JP3574173B2

JP3574173B2 - 半溶融金属鍛造成形における材料注入方法

Info

Publication number: JP3574173B2
Application number: JP10755694A
Authority: JP
Inventors: 喜久雄内田
Original assignee: 川崎油工株式会社; 株式会社スピードスター
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH07290224A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウムや錫、銅、チタン、その他、およびこれらの合金の半溶融金属鍛造成形における材料注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複雑な形状の製品を精密に一体成形するのに、鍛造成形方法が利用されている。
【０００３】
鍛造成形については、熱間鍛造と冷間鍛造とが知られており、製品の目的に応じて使い分けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の熱間鍛造や冷間鍛造は、成形材料を金型キャビティに充填するのに過大な充填力や鍛圧力を必要とし、かつ複雑な形状の金型キャビティの隅々まで均一状に充填するのが難しいものであった。
【０００５】
最近、アルミニウムの半溶融状態を利用して鍛造する、いわゆる半溶融鍛造が提案されているが、図６のように従来の金型キャビティへの充填のように充填装置のラムの押し込み速度を一定として行ったり、図７のようにラムの押し込み速度がラムストロ−クまたは時間に応じて比例関係として行ったりしているものであった。
【０００６】
しかし、このようなラムの押し込み方法では、製品にピンホ−ルが生じて必ずしも良品質の製品が得られるとは限らないものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、半溶融金属を鍛造装置の金型キャビティに注入充填して鍛造成形する半溶融金属鍛造成形において、上記半溶融金属の注入装置のラムの押し込み速度を金型キャビティの形状、金型温度、材料に対応して数段階の階段状に変えて金型キャビティに注入充填することを特徴とする半溶融金属鍛造成形における材料注入方法を提供するにある。
【０００８】
【作用】
本発明に半溶融金属鍛造成形における材料注入方法を使用すると、半溶融金属の注入装置のラムの押し込み速度を金型キャビティの形状、金型温度、材料に対応して数段階の階段状に変えて金型キャビティに注入充填することによって、金型キャビティ内での材料の流れを層流的にすることができ、ピンホ−ルが生じるのを防止できて良品質の製品を得ることができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を実施例にもとづいて説明する。図１〜図５は、本発明の自動車のアルミホイ−ル成形用の一実施例を示すものである。図１、図２のような自動車の円筒状のホイ−ルの成形体１を成形する金型２は、図３のように上記ホイ−ル用の所要の金型キャビティ３を形成するために上金型４と下金型５を上下に対向し、その側周部に側面金型６を配設して形成している。
【００１０】
下金型５は、図３のように上部と下部とを適宜に組み合わせて所要の成形体１を成形できるようにしていて、その下部側を図のように下金型ホルダ−７に取り付けて開閉自在としている。
【００１１】
側面金型６は、金型キャビティ３の円周方向にそって放射状に９０度毎軸対称状に分割して構成しているもので、そのそれぞれの外側部を側面金型ホルダ−８に取り付け、カムホルダ−（図示せず）を介して開閉自在としている。
【００１２】
上金型４は、図３のように中央部に成形材料注出部９を開口して金型キャビティ３に連通しているとともに、上面に成形材料の注入装置１０を配設して成形材料１１をラム１２で押し込んで金型キャビティ３に注出して充填できるようにしている。
【００１３】
上記上金型４の側部には、所要の干渉ブロック１３を介してストリッパ−プレ−ト（図示せず）を取り付けて、上金型４を所定量昇降駆動するようにし、上金型４を上昇したときに、上記したように側面金型６を拡縮して型開き、型締めを行えるようにしている。
【００１４】
このように形成した金型２の下金型５の中央部には、図３のようにシャ−ピン１５を昇降自在に配設し、シャ−ピン１５をせん断駆動装置（図示せず）で昇降駆動して成形体１の中央に所定径の開孔部１６を開孔できるようにしている。
【００１５】
また、上記下金型５の中央部付近には、下部のエジェクタ−パット（図示せず）に取り付けたエジェクタ−ピン取付台から立設した成形体エジェクト用ピン１７の上端を成形体１に当接するようにして、型開き時に成形体エジェクト用ピン１７を突き上げ、成形体１を下金型５から引き離せるようにしている。
【００１６】
成形材料１１としては、半溶融鍛造用のアルミニウムのビレットを適当な大きさに切断し、この塊の半溶融状態のものを使用するもので、注入装置１０に充填してラム１２で押し出して金型キャビティ３に注入充填していき、充填完了後金型２により冷却することによって成形材料１１を固相状態として成形するようにしている。
【００１７】
図示していないが、成形材料１１の注入装置１２や金型２は、所要の加熱装置や冷却装置を配設して所定の温度に制御できるようにしているものである。
【００１８】
上記成形材料１１の注入装置１０のラム１２の押し込み方法は、図４のようにラムストロ−クに対して数段階の階段状に押し込み速度を変えて、半溶融状態の成形材料１１を金型キャビティ３に注入するようにしている。
【００１９】
上記押し込み速度の階段状のパタ−ンは、２段階以上で、３段階程度にわたって順次高速度とするのが好ましく、このように階段状に押し込み速度を制御することによって、成形材料１１の金型キャビティ３内の流れの層流的にすることができ、エヤ−を巻き込まずにピンホ−ルが生じない良品質の製品を得ることができる。
【００２０】
なお、上記ラムの押し込み速度の階段状の段階の数および各段の速度は、製品の形状、金型キャビティの形状、成形材料、金型の温度等に応じて設定することができ、特に金型キャビティの形状を考慮して行うことが有効である。
【００２１】
【試験例】
図１、図２のようなアルミニウムのホイ−ルについて、半溶融鍛造用のアルミニウムの成形材料で鍛造成形した。そのときのラムの押し込み速度、鍛圧状態を図５に示している。
【００２２】
図５のようにラムの押し込み速度を、第１段階として２５０ｍｍ／ｓｅｃで９０ｍｓｅｃ、第２段階として５００ｍｍ／ｓｅｃで９０ｍｓｅｃ、第３段階として７００ｍｍ／ｓｅｃで４０ｍｓｅｃに設定して鍛圧成形した。
【００２３】
その結果、図１、図２のようなアルミニウムのホイ−ルは、図６や図７のようにラムの押し込み速度が一定や可変のときと比べて、切断面にピンホ−ルがなく、良品質のものであった。
【００２４】
成形材料の注入充填時間としては、２００〜３００ｍｓｅｃ位なので、ラムの押し込み速度を５０〜１００ｍｓｅｃ間隔で２〜３段階に高速で行うのが制御がしやすく、かつ実際的で好ましいものである。
【００２５】
なお、金型キャビティを減圧状態や真空状態で実施することも有効である。
【００２６】
上記実施例では、自動車のホイ−ルの半溶融鍛造成形について説明したが、その他の製品についても適用できるものであり、また半溶融状態の成形材料はアルミニウムに限るものでなく、錫、銅、チタン、その他およびこれらの合金についても適用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、アルミニウム、錫、銅、チタン、その他およびこれらの合金の半溶融金属を数段階の段階状に段階的に注入装置のラムの押し込み速度を変えて金型キャビティに注入するので、金型キャビティ内での材料の流れを層流的にすることができ、ピンホ−ルのない良品質の製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製品の一例の自動車のホイ−ルの平面図、
【図２】同上の側断面図、
【図３】同上の金型装置部の一部省略した側断面図、
【図４】同上の成形材料の注入装置のラムの押し込み速度線図、
【図５】同上の一試験例のラムの押し込み速度線図、
【図６】従来方式のラムの押し込み速度線図、
【図７】他の従来方式のラムの押し込み速度線図。
【符号の説明】
１…成形体２…金型３…金型キャビティ
１０…注入装置１１…成形材料１２…ラム

Claims

半溶融金属を鍛造装置の金型キャビティに注入充填して鍛造成形する半溶融金属鍛造成形において、
上記半溶融金属の注入装置のラムの押し込み速度を金型キャビティの形状、金型温度、材料に対応して数段階の階段状に変えて金型キャビティに注入充填することを特徴とする半溶融金属鍛造成形における材料注入方法。
注入装置のラムの押し込み速度を５０〜１００msec毎に２段階なしい３段階で段階的に順次高速度とした請求項１に記載の半溶融金属鍛造成形における材料注入方法。