JP2767069B2 - 鍛造品の加工方法 - Google Patents
鍛造品の加工方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、長尺の鋼材を切断して形成したビレット
を、連続的に冷間鍛造工程に送り、冷間鍛造を行つて、
鍛造品を加工する加工方法に関する。
を、連続的に冷間鍛造工程に送り、冷間鍛造を行つて、
鍛造品を加工する加工方法に関する。
〈従来の技術〉 例えば、エンジンバルブのような特殊な形状の耐熱鋼
部品は、従来、アプセツト鍛造または熱間鍛造により加
工されている。しかし、アプセツト鍛造は、電気アプセ
ツタによる予備成形工程と据込み工程とからなるが、そ
の予備成形工程の成形時間が長く、能率が悪い。また、
熱間鍛造は、誘導加熱等により材料を900℃〜1200℃に
加熱して熱間押出しおよび熱間据込みを行なうため、熱
間押出し工程の型寿命が悪く、加熱を行わない冷間鍛造
を熱間据込みの前段階で使用して鍛造加工を行うことが
試みられていた。
部品は、従来、アプセツト鍛造または熱間鍛造により加
工されている。しかし、アプセツト鍛造は、電気アプセ
ツタによる予備成形工程と据込み工程とからなるが、そ
の予備成形工程の成形時間が長く、能率が悪い。また、
熱間鍛造は、誘導加熱等により材料を900℃〜1200℃に
加熱して熱間押出しおよび熱間据込みを行なうため、熱
間押出し工程の型寿命が悪く、加熱を行わない冷間鍛造
を熱間据込みの前段階で使用して鍛造加工を行うことが
試みられていた。
一方、従来技術によるエンジンバルブの冷間鍛造加工
工程では、鋼材素材を切断してビレツトとした後、焼鈍
によつて切断面の残留応力を除去してから別個にそのビ
レツトを鍛造加工しなければならないが、加工の効率改
善から、切断工程と鍛造工程を連続して行うことがのぞ
まれている。
工程では、鋼材素材を切断してビレツトとした後、焼鈍
によつて切断面の残留応力を除去してから別個にそのビ
レツトを鍛造加工しなければならないが、加工の効率改
善から、切断工程と鍛造工程を連続して行うことがのぞ
まれている。
このような切断工程と冷間鍛造工程を連続して行うエ
ンジンバルブ等の加工ラインでは、以下のような課題の
発生が予想されていた。
ンジンバルブ等の加工ラインでは、以下のような課題の
発生が予想されていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 即ち、冷間鍛造を行う場合、鋼材ビレツトに潤滑皮膜
形成処理を行うが、この潤滑皮膜は約350℃以上に加熱
されると劣化し、良好な冷間鍛造ができなくなる。一
方、ビレツトを冷間鍛造した場合、ビレツトの切断時、
その部分に生じた残留応力やひずみによつて、冷間鍛造
時に割れが発生しやすい。この割れを防止するために、
ビレツトを切断する際、その鋼材を局部的に加熱するこ
とが知られている（例えば、特開昭57−132913号公報参
照）。
形成処理を行うが、この潤滑皮膜は約350℃以上に加熱
されると劣化し、良好な冷間鍛造ができなくなる。一
方、ビレツトを冷間鍛造した場合、ビレツトの切断時、
その部分に生じた残留応力やひずみによつて、冷間鍛造
時に割れが発生しやすい。この割れを防止するために、
ビレツトを切断する際、その鋼材を局部的に加熱するこ
とが知られている（例えば、特開昭57−132913号公報参
照）。
しかし、例えばエンジンバルブを加工する場合、その
冷間鍛造工程中に約250℃の温度上昇があり、切断工程
と冷間鍛造工程が連続して行われると、冷却期間がない
ため、鋼材の誘導加熱温度が高すぎると、冷間鍛造時の
ビレツトの温度が潤滑皮膜の許容耐熱温度以上となり、
皮膜の劣化を起してしまう。
冷間鍛造工程中に約250℃の温度上昇があり、切断工程
と冷間鍛造工程が連続して行われると、冷却期間がない
ため、鋼材の誘導加熱温度が高すぎると、冷間鍛造時の
ビレツトの温度が潤滑皮膜の許容耐熱温度以上となり、
皮膜の劣化を起してしまう。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもの
で、鍛造品に割れが生じず、鍛造時の潤滑皮膜の劣化が
なく、ビレツトの切断と冷間鍛造工程を連続して行い、
効率良く鍛造品を加工することができる鍛造品の加工方
法を提供することを目的とする。
で、鍛造品に割れが生じず、鍛造時の潤滑皮膜の劣化が
なく、ビレツトの切断と冷間鍛造工程を連続して行い、
効率良く鍛造品を加工することができる鍛造品の加工方
法を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、本発明の鍛造品の加工
方法は、長尺の鋼材を送りながら高周波誘導加熱により
予め決められた温度に加熱する工程と、加熱された鋼材
を所定の長さに切断する工程と、切断されたビレットを
冷間鍛造する工程とからなり、各工程は順次連続して行
われ、鋼材を加熱する工程での加熱温度は、冷間鍛造時
にビレツトの温度がその潤滑皮膜の耐熱温度未満で、且
つビレットの残留応力を減少させ得る温度に加熱される
ように構成される。
方法は、長尺の鋼材を送りながら高周波誘導加熱により
予め決められた温度に加熱する工程と、加熱された鋼材
を所定の長さに切断する工程と、切断されたビレットを
冷間鍛造する工程とからなり、各工程は順次連続して行
われ、鋼材を加熱する工程での加熱温度は、冷間鍛造時
にビレツトの温度がその潤滑皮膜の耐熱温度未満で、且
つビレットの残留応力を減少させ得る温度に加熱される
ように構成される。
〈作用〉 長尺の鋼材は、先ず加熱工程に送られ、高周波誘導加
熱により予め設定された温度に加熱される。次に、鋼材
は切断工程に送られて一定の長さに切断され、ビレツト
が作られる。次に、ビレツトは冷間鍛造工程に搬送さ
れ、ビレツトの表面に潤滑油が塗布された後、ビレツト
が複数のダイスに順に送られて、複数段の冷間鍛造が行
われる。鋼材が切断前に誘導加熱されることにより、鋼
材の残留応力やひずみが低減され、冷間鍛造後のビレツ
トに発生しやすい割れは防止される。また、その加熱温
度は冷間鍛造時にビレツトの温度がその潤滑皮膜の耐熱
温度未満となるように設定されるため、潤滑皮膜の劣化
による焼き付きは生じない。
熱により予め設定された温度に加熱される。次に、鋼材
は切断工程に送られて一定の長さに切断され、ビレツト
が作られる。次に、ビレツトは冷間鍛造工程に搬送さ
れ、ビレツトの表面に潤滑油が塗布された後、ビレツト
が複数のダイスに順に送られて、複数段の冷間鍛造が行
われる。鋼材が切断前に誘導加熱されることにより、鋼
材の残留応力やひずみが低減され、冷間鍛造後のビレツ
トに発生しやすい割れは防止される。また、その加熱温
度は冷間鍛造時にビレツトの温度がその潤滑皮膜の耐熱
温度未満となるように設定されるため、潤滑皮膜の劣化
による焼き付きは生じない。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はエンジンバルブを鍛造する加工工程の説明図
を示している。20は材料となる棒状の鋼材で、表面には
潤滑皮膜が形成されている。鋼材20は送りロール19によ
り加熱及び切断工程に送られる。
を示している。20は材料となる棒状の鋼材で、表面には
潤滑皮膜が形成されている。鋼材20は送りロール19によ
り加熱及び切断工程に送られる。
10は最初の加熱工程で使用される高周波誘導加熱装置
で、鋼材20を加熱するための加熱コイル11を有し、送ら
れる鋼材20をコイル内に挿通させる。この加熱工程に
は、赤外線受光形の温度センサ12が鋼材20の温度を検出
するように配置され、高周波誘導加熱装置10の制御回路
14にその温度検出信号を出力する。
で、鋼材20を加熱するための加熱コイル11を有し、送ら
れる鋼材20をコイル内に挿通させる。この加熱工程に
は、赤外線受光形の温度センサ12が鋼材20の温度を検出
するように配置され、高周波誘導加熱装置10の制御回路
14にその温度検出信号を出力する。
高周波誘導加熱装置10は、例えば1KHz程度の高周波電
流（パルス状又は略正弦波状の電流）を発生させるため
の誘導加熱用電源回路13と、その高周波パルス電流のパ
ルス幅を、或は正弦波電流の点弧角を温度センサ12から
の温度検出信号に応じて制御する制御回路14と、加熱コ
イル11に高周波電流を効率良く供給するインピーダンス
マツチング用の結合トランス15を備えている。
流（パルス状又は略正弦波状の電流）を発生させるため
の誘導加熱用電源回路13と、その高周波パルス電流のパ
ルス幅を、或は正弦波電流の点弧角を温度センサ12から
の温度検出信号に応じて制御する制御回路14と、加熱コ
イル11に高周波電流を効率良く供給するインピーダンス
マツチング用の結合トランス15を備えている。
制御回路14には温度設定器が設けられ、検出温度（鋼
材の加熱温度）がその設定温度からズレた場合、高周波
パルス電流のパルス幅、或は正弦波電流の点弧角を制御
して誘導加熱の加熱量を調整し、検出温度（鋼材の加熱
温度）がその設定温度（例えば80℃）となるように制御
される。
材の加熱温度）がその設定温度からズレた場合、高周波
パルス電流のパルス幅、或は正弦波電流の点弧角を制御
して誘導加熱の加熱量を調整し、検出温度（鋼材の加熱
温度）がその設定温度（例えば80℃）となるように制御
される。
17は加熱工程の直後に配置された切断工程の切断装置
で、クイル内に通して送られた潤滑皮膜が形成されてい
る鋼材20の先端をストツパ18に当接させ、切断刃により
鋼材20を切断して一定長のビレツト21を形成する。
で、クイル内に通して送られた潤滑皮膜が形成されてい
る鋼材20の先端をストツパ18に当接させ、切断刃により
鋼材20を切断して一定長のビレツト21を形成する。
切断工程の直後には、コールドフオーマ等の冷間鍛造
装置16が設置される。この冷間鍛造装置16は、複数（例
えば４段）の成形加工が行い得るような複数のダイス及
びパンチや材料の搬送装置を備えている。
装置16が設置される。この冷間鍛造装置16は、複数（例
えば４段）の成形加工が行い得るような複数のダイス及
びパンチや材料の搬送装置を備えている。
なお、切断工程で切断されたビレツト21は、図示しな
いマニピユレータ等により冷間鍛造装置16に送られる。
いマニピユレータ等により冷間鍛造装置16に送られる。
この冷間鍛造装置16は、エンジンバルブの中間的な形
状を冷間鍛造で成形するもので、図示は省略してある
が、この装置の次段にはエンジンバルブの最終的な形状
に成形するための熱間鍛造装置が設置される。
状を冷間鍛造で成形するもので、図示は省略してある
が、この装置の次段にはエンジンバルブの最終的な形状
に成形するための熱間鍛造装置が設置される。
次に、上記構成の装置を用いて行われるエンジンバル
ブの鍛造加工方法を説明する。
ブの鍛造加工方法を説明する。
長尺の鋼材20は送りロール19の回動駆動により連続し
て、加熱、切断工程に送られる。最初、鋼材20は高周波
誘導加熱装置10の加熱コイル11内を通ることにより、誘
導加熱され、予め設定された設定温度（例えば80℃）に
加熱される。この設定温度は、冷間鍛造中にビレツト21
の温度が約250℃上昇するが、そのビレツトつまり冷間
鍛造時に使用される潤滑皮膜の温度がその耐熱温度（潤
滑皮膜の種類よつて異なるが、例えば約350℃）未満
で、且つビレツトの残留応力を減少させ得る程度の加熱
温度である。そして、潤滑皮膜が形成されている鋼材20
の加熱温度は、温度センサ12と高周波誘導加熱装置10の
制御回路14によつて設定温度となるように制御される。
て、加熱、切断工程に送られる。最初、鋼材20は高周波
誘導加熱装置10の加熱コイル11内を通ることにより、誘
導加熱され、予め設定された設定温度（例えば80℃）に
加熱される。この設定温度は、冷間鍛造中にビレツト21
の温度が約250℃上昇するが、そのビレツトつまり冷間
鍛造時に使用される潤滑皮膜の温度がその耐熱温度（潤
滑皮膜の種類よつて異なるが、例えば約350℃）未満
で、且つビレツトの残留応力を減少させ得る程度の加熱
温度である。そして、潤滑皮膜が形成されている鋼材20
の加熱温度は、温度センサ12と高周波誘導加熱装置10の
制御回路14によつて設定温度となるように制御される。
加熱コイル11により誘導加熱された潤滑皮膜が形成さ
れている鋼材20は、切断工程に入り、その先端がストツ
パ18に当接した際、切断刃が作動し、鋼材が一定の長さ
に切断されて、一定長のビレツト21が作られる。そのビ
レツト21は搬送装置により次の鍛造工程の冷間鍛造装置
16に送られる。
れている鋼材20は、切断工程に入り、その先端がストツ
パ18に当接した際、切断刃が作動し、鋼材が一定の長さ
に切断されて、一定長のビレツト21が作られる。そのビ
レツト21は搬送装置により次の鍛造工程の冷間鍛造装置
16に送られる。
この冷間鍛造工程に送られたビレツト21は、複数のダ
イス、パンチ等からなる複数の加工段に順に送られて３
〜４段の鍛造加工が行われ、エンジンバルブの中間的な
形状つまり先端に球形部が形成された棒状体が成形され
る。
イス、パンチ等からなる複数の加工段に順に送られて３
〜４段の鍛造加工が行われ、エンジンバルブの中間的な
形状つまり先端に球形部が形成された棒状体が成形され
る。
鋼材20が切断工程の直前で誘導加熱により約80℃に加
熱されているため、材料のひずみや残留応力がこの加熱
によつて低減され、冷間鍛造されたビレツト21の端部に
発生しやすい割れは生じない。また、冷間鍛造中に、ビ
レツト21の温度は約250℃上昇し、最初の加熱温度80℃
と加算して約330℃となるが、この温度は材料表面に形
成した潤滑皮膜の耐熱温度（約350℃）以下であるた
め、冷間鍛造中、皮膜の劣化が発生せず、そのために材
料の焼き付きが生じず、良好な冷間鍛造を行うことがで
きる。
熱されているため、材料のひずみや残留応力がこの加熱
によつて低減され、冷間鍛造されたビレツト21の端部に
発生しやすい割れは生じない。また、冷間鍛造中に、ビ
レツト21の温度は約250℃上昇し、最初の加熱温度80℃
と加算して約330℃となるが、この温度は材料表面に形
成した潤滑皮膜の耐熱温度（約350℃）以下であるた
め、冷間鍛造中、皮膜の劣化が発生せず、そのために材
料の焼き付きが生じず、良好な冷間鍛造を行うことがで
きる。
冷間鍛造装置16で加工されたエンジンバルブの中間形
状のビレツトは、さらに図示しない熱間鍛造装置に送ら
れ、最終的な傘状のエンジンバルブで形成される。
状のビレツトは、さらに図示しない熱間鍛造装置に送ら
れ、最終的な傘状のエンジンバルブで形成される。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の鍛造品の加工方法によ
れば、長尺の鋼材を切断してビレットを形成し、ビレッ
トを連続して冷間鍛造工程に送り、冷間鍛造を行なう鍛
造品の加工方法において、長尺の鋼材を送りながら高周
波誘導加熱により予め決められた設定温度に鋼材を加熱
する工程と、加熱された鋼材を所定の長さに切断する工
程と、切断されたビレツトを冷間鍛造する工程とからな
り、各工程は順次連続して行われ、鋼材を加熱する工程
での設定温度は、冷間鍛造時にビレツトが上昇する温度
に前記設定温度を加えた温度が、ビレツト表面の潤滑皮
膜の耐熱温度未満で、且つビレツトの残留応力を減少さ
せる温度としたから、切断前の鋼材を適正な設定温度に
加熱することにより、切断時に生じる鋼材の残留応力を
減少させて切断時の歪を低減することができ、それによ
り、冷間鍛造後のビレツトのひび割れを防止することが
できる。更に、冷間鍛造中の温度は潤滑皮膜の耐熱温度
未満となるから、冷間鍛造時の潤滑皮膜の劣化を防止し
て、材料の焼き付きを防止することにより、良好な冷間
鍛造を行うことができる。
れば、長尺の鋼材を切断してビレットを形成し、ビレッ
トを連続して冷間鍛造工程に送り、冷間鍛造を行なう鍛
造品の加工方法において、長尺の鋼材を送りながら高周
波誘導加熱により予め決められた設定温度に鋼材を加熱
する工程と、加熱された鋼材を所定の長さに切断する工
程と、切断されたビレツトを冷間鍛造する工程とからな
り、各工程は順次連続して行われ、鋼材を加熱する工程
での設定温度は、冷間鍛造時にビレツトが上昇する温度
に前記設定温度を加えた温度が、ビレツト表面の潤滑皮
膜の耐熱温度未満で、且つビレツトの残留応力を減少さ
せる温度としたから、切断前の鋼材を適正な設定温度に
加熱することにより、切断時に生じる鋼材の残留応力を
減少させて切断時の歪を低減することができ、それによ
り、冷間鍛造後のビレツトのひび割れを防止することが
できる。更に、冷間鍛造中の温度は潤滑皮膜の耐熱温度
未満となるから、冷間鍛造時の潤滑皮膜の劣化を防止し
て、材料の焼き付きを防止することにより、良好な冷間
鍛造を行うことができる。
第１図は本発明方法の一実施例の加工工程を示す説明図
である。 10……高周波誘導加熱装置、16……冷間鍛造装置、17…
…切断装置、20……鋼材、21……ビレツト。
である。 10……高周波誘導加熱装置、16……冷間鍛造装置、17…
…切断装置、20……鋼材、21……ビレツト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−107244（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−33143（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21J 1/00 - 19/04
Claims (1)
- 【請求項１】長尺の鋼材を切断してビレットを形成し、
該ビレットを連続して冷間鍛造工程に送り、冷間鍛造を
行なう鍛造品の加工方法において、 長尺の鋼材を送りながら高周波誘導加熱により予め決め
られた設定温度に鋼材を加熱する工程と、加熱された該
鋼材を所定の長さに切断する工程と、切断されたビレツ
トを冷間鍛造する工程とからなり、 前記各工程は順次連続して行われ、前記鋼材を加熱する
工程での設定温度は、前記冷間鍛造時にビレツトが上昇
する温度に該設定温度を加えた温度が、該ビレツト表面
の潤滑皮膜の耐熱温度未満で、且つ該ビレツトの残留応
力を減少させる温度に設定されたことを特徴とする鍛造
品の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329120A JP2767069B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 鍛造品の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329120A JP2767069B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 鍛造品の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03189041A JPH03189041A (ja) | 1991-08-19 |
| JP2767069B2 true JP2767069B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=18217839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1329120A Expired - Fee Related JP2767069B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 鍛造品の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767069B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103801643A (zh) * | 2012-11-14 | 2014-05-21 | 杨光 | 凹模镦粗加热工艺 |
| CN104259750A (zh) * | 2014-08-06 | 2015-01-07 | 泉州恒劲机械有限公司 | 一种斗齿的锻造工艺 |
| JP2016128175A (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社ジェイテクト | 鍛造方法 |
| CN106180501A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-12-07 | 江苏昊鹏机械有限公司 | 一种锻造工艺 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5833143U (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-04 | 株式会社明電舎 | 加熱鍛造装置 |
| JPS58107244A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 温間鍛造用誘導加熱装置 |
-
1989
- 1989-12-19 JP JP1329120A patent/JP2767069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03189041A (ja) | 1991-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |