JPH01309745A - 大形鋼材の熱間鍛錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鍛錬された大形鋼材の内部に残存し勝ちな空
隙を鍛圧着して、健全な内部比状を有する鍛鋼品を得る
大形鋼材の熱間鍛錬方法に関する。

（従来の技術） 従来、一般に行なわれている鋼材の熱間鍛錬方法を第５
，６図に基づいて説明する。

幅（圧下方向に直角）Ｂの矩形断面の鋼材３又ご大 は直径りの円形断面の鋼材４を適正な鍛錬度まで加熱し
た後、プレスに取付けられた長さり、、＠Ｗユの同形の
上金敷１と下金数２とを使用して鍛錬作業を行なってい
る。

（発明が解決しようとする課題） 鋼塊の凝固時に、一般に、内部に生成される空隙状の欠
陥を消滅させるためには、鍛錬において、大きな圧縮静
水圧下で大きな加工歪を与え、空隙を鍛圧着することが
必要である。

従来法に於ては、上・下金数１，２の長さＬｔ＞材料幅
Ｂ、幅ＷＳ　＜材料幅Ｂであるため、軸線方向の伸び（
質量的）が比較的容易に生じる。従来法において、空隙
を鍛圧着するに十分な圧下量を鋼材３または４に与える
ためには、上・下金数１゜２の＠Ｗ、を広くしなければ
ならない。しかし、該鋼材３′４！たは４が、３００屯
以上の大形となると、上・下金数１，２の幅Ｗ、は長大
となυ、強力な圧下刃を要し、通常のゾレスカでは十分
な圧下刃を与えることは不可能であシ、空隙状欠陥を良
好に消滅させ得なく、製品に致命的な欠陥を残存させる
結果となる場合があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、通常のプレス力で空隙状欠陥を実質的に消滅
させるに十分な圧下刃を与え得る大形鋼材の熱間鍛錬方
法を提供するものであシ、その構成は、次の通シである
。

軸線方向に直角な円形断面または矩形断面を有する大形
鋼材を所定の温度に加熱し、プレスの対向する平金敷の
うちの少なくとも一方の平金敷に、押圧面が、前記鋼材
の断面の直径または幅よりも短い辺の正方形をなす平金
敷を用いて熱間鍛錬する大形鋼材の熱間鍛錬方法である
。

（作　用） 軸線方向に直角な円形断面の大形鋼材は、圧下の初期に
おいて、長円形断面となシ、矩形断面に近似する。所定
の温度に加熱した大形鋼材に、押圧面が前記鋼材の断面
の直径または幅よりも短い辺の正方形をなす平金敷で圧
下刃が与えられると、平金敷の押圧面と鋼材との接触面
では、鋼材の軸線方向と、それに直角な方向とでは、は
ぼ等しい摩擦力となる。加えて、鋼材の両側部分には、
圧下刃が作用しないので、軸線方向の伸び（質量的）が
小さく、中央部分の幅広がりが大きくなる。この結果、
鋼材内部の静水圧応力が十分に大きくなり、鋼材中心部
の歪が集中的に高くなって、中心部における空隙状欠陥
は実質的に消滅する。

（実施例） 本発明に係る大形鋼材の熱間鍛錬方法を図面を参照して
説明する。

第１図は、矩形断面の鋼材３を鍛錬する場合を、第２図
は、円形断面の鋼材４を鍛錬する場合を、それぞれ示す
。

上下対称に使用される上金敷５と上金敷６は、いずれも
長さＬ２、＠Ｗ、であ）、かつり、＝Ｗ、、すなわち、
抑圧面は正方形をなしている。そして、上・上金敷５，
６の長さり、は、該鋼材３の幅Ｂ″！たけ該−材４の直
径りよりは小さく、幅Ｂまたは直径りの約５０〜８０％
程度が好ましい。

なお、従来の上・上金敷１，２の場合は、長さＬｌが大
きいために、プレス能力から幅Ｗ１は比較的小さくなる
が、本実施例では、長さり、の上記条件及び長さり、＝
幅Ｗ、の条件において、幅Ｗ、は幅Ｗ、よシも大きく選
定される。

次に作用を説明する。

第１図において、上・上金敷５，６の押圧面が長さｌ、
＝幅Ｗ、で正方形を形成しているので、圧下時に上・上
金敷５，６と該鋼材３との接触面に発生する摩擦力は、
該鋼材３の軸線方向と、それに直角な方向とではほぼ等
しくなる。また、上−上金敷５，６は、該鋼材３の全幅
Ｂに接触せず、両側に非接触部分を生じる。この結果、
第５図に基づいて説明した従来法と比較して、軸線方向
の伸び（質量的）が小さく、中央部の幅広がシが大きく
なる。上記のようにして、該鋼材３の中央部に圧下刃が
集中的に加えられ、該鋼材３の内部に発生する静水圧応
力が十分に大きくなシ、該鋼材３の中心部の歪も高くな
って、中心部における空隙状欠陥は実質的に消滅する。

第２図に示すような、円形断面の鋼材４は、雨上・上金
敷５，６の初期の圧下刃によって、容易該鋼材３につい
て説明したとほぼ同様の作用を生じる。

次に、本発明に係る方法をプラスティシンモデル実験に
適用した実験結果を説明する。

外径８０關の円形断面の実験材の中心部に軸線方向にφ
’ｌ　ｍｍの貫通孔を設けて人工空隙欠陥とした。

本発明に係る実験として、−辺４０ｍの正方形の上・上
金敷を使用し、従来法による実験として長さ１３０關、
幅２６１ｍの一対の上・上金敷を使用し、同一プレス力
を加えた。圧下後の空隙寸法を測定し、圧下前後の空隙
面積比Ｓ／８．の平方根にて、空隙消滅効果を比較し、
標準偏差の±２倍の値を実験番号に従って第３図に示す
。実験番号１〜４迄は、従来法の結果を、実験番号５〜
８は本発明方法の結果を示す。同図よシ明らかなように
、本発明方法によれば、・々ラッキが小さく、空隙消滅
効果が顕著である。

また、第４図は、円形断面の鋼材４に、従来法スカとの
関係を有限要素法によって計算した結果の一例を示す。

線図（イ）は、本発明方法の結果であり、線図（ロ）は
、従来法の結果である。同図より明らかなように、本発
明方法が圧下率４０％で所要プレス力は、約６８％に低
減される。

（発明の効果） 以上の説明によって理解されるように、本発明になる大
形鋼材の熱間鍛錬方法によれば、鋼材に圧下刃を加える
上・上金敷のうち、少なくともいずれか一方の平金敷の
抑圧面を、鋼材の断面直径または幅よりも小さい辺の正
方形とし、積極的に、鋼材の軸線方向の伸びを抑制し、
中央部の幅広が９を誘発させた。しかして、比較的低い
ゾレスカにて、鋼材内部に高い静水圧応力を発生させて
、空隙状欠陥を、実用上問題とならない程度にまで減少
でき、特に大形鋼材において、高能力のプレス装置を用
いることなく、内部性状の健全な鍛鋼品を供給すること
が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は、本発明に係る大形鋼材の熱間鍛錬方法の
実施例に使用される平金敷を示し、第１図（イ）は、矩
形断面の鋼材に適用した正面図、第１図（ロ）は、同側
面図、第２図（イ）は、円形断面の鋼材に適用した正面
図、第２図（ロ）は、同側面図、第３図は、プクスティ
シンモデル実験による従来法と本発明方法との空隙残存
率を示す図、第４図は、従来法と本発明方法との圧下率
とゾレスカとの関係を求めた線図、第５，６図は、従来
法による平金敷を示し、第５図（イ）は、矩形断面の鋼
材に適用した正面図、第５図（ロ）は、同側面図、第６
図（イ）は、円形断面の鋼材に適用した正面図、第６図
（ロ）は、同側面図である。 ３：矩形断面の鋼材、４：円形断面の鋼材、５：上金敷
、６：上金敷、Ｂ：矩形断面の鋼材の幅、Ｘ′）：円形
断面の鋼材の直径、Ｌ２：金敷の長さ、Ｗ８：金敷の幅
。 代理人弁理士　前　１）宏　之（はが１名）第１図 （イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）第２図 （イ）　　　　　　　　　　　　　（０）第３図 更験１号 第４図 圧下率　（％） □ （イ） 第１ （イ） ５図 （ロ） ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、軸線方向に直角な円形断面または矩形断面を有する
   大形鋼材を所定の温度に加熱し、プレスの対向する平金
   敷のうち少なくとも一方の平金敷に、押圧面が、前記鋼
   材の断面の直径又は幅よりも短い辺の正方形をなす平金
   敷を用いて熱間鍛錬することを特徴とする大形鋼材の熱
   間鍛錬方法。