JP5968110B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法 - Google Patents
アルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法に関するものである。
恒温鍛造の加工方法は精密な鍛造方法であり、この恒温鍛造によって製造された鍛造品のサイズ及び精度は高い。しかし、サイズが小さく、且つ薄くて突出したピンが設けられた鍛造品、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金材料によって作られた携帯電話の部品などは、離型する際、突出レバーを使用して鍛造品を突出させなければならない。しかし、この際の鍛造品の温度は高く、且つ強度も低いので、前記突出レバーによって鍛造品を突出させると、鍛造品が変形する恐れがあり、さらに、鍛造品の精度及び生産率を低下させる。
以上の問題点に鑑みて、本発明は、高精度で、且つ生産率が高いアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法は、鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を提供するステップと、鍛造金型は雄型及び雌型を備えており、該雄型及び雌型に加熱体と温度調整器とを設置するステップと、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を前記鍛造金型に入れるステップと、を備えている。次いで、前記鍛造金型の雄型及び雌型はそれぞれ加熱されるが、その加熱方法は、鍛造品が前記雄型に形成される場合、前記雄型の温度は前記雌型の温度より低くなるようにし、前記鍛造品が前記雌型に形成される場合、前記雄型の温度は前記雌型の温度より高くなるようにし、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材の鍛造過程において、前記雄型と前記雌型との温度差を１００度〜３５０度に維持する。
本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法は、その鍛造の過程において、前記雄型及び前記雌型を制御して、前記雄型及び前記雌型に一定の温度差を維持させる。全ての鍛造過程は、一定の温度の条件下で行われ、離型する際は、温度が低い型の方に設置する。これにより、等温の鍛造品と比べて、全体の強度が高くなるので、離型する際に発生する変形を防ぎ、サイズの精密度を維持することができる。また、この鍛造方法によって製造されたアルミニウム合金の鍛造品の組織機能は良好で、高精度であり、生産効率も高いので、工業化の生産に最適である。
以下、図面に基づいて、本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法について詳細に説明する。
本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法は、精密なサイズのアルミニウム又はアルミニウム合金を鍛造する方法である。もちろん、本発明の鍛造方法は、他の材料にも適用でき、例えば、マグネシウム或いはマグネシウム合金にも適用できる。
図１を参照すると、本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法で使用される鍛造金型１００は、雌型１０及び雄型２０を備える。前記雌型１０には、第一加熱体１１及び第一温度調整器１３が設けられ、前記雄型２０には、第二加熱体２１及び第二温度調整器２３が設けられている。前記鍛造金型１００は、前記雌型１０及び前記雄型２０の温度を制御できる。また、前記雄型２０は、鍛造品が突出した二つの突出レバー２５をさらに備える。二つの前記突出レバー２５は、必要に応じて、前記雌型１０に設置することもでき、且つその数も増量させることができる。
前記鍛造方法は、下記のステップを含む。第一ステップでは、鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を提供し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材に対して予備切削を行う。前記予備切削方法は、フライス切削、切断加工、及びレーザー切断のいずれか一つの方法である。
第二ステップでは、前記鍛造金型１００の前記雌型１０及び前記雄型２０を加熱する。この時、鍛造品を前記雌型１０に形成される場合、前記雌型１０の温度は前記雄型２０の温度より低くなるようにする（この場合、前記雌型１０は１００度〜３５０度の範囲であり、前記雄型２０は３００度〜４２０度の範囲である）。或いは前記鍛造品を前記雄型２０に形成される場合、前記雌型１０の温度は前記雄型２０の温度より高くなるようにする（この場合、前記雌型１０は３００度〜４２０度の範囲であり、前記雄型２０は１００度〜３５０度の範囲である）。
第三ステップでは、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を、前記鍛造金型１００の前記雄型２０の中に入れる。前記雄型２０の中に入れる前に、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材に対して予備加熱を行う。もしくは、直接に前記鍛造金型１００に入れて加熱しても良い。
第四ステップでは、前記雌型１０と前記雄型２０とを合わせた後、液圧プレス、或いは鍛造プレスによって、前記鍛造金型１００に対して衝撃を与える、或いは押し出しを行う。これにより、前記鍛造金型１００中の前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材の熱可塑性によって形状が変化して、予め設計された予備鍛造品のサイズとなる。また、この過程において、前記鍛造金型１００の前記雌型１０と前記雄型２０との温度差は１００度〜３５０度である。この時、鍛造品が薄く、且つ構造が複雑な場合は、鍛造時間を長くして前記雌型１０と前記雄型２０との温度差を大きくさせる。
第五ステップでは、前記雌型１０と前記雄型２０とを離型させて、鍛造品を取り出す。前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材は、型番が５０５２のアルミニウム合金ブランク材であり、前記ブランク材のサイズは、５０ｍｍ×４３ｍｍ×５ｍｍである。この時、前記雌型１０の温度を３６０度〜３８０度に設定し、前記雄型２０の温度を１６０度〜１８０度に設定し、前記雌型１０と前記雄型２０との温度差を１００度〜２００度に設定する。また、液圧プレスを利用して、前記鍛造金型１００に対して衝撃を与える、或いは押し出しを行う際、鍛造時間は１分〜２分である。
図２を参照すると、鍛造品２００には、複数の円柱突出ピン２１０と、方柱突出ピン２２０と、補強リブ２３０と、が鍛造成形されている。前記円柱突出ピン２１０の最小のサイズは、１ｍｍ２（底面の面積）×１０ｍｍ（高さ）であり、前記補強リブ２３０のサイズは、１．３ｍｍ（横）×７ｍｍ（高さ）である。本実施形態において、型から取り出した後、前記鍛造品２００の前記円柱突出ピン２１０及び前記方柱突出ピン２２０は変形しない。つまりサイズが高精密であることを意味している。また、前記鍛造品に対して機能テストを行った場合、前記鍛造品は、鍛造成形による裂け目は見られず、硬度テストを行った場合、前記鍛造品の成型前と成形後ではその硬度は変わらなかった。つまり前記鍛造品２００の組織は、均一に分布していることを意味する。
図３及び図４からもわかるように、鍛造品内の組織は均一に分布し、且つ鍛造前の組織と、鍛造後の組織の変化はみられない。つまり、応力集中の現象が行われなかったことを意味している。
本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法は、その鍛造の過程において、前記雌型１０及び前記雄型２０を制御して、前記雌型１０及び前記雄型２０に一定の温度差を維持させる。全ての鍛造過程は、一定の温度の条件下で行われ、離型する際は、鍛造品は、温度が低い型の上に配置される。これにより、等温の鍛造品と比べて、全体の強度が高くなるので、離型する際に発生する変形を避け、サイズの精密度を維持することができる。また、この鍛造方法によって製造されたアルミニウム合金の鍛造品の組織機能は良好で、高精度であり、生産効率も高いので、工業化の生産に最適である。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
１００ 鍛造金型
１０ 雌型
１１ 第一加熱体
１３ 第一温度調整器
２０ 雄型
２１ 第二加熱体
２３ 第二温度調整器
２５ 突出レバー
２００ 鍛造品
２１０ 円柱突出ピン
２２０ 方柱突出ピン
２３０ 補強リブ
１０ 雌型
１１ 第一加熱体
１３ 第一温度調整器
２０ 雄型
２１ 第二加熱体
２３ 第二温度調整器
２５ 突出レバー
２００ 鍛造品
２１０ 円柱突出ピン
２２０ 方柱突出ピン
２３０ 補強リブ
Claims (7)
- アルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法であって、
鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を提供するステップと、
鍛造金型は、雄型及び雌型を備えており、前記雄型及び雌型に加熱体と温度調整器とを設置するステップと、
前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を前記鍛造金型に入れるステップと、を備え、
前記鍛造金型の雄型及び雌型はそれぞれ加熱され、その加熱方法は、離型する際に、鍛造品を前記雄型上に配置する場合、前記雄型の温度を前記雌型の温度より低くなるようにし、前記鍛造品を前記雌型上に配置する場合、前記雌型の温度を前記雄型の温度より低くなるようにし、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材の鍛造過程において、前記雄型と前記雌型との温度差を１００度〜３５０度に維持することを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。 - 鍛造前に、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材に対して予備切削を行うことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
- 前記予備切削の方法は、フライス切削、切断加工、及びレーザー切断のいずれか一つの方法であることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
- 前記鍛造金型の中に入れる前に、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材に対して予備加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
- 前記鍛造前に、前記鍛造用アルミニウム又はアルミニウム合金ブランク材を、直接に前記鍛造金型入れて加熱することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
- 前記鍛造品に突出ピンを形成することを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
- 前記突出ピンの底面の面積は１ｍｍ２であり、高さは１０ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造方法。
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