JPH05329569A - 金属リング体の成形方法及びその装置 - Google Patents

金属リング体の成形方法及びその装置

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JPH05329569A
JPH05329569A JP4135403A JP13540392A JPH05329569A JP H05329569 A JPH05329569 A JP H05329569A JP 4135403 A JP4135403 A JP 4135403A JP 13540392 A JP13540392 A JP 13540392A JP H05329569 A JPH05329569 A JP H05329569A
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JP
Japan
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ring body
induction heating
heating coil
ring
forming
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Application number
JP4135403A
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English (en)
Inventor
Takeshi Ishihara
豪 石原
Kazuaki Mino
和明 美野
Seiji Takahashi
誠司 高橋
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属リング体の成形方法及びその装置に係
り、圧延作業に付属する硬化組織の焼鈍作業時の労力を
低減と焼鈍精度向上とを図り、製造コストを低減する。 【構成】 リング体を外周成形ロールと内周成形ロール
との間に送り込んで圧延することにより所望形状まで成
形する技術であって、成形途中のリング体を周方向に移
動させながら誘導加熱してリング体の中間焼鈍を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属リング体の成形方
法及びその装置に係り、特に金属リング状素材を二つの
成形ロールの間に送り込んで、圧延によって成形する技
術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスタービン機関に使用される金属リン
グの製造方法の例として、特公昭62−2889号公報
に記載された技術がある。該金属リングの製造方法は、 複数対のロールダイスを利用する冷間圧延によってニ
ッケル又はコバルト基の金属リングを製造するものであ
り、 はじめの圧延段階で材料を主に軸方向に増大させ、 後の数対のロールダイスによる圧延で主にリング径を
増大させるものである。 そして、第4図と第5図に方法の概念が示されている
ように、上側ダイスと下側ダイスとが、圧延リングの断
面を完全に包囲した状態で圧延を行なうようにしてい
る。 (1) これらの技術によって、圧延した金属リング
は、その後の機械加工や熱間加工を全く必要とせずに狭
い公差に製造でき、±0.002インチの公差限界が達
成される。 (2) 初期段階で圧延の一部を熱間で行ない、圧延作
業の早期に軸方向の形を迅速に決めることが有効であ
る。等の特徴があるとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる金属製
リングの製造方法について検討すると、ガスタービン機
関用金属リングに使用されるAMS5754材の圧延を
行なう場合には、所望の寸法精度(公差)を得るため
に、例えば17対以上のロールダイスが必要になるが、
成形工程の途中で圧延によって金属組織の硬化したリン
グ体を、適宜加熱炉に入れて中間焼鈍を行ない、金属組
織の硬化部分を消滅させてその後の圧延加工を容易にす
ることが必要である。したがって、ロールダイスの交換
労力や冷間圧延工程の長期化に、リング体の中間焼鈍作
業が付加されて、製造コストの上昇等を招き易くなる等
の改良すべき多くの課題が残されている。
【0004】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
もので、焼鈍作業時の労力を低減すること、焼鈍精
度を向上させること、製造コストを低減すること等の
目的を達成するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
各手段を提案している。請求項1に係る金属リング体の
成形方法は、リング体を外周成形ロールと内周成形ロー
ルとの間に送り込んで圧延することにより所望形状まで
成形する方法であって、成形途中のリング体を周方向に
移動させながら誘導加熱してリング体の中間焼鈍を行な
う工程を付加するものとしている。請求項2に係る金属
リング体の成形方法は、成形工程の進行とともに、中間
焼鈍のための誘導加熱コイルを半径外方向に移動させる
手段を、請求項1に係る成形方法に付加するようにして
いる。請求項3に係る金属リング体の成形装置は、リン
グ体をその周方向に送りながら圧延する外周成形ロール
及び内周成形ロールと、周方向に送られるリング体を間
隔を空けて囲み誘導加熱により焼鈍を行なう誘導加熱コ
イルとを具備する構成を採用している。請求項4に係る
金属リング体の成形装置は、誘導加熱コイルが、リング
体に対して外嵌される開放部を有する手段を、請求項3
に係る成形装置に付加するようにしている。請求項5に
係る金属リング体の成形装置は、誘導加熱コイルがリン
グ体の周方向に分割され、該分割された状態の誘導加熱
コイルに、リング体の半径方向に移動させる径調整手段
が配される手段を、請求項3または請求項4に係る成形
装置に付加するようにしている。
【0006】
【作用】請求項1及び請求項3に係る成形方法及び装置
では、リング体を両成形ロールの間に送り込んで、圧延
することによって、組織が硬化した場合に、燃鈍の実施
によって金属組織の硬化部分の解消が行なわれ、かつ、
硬化部分の消滅によって以後の成形加工が容易になる。
この場合に、リング体が周方向に移動していると、誘導
加熱箇所が周方向に順次ずれて、リング体全体の焼鈍が
行なわれるとともに、成形工程と並行処理することも可
能となる。請求項2に係る成形方法であると、請求項1
による作用に加えて、成形工程の進行とともにリング体
の直径が大きくなった場合に、誘導加熱コイルの移動に
よって誘導加熱状態の維持が行なわれ、誘導加熱コイル
を交換することなく、焼鈍作業が実行される。請求項4
に係る成形装置であると、請求項1による作用に加え
て、誘導加熱コイルの開放部を利用した外嵌及びその解
除により、リング体の回りへの着脱が行なわれ、リング
体の直径の増大時の誘導加熱コイルの設定位置の誤差の
吸収及び設定位置の修正が行なわれる。請求項5に係る
成形装置であると、請求項1または請求項4による作用
に加えて、リング体の直径の増大に対応して、誘導加熱
コイルの半径方向の移動が行なわれる。
【0007】
【実施例】本発明に係る金属リング体の成形方法の実施
に使用される成形装置の第1実施例について、図1及び
図2に基づいて説明する。図1及び図2において、符号
Xはリング体、1は外周成形ロール、2は内周成形ロー
ル、3は誘導加熱コイル、4は径調整手段、5はガイド
ロールである。
【0008】前記リング体Xは、例えば、前述したAM
5754材や、Ni合金、Ti合金などからなり、圧延
前の素材の状態にあっては、例えば軸方向の断面形状が
長方形をなすものが適用される。
【0009】外周成形ロール1及び内周成形ロール2
は、形状の異なるものを圧延成形の程度に応じて組み合
わせるものとされる。そして、外周成形ロール1には、
その回転を行なうための回転駆動用モータ1aと、内周
成形ロール2に向けて圧延のための押圧力を生じさせる
アクチュエータ等の成形圧力設定手段1bとが配され
る。また、内周成形ロール2にも、その回転を行なうた
めの回転駆動用モータ2aが配される。
【0010】誘導加熱コイル3は、図1に示すように、
リング体Xが外周成形ロール1、内周成形ロール2及び
両ガイドロール5によって支持されている状態のとき
に、リング体Xを間隔を空けて囲むもので、リング体X
に対して外嵌される開放部3aを有するU字状断面及び
円弧形状をなすものとされ、リング体Xの周方向に例え
ば2分割されて、リング体Xの周方向に離間した箇所を
覆うものが適用される。また、図2に示すように、誘導
加熱コイル3の巻回数は、1回(1ターン)とされる
が、高周波電流を給電するために、例えば50kHz,
数10kW程度の高周波電源3bが接続される。
【0011】前記径調整手段4は、分割された状態の誘
導加熱コイル3にそれぞれ配され、固定部4aと、該固
定部4aに水平旋回可能に支持される旋回部4bと、該
旋回部4bに支持されるガイド部4cと、該ガイド部4
cに往復移動可能に支持され誘導加熱コイル3を支持し
た状態の伸縮部4dと、旋回部4bまたはガイド部4c
に搭載される回転駆動源4eと、該回転駆動源4eによ
り回転させられるピニオンギヤ4fと、該ピニオンギヤ
4fに噛み合わせられ伸縮部4dと一体に配されて誘導
加熱コイル3をリング体Xの半径方向に移動させるラッ
クギヤ4gとを具備するものとされる。
【0012】前記ガイドロール5には、これを圧延成形
時のリング体Xの外周面に押圧状態に接触させて、周方
向の移動を案内するとともに、圧延成形形状を安定させ
るための押圧力付与手段(弾発部材)5aが配される。
【0013】以下、リング体Xの成形工程について説明
すると、図1に示すように、リング体Xを外周成形ロー
ル1及び内周成形ロール2の間に送り込むとともに、一
対のガイドロール5によってリング体Xの姿勢を保持し
ながら、成形圧力設定手段1bにより所望の成形圧力を
生じさせて圧延成形を行なう。
【0014】この圧延成形によって、リング体Xの金属
組織が硬化した場合には、高周波電源3bからの給電に
よって誘導加熱コイル3に高周波電流を流し、リング体
Xを誘導加熱する。この場合にあって、径調整手段4の
作動により誘導加熱コイル3をリング体Xの半径方向に
移動させ、開放部3aをリング体Xの回りに外嵌状態に
配して、リング体Xの成形にともなう直径の増大に対応
して、誘導加熱コイル3の位置を設定する。また、リン
グ体Xが周方向に移動していると、誘導加熱箇所が周方
向に順次ずれることになり、誘導加熱箇所がリング体X
の全体に及んで中間焼鈍が行なわれる。したがって、成
形工程と中間焼鈍とを並行処理することも可能となる。
【0015】このような燃鈍の実施によって、リング体
Xの金属組織の硬化部分の解消が行なわれ、かつ、硬化
部分の消滅によって以後の圧延成形加工が容易になる。
【0016】成形工程の進行にしたがって、リング体X
の直径が次第に大きくなるが、径調整手段4の作動によ
って、誘導加熱コイル3をほぼリング体Xの半径外方向
に移動させ、リング体Xと誘導加熱コイル3の開放部3
aとの間隙を一定に保持するように調整を実施して、誘
導加熱むらの発生を抑制する管理が行なわれる。
【0017】誘導加熱コイル3の移動による間隙の調整
が可能な範囲では、リング体Xの周方向に間隙の誤差が
生じても、リング体Xが周方向に連続して送り込まれる
と、誘導加熱量の平均化が行なわれて温度むらの発生が
抑制され、誘導加熱コイル3を交換することなく、圧延
成形作業及び焼鈍作業が実行されることになる。
【0018】リング体Xの圧延成形終了時において、誘
導加熱コイル3をリング体Xから抜き取る場合には、径
調整手段4における旋回部4bを旋回させて、誘導加熱
コイル3をリング体Xから外す操作によって行なわれ
る。
【0019】〔第2実施例〕図3は、誘導加熱コイル3
における開放部3aの方向が、リング体Xの半径方向に
向けられている例を示すものである。該誘導加熱コイル
3にあっても、図1例に準じて、径調整手段4に支持さ
れてリング体Xに対して外嵌状態及び解除状態とされる
が、誘導加熱コイル3の移動方向がリング体Xの半径方
向に設定される。
【0020】〔他の実施態様〕本発明にあっては、次の
実施態様を採用することができる。 両成形ロール1・2の回転駆動用モータ1a・2aが
同期回転するものであること。 誘導加熱コイル3の分解数が3以上であること。 誘導加熱コイル3が巻回数2以上のものまたは分解組
立可能なものであること。 径調整手段4が、ラックピニオン以外の構造であるこ
と。 押圧力付与手段5aに押圧力の調整手段が付与される
こと。また、弾発部材以外によって押圧力を得ること。
【0021】
【発明の効果】請求項1及び請求項3に係る金属リング
体の成形方法及びその装置によれば、以下のような効果
を奏する。 (1) 成形工程の途中等において、リング体を周方向
に移動させながら、リング体を間隔を空けて囲む誘導加
熱コイルにより誘導加熱してリング体の中間焼鈍を行な
うものであるから、成形工程によって、リング体の組織
が硬化した場合に、金属組織の硬化部分の解消を行なっ
て、硬化部分の消滅によって以後の成形加工を容易する
ことができる。 (2) リング体が周方向に移動することにより、誘導
加熱箇所が順次ずれて、加熱むらの発生を抑制すること
ができる。 (3) 中間焼鈍のために成形工程を中断することがな
く、かつ、成形工程と並行処理することができる。 (4) 上記によりリング体の製造コストを著しく低減
することができる。請求項2に係る金属リング体の成形
方法によれば、以下のような効果を奏する。 (1) 成形工程の進行とともに、中間焼鈍のための誘
導加熱コイルを半径外方向に移動させるものとしている
から、成形工程の進行とともにリング体の直径が大きく
なる場合にあって、誘導加熱を安定して行ない、焼鈍精
度を向上させることができる。 (2) リング体の直径増大を誘導加熱コイルの移動に
よって吸収するため、誘導加熱コイルを交換することな
く、焼鈍作業を実行することができる。請求項4に係る
金属リング体の成形装置によれば、以下のような効果を
奏する。 (1) 誘導加熱コイルが、リング体に対して外嵌され
る開放部を有するものであるから、誘導加熱コイルの位
置設定を容易にして、焼鈍作業時の労力を低減すること
ができる。 (2) 開放部の外嵌及びその解除により、リング体の
直径の増大時の誘導加熱コイルの設定位置の誤差の吸収
及び設定位置の修正が行なわれ、焼鈍精度を向上させる
ことができる。 請求項5に係る成形装置によれば、誘導加熱コイルがリ
ング体の周方向に分割されているとともに、径調整手段
が配されているために、リング体の直径の増大に対応し
て、誘導加熱コイルの半径方向の移動を高い精度で行な
い、焼鈍精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属リング体の成形方法の実施に
使用される成形装置の第1実施例を示す正面図である。
【図2】図1における誘導加熱コイルの部分の拡大断面
図である。
【図3】本発明に係る金属リング体の成形方法の実施に
使用される成形装置の第2実施例における誘導加熱コイ
ルの部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
X リング体 1 外周成形ロール 1a 回転駆動用モータ 1b 成形圧力設定手段 2 内周成形ロール 2a 回転駆動用モータ 3 誘導加熱コイル 3a 開放部 3b 高周波電源 4 径調整手段 4a 固定部 4b 旋回部 4c ガイド部 4d 伸縮部 4e 回転駆動源 4f ピニオンギヤ 4g ラックギヤ 5 ガイドロール 5a 押圧力付与手段(弾発部材)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リング体を外周成形ロールと内周成形ロ
    ールとの間に送り込んで圧延することにより所望形状ま
    で成形する方法であって、成形工程の途中に、リング体
    を周方向に移動させながら誘導加熱してリング体の中間
    焼鈍を行なう工程を付加することを特徴とする金属リン
    グ体の成形方法。
  2. 【請求項2】 成形工程の進行とともに、中間焼鈍のた
    めの誘導加熱コイルを半径外方向に移動させることを特
    徴とする請求項1記載の金属リング体の成形方法。
  3. 【請求項3】 リング体をその周方向に送りながら圧延
    する外周成形ロール及び内周成形ロールと、周方向に送
    られるリング体を間隔を空けて囲み誘導加熱により焼鈍
    を行なう誘導加熱コイルとを具備することを特徴とする
    金属リング体の成形装置。
  4. 【請求項4】 誘導加熱コイルが、リング体に対して外
    嵌される開放部を有することを特徴とする請求項3記載
    の金属リング体の成形装置。
  5. 【請求項5】 誘導加熱コイルがリング体の周方向に分
    割され、該分割された状態の誘導加熱コイルに、リング
    体の半径方向に移動させる径調整手段が配されることを
    特徴とする請求項3または4記載の金属リング体の成形
    装置。
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Effective date: 20020312