JP2016522747A - コード形状のプロフィルからシートメタルを製造するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

マグネシウム又はマグネシウム合金からなる小さい厚さのコード形状のプロフィルからなるシートメタルの製造方法において、前述の工程において、オープン又はクローズの押し出しプレスプロフィルが製造される製造方法であって、押し出しプレス（１）の押し出しダイから排出される押し出しプレスプロフィル（６）が、非接触性の電磁力の作用によって平坦なシートメタル（７）に変形されることを特徴とする、上記のシートメタルの製造方法。

Description

本発明は、小さい厚さのコード形状のプロフィルからシートメタルを製造するための方法及び装置に関し、該シートメタルは、押し出しプレス装置を使って、特に、マグネシウム又はマグネシウム合金から製造される。

従来の圧延装置における圧延によってシートメタルが製造されることは一般に知られており、その際、シートメタルを製造するのに適当な材料ブロックは、圧延過程によってシートメタルに改造される。粗雑なシートメタルから上質のシートメタルにする多数回の圧延推力に起因して、この方法は非常に費用のかかるものである。しかしながら、マグネシウム−ブロックを適当なシートメタルに改造する場合、これは非常に煩雑であり、かつ、しばしば、マグネシウム特有の脆性によるクラックの形成が発生する。高い回数の圧延推力はまた、微小構造にも悪影響を及ぼすため、機械的な特性にも悪影響がある。

ドイツ国特許第１０１ ５０ ０２１ Ｂ４号明細書（特許文献１）は、押し出し法、圧延法、鍛造法又は鋳造法による加圧成形を使ったマグネシウム又はマグネシウム合金からプロフィル又はシートメタル片を製造するための方法及び装置を開示しており、その際、半完成品を製造するために液状の溶融物が連続鋳造装置又は押し出しプレス装置に導入され、そして、それからすぐに、高温状態における変形により、その半完成品を変形によって最終的な形態にし、その際、該溶融物から凝固した後の材料の温度は、全製造の間、２５０℃〜３５０℃の範囲に維持され、そして、鋳造の製造工程は、不活性な雰囲気中又は真空中において、成形品が全体として冷却するまで遂行される。

この方法工程を遂行するための装置は、該装置が、溶融炉、連続鋳造装置又は押し出しプレス装置、圧延装置と共に、及び圧延装置なしの、切断装置、一つ又は二つ以上のプレス機及び冷却装置の連結からなり、前述の装置の全部又は一部が保護ガス中又は真空中に配置されることを特徴としている。

さらに、ドイツ国特許第１０３ １７ ０８０ Ｂ４号明細書（特許文献２）は、マグネシウムからシートメタルの成形品を製造するための方法を記載しており、該方法において、＞３５０℃〜４５０℃温度範囲における少なくとも一回のプレスでの変形による圧延工程に直接引き続いてシートメタルの成形品を製造することができる。溶融炉又は溶融るつぼ、連続鋳造装置、一つ又は二つ以上の圧延台、切断装置、一つ又は二つ以上のプレス機、及び冷却装置からなり、そして、保護ガス室又は真空室中で駆動される、この方法を遂行するために提供される装置は、該切断装置と、変形加圧として形成されたプレスとの間に打ち抜き装置が設けられており、これにより、該切断装置から排出されるプレート中へ寸法形状安定かつ断面安定な打ち抜き及び／又は形状穴をもたらすことができる。

ドイツ国特許出願公開第１０２ ４７ １２９ Ａ１号明細書（特許文献３）によれば、マグネシウム又はマグネシウム合金からプロフィル又はシートメタル片を製造するための別の方法がさらに与えられ、その方法において、シートメタルの形態の半製品は、変形、好ましくは圧縮成形によって、その最終的な形状にされ、その際、ある方法工程において、その変形過程の直前に、切削加工、好ましくは切削によって該半製品の表面から不純物が除去される。

これらの方法における欠点のせいで、制限された幅を有する部品しか製造することができず、それ故、より大きな部品の場合、加工圧力を制御するために相当な過剰支出を要する。道具及び機械台は、その半製品又は部品の完成時に適合した押し出し圧力に対応した対抗圧力に耐性を有するものでなければならないため、必然的に、はるかにずっと大きな寸法形状のものになる。

ドイツ国特許第４３ ３３ ５００ Ｃ２号明細書（特許文献４）は、断面において段を有し、そして、異なる壁厚を有する、密なプロフィルを有するシートメタルの製造方法であって、その際、最初に半製品が製造され、この半製品の断面は、厚さ方向におけるシートメタルの断面に類似しており、そして、その場合、その半製品からシートメタルが圧延され、その際、その半製品の製造のために、周囲の長さにわたり穴プロフィルが分布され、該半製品の所望の壁の厚さプロフィルに対応した壁の厚さプロフィルに押し出し成形し、そして、その際、その穴プロフィルは、母線に沿って分離されており、半製品に成形される。さらに、その際、二つの相補的なプロフィルが相互に設けられ、その際、少なくともそれら相補的なプロフィルの一方のプロフィル化された接触側に、分離手段が設けられ、そして、両方の相補的なプロフィルは、同時に、円柱状の、つまり、非段階的なローラーに巻き上げられる。その圧延の前に、それら二つの相補的なプロフィルは、二つの対向する母線で分離される。

これらの方法では、それぞれにおいて、二つの部品が製造される。製造の進行は非連続的であり、そして、比較的幅の狭い部品だけを製造することができる。さらなる欠点は、比較的狭い部品しか製造できないこと、そして二つの異なる壁強度に仕上げられた半製品、並びに製造プロセスの段階的な圧延アッセンブリに起因して、製造が比較的煩雑であるという事実にある。

ドイツ国特許出願公開第１０ ２００８ ０４８ Ａ１号明細書（特許文献５）からは、シートメタル成形部品の製造方法及びその製造を遂行するための装置が知られている。該方法は、環形状の本体を押し出し成形又は射出成形する工程、該環形状の本体をその長手方向において切開する工程、該環形状の本体を、平坦な本体に広げる工程、それ自体公知の製造技術により、該平坦な本体を延伸に適した部材に仕上げる工程を含む。装置は、本質的に、一連の溶融装置、押し出し鋳造装置又は押し出しプレス装置、長さ切断装置、圧延台、一つ又は二つ以上の成形装置からなる。

ドイツ国特許出願公開第１０ ２００７ ００２ ３２２ Ａ１号明細書（特許文献６）からは、軽金属、好ましくはマグネシウムからシートメタル又はシートメタル部品を製造する方法が知られており、その際、前述の方法工程の一つ又は二つ以上において、押し出し成形プロフィルが、オープン構造又はクローズ構造の状態で製造され、引き続いて、切開によりオープン構造が製造され、そしてそれらは引き続いて、一つ又は二つ以上の工程において、多数の圧延工程及び曲げ工程による歪み矯正圧延及び歪み矯正曲げに供される。

ドイツ国特許第１０１ ５０ ０２１ Ｂ４号明細書 ドイツ国特許第１０３ １７ ０８０ Ｂ４号明細書 ドイツ国特許出願公開第１０２ ４７ １２９ Ａ１号明細書 ドイツ国特許第４３ ３３ ５００ Ｃ２号明細書 ドイツ国特許出願公開第１０ ２００８ ０４８ Ａ１号明細書 ドイツ国特許出願公開第１０ ２００７ ００２ ３２２ Ａ１号明細書

それ故、本発明の課題は、特に、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる小さい厚さのコード形状のプロフィルからシートメタルを製造するための方法及び装置を提供することであり、その際、押し出しプレスダイから排出されるオープン又はクローズの押し出しプレスプロフィルを平坦な薄板の形に整えることができる。

本発明によれば、上記の課題は、請求項１に記載の作業工程を連続的に行うことによって解決される。押し出しプレスの押し出しプレスダイから排出される押し出しプロフィルは、非接触性の電磁力の作用によって平坦なシートメタルの形に整えられ、そして引き続き、圧延ローラー又は較正装置を使った滑らかにするための工程に供される。

有利には、本発明の更なる形態及び実施形態は、残りの従属請求項から、そして、以下の原則的に記載される実施例から明白である。

図１は、本発明の押し出し成形プロフィルを製造するための装置を概略的に示す図である。

図１は、押し出しプレス１を使った押し出し成形プロフィルを製造するための装置の概略図を示しており、該プロフィルは、その後、平坦なシートメタルの形に整えられる。該装置は、本質的に、押し出しプレスプロフィル６を製造するための押し出しプレス１、作用コイル２からなる変形装置、及びカウンターベアリング３、並びに較正装置４からなる。

該押し出しプレス１を使って、マグネシウム合金からなるプレスボルトを、押し出しプレスプロフィル６、例えば、その断面において、三つの正弦曲線を有するプロフィル６に変形させる。引き続いて、該プロフィル６は、作用コイル２の上方に配置され、そして非常に高い強度でもってパルス化された磁界の力の作用によって非接触的に変形され、その際、該プロフィル６は、カウンターベアリング３に対向して、平坦なシートメタル７に変形される。

磁界の一時的な変更によって、導電性のプロフィル６中に過電流が誘発される。これらの電流に対して磁界の力が及ぶ。その力の強さは、磁束の空間的な勾配、及び誘発された流れの大きさに依存する。その時、該プロフィル６は減少に向かう磁束の密になった力を経る。荷電されたコンデンサーを、数マイクロ秒の過程で、適合したコイルのプロフィル寸法形状にわたって放電させることによって、該プロフィル６を平坦なシートメタル７に変形されるのに必要な磁界が生じる。それにより、該プロフィルの表面中に、非常の高い磁気パルスが発生し、その結果プロフィル６中に電流が生じ、その電流は、対向する電磁石コイルに向かい、その際、該プロフィル６は、小さい磁界に向かって移動する。

誘発された電流の強さ、及びそれに伴う、プロフィル６に対する力の作用は、導電率に依存する。マグネシウム又はマグネシウム合金は、比較的良好な導電性を有するため、該プロフィル６の表面上に高い圧力が作用する。これは、数千メガパスカルにもなる。この圧力は、短時間の範囲にだけ、すなわち、数マイクロ秒の範囲にだけ優勢であり、コンデンサーが荷電される期間の間である。該プロフィル６は、この時間に、パルスの形態の必要な変形エネルギーを受ける。促進相の後に、該プロフィル６の材料は、その小さい質量に起因して非常に速く移動する。その際、３００ｍ／秒の速度が達成できる。プロフィル６中に生じる応力は、変形技術の意味における電流が発生し、そしてそのプロフィル６が平坦なシートメタルの形に整えられるほど高い。

次いで、そのシートメタル７を、滑らかにするために較正装置を通過させ、そして、コイル５に巻き上げる。あるいはまた、そのコイル５への巻き上げを、打ち抜き装置又は切断装置に置き換えることもでき、それにより、較正装置から排出されるシートメタル７から部材を打ち抜くか、あるいは、そのシートメタル７を、板又はテープに打ち抜く。

クローズプロフィル６をシートメタルの形に整えるために、そのプロフィルの製造時に、母線に沿って所定の破断点を設けるか、又はその母線に沿って切断装置を使ってこれを分離する。破断点が導入されたプロフィル６の場合、磁力の作用によって該プロフィルは分離され、そしてシートメタル７の形に整えられる。

本発明の方法の好ましい利点は、一つには、磁界及び磁力が材料にわたって邪魔されることなく作用し、それによって、真空又は保護雰囲気下においても磁性成形を適用することができる点、そして更には、磁性成形装置を、ワークピースと接触させる必要がなく、それによって、表面の不純物又は道具痕が回避されるという点にある。シートメタル７に成形するための加工時間が、０．１秒未満であることもまた利点である。

１−押し出しプレス
２−作用コイル
３−カウンターベアリング
４−圧延装置／較正装置
５−コイル
６−押し出しプレスプロフィル
７−シートメタル

Claims (7)

1. マグネシウム又はマグネシウム合金からなる小さい厚さのコード形状のプロフィルからなるシートメタルの製造方法において、前述の工程で、オープン又はクローズの押し出しプレスプロフィルが製造される製造方法であって、押し出しプレス（１）の押し出しダイから排出される押し出しプレスプロフィル（６）が、非接触性の電磁力の作用によって平坦なシートメタル（７）に変形されることを特徴とする、上記のシートメタルの製造方法。
2. 平坦なシートメタル（７）への変形後に、圧延装置又は較正装置（４）を使って滑らかにするための工程が遂行されることを特徴とする、請求項１に記載のシートメタルの製造方法。
3. 前記押し出しプレスプロフィル（６）が、少なくとも一つの正弦曲線のセクションを有する輪郭を有するオープンのプロフィルとして製造されることを特徴とする、請求項１及び２に記載のシートメタルの製造方法。
4. 前記押し出しプレスプロフィル（６）が、円形状又はほぼ円形状の輪郭か、又は少なくとも一つの正弦曲線のセクションを有する輪郭を有する、クローズのプロフィルとして製造されることを特徴とする、請求項１及び２に記載のシートメタルの製造方法。
5. クローズの押し出しプレスプロフィル（６）の場合に、前記押し出しプレスダイを使って、その母線に沿って所定の切断点を設けることを特徴とする、請求項１及び２に記載のシートメタルの製造方法。
6. クローズの押し出しプロフィル（６）の場合に、切断装置を使って、その母線に沿って該プロフィルが分割されることを特徴とする、請求項１及び２に記載のシートメタルの製造方法。
7. 押し出しプレスプロフィルを製造し、そして引き続いて平坦なシートメタルの形に整えるための、請求項１及び請求項２〜６の少なくとも一つに記載の方法を遂行するための装置であって、該装置が、押し出しプレス（１）、作用コイル（２）及びカウンターベアリング（３）からなる変形装置並びに圧延装置又は較正装置（４）からなることを特徴とする、上記の装置。

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