JPH03133513A

JPH03133513A - 押出工具

Info

Publication number: JPH03133513A
Application number: JP27336589A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Kikuchi; 菊池　茂幸; Kenji Nakanishi; 賢二中西
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-06
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2780824B2

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】産業上の利用分野この発明は、アルミニウム等の金属製型材の製造に用い
られる押出工具に関する。

従来の技術及び課題押出中、押出用金属との摩擦によってダイスのベアリン
グ面が経時的に高温化し、それが原因で、型材の表面品
質の劣化、スピードクラックの発生、寸法精度の低下、
等の問題を惹起することはよく知られている。

従来、このような問題に対処するため、ダイス成形孔の
周りに、冷媒を循環せしめる冷却手段を付設し、ダイス
の成形孔周りの経時的高温化を抑制しようとする方法が
採られている。

しかしながら、上記のダイス冷却手段は、成形孔の周り
を全周に亘って均一に冷却しようとするものであるとこ
ろから、押出型材の表面品質の向上、スピードクラック
の発生防止等には有効であるもの＼、型材の寸法精度の
安定、向上をはかる上からは、必ずしも万全の有効性を
発現しうるちのではなかった。

即ち、型材の寸法精度の安定性は、ダイス孔を通過する
押出材料金属のメタルフロー速度を、成形孔の全体にお
いて均一化せしめることによって果しうるちのであると
ころ、例えば特に断面において部分的に肉厚を異にし、
あるいは複雑な形状を有する異形断面形状の型材を製造
しようとするような場合、メタルフロー速度の部分的な
不均一を生じる傾向が顕著に現われ、真直性、断面形状
精度に優れた型材の押出に困難を来たすことが多かった
。

そこで、従来ではまた、このような異形型材の押出しの
場合はとくに、ダイスのベアリング長を、型材の断面形
状に対応して、メタルフローの遅くなりがちな部分にお
いて短く、速くなりがちな部分において長く設定するこ
とにより、成形孔を通過するメタルフロー速度を全体的
に均一化するという手法が採られていた。

しかしながら、上記ベアリング長の長さ設定による調整
は、実際上その正確な設定がきわめて困難である。即ち
、押出用金属の種類、型材の断面形状の変更等によって
個々に押出特性が異なるものであるため、予めベアリン
グ長を各部に変えて均一な押出を達成するということは
相当な熟練をもってしてもきわめて困難なことである。

この発明は、上記のような問題点に鑑み、ダイスの成形
孔を通過する金属のメタルフロー速度の全体的な均一化
を図って高精度の型材の押出を行いうるちのとなし、し
かもその均一化を容易に達成しうるちのとなすことを目
的とする。

課題を解決するための手段上記目的は、個別に制御可能な冷却又は／及び加熱によ
る複数個の温度調節手段が、ダイスの成形孔の周りの位
置において周方向に各独立状に分配して設けられてなる
ことを特徴とする押出工具によって達成される。

作　　　用上記押出工具では、温度調節手段によりベアリング面を
その周方向において局部的に冷却又は／及び加熱するこ
とによってベアリング面の温度をその周方向において種
々変化せしめることができる。そのため、押出中、メタ
ルフローの遅くなりがちな部分と、速くなりがちな部分
を確認しつつ、上記のようにベアリング面の温度を周方
向に種々変化せしめることにより、メタルフロー速度が
全体的に均一化されるようにすることができる。

実施例以下、この発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示される押出成形装置（１）において、（２）
はコンテナ、（３）はコンテナ（２）の前部に配設され
た押出工具である。押出工具（３）は、ダイス（４）と
、バッカー（５）と、これらを収納するダイリング（６
）とを含むものとして構成されている。

また、ダイス（４）は、略コ字状の成形孔（８）を囲む
ベアリング部（９）を有する後側の第１ダイス（４ａ）
と、レリーフ部（１０）を有する第２ダイス（４ｂ）と
の組合わせによって構成され、第２図に示されるように
、第１ダイス（４ａ）の前端面に溝を形成することによ
って第２ダイス（４ｂ）との間に冷却媒体を流通せしめ
る互いに独立した第１ないし第６の熱交換媒体通路（７
ａ）〜（７ｒ）が、温度調節手段を構成するものとして
設けられている。これらの熱交換媒体通路（７ａ）〜（
７ｒ）は、それぞれ両端の出入口を押出工具（３）の外
周面に開口し、中間部がダイス（４）の成形孔（８）の
周りに近接して位置されており、個別に冷却媒体の流通
制御を行いうるものとなされている。しかも上記熱交換
媒体通路（７ａ）〜（７ｆ）は、成形孔（８）に近接し
た有効作用部位が、成形孔（８）の周り方向に所定区画
部分ずつを分担するように分配配置されている。即ち、
第１通路（７ａ）はコ字状の成形孔（８）の中央辺外側
上半部近傍に、第２通路（７ｂ）は同下半部近傍に、第
３通路（７ｃ）は同内側上平部近傍に、第４通路（７ｄ
）は同下半部近傍に、第５通路（７ｅ）は上辺外側近傍
に、第６通路（７ｆ）は下辺外側近傍に、それぞれ分配
配置されている。従って、例えば第１通路（７ａ）に冷
却媒体を流通せしめることによって、上記成形孔（７）
の中央道の上部を外側から局部冷却し、第６通路（７ｒ
）に冷却媒体を流通せしめることによって、成形孔（８
）の下辺を外側から局部冷却し、また第５通路（７ｅ）
に冷却媒体を流通せしめることによって、成形孔（８）
の上辺を外側から局部的冷却するなど、成形孔（８）の
周方向における温度分布を種々変化せしめうるちのとな
されている。

なお、冷却媒体としては、例えば、水、空気、液体窒素
等が使用される。

次に、ダイスの成形孔周りの温度を周方向において局部
的に変化せしめることが、型材の形状にどのような影響
を及ぼしうるものであるかを確認するために行った実験
について説明する。

ダイスは第１図に示す構成のものを用いた。

その成形孔（８）の寸法は、第３図に示されるように、
中央辺部の長さａを４５．４５Ｍ、両側辺部の長さｂを
１５．１５ｍ、両側辺先端の内方突縁の長さＣを３ｍｍ
５中央の円弧状の凹部の幅ｄを４＃、同深さｅを５＃、
幅ｔを１ｍｍとした。また、成形孔（８）のベアリング
長さは、局部冷却効果を確認し易くするために、成形孔
の下辺部のみを３ｍに設定し、他の部分をすべて１０ｍ
に設定した。

上記ダイス（４）を初期温度３９０℃に設定して押出成
形装置に組付け、Ａ６０６３合金からなる直径３インチ
のアルミニウムビレットを用いて、ビレット温度５００
℃、ラム速度３Ｍ／ｓｅｅの条件で１８０秒間の押出し
を行った。

第１の実験は、熱交換媒体通路（７ａ）〜（７ｒ）のい
ずれにも冷却媒体を流通せしめることなく、従って、ダ
イスを局部冷却しない状態で押出し成形を行った。

然るところ、得られた型材（イ）は、成形孔（８）の下
辺部、即ちベアリング長さを３ｒｒｎに設定した部分に
おいてメタルフロー速度が他の部分より極端に速くなる
ために、第５図に示すように上記下辺部に対応する一側
辺部（８ａ）において著しい波打ち変形を有するもので
あった。

そこで次に、第２の実験として、各熱交換媒体通路（７
ａ）〜（７ｒ）のうち、成形孔（８）の下辺部外側に位
置する第６通路（７ｆ）に、約２０℃の空気を冷却媒体
として流通させながら、その他は前記同様の押出条件で
押出成形を行った。

その結果、上記型材（イ）の−側辺部の波打ち変形を解
消し、第３図に示す断面形状の寸法精度の高い型材を得
ることができた。

そこで、この第２の実験の場合について、成形孔（８）
の周りの温度分布を、第２図に示される下辺部近傍位置
Ａと、中央辺部中央近傍位置Ｂと、上辺部近傍位置Ｃと
について押出中を通じて経時的に測定したところ、第４
図のグラフに示されるような結果が得られた。冷却は押
出開始から２５秒経過したのちに開始したものである。

この実験結果より、ダイスのベアリング面の温度を周方
向において局部的に変化せしめることが、型材の形状に
かなりの影響を及はしうるものであることを確認しえた
。

なお、上記実施例では、ダイス（４）を２つに分割構成
し、それらの間に通路を形成したものについて説明した
が、要は通路をダイスのベアリング部に近接したところ
に設けることができればよく、従って、一体構成のダイ
スと、ダイスの後部に配置されることのあるバッフルプ
レートとの間に通路を形成するようにしてもよい。また
、上記実施例では、工程管理の容易さという観点から通
路に冷却媒体を流通せしめるという冷却による温度調節
手段を採用したが、ヒーターないしはインダクションを
使用する加熱による温度調節手段を採用してもよく、ま
た、冷却による温度調節手段と加熱による温度調節手段
とを組み合わせて使用するものとしてもよい。

発明の効果上述の次第で、この発明の押出工具は、個別に制御可能
な冷却又は／及び加熱による複数個の温度調節手段を、
ダイスの成形孔の周りの位置において周方向に各独立状
に分配して設けたものであるから、かかる温度調節手段
により成形孔の周りを、その周方向において局部的に冷
却又は／及び加熱することによってベアリング部の周方
向の温度分布を各部において個々に調節することができ
る。従って、押出中、メタルフローの遅くなりがちな部
分と、速くなりがちな部分を確認しつつ、上記のように
ベアリング部の温度を周方向に調整することにより、メ
タルフロー速度を全体的に均一化させ、ひいては寸法精
度の安定した高精度の型材を押出成形することかできる
。しかも温度調節手段′による制御を行うだけでよいか
ら、メタルフロー速度の均一化をきわめて容易に達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の押出工具の縦断面図、第２図は押出
工具を構成する第１ダイスの前端面図、第３図はダイス
の成形孔の正面図、第４図は押出実験を行ったときの押
出時間とダイス内温度との関係を示すグラフ図、第５図
は第１の実験による寸法精度不良を生じた型材の斜視図
である。（３）・・・押出工具、（４）・・・ダイス、（７ａ）
〜（７Ｆ）・・・熱交換媒体通路（温度調節手段）、（
８）・・・成形孔。以上第１

Claims

【特許請求の範囲】

個別に制御可能な冷却又は／及び加熱による複数個の温
度調節手段が、ダイスの成形孔の周りの位置において周
方向に各独立状に分配して設けられてなることを特徴と
する押出工具。