温の被鍛造材と高頻度の接触離反および暫時または比
較的長時間の作業中断を繰り返し受けるため、その作業
面部は８００℃またはそれ以上の高温に達しつつ、高温
の熱サイクルによるヒートチェックを受け、また高い変
形および摩耗作用を受ける。このため、該金敷は寿命に
達した表面に削除および肉盛りからなる補修を繰り返し
て使用される。従来、該用途用金敷としては、例えば、
SKT4等の熱間金型用鋼による台金に直接またはマトリッ
クス強化形Ni基合金等による肉盛り層（以下中間層と記
す）を介して作業面部として、γ′析出強化形Ni基合金
が肉盛りされたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】当該鍛造装置用金敷の
耐摩耗性、耐ヒートチェック性等を増すためには、作業
面部の高温強度を向上することが有効である。前記の熱
間金型用鋼による台金にγ′析出強化形Ni基合金を肉盛
りした金敷は、作業面部の肉盛り層が使用中の昇温によ
り時効作用を受けて析出強化されることを意図するもの
である。しかし、実際には、使用の極く初期の、析出強
化が達成される以前に圧潰やヒートチェックを受けるた
め、十分な寿命が得られないこと、また、肉盛り後全体
を加熱して時効処理する場合、その処理温度は作業面部
を強固に支持すべき下層つまり台金、のオーバーテンパ
ーによる硬さ低下の関係から、約６５０℃以下程度に制
限されるが、この温度では作業面部の十分な析出強化の
ためには低すぎるため、十分な析出強化が得られずヒー
トチェックによる割れを生じて、十分な寿命が得られな
いことを本発明者は見出した。
耐摩耗性、耐ヒートチェック性等を増すためには、作業
面部の高温強度を向上することが有効である。前記の熱
間金型用鋼による台金にγ′析出強化形Ni基合金を肉盛
りした金敷は、作業面部の肉盛り層が使用中の昇温によ
り時効作用を受けて析出強化されることを意図するもの
である。しかし、実際には、使用の極く初期の、析出強
化が達成される以前に圧潰やヒートチェックを受けるた
め、十分な寿命が得られないこと、また、肉盛り後全体
を加熱して時効処理する場合、その処理温度は作業面部
を強固に支持すべき下層つまり台金、のオーバーテンパ
ーによる硬さ低下の関係から、約６５０℃以下程度に制
限されるが、この温度では作業面部の十分な析出強化の
ためには低すぎるため、十分な析出強化が得られずヒー
トチェックによる割れを生じて、十分な寿命が得られな
いことを本発明者は見出した。
【０００４】さらに、本発明者は、当該鍛造装置用金
敷に加わる熱サイクルが高頻度であること、該金敷の
作業面部は被鍛造材との直接接触により高温加熱される
一方、該金敷の形状が一般に切（截）頭四角錐状であっ
て作業面部は後方への強い熱伝導による急冷作用により
大きな温度振幅を受けること、および鍛造が被鍛造材
の一端から他端へ伸展することに伴って、この温度振幅
の範囲が低温から高温へと大きく変動すること、の三点
の相乗作用により、他の金型には類を見ない強いヒート
チェックを受けることを知見した。
敷に加わる熱サイクルが高頻度であること、該金敷の
作業面部は被鍛造材との直接接触により高温加熱される
一方、該金敷の形状が一般に切（截）頭四角錐状であっ
て作業面部は後方への強い熱伝導による急冷作用により
大きな温度振幅を受けること、および鍛造が被鍛造材
の一端から他端へ伸展することに伴って、この温度振幅
の範囲が低温から高温へと大きく変動すること、の三点
の相乗作用により、他の金型には類を見ない強いヒート
チェックを受けることを知見した。
【０００５】そこで、本発明は、当該鍛造装置用金敷に
加わる強いヒートチェックに鑑み、広い温度範囲に亘っ
て、作業面部をその下層から十分強固に支持しつつ作業
面部自身に十分な高温強度を保持させることにより、十
分な寿命を有する高速四面鍛造装置用金敷およびその製
造方法、ならびに該金敷を具備し、金敷の交換頻度を低
減し稼動率の向上を可能とした高速四面鍛造装置を提供
することを目的とする。
加わる強いヒートチェックに鑑み、広い温度範囲に亘っ
て、作業面部をその下層から十分強固に支持しつつ作業
面部自身に十分な高温強度を保持させることにより、十
分な寿命を有する高速四面鍛造装置用金敷およびその製
造方法、ならびに該金敷を具備し、金敷の交換頻度を低
減し稼動率の向上を可能とした高速四面鍛造装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、優れた高温
強度の面からその作業面部をγ′析出強化形Ni基合金で
構成することは従来の金敷の技術を踏襲し、その時効処
理温度を、その作業面部の材質と当該鍛造装置の作業条
件の組み合わせに合致したものとするべく種々検討した
結果、従来の材質による台金を排して、より高い処理温
度を許容でき、かつ広い温度範囲で高支持力を有するよ
うに、全体または台金部をNi基合金とすることに着想し
本発明をなした。
強度の面からその作業面部をγ′析出強化形Ni基合金で
構成することは従来の金敷の技術を踏襲し、その時効処
理温度を、その作業面部の材質と当該鍛造装置の作業条
件の組み合わせに合致したものとするべく種々検討した
結果、従来の材質による台金を排して、より高い処理温
度を許容でき、かつ広い温度範囲で高支持力を有するよ
うに、全体または台金部をNi基合金とすることに着想し
本発明をなした。
【０００７】すなわち、本発明の金敷は、全体が１体の
γ′析出強化形Ni基合金でなる高速四面鍛造装置用金敷
である。また、本発明の別の金敷はNi基合金でなる台金
の作業面部にγ′析出強化形Ni基合金で肉盛りした高速
四面鍛造装置用金敷である。
γ′析出強化形Ni基合金でなる高速四面鍛造装置用金敷
である。また、本発明の別の金敷はNi基合金でなる台金
の作業面部にγ′析出強化形Ni基合金で肉盛りした高速
四面鍛造装置用金敷である。
【０００８】上述した本発明に用いるγ′析出強化形Ni
基合金は、Al、Ti、Nb、Taの1種または2種以上を含み、
Al＋Ti＋Nb＋Taの合計が３重量％以上であることが望ま
しい。本発明の高速四面鍛造装置は、上述の本発明の金
敷を具備してなる装置である。
基合金は、Al、Ti、Nb、Taの1種または2種以上を含み、
Al＋Ti＋Nb＋Taの合計が３重量％以上であることが望ま
しい。本発明の高速四面鍛造装置は、上述の本発明の金
敷を具備してなる装置である。
【０００９】本発明の金敷は、全体を１体のγ′析出強
化形Ni基合金で形成した後、またはNi基合金製の台金に
γ′析出強化形Ni基合金で肉盛りした後、７００〜９０
０℃で時効熱処理を施す本発明の高速四面鍛造装置用金
敷の製造方法により得ることが望ましい。
化形Ni基合金で形成した後、またはNi基合金製の台金に
γ′析出強化形Ni基合金で肉盛りした後、７００〜９０
０℃で時効熱処理を施す本発明の高速四面鍛造装置用金
敷の製造方法により得ることが望ましい。
【００１０】本発明の金敷において作業面部は、その下
層からNi基合金により広い温度範囲に亘って強固に支持
されつつ、その材質に最適の時効熱処理温度により十分
に析出強化されているから、高い耐ヒートチェック性、
耐摩耗性を有しこれにより優れた寿命をもたらす。
層からNi基合金により広い温度範囲に亘って強固に支持
されつつ、その材質に最適の時効熱処理温度により十分
に析出強化されているから、高い耐ヒートチェック性、
耐摩耗性を有しこれにより優れた寿命をもたらす。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の金敷において、全体また
は作業面部に肉盛りするγ′析出強化形Ni基合金として
は、 Al、Ti、Nb、Taの1種または2種以上を、Al＋Ti＋N
b＋Taの合計が３重量％以上含むもの、合金商標名ではI
nconel713C、Inconel718、M252、Waspaloy、Rene41、Ud
imet500、Udimet520、Mar-M200、Mar-M247とすること望
ましく、より望ましくは、４重量％以上、さらに望まし
くは、５重量％以上含むものとする。また、台金をγ′
析出強化形Ni基合金とする場合および台金としてＮｉ基
合金鋳造材を採用する場合は、作業面部と台金との間に
マトリックス強化形Ni基合金でなる肉盛り層を介在させ
ることが望ましい。また、本発明の製造方法において、
望ましい時効熱処理温度は、７００〜８５０℃である。
は作業面部に肉盛りするγ′析出強化形Ni基合金として
は、 Al、Ti、Nb、Taの1種または2種以上を、Al＋Ti＋N
b＋Taの合計が３重量％以上含むもの、合金商標名ではI
nconel713C、Inconel718、M252、Waspaloy、Rene41、Ud
imet500、Udimet520、Mar-M200、Mar-M247とすること望
ましく、より望ましくは、４重量％以上、さらに望まし
くは、５重量％以上含むものとする。また、台金をγ′
析出強化形Ni基合金とする場合および台金としてＮｉ基
合金鋳造材を採用する場合は、作業面部と台金との間に
マトリックス強化形Ni基合金でなる肉盛り層を介在させ
ることが望ましい。また、本発明の製造方法において、
望ましい時効熱処理温度は、７００〜８５０℃である。
【００１２】
【実施例】図１にテストを実施した高速四面鍛造装置用
金敷として、肉盛りした例のものの断面図で示す。全体
の形状は広い底面を有する切頭四角錐状である。Aは被
鍛伸材の軸心に直角な面で切断した断面図であり、図上
両斜面は９０度をなす。Bは、被鍛伸材の軸心を含む面
で切断した断面図である。表１に、比較テストを実施し
た本発明の各実施例および従来の金敷について、その構
成ならびに寿命指数（従来の金敷の寿命を１００とす
る）を示す。寿命テストは新作（第１回）、第２回〜第
５回（寿命に達した時点で作業面部を割れの深さの範囲
で削除し再肉盛りおよび時効処理により補修したもの）
の両者について示した。各金敷の構成を下記に補足す
る。
金敷として、肉盛りした例のものの断面図で示す。全体
の形状は広い底面を有する切頭四角錐状である。Aは被
鍛伸材の軸心に直角な面で切断した断面図であり、図上
両斜面は９０度をなす。Bは、被鍛伸材の軸心を含む面
で切断した断面図である。表１に、比較テストを実施し
た本発明の各実施例および従来の金敷について、その構
成ならびに寿命指数（従来の金敷の寿命を１００とす
る）を示す。寿命テストは新作（第１回）、第２回〜第
５回（寿命に達した時点で作業面部を割れの深さの範囲
で削除し再肉盛りおよび時効処理により補修したもの）
の両者について示した。各金敷の構成を下記に補足す
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例１：鍛造により成形後溶体化処理し
た（第２回以後は溶体化処理を省略）Inconel718相当合
金の台金に、Udimet520相当合金を従来の金敷と同厚み
にTIGにより肉盛り後、８００℃×１hの時効熱処理をた
もの、 実施例２：鋳造後溶体化処理した（第２回以後は溶体化
処理を省略）Inconel718相当合金の台金に、HastelloyC
相当の合金を中間層とし、その上層にUdimet520相当の
合金をそれぞれ従来と同厚みにTIGにより肉盛り後、８
００℃×１hの時効熱処理をたもの、
た（第２回以後は溶体化処理を省略）Inconel718相当合
金の台金に、Udimet520相当合金を従来の金敷と同厚み
にTIGにより肉盛り後、８００℃×１hの時効熱処理をた
もの、 実施例２：鋳造後溶体化処理した（第２回以後は溶体化
処理を省略）Inconel718相当合金の台金に、HastelloyC
相当の合金を中間層とし、その上層にUdimet520相当の
合金をそれぞれ従来と同厚みにTIGにより肉盛り後、８
００℃×１hの時効熱処理をたもの、
【００１５】実施例３：鍛造により成形後溶体化処理し
た（第２回以後は溶体化処理を省略）Nimonic80A相当合
金の台金に、Udimet520相当合金を従来と同厚みにTIGに
より肉盛り後、８００℃×１hの時効熱処理をたもの、 実施例4：一体に鍛造成形したUdimet520相当の合金を溶
体化後、８００℃×１hの時効熱処理をたもの、 従来例：熱間金型用鋼 SKT4の焼入れ、焼戻し（６５０
℃）熱処理した（第２回以後は熱処理を省略）台金にHa
stelloyC相当の合金を中間層とし、その上層にUdimet52
0相当の合金をそれぞれ従来と同厚みにTIGにより肉盛り
したまま（時効熱処理なし）である。
た（第２回以後は溶体化処理を省略）Nimonic80A相当合
金の台金に、Udimet520相当合金を従来と同厚みにTIGに
より肉盛り後、８００℃×１hの時効熱処理をたもの、 実施例4：一体に鍛造成形したUdimet520相当の合金を溶
体化後、８００℃×１hの時効熱処理をたもの、 従来例：熱間金型用鋼 SKT4の焼入れ、焼戻し（６５０
℃）熱処理した（第２回以後は熱処理を省略）台金にHa
stelloyC相当の合金を中間層とし、その上層にUdimet52
0相当の合金をそれぞれ従来と同厚みにTIGにより肉盛り
したまま（時効熱処理なし）である。
【００１６】表１によると、本発明の各実施例は従来例
に対し５０％以上上回る高寿命を示している。この原因
は、以上に述べた十分な高温による析出強化効果と強固
な下層からの支持のほか、台金部または本体部と作業面
部との熱膨張率差の縮小、肉盛り溶接時の軟化部分の縮
小等も有効に作用していると考えられる。また、従来例
の第２回目以後の寿命は第１回目の寿命より低下する傾
向が見られた。この原因は、繰り返しの肉盛り時の熱影
響による台金部の硬度低下等が考えられる。
に対し５０％以上上回る高寿命を示している。この原因
は、以上に述べた十分な高温による析出強化効果と強固
な下層からの支持のほか、台金部または本体部と作業面
部との熱膨張率差の縮小、肉盛り溶接時の軟化部分の縮
小等も有効に作用していると考えられる。また、従来例
の第２回目以後の寿命は第１回目の寿命より低下する傾
向が見られた。この原因は、繰り返しの肉盛り時の熱影
響による台金部の硬度低下等が考えられる。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたように本発明の金敷の、
γ′析出強化形Ni基合金でなる作業面部は、従来の台金
におけるオーバーテンパーによる時効処理温度の制約が
なく、下層から十分な強度で支持されるとともに、作業
面部自身に十分な高温強度を保持させることができ、優
れた寿命をもたらすことができる。また本発明の鍛造装
置は、前記の高寿命の金敷が組み込まれ、したがって、
金敷の寿命による交換頻度を低減し稼動率の向上が可能
である。
γ′析出強化形Ni基合金でなる作業面部は、従来の台金
におけるオーバーテンパーによる時効処理温度の制約が
なく、下層から十分な強度で支持されるとともに、作業
面部自身に十分な高温強度を保持させることができ、優
れた寿命をもたらすことができる。また本発明の鍛造装
置は、前記の高寿命の金敷が組み込まれ、したがって、
金敷の寿命による交換頻度を低減し稼動率の向上が可能
である。
【図１】テストを実施した高速四面鍛造装置用金敷を肉
盛りした例のものの断面図で示す。A：被鍛伸材の軸心
に直角な面での断面図、B：軸心を含む面での断面図。
盛りした例のものの断面図で示す。A：被鍛伸材の軸心
に直角な面での断面図、B：軸心を含む面での断面図。
１．台金、 ２，３．肉盛り層、４．作業面
Claims (5)
- 【請求項１】 全体が１体のγ′析出強化形Ni基合金で
なることを特徴とする高速四面鍛造装置用金敷。 - 【請求項２】 Ni基合金でなる台金の作業面部にγ′析
出強化形Ni基合金で肉盛りしてなることを特徴とする高
速四面鍛造装置用金敷。 - 【請求項３】 γ′析出強化形Ni基合金は、Al、Ti、N
b、Taの1種または2種以上を含み、Al＋Ti＋Nb＋Taの合
計が３重量％以上であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の高速四面鍛造装置用金敷。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの高速四面
鍛造用金敷を具備してなることを特徴とする高速四面鍛
造装置。 - 【請求項５】 全体を１体のγ′析出強化形Ni基合金で
形成した後、またはNi基合金製の台金にγ′析出強化形
Ni基合金で肉盛りした後、７００〜９００℃で時効熱処
理を施すことを特徴とする高速四面鍛造装置用金敷の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24241699A JP2001062541A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 高速四面鍛造装置用金敷およびこれを用いた高速四面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24241699A JP2001062541A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 高速四面鍛造装置用金敷およびこれを用いた高速四面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001062541A true JP2001062541A (ja) | 2001-03-13 |
Family
ID=17088806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24241699A Pending JP2001062541A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 高速四面鍛造装置用金敷およびこれを用いた高速四面鍛造装置ならびに同金敷の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001062541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012024779A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Hitachi Metals Ltd | 金敷の製造方法及び金敷 |
| JP2014200792A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 日立金属株式会社 | ディスク状素材の熱間鍛造方法 |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24241699A patent/JP2001062541A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012024779A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Hitachi Metals Ltd | 金敷の製造方法及び金敷 |
| JP2014200792A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 日立金属株式会社 | ディスク状素材の熱間鍛造方法 |
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