JPH08267126A - 押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンテナ内のビレットを押出す前にコンテナ
内の空気を全て脱気する直前にコンテナシールを行って
ダイスからビレットを押出す前にバープサイクルと呼ん
でいる前記ガス抜き工程の必要のない押出サイクルを提
供するとともに、メタルフローを抑制させることによっ
てビレットの外面表皮に含まれる脱気でとれない残留空
気や不純物の混入を抑え押出形材の品質ないし歩留まり
を低下させないようにする。 【構成】 コンテナとダイスを当接後、ビレットをコン
テナに装填し、フィックスダミイブロックを冷却しなが
らアプセット前にシールブロックを閉じた状態でコンテ
ナにたまっている空気を脱気しコンテナ内を真空化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金など
の押出プレスによる押出成形に際して、フィックスダミ
イブロックの押出作用面温度を低下させながら、コンテ
ナ内からダイスを通ってビレットが押出される前にコン
テナとビレット間の空気をコンテナの外に脱気し、ビレ
ットを空気を含むことなく、効果的に無駄なく押出すた
めの改善された押出成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンテナ内径よりも少し小径のビレット
をコンテナ内に入れた後、コンテナ内でビレットを後方
の押出ステムでダイスに押当て、いわゆるアプセットす
ると、ビレットが押しつぶされコンテナとビレットの間
の空気が圧縮される。この圧縮された空気を放出するた
めに押出ステムとコンテナを僅かに後退させ、ダイスと
コンテナの隙間から上記の圧縮空気を抜いて、再度コン
テナと押出ステムを前進させて押出しを開始する。この
ようにして圧縮された空気を抜くガス抜き工程をバープ
サイクルと呼んでいるが、この工程があることにより、
押出サイクルに無駄な時間が発生する。

【０００３】また、この方法だと、バープサイクルで脱
気してコンテナをダイスに押付けた時、コンテナ内面と
ビレット外面の間に、皮１枚程度の薄い状態で空気が大
気圧で残っており、十分な脱気は行われていない。

【０００４】そこで、最近では、例えば、特開平３−４
１３号公報に記載されているように、押出ステム側から
空気を抜くために、押出ステムの先端に圧力パッドおよ
び中空押出ステムが用いられ、ビレット押出中に空気を
抜くことも考えられている。

【０００５】一方、熱間押出加工を連続して実施する
と、加熱されたビレットの保有熱により、このビレット
と当接しながら押出しを行うフィックスダミイブロック
の押出作用面側の温度が上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ビレットの
押出時フィックスダミイブロックの押出作用面側の温度
がアルミニウム合金ビレット温度からの受熱によって上
昇すると、ビレット外面表皮部分に含まれる不純物や残
留空気などがメタルフローによる後方巻込みによって押
出形材内部に流入するため、押出成形中にブリスタや不
純物が巻込まれて押出成形材の製品歩留まりが低下する
といった問題があった。特にアルミニウム合金の押出成
形の場合、経験上フィックスダミイブロックの押出作用
面の温度を約２５０℃近傍まで冷却すればメタルフロー
が抑制されるためブリスタが発生しにくいといわれてい
る。

【０００７】このため、実開平３−８１２１４号では、
コンテナと押出ステム間にフィックスダミイブロックの
冷却装置を設けてフィックスダミイブロックの押出作用
面に冷却剤を噴霧するようにしているが、押出プレスの
押出待機時間約２０秒の間にフィックスダミイブロック
の押出作用面を４５０℃から２００〜３００℃まで温度
降下することが難しく、押出形材中のブリスタを多量に
含有しやすく製品歩留まりが悪いといった問題があっ
た。

【０００８】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、コンテナ内のビレットを押出す前にコンテナ内の
空気を全て脱気する直前にコンテナシールを行って、ダ
イスからビレットを押出す前にバープサイクルと呼んで
いる前記ガス抜き工程の必要のない押出サイクルを提供
するとともに、その上メタルフローを抑制させることに
よってビレットの外面表皮の脱気でとれなかった残留空
気や不純物の混入による押出形材の品質ないし歩留まり
を低下させないようにした押出成形方法を提供するもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ビレットの押出しを開始する前にダイ
ス端面とコンテナのダイス側端面を接触させ、コンテナ
内に挿入したビレットをダイス側に押す押出ステムから
押出ステムの先端部に設けたフィックス型のダミイブロ
ックに至る冷却通路に冷却水を通水し前記フィックスダ
ミイブロックを冷却しながら、前記押出コンテナの押出
ステム側の端面ではシールブロックを閉じた状態でコン
テナ内にたまっている空気を脱気させるようにした。

【００１０】

【作用】コンテナ内のビレットをビレット後方の押出ス
テムで押込んで、ビレットをダイスに押当てると、ビレ
ットが押しつぶされてコンテナとビレットの間の空気が
圧縮される。この圧縮された空気はビレットがダイスか
ら押出される前にコンテナの後側から吸引脱気しなけれ
ばならない。また、コンテナ内のビレットをビレット後
方の押出ステムで押込んで、ビレットの先端をダイスに
押当てる寸前にコンテナの両側から吸引脱気しなければ
ならない。本発明ではビレットが押出ステムで圧縮され
る前よりビレットの押出ステム側でコンテナ内の空気を
強制的に真空吸引するので、ビレットが押出ステムで圧
縮されてからこの圧縮空気の吸引のための工程いわゆる
ガス抜き工程が省略できる。

【００１１】なお、コンテナの押出ステム側から空気を
吸引する際には、先に押出ステムの押出作用面側に取付
けたフィックスダミイブロックを内部から冷却してお
き、押出ステム側のコンテナ端面に配設してコンテナの
軸線方向に開閉自在なシールブロックでシールしている
状態で、コンテナ内の空気を真空吸引するようにしたの
でコンテナとビレット間の空気がコンテナ外へ容易に脱
気されるとともにメタルフローの抑制ができるため、ブ
リスタの発生防止による製品歩留まりが大幅に向上す
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る押出コ
ンテナ用脱気システムの一実施例を示す説明図、図２は
内部冷却装置を有した押出ステムの断面図、図３はバイ
オネットブロックの斜視図、図４は図１のＡ〜Ａからみ
た正面図、図５はビレットがダイスに当接した後コンテ
ナ後方から真空吸引する説明図、図６はコンテナ内で加
圧されるビレットのつぶれ方を示す概念図である。

【００１３】図１に示すようにエンドプラテン３２にコ
ンテナタイヤ２とコンテナ１を摺動させるコンテナシリ
ンダ３３が配設されている。符号３６はシリンダ本体の
一部を構成するシリンダチューブ、３７はピストン、３
８はピストンロッドである。

【００１４】符号３はダイスであって、ダイス３の外周
をダイリング５の内周面に摺動自在に嵌合保持してあ
る。３１はコンテナの内周面とビレット１３の外周面と
の間の隙間であり、脱気空間でもある。

【００１５】一方、ビレット１３を押込む押出ステム１
４の先端部にコンテナ１内面と密接し得るフィックスダ
ミイブロック７０が設けられている。

【００１６】本実施例では、脱気空間３１内の残留空気
を吸引除去するための真空吸引装置について説明する。

【００１７】まず、コンテナ１内の押出ステム１４側よ
り空気を排除する真空吸引装置６０は、図４に示す如く
押出ステム１４側のコンテナ１の端面に配設されてい
る。コンテナ１の押出ステム１４側の端面において、２
つ割のシールブロック４０をコンテナ１の軸線方向と直
角な方向に開閉自在に設け、シールブロック４０を閉じ
た時、シールブロック４０の内周面に設けたシールパッ
キン４１を介して押出ステム１４の外周面に密接させう
るようにしてある。

【００１８】４２はガイドプレートであり、シールブロ
ック４０の両ブロックはそれぞれシリンダ４３で開閉で
きるようにした。４１、４４はシールパッキンであり、
シールブロック４０の一部には脱気穴４５を設け、脱気
穴４５には配管８ａを介して真空タンク２０に連結して
ある。符号４６は電磁切替弁、図５に示すように４７は
断熱材でありコンテナ１を加熱した熱の一部が熱伝導に
よって真空吸引装置６０に伝わらないようになってお
り、前述したガイドプレート４２は断熱材４７の上面に
配設したカバープレート４８を介して配設されている。
符号２１は真空ポンプ、２２はモータである。

【００１９】一方、押出ステム１４側の構造は、図５に
示すようにフィックスダミイブロック７０と押出ステム
１４とをバイオネットブロック７２を介してバイオネッ
ト結合した場合と、図示はしていないがフィックスダミ
イブロック７０と押出ステム１４とを直接、ねじ結合す
る場合とがある。

【００２０】まず、フィックスダミイブロック７０と押
出ステム１４とをバイオネット結合した場合の構造につ
いて代表して詳述する。図２において、１はコンテナ、
１４は管状の押出ステム、７０は押出ステム１４の前面
に固定して設け、かつ、コンテナ１内に摺動可能に設け
たフィックス型のフィックスダミイブロックである。押
出ステム１４の後端部は、図１に示すようにステムホル
ダ７３とプレッシャリング７４を介してクロスヘッド７
５に固定されている。

【００２１】押出ステム１４の前面には、バイオネット
ブロック７２が配設されており、バイオネットブロック
７２内の後半部には、外径断面が円状のコネクションロ
ッド７６の先端部がねじ取付けにより取付けられてい
る。コネクションロッド７６の後端部は、図１に示すよ
うに大径部７６ａになっていて、押出ステム１４の後端
部の穴の中にテーパ面で係合され、固定されている。

【００２２】また、バイオネットブロック７２の前半部
は、図３に示すようなバイオネット式となっており突起
部７２ａを例えば等間隔に３つ配設してある。一方、装
着する側のダミイボス７７側には前記突起部７２ａと係
合可能な凹部７７ａが等間隔に設けてあり、装着時に
は、バイオネットブロック７２の突起部７２ａとダミイ
ボス７７側の凹部７７ａとを係合させて挿入し、約６０
度ダミイボス７７を回動させることによりダミイボス７
７をバイオネットブロック７２に確実、かつ、素早く着
脱できるようにしてある。

【００２３】コネクションロッド７６内には、軸線方向
に貫通穴が穿設してあり、この貫通穴内に給水管７８、
排水管７９が設けられている。冷却管８０をなす給水管
７８と排水管７９の先端部は、溶接により冷却管先端ブ
ロック８１の穴８２および８３内に堅固に取付けられて
おり、後端部はプレッシャリング７４内まで伸びてい
る。

【００２４】給水管７８の端部は、プレッシャリング７
４内のパイプによる通路８４、開閉弁８５、配管８６を
介して、冷却水供給ポンプ（図示略）に連結されてい
る。排水管７９の端部はプレッシャリング７４内のパイ
プによる通路８７を介して排水口８８に連結されてい
る。押出ステム１４の内周面とコネクションロッド７６
の外周面との間には、コネクションロッド７６の芯をフ
レキシブルな状態に保持しておくために、僅かな隙間を
設けている。また、コネクションロッド７６の内周面と
給水管７８、排水管７９の外周面との間には、コネクシ
ョンロッド７６が直接冷却されないように、僅かな隙間
が設けられている。また、コネクションロッド７６の内
周面と冷却管先端ブロック８１は芯をフレキシブルな状
態に保持しておくために僅かな隙間が設けられている。

【００２５】この場合、コネクションロッド７６の中
に、貫通穴を設けて給水管７８と排水管７９を通してい
るので、コネクションロッド７６は直接冷却されず、し
たがって、押出ステム１４とコネクションロッド７６の
温度差が少なく、フィックスダミイブロック７０の芯の
フレキシビリティが損なわれない。なお、冷却管先端ブ
ロック８１内の穴８２は貫通して設けられているが、穴
８２の前端部は冷却管８１を介して外周方向への開口部
８９に連通している。

【００２６】ダミイボス７７内の前半部内には、ダミイ
ボス７７の中央貫通孔９０内にコアブロック９１の中央
部に設けられた小円筒状の突部９２が挿入され、ダミイ
ボス７７の後端側からコネクションボルト９３を前記小
円筒状の突部９２のねじ部に螺合させ、コネクションボ
ルト９３を締め付けることによりコアブロック９１をダ
ミイボス７７に強く接触するようになっている。

【００２７】ダミイボス７７の前側外周には、円筒状の
アウタリング９４が固着されている。また、コアブロッ
ク９１の後端面とダミイボス７７の前端面との間には、
アウタリング９４の先端とコアブロック９１の外表面９
５との段差に相当する隙間が設けられており、押出時に
コアブロック９１が後方に押されるとコアブロック９１
の後端面がダミイボス７７の前端面に当たるようになっ
ている。アウタリング９４は広げられてコンテナ内面に
当たり、ビレット１３がフィックスダミイブロック７０
の押出ステム１４側へ流れるのを防ぐようになってい
る。

【００２８】コアブロック９１、アウタリング９４を有
するダミイボス７７などは、一体でフィックスダミイブ
ロック７０を構成している。したがって、アウタリング
９４の前端側外周面は、コンテナ１の外周面とほぼ接す
る大きさになっている。また、コアブロック９１の前端
外周部には前側に広がったテーパ面部９６になってい
て、アウタリング９４の前端内周部のテーパ面部に密着
し得るようになっている。

【００２９】前記コアブロック９１および突部９２の中
央軸芯部には給水管７８から給水された冷却水を通水す
る通路８２ａが設けられ、この通路８２ａの先端部はコ
アブロック９１の外表面９５近傍まで延設されている。

【００３０】図２に示すように、この通路８２ａの先端
部からアウタリング９４まで外径方向に放射状に伸びる
複数個の放射状冷却孔９８（本実施例では８本）が配設
されている。

【００３１】この放射状冷却孔９８の外周端からダミイ
ボス７７からコアブロック９１に至る外周近傍に軸芯方
向に向かって通路９９が設けられ、冷却管８０の開口部
８９に連結されている。ここで符号１００、１０１、１
０２、１０３はプラグ、１０５、１０６、１０７は耐熱
型Ｏリングをそれぞれ示す。

【００３２】次に、前記装置の作用について説明する。

【００３３】まず、コンテナシリンダ３３のロッド側に
圧油を供給し、ピストン３７を図１の左方向に移動さ
せ、ダイス３から離れているコンテナ１を前進させてダ
イス３とコンテナ１とを当接する。

【００３４】この動作が終了すると、次いでビレット１
３を載置した状態の図示していないビレットローダが上
昇し、押出ステム１４を前進させると、ビレット１３が
コンテナ１内に押込まれて、ビレット１３はダイス３側
端面に当接し、図１に示すようになる。この時、コンテ
ナ１とビレット１３の脱気空間３１には空気がある。

【００３５】引続き、押出ステム１４の前進に伴ってビ
レット１３がコンテナ１内に押込まれるとともに、コン
テナ１の押出ステム１４側に配設された真空吸引装置６
０のシリンダ４３を作動させて２つ割のシールブロック
４０を閉じて押出ステム１４とコンテナ１との間を密封
する。

【００３６】コンテナ１内に押込まれビレット１３がダ
イス３に当接するとサイドシリンダ（図示なし）の圧力
が上昇し始めると同時または直前に電磁切替弁４６を励
磁してコンテナ１内と真空タンク２０とを通気可能な状
態にし真空吸引が行われる。

【００３７】押出ステム１４の前進は休むことなくサイ
ドシリンダからメインシリンダ（図示なし）に切換えて
行われ、押出ステム１４が前進してアプセットを開始す
る。

【００３８】押出ステム１４側の密閉空気は２つ割シー
ルブロック４０の一部に設けられている脱気穴４５を通
り、配管８ａの上の電磁切替弁４６を介して真空タンク
２０へ吸引排出される。こうして、シールブロック４０
の脱気穴４５から素早く十分に脱気される。

【００３９】真空タンク２０内はすでに真空ポンプ２１
により例えば０〜５Ｔｏｒｒの真空状態にある。まず、
押出ステム１４の前進に伴いビレット１３がコンテナ１
内に押込まれるが、この押込み時に押出ステム１４の先
端拡径部４９がシールブロック４０を通過するとともに
シールブロック４０を閉にする（図６）。

【００４０】この状態で電磁切替弁４６を励磁するとコ
ンテナ１内の残存エアは真空タンク２０により真空吸引
が開始されると０．２〜０．５秒程度でコンテナ１内は
５〜３０Ｔｏｒｒになる。そして、さらに押出ステム１
４を前進し、ビレット１３の先端部がダイス３に当たる
とサイドシリンダ内の圧油が所定圧力になった時点でメ
インシリンダ（図示なし）に切替えアプセットを完了す
るのである。

【００４１】ただし、アプセットを開始する前に、図示
していない冷却媒体供給装置を作用させ、放射状冷却孔
９８に冷却水などの冷却媒体を導入して、フィックスダ
ミイブロック７０を内部から冷却しておく。この時、冷
却水は、押出ステム１４の後方から入り、押出ステム１
４の中のコネクションロッド７６の中の給水管７８内を
通り、通路８２ａ、放射状冷却孔９８、通路９９、開口
部８９から、排水管７９内を通って押出ステム１４の後
方から排出される。

【００４２】なお、本発明においては、放射状冷却孔９
８をコアブロック９１の外表面９５近傍に中心部から外
方に放射状に設けているので、冷却水の通水によってア
プセット時のフィックスダミイブロック７０の外表面９
５の温度を２００〜２３０℃まで冷却できる。ただし、
本実施例ではアイドルタイムは１５秒であった。なお、
放射状冷却孔９８は冷却水が蒸気化しにくく、かつ、構
造がシンプルである。

【００４３】したがって、このような状態でアプセット
を開始する時、フィックスダミイブロック７０と接触し
ているビレット１３の後端部は冷却される。アプセット
を開始すると、ビレット１３の押出ステム１４側の外周
端部が盛上がってコンテナ１の内周面に密接する。

【００４４】上記アプセットを行う時は、ビレット１３
の後端部は冷却されていて流動性がかなり悪くなってい
るので、フィックスダイミブロック７０の前端面との間
の摩擦度合が大きくなり、ビレット１３の後端部の外面
表皮の内部への巻込みが防止され、この巻込みに伴う押
出ステム１４側からの脱気でとりきれなかったビレット
１３後端部外面表皮部の僅かな空気のビレット１３内部
への同時巻込みも防止され、ビレット１３の後端の膨張
だけでフィックスダミイブロック７０側のシールが行わ
れる。このように、フィックスダミイブロック７０の冷
却によるビレット１３の後端部外面表皮と空気の内部へ
の巻込防止と、それより前方ダイス３側のビレット１３
の表面の脱気により、ブリスタの原因となる空気を十分
に取除くことができる。

【００４５】特に、本実施例では種々実験を行いフィッ
クスダミイブロック７０の前端面が２５０℃以下になれ
ばビレット１３の後端部側の流動性が悪くなりビレット
１３の後端部の外面表皮の内部への巻込みが防止され製
品押出形材中のブリスタの発生を防止できる。

【００４６】この後、押出ステム１４は休むことなく前
進を続けビレット１３は押しつぶされる。押しつぶされ
る状態を図６に示す。これらの図で、コンテナ１とビレ
ット１３の間の脱気空間３１は押出ステム１４でダイス
方向にビレット１３がＳ1 からＳ3 まで順次加圧されて
いけば、この脱気空間３１はダイス側に押しせばめられ
るのが図６より分かる。

【００４７】吸引脱気し始めてからも、押出ステム１４
は休むことなく前進を続け、ビレット１３をつぶす。そ
してコンテナ１内にビレット１３を充満させ、アプセッ
トを完了する。次に引続いて押出しに入り、ダイス３か
ら製品が押出される。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明では、ビレットの押出しを開始する前にダイ
ス端面とコンテナのダイス側端面を接触させ、コンテナ
内に挿入したビレットをダイス側に押す押出ステムから
押出ステムの先端部に設けたフィックス型のダミイブロ
ックに至る冷却通路に冷却水を通水し前記フィックスダ
ミイブロックを冷却しながら、前記押出コンテナの押出
ステム側の端面ではシールブロックを閉じた状態でコン
テナ内にたまっている空気を脱気させるようにしたこと
により、コンテナと押出ステム間をシールしてコンテナ
内の空気を確実容易に脱気することができる。また、そ
の上押出中のビレット内のメタルフローが抑制でき、ブ
リスタのない押出形材を安定して押出すことができ、さ
らに製品の押出形材の歩留りを大幅に向上することが容
易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る押出コンテナ用脱気システムの一
実施例を示す説明図である。

【図２】内部冷却装置を有した押出ステムの断面図であ
る。

【図３】バイオネットブロックの斜視図である。

【図４】図１のＡ〜Ａからみた正面図である。

【図５】ビレットがダイスに当接した後コンテナ後方か
ら真空吸引する説明図である。

【図６】コンテナ内で加圧されるビレットのつぶれ方を
示す概念図である。

【符号の説明】

１ コンテナ ２ コンテナタイヤ ３ ダイス １３ ビレット １４ 押出ステム ２０ 真空タンク ２１ 真空ポンプ ３１ 脱気空間 ３２ エンドプラテン ３３ コンテナシリンダ ４０ シールブロック ４１ シールパッキン ４２ ガイドプレート ４５ 脱気穴 ４６ 電磁切替弁 ６０ 真空吸引装置 ７０ フィックスダミイブロック ７２ バイオネットブロック ７３ ステムホルダ ７４ プレッシャリング ７５ クロスヘッド ７７ ダミイボス ７８ 給水管 ７９ 排水管 ８８ 排水口 ９１ コアブロック ９３ コネクションボルト ９４ アウタリング ９５ 外表面 ９６ テーパ面部 ９８ 放射状冷却孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビレットの押出しを開始する前にダイス
   端面とコンテナのダイス側端面を接触させ、コンテナ内
   に挿入したビレットをダイス側に押す押出ステムから押
   出ステムの先端部に設けたフィックス型のダミイブロッ
   クに至る冷却通路に冷却水を通水し前記フィックスダミ
   イブロックを冷却しながら、前記押出コンテナの押出ス
   テム側の端面ではシールブロックを閉じた状態でコンテ
   ナ内にたまっている空気を脱気させるようにしたことを
   特徴とする押出成形方法。