JPS5847510A - ２段押出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１ｉｌＴ向積ＡＯの素材から断面積Ａ艮の製品
を押出し加工により製造する際に、押出断面積比（以下
押出比という）ＡｏＺＡにを、一段階（Ａ　ｏ　／　Ａ
　Ｍ　）　Ｘ　（Ａ　＋−％／Ａｔ）に分割し、第１段
階の押出比Ａ’　ｏ　／　Ａ　Ｍは、機械力を直接素材
に加える在来形押出機、（コンフォームなどの連続押出
機を含む）により実現し、第２段階のｉ量比ＡＭ／Ａｍ
＆耘素材を瀝体圧により押出す静圧押出機により附与す
る組合わせ２段階押出法を採用し、且両方式を密接一体
化することによって、原理の異なる両押出方式の長所は
十分に発揮させると共に、短所は相互に補完させて相乗
効果により品質のすぐれた製品を一工程で押出すことを
目的とした２段押出方法および装置に関するものである
。

゛　　　　本発明は従来性われている金属又はプラステ
ィックスなどの押出し加工のすべてに応用することが可
能であるが、下記の場合にはその利用効果が特に大きい
。

従来金属極細線の製造に際しては多大の困難があった。

例えば直径０．１１ＤＩ以下の唖細線を在来の伸線技術
により製造する際には、断線の可能性が高、く高度の伸
線技術が要求される。５たとえばｌｌ＝径′□　から０
・ｏｓｗａ径までの伸線にさえ９０回以上の繰返ないの
で生産性が悪いのみならず人件費もかさむ。

かつ材質によっては中間焼鈍を数回要するなど益々コス
トが高くなっていた。然るに本発明によれば、前記設例
のものは／工程で製造可能で鼠り、焼鈍の必要なく、断
線のおそれもないなど前記問題点を悉く解決できる。

また金属の加工において複雑な断面形状の形材、棒材、
線材の製造製品の断面周長をＳ、断面積なＡとすれば、
周長比Ｓ／Ａの大ぎいほど引抜き、゛押出しなどの加工
は困難である。何故ならばダイスと材料間の摩擦抵抗が
大きく、それにともない生じる材料内部の剪断歪も大き
いため、両者の影響が加重し加工エネルギーが増大する
ことが原因となり、加工を困難とするのである。

本発明では、複雑な形状の成形は第コ段階の静圧押出し
で実施するので、断面型状のいかんにか力ｉわらず、ダ
イスと材料間の摩擦は微小であるため、複雑な断面形状
の製品を押出して製造することが可能である。

更に本発明では第２段押出しを静圧押出しに′より行５
うので、、３方向主応力が圧縮応力であり、しかも附加
的剪断歪を極小に保つ条件が満され、害峡れの発生の可
能性が低いのである。

従来知られている通常の押出し方法（ラムなどで材料素
材に押出力を直接加える０では、工具と材料との摩擦の
影響に打勝つために大きな押出力を要し、大きな押出し
比で成形することは押出力が過大となり実現に困難があ
る。

またコンフォーム法など、最近開発途上にある素材を連
続補給する甥出し方式では、一般に押出比は比較的小で
あり、また表面の品質が不十分であるからその向上が技
術課題となっている。

一方静圧押出し法の場合は、押出し油の圧力を十゛　　
分高くすれば大きな押出し比の実現は可能であり、押出
し材の表面性状の改善も゛可能であるが、高圧容器であ
るコンテ−の直径を大にするには技術上の制約が多々あ
るのみならず、押出し中に高圧油の中２素材を送入する
髄爵珪だ確立されていない。したがって単重の大きい製
品？静圧押出しは実現していない。

本発明の方式では、第１段と第一段とに押出し比の欠点
を避けているために、 上記の問題点がすべて解決される。

然るに本発明は梼械力による押出機と静圧にょる押出機
とを直接連接連結 の゛効果がある。

本発明では静圧押出しは仕上げ加工用としそ使用するの
で、すでに第１段押出しで材料断面積が縮小している上
に、第１段押出しで送込まれた材料を、コンテナー内で
滞留させることなくただちに連続的に押出す。したがっ
て静圧押出し用コンテナーは内径・長さ−ともにきわめ
て小形にし得る。

また静圧押出しにより全押出比を加える場合に較べて、
押出し比力≦小なるため、必要な押出圧力ははる・かに
低圧でよいことになる。

また静圧押出し圧力（コンテナー内油圧）は広範囲の実
験結果により下記の式で高精度で求められる（神戸製鋼
技報■０１２２、鷹３） アルミ合金　Ｐｃｍ（ｊ、９１１Ｈｖ＋９ＪＯ）ｊｎＲ
ｇ銅合金　Ｐｃｍ（７ＡＨｖ＋＃７ｏθ）ｌｎＲ％鉄鋼
合金　Ｐｃｍ０４・ｊＨｖ＋ｊ１０）ｔｎＲ％ただし　
Ｐｅ＝押出し油圧〜 ）１ｖ＝ウイツ力−ス硬度　　　　　　　″Ｒ；押出し
比（押出し前断面積／押出 し後断面積）　” 各種の材料の押出し圧力Ｐｅを第１図〜第３図に示す。

上記の値は常温の押出圧力であって、高温では材−料の
変形紙わ６の低下に応じ１Ｌり低圧で押出し可能である
。　　　　　　　　　　　　　　　　′　　。

いずれの場合も、押出圧力管＝理出、し比Ｒの影響を受
け、上式に示すようにｊｎＲに比例する。

し１００　　の場合　ＡｎＲ＝畔−６ ″＝５　　″　　１０ゝ〈°６ ”　　　ＬｎＲｐ＝ｏ７ｔ、　Ｐ たと１ば、全押出比Ｒ＝　Ａ　ｏ　／　Ａ　霞＝　／θ
θを静圧押出のみで１回に与える場合に較べて、第１段
の機械力による出生しで、押出し比Ｒ，＝Ａｏ／ＡＰＩ
＝＆を、第２段の静圧押出しで押出し比Ｒ。

してＲ＝＝　Ｒｉ　Ｘ　Ｒ２＝　（Ａ　Ｏ／　Ａ　Ｎ　
）　Ｘ　（Ａ　Ｍ　／Ａ　宍−）　＝＝Ａ　Ｏ／　Ａ　
＠を与える場合には、第２段の静圧押出しで加えるべき
押出圧力は、次のようにほぼ３Ｓチに低下する。

Ａｎ！／ｌ’ｎ／θθ＝　ｔ−ｂ　７ｑ・ｂ＝θ・３５
現在知られている静圧押出し装置において、コンテナ二
の強度により許容最高圧が制限され、押出し比に限度が
あることが実用上の大きな問題点であるから・、本発明
により静圧押出しに要求される押出し圧力の大巾低下が
実現することの利益は甚だ大きい。次に静圧押出し用コ
ンテナーの寸法縮少について説明する。

Ｒ＝’Ａ　ｏ　／　Ａｔ　＝＝　／　００第１段押出し
比　Ｒ＋　＝Ａ　ｏ　／　Ａ　Ｐ％＝〃糺２＝Ａ二／Ａ
詭＝Ｓ 上記条件の場合を例にとれば、コンテナーに収納すべき
材料の断面積は、本発明の方式ではＡ１１ｌ、全押出比
を静圧押出しのみで与える場合にはＡ。

である６コシテナ−ＱｌｌＴ面積は近似的には材料断面
積に比例すると考えられ、コンテナーの内径は下記のよ
うに約％に大巾縮少される。

”’；　／　Ｄ＝　０・ココ　　　　　。

超高圧コンテナーは、直径の大なものほど設計、製作が
困難なことは周知の事実であるから、本発明実施の場合
のデンテナー寸法縮少の利益はきわめて大きい。また本
発明における第１段の機械力による押出し装置は、第２
段の静圧押出しへの中間素材を供給する役割を分担する
ものであるため前記のように、第１段押出比Ｒ／　＝Ａ
ｏ／Ａ−は　１全押出比Ｒ＝Ａｏ／Ａ背よりも小である
。したがって、全押出比を機械力により与える場合に較
べて、押出荷重を低減す本ことが可能であって、負荷装
置の小形化を計ることができる。

一般に押出力は次式であたえられる　　　　　　　・ｒ
μ（Ａ　ｏ　−Ａ　Ｈ）　／Ａ　ｏ　＝　／　”　／　
／　Ｒ。

Ｐ　＝Ａ　ｏ　、Ｐ。

Ｐ＝押出力　Ｐ、ヒ素材単位断面積当り押出圧力、６ｙ
＝材料の降伏応力　ｒ、＝断面積減少率り二素材・・ン
テナーー触長　　　　　　　゛Ｄ＝コンテナー内径 Ｐｅ＝ダイス出口側圧力（この場合は静圧押出しａ　＝
　Ｐ　ｅの影響係数（ｏくａく／である）素材とコンテ
ナーとの接触長の影響は、本発明の方式と在来方式との
比較のためには必要がないので省略し、上式を書代える
と、 押出し比に応じて、押出圧力は下表及び第９図のよ３に
変化する。

Ｒ龜 、Ｐ−ココ・ｇｓσｙ＋αＰｅ ｌθ　　　Ｐ、＝３−ｇ２σｙ　十ａ　Ｐ　ｅｐ、＝ダ
・９θσ丁十αＰｅ すθ　　　　　　　Ｐ、＝　４−３　１　　σ　’Ｊ　
　＋ａ　　Ｐ　　ｅｐ、＝＝ｇ、ｑ６σｙ十αＰｅ したがって、押出比’ａ＝ｉｏθを鳥＝３で置換えるこ
とが可能であれば、押出圧力は上式の差から（Ｐｔ）−
Ｇ’＋）　　　イｇ、９６−ダ、９のσｙ−菟ｏｔ、６
ｙの大巾低下が実現する。　　　　　　　　　。

在来法による単純押出しの場合には、ダイス出口で材料
は空中に押出されＰｅ＝θであるが、本発明の方式では
静圧押出圧力Ｐｅのコンテナー内へ押出されるか−ら、
在来方法に較べて本発明の場合の押出圧力の真の低下は ダ、ｏ６６ｙ−αＰｅ となるが、αくｌであるので、静圧押出しの油圧中に押
出すとしても押出力は低減する場合の方が多い。　　　
　　　　　　　　　　　　゛一方靜静圧出しの利点は、
複雑な断面形状材の押出し可能、表面性状の優秀、残留
応力の小、などであり、この長所を実現するためには大
押出比は必ずしも必要としない。

しかし、素材あ連続送込みが現在では不可能なため、製
品の単重を要求値以上にするため大径の塞材からの大押
出比をやむを得ず採用し、これが実用技術としての多く
の困難を招来している。

本発明では、静圧押出しの長所を実現するための必要最
小限度の静圧押出比を採用したことにより、静圧押出し
の抑圧が低圧であるため静圧押出コンテナー内への材料
の押込みは容易になり且安定して行われ、また第１段の
押出しダイスと材料とは高い圧力で押着けられているの
で、当該部における油のシールも完全に保たれる。

特に第１段押出しにコンフォームなどの連続押出し装置
を用いて本発明を実施した場合−には、無−成長の静圧
押出し材を製造できる。

また静圧押出（第２段押出し）コンテナーには潤滑油兼
押出し油を送入するが、本発明においては油を循環させ
、また送入管路の途中に加熱及び冷却装置を設は且コン
テナー内油温を計測して、油の温度を希望値に維持し得
る機能を具えている。

したがつ°て、第１段の機械力による押出材の温度のい
かんにかかわらず、第２段の静圧押出しにおいて、冷却
あるいは加熱して、製品の品質の要求に応じて、冷間、
温間、熱間押出しを実施することが可能である。

即癌本発明の方法によれば、押出コンテナー又はシュー
コンテナー内の素材に押出ラム又はホイールコンテナー
によって高圧゛を与えて、素材を第１段の押出ダイスよ
り押し出し、当該押出ダイスの外側へ連設した高圧媒液
入りコンテナー内へ連続的に押し出す・ついで前記高圧
媒液中へ押出成形された中間製品を前記高圧媒液（例え
ば尚圧油）の加圧力によって更に第２段の押出ダイスよ
り連続的に押出すことにより、ＷＴ曲形状の複雑な製品
であっても、また大きな押出比をもつものであっても、
前記−回の押出加工によって素材から完成品を得ること
ができる。また本発明の高圧媒液は循環させてあり、そ
の間に目的の温度に加温又は冷却できるから、前記静圧
押出加工に除し素材又は製品の求めに応じ冷却押出し、
温間押出し又は熱間押出しの何れでも選択できる利点が
ある。また前記のような理由により高圧媒液のコンテナ
ーを著しく小型化し、かつ比較的低圧作動か可能である
から、静圧押出しの利点を十分利用して比較　。

的廉価に押出加工ができると共に、表面の状態が良好で
かつ内部歪を有しない良品質の製品を連続的に得ること
ができる。また従来素材に直接機械力を加えて押出し加
工する場合には、押出比に著しい制約があるのみならず
、表面劣化の防止など　”を必須要件としたけれども、
本発明によれば静圧押出しを連続的に行う為に表面状態
は良好になるなどの利点がある″。従って機械力利用の
押出し加工又は静圧押出し加工の夫々の単独加工では到
底得られなかつ、こ効果を比較的容易に実現できるので
ある。

次に本発明の装置を第Ｓ図の実施装置に基いて説明する
。押出しコンテナーｌの一側に押出しラム２を嵌挿し、
他側に第１段押出しダイス３を固定する。前、記押出し
ダイス３の外側壁には、高圧媒液亭のコンテナー５の一
側を当接連設し、コンテナー５の他側に第２段押出ダイ
ス６を固定すへ図では押出しダイス６はコンテナーＳの
先端に、押出ダイス３と同一軸線上に同一方向に配置し
た例を示しであるが、ダイス乙の射出方向は必要に応じ
て任意の方向を採用しうる。前記コンテナーＳには高圧
媒液の供給ロアと高圧媒液の排出口ｇを設けである。前
記供給ロアと排出口ｇとは高圧媒液の循環用の配管９に
よって連結される。前記′配管９には高圧ポンプＩＯが
介装されると共に、高圧ポンプ１０の前後に第１．第２
の加熱装置ｌ／１．！、２および第１、第２の冷却装置
／３、／：４’が夫々介装されてい、る。図中７３は油
の補給用送液管、／６はバルブ、１７は第１段押出力付
加用の油圧シリンダーである。前記実施例において油圧
シリンダー１７内へ加圧油を送入し、押出しラム２を矢
示／ｇのように押出せば押出コンテナーｌ内の素材１９
は押出外イス３のダイス孔を通過して成形されつ〜中間
素材ＪとなってコンテナーＳの高圧媒液弘内へ押出され
、腋部で高圧媒液ダの加圧を受けて押出ダイス乙のダイ
ス孔を通過して成形されつ３−製品２１となって外界へ
矢示２碑よ、うに押出される。前記押出ラムによる押出
成形は従来公知のものと同様であるが、中間素材の成形
である為にその表面状態に対する配慮が少な（てよい。

またコンテナー５内の静圧押出しは、２段目である為に
高圧媒液の圧力を比較的低（することができる。例えば
通常の静圧押出しでは’１３．０００　Ｋｆ／メゴ〜１
ｏｏｏｏ’ｂｆｃｒ／ｌの圧力を必要とするが、本発明
の実施に当ってはその％以下のポカで十分目的を達成し
得ると共に、コンテナーも小型となり、各部機器もきわ
めて小型化される。然して第１綬の押出し成形によって
中間素材表面が多少粗面と、なっても、第２段の押出し
成形によって完全に補正され、表面良好な製品を得るこ
とができる。またコンテナー５の一側は押出しダイス３
に連接しているので、高圧媒液の漏洩な未然に防止じ得
るから、高圧媒液のシールについて特別の配属を要しな
い利点がある。

次に第６図の実施装置について説明する。第６、図の実
施装置はレユーコンテナー２３にホイールコンテナー評
を組み合せて、両コンテナーの空隙部へ素−材ｘｆｔ供
給し、シューコンテナー２３の一側（坐６図中左１１１
）に固定した押出しダイス２６から素材を連続押出成形
しようとするものである。前記押出ダイスムの外側には
高圧媒液２７のコンテナー　久２ｇの一側（第６図中右
側）が当接連設しである。

前記コンテナー、２ｇに高圧媒液の供給口２９”と高圧
媒液の排出口３０を設けると共に、・コンテナー２ｇの
左側端部に押出ダイス３／を固定しである。前記高圧媒
液の供給口２９と排出口３０とは前記第５図の実施装置
と同様に高圧媒液の循環用の配管３２によって連結され
、前記配管３２に高圧ポンプ３３が介装され、高圧ポン
テ３３の前後に第１、第２の加熱装置３’１．３Ｓおよ
び第１１第２の冷却装置３Ａ、３７が介装しである。上
記実施装置において、ホイールコ、ンテナー２ｇを第６
図中矢示３ｇの方向へ回転すると、ホイールコンテナー
と素材おとの摩擦によって素材２Ｓを押出ダイスムから
、押出成形する。このようにして押出された中間素材３
９は高圧媒液内を通過し、高圧媒液の高圧力を受けて押
出ダイス３／から押出成形され、外界に取出されるし前
記実施装置によれば、素材は導続的に供給できるので、
製品も連続的に成形され、必要長の長尺を無端で連続生
産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミニューム合金の静水圧押出時の押出圧と
押出比のグラフ、第２図は銅合金の静水圧押出時の押出
圧と押出比のグラフ、第３図は各種鋼の静水圧押出し時
の′押出圧と押出比のグラフ、第９図は直角ダイスを用
いた定常押出しにおける押出し圧力と断面減少比のグラ
フ、第Ｓ図は本発明の実施装置の一部断面図、第６図は
同じ（／段押出機としてコンフォーム押出装置を用いた
場合の実施装置の一部断面図である。 ｌ・・押出コンテナー　　　コ・・押出しラム３．６・
・押出しダイス　亭・・高圧媒液ＳＯｅコンテナー　　
　１０・−高圧ポンプｌ／、／、３・・加熱装置 １９・・素材　　　　　　Ｉ・・中間素材２３・・シュ
ーコンテナー　　２９・・ホイールコンテナー特許出願
人庫節会ド１」次一本片糺咬 代理人　鈴木正次 第２図 坪巴九に 第ε 第３図 Ｗ出　Ｙし シ ・図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　素材に直接機械力を加え所定押出比のもとに押出ダ
   イスから高圧流動媒液内へ押し出し、ついで高圧流動媒
   体の静圧力によって所定の押出比のもとに・押出ダイス
   から押出すことを特徴とした一段押出方法　　　。 コ　高圧流動媒、液は循環流動させることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の一段押出方法３　高圧流動
   媒液は循環流動中に調温されることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項又は第−項記載の２段押出方法 ダ　機械力による押出機のダイス出口側に直接隣接して
   静圧押出機の高圧コンテナーを設け、機械力による第１
   段押出機と静圧による第一段押出機とを直結したことを
   特徴とする２段押出装置Ｓ　第７段押出機は押出コンテ
   ナーへ押出しラムを挿入し、′押出ラムにより押出コン
   テナー内の素材を押出ダイス側へ加圧 特徴とする特許請求の範囲第ダ項記載の２段押出６　第
   １段押出機はシューコンテナーとボイーーコンテナーと
   の間の素材を、ホイールコンテナーノ回転によって押出
   ダイス側へ加圧するよ５に構成した。ことを特徴とする
   特許請求の範囲第ｑ項記載の２段押出装置 ７　静圧押出機は高圧ポンプおよび高圧媒液の温度調整
   装置を介装した高圧媒液の循環回路を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第ダ項記載の２段押出装置　　　
   　　。