JP7270553B2 - 金属合金において押し出された形材/部分の湾曲したものを形成する方法及び装置 - Google Patents
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Description
第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、共通の軸に沿って反対方向に互いに向かって移動するように構成され得る。押出開口部の断面の平面は、共通の軸に平行であり得る。
(i)横方向押出設定、前方押出設定又は傾斜した押出設定を提供することと;
(ii)熱間押出のためにそれを押出コンテナに移す前に、金属合金ビレットを予熱すること、又は、非加熱合金ビレットを冷間押出のための押出コンテナに直接移すことと;
(iii)対応する2つのパンチを介して2つのダミーブロックに同時に圧力を加えることであって、ダイの開口部を通して絞るために金属合金ビレットが押出ダイに押し付けられる、加えることと;
(iv)ダイの開口部にわたる速度勾配を形成し、長い押出部分の湾曲した形材を作成するように、2つのパンチの速度を調整することと、
を含む、湾曲した金属合金形材を形成する方法が提供される。
(i)断面の歪み又は薄化、スプリングバック、しわ及び折り畳みなどの欠陥がない湾曲した形材を形成し、曲げは、外部の曲げ力ではなく、内部の差分的な材料の流れに基づいた、プロセスに固有のものであり;
(ii)冷間押出のために超微細結晶粒サイズの形材を形成し、それゆえ、コンテナの交差変形領域でのせん断応力によって引き起こされる厳しい塑性変形(SPD)による機械的特性を改善し;
(iii)1回の押出曲げ手順にいて調整可能な任意の曲率を有する形材を形成し、製造効率を大幅に向上させ;
(iv)曲げプロセスにフィラー又は余分な重機が不要であり、生産コストを大幅に削減する。
1.材料を押し出す方法であって、
押出装置の押出チャンバに材料を提供することであって、前記押出チャンバが押出開口部を含み、前記押出装置が前記押出チャンバの内部と連通する第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を含み、前記第1及び第2の圧縮要素が前記押出チャンバに対して独立に移動可能である、ことと、
前記押出チャンバ内に前記材料を圧縮し且つ前記押出開口部にわたる前記押出材料において速度の勾配を引き起こすために、前記第1及び第2の圧縮要素のうちの少なくとも1つを移動することと、
前記速度の勾配が湾曲した形材の押出物を形成するように、前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことと、
を含む、方法。
2.前記材料を前記押出チャンバに圧縮するために前記第1及び第2の圧縮要素の両方を移動させることを含む、節1に記載の方法。
3.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を異なる速度で移動させることを含む、節2に記載の方法。
4.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、その移動方向に垂直な異なる断面積を有する、節2又は3に記載の方法。
5.前記第1及び第2の圧縮要素を移動させることは、共通の軸に沿って前記第1及び第2の圧縮要素を移動させることを含む、節1乃至4のいずれか一節に記載の方法。
6.共通の軸に沿って前記第1及び第2の圧縮要素を移動させることは、前記共通の軸に沿って反対方向に互いに向かって前記第1及び第2の圧縮要素を移動させることを含む、節5に記載の方法。
7.前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことが前記共通の軸に実質的に垂直な前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことを含むように、前記押出開口部の断面の平面は、共通の軸と平行である、節5又は6に記載の方法。
8.第1及び第2の圧縮要素を移動させることは、第1の軸に沿って前記第1の圧縮要素を移動させることと、前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿って前記第2の圧縮要素を移動させることと、を含む、節1乃至4のいずれか一節に記載の方法。
9.前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに平行である、節8に記載の方法。
10.押出開口部を通して材料を押し出すことが前記第1及び第2の軸に実質的に平行な前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことを含むように、前記押出開口部の断面の平面は、前記第1及び第2の軸と垂直である、節9に記載の方法。
11.前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに角度をなす、節8に記載の方法。
12.前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことが線に平行な前記押出開口部を通して前記材料を実質的に押し出すことを含むように、前記押出開口部の断面の平面は、第1及び第2の軸を二等分する前記線と垂直である、節11に記載の方法。
13.前記材料は、金属合金である、節1乃至12のいずれか一節に記載の方法。
14.前記金属合金は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金である、節13に記載の方法。
15.前記押出開口部は、前記開口部の幾何学的形状を画定する押出ダイにより提供される、節1乃至14のいずれか一節に記載の方法。
16.前記押し出される材料の湾曲を制御するために、前記押出開口部に隣接するガイド手段を提供することをさらに含む、節1乃至15のいずれか一節に記載の方法。
17.前記押出開口部の反対側の前記押出チャンバ内にマンドレルを提供することをさらに含む、節1乃至16のいずれか一節に記載の方法。
18.前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことは、前記マンドレル及び開口部によって画定された中空断面を用いて前記材料を押し出すことを含む、節17に記載の方法。
19.前記材料を前記押出チャンバに提供する前に、前記材料を予熱することをさらに含む、節1乃至18のいずれか一節に記載の方法。
20.前記押出チャンバは、円筒形である、節1乃至19のいずれか一節に記載の方法。
21.前記押出チャンバの断面積は、前記押出開口部の断面積よりも大きい、節20に記載の方法。
22.材料を押し出す装置であって、
押出材料を受け取る押出チャンバであって、押出開口部を含む前記押出チャンバと、
第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素であって、前記第1及び第2の圧縮要素が、前記押出チャンバの内部と連通しており、前記押出チャンバに対して独立して移動可能である、前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素と、
を含む、装置。
23.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、同時に移動するように構成される、節22に記載の装置。
24.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、異なる速度で移動するように構成される、節23に記載の装置。
25.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、その移動方向に垂直な異なる断面積を有する、節23又は24に記載の装置。
26.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、共通の軸に沿って移動するように構成される、節22乃至25のいずれか一節に記載の装置。
27.前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、前記共通の軸に沿って反対方向に互いに向かって移動するように構成される、節26に記載の装置。
28.前記押出開口部の断面の平面は、前記共通の軸と平行である、節26又は27に記載の装置。
29.前記第1の圧縮要素は、第1の軸に沿って移動するように構成され、前記第2の圧縮要素は、前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿って移動するように構成される、節22乃至25のいずれか一節に記載の装置。
30.前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに平行である、節29に記載の装置。
31.前記押出開口部の断面の平面は、第1及び第2の軸と垂直である、節30に記載の装置。
32.前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに角度をなす、節29に記載の装置。
33.前記押出開口部の断面の平面は、前記第1及び第2の軸を二等分する線と垂直である、節32に記載の装置。
34.前記押出材料は、金属合金である、節22乃至32のいずれか一節に記載の装置。
35.前記金属合金は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金である、節24に記載の装置。
36.前記押出開口部は、前記開口部の幾何学的形状を画定する押出ダイによって提供される、節22乃至35のいずれか一節に記載の装置。
37.前記押し出される材料の湾曲を制御するために、前記押出開口部に隣接するガイド手段をさらに含む、節22乃至36のいずれか一節に記載の装置。
38.前記押出開口部の反対側の前記押出チャンバ内にマンドレルをさらに含む、節22乃至37のいずれか一節に記載の装置。
39.前記押出材料は、予熱される、節22乃至38のいずれか一節に記載の装置。
40.前記押出チャンバは、円筒形である、節22乃至39のいずれか一節に記載の装置。
41.前記押出チャンバの断面積は、前記押出開口部の断面積よりも大きい、節40に記載の装置。
42.前記材料が押し出されるにつれて速度比を変化させるために、前記第1の圧縮要素及び/又は前記第2の圧縮要素の移動速度を変化させることをさらに含む、節1乃至21のいずれか一節に記載の方法。
43.前記第1の圧縮要素及び/又は前記第2の圧縮要素は、変動する速度で移動するように構成される、節22乃至41のいずれか一節に記載の装置。
Claims (22)
- 材料を押し出す方法であって、
押出装置の押出チャンバに材料を提供することであって、前記押出チャンバが押出開口部を含み、前記押出装置が前記押出チャンバの内部と連通する第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を含み、前記第1及び第2の圧縮要素が前記押出チャンバに対して独立に移動可能である、ことと、
前記押出チャンバ内に前記材料を圧縮し且つ前記押出開口部にわたる前記押出材料において速度の勾配を引き起こすために、前記第1及び第2の圧縮要素を移動することと、
前記速度の勾配が湾曲した形材の押出物を形成するように、前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことと、
を含み、
前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素を移動することは、前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を異なる速度で共通の軸に沿って移動することを含み、前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を異なる速度で共通の軸に沿って移動することは前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を互いに向かって移動することを含む、方法。 - 前記共通の軸に沿って前記第1及び第2の圧縮要素を移動することは、前記共通の軸に沿って反対方向に互いに向かって前記第1及び第2の圧縮要素を移動することを含み、及び/又は、
前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことが前記共通の軸に実質的に垂直な前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことを含むように、前記押出開口部の断面の平面は、共通の軸と平行である、請求項1に記載の方法。 - 材料を押し出す方法であって、
押出装置の押出チャンバに材料を提供することであって、
前記押出チャンバは、第1の穴、第2の穴及び中央コンテナを有するY字形の押出チャンバであり、前記第1の穴及び前記第2の穴は互いにある角度で位置付けられて中央コンテナに合うように合流し、前記第1の穴、前記第2の穴及び前記中央コンテナの各々は、合流点の反対側に開口端を有し、
前記押出チャンバに前記材料を提供することは、第1の熱間又は冷間ビレットを前記第1の穴の開口端に配置することと、第2の熱間又は冷間ビレットを前記第2の穴の開口端に配置することとを含み、
前記押出装置は、前記中央コンテナの開口端に設けられた押出ダイであって、押出開口部を備える前記押出ダイを備え、
前記押出装置は、第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素を備え、前記第1及び第2の圧縮要素は前記押出チャンバの内部と連通し、前記第1の圧縮要素は前記押出チャンバに対して前記第1の穴内で移動可能であり、前記第2の圧縮要素は前記押出チャンバに対して前記第2の穴内で独立に移動可能である、前記提供することと、
前記押出チャンバ内に前記材料を圧縮し且つ前記押出開口部にわたる前記押出材料において速度の勾配を引き起こすために、前記第1及び第2の圧縮要素を移動することと、
前記速度の勾配が湾曲した形材の押出物を形成するように、前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことと、
を含む、方法。 - 前記第1及び第2の圧縮要素を移動することは、第1の軸に沿って前記第1の圧縮要素を移動することと、前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿って前記第2の圧縮要素を移動することと、を含み、前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに角度をなし、
前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことが線に平行な前記押出開口部を通して前記材料を実質的に押し出すことを含むように、前記押出開口部の断面の平面は、第1及び第2の軸を二等分する前記線と垂直である、請求項3に記載の方法。 - 前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素は、その移動方向に垂直な異なる断面積を有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記材料は、金属合金である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属合金は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金である、請求項6に記載の方法。
- 前記押し出される材料の湾曲を制御するために、前記押出開口部に隣接するガイド手段を提供することをさらに含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記押出開口部の反対側の前記押出チャンバ内にマンドレルを提供することをさらに含む、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記押出開口部を通して前記材料を押し出すことは、前記マンドレル及び開口部によって画定された中空断面を用いて前記材料を押し出すことを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記材料を前記押出チャンバに提供する前に、前記材料を予熱することをさらに含む、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、溶体化熱処理SHTが行われる目標温度に前記押出開口部からの出口での前記押し出される材料の前記温度が維持されるように、押出速度比を一定に保ちながら前記第1及び第2の圧縮要素の前記速度を調整することを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記押し出される材料は、水、ミストスプレー又は空冷を使用してSHTの後に冷まされる、請求項12に記載の方法。
- 前記材料が押し出されるにつれて速度比を変化させるために、前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素のうちの少なくとも1つの移動速度を変化させることをさらに含む、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- 材料を押し出す装置であって、
押出材料を受け取る押出チャンバであって、押出開口部を含む、前記押出チャンバと、
第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素であって、前記第1及び第2の圧縮要素が、前記押出チャンバの内部と連通しており、前記押出チャンバに対して独立して移動可能である、前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素と、
を含み、
前記第1及び第2の圧縮要素は、前記押出チャンバ内に前記材料を圧縮し且つ前記押出開口部にわたる前記押出材料において速度の勾配を引き起こすために移動されるように構成され、その結果、前記材料が前記押出開口部を通して押し出されるときに前記速度の勾配が湾曲した形材の押出物を形成し、
前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、共通の軸に沿って異なる速度で移動するように構成され、前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は前記共通の軸に沿って互いに向かって移動されるように構成される、装置。 - 前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、前記共通の軸に沿って反対方向に互いに向かって移動するように構成され、
前記押出開口部の断面の平面は、前記共通の軸と平行である、請求項15に記載の装置。 - 材料を押し出す装置であって、前記装置は、
押出材料を受けるための押出チャンバであって、前記押出チャンバは、第1の穴、第2の穴及び中央コンテナを有するY字形の押出チャンバであり、前記第1の穴及び前記第2の穴は互いにある角度で位置付けられて中央コンテナに合うように合流し、前記第1の穴、前記第2の穴及び前記中央コンテナの各々は、合流点の反対側に開口端を有し、前記押出チャンバは、第1の熱間又は冷間ビレットを前記第1の穴の開口端に受けるために且つ第2の熱間又は冷間ビレットを前記第2の穴の開口端に受けるために構成される、前記押出チャンバと、
前記中央コンテナの開口端に設けられた押出ダイであって、押出開口部を備える前記押出ダイと、
第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素であって、前記第1及び第2の圧縮要素は前記押出チャンバの内部と連通し、前記第1の圧縮要素は前記押出チャンバに対して前記第1の穴内で移動可能であり、前記第2の圧縮要素は前記押出チャンバに対して前記第2の穴内で独立に移動可能である、前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素と、
を備え、
前記第1及び第2の圧縮要素は、前記押出チャンバ内に前記材料を圧縮し且つ前記押出開口部にわたる前記押出材料において速度の勾配を引き起こすために移動されるように構成され、その結果、前記材料が前記押出開口部を通して押し出されるときに前記速度の勾配が湾曲した形材の押出物を形成する、装置。 - 前記第1の圧縮要素は、第1の軸に沿って移動するように構成され、前記第2の圧縮要素は、前記第1の軸とは異なる第2の軸に沿って移動するように構成され、前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに角度をなし、前記押出開口部の断面の平面は、前記第1及び第2の軸を二等分する線と垂直である、請求項17に記載の装置。
- 前記第1の圧縮要素及び第2の圧縮要素は、同時に移動するように構成される、請求項15乃至18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素は、その移動方向に垂直な異なる断面積を有する、請求項15乃至19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記押し出される材料の湾曲を制御するために、前記押出開口部に隣接するガイド手段と、
前記押出開口部の反対側の前記押出チャンバ内にマンドレルと、のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項15乃至20のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第1の圧縮要素及び前記第2の圧縮要素のうちの少なくとも1つは、変動する速度で移動するように構成される、請求項15乃至20のいずれか一項に記載の装置。
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