JPH03180207A - Die for extruding titanic material to be formed - Google Patents
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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、チタン型材の熱間押出しに使用されるチタン
型材押出し用ダイスに関する。なお、本明細書ではチタ
ンは特にことわりのない限り純チタンまたはチタン合金
を意味する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a titanium profile extrusion die used for hot extrusion of titanium profiles. In this specification, titanium means pure titanium or a titanium alloy unless otherwise specified.
熱間押出しによる型材の製造は、加熱されたビレットを
コンテナに挿入した後、ステムを用いてビレットを潤滑
状態でダイスのダイス孔に挿通させることにより行われ
る。製造された型材の断面形状はダイス孔正面形状に一
致する。第1O図はL型材の製造に使用されるダイスを
示している。Manufacture of a shape material by hot extrusion is performed by inserting a heated billet into a container and then inserting the billet into a die hole of a die in a lubricated state using a stem. The cross-sectional shape of the manufactured mold material matches the front shape of the die hole. FIG. 1O shows a die used in the production of L-profiles.
ダイスlのダイス孔2は正面形状がL形をしており、型
材形状を決定するヘアリング部3より入側はベアリング
部3に向かって徐々に絞り込まれたアプローチ部4にな
っている。The die hole 2 of the die l has an L-shaped front view, and the entrance side of the hair ring part 3 that determines the shape of the mold material is an approach part 4 that is gradually narrowed toward the bearing part 3.
ダイス素材としてはダイス鋼、高速度鋼、超硬合金等が
知られているが、高速度鋼や超硬合金は耐熱性、耐摩耗
性に優れる反面、高価であるのでダイス鋼が多用されて
おり、チタン型材の押出しでもダイス鋼からなるダイス
が多く使用されている。Die materials such as die steel, high-speed steel, and cemented carbide are known, but although high-speed steel and cemented carbide have excellent heat resistance and wear resistance, they are expensive, so die steel is often used. Therefore, dies made of die steel are often used for extruding titanium shapes.
ところが、安価なダイス鋼よりなる押出し用ダイスを使
用してチタン型材の熱間押出しを行うと、ダイス孔内面
と材料表面との間に充分な潤清剤が供給された状態であ
っても、若干の焼付きが生しるのは避けられず、押出さ
れたチタン型材の表面は焼付きによる押出方向の筋疵が
発生する。However, when hot extruding a titanium profile using an extrusion die made of inexpensive die steel, even if sufficient lubricant is supplied between the inner surface of the die hole and the material surface, It is inevitable that some seizure will occur, and the surface of the extruded titanium profile will have streaks in the extrusion direction due to seizure.
本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、ダイス鋼
を素材とした場合にも、型材表面に焼付による筋疵が発
生するのを防止し得るチタン型材押出し用ダイスを提供
することを目的とする。The present invention was made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a die for extruding a titanium profile material that can prevent scratches due to seizure from occurring on the surface of the profile material even when die steel is used as the raw material. shall be.
〔課題を解決するための手段)
チタン型材の熱間押出しにおいて発生ずる焼付きが一般
鋼材と同線、潤滑不足に起因していることは明らかであ
る。熱間押出し時の潤滑性を向上させる技術としては、
ダイス孔内面を細かな凹凸面として、この凹凸面に潤滑
剤をトラッピングさせるようにしたダイスが特公昭59
−13287号公報に開示されている。本発明者らの調
査によると、このダイスはアルミ合金のような易加工性
材料に対しては有効であるが、チタンのような難加工性
材料に対しては有効性が殆ど認められない。[Means for solving the problem] It is clear that the seizure that occurs during hot extrusion of titanium shapes is similar to that of general steel materials, and is caused by insufficient lubrication. Technologies to improve lubricity during hot extrusion include:
A die in which the inner surface of the die hole is made into a finely uneven surface and the lubricant is trapped on this uneven surface was developed in 1983.
It is disclosed in Japanese Patent No.-13287. According to research conducted by the present inventors, this die is effective for easily processable materials such as aluminum alloys, but is hardly effective for difficult processable materials such as titanium.
本発明者らは、このような状況を踏まえて、潤滑剤のト
ランピングとは異なる観点から、チタン型材を熱間押出
しする場合の焼付き対策について種々調査検討した結果
、次の知見を得た。In light of this situation, the present inventors have conducted various studies on countermeasures against seizure when hot extruding titanium shapes from a different perspective than lubricant tramping, and have obtained the following knowledge. .
チタン型材の熱間押出しにおいて生しる焼付きは、ダイ
ス孔内面の粗さの影響を受けるが、その傾向は潤滑剤ト
ラッピングの場合とは逆にダイス孔内面が平坦なほど焼
付きが生し難くなることである。また、押出されたチタ
ン型材を見ると、焼付きによる筋疵はその各面に均等に
生しているわけではなく、特定の面に集中して発生して
おり、その面とは、ダイス孔を囲む各辺のうち、ダイス
孔正面形状における重心点からの距離と辺長との積が最
大の辺のダイス孔内面と接していた面である。The seizure that occurs during hot extrusion of titanium profiles is affected by the roughness of the inner surface of the die hole, but the tendency is opposite to that of lubricant trapping, where the flatter the inner surface of the die hole is, the more seizure occurs. It becomes difficult. In addition, when looking at the extruded titanium mold material, the streaks due to seizure do not occur evenly on each surface, but are concentrated on a specific surface, and that surface is the die hole. This is the surface that was in contact with the inner surface of the die hole of the side that has the largest product of the distance from the center of gravity and the side length in the front shape of the die hole.
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、ダイス孔
を囲む辺のうち、少なくとも、ダイス孔正面形状におけ
る重心点からの距離と辺長との積が最大である辺のダイ
ス孔内面をRa10μm以下の粗さにしたチタン型材押
出し用ダイスを要旨とする。The present invention has been made based on the above findings, and the inner surface of the die hole of at least the side surrounding the die hole where the product of the distance from the center of gravity and the length of the side in the front shape of the die hole is the largest, has a Ra of 10 μm. The gist is a die for extruding titanium shapes with the following roughness.
〔作 用]
本発明のダイスは、そのダイス孔内面を平滑にすること
により、ダイス素材が安価なダイス鋼であっても、チタ
ン型材の熱間押出しにおける焼付きを確実に防止するこ
とができる。[Function] By smoothing the inner surface of the die hole, the die of the present invention can reliably prevent seizure during hot extrusion of a titanium profile even if the die material is inexpensive die steel. .
平滑にするダイス孔内面を、ダイス孔を囲む各辺のうち
、少なくとも、ダイス孔正面形状における重心点からの
距離と辺長との積が最大である辺のダイス孔内面とした
のは、このダイス孔内面と接していた型材の表面に焼付
きによる筋疵が集中的に発生するのが多数の操業結果の
統計的処理から°il+明したからである。The reason why the inner surface of the die hole to be smoothed is the inner surface of the die hole of the side where the product of the distance from the center of gravity and the length of the side in the front shape of the die hole is at least the largest among the sides surrounding the die hole. This is because it has become clear from statistical analysis of a large number of operational results that streaks due to seizure occur intensively on the surface of the mold material that was in contact with the inner surface of the die hole.
平滑にするダイス孔内面の粗さをI Oam以下とした
のは、■0μm超では型材表面に焼付きによる筋疵が生
しるのを阻止できないからであり、その理由はダイス孔
内面の平滑化により、ダイス内面と材料表面との間に均
一な厚みの潤滑膜が形成され、応力集中による局部的な
膜切れが生し難くなるためと考えられる。The reason why the roughness of the inner surface of the die hole to be smoothed is less than I Oam is that if it exceeds 0 μm, it is not possible to prevent scratches due to seizure from occurring on the surface of the mold material. It is thought that this is because a lubricating film with a uniform thickness is formed between the inner surface of the die and the material surface, making it difficult for local film breakage to occur due to stress concentration.
(実施例〕
以下に本発明のチタン型材押出し用ダイスの実施例を図
面を参照して説明する。(Example) Examples of the die for extruding titanium profile materials of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明のダイスにおけるダイス孔、特にヘアリ
ング部の正面形状の一例を示しており、(a)はその寸
法図、(b)はそのダイス孔形状を模式化した図面であ
る。ヘアリング部の正面形状はL形であり、長さ51.
1mの辺をX軸、この辺に直交する長さ44.5 +m
aの辺をy軸とすると、ヘアリング部の正面形状におけ
る重心点5はx−y座標で表わして(16,7,18,
0)に位置する。FIG. 1 shows an example of the front shape of the die hole, particularly the hair ring part, in the die of the present invention, (a) is a dimensional drawing thereof, and (b) is a drawing schematically showing the shape of the die hole. The front shape of the hair ring part is L-shaped, and the length is 51.
The 1m side is the X axis, the length perpendicular to this side is 44.5 + m
If the side of a is the y-axis, the center of gravity 5 in the front shape of the hair ring is expressed in x-y coordinates (16, 7, 18,
0).
すなわち、ベアリング部の正面形状を第1図(b)に示
すように2つの長方形A、Bに2分すると、重心点5(
x、y)は、
1/2A x XA+1/2B x X BA + B
A+B
で表わされる。That is, if the front shape of the bearing part is divided into two rectangles A and B as shown in Fig. 1(b), the center of gravity 5 (
x, y) are expressed as 1/2A x XA+1/2B x X BA + BA+B.
但し、Ax、By:長方形A、長方形BのX軸方向長さ
Ay、By:長方形A、長方形Bのy軸方向長さ
A、 B :長方形A、長方形Bの面積そして、
重心点5(x、y)からの距離と辺長との積が最大の辺
は、第1図のダイスでは、X軸上に位置する長さ57.
7 mmの辺になる。従って、このダイスでは、長さ5
7.7 mmの辺におけるダイス孔内面を粗さRa10
μm以下に仕上げる。ダイス孔内面をRa10μm以下
にするには、例えばパフ研磨、サンドペーパーによる研
磨、湿式砥石研磨等によって行えばよい。However, Ax, By: Length of rectangle A and rectangle B in the X-axis direction Ay, By: Length of rectangle A and rectangle B in the y-axis direction A, B: Area of rectangle A and rectangle B, and
In the die shown in FIG. 1, the side with the largest product of the distance from the center of gravity 5 (x, y) and the side length is located on the X axis and has a length of 57.
The sides will be 7 mm. Therefore, with this die, length 5
The inner surface of the die hole on the 7.7 mm side has a roughness of Ra10.
Finished to below μm. In order to make the inner surface of the die hole have an Ra of 10 μm or less, it may be performed by, for example, puff polishing, polishing with sandpaper, wet grindstone polishing, or the like.
他の辺におけるダイス孔内面は、Ra10μm以下に仕
上げてもよいし、Ra15μm程度のグラインダー等に
よる通常仕上げとしてもよい。なお、Ra10μm以下
にするダイス孔内面とは、材料と接触するベアリング部
およびアプローチ部の各面を指す。The inner surface of the die hole on the other sides may be finished to an Ra of 10 μm or less, or may be finished normally by a grinder or the like with an Ra of about 15 μm. Note that the inner surface of the die hole whose Ra is 10 μm or less refers to each surface of the bearing portion and the approach portion that come into contact with the material.
第2図に孔形状が示されたダイスはT型材の押出しに使
用するダイスで、このダイスの場合は、ダイス孔正面形
状における重心点5は(20,122、5)に位置し、
この重心点5からの距離と辺長との積が最大の辺は長さ
41.4I1mの辺になる。The die whose hole shape is shown in FIG. 2 is a die used for extruding T-shaped materials, and in the case of this die, the center of gravity 5 in the front shape of the die hole is located at (20, 122, 5),
The side with the maximum product of the distance from the center of gravity 5 and the side length has a length of 41.4I1m.
従って、このダイスでは、各辺のうちの少なくとも長さ
41.4mの辺におけるダイス孔内面をRa10μm以
下にする。Therefore, in this die, the inner surface of the die hole on at least the side having a length of 41.4 m among each side is made to have a Ra of 10 μm or less.
同様に第3図〜第9図に孔形状が示されたダイスでは、
重心点および最大績の辺は第1表のようになり、この最
大績の辺を少なくとも含む1または複数の辺についてダ
イス孔内面をRa10μm以下とする。Similarly, in the dies whose hole shapes are shown in FIGS. 3 to 9,
The center of gravity and the side with the maximum result are as shown in Table 1, and the inner surface of the die hole is set to have an Ra of 10 μm or less for one or more sides including at least the side with the maximum result.
第 1 表
次に、第1図のダイスを使用して、実際にチタン型材の
熱間押出を行った結果を説明する。Table 1 Next, the results of actual hot extrusion of a titanium profile using the die shown in FIG. 1 will be described.
AMS4936A (Ti−6Al−6V−23n)よ
りなる直径174m+aのビレットを1060°Cに加
熱した後、このビレットをコンテナに挿入し、引き続き
ステムにより300mm/secの速度でダイスのダイ
ス孔より潤滑状態で押出した。ダイスは5KD61のダ
イス鋼よりなり、そのダイス孔内面は全ての辺で一定粗
さに調整し、その粗さ(Ra)は1um、10μm、
15gmの3種類とした。After heating a billet with a diameter of 174 m+a made of AMS4936A (Ti-6Al-6V-23n) to 1060°C, the billet was inserted into a container, and then it was lubricated through the die hole of the die at a speed of 300 mm/sec using a stem. Extruded. The die is made of 5KD61 die steel, and the inner surface of the die hole is adjusted to a constant roughness on all sides, and the roughness (Ra) is 1um, 10μm,
There were three types of 15 gm.
押出されたL型材の面粗さは、ダイス孔内面の面粗さが
7μmの場合は、型材の全ての面で2〜4μ−に抑制さ
れた。同様にダイス孔内面粗さが10μ−の場合は型材
の全ての面で粗さが7〜9μ僧に抑えられた。しかし、
ダイス孔内面粗さが15μmのダイスを使用した場合は
、辺i57.7印の辺と接していた型材表面に筋疵が発
生し、粗さの測定は不可能であった。The surface roughness of the extruded L-shaped material was suppressed to 2 to 4 .mu.m on all surfaces of the die hole when the surface roughness of the inner surface of the die hole was 7 .mu.m. Similarly, when the die hole inner surface roughness was 10 .mu.m, the roughness was suppressed to 7 to 9 .mu.m on all surfaces of the mold material. but,
When a die with a die hole inner surface roughness of 15 μm was used, streaks were generated on the surface of the mold material that was in contact with the side marked with side i57.7, making it impossible to measure the roughness.
また、第2図のT型ダイス孔を有するダイスを使用した
場合も、ダイス孔内面粗さが7μmでは型材表面粗さは
2〜4μmに即えられ、10μmでも7〜10μmに抑
えられたが、15μ銅の粗さでは、辺長41.4 mm
の辺と接していた型材表面に筋疵が発生し、粗さの測定
が不可能であった。Also, when using a die with a T-shaped die hole as shown in Figure 2, when the die hole inner surface roughness was 7 μm, the surface roughness of the mold material was kept at 2 to 4 μm, and even when the die hole was 10 μm, it was suppressed to 7 to 10 μm. , with a roughness of 15 μ copper, the side length is 41.4 mm.
Lines appeared on the surface of the mold material that was in contact with the edges, making it impossible to measure the roughness.
〔発明の効果]
以上に説明したように、本発明のチタン型材押出し用ダ
イスは、安価なダイス鋼よりなるダイスを使用して熱間
押出しを行っても、焼付きによる筋疵の発生を防止でき
るので、ダイスコストが嵩まず、また押出し後の手直し
も不用になり、これにより表面性状が良好な高品質のチ
タン型材を効率よく低コストで製造し得る。[Effects of the Invention] As explained above, the titanium profile extrusion die of the present invention prevents the occurrence of streaks due to seizure even when hot extrusion is performed using a die made of inexpensive die steel. As a result, the die cost does not increase and there is no need for rework after extrusion, making it possible to efficiently produce high-quality titanium shapes with good surface properties at low cost.
第1図(a)は本発明のダイスにおけるダイス孔正面形
状の一例を示す寸法図、(b)は重心点位置の算出方法
を説明するための模式図、第2図〜第9図は本発明の別
のダイスにおけるダイス孔正面形状を示す寸法図、第1
0図(a)は従来の押出し用ダイスの正面図、(b)は
(a)の[−1線断面図である。
1
ダイス、
2:ダイス孔、
5;重心点
出
願
人
住友金属工業株式会社
第
目
す
(b)
第
5
図
弔
図
704
図
4゜FIG. 1(a) is a dimensional diagram showing an example of the front shape of the die hole in the die of the present invention, FIG. 1(b) is a schematic diagram for explaining the method of calculating the center of gravity position, and FIGS. Dimensional drawing showing the front shape of the die hole in another die of the invention, 1st
FIG. 0(a) is a front view of a conventional extrusion die, and FIG. 0(b) is a sectional view taken along the line [-1] of FIG. 0(a). 1 Die, 2: Die hole, 5; Center of gravity Applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd. (b) Figure 5 Funeral Diagram 704 Figure 4゜
Claims (1)
用ダイスであって、ダイス孔を囲む各辺のうち、少なく
とも、ダイス孔正面形状における重心点からの距離と辺
長との積が最大である辺のダイス孔内面をRa10μm
以下の粗さにしたことを特徴とするチタン型材押出し用
ダイス。(1) A die for extruding a shape material made of pure titanium or titanium alloy, in which at least the product of the distance from the center of gravity and the length of the side in the front shape of the die hole is the largest among the sides surrounding the die hole. The inner surface of the die hole on the side is Ra10μm
A die for extruding titanium shapes, characterized by having the following roughness:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32016389A JPH03180207A (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Die for extruding titanic material to be formed |
Applications Claiming Priority (1)
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JP32016389A JPH03180207A (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Die for extruding titanic material to be formed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03180207A true JPH03180207A (en) | 1991-08-06 |
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ID=18118408
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JP32016389A Pending JPH03180207A (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Die for extruding titanic material to be formed |
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JP (1) | JPH03180207A (en) |
Cited By (3)
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1989
- 1989-12-08 JP JP32016389A patent/JPH03180207A/en active Pending
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