JP3316241B2 - 鍛造成形品の製造方法 - Google Patents
鍛造成形品の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車のタ
イヤを支持するホイール等の製品を製造するに際して、
製品形状に近似した鋳造素材を形成した後に、この鋳造
素材を鍛造成形するような鍛造成形品の製造方法に関す
る。
イヤを支持するホイール等の製品を製造するに際して、
製品形状に近似した鋳造素材を形成した後に、この鋳造
素材を鍛造成形するような鍛造成形品の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、上述例の製造方法としては例えば
特開昭５１−１２０９５３号公報に記載のように、エン
ジンのピストン形状に近似した鋳造粗形材（blank 、ブ
ランク）を鋳造した後に、この鋳造粗形材をピストン形
状の上下一対の型（ダイス）を用いて型鍛造する製造方
法がある。
特開昭５１−１２０９５３号公報に記載のように、エン
ジンのピストン形状に近似した鋳造粗形材（blank 、ブ
ランク）を鋳造した後に、この鋳造粗形材をピストン形
状の上下一対の型（ダイス）を用いて型鍛造する製造方
法がある。
【０００３】上述の製造方法を図１０に示すような自動
車のタイヤを支持し、ディスク部９１、スポーク部９
２、リム部９３を備えたホイール９０の製造方法に適用
する場合、図１１に示すようにホイール９０の形状に近
似した金属製鋳造素材９４を鋳造（但し、図１１では図
示の便宜上、上述のスポーク部９２に対応する部分のみ
を示す）し、この金属製鋳造素材９４を同図に示すよう
に上型９５と下型９６とを有する鍛造装置の下型９６に
配設した後に、図１２に示すように上型９５を下動し
て、上述の金属製鋳造素材９４を圧縮成形すると、同図
に示すような鍛造成形品９７を得ることができ、この製
造方法によれば鍛造工程の簡略化（工程数削減）を図る
ことができる。
車のタイヤを支持し、ディスク部９１、スポーク部９
２、リム部９３を備えたホイール９０の製造方法に適用
する場合、図１１に示すようにホイール９０の形状に近
似した金属製鋳造素材９４を鋳造（但し、図１１では図
示の便宜上、上述のスポーク部９２に対応する部分のみ
を示す）し、この金属製鋳造素材９４を同図に示すよう
に上型９５と下型９６とを有する鍛造装置の下型９６に
配設した後に、図１２に示すように上型９５を下動し
て、上述の金属製鋳造素材９４を圧縮成形すると、同図
に示すような鍛造成形品９７を得ることができ、この製
造方法によれば鍛造工程の簡略化（工程数削減）を図る
ことができる。
【０００４】しかし、この従来方法によれば、金属製鋳
造素材９４の先端外縁部９４ａ，９４ａを最終製品形状
に近づける目的で張り出し部分がないストレート形状に
構成している関係上、型鍛造時に上述の先端外縁部９４
ａ，９４ａが図１２に示すように先に張り出し、先端が
フリー状態であることに起因して、該先端部の塑性加工
が先行され、応力的に引っ張り状態になり、図１３に示
すように材料の流れにより相互に出合った部分９８か
ら、図１２に示す加工率が低い付け根部分９７ａ，９７
ａに割れ（クラック）が発生する問題点があった。
造素材９４の先端外縁部９４ａ，９４ａを最終製品形状
に近づける目的で張り出し部分がないストレート形状に
構成している関係上、型鍛造時に上述の先端外縁部９４
ａ，９４ａが図１２に示すように先に張り出し、先端が
フリー状態であることに起因して、該先端部の塑性加工
が先行され、応力的に引っ張り状態になり、図１３に示
すように材料の流れにより相互に出合った部分９８か
ら、図１２に示す加工率が低い付け根部分９７ａ，９７
ａに割れ（クラック）が発生する問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、製品部の縁部に、該縁部に沿って余肉部が
形成された金属製鋳造素材を形成し、この金属製鋳造素
材を鍛造する時、上述の余肉部を材料の塑性流動の拘束
部とすることで、縁部の材料の流れを拘束し、割れ（ク
ラック）の発生を防止すると共に、製品内部に高い圧縮
応力を発生させ、塑性変形による組織の微細化で機械的
強度の向上を図ることができる鍛造成形品の製造方法の
提供を目的とする。
載の発明は、製品部の縁部に、該縁部に沿って余肉部が
形成された金属製鋳造素材を形成し、この金属製鋳造素
材を鍛造する時、上述の余肉部を材料の塑性流動の拘束
部とすることで、縁部の材料の流れを拘束し、割れ（ク
ラック）の発生を防止すると共に、製品内部に高い圧縮
応力を発生させ、塑性変形による組織の微細化で機械的
強度の向上を図ることができる鍛造成形品の製造方法の
提供を目的とする。
【０００６】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、鍛造成形品をマグネ
シウム合金により成形することで、組織の微細化による
効果がより一層向上する鍛造成形品の製造方法の提供を
目的とする。
求項１記載の発明の目的と併せて、鍛造成形品をマグネ
シウム合金により成形することで、組織の微細化による
効果がより一層向上する鍛造成形品の製造方法の提供を
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、製品形状に近似した製品部の縁部に、該縁部
に沿って余肉部が形成された金属製鋳造素材を形成する
第１工程と、上記第１工程後、上記製品部および余肉部
を型鍛造により鍛造成形して、上記余肉部の加圧によっ
て材料の塑性流動を抑制しつつ、製品部を圧縮成形する
第２工程とを備えた鍛造成形品の製造方法であることを
特徴とする。
の発明は、製品形状に近似した製品部の縁部に、該縁部
に沿って余肉部が形成された金属製鋳造素材を形成する
第１工程と、上記第１工程後、上記製品部および余肉部
を型鍛造により鍛造成形して、上記余肉部の加圧によっ
て材料の塑性流動を抑制しつつ、製品部を圧縮成形する
第２工程とを備えた鍛造成形品の製造方法であることを
特徴とする。
【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、鍛造成形品をマグネ
シウム合金により成形する鍛造成形品の製造方法である
ことを特徴とする。
求項１記載の発明の構成と併せて、鍛造成形品をマグネ
シウム合金により成形する鍛造成形品の製造方法である
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、上述の第１工程で製品形状に近似した製品部の縁部
に、該縁部に沿って余肉部が形成された金属製鋳造素材
を鋳造（casting ）し、次の第２工程で上述の金属製鋳
造素材を型鍛造（die forging)により鍛造成形する時、
上述の余肉部を材料の塑性流動を抑制する拘束部とする
ので、この拘束部により製品部の縁部の材料の流れが拘
束され、割れ（クラック）の発生を防止することができ
る効果がある。
ば、上述の第１工程で製品形状に近似した製品部の縁部
に、該縁部に沿って余肉部が形成された金属製鋳造素材
を鋳造（casting ）し、次の第２工程で上述の金属製鋳
造素材を型鍛造（die forging)により鍛造成形する時、
上述の余肉部を材料の塑性流動を抑制する拘束部とする
ので、この拘束部により製品部の縁部の材料の流れが拘
束され、割れ（クラック）の発生を防止することができ
る効果がある。
【００１０】加えて、上述の余肉部が拘束されているの
で、製品内部に高い圧縮応力が発生し、塑性変形による
組織の微細化で機械的強度の向上を図ることができる効
果がある。なお上述の鋳造鍛造方法により製造工程の削
減を図ることができるのは勿論である。
で、製品内部に高い圧縮応力が発生し、塑性変形による
組織の微細化で機械的強度の向上を図ることができる効
果がある。なお上述の鋳造鍛造方法により製造工程の削
減を図ることができるのは勿論である。
【００１１】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、鍛造成形品を
マグネシウム合金により成形したので、アルミニウム合
金等の他の金属と比較して組織の微細化による効果がよ
り一層向上する。
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、鍛造成形品を
マグネシウム合金により成形したので、アルミニウム合
金等の他の金属と比較して組織の微細化による効果がよ
り一層向上する。
【００１２】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は鍛造成形品の製造方法を示し、図１に示
す第１工程Ｓ１で、製品形状に近似した製品部１（図
４、図６参照）の左右両縁部に、該縁部に沿って余肉部
２，２が形成されたマグネシウム合金製の鋳造素材３い
わゆるブランク（blank ）を砂型鋳造（sand mould cas
ting）する。
述する。図面は鍛造成形品の製造方法を示し、図１に示
す第１工程Ｓ１で、製品形状に近似した製品部１（図
４、図６参照）の左右両縁部に、該縁部に沿って余肉部
２，２が形成されたマグネシウム合金製の鋳造素材３い
わゆるブランク（blank ）を砂型鋳造（sand mould cas
ting）する。
【００１３】すなわち、図２に示すようにキャビティ
４、堰（inlet ）５、湯道（runner）６、縦湯口（spru
e ）７を備えた砂型８を予め造型し、この砂型８に図３
に示す如くマグネシウム合金（具体的には次の表１に示
す組成、成分の合金で、ＡＺ８０）の溶湯９を鋳込み温
度約７３０℃で鋳込む。
４、堰（inlet ）５、湯道（runner）６、縦湯口（spru
e ）７を備えた砂型８を予め造型し、この砂型８に図３
に示す如くマグネシウム合金（具体的には次の表１に示
す組成、成分の合金で、ＡＺ８０）の溶湯９を鋳込み温
度約７３０℃で鋳込む。
【００１４】
【表１】
【００１５】次に、上述の溶湯９の凝固後において型ば
らし、鋳物の砂型８からの取出し、砂落し、表面清掃を
行なうと、図４に示すような製品形状に近似したホイー
ルの鋳造素材３を得ることができる。
らし、鋳物の砂型８からの取出し、砂落し、表面清掃を
行なうと、図４に示すような製品形状に近似したホイー
ルの鋳造素材３を得ることができる。
【００１６】この鋳造素材３は砂型８のキャビティ４の
形状に対応して、ディスク部１０、スポーク部３ａ、リ
ム部１１を有し、上述のスポーク部３ａの断面形状は図
６に示すように、製品部１の左右両縁部に余肉部２，２
を有する。
形状に対応して、ディスク部１０、スポーク部３ａ、リ
ム部１１を有し、上述のスポーク部３ａの断面形状は図
６に示すように、製品部１の左右両縁部に余肉部２，２
を有する。
【００１７】次に、図１に示す第２工程Ｓ２で、上述の
マグネシウム合金製の鋳造素材３を型鍛造により熱間鍛
造成形する。すなわち、図５、図６に示すように上型
（topdie ）１２と下型（bottom die）１３とを有する
鍛造装置の下型１３に上述の鋳造素材３を配設した後
に、上型１２を下動して上述の鋳造素材３を圧縮成形す
る。この際、上述の鋳造素材３を約３９０℃に加熱し、
また上型１２および下型１３は約２４０℃に加熱し、さ
らに潤滑剤としては油性黒鉛潤滑剤を使用する。
マグネシウム合金製の鋳造素材３を型鍛造により熱間鍛
造成形する。すなわち、図５、図６に示すように上型
（topdie ）１２と下型（bottom die）１３とを有する
鍛造装置の下型１３に上述の鋳造素材３を配設した後
に、上型１２を下動して上述の鋳造素材３を圧縮成形す
る。この際、上述の鋳造素材３を約３９０℃に加熱し、
また上型１２および下型１３は約２４０℃に加熱し、さ
らに潤滑剤としては油性黒鉛潤滑剤を使用する。
【００１８】図６は図５のＡ−Ａ線に対応する加圧前の
断面図で、この状態から図７に示すように素材３を型鍛
造すると、図７および図５に示すように鍛造成形品１４
を得ることができるが、上述の型鍛造時に、余肉部２，
２を材料の塑性流動を抑制する拘束部とするので、この
拘束部により製品部１の縁部の材料の流れが拘束され、
図７、図８に示すように上述の余肉部２，２が鍛造によ
り張り出した張出し部２ａ，２ａは互いに当接すること
がなく、割れ（クラック）の発生を防止することができ
る効果がある。
断面図で、この状態から図７に示すように素材３を型鍛
造すると、図７および図５に示すように鍛造成形品１４
を得ることができるが、上述の型鍛造時に、余肉部２，
２を材料の塑性流動を抑制する拘束部とするので、この
拘束部により製品部１の縁部の材料の流れが拘束され、
図７、図８に示すように上述の余肉部２，２が鍛造によ
り張り出した張出し部２ａ，２ａは互いに当接すること
がなく、割れ（クラック）の発生を防止することができ
る効果がある。
【００１９】加えて、上述の余肉部２，２が拘束されて
いるので、製品部１の内部に高い圧縮応力が発生し、塑
性変形による組織の微細化で機械的強度の向上を図るこ
とができる効果がある。
いるので、製品部１の内部に高い圧縮応力が発生し、塑
性変形による組織の微細化で機械的強度の向上を図るこ
とができる効果がある。
【００２０】次に、上述の鍛造成形品１４を金型（上型
１２および下型１３）からノックアウトし、図１に示す
第３工程Ｓ３で、この鍛造成形品１４を溶体化処理す
る。すなわち加熱温度３５０〜４２０℃の範囲内で、２
時間以上加熱した後に、空冷を行なう。
１２および下型１３）からノックアウトし、図１に示す
第３工程Ｓ３で、この鍛造成形品１４を溶体化処理す
る。すなわち加熱温度３５０〜４２０℃の範囲内で、２
時間以上加熱した後に、空冷を行なう。
【００２１】次に上述の第３工程Ｓ３および第４工程Ｓ
４からなるＴ６処理の終了後において鍛造成形品１４を
図１に示す第５工程Ｓ５で、スピニング（spinning）処
理して最終形状とする。すなわち、図９に示すようにＴ
６処理終了後の鍛造成形品１４を一対の金属製のマンド
レル１５，１６間に配置し、マンドレル１５，１６を介
して鍛造成形品１４を回転させながら、同成形品１４の
ホイールのリム部に対応する部位にローラ１７を押し当
てて、最終形状にスピニング成形する。この際、鍛造成
形品１４を約３９０℃に加熱すると共に、左右一対のマ
ンドレル１５，１６は約２４０℃に加熱してスピニング
処理を行なう。
４からなるＴ６処理の終了後において鍛造成形品１４を
図１に示す第５工程Ｓ５で、スピニング（spinning）処
理して最終形状とする。すなわち、図９に示すようにＴ
６処理終了後の鍛造成形品１４を一対の金属製のマンド
レル１５，１６間に配置し、マンドレル１５，１６を介
して鍛造成形品１４を回転させながら、同成形品１４の
ホイールのリム部に対応する部位にローラ１７を押し当
てて、最終形状にスピニング成形する。この際、鍛造成
形品１４を約３９０℃に加熱すると共に、左右一対のマ
ンドレル１５，１６は約２４０℃に加熱してスピニング
処理を行なう。
【００２２】このようにして製造された本実施例の鍛造
成形品１４と従来方法による鍛造成形品との耐久性を比
較するために、余肉部２，２を有する本実施例のもの
と、余肉部２，２を有さない比較品とを図１に示す各工
程Ｓ１〜Ｓ５を経てそれぞれ製造し、これらの実施例品
および比較品に対して、負荷トルク２１３kgfmでＪＡＳ
Ｏ回転曲げ疲労試験を行なった結果を、次の表２に示
す。
成形品１４と従来方法による鍛造成形品との耐久性を比
較するために、余肉部２，２を有する本実施例のもの
と、余肉部２，２を有さない比較品とを図１に示す各工
程Ｓ１〜Ｓ５を経てそれぞれ製造し、これらの実施例品
および比較品に対して、負荷トルク２１３kgfmでＪＡＳ
Ｏ回転曲げ疲労試験を行なった結果を、次の表２に示
す。
【００２３】
【表２】
【００２４】上記の表２からも明らかなように、本実施
例の鍛造成形品１４は、余肉部２，２による圧縮応力の
発生に起因して、ＪＡＳＯ回転曲げ疲労試験での耐久性
を約２０％向上させることができた。なお、上記実施例
においては自動車のタイヤを支持するホイールを例示し
たが、その他の鍛造成形品の製造方法に適用してもよい
ことは勿論である。
例の鍛造成形品１４は、余肉部２，２による圧縮応力の
発生に起因して、ＪＡＳＯ回転曲げ疲労試験での耐久性
を約２０％向上させることができた。なお、上記実施例
においては自動車のタイヤを支持するホイールを例示し
たが、その他の鍛造成形品の製造方法に適用してもよい
ことは勿論である。
【図１】 本発明の鍛造成形品の製造方法を示す工程
図。
図。
【図２】 砂型鋳造に用いる砂型の断面図。
【図３】 砂型を用いた溶湯鋳込み工程の説明図。
【図４】 金属製鋳造素材の断面図。
【図５】 鍛造成形に用いる金型の断面図。
【図６】 図５のＡ−Ａ線に対応する加工前の断面図。
【図７】 図５のＡ−Ａ線に対応する加工後の断面図。
【図８】 鍛造成形後における鍛造成形品の説明図。
【図９】 スピニング工程の説明図。
【図１０】 ホイールの正面図。
【図１１】 従来の鍛造成形品の製造方法を示す加工前
の断面図。
の断面図。
【図１２】 従来の鍛造形製品の製造方法を示す加工後
の断面図。
の断面図。
【図１３】 従来の鍛造成形品の鍛造成形後における説
明図。
明図。
Ｓ１…第１工程 Ｓ２…第２工程 １…製品部 ２…余肉部 ３…鋳造素材 １４…鍛造成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂手 宣夫 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 杉本 幸弘 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−63628（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−231132（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−294036（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236452（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−184646（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−142032（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−23028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223132（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00
Claims (2)
- 【請求項１】製品形状に近似した製品部の縁部に、該縁
部に沿って余肉部が形成された金属製鋳造素材を形成す
る第１工程と、 上記第１工程後、上記製品部および余肉部を型鍛造によ
り鍛造成形して、上記余肉部の加圧によって材料の塑性
流動を抑制しつつ、製品部を圧縮成形する第２工程とを
備えた鍛造成形品の製造方法。 - 【請求項２】鍛造成形品をマグネシウム合金により成形
する請求項１記載の鍛造成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35692892A JP3316241B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 鍛造成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35692892A JP3316241B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 鍛造成形品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190493A JPH06190493A (ja) | 1994-07-12 |
| JP3316241B2 true JP3316241B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=18451479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35692892A Expired - Fee Related JP3316241B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 鍛造成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3435906B2 (ja) * | 1995-06-22 | 2003-08-11 | 日産自動車株式会社 | 鍛造品の製造方法 |
| CN104551674B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-01-18 | 武汉华夏精冲技术有限公司 | 电脑硬盘磁盘架成形方法 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP35692892A patent/JP3316241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06190493A (ja) | 1994-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |