JPH08155533A - 構造部材の製造方法 - Google Patents
構造部材の製造方法Info
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- JPH08155533A JPH08155533A JP29994494A JP29994494A JPH08155533A JP H08155533 A JPH08155533 A JP H08155533A JP 29994494 A JP29994494 A JP 29994494A JP 29994494 A JP29994494 A JP 29994494A JP H08155533 A JPH08155533 A JP H08155533A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
- B21C23/205—Making products of generally elongated shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/20—Making machine elements valve parts
- B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度なエンジンバルブ用素材を得る。
【構成】 バルブステム対応部２と、バルブステム対応
部２の一端に連設され、且つそのバルブステム対応部２
よりも断面積が大きいバルブヘッド対応部３とを備えた
エンジンバルブ用素材１を押出し加工により製造すべ
く、バルブステム対応部２をダイス１０を用いて押出し
成形すると共にバルブヘッド対応部３をコンテナ８内で
圧縮成形する。その圧縮成形過程において、バルブヘッ
ド対応部３の、バルブステム対応部２が突出する側と反
対側の端面４に突起部５が成形されるように、その端面
４を含む端部領域Ｂに材料流れｆ2 を発生させる。
部２の一端に連設され、且つそのバルブステム対応部２
よりも断面積が大きいバルブヘッド対応部３とを備えた
エンジンバルブ用素材１を押出し加工により製造すべ
く、バルブステム対応部２をダイス１０を用いて押出し
成形すると共にバルブヘッド対応部３をコンテナ８内で
圧縮成形する。その圧縮成形過程において、バルブヘッ
ド対応部３の、バルブステム対応部２が突出する側と反
対側の端面４に突起部５が成形されるように、その端面
４を含む端部領域Ｂに材料流れｆ2 を発生させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は構造部材の製造方法、特
に、ステム部と、ステム部の一端に連設され、且つその
ステム部よりも断面積が大きいヘッド部とを備えた構造
部材を押出し加工により製造すべく、ステム部をダイス
を用いて押出し成形すると共にヘッド部をコンテナ内で
圧縮成形する方法に関する。
に、ステム部と、ステム部の一端に連設され、且つその
ステム部よりも断面積が大きいヘッド部とを備えた構造
部材を押出し加工により製造すべく、ステム部をダイス
を用いて押出し成形すると共にヘッド部をコンテナ内で
圧縮成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種構造部材の製造方法は特開
昭６２−１７９８４６号公報に開示されている。
昭６２−１７９８４６号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記構造部材の製造に
当り、間接押出し法を適用すると、ヘッド部において、
ステム部が突出する側と反対側の端面を含む端部領域が
不動金属領域となるため、その端部領域の強度が低くな
り、延いてはヘッド部の低強度化を招来する。
当り、間接押出し法を適用すると、ヘッド部において、
ステム部が突出する側と反対側の端面を含む端部領域が
不動金属領域となるため、その端部領域の強度が低くな
り、延いてはヘッド部の低強度化を招来する。
【０００４】例えば、ビレットとしてＡｌ合金粉末より
なる圧粉体を用いた場合、素材の高強度化および高延性
化は、Ａｌ合金粉末の塑性流動により粒子表面の酸化膜
が破壊され、清浄な面相互が接合することによって達成
される。したがって、前記のような不動金属領域が発生
すると、その領域ではＡｌ合金粉末の酸化膜破壊が殆ど
行われないためヘッド部の強度、延性および靱性が極端
に低くなる。
なる圧粉体を用いた場合、素材の高強度化および高延性
化は、Ａｌ合金粉末の塑性流動により粒子表面の酸化膜
が破壊され、清浄な面相互が接合することによって達成
される。したがって、前記のような不動金属領域が発生
すると、その領域ではＡｌ合金粉末の酸化膜破壊が殆ど
行われないためヘッド部の強度、延性および靱性が極端
に低くなる。
【０００５】本発明は前記に鑑み、ヘッド部における不
動金属領域の発生を防止し得る前記製造方法を提供する
ことを目的とする。
動金属領域の発生を防止し得る前記製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステム部と、
前記ステム部の一端に連設され、且つそのステム部より
も断面積が大きいヘッド部とを備えた構造部材を押出し
加工により製造すべく、前記ステム部をダイスを用いて
押出し成形すると共に前記ヘッド部をコンテナ内で圧縮
成形し、その圧縮成形過程において、前記ヘッド部の、
前記ステム部が突出する側と反対側の端面に突起部が成
形されるように、前記端面を含む端部領域に材料流れを
発生させることを特徴とする。
前記ステム部の一端に連設され、且つそのステム部より
も断面積が大きいヘッド部とを備えた構造部材を押出し
加工により製造すべく、前記ステム部をダイスを用いて
押出し成形すると共に前記ヘッド部をコンテナ内で圧縮
成形し、その圧縮成形過程において、前記ヘッド部の、
前記ステム部が突出する側と反対側の端面に突起部が成
形されるように、前記端面を含む端部領域に材料流れを
発生させることを特徴とする。
【０００７】
【作用】前記のような材料流れを発生させると、ヘッド
部の端部領域が不動金属領域とならず、これによりヘッ
ド部の高強度化、高延性化および高靱性化を達成するこ
とができる。これは、ビレットとしてＡｌ合金粉末より
なる圧粉体を用いた場合に顕著である。
部の端部領域が不動金属領域とならず、これによりヘッ
ド部の高強度化、高延性化および高靱性化を達成するこ
とができる。これは、ビレットとしてＡｌ合金粉末より
なる圧粉体を用いた場合に顕著である。
【０００８】
【実施例】図１において、構造部材としてのエンジンバ
ルブ用素材１はＡｌ合金より構成され、断面円形のバル
ブステム対応部（ステム部）２と、そのバルブステム部
対応部２の一端に連設され、且つそのバルブステム対応
部２よりも断面積が大きいディスク状バルブヘッド対応
部（ヘッド部）３とを備える。
ルブ用素材１はＡｌ合金より構成され、断面円形のバル
ブステム対応部（ステム部）２と、そのバルブステム部
対応部２の一端に連設され、且つそのバルブステム対応
部２よりも断面積が大きいディスク状バルブヘッド対応
部（ヘッド部）３とを備える。
【０００９】バルブヘッド対応部３において、バルブス
テム対応部２が突出する側と反対側の端面４に断面円形
の突起部５がバルブステム対応部２と同軸上に成形され
ている。この突起部５はバルブヘッド対応部３の成形過
程で成形されたもので、素材１におけるデイスカード部
である。この突起部５はエンジンバルブの製作におい
て、その最終過程で切除される。
テム対応部２が突出する側と反対側の端面４に断面円形
の突起部５がバルブステム対応部２と同軸上に成形され
ている。この突起部５はバルブヘッド対応部３の成形過
程で成形されたもので、素材１におけるデイスカード部
である。この突起部５はエンジンバルブの製作におい
て、その最終過程で切除される。
【００１０】図２に示すように、エンジンバルブ用素材
１を製造するために用いられる間接押出し加工用押出し
機６は、ビレット収容孔７を有するコンテナ８と、その
ビレット収容孔７の一端側に摺動自在に嵌合され、且つ
ダイス孔９を有するダイス１０と、ダイス１０の外端面
に当接し、且つダイス孔９と同軸の通孔１１を有する中
空ラム１２と、ビレット収容孔７の他端開口部に嵌着さ
れた底板１３とを備えている。底板１３の内面にはビレ
ット収容孔７に開口する凹部１４が形成され、その凹部
１４は突起部５の成形に用いられる。 〔実施例１〕 （ａ） 組成がＡｌ92Ｎｉ6 Ｚｒ2 （数値の単位は原子
％）である溶湯を調製し、次いでその溶湯を用いてエア
アトマイズ法の適用下Ａｌ合金粉末を製造した。そのＡ
ｌ合金粉末に分級処理を施して粒径４５μｍ以下のＡｌ
合金粉末を得た。 （ｂ） Ａｌ合金粉末（粒径４５μｍ以下）を用い、冷
間静水圧プレス（ＣＩＰ）を行うことにより、図３に示
すように、ビレットとしての直径３４mm、長さ４５mmの
短柱状圧粉体１５を成形した。 （ｃ） ５５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内に圧
粉体１５を設置して５分間保持した。 （ｄ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径３５mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間に圧粉体１５を収容した。底板１３の凹
部１４の内径ａはａ＝９mmに、また深さｂはｂ＝２mmに
それぞれ設定された。 （ｅ） 図４に示すように、圧粉体１５に、中空ラム１
２によりダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる間接押出
し加工を施して、内径１０mmのダイス孔９により押出し
比１２．２５にてバルブステム対応部２を押出し成形す
ると共にコンテナ８内で厚さｃがｃ＝１１mmのバルブヘ
ッド対応部３を圧縮変形して、エンジンバルブ用素材１
の例１を得た。この場合、押出し速度は０．６mm／sec
に設定された。
１を製造するために用いられる間接押出し加工用押出し
機６は、ビレット収容孔７を有するコンテナ８と、その
ビレット収容孔７の一端側に摺動自在に嵌合され、且つ
ダイス孔９を有するダイス１０と、ダイス１０の外端面
に当接し、且つダイス孔９と同軸の通孔１１を有する中
空ラム１２と、ビレット収容孔７の他端開口部に嵌着さ
れた底板１３とを備えている。底板１３の内面にはビレ
ット収容孔７に開口する凹部１４が形成され、その凹部
１４は突起部５の成形に用いられる。 〔実施例１〕 （ａ） 組成がＡｌ92Ｎｉ6 Ｚｒ2 （数値の単位は原子
％）である溶湯を調製し、次いでその溶湯を用いてエア
アトマイズ法の適用下Ａｌ合金粉末を製造した。そのＡ
ｌ合金粉末に分級処理を施して粒径４５μｍ以下のＡｌ
合金粉末を得た。 （ｂ） Ａｌ合金粉末（粒径４５μｍ以下）を用い、冷
間静水圧プレス（ＣＩＰ）を行うことにより、図３に示
すように、ビレットとしての直径３４mm、長さ４５mmの
短柱状圧粉体１５を成形した。 （ｃ） ５５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内に圧
粉体１５を設置して５分間保持した。 （ｄ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径３５mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間に圧粉体１５を収容した。底板１３の凹
部１４の内径ａはａ＝９mmに、また深さｂはｂ＝２mmに
それぞれ設定された。 （ｅ） 図４に示すように、圧粉体１５に、中空ラム１
２によりダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる間接押出
し加工を施して、内径１０mmのダイス孔９により押出し
比１２．２５にてバルブステム対応部２を押出し成形す
ると共にコンテナ８内で厚さｃがｃ＝１１mmのバルブヘ
ッド対応部３を圧縮変形して、エンジンバルブ用素材１
の例１を得た。この場合、押出し速度は０．６mm／sec
に設定された。
【００１１】バルブヘッド対応部３の圧縮成形過程にお
いて、そのダイス１０側の主領域Ａではダイス孔９に向
かう材料流れｆ1 が発生し、その材料流れｆ1 はバルブ
ステム対応部２の軸線に沿って連続的に延びる。
いて、そのダイス１０側の主領域Ａではダイス孔９に向
かう材料流れｆ1 が発生し、その材料流れｆ1 はバルブ
ステム対応部２の軸線に沿って連続的に延びる。
【００１２】一方、バルブヘッド対応部３の端面４を含
む端部領域Ｂでは、底板１３の凹部１４に向かう材料流
れｆ2 が発生して突起部５が成形される。
む端部領域Ｂでは、底板１３の凹部１４に向かう材料流
れｆ2 が発生して突起部５が成形される。
【００１３】これにより、バルブステム対応部２では勿
論のこと、バルブヘッド対応部３においても不動金属領
域の発生を回避することができる。
論のこと、バルブヘッド対応部３においても不動金属領
域の発生を回避することができる。
【００１４】前記材料流れｆ1 ，ｆ2 に伴いＡｌ合金粉
末の塑性流動が発生し、粒子表面の酸化膜破壊が十分に
行われて清浄な面相互の接合が現出するので、優れた強
度、延性および靱性を有するエンジンバルブ用素材１を
得ることができる。
末の塑性流動が発生し、粒子表面の酸化膜破壊が十分に
行われて清浄な面相互の接合が現出するので、優れた強
度、延性および靱性を有するエンジンバルブ用素材１を
得ることができる。
【００１５】次に、底板１３の凹部１４の内径ａ、した
がって図１に示す突起部５の直径ａ、凹部１４の深さ
ｂ、したがって図１に示す突起部５の長さｂ、およびバ
ルブヘッド対応部３の厚さｃを変化させて、前記と同様
の方法で各種エンジンバルブ用素材１を製造した。この
場合、押出し速度は０．５〜１．０mm／sec の範囲で管
理された。
がって図１に示す突起部５の直径ａ、凹部１４の深さ
ｂ、したがって図１に示す突起部５の長さｂ、およびバ
ルブヘッド対応部３の厚さｃを変化させて、前記と同様
の方法で各種エンジンバルブ用素材１を製造した。この
場合、押出し速度は０．５〜１．０mm／sec の範囲で管
理された。
【００１６】前記例１を含む各種エンジンバルブ用素材
１のバルブヘッド対応部３およびバルブステム対応部２
から、それぞれ引張り試験用試験片およびシャルピー衝
撃試験用試験片を製作し、それらを用いて各エンジンバ
ルブ用素材１の機械的特性を調べたところ、表１〜３の
結果を得た。
１のバルブヘッド対応部３およびバルブステム対応部２
から、それぞれ引張り試験用試験片およびシャルピー衝
撃試験用試験片を製作し、それらを用いて各エンジンバ
ルブ用素材１の機械的特性を調べたところ、表１〜３の
結果を得た。
【００１７】各表１〜３の試験片採取位置の欄におい
て、「ヘッド」はバルブヘッド対応部３を、また「ステ
ム」はバルブステム対応部２をそれぞれ意味する。
て、「ヘッド」はバルブヘッド対応部３を、また「ステ
ム」はバルブステム対応部２をそれぞれ意味する。
【００１８】また体積比率Ｒ1 は、バルブヘッド対応部
３の体積Ｖ1 に対する突起部５の体積Ｖ2 の比率であ
り、その比率Ｒ1 はＲ1 ＝（Ｖ2 ／Ｖ1 ）×１００とし
て求められた。この体積比率Ｒ1 は、バルブヘッド対応
部３の端部領域ＢにおけるＡｌ合金粉末の塑性流動量に
影響を与える。
３の体積Ｖ1 に対する突起部５の体積Ｖ2 の比率であ
り、その比率Ｒ1 はＲ1 ＝（Ｖ2 ／Ｖ1 ）×１００とし
て求められた。この体積比率Ｒ1 は、バルブヘッド対応
部３の端部領域ＢにおけるＡｌ合金粉末の塑性流動量に
影響を与える。
【００１９】さらに断面積比率Ｒ2 は、バルブヘッド対
応部３の断面積Ｓ1 に対する突起部５の断面積Ｓ2 の比
率であり、その比率Ｒ2 はＲ2 ＝（Ｓ2 ／Ｓ1 ）×１０
０として求められた。この断面積比率Ｒ2 は、前記端部
領域ＢにおけるＡｌ合金粉末の塑性流動の態様に影響を
与える。
応部３の断面積Ｓ1 に対する突起部５の断面積Ｓ2 の比
率であり、その比率Ｒ2 はＲ2 ＝（Ｓ2 ／Ｓ1 ）×１０
０として求められた。この断面積比率Ｒ2 は、前記端部
領域ＢにおけるＡｌ合金粉末の塑性流動の態様に影響を
与える。
【００２０】表３には、底板１３に凹部１４を設けなか
った場合の例２０，２１についても示されている。また
評価の欄において「○」印は良、「△」印は可、「×」
印は不可をそれぞれ意味する。
った場合の例２０，２１についても示されている。また
評価の欄において「○」印は良、「△」印は可、「×」
印は不可をそれぞれ意味する。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】 各表１〜３から明らかなように、底板３に凹部１４を設
けて突起部５を成形するようにすると、バルブヘッド対
応部３の強度、延性および靱性を向上させることができ
る。凹部１４を設けなかった場合には、破断伸びがゼロ
であり、Ａｌ合金粉末において良好な接合が行われてい
ない。
けて突起部５を成形するようにすると、バルブヘッド対
応部３の強度、延性および靱性を向上させることができ
る。凹部１４を設けなかった場合には、破断伸びがゼロ
であり、Ａｌ合金粉末において良好な接合が行われてい
ない。
【００２４】また体積比率Ｒ1 をＲ1 ≧２．４％に設定
すると、Ａｌ合金粉末の塑性流動量が酸化膜破壊に必要
な量を満たすので、Ｒ1 ＜２．４％の場合に比べてバル
ブヘッド対応部３の機械的特性が向上する。
すると、Ａｌ合金粉末の塑性流動量が酸化膜破壊に必要
な量を満たすので、Ｒ1 ＜２．４％の場合に比べてバル
ブヘッド対応部３の機械的特性が向上する。
【００２５】さらに断面積比率Ｒ2 を２％≦Ｒ≦３０％
に設定すると、Ａｌ合金粉末の塑性流動が均一となっ
て、そのＡｌ合金粉末の接合が前記端部領域Ｂ全体に亘
り一様に行われるので、Ｒ2 ＜２％の場合およびＲ2 ＞
３０％の場合に比べて機械的特性が向上する。
に設定すると、Ａｌ合金粉末の塑性流動が均一となっ
て、そのＡｌ合金粉末の接合が前記端部領域Ｂ全体に亘
り一様に行われるので、Ｒ2 ＜２％の場合およびＲ2 ＞
３０％の場合に比べて機械的特性が向上する。
【００２６】体積比率Ｒ1 がＲ1 ≧２．４％であり、ま
た断面積比率Ｒ2 が２％≦Ｒ2 ≦３０％である場合が最
適である。
た断面積比率Ｒ2 が２％≦Ｒ2 ≦３０％である場合が最
適である。
【００２７】次に表１における例７を用い、そのバルブ
ヘッド対応部３に、鍛造温度４５０℃、圧力５ｔ／cm2
の条件で鍛造加工を施し、次いで所定の機械加工を行っ
て、図５に示すようにバルブステム１６と、それに連設
されたバルブヘッド１７とよりなるエンジンバルブ１８
を得た。このエンジンバルブ１８のバルブヘッド１７は
割れを生じておらず正常であった。これは、バルブヘッ
ド対応部３においてＡｌ合金粉末の接合が十分に行われ
ていることに起因する。
ヘッド対応部３に、鍛造温度４５０℃、圧力５ｔ／cm2
の条件で鍛造加工を施し、次いで所定の機械加工を行っ
て、図５に示すようにバルブステム１６と、それに連設
されたバルブヘッド１７とよりなるエンジンバルブ１８
を得た。このエンジンバルブ１８のバルブヘッド１７は
割れを生じておらず正常であった。これは、バルブヘッ
ド対応部３においてＡｌ合金粉末の接合が十分に行われ
ていることに起因する。
【００２８】前記鍛造過程では突起部５は残置されてい
て、その突起部５は機械加工の際に把持部として用いら
れ、最終過程で切除される。
て、その突起部５は機械加工の際に把持部として用いら
れ、最終過程で切除される。
【００２９】また素材１よりエンジンバルブ１８を製造
する場合、切削加工を主とする機械加工のみを適用して
もよい。 〔実施例２〕 （ａ） 実施例１と同様のＡｌ合金粉末（Ａｌ92Ｎｉ6
Ｚｒ2 、粒径４５μｍ以下）を用い、冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）を行うことにより、図３に示すように直径６
８mm、長さ５０mmの短柱状圧粉体１５を成形した。 （ｂ） ４５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内に圧
粉体１５を設置して１時間保持した。 （ｃ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径７０mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間に圧粉体１５を収容した。 （ｄ） 図４に示すように、圧粉体１５に中空ラム１２
によりダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる１次間接押
出し加工を施して、内径３４mmのダイス孔９により押出
し比４．２にてロッド状押出し材を得た。この場合、コ
ンテナ８内の残留部はディスカード部である。 （ｅ） ロッド状押出し材より直径３４mm、長さ４２mm
のビレットを製作した。 （ｆ） ５５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内にビ
レットを設置して５分間保持した。 （ｇ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径３５mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間にビレット（符号１５に対応する）を収
容した。底板１３の凹部１４の内径ａはａ＝８mmに、ま
た深さｂはｂ＝７mmにそれぞれ設定された。 （ｇ） 図４に示すように、ビレットにラム１２により
ダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる２次間接押出し加
工を施して、内径１０mmのダイス孔９により押出し比１
２．２５にてバルブステム対応部２を押出し成形すると
共にコンテナ８内で厚さｃがｃ＝１０mmのバルブヘッド
対応部３を圧縮成形して、エンジンバルブ用素材１の例
１を得た。この場合、押出し速度は０．５mm／sec に設
定された。
する場合、切削加工を主とする機械加工のみを適用して
もよい。 〔実施例２〕 （ａ） 実施例１と同様のＡｌ合金粉末（Ａｌ92Ｎｉ6
Ｚｒ2 、粒径４５μｍ以下）を用い、冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）を行うことにより、図３に示すように直径６
８mm、長さ５０mmの短柱状圧粉体１５を成形した。 （ｂ） ４５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内に圧
粉体１５を設置して１時間保持した。 （ｃ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径７０mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間に圧粉体１５を収容した。 （ｄ） 図４に示すように、圧粉体１５に中空ラム１２
によりダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる１次間接押
出し加工を施して、内径３４mmのダイス孔９により押出
し比４．２にてロッド状押出し材を得た。この場合、コ
ンテナ８内の残留部はディスカード部である。 （ｅ） ロッド状押出し材より直径３４mm、長さ４２mm
のビレットを製作した。 （ｆ） ５５０℃、Ａｒガス雰囲気のマッフル炉内にビ
レットを設置して５分間保持した。 （ｇ） 図２に示すように、４００℃に加熱されたコン
テナ８の内径３５mmのビレット収容孔７内において、４
００℃に加熱された底板１３と４００℃に加熱されたダ
イス１０との間にビレット（符号１５に対応する）を収
容した。底板１３の凹部１４の内径ａはａ＝８mmに、ま
た深さｂはｂ＝７mmにそれぞれ設定された。 （ｇ） 図４に示すように、ビレットにラム１２により
ダイス１０を矢示ｘ方向に移動させる２次間接押出し加
工を施して、内径１０mmのダイス孔９により押出し比１
２．２５にてバルブステム対応部２を押出し成形すると
共にコンテナ８内で厚さｃがｃ＝１０mmのバルブヘッド
対応部３を圧縮成形して、エンジンバルブ用素材１の例
１を得た。この場合、押出し速度は０．５mm／sec に設
定された。
【００３０】このエンジンバルブ用素材１の例１は実施
例１の例７と同一寸法である。
例１の例７と同一寸法である。
【００３１】エンジンバルブ用素材１の例１におけるバ
ルブヘッド対応部３およびバルブステム対応部２からそ
れぞれ引張り試験用試験片を製作した。
ルブヘッド対応部３およびバルブステム対応部２からそ
れぞれ引張り試験用試験片を製作した。
【００３２】１次間接押出し加工によるロッド状押出し
材を比較例１として、その比較例１から引張り試験用試
験片を製作した。
材を比較例１として、その比較例１から引張り試験用試
験片を製作した。
【００３３】２次間接押出し加工に当り、底板として凹
部を持たないものを用いて成形されたエンジンバルブ用
素材を比較例２として、その比較例２より前記例１と同
様に二つの引張り試験用試験片を製作した。
部を持たないものを用いて成形されたエンジンバルブ用
素材を比較例２として、その比較例２より前記例１と同
様に二つの引張り試験用試験片を製作した。
【００３４】各試験片を用いて引張り試験を行ったとこ
ろ、表４の結果を得た。表４の各欄の意味は前記表１〜
３と同じである。
ろ、表４の結果を得た。表４の各欄の意味は前記表１〜
３と同じである。
【００３５】
【表４】 表４の例１と表１の例７とを比較すると明らかなよう
に、押出し材をビレットとして用いると、圧粉体１５を
ビレットとして用いた場合よりもバルブヘッドの機械的
特性を向上させることができる。
に、押出し材をビレットとして用いると、圧粉体１５を
ビレットとして用いた場合よりもバルブヘッドの機械的
特性を向上させることができる。
【００３６】また例１と比較例２とを比較すると、ビレ
ットとして押出し材を用いても、例１における材料流れ
ｆ2 を発生させない場合には、比較例２のようにバルブ
ヘッド対応部の強度および延性は例１に比べて大幅に低
くなるもので、強度等について改善がなされていないこ
とが明らかである。
ットとして押出し材を用いても、例１における材料流れ
ｆ2 を発生させない場合には、比較例２のようにバルブ
ヘッド対応部の強度および延性は例１に比べて大幅に低
くなるもので、強度等について改善がなされていないこ
とが明らかである。
【００３７】なお、構造部材はエンジンバルブ用素材に
限定されず、またビレットの材質はＡｌ合金に限定され
ない。
限定されず、またビレットの材質はＡｌ合金に限定され
ない。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た手段を用いることによって、特にヘッド部の高強度
化、高延性化および高靱性化を達成された構造部材を容
易に量産することができる。
た手段を用いることによって、特にヘッド部の高強度
化、高延性化および高靱性化を達成された構造部材を容
易に量産することができる。
【図１】エンジンバルブ用素材の斜視図である。
【図２】押出し機の縦断正面図である。
【図３】圧粉体の斜視図である。
【図４】押出し加工の説明図である。
【図５】エンジンバルブの正面図である。
１ エンジンバルブ用素材（構造部材） ２ バルブステム対応部（ステム部） ３ バルブヘッド対応部（ヘッド部） ４ 端面 ５ 突起部 ８ コンテナ １０ ダイス １５ 圧粉体 Ｂ 端部領域 ｆ2 材料流れ
Claims (5)
- 【請求項１】 ステム部（２）と、前記ステム部（２）
の一端に連設され、且つそのステム部（２）よりも断面
積が大きいヘッド部（３）とを備えた構造部材（１）を
押出し加工により製造すべく、前記ステム部（２）をダ
イス（１０）を用いて押出し成形すると共に前記ヘッド
部（３）をコンテナ（８）内で圧縮成形し、その圧縮成
形過程において、前記ヘッド部（３）の、前記ステム部
（２）が突出する側と反対側の端面（４）に突起部
（５）が成形されるように、前記端面（４）を含む端部
領域（Ｂ）に材料流れ（ｆ2 ）を発生させることを特徴
とする構造部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記ヘッド部（３）の体積Ｖ1 に対する
前記突起部（５）の体積Ｖ2 の比率Ｒ1 ＝（Ｖ2 ／
Ｖ1 ）×１００がＲ1 ≧２．４％である、請求項１記載
の構造部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記ヘッド部（３）の断面積Ｓ1 に対す
る前記突起部（５）の断面積Ｓ2 の比率Ｒ2 ＝（Ｓ2 ／
Ｓ1 ）×１００が２％≦Ｒ2 ≦３０％である、請求項１
または２記載の構造部材の製造方法。 - 【請求項４】 ビレットとして、Ａｌ合金粉末よりなる
圧粉体（１５）を用いる、請求項１，２または３記載の
構造部材の製造方法。 - 【請求項５】 構造部材がエンジンバルブ用素材（１）
であって、前記ステム部がバルブステム対応部（２）
に、また前記ヘッド部がバルブヘッド対応部（３）にそ
れぞれ該当する、請求項１，２，３または４記載の構造
部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29994494A JPH08155533A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 構造部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29994494A JPH08155533A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 構造部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155533A true JPH08155533A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=17878841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29994494A Pending JPH08155533A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 構造部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08155533A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103537505A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 河南科技大学 | 一种轴类零件挤压成形模具及挤压成形方法 |
| CN106424180A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 北京科技大学 | 一种双管嘴厚壁管道挤压制坯的挤压装置及方法 |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP29994494A patent/JPH08155533A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103537505A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 河南科技大学 | 一种轴类零件挤压成形模具及挤压成形方法 |
| CN106424180A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 北京科技大学 | 一种双管嘴厚壁管道挤压制坯的挤压装置及方法 |
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