JPH03138019A - Cooling method of die for extrusion of hard aluminum - Google Patents
Cooling method of die for extrusion of hard aluminumInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は硬質アルミニウム合金あるいはアルミニウムの
押出成型に使用する金型の冷却方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for cooling a mold used for extrusion molding of hard aluminum alloys or aluminum.
（従来技術）
アルミニウムやアルミニウム合金（以下アルミニウムと
いう）の押出成型では、ダイスの押出材通過孔（ベアリ
ング）近傍が特に高温にさらされブレーンクロース層を
生じさせることから、ベアリング部分を冷却するように
しているのであるが、従来はこの冷却を気化した液体窒
素等の低温ガスをベアリング部分に供給することにより
行っていた。(Prior art) In extrusion molding of aluminum and aluminum alloys (hereinafter referred to as aluminum), the vicinity of the extruded material passage hole (bearing) of the die is exposed to particularly high temperatures and a brain cloth layer is formed, so the bearing portion is cooled. However, conventionally, this cooling was performed by supplying low-temperature gas such as vaporized liquid nitrogen to the bearing part.
（解決しようとする課題）
近年、生産効率を高めるために、アルミニウム素材の押
出スピードを高めることが望まれているが、低温ガスを
使用している従来の冷却方法では、押出スピードを上げ
ることによる過熱を吸収しきれず、アルミニウム酸化物
が発生して肌荒れを起こし、表面品質が低下するという
問題があった。(Problem to be solved) In recent years, it has been desired to increase the extrusion speed of aluminum materials in order to increase production efficiency, but with conventional cooling methods that use low-temperature gas, There was a problem that overheating could not be absorbed completely, and aluminum oxide was generated, causing rough skin and deteriorating surface quality.
さらに押し出しスピードをあげるとアルミニウム素材が
押し出しスピードについて行けず、熱間割れが生じると
いう問題があった。また、硬質アルミニウムでは、ダイ
スを過度に冷却すると、頭出しが困難になって押しづま
りが生じるという問題があった。Furthermore, when the extrusion speed was increased, the aluminum material could not keep up with the extrusion speed, causing hot cracking. Furthermore, with hard aluminum, there is a problem that if the die is cooled excessively, it becomes difficult to locate the die and jamming occurs.
本発明はこのような点に着目してなされたもので、２０
００系、５０００系、７０００系の硬質アルミニウムで
の押出スピードを高めることができながらも、品質低下
のない金型冷却方法を提供することを目的とする。The present invention has been made with attention to such points, and 20
The purpose of the present invention is to provide a mold cooling method that can increase the extrusion speed of hard aluminum such as 00 series, 5000 series, and 7000 series without deteriorating quality.
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は、コンテナに配置し
たダイスとバッカーとの間に形成した冷却液通路に液体
窒素を液体状態で供給するようにし、冷却液通路への液
体窒素供給路に配置した流路開閉弁を押出圧力に基づき
開閉制御可能に構成し、アルミニウム素材がダイスから
頭出しすることによるラム押出圧力の圧力降下に基づき
流路開閉弁を開弁作動させるように構成したことを特徴
としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention supplies liquid nitrogen in a liquid state to a cooling liquid passage formed between a die placed in a container and a backer. The flow path opening/closing valve placed in the liquid nitrogen supply path to the passage is configured to be open/close controllable based on the extrusion pressure, and the flow path opening/closing valve is opened based on the pressure drop in the ram extrusion pressure due to the aluminum material coming out of the die. It is characterized by being configured to operate the valve.
（作 用）
本発明は、コンテナに配置したダイスとバッカーとの間
に形成した冷却液通路に液体窒素を液体状態で供給する
ようにし、冷却液通路への液体窒素供給路に配置した流
路開閉弁を押出圧力に基づき開閉制御可能に構成し、ア
ルミニウム素材がダイスから頭出しすることによるラム
押出圧力の圧力降下に基づき流路開閉弁を開弁作動させ
るように構成しているので、アルミニウム素材が押し出
されて流れ出してからダイスを冷却することになるから
、ダイスのベアリング部を過冷却することなく、押出ス
ピードを上げることができるようになる。(Function) The present invention supplies liquid nitrogen in a liquid state to a cooling liquid passage formed between a die placed in a container and a backer, and a flow passage arranged in a liquid nitrogen supply path to the cooling liquid passage. The opening/closing valve is configured to be open/close controllable based on the extrusion pressure, and the flow path opening/closing valve is configured to open/close based on the pressure drop of the ram extrusion pressure due to the aluminum material coming out of the die. Since the die is cooled after the material has been extruded and flows out, the extrusion speed can be increased without overcooling the bearing part of the die.
（実施例）
図面は本発明の実施例を示し、第１図はアルミニウム押
出成型装置での金型冷却系の流れ図である。(Example) The drawings show an example of the present invention, and FIG. 1 is a flowchart of a mold cooling system in an aluminum extrusion molding apparatus.
この金型冷却装置は、アルミニウム押出成型装置ｔ（１
）のコンテナ（２）の先端に配置されているダイス（３
）とバッカー（４）との間に形成した冷却液通路（５）
と、この冷却液通路（５）に液体窒素を供給する冷却液
供給路（６）及び、液体窒素を貯蔵する液体窒素貯蔵容
器（７）とで構成してあり、冷却液供給路（６）を通過
する間に気化した窒素ガスを再液化するためのサブクー
ラ（８）を冷却液供給路（６）に介装して、冷却液通路
（５）に液体窒素を液体のまま供給することにより、ダ
イス（３）を冷却するようにしたものである。This mold cooling device is an aluminum extrusion molding device t (1
) placed at the tip of the container (2).
) and the backer (4).
The cooling liquid supply path (6) is composed of a cooling liquid supply path (6) that supplies liquid nitrogen to the cooling liquid path (5), and a liquid nitrogen storage container (7) that stores liquid nitrogen. By interposing a subcooler (8) in the coolant supply path (6) to re-liquefy the nitrogen gas vaporized while passing through the coolant passage, liquid nitrogen is supplied to the coolant path (5) in a liquid state. , the die (3) is cooled.
液体窒素貯蔵容器（７）の内部は、圧力調整装置（９）
で一定圧力、例えば３．５Ｋｇ／ｃｍ”の圧力に維持し
である。そして液体窒素貯蔵容器（７）からサブクーラ
（８）に至る間の冷却液供給路（６）からサブクーラ（
８）に液体窒素を供給するバイパス路（１０）が配管し
てあり、このバイパス路（１０）中に介装した流路開閉
弁（１１）をサブクーラ（８）の液位を検出する検出具
（１２）での液位検出作動に基づき開閉制御するように
なっている。なお、このサブクーラ（８）は内は大気圧
に維持している。従って、サブクーラ（８）内の液体窒
素温度は７７にであり、気化した低温窒素ガスはこのサ
ブクーラ（８）内の液体窒素温度で冷却されることから
、再液化されることになる。Inside the liquid nitrogen storage container (7) is a pressure regulator (9).
The pressure is maintained at a constant pressure, for example, 3.5 kg/cm''.Then, the cooling liquid supply path (6) between the liquid nitrogen storage container (7) and the subcooler (8) is maintained at a constant pressure, for example, 3.5 kg/cm''.
8) is piped with a bypass passage (10) for supplying liquid nitrogen. Opening/closing control is performed based on the liquid level detection operation in (12). Note that the inside of this subcooler (8) is maintained at atmospheric pressure. Therefore, the liquid nitrogen temperature in the subcooler (8) is 77°C, and the vaporized low-temperature nitrogen gas is cooled at the liquid nitrogen temperature in the subcooler (8), so that it is reliquefied.
冷却液通路（５）はバッカー（４）のダイス（３）との
接触面に開口部を取り囲む状態で凹陥することにより形
成してあり、この冷却液通路（５）は開口部に近付くほ
どその流路断面積か小さくなるように３段階の流路断面
積に形成してあり、最も開口部近傍に形成した冷却液通
路（５）は押し出されたアルミニウム条材にむけて噴出
するようになっている。The coolant passage (5) is formed by recessing the contact surface of the backer (4) with the die (3) so as to surround the opening, and the closer to the opening the cooling liquid passage (5) becomes. The flow path cross-sectional area is formed in three stages so that the cross-sectional area of the flow path becomes smaller, and the coolant passage (5) formed closest to the opening is designed to eject toward the extruded aluminum strip. ing.
サブクーラ（８）から冷却液通路（５）の入口部までの
冷却液供給路（６）に流量制御弁（１３）が配置してあ
り、この流量制御弁（１３）は制御装置（１４）からの
指令に基づいて開閉制御されるように構成しである。そ
して、この制御装置（１４）には押出成型装置（１）の
押出用ラム（１５）での押出圧力が流量制御弁（１３）
の開閉制御用の基準信号として入力されており、押し出
し用コンテナ（２）内のビレット（１６）ることにより
、押出用ラム（１５）の押出圧力がピーク値を越えて下
降を開始したことを圧力センサー（１８）が検出すると
、流量制御弁（１３）が開弁じて、冷却液通路（５）に
液体窒素が液状で供給され、液体窒素の保有する潜熱で
ダイス（３）を冷却することになる。A flow control valve (13) is arranged in the coolant supply path (6) from the subcooler (8) to the inlet of the coolant passage (5), and this flow control valve (13) is connected to the control device (14). The structure is such that the opening and closing are controlled based on the commands. The control device (14) controls the extrusion pressure at the extrusion ram (15) of the extrusion molding device (1) through a flow control valve (13).
The billet (16) in the extrusion container (2) indicates that the extrusion pressure of the extrusion ram (15) has exceeded the peak value and has started to decrease. When the pressure sensor (18) detects this, the flow rate control valve (13) opens and liquid nitrogen is supplied to the coolant passageway (5), thereby cooling the die (3) with the latent heat held by the liquid nitrogen. become.
このとき、冷却液通路（５）の通路断面積が段階的に減
少するようになっていることから、送給される液体窒素
の送給圧力は断面積比に応じて昇圧することになり、飽
和温度が上昇し、液体窒素はその飽和温度上昇にともな
う潜熱の増加により、周囲から多量の熱を奪うことにな
る。At this time, since the passage cross-sectional area of the coolant passage (5) decreases in stages, the feeding pressure of the liquid nitrogen to be fed increases in accordance with the cross-sectional area ratio. The saturation temperature rises, and liquid nitrogen absorbs a large amount of heat from its surroundings due to the increase in latent heat that accompanies the rise in saturation temperature.
これにより、ダイス（３）、特にベアリング部（１７）
を強力に冷却することになるから、ダイス（３）の硬度
を高めることになり、ダイス（３）のたわみを少なくし
て、製品精度を向上させることができるうえ、押し出し
直後で高温状態にある製品条材を不活性ガス雰囲気に保
つことができるから、ベアリング部（１７）での酸化物
生成を抑制することができ、製品表面に欠陥を生じさせ
ることを無くすことができる。This allows the die (3), especially the bearing part (17)
Since the die (3) is strongly cooled, the hardness of the die (3) is increased, the deflection of the die (3) is reduced, and product precision can be improved. Since the product strip can be kept in an inert gas atmosphere, it is possible to suppress the formation of oxides in the bearing portion (17), and it is possible to eliminate defects on the product surface.
図中符号（１９）はコンテナ（２）の先端に固定したボ
ルスタ−１（２０）は押出用ラム（１５）の作動流体流
路、（２１）は作動流体の加圧装置である。In the figure, the reference numeral (19) is a bolster 1 (20) fixed to the tip of the container (2), which is a working fluid flow path for the extrusion ram (15), and (21) is a pressurizing device for the working fluid.
（効 果）
本発明は、コンテナに配置したダイスとバッカーとの間
に形成した冷却液通路に液体窒素を液体状態で供給する
ようにし、冷却液通路への液体窒素供給路に配置した流
路開閉弁を押出圧力に基づき開閉制御可能に構成し、ア
ルミニウム素材がダイスから頭出しすることによるラム
押出圧力の圧力降下に基づき流路開閉弁を開弁作動させ
るように構成しているので、アルミニウム素材が押し出
されて流れ出してからダイスを冷却することになるから
、ダイスのベアリング部を過冷却することなく、押出ス
ピードを上げることができる。(Effects) The present invention supplies liquid nitrogen in a liquid state to a coolant passage formed between a die placed in a container and a backer, and a flow path arranged in a liquid nitrogen supply path to the coolant passage. The opening/closing valve is configured to be open/close controllable based on the extrusion pressure, and the flow path opening/closing valve is configured to open/close based on the pressure drop of the ram extrusion pressure due to the aluminum material coming out of the die. Since the die is cooled after the material has been extruded and flows out, the extrusion speed can be increased without overcooling the bearing part of the die.
また、金型を十分冷却することができることから、ダイ
スの硬度が高まり押出時でのダイスのたわみを少なくで
きる。これにより、ダイスの開口断面積変化が小さくな
って、製品寸法精度を向上させることができるうえ、金
型寿命を延長でき、ダイス交換頻度を減少させることが
できる。Furthermore, since the mold can be sufficiently cooled, the die hardness increases and deflection of the die during extrusion can be reduced. As a result, the change in the cross-sectional area of the opening of the die is reduced, and the dimensional accuracy of the product can be improved, the life of the mold can be extended, and the frequency of die replacement can be reduced.
図面は本発明の実施例を示す金型冷却装置の概念図であ
る。
２・・・コンテナ、３・・・ダイス、４・・・バッカー
、５・・・冷却液通路、６・・・液体窒素供給路、１３
・・・流路開閉弁（１３）、１９・・・ボルスタ−The drawing is a conceptual diagram of a mold cooling device showing an embodiment of the present invention. 2... Container, 3... Dice, 4... Backer, 5... Coolant passage, 6... Liquid nitrogen supply passage, 13
...Flow path opening/closing valve (13), 19...Bolster
Claims (1)
（４）、ボルスター（１９）を順に固定し、アルミニウ
ム素材を押出成型する成型方法において、 ダイス（２）とバッカー（３）との間に冷却液通路（５
）を形成し、この冷却液通路（５）に液体窒素を液体窒
素供給路（６）で液体状態で供給するようにし、液体窒
素供給路（６）に配置した流路開閉弁（１３）を押出圧
力に基づき開閉制御可能に構成し、アルミニウム素材が
ダイス（３）から頭出しすることによる圧力降下に基づ
き流路開閉弁（１３）を開弁作動させるように構成した
ことを特徴とする硬質アルミニウム押出成型用金型の冷
却方法[Claims] 1. A molding method in which a die (3), a backer (4), and a bolster (19) are sequentially fixed to the tip of a container (2) and an aluminum material is extruded, comprising: Coolant passage (5) between backer (3)
), liquid nitrogen is supplied to this coolant passage (5) in a liquid state through a liquid nitrogen supply passage (6), and a passage opening/closing valve (13) disposed in the liquid nitrogen supply passage (6) is provided. A hard material characterized by being configured so that opening and closing can be controlled based on extrusion pressure, and configured to open and operate the flow path opening/closing valve (13) based on the pressure drop caused by the aluminum material coming out of the die (3). Cooling method for aluminum extrusion mold
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27803389A JPH03138019A (en) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | Cooling method of die for extrusion of hard aluminum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27803389A JPH03138019A (en) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | Cooling method of die for extrusion of hard aluminum |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138019A true JPH03138019A (en) | 1991-06-12 |
Family
ID=17591714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27803389A Pending JPH03138019A (en) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | Cooling method of die for extrusion of hard aluminum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03138019A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7992419B2 (en) | 2004-09-06 | 2011-08-09 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | High speed extrusion |
| CN103639228A (en) * | 2013-12-04 | 2014-03-19 | 苏州鑫叶自动化设备系统有限公司 | Device for eliminating particles on surface of aluminum material extruded by aluminum product extruder |
| CN111215470A (en) * | 2019-11-28 | 2020-06-02 | 上海佳晖流体工程技术有限公司 | Automatic temperature control cooling method for aluminum extrusion |
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| JPS56164299A (en) * | 1980-04-17 | 1981-12-17 | Union Carbide Corp | Method of and apparatus for feeding liquid cooling agent |
-
1989
- 1989-10-24 JP JP27803389A patent/JPH03138019A/en active Pending
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