JPH1147824A - 金属の押し出し成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置や押し出し成形品のコスト高を招くこと
なく、押し出し成形品の品質低下を防止することを可能
とした金属の押し出し成形装置を提供する。 【解決手段】 周面に溝２が形成されて回転駆動される
ホイール１と、このホイール１に取り付けられて溝２の
所定長さにわたる部分を覆って成形すべき金属素材３の
導入路４を形成すると共に連続的に導入される金属素材
３を押し出し成形して取り出すダイチャンバ６を有する
シューブロック５とを備え、ホイール１の溝２の金属素
材３が導入路４に引き込まれる前の位置に、溝２に付着
した金属酸化物を機械的に除去するブラシ１１を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、銅線その他の金
属素材から連続的にパイプ，平角線，セグメンタル導体
素線等を押し出し成形する押し出し成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、銅線や銅合金線，アルミニウ
ム線等から連続的にパイプや平角線，セグメンタル導体
素線等を押し出し成形する成形装置（コンフォーム・マ
シン）が知られている。図２は、従来の押し出し成形装
置の構成を示している。この装置は、周面に溝２が形成
されて回転駆動されるホイール１と、このホイール１に
取り付けられて溝２の所定長さにわたる部分を覆って成
形すべき金属素材３の導入路４を形成するシューブロッ
ク５とから構成される。シューブロック５は、導入され
る金属素材３を押し出し成形して取り出すダイチャンバ
６を有する。

【０００３】例えば、銅平角線を押し出し成形する場
合、金属素材３として、表面の酸化膜や油分等の汚れが
完全に除去された銅線が供給され、ガイドローラ１０に
より案内されて回転駆動されるホイール１と固定させた
シューブロック５とにより形成される導入路４に引き込
まれる。導入路４の銅は、導入路４とシューブロック５
との間で発生する摩擦熱及び高圧力により可塑流動的と
なり、導入路４の終端部に取り付けられたアバットメン
ト８により方向を切替えてダイチャンバ６に供給され
る。ダイチャンバ６内で一定圧力にまで高められた銅
は、押し出し成形用ダイス７を通って平角線９として成
形されて押し出される。

【０００４】この様に、図２の押し出し成形装置では、
ホイール１を回転駆動することにより連続的に金属素材
３を押し出し成形することができる。この連続成形の
間、導入路４を構成するホイール１の溝２の表面部は、
アバットメント８を経過した後、高温状態で大気に晒さ
れる。従って金属素材３が銅やアルミニウム等の酸化さ
れ易いものである場合、溝２の表面部に銅やアルミニウ
ムの酸化物が形成される。この酸化物の一部は、押し出
し成形時にフラッシュと呼ばれるスクラップとして回収
可能であるが、他の一部は溝２の表面部に残る。図では
このように溝表面部に残る酸化物１２を斜線で示してい
る。回収されなかった酸化物１２は、連続して供給され
る金属素材３が導入路４に引き込まれる際に金属素材３
の表面に転写されて、ダイチャンバ６まで持ち込まれ
る。

【０００５】従来、この様にしてダイチャンバ６まで持
ち込まれる酸化物の押し出し成形品に与える影響は余り
考えられなかったが、最近、この酸化物の巻き込みに伴
って押し出し成形品の組織に持ち込まれる汚れ分や異
物，ガス成分等が、押し出し成形品の表面の膨れ等の異
常を起こすことが品質上問題となっている。また、押し
出し成形直後は問題がないとしても、押し出し成形の後
工程として焼鈍等の熱処理を行った場合や、実際に使用
される環境を模擬した加熱試験等を行った場合に、表面
に膨れが生じたり、組織中に大きな空隙が生じることが
ある。

【０００６】この問題を解決するため、次の様な方法が
既に提案されている。 押し出し時に高温となる導入路４やダイチャンバ６，
アバットメント８の部分に還元性ガスを吹き付けて、酸
化を抑制する方法（ＧＢ−Ｂ−２２４１６６０参照）。 装置全体をフードで囲い、その中を、不活性ガス等を
満たして非酸化性雰囲気とすることにより、酸化を抑制
する方法（ＷＯ９５／１７２７０参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】の方法は、押し出し
速度が速く、酸化物生成やその酸化物の巻き込みが急速
に行われる条件下では、還元反応が間に合わないという
欠点がある。また還元ガスに晒されるダイチャンバやア
バットメントの表面が急速に劣化し、押し出し工具類の
寿命が短くなり、その結果押し出し成形品がコスト高に
なるという欠点もある。の方法は、フードで装置全体
を覆うために、作業性が悪くなる他、装置がコスト高に
なるという欠点がある。

【０００８】この発明は、装置や押し出し成形品のコス
ト高を招くことなく、押し出し成形品の品質低下を防止
することを可能とした金属の押し出し成形装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る金属の押
し出し成形装置は、周面に溝が形成されて回転駆動され
るホイールと、このホイールに取り付けられて前記溝の
所定長さにわたる部分を覆って成形すべき金属素材の導
入路を形成すると共に連続的に導入される金属素材を押
し出し成形して取り出すダイチャンバを有するシューブ
ロックと、前記ホイールの溝に付着した異物を機械的に
除去する掻き落し手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】この発明によると、ホイールの溝に付着し
た酸化物等の異物を、供給される金属素材が導入路に引
き込まれる前の位置でブラシにより機械的に除去するよ
うにしており、押し出し速度が速い場合でも還元ガスを
用いる場合のように酸化物除去が間に合わないといった
事態が生じることはなく、簡単且つ確実に酸化物を除去
することができ、高品質の押し出し成形品を作ることが
できる。還元ガスを用いた場合のような押し出し工具等
の劣化もない。また、フードで装置全体を覆う方式と異
なり、作業性の低下や装置のコスト高を招くこともな
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例によ
る連続押し出し成形装置の構成を示す。図２と対応する
部分には図２と同一符号を付して詳細な説明は省く。図
に示すようにこの実施例では、ホイール１の溝２の、金
属素材３が導入路４に引き込まれる直前の位置に、溝２
の表面を研磨して付着した酸化物１２を機械的に掻き落
とすブラシ１１が設けられている。ブラシ１１は好まし
くは、回転駆動装置１３によりホイール１の回転方向と
は逆方向に回転駆動される。

【００１２】以下、図示の装置を用い、金属素材３とし
て１２mmφの無酸素銅線（JIS C 1020）を用いて、平角
銅線を試作した結果の評価データを具体的に比較例と共
に説明する。無酸素銅線は、ディップフォーミング法に
より製造したもので、その表面を溶剤により脱脂洗浄
し、更に酸洗いを行って表面の酸化物を除去した状態で
装置に供給した。ダイス７を取り替えることにより、５
mm×５mm（実施例１），２mm×５mm（実施例２），９mm
×９mm（実施例３）の３サイズの平角銅線を試作した。
ブラシ１１は、実施例の場合０．１mmφのステンレスワ
イヤブラシであるが、金たわしのようなものでもよい。

【００１３】試作した各平角銅線について、その組織観
察を行うと共に、加熱試験及び振動疲労試験を行って評
価した。併せて、ブラシ１１による機械研磨を行わない
３サイズの比較例１〜３（それぞれ実施例１〜３と同サ
イズ）の平角線を試作して、同様の評価を行った。組織
観察では、平角線横断面について、酸化物の巻き込みの
有無、空隙等の組織的異常の有無について調査した。加
熱試験は、窒素ガス雰囲気中で１８０℃，４００℃，６
００℃の各保持温度に１時間保持し、冷却後の外観観察
を行った。この加熱試験では、仮に平角線内部に酸化物
やこれに伴うガス成分の巻き込みがあった場合に、加熱
後に膨張して表面に膨れが見られることがある。平角線
等では、押し出し成形後の後工程として伸線加工や焼鈍
等の熱処理工程が入ることがあり、また実際に使用され
る環境下で高い熱履歴を受けることも考えられるから、
この加熱試験において外観上、膨れ等の異常を発生しな
いことが、品質の良否判定に用いられることが多い。振
動疲労試験では、中村式回転曲げ疲労試験機を用いて、
疲労破壊が最も大きな歪を受ける表面から正常に起こっ
ているか、それとも内在する欠陥部（巻き込み酸化物，
空隙等）から生じているかを、破面の走査型電子顕微鏡
観察により検証した。

【００１４】評価結果を、下記表１に示す。

【００１５】

【表１】 加熱試験後外観：○＝膨れなし，×＝膨れあり

【００１６】表１に示すように、実施例１〜３はいずれ
も、押し出し後の組織に異物や銅酸化物の巻き込みは見
られず、加熱試験においても膨れ等の異常は認められな
かった。回転曲げ疲労試験においても、疲労破壊は表面
部を起点としており、組織の健全性が裏付けられてい
る。これに対して、比較例１〜３では、押し出し後の組
織にガス成分を巻き込んだ結果と見られる空隙や、銅酸
化物の巻き込みが見られ、加熱試験において膨れ等の異
常が認められた。また、回転曲げ疲労試験では、疲労破
壊は表面より内側に存在した空隙や酸化物スケール部内
の空隙に存在する亀裂部を起点としており、実施例１〜
３に比べて低応力で破壊に至った。

【００１７】実施例では、銅平角線を押し出し成形した
が、使用できる金属素材はこれに限られず、比較的酸化
しやすいアルミニウム線等を用いた場合も同様に適用で
きる。また、銅被覆アルミニウム線、銅被覆鋼線、アル
ミニウム被覆鋼線等の複合材を押し出し成形する場合に
もこの発明は有効である。ダイスを選択することによ
り、パイプやセグメンタル導体素線等を押し出し成形す
ることもできる。また、酸化物除去を行う機械研磨のブ
ラシとして、実施例ではステンレスワイヤブラシを用い
たが、鋼ワイヤブラシや、炭化珪素（ＳｉＣ），窒化珪
素（ＳｉＮ），アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の砥材の入った
ナイロンブラシ等を用いることもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ホ
イールの溝に付着した酸化物等の異物を金属素材が導入
路に引き込まれる前にブラシを設けて、機械的に簡単且
つ確実に除去することができ、高品質の金属押し出し成
形品を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る押し出し成形装置
を示す。

【図２】 従来の押し出し成形装置を示す。

【符号の説明】

１…ホイール、２…溝、３…金属素材、４…導入路、５
…シューブロック、６…ダイチャンバ、７…ダイス、８
…アバットメント、９…押し出し成形材、１１…ブラ
シ、１２…酸化物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 敬久 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に溝が形成されて回転駆動されるホ
   イールと、 このホイールに取り付けられて前記溝の所定長さにわた
   る部分を覆って成形すべき金属素材の導入路を形成する
   と共に連続的に導入される金属素材を押し出し成形して
   取り出すダイチャンバを有するシューブロックと、 前記ホイールの溝に付着した異物を機械的に除去する掻
   き落し手段とを備えたことを特徴とする金属の押し出し
   成形装置。