JP4815531B2 - 成形品の熱処理方法、成形品の熱処理装置、および成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、第1に成形品(profil)の熱処理方法に関し、特に航空機用の押出し成形品の熱処理方法に関する。さらに、本発明は、成形品の熱処理装置に関し、特に航空機用の押出し成形品の熱処理装置に関する。最後に、本発明は成形品に関し、特に航空機用の押出し成形品に関する。
押出し成形品、特に硬化性のアルミニウム合金で形成される成形品は、要求される高度な機械的積載能力のために、航空機の構造に広範囲にわたって使用される。軽量化が継続的に要求されており、その結果、アルミニウム合金で形成される成形品の静的積載能力および他の機械的パラメータに対する要求も日に日に大きくなっている。
例えば、公知の処理方法によれば、硬化性のアルミニウム合金で形成される押出し成形品を特定的に最適化し、静的強度または耐食性を最大化することができる。使用されているアルミニウム成形品の実現し得る最大の破壊靱性についても同じことが言える。しかし、これらのそれぞれの材料特性は、少なくとも1つの他の材料特性を犠牲にして、理論上最大に最適化できるにすぎないため、静的強度、破壊靱性および耐食性を同時に最大化することは本質的に不可能である。例えばこれは、硬化性のアルミニウム合金で形成される押出し成形品が、非常に高い静的強度を示すか、または耐食性および/または破壊靱性に関して非常に好適な特性を示すかのいずれかであることを意味する。一般に公知の処理方法を使用しても、単一パラメータについて成形品を独立に最適化する際に、静的強度、ならびに耐食性および破壊靱性の両方の有利な値が実現するような形で、成形品の材料特性に関して成形品を最適化することはできない。
これは、公知の方法は、硬化性アルミニウム合金で形成される押出し成形品全体に本質的には同じ処理工程を施すことを含み、それにより成形品は、領域に関係なく全体的にほぼ同一の材料特性を示すためである。結果として、静的強度、破壊靱性および耐食性に関して、公知の技術を使用すればアルミニウム成形品を領域ごとに特定的に最適化することが自動的にできるというわけではない。
本発明は、成形品、特に航空機用の押出し成形品の複数の機械的パラメータを領域ごとに最適化する方法および装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、少なくとも2つのそれぞれの領域において最適化された異なる機械的特性を示す成形品、特に押出し成形品を提供することである。これらの機械的特性は、特に静的強度、破壊靱性および耐食性に関する。
この目的は、請求項1に記載の特徴を有する方法、請求項10に記載の特徴を有する装置、および請求項14による成形品によって達成される。
成形品の少なくとも2つの領域は、請求項1による異なる熱処理を受けるため、これらの領域において異なる材料特性、特に静的強度、耐食性および破壊靱性を生じさせることができ、最適化できる。
この場合、本発明に係る方法は、全体がアルミニウム合金で形成される成形品、特に航空機用の押出し成形品の異なる材料特性を、領域ごとに最適するために使用できる。あるいは、2つ以上の異なるアルミニウム合金で形成される成形品を最適化するためにも使用できる。例えば、このような成形品は、共押し出し法によって、2つの異なるアルミニウム合金から構成される鋳造物を使用して製造できる。
請求項10によれば、第1のチャンバは成形品の第1の領域を包み込み、一方で第2のチャンバは成形品の第2の領域を包み込む。ここで、第1のチャンバと第2のチャンバ内に異なる温度が設定でき、これによって上述の領域において、異なる材料特性の発生と最適化が可能になる。
請求項14によれば、成形品は、異なる熱処理を介して形成され異なる材料特性を示す少なくとも2つの領域を呈示する。これにより、本発明に係る成形品の要求、例えば静的強度、破壊靱性および耐食性に関する異なる要求を、同時に満たさなくてはならない用途でこの成形品を利用することが可能になる。この場合、好適には、成形品は少なくとも多様なそれぞれ最適化された材料特性を領域ごとに示す。
本発明の別の有利な実施形態では、成形品はアルミニウム合金、特に硬化性のAlZnCu合金で形成される。成形品、特に全体がアルミニウム合金のみから構成される航空機用の押出し成形品を使用する場合においても、成形品が硬化性のAlZnCu合金で形成してあれば、材料特性、例えば静的強度、破壊靱性および耐食性に関する異なる材料特性を有する領域を作ることができる。同時に、成形品は領域ごとに最適化した材料特性を示す。
本発明の別の有利な実施形態では、成形品は少なくとも2つの異なるアルミニウム合金、特に硬化性のアルミニウム合金で形成される。異なる組成を有する少なくとも2つのアルミニウム合金を付加的に使用して成形品を作り、その成形品における領域に異なる熱処理を施すことにより、その領域は、例えば、機械的強度、破壊靱性または耐食性などの領域の材料特性に関して、互いにより一層異なるように生成または最適化できる。
本発明に係る方法は、硬化性のアルミニウム合金を用いたアルミニウム成形品の有利な処理を可能にし、それらは例えば、航空機の機体区画における強化目的の骨組みに使用される。機体区画の外板(外帯)に向けた成形品から形成された骨組みの第1の領域は、破壊靱性および/または耐食性を損ねる代わりにこの領域に所望される高い静的強度を実現するために適切な、本発明に係る方法に基づいた熱処理を受ける。
一方、本発明に係る方法は、機体区画の屋内(内帯)に向けた成形品の第2の領域を、別の適した熱処理にさらすために使用できる。これは、高い耐食性および/または破壊靱性を与えることができるが、同時に低い静的強度も与える。結果として、骨組みの内帯の領域において所望されるアルミニウム成形品の特性は、少なくとも合金によって規定される限界の範囲内において、特定的に設定および最適化できる。
それ故、本発明に係る方法は、通常、少なくとも部分的に相互排他的な異なる材料特性を示すアルミニウム成形品の容易且つ費用効率が高い調製を可能にする。本発明に係る方法は、最も多様な材料への要求を伴う用途における押出し成形品、特にアルミニウム合金で形成される押出し成形品の使用を可能にする。更に、成形品は、全体的に単一の合金のみで形成できる。
本発明に係る方法の有利な使用の別の例としては、例えば、航空機にて座席または座席列(座席レール)を固定するために使用されるアルミニウム合金を用いた押出し成形品が挙げられる。このようなアルミニウム成形品の下方の領域は、キャビンフロアを形成するために使用され、それらは機体区画の固定物全体の一体部分であり、大きな力を吸収しなければならないため、高い静的強度を示さなければならない。一方、とりわけ座席または座席列を提供するアルミニウム成形品の上方側は、特に、高い耐食性および破壊靱性を示さなければならない。本発明に係る方法は、硬化性のアルミニウム合金で形成された押出し成形品を、座席レールの異なる領域における材料に対する異なる要求が単体且つ同じ押出し成形品によって満たされるように処理することを可能にする。これにより、多大なコストおよび重量の削減がもたされる。
本発明に係る方法は、全体がアルミニウム合金で構成される成形品の使用に限定されない。
あるいは、例えば、座席レール用の押出し成形品は、押し出し工程において、2つの異なるアルミニウム合金を使用しても製造できる。これは、例えば2つの異なるアルミニウム合金から構成される鋳造物が、それぞれの成形品の断面形状にほぼ対応する開口形状を有する金型を介して押し出される、いわゆる共押し出し工程によって実現することができる。これにより、例えば、高い耐食性を有する硬化性のアルミニウム合金は、座席レールの上方の領域に使用することができる。別の組成および高い静的強度値を有する硬化性のアルミニウム合金は、下方の領域に使用することができる。本発明に係る異なる熱処理方法によって、これらの異なる合金領域を、所望の材料に対する要求に関してさらに最適化することができる。
他の請求項は、さらなる有利な本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の方法を使用して異なる熱処理を受ける成形品を通る断面図を示す。具体的には、成形品1は、全体が硬化性のアルミニウム合金で形成される航空機用の押出し成形品である。アルミニウム合金は、例えば、公知のアルミニウム−亜鉛−銅系から構成されてよい。特に好適な本発明の実施形態では、成形品1は、AlMgSiCu、AlCuMg、またはAlZnMgCu合金を使用して形成される。他の合金系、特に熱処理によって硬化する合金系も使用することができる。さらに、成形品1は、上述の合金系の少なくとも領域の組み合わせによっても形成できる。
成形品1は、第1の領域2および第2の領域3を呈示する。図に示す成形品1の例示的な実施形態においては、第1の領域2および第2の領域3は、長手方向軸5に対してほぼ平行に延びる境界域4によって分離されている。境界域4は、成形品1のほぼ中心を通って延びる。境界域4は、異なる熱処理の結果もたらされた領域2、3の異なる材料特性が、少なくとも部分的に互いに融合する移行ゾーンである。材料特性に関して、領域2と領域3との間における明確な分離は、技術的および物理的に不可能である。例示的な実施形態に示す第1の領域2および第2の領域3のイメージと対照的に、領域2、3、および境界域4の移行において、所望するだけの幾何学的構成が可能である。さらに、領域2、3は成形品1の長手方向軸5に本質的に対称的に配置される必要はない。加えて、所望する任意の多様な種類の断面形状を有する成形品は、異なる材料特性を有する領域2、3を示すことができる。
例えば、図1に示す成形品1は、飛行機の構造において、機体区画構造を強化するための丸い骨組みとして使用される。成形品1は、機体区画への取り付け目的のために、いわゆる「外帯」を形成する脚6を有する。脚6は、機体区画の強化された長手方向のセクションへの非積極的な取り付けを確立するために使用される。成形品1の反対側には隣接部7があり、いわゆる「内帯」を形成する。とりわけ隣接部7は、付加的な構成部材を機体区画内部の機体構造体に固定するために使用される。
外帯の区域、つまり成形品1の第2の領域3において、第2の領域3が、第1の領域2に比べてより高い静的強度を示すことが所望される。静的強度は、破壊靭性および/または耐食性の劣化を伴うことでのみ高くなるが、これは外帯の領域では許容できる範囲である。
反対に、成形品1の内帯の区域、つまり、第1の領域2は、高い破壊靱性および/または耐食性を実現することが所望される。しかしながら、この好適な材料の組み合わせは、静的強度を低下させることでのみ実現できる。
全体が硬化性のアルミニウム合金で形成される成形品1において、上述の特性の組み合わせを実現するために、第1の領域2および第2の領域3は、それぞれ異なる熱処理を受ける。このため、成形品1は、第1の領域2において特に高い耐食性および/または破壊靱性を示し、第2の領域3において高い静的強度を都合よく示す。
成形品1を航空機の構造における丸い骨組みとして使用する例に基づいて説明したように、本発明に係る成形品1は、領域ごとに異なる静的強度、破壊靱性および/または耐食性などの材料特性を示す。これにより、多大なコストおよび重量の削減がもたらされる。それは、領域ごとに異なる材料特性を有する成形品を生成するために、異なる材料、特に組成が異なる硬化性のアルミニウム合金を用いて組み合わせることは、もはや絶対的に必要なことではなくなったからである。しかしながら、本発明の方法は、異なるアルミニウム合金より形成される成形品にもまた使用できる。この場合、アルミニウム合金の組成の違いに起因する複合成形品(zusammengesetzten profil)の機械的パラメータの差は、本発明に係る異なる熱処理を介してさらに最適化することができる。
図1に示す真っ直ぐな形の実施形態とは異なって、成形品1の少なくとも各部分は、弓なりまたは曲がった幾何学的形状をしていてもよい。例えば、成形品1が丸い骨組みなどとして使われる場合に、このような幾何学的形状が要求される。反対に、成形品1の本質的に真っ直ぐな形状は、例えば、座席レールなどとして使用する際に要求される。加えて、成形品1は、好適には輪を形成しない開断面形状を有する。したがって、開断面形状の成形品は、開断面形状を有する成形品1として見なすことができる。
図2は、本発明に係る方法の行程における成形品1の第1の領域2および第2の領域3の多様または異なる熱処理を、例示的な実施形態に基づいて、図式的に示す時間対温度図を示す。この例示的な実施形態においても、成形品1は、全体が硬化性のアルミニウム合金から構成されるものとする。
図のy軸は、成形品1の領域2、3それぞれに使用する温度を示し、一方でx軸は時間を示す。時間に伴う第1の温度行程8は、第1の領域2における、本発明に係る異なる熱処理の間の温度露出の例示的な行程を表わす。破線で示される第2の温度行程9は、第2の領域3における温度露出のそれぞれの時間行程を表わす。図2に示す例示的な実施形態において、異なる熱処理は同時に行われるが時間をずらして行ってもよい。なお、基本的には、より長時間にわたるより高い温度での露出は、一般に、それぞれの領域の耐食性および/または破壊靱性を向上する一方、通常この増加は、静的強度の犠牲を伴う。
2つの前処理段階10、11が進行する間において、前処理温度12に第1の領域2および第2の領域3の両方を、まず露出する。前処理段階10、11は、露出時間の点で異なる。図2に示す例示的な実施形態の前処理段階11は、第1の前処理段階10よりも長い。前処理段階10、11の領域における温度行程8、9は、単にグラフをより明確にするために、温度軸の方向へ互いに関連してわずかにずらして図2に示されている。前処理温度10は、領域2、3においてそれぞれほぼ同じである。
前処理段階10、11は、領域2、3の合金それぞれによって規定される限界の範囲内において、成形品1全体の強度を、特に、まず最大化するために使用される。図2に図示する例示的な実施形態とは異って、領域2、3に対し、異なるそれぞれの前処理温度12が選択されてよく、前処理段階10、11と同じまたは異なる行程時間が選択されてよい。例えば、この手法は組成の異なる2つのアルミニウム合金で成形品が構成される場合に有利である。全体がアルミニウム合金から形成される成形品にとって特に有利な状態では、前処理段階10、11またはいわゆる予備加熱の間において、第1の領域2および第2の領域3は、ほぼ120℃すなわち393Kの前処理温度12に露出される。しかしながら、少なくとも2つの異なるアルミニウム合金から構成される成形品は、使用する合金系によってこの値から逸脱した値を必要とすることがあり、所定の条件下においては、領域ごとに値が異なることがある。
第1の領域2および第2の領域3の実際の異なる熱処理を含む段階では、領域2、3それぞれに、異なる温度行程8、9が施される。第1の領域2は、第1の露出時間13にわたり、第1の温度14にさらされる。同様に、第2の領域3は、第2の露出時間15にわたり、第2の温度16に露出される。本発明によれば、この第1の温度14は、第2の温度16より高く、第1の露出時間13は、第2の露出時間15よりも長い。
本発明に係る方法の特に好適な、例示的な実施形態では、第1の露出時間13として、8時間から12時間程度の時間が選択される。第2の露出時間15には、5時間から8時間という範囲の時間が使用される。この場合、第1の温度14は、およそ170℃すなわち443Kであり、一方、第2の温度16には、およそ150℃すなわち423Kという温度が選択される。
この異なる熱処理は、成形品1の特に第1の領域2に対して、高い耐食性および/または破壊靱性をもたらす。反対に、この熱処理工程は、成形品1の特に第2の領域3に対して、向上した静的強度を生じる。時間的な温度行程8、9は、十分な温度差があれば、図示する台形から逸脱してもよく、所望する任意の連続的な曲線をたどってよい。
したがって、本発明に係る方法は、成形品1の全体が、本質的に同質のアルミニウム合金で構成されていても、成形品1の第1の領域2および第2の領域3において、それぞれ異なる材料特性を発生することを可能にする。特にこれらの材料特性は、静的強度、破壊靱性および/または耐食性に関する。
あるいは、本発明に係る方法は、2つ以上の異なるアルミニウム合金から構成される成形品に、異なる熱処理を施すためにも使用できる。この場合、同一のアルミニウム合金で構成される領域は、好適には同じ温度処理および同じ温度行程が施される。しかしながら、あるいは、同一のアルミニウム合金で構成される成形品の領域においても、異なる熱処理を施すことができる。上述の温度範囲および露出時間は、使用する異なるアルミニウム系の機能によって、変える必要があり得る。
組成の異なるアルミニウム合金を使用して成形品1を生成することによって、成形品1は、特に静的強度、破壊靱性および耐食性に関して、成形品のそれぞれの異なる領域において、材料特性の最も多様な、そしてさらに異なる構成をなすことができる。
最後に、図3は、第1の領域2および第2の領域3を有する成形品1に、本発明に係る方法を実施するための装置の例示的な実施形態を示す。第1の領域2は、全ての側が閉じている第1のチャンバ17に包まれ、第2の領域3は、全ての側が閉じている第2のチャンバ18に包まれているため、第1の領域2および第2の領域3のそれぞれには、異なる温度処理、つまり差異のある温度処理を施すことができる。例えば、チャンバ17、18は、長く伸び、長手方向にスリットのあるホースのような構造体、特に耐熱性のホース19、20などの形をなす構造体から構成することができる。対応する長手方向スリットが付き合わされた後、ホース19、20は、長手方向軸5に沿って、そして/または、横断方向軸21の方向で、対応する成形品の領域2および領域3に、押すかまたは押しつけられる。ホース19、20の長手方向の縁23は、互いに、および成形品1に、境界域22においてほぼ隣接する。これにより、チャンバ17とチャンバ18との間がほぼ完全に封じられる。
第1の温度24は、第1のチャンバ17内において設定および維持することができ、第2の温度25は、第2のチャンバ18内において設定および維持することができる。設定温度24、25は、異なることが好ましい。境界域22における漏れ、および/または、第1の領域2と第2の領域3との間の任意の熱伝導工程に起因する成形品1の第1の領域2と第2の領域3との間の温度補正工程は、明確な温度差があれば通常は無視してもよい。
チャンバ17、18をできる限り精密に熱する媒体としては、主として液体媒体および/または気体媒体、例えば熱気が適する。この場合熱気は、図示していない装置、例えば電気熱気送風機などを用いて生成される。チャンバ17、18は、図示していない温度センサを組み込むことにより、開閉ループ制御装置(同様に図示していない)を使用して、チャンバ17、18内の温度24、25を、温度行程8、9によって定められた値に近くなるように維持することができる。この場合開閉ループ制御装置は、例えば、公知のコンピュータであってよい。
図3においてあまり詳細には図示していない密閉手段は、第1チャンバ17と第2チャンバ18との間、および成形品1との間の密封効果をさらに向上するために、ホース19、20の長手方向の縁23に設置されてもよい。この密封手段は、例えば、シールリップという形を取ってよく、ホース19、20の平たい場所に、長手方向の縁23に極めて近接して組み込まれる。あるいは、分離密封手段を長手方向の縁23の周辺に配置することもできる。
成形品1を処理するために、または本発明に係る方法を実施するために、成形品1は、規定の時間的な温度行程8、9において装置の中に合計12時間まで保持され、更にこれに加えて前処理段階10、11の時間保持される。
本装置の他の実施形態では、ホース19、20は、成形品1の下方および上方の長手方向の縁23に沿って相互接続できる。本実施形態では、ホース19、20は、長手方向の外縁の周辺において分離および再接続が可能であり、成形品1への取り付けを確実に行うことができる。
図4は、第1の合金領域27および第2の合金領域28から構成される成形品26の例示的な実施形態を示す。ここで、合金領域27、28は、組成の異なる硬化性アルミニウム合金によってそれぞれ構成される。合金領域27、28は、境界域29において互いに隣接する。両合金は、境界域29において少なくとも部分的に混合されるため、材料特性はこの領域において少なくとも部分的に混合する。境界域29は、長手方向軸30に対してほぼ平行に延びる。
例えば、図示する例示的な実施形態において、成形品26は、矢印32、33の方向の高圧によって、円筒状の鋳造物31が金型34に押しつけられて通ることによって製造される。金型34の開口形状は、圧縮成形されるために成形品26の断面形状にほぼ一致する。鋳造物31は、半円筒35、36で構成され一方がもう一方の上に重なっている。金型34内に行き渡る高圧力は、生成される成形品26の境界域29において、合金領域27と合金領域28との間に強固な連結をもたらす。半円筒34、35のそれぞれは、組成の異なるアルミニウム合金から構成されるため、合金領域27、28のそれぞれは、対応する異なる材料特性を示す。上述の材料特性は、特に、成形品26の機械的強度、破壊靱性、耐食性および熱接合性(thermische Fuegbarkeit)に関する。半円筒35、36の生成に使用する材料としては、特に、AlMgSiCu、AlCuMgおよびAlZnMgCu系などの硬化性アルミニウム合金が挙げられる。
あるいは、成形品26は、すでに押し出し成形された異なるアルミニウム合金から構成される成形品の各部分を、公知の接合工程、例えば溶接、摩擦/攪拌溶接などにより接合することによっても形成することができる。
その後、成形品26には、上述の方法に準ずる異なる熱処理が施されるか、または、上述の装置によって処理が施される。ここで、同一のアルミニウム合金から構成される領域は、同じ温度処理にさらされることが好ましい。これは、図4に示す例示的な実施形態においては、温度行程8、9に基づいてそして本発明に係る方法を用いて異なる熱処理を施された上述の領域2、3に相当する第1の領域37および第2の領域38を、合金領域27、28が同時に形成することを意味する(具体的には図1および図2参照)。
しかしながら、あるいは、同一のそれぞれのアルミニウム合金から構成される領域は、多様のまたは異なる温度処理にさらされてもよい。この場合は、領域27、37または領域28、38の性質は、完全には一致しなくなる。
本発明に係る方法の組み合わせ、または1つにおいて、組成の異なる2つ以上のアルミニウム合金で構成される成形品1、26を使用することにより、単一のアルミニウム合金のみから構成される成形品を使用した場合よりも大きい程度で、領域ごとに異なる材料特性を形成することができる。最後に、成形品26を生成するために、3つ以上の異なるアルミニウム合金を使用することもできる。
硬化性のアルミニウム合金で構成され、本発明の方法を使用して異なる熱処理を受ける成形品を通る断面図を示す図である。 例示的な時間/温度工程に関する本発明による方法の基本的な順序を示す図である。 本発明の方法を実施する装置の例示的な実施形態を示す図である。 2つの異なるアルミニウム合金から構成される成形品の概略図である。
符号の説明
1 成形品
2 第1の領域
3 第2の領域
4 境界域
5 長手方向軸
6 脚
7 隣接部
8 第1の温度行程
9 第2の温度行程
10 第1の前処理段階
11 第2の前処理段階
12 前処理温度
13 第1の露出時間
14 第1の温度
15 第2の露出時間
16 第2の温度
17 第1のチャンバ
18 第2のチャンバ
19 ホース
20 ホース
21 横断方向軸
22 境界域
23 長手方向縁
24 第1の温度
25 第2の温度
26 成形品
27 第1の合金領域
28 第2の合金領域
29 境界域
30 長手方向軸
31 鋳造物
32 矢印
33 矢印
34 金型
35 半円筒
36 半円筒
37 第1の領域
38 第2の領域

Claims (4)

  1. 航空機用押出し成形品(1、26)であって、前記押出し成形品(1、26)はAlCuMg合金を用いて形成された第1の領域(2、37)と、AlZnMg合金を用いて共押出しによって形成された第2の領域(3、38)とを備え、前記第1の領域および第2の領域(2、3、37、38)は前記押出し成形品(1、26)の長手方向軸(5、30)に実質的に平行に互いに隣接しており、前記第1の領域(2、37)および前記第2の領域(3、38)は、それぞれの領域に応じて異なっていてもよい材料特性を、前記第1の領域(2、37)の耐食性および破壊靱性が向上し、かつ前記第2の領域(3、38)の静的強度が向上するように強化するために、異なる熱処理を施されたものであることを特徴とする、押出し成形品(1、26)。
  2. 前記押出し成形品(1、26)の前記長手方向軸(5、30)に沿って、前記押出し成形品(1、26)の1つの部分において湾曲しており、かつ/または前記押出し成形品(1、26)の別の部分において直線状に成形されていることを特徴とする、請求項1に記載の押出し成形品(1、26)。
  3. 開断面形状を示すことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の押出し成形品(1、26)。
  4. 航空機用押出し成形品(1、26)に異なる熱処理を適用するための装置であって、前記押出し成形品(1、26)はAlCuMg合金を用いて形成された第1の領域(2、37)と、AlZnMg合金を用いて形成された第2の領域(3、38)とを備え、第1のチャンバ(17)は前記押出し成形品(1、26)の第1の領域(2、37)を包み、第2のチャンバ(18)は前記押出し成形品(1、26)の第2の領域(3、38)を包み、これにより前記第1のチャンバおよび第2のチャンバ(17、18)において異なる温度(24、25)の設定が可能であり、前記第1のチャンバおよび第2のチャンバ(17、18)の温度は空気によって調節され、前記第1のチャンバおよび第2のチャンバ(17、18)は、長手方向にスリットを有するホース(19、20)で形成され、前記ホース(19、20)は、前記押出し成形品(1、26)の長手方向軸(5、30)に沿って、および/または前記押出し成形品(1、26)の横断方向軸(21)と平行に前記押出し成形品(1、26)に固定されて、自己完結型の前記第1のチャンバおよび第2のチャンバ(17、18)を形成することができることを特徴とする、装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010156A1 (de) * 2010-03-04 2011-09-08 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
DE102010043837A1 (de) * 2010-11-12 2012-05-16 Hilti Aktiengesellschaft Schlagwerkskörper, Schlagwerk und Handwerkzeugmaschine mit einem Schlagwerk
EP3362205A4 (en) * 2015-11-05 2019-04-03 Consolidated Engineering Company, Inc. METHODS FOR IMPROVING THERMAL TREATMENT OF CAST PARTS

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59200715A (ja) * 1983-04-15 1984-11-14 デグツサ・アクチエンゲゼルシヤフト 工具を部分的に熱処理する炉
WO2004111282A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-23 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh High-damage tolerant aluminium alloy product in particular for aerospace applications

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2574564A (en) 1947-11-14 1951-11-13 Asea Ab Apparatus for partial surface hardening of crankshafts, camshafts, or like workpieces
DE1180536B (de) 1955-10-12 1964-10-29 Fuchs Fa Otto Verfahren zur Herstellung von spanlos ver-formten Werkstuecken mit hoher Bestaendigkeit gegen Spannungskorrosion aus AlZnMg-Legierungen
DE2052000C3 (de) 1970-10-23 1974-09-12 Fa. Otto Fuchs, 5882 Meinerzhagen Verwendung einer hochfesten Aluminiumlegierung
SU621795A1 (ru) 1973-08-24 1978-08-30 Предприятие П/Я Р-6762 Способ изготовлени тарельчатых пружин из титановых сплавов
SU916806A1 (ru) 1979-12-11 1982-03-30 Предприятие П/Я А-3724 Тарельчата пружина
US5277227A (en) * 1984-08-15 1994-01-11 Dayco Products, Inc. Plastic abrasion-resistant protective sleeve for hose
DE3934103A1 (de) 1989-10-12 1991-04-25 Ipsen Ind Int Gmbh Ofen zur partiellen waermebehandlung von werkzeugen
US5527402A (en) * 1992-03-13 1996-06-18 General Electric Company Differentially heat treated process for the manufacture thereof
FR2726007B1 (fr) 1994-10-25 1996-12-13 Pechiney Rhenalu Procede de fabrication de produits en alliage alsimgcu a resistance amelioree a la corrosion intercristalline
US6027582A (en) * 1996-01-25 2000-02-22 Pechiney Rhenalu Thick alZnMgCu alloy products with improved properties
RU2094161C1 (ru) 1996-02-06 1997-10-27 Акционерное общество открытого типа "Тульский патронный завод" Способ изготовления стальных бронебойных сердечников
DE19645227A1 (de) 1996-11-02 1998-05-07 Bayerische Motoren Werke Ag Rohrförmiges Bauteil, insbesondere für eine Gelenkwelle
FR2765291B1 (fr) 1997-06-27 2001-03-30 Luk Lamellen & Kupplungsbau Procede d'ajustement d'un ressort en membrane
US5967194A (en) * 1998-01-23 1999-10-19 Federal-Mogul Systems Protection Group, Inc. Self-sealing tubing
DE10043562C2 (de) 1999-09-16 2003-09-18 Honsel Profilprodukte Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen
ATE255646T1 (de) 1999-09-24 2003-12-15 Honsel Guss Gmbh Verfahren zur wärmebehandlung von strukturgussteilen aus einer dafür zu verwendenden aluminiumlegierung
DE10002021C2 (de) 1999-09-24 2002-10-17 Honsel Guss Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung von Strukturgußteilen aus einer dafür zu verwendenden Aluminiumlegierung
US20020150498A1 (en) 2001-01-31 2002-10-17 Chakrabarti Dhruba J. Aluminum alloy having superior strength-toughness combinations in thick gauges
IL156386A0 (en) * 2000-12-21 2004-01-04 Alcoa Inc Aluminum alloy products and artificial aging method
DE10256621B3 (de) * 2002-12-03 2004-04-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität und Durchlaufofen hierfür
CN1271230C (zh) * 2003-03-14 2006-08-23 北京有色金属研究总院 一种超高强度高韧性铝合金材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59200715A (ja) * 1983-04-15 1984-11-14 デグツサ・アクチエンゲゼルシヤフト 工具を部分的に熱処理する炉
WO2004111282A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-23 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh High-damage tolerant aluminium alloy product in particular for aerospace applications

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Publication number Publication date
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