JP2870606B2 - マグネシウム合金製部材の成形方法及び装置 - Google Patents
マグネシウム合金製部材の成形方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウム合金から
なるディスクホイール等のワークを鍛造成形するための
方法及び装置に関するものである。
なるディスクホイール等のワークを鍛造成形するための
方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、製品重量の軽減等を目的としてデ
ィスクホイール等にマグネシウム合金を使用することが
活発に行われている（例えば特開昭５９−６７１０２号
公報参照）。
ィスクホイール等にマグネシウム合金を使用することが
活発に行われている（例えば特開昭５９−６７１０２号
公報参照）。
【０００３】例として、ディスクホイールをマグネシウ
ム合金で成形する場合には、次のような方法が行われ
る。まず、鍛造による塑性加工により、ワークの中心部
分（ディスク部分）を成形する。この際、上記鍛造によ
る加工硬化でディスク部分は強靱となる。次いで、この
部材をスピンフォージ（回転鍛造）することにより、回
転部分（リム部分）を形成するが、この際にも上記加工
硬化によってリム部分の強度が向上することとなる。
ム合金で成形する場合には、次のような方法が行われ
る。まず、鍛造による塑性加工により、ワークの中心部
分（ディスク部分）を成形する。この際、上記鍛造によ
る加工硬化でディスク部分は強靱となる。次いで、この
部材をスピンフォージ（回転鍛造）することにより、回
転部分（リム部分）を形成するが、この際にも上記加工
硬化によってリム部分の強度が向上することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記方法において、ス
ピンフォージによる成形を良好に行うためには、リム部
分をなるべく高温に加熱することが望ましい。ところ
が、この加熱による熱が上記ディスク部分に伝えられ、
このディスク部分が昇温すると、該部分において上記塑
性加工により得られていた強靱性が消失してしまう不都
合が生じる。
ピンフォージによる成形を良好に行うためには、リム部
分をなるべく高温に加熱することが望ましい。ところ
が、この加熱による熱が上記ディスク部分に伝えられ、
このディスク部分が昇温すると、該部分において上記塑
性加工により得られていた強靱性が消失してしまう不都
合が生じる。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、加工硬
化による強靱性を消失することなく、良好な成形性を得
ることができるマグネシウム合金製部材の製造方法及び
装置を提供することを目的とする。
化による強靱性を消失することなく、良好な成形性を得
ることができるマグネシウム合金製部材の製造方法及び
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワークにおい
て加工しない部分を治具により把持し、この把持部分を
冷却しながら加工すべき部分を加熱して鍛造成形するも
のである（請求項１）。
て加工しない部分を治具により把持し、この把持部分を
冷却しながら加工すべき部分を加熱して鍛造成形するも
のである（請求項１）。
【０００７】具体的には、上記ワークを円板状とし、こ
のワークの中央部分を把持して同ワークを回転させなが
らその周縁部を鍛造成形するもの（請求項２）等に適用
でき、特に、ディスクホイールの成形には好適である
（請求項３）。
のワークの中央部分を把持して同ワークを回転させなが
らその周縁部を鍛造成形するもの（請求項２）等に適用
でき、特に、ディスクホイールの成形には好適である
（請求項３）。
【０００８】また、上記方法を実現するための装置とし
ては、ワークを把持する治具と、この治具により把持さ
れない部分を加熱し鍛造する鍛造成形手段とを備え、上
記治具に、この治具に把持されている部分を冷却する冷
却部を設けたものが好ましい（請求項４）。ここで、上
記請求項２記載の方法を実施するには、上記治具を自軸
回りに回転可能としたものがよい（請求項５）。
ては、ワークを把持する治具と、この治具により把持さ
れない部分を加熱し鍛造する鍛造成形手段とを備え、上
記治具に、この治具に把持されている部分を冷却する冷
却部を設けたものが好ましい（請求項４）。ここで、上
記請求項２記載の方法を実施するには、上記治具を自軸
回りに回転可能としたものがよい（請求項５）。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、治具で保持されていない部
分が加熱されることにより、良好な鍛造成形が行われ、
その強度が向上する。一方、治具で保持されている部分
は上記加工中に冷却されるので、この部分の強度が上記
加熱により低下することが防がれる。
分が加熱されることにより、良好な鍛造成形が行われ、
その強度が向上する。一方、治具で保持されている部分
は上記加工中に冷却されるので、この部分の強度が上記
加熱により低下することが防がれる。
【００１０】
【実施例】本発明方法に基づくマグネシウム合金製ディ
スクホイールの製造工程を図１に基づいて説明する。
スクホイールの製造工程を図１に基づいて説明する。
【００１１】まず、同図左上に示されるようなマグネシ
ウム合金からなるブロック状のワーク１０を成形し、こ
れを加熱しながら鍛造の荒地となる形状にする（工程Ｐ
１）。この工程Ｐ１は省略される場合もある。次に、こ
のワーク１０を加熱鍛造してその中央部分（ディスク部
分）を成形する（工程Ｐ２）。この際、上記鍛造によっ
て加工硬化が生じ、ディスク部分の強靱性が高められ
る。
ウム合金からなるブロック状のワーク１０を成形し、こ
れを加熱しながら鍛造の荒地となる形状にする（工程Ｐ
１）。この工程Ｐ１は省略される場合もある。次に、こ
のワーク１０を加熱鍛造してその中央部分（ディスク部
分）を成形する（工程Ｐ２）。この際、上記鍛造によっ
て加工硬化が生じ、ディスク部分の強靱性が高められ
る。
【００１２】次いで、このワーク１０を図２に示される
ようなスピニングマシンにセットし、その周縁部（リム
部分）の成形を行う（図１工程Ｐ３）。
ようなスピニングマシンにセットし、その周縁部（リム
部分）の成形を行う（図１工程Ｐ３）。
【００１３】この装置（スピニングマシン）は、メイン
モータ１４で回転駆動される主軸１２を備え、この主軸
１２の先端部にマンドレル１６が設けられている。ま
た、この主軸１２と同軸の位置には心押し棒１８が設け
られ、この心押し棒１８の先端部に、上記マンドレル１
６と対向するディスク押え２０が設けられており、両者
は自軸回りに回転駆動されるようになっている。さら
に、この装置の特徴として、上記ディスク押え２０には
図１，３に示されるような不活性ガス導入穴（冷却部）
３０が周方向に複数個並設されている。
モータ１４で回転駆動される主軸１２を備え、この主軸
１２の先端部にマンドレル１６が設けられている。ま
た、この主軸１２と同軸の位置には心押し棒１８が設け
られ、この心押し棒１８の先端部に、上記マンドレル１
６と対向するディスク押え２０が設けられており、両者
は自軸回りに回転駆動されるようになっている。さら
に、この装置の特徴として、上記ディスク押え２０には
図１，３に示されるような不活性ガス導入穴（冷却部）
３０が周方向に複数個並設されている。
【００１４】このディスク押え２０及び上記マンドレル
１６の左右には、一次加工用サドル２２及び二次加工用
サドル２４が配置されている。各サドル２２，２４は、
所定の運動軌跡を得るための倣い装置２６を備えるとと
もに、リム成形用ローラ２８を回転可能に支持してい
る。
１６の左右には、一次加工用サドル２２及び二次加工用
サドル２４が配置されている。各サドル２２，２４は、
所定の運動軌跡を得るための倣い装置２６を備えるとと
もに、リム成形用ローラ２８を回転可能に支持してい
る。
【００１５】また、上記ディスク押え２０及びマンドレ
ル１６の近傍には、加熱用バーナ３２が配置されてい
る。
ル１６の近傍には、加熱用バーナ３２が配置されてい
る。
【００１６】この装置による鍛造の手順としては、まず
上記ワーク１０を図１に示されるようにマンドレル１６
にセットし、このワーク１０の中央部分（ディスク部
分）に反対側からディスク押え２０を圧接させる。そし
て、この状態で上記マンドレル１６、ディスク押え２
０、心押し棒１８、及びワーク１０を一体に回転させ、
かつ上記ワークの周縁部分（リム部分）をバーナ３２で
加熱しながら、この周縁部分に一次加工用サドル２２に
おけるローラ２８を当てて一次鍛造加工を行い、大まか
な形を形成した後、同様にして二次加工用サドル２４の
ローラ２８を当てて二次鍛造加工を行い、最終の形にま
で成形する。このような鍛造成形によって、リム部分に
も加工硬化が生じ、その強度が向上することとなる。
上記ワーク１０を図１に示されるようにマンドレル１６
にセットし、このワーク１０の中央部分（ディスク部
分）に反対側からディスク押え２０を圧接させる。そし
て、この状態で上記マンドレル１６、ディスク押え２
０、心押し棒１８、及びワーク１０を一体に回転させ、
かつ上記ワークの周縁部分（リム部分）をバーナ３２で
加熱しながら、この周縁部分に一次加工用サドル２２に
おけるローラ２８を当てて一次鍛造加工を行い、大まか
な形を形成した後、同様にして二次加工用サドル２４の
ローラ２８を当てて二次鍛造加工を行い、最終の形にま
で成形する。このような鍛造成形によって、リム部分に
も加工硬化が生じ、その強度が向上することとなる。
【００１７】一方、上記成形の際、ディスク押え２０に
設けられた不活性ガス導入穴３０から窒素ガスやアルゴ
ンガス等の不活性ガスを導入することにより、上記ディ
スク押え２０による把持部分（すなわちディスク部分）
を冷却する。これにより、上記リム部分で加熱鍛造が行
われる際のディスク部分の昇温が抑えられ、この昇温に
起因するディスク部分での強靱性の消失が防がれる。
設けられた不活性ガス導入穴３０から窒素ガスやアルゴ
ンガス等の不活性ガスを導入することにより、上記ディ
スク押え２０による把持部分（すなわちディスク部分）
を冷却する。これにより、上記リム部分で加熱鍛造が行
われる際のディスク部分の昇温が抑えられ、この昇温に
起因するディスク部分での強靱性の消失が防がれる。
【００１８】このような方法及び装置によれば、ディス
ク部分の強靱性を十分に保持しながら、リム部分の鍛造
加工を不都合なくスムーズに進行させることができる。
ク部分の強靱性を十分に保持しながら、リム部分の鍛造
加工を不都合なくスムーズに進行させることができる。
【００１９】なお、このリム部分での加熱温度は、具体
的な材質に応じて適宜設定すればよいが、ここでは、マ
グネシウム合金の代表例としてＺＫ６０及びＡＺ８０を
用いた場合の好適温度を説明する。
的な材質に応じて適宜設定すればよいが、ここでは、マ
グネシウム合金の代表例としてＺＫ６０及びＡＺ８０を
用いた場合の好適温度を説明する。
【００２０】(a) ＺＫ６０（Al:7.8〜9.2％、Zn：0.2〜
0.8％、Mn：0.12％以上） 図４は、ＺＫ６０からなる部材の温度に対する硬さ（ビ
ッカース硬さ）及び限界据え込み率を示したものであ
る。ここで限界据え込み率とは、図６Ａに示されるよう
な変形前の部材の軸方向寸法をＬｏ、同図Ｂに示される
ようにひび３４が入る限界まで圧縮された後の上記方向
の寸法をＬとしたとき、（Ｌ−Ｌｏ）／Ｌで表されるも
のであり、成形良好性の目安となるものである。
0.8％、Mn：0.12％以上） 図４は、ＺＫ６０からなる部材の温度に対する硬さ（ビ
ッカース硬さ）及び限界据え込み率を示したものであ
る。ここで限界据え込み率とは、図６Ａに示されるよう
な変形前の部材の軸方向寸法をＬｏ、同図Ｂに示される
ようにひび３４が入る限界まで圧縮された後の上記方向
の寸法をＬとしたとき、（Ｌ−Ｌｏ）／Ｌで表されるも
のであり、成形良好性の目安となるものである。
【００２１】この図に示されるように、温度の上昇とと
もに限界据え込み率は上昇するが、硬さは減少するの
で、双方を加味した温度設定が必要である。具体的に、
このＺＫ６０では、温度Ｔ１（３３０℃）以上で限界据
え込み率が４０％以上となり、鍛造成形性が良好となり
始めるが、温度Ｔ２（４３０℃）以上で酸化（いわゆる
高温酸化）し易くなり始めるため、両温度の間の領域に
加熱温度を設定することが望ましい。
もに限界据え込み率は上昇するが、硬さは減少するの
で、双方を加味した温度設定が必要である。具体的に、
このＺＫ６０では、温度Ｔ１（３３０℃）以上で限界据
え込み率が４０％以上となり、鍛造成形性が良好となり
始めるが、温度Ｔ２（４３０℃）以上で酸化（いわゆる
高温酸化）し易くなり始めるため、両温度の間の領域に
加熱温度を設定することが望ましい。
【００２２】(b) ＡＺ８０（Zn：4.8〜6.2％、Zr：0.45
％以上） 図５は、ＺＫ６０からなる部材の温度に対する硬さ（ビ
ッカース硬さ）及び限界据え込み率を示したものであ
る。この図に示されるように、ＡＺ８０からなる部材に
おいても、温度の上昇とともに限界据え込み率の上昇及
び硬さの減少が見られる。具体的に、温度Ｔ３（３７０
℃）以上で鍛造成形性が良好となり始めるが、４２０℃
以上で酸化し易くなるため、両温度の間の領域に加熱温
度を設定することが望ましい。
％以上） 図５は、ＺＫ６０からなる部材の温度に対する硬さ（ビ
ッカース硬さ）及び限界据え込み率を示したものであ
る。この図に示されるように、ＡＺ８０からなる部材に
おいても、温度の上昇とともに限界据え込み率の上昇及
び硬さの減少が見られる。具体的に、温度Ｔ３（３７０
℃）以上で鍛造成形性が良好となり始めるが、４２０℃
以上で酸化し易くなるため、両温度の間の領域に加熱温
度を設定することが望ましい。
【００２３】なお、上記実施例では、ワーク１０がディ
スクホイールである例を示したが、本発明はこれに限ら
ず、治具で一部が把持され、他の部分が加熱鍛造成形さ
れる種々の製品について適用することが可能である。
スクホイールである例を示したが、本発明はこれに限ら
ず、治具で一部が把持され、他の部分が加熱鍛造成形さ
れる種々の製品について適用することが可能である。
【００２４】また、本発明では、冷却手段の具体的な構
成を問わず、例えば上記ディスク押え２０内に冷却水を
通してディスク押え２０を冷却するようにしてもよい。
ただし、ワークに直接冷却媒体を吹き付けるようにする
場合には、高温のマグネシウム合金が酸化しないように
上記のような不活性ガスを用いることが極めて好まし
い。
成を問わず、例えば上記ディスク押え２０内に冷却水を
通してディスク押え２０を冷却するようにしてもよい。
ただし、ワークに直接冷却媒体を吹き付けるようにする
場合には、高温のマグネシウム合金が酸化しないように
上記のような不活性ガスを用いることが極めて好まし
い。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、ワークにおいて
加工しない部分を治具により把持し、この把持部分を冷
却しながら加工すべき部分を加熱して鍛造成形するもの
てあるので、上記冷却によって、治具による把持部分の
強靱性を十分に保ちながら、他の部分を加熱して良好な
鍛造成形を行うことができる効果がある。
加工しない部分を治具により把持し、この把持部分を冷
却しながら加工すべき部分を加熱して鍛造成形するもの
てあるので、上記冷却によって、治具による把持部分の
強靱性を十分に保ちながら、他の部分を加熱して良好な
鍛造成形を行うことができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例におけるディスクホイールの
製造方法を示す工程図である。
製造方法を示す工程図である。
【図２】同方法において用いられるスピニングマシンの
一部断面平面図である。
一部断面平面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】マグネシウム合金ＺＫ６０における温度と硬さ
及び限界据え込み率との関係を示すグラフである。
及び限界据え込み率との関係を示すグラフである。
【図５】マグネシウム合金ＡＺ８０における温度と硬さ
及び限界据え込み率との関係を示すグラフである。
及び限界据え込み率との関係を示すグラフである。
【図６】Ａ，Ｂは限界据え込み率を説明するための説明
図である。
図である。
１０ ワーク １２ 主軸（治具） １６ マンドレル（治具） １８ 心押し棒（治具） ２０ ディスク押え（治具） ２６ ローラ（鍛造成形手段） ３０ 不活性ガス導入穴（冷却部） ３２ バーナ（鍛造成形手段）
Claims (5)
- 【請求項１】 ワークにおいて加工しない部分を治具に
より把持し、この把持部分を冷却しながら加工すべき部
分を加熱して鍛造成形することを特徴とするマグネシウ
ム合金製部材の成形方法。 - 【請求項２】 上記ワークは円板状であり、このワーク
の中央部分を把持して同ワークを回転させながらその周
縁部を鍛造成形することを特徴とする請求項１記載のマ
グネシウム合金製部材の成形方法。 - 【請求項３】 上記ワークがディスクホイールであるこ
とを特徴とする請求項２記載のマグネシウム合金製部材
の成形方法。 - 【請求項４】 ワークを把持する治具と、この治具によ
り把持されない部分を加熱し鍛造する鍛造成形手段とを
備え、上記治具に、この治具に把持されている部分を冷
却する冷却部を設けたことを特徴とするマグネシウム合
金製部材の成形装置。 - 【請求項５】 上記治具が自軸回りに回転可能であるこ
とを特徴とする請求項４記載のマグネシウム合金製部材
の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40930390A JP2870606B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | マグネシウム合金製部材の成形方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40930390A JP2870606B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | マグネシウム合金製部材の成形方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231132A JPH04231132A (ja) | 1992-08-20 |
| JP2870606B2 true JP2870606B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18518647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40930390A Expired - Fee Related JP2870606B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | マグネシウム合金製部材の成形方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870606B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5154670B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2013-02-27 | アジア技研株式会社 | スタッド溶接方法 |
| CN102189205A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-09-21 | 张家港市广大机械锻造有限公司 | 一种锻造加工方法 |
| JP2019038029A (ja) * | 2017-08-29 | 2019-03-14 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造装置および熱間鍛造方法 |
| JP7567412B2 (ja) * | 2020-12-03 | 2024-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | ワークの製造方法及び製造装置 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40930390A patent/JP2870606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04231132A (ja) | 1992-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |