JP2002363657A - ダライ粉の固化成形方法 - Google Patents
ダライ粉の固化成形方法Info
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- JP2002363657A JP2002363657A JP2001177016A JP2001177016A JP2002363657A JP 2002363657 A JP2002363657 A JP 2002363657A JP 2001177016 A JP2001177016 A JP 2001177016A JP 2001177016 A JP2001177016 A JP 2001177016A JP 2002363657 A JP2002363657 A JP 2002363657A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ダライ粉を固化成形して棒材や板材を再生化し
素材利用に供する 【解決手段】ダライ粉を原料として、再熔解することな
く、塑性加工等により、シース材を用い、直接固化成形
して所望の形状の、棒材や板材に作製する。
素材利用に供する 【解決手段】ダライ粉を原料として、再熔解することな
く、塑性加工等により、シース材を用い、直接固化成形
して所望の形状の、棒材や板材に作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、金属加工
により発生した切削屑を再利用することのできる棒材や
板材として提供する固化成形方法に関する。より具体的
には、本発明は、フライス等機械切削加工において発生
するダライ粉を固化成形する方法に関し、ダライ粉を固
化成形するだけで、切削加工前の素材に匹敵する性質を
備えた金属材料を提供することを目的とする。
により発生した切削屑を再利用することのできる棒材や
板材として提供する固化成形方法に関する。より具体的
には、本発明は、フライス等機械切削加工において発生
するダライ粉を固化成形する方法に関し、ダライ粉を固
化成形するだけで、切削加工前の素材に匹敵する性質を
備えた金属材料を提供することを目的とする。
【０００２】この出願のダライ粉の固化成形方法によれ
ば、ダライ粉を再熔解することなく、固化成形する加工
のみによって、素材の機械的性質を損なうことなく、強
度と伸びを有する金属材料を提供することができる。
ば、ダライ粉を再熔解することなく、固化成形する加工
のみによって、素材の機械的性質を損なうことなく、強
度と伸びを有する金属材料を提供することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、機械切削加工時
に発生するダライ粉は、金属スクラップとして扱われ、
金属スクラップは熔解に回され、熔解した金属スクラッ
プは機械的性質が著しく変化し、素材の持つ機械的性質
とまるで違う鋳物等として再利用されている。
に発生するダライ粉は、金属スクラップとして扱われ、
金属スクラップは熔解に回され、熔解した金属スクラッ
プは機械的性質が著しく変化し、素材の持つ機械的性質
とまるで違う鋳物等として再利用されている。
【０００４】これまで、必要な強度を備えた材料を確保
することが求められてきたが、資源の乏しいわが国にお
いて、国内でその需要を満たすことは困難であり、外国
からの輸入に依存しているのが現状である。このため、
高価な材料の使用を余儀なくされてきた。
することが求められてきたが、資源の乏しいわが国にお
いて、国内でその需要を満たすことは困難であり、外国
からの輸入に依存しているのが現状である。このため、
高価な材料の使用を余儀なくされてきた。
【０００５】かかる現状において、安価で高強度の金属
材料を確保するため、金属廃材の有効活用の観点から、
従来、金属スクラップとして単純に熔解に回され、機械
的性質が著しく変化するものであった金属廃材を、その
金属素材の持つ機械的性質を生かして有効活用すること
の可能性が求められてきた。
材料を確保するため、金属廃材の有効活用の観点から、
従来、金属スクラップとして単純に熔解に回され、機械
的性質が著しく変化するものであった金属廃材を、その
金属素材の持つ機械的性質を生かして有効活用すること
の可能性が求められてきた。
【０００６】この出願の発明は、従来の課題を解決する
ものとして、素材の機械的性質を損なうことなく、その
強度と伸びを生かした金属素材として、廃材としてのダ
ライ粉の有効利用を図ることを目的とする。
ものとして、素材の機械的性質を損なうことなく、その
強度と伸びを生かした金属素材として、廃材としてのダ
ライ粉の有効利用を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この出願の発明によるダ
ライ粉の固化成形方法を用いることにより、金属スクラ
ップを再熔解しない方法でも、棒材、板材等の素材を再
生することができる。
ライ粉の固化成形方法を用いることにより、金属スクラ
ップを再熔解しない方法でも、棒材、板材等の素材を再
生することができる。
【０００８】この出願の発明は、ダライ粉を加工原料と
してシース材に充填し、シース材毎充填したダライ粉を
塑性加工し、所望の形状に固化成形することを特徴とす
るダライ粉の固化成形方法を提供する。
してシース材に充填し、シース材毎充填したダライ粉を
塑性加工し、所望の形状に固化成形することを特徴とす
るダライ粉の固化成形方法を提供する。
【０００９】また、この出願の発明は、固化成形に、孔
型ロール、平ロール、押出及びスウェージによる塑性加
工を施したり、さらに固化成形を熱間加工又は冷間加工
可能とするダライ粉の固化成形方法をも提供する。
型ロール、平ロール、押出及びスウェージによる塑性加
工を施したり、さらに固化成形を熱間加工又は冷間加工
可能とするダライ粉の固化成形方法をも提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】固化成形に孔型ロール、平ロー
ル、押出し、スウェージあるいは鍛造を用いるのは、加
工時に密閉されたシース缶内に静水圧圧下が加わること
で組織の異常粒成長を抑制し、素材が有する組織を確保
するためであり、また、塑性加工により、ダライ粉の新
生面が現出することで、固形成形が容易になるためであ
る。
ル、押出し、スウェージあるいは鍛造を用いるのは、加
工時に密閉されたシース缶内に静水圧圧下が加わること
で組織の異常粒成長を抑制し、素材が有する組織を確保
するためであり、また、塑性加工により、ダライ粉の新
生面が現出することで、固形成形が容易になるためであ
る。
【００１１】また、孔型ロール、押出し、スウェージあ
るいは鍛造加工を用いることで、成形体内部のポアが強
度や伸びに影響のないレベルまで抑制される。これらの
固化成形方法はオンラインできるため大量生産に有利で
ある。微細結晶が必要な場合には固化成形温度(θ2)を9
00℃以下とするのが好ましく、これは、これ以上の温度
で固化成形すると組織が異常粒成長し粗大化してしま
い、素材が有する機械的性質の低下を引き起こすためで
ある。そして、微細な組織を有する材料は、できる限り
低温で成形することが望ましい。Al合金の場合は、シー
ス缶に充填した後、真空脱気処理をしないで、室温で固
化成形することができる。これによれば、真空脱気処理
及び成形加熱処理も必要なくなり、Al合金固化成形が容
易となる。
るいは鍛造加工を用いることで、成形体内部のポアが強
度や伸びに影響のないレベルまで抑制される。これらの
固化成形方法はオンラインできるため大量生産に有利で
ある。微細結晶が必要な場合には固化成形温度(θ2)を9
00℃以下とするのが好ましく、これは、これ以上の温度
で固化成形すると組織が異常粒成長し粗大化してしま
い、素材が有する機械的性質の低下を引き起こすためで
ある。そして、微細な組織を有する材料は、できる限り
低温で成形することが望ましい。Al合金の場合は、シー
ス缶に充填した後、真空脱気処理をしないで、室温で固
化成形することができる。これによれば、真空脱気処理
及び成形加熱処理も必要なくなり、Al合金固化成形が容
易となる。
【００１２】
【実施例】図２は、ダライ粉(1)を充填したシース缶(2)
を示す。ダライ粉(1)を充填後、通気口付きダミーブロ
ック(2a)を介在させ、さらに脱気用パイプ(2c)付き密封
材(2b)によってシース缶(2)の開口端を施蓋して閉鎖し
周囲をテグ溶接する。加熱装置によりダライ粉に付着し
ているガスは、ダミーブロック(2a)の通気口、脱気用パ
イプ(2c)の内通路を通じて、排気され内部は真空脱気さ
れる。真空脱気処理後、脱気用パイプ(2c)は潰される。
ダライ粉の固化成形工程の概要が、図１のフロー図に示
される。金属組成重量%でＣ/０．３５３，Ｓｉ／０．２
８，Ｍｎ／０．８０，Ｃｒ／１．０９，Ｍｏ／０，１７
（ＳＣＭ４３５）の旋盤切削ダライ粉(1)を、Ｓ４５Ｃ
製の外径５０ｍｍφ、内径４０ｍｍφのシース缶(2)に
充填し、ダライ粉充填後,真空装置(3b)と加熱装置(3a)
により、シース缶を真空(10―6torr)状態で、加熱温度
(θ1):４８０℃、加熱時間:1時間の条件下で、真空脱気
を行う。その後温度を定温まで下げて封缶した後、孔型
ロールを用いて、第2の加熱装置(4)により加熱温度(θ
2)で:加熱し、第1表に示す条件で固化成形(塑性変形加
工)を行い、１４ｍｍ角×１８００ｍｍの固化成形体を
得た。その後、この成形体から平行部直径３．５ｍｍ×
２４．５ｍｍの引張試験片を採取し、引張試験を行っ
た。
を示す。ダライ粉(1)を充填後、通気口付きダミーブロ
ック(2a)を介在させ、さらに脱気用パイプ(2c)付き密封
材(2b)によってシース缶(2)の開口端を施蓋して閉鎖し
周囲をテグ溶接する。加熱装置によりダライ粉に付着し
ているガスは、ダミーブロック(2a)の通気口、脱気用パ
イプ(2c)の内通路を通じて、排気され内部は真空脱気さ
れる。真空脱気処理後、脱気用パイプ(2c)は潰される。
ダライ粉の固化成形工程の概要が、図１のフロー図に示
される。金属組成重量%でＣ/０．３５３，Ｓｉ／０．２
８，Ｍｎ／０．８０，Ｃｒ／１．０９，Ｍｏ／０，１７
（ＳＣＭ４３５）の旋盤切削ダライ粉(1)を、Ｓ４５Ｃ
製の外径５０ｍｍφ、内径４０ｍｍφのシース缶(2)に
充填し、ダライ粉充填後,真空装置(3b)と加熱装置(3a)
により、シース缶を真空(10―6torr)状態で、加熱温度
(θ1):４８０℃、加熱時間:1時間の条件下で、真空脱気
を行う。その後温度を定温まで下げて封缶した後、孔型
ロールを用いて、第2の加熱装置(4)により加熱温度(θ
2)で:加熱し、第1表に示す条件で固化成形(塑性変形加
工)を行い、１４ｍｍ角×１８００ｍｍの固化成形体を
得た。その後、この成形体から平行部直径３．５ｍｍ×
２４．５ｍｍの引張試験片を採取し、引張試験を行っ
た。
【００１３】
【表 １】
【００１４】第１表は、旋盤切削ダライ粉から素材を作
製する手法と、その棒材の引張り特性を示し、ＪＩＳ規
格製品との比較をも示している。これによれば、試料A,
B,Cは、孔型ロール(溝ロール)を用いて、91%の見かけの
圧延率で、塑性加工を施して作製した。また、引張り強
さはそれぞれ、引張応力(TS)が865、972、1062MＰaと温
度に比例して増大することを示し、降伏応力(YS)が90
0、794、670と逆に、温度に反比例して減少することを
示している。さらに、伸びについては、温度変化によっ
ても変化は少なかった。なお、見かけの圧延率は90〜93
%の強加工が好ましいものであった。この場合、圧延率
とは、シース缶内径から固化成形材の外径の断面減少率
を示しており、91%圧延率とは、100%相対密度の材料を
外径口14.3迄圧延した場合の計算値である。この圧延率
は材料の違い、充填率の違いにより異なる。また、シー
ス缶にダライ粉を充填した時の充填率は32%であり、こ
れを考慮に入れた真の圧延率は、約78%に相当するもの
であった。発明の実施例(表１、試料A、B、C)によれ
ば、ＪＩＳ規格の熱処理を施していないにも拘わらず、
引張り強さ、引張応力(TS)=８５６〜１０６２ＭＰａ、
降伏応力(ＹＳ)＝６７０〜９００ＭＰａ、全伸び１６％
以上、絞り値37〜63%を示し、本発明ものは、ＪＩＳ規
格に示されている比較例（表1、試料Ｄ）とは、機械的
性質に劣らない特性を示すものであった。このように、
固化成形温度を選択することによって、TS,YS及び絞り
値等を、ＪＩＳ規格に相当する材料を創製することが可
能である。なお、実施例のSCM435鋼は、900℃以下の温
度で固化成形し、成形温度の違いにより機械的性質は異
なるものであったが、ＪＩＳ規格に定められた熱処理を
施すことにより、全ての試料は同じ機械的性質を示すも
のであった。また、SCM鋼のようなマルテンサイト鋼に
おいては、成形温度は900℃以下とは限らず、成形し易
い温度で成形した後、熱処理により所定の機械的性質の
材料にすることができる。Ti6Al4Vの実施例において
も、引張試験の結果はＪＩＳ規格に入っており、同効を
奏するものであった。
製する手法と、その棒材の引張り特性を示し、ＪＩＳ規
格製品との比較をも示している。これによれば、試料A,
B,Cは、孔型ロール(溝ロール)を用いて、91%の見かけの
圧延率で、塑性加工を施して作製した。また、引張り強
さはそれぞれ、引張応力(TS)が865、972、1062MＰaと温
度に比例して増大することを示し、降伏応力(YS)が90
0、794、670と逆に、温度に反比例して減少することを
示している。さらに、伸びについては、温度変化によっ
ても変化は少なかった。なお、見かけの圧延率は90〜93
%の強加工が好ましいものであった。この場合、圧延率
とは、シース缶内径から固化成形材の外径の断面減少率
を示しており、91%圧延率とは、100%相対密度の材料を
外径口14.3迄圧延した場合の計算値である。この圧延率
は材料の違い、充填率の違いにより異なる。また、シー
ス缶にダライ粉を充填した時の充填率は32%であり、こ
れを考慮に入れた真の圧延率は、約78%に相当するもの
であった。発明の実施例(表１、試料A、B、C)によれ
ば、ＪＩＳ規格の熱処理を施していないにも拘わらず、
引張り強さ、引張応力(TS)=８５６〜１０６２ＭＰａ、
降伏応力(ＹＳ)＝６７０〜９００ＭＰａ、全伸び１６％
以上、絞り値37〜63%を示し、本発明ものは、ＪＩＳ規
格に示されている比較例（表1、試料Ｄ）とは、機械的
性質に劣らない特性を示すものであった。このように、
固化成形温度を選択することによって、TS,YS及び絞り
値等を、ＪＩＳ規格に相当する材料を創製することが可
能である。なお、実施例のSCM435鋼は、900℃以下の温
度で固化成形し、成形温度の違いにより機械的性質は異
なるものであったが、ＪＩＳ規格に定められた熱処理を
施すことにより、全ての試料は同じ機械的性質を示すも
のであった。また、SCM鋼のようなマルテンサイト鋼に
おいては、成形温度は900℃以下とは限らず、成形し易
い温度で成形した後、熱処理により所定の機械的性質の
材料にすることができる。Ti6Al4Vの実施例において
も、引張試験の結果はＪＩＳ規格に入っており、同効を
奏するものであった。
【００１５】
【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、ダライ
粉を再熔解することなく、ダライ粉を直接塑性変形する
ことによって固化成形し、素材の機械的特性を略維持し
たままの好ましい特性を持った棒材や板材を提供するこ
とができる。また、ダライ粉を固化成形するための新た
な設備を導入しなくても、既存の設備を利用して生産す
ることができため、製作が容易である。さらに、再熔解
行程を省略できるので、生産コストを低く押えることが
できる。
粉を再熔解することなく、ダライ粉を直接塑性変形する
ことによって固化成形し、素材の機械的特性を略維持し
たままの好ましい特性を持った棒材や板材を提供するこ
とができる。また、ダライ粉を固化成形するための新た
な設備を導入しなくても、既存の設備を利用して生産す
ることができため、製作が容易である。さらに、再熔解
行程を省略できるので、生産コストを低く押えることが
できる。
【図１】ダライ粉を原料とする素材を得るための製作行
程を示す概要図である。
程を示す概要図である。
【図２】シース缶の断面を示す図である。
１ ダライ粉 ２ シース ２ａ ダミーブロック ２ｂ 密封材 ２ｃ 脱気用パイプ ３ａ 加熱装置(ダライ粉脱ガス用) ３ｂ 真空装置 ４ 第2の加熱装置(シース缶;固化成形用) ５ 加工機 ６ 固化成形体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E087 CB01 CB03 HB15 4K001 BA22 BA24 CA25
Claims (3)
- 【請求項１】 ダライ粉を加工原料としてシース材に充
填し、シース材毎充填したダライ粉を塑性加工し、所望
の形状に固化成形することを特徴とするダライ粉の固化
成形方法。 - 【請求項２】 請求項１において、固化成形に、孔型ロ
ール、平ロール、押し出し、スウェージあるいは鍛造に
よる塑性加工を施すことを特徴とするダライ粉の固化成
形方法。 - 【請求項３】 請求項１ないし２のいずれかにおいて、
固化成形を熱間加工又は冷間加工可能としたことを特徴
とするダライ粉の固化成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177016A JP3837472B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | ダライ粉の固化成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177016A JP3837472B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | ダライ粉の固化成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002363657A true JP2002363657A (ja) | 2002-12-18 |
| JP3837472B2 JP3837472B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=19017923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177016A Expired - Lifetime JP3837472B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | ダライ粉の固化成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3837472B2 (ja) |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177016A patent/JP3837472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3837472B2 (ja) | 2006-10-25 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050719 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051028 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060327 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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