JP2711788B2 - 軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法 - Google Patents
軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法Info
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- JP2711788B2 JP2711788B2 JP6292393A JP6292393A JP2711788B2 JP 2711788 B2 JP2711788 B2 JP 2711788B2 JP 6292393 A JP6292393 A JP 6292393A JP 6292393 A JP6292393 A JP 6292393A JP 2711788 B2 JP2711788 B2 JP 2711788B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ合金その他の軽金
属合金等の押出成形に使用するダイス、特に大型ダイス
の製造方法に関する。
属合金等の押出成形に使用するダイス、特に大型ダイス
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、軽合金の押出技術の進歩と大型押
出機の出現により、従来考えられなかったような大型押
出製品が実用化されてきており、これに伴い使用される
ダイスも当然大型化してきている。
出機の出現により、従来考えられなかったような大型押
出製品が実用化されてきており、これに伴い使用される
ダイスも当然大型化してきている。
【０００３】従来のダイスは鋼塊や連続鋳造材などの鋳
塊を圧延又は鍛造により丸棒にし、これを輪切りして円
板状素材を得、これを外面荒切削加工し、熱処理し、最
後に型彫りして完成品とするのが一般的である。しか
し、設備上は成分偏析等種々の理由により鋳塊の大きさ
に限界がある（せいぜい直径５００〜１０００ｍｍ）こ
とから、直径約５００ｍｍ以上のダイスでは、充分な圧
鍛比が取れない為、直径５００ｍｍより小さい鋳塊又は
圧鍛棒材から切り出した短円柱鋼材を更に軸方向に据込
鍛造して５００ｍｍより大きくしたものがダイス素材と
して用いられている。
塊を圧延又は鍛造により丸棒にし、これを輪切りして円
板状素材を得、これを外面荒切削加工し、熱処理し、最
後に型彫りして完成品とするのが一般的である。しか
し、設備上は成分偏析等種々の理由により鋳塊の大きさ
に限界がある（せいぜい直径５００〜１０００ｍｍ）こ
とから、直径約５００ｍｍ以上のダイスでは、充分な圧
鍛比が取れない為、直径５００ｍｍより小さい鋳塊又は
圧鍛棒材から切り出した短円柱鋼材を更に軸方向に据込
鍛造して５００ｍｍより大きくしたものがダイス素材と
して用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
大型ダイス素材はその型彫面に、鋼塊に不可避のＶ偏析
あるいは逆Ｖ偏析等に起因する機械的性質のばらつき、
特に中心部とその近傍に強度、靱性値が低い部分が現
れ、この部位に孔型面が来るようなダイスでは使用寿命
が極端に落ちる欠点があった。
大型ダイス素材はその型彫面に、鋼塊に不可避のＶ偏析
あるいは逆Ｖ偏析等に起因する機械的性質のばらつき、
特に中心部とその近傍に強度、靱性値が低い部分が現
れ、この部位に孔型面が来るようなダイスでは使用寿命
が極端に落ちる欠点があった。
【０００５】また、小型、中型ダイスに比べ、据込鍛造
という工程が余分に掛り、その分コスト高になる問題も
あった。
という工程が余分に掛り、その分コスト高になる問題も
あった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決する為の大型ダイスの製造方法であって、その要点
は、重量比で、Ｃ：０．１〜０．６％、Ｓｉ：１．５％
以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：１．０〜８．０％、
Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２〜５．０％、及びＶ：０．２〜
２．５％とＮｂ：０．０１〜０．２０％の１種又は両方
を含み、更に必要により、Ｎｉ：０．３〜３．０％とＣ
ｏ：０．２〜５．０％の１種又は両方を含み、その他は
不可避の不純物と残部鉄よりなる鋳塊を圧延又は鍛造に
より圧鍛比３以上８以下で平角材に加工し、広面を型彫
面とするよう切出し、これを素材としてダイスに加工す
ることを特徴とする軽金属等の押出用大型ダイスの製造
方法にある。
決する為の大型ダイスの製造方法であって、その要点
は、重量比で、Ｃ：０．１〜０．６％、Ｓｉ：１．５％
以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：１．０〜８．０％、
Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２〜５．０％、及びＶ：０．２〜
２．５％とＮｂ：０．０１〜０．２０％の１種又は両方
を含み、更に必要により、Ｎｉ：０．３〜３．０％とＣ
ｏ：０．２〜５．０％の１種又は両方を含み、その他は
不可避の不純物と残部鉄よりなる鋳塊を圧延又は鍛造に
より圧鍛比３以上８以下で平角材に加工し、広面を型彫
面とするよう切出し、これを素材としてダイスに加工す
ることを特徴とする軽金属等の押出用大型ダイスの製造
方法にある。
【０００７】即ち、本発明は従来の大型ダイス製造方法
の常識を破り、丸棒材の輪切り材からでなく平角材から
の切り出し材を用いたところに特徴を有するものであ
る。
の常識を破り、丸棒材の輪切り材からでなく平角材から
の切り出し材を用いたところに特徴を有するものであ
る。
【０００８】用いる鋼材の成分を上記のように限定した
理由は、軽合金類の押出用の大型ダイス素材として必要
な諸特性を備える為の必須条件として限定したもので、
従来からこの用途に広く用いられ評価を得ている鋼を含
むものである。
理由は、軽合金類の押出用の大型ダイス素材として必要
な諸特性を備える為の必須条件として限定したもので、
従来からこの用途に広く用いられ評価を得ている鋼を含
むものである。
【０００９】また圧鍛比（直径減少比、又は延伸比とす
る）を３以上８以下に限定したのは、３未満では必要と
する靱性値を得にくく、又８以下にすることによってダ
イス面上で縦横の機械的性質の方向差（繊維方向が長手
方向で強い）を軽減するためである。
る）を３以上８以下に限定したのは、３未満では必要と
する靱性値を得にくく、又８以下にすることによってダ
イス面上で縦横の機械的性質の方向差（繊維方向が長手
方向で強い）を軽減するためである。
【００１０】
【作用】次に本発明の作用について説明する。一般に鋳
塊を圧延、鍛造した棒状材では、圧鍛方向（長手軸方
向）に比べてこれと直角方向の機械的性質が若干劣る。
これは主に圧鍛によって鋳塊の凝固時に偏析した不純物
や合金元素の濃化部が圧鍛方向に伸びることに起因す
る。
塊を圧延、鍛造した棒状材では、圧鍛方向（長手軸方
向）に比べてこれと直角方向の機械的性質が若干劣る。
これは主に圧鍛によって鋳塊の凝固時に偏析した不純物
や合金元素の濃化部が圧鍛方向に伸びることに起因す
る。
【００１１】図２に試験片の採取位置と共に従来の据え
込みによる大型ダイス素材の縦断面の繊維配列を模式的
に示す。このように繊維配列が不均一になっており、且
つ先述の中心偏析等がこの配列に沿って伸びている。ダ
イスにおいて型彫が行われる可能性が高い中央部（Ａ’
部）は特に強度、靱性が要求されるにもかかわらず、表
２に示されるように最も特性値が悪く、又折角の据込に
よる鍛練効果もあまりないことがわかる。更に、押出時
に力のかかる方向と、繊維方向が一致しており、力に対
し、弱い面が使用されていることがわかる。
込みによる大型ダイス素材の縦断面の繊維配列を模式的
に示す。このように繊維配列が不均一になっており、且
つ先述の中心偏析等がこの配列に沿って伸びている。ダ
イスにおいて型彫が行われる可能性が高い中央部（Ａ’
部）は特に強度、靱性が要求されるにもかかわらず、表
２に示されるように最も特性値が悪く、又折角の据込に
よる鍛練効果もあまりないことがわかる。更に、押出時
に力のかかる方向と、繊維方向が一致しており、力に対
し、弱い面が使用されていることがわかる。
【００１２】図１に本発明になるダイス素材の繊維配列
を試験採取位置と共に示す。横一線に均一になっており
鍛練効果が高く、中心偏析部（Ａ部）も薄くなり、その
悪影響が軽減されることがわかる。更に、押出力に対
し、繊維方向が強い向きに使用されていることを示して
いる。
を試験採取位置と共に示す。横一線に均一になっており
鍛練効果が高く、中心偏析部（Ａ部）も薄くなり、その
悪影響が軽減されることがわかる。更に、押出力に対
し、繊維方向が強い向きに使用されていることを示して
いる。
【００１３】図３は本発明による素材の型彫面上での縦
横方向差（シャルピー衝撃値の比で示す）に及ぼす圧鍛
比の効果を示す図である。図に見るとおり、長手方向
（繊維方向）の値を１としてこれと直角方向の値は、圧
鍛比が増すにつれ上昇し、圧鍛比がおよそ４のときが最
高で０．７となり、それ以上ではゆるやかに下降する。
本発明では一般に認められるシャルピー衝撃値の縦横比
０．５以上を確保する為、圧鍛比を３以上８以下とし
た。なお、衝撃値の試験片はダイス素材の厚さ方向で１
／２、幅方向で１／４の位置で、ダイス面の中央部と周
辺部より、それぞれ繊維流れに平行と直角方向に採取し
た。
横方向差（シャルピー衝撃値の比で示す）に及ぼす圧鍛
比の効果を示す図である。図に見るとおり、長手方向
（繊維方向）の値を１としてこれと直角方向の値は、圧
鍛比が増すにつれ上昇し、圧鍛比がおよそ４のときが最
高で０．７となり、それ以上ではゆるやかに下降する。
本発明では一般に認められるシャルピー衝撃値の縦横比
０．５以上を確保する為、圧鍛比を３以上８以下とし
た。なお、衝撃値の試験片はダイス素材の厚さ方向で１
／２、幅方向で１／４の位置で、ダイス面の中央部と周
辺部より、それぞれ繊維流れに平行と直角方向に採取し
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
実施例１ 次に、具体的な実験例を示す。ＪＩＳ−ＳＫＤ６１（表
１に分析値を示す）を用い、外形７００ｍｍ、厚さ１５
０ｍｍのアルミ押出用ダイス素材を従来法および本発明
法で製造した。
１に分析値を示す）を用い、外形７００ｍｍ、厚さ１５
０ｍｍのアルミ押出用ダイス素材を従来法および本発明
法で製造した。
【００１６】ここで、従来法は直径４５０ｍｍ×長さ４
５０ｍｍの鍛造素材を１２００°Ｃの温度で長さ方向を
１７０ｍｍまで据込み鍛造し、焼なましてダイス素材を
作製した。
５０ｍｍの鍛造素材を１２００°Ｃの温度で長さ方向を
１７０ｍｍまで据込み鍛造し、焼なましてダイス素材を
作製した。
【００１７】一方、本発明法は、厚さ１６０ｍｍ×幅７
２０ｍｍ×長さ７２０ｍｍの鍛造平角材から、鋸切断に
より、直接ダイス形状を切り出し加工し、ダイス素材を
作製した。
２０ｍｍ×長さ７２０ｍｍの鍛造平角材から、鋸切断に
より、直接ダイス形状を切り出し加工し、ダイス素材を
作製した。
【００１８】両方法で作製した素材を、外径７００ｍｍ
×厚さ１５０ｍｍに機械加工した後、焼入れ（１０３０
°Ｃ×３時間保持後空冷）→焼戻し（５８０°Ｃ×６時
間保持後空冷）を２回繰り返した。この時の硬さはＨＲ
Ｃ４５であり、熱処理時の歪み、変寸量に差は無かっ
た。
×厚さ１５０ｍｍに機械加工した後、焼入れ（１０３０
°Ｃ×３時間保持後空冷）→焼戻し（５８０°Ｃ×６時
間保持後空冷）を２回繰り返した。この時の硬さはＨＲ
Ｃ４５であり、熱処理時の歪み、変寸量に差は無かっ
た。
【００１９】このダイス試験片から、図１のように、Ｊ
ＩＳ３号シャルピー試験片を切り出し採取し、各部位の
衝撃値を比較した。その結果を表２に示す。表２から、
従来法で作製したダイスに比べ本発明法で作製したダイ
スは、中央部の靱性値が高い上に、部位による靱性値の
バラツキが極めて少ないことが分かる。
ＩＳ３号シャルピー試験片を切り出し採取し、各部位の
衝撃値を比較した。その結果を表２に示す。表２から、
従来法で作製したダイスに比べ本発明法で作製したダイ
スは、中央部の靱性値が高い上に、部位による靱性値の
バラツキが極めて少ないことが分かる。
【００２０】実施例２ ＪＩＳ−ＳＫＤ６１を用い、外径６８８ｍｍ、厚さ１０
８ｍｍのアルミ押出用ソリッドダイスを本発明法で製造
した。
８ｍｍのアルミ押出用ソリッドダイスを本発明法で製造
した。
【００２１】その作製方法は、厚さ１６０ｍｍ×幅７２
０ｍｍ×長さ７２０ｍｍの鍛造平角材から、切削加工に
より、直接ダイス形状を切り出し加工し、ダイス素材を
作製した。これに機械加工、焼入焼戻し、放電加工、窒
化処理を行って、完成ダイスを製造した。
０ｍｍ×長さ７２０ｍｍの鍛造平角材から、切削加工に
より、直接ダイス形状を切り出し加工し、ダイス素材を
作製した。これに機械加工、焼入焼戻し、放電加工、窒
化処理を行って、完成ダイスを製造した。
【００２２】このダイスを、３９００トン押出しプレス
のアルミ製大型建材製品の押出し成形に適用したとこ
ろ、従来法材に比べ２〜３倍の廃却寿命が得られた。更
に、従来法材では比較的短期に発生していたダイス全体
のたわみ及び、スリットコーナー部のクラック発生が、
著しく改善された。
のアルミ製大型建材製品の押出し成形に適用したとこ
ろ、従来法材に比べ２〜３倍の廃却寿命が得られた。更
に、従来法材では比較的短期に発生していたダイス全体
のたわみ及び、スリットコーナー部のクラック発生が、
著しく改善された。
【００２３】
【発明の効果】本発明の方法により製造した軽合金等の
押出用大型ダイスは、従来法によるダイスと比べ廃却ま
での使用寿命が２〜３倍で、且つ使用中のたわみや部分
的欠けも少なく、更に値段も安価で、例えば大型アルミ
押出成形品などの製造コストを著しく低減するものであ
る。
押出用大型ダイスは、従来法によるダイスと比べ廃却ま
での使用寿命が２〜３倍で、且つ使用中のたわみや部分
的欠けも少なく、更に値段も安価で、例えば大型アルミ
押出成形品などの製造コストを著しく低減するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明法によって製造したダイス素材におけ
る繊維流れと衝撃試験片の採取位置を示す中央縦断面
(a) 及び中央横断面(b) を示す図である。
る繊維流れと衝撃試験片の採取位置を示す中央縦断面
(a) 及び中央横断面(b) を示す図である。
【図２】 従来法によるダイス素材における繊維流れと
衝撃試験片の採取位置を示す中央縦断面(a) 及び中央横
断面(b) を示す図である。
衝撃試験片の採取位置を示す中央縦断面(a) 及び中央横
断面(b) を示す図である。
【図３】 本発明の方法において、シャルピー衝撃値の
縦横比に対する圧鍛比の影響を示す特性図である。
縦横比に対する圧鍛比の影響を示す特性図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．１〜０．６％、 Ｓｉ：１．５％以下、 Ｍｎ：１．５％以下、 Ｃｒ：１．０〜８．０％、 Ｍｏ＋１／２Ｗ：０．２〜５．０％、及びＶ：０．１〜
３．０％とＮｂ：０．０１〜０．２０％の１種又は両方
を含み、 更に必要により、Ｎｉ：０．３〜３．０％とＣｏ：０．
２〜５．０％の１種又は両方を含み、その他は不可避の
不純物と残部鉄よりなる鋳塊を圧延又は鍛造により圧鍛
比３以上８以下で平角材に加工し、広面を型彫面とする
よう切出し、これを素材としてダイスに加工することを
特徴とする軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292393A JP2711788B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292393A JP2711788B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246338A JPH06246338A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2711788B2 true JP2711788B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=13214281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6292393A Expired - Fee Related JP2711788B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711788B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5944920A (en) * | 1996-04-10 | 1999-08-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Piston ring material excellent in workability |
| AT412000B (de) | 2003-04-24 | 2004-08-26 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Kaltarbeitsstahl-gegenstand |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP6292393A patent/JP2711788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06246338A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |