JP5867560B2 - 熱間鍛造方法 - Google Patents
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また、本願発明は、金属素材を熱間鍛造する金型と、前記金型に潤滑剤を塗布するための潤滑剤噴霧装置と、を含む熱間鍛造装置を用いて金属素材を熱間鍛造する熱間鍛造方法であって、前記金型は、下型及び上型を備えており、前記下型は、キャビティを形成するための凹部を備えた母型を有し、前記凹部は、素形材のフランジ部を成形する第一凹部と、前記第一凹部よりもさらに深く凹設され前記フランジに立設するスカートを成形する第二凹部とを有し、前記第一凹部の底面の外周に亘って前記金属素材の表面変質層を集約するための凹溝が形成されており、前記第一凹部の底面は、表面粗さRz20μm〜40μmに粗面化されているとともに、前記第一凹部の側壁と前記上型の外周に形成された窪みとで構成されたバリ形成用溝を有し、前記潤滑剤噴霧装置は、前記潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記金型に向けて前記不活性ガス及び前記潤滑剤の混合物を噴霧する噴霧ノズルと、前記金型に対して前記噴霧ノズルを前進又は後進させる噴霧ノズル移動手段と、管路を介して前記不活性ガス供給手段に連結されており、前記下型と前記上型の間の空間及び前記金型の少なくとも一方に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射手段と、を有し、前記噴霧ノズルは、前記下型に向けて噴霧するための下型用噴霧ノズル及び前記上型に向けて噴霧するための上型用噴霧ノズルを備えており、前記上型用噴霧ノズル及び前記下型用噴霧ノズルの各混合部で混合された前記混合物を、前記上型及び前記下型にそれぞれ噴霧する噴霧工程と、前記下型に金属素材を配置する金属素材配置工程と、前記下型に対して前記上型を押圧する鍛造工程と、前記鍛造工程によって成形された素形材において、前記凹溝によって成形された凸部及び前記バリ形成用溝によって成形されたバリを切削する切削工程と、を含み、前記噴霧工程では、前記下型と前記上型とが離間した際に、前記噴霧ノズル移動手段が前記噴霧ノズルを前記下型と前記上型の間に移動させ、前記下型用噴霧ノズル及び前記上型用噴霧ノズルからそれぞれ前記下型及び前記上型に対して潤滑剤と不活性ガスの混合物を噴射し、前記噴霧工程が終わった後から前記鍛造工程を経て前記上型が上昇し終えるまで前記不活性ガス噴射手段によって不活性ガスを噴射して、前記下型の周りを継続的に不活性雰囲気にすることを特徴とする。
ここで、図10は、本実施形態に係る素形材(アルミニウム合金製スクロール素形材)を示す図であって、(a)は下側から見た斜視図、(b)は上側から見た斜視図である。
2 金型
3 潤滑剤噴霧装置
4 下型
5 上型
6 母型
7 リング
11 ヒーター挿入用穴
12 段部
13 凹部
14 第一凹部
15 第二凹部
16 エアベント
17 凹溝
24 窪み
26 バリ形成用溝
27 キャビティ
31 不活性ガス供給装置
32 潤滑剤供給装置
33 噴霧ノズル
34 噴霧ノズル移動手段
35 不活性ガス噴射手段
37 定量供給装置
41 上型用定量供給装置
42 下型用定量供給装置
51 上型用噴霧ノズル
52 下型用噴霧ノズル
K 金属素材
K1 表面変質層
Claims (8)
- 金属素材を熱間鍛造する金型と、前記金型に潤滑剤を塗布するための潤滑剤噴霧装置と、を含む熱間鍛造装置を用いて金属素材を熱間鍛造する熱間鍛造方法であって、
前記金型は、下型及び上型を備えており、
前記下型は、キャビティを形成するための凹部を備えた母型を有し、
前記凹部は、素形材のフランジ部を成形する第一凹部と、前記第一凹部よりもさらに深く凹設され前記フランジ部に立設する渦巻壁部を成形する第二凹部とを有し、
前記第一凹部の底面の外周に亘って前記金属素材の表面変質層を集約するための凹溝が形成されており、
前記第一凹部の底面は、表面粗さRz20μm〜40μmに粗面化されているとともに、前記第一凹部の側壁と前記上型の外周に形成された窪みとで構成されたバリ形成用溝を有し、
前記潤滑剤噴霧装置は、
前記潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、
不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記金型に向けて前記不活性ガス及び前記潤滑剤の混合物を噴霧する噴霧ノズルと、
前記金型に対して前記噴霧ノズルを前進又は後進させる噴霧ノズル移動手段と、
管路を介して前記不活性ガス供給手段に連結されており、前記下型と前記上型の間の空間及び前記金型の少なくとも一方に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射手段と、を有し、
前記噴霧ノズルは、前記下型に向けて噴霧するための下型用噴霧ノズル及び前記上型に向けて噴霧するための上型用噴霧ノズルを備えており、
前記上型用噴霧ノズル及び前記下型用噴霧ノズルの各混合部で混合された前記混合物を、前記上型及び前記下型にそれぞれ噴霧する噴霧工程と、
前記下型に金属素材を配置する金属素材配置工程と、
前記下型に対して前記上型を押圧する鍛造工程と、
前記鍛造工程によって成形された素形材において、前記凹溝によって成形された凸部及び前記バリ形成用溝によって成形されたバリを切削する切削工程と、を含み、
前記噴霧工程では、前記下型と前記上型とが離間した際に、前記噴霧ノズル移動手段が前記噴霧ノズルを前記下型と前記上型の間に移動させ、前記下型用噴霧ノズル及び前記上型用噴霧ノズルからそれぞれ前記下型及び前記上型に対して潤滑剤と不活性ガスの混合物を噴射し、
前記噴霧工程が終わった後から前記鍛造工程を経て前記上型が上昇し終えるまで前記不活性ガス噴射手段によって不活性ガスを噴射して、前記下型の周りを継続的に不活性雰囲気にすることを特徴とする熱間鍛造方法。 - 金属素材を熱間鍛造する金型と、前記金型に潤滑剤を塗布するための潤滑剤噴霧装置と、を含む熱間鍛造装置を用いて金属素材を熱間鍛造する熱間鍛造方法であって、
前記金型は、下型及び上型を備えており、
前記下型は、キャビティを形成するための凹部を備えた母型を有し、
前記凹部は、素形材のフランジ部を成形する第一凹部と、前記第一凹部よりもさらに深く凹設され前記フランジに立設するスカートを成形する第二凹部とを有し、
前記第一凹部の底面の外周に亘って前記金属素材の表面変質層を集約するための凹溝が形成されており、
前記第一凹部の底面は、表面粗さRz20μm〜40μmに粗面化されているとともに、前記第一凹部の側壁と前記上型の外周に形成された窪みとで構成されたバリ形成用溝を有し、
前記潤滑剤噴霧装置は、
前記潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、
不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記金型に向けて前記不活性ガス及び前記潤滑剤の混合物を噴霧する噴霧ノズルと、
前記金型に対して前記噴霧ノズルを前進又は後進させる噴霧ノズル移動手段と、
管路を介して前記不活性ガス供給手段に連結されており、前記下型と前記上型の間の空間及び前記金型の少なくとも一方に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射手段と、を有し、
前記噴霧ノズルは、前記下型に向けて噴霧するための下型用噴霧ノズル及び前記上型に向けて噴霧するための上型用噴霧ノズルを備えており、
前記上型用噴霧ノズル及び前記下型用噴霧ノズルの各混合部で混合された前記混合物を、前記上型及び前記下型にそれぞれ噴霧する噴霧工程と、
前記下型に金属素材を配置する金属素材配置工程と、
前記下型に対して前記上型を押圧する鍛造工程と、
前記鍛造工程によって成形された素形材において、前記凹溝によって成形された凸部及び前記バリ形成用溝によって成形されたバリを切削する切削工程と、を含み、
前記噴霧工程では、前記下型と前記上型とが離間した際に、前記噴霧ノズル移動手段が前記噴霧ノズルを前記下型と前記上型の間に移動させ、前記下型用噴霧ノズル及び前記上型用噴霧ノズルからそれぞれ前記下型及び前記上型に対して潤滑剤と不活性ガスの混合物を噴射し、
前記噴霧工程が終わった後から前記鍛造工程を経て前記上型が上昇し終えるまで前記不活性ガス噴射手段によって不活性ガスを噴射して、前記下型の周りを継続的に不活性雰囲気にすることを特徴とする熱間鍛造方法。 - 前記母型の外周の側壁にヒーター挿入用穴が形成されているとともに、前記ヒーター挿入用穴の先端は、前記母型の前記第二凹部の側方に位置していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱間鍛造方法。
- 前記下型は、前記母型に焼き嵌めされるリングを有しており、前記リングは、前記母型の上端の外周に形成された段部に配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の熱間鍛造方法。
- 前記第二凹部の底面に、空気を排気する管状のエアベントを複数設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の熱間鍛造方法。
- 前記潤滑剤供給手段は、一定量の前記潤滑剤を前記噴霧ノズルに供給する定量供給装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の熱間鍛造方法。
- 前記噴霧ノズル移動手段は、エアシリンダと、アームとを有し、管路を介して前記不活性ガス供給手段と連結されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の熱間鍛造方法。
- 前記不活性ガスは、窒素ガスであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の熱間鍛造方法。
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