JPS61293608A - 引抜きダイスの製造方法 - 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】 本発明は、金属又は合金の中空シリンダを、金属製ハウ
ジングの一側の中央周孔内に配設する工程と、このシリ
ンダ内にコアを配設する工程とを具え、シリンダ内径は
、シリンダの軸線方向に直交する方向でのそのコアの最
大寸法より大きく、さらに、シリンダを変形させてその
軸線方向の寸法及び内径を減少させ、コアを把持すると
ともに金属製ハウジングの中央開孔に締りばめされる環
体を形成する工程と、コアに引抜き通路を設ける工程と
を具えてなる引抜きダイスの製造方法に関するものであ
る。

このような方法により製造される引抜きダイスは、たと
えば、引抜き線用に使用することができる。

上述した方法は、米国特許第４．３９２，３９７号明細
書により既知であり、コールドプレスによりコアの周囲
に金属製環体を固定することにより、耐熱性に優れた引
抜きダイスが得られる。引抜きダイスの他の既知の製造
方法（たとえば、銅を青銅に埋込むこと、または金属粉
末の焼結）と異なり、気泡及び介在物が形成されること
がない。しかも、環体は、コアに対して横方向に均一な
圧縮力を作用させるので、コアに対するせん断力の影響
が低減する。

しかしながら、上記方法は、実際に使用する場合に種々
の制限を受けると言う欠点があった。一般には、環体を
ゴールドプレスする間、コアが水平に保持されない：つ
まり、引抜きダイスの場合に許されないことであるが、
僅かに傾くことになる。しかも、環体は、コアの上下面
が環体の金属により、部分的に覆われるまで変形を受け
ることになる。コア表面を清浄するには、引抜きダイス
に付加的な処理を行なうことが必要である。しかも、上
記米国特許に開示された方法は、コアが非円形形状をし
ていると、その適用が制限されることが知られている。

本発明の目的は、上記米国特許明細書に開示された方法
の利点を具えるとともに、その欠点を排除した引抜きダ
イスの製造方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、どんな形状をしたコアも適用できる方法を提供す
ることである。さらに別な目的は、コアを正しく容易に
心出することができる方法を提供することにある。正確
に心出しされた引抜きダイスのコアが摩耗すると、引抜
き通路の直径は、数倍に拡大するが、この場合にもより
大きな直径の引抜き線用のダイスとして使用することが
できる。

これら目的は、とくに金属製ハウジングの中央開孔は、
コアが配設される水平な底部を具え、シリンダを変形さ
せる間、金属製ハウジングの中央開孔の底部に平行な加
圧面を有しシリンダに正確に締りばめされるとともに、
コアの前記最大寸法以上の直径を有する円柱状をしたパ
ンチにより、コアを固定することを特徴とする、冒頭で
述べた方法により達成される。

コアをパンチにより固定するので、コアの上下面は平行
となり、コアが傾くことがない。このことは、また、コ
アを正しく心出しすることになり、（たとえば）金属製
ハウジングの中央開孔の底部におけるコアと同じ外周形
状をした凹部を形成する必要がない。コアと少なくとも
同一寸法としたパンチによりコアを固定することにより
、コアの上下面は、変形を受けるシリンダ金属と分離す
るので、コアを使用するのに、再加工する必要がない。

コアは、たとえば、円形、または六角形などの任意の所
望形状とすることができ、六角形のコアは、市販されて
いる合成ダイヤモンドの幾つかのものに完全に共通して
いる。本発明方法は、常温で行なうことができると言う
付加的な利点を有する。それゆえ、引抜きダイスが温度
変化を受けることがなく、このことは合成ダイヤモンド
を使用する場合に特に有利である。本発明方法により製
造された引抜きダイスは、たとえば、鋼線を引抜←際に
生ずる６００℃に達する温度に耐えることができる。

本発明の方法に用いているコアは、通常使用される天然
若しくは合成ダイヤモンド、多結晶質ダイヤモンド、超
合金（たとえば炭化タングステン）、セラミック材料（
たとえば窒化ケイ素）、多結晶質立方晶窒化ホウ素、ま
たはこれらを組合わせたものである。多結晶質ダイヤモ
ンドは、種々の商品名（たとえば、ジェネラル・エレク
トリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ）製「コンパックス（Ｃｏｍｐａｘ）　Ｊ　
＊　デ・ビアーズ・インダストリアル・ダイヤモンド・
ディビイジョン（Ｄｅ　Ｂｅｅｒｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉ
ａｌＤｉａｍｏｕｄ　Ｄｉｖｉｓｔｏｎ）製シンダイト
（Ｓｙｎｄｉｔｅ）　Ｊ　）で市販されている。また、
多結晶質立方晶窒化ホウ素も、同様に種々の商品名（た
とえば、デ・ビアーズ・インダストリアル・ダイヤモン
ド・デビジョン製「アンポライド（Ａｎ＋ｂｏｒｔｔｅ
）Ｊ　＋　ジェネラル・エレクトリック社製［ボラゾン
ＣＢＮ　（ＢｏｒａｚｏｎＣＢＮ）Ｊ）で市販されてい
る。

好ましくは、金属製ハウジングは、耐食性があり、加工
可能な、フェライト系クロム鋼（たとえばＡｌ５Ｉ　４
３０）又はオーステナイト系クロムニッケル鋼（たとえ
ばＡｌ５Ｉ　３０２又は３０４）で形成する。この金属
製ハウジングには、中空シリンダを装着する中央開孔を
必らず設ける。

コアの引抜き通路は、金属製ハウジングにコアを取付け
る前又は取付けた後に、この分野において通例である、
たとえばレーザ加工法、火花加工法により形成する。

シリンダ内にある圧力勾配が大きくなるのを避けるため
、好適には、軸線方向長さが小さな、たとえば、３１以
下のシリンダを用いる。軸線方向の寸法が大きなものが
必要な場合には、少なくとも２個の中空シリンダを次々
と変形させて金属製ハウジングの中心開孔のコアの周囲
に、環体を形成する。

シリンダを変形させる間、空気を流出させるため、中央
開孔が形成される部位の反対側に、この中心開孔に開口
する他の開孔を設けるのが良い。

たとえば円錐形状とした他の中央開孔は、後で引抜きダ
イスのコアを調べるのに必要とされる。コアを配設する
より先に他の開孔を形成することにより、別の有効な機
能を得る。変形前に、中央シリンダは、金属製ハウジン
グの中央開孔から突出しても良い。変形工程が完了する
と、コアと金属製ハウジングの間の空間は、充填される
。しかしながら、変形工程に先立って、中空シリンダが
上記中央開孔が形成される金属製ハウジングの一側から
突出しない場合に最良の結果が得られる。一般には、金
属を、金属製ハウジングのこの側から旋削し、コアの隣
接する面と一致させることが必要となる。

本発明方法による他の実施例では、中央開孔の直径に等
しい内径のガイドリングを、変形工程の間、中央開孔周
囲の金属製ハウジング上に配設し、変形工程前に中空シ
リンダがガイドリングから突出しないようにする。シリ
ンダと、ガイドリングとの軸線方向の寸法が適切であれ
ば、シリンダは、変形後、コアと金属製ハウジングとの
間の空間を充填することになる。

中空シリンダを製造するのに適切な材料としては、たと
えばアルミニウム合金、銅合金がある。

本発明方法の好適な実施例では中空シリンダを、クロム
０．３乃至１．２重量％、残部を銅とした銅合金で形成
する。この材料は、５００℃まで安定であり、金属製ハ
ウジングに使用された材料の膨張係数に近い膨張係数を
この温度まで示す。米国特許願第４３９２３９７号に述
べられているように、変形させることにより、シリンダ
材料の弾性限界が向上するので、高強度の引抜きダイス
を得る。しかしながら、要件を満足する他の適当な材料
も、本発明方法に使用できる。たとえば、鋼線又はタン
グステン線を引抜く間に生ずる（６００℃に及ぶ）高温
に起因する熱伝導も一つの重要な要件である。

以下図面を参照して本発明について詳述する。

スＪＪＬＬ二 第１Ａ図は、円筒状開孔を上面に有する金属製ノ＼ウジ
ング１の断面図であり、その開孔内には中空シリンダ２
が配設されている。金属製ノ１ウジング１は、フェライ
ト系クロム鋼（ＡＩＳＩ　４３０）よりなり、シリンダ
２は、クロムが０．６重量％、残部が銅の銅合金よりな
る。シリンダ２の内径は、５．５１１ｍ１であり、外径
は８．５ｍ−である、直径４．５−一の多結晶質のダイ
ヤモンド（デ・ビアーズ・インダストリアル・ダイヤモ
ンド・ディビジラン（Ｄｅ　ＢｅｅｒｓＩｎｄｕｓｔｒ
ｉａｌ　Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）製「シン
ダイト（Ｓｙｎｄｉｔｅ）：商品名）よりなるコア３を
、シリンダ２の内部に配設する。コア３は、平行で平坦
な上端面及び下端面を有する。コア３の外周は、任意な
形状とすることができ、たとえば、円形、六角形若しく
は不規則な形状であっても良い、コア３を、シリンダ２
の軸線に平行な方向に、円柱状のパンチ４により０．１
乃至０．５Ｎの力で固定する。

このパンチ４は、シリンダ２に正確に締りばめされ、ま
た、ハウジングの中央開孔底部に平行な加圧面を有する
。さらに、金属製ハウジング１に、円錐形状をした開孔
６を設け、この開孔の幅細な端部を、シリンダ２及びコ
ア３が配設される中央開孔に開口させてシリンダ及びコ
アを円錐形状をした開孔の水平底部上に支持する。

押圧工具５の一部のみを図に示すが、簡潔な液圧プレス
により、中空シリンダ２を押圧し、第１Ｂ図に示したよ
うに、コア３を周囲から把持する環体を形成する。この
形成工程の間、押圧工具５に加えられる圧力は、１５Ｏ
Ｎである。パンチ４及び押圧工具５を取除き、材料を金
属製ハウジング１の上面から、コア３の上面と同一平面
となるまで旋削する。

第２Ａ図は、たとえば、圧力を５ＯＮまで作用させて金
属製ハウジング１１を、外側リング１７にプレスばめし
た様子を示す、この外側リング１７に、円錐形状をした
開孔１８を設ける。外側リング１７を、フェライト形ク
ロム１ｉｌ（ＡＩＳＩ　４３０）としたが、引抜きダイ
スとして使用するのに適当なものであれば、他の材料と
することもできる。必要であれば、金属製ハウジング１
１を外側リング１７に、アルゴンアーク溶接により複数
点（たとえば３点）で、またハウジング１１の全周１９
で固着し、その後外側リングをさらに加工することがで
きる。環体１２及びコア１３は堅固に取付けられ、コア
は正確に心出しされる。コア１３は、円錐開孔１６及び
１８を介して容易に見ることができる。

第２Ｂ図は、この方法により製造された引抜きダイスを
示しており、引抜き通路２０は、その分野において通例
である方法（たとえば、レーザ加工法。

火花加工法）により形成する。しかしながら、ここに述
べた方法を適用するのに先立って、引抜き通路２０が予
じめ設けられたコア１３を使用することも、本発明の範
囲内で可能である。

スｌ■ｌ± 本実施例で使用される材料は、実施例１で使用される材
料と同様である。

第３Ａ図は、環体３２を含む円柱状の中央開孔を具えた
金属製ハウジング３１を示す。なお、環体は、上述した
方法により、中空シリンダを変形させて成形したもので
あり、第１図に示したように、心出しされてコア３３に
締結される。変形前の中空シリンダの軸線方向の寸法は
、形成された環体がコア３３を把持するに先立って約２
０％変形するように選択する。変形後のシリンダ３２の
所望軸線方向長さが３Ｉｌ１１より大きければ、それぞ
れの軸線方向の寸法が２乃至３１Ｉ１１で、別々に変形
を受ける複数のシリンダを用いるのが良い。

第３Ｂ図は、この実施例に応じた本発明の方法における
次なる工程を示し、第２の中空シリンダ３７を環体３２
に載置する。この中空シリンダ３７も、クロムを０．６
重量％含む上述した銅合金よりなる。

パンチ３４を、再び所定位置まで移動させ、次いで１５
ＯＮの力を押圧工具３５に作用させてシリンダ３７を変
形させ、第３Ｃ図に示すように環体を形成する。

このように形成された中間生成物は、第１の実施例にお
いて述べたようにして、その後引抜きダイスに加工され
る。環体３２．３７を一つ一つ形成する本発明に基づく
方法によるこの実施例の付加的な利点は、中空シリンダ
３２．３７がハウジング３１から突出するのを避けるた
めに、ハウジング３１の高さを付加的に僅かに高めるだ
けで良く、それゆえハウジング３１を僅かな部分だけ旋
削すれば良い。

実施拠主上 本実施例で使用される材料は、実施例１で使用される材
料と同様である。

第４Ａ図は、中空シリンダ４２及びコア４３を含む円柱
状の中央開孔を有する金属製ハウジング４１を示す。中
空シリンダ４２を、ハウジング４１から突出させる。ガ
イドリング４８を、シリンダ４２の突出部分の周囲で、
ハウジング４１上に配設する。なお、このリングは、た
とえば、ハウジング４１と同様な材料で造られている。

中空シリンダ４２が、リング４８から突出することはな
い。コア４３をパンチ４４により軸線方向に固定し、次
いでシリンダ４２を押圧工具４５により変形させる。こ
のようにして形成された環体４２は、コア４３を外周か
ら把持するとともに、金属製ハウジング４１の中央開孔
に締りばめされる。

このことにより、コア４３は心出しされる。

次いで、パンチ４４、押圧工具４５、リング４８を取除
く。中間生成物を、第１の実施例において述べた様に、
引抜きダイスに加工する時に、ハウジング内のシリンダ
４２、コア４３、そして中央開孔の寸法を、変形工程後
の環体４２、コア４３、そしてハウジング４１の上面が
一平面内にあるようにするならば、金属製ハウジング４
１の表面を旋削する必要がない。

タングステン線、銅線、！１１線により線材の引抜き加
工を行ったところ、本発明方法による上述した各々の実
施例により得られた引抜きダイスは、十分に長い寿命を
有するものであることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ乃至第１Ｂ図は、本発明方法の第１実施例を示す
線図、 第２Ａ乃至第２Ｂ図は、引抜き通路のない引抜きダイス
及び引抜き通路を設けた引抜きダイスを断面にして示す
線図、 第３Ａ、　３Ｂ、第３Ｃ図、そして第４Ａ、第４Ｂ図は
、本発明方法の他の実施例を線図的に示す図である。 １．１１．３１．４１・・・ハウジング　２．３７．４
２・・・シリンダ３．１３．４３・・・コア　　　　　
４，３４・・・パンチ５．３５・・・押圧工具　　　　
　６．１６．１８・・・開孔１２、３２・・・環体　　
　　　　１７・・・外側リング４８・・・ガイドリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属又は合金の中空シリンダを、金属製ハウジング
   の一側の中央周孔内に配設する工程と、このシリンダ内
   にコアを配設する工程とを具え、シリンダ内径は、シリ
   ンダの軸線方向に直交する方向でのそのコアの最大寸法
   より大きく、さらに、シリンダを変形させてその軸線方
   向の寸法及び内径を減少させ、コアを把持するとともに
   金属製ハウジングの中央開孔に締りばめされる環体を形
   成する工程と、コアに引抜き通路を設ける工程とを具え
   てなる引抜きダイスの製造方法において、 金属製ハウジングの中央開孔は、コアが配 設される水平な底部を具え、シリンダを変形させる間、
   金属製ハウジングの中央開孔の底部に平行な加圧面を有
   しシリンダに正確に締りばめされるとともに、コアの前
   記最大寸法以上の直径を有する円柱状をしたパンチによ
   り、コアを固定することを特徴とする引抜きダイスの製
   造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の製造方法において、
   少なくとも２個の中空シリンダを順次変形させ、金属製
   ハウジングの中央開孔内のコアの周囲に環体を形成する
   ことを特徴とする引抜きダイスの製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法に
   おいて、中央開孔が形成される金属製ハウジングの反対
   側に、前記中央開孔に開口する他の開口を設けることを
   特徴とする引抜きダイスの製造方法。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に
   記載の製造方法において、変形に先立って前記中央シリ
   ンダは、前記中央開孔が形成される金属製ハウジングの
   側から突出しないことを特徴とする引抜きダイスの製造
   方法。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に
   記載の製造方法において、変形に先立って中空シリンダ
   がガイドリングから突出しないよう、変形工程の間、中
   央開孔の直径に等しい内径をしたガイドリングを、中央
   開孔のまわりで金属製ハウジングに載置することを特徴
   とする引抜きダイスの製造方法。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に
   記載の製造方法において、中空シリンダを、クロム０．
   ３〜１．２重量％、残部が銅の銅合金で形成することを
   特徴とする引抜きダイスの製造方法。