JP2002030366A - DIE FOR Cu HOT EXTRUSION, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents

DIE FOR Cu HOT EXTRUSION, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

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JP2002030366A
JP2002030366A JP2000209663A JP2000209663A JP2002030366A JP 2002030366 A JP2002030366 A JP 2002030366A JP 2000209663 A JP2000209663 A JP 2000209663A JP 2000209663 A JP2000209663 A JP 2000209663A JP 2002030366 A JP2002030366 A JP 2002030366A
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JP
Japan
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hot extrusion
mass
extrusion die
hot
die
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Application number
JP2000209663A
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Inventor
Yasushi Watanabe
辺 靖 渡
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die for Cu hot extrusion which has small deformation during use, excellent heat check resistance and excellent degradation preventive performance of the heat check resistance caused by the work hardening, and long durable service life. SOLUTION: In manufacturing the die for Cu hot extrusion which is used for hot extrusion of Cu or Cu alloy extrusion stock, an annular-shaped stock 3 having a hollow hole 3a is heated to 700-1,000 deg.C, and rolled in the circumference direction to form the annular die 10 for Cu hot extrusion while holding inner and outer circumferential surfaces of the annular-shaped stock 3 by a pair of forming rolls RA and RB, and a part in the vicinity of the inner surface is annealed by the induction heating, and finished as necessary.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CuまたはCu合
金押出素材を熱間押出する際に使用するCu熱間押出用
ダイスおよびその製造方法に関し、より詳しくは、使用
時の変形が少なく、また、耐ヒートチェック性がさらに
改善されたCu熱間押出用ダイスおよびその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a die for hot extruding Cu used for hot extruding a Cu or Cu alloy extruded material and a method for producing the same, and more particularly, to a die having less deformation during use. The present invention relates to a Cu hot extrusion die having further improved heat check resistance and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CuまたはCu合金押出素材を熱
間押出する際に使用するCu熱間押出用ダイスは、例え
ば、Ni基の超耐熱合金であるインコネル718を素材
として用いて、これを切削加工するほか、基本的に素材
を延伸加工し熱処理することによって製造していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a Cu hot extrusion die used for hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material uses, for example, Inconel 718, a Ni-based super heat-resistant alloy, as a material. In addition to cutting, it was basically manufactured by stretching and heat-treating the material.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のCu
熱間押出用ダイスは、その使用に際して、例えば、約8
00℃の高温に加熱された状態のCuまたはCu合金か
らなるビレットを所定の断面形状に押出加工することか
ら、押出加工中に温度は約1000℃にまで達すると共
に、表面が繰り返し加熱・冷却されることによって熱応
力を受けることとなり、これによりある回数の押出加工
を行うと、図5の(A)に示しているように、熱間押出
用ダイス41の内周側にヒートチェックによるクラック
42が発生し、このクラック42が熱間押出用ダイス4
1の耐久寿命を低下させているという問題点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Such conventional Cu
When used, the hot extrusion dies are, for example, about 8 mm.
Since a billet made of Cu or a Cu alloy heated to a high temperature of 00 ° C. is extruded into a predetermined cross-sectional shape, the temperature reaches about 1000 ° C. during the extrusion, and the surface is repeatedly heated and cooled. As a result, when a certain number of extrusion processes are performed, as shown in FIG. 5A, cracks 42 due to heat check are formed on the inner peripheral side of the hot extrusion die 41. This crack 42 is formed by the hot extrusion die 4.
1 has a problem in that the durability life is reduced.

【0004】そして、このようなヒートチェックによる
クラック42がCu熱間押出用ダイス41の内周側に多
数発生すると、これを用いてCuの熱間押出を行ったと
きにクラック42の部分にCuまたはCu合金素材が入
り込み、図5の(B)に示しているように、押出成形品
43のうちマンドレルにより形成される中空孔44の表
面は滑らかに形成されるものの、押出成形品43の外周
部には前記クラック42に起因した多数の突条45が形
成されてしまうこととなるため、使用に耐え得ないもの
になるという問題点があった。
When a large number of cracks 42 due to such a heat check are generated on the inner peripheral side of the Cu hot extrusion die 41, when the Cu hot extrusion die is used, the Cu 42 Alternatively, as shown in FIG. 5B, the surface of the hollow hole 44 formed by the mandrel in the extruded product 43 is formed smoothly, but the outer periphery of the extruded product 43 is formed as shown in FIG. Since a large number of ridges 45 resulting from the cracks 42 are formed in the portion, there is a problem that the portion cannot be used.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点にか
んがみてなされたものであって、使用時の変形が少な
く、また、耐ヒートチェック性に優れ、耐久寿命の長い
Cu熱間押出用ダイスを提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has a small deformation during use, has excellent heat check resistance, and has a long durability life. It is intended to provide dies for use.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるCu熱間
押出用ダイスは、請求項1に記載しているように、Cu
またはCu合金押出素材の熱間押出に使用するCu熱間
押出用ダイスにおいて、Ni:5〜15質量%、Cr:
15〜25質量%、W:10〜25質量%、残部Coお
よび不純物からなる合金よりなり、押出材と接触する面
の近傍部の硬さがHRC38以下であり、それ以外の部
分の硬さがHRC38を超える硬さ分布をもつものとし
たことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a Cu hot extrusion die according to the present invention.
Alternatively, in a Cu hot extrusion die used for hot extrusion of a Cu alloy extruded material, Ni: 5 to 15% by mass, Cr:
15 to 25% by mass, W: 10 to 25% by mass, the balance being an alloy composed of Co and impurities, the hardness in the vicinity of the surface in contact with the extruded material is HRC38 or less, and the hardness in other parts is HRC38 or less. It is characterized by having a hardness distribution exceeding HRC38.

【0007】本発明に係わるCu熱間押出用ダイスの製
造方法は、請求項2に記載しているように、Cuまたは
Cu合金押出素材の熱間押出に使用するCu熱間押出用
ダイスを製造するに際し、中空孔を有する環状成形素材
を700〜1100℃に加熱し前記環状成形素材の内周
面と外周面を一対の成形ロールにより挟圧しながら周方
向にローリング加工して環状のCu熱間押出用ダイスに
成形した後、内面近傍を高周波加熱により焼なまし処理
し、必要により仕上加工を施すようにしたことを特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a Cu hot extrusion die for use in hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material. In doing this, the annular forming material having a hollow hole is heated to 700 to 1100 ° C., and the inner and outer peripheral surfaces of the annular forming material are rolled in the circumferential direction while being pressed by a pair of forming rolls to form an annular Cu hot material. After being formed into an extrusion die, the vicinity of the inner surface is annealed by high-frequency heating, and a finishing process is performed if necessary.

【0008】そして、本発明に係わるCu熱間押出用ダ
イスの製造方法の実施態様においては、略柱状素材を軸
方向に据込鍛造加工してファイバーラインが放射方向に
流れている盤状成形素材とし、次いで前記盤状成形素材
に孔あけ加工することにより中空孔を有する環状成形素
材とするようになすことができる。
[0008] In an embodiment of the method for producing a Cu hot extrusion die according to the present invention, the substantially columnar material is upset-forged in the axial direction and the fiber line flows radially. Then, by punching the board-shaped molding material, an annular molding material having a hollow hole can be obtained.

【0009】また、本発明に係わるCu熱間押出用ダイ
スの製造方法の実施態様においては、請求項3に記載し
ているように、成分組成は、Ni:5〜15質量%、C
r:15〜25質量%、W:10〜25質量%、残部C
oおよび不純物からなるものとなすことができる。
Further, in an embodiment of the method for producing a Cu hot extrusion die according to the present invention, as described in claim 3, the component composition is 5 to 15% by mass of Ni:
r: 15 to 25% by mass, W: 10 to 25% by mass, balance C
o and impurities.

【0010】さらに、本発明に係わるCu熱間押出用ダ
イスの製造方法の実施態様においては、略柱状素材を据
込鍛造加工してファイバーラインが放射方向に流れてい
る盤状成形素材とする際の鍛造加工温度を700〜11
00℃とするようになすことができる。
Further, in an embodiment of the method for manufacturing a Cu hot extrusion die according to the present invention, the substantially columnar material is subjected to upsetting forging to obtain a disk-shaped molding material in which fiber lines flow in a radial direction. Forging temperature of 700 to 11
It can be made to be 00 ° C.

【0011】さらにまた、本発明に係わるCu熱間押出
用ダイスの製造方法の実施態様においては、盤状成形素
材をローリング加工してファイバーラインが周方向に流
れている環状のCu熱間押出用ダイスに成形する際のロ
ーリング加工温度を700〜1100℃とするようにな
すことができる。
Furthermore, in an embodiment of the method for manufacturing a Cu hot extrusion die according to the present invention, a disk-shaped molding material is subjected to rolling to form an annular Cu hot extrusion die in which a fiber line flows in a circumferential direction. The rolling temperature at the time of forming into a die can be set to 700 to 1100 ° C.

【0012】[0012]

【発明の作用】本発明によるCu熱間押出用ダイスで
は、押出材と接触する面の近傍部の硬さがHRC38以
下であり、それ以外の部分の硬さがHRC38を超える
硬さ分布をもつものとしていることから、加工硬化によ
る耐ヒートチェック性の低下が大幅に改善されるものと
なる。
In the die for hot extruding Cu according to the present invention, the hardness in the vicinity of the surface in contact with the extruded material is HRC38 or less, and the hardness of the other parts has a hardness distribution exceeding HRC38. Therefore, a decrease in heat check resistance due to work hardening is greatly improved.

【0013】本発明において好適に用いられる略柱状素
材は、ファイバーラインが形成されていないもので良
く、より具体的には、粉末素材から熱間等方圧圧縮(H
IP)等により製造された焼結体、あるいは、溶湯を凝
固させて得たインゴット等をそのまま、さらには必要に
応じて切断したものなどを用いる。また、上記の焼結体
あるいはインゴットを密度や形状修正などのためにファ
イバーラインが形成されない程度に軽くプレス等で加工
されたものを用いる。
The substantially columnar material suitably used in the present invention may be one in which no fiber line is formed, and more specifically, a powder material is subjected to hot isostatic pressing (H
A sintered body manufactured by IP) or the like, an ingot obtained by solidifying a molten metal, or the like, and further cut as needed are used. Further, the above-mentioned sintered body or ingot which is lightly processed by a press or the like so as not to form a fiber line for density and shape correction is used.

【0014】そしてその後孔あけ加工して得た中空孔を
有する環状成形素材を700〜1100℃に加熱し前記
環状成形素材の内周面と外周面を一対の成形ロールによ
り挟圧しながら周方向にローリング加工することによっ
て拡径加工すると、ファイバーラインは材料の周方向の
肉流れによって周方向に配向した状態となる。つまり、
内周側から外周側に向かって発生・進行するヒートチェ
ックに対して直角方向に配向した状態となる。
Then, the annular molding material having a hollow hole obtained by drilling is heated to 700 to 1100 ° C., and the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular molding material are pressed in a circumferential direction by a pair of molding rolls. When the diameter is expanded by rolling, the fiber line is oriented in the circumferential direction by the circumferential flow of the material. That is,
It is oriented in a direction perpendicular to the heat check generated and progressing from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.

【0015】このため、ダイスの使用時において繰り返
し熱応力が働いたとき、ヒートチェックに対して上記周
方向に配向したファイバーラインが大きな抵抗力となっ
て働き、この結果、本発明によるCu熱間押出用ダイス
にあってはこのようなヒートチェックの発生・進行が効
果的に抑制され、耐用寿命が大きく延長したものとな
る。
For this reason, when a thermal stress is repeatedly applied during use of the die, the fiber line oriented in the circumferential direction acts as a large resistance to the heat check, and as a result, the Cu hot line according to the present invention works. In an extrusion die, the occurrence and progress of such a heat check are effectively suppressed, and the service life is greatly extended.

【0016】本発明においては、上記略柱状素材が円柱
形状をなすものとすることによって、その軸方向の据込
鍛造加工による盤状成形素材が円盤形状をなすものとす
ることが必要に応じて望ましい。
In the present invention, if the above-mentioned substantially columnar material has a cylindrical shape, it is necessary that the disk-shaped material formed by upsetting forging in the axial direction has a disk shape. desirable.

【0017】このようにすれば、盤状成形素材の段階で
これを円環状の成形素材に近い形状をもつものとなすこ
とができ、円環状成形素材を得るに際し盤状成形素材に
対して機械加工を施す必要性をなくすことができる。
In this way, at the stage of the disk-shaped molding material, it can be made to have a shape close to an annular molding material. The need for processing can be eliminated.

【0018】このようにして、環状のCu熱間押出用ダ
イスに成形した後、内面近傍を表面加熱手段、例えば高
周波加熱により加熱して焼なまし処理し、必要により仕
上加工を施すことによって、本発明によるCu熱間押出
ダイスとする。
After forming into an annular Cu hot extrusion die in this manner, the inner surface is heated and annealed by surface heating means, for example, high frequency heating. This is a Cu hot extrusion die according to the present invention.

【0019】そして、具体的には、押出材と接触する面
の近傍部での硬さがHRC38以下であり、それ以外の
部分での硬さがHRC38超過である硬さ分布をもつも
のとすることによって、加工硬化による耐ヒートチェッ
ク性の低下が大幅に改善されるものとなる。
More specifically, the hardness distribution is such that the hardness in the vicinity of the surface in contact with the extruded material is HRC38 or less, and the hardness in the other parts exceeds HRC38. Thereby, a decrease in heat check resistance due to work hardening is significantly improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を以下に
詳述する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0021】図4に示すように、Cu熱間押出用ダイス
10は、外周面および内周面がそれぞれ円形のリング状
をなしており、外径D1が約150mmφ、内径D2が
約100mmφ、厚みTが約30mmの形状をなしてい
る。また、軸と直角方向の両面が平面形状をなしてい
る。
As shown in FIG. 4, the Cu hot extrusion die 10 has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface each having a circular ring shape, an outer diameter D1 of about 150 mmφ, an inner diameter D2 of about 100 mmφ, and a thickness of about 100 mmφ. T has a shape of about 30 mm. Further, both surfaces perpendicular to the axis have a planar shape.

【0022】図1ないし図3は上記Cu熱間押出用ダイ
ス10を得るための製造工程を順に示したものである。
FIGS. 1 to 3 show the manufacturing steps for obtaining the Cu hot extrusion die 10 in order.

【0023】先ず、図1の(I−A)に示しているよう
に、粉末素材の熱間等方圧圧縮(HIP)によって、焼
結体よりなる略柱状素材(一次成形品)1を得る。この
とき、ファイバーラインは存在しない。あるいは、図1
の(I−B)に示しているように、溶湯を凝固させるこ
とによって、インゴットよりなる略柱状素材(一次成形
品)1を得る。このときも、ファイバーラインは存在し
ない。
First, as shown in FIG. 1 (IA), a substantially columnar material (primary molded product) 1 made of a sintered body is obtained by hot isostatic pressing (HIP) of a powder material. . At this time, there is no fiber line. Alternatively, FIG.
As shown in (IB), the molten metal is solidified to obtain a substantially columnar material (primary molded product) 1 made of an ingot. At this time, there is no fiber line.

【0024】次に、略柱状素材1を軸方向に据込鍛造加
工することによって、図1の(II)に示しているよう
に、円盤形状をなす盤状成形素材(二次成形品)2を得
る。このとき、ファイバーラインFは放射方向に配向し
た状態となっている。
Next, by subjecting the substantially columnar material 1 to upsetting forging in the axial direction, as shown in FIG. 1 (II), a disk-shaped molding material (secondarily molded product) 2 is formed. Get. At this time, the fiber line F is in a state of being oriented in the radiation direction.

【0025】その後、中ぐり加工(軸方向の孔あけ加
工)を行うことによって、図1の(III)に示してい
るように、中心部分に中空孔3aを有する円環形状をな
す環状成形素材(三次成形品)3を得る。
Then, by performing boring (drilling in the axial direction), as shown in FIG. 1 (III), an annular molding material having an annular shape having a hollow hole 3a in the center portion. (Tertiary molded product) 3 is obtained.

【0026】次に、図1の(IV)に示しているよう
に、中空孔3aを有する円環形状をなす環状成形素材3
を700〜1100℃に加熱する。このとき、加熱温度
が700℃未満であると鍛造時に割れや欠けを生じるこ
とがあるので好ましくない。
Next, as shown in FIG. 1 (IV), an annular molding material 3 having an annular shape having a hollow hole 3a.
Is heated to 700-1100 ° C. At this time, if the heating temperature is lower than 700 ° C., cracking or chipping may occur during forging, which is not preferable.

【0027】次いで、図1の(V)に示しているよう
に、前記環状成形素材(3)の内周面と外周面を一対の
成形ロールRA,RBにより狭圧しながら周方向にロー
リング加工することによって拡径リング形状をなすCu
熱間押出用ダイス(四次成形品)10を得る。
Next, as shown in FIG. 1 (V), the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular forming material (3) are circumferentially rolled while being narrowly pressed by a pair of forming rolls RA and RB. To form the expanded ring shape
A hot extrusion die (quaternary molded product) 10 is obtained.

【0028】この場合のローリング加工においては、7
00〜1100℃とすることが望ましく、700℃より
も低いと加工の際の変形抵抗が増大する傾向となるため
好ましくなく、1100℃より高いと成形品の硬度がH
RC35を下回る傾向となり、好ましくは1050℃以
下とするのが望ましい。また、加工終了温度は700℃
以上とすることが望ましい。
In the rolling process in this case, 7
If the temperature is lower than 700 ° C., the deformation resistance during processing tends to increase. If the temperature is higher than 1100 ° C., the hardness of the molded product is H.
It tends to be lower than RC35, and it is preferable that the temperature be 1050 ° C or lower. The processing end temperature is 700 ° C
It is desirable to make the above.

【0029】このローリング加工に際しては、具体的に
次のようにして行う。すなわち、一対の成形ロールR
A,RBを用いて前記環状成形素材3を内外両側から半
径方向に狭圧し、成形ロールRA,RBを回転させなが
ら環状成形素材3を周方向に回すことによって材料を周
方向に肉流れさせて内径および外径の拡径加工を行う。
The rolling process is specifically performed as follows. That is, a pair of forming rolls R
A, RB is used to radially narrow the annular forming material 3 from both the inside and the outside, and the annular forming material 3 is rotated in the circumferential direction while rotating the forming rolls RA, RB to allow the material to flow in the circumferential direction. Enlarges the inner and outer diameters.

【0030】次いで、図2の(VI)に示すように、環
状のCu熱間押出ダイス10に成形した後にその内周面
側に高周波加熱用コイル5(例えば、3ターン,6MH
z)を配設して高周波加熱により加熱(例えば、110
0℃以上加熱後空冷)して焼なまし処理する。このよう
にして焼なまし処理を施すことによって、同じく図2の
(VI)に示すように、Cu熱間押出用ダイス10の内
周面(すなわち、押出材と接触する面の近傍部分)に焼
なまし層10Aが形成された状態となる。
Next, as shown in FIG. 2 (VI), after being formed into an annular Cu hot extrusion die 10, a high frequency heating coil 5 (for example, 3 turns, 6 MH) is formed on the inner peripheral surface thereof.
z) and heating by high frequency heating (for example, 110
After heating at 0 ° C. or higher, air-cooling) and then annealing. By performing the annealing treatment in this manner, the inner peripheral surface of the Cu hot extrusion die 10 (that is, a portion near the surface that comes into contact with the extruded material) as shown in FIG. The state where the annealing layer 10A is formed is obtained.

【0031】図3の(VII)は上記ローリング加工に
よって得られたCu熱間押出用ダイス10の形状を示し
たものであり、必要に応じては、歪取り焼鈍を行うのも
よく、あるいはまた、図3の(VIII)に示すよう
に、このようにして得られたCu熱間押出用ダイス10
に対して最終的な機械仕上加工を施し、図4に示した最
終形状,寸法のCu熱間押出用ダイス10とする。
FIG. 3 (VII) shows the shape of the Cu hot extrusion die 10 obtained by the rolling process. If necessary, it is possible to perform a strain relief annealing, or As shown in FIG. 3 (VIII), the Cu hot extrusion die 10 thus obtained is obtained.
Is subjected to final mechanical finishing to obtain a Cu hot extrusion die 10 having the final shape and dimensions shown in FIG.

【0032】本発明によるCu熱間押出用ダイスおよび
その製造方法では、熱間等方圧圧縮(HIP)による焼
結体として、または、溶湯の凝固によるインゴットとし
て、Ni:5〜15質量%、Cr:15〜25質量%、
W:10〜25質量%、残部Coおよび不純物からなる
成分組成を有するものとすることが望ましい。
In the die for hot extrusion of Cu and the method for manufacturing the same according to the present invention, Ni: 5 to 15% by mass as a sintered body by hot isostatic pressing (HIP) or as an ingot by solidification of molten metal; Cr: 15 to 25% by mass,
W: It is desirable to have a composition of 10 to 25% by mass, the balance being Co and impurities.

【0033】この場合、Niは冷間加工性や熱間加工性
を改善するのに有用な成分であり、このような作用を得
るためには5質量%以上とすることが望ましいが、15
質量%よりも多いと耐熱性を低下させるので、5〜15
質量%とするのがよい。
In this case, Ni is a component useful for improving the cold workability and the hot workability. In order to obtain such an effect, Ni is desirably 5% by mass or more.
If the amount is more than 5% by mass, the heat resistance is reduced.
It is good to be mass%.

【0034】また、Crは耐熱性や熱間耐酸化性,耐ヒ
ートチェック性を向上するのに有用な成分であり、この
ような作用を得るためには15質量%以上とすることが
望ましいが、25重量%よりも多いと熱間加工性を低下
させるので、15〜25質量%とするのがよい。
Further, Cr is a component useful for improving heat resistance, hot oxidation resistance, and heat check resistance. To obtain such an effect, the content is preferably 15% by mass or more. , More than 25% by weight lowers the hot workability, so the content is preferably 15 to 25% by mass.

【0035】さらに、Wは熱間強度を高め、耐ヒートチ
ェック性を向上するのに有用な成分であり、このような
作用を得るためには10質量%以上とすることが望まし
いが、25質量%よりも多いと熱間加工性や冷間加工性
を低下させるので、10〜25質量%とするのがよい。
Further, W is a component useful for increasing hot strength and improving heat check resistance. To obtain such an effect, W is desirably at least 10% by mass. %, The hot workability and the cold workability are reduced, so the content is preferably 10 to 25% by mass.

【0036】そして、Coはマトリックスとしての熱間
強度および耐ヒートチェック性を向上させる作用がある
ので、残部としている。
Since Co has the effect of improving the hot strength and heat check resistance as a matrix, Co is left as the balance.

【0037】さらに、不純物中において、Cは耐ヒート
チェック性を低下させるので、0.2質量%以下、さら
に望ましくは0.1質量%以下とするのがよい。
Further, in the impurities, since C lowers the heat check resistance, the content of C is preferably 0.2% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less.

【0038】さらにまた、本発明によるCu熱間押出用
ダイスにおいては、押出材と接触する面の近傍部の常温
での硬さがHRC38以下、好ましくは35以下である
ものとすることが望ましく、これによって加熱硬化によ
る耐ヒートチェック性の低下が大幅に改善されたものと
なるようにするのが良く、また、それ以外の部分の常温
での硬さがHRC38超過、好ましくは35超過である
硬さ分布をもつものとすることが望ましく、これによっ
て耐変形性により優れたものとなるようにするのが良
い。
Further, in the Cu hot extrusion die according to the present invention, it is desirable that the hardness at room temperature in the vicinity of the surface in contact with the extruded material is HRC 38 or less, preferably 35 or less. By this, it is preferable that the decrease in heat check resistance due to heat curing is significantly improved, and the hardness of the other parts at room temperature exceeds HRC38, preferably exceeds 35. It is desirable to have a thickness distribution, and it is better to have a more excellent deformation resistance.

【0039】[0039]

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について以下に
説明するが、本発明はこのような実施例のみに限定され
ないことはいうまでもない。
EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to only such examples.

【0040】[実施例1]Ni:10.5重量%、C
r:19.6重量%、W:18.1重量%、残部Coお
よび不純物よりなり、不純物中のCが0.09重量%で
あるインゴットを素材とし、熱間鍛伸によって円柱形状
をなす略柱状素材(図1の(I−A)中において、d1
=90mmφ、l=130mm)1を得た。なお、この
ときの熱間鍛造加熱温度は、温度:1150℃とした。
Example 1 Ni: 10.5% by weight, C
r: 19.6% by weight, W: 18.1% by weight, the balance being Co and impurities, the ingot of which C in the impurities is 0.09% by weight as a material, and is formed into a cylindrical shape by hot forging. The columnar material (d1 in (IA) of FIG. 1)
= 90 mmφ, 1 = 130 mm) 1. The hot forging heating temperature at this time was 1150 ° C.

【0041】次に、前記略柱状素材1に対し軸方向の据
込鍛造加工を行うことによって円盤形状をなす盤状成形
素材(図1の(II)中において、d2=160mm
φ、t=42mm)2を得た。なお、このときの据込鍛
造加工の開始温度は1150℃とし、終了温度は800
℃とした。
Next, the substantially columnar material 1 is subjected to an upsetting forging process in the axial direction to form a disk-shaped forming material (d2 = 160 mm in (II) of FIG. 1).
φ, t = 42 mm) 2. The starting temperature of the upsetting forging at this time was 1150 ° C., and the ending temperature was 800.
° C.

【0042】次に、前記盤状成形素材2に対して孔あけ
加工を行うことによって中空孔3aを有する環状成形素
材(図1の(III)中において、内径d3=50mm
φ)3を得た。
Next, a hole is formed in the disk-shaped molding material 2 to form an annular molding material having a hollow hole 3a (in FIG. 1, (III), the inner diameter d3 = 50 mm).
φ) 3 was obtained.

【0043】次いで、前記環状成形素材3を950℃に
加熱し、前記環状成形素材3に対してローリング加工を
行うことによってCu熱間押出用ダイス((図3の(V
II)中において、外径d4=172mmφ、内径d5
=82mm,t=40mm)10を得た。なお、このと
きのローリング加工の開始温度は950℃とし、終了温
度は700℃とした。
Next, the annular molding material 3 is heated to 950 ° C., and a rolling process is performed on the annular molding material 3 to form a Cu hot extrusion die (((V in FIG. 3)
In II), outer diameter d4 = 172 mmφ, inner diameter d5
= 82 mm, t = 40 mm) 10. The starting temperature of the rolling process at this time was 950 ° C., and the ending temperature was 700 ° C.

【0044】次に、前記Cu熱間押出用ダイス10に対
し温度:600℃,時間:3Hrの歪取り焼鈍を施した
後、図2の(VI)に示したように内周面近傍を高周波
加熱により温度:1150 ℃に加熱したあと空冷する
焼なまし処理を行い、さらに最終の機械仕上加工を施し
て前記最終形状,寸法で且つ内周面近傍部の硬さがHR
C35でありそれ以外の部分の硬さがHRC43である
Cu熱間押出用ダイス10を得た。
Next, after the Cu hot extrusion die 10 was subjected to a strain relief annealing at a temperature of 600 ° C. and a time of 3 hours, the vicinity of the inner peripheral surface was subjected to high frequency as shown in FIG. After heating to a temperature of 1150 ° C., an annealing process of air cooling is performed, and a final mechanical finishing process is performed so that the final shape and dimensions and the hardness in the vicinity of the inner peripheral surface are HR.
A Cu hot extrusion die 10 having C35 and the hardness of the other portions being HRC43 was obtained.

【0045】このようにして得られたCu熱間押出用ダ
イス10を用いてCuの熱間押出加工(温度:800
℃,圧力:5000Ton)を実施して外径:100m
m,内径:50mmの銅管を成形したところ、押出回数
300回の押出加工まではヒートチェックが発生しなか
った。
The Cu hot extrusion die 10 thus obtained is subjected to Cu hot extrusion (temperature: 800).
° C, pressure: 5000 Ton) and outer diameter: 100m
m, when a copper tube having an inner diameter of 50 mm was formed, no heat check occurred until the extrusion process was repeated 300 times.

【0046】[比較例1]インコネルX750(Cr:
15.5質量%、Fe:7.0質量%、Al;0.7質
量%、Ti:2.5質量%、残部Niおよび不純物)か
らなるインゴットを素材として用い、このインゴットを
外径160mmφに延伸加工した。
Comparative Example 1 Inconel X750 (Cr:
15.5% by mass, Fe: 7.0% by mass, Al: 0.7% by mass, Ti: 2.5% by mass, the balance of Ni and impurities) was used as a raw material, and the ingot was adjusted to an outer diameter of 160 mmφ. It was stretched.

【0047】そして延伸加工材を所定の寸法に切断した
あと一次固溶化熱処理として1140℃×2Hr:WQ
の熱処理を施し、二次固溶化熱処理として845℃×2
4Hr:WQの熱処理を施し、時効処理として720℃
×20Hr:ACの熱処理を施し、その後最終の機械仕
上加工を行って図4に示したものと同じ形状,寸法を有
するCu熱間押出用ダイス(10)を得た。
Then, the drawn material is cut into a predetermined size, and then subjected to a primary solution heat treatment at 1140 ° C. × 2 hr: WQ
845 ° C x 2 as a second solution heat treatment
Heat treatment of 4Hr: WQ, 720 ° C as aging treatment
A heat treatment of × 20Hr: AC was performed, followed by final mechanical finishing to obtain a Cu hot extrusion die (10) having the same shape and dimensions as those shown in FIG.

【0048】このようにして得られたCu熱間押出用ダ
イス(10)を用いてCuの熱間押出加工(温度:80
0℃,圧力:5000Ton)を実施して外径:100
mm,内径:50mmの銅管を成形したところ、押出回
数160回の押出加工でヒートチェックが発生した。
The Cu hot extrusion die (10) thus obtained was subjected to Cu hot extrusion (temperature: 80).
0 ° C, pressure: 5000 Ton), and outer diameter: 100
When a copper tube having a diameter of 50 mm and an inner diameter of 50 mm was formed, a heat check occurred during the extrusion process with 160 extrusions.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によるCu熱間押出用ダイスで
は、請求項1に記載しているように、CuまたはCu合
金押出素材の熱間押出に使用するCu熱間押出用ダイス
において、Ni:5〜15質量%、Cr:15〜25質
量%、W:10〜25質量%、残部Coおよび不純物か
らなる合金よりなり、押出材と接触する面の近傍部の硬
さがHRC38以下であり、それ以外の部分の硬さがH
RC38を超える硬さ分布をもつものとしたから、加工
硬化による耐ヒートチェック性の低下を大幅に改善する
ことができるCu熱間押出用ダイスを提供することが可
能であるという著大なる効果がもたらされる。
According to the die for hot extrusion of Cu according to the present invention, the die for hot extrusion of Cu used for hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material is characterized in that Ni: 5 to 15% by mass, Cr: 15 to 25% by mass, W: 10 to 25% by mass, the balance consisting of an alloy composed of Co and impurities, the hardness of the vicinity of the surface in contact with the extruded material is HRC38 or less, The hardness of other parts is H
Since it has a hardness distribution exceeding RC38, a great effect that it is possible to provide a Cu hot extrusion die capable of greatly improving the decrease in heat check resistance due to work hardening can be provided. Brought.

【0050】そして、不純物中のC:0.2質量%以下
であるものとすることによって、耐ヒートチェック性が
安定的により一層優れたCu熱間押出用ダイスを提供す
ることが可能であるという著大なる効果がもたらされ
る。
By setting the content of C in the impurity to 0.2% by mass or less, it is possible to provide a Cu hot extrusion die having more stable and stable heat check resistance. Significant effects are brought about.

【0051】本発明によるCu熱間押出用ダイスの製造
方法では、請求項2に記載しているように、Cuまたは
Cu合金押出素材の熱間押出に使用するCu熱間押出用
ダイスを製造するに際し、中空孔を有する環状成形素材
を700〜1100℃に加熱し前記環状成形素材の内周
面と外周面を一対の成形ロールにより挟圧しながら周方
向にローリング加工して環状のCu熱間押出用ダイスに
成形した後、内面近傍を高周波加熱により焼なまし処理
し、必要により仕上加工を施すようにしたから、耐ヒー
トチェック性に優れていると共に加工硬化による耐ヒー
トチェック性の低下が防止されたCu熱間押出用ダイス
を製造することが可能であるという著大なる効果がもた
らされる。
In the method for producing a Cu hot extrusion die according to the present invention, as described in claim 2, a Cu hot extrusion die used for hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material is produced. At this time, the annular forming material having a hollow hole is heated to 700 to 1100 ° C., and the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular forming material are rolled in the circumferential direction while being pressed by a pair of forming rolls to form an annular Cu hot extrusion. After forming into a die, the vicinity of the inner surface is annealed by high-frequency heating and finish processing is performed as necessary, so it has excellent heat check resistance and prevents deterioration of heat check resistance due to work hardening It is possible to produce a large-sized die for hot extrusion.

【0052】そして、略柱状素材を軸方向に据込鍛造加
工してファイバーラインが放射方向に流れている盤状成
形素材とし、次いで前記盤状成形素材に孔あけ加工する
ことにより中空孔を有する環状成形素材とするようにな
すことによって、耐ヒートチェック性に優れたCu熱間
押出用ダイスを製造することが可能であるという著大な
る効果がもたらされる。
Then, the substantially columnar material is subjected to upsetting forging in the axial direction to form a disc-shaped molding material in which the fiber lines flow in the radial direction, and then the disc-shaped molding material is hollowed by drilling. The use of the annular molding material has a remarkable effect that a Cu hot extrusion die having excellent heat check resistance can be manufactured.

【0053】そしてまた、請求項3に記載しているよう
に、成分組成は、Ni:5〜15質量%、Cr:15〜
25質量%、W:10〜25質量%、残部Coおよび不
純物からなる合金よりなるものとなすことによって、熱
間加工性,熱間耐酸化性,熱間強度に優れ、耐ヒートチ
ェック性、加熱硬化による耐ヒートチェック性低下防止
にも優れた長寿命のCu熱間押出用ダイスを製造するこ
とが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
Further, as described in claim 3, the component composition is as follows: Ni: 5 to 15% by mass, Cr: 15 to 15% by mass.
25% by mass, W: 10 to 25% by mass, made of an alloy composed of the balance Co and impurities, has excellent hot workability, hot oxidation resistance, hot strength, heat check resistance, and heating. A remarkable effect that it is possible to manufacture a long-life Cu hot extrusion die excellent in prevention of deterioration of heat check resistance due to curing.

【0054】さらにまた、盤状成形素材をローリング加
工してファイバーラインが周方向に流れている環状のC
u熱間押出用ダイスに成形する際のローリング加工温度
を700〜1100℃とするようになすことによって、
熱間強度および耐ヒートチェック性に優れたCu熱間押
出用ダイスを製造することが可能であるという著大なる
効果がもたらされる。
Further, the disk-shaped molding material is subjected to a rolling process so that the fiber line flows in the circumferential direction.
By making the rolling processing temperature at 700 to 1100 ° C. when forming into a hot extrusion die,
A remarkable effect that it is possible to manufacture a Cu hot extrusion die excellent in hot strength and heat check resistance is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を高周波焼なまし工程およ
び最終的工程を除いた工程(I),(II),(II
I),(IV),(V)に分けて示す説明図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which steps (I), (II), and (II) except for an induction annealing step and a final step.
It is explanatory drawing divided and shown to I), (IV), (V).

【図2】図1の工程に続く高周波焼なまし工程を工程
(VI)として示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a high-frequency annealing step following the step of FIG. 1 as a step (VI).

【図3】図2の工程に続く最終的工程を工程(VI
I),(VIII)に分けて示す説明図である。
FIG. 3 shows a final step following the step of FIG.
It is explanatory drawing shown separately in I) and (VIII).

【図4】Cu熱間押出用ダイスの形状を示す断面説明図
(図4の(A))および斜面説明図(図4の(B))で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view ((A) of FIG. 4) and an inclined plane explanatory view ((B) of FIG. 4) showing the shape of a Cu hot extrusion die.

【図5】Cu熱間押出用ダイスにおいてヒートチェック
が発生した状況を示す斜面説明図(図5の(A))およ
びヒートチェックが発生したCu熱間押出用ダイスを用
いて押出加工した押出成形品の説明図(図5の(B))
である。
FIG. 5 is a perspective view showing a situation where a heat check has occurred in a Cu hot extrusion die (FIG. 5 (A)), and extrusion molding performed by using a Cu hot extrusion die in which a heat check has occurred; Product explanatory diagram ((B) of FIG. 5)
It is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 略柱状素材(一次成形品) 2 盤状成形素材(二次成形品) 3 環状成形素材(三次成形品) 5 高周波加熱用コイル 10 Cu熱間押出用ダイス(四次成形品) 10A Cu熱間押出用ダイスの焼なまし層 F ファイバーライン RA,RB 成形ロール Reference Signs List 1 substantially columnar material (primary molded product) 2 disk-shaped molded material (secondary molded product) 3 annular molded material (tertiary molded product) 5 high-frequency heating coil 10 Cu hot extrusion die (fourth molded product) 10A Cu heat Annealing layer of cold extrusion die F Fiber line RA, RB Forming roll

───────────────────────────────────────────────────── 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) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 694 694B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22F 1/00 683 C22F 1/00 683 694 694B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CuまたはCu合金押出素材の熱間押出
に使用するCu熱間押出用ダイスにおいて、Ni:5〜
15質量%、Cr:15〜25質量%、W:10〜25
質量%、残部Coおよび不純物からなる合金よりなり、
押出材と接触する面の近傍部の硬さがHRC38以下で
あり、それ以外の部分の硬さがHRC38を超える硬さ
分布をもつことを特徴とするCu熱間押出用ダイス。
1. A Cu hot extrusion die used for hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material, wherein Ni: 5
15% by mass, Cr: 15 to 25% by mass, W: 10 to 25
Mass%, the balance consists of an alloy consisting of Co and impurities,
A die for hot extrusion of Cu, wherein the hardness of a portion in the vicinity of a surface in contact with the extruded material is HRC38 or less, and the hardness of other portions has a hardness distribution exceeding HRC38.
【請求項2】 CuまたはCu合金押出素材の熱間押出
に使用するCu熱間押出用ダイスを製造するに際し、中
空孔を有する環状成形素材を700〜1100℃に加熱
し前記環状成形素材の内周面と外周面を一対の成形ロー
ルにより挟圧しながら周方向にローリング加工して環状
のCu熱間押出用ダイスに成形した後、内面近傍を高周
波加熱により焼なまし処理し、必要により仕上加工を施
すことを特徴とするCu熱間押出用ダイスの製造方法。
2. When manufacturing a Cu hot extrusion die used for hot extrusion of a Cu or Cu alloy extruded material, an annular molded material having a hollow hole is heated to 700 to 1100 ° C. After pressing the peripheral surface and the peripheral surface with a pair of forming rolls to form a circular hot-extrusion die by rolling in the circumferential direction, annealing the vicinity of the inner surface by high-frequency heating and finishing if necessary A method for producing a Cu hot extrusion die.
【請求項3】 成分組成は、Ni:5〜15質量%、C
r:15〜25質量%、W:10〜25質量%、残部C
oおよび不純物からなる合金よりなる請求項2に記載の
Cu熱間押出用ダイスの製造方法。
3. The composition of the composition is as follows: Ni: 5 to 15% by mass;
r: 15 to 25% by mass, W: 10 to 25% by mass, balance C
3. The method for producing a Cu hot extrusion die according to claim 2, comprising an alloy comprising o and impurities.
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