JP3115690B2 - 半溶融鍛造機の押出し装置 - Google Patents
半溶融鍛造機の押出し装置Info
- Publication number
- JP3115690B2 JP3115690B2 JP04089366A JP8936692A JP3115690B2 JP 3115690 B2 JP3115690 B2 JP 3115690B2 JP 04089366 A JP04089366 A JP 04089366A JP 8936692 A JP8936692 A JP 8936692A JP 3115690 B2 JP3115690 B2 JP 3115690B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- punch
- semi
- oxide film
- billet
- die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は溶融した素材金属を半
溶融状態に冷却し樹枝状晶を機械的または電磁的に破壊
した後、パンチとダイスを使って金型内へ流動させる、
いわゆる、チクソ鋳造法や溶融させることなく、半溶融
状態に加熱した後、同様にパンチとダイスを使って金型
内へ流動させるチクソ鍛造法の改良に関するものであ
る。
溶融状態に冷却し樹枝状晶を機械的または電磁的に破壊
した後、パンチとダイスを使って金型内へ流動させる、
いわゆる、チクソ鋳造法や溶融させることなく、半溶融
状態に加熱した後、同様にパンチとダイスを使って金型
内へ流動させるチクソ鍛造法の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、チクソ鋳造法は製品中に含まれ
る微細な気泡が少なく、気密性の優れた鋳造製品が得ら
れることが注目され、実用化に向けて数多くの提案がな
されている（例えば、特開昭６０−１５２３５８号公
報、特公平２−５１７０３号公報など）。出願人は素材
金属を溶融せず、加熱方法の改良のみで直接に半溶融状
態へ加熱し、チクソ鋳造品と同等かそれ以上の高品質製
品が得られるチクソ鋳造法に似て非なる鍛造法を先に提
案した（整理番号ＡＳＴＰ０９３８、出願日平成４年０
３月１４日）。
る微細な気泡が少なく、気密性の優れた鋳造製品が得ら
れることが注目され、実用化に向けて数多くの提案がな
されている（例えば、特開昭６０−１５２３５８号公
報、特公平２−５１７０３号公報など）。出願人は素材
金属を溶融せず、加熱方法の改良のみで直接に半溶融状
態へ加熱し、チクソ鋳造品と同等かそれ以上の高品質製
品が得られるチクソ鋳造法に似て非なる鍛造法を先に提
案した（整理番号ＡＳＴＰ０９３８、出願日平成４年０
３月１４日）。
【０００３】しかしながら、いずれの方法で半溶融加工
を行うにしても、液相状態の金属を含む素材を空気中に
おいて移送したり加熱したりするのでは、素材が空気に
触れて表面に厚い酸化皮膜を生じる。もちろん、大規模
な装置を使って素材の通路すべてに不活性ガスを満たし
て酸化を防止する方法もないではないが、装置が大がか
りとなって、設備費が高額になる。
を行うにしても、液相状態の金属を含む素材を空気中に
おいて移送したり加熱したりするのでは、素材が空気に
触れて表面に厚い酸化皮膜を生じる。もちろん、大規模
な装置を使って素材の通路すべてに不活性ガスを満たし
て酸化を防止する方法もないではないが、装置が大がか
りとなって、設備費が高額になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような素材として
用いるビレットを加熱する際に表面に生じる酸化皮膜を
除去する方法として図７で示すように、搬送容器Ｃを傾
けてビレットＢをダイスＤへ挿入する際に、ダイスの縁
でしごいて表面の酸化皮膜Ｓを取り除くことも試された
が、外周部はとも角として、上下の面に生じた酸化皮膜
を除去、ないしは薄くすることは困難であった。
用いるビレットを加熱する際に表面に生じる酸化皮膜を
除去する方法として図７で示すように、搬送容器Ｃを傾
けてビレットＢをダイスＤへ挿入する際に、ダイスの縁
でしごいて表面の酸化皮膜Ｓを取り除くことも試された
が、外周部はとも角として、上下の面に生じた酸化皮膜
を除去、ないしは薄くすることは困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記した不具
合を解消し、素材がダイスから型内へ押し出される際
に、酸化皮膜が混入するのを防止するための構造簡単な
装置を得ることを目的とするもので、パンチとダイスを
備え、ダイスに供給した半溶融状態の素材をパンチで加
圧して表面の酸化皮膜を排除し、酸化されていない内部
を型内のキャビティへ供給するように構成した半溶融鍛
造機の押出し装置において、前記パンチを円柱形に形成
して、その円形押圧面の中央部と外周部のいずれか又は
両方に酸化皮膜を逃がす凹部を形成してなる半溶融鍛造
機の押出し装置。
合を解消し、素材がダイスから型内へ押し出される際
に、酸化皮膜が混入するのを防止するための構造簡単な
装置を得ることを目的とするもので、パンチとダイスを
備え、ダイスに供給した半溶融状態の素材をパンチで加
圧して表面の酸化皮膜を排除し、酸化されていない内部
を型内のキャビティへ供給するように構成した半溶融鍛
造機の押出し装置において、前記パンチを円柱形に形成
して、その円形押圧面の中央部と外周部のいずれか又は
両方に酸化皮膜を逃がす凹部を形成してなる半溶融鍛造
機の押出し装置。
【０００６】
【作用】ダイスへ半溶融状態に加熱したビレットを入
れ、パンチを降下させビレットを押圧すると、ビレット
は変形し材料の一部はパンチの下面に形成した凹部へ逃
れようとする。そのとき、まず、上面の酸化皮膜の部分
が凹部へ押し込まれるが、凹部へ押し込まれた部分はパ
ンチに接して急速に冷却し、硬さを増すのでパンチの下
降に伴って、周囲の酸化皮膜が凹部内へ引き込まれ、残
部をなす内部の酸化されていない部分のみが下方のダイ
ス孔を通してキャビティへ送られる。
れ、パンチを降下させビレットを押圧すると、ビレット
は変形し材料の一部はパンチの下面に形成した凹部へ逃
れようとする。そのとき、まず、上面の酸化皮膜の部分
が凹部へ押し込まれるが、凹部へ押し込まれた部分はパ
ンチに接して急速に冷却し、硬さを増すのでパンチの下
降に伴って、周囲の酸化皮膜が凹部内へ引き込まれ、残
部をなす内部の酸化されていない部分のみが下方のダイ
ス孔を通してキャビティへ送られる。
【０００７】
【実施例】以下、図示の実施例によってこの発明を説明
する。図１において、１は半溶融鍛造に使用されるダイ
ス、２はそのダイス１と協働するパンチである。ダイス
１は素材を受け入れる円形のダイス孔１ａと、その底部
の中心に開くランナ１ｂを備え、ランナ１ｂの下端部は
左右に分岐しゲート１ｃを介して金型３に形成したキャ
ビティ３ａ内に通じている。３ｂはキャビティ３ａを形
成するための固定ピンである。３ｃ、３ｃはノックアウ
トピンであり、鍛造が終了し、金型３を上下に分割した
後に金型３から製品を取り出すため押出す公知の手段で
ある。なお、金型３の分割は上下に限らず左右割りでも
よいことは勿論である。
する。図１において、１は半溶融鍛造に使用されるダイ
ス、２はそのダイス１と協働するパンチである。ダイス
１は素材を受け入れる円形のダイス孔１ａと、その底部
の中心に開くランナ１ｂを備え、ランナ１ｂの下端部は
左右に分岐しゲート１ｃを介して金型３に形成したキャ
ビティ３ａ内に通じている。３ｂはキャビティ３ａを形
成するための固定ピンである。３ｃ、３ｃはノックアウ
トピンであり、鍛造が終了し、金型３を上下に分割した
後に金型３から製品を取り出すため押出す公知の手段で
ある。なお、金型３の分割は上下に限らず左右割りでも
よいことは勿論である。
【０００８】パンチ２は酸化皮膜を除去するため２種の
実施例を示す。最初の例は図２で示すように、ダイス孔
１ａと同軸に配置された円柱形の押圧部２ａを有し、そ
の押圧部２ａの下面をなす円形押圧面には中央部に浅い
円孔からなる酸化皮膜を逃がすための凹部２ｂが設けら
れている。また、次の例は図３で示すように、前記酸化
皮膜を逃がすための凹部２ｂはパンチ２の外周面に形成
した環状の深い溝からなっている。パンチ２は状況に応
じて、これら下面中央に形成されるものと外周に形成さ
れるものとの２種の凹部２ｂのいずれかが単独で用いら
れる場合と、双方が同時に設けられる場合とがある。
実施例を示す。最初の例は図２で示すように、ダイス孔
１ａと同軸に配置された円柱形の押圧部２ａを有し、そ
の押圧部２ａの下面をなす円形押圧面には中央部に浅い
円孔からなる酸化皮膜を逃がすための凹部２ｂが設けら
れている。また、次の例は図３で示すように、前記酸化
皮膜を逃がすための凹部２ｂはパンチ２の外周面に形成
した環状の深い溝からなっている。パンチ２は状況に応
じて、これら下面中央に形成されるものと外周に形成さ
れるものとの２種の凹部２ｂのいずれかが単独で用いら
れる場合と、双方が同時に設けられる場合とがある。
【０００９】次に、この金型を用いた加工方法を説明す
る。まず、電気炉と高周波誘導加熱を用いて素材を半溶
融状態に加熱する。素材の材質は約１１％のシリコンを
含むアルミニウム合金であり、図４で示すように、直径
約７５ mm 、高さ６０ mm のビレットＢに加工されてい
る。すなわち、押し出し成形された長い棒状の素材を機
械的に切断したものである。ビレットＢの加熱は図５で
示すように、高周波誘導加熱により液相率が５０〜７０
％になる温度まで数分間かけ、ビレットＢの表面と芯の
部分との間に大きな温度差を生じないように加熱する。
なお、エネルギー効率の上では常温から固相域での加熱
は電気炉を用い比較的多量の素材を同時に窒素、二酸化
炭素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気で固相線の直下
の温度まで加熱し、その後、一個づつ取り出して高周波
誘導加熱によって固液両相が混在する温度域の加熱を行
うようにした方が加熱工程全体での加熱効率がよいよう
である。この場合でも、固相線より上の加熱を誘導加熱
によって個別に行うのは、多数のビレットＢを形の崩れ
易い半溶融状態に長時間放置することが好ましくないか
らである。
る。まず、電気炉と高周波誘導加熱を用いて素材を半溶
融状態に加熱する。素材の材質は約１１％のシリコンを
含むアルミニウム合金であり、図４で示すように、直径
約７５ mm 、高さ６０ mm のビレットＢに加工されてい
る。すなわち、押し出し成形された長い棒状の素材を機
械的に切断したものである。ビレットＢの加熱は図５で
示すように、高周波誘導加熱により液相率が５０〜７０
％になる温度まで数分間かけ、ビレットＢの表面と芯の
部分との間に大きな温度差を生じないように加熱する。
なお、エネルギー効率の上では常温から固相域での加熱
は電気炉を用い比較的多量の素材を同時に窒素、二酸化
炭素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気で固相線の直下
の温度まで加熱し、その後、一個づつ取り出して高周波
誘導加熱によって固液両相が混在する温度域の加熱を行
うようにした方が加熱工程全体での加熱効率がよいよう
である。この場合でも、固相線より上の加熱を誘導加熱
によって個別に行うのは、多数のビレットＢを形の崩れ
易い半溶融状態に長時間放置することが好ましくないか
らである。
【００１０】次に、鍛造工程を説明すると、図６で示す
ように、半溶融状態に加熱されたビレットＢをダイス１
の円形のダイス孔１ａへ挿入し（ａ）、パンチ２によっ
て強く押圧すると、素材が変形してランナ１ｂを下方へ
流動する。このとき、素材の下面に付着していた酸化皮
膜Ｓの一部は流動する素材の先頭部に付着し、随伴して
いる（ｂ）。この先頭部はそのまゝランナ１ｂの底部へ
達っし、そこを充填すると、その底部よりやゝ上の酸化
皮膜を含まない部分が左右に分岐してランナ１ｂの水平
部を通り、ゲート１ｃを経て（ｃ）、金型３のキャビテ
ィ３ａ内へ流動し、キャビティ３ａの内面に従って製品
の形状に塑性変形する（ｄ）。よって、流動する素材の
先頭部分に含まれた酸化皮膜Ｓはランナ１ｂの垂直部の
底に残され、排除される。キャビティ３ａ内が素材によ
って充填されると、直ちに数秒間に亘って一層高い圧力
が加えられた後、金型３を開きノックアウトピン３ｃに
よって製品を押し出すと、製品と材料とはゲート１ｃの
部分で剪断されて製品が取り出される。
ように、半溶融状態に加熱されたビレットＢをダイス１
の円形のダイス孔１ａへ挿入し（ａ）、パンチ２によっ
て強く押圧すると、素材が変形してランナ１ｂを下方へ
流動する。このとき、素材の下面に付着していた酸化皮
膜Ｓの一部は流動する素材の先頭部に付着し、随伴して
いる（ｂ）。この先頭部はそのまゝランナ１ｂの底部へ
達っし、そこを充填すると、その底部よりやゝ上の酸化
皮膜を含まない部分が左右に分岐してランナ１ｂの水平
部を通り、ゲート１ｃを経て（ｃ）、金型３のキャビテ
ィ３ａ内へ流動し、キャビティ３ａの内面に従って製品
の形状に塑性変形する（ｄ）。よって、流動する素材の
先頭部分に含まれた酸化皮膜Ｓはランナ１ｂの垂直部の
底に残され、排除される。キャビティ３ａ内が素材によ
って充填されると、直ちに数秒間に亘って一層高い圧力
が加えられた後、金型３を開きノックアウトピン３ｃに
よって製品を押し出すと、製品と材料とはゲート１ｃの
部分で剪断されて製品が取り出される。
【００１１】この発明によれば、パンチ２には少なくと
も中央部と外周部とのいずれか一方に酸化皮膜を逃がす
凹部が形成されているので、上記したパンチ２が素材を
押圧してランナ１ｂ内へ押し込む過程で、表面に付着し
ている酸化皮膜が除去され、内部の酸化されていない部
分のみがランナ１ｂを経てキャビティ３ａ内へ送られ
る。すなわち、図２の例によれば、凹部２ｂがパンチ２
の中央部に浅い円孔として形成されているので、パンチ
２が降下してビレットＢの上面に当接し、これを強圧す
ると、ビレットＢの上面に形成されていた酸化皮膜Ｓは
凹部２ｂたる浅い円孔へ押し込まれ、そこの壁面に接し
て冷却され硬化する。引き続きパンチ２が降下すると、
ビレットＢの上部は凹部２ｂを満たす。このとき冷却し
硬化した酸化皮膜Ｓが周囲の酸化皮膜Ｓを引き込むの
で、ランナ１ｂに面した部分の酸化皮膜Ｓが減少する。
他の図３の例によれば、凹部２ｂがパンチ２の外周面に
形成された円筒型の空間として形成されているので、パ
ンチ２がビレットＢの上面を押圧する時、外周部は押圧
しないので、ビレットＢの外周部が取り残され、側面に
形成された酸化皮膜Ｓが結果としてパンチ２外周の凹部
２ｂに引き込まれ、更に、上面に形成されていた酸化皮
膜Ｓは図２の例と同様にしてパンチ２外周の凹部２ｂに
引き込まれる。以上の作用により、ランナ１ｂに面した
部分の酸化皮膜Ｓが薄くなって、ランナ１ｂに引き込ま
れる量が減ずる。図２の例の方が、図３の例よりダイス
内に残留するビレット、所謂ビスケット部になる量が少
なくて済み、素材効率がよい。
も中央部と外周部とのいずれか一方に酸化皮膜を逃がす
凹部が形成されているので、上記したパンチ２が素材を
押圧してランナ１ｂ内へ押し込む過程で、表面に付着し
ている酸化皮膜が除去され、内部の酸化されていない部
分のみがランナ１ｂを経てキャビティ３ａ内へ送られ
る。すなわち、図２の例によれば、凹部２ｂがパンチ２
の中央部に浅い円孔として形成されているので、パンチ
２が降下してビレットＢの上面に当接し、これを強圧す
ると、ビレットＢの上面に形成されていた酸化皮膜Ｓは
凹部２ｂたる浅い円孔へ押し込まれ、そこの壁面に接し
て冷却され硬化する。引き続きパンチ２が降下すると、
ビレットＢの上部は凹部２ｂを満たす。このとき冷却し
硬化した酸化皮膜Ｓが周囲の酸化皮膜Ｓを引き込むの
で、ランナ１ｂに面した部分の酸化皮膜Ｓが減少する。
他の図３の例によれば、凹部２ｂがパンチ２の外周面に
形成された円筒型の空間として形成されているので、パ
ンチ２がビレットＢの上面を押圧する時、外周部は押圧
しないので、ビレットＢの外周部が取り残され、側面に
形成された酸化皮膜Ｓが結果としてパンチ２外周の凹部
２ｂに引き込まれ、更に、上面に形成されていた酸化皮
膜Ｓは図２の例と同様にしてパンチ２外周の凹部２ｂに
引き込まれる。以上の作用により、ランナ１ｂに面した
部分の酸化皮膜Ｓが薄くなって、ランナ１ｂに引き込ま
れる量が減ずる。図２の例の方が、図３の例よりダイス
内に残留するビレット、所謂ビスケット部になる量が少
なくて済み、素材効率がよい。
【００１２】なお、以上の実施例においては、素材とし
てアルミニウム合金を用いたが、必ずしもこれに限るも
のではなく、マグネシュウム合金等の軽合金や、他の金
属一般の半溶融加工ににおいてこの発明が適用できる。
また、レオ鋳造法や、あるいは金属を一旦溶融状態にし
た後に半溶融状態に冷却して撹拌し、キャビティへ流動
させるチクソ鋳造法にも適用できることは勿論のことで
ある。
てアルミニウム合金を用いたが、必ずしもこれに限るも
のではなく、マグネシュウム合金等の軽合金や、他の金
属一般の半溶融加工ににおいてこの発明が適用できる。
また、レオ鋳造法や、あるいは金属を一旦溶融状態にし
た後に半溶融状態に冷却して撹拌し、キャビティへ流動
させるチクソ鋳造法にも適用できることは勿論のことで
ある。
【００１３】
【発明の効果】この発明は以上のように、パンチ２の下
面に素材であるビレットの表面に付着した酸化皮膜を排
除する凹部２ｂを形成したものであるから、半溶融鍛造
においてビレットＢをパンチ２で強圧する際、表面の酸
化皮膜が上方に位置した凹部２ｂ内へ引き込まれ、そこ
に固定されるので、下方のランナ１ｂに引き込まれる酸
化皮膜が減じ、鍛造品の品質を向上させることができる
効果がある。
面に素材であるビレットの表面に付着した酸化皮膜を排
除する凹部２ｂを形成したものであるから、半溶融鍛造
においてビレットＢをパンチ２で強圧する際、表面の酸
化皮膜が上方に位置した凹部２ｂ内へ引き込まれ、そこ
に固定されるので、下方のランナ１ｂに引き込まれる酸
化皮膜が減じ、鍛造品の品質を向上させることができる
効果がある。
【図１】半溶融鍛造機の断面図である。
【図２】パンチ２の形状を示す正面図（ａ）と底面図
（ｂ）である。
（ｂ）である。
【図３】他の実施例を示す図３相当の正面図（ａ）と底
面図（ｂ）である。
面図（ｂ）である。
【図４】ビレットＢの形状を示す外観図である。
【図５】ビレットＢの加熱方法を示す加熱曲線である。
【図６】鍛造過程を示す行程図である。
【図７】要部を拡大して示す図１相当のダイスの断面図
である。
である。
１・・・ダイス １ａ・・ダイス孔 ２・・・パンチ ２ｂ・・凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 17/00 B22D 1/00 B22D 18/02
Claims (1)
- 【請求項１】パンチとダイスを備え、ダイスに供給した
半溶融状態の素材をパンチで加圧して表面の酸化皮膜を
排除し、酸化されていない内部を型内のキャビティへ供
給するように構成した半溶融鍛造機の押出し装置におい
て、前記パンチを円柱形に形成して、その円形押圧面の
中央部と外周部のいずれか又は両方に酸化皮膜を逃がす
凹部を形成してなる半溶融鍛造機の押出し装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04089366A JP3115690B2 (ja) | 1992-03-14 | 1992-03-14 | 半溶融鍛造機の押出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04089366A JP3115690B2 (ja) | 1992-03-14 | 1992-03-14 | 半溶融鍛造機の押出し装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261505A JPH05261505A (ja) | 1993-10-12 |
| JP3115690B2 true JP3115690B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=13968709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04089366A Expired - Fee Related JP3115690B2 (ja) | 1992-03-14 | 1992-03-14 | 半溶融鍛造機の押出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115690B2 (ja) |
-
1992
- 1992-03-14 JP JP04089366A patent/JP3115690B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05261505A (ja) | 1993-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5638889A (en) | Semi-molten metal molding apparatus | |
| EP0254437B2 (en) | Method of producing shaped metal parts | |
| JP2005034905A (ja) | 固液共存状態金属スラリの製造装置 | |
| JP3115690B2 (ja) | 半溶融鍛造機の押出し装置 | |
| JPH09314301A (ja) | 軽合金製ホイールハブ類の製造方法 | |
| US3990498A (en) | Method of continuous casting | |
| CA2227828C (en) | Semi-solid metal forming process | |
| JP3088845B2 (ja) | 半溶融金属成形装置 | |
| JP2872863B2 (ja) | チクソキャスト用ビレットの製造方法 | |
| US3258818A (en) | Method of casting metals | |
| US8047258B1 (en) | Die casting method for semi-solid billets | |
| JP3115689B2 (ja) | チクソフォージング法 | |
| JPH06277817A (ja) | 低圧鋳造装置 | |
| JPH09220655A (ja) | 軽合金製ホイールハブ類の製造方法 | |
| JPH11267793A (ja) | 鋳造装置 | |
| JP2582037B2 (ja) | 鋳造方法 | |
| JP3160075B2 (ja) | 半溶融金属成形装置 | |
| EP0223229B1 (en) | Method for horizontal continuous casting and apparatus for carrying out the method | |
| JP2832691B2 (ja) | チクソキャスティング法 | |
| JPS5877765A (ja) | 金型鋳造法 | |
| JP2832662B2 (ja) | 高強度構造部材の製造方法 | |
| JPH1190610A (ja) | 銅の粒子を混合した低温溶融金属中子を用いた鋳造法 | |
| JP2000301316A (ja) | 非晶質合金成型品の製造装置 | |
| Bernard | The Continuous Rheoconversion Process: Scale-up and Optimization | |
| JP3169107B2 (ja) | 半溶融金属の成形装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |