JPH0592209A - 熱間押出用コンテナおよびその製造方法 - Google Patents
熱間押出用コンテナおよびその製造方法Info
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- JPH0592209A JPH0592209A JP9483291A JP9483291A JPH0592209A JP H0592209 A JPH0592209 A JP H0592209A JP 9483291 A JP9483291 A JP 9483291A JP 9483291 A JP9483291 A JP 9483291A JP H0592209 A JPH0592209 A JP H0592209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 三重筒構造からなる熱間押出用コンテナを、
従来用いられた材料を使用してなお長寿命化を図る。 【構成】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒構造
の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間筒にファイバ
ーフローが円周方向である組織のものを使用することに
より、焼ばめ比を大きくすることができ、その結果、内
筒材質の圧縮残留応力を高めて長寿命化を達成させる。
さらに中間筒と外筒との焼ばめ比を小さくして外筒に作
用する引張応力を軽減して外筒の長寿命化することもで
きる。また前記中間筒はリング鍛造またはリング圧延に
よって製造することができる。
従来用いられた材料を使用してなお長寿命化を図る。 【構成】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒構造
の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間筒にファイバ
ーフローが円周方向である組織のものを使用することに
より、焼ばめ比を大きくすることができ、その結果、内
筒材質の圧縮残留応力を高めて長寿命化を達成させる。
さらに中間筒と外筒との焼ばめ比を小さくして外筒に作
用する引張応力を軽減して外筒の長寿命化することもで
きる。また前記中間筒はリング鍛造またはリング圧延に
よって製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】熱間押出成形法における押出用コ
ンテナであって、特に三重筒以上の多重焼ばめ構造のも
のに関する。
ンテナであって、特に三重筒以上の多重焼ばめ構造のも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間押出成形における押出用コンテナ
は、二重筒または三重筒で焼ばめした構造のものが使用
されている。被押出材が、銅または銅合金等の高温材で
ある場合、被押出材と接触する内筒工具は、押出中に高
温高圧にさらされて損傷し易い。そのため、低合金系熱
間工具鋼の外筒に、マルテンサイト系鋼製または鉄基超
耐熱合金（例えばＡ２８６）製の円筒を焼ばめして用い
られている。
は、二重筒または三重筒で焼ばめした構造のものが使用
されている。被押出材が、銅または銅合金等の高温材で
ある場合、被押出材と接触する内筒工具は、押出中に高
温高圧にさらされて損傷し易い。そのため、低合金系熱
間工具鋼の外筒に、マルテンサイト系鋼製または鉄基超
耐熱合金（例えばＡ２８６）製の円筒を焼ばめして用い
られている。
【０００３】押出用コンテナを焼ばめ構造とすることに
よって、内筒が損傷した場合、内筒のみを交換して、外
筒はそのまま継続して使用することでコスト低減を計る
こと、および焼ばめの効果により、内筒に圧縮の残留応
力を生じさせ、押出中に発生する引張の作用応力を緩和
して長寿命化を計ることが行なわれている。また、二重
筒のコンテナでは、内筒が高温にさらされると熱伝導に
より内筒の外径側も昇温し、長時間使用すると外筒も昇
温される結果、焼もどしを受けて軟化して焼ばめの効果
が減少する。このため、外筒と内筒との間に中間筒を設
けた三重筒構造として、中間筒には、焼もどし軟化抵抗
の優れた高合金系熱間工具鋼を用いて、内筒におよぼす
焼ばめ効果の持続を計っている。内筒および中間筒の製
造方法としては、鍛造された丸棒素材より機械加工にて
作られているものが一般的である。
よって、内筒が損傷した場合、内筒のみを交換して、外
筒はそのまま継続して使用することでコスト低減を計る
こと、および焼ばめの効果により、内筒に圧縮の残留応
力を生じさせ、押出中に発生する引張の作用応力を緩和
して長寿命化を計ることが行なわれている。また、二重
筒のコンテナでは、内筒が高温にさらされると熱伝導に
より内筒の外径側も昇温し、長時間使用すると外筒も昇
温される結果、焼もどしを受けて軟化して焼ばめの効果
が減少する。このため、外筒と内筒との間に中間筒を設
けた三重筒構造として、中間筒には、焼もどし軟化抵抗
の優れた高合金系熱間工具鋼を用いて、内筒におよぼす
焼ばめ効果の持続を計っている。内筒および中間筒の製
造方法としては、鍛造された丸棒素材より機械加工にて
作られているものが一般的である。
【０００４】
【課題が解決しようとする課題】銅または銅合金のよう
に、被押出材が８００℃以上の高温になると内筒の内径
面は、８００℃程度の高温と５０kg／mm2 前後の高圧に
さらされており、熱応力により亀甲状のヒートクラック
が生じ、表面剥離を起こす状態になる。さらに、中間筒
及び外筒による内筒の焼ばめ効果が、長時間の使用によ
る材質の劣化等により弱まり、その結果内筒の抜けや、
大割れ事故など、押出作業に重大な支障をきたす場合が
ある。
に、被押出材が８００℃以上の高温になると内筒の内径
面は、８００℃程度の高温と５０kg／mm2 前後の高圧に
さらされており、熱応力により亀甲状のヒートクラック
が生じ、表面剥離を起こす状態になる。さらに、中間筒
及び外筒による内筒の焼ばめ効果が、長時間の使用によ
る材質の劣化等により弱まり、その結果内筒の抜けや、
大割れ事故など、押出作業に重大な支障をきたす場合が
ある。
【０００５】使用条件によって若干の差異はあるが、銅
または銅合金の押出成形では、円筒に鉄基超耐熱のＡ２
８６を用いた場合、三重筒構造でも２０，０００ケ程度
の押出で内筒の損傷がひどくなり、内筒交換が必要とな
る。通常、中間筒については、内筒交換５回程度で１回
の交換となり、外筒については、キー溝等への引張の応
力集中による割れの進行により、１０数年の寿命となっ
ている。したがって能率向上の観点から、内筒と中間筒
については交換回数の極力少なくて済むような、より長
寿命を示す押出コンテナが望まれている。
または銅合金の押出成形では、円筒に鉄基超耐熱のＡ２
８６を用いた場合、三重筒構造でも２０，０００ケ程度
の押出で内筒の損傷がひどくなり、内筒交換が必要とな
る。通常、中間筒については、内筒交換５回程度で１回
の交換となり、外筒については、キー溝等への引張の応
力集中による割れの進行により、１０数年の寿命となっ
ている。したがって能率向上の観点から、内筒と中間筒
については交換回数の極力少なくて済むような、より長
寿命を示す押出コンテナが望まれている。
【０００６】内筒については、通常用いられるＡ２８６
のような鉄基超耐熱合金よりも、耐熱性に優れたニッケ
ル基超耐熱合金やコバルト基超耐熱合金で内筒を製作す
れば、長寿命のコンテナが得られることは容易に予想で
きる。ところがこの種の合金で、通常用いられるコンテ
ナの内筒寸法がφ３５０mm×１０００mmｌを得るには、
これに見合った熱間加工比を満足させる大型の鋳塊の製
造が困難であるうえに、機械加工で中空体にするなど極
めて高価となる問題がある。また、内筒に作用する応力
の面からは、焼ばめ比を大きく取り、内筒に圧縮残留応
力を大きくし、押出中に発生する作業応力を相殺するこ
とで、内筒の長寿命化する方法も考えられるが、内筒の
焼ばめ代を大きくすることは、中間筒や外筒の引張応力
を増加させ、外筒や中間筒の寿命を低下させるという欠
点がある。
のような鉄基超耐熱合金よりも、耐熱性に優れたニッケ
ル基超耐熱合金やコバルト基超耐熱合金で内筒を製作す
れば、長寿命のコンテナが得られることは容易に予想で
きる。ところがこの種の合金で、通常用いられるコンテ
ナの内筒寸法がφ３５０mm×１０００mmｌを得るには、
これに見合った熱間加工比を満足させる大型の鋳塊の製
造が困難であるうえに、機械加工で中空体にするなど極
めて高価となる問題がある。また、内筒に作用する応力
の面からは、焼ばめ比を大きく取り、内筒に圧縮残留応
力を大きくし、押出中に発生する作業応力を相殺するこ
とで、内筒の長寿命化する方法も考えられるが、内筒の
焼ばめ代を大きくすることは、中間筒や外筒の引張応力
を増加させ、外筒や中間筒の寿命を低下させるという欠
点がある。
【０００７】本発明は、上記の問題点を解消し、より長
寿命の押出コンテナを提供することを目的とするもので
ある。
寿命の押出コンテナを提供することを目的とするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のうち第１発明
は、外筒，中間筒および内筒からなる三重筒構造の熱間
押出用コンテナにおいて、前記中間筒のファイバーフロ
ーが円周方向であることを特徴とする熱間押出用コンテ
ナであり、第２発明は、外筒，中間筒および内筒からな
る三重筒構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間
筒がリング状に分割されており、該中間筒のファイバー
フローが円周方向であることを特徴とする熱間押出用コ
ンテナであり、第３発明は、外筒，中間筒および内筒か
らなる三重筒構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記
中間筒のファイバーフローが円周方向であり、前記内筒
と中間筒との焼ばめ比が前記中間筒と外筒との焼ばめ比
よりも大きいことを特徴とする熱間押出用コンテナであ
り、第４発明は、外筒，中間筒および内筒からなる三重
筒構造の熱間押出用コンテナの製造方法において、前記
中間筒をリング鍛造またはリング圧延することを特徴と
する熱間押出用コンテナの製造方法である。
は、外筒，中間筒および内筒からなる三重筒構造の熱間
押出用コンテナにおいて、前記中間筒のファイバーフロ
ーが円周方向であることを特徴とする熱間押出用コンテ
ナであり、第２発明は、外筒，中間筒および内筒からな
る三重筒構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間
筒がリング状に分割されており、該中間筒のファイバー
フローが円周方向であることを特徴とする熱間押出用コ
ンテナであり、第３発明は、外筒，中間筒および内筒か
らなる三重筒構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記
中間筒のファイバーフローが円周方向であり、前記内筒
と中間筒との焼ばめ比が前記中間筒と外筒との焼ばめ比
よりも大きいことを特徴とする熱間押出用コンテナであ
り、第４発明は、外筒，中間筒および内筒からなる三重
筒構造の熱間押出用コンテナの製造方法において、前記
中間筒をリング鍛造またはリング圧延することを特徴と
する熱間押出用コンテナの製造方法である。
【０００９】
【作用】銅または銅合金の押出成形用コンテナの内筒を
ニッケル基等の超耐熱合金で製作するのは、前述の様に
制約が多い。そこで、本発明者は、種々検討を重ねた結
果、内筒の材質としては、従来の鉄基超耐熱合金を用い
てもコンテナの長寿命化を達成できることを見出した。
すなわち、中間筒のファイバーフローを従来の長手方向
から円周方向に変えることで、中間筒は円周方向の強度
が高められる。したがって、内筒と中間筒との焼ばめ比
を今まで以上に大きくすることが可能となる。その結
果、内筒と中間筒の長寿命化が同時に達成できるだけで
なく、中間筒と外筒との焼ばめ比を今までより小さくす
ることで外筒の長寿命化も可能となる。
ニッケル基等の超耐熱合金で製作するのは、前述の様に
制約が多い。そこで、本発明者は、種々検討を重ねた結
果、内筒の材質としては、従来の鉄基超耐熱合金を用い
てもコンテナの長寿命化を達成できることを見出した。
すなわち、中間筒のファイバーフローを従来の長手方向
から円周方向に変えることで、中間筒は円周方向の強度
が高められる。したがって、内筒と中間筒との焼ばめ比
を今まで以上に大きくすることが可能となる。その結
果、内筒と中間筒の長寿命化が同時に達成できるだけで
なく、中間筒と外筒との焼ばめ比を今までより小さくす
ることで外筒の長寿命化も可能となる。
【００１０】一例として、内筒の中間筒との焼ばめ比を
従来、２／１０００程度のものを、３／１０００とし
て、焼ばめによる圧縮残留応力を大きくし、逆に、中間
筒と外筒との焼ばめ比については、従来２／１０００程
度のものを１／１０００に少なくして、外筒に作用する
焼ばめによる引張応力を軽減させる。その結果、内筒お
よび外筒については、応力場の改善により、長寿命化を
はかることが可能である。この時、中間筒には、円周方
向に大きなフープ応力が発生するが、中間筒の組織のフ
ァイバーフローが円周方向のものを用いることで、中間
筒の寿命を延ばすことができる。なお、ファイバーフロ
ーが円周方向である中間筒は、一体型では製造が困難な
ため、分割されたリング状とし、これらを複数個用いて
軸方向につらねた構造とするとよい。そこで、円周方向
にファイバーフローを有する中空体を製造するには例え
ばリング鍛造または、リング圧延することで目的が達成
され、円周方向に大きな強度をもつ中間筒が得られる。
従来、２／１０００程度のものを、３／１０００とし
て、焼ばめによる圧縮残留応力を大きくし、逆に、中間
筒と外筒との焼ばめ比については、従来２／１０００程
度のものを１／１０００に少なくして、外筒に作用する
焼ばめによる引張応力を軽減させる。その結果、内筒お
よび外筒については、応力場の改善により、長寿命化を
はかることが可能である。この時、中間筒には、円周方
向に大きなフープ応力が発生するが、中間筒の組織のフ
ァイバーフローが円周方向のものを用いることで、中間
筒の寿命を延ばすことができる。なお、ファイバーフロ
ーが円周方向である中間筒は、一体型では製造が困難な
ため、分割されたリング状とし、これらを複数個用いて
軸方向につらねた構造とするとよい。そこで、円周方向
にファイバーフローを有する中空体を製造するには例え
ばリング鍛造または、リング圧延することで目的が達成
され、円周方向に大きな強度をもつ中間筒が得られる。
【００１１】
【実施例】次に、実施例に基づいて、本発明をさらに詳
細に説明する。表１に示す三種類の組成からなる三重筒
構造熱間押出用コンテナを製造した。具体的には、ＳＫ
Ｔ４で外径φ４００mm、長さ２４０mmの外筒を、またＳ
ＫＤ６１をリング圧延して円周方向にファイバーフロー
を有する外径φ２００mm、内径φ１４０mm、長さ６０mm
の中間筒を製造し、そしてＡ２８６で外径φ１４０mm、
内径φ８０mm、長さ２４５mmの内筒を製造した。これら
を用いて内筒と中間筒を焼ばめした後、中間筒と外筒を
焼ばめして小型のコンテナを製作した。
細に説明する。表１に示す三種類の組成からなる三重筒
構造熱間押出用コンテナを製造した。具体的には、ＳＫ
Ｔ４で外径φ４００mm、長さ２４０mmの外筒を、またＳ
ＫＤ６１をリング圧延して円周方向にファイバーフロー
を有する外径φ２００mm、内径φ１４０mm、長さ６０mm
の中間筒を製造し、そしてＡ２８６で外径φ１４０mm、
内径φ８０mm、長さ２４５mmの内筒を製造した。これら
を用いて内筒と中間筒を焼ばめした後、中間筒と外筒を
焼ばめして小型のコンテナを製作した。
【００１２】
【表１】
【００１３】図３に、４分割のリングからなる中間筒の
製造過程を示すと、ＳＫＤ６１の素延したφ１５０mmの
丸棒材を、長さ５３mmで４個切断し、φ５０mmの穴明け
を行ない、次いで熱間でリングミルによってリング圧延
した後、焼入れ焼もどし処理を行って硬さがＨＲＣ４５
にした。その後、機械加工仕上げし、これに内筒を焼ば
めした。比較のために、同じＳＫＤ６１を用いて、外径
φ２１０mmの丸棒材を図４に示す様に、熱処理と機械加
工を行ない、中間筒を製造した。この際の内筒と中間筒
の焼ばめについては、表２に示す様に、焼ばめ比を変化
させて焼ばめの効果を比較することとした。
製造過程を示すと、ＳＫＤ６１の素延したφ１５０mmの
丸棒材を、長さ５３mmで４個切断し、φ５０mmの穴明け
を行ない、次いで熱間でリングミルによってリング圧延
した後、焼入れ焼もどし処理を行って硬さがＨＲＣ４５
にした。その後、機械加工仕上げし、これに内筒を焼ば
めした。比較のために、同じＳＫＤ６１を用いて、外径
φ２１０mmの丸棒材を図４に示す様に、熱処理と機械加
工を行ない、中間筒を製造した。この際の内筒と中間筒
の焼ばめについては、表２に示す様に、焼ばめ比を変化
させて焼ばめの効果を比較することとした。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２に示す４種の実験用コンテナを用い
て、４００トンプレスにより、８００℃の純銅ビレット
の押出実験を行なった。従来の丸棒による中間筒の場
合、内筒と中間筒の焼ばめ比が３／１０００と大きい場
合には、中間筒に割れが発生し、内筒割れまでの押出数
は、この４ケースの中では、もっとも悪かった。本発明
のリング圧延による場合には、中間筒の割れが発生せ
ず、内筒割れまでの押出数も最も大きく約１．５倍とな
りその時の外筒の外径のフープ応力も小さいことから、
外筒の寿命も応力レベルから推定して、ほぼ２倍となる
ことが推定される。
て、４００トンプレスにより、８００℃の純銅ビレット
の押出実験を行なった。従来の丸棒による中間筒の場
合、内筒と中間筒の焼ばめ比が３／１０００と大きい場
合には、中間筒に割れが発生し、内筒割れまでの押出数
は、この４ケースの中では、もっとも悪かった。本発明
のリング圧延による場合には、中間筒の割れが発生せ
ず、内筒割れまでの押出数も最も大きく約１．５倍とな
りその時の外筒の外径のフープ応力も小さいことから、
外筒の寿命も応力レベルから推定して、ほぼ２倍となる
ことが推定される。
【００１６】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明は中間筒のファ
イバーフローを円周方向とすることにより、押出し成形
時の内圧による半径方向への応力に対して十分な抵抗を
示すこととなり、さらに焼ばめ比を内筒と中間筒の方を
中間筒と外筒の方より大きくすることも可能になるので
一層の応力抵抗性を付与できる。また中間筒を分割リン
グの組合せにすれば、中間筒のファイバーフローを円周
方向にする中間筒の製造も容易になる。本発明のコンテ
ナを用いれば、従来の内筒寿命と比較して約１．５倍、
外筒の寿命は従来の外筒の約２倍の高寿命が得られ、そ
の工業的価値は高いものである。
イバーフローを円周方向とすることにより、押出し成形
時の内圧による半径方向への応力に対して十分な抵抗を
示すこととなり、さらに焼ばめ比を内筒と中間筒の方を
中間筒と外筒の方より大きくすることも可能になるので
一層の応力抵抗性を付与できる。また中間筒を分割リン
グの組合せにすれば、中間筒のファイバーフローを円周
方向にする中間筒の製造も容易になる。本発明のコンテ
ナを用いれば、従来の内筒寿命と比較して約１．５倍、
外筒の寿命は従来の外筒の約２倍の高寿命が得られ、そ
の工業的価値は高いものである。
【図１】本発明に係る熱間押出コンテナの一実施例を示
す三重筒コンテナの断面図である。
す三重筒コンテナの断面図である。
【図２】従来の熱間押出コンテナを示す三重筒コンテナ
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明に係る熱間押出コンテナの中間筒の製造
過程を示す模式図である。
過程を示す模式図である。
【図４】従来の熱間押出コンテナの中間筒の製造過程を
示す模式図である。
示す模式図である。
１ 外筒 ２ 中間筒 ３ 内筒 ４ リング圧延用ロール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 熱間押出用コンテナおよびその製造方
法
法
Claims (4)
- 【請求項１】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒
構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間筒のファ
イバーフローが円周方向であることを特徴とする熱間押
出用コンテナ。 - 【請求項２】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒
構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間筒がリン
グ状に分割されており、該中間筒のファイバーフローが
円周方向であることを特徴とする熱間押出用コンテナ。 - 【請求項３】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒
構造の熱間押出用コンテナにおいて、前記中間筒のファ
イバーフローが円周方向であり、前記内筒と中間筒との
焼ばめ比が前記中間筒と外筒との焼ばめ比よりも大きい
ことを特徴とする熱間押出用コンテナ。 - 【請求項４】 外筒，中間筒および内筒からなる三重筒
構造の熱間押出用コンテナの製造方法において、前記中
間筒をリング鍛造またはリング圧延することを特徴とす
る熱間押出用コンテナの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9483291A JPH0592209A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱間押出用コンテナおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9483291A JPH0592209A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱間押出用コンテナおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0592209A true JPH0592209A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=14121022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9483291A Pending JPH0592209A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱間押出用コンテナおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0592209A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081704A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-25 | 马鞍山市安工大工业技术研究院有限公司 | 剪板机用压料油缸缸体的制备方法 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP9483291A patent/JPH0592209A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081704A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-25 | 马鞍山市安工大工业技术研究院有限公司 | 剪板机用压料油缸缸体的制备方法 |
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