JP2015058434A - Forged and molded article, forging and molding method, and forging and molding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鍛造成形品、鍛造成形方法及び鍛造成形装置に関するものである。 The present invention relates to a forged product, a forging method, and a forging device.
特許文献1には、形状の異なる2つの金属素材を組み合わせ、これに冷間鍛造による加工を施すことにより、所望形状の鍛造成形品を得る技術が開示されている。このように形状の異なる複数の金属素材を組み合わせて冷間鍛造を施す方法を用いれば、1つの金属素材に鍛造を施す場合に比べて、鍛造工程におけるプレス工程と鍛造用金型の数を少なくすることができる。 Patent Document 1 discloses a technique for obtaining a forged molded product having a desired shape by combining two metal materials having different shapes and subjecting them to processing by cold forging. In this way, if a method for performing cold forging by combining a plurality of metal materials having different shapes is used, the number of press processes and forging dies in the forging process can be reduced compared to the case of forging one metal material. can do.
特許文献1においては、2つの金属素材のうち一方を有底筒状とし、この有底筒状の金属素材の内部に、他方の金属素材を嵌合している。これにより、2つの金属素材が、鍛造工程前から鍛造工程後に至る間、一体化された状態に保たれている。このように、2つの金属素材を嵌め合わせて機械的な係止構造によって一体化したものでは、2つの金属素材の間の接合強度は低い。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複数の金属素材を成形しながら接合する鍛造成形品において、接合強度を高めることを目的とする。
In Patent Document 1, one of two metal materials has a bottomed cylindrical shape, and the other metal material is fitted inside the bottomed cylindrical metal material. Thus, the two metal materials are kept in an integrated state from before the forging process to after the forging process. In this way, when two metal materials are fitted together and integrated by a mechanical locking structure, the bonding strength between the two metal materials is low.
This invention is completed based on the above situations, Comprising: It aims at raising joint strength in the forge molded product joined while shape | molding a several metal raw material.
第1の発明の鍛造成形品は、
材質が同一である複数の金属素材を加圧により塑性変形させるとともに、前記複数の金属素材の接合面同士を加圧により密着させることによって成形された鍛造成形品であって、
加圧工程では、前記接合面同士が、酸化被膜を除去された状態で接合されているところに特徴を有する。
The forged molded product of the first invention is
A forged molded article formed by plastically deforming a plurality of metal materials having the same material by pressurization and bringing the joint surfaces of the plurality of metal materials into close contact by pressurization,
The pressurizing step is characterized in that the joining surfaces are joined with the oxide film removed.
第2の発明の鍛造成形方法は、
材質が同一である複数の金属素材を加圧により塑性変形させるとともに、前記複数の金属素材の接合面同士を加圧により密着させて鍛造成形品を成形する鍛造成形方法であって、
加圧工程に先立って、前記接合面の酸化被膜を除去し、
加圧工程では、前記酸化被膜が除去された状態の前記接合面同士を接合するところに特徴を有する。
The forging method of the second invention is
A forging method in which a plurality of metal materials having the same material are plastically deformed by pressurization, and a forged molded product is formed by bringing the joint surfaces of the plurality of metal materials into close contact by pressurization,
Prior to the pressing step, the oxide film on the joint surface is removed,
The pressurizing step is characterized in that the joining surfaces in a state where the oxide film is removed are joined together.
第3の発明の鍛造成形装置は、
材質が同一である複数の金属素材を加圧により塑性変形させるとともに、前記金属素材の一部を加圧により前記接合面から遠ざかる方向へ伸展させて伸展部を形成し、前記複数の金属素材の酸化被膜が除去された状態の接合面同士を、加圧により接合することで鍛造成形品を成形する鍛造成形装置であって、
前記伸展部における伸展方向先端を突き当てさせるストッパを備えているところに特徴を有する。
The forging and forming apparatus of the third invention is
A plurality of metal materials of the same material are plastically deformed by pressurization, and a part of the metal material is stretched away from the joint surface by pressurization to form an extension portion, and the plurality of metal materials A forging apparatus that forms a forged product by joining the joining surfaces in a state where the oxide film has been removed by pressing,
It is characterized in that a stopper is provided for abutting the extension direction tip in the extension part.
第1及び第2の発明によれば、加圧工程では、複数の金属素材の互いに密着される接合面が、酸化被膜を除去された状態で加圧されるので、接合面同士が強固に接合される。したがって、接合強度に優れた鍛造成形品が得られる。 According to the first and second inventions, in the pressurizing step, the joining surfaces of the plurality of metal materials that are in close contact with each other are pressed with the oxide film removed, so that the joining surfaces are firmly joined together. Is done. Therefore, a forged molded article having excellent bonding strength can be obtained.
第3の発明によれば、加圧工程では、複数の金属素材の互いに密着される接合面が、酸化被膜を除去された状態で加圧されるので、接合面同士が強固に接合される。したがって、接合強度に優れた鍛造成形品が得られる。また、伸展部の伸展方向先端をストッパに突き当てさせることによって生じた反力が、接合面に対する加圧力を増強させるので、接合面の接合強度がより高くなる。 According to the third invention, in the pressurizing step, the joining surfaces of the plurality of metal materials that are in close contact with each other are pressed with the oxide film removed, so that the joining surfaces are firmly joined together. Therefore, a forged molded article having excellent bonding strength can be obtained. In addition, the reaction force generated by causing the distal end of the extension portion in the extension direction to abut against the stopper increases the pressure applied to the joint surface, so that the joint strength of the joint surface becomes higher.
(1)第1の発明の鍛造成形品は、加圧工程において前記金属素材の一部が前記接合面から遠ざかる方向へ伸展するように変形して形成された伸展部を有しており、前記伸展部における伸展方向先端が鍛造成形装置のストッパに突き当てられるようになっていてもよい。この構成によれば、伸展部の伸展方向先端がストッパに突き当たることによって生じた反力が、接合面に対する加圧力を増強させるので、接合面の接合強度がより高くなる。 (1) A forged molded product according to a first aspect of the present invention has an extended portion formed by being deformed so that a part of the metal material extends in a direction away from the joint surface in the pressing step, The extension direction front-end | tip in an extension part may be abutted against the stopper of a forge molding apparatus. According to this configuration, the reaction force generated when the distal end of the extension portion in the extension direction hits the stopper increases the pressure applied to the joint surface, so that the joint strength of the joint surface becomes higher.
(2)第2の発明の鍛造成形方法は、加圧工程において前記金属素材の一部を前記接合面から遠ざかる方向へ伸展するように変形させることによって伸展部を形成し、前記伸展部における伸展方向先端を鍛造成形装置のストッパに突き当てるようにしてもよい。この構成によれば、伸展部の伸展方向先端をストッパに突き当てることによって生じた反力が、接合面に対する加圧力を増強させるので、接合面の接合強度がより高くなる。 (2) In the forging method according to the second aspect of the present invention, an extension portion is formed by deforming a part of the metal material so as to extend away from the joint surface in the pressurizing step, and the extension in the extension portion is formed. The tip of the direction may be abutted against the stopper of the forging apparatus. According to this configuration, the reaction force generated by abutting the distal end of the extension portion in the extension direction against the stopper increases the pressure applied to the joint surface, so that the joint strength of the joint surface becomes higher.
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜図4を参照して説明する。本実施例1の鍛造成形品10は、図3に示すように、有底筒状をなし、円形の底板部11と、底板部11の外周縁から上方(底板部11の板面と直角な方向)へ立ち上がる円筒部12とから構成されている。鍛造成形品10は、図1,2に示すように、第1金属素材13Aと、第2金属素材13Bとを用いて鍛造成形装置20により単一部品として製造されたものである。第1金属素材13Aと第2金属素材13Bは、円板形をなし、その厚さは同一の寸法である。両金属素材13A,13Bの外径寸法は、鍛造成形品10の外径と同じ寸法である。また、両金属素材13A,13Bは、組成が同一のアルミニウム合金からなっている。
<Example 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the forged
図1,2に示すように、鍛造成形装置20は、ダイス21とパンチ23とから構成されている。ダイス21は、上面が開放された成形空間22を有している。成形空間22は、軸線を上下方向に向けた円柱状をなしており、内径寸法は、鍛造成形品10の外径及び両金属素材13A,13Bの外径と同じ寸法となっている。パンチ23は、ダイス21に対し上下方向へ相対移動し得るように設けられている。パンチ23は、成形空間22と同軸の円柱形をなす。パンチ23の外径は、成形空間22の内径よりも小さく、鍛造成形品10の円筒部12の内径と同じ寸法である。パンチ23は、成形空間22と同軸の位置関係を保ったまま、下降しながら成形空間22内に高速で進入するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、鍛造成形品10の製造工程を説明する。製造前の両金属素材13A,13Bの表面全体には、図示しない酸化被膜(酸化アルミニウム)が形成されている。この酸化被膜は、後述する両金属素材13A,13Bの接合面14A,14Bにおける接合強度の低下の原因となるため、加圧(鍛造)工程に先立って、除去しておく。除去方法としては、周知の酸化被膜除去液に金属素材13A,13Bを浸漬させる方法などがある。また、酸化被膜の再生成を防止するために、金属素材13A,13Bの表面全体に防錆材を塗布してもよい。
Next, the manufacturing process of the forged
酸化被膜を除去した後、まず、成形空間22に第2金属素材13Bを落とし込むように収容し、次に、第1金属素材13Aを成形空間22内に落とし込むように収容する。これにより、第2金属素材13Bが成形空間22の底面に載置されるとともに、第2金属素材13Bの外周面が、成形空間22の内周面下端部に対し、面当たり状態で当接又は僅かなクリアランスを空けて対向する状態となる。この第2金属素材13Bの平坦状の上面は、第2接合面14Bとして機能する。また、第1金属素材13Aが第2金属素材13Bの上面に載置されるとともに、第1金属素材13Aの外周面が、成形空間22の内周面下端部に対し、面当たり状態で当接又は僅かなクリアランスを空けて対向する状態となる。第1金属素材13Aの平坦状の下面は、第1接合面14Aとして機能する。この第1接合面14Aは第2接合面14Bに対し面当たり状態で当接する。
After removing the oxide film, first, the
このようにして両金属素材13A,13Bを成形空間22内にセットした後、パンチ23を成形空間22内へ両金属素材13A,13Bと同軸状に高速で下降させ、第1金属素材13Aの上面のうち外周縁部を除いた広い円形範囲を強く打圧する。パンチ23で打圧されることにより、両金属素材13A,13Bのうち外周縁部を除いた領域が、パンチ23の下端面と成形空間22の底面との間で上下方向に加圧される。この加圧の方向は、両接合面14A,14Bが当たり合う方向と平行であり、両接合面14A,14Bに対して直角な方向である。また、パンチ23による加圧は、常温の環境下、つまり、両金属素材13A,13Bを加熱することなく冷間で行われる。
After setting both the
このパンチ23の加圧により、第2金属素材13Bが、その外周縁部を除いた広い範囲に亘り、板厚が薄くなるように潰されるとともに、径方向外側へ拡径するように塑性変形し、その外周縁部が成形空間22の内周面に沿って少し立ち上がる。これと同時に、第1金属素材13Aも、パンチ23の加圧により全体的に板厚が薄くなるように潰されるとともに、径方向外側へ拡径するように塑性変形し、その外周縁部が成形空間22の内周面に沿って大きく立ち上がる。上記のように両金属素材13A,13Bをパンチ23の衝撃的な加圧によって塑性変形させることにより、底板部11が成形されるとともに円筒部12が成形される。底板部11は、第2金属素材13Bの大部分と第1金属素材13Aの略半分の領域によって構成される。円筒部12は、第2金属素材13Bの一部と第1金属素材13Aの略半分の領域によって構成される。
By pressurizing the
また、パンチ23の加圧により、2つの金属素材13A,13Bは、その接合面14A,14B同士を密着させることにより、接合されて一体化される。ここで、両接合面14A,14Bは、接合強度低下の原因となる酸化被膜が除去された状態で密着されているので、強固に接合される。金属素材13A,13Bの酸化被膜を除去した後は、除去直後から酸化被膜が再び形成され始め、除去後の経過時間が長いほど、酸化被膜の膜厚が増加していく。
Further, by pressing the
図4のグラフは、酸化被膜を除去してからパンチ23で両接合面14A,14Bを加圧するまでの経過時間(つまり、再生される酸化被膜の膜厚)と、接合面14A,14Bの状態との関係を表している。このグラフにおいて、サンプル1,2の「○」は、パンチ23の加圧により接合面14A,14Bが接合して両金属素材13A,13Bが一体化したことを示し、サンプル3〜5の「×」は、パンチ23で加圧しても接合面14A,14Bが接合せずに両金属素材13A,13Bが分離したことを示す。したがって、このグラフによれば、酸化被膜除去から加圧までの経過時間が短い場合(例えば、50秒よりも短い場合)は、接合面14A,14Bが接合するが、経過時間が長くなった場合(例えば、130秒よりも長い場合)は、接合面14A,14Bが接合しなかったことが解る。
The graph of FIG. 4 shows the elapsed time (that is, the thickness of the oxide film to be regenerated) from when the oxide film is removed to when both the bonded
また、接合面14A,14Bの接合方向は、パンチ23による打圧方向(加圧方向)とほぼ平行であるから、パンチ23の打圧力が、直接、接合面14A,14Bに対する接合力として有効に作用するので、この点においても、接合強度が高くなっている。また、双方の接合面14A,14Bが平坦面であって面当たり状態で加圧されているため、この点も、接合強度の高さに寄与していると考えられる。
Further, since the joining direction of the joining
上述のように、本実施例1の鍛造成形品10は、材質が同一である2つの金属素材13A,13Bを加圧により塑性変形させるとともに、両金属素材13A,13Bの接合面14A,14B同士を加圧により密着させることによって成形されている。成形の際には、加圧工程に先立って、接合強度低下の原因となる酸化被膜を接合面14A,14Bから除去し、加圧工程では、酸化被膜が除去された状態の接合面14A,14B同士を接合している。したがって、鍛造成形品10を構成する2つの金属素材の接合強度に優れている。
As described above, the forged molded
<実施例2>
次に、本発明を具体化した実施例2を図5〜図9を参照して説明する。図8に示すように、本実施例2の鍛造成形品30は、実施例1の鍛造成形品10と同じく、有底筒状をなし、円形の底板部31と、底板部31の外周縁から上方(底板部31の板面と直角な方向)へ立ち上がる円筒部32(請求項に記載の伸展部)とから構成されている。図5,6に示すように、鍛造成形品30は、形状と寸法が同一である一対の金属素材33を用いて鍛造成形装置40により単一部品として製造されたものである。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the forged molded
金属素材33は、平面形状が半円形をなし、厚さ寸法が一定の板状をなす。図6に示すように、金属素材33の外周面は、半円弧面34と、半円弧状面の周方向における両端に略直角に連なる平坦状の接合面35とから構成されている。半円弧面34の曲率半径は、鍛造成形品30の外周面の曲率半径よりも小さい寸法に設定されている。また、金属素材33の材質は、実施例1の両金属素材13A,13Bと同じアルミニウム合金製である。
The
図5〜7に示すように、鍛造成形装置40は、ダイス41とパンチ43とから構成されている。ダイス41は、上面が開放された成形空間42を有している。成形空間42は、軸線を上下方向に向けた円柱形をなしている。成形空間42の内径寸法は、鍛造成形品30の外径と同じ寸法となっている。成形空間42の上下方向(軸線方向)の深さ寸法は、鍛造成形品30の高さと同じ寸法に設定されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the forging
パンチ43は、ダイス41に対し上下方向へ相対移動し得るように設けられている。パンチ43は、成形部44と、成形部44の上端に連なる受け部45とから構成され、成形部44が受け部45の下端面(成形空間42と対向する面)から下方へ突出した形態となっている。成形部44は、成形空間42と同軸の円柱形をなす。成形部44の外径は、成形空間42の内径よりも小さく、鍛造成形品30の円筒部32の内径と同じ寸法である。成形部44の軸線方向の寸法は、鍛造成形品30の高さ寸法から底板部31の厚さ寸法を減じた寸法に設定されている。
The
受け部45は、成形部44と同軸の円柱形をなす。受け部45の外径は成形部44の外径及び成形空間42の内径よりも大きい寸法に設定されている。図5,7に示すように、受け部45の下端面のうち成形部44を包囲する円環状領域は、パンチ43の軸線と直角なストッパ46となっている。パンチ43が下降すると、成形部44が、成形空間42と同軸の位置関係を保ったまま、成形空間42内に高速で進入するようになっている。また、パンチ43の最下端位置は、ストッパ46がダイス41の上面に当接する位置である。
The receiving
次に、鍛造成形品30の製造工程を説明する。製造前の両金属素材33の表面全体には、図示しない酸化被膜(酸化アルミニウム)が形成されている。この酸化被膜は、後述する両金属素材33の接合面35における接合強度の低下の原因となるため、加圧(鍛造)工程に先立って、除去しておく。除去方法としては、周知の酸化被膜除去液に金属素材33を浸漬させる方法などがある。また、酸化被膜の再生成を防止するために、金属素材33の表面全体に防錆材を塗布してもよい。
Next, the manufacturing process of the forged molded
酸化被膜を除去した後、一対の金属素材33を落とし込むように収容し、成形空間42の底面に載置させる。このとき、図6に示すように、両金属素材33の接合面35同士を、互いに平行に間隔を空けて対向させるとともに、両金属素材33の半円弧面34の周方向における中央部を、成形空間42の内周面に当接させる。
After removing the oxide film, the pair of
このようにして両金属素材33を成形空間42内にセットした後、パンチ43を下降して成形部44を成形空間42内へ両金属素材33と同軸状に高速で下降させ、両金属素材33の上面のうち半円弧面34に沿った縁部を除いた広い半円形の範囲を強く打圧する。成形部44で打圧されることにより、両金属素材33のうち半円弧面34に沿った縁部領域を除いた部分が、成形部44の下端面と成形空間42の底面との間で上下方向に加圧される。この加圧の方向は、両接合面35が対向する方向と直角な方向であり、両接合面35と平行な方向である。また、パンチ43による加圧は、常温の環境下、つまり、両金属素材33を加熱することなく冷間で行われる。
After setting both the
このパンチ43の加圧により、両金属素材33のうち成形部44の下端面に接触する領域が、板厚を薄くするように潰される。この潰れ変形に伴い、接合面35同士が接近して強く密着するとともに、両金属素材33が、成形空間42の内周面と成形部44の外周面との隙間を上方へ立ち上がるように伸展し、その伸展した部分が、全周に亘ってストッパ46に突き当たる。また、接合面35の長さ方向両端部は、成形部44の外周面と成形空間42の内周面との間を上方へ伸長していく。上記のようにして、両金属素材33は、パンチ43の衝撃的な加圧により対称的に塑性変形し、これにより、底板部31が成形されるとともに円筒部32が成形される。
By pressurizing the
また、パンチ43の加圧により、2つの金属素材33は、その接合面35同士を密着させることにより、接合されて一体化される。ここで、両接合面35は、接合強度低下の原因となる酸化被膜が除去された状態で密着されているので、強固に接合される。金属素材33の酸化被膜を除去した後は、除去直後から酸化被膜が再び形成され始め、除去後の経過時間が長いほど、酸化被膜の膜厚が増加していく。
Further, the two
図9のグラフは、酸化被膜を除去してからパンチ43で両接合面35を加圧するまでの経過時間(つまり、再生される酸化被膜の膜厚)と、接合面35の状態との関係を表している。このグラフにおいて、サンプル1,2の「○」は、パンチ43の加圧により接合面35が接合して両金属素材33が一体化したことを示し、サンプル3,4の「×」は、パンチ43で加圧しても接合面35が接合せずに両金属素材33が分離したことを示す。したがって、このグラフによれば、酸化被膜除去から加圧までの経過時間が短い場合(例えば、50秒より短い場合)は、接合面35が接合するが、経過時間が長くなった場合(例えば、130秒より長くなった場合)は、接合面35が接合しなかったことが解る。
The graph of FIG. 9 shows the relationship between the elapsed time from the removal of the oxide film to pressurization of both
上述のように、本実施例2の鍛造成形品30は、材質が同一である2つの金属素材33を加圧により塑性変形させるとともに、両金属素材33の接合面35同士を加圧により密着させることによって成形されている。成形の際には、加圧工程に先立って、接合強度低下の原因となる酸化被膜を接合面35から除去し、加圧工程では、酸化被膜が除去された状態の接合面35同士を接合している。したがって、鍛造成形品30を構成する2つの金属素材33の接合強度に優れている。
As described above, in the forged molded
また、本実施例2では、接合面35の接合方向がパンチ43による打圧方向(加圧方向)と直角な向きであるため、パンチ43から接合面35への打圧力の伝達効率は実施例1よりも低い。しかし本実施例2では、鍛造成形品30が、加圧工程において金属素材33の一部が、接合面35のうち底板部31を構成する領域から遠ざかる方向へ伸展するように変形して形成された円筒部32を有していることに着眼し、円筒部32における伸展方向先端面(上端面)を鍛造成形装置40のストッパ46に突き当てるようにしている。この構成によれば、円筒部32の伸展方向先端面がストッパ46に突き当たることによって生じた反力が、接合面35のうち底板部31を構成する領域に対する加圧力を増強させるので、接合面35の接合強度がより高くなっている。
In the second embodiment, since the joining direction of the joining
<実施例3>
次に、本発明を具体化した実施例3を図10〜図11を参照して説明する。本実施例3の鍛造成形品50は、図10に示すように、軸線方向に貫通する円形断面の中心孔51を有するものであり、中心孔51と同軸であって外径寸法の異なる複数の円形断面の外周部52A,52B,52C,52Dを軸線方向に並べて配置した形態である。この鍛造成形品は、図11に示す形状の異なる3つの金属素材53,54,55を用いて成形されている。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10, the forged molded
第1金属素材53は、円筒形をなし、その円形の第1中空部56が、鍛造成形品の中心孔51を構成する。第1金属素材53の軸線方向における両端面のうち下端面は、第1接合面57となっている。第2金属素材54は、円板形をなす。第2金属素材54の円形をなす第2中空部58の内径は、第1中空部56の内径と同じ寸法に設定されている。第2中空部58は、第1中空部56とともに中心孔51を構成する。第2金属素材54の外径寸法は、第1金属素材53の外径よりも大きい寸法に設定されている。第2中空部58の上面のうち第2中空部58を包囲する円環形領域は、第1接合面57と対向する第2上部接合面59となっている。また、第2中空部58の下面のうち第2中空部58を包囲する円環形領域は、第2下部接合面60となっている。
The
第3金属素材55は、円板形をなす。第3金属素材55の円形をなす第3中空部61の内径寸法は、第1中空部56及び第2中空部58の内径と同じ寸法に設定されている。第3中空部61は、第1中空部56及び第2中空部58とともに中心孔51を構成する。第3金属素材55の外径は、第1金属素材53の外径よりも大きいが第2金属素材54の外径よりも小さい寸法に設定されている。第3中空部61の上面のうち第3中空部61を包囲する円環形領域は、第2下部接合面60と対向する第3接合面62となっている。
The
鍛造成形品50を製造する際には、鍛造成形装置(図示省略)のダイス(図示省略)に3つの金属素材53,54,55をセットする。このとき、第3金属素材55の上面に第2金属素材54を同軸状に載置し、第2金属素材54の上面に第1金属素材53を同軸状に載置する。そして、この状態から、鍛造成形装置のパンチ(図示省略)で3つの金属素材53,54,55を打圧することにより、これらの金属素材53,54,55を加圧し、第1接合面57と第2上部接合面59とを密着させて接合するとともに、第2下部接合面60と第3接合面62とを密着させて接合する。同時に、3つの金属素材53,54,55を塑性変形させる。この鍛造成形品の製造においては、実施例1や実施例2の鍛造成形装置20,40の構造を応用して用いることができる。
When the forged
<実施例4>
次に、本発明を具体化した実施例4を図12を参照して説明する。本実施例4では、第1金属素材71と第2金属素材72を用いることによって、実施例3と同じ形状の鍛造成形品50を製造する。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, by using the
第1金属素材71は、円筒形をなし、その中空部73が、鍛造成形品50の中心孔51となる。第1金属素材71の外周面のうち軸線方向における略中央部は、第1接合面74となっている。第2金属素材72は、円環形をなす。第2金属素材72の内径寸法は、第1金属素材71の外径寸法よりも大きく設定され、第2金属素材72の軸線方向の寸法は、第1金属素材71の軸線方向の寸法よりも短い寸法に設定されている。第2金属素材72の内周面の全領域は、第2接合面75となっている。
The
鍛造成形品50を製造する際には、図示しない鍛造成形装置のダイス(図示省略)に両金属素材71,72をセットする。このとき、第1金属素材71と第2金属素材72を同軸状に配置するとともに、第1接合面74と第2接合面75を径方向に対向させる。そして、この状態から、鍛造成形装置のパンチ(図示省略)で両金属素材71,72を打圧することにより、両金属素材71,72を加圧して接合面74,75同士を密着させて接合するとともに、両金属素材71,72を塑性変形させる。この鍛造成形品50の製造においては、実施例1や実施例2の鍛造成形装置20,40の構造を応用して用いることができる。
When the forged
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例1,2では、金属素材をアルミニウム合金としたが、金属素材はアルミニウム合金以外の材料であってもよい。
(2)上記実施例1,2では、冷間鍛造によって金属素材を加圧成形したが、本発明は熱間鍛造にも適用できる。
(3)上記実施例1,2では、2つの接合面を平坦面としたが、2つの接合面のうち少なくとも一方が曲面や凹凸面であってもよい。
(4)上記実施例1,2では、鍛造(加圧)工程に先立って、金属素材の表面の全領域において酸化被膜を除去したが、酸化被膜を除去する領域は、互いに接合する領域のみに限定してもよい。
(5)上記実施例1では、接合面の接合方向がパンチの打圧方向と略平行な方向であるが、金属素材は、この接合面に加えて、パンチの打圧方向と交差する方向に接合される接合面を併せ持ったものであってもよい。
(6)上記実施例2では、接合面の接合方向がパンチの打圧方向と略直角な方向であるが、金属素材は、この接合面に加えて、パンチの打圧方向と略平行な方向に接合される接合面や、パンチの打圧方向に対して斜め方向に接合される接合面を併せ持ったものであってもよい。
(7)上記実施例2では、加圧前の状態で平坦な接合面同士が互いに平行に対向するようにダイスにセットしたが、平坦な接合面同士が互いに斜めに対向するようにダイスにセットしてもよい。
(8)上記実施例2では、ストッパをダイスのみに設けたが、ストッパは、ダイスとパンチの両方に設けてもよく、パンチのみに設けてもよい。
(9)上記実施例2では、2つの金属素材のうち一方の金属素材のみが部分的に伸展してストッパに当接するようにしたが、2つの金属素材の両方が部分的に伸展してストッパに当接するようにしてもよい。
(10)上記実施例2の鍛造成形装置にストッパを設ける構成は、実施例1の鍛造成形装置に適用することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In Examples 1 and 2, the metal material is an aluminum alloy, but the metal material may be a material other than the aluminum alloy.
(2) In Examples 1 and 2 described above, the metal material is pressure-formed by cold forging, but the present invention can also be applied to hot forging.
(3) In the first and second embodiments, the two bonding surfaces are flat surfaces, but at least one of the two bonding surfaces may be a curved surface or an uneven surface.
(4) In Examples 1 and 2 above, the oxide film was removed in the entire region of the surface of the metal material prior to the forging (pressing) step, but the region where the oxide film was removed was only the region where they were joined together. It may be limited.
(5) In Example 1 described above, the joining direction of the joining surface is a direction substantially parallel to the punching pressure direction. However, in addition to the joining surface, the metal material is in a direction intersecting the punching pressure direction. It may have a joint surface to be joined.
(6) In Example 2 above, the joining direction of the joining surface is a direction substantially perpendicular to the punching pressure direction, but the metal material is a direction substantially parallel to the punching pressure direction in addition to this joining surface. It may also have a joint surface joined to each other and a joint surface joined in an oblique direction with respect to the punching pressure direction.
(7) In Example 2, the dice were set so that the flat joining surfaces face each other in parallel before pressing, but the dice were set so that the flat joining surfaces face each other diagonally. May be.
(8) In the second embodiment, the stopper is provided only on the die, but the stopper may be provided on both the die and the punch, or may be provided only on the punch.
(9) In the second embodiment, only one of the two metal materials partially extends and comes into contact with the stopper. However, both of the two metal materials partially expand and stop. You may make it contact | abut.
(10) The structure in which the forging device of Example 2 is provided with a stopper can be applied to the forging device of Example 1.
10…鍛造成形品
13A…第1金属素材(金属素材)
13B…第2金属素材(金属素材)
14A…第1接合面(接合面)
14B…第2接合面(接合面)
30,50…鍛造成形品
32…円筒部(伸展部)
33…金属素材
35…接合面
40…鍛造成形装置
46…ストッパ
53,71…第1金属素材
54,72…第2金属素材
55…第3金属素材
57,74…第1接合面(接合面)
59…第2上部接合面(接合面)
60…第2下部接合面(接合面)
62…第3接合面(接合面)
75…第2接合面(接合面)
10 ... Forged molded
13B ... Second metal material (metal material)
14A ... 1st joint surface (joint surface)
14B ... Second joint surface (joint surface)
30, 50 ... Forged
33 ...
59 ... Second upper joint surface (joint surface)
60 ... Second lower joint surface (joint surface)
62 ... Third joint surface (joint surface)
75 ... Second joint surface (joint surface)
Claims (5)
加圧工程では、前記接合面同士が、酸化被膜を除去された状態で接合されていることを特徴とする鍛造成形品。 A forged molded article formed by plastically deforming a plurality of metal materials having the same material by pressurization and bringing the joint surfaces of the plurality of metal materials into close contact by pressurization,
In the pressurizing step, the forged molded product is characterized in that the joining surfaces are joined with the oxide film removed.
前記伸展部における伸展方向先端が鍛造成形装置のストッパに突き当てられるようになっていることを特徴とする請求項1記載の鍛造成形品。 In the pressurizing step, it has an extended portion formed by deforming so that a part of the metal material extends in a direction away from the joint surface,
The forged molded product according to claim 1, wherein an end of the extending portion in the extending direction is abutted against a stopper of the forging apparatus.
加圧工程に先立って、前記接合面の酸化被膜を除去し、
加圧工程では、前記酸化被膜が除去された状態の前記接合面同士を接合することを特徴とする鍛造成形方法。 A forging method in which a plurality of metal materials having the same material are plastically deformed by pressurization, and a forged molded product is formed by bringing the joint surfaces of the plurality of metal materials into close contact by pressurization,
Prior to the pressing step, the oxide film on the joint surface is removed,
In the pressurizing step, the forging method is characterized by joining the joining surfaces in a state where the oxide film is removed.
前記伸展部における伸展方向先端を鍛造成形装置のストッパに突き当てることを特徴とする請求項3記載の鍛造成形方法。 Forming a stretched portion by deforming a part of the metal material in a pressurizing step so as to stretch in a direction away from the joint surface;
The forging method according to claim 3, wherein a tip in the extension direction of the extension portion is abutted against a stopper of a forging device.
前記伸展部における伸展方向先端を突き当てさせるストッパを備えていることを特徴とする鍛造成形装置。 A plurality of metal materials of the same material are plastically deformed by pressurization, and a part of the metal material is stretched away from the joint surface by pressurization to form an extension portion, and the plurality of metal materials A forging apparatus that forms a forged product by joining the joining surfaces in a state where the oxide film has been removed by pressing,
A forging apparatus characterized by comprising a stopper for abutting the extension direction tip of the extension part.
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