JPS6024356A - アルミニウム系熱間成形品の製作方法 - 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】 アルミニウム系熱間成形品を溶融金属から製造する事は
先行技術によく知られている事である。

然し乍ら此の先行技術による難点は鋳造金属の鋳造した
侭の粒子構造が熱間成形後のアルミニウム系製品内に相
当量残留すると云う事であった。

此の為アルミニウム系熱間成形品を細い線に紐引したり
又其の他の用途に使用する事にしばしば制限があった。

溶融金属からアルミニウム系熱間成形品を製造するに用
いられて来た装置の典型的なものが米国特許第２．７１
０．４３３号に示されている。此の発明の様な装置の場
合、鋳造機械内で溶融アルミニウム系金属を凝固して鋳
造金属をつくり、鋳造金属が略々凝固した時の状態にあ
る熱間成形温度に於て該鋳造金属の熱開成形を開始して
、アルミニウム系熱間成形品が製造される。

前記の米国特許及び此れに類似した装置の先行技術によ
り熱間成型を行なうと、＠造金鳥は一般的に其の延伸軸
に沿った方向に少（とも３００倍率で延伸せしめられる
。然し其の延伸軸と垂直の方向に沿った鋳造金属の移動
は比較的小さく、多量の鋳造粒子構造が熱間成形後のア
ルミニウム原製品内に残留する結果になる。

米国特許第３．３１５．３４９号には同第２．７１０゜
４３３号に記載された装置及び熔Ｑ金爲からアルミニウ
ム系熱間成形品をつくるのに一般的に用いられて来た其
の他の先行技術の装置とは異なった装置を用いて、銅系
熱間成形品を製造する方法が記載されている。米国特許
第３．３１５．３４９号の方法では、熱間成形中の鋳造
金属の変形により鋳造金属は其の延伸軸に垂直な方向に
実質的に移動せしめられるが、此の特許は銅系熱間成形
品の製造を目的としており、鋳造粒子構造を完全に消滅
せしめたアルミニウム系熱間成形品を溶融金屑から製造
する方法を与えるものではない。此れは、アルミニウム
系鋳造金属を熱開成形中に唯単に延伸軸に垂直方向に移
動さぜるだレナでは、鋳造粒子構造の残留しないアルミ
ニウム系熱間成形品は得られないからである。斯くの如
く、先行技術を以てしては、鋳造粒子構造を完全に消滅
せしめたアルミニウム系熱間成形品を溶融金屑から製造
する方法は得られなかった。

本発明が先行技術と相異しているのは、本発明により鋳
造金属の鋳造粒子構造が略々完全に消滅したアルミニウ
ム系熱間成形品が得られると云う事である。従って本発
明によるアルミニウム系熱間成形品は細い線や其の他の
用途の為線引きするに好適である。

本発明に記載された方法により溶融金屑からつくられた
アルミニウム系熱間成形品では鋳造粒子構造が略に完全
に破壊されると云うのは、鋳造金に１を米国特許第３，
３１５．３４９号に依る方法で熱開成形し、之に加えて
更に其の延伸軸に沿った方向に少くとも２００倍率で延
伸すると鋳造粒子（！７７７造は略々完全に破壊される
事が発見されたからである。斯くの如く本発明の方法は
、溶融アルミニウム系金属を凝固して鋳造金属をつくり
、該金屑が実質的に其の凝固した状態にある間に該金属
の熱間成形を開始し、次いで実質的回数該金屑に熱間変
形を加え該金屑の延伸軸に沿い少くとも２００倍率で該
金属を延伸し、又延伸軸に略り垂直な複数軸ＶＣ沿い内
方のみならず外方に向って該金属を実質的に移動せしめ
る事を包含する。

以下図面を参照しっつ本発ＦＩＪの特定の一実施例を記
載するが、本発明は此れに限定されるものではなく、本
発明の概念を逸脱する事なく他の同等の形に於ても実施
され得るものである。

本発明の方法は第１図に図示された装置の如き実施手段
により最も良く理１１Ｊ’ｌ−される。此の装置は連続
鋳造機１０と圧延機ＩＪとよりなる。連続鋳造機１０は
溶融金属９を凝固せしめて鋳造棒ｉＦＡ’　１２をつく
る作用をなし、該鋳造棒材］２（例えば断面積３０００
〜６０００−）は凝固した時の状態で連続鋳造機１ｏか
ら圧延機Ｊ１に送られ、圧延機ｊ１は以下記載する方法
に従って鋳造棒材１２ＶＣ貼間成形を加えアルミニウム
線材１６（例えば７〜１０，１ｎ〆の）或いは他のアル
ミニウム系熱間成形品にする作用をなす。第１図の装置
の場合、鋳造棒材１２は溶融金属９の量により定められ
る任意の長さをもち鋳造機１ｏと圧延４Ｍ１Ｊの間に延
伸している事が理解される。即ち２ｇ１図の装＃ｌが稼
動すれば溶融金属を凝固する過程と鋳造金属を熱間成形
する過程は同時に行われている。

連続鋳造機１０は米国特許第３，３１８．３　Ｇ　７号
に記載された如き一般にある鋳造用ホイール型で、無限
バンドＪ４で部分的にとりかこまれたｔｌ朽？を用フイ
４（図示省略）を備えた鋳造用ホイール］３を有してい
る。該バンド１４は代数のアイドルホイール１５により
鋳造用ホイールＪ３を部分的にどっかこむように支承さ
れて両者相まって鋳型（図示省略）を形成し、該１ｉｔ
Ｉｉ型の一端より溶融り１ン底９が注入され、他端より
凝固した鋳造棒材１２が送り出される。

圧延機１１は一般に通常の形式で鋳造金Ｅαに一連の変
形を加えて熱間成形する一連の圧延スタンド１７を備え
ている。連続鋳造機と圧延機１１は、鋳造棒材１２が略
ｈａ固した直後の状態で該棒材が未だ熱間加工温度範囲
にある時に圧延機に送り込まれる如き関係位置におかれ
ている。鋳造機ｊＯと圧延機１１の間には棒材の加熱挫
作は必要ないが、若し、熱開成型温度を精密に調整する
必要があれば鋳造棒材１２の温度調節手段（図示省略）
を鋳造機１０と圧延機１１の中間に配置してもよいが、
この場合も本発明の概念を逸脱するものでない。

斯くの如き特徴にカミわらず、第１図の装置は簡単な略
図により示されているが、これは、此の装置の構成部分
は当業者の容易に理解する所であり、又本願記載の方法
を理解すれば、直接冷開（チル）鋳造機或いは他の多く
の公知の装置で第１図の連続鋳造機１０を置換し、連続
鍛造機或いは他の多くの公知の装置で圧延機１１を置換
する事が出来る事は当業者にとって明白な事であるから
である。即ち本発明によれば、溶融アルミニウム系金倉
を凝固して鋳造金に１をつくる鋳造手段と、略々凝固し
た状態にある該鋳造金属を本願記載の方法に従って熱間
成形する手段とを包含する殆んど如何なる装置によって
も、溶融金屑から改良されたアルミニウム系熱間成形品
が得られるからである。

圧延機１１の如き熱間成形手段が鋳造棒材１２の如き鋳
造金属を如何にして熱開成形すべきカ）カー第２図及び
第３図に図示されている。第２図、第３図の点線図形は
鋳造棒材１２が連続圧延スタンド１７に入る時の断面形
状を示し、笑腺図形（ま各スタンドを出る時の断面形状
を示す。此等の断面形状に鋳造棒材１２を圧縮する為の
ロールックス（ロールに施す圧延溝−図示省略）は当業
者もてよく知られている所である。

第２図から分る如く、鋳造棒材１２を熱間成形してアル
ミニウム線材１６の如き８間成形、５Ｂにする時、鋳造
棒１２は漸次圧縮変形され延伸軸２０に垂直で略々平た
く引きのばされた断面形状と略々円形の断面形状を交互
に占める。同様に第３図では、略々三角形で、交互に延
伸軸の廻りに１８０度回転された一連の横断面形状に圧
縮変形される。更に圧延機１１は普通に知られた方法で
調整され、数次の変形が第２図、第３図の断面積を漸次
逓減する様にする。第２図、第３図に於ける此の逓減す
る断面積は、鋳造棒材１２が圧延機１１を通過し終ると
其の延伸軸２０に沿って少くも２００倍率で延伸する様
に選定する。此の目的を果スロールパスを有する圧延機
１１のスタンド群１７は当事者によく知られた所であり
、更に第２図、第３図に示された如き断面形状により鋳
造棒材１２を熱開成形すれば該棒材中の鋳造金属は其の
延伸軸に沿ってのみならず、延伸軸に垂直な複数軸に沿
っても実質的に移動する事になる事も当事者のよく理解
する所である。即ち鋳造棒材１２を第２図、第３図に示
された様な一連の断面形状に漸次変形する為には、該鋳
造棒材内の鋳造金への少くともある部分が延伸軸２０に
直角方向に変形さ１１、ある断面形状の鋳造金総各部分
が延伸軸に対し又前の断面形状の時のそれ等０牙の占め
る位置に対し内方及び外方に移動せしめられる事が必要
であるからである。鋳造棒材１２内の鋳造金属の此の必
要な移動は第２図、第３図の横断面形状により示された
変形以外の多（の変形によっても可能である事も理解さ
れよう。

然し乍ら、鋳造棒材１２を延伸軸方向に少くとも２００
倍率で延伸し鋳造金属に延伸軸に垂直方向の必要な移動
を与える為の変形の方法如何にかかわらず、結果の延伸
と横方向移動は鋳造金属に三次元の「ひろがり」（スプ
レッド）を与え、鋳造粒子構造が実質的に残留せず又此
の故に先行技術に優る線引き性をもつアルミニウム系熱
間成形品を可能ならしめるだけの鋳造金属の全体の移動
を与えることになる。本願記載の方法により溶融金屑か
らつくられたアルミニウム系熱間成形品が非常にすぐれ
たものである事は第５図〜第８図に明らかに示されてい
る。

第５図はアルミニウム係溶融金腐９を鋳造機１０で凝固
せしめて得た鋳造棒材１２の横断面に於ける粒子構造を
示す。該溶融アルミニウム系金属９はＥＣ品位のアルミ
ニウムを得る様に混合されたもので、第５図の大きな柱
状粒子３１と粒子配列は、アルミニウム系鋳造棒＠１２
の鋳造粒子ｄ（造の特徴である。

第８図は本発明により製造されたアルミニウム線材１６
の横断面に於ける粒子構造を示すもので、鋳造棒材１２
は圧延機ｊ１に依り熱開成形されつ又変形し、延伸軸２
０に沿い略に２０の倍率で延伸し同時に延伸軸に略々垂
直の複数軸に沿い鋳造金屑が実質的移動をした場合を示
す。

第６図及び第７図は夫々本願記載以外の方法で製造され
たアルミニウム線材１６′及び１６″の１ｃＭ断面に於
ける粒子構造を示す。第６図のアルミニウム線材１６′
は略々鋳造状態にある鋳造棒材１２を米国特許第２，７
　］　０．４３３号に記載された如き熱間成形手段で第
４図の各横断面形状に変形したものである。第２図、第
３図同様に、第４図の点線は鋳造棒材］２が各圧延スタ
ンドに入る時の、又実線は出る時の横断面形状を示す。

第４図の横断面形状は延伸軸２０に沿い約３０の倍率で
延伸する様に適当なロールパスを使用して普通の方法で
選定されたものであるが、此の場合は一つの断面形状の
各部分は、延伸軸２ｏと前の断面形状に於てそれ等自身
が占めていた位置とに対して外方に向っては移動してい
ないので、鋳造金屑が延伸Ｑ１１に垂直な複数軸樗そっ
て実質的移動をすることにならない事がわかるであろう
。第７図のアルミニウム線材１６′は第２図及び第３図
と同様な一連の横断面形状に従って鋳造棒材を変形し熱
開成形したものであるが、此の場合の一連の変形は延伸
倍率が約１５程度に止る様に選定されたものである。

熱間成形前の粒子構造を示す第５図と本発明により成形
されたアルミニウム線材１６の粒子イ’＋１造を示す第
８図を比較するに、線材１６に於ては鋳造粒子構造が略
々完全に破壊されて了っているのが見られる。第５図と
、延伸軸２０に沿った方向には少くも２０の延伸倍率で
鋳＠棒材１２を延伸したけれども延伸軸に略／−非直な
複数軸に沿う方向には鋳造金楓の実質的移動をせしめず
に熱開成形して得たアルミニウム線材１６′の粒子構造
を示す第６図とを比較するに、鋳造粒子構造が線材１６
′に著しく残留しているのが見られる。

同様Ｋ、延伸軸方向に２０以下の倍率で延伸し延伸軸に
垂直な軸方向に鋳造金属を実質的に移動せしめて熱間成
形したアルミニウム線材］６“の粒子構造を示す第７図
を第５図と比較するに、線材１６′にはこれ又著しい鋳
造粒子構造の残留が認められる。線材１６“によりわか
る事は、本発明の方法は鋳造棒材１２を少くとも２００
倍率で延伸する事を必要とすると云う事であり、これに
対し線材１６“は延伸倍率が２０以下の熱間成形品を代
表的に示しているのである。

尚、第４図の方法で延伸率１５とした場合（先行技術）
と第２図の方法で延伸率を２０とした場合（本願発明）
とについて、１０．０３粍（３，９５’ダ）の荒引線よ
りＡＷＧＩＯ番ゲージのワイヤーロッドに線引きしたサ
ンプルを夫々２個づつとり、その機械的性能を試験した
結果は次表の如くで、本願発明によるワイヤーロッドは
先行技術によるワイヤーロッドより優れた機械的性能を
有することが判明した。

斯くの如く、第５図乃至第８図から、鋳造金属の鋳造粒
子構造が略々完全に破壊されたアルミニウム線材１６の
如きアルミニウム系熱間成形品を溶融金総から製造する
には、溶融アルミニウム系金属を凝固して鋳造金属にし
、鋳造状態にある該鋳造金属を延伸軸方向に少くとも２
００倍率で延伸すると共に延伸軸に略々垂直な複数軸方
向の鋳造金属の実質的位置移動がある様に熱開成形する
事とを包含する方法による他はない事がわかるであろう
。本願記載の実施例に於ては、鋳造金属の所要の熱開成
形は、鋳造棒材１２を一連の略り平たく引きのばされた
断面形状と略々円形の断面形状に交互′ＶＣ変形し、又
は銘々三角形で交互に延伸軸の廻りに１８０度回転した
一連の断面形状に変形し、鋳造棒材１２の延伸倍率が少
くも２０になるに足るだけの断面積減少率をもって行わ
れている。

然し乍ら、鋳造棒材１２又は他の鋳造金属を、長軸が相
互に角度をもつ様に配列された略々平たく引きのばされ
た一連の断面形状或いはその他の形状１て変形せしめて
も、断面積の充分な減少を与えれば、本発明に必要な鋳
造金属の延伸軸方向の延伸と、延伸軸に略に垂直な軸方
向の位１〃移動を熱開成形中に与え得るであろう事も理
解されるであろう。

尚、本実施例において使用したアルミニウムは、ＥＣ−
アルミニウム（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ｇｒａｄｅ　）で、Ａｌ：９９．４５％、その他痕跡程
夏の元素（その種類及び量について測定しなかったが何
れも微量であり、特に銅を混入した場合はその量は０．
１２％以下であった）。また本実施例の第１スタンドへ
入る時の鋳造棒の温度は約１０００′Ｐ（約５４０　℃
）で、本発明の実施例の圧延回数（パス回数）は１３パ
ス（従来技術の場合のそれは１１〜１５パスの範囲）で
あった。

斯くの如く、本願請求の範囲を逸脱する事なく本発明の
説明の為に本願に記載された実施例に於て、鋳造金屑が
熱開成形中に占める特定の断面形状の置換及びその他の
多くの置換が可能である事が理解されよう。

【図面の簡単な説明】

以下の各図面に於ける参照番号は同一部分に対し各図面
共通の一貫番号を附す。 第１図は本発明の一実施例を実施するに適した装置の一
例を図示したもので、此の装置は鋳造機緘と複数のスタ
ンドを備えた圧延機を包含している。 第２図はアルミニウム系（アルミニウムベースの）鋳造
棒を本発明の第一の実施例に従って熱開成形する際該鋳
造棒が変形される横断面形状を示す。 第３図は第二の実施例に依る同様の横断面形状を示す。 第４図は先行技術に依る同様の横断面形状を示す。 第５図は溶融アルミニウム系金屑が凝固した鋳造棒の横
断面内に於ける粒子構造で熱間成形前のものを図示して
いる。 第６図は第５図の鋳造棒を延伸軸に沿って３０以上の延
伸倍率をもって又該鋳造棒の延伸軸に略々垂直の複数の
軸方向１ｃ鋳造金八を実質的に移動せしめる事なく熱間
成形したアルミニウム線材の横断面内の粒子構造を図示
している。 第７図は第６図同様のアルミニウム線材の棉断面内粒子
描造であるが、延伸倍率が２０以下で、延伸軸に略り垂
直な軸方向′に鋳造金属を実質的に移動せしめた場合の
構造を示している。 第８図は第５図の鋳造棒から本発明に依って熱間成形さ
れたアルミニウム線材の４９７断面内粒子構造を示すも
ので、延伸軸方向の延伸倍率は少くとも２０以上で、延
伸ｅｌ＋に垂直な軸方向に内方のみならず外方に向って
鋳造金属を実質的に移動せしめた場合の粒子構造を図示
している。 特許　出　願　人　ザウスワイヤ　コンパニ代理人　弁
理士　三　好　秀　相１ｔ、・ら　；・□′ し− 手続補正書 昭和５９年４月３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　特願昭第５７−４９２３２号２、発明
の名称　アルミニウム系熱間成形品の製作方法３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 住所（居所）　アメリカ合衆国　ジョージャ州　キャロ
ルトンファーテイラ　ストリート　１２６ 氏名（名称）　サウスワイヤ　コンパニ代表者　ダニニ
ル拳ビー・コファ 国籍　アメリカ合衆国 ４、代理人　郵便番号　１０５ 住所　東京都港区虎ノ門１丁目２番３号　虎ノ門第−ビ
ル５階電話　東京（５０４）　３０７５・３０７６・３
０７７番氏名弁理士（６８３４）三　好　保　男（ほか
１名） ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）図面 ６、補正の内容 （１）明細書の第８頁２行目及び第１２貞１行目記載の
「及び第３図」、同第８頁２行乃至３行目。 同第８頁１７行目、同第８頁１８行目、同第９頁４行目
、同第９頁９行目、第１１頁１０行目記載の「、第３図
」を削除する。 （２）同第１１１頁９行目、同第１頁１０行目、同第１
１頁１２行目、同第１３頁６行目、同第１６頁１４行目
記載の「第４図」を「第３図」に補正する。 （３）同第１００頁９行目、同第１頁１１行目、同第１
０頁１５行目、同第１２頁５行目、同第１２２頁９行目
、同第１頁１９行目、同第１４４頁１行目、同第１頁１
６行目、同第１７７頁８行目、同第１頁１９行目記載の
「第５図」を１第４図」に補正する。 （４）同第１１１頁４行目、同第１頁６行目、同第１２
貞１４行目、同第１６頁１９行目、同第１７頁４行目記
載の１第６図」を「第５図」に補正する。 （５）同第１１頁４行目、同第１１頁２０行目、同第１
２頁１９行目、同第１７頁４行目記載の「第７図」を「
第６図」に補正する。 （６）同第１０頁９行目、同第１０頁１８行目、同第１
２頁７行目、同第１４頁１行目、同第１７頁８行目記載
の「第８図」を１第７図」に補正する。 （７）同第８頁１３行乃至１６行目記載の「同様に・・
・・・・圧縮変形される　」、同第１６頁１２行乃至１
３行目記載の［第３図は・・・・・・・・・形状を示す
１．」を夫々削除する。 （８）同第９頁１６行乃至１８行目記載の「第２図、第
３図の・・・・・・・・・理解さｉｔよっつ」を「第２
図の横断面形状により示された変形によって、極λうて
効果的に行なわれる９、」と補正する。 （９）第３図を削除し、第４図、第５図、第６図。 第７図及び第８図を第３図、第４図、第５図、第６図及
び第７図に夫々繰り上げて補正する。 代理人　弁理士　三　好　保　男 手続ネ山■巳円 昭和５９年　５月２ｒ日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　特願昭第５７−４９２３２号２、発明
の名称　アルミニウム系熱間成形品の製作ブｊ法３、補
正をづ−る者 事件との関係　特許出願人 住所（居所）　アメリカ合衆国　ジョージ−１ノ州　キ
ャ１」ルトンファーテイラ　スＹ・リート　１２６ 弐名（名称）　ザウスワイ−Ｖ　］ンバニ代表者　タニ
エル・じ−・コツフッ 国籍　アメリカ合衆国 ４、代理人 住　所　〒１０５東京都港区虎ノ門１丁目２番３号５、
補正の対象 ６、補正の内容 別紙のとｄ３す ７、添イ］占力°１の目録 ＜１）　１１ば和５９年４１」３日イｑ１！ｉ！出の手
続補正用の差出出　１通（２〉図１ｎ１１通 手続ネ山正出 ｌ′ｌ（ゴ和５９ｉ］４月３３日 特許庁長官　若杉　和夫　殿 １、事ｆ１の表示　特願昭第５７−４９２３２号２、発
明の名称　アツベニウム系熱間成形品の製作方法３、補
正をＪる者 事件との関係　特許出願人 住所（居所）　アメリカ合衆国　ジョージにア州　キヤ
日ル１〜ンフノ２−テイラ　ストリート　１２６ 氏名（名称）　ザウスワイ〜７　コンパニ代表考　ダニ
」−ル・ヒー・」ノ）ノ 国籍　）７メリ力合衆国 ４、代理人 住　所　〒１０５東京都港区虎ノ門１丁目２番３号虎ノ
門第−ヒル５Ｎ’Ｍ 電話　東京（５０４）　３０７り・３０７６・３０７７
ｆｌ；工、：′、゛ ５、補正の対象 （１）明細書の「発明の詳細な説明」及び１″図面の１
１９里な説明−１の欄（２）図面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続鋳造機により鋳造された金属がその凝固したままの
   温度にある間に直ちに熱開成形を開始し、該金属に熱間
   変形を所要の回数加えることによって該金属の延伸軸に
   沿って少くとも２０倍以上の延伸率を与え、かつ該各回
   の熱間変形は前記延伸軸２０に垂直で略り平たくのばさ
   れた断面形状と略々円形の断面形状を交互に占めるもの
   にして、該金属の延伸軸の方向に直交する断面にある鋳
   造金属の１部が変形前の断面形状の時のそれ自身の占め
   る位置に対し前記直交する断面の平面内にある複数軸に
   沿って内方のみならず外方に向って大きく移動せしめら
   れ鋳造粒子構造を消滅したことを特徴とした、アルミニ
   ウム系熱間成形品の製作方法。