JPS59130624A - 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 - Google Patents
真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法Info
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- JPS59130624A JPS59130624A JP24976083A JP24976083A JPS59130624A JP S59130624 A JPS59130624 A JP S59130624A JP 24976083 A JP24976083 A JP 24976083A JP 24976083 A JP24976083 A JP 24976083A JP S59130624 A JPS59130624 A JP S59130624A
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- Japan
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- extruded
- vacuum
- hollow
- gas
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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 OR PROFILES, 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
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/14—Making other products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
- B21C29/006—Gas treatment of work, e.g. to prevent oxidation or to create surface effects
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、たとえばシンクロトロンなどの加速器に使
用される粒子加速用パイプのような高真空状態で用いら
れるアルミニウム製中空押出形材の製造法に関する。
用される粒子加速用パイプのような高真空状態で用いら
れるアルミニウム製中空押出形材の製造法に関する。
この明細書において、アルミニウムとはアルミニウムお
よびその合金を含むものとする。
よびその合金を含むものとする。
この種の粒子加速用バイブの材料には、いままで主とし
てステンレスが使用されてきたが、最近になってアルミ
ニウムがこの用途に適していることが分かり、使用され
るようになってきている。その理由は、アルミニウムの
方がステンレスに比べて誘導放射能を生じにくくかつ生
じても減衰時間が早いこと、熱伝導性および電気伝導性
が良好であること、表面のガス放出係数が小さいこと、
軽量であること、加工性が良いことなどの点で優れてい
るからである。この粒子加速用パイプの内部は、粒子を
高速で通す必要上、高真空に保たなければならない。し
たがって、いかにしてバイブ内部を高真空にするかとい
うことが重要な課題となる。
てステンレスが使用されてきたが、最近になってアルミ
ニウムがこの用途に適していることが分かり、使用され
るようになってきている。その理由は、アルミニウムの
方がステンレスに比べて誘導放射能を生じにくくかつ生
じても減衰時間が早いこと、熱伝導性および電気伝導性
が良好であること、表面のガス放出係数が小さいこと、
軽量であること、加工性が良いことなどの点で優れてい
るからである。この粒子加速用パイプの内部は、粒子を
高速で通す必要上、高真空に保たなければならない。し
たがって、いかにしてバイブ内部を高真空にするかとい
うことが重要な課題となる。
従来、粒子加速用パイプの内部を高真空にするために、
バイブ内面を有機溶剤等により脱脂処理した後、約１５
０℃で２４時間程度の加熱脱ガス処理を繰返して行なっ
たり、またこの処理と組合わせて水素ガス、アルゴンガ
ス、酸素ガスなどの中での放電洗浄を行っていたが、こ
のような作業は長ＦｆＩ間を要して非能率的であるうえ
に、真空度の点においても未だ充分に満足し得るもので
はなかった。
バイブ内面を有機溶剤等により脱脂処理した後、約１５
０℃で２４時間程度の加熱脱ガス処理を繰返して行なっ
たり、またこの処理と組合わせて水素ガス、アルゴンガ
ス、酸素ガスなどの中での放電洗浄を行っていたが、こ
のような作業は長ＦｆＩ間を要して非能率的であるうえ
に、真空度の点においても未だ充分に満足し得るもので
はなかった。
ところで粒子加速用パイプ内部の高い兵空度を保持する
ためには、製品になった後におけるパイプ内壁からの放
出ガスを減らすことが重要である。この点につき本発明
者らは実験研究を重ねた結果、アルミニウム製パイプの
内面の皮膜状態が真空度に大きく影響を与えることが判
明した。
ためには、製品になった後におけるパイプ内壁からの放
出ガスを減らすことが重要である。この点につき本発明
者らは実験研究を重ねた結果、アルミニウム製パイプの
内面の皮膜状態が真空度に大きく影響を与えることが判
明した。
アルミニウムは、周知のように、非常に酸化され易い金
属であり、微量の酸素に触れただけで表面に酸化膜が形
成される。また、水、湿気などの水分の存在する環境下
に置かれると、その表面に水和酸化膜が生成する。そし
て水和酸化物の生成反応の温度が高い稈水和酸化膜の成
長は著しく、高温環境ではアルミニウム表面にベーマイ
トまたはバイアライトなどの水和酸化膜が形成される。
属であり、微量の酸素に触れただけで表面に酸化膜が形
成される。また、水、湿気などの水分の存在する環境下
に置かれると、その表面に水和酸化膜が生成する。そし
て水和酸化物の生成反応の温度が高い稈水和酸化膜の成
長は著しく、高温環境ではアルミニウム表面にベーマイ
トまたはバイアライトなどの水和酸化膜が形成される。
このような水和酸化膜の膜質は、水分の存在しない環境
で形成されるアルミニウム酸化膜に比べて非常に粗で多
孔質状でありかつその孔形態もＮ雑にいり込んでいる。
で形成されるアルミニウム酸化膜に比べて非常に粗で多
孔質状でありかつその孔形態もＮ雑にいり込んでいる。
加えてＩｌＮ厚も厚い。
ところで、通常の押出成形によるアルミニウム製パイプ
の内面には、成形特水分を含んだ大気との接触により水
和酸化膜が生成される。しかもこの水和酸化膜は、押出
時高温にさらされるため、水和酸化膜の生成反応が促進
されて厚膜となっている。この水和酸化膜の膜質は上述
のとおりのものであり、かつ厚膜であるために皮膜に多
くの水分が吸着する。しかも皮膜がらみつざに欠けるた
めに、成形後においても大気中に存在する水分、ハイド
ロカーボン、二酸化炭素および一酸化炭素などの真空度
低下物質が皮膜に吸着する。このような真空度低下物質
は、前記ガス中における放電洗浄時や真空引き時におい
てすらなお若干存在しているために前記同様皮膜に吸着
する。しかもこれは水和酸化膜が上記のようなものであ
るために、皮膜内にいわば吸蔵された形態になる。その
結果これの脱離が困難な状態となり、真空引きを行なっ
てもなかなか除去できない。したがって、これが粒子加
速用パイプの真空度向上阻害の原因になっている。また
押出成形後のアルミニウム製パイプの機械的強度を高め
るために、高温加熱後、水冷および空冷などの焼入れ処
理が行なわれるが、このさいにも押出成形時に形成され
た上述の水和酸化膜はさらに成長するとともにすでに吸
着されている真空度低下物質は皮膜に内蔵される形とな
る。
の内面には、成形特水分を含んだ大気との接触により水
和酸化膜が生成される。しかもこの水和酸化膜は、押出
時高温にさらされるため、水和酸化膜の生成反応が促進
されて厚膜となっている。この水和酸化膜の膜質は上述
のとおりのものであり、かつ厚膜であるために皮膜に多
くの水分が吸着する。しかも皮膜がらみつざに欠けるた
めに、成形後においても大気中に存在する水分、ハイド
ロカーボン、二酸化炭素および一酸化炭素などの真空度
低下物質が皮膜に吸着する。このような真空度低下物質
は、前記ガス中における放電洗浄時や真空引き時におい
てすらなお若干存在しているために前記同様皮膜に吸着
する。しかもこれは水和酸化膜が上記のようなものであ
るために、皮膜内にいわば吸蔵された形態になる。その
結果これの脱離が困難な状態となり、真空引きを行なっ
てもなかなか除去できない。したがって、これが粒子加
速用パイプの真空度向上阻害の原因になっている。また
押出成形後のアルミニウム製パイプの機械的強度を高め
るために、高温加熱後、水冷および空冷などの焼入れ処
理が行なわれるが、このさいにも押出成形時に形成され
た上述の水和酸化膜はさらに成長するとともにすでに吸
着されている真空度低下物質は皮膜に内蔵される形とな
る。
この発明の目的は、上記の問題を解決し、内部を真空に
保つことが要求される粒子加速用パイプなどの用途に適
した真空用アルミニウム製中空押出形材の安価な製造法
を提供することにある。
保つことが要求される粒子加速用パイプなどの用途に適
した真空用アルミニウム製中空押出形材の安価な製造法
を提供することにある。
この発明による真空用アルミニウム製中空押出形材の製
造法は、アルミニウム中空押出形材を押出成形するにあ
たり、押出されつつある形材の中空部内に不純物として
の酸素を含む不活性ガスを供給することを特徴とするも
のである。
造法は、アルミニウム中空押出形材を押出成形するにあ
たり、押出されつつある形材の中空部内に不純物として
の酸素を含む不活性ガスを供給することを特徴とするも
のである。
上記において、押出形材の素材としては、押出性および
機械的強度の点から、Ａ６０６１およびＡ６０６３など
のＡ／−Ｍｇ−８ｉ系合金が好ましい。不活性ガスとし
ては、アルゴンおよびヘリウムが一般的である。また現
在工業的に得られる不活性ガスの純度はほぼ９９．９９
％であり、微量の酸素が不純物として必ず含まれている
。
機械的強度の点から、Ａ６０６１およびＡ６０６３など
のＡ／−Ｍｇ−８ｉ系合金が好ましい。不活性ガスとし
ては、アルゴンおよびヘリウムが一般的である。また現
在工業的に得られる不活性ガスの純度はほぼ９９．９９
％であり、微量の酸素が不純物として必ず含まれている
。
従来方法で製造されたアルミニウム製加速用バイブでは
、その真空度が充分満足しうるまで高くない理由は、上
述したようにアルミニウム表面に水和酸化膜が形成せら
れており、この水和酸化膜に吸蔵された状態になってい
る真空度低下物質がバイブ内に放出されるからであるが
、この発明の真空用アルミニウム製中空押出形材の製造
法によれば、アルミニウム中空押出形材を押出成形する
にあたり、押出されつつある形材の中空部内に不純物と
しての酸素を含む不活性ガスを供給するものであるから
、中空押出形材の内面は水分を含んだ大気と接触するこ
とはなく、同内面に問題のある水和酸化膜が生成しない
。他方上記供給不活性ガス中のに含まれる酸素により、
同内面に酸化膜が形成せられる。
、その真空度が充分満足しうるまで高くない理由は、上
述したようにアルミニウム表面に水和酸化膜が形成せら
れており、この水和酸化膜に吸蔵された状態になってい
る真空度低下物質がバイブ内に放出されるからであるが
、この発明の真空用アルミニウム製中空押出形材の製造
法によれば、アルミニウム中空押出形材を押出成形する
にあたり、押出されつつある形材の中空部内に不純物と
しての酸素を含む不活性ガスを供給するものであるから
、中空押出形材の内面は水分を含んだ大気と接触するこ
とはなく、同内面に問題のある水和酸化膜が生成しない
。他方上記供給不活性ガス中のに含まれる酸素により、
同内面に酸化膜が形成せられる。
この酸化膜の膜質はちみつでかつその膜厚は薄いから、
水和酸化膜に較べて真空度低下物質の吸着、吸蔵は著し
く少なく、かつ吸着、吸蔵されていても脱ガス処理によ
り簡単にこれを除去することができる。したがって、真
空度低下物質がパイプ内に放出される量が非常に少なく
なり、高真空度を保つことができるし、従来のように真
空度を高めるための面倒な作業を省略ないし軽減するこ
とができる。
水和酸化膜に較べて真空度低下物質の吸着、吸蔵は著し
く少なく、かつ吸着、吸蔵されていても脱ガス処理によ
り簡単にこれを除去することができる。したがって、真
空度低下物質がパイプ内に放出される量が非常に少なく
なり、高真空度を保つことができるし、従来のように真
空度を高めるための面倒な作業を省略ないし軽減するこ
とができる。
また形材の中空部内に酸素のみを供給することが考えら
れるが、酸素だけであればダイスに付着している油が押
出時の温度の高い中空押出形材に転移したりすると爆発
の危険性がある。
れるが、酸素だけであればダイスに付着している油が押
出時の温度の高い中空押出形材に転移したりすると爆発
の危険性がある。
この危険性を除くために！１２素と不活性ガスとの混合
ガスを用いるのがよいが、コスト高となる。
ガスを用いるのがよいが、コスト高となる。
この発明によれ【６お、不活性ガスの存在によりこのよ
うなおそれがないし、微量の酸素で充分上記酸化膜が得
られるからコスト安となる利点がある。
うなおそれがないし、微量の酸素で充分上記酸化膜が得
られるからコスト安となる利点がある。
なお、この発明の方法によって得られた中空押出形材は
、粒子加速用パイプに限らず高真空を保つ必要がある製
品に用いることができる。
、粒子加速用パイプに限らず高真空を保つ必要がある製
品に用いることができる。
この発明の実施例を、以下図面を参照して説明する。
第１図には押出機が示されており、同図において、（１
）はコンテナ、（２）はコンテナ（１）内のアルミニウ
ム・ビレット、（３）（４）はビレット（２）を押圧す
るダミー・ブロックおよびステム、（５）は中央に混合
ガス噴射口（６）を有するポート・ホール・ダイス雄型
、（７）は同雌型、（８）はダイ・ホルダ、（９）（１
０）は雄型（５）およびダイ・ホルダ（８）に形成せら
れたガス通路、（１１）はダイ・ホルダ（８）に設けら
れたガス供給口、（１２）はガス容器で、これに取付け
られた導管〈１３）がガス供給口（１１）に接続せられ
ている。（１４）はボルスタである。
）はコンテナ、（２）はコンテナ（１）内のアルミニウ
ム・ビレット、（３）（４）はビレット（２）を押圧す
るダミー・ブロックおよびステム、（５）は中央に混合
ガス噴射口（６）を有するポート・ホール・ダイス雄型
、（７）は同雌型、（８）はダイ・ホルダ、（９）（１
０）は雄型（５）およびダイ・ホルダ（８）に形成せら
れたガス通路、（１１）はダイ・ホルダ（８）に設けら
れたガス供給口、（１２）はガス容器で、これに取付け
られた導管〈１３）がガス供給口（１１）に接続せられ
ている。（１４）はボルスタである。
第１図の押出故により、第２図および第３図に示されて
いるような横断面を有する粒子加速用パイプに用いられ
る中空押出形材（ｉ５） （１６）が押出成形される
のである。もちろん両者を成形するダイスは成形される
べき形材（１５） ＜１６）のそれぞれに合致した形
状のものが用いられる。
いるような横断面を有する粒子加速用パイプに用いられ
る中空押出形材（ｉ５） （１６）が押出成形される
のである。もちろん両者を成形するダイスは成形される
べき形材（１５） ＜１６）のそれぞれに合致した形
状のものが用いられる。
所定長さの両押山形材（１５） （１Ｇ）が交互に連
結せられて無端状の粒子加速用パイプ（図示せず）が組
立てられるのである。両図において、（’１７） （
１８）は横断面楕円形の粒子流通中空部（粒子加速用パ
イプに組込時−以下同様）、（１９）はこれに隣接する
横断面方形の真空引き用中空部、（２０）は雨中空部（
１７） （１９）間の隔壁で、これには所定間隔おき
に連通孔があけられる。（２１） （２２）は粒子流
通中空部（１７）（１８）の−側に設（プられた横断面
小円形の冷却水流通中空部、（２３） （２４）およ
び（２５）は粒子流通中空部（１７） （１８）およ
び真空用中空部（１９）のそれぞれ−側に設けられた加
熱脱ガス処理用シーズ・ヒータ線取付用溝である。
結せられて無端状の粒子加速用パイプ（図示せず）が組
立てられるのである。両図において、（’１７） （
１８）は横断面楕円形の粒子流通中空部（粒子加速用パ
イプに組込時−以下同様）、（１９）はこれに隣接する
横断面方形の真空引き用中空部、（２０）は雨中空部（
１７） （１９）間の隔壁で、これには所定間隔おき
に連通孔があけられる。（２１） （２２）は粒子流
通中空部（１７）（１８）の−側に設（プられた横断面
小円形の冷却水流通中空部、（２３） （２４）およ
び（２５）は粒子流通中空部（１７） （１８）およ
び真空用中空部（１９）のそれぞれ−側に設けられた加
熱脱ガス処理用シーズ・ヒータ線取付用溝である。
上記中空押出形材（１５）の製造順序について述べる。
まず、ダイスを苛性洗浄した後５６０℃で３時間均質化
処理した八６０６３のビレット（２）を押出温度５００
℃、押出速度１０１１／ｍｉｎで押出す。このさい潤滑
油は使用しない。
処理した八６０６３のビレット（２）を押出温度５００
℃、押出速度１０１１／ｍｉｎで押出す。このさい潤滑
油は使用しない。
前記押出と同時にガス容器（１２）より不純物としての
酸素を含むアルゴンガス（２６）を導管（１３＞、通路
（１０）’（９）を経て噴出口（６）より圧力２〜３
ｋｇ／ ｃｍ２で噴出し、押出されつつある形材（１５
）の中空部内に供給する。そして僅か押出された後の形
材（１５）の先端開口部をプレスで圧接して密封し、第
１図に示されているような一方の密封端部（２７）を形
成ツる。
酸素を含むアルゴンガス（２６）を導管（１３＞、通路
（１０）’（９）を経て噴出口（６）より圧力２〜３
ｋｇ／ ｃｍ２で噴出し、押出されつつある形材（１５
）の中空部内に供給する。そして僅か押出された後の形
材（１５）の先端開口部をプレスで圧接して密封し、第
１図に示されているような一方の密封端部（２７）を形
成ツる。
その後も混合ガス（２６）の供給を継続し、所定長さ押
出した後、形材（１５）をシャーで切断すると同時に切
断端を密封し、他方の密封端部（２８）を形成する（第
４図参照）。その後混合ガス（２６）を密封したま）の
形材（１５）を２５０℃まで強制空冷し、続いて自然冷
却した後引張り矯正する。つぎにそのま１の状態で１８
０°Ｃで６時間時効処理を行なう。最後に形材（１５）
の両密封端部（２７） （２８＞を油を用いずかつエ
ヤー・ブローなしで切断し、所定寸法の中空押出形材を
うる。他の中空押出形材（１６）もダイスを代えるだけ
で上記と同様にして製造ぼられる。
出した後、形材（１５）をシャーで切断すると同時に切
断端を密封し、他方の密封端部（２８）を形成する（第
４図参照）。その後混合ガス（２６）を密封したま）の
形材（１５）を２５０℃まで強制空冷し、続いて自然冷
却した後引張り矯正する。つぎにそのま１の状態で１８
０°Ｃで６時間時効処理を行なう。最後に形材（１５）
の両密封端部（２７） （２８＞を油を用いずかつエ
ヤー・ブローなしで切断し、所定寸法の中空押出形材を
うる。他の中空押出形材（１６）もダイスを代えるだけ
で上記と同様にして製造ぼられる。
なお、上記内密１］端部（２７） （２８）は、押出
成形後、中空押出形材の使用地に送られてから切断除去
してもよい。
成形後、中空押出形材の使用地に送られてから切断除去
してもよい。
上記押出形材の内面にはちみつでかつ薄い酸化膜が形成
されていた。
されていた。
図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は押出成
形途上を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線にそ
う断面図、第３図は粒子加速用パイプをつくるさい第２
図の形材と組合わせて用いられる伯の形材の第２図相当
断面図、第４図は不純物としての酸素を含む不活性ガス
密封状態の形材の縦断面図である。 （１５） （１６）・・・中空押出形材。 以 上 外４名
形途上を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線にそ
う断面図、第３図は粒子加速用パイプをつくるさい第２
図の形材と組合わせて用いられる伯の形材の第２図相当
断面図、第４図は不純物としての酸素を含む不活性ガス
密封状態の形材の縦断面図である。 （１５） （１６）・・・中空押出形材。 以 上 外４名
Claims (1)
- アルミニウム中空押出形材を押出成形するにあたり、押
出されつつある形材の中空部内に不純物としての酸素を
含む不活性ガスを供給することを特徴とする真空用アル
ミニウム製中空押出形材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24976083A JPS59130624A (ja) | 1981-11-04 | 1983-12-26 | 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177552A JPS5919769B2 (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 |
| JP24976083A JPS59130624A (ja) | 1981-11-04 | 1983-12-26 | 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56177552A Division JPS5919769B2 (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130624A true JPS59130624A (ja) | 1984-07-27 |
| JPS6137005B2 JPS6137005B2 (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=26498063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24976083A Granted JPS59130624A (ja) | 1981-11-04 | 1983-12-26 | 真空用アルミニウム製中空押出形材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130624A (ja) |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24976083A patent/JPS59130624A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6137005B2 (ja) | 1986-08-21 |
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