JPS6137003B2 - - Google Patents
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- JPS6137003B2 JPS6137003B2 JP5894883A JP5894883A JPS6137003B2 JP S6137003 B2 JPS6137003 B2 JP S6137003B2 JP 5894883 A JP5894883 A JP 5894883A JP 5894883 A JP5894883 A JP 5894883A JP S6137003 B2 JPS6137003 B2 JP S6137003B2
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- oxide film
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Classifications
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、真空用アルミニウム材の製造法に
関するものである。
関するものである。
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。
ニウムおよびその合金を含むものとする。
たとえば、イオンポンプ用電極板として最近ア
ルミニウム板が使用されているが、ポンプの真空
を得るために、アルミニウム板の表面を脱脂処理
等の手段により清浄に仕上げている。しかしなが
ら、その後の取扱いにおいて大気と接触し、表面
に水和酸化物が形成される。また高い真空度を保
持するためには、製品になつた後における製品か
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
ミニウム表面の皮膜状態が真空度に大きな影響を
与えることをつきとめた。
ルミニウム板が使用されているが、ポンプの真空
を得るために、アルミニウム板の表面を脱脂処理
等の手段により清浄に仕上げている。しかしなが
ら、その後の取扱いにおいて大気と接触し、表面
に水和酸化物が形成される。また高い真空度を保
持するためには、製品になつた後における製品か
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
ミニウム表面の皮膜状態が真空度に大きな影響を
与えることをつきとめた。
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、酸素と触れると表面に酸化膜が
形成される。またアルミニウムが水、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
応の温度が高い程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（擬ベ
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
酸化膜に較べて非常に粗で多孔質状でありかつそ
の孔形態も複雑にいり込んでいる。加えて膜厚も
厚い。
易い金属であり、酸素と触れると表面に酸化膜が
形成される。またアルミニウムが水、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
応の温度が高い程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（擬ベ
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
酸化膜に較べて非常に粗で多孔質状でありかつそ
の孔形態も複雑にいり込んでいる。加えて膜厚も
厚い。
ところで、上記アルミニウム板は押出成形によ
つてつくられるが、一般に通常の押出成形による
アルミニウム製品の表面には、押出成形時水分を
含んだ大気（酸素）との接触により水和酸化膜が
形成され、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
されて厚膜となつている。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。さらに皮膜が
ちみつさに欠けるために、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。しかも水和酸化膜が上記のようなも
のであるために、このような真空度低下物質が皮
膜内にいわば吸蔵された形態となり、真空度向上
阻害の原因になつていると思われる。また押出成
形後のアルミニウム形材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
処理や、熱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。さらにアル
ミニウム板がイオンポンプ用電極板に使用される
場合は、イオンおよび電子によるスパツタリング
により表面のガス離脱が助長されるために、より
以上高品質な真空用表面が求められる。
つてつくられるが、一般に通常の押出成形による
アルミニウム製品の表面には、押出成形時水分を
含んだ大気（酸素）との接触により水和酸化膜が
形成され、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
されて厚膜となつている。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。さらに皮膜が
ちみつさに欠けるために、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。しかも水和酸化膜が上記のようなも
のであるために、このような真空度低下物質が皮
膜内にいわば吸蔵された形態となり、真空度向上
阻害の原因になつていると思われる。また押出成
形後のアルミニウム形材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
処理や、熱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。さらにアル
ミニウム板がイオンポンプ用電極板に使用される
場合は、イオンおよび電子によるスパツタリング
により表面のガス離脱が助長されるために、より
以上高品質な真空用表面が求められる。
この発明の目的は、イオンポンプ用電極板等真
空に保つことを要求されるアルミニウム材を能率
的にうることのできる製造法を提供することにあ
る。
空に保つことを要求されるアルミニウム材を能率
的にうることのできる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材の製造法
は、上記の目的を達成するために、周壁から分離
せられた任意横断面形状の分離成形部を少なくと
も１つ中空部に有するアルミニウム中空押出形材
を、中空が大気と接触しないような雰囲気に保ち
つゝ押出成形し、成形後中空部より分離成形部を
取出して真空用アルミニウム材となすことを特徴
とするものである。
は、上記の目的を達成するために、周壁から分離
せられた任意横断面形状の分離成形部を少なくと
も１つ中空部に有するアルミニウム中空押出形材
を、中空が大気と接触しないような雰囲気に保ち
つゝ押出成形し、成形後中空部より分離成形部を
取出して真空用アルミニウム材となすことを特徴
とするものである。
中空押出形材の中空部を大気と接触しないよう
な雰囲気に保つ具体的方法としては、たとえば、
つぎの５つの方法をあげることができる。
な雰囲気に保つ具体的方法としては、たとえば、
つぎの５つの方法をあげることができる。
その１は、アルミニウム中空押出形材を押出成
形するにあたり、当初より酸素0.5〜30容量％と
くに１〜10容量％、残部不活性ガスよりなる混合
ガスを、押出されつつある形材の中空部内に供給
し、僅か押出された後の形材の先端開口部を密封
し、その後も混合ガスの供給を継続し、所定長さ
押出した後、形材を切断するとともに切断端を密
封する方法である。
形するにあたり、当初より酸素0.5〜30容量％と
くに１〜10容量％、残部不活性ガスよりなる混合
ガスを、押出されつつある形材の中空部内に供給
し、僅か押出された後の形材の先端開口部を密封
し、その後も混合ガスの供給を継続し、所定長さ
押出した後、形材を切断するとともに切断端を密
封する方法である。
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6063などのＡ―
Mg―Si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。
強度の点から、A6061および6063などのＡ―
Mg―Si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。
その２は、上記において、不活性ガスのみを供
給する方法である。
給する方法である。
その３は、上記において、形材の中空部を真空
にする方法である。この場合、押出成形時何も供
給しない方法と、中空部より真空引きする方法と
がある。前者の場合は形材の先端開口部を密封す
るまでに僅かの空気が流入するが、ほぼ真空に近
いものが得られる。
にする方法である。この場合、押出成形時何も供
給しない方法と、中空部より真空引きする方法と
がある。前者の場合は形材の先端開口部を密封す
るまでに僅かの空気が流入するが、ほぼ真空に近
いものが得られる。
その４は、その１において形材の先端開口部を
密封することなく混合ガスを供給しながら押出成
形する方法である。
密封することなく混合ガスを供給しながら押出成
形する方法である。
その５は、その２において形材の先端開口部を
密封することなく不活性ガスを供給しながら押出
成形する方法である。
密封することなく不活性ガスを供給しながら押出
成形する方法である。
上記５つのいずれの方法でも、中空押出成形時
に、形材の内面が水分を含んだ大気と接触するこ
とが防がれるので、その内面に水和酸化膜が生成
することはない。そして、第１および第４の方法
では形材の中空部に酸素が存在し、第２、第３お
よび第５の方法でも僅かな酸素は存在するので、
活性なアルミニウム表面にちみつで薄い酸化膜が
生成する。
に、形材の内面が水分を含んだ大気と接触するこ
とが防がれるので、その内面に水和酸化膜が生成
することはない。そして、第１および第４の方法
では形材の中空部に酸素が存在し、第２、第３お
よび第５の方法でも僅かな酸素は存在するので、
活性なアルミニウム表面にちみつで薄い酸化膜が
生成する。
従来方法で製造されたアルミニウム押出形材で
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
された状態になつている真空度低下物質が放出さ
れるからである。
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
された状態になつている真空度低下物質が放出さ
れるからである。
この発明による真空用アルミニウム材の製造法
は、周壁から分離せられた任意横断面形状の分離
成形部を少なくとも１つ中空部に有するアルミニ
ウム中空押出形材を、中空部が大気と接触しない
ような雰囲気に保ちつゝ押出成形し、成形後中空
部より分離成形部を取出して真空用アルミニウム
材となすものであるから、その表面には問題のあ
る水和酸化膜が生成せず、代わりに酸化膜が形成
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。したがつて、真空度低下物
質が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。また分離成形部は最初から
中空押出形材の周壁と分離せられているので、簡
単に真空用アルミニウム材が得られるし、分離成
形部の数を増やすことにより、真空用アルミニウ
ム材の能率的な製造をはかることもできる。また
中空押出形材の周壁内面も処理されているので、
分離成形部のみならず、これを取去つたあとの形
材も真空用として利用できる。
は、周壁から分離せられた任意横断面形状の分離
成形部を少なくとも１つ中空部に有するアルミニ
ウム中空押出形材を、中空部が大気と接触しない
ような雰囲気に保ちつゝ押出成形し、成形後中空
部より分離成形部を取出して真空用アルミニウム
材となすものであるから、その表面には問題のあ
る水和酸化膜が生成せず、代わりに酸化膜が形成
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。したがつて、真空度低下物
質が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。また分離成形部は最初から
中空押出形材の周壁と分離せられているので、簡
単に真空用アルミニウム材が得られるし、分離成
形部の数を増やすことにより、真空用アルミニウ
ム材の能率的な製造をはかることもできる。また
中空押出形材の周壁内面も処理されているので、
分離成形部のみならず、これを取去つたあとの形
材も真空用として利用できる。
なお、この発明の方法によつて得られたアルミ
ニウム材は、イオンポンプ用電極板に限らず、真
空を保つ必要のあるその他の製品に用いることが
できるし、平板状のものに限らず、丸棒その他任
意の横断面形状のものであつてもよい。
ニウム材は、イオンポンプ用電極板に限らず、真
空を保つ必要のあるその他の製品に用いることが
できるし、平板状のものに限らず、丸棒その他任
意の横断面形状のものであつてもよい。
この発明の実施例を、以下図面を参照して説明
する。
する。
第１図および第２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・ビレツト、
３，４はビレツト２を押圧するダミー・ブロツク
およびステム、５はポート・ホール・ダイス雄
型、６は同雌型、７はダイス雄型５の中央にあけ
られた横一文字の押出孔、８は雄型５と雌型６の
間の方形押出間隙９から、押出孔７の両端部まで
のびている切込み部、１０は雄型５の対角部にあ
けられた分岐混合ガス噴出口、１１はダイ・ホル
ダ、１２，１３は雄型５およびダイ・ホルダ１１
に形成せられた混合ガス通路、１４はダイ・ホル
ダ１１にあけられた混合ガス供給口、１５は混合
ガス容器で、これに取付られた導管１６が混合ガ
ス供給口１４に接続せられている。１７はボルス
タである。
２はコンテナ１内のアルミニウム・ビレツト、
３，４はビレツト２を押圧するダミー・ブロツク
およびステム、５はポート・ホール・ダイス雄
型、６は同雌型、７はダイス雄型５の中央にあけ
られた横一文字の押出孔、８は雄型５と雌型６の
間の方形押出間隙９から、押出孔７の両端部まで
のびている切込み部、１０は雄型５の対角部にあ
けられた分岐混合ガス噴出口、１１はダイ・ホル
ダ、１２，１３は雄型５およびダイ・ホルダ１１
に形成せられた混合ガス通路、１４はダイ・ホル
ダ１１にあけられた混合ガス供給口、１５は混合
ガス容器で、これに取付られた導管１６が混合ガ
ス供給口１４に接続せられている。１７はボルス
タである。
第１図の押出しプレスにより、第３図に示され
ているような横断面方形の中空押出形材１８が押
出成形されるのである。１９はその中空部２０内
の中央部に成形せられた平板状分離成形部、２１
は形材１８の両側壁から内方突出状に形成せられ
かつ先端が平板状分離成形部１９の両端部わずか
下方までのびた突条部を示す。
ているような横断面方形の中空押出形材１８が押
出成形されるのである。１９はその中空部２０内
の中央部に成形せられた平板状分離成形部、２１
は形材１８の両側壁から内方突出状に形成せられ
かつ先端が平板状分離成形部１９の両端部わずか
下方までのびた突条部を示す。
つぎに真空用アルミニウム材の製造順序につい
て述べる。
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A6063のビレツト２を押出温度
500℃、押出速度10m／minで押出す。このさい
潤滑油は使用しない。前記押出と同時に混合ガス
容器１５より酸素７容量％、残部アルゴンよりな
る混合ガスを導管１６、通路１３，１２を経て噴
出口１０より圧力２〜３Kg／cm2で噴出し、押出さ
れつつある形材１８の中空部２０に供給する。そ
して僅か押出された後の形材１８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
ような一端密封部２２を形成する。その後も混合
ガスの供給を継続し、所定長さ押出した後、形材
１８をシヤーで切断するともに切断端を密封し、
他端密封部２３を形成する（第４図参照）。その
混合ガスを密封したまゝの中空押出形材１８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。つぎに同様そのまゝの状態で180
℃で６時間時効処理を行なう。その後形材１８の
両端密封部２２，２３を油を用いずかつエヤー・
ブローなしで切断する。すると分離成形部１９は
第３図に鎖線で示されている両側の突条部２１上
に橋わたし状に落下し、これに受けられる。両突
条部２１の間から、橋わたし状にある分離成形部
１９をすくい上げて形材１８の中空部２０から外
に取出し、板状の真空用アルミニウム材２４とな
すのである（第５図参照）。上記両突条部２１は
あつた方が便利であるが、なくてもよい。
均質化処理したA6063のビレツト２を押出温度
500℃、押出速度10m／minで押出す。このさい
潤滑油は使用しない。前記押出と同時に混合ガス
容器１５より酸素７容量％、残部アルゴンよりな
る混合ガスを導管１６、通路１３，１２を経て噴
出口１０より圧力２〜３Kg／cm2で噴出し、押出さ
れつつある形材１８の中空部２０に供給する。そ
して僅か押出された後の形材１８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
ような一端密封部２２を形成する。その後も混合
ガスの供給を継続し、所定長さ押出した後、形材
１８をシヤーで切断するともに切断端を密封し、
他端密封部２３を形成する（第４図参照）。その
混合ガスを密封したまゝの中空押出形材１８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。つぎに同様そのまゝの状態で180
℃で６時間時効処理を行なう。その後形材１８の
両端密封部２２，２３を油を用いずかつエヤー・
ブローなしで切断する。すると分離成形部１９は
第３図に鎖線で示されている両側の突条部２１上
に橋わたし状に落下し、これに受けられる。両突
条部２１の間から、橋わたし状にある分離成形部
１９をすくい上げて形材１８の中空部２０から外
に取出し、板状の真空用アルミニウム材２４とな
すのである（第５図参照）。上記両突条部２１は
あつた方が便利であるが、なくてもよい。
上記真空用アルミニウム材２４の表面には、ち
みつでかつ薄い酸化膜が形成されており、これを
150℃で24時間脱ガス処理し、真空度を測定した
ところ、10-13Torr、／s.cm2以下の放出ガス計
数が得られた。これは、従来では全く予期し得な
い現象によるものである。
みつでかつ薄い酸化膜が形成されており、これを
150℃で24時間脱ガス処理し、真空度を測定した
ところ、10-13Torr、／s.cm2以下の放出ガス計
数が得られた。これは、従来では全く予期し得な
い現象によるものである。
上記その４およびその５の方法は、押出時中空
押出形材１８の先端開口部をそのまゝの状態とす
るものである。
押出形材１８の先端開口部をそのまゝの状態とす
るものである。
図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図
は押出成形途上の状態を示す押出プレスの縦断面
図、第２図はダイス雄型の拡大正面図、第３図は
押出成形途上にある形材の拡大横断面図、第４図
は混合ガス密封状態の中空押出形材の縦断面図、
第５図は製品である真空用アルミニウム材の拡大
斜視図である。 １８…アルミニウム中空押出形材、１９…分離
成形部、２４…真空用アルミニウム材。
は押出成形途上の状態を示す押出プレスの縦断面
図、第２図はダイス雄型の拡大正面図、第３図は
押出成形途上にある形材の拡大横断面図、第４図
は混合ガス密封状態の中空押出形材の縦断面図、
第５図は製品である真空用アルミニウム材の拡大
斜視図である。 １８…アルミニウム中空押出形材、１９…分離
成形部、２４…真空用アルミニウム材。
Claims (1)
- １ 周壁から分離せられた任意横断面形状の分離
成形部を少なくとも１つ中空部に有するアルミニ
ウム中空押出形材を、中空部が大気と接触しない
ような雰囲気に保ちつゝ押出成形し、成形後中空
部より分離成形部を取出して真空用アルミニウム
材となすことを特徴とする真空用アルミニウム材
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5894883A JPS59183926A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 真空用アルミニウム材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5894883A JPS59183926A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 真空用アルミニウム材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183926A JPS59183926A (ja) | 1984-10-19 |
| JPS6137003B2 true JPS6137003B2 (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=13099045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5894883A Granted JPS59183926A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 真空用アルミニウム材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183926A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478524A (en) * | 1992-08-24 | 1995-12-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Super high vacuum vessel |
| CN111570555B (zh) * | 2020-05-06 | 2021-10-08 | 肇庆高新区博雅五金制品有限公司 | 一种铝型材挤压成型系统 |
-
1983
- 1983-04-04 JP JP5894883A patent/JPS59183926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59183926A (ja) | 1984-10-19 |
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