JPH0466215A - アルミニウム異形押出材の製造方法 - 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 この発明は、薄肉部の一端に厚肉部を有するアルミニウ
ム異形押出材の製造方法に関する。

なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。

従来の技術 薄肉部の幅方向の一端に厚肉部を有するアルミニウム製
の異形形材、例えば船舶用のバルブプレートのように第
７図に示す横断面「形の異形形材（１００）は、これを
押出によって製造することが行われている。そして、こ
の場合、押出形材の寸法精度向上のために、押出後に押
出材にストレッチを施すことが一般に行われている。

上記のようなアルミニウム押出形材の材料として、押出
性に優れた６０６３等の６０００系合金が使用されるこ
とが多いが、最近では２０００系、５０００系、７００
０系等の高力アルミニウムによる異形押出形材も要請さ
れるようになってきている。

発明が解決しようとする課題 ところが、特にこのような高力アルミニウムを用いた場
合、押出後にストレッチを施すと厚肉部（１０１）を内
側、薄肉部（１０２）を外側とする湾曲状の曲がりが発
生し、所期する寸法精度が得られないという欠点があっ
た。しかも、この曲がりはストレッチの量を大きくする
ほど増大するものであった。

この発明は、かかる欠点を解消するためになされたもの
であって、６０００系等の合金はもとより２０００系等
の高力系合金を押出材料とする場合であっても、ストレ
ッチ後の曲がりを防止しえて形状精度の高いアルミニウ
ム製異形押出材を製造できる方法の提供を目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 上記目的において、発明者は鋭意研究の結果、高力系合
金のストレッチ後の曲がりの原因が厚肉部と薄肉部との
強度差に起因していることを知見した。即ち、押出ダイ
スの厚肉部用成形孔と薄肉部用成形孔を通過する押出材
料のメタルフローの不均一性に起因して形材の厚肉部と
薄肉部とに組織差を生じ、これが原因で強度差を生じひ
いてはストレッチ後の曲がりを生ずることがわかった。

しかも、押出後の冷却の際に冷却速度差によりさらに強
度分布の不均一性を生じ、これが曲がりに拍車をかける
ものとであることがわかった。

そこでかかる知見に基き、発明者は、ダイスの厚肉部用
成形孔と薄肉部用成形孔をそれぞれ通過する押出材料の
メタルフローの均一化を図り押出材の組織差をなくすと
ともに、冷却によって生じる強度分布の不均一性を避け
るべくさらに研究を重ねた結果本発明を完成しえたもの
である。

即ち、この発明は、図面の符号を参照して示すと、薄肉
部（１０２）の幅方向の一端に厚肉部（１０１）を有す
るアルミニウム異形押出材（１００）を押出すに際し、
押出ダイス（１）として、薄肉部用成形孔（２２）の幅
の領域内に少なくとも一部が存在する態様で前記薄肉部
の組織調整用捨孔（３）が設けられ、かつこの捨孔（３
）が仮接合部用成形孔（４）を介して薄肉部用成形孔（
２２）の他端部に連通された押出ダイスを用いて押出し
を行うことにより、薄肉部（１０２）の他端部に仮接合
部（１１０）を介して前記捨孔（３）を通過したイミテ
ーション部（１２０）が一体に連接された形材を押出し
、しかるのち該形材の仮接合部（１１０）を破断してイ
ミテーション部（１２０）を分離除去することを特徴と
する、アルミニウム異形押出材の製造方法を要旨とする
ものである。

作用 押出時にダイスの薄肉部用成形孔（２２）近傍へ集中す
る押出材料の一部は、捨孔（３）を通って逃げることに
なる。このため、薄肉部用成形孔（２２）を通過するメ
タルフローと、相対的に面積の大きい厚肉部用成形孔（
２１）を通過するメタルフローが均一化されて押出され
た形材の組織も全体で均一化され、厚肉部（１０１）と
薄肉部（１０２）との強度差が解消され、ひいてはスト
レッチ後の曲がりの発生が抑制される。

また、捨孔（３）を通過したイミテーション部（１２０
）が薄肉部（１０２）の他端に仮接合部（１１０）を介
して一体に連接された形材に押出すから、形材の両端部
に厚肉部（ｌｏｔ　）とイミテーション部（１２０）と
が存在することになり、押出後の冷却時に薄肉部（１０
２）の両端部で冷却速度が均等化され、冷却速度差に起
因する強度分布の不均一性、非対称性も改善される。し
かも、イミテーション部（１２０）の連接状態のままス
トレッチを施すものとすれば、形材に生じる応力分布も
対称化され、従ってストレッチ後の曲がり等も益々抑制
される。

実施例 次にこの発明を、第３図に示したような薄肉部（１０２
）の幅方向の一端に厚肉部（ｌｏｔ　）を有する断面ｒ
形のアルミニウム異形押出材（１００）を製造する実施
例に基いて説明する。

この実施例では、第１図に示すソリッドダイス（１）を
用いて押出を行う。該ダイス（１）は異形押出材断面に
対応した形状の異形押出材用成形孔（２）（２）と捨孔
（３）を有している。この実施例では２個の異形押出材
用成形孔（２）を左右対称位置に配して同時に２本の押
出材を生産するものとして効率化を図っている。

また、各異形押出材用成形孔（２）は厚肉部（１０１）
を形成するための厚肉部用成形孔（２１）と、薄肉部（
１０２）を形成するための薄肉部用成形孔（２２）を有
している。一方、前記捨孔（３）は左右異形押出材用成
形孔（２）（２）の中間部において、垂直孔部（３１）
とこの垂直孔部の下部に連通ずる２個の水平孔部（３２
）（３２）とで断面逆丁字形に形成され、微小な成形間
隙を有する仮接合部用成形孔（４）（４）を介してその
上側部を各薄肉部用成形孔（２２）（２２）の他端開放
端に連通した状態に形成されている。かつ捨孔（３）の
水平孔部（３２）　　（３２）は、相対的位置関係にお
いて、各薄肉部用成形孔（２２）の端縁を超えて各薄肉
部用成形孔（２２）の幅の領域内に該成形孔（２２）と
平行状に延出している。従って、薄肉部用成形孔（２２
）と捨孔（３）の水平孔部（３２）とは相対関係で、薄
肉部の幅の領域内で第１図に示すように（Ｎ）の長さだ
けラップした状態となされている。かかる捨孔（３）は
、押出時に薄肉部用成形孔（２２）を通過するメタルフ
ローを、厚肉部用成形孔（２１）を通過するメタルフロ
ーと均一化させることを意図して設けられたものであり
、薄肉部用成形孔（２２）の幅の領域内でラップした水
平孔部（３２）の存在によりこの効果が特に発揮される
。従って、この発明では、捨孔（３）の少なくとも一部
が薄肉部用成形孔（２２）の幅の領域内に存在している
ことを要件とする。この要件を満たす限りにおいて、捨
孔（３）はその形状等が特に限定されることはなく、押
出材（１００）の厚肉部（１０１）と薄肉部（１０２）
との組織差、ひいては強度差を解消ないし抑制しつる態
様に設ければ良い。

以上のようなダイスを用いて押出を行う。ステムの前進
により、アルミニウム押出材料は、２個の異形押出材用
成形孔（２）（２）及び仮接合部用成形孔（４）（４）
及び捨孔（３）から同時に押出される。而して、薄肉部
用成形孔（２２）へと集中して流れ込んでいく押出材料
は、その一部が該薄肉部用成形孔（２２）の近傍に存在
する捨孔（３）から押出されて逃げる。このため該捨孔
（３）特に水平孔部（３２）　　（３２）のない場合に
較べて薄肉部用成形孔（２２）への押出材料の集中が緩
和され、該薄肉部用成形孔（２２）へのメタルフローは
該成形孔（２２）よりも相対的に面積の大きな厚肉部用
成形孔（２１）へと流れ込んでいくメタルフローと近似
した状態となる。従って、厚肉部用、薄肉部用成形孔（
２１）　　（２２）を通過して押出される異形押出材（
１００）の厚肉部（１０１）と薄肉部（１０２）の組織
状態も近似したものとなり、それらの強度差が抑制され
る。

こうして押出した形材は、第３図に示すように、厚肉部
（１０１）の存在しない側の薄肉部（１０２）の幅方向
の端部に極薄肉の仮接合部（１１０）を介してイミテー
ション部（１２０）を一体に有するものとなっている。

ここに、イミテーション部（１２０）の高さは、押出成
形後の形材をテーブルに載置した際に安定状態に載置さ
れ薄肉部（１０２）に大きな湾曲変形を生じないように
、厚肉部（１０１）とほぼ同じ高さに設定するのが望ま
しい。

押出した形材は自然冷却あるいは矯正冷却されるが、イ
ミテーション部（１２０）の存在により冷却速度差に薄
肉部（１０２）の中央部を挾んである程度の対称性が存
在することになり、この速度差に起因して生じる強度分
布のバラツキにもある程度の対称性が存在することにな
る。

次いで寸法精度向上のためにストレッチを施すが、イミ
テーション部（１２（１）の存在した状態のままでスト
レッチを行うことにより、該ストレッチにより作用する
内部応力にも対称性を生じることになる。このように、
押出時に捨孔（３）の特に水平孔部（３２）の存在によ
り厚肉部（ｌｏｔ　）と薄肉部（１０２）の組織が均一
化され、かつ押出後の冷却時に冷却速度差による強度バ
ラツキとストレッチの際の応力分布が対称化されるから
、ストレッチ後の曲がりの発生が抑制される。

ストレッチを終了した後、第４図に示すように、仮接合
部（１１０）を破断し、イミテーション部（１２０）を
薄肉部（１０２）から分離除去して所期する２個の異形
押出材（１００）　　（１００）を得る。このイミテー
ション部（１２Ｇ　）の分離はプレスで仮接合部（１１
０）を切断する方法や、あるいは形材の外面に振動子を
押し当てて強制振動を付与することにより仮接合部（１
１０）に疲労破壊を生ぜしめて分離する方法などにより
行いうる。

なお、ストレッチは必ずしもイミテーション部（１２０
）を一体のまま行わなければならないものではなく、ス
トレッチの前にイミテーション部（１２０）を分離除去
しておいても良い。

第５図〜第７図はこの発明の他の実施例を示すもので、
１個の異形押出材を押出す場合を示すものである。この
場合も、押出ダイスとして、薄肉部用成形孔（２２）の
他端に、水平孔部（３２）を有する断面」形の捨孔（３
）を連通状態に設けて押出すことにより、第６図に示す
ように、薄肉部（１０２）の幅方向の一端に厚肉部（１
０１）を他端にイミテーション部（１２０）を有する形
材に押出したのち、ストレッチ前あるいは後にイミテー
ション部（１２０）を分離除去して第７図の異形押出材
とすれば良い。なお第５図〜第７図において、第１図〜
第４図に示す構成部分と同一名称部分については同一の
符号を付しその説明を省略する。

ちなみに、本発明の効果を確認するために、第１図に示
したダイスと、仮接合部用成形孔（４）と捨孔（３）を
設けていない点以外は第１図のダイスと同じダイスを用
いて、５０８３Ａρ合金を第３図に示す形材（Ｈ１１２
）に押出した。押出材の各部の寸法は、ａ　：　５０．
　７ｍ１ｌｓｂ：１５．３ａｍ＋、ｃ：３０ｙｘｍ、ｄ
：４ａｍ、ｅ：４ＩＲＩｎ、ｆ：５５−とした。そして
、押出後に本発明実施品ではイミテーション部の存在し
た状態のまま、一方従来品ではそのまま単品にストレッ
チを施したのち、イミテーション部を分離除去した。こ
うして得た異形押出材（１００）の厚肉部（１０１）　
、薄肉部（１０２）について引張強さを調査したところ
、本発明実施品では薄肉部の引張強さが厚肉部の引張強
さよりも僅かに１．５ＮＳＦｆ／−小であったのに対し
、従来品では３．７に’Ｊｆ／−の差があった。

発明の効果 この発明は上述の次第で、薄肉部の幅方向の一端に厚肉
部を有するアルミニウム異形押出材を押出すに際し、押
出ダイスとして、薄肉部用成形孔の幅の領域内に少なく
とも一部が存在する態様で前記薄肉部の組織調整用捨孔
が設けられ、かつこの捨孔が仮接合部用成形孔を介して
薄肉部用成形孔の他端部に連通された押出ダイスを用い
て押出しを行うものであるから、捨孔がない場合に薄肉
部用成形孔へと流れ込んでいた押出材料の一部を捨孔に
逃すことができる。

従って、６０００系八Ω材はもとより２０００系、５０
００系、７０００系等の高力系その他のアルミニウム材
料であっても、薄肉部用成形孔を通過する押出材料のメ
タルフローと、相対的に面積の大きな厚肉部用成形孔を
通過する押出材料のメタルフローとを均一化させること
ができるから、押出された押出材の厚肉部及び薄肉部の
組織を均一にすることができる。こうして組織が近似し
た状態となるから、両部の引張強さの差を解消ないし抑
制できる。加えて、この発明では、上記ダイスを用いて
押出を行うことにより、薄肉部の他端部に仮接合部を介
して前記捨孔を通過したイミテーション部が一体に連接
された形材を押出し、しかるのち該形材の仮接合部を破
断してイミテーション部を分離除去するから、押出状態
で形材の両端部に厚肉部とイミテーション部とが存在す
ることになる。

従って、押出後の冷却時に薄肉部の両端部で冷却速度が
均等化されるから、冷却速度差に起因する強度分布の不
均一性ないし非対称性を改善することができる。このよ
うに、押出時の捨孔の存在による厚肉部と薄肉部との組
織の均一化効果と、冷却後の強度分布の不均一性、非対
称性の改善効果とが相俟って、ストレッチを施しても曲
がりの発生しない形状精度の極めて高いアルミニウム異
形押出材を製作することができ、ひいては歩留を向上し
て生産性の増大を図りうる。

また、イミテーション部を一体に有する形材に押出すこ
とは、薄肉部のイニシャルテーブルやランアウトテーブ
ルへの直接接触を防止でき、テーブル疵の発生の危険を
低減できる効果をももたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に用いたダイスの正面図、第
２図は仮接合部用成形孔の周辺部を示す拡大正面図、第
３図は第１図のダイスにより押出された形材の断面斜視
図、第４図はイミテーション部の分離除去後の異形押出
材の断面斜視図、第５図はこの発明の他の実施例に用い
るダイスの正面図、第６図は第５図のダイスにより押出
された形材の断面斜視図、第７図はイミテーション部の
分離除去後の異形押出材の断面斜視図である。 （１）・・・ダイス、（２）・・・異形押出材用成形孔
（２１）・・・厚肉部用成形孔、（２２）・・・薄肉部
用成形孔、（３）・・・捨孔、（３２）・・・水平孔部
、（４）・・・仮接合部用成形孔、（１００）・・・異
形押出材、（１０１）・・・厚肉部、（１０２）・・・
薄肉部、（１１０）・・・仮接合部、（１２０）・・・
イミテーション部。 以上 異形押出材 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　薄肉部（１０２）の幅方向の一端に厚肉部（１０１）
   を有するアルミニウム異形押出材（１００）を押出すに
   際し、押出ダイス（１）として、薄肉部用成形孔（２２
   ）の幅の領域内に少なくとも一部が存在する態様で前記
   薄肉部の組織調整用捨孔（３）が設けられ、かつこの捨
   孔（３）が仮接合部用成形孔（４）を介して薄肉部用成
   形孔（２２）の他端部に連通された押出ダイスを用いて
   押出しを行うことにより、薄肉部（１０２）の他端部に
   仮接合部（１１０）を介して前記捨孔（３）を通過した
   イミテーション部（１２０）が一体に連接された形材を
   押出し、しかるのち該形材の仮接合部（１１０）を破断
   してイミテーション部（１２０）を分離除去することを
   特徴とする、アルミニウム異形押出材の製造方法。