JP2001321871A - アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方法 - Google Patents
アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 インナパンチ部５４及びアウタパンチ部
５５からなるパンチ５１を準備し、ダイ５３を準備する
プレス型５０の準備工程と、ダイ５３にアルミニウム基
複合材３５のブランク材４２を載せるセット工程と、ブ
ランク材４２の中央の形状を完成させる第１成形工程
と、ブランク材４２の残部にアウタパンチ部５５を圧下
し、残部の形状を完成させる第２成形工程と、からなる
アルミニウム基複合材製円盤状部品６２のプレス成形方
法。 【効果】 閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込み、
アルミニウム基複合材を流動させ、圧縮し、ニアネット
シェイプに成形することができる。アルミニウム基複合
材の外面に圧縮力を作用させ、表面の割れ防止を図るこ
とができる。圧縮し、内部欠陥の除去、緻密化を図るこ
とができ、品質を高めることができる。
５５からなるパンチ５１を準備し、ダイ５３を準備する
プレス型５０の準備工程と、ダイ５３にアルミニウム基
複合材３５のブランク材４２を載せるセット工程と、ブ
ランク材４２の中央の形状を完成させる第１成形工程
と、ブランク材４２の残部にアウタパンチ部５５を圧下
し、残部の形状を完成させる第２成形工程と、からなる
アルミニウム基複合材製円盤状部品６２のプレス成形方
法。 【効果】 閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込み、
アルミニウム基複合材を流動させ、圧縮し、ニアネット
シェイプに成形することができる。アルミニウム基複合
材の外面に圧縮力を作用させ、表面の割れ防止を図るこ
とができる。圧縮し、内部欠陥の除去、緻密化を図るこ
とができ、品質を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム基複合
材製円盤状部品のプレス成形方法に関する。
材製円盤状部品のプレス成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム基複合材を用いて塑性加工
で所望の形状を造る製造方法には、例えば、特開昭５９
−２０６１５４号公報「シリンダーの製造法」に示され
たものがある。このシリンダーの製造法は、同公報の第
２頁左下欄第８行〜第１７行に示される通りである。こ
れらを要約したものを次に示す。 （ａ）アルミニウムの溶湯中にＳｉＣのチップを攪拌分
散させ、凝固させる。 （ｂ）凝固したものを約２５０℃に加熱した状態で引抜
き加工してパイプを作成する。 （ｃ）パイプを切断してスリーブ状にしたものをダイキ
ャスト用の金型に嵌合した後、アルミニウム合金（ＡＤ
Ｃ１２）で鋳ぐるんでシリンダーを製造する。
で所望の形状を造る製造方法には、例えば、特開昭５９
−２０６１５４号公報「シリンダーの製造法」に示され
たものがある。このシリンダーの製造法は、同公報の第
２頁左下欄第８行〜第１７行に示される通りである。こ
れらを要約したものを次に示す。 （ａ）アルミニウムの溶湯中にＳｉＣのチップを攪拌分
散させ、凝固させる。 （ｂ）凝固したものを約２５０℃に加熱した状態で引抜
き加工してパイプを作成する。 （ｃ）パイプを切断してスリーブ状にしたものをダイキ
ャスト用の金型に嵌合した後、アルミニウム合金（ＡＤ
Ｃ１２）で鋳ぐるんでシリンダーを製造する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のスリーブ状にし
たものは、アルミニウムの溶湯中にＳｉＣのチップを複
合した複合材であり、塑性変形の抵抗が大きく、且つ、
アルミニウムとＳｉＣの界面は機械的な結合状態にある
だけであり、そのため、伸びが小さく、一般的な複合材
と同様、加工性が悪い。その結果、引抜き加工などの塑
性加工がし難く、成形品の高品質化及び生産コストの削
減は難しい。例えば、プレス成形で複合材製の円盤状部
品を造ることもできるが、塑性変形の抵抗が大きく、生
産コストが嵩み、且つ品質の向上を図り難い。
たものは、アルミニウムの溶湯中にＳｉＣのチップを複
合した複合材であり、塑性変形の抵抗が大きく、且つ、
アルミニウムとＳｉＣの界面は機械的な結合状態にある
だけであり、そのため、伸びが小さく、一般的な複合材
と同様、加工性が悪い。その結果、引抜き加工などの塑
性加工がし難く、成形品の高品質化及び生産コストの削
減は難しい。例えば、プレス成形で複合材製の円盤状部
品を造ることもできるが、塑性変形の抵抗が大きく、生
産コストが嵩み、且つ品質の向上を図り難い。
【０００４】そこで、本発明の目的は、生産コストを削
減することができ、高品質なアルミニウム基複合材製円
盤状部品のプレス成形方法を提供することにある。
減することができ、高品質なアルミニウム基複合材製円
盤状部品のプレス成形方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、円柱状のインナパンチ部及びこのインナ
パンチ部を囲う円筒状のアウタパンチ部からなる二重構
造のパンチを準備するとともに、ダイを準備するプレス
型の準備工程と、準備したダイにアルミニウム基複合材
のブランク材を載せるセット工程と、このブランク材の
中央にインナパンチ部を圧下し、圧下状態を保持すると
ともに、中央の形状を完成させる第１成形工程と、中央
を保持したブランク材の残部にアウタパンチ部を圧下
し、残部の形状を完成させる第２成形工程と、からな
る。
に請求項１は、円柱状のインナパンチ部及びこのインナ
パンチ部を囲う円筒状のアウタパンチ部からなる二重構
造のパンチを準備するとともに、ダイを準備するプレス
型の準備工程と、準備したダイにアルミニウム基複合材
のブランク材を載せるセット工程と、このブランク材の
中央にインナパンチ部を圧下し、圧下状態を保持すると
ともに、中央の形状を完成させる第１成形工程と、中央
を保持したブランク材の残部にアウタパンチ部を圧下
し、残部の形状を完成させる第２成形工程と、からな
る。
【０００６】アルミニウム基複合材のブランク材を二重
構造のパンチで円盤状部品に成形する。第１成形工程で
は、ブランク材の中央にインナパンチ部を圧下し、押し
込むことで、ブランク材の中央の形状のみを成形すると
ともに、ブランク材の中心から均等にアルミニウム基複
合材を延す。その結果、ブランク材の中央の成形精度を
高めることができる。同時に、圧下状態を保持すること
で、ブランク材の中央を押えながら型の閉塞を実施し、
次工程での品質向上を図る。
構造のパンチで円盤状部品に成形する。第１成形工程で
は、ブランク材の中央にインナパンチ部を圧下し、押し
込むことで、ブランク材の中央の形状のみを成形すると
ともに、ブランク材の中心から均等にアルミニウム基複
合材を延す。その結果、ブランク材の中央の成形精度を
高めることができる。同時に、圧下状態を保持すること
で、ブランク材の中央を押えながら型の閉塞を実施し、
次工程での品質向上を図る。
【０００７】第２成形工程では、アウタパンチ部を圧下
し、押し込むことで、ブランク材の残部を閉塞した型内
に延し（流動させ）、アルミニウム基複合材をニアネッ
トシェイプに成形する。その結果、成形後に必要な機械
加工の工程数が減少し、生産コストを低減させることが
できる。また、閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込
むことで、閉塞した型内でアルミニウム基複合材を圧縮
し、アルミニウム基複合材の外面に大きさが等しく、面
に対して直角方向の圧縮力を作用させ、成形中の表面引
張り応力を緩和させ、表面の割れ防止を図る。さらに、
閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込むことで、閉塞
した型内でアルミニウム基複合材を圧縮し、内部欠陥の
除去、緻密化を図ることができ、アルミニウム基複合材
の品質を向上させることができる。
し、押し込むことで、ブランク材の残部を閉塞した型内
に延し（流動させ）、アルミニウム基複合材をニアネッ
トシェイプに成形する。その結果、成形後に必要な機械
加工の工程数が減少し、生産コストを低減させることが
できる。また、閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込
むことで、閉塞した型内でアルミニウム基複合材を圧縮
し、アルミニウム基複合材の外面に大きさが等しく、面
に対して直角方向の圧縮力を作用させ、成形中の表面引
張り応力を緩和させ、表面の割れ防止を図る。さらに、
閉塞した型内にアウタパンチ部を押し込むことで、閉塞
した型内でアルミニウム基複合材を圧縮し、内部欠陥の
除去、緻密化を図ることができ、アルミニウム基複合材
の品質を向上させることができる。
【０００８】請求項２は、アルミニウム基複合材は、炉
内の窒化マグネシウム雰囲気下で金属酸化物からなる多
孔質な強化材を還元し、強化材の少なくとも一部に金属
を露出させ、多孔質な強化材にアルミニウム合金の溶湯
を浸透させて製造したものであることを特徴とする。
内の窒化マグネシウム雰囲気下で金属酸化物からなる多
孔質な強化材を還元し、強化材の少なくとも一部に金属
を露出させ、多孔質な強化材にアルミニウム合金の溶湯
を浸透させて製造したものであることを特徴とする。
【０００９】金属酸化物を還元することにより、多孔質
の表面を金属化して金属酸化物とアルミニウム合金溶湯
との濡れ性をよくする。こうして得られたアルミニウム
基複合材はアルミニウムと強化材の界面がケミカルコン
タクトによって強固に結合され、成形性に優れたアルミ
ニウム基複合材である。その結果、塑性加工がより容易
となり、生産コストの削減が図れる。
の表面を金属化して金属酸化物とアルミニウム合金溶湯
との濡れ性をよくする。こうして得られたアルミニウム
基複合材はアルミニウムと強化材の界面がケミカルコン
タクトによって強固に結合され、成形性に優れたアルミ
ニウム基複合材である。その結果、塑性加工がより容易
となり、生産コストの削減が図れる。
【００１０】請求項３では、円盤状部品は、第１成形工
程のインナパンチ部の圧下でクランクダンパープーリの
ハブを筒状に成形したもであることを特徴とする。イン
ナパンチ部の型面としてクランクダンパープーリのハブ
を成形する型面を用いる。アルミニウム基複合材を採用
したクランクダンパープーリのハブをプレス型で容易に
成形することができ、アルミニウム基複合材製のハブの
生産性を向上させることができる。
程のインナパンチ部の圧下でクランクダンパープーリの
ハブを筒状に成形したもであることを特徴とする。イン
ナパンチ部の型面としてクランクダンパープーリのハブ
を成形する型面を用いる。アルミニウム基複合材を採用
したクランクダンパープーリのハブをプレス型で容易に
成形することができ、アルミニウム基複合材製のハブの
生産性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るアルミニウム基複合材
製円盤状部品のプレス成形方法のフローチャートであ
り、ＳＴはステップを示す。 ＳＴ０１：ダイ及び二重構造のパンチ（インナパンチ
部、アウタパンチ部）を準備する。 ＳＴ０２：ダイにアルミニウム基複合材のブランク材を
セットする。 ＳＴ０３：ブランク材の中央の形状をインナパンチ部で
完成させる。 ＳＴ０４：ブランク材の残部の形状をアウタパンチ部で
完成させる。 次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るアルミニウム基複合材
製円盤状部品のプレス成形方法のフローチャートであ
り、ＳＴはステップを示す。 ＳＴ０１：ダイ及び二重構造のパンチ（インナパンチ
部、アウタパンチ部）を準備する。 ＳＴ０２：ダイにアルミニウム基複合材のブランク材を
セットする。 ＳＴ０３：ブランク材の中央の形状をインナパンチ部で
完成させる。 ＳＴ０４：ブランク材の残部の形状をアウタパンチ部で
完成させる。 次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
【００１２】図２は本発明に係るアルミニウム基複合材
の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材
製造装置１は、雰囲気炉２と、この雰囲気炉２に付属し
た加熱装置３と、雰囲気炉２に不活性ガスを供給するガ
ス供給装置６と、雰囲気炉２内を減圧する真空ポンプ７
とからなる。８及び９は坩堝（るつぼ）である。詳しく
は、加熱装置３は、例えば、制御装置１１と、温度セン
サ１２と、加熱コイル１３とからなり、ガス供給装置６
は、アルゴンガス（Ａｒ）１４のボンベ１５と、窒素ガ
ス（Ｎ2）１６のボンベ１７と、これらのボンベ１５，
１７のガスを雰囲気炉２へ供給する管１８と、この管１
８に設けた圧力ゲージ１９，１９とからなる。
の製造装置の概要構造図であり、アルミニウム基複合材
製造装置１は、雰囲気炉２と、この雰囲気炉２に付属し
た加熱装置３と、雰囲気炉２に不活性ガスを供給するガ
ス供給装置６と、雰囲気炉２内を減圧する真空ポンプ７
とからなる。８及び９は坩堝（るつぼ）である。詳しく
は、加熱装置３は、例えば、制御装置１１と、温度セン
サ１２と、加熱コイル１３とからなり、ガス供給装置６
は、アルゴンガス（Ａｒ）１４のボンベ１５と、窒素ガ
ス（Ｎ2）１６のボンベ１７と、これらのボンベ１５，
１７のガスを雰囲気炉２へ供給する管１８と、この管１
８に設けた圧力ゲージ１９，１９とからなる。
【００１３】坩堝８は金属酸化物からなる多孔質な強化
材であるところの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）２１及び
アルミニウム合金３１を入れる容器であり、坩堝９はマ
グネシウム（Ｍｇ）３２を入れる容器である。アルミニ
ウム合金３１は、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一
種であるＪＩＳ−Ａ６０６１（以下、Ａ６０６１と略記
する。）である。マグネシウム（Ｍｇ）３２はマグネシ
ウム合金でもよい。
材であるところの多孔質アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）２１及び
アルミニウム合金３１を入れる容器であり、坩堝９はマ
グネシウム（Ｍｇ）３２を入れる容器である。アルミニ
ウム合金３１は、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の一
種であるＪＩＳ−Ａ６０６１（以下、Ａ６０６１と略記
する。）である。マグネシウム（Ｍｇ）３２はマグネシ
ウム合金でもよい。
【００１４】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るアルミ
ニウム基複合材の製造要領図であり、（ａ）〜（ｃ）は
浸透までの過程を模式的に示す。 （ａ）：まず、金属酸化物であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
２１とともに、アルミニウム合金３１及びマグネシウム
（Ｍｇ）３２を炉内に納める。具体的には、坩堝８にア
ルミナ２１を入れ、アルミナ２１にアルミニウム合金３
１を載せ、坩堝９にマグネシウム３２を入れる。
ニウム基複合材の製造要領図であり、（ａ）〜（ｃ）は
浸透までの過程を模式的に示す。 （ａ）：まず、金属酸化物であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
２１とともに、アルミニウム合金３１及びマグネシウム
（Ｍｇ）３２を炉内に納める。具体的には、坩堝８にア
ルミナ２１を入れ、アルミナ２１にアルミニウム合金３
１を載せ、坩堝９にマグネシウム３２を入れる。
【００１５】次に、雰囲気炉２内の酸素を除去するため
に雰囲気炉２内を真空ポンプ７で真空引きし、一定の真
空度に達したら、真空ポンプ７を止め、ボンベ１５から
雰囲気炉２にアルゴンガス（Ａｒ）１４を矢印の如く
供給し、加熱コイル１３で矢印の如く多孔質アルミナ
２１、アルミニウム合金３１及びマグネシウム３２の加
熱を開始する。
に雰囲気炉２内を真空ポンプ７で真空引きし、一定の真
空度に達したら、真空ポンプ７を止め、ボンベ１５から
雰囲気炉２にアルゴンガス（Ａｒ）１４を矢印の如く
供給し、加熱コイル１３で矢印の如く多孔質アルミナ
２１、アルミニウム合金３１及びマグネシウム３２の加
熱を開始する。
【００１６】雰囲気炉２内の温度を温度センサ１２で検
出しつつ昇温（自動）させる。所定温度（例えば、約７
５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合
金３１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）３２
は矢印の如く蒸発する。その際、雰囲気炉２内はアル
ゴンガス（Ａｒ）１４の雰囲気下にあるので、アルミニ
ウム合金３１及びマグネシウム（Ｍｇ）３２が酸化する
ことはない。
出しつつ昇温（自動）させる。所定温度（例えば、約７
５０℃〜約９００℃）に達する過程で、アルミニウム合
金３１は溶解する。同時に、マグネシウム（Ｍｇ）３２
は矢印の如く蒸発する。その際、雰囲気炉２内はアル
ゴンガス（Ａｒ）１４の雰囲気下にあるので、アルミニ
ウム合金３１及びマグネシウム（Ｍｇ）３２が酸化する
ことはない。
【００１７】（ｂ）：次に、雰囲気炉２内を窒素ガス１
６で加圧し、窒化マグネシウム３４の作用でアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）２１を還元し、アルミナ２１の多孔質にア
ルミニウム合金３１の溶湯を浸透させてアルミニウム基
複合材３５を製造する。具体的には、真空ポンプ７でア
ルゴンガス１４を抜きながら窒素ガス１６を流し込み、
雰囲気炉２に窒素ガス（Ｎ2）１６を矢印の如く供給
しつつ加圧（例えば、大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）
し、雰囲気炉２内の雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）１６に置
換する。
６で加圧し、窒化マグネシウム３４の作用でアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）２１を還元し、アルミナ２１の多孔質にア
ルミニウム合金３１の溶湯を浸透させてアルミニウム基
複合材３５を製造する。具体的には、真空ポンプ７でア
ルゴンガス１４を抜きながら窒素ガス１６を流し込み、
雰囲気炉２に窒素ガス（Ｎ2）１６を矢印の如く供給
しつつ加圧（例えば、大気圧＋約０．５ｋｇ／ｃｍ2）
し、雰囲気炉２内の雰囲気を窒素ガス（Ｎ2）１６に置
換する。
【００１８】雰囲気炉２内が窒素ガス（Ｎ2）１６の雰
囲気になると、窒素ガス１６は、マグネシウム（Ｍｇ）
３２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）３４を生
成する。この窒化マグネシウム３４はアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）２１を還元するので、アルミナ２１は濡れ性がよ
くなる。その結果、アルミナ２１の多孔質にアルミニウ
ム合金３１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金３１が
凝固してアルミニウム基複合材３５が完成する。浸透過
程において、雰囲気炉２内を加圧雰囲気下にすると、浸
透が早くなり、短時間でアルミニウム基複合材３５を製
造することができる。なお、雰囲気炉２内を真空ポンプ
７で減圧し、減圧窒素雰囲気下でも短時間で浸透させる
ことができる。
囲気になると、窒素ガス１６は、マグネシウム（Ｍｇ）
３２と反応して窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）３４を生
成する。この窒化マグネシウム３４はアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）２１を還元するので、アルミナ２１は濡れ性がよ
くなる。その結果、アルミナ２１の多孔質にアルミニウ
ム合金３１の溶湯が浸透する。アルミニウム合金３１が
凝固してアルミニウム基複合材３５が完成する。浸透過
程において、雰囲気炉２内を加圧雰囲気下にすると、浸
透が早くなり、短時間でアルミニウム基複合材３５を製
造することができる。なお、雰囲気炉２内を真空ポンプ
７で減圧し、減圧窒素雰囲気下でも短時間で浸透させる
ことができる。
【００１９】（ｃ）：アルミニウム基複合材３５は、金
属酸化物であるアルミナ２１にアルミニウム合金３１が
浸透したもので、成形性に優れ、塑性変形がしやすい複
合材料である。 （ｄ）：最後に、アルミニウム基複合材３５をＮＣ（数
値制御）旋盤３６で所定の外径寸法に切削加工する。
属酸化物であるアルミナ２１にアルミニウム合金３１が
浸透したもので、成形性に優れ、塑性変形がしやすい複
合材料である。 （ｄ）：最後に、アルミニウム基複合材３５をＮＣ（数
値制御）旋盤３６で所定の外径寸法に切削加工する。
【００２０】図４は本発明に係るアルミニウム基複合材
のブランク材の製造要領図である。外径を仕上げたアル
ミニウム基複合材３５をカッタ４１で所定の厚さｔに切
断し、アルミニウム基複合材３５のブランク材４２を形
成する。
のブランク材の製造要領図である。外径を仕上げたアル
ミニウム基複合材３５をカッタ４１で所定の厚さｔに切
断し、アルミニウム基複合材３５のブランク材４２を形
成する。
【００２１】図５は本発明に係るプレス型の準備工程、
及びセット工程の説明図である。予めプレス型５０を準
備する。プレス型５０は、上方のパンチ５１と、このパ
ンチ５１を囲う円筒状のストリッパ５２と、パンチ５１
に対向させたダイ５３と、からなる金型である。
及びセット工程の説明図である。予めプレス型５０を準
備する。プレス型５０は、上方のパンチ５１と、このパ
ンチ５１を囲う円筒状のストリッパ５２と、パンチ５１
に対向させたダイ５３と、からなる金型である。
【００２２】パンチ５１は、中央に設けた円柱状のイン
ナパンチ部５４と、このインナパンチ部５４を囲う円筒
状のアウタパンチ部５５と、からなる二重構造のパンチ
である。また、インナパンチ部５４の先端に型面５６を
形成し、アウタパンチ部５５の先端に型面５７を形成し
た。
ナパンチ部５４と、このインナパンチ部５４を囲う円筒
状のアウタパンチ部５５と、からなる二重構造のパンチ
である。また、インナパンチ部５４の先端に型面５６を
形成し、アウタパンチ部５５の先端に型面５７を形成し
た。
【００２３】ストリッパ５２は型面５８を有し、ダイ５
３は型面５９と突出しロッド６１とを有する。このよう
なプレス型５０を準備し、ダイ５３の型面５９の中心に
位置決め治具を介してブランク材４２をセットする。
３は型面５９と突出しロッド６１とを有する。このよう
なプレス型５０を準備し、ダイ５３の型面５９の中心に
位置決め治具を介してブランク材４２をセットする。
【００２４】図６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る第１成
形工程、及び第２成形工程の説明図であり、（ａ）、
（ｂ）は第１成形工程、（ｃ）は第２成形工程を示す。 （ａ）：まず、ストリッパ５２のみを下降させる。スト
リッパ５２の型面５８でブランク材４２の縁側を保持す
ることで、ブランク材４２の移動を防止するとともに、
型の閉塞を開始することができる。
形工程、及び第２成形工程の説明図であり、（ａ）、
（ｂ）は第１成形工程、（ｃ）は第２成形工程を示す。 （ａ）：まず、ストリッパ５２のみを下降させる。スト
リッパ５２の型面５８でブランク材４２の縁側を保持す
ることで、ブランク材４２の移動を防止するとともに、
型の閉塞を開始することができる。
【００２５】（ｂ）：その次に、中央のインナパンチ部
５４の圧下を開始する。インナパンチ部５４を所定の成
形条件（ストローク量、速度、圧力等）で制御し、ブラ
ンク材４２の中央を型面５６で押し込んで成形する。成
形後、インナパンチ部５４を静止させて、ブランク材４
２を押える。
５４の圧下を開始する。インナパンチ部５４を所定の成
形条件（ストローク量、速度、圧力等）で制御し、ブラ
ンク材４２の中央を型面５６で押し込んで成形する。成
形後、インナパンチ部５４を静止させて、ブランク材４
２を押える。
【００２６】第１成形工程では、インナパンチ部５４の
圧下でブランク材４２の中央を押し込むので、ブランク
材４２の中心から均等にブランク材４２の体積を配分す
ることができ、成形精度の向上を図ることができる。ま
た、インナパンチ部５４でブランク材４２の中央のみを
圧縮するので、アルミニウム基複合材３５が延びやすく
（流動しやすく）、成形が容易である。さらに、インナ
パンチ部５４の型面５６で狭い範囲を圧縮するので、面
圧が大きくなり、図３のアルミニウム基複合材３５から
なるブランク材４２の塑性加工はより容易になる。
圧下でブランク材４２の中央を押し込むので、ブランク
材４２の中心から均等にブランク材４２の体積を配分す
ることができ、成形精度の向上を図ることができる。ま
た、インナパンチ部５４でブランク材４２の中央のみを
圧縮するので、アルミニウム基複合材３５が延びやすく
（流動しやすく）、成形が容易である。さらに、インナ
パンチ部５４の型面５６で狭い範囲を圧縮するので、面
圧が大きくなり、図３のアルミニウム基複合材３５から
なるブランク材４２の塑性加工はより容易になる。
【００２７】（ｃ）：続けて、アウタパンチ部５５の圧
下を開始する。アウタパンチ部５５を所定の成形条件
（ストローク量、速度、圧力等）で制御し、ブランク材
４２の残部を成形して円盤状部品６２を得る。
下を開始する。アウタパンチ部５５を所定の成形条件
（ストローク量、速度、圧力等）で制御し、ブランク材
４２の残部を成形して円盤状部品６２を得る。
【００２８】第２成形工程では、ダイ５３の型面５９、
ストリッパ５２の型面５８、インナパンチ部５４の型面
５６で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を圧下し、型
面５７を押し込むので、図３のアルミニウム基複合材３
５からなるブランク材４２は型の隅にまで延びる（流動
する）とともに、アルミニウム基複合材３５の外面に大
きさが等しく、面に対して直角方向の圧縮力が作用し、
成形中の表面引張り応力を緩和させることができ、表面
の割れ防止を図ることができる。従って、品質を高める
ことができる。
ストリッパ５２の型面５８、インナパンチ部５４の型面
５６で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を圧下し、型
面５７を押し込むので、図３のアルミニウム基複合材３
５からなるブランク材４２は型の隅にまで延びる（流動
する）とともに、アルミニウム基複合材３５の外面に大
きさが等しく、面に対して直角方向の圧縮力が作用し、
成形中の表面引張り応力を緩和させることができ、表面
の割れ防止を図ることができる。従って、品質を高める
ことができる。
【００２９】また、ストリッパ５２、ダイ５３、インナ
パンチ部５４で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を圧
下し、型面５７を押し込むので、図３のアルミニウム基
複合材３５からなるブランク材４２は型の隅にまで延び
（流動し）、完成形状に近い形状（ニアネットシェイ
プ）に成形することができる。その結果、切削や研削な
どの機械加工の工程数を減らすことができ、生産コスト
を削減することができる。同時に、ニアネットシェイプ
によって、材料の歩留りを向上させることができ、機械
加工の際の取り代を大幅に少なくすることができ、生産
コストを削減することができる。
パンチ部５４で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を圧
下し、型面５７を押し込むので、図３のアルミニウム基
複合材３５からなるブランク材４２は型の隅にまで延び
（流動し）、完成形状に近い形状（ニアネットシェイ
プ）に成形することができる。その結果、切削や研削な
どの機械加工の工程数を減らすことができ、生産コスト
を削減することができる。同時に、ニアネットシェイプ
によって、材料の歩留りを向上させることができ、機械
加工の際の取り代を大幅に少なくすることができ、生産
コストを削減することができる。
【００３０】さらに、ストリッパ５２、ダイ５３、イン
ナパンチ部５４で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を
圧下し、型面５７を押し込むので、図３のアルミニウム
基複合材３５からなるブランク材４２は型の隅にまで延
び（流動し）、アルミニウム基複合材３５の内部欠陥の
除去、緻密化を図ることができ、品質を高めることがで
きるとともに、検査工程を省き、生産コストを削減する
ことができる。
ナパンチ部５４で閉塞した型内にアウタパンチ部５５を
圧下し、型面５７を押し込むので、図３のアルミニウム
基複合材３５からなるブランク材４２は型の隅にまで延
び（流動し）、アルミニウム基複合材３５の内部欠陥の
除去、緻密化を図ることができ、品質を高めることがで
きるとともに、検査工程を省き、生産コストを削減する
ことができる。
【００３１】成形完了後、まず、パンチ５１を上昇さ
せ、その次にストリッパ５２を上昇させ、最後に突出し
ロッド６１を突出して型面５９から円盤状部品６２を離
型する。円盤状部品６２をプレス型５０から取り出して
アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形が完了
する。
せ、その次にストリッパ５２を上昇させ、最後に突出し
ロッド６１を突出して型面５９から円盤状部品６２を離
型する。円盤状部品６２をプレス型５０から取り出して
アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形が完了
する。
【００３２】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るアルミ
ニウム基複合材製円盤状部品の加工説明図であり、断面
を示す。（ａ）において、円盤状部品６２は、プーリの
部品であり、プーリを軸に取付けるためのハブ６３と、
このハブ６３に取付けたディスク６４とからなり、ハブ
６３は完成形状に仕上がっていないものである。
ニウム基複合材製円盤状部品の加工説明図であり、断面
を示す。（ａ）において、円盤状部品６２は、プーリの
部品であり、プーリを軸に取付けるためのハブ６３と、
このハブ６３に取付けたディスク６４とからなり、ハブ
６３は完成形状に仕上がっていないものである。
【００３３】（ｂ）において、ハブ６３に軸穴６５を開
け、この軸穴６５にキー溝６６を形成し、プーリ部品６
７が完成する。完成したプーリ部品６７をまとめて次工
程のプーリ組立に搬送する。なお、軸穴６５をプレス成
形で打ち抜かずに、後工程で加工すると、軸穴の直径
（呼び径）をある範囲内で変更することができ、同一の
型で数種類の軸穴の直径に対応することができ、プレス
型の生産コストを低減することができる。
け、この軸穴６５にキー溝６６を形成し、プーリ部品６
７が完成する。完成したプーリ部品６７をまとめて次工
程のプーリ組立に搬送する。なお、軸穴６５をプレス成
形で打ち抜かずに、後工程で加工すると、軸穴の直径
（呼び径）をある範囲内で変更することができ、同一の
型で数種類の軸穴の直径に対応することができ、プレス
型の生産コストを低減することができる。
【００３４】図８は本発明に係る円盤状部品を用いたク
ランクダンパープーリの斜視図であり、クランクダンパ
ープーリ７０は、プーリ部品６７（円盤状部品）に緩衝
部材７１を取付け、この緩衝部材７１に溝部材７２を嵌
合したプーリである。すなわち、上記図６の第１成形工
程で使用するインナパンチ部の型面の一例として、クラ
ンクダンパープーリ７０のハブ６３を成形する型面を用
いた。
ランクダンパープーリの斜視図であり、クランクダンパ
ープーリ７０は、プーリ部品６７（円盤状部品）に緩衝
部材７１を取付け、この緩衝部材７１に溝部材７２を嵌
合したプーリである。すなわち、上記図６の第１成形工
程で使用するインナパンチ部の型面の一例として、クラ
ンクダンパープーリ７０のハブ６３を成形する型面を用
いた。
【００３５】アルミニウム基複合材を採用したクランク
ダンパープーリ７０のハブ６３をプレス型で容易に成形
することができ、ハブ６３の生産コストを削減すること
ができる。
ダンパープーリ７０のハブ６３をプレス型で容易に成形
することができ、ハブ６３の生産コストを削減すること
ができる。
【００３６】尚、本発明の実施の形態に示した図５のパ
ンチ５１は二重構造に限定するものではなく、三重構造
又はそれ以上の多重構造であってもよい。また、パンチ
５１、ストリッパ５２及びダイ５３の型面の形状は一例
であって、型の形状は任意である。図３（ｂ）の窒化マ
グネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）３４の生成方法では、マグネシ
ウム（Ｍｇ）を坩堝９に入れたが、これに限定するもの
ではない。例えば、予め多孔質成形体にマグネシウムを
含有させておいて、窒化マグネシウムを生成させるよう
にしてもよい。
ンチ５１は二重構造に限定するものではなく、三重構造
又はそれ以上の多重構造であってもよい。また、パンチ
５１、ストリッパ５２及びダイ５３の型面の形状は一例
であって、型の形状は任意である。図３（ｂ）の窒化マ
グネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）３４の生成方法では、マグネシ
ウム（Ｍｇ）を坩堝９に入れたが、これに限定するもの
ではない。例えば、予め多孔質成形体にマグネシウムを
含有させておいて、窒化マグネシウムを生成させるよう
にしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、ダイにアルミニウム基複合材のブ
ランク材を載せ、インナパンチ部及びアウタパンチ部か
らなる二重構造のパンチで成形を行う。第１成形工程で
は、ブランク材の中央にインナパンチ部を圧下すること
で、中央の形状を成形するとともに、ブランク材の中心
から均等にブランク材の体積を延す（流動させる）こと
ができる。従って、成形精度の向上を図ることができ
る。また、中央の成形完了と同時に、インナパンチ部を
静止させ、ブランク材の中央を保持するとともに、型の
閉塞を実施することで、アルミニウム基複合材製円盤状
部品の成形精度の向上を図ることができる。
する。請求項１では、ダイにアルミニウム基複合材のブ
ランク材を載せ、インナパンチ部及びアウタパンチ部か
らなる二重構造のパンチで成形を行う。第１成形工程で
は、ブランク材の中央にインナパンチ部を圧下すること
で、中央の形状を成形するとともに、ブランク材の中心
から均等にブランク材の体積を延す（流動させる）こと
ができる。従って、成形精度の向上を図ることができ
る。また、中央の成形完了と同時に、インナパンチ部を
静止させ、ブランク材の中央を保持するとともに、型の
閉塞を実施することで、アルミニウム基複合材製円盤状
部品の成形精度の向上を図ることができる。
【００３８】第２成形工程では、ブランク材の残部にア
ウタパンチ部を圧下することで、閉塞した型内にアウタ
パンチ部を押し込み、閉塞した型内にアルミニウム基複
合材を延し（流動させ）、圧縮し、ニアネットシェイプ
に成形することができる。その結果、機械加工の工程数
が減少し、生産コストを削減することができる。同時
に、ニアネットシェイプによって、機械加工の取り代が
小さくなり、機械加工の加工時間を短縮することがで
き、生産コストを削減することができる。
ウタパンチ部を圧下することで、閉塞した型内にアウタ
パンチ部を押し込み、閉塞した型内にアルミニウム基複
合材を延し（流動させ）、圧縮し、ニアネットシェイプ
に成形することができる。その結果、機械加工の工程数
が減少し、生産コストを削減することができる。同時
に、ニアネットシェイプによって、機械加工の取り代が
小さくなり、機械加工の加工時間を短縮することがで
き、生産コストを削減することができる。
【００３９】また、アウタパンチ部を圧下することで、
閉塞した型内にアルミニウム基複合材を延し（流動さ
せ）、圧縮し、アルミニウム基複合材の外面に大きさが
等しく、面に対して直角方向の圧縮力を作用させて、成
形中の表面引張り応力を緩和ることができ、表面の割れ
防止を図ることができる。従って、品質を高めることが
できる。
閉塞した型内にアルミニウム基複合材を延し（流動さ
せ）、圧縮し、アルミニウム基複合材の外面に大きさが
等しく、面に対して直角方向の圧縮力を作用させて、成
形中の表面引張り応力を緩和ることができ、表面の割れ
防止を図ることができる。従って、品質を高めることが
できる。
【００４０】さらに、アウタパンチ部を圧下すること
で、閉塞した型内にアルミニウム基複合材を延し（流動
させ）、圧縮し、内部欠陥の除去、緻密化を図ることが
でき、品質を高めることができる。
で、閉塞した型内にアルミニウム基複合材を延し（流動
させ）、圧縮し、内部欠陥の除去、緻密化を図ることが
でき、品質を高めることができる。
【００４１】請求項２では、炉内の窒化マグネシウム雰
囲気下で金属酸化物を還元し、多孔質の一部に金属を露
出させ、濡れ性をよくし、多孔質にアルミニウム合金の
溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を製造したの
で、アルミニウム基複合材はアルミニウムと強化材の界
面がケミカルコンタクトによって強固に結合され、成形
性に優れたアルミニウム基複合材である。その結果、塑
性加工が容易となり、生産コストを削減することができ
る。
囲気下で金属酸化物を還元し、多孔質の一部に金属を露
出させ、濡れ性をよくし、多孔質にアルミニウム合金の
溶湯を浸透させてアルミニウム基複合材を製造したの
で、アルミニウム基複合材はアルミニウムと強化材の界
面がケミカルコンタクトによって強固に結合され、成形
性に優れたアルミニウム基複合材である。その結果、塑
性加工が容易となり、生産コストを削減することができ
る。
【００４２】請求項３では、第１成形工程のインナパン
チ部の圧下でクランクダンパープーリのハブを筒状に成
形したので、アルミニウム基複合材を用いたクランクダ
ンパープーリのハブをプレス型で連続して造ることがで
き、ハブの生産性を向上させることができる。従って、
アルミニウム基複合材製のハブの生産コストを削減する
ことができる。
チ部の圧下でクランクダンパープーリのハブを筒状に成
形したので、アルミニウム基複合材を用いたクランクダ
ンパープーリのハブをプレス型で連続して造ることがで
き、ハブの生産性を向上させることができる。従って、
アルミニウム基複合材製のハブの生産コストを削減する
ことができる。
【図１】本発明に係るアルミニウム基複合材製円盤状部
品のプレス成形方法のフローチャート
品のプレス成形方法のフローチャート
【図２】本発明に係るアルミニウム基複合材の製造装置
の概要構造図
の概要構造図
【図３】本発明に係るアルミニウム基複合材の製造要領
図
図
【図４】本発明に係るアルミニウム基複合材のブランク
材の製造要領図
材の製造要領図
【図５】本発明に係るプレス型の準備工程、及びセット
工程の説明図
工程の説明図
【図６】本発明に係る第１成形工程、及び第２成形工程
の説明図
の説明図
【図７】本発明に係るアルミニウム基複合材製円盤状部
品の加工説明図
品の加工説明図
【図８】本発明に係る円盤状部品を用いたクランクダン
パープーリの斜視図
パープーリの斜視図
１…アルミニウム基複合材製造装置、２…炉（雰囲気
炉）、２１…強化材（アルミナ）、３１…アルミニウム
合金、３２…マグネシウム、３４…窒化マグネシウム、
３５…アルミニウム基複合材、４２…ブランク材、５０
…プレス型、５１…パンチ、５３…ダイ、５４…インナ
パンチ部、５５…アウタパンチ部、６２…円盤状部品、
６３…ハブ、７０…クランクダンパープーリ。
炉）、２１…強化材（アルミナ）、３１…アルミニウム
合金、３２…マグネシウム、３４…窒化マグネシウム、
３５…アルミニウム基複合材、４２…ブランク材、５０
…プレス型、５１…パンチ、５３…ダイ、５４…インナ
パンチ部、５５…アウタパンチ部、６２…円盤状部品、
６３…ハブ、７０…クランクダンパープーリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 1/10 Ｃ２２Ｃ 1/10 Ｇ 21/00 21/00 Ｅ (72)発明者 菅谷 有利 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 加藤 崇 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 越後 隆治 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4E087 AA10 BA04 CA14 CB01 EC13 EC39 HA00 HA17 4K020 AC01 BB05 BB32 BC03
Claims (3)
- 【請求項１】 円柱状のインナパンチ部及びこのインナ
パンチ部を囲う円筒状のアウタパンチ部からなる二重構
造のパンチを準備するとともに、ダイを準備するプレス
型の準備工程と、 準備したダイにアルミニウム基複合材のブランク材を載
せるセット工程と、 このブランク材の中央に前記インナパンチ部を圧下し、
圧下状態を保持するとともに、中央の形状を完成させる
第１成形工程と、 前記中央を保持したブランク材の残部に前記アウタパン
チ部を圧下し、残部の形状を完成させる第２成形工程
と、からなることを特徴とするアルミニウム基複合材製
円盤状部品のプレス成形方法。 - 【請求項２】 前記アルミニウム基複合材は、炉内の窒
化マグネシウム雰囲気下で金属酸化物からなる多孔質な
強化材を還元し、強化材の少なくとも一部に金属を露出
させ、多孔質な強化材にアルミニウム合金の溶湯を浸透
させて製造したものであることを特徴とする請求項１記
載のアルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方
法。 - 【請求項３】 前記円盤状部品は、前記第１成形工程の
インナパンチ部の圧下でクランクダンパープーリのハブ
を筒状に成形したもであることを特徴とする請求項１記
載のアルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方
法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000137678A JP4290850B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方法 |
| US09/848,481 US6609286B2 (en) | 2000-05-10 | 2001-05-03 | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
| CA002583509A CA2583509C (en) | 2000-05-10 | 2001-05-04 | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
| CA002346530A CA2346530C (en) | 2000-05-10 | 2001-05-04 | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
| CA2583701A CA2583701C (en) | 2000-05-10 | 2001-05-04 | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
| DE10122181A DE10122181A1 (de) | 2000-05-10 | 2001-05-08 | Verfahren zur Herstellung eines Teils aus Metallmatrixkompositmaterial |
| GB0111460A GB2364663B (en) | 2000-05-10 | 2001-05-10 | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000137678A JP4290850B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001321871A true JP2001321871A (ja) | 2001-11-20 |
| JP4290850B2 JP4290850B2 (ja) | 2009-07-08 |
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ID=18645414
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000137678A Expired - Fee Related JP4290850B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | アルミニウム基複合材製円盤状部品のプレス成形方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4290850B2 (ja) |
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| JP2003025139A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-01-29 | Honda Motor Co Ltd | ビレットの切断方法 |
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-
2000
- 2000-05-10 JP JP2000137678A patent/JP4290850B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4648589B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2011-03-09 | 本田技研工業株式会社 | 半溶融ブランクの搬送方法 |
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| US8402658B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-03-26 | Halla Climate Control Corp. | Manufacturing method of compressor pulley |
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| JP2012076112A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Toho Kogyo Kk | バランスウエイトの鍛造金型、バランスウエイトの製造方法およびその製造装置 |
| KR101776615B1 (ko) * | 2016-01-28 | 2017-09-11 | 계명대학교 산학협력단 | 프레스 소성 가공을 이용한 베벨형 스냅링 제조 방법, 이 제조 방법에 사용되는 프레스 금형 및 이를 통해 제조된 베벨형 스냅링 |
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