JP2013233560A - Casting metal mold device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heat respective metal mold molding faces of upper and lower metal molds by a metal mold molding face heating-means prior to the setting of casting raw materials to the metal molds, in a casting metal mold device.SOLUTION: A casting metal mold device comprises an upper metal mold 10 and a lower metal mold 20, also comprises metal mold-heating means 11, 21 for heating the upper and lower metal molds 10, 20, and is used for the high-temperature casting of casting raw materials. The casting metal mold device further comprises a metal mold molding face heating-means 31 which can be inserted to and contracted from a gap between the upper and lower metal molds 10, 20, and heats respective metal mold molding faces 10a, 20a of the upper and lower metal molds 10, 20 prior to the setting of the casting raw materials to the metal molds 10, 20.

Description

本発明は、チタン合金やNi基合金などの難加工性金属材料の高温鍛造(熱間型鍛造)に用いられる鍛造用金型装置に関するものである。   The present invention relates to a forging die apparatus used for high-temperature forging (hot die forging) of difficult-to-work metal materials such as titanium alloys and Ni-based alloys.

近年、金型を用いてチタン合金やNi基合金などの難加工性金属材料の高温鍛造が行われるようになってきている。高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置として、金型を加熱するために、従来、例えば、上金型及び下金型のそれぞれに、複数個のヒータ挿入穴が形成され、これらの各ヒータ挿入穴に挿入された棒状のシーズヒータ(「カートリッジヒータ」とも呼ばれる)によって上金型及び下金型を加熱するようにした鍛造用金型装置が知られている。例えば、特許文献1,2には、この種の鍛造用金型装置が開示されている。   In recent years, high-temperature forging of difficult-to-work metal materials such as titanium alloys and Ni-based alloys has been performed using a mold. As a forging die device used for high temperature forging, in order to heat a die, conventionally, for example, a plurality of heater insertion holes are formed in each of an upper die and a lower die, and each of these heaters is inserted. A forging die apparatus is known in which an upper die and a lower die are heated by a rod-shaped sheathed heater (also referred to as “cartridge heater”) inserted into a hole. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose this type of forging die apparatus.

特開2004−337935号公報(段落[0032]、図3)JP 2004-337935 A (paragraph [0032], FIG. 3) 特開平11−77214号公報(段落[0010]、図2)Japanese Patent Laid-Open No. 11-77214 (paragraph [0010], FIG. 2)

しかし、前述した従来の鍛造用金型装置では、上下の金型を加熱する金型加熱手段として、各金型内部に組み込まれたシーズヒータ(発熱体)を備えているものの、鍛造用素材の金型へのセットに先立ち、金型成形面の形状によっては金型成形面の温度を金型成形面全体にわたってほぼ均一にすることがむずかしいという問題があった。また、各金型内部に組み込まれたシーズヒータによる加熱では、金型成形面の温度を所要の温度まで昇温するには長時間を要することや、複数個の製品を連続的に鍛造する際に、金型成形面に温度分布が生じることが生産性を阻害していた。   However, the above-described conventional forging die apparatus includes a sheathed heater (heating element) incorporated in each die as a die heating means for heating the upper and lower dies, but the forging material Prior to setting the mold, there is a problem that it is difficult to make the temperature of the mold molding surface substantially uniform over the entire mold molding surface depending on the shape of the mold molding surface. In addition, when heating with a sheathed heater built into each mold, it takes a long time to raise the temperature of the mold molding surface to the required temperature, or when multiple products are continuously forged. In addition, the temperature distribution on the mold forming surface has hindered productivity.

そこで、本発明の課題は、上下の金型と、これらを加熱する金型加熱手段とを備え、鍛造用素材の高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、鍛造用素材の金型へのセットに先立ち、金型成形面加熱手段により、上下の金型の各金型成形面を加熱することができるようにした、鍛造用金型装置を提供することにある。   Then, the subject of this invention is provided with the upper and lower metal mold | die and the metal mold | die heating means which heats these, In the metal mold | die for forging used for the high temperature forging of the forging raw material, It is an object of the present invention to provide a forging die device that can heat each die forming surface of upper and lower dies by a die forming surface heating means prior to setting.

前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

請求項1の発明は、上金型及び下金型を備えるとともに、前記上下の金型を加熱する金型加熱手段を備え、鍛造用素材の高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の金型の間に挿入退避が可能で、該金型への鍛造用素材のセットに先立ち、前記上下の金型の各金型成形面を加熱する金型成形面加熱手段を備えたことを特徴とする鍛造用金型装置である。   The invention according to claim 1 is a forging die apparatus for use in high-temperature forging of a forging material, comprising an upper die and a lower die, and a die heating means for heating the upper and lower dies. It was possible to insert and retreat between the upper and lower molds, and equipped with a mold molding surface heating means for heating each mold molding surface of the upper and lower molds prior to setting the forging material to the mold. Is a forging die apparatus characterized by the following.

請求項2の発明は、請求項1記載の鍛造用金型装置において、前記金型成形面加熱手段が放射加熱方式の加熱手段であることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the forging die apparatus according to the first aspect, the die molding surface heating means is a radiant heating type heating means.

請求項3の発明は、請求項2記載の鍛造用金型装置において、前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータが、上下の金型の各金型成形面の部位に対応してヒータ単位面積当たりの赤外線放射量が異なるように構成されたものであることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the forging die apparatus according to the second aspect, the radiant heating type heating means is an infrared heater, and the infrared heater is disposed at a portion of each die forming surface of the upper and lower dies. Correspondingly, it is configured such that the amount of infrared radiation per heater unit area is different.

請求項4の発明は、請求項2記載の鍛造用金型装置において、前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータからの輻射熱による金型成形面の所要部位の温度上昇を抑制するためのマスキング部材を備えたことを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the forging die apparatus according to the second aspect, the heating means of the radiant heating method is an infrared heater, and a temperature rise at a required portion of the mold forming surface due to the radiant heat from the infrared heater. It is characterized by having a masking member for suppression.

請求項5の発明は、請求項2記載の鍛造用金型装置において、前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータが、凹凸部を有する金型成形面の形状に対応したヒータ表面形状を有し、ヒータ表面から対向する金型成形面までの距離が金型成形面全体にわたって所定範囲に維持されるように構成されたものであることを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the forging die apparatus according to the second aspect, the radiant heating type heating means is an infrared heater, and the infrared heater corresponds to a shape of a mold forming surface having an uneven portion. It has a heater surface shape, and is configured such that the distance from the heater surface to the opposing mold forming surface is maintained within a predetermined range over the entire mold forming surface.

請求項1の鍛造用金型装置によれば、金型加熱手段とは別に、上下の金型の間に挿入退避が可能で、温度低下しやすい金型成形面を加熱するための金型成形面加熱手段を備えているので、鍛造用素材の金型へのセットに先立ち、金型成形面加熱手段を上下の金型の間に位置させ、加熱後に退避させることにより、上下の金型の各金型成形面を、例えば、金型成形面全体にわたって所要の温度となるように加熱することができる。その結果、上下の金型の金型成形面の形状を忠実に反映した鍛造製品が得られ、鍛造製品の寸法や形状の精度向上を図ることができる。   According to the forging die apparatus of claim 1, in addition to the die heating means, the die forming for heating the die forming surface which can be inserted and retracted between the upper and lower dies and is easily lowered in temperature. Since the surface heating means is provided, the mold forming surface heating means is positioned between the upper and lower molds prior to setting the forging material into the mold, and is retracted after heating, so that the upper and lower molds are Each mold forming surface can be heated, for example, to a required temperature over the entire mold forming surface. As a result, a forged product that faithfully reflects the shapes of the mold forming surfaces of the upper and lower dies can be obtained, and the accuracy of the size and shape of the forged product can be improved.

請求項2の鍛造用金型装置によれば、金型成形面加熱手段として放射加熱方式の加熱手段を備えているので、金型成形面に加熱による肌荒れ損傷などを引き起こすことなく非接触にて金型成形面の加熱を行うことができる。   According to the forging die apparatus of claim 2, since the heating means of the radiant heating method is provided as the die forming surface heating means, the surface of the die forming surface can be contacted without causing damage to the skin due to heating. The mold forming surface can be heated.

請求項3の鍛造用金型装置によれば、金型成形面を加熱するに際し、例えば、赤外線ヒータにおいて対向する金型成形面までの間隔距離が大きい部位や、金型成形面の周辺部に対向する部位の赤外線放射量(ヒータ単位面積当たり)が、金型成形面までの間隔距離が小さい部位や、金型成形面の中心部に対向する部位の赤外線放射量よりも大きくなるように赤外線ヒータを構成することにより、上下の金型の各金型成形面を該金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるように加熱することができる。   According to the forging die device of claim 3, when heating the mold forming surface, for example, in a portion having a large distance to the opposite mold forming surface in the infrared heater or in the peripheral portion of the mold forming surface. Infrared radiation so that the infrared radiation amount (per heater unit area) of the facing part is larger than the infrared radiation amount of the part where the distance to the mold molding surface is small or the part facing the center of the mold molding surface By configuring the heater, the mold forming surfaces of the upper and lower molds can be heated so that the temperature is substantially uniform over the entire mold forming surface.

請求項4の鍛造用金型装置によれば、例えば、金型成形面において周辺部に比べて放熱による温度低下が起こり難い中心部を覆うようにマスキング部材を配置することにより、赤外線ヒータからの輻射熱による金型成形面の前記中心部の温度上昇を抑制し、前記中心部が過加熱状態になることを防止して、上下の金型の各金型成形面を該金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるように加熱することができる。   According to the forging die device of claim 4, for example, by disposing the masking member so as to cover the central portion where the temperature drop due to heat radiation is less likely to occur on the die forming surface than the peripheral portion, The temperature rise of the center part of the mold molding surface due to radiant heat is suppressed, the center part is prevented from being overheated, and the mold molding surfaces of the upper and lower molds are spread over the entire mold molding surface. It can heat so that temperature may become substantially uniform.

請求項5の鍛造用金型装置によれば、凹凸部を有する金型成形面を加熱するに際し、赤外線ヒータが前記金型成形面の形状に対応したヒータ表面形状を有し、ヒータ表面から対向する金型成形面までの間隔距離が金型成形面全体にわたって所定範囲、例えばほぼ一定となるように構成されているので、前記金型成形面を該金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるように加熱することができる。ここで、前記所定範囲は、所望の加熱の均一性を達成できる範囲であれば、ヒータ表面から対向する金型成形面までの間隔距離が変動する場合も含む。   According to the forging die device of claim 5, when heating the die forming surface having the uneven portion, the infrared heater has a heater surface shape corresponding to the shape of the die forming surface and is opposed to the heater surface. Since the interval distance to the mold forming surface is configured to be within a predetermined range, for example, substantially constant over the entire mold forming surface, the temperature of the mold forming surface is substantially uniform over the entire mold forming surface. Can be heated. Here, the predetermined range includes a case where the interval distance from the heater surface to the opposing mold forming surface varies as long as the desired heating uniformity can be achieved.

本発明の一実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the die apparatus for forging by one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the die apparatus for forging by another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the die apparatus for forging by another embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a forging die device according to an embodiment of the present invention.

図1において、10は円盤状の上金型、20は円盤状の下金型である。本実施形態では、上下の金型10,20は、凹凸部を有する円盤状の鍛造製品を型鍛造するためのものである。本実施形態では、上金型10の製品成形面10aと下金型20の製品成形面20aとは、両方とも同形状をなし、平面視円形形状で凹凸部を有している。製品成形面10a,20aは、半径方向における中心部が凸部で、その周辺部が凹部となっている。   In FIG. 1, 10 is a disk-shaped upper mold, and 20 is a disk-shaped lower mold. In the present embodiment, the upper and lower molds 10 and 20 are for die forging a disk-shaped forged product having uneven portions. In the present embodiment, the product molding surface 10a of the upper mold 10 and the product molding surface 20a of the lower mold 20 both have the same shape, and have an uneven portion in a circular shape in plan view. The product molding surfaces 10a and 20a have a convex portion at the center in the radial direction and a concave portion at the periphery thereof.

まず、上金型10側について説明する。この鍛造用金型装置1の上金型側は、図1に示すように、上金型10と、上金型10を支持する円盤状のダイプレート14と、上金型10の外周部を囲繞し、該上金型10を保持する円環状のダイホルダー12と、上金型10の製品成形面10aと反対側の面が当接するように配置され、ダイホルダー12に保持された上金型10を加熱するための円盤状のヒータプレート11と、このヒータプレート11とダイプレート14との間に配置された円盤状の断熱プレート13と、を備えている。鍛造に際して、加熱炉で予熱された上金型10が前記ダイホルダー12の内側に収容され、例えば図示しないピンなどを用いてダイホルダー12に固定されるという「入れ子構造」になっている。   First, the upper mold 10 side will be described. As shown in FIG. 1, the upper die side of the forging die device 1 includes an upper die 10, a disk-shaped die plate 14 that supports the upper die 10, and an outer peripheral portion of the upper die 10. An annular die holder 12 that surrounds and holds the upper mold 10 is arranged so that the surface opposite to the product molding surface 10a of the upper mold 10 is in contact with the upper mold 10 held by the die holder 12. A disk-shaped heater plate 11 for heating the mold 10 and a disk-shaped heat insulating plate 13 disposed between the heater plate 11 and the die plate 14 are provided. At the time of forging, the upper die 10 preheated in a heating furnace is accommodated inside the die holder 12 and is fixed to the die holder 12 using, for example, a pin (not shown).

前記ヒータプレート11には、上金型10の底面(製品成形面10aと反対側の面)に当接する側の表面に、複数、図示例では2つの円環状溝が所定の間隔をあけて同心円状に設けられている。ヒータプレート11のこれらの円環状溝内には、抵抗加熱によって発熱する抵抗加熱体であるシーズヒータ11a,11aが溝壁に密接する状態で配置されている。なお、シーズヒータ11a,11aのリード線は、ヒータプレート11の図示しないリード線用溝内を通ってヒータプレート11の外部に引き出されるようになっている。 In the heater plate 11, a plurality of, in the illustrated example, two annular grooves are concentrically spaced from each other on the surface of the upper mold 10 that is in contact with the bottom surface (the surface opposite to the product molding surface 10a). It is provided in the shape. In these annular grooves of the heater plate 11, sheathed heaters 11a 1 and 11a 2 which are resistance heaters that generate heat by resistance heating are arranged in close contact with the groove walls. The lead wires of the sheathed heaters 11a 1 and 11a 2 are drawn out of the heater plate 11 through the lead wire grooves (not shown) of the heater plate 11.

60は、図示しないプレス機の昇降側部材(ラムあるいはスライダと呼ばれる)に固定されたベースプレートである。ベースプレート60には、タイロッドやナット等からなる締結具15を用いて、ダイプレート12、断熱プレート13、ヒータプレート11及びダイホルダー12が一体に取り付けられている。   Reference numeral 60 denotes a base plate fixed to an elevating side member (called a ram or a slider) of a press machine (not shown). A die plate 12, a heat insulating plate 13, a heater plate 11, and a die holder 12 are integrally attached to the base plate 60 using a fastener 15 made of a tie rod, a nut, or the like.

つぎに、下金型20側について説明する。この鍛造用金型装置1の下金型側は、図1に示すように、下金型20と、下金型20を支持する円盤状のダイプレート24と、下金型20の外周部を囲繞し、該下金型20を保持する円環状のダイホルダー22と、下金型20の製品成形面20aと反対側の面が当接するように配置され、ダイホルダー22に保持された下金型20を加熱するための円盤状のヒータプレート21と、ヒータプレート21とダイプレート24との間に配置された円盤状の断熱プレート23と、を備えている。鍛造に際して、加熱炉で予熱された下金型20が前記ダイホルダー22の内側に収容され、例えば図示しないピンなどを用いてダイホルダー22に固定されるという「入れ子構造」になっている。   Next, the lower mold 20 side will be described. As shown in FIG. 1, the lower die side of the forging die device 1 includes a lower die 20, a disk-shaped die plate 24 that supports the lower die 20, and an outer peripheral portion of the lower die 20. An annular die holder 22 that surrounds and holds the lower mold 20 is disposed so that the surface opposite to the product molding surface 20 a of the lower mold 20 is in contact with the lower mold held by the die holder 22. A disk-shaped heater plate 21 for heating the mold 20 and a disk-shaped heat insulating plate 23 arranged between the heater plate 21 and the die plate 24 are provided. During forging, the lower mold 20 preheated in a heating furnace is housed inside the die holder 22 and is fixed to the die holder 22 using, for example, a pin (not shown).

前記ヒータプレート21は、上金型用の前記ヒータプレート11と同構成であり、シーズヒータ21a,21aが同心円状に配置されて組み込まれてなるものである。前記のヒータプレート11,21は、上下の金型10,20を加熱する金型加熱手段を構成している。 The heater plate 21 has the same configuration as the heater plate 11 for the upper mold, and the sheathed heaters 21a 1 and 21a 2 are concentrically arranged and incorporated. The heater plates 11 and 21 constitute mold heating means for heating the upper and lower molds 10 and 20.

70は、プレス機の固定側部材(ボルスタ)に固定されたベースプレートである。ベースプレート70には、タイロッドやナット等からなる締結具25を用いて、ダイプレート22、断熱プレート23、ヒータプレート21及びダイホルダー22が一体に取り付けられている。なお、図1では、鍛造製品を取り出すためのノックアウト機構などは図示省略している。   Reference numeral 70 denotes a base plate fixed to a fixed side member (bolster) of the press machine. A die plate 22, a heat insulating plate 23, a heater plate 21, and a die holder 22 are integrally attached to the base plate 70 using a fastener 25 made of a tie rod, a nut, or the like. In addition, in FIG. 1, the knockout mechanism for taking out a forging product etc. is abbreviate | omitting illustration.

前記上下の金型10,20は、その材質が例えばNi基耐熱合金からなるものである。また、前記ヒータプレート11,21は、その材質が例えばNi基耐熱合金からなるものである。前記ダイホルダー12,22は、その材質が例えば熱間工具鋼からなるものである。前記断熱プレート13,23は、例えば耐火れんがからなるものである。また、前記ダイプレート14,24は、その材質が例えば炭素鋼からなるものである。   The upper and lower molds 10 and 20 are made of, for example, a Ni-base heat resistant alloy. The heater plates 11 and 21 are made of, for example, a Ni-base heat resistant alloy. The die holders 12 and 22 are made of, for example, hot tool steel. The said heat insulation plates 13 and 23 consist of fireproof bricks, for example. The die plates 14 and 24 are made of, for example, carbon steel.

本実施形態の鍛造用金型装置1は、図1に示すように、上下の金型10,20の間に挿入退避が可能で、該金型10,20への鍛造用素材のセットに先立ち、上下の金型10,20の各金型成形面10a,20aを加熱する金型成形面加熱手段として、非接触にて各金型成形面10a,20aの加熱を行うことができる放射加熱方式の加熱手段を備えており、その一例である赤外線ヒータ31を備えている。赤外線ヒータ31は、この実施形態では、遠赤外線を放射する遠赤外線ヒータである。   As shown in FIG. 1, the forging die device 1 of the present embodiment can be inserted and retracted between upper and lower dies 10, 20, and prior to setting the forging material into the dies 10, 20. As a mold molding surface heating means for heating the mold molding surfaces 10a and 20a of the upper and lower molds 10 and 20, a radiation heating method capable of heating the mold molding surfaces 10a and 20a in a non-contact manner. And an infrared heater 31 as an example. In this embodiment, the infrared heater 31 is a far infrared heater that radiates far infrared rays.

赤外線ヒータ31は、細長い棒状の支持部材40を介して図示しない駆動装置に結合されている。この駆動装置は、プレス機で上金型20を下降させて下金型20に接近させる前に、赤外線ヒータ31を下金型20の金型成形面20a上方の所定位置に挿入し、図1に示す状態での赤外線ヒータ31による金型成形面10a,20aの加熱後、鍛造用素材を下金型20の金型成形面20a上にセットするためにプレス機で上金型20を上昇させてから、赤外線ヒータ31を金型10,20の外方へ退避させる装置である。この駆動装置は、赤外線ヒータ31を前進・後退移動、上昇・下降移動させる機能を備えており、例えば、プレス機のボルスタ上に取り付けられている。   The infrared heater 31 is coupled to a driving device (not shown) through a long and thin bar-shaped support member 40. This driving device inserts the infrared heater 31 into a predetermined position above the mold forming surface 20a of the lower mold 20 before the upper mold 20 is lowered by the press machine and brought close to the lower mold 20. FIG. After the mold forming surfaces 10a and 20a are heated by the infrared heater 31 in the state shown in FIG. 2, the upper mold 20 is raised by a press to set the forging material on the mold forming surface 20a of the lower mold 20. After that, the infrared heater 31 is retracted to the outside of the molds 10 and 20. This drive device has a function of moving the infrared heater 31 forward / backward and moving up / down, and is mounted on, for example, a bolster of a press machine.

赤外線ヒータ31は、全体として円形薄板状をなしており、円形形状のヒータ中心部31aと、ヒータ中心部31aに連なる円環形薄板状のヒータ周辺部31bとを有している。前記中心部31aとヒータ周辺部31bとは、ヒータ単位面積当たりの赤外線放射量(放射発散度量)が異なるように構成されており、本実施形態では、赤外線放射量が異なる発熱体(セラミック、金属酸化面など)で構成されている。金型成形面10a,20aにおける周辺部に位置する凹部に対向して位置させるヒータ周辺部31bは、金型成形面10a,20aにおける中心部に位置する凸部に対向して位置させるヒータ中心部31aよりも、ヒータ単位面積当たりの赤外線放射量が大きい発熱体で構成されている。   The infrared heater 31 has a circular thin plate shape as a whole, and includes a circular heater central portion 31a and an annular thin plate-shaped heater peripheral portion 31b connected to the heater central portion 31a. The central portion 31a and the heater peripheral portion 31b are configured so as to have different infrared radiation amounts (radiant divergence amounts) per heater unit area. In the present embodiment, the heating elements (ceramics and metals) having different infrared radiation amounts. It consists of an oxidized surface). The heater peripheral portion 31b positioned opposite to the concave portion located in the peripheral portion of the mold forming surfaces 10a and 20a is the heater central portion positioned opposite to the convex portion located in the central portion of the mold forming surfaces 10a and 20a. It is composed of a heating element having a larger amount of infrared radiation per heater unit area than 31a.

このように構成される鍛造用金型装置1において、上下の金型10,20は、加熱炉で所要温度に予熱されてから、型開き状態にあるプレス機へ導かれ、金型裏面がヒータプレート11,21に当接する状態でダイホルダー12,22内に嵌め入れられ、例えば図示しないピン等を用いてダイホルダー12,22に固定される。なお、この金型10,20の装着に先立ち、前記ヒータプレート11,21は所要の温度に加熱されている。また、退避位置にある赤外線ヒータ31は、照射開始から短時間で通常出力が出せるように、予め電力を供給してオン状態としておくことが望ましい。   In the forging die apparatus 1 configured as described above, the upper and lower dies 10 and 20 are preheated to a required temperature in a heating furnace and then guided to a press machine in a die opening state, and the die back surface is a heater. It fits in the die holders 12 and 22 in contact with the plates 11 and 21, and is fixed to the die holders 12 and 22 using pins or the like (not shown), for example. Prior to mounting the molds 10 and 20, the heater plates 11 and 21 are heated to a required temperature. In addition, it is desirable that the infrared heater 31 in the retracted position is previously turned on by supplying power so that a normal output can be output in a short time from the start of irradiation.

次いで、前記駆動装置により前記赤外線ヒータ31を下金型20の金型成形面20a上方の所定位置に挿入し、図1に示すように、上金型20を下降させて下金型20に接近させた状態で、赤外線ヒータ31による金型成形面10a,20aの加熱を行う。   Next, the infrared heater 31 is inserted into a predetermined position above the mold forming surface 20a of the lower mold 20 by the drive device, and the upper mold 20 is lowered to approach the lower mold 20 as shown in FIG. In this state, the mold molding surfaces 10a and 20a are heated by the infrared heater 31.

上下の金型10,20は、金型周辺部が金型中心部に比べて放熱によって温度が下がりやすい。このため、この鍛造用金型装置1では、前記赤外線ヒータ31により、金型成形面10a,20aにおける中心部に位置する凸部に比べて周辺部に位置する凹部に対して赤外線放射量が大きくなるように金型成形面10a,20aの加熱を行う。これにより、金型裏面側からのヒータプレート11,21による金型10,20の加熱と相俟って、金型成形面10a,20aを所要温度(例えば、加熱炉で加熱される鍛造素材の加熱温度に近い温度)でもって金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一となるように加熱することができる。   In the upper and lower molds 10 and 20, the temperature at the periphery of the mold is likely to decrease due to heat radiation as compared to the center of the mold. For this reason, in this forging die apparatus 1, the infrared radiation amount is large with respect to the recessed part located in the peripheral part by the said infrared heater 31 compared with the convex part located in the center part in the metal mold | die molding surfaces 10a and 20a. The mold molding surfaces 10a and 20a are heated so as to be. Thereby, combined with the heating of the molds 10 and 20 by the heater plates 11 and 21 from the mold back side, the mold forming surfaces 10a and 20a are heated to a required temperature (for example, a forging material heated in a heating furnace). The temperature can be heated so that the temperature is substantially uniform over the entire molding surface.

赤外線ヒータ31による金型成形面10a,20aの加熱後、加熱炉で所要温度に加熱された鍛造用素材を下金型20の金型成形面20a上にセットするために上金型20を上昇させてから、前記駆動装置により赤外線ヒータ31を金型10,20の外へ退避させる。次いで、前記鍛造用素材を下金型20の金型成形面20a上にセットし、上金型20を下降させて金型10,20による鍛造用素材の高温鍛造が行われる。   After heating the mold forming surfaces 10 a and 20 a by the infrared heater 31, the upper mold 20 is raised to set the forging material heated to the required temperature in the heating furnace on the mold forming surface 20 a of the lower mold 20. After that, the infrared heater 31 is retracted out of the molds 10 and 20 by the driving device. Next, the forging material is set on the mold forming surface 20a of the lower mold 20, and the upper mold 20 is lowered to perform high-temperature forging of the forging material with the molds 10, 20.

このように、上下の金型10,20を加熱するヒータプレート11,21(主加熱手段である金型加熱手段)とは別に、金型成形面10a,20aを加熱する赤外線ヒータ31(補助的加熱手段である金型成形面加熱手段)を備えているので、本実施形態では、各金型成形面10a,20aを所要温度にて金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一となるように加熱することができ、これにより、金型成形面10a,20aの形状を忠実に反映した鍛造製品が得られ、鍛造製品の寸法や形状の精度向上を図ることができる。   Thus, in addition to the heater plates 11 and 21 (mold heating means as the main heating means) for heating the upper and lower molds 10 and 20, an infrared heater 31 (auxiliary heater for heating the mold forming surfaces 10a and 20a). In this embodiment, the mold molding surfaces 10a and 20a are heated at a required temperature so that the temperature is substantially uniform over the entire mold molding surface. Accordingly, a forged product that faithfully reflects the shape of the mold forming surfaces 10a and 20a can be obtained, and the accuracy of the size and shape of the forged product can be improved.

図2は本発明の別の実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。ここで、この実施形態による鍛造用金型装置2において、前記図1の鍛造用金型装置1と共通する部分には図1と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a forging die device according to another embodiment of the present invention. Here, in the forging die device 2 according to this embodiment, portions common to the forging die device 1 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. To do.

図2において、32は円形薄板状の赤外線ヒータである。この赤外線ヒータ32は、前記赤外線ヒータ31とは違って、全体にわたって同一の発熱体で構成されている。赤外線ヒータ32は、この実施形態では、遠赤外線を放射する遠赤外線ヒータである。50は、赤外線ヒータ32よりも小径で円形薄板状のマスキング部材である。マスキング部材50は、赤外線ヒータ32と金型成形面10a,20aとの間に位置して金型成形面10a,20aの所要部位の覆い、赤外線ヒータ32からの輻射熱による該所要部位の温度上昇を抑制するためのものである。マスキング部材50の材質には、耐火レンガが挙げられる。この鍛造用金型装置2では、金型成形面10a,20aにおける中心部に位置する凸部の温度上昇を抑制するため、上金型用と下金型用の2枚のマスキング部材50が、赤外線ヒータ32の両面の中心部に、それぞれ取り付けられている。   In FIG. 2, 32 is a circular thin plate-shaped infrared heater. Unlike the infrared heater 31, the infrared heater 32 is composed of the same heating element throughout. In this embodiment, the infrared heater 32 is a far infrared heater that radiates far infrared rays. Reference numeral 50 denotes a masking member having a diameter smaller than that of the infrared heater 32 and a circular thin plate shape. The masking member 50 is located between the infrared heater 32 and the mold forming surfaces 10a and 20a, covers the required portions of the mold forming surfaces 10a and 20a, and increases the temperature of the required portions due to radiant heat from the infrared heater 32. It is for suppressing. Examples of the material of the masking member 50 include refractory bricks. In this forging die device 2, in order to suppress the temperature rise of the convex portion located in the center portion of the die molding surfaces 10a and 20a, two masking members 50 for the upper die and the lower die are provided. The infrared heaters 32 are respectively attached to the center portions of both surfaces.

マスキング部材50が取り付けられた赤外線ヒータ32は、前記鍛造用金型装置1の場合と同様の手順にて、図2に示すように金型成形面10a,20aの間に位置して、金型成形面10a,20aの加熱を行う。この鍛造用金型装置2では、金型成形面10a,20aにおいて周辺部に比べて放熱による温度低下が起こり難く、かつ、赤外線ヒータ32との間隔距離が小さい中心部を覆うようにマスキング部材を配置しているので、赤外線ヒータ32からの輻射熱による金型成形面10a,20aの中心部の温度上昇を抑制して中心部が過加熱状態になることを防止し、ヒータプレート11,21による加熱と相俟って、金型成形面10a,20aを所要温度にて金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるように加熱することができる。   The infrared heater 32 to which the masking member 50 is attached is positioned between the mold forming surfaces 10a and 20a as shown in FIG. The molding surfaces 10a and 20a are heated. In the forging die device 2, the masking member is provided so as to cover the center portion where the temperature drop due to heat radiation is less likely to occur on the mold forming surfaces 10a and 20a than the peripheral portion and the distance from the infrared heater 32 is small. Therefore, the temperature rise at the center of the mold forming surfaces 10a and 20a due to the radiant heat from the infrared heater 32 is suppressed to prevent the center from being overheated, and heating by the heater plates 11 and 21 is performed. In combination, the mold molding surfaces 10a and 20a can be heated at a required temperature so that the temperature is substantially uniform over the entire mold molding surface.

図3は本発明の別の実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。ここで、この実施形態による鍛造用金型装置3において、前記図1の鍛造用金型装置1と共通する部分には図1と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。   FIG. 3 is a sectional view schematically showing a configuration of a forging die device according to another embodiment of the present invention. Here, in the forging die device 3 according to this embodiment, portions common to the forging die device 1 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. To do.

図3において、33は円盤状の赤外線ヒータである。この赤外線ヒータ33は、鍛造成形すべき鍛造製品を模した形状の形状保持部材33bと、可撓性を持ち、形状保持部材33b全体にほぼ密着するように被せられ、この実施形態では遠赤外線を放射するヒータ本体33aと、ヒータ本体33aの上半分と下半分とを接続する円形のフレーム33cとから構成されている。フレーム33cは前記支持部材40に固定されるようになっている。前記形状保持部材33bの材質には、耐火レンガが挙げられる。このように、赤外線ヒータ33は、金型成形面全体において温度差が生じないようにするために、金型成形面10a,20aの形状に対応したヒータ表面形状を有し、ヒータ表面から対向する金型成形面10a,20aまでの間隔距離が金型成形面全体にわたってほぼ一定となるように構成されている。   In FIG. 3, 33 is a disk-shaped infrared heater. The infrared heater 33 is covered with a shape holding member 33b having a shape imitating a forged product to be forged, and is flexible so as to be in close contact with the entire shape holding member 33b. In this embodiment, far infrared rays are applied. The heater main body 33a radiates, and a circular frame 33c that connects the upper half and the lower half of the heater main body 33a. The frame 33c is fixed to the support member 40. Examples of the material of the shape holding member 33b include refractory bricks. As described above, the infrared heater 33 has a heater surface shape corresponding to the shapes of the mold molding surfaces 10a and 20a so as not to cause a temperature difference in the entire mold molding surface, and faces the heater surface. The distance between the molding surfaces 10a and 20a is configured to be substantially constant over the entire molding surface.

そして、赤外線ヒータ33は、前記鍛造用金型装置1の場合と同様の手順にて、図3に示すように金型成形面10a,20aの間に位置し、金型成形面10a,20aの加熱を行う。この鍛造用金型装置3では、赤外線ヒータ33がヒータ表面から対向する金型成形面10a,20aまでの間隔距離が金型成形面全体にわたってほぼ一定となるように構成されているので、ヒータプレート11,21による金型10,20の加熱と相俟って、金型成形面10a,20aを所要温度にて金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるよう加熱することができる。なお、この鍛造用金型装置3において、必要に応じて、金型成形面10a,20aの中心部(凸部)とこの中心部に対向させる赤外線ヒータ33の中心部との間に、マスキング部材を設けるようにしてよい。   Then, the infrared heater 33 is positioned between the mold forming surfaces 10a and 20a as shown in FIG. 3 in the same procedure as that of the forging die device 1, and is formed between the mold forming surfaces 10a and 20a. Heat. In this forging die device 3, the infrared heater 33 is configured so that the distance from the heater surface to the opposing die forming surfaces 10a, 20a is substantially constant over the entire die forming surface. Combined with the heating of the molds 10 and 20 by 11 and 21, the mold molding surfaces 10a and 20a can be heated at a required temperature so that the temperature is substantially uniform over the entire mold molding surface. In the forging die apparatus 3, a masking member is provided between the center portions (convex portions) of the mold forming surfaces 10a and 20a and the center portion of the infrared heater 33 opposed to the center portion as necessary. May be provided.

なお、前記の実施形態による鍛造用金型装置1〜3では、赤外線ヒータ31〜33により、金型成形面10a,20aを金型成形面全体にわたって温度がほぼ均一になるよう加熱する場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、金型成形面に各部位間において所要の温度差を付与する場合にも適用することができる。   In addition, in the forging die apparatuses 1 to 3 according to the above-described embodiment, a description will be given of the case where the infrared heaters 31 to 33 heat the mold forming surfaces 10a and 20a so that the temperature is substantially uniform over the entire mold forming surface. However, this invention is not limited to this, It can apply also when providing a required temperature difference between each site | part to a metal mold | die molding surface.

10…上金型 10a…金型成形面
11…ヒータプレート 11a,11a…シーズヒータ
12…ダイホルダー
13…断熱プレート
14…ダイプレート
15…締結具
20…下金型 20a…金型成形面
21…ヒータプレート 21a,21a…シーズヒータ
22…ダイホルダー
23…断熱プレート
24…ダイプレート
25…締結具
31,32,33…赤外線ヒータ
40…支持部材
50…マスキング部材
60,70…ベースプレート
10 ... upper die 10a ... die molding surface 11 ... heater plate 11a 1, 11a 2 ... sheathed heaters 12 ... die holder 13 ... heat insulating plate 14 ... die plate 15 ... fasteners 20 ... lower die 20a ... die molding surface 21 ... heater plate 21a 1, 21a 2 ... sheathed heaters 22 ... die holder 23 ... heat insulating plate 24 ... die plate 25 ... fasteners 31,32,33 ... infrared heaters 40 ... support member 50 ... masking members 60 and 70 ... base plate

Claims (5)

上金型及び下金型を備えるとともに、前記上下の金型を加熱する金型加熱手段を備え、鍛造用素材の高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の金型の間に挿入退避が可能で、該金型への鍛造用素材のセットに先立ち、前記上下の金型の各金型成形面を加熱する金型成形面加熱手段を備えたことを特徴とする鍛造用金型装置。   In the forging die apparatus used for high-temperature forging of the forging material, provided with an upper die and a lower die, and provided with die heating means for heating the upper and lower die, between the upper and lower die A forging die characterized in that it can be inserted and retracted, and has a die molding surface heating means for heating each die molding surface of the upper and lower dies prior to setting of the forging material to the die. Mold device. 前記金型成形面加熱手段が放射加熱方式の加熱手段であることを特徴とする請求項1記載の鍛造用金型装置。   2. A forging die apparatus according to claim 1, wherein said mold forming surface heating means is a radiant heating type heating means. 前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータが、上下の金型の各金型成形面の部位に対応してヒータ単位面積当たりの赤外線放射量が異なるように構成されたものであることを特徴とする請求項2記載の鍛造用金型装置。   The heating means of the radiant heating method is an infrared heater, and the infrared heater is configured so that the amount of infrared radiation per unit area of the heater differs depending on the portion of each mold forming surface of the upper and lower molds. The forging die device according to claim 2, wherein 前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータからの輻射熱による金型成形面の所要部位の温度上昇を抑制するためのマスキング部材を備えたことを特徴とする請求項2記載の鍛造用金型装置。   The heating means of the radiant heating method is an infrared heater, and a masking member for suppressing a temperature rise of a required portion of the mold forming surface due to radiant heat from the infrared heater is provided. Forging die equipment. 前記放射加熱方式の加熱手段が赤外線ヒータであり、この赤外線ヒータが、凹凸部を有する金型成形面の形状に対応したヒータ表面形状を有し、ヒータ表面から対向する金型成形面までの距離が金型成形面全体にわたって所定範囲に維持されるように構成されたものであることを特徴とする請求項2記載の鍛造用金型装置。   The heating means of the radiant heating method is an infrared heater, and the infrared heater has a heater surface shape corresponding to the shape of the mold forming surface having an uneven portion, and the distance from the heater surface to the opposing mold forming surface The forging die apparatus according to claim 2, wherein the forging die device is configured to be maintained within a predetermined range over the entire mold forming surface.
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