JPS62180002A - 粉末金属部品の熱間鍛造法並びに装置 - Google Patents
粉末金属部品の熱間鍛造法並びに装置Info
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- JPS62180002A JPS62180002A JP62012142A JP1214287A JPS62180002A JP S62180002 A JPS62180002 A JP S62180002A JP 62012142 A JP62012142 A JP 62012142A JP 1214287 A JP1214287 A JP 1214287A JP S62180002 A JPS62180002 A JP S62180002A
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
- Y10T29/5116—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling forging and bending, cutting or punching
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は金属部品な予定の形状に熱間鍛造ｆることに関
する。特に本発明は小径の閉側孔を有する金属部品を鍛
造する新規な方法並びに装置に関するものであって、熱
間鍛造中に金属部品に小径孔を成形−ｊ７−、内側コア
ーロッドを熱的並びに寸法的に安定状態に保持する装置
を含む鍛造方法並びに鍛造装置に関する。
する。特に本発明は小径の閉側孔を有する金属部品を鍛
造する新規な方法並びに装置に関するものであって、熱
間鍛造中に金属部品に小径孔を成形−ｊ７−、内側コア
ーロッドを熱的並びに寸法的に安定状態に保持する装置
を含む鍛造方法並びに鍛造装置に関する。
（従来の技術とその問題点）
現在の鍛造方法並びに装置は軸受、ローラベアリングレ
ース部材、平歯車等のような大体同心で円筒形の金属部
品の孔を成形てろために中実のコアーロッドを使用して
いる。大体このような装置は粉末金属部品の軸方向外表
面を作るためのダイと、このような部品の端面な作る１
部並びに下部のパンチと１部品の孔を作るパンチの中の
一つと同心に配置され且つそれと摺動接触でる円筒形コ
アーロッドとを包含している。前記ダイとコアーロッド
は一般に下部パンチが鍛造行程の終りにおいてノックア
ウト機構として作用している間は静止しており且つ上部
ノミンチは液圧式又は機械式に作動するラムに取付けら
れており鍛造行程中金属を移動させる部分である。前記
を部パンチは通常鍛造行程の下端においてコアーロッド
の最上部を入れる孔を備えている。このような装置は米
国特許第３，７６１）約３８ｍｍ（１．２５７号に示さ
れ、それによると内側コアーは中実であり且つ冷却用装
置を備えていないが分る。このような装置は１０１．（
５１１１３Ｉ（４インチ）以との割合大直径の孔を有す
る部品の鍛造に完全に適している。このようなコアーロ
ッドは鍛造行程中発生したダイキャビティの温度上昇を
うまく消散させろことができるほど充分に太きい。
ース部材、平歯車等のような大体同心で円筒形の金属部
品の孔を成形てろために中実のコアーロッドを使用して
いる。大体このような装置は粉末金属部品の軸方向外表
面を作るためのダイと、このような部品の端面な作る１
部並びに下部のパンチと１部品の孔を作るパンチの中の
一つと同心に配置され且つそれと摺動接触でる円筒形コ
アーロッドとを包含している。前記ダイとコアーロッド
は一般に下部パンチが鍛造行程の終りにおいてノックア
ウト機構として作用している間は静止しており且つ上部
ノミンチは液圧式又は機械式に作動するラムに取付けら
れており鍛造行程中金属を移動させる部分である。前記
を部パンチは通常鍛造行程の下端においてコアーロッド
の最上部を入れる孔を備えている。このような装置は米
国特許第３，７６１）約３８ｍｍ（１．２５７号に示さ
れ、それによると内側コアーは中実であり且つ冷却用装
置を備えていないが分る。このような装置は１０１．（
５１１１３Ｉ（４インチ）以との割合大直径の孔を有す
る部品の鍛造に完全に適している。このようなコアーロ
ッドは鍛造行程中発生したダイキャビティの温度上昇を
うまく消散させろことができるほど充分に太きい。
このようにしてコアーロッドの熱的安定したがって物理
的又は寸法との安定が保持される。しかしこのような鍛
造装置は従来小径の孔を持った部品特に６８ ｕ（１２
インチ）以下の直径の孔を持った部品の熱間鍛造には不
満足であった。このような小径の孔の場合小型のコアー
ロッドの体積が吸収する熱量は該コアーロッドす熱的並
びに寸法的に不安定にする。高温度は熱応力を生じその
ため早期故障となる。同じようにコアーロッドが大きく
熱膨張すれば鍛造しようとｊ石部品の孔の寸法的特長の
制御を悪くてる。その結果的１０１．６ｚｘ（４インチ
）乃至３８ＩＩＩＪＩ（１−インチ）の範囲の孔径な持
った部品の熱間鍛造に対して、ダイそのものを安定温度
に維持すると同じように熱伝達流体をマンドレルの中に
連続的に流すことがかなり普通に行われてきた。例えば
小径孔の部品に対し約６５．５℃（１５０°Ｆ）から大
径孔の部品に対し約２２１°Ｃ（４５０°Ｆ）の範囲の
温度に熱伝達流体の温度を保ち、それを熱を奪い去るこ
とができるほど速い速度でマント９レルの中を循環させ
１次に熱交換器を通じて最初の流入温度まで冷却するこ
とを意味している。同様にコアーロッドを米国特許第２
，９５０．８１６号に示すように冷却することが知られ
ているが、この装置並びにこの装置で実施する方法は特
別の利用には望ましくないと考えられており、その理由
はマンドレルを予定の広い湿度範囲２４９°Ｃ（４８０
°Ｆ）乃至５９３°Ｃ（１１００°Ｆ）に保つため該マ
ンドレルの中に水と空気を交互に循環させると説明され
ているからである。このような従来技術はいづれも、約
３８以下の孔を持った部品を鍛造ｆるときコアーロッド
の温度を維持することができると考わらねないし、また
本発明が目指していることは毎時約５００個の高生産速
度でこれらの部品を鍛造することである。
的又は寸法との安定が保持される。しかしこのような鍛
造装置は従来小径の孔を持った部品特に６８ ｕ（１２
インチ）以下の直径の孔を持った部品の熱間鍛造には不
満足であった。このような小径の孔の場合小型のコアー
ロッドの体積が吸収する熱量は該コアーロッドす熱的並
びに寸法的に不安定にする。高温度は熱応力を生じその
ため早期故障となる。同じようにコアーロッドが大きく
熱膨張すれば鍛造しようとｊ石部品の孔の寸法的特長の
制御を悪くてる。その結果的１０１．６ｚｘ（４インチ
）乃至３８ＩＩＩＪＩ（１−インチ）の範囲の孔径な持
った部品の熱間鍛造に対して、ダイそのものを安定温度
に維持すると同じように熱伝達流体をマンドレルの中に
連続的に流すことがかなり普通に行われてきた。例えば
小径孔の部品に対し約６５．５℃（１５０°Ｆ）から大
径孔の部品に対し約２２１°Ｃ（４５０°Ｆ）の範囲の
温度に熱伝達流体の温度を保ち、それを熱を奪い去るこ
とができるほど速い速度でマント９レルの中を循環させ
１次に熱交換器を通じて最初の流入温度まで冷却するこ
とを意味している。同様にコアーロッドを米国特許第２
，９５０．８１６号に示すように冷却することが知られ
ているが、この装置並びにこの装置で実施する方法は特
別の利用には望ましくないと考えられており、その理由
はマンドレルを予定の広い湿度範囲２４９°Ｃ（４８０
°Ｆ）乃至５９３°Ｃ（１１００°Ｆ）に保つため該マ
ンドレルの中に水と空気を交互に循環させると説明され
ているからである。このような従来技術はいづれも、約
３８以下の孔を持った部品を鍛造ｆるときコアーロッド
の温度を維持することができると考わらねないし、また
本発明が目指していることは毎時約５００個の高生産速
度でこれらの部品を鍛造することである。
（問題点を解決するための手段〕
簡単に言えば本発明は約３８ａｍ（１部インチン以下の
直径の孔を持ち、該孔がその全長の少くとも１部にスプ
ラインを備えた粉末金属部品を作るため円筒形粉末金属
の前成形品を鍛造プレスの中で殆んど完全な密度にまで
熱間鍛造する方法並びに装置であって、前記孔を成形す
るコアーロッドが蒸発性液状冷却剤をコアーロッドの金
属成形部に連続的に流動せしめ且つ流入してくる冷却剤
を熱遮蔽しコアーロッドの冷却室からリド出されるまで
殆んど未蒸発状態に保つことができるように構成されて
いる。
直径の孔を持ち、該孔がその全長の少くとも１部にスプ
ラインを備えた粉末金属部品を作るため円筒形粉末金属
の前成形品を鍛造プレスの中で殆んど完全な密度にまで
熱間鍛造する方法並びに装置であって、前記孔を成形す
るコアーロッドが蒸発性液状冷却剤をコアーロッドの金
属成形部に連続的に流動せしめ且つ流入してくる冷却剤
を熱遮蔽しコアーロッドの冷却室からリド出されるまで
殆んど未蒸発状態に保つことができるように構成されて
いる。
したがって本発明の目的は比較的小さな直径の孔を持っ
た粉末金属部品を連続生産サイクルで熱間鍛造すること
である。
た粉末金属部品を連続生産サイクルで熱間鍛造すること
である。
また本発明の目的は熱間鍛造部品の孔を成形するために
使用される鍛造プレスのコアーロッドの温度を安定させ
つつ、比較的小径の孔を持った粉末金属部品な連続生産
サイクルで熱間鍛造ｆることである。
使用される鍛造プレスのコアーロッドの温度を安定させ
つつ、比較的小径の孔を持った粉末金属部品な連続生産
サイクルで熱間鍛造ｆることである。
本発明のなお別の目的はコアーロッドの温度を安定させ
且つ該コアーロッドの寸法を維持させることができる種
類並びに速度を持った液状冷却剤ヲ鍛造プレスのコアー
ロッドの中に連続的に循環させることである。
且つ該コアーロッドの寸法を維持させることができる種
類並びに速度を持った液状冷却剤ヲ鍛造プレスのコアー
ロッドの中に連続的に循環させることである。
本発明の上記並びに其の他の目的と特徴と効果は添付図
面を参考にして詳細な説明を読めば容易に明らかとなる
であろう。図面全体にわたり類似構造物に類似の部品番
号を使用している。
面を参考にして詳細な説明を読めば容易に明らかとなる
であろう。図面全体にわたり類似構造物に類似の部品番
号を使用している。
（実施例）
図面を詳細に参照すれば、第１図並びに第２図は熱間鍛
造して作った複雑なデザインの粉末金属部品１を示して
いる。図示の特定部品は軽量自動車、自動変速機、トル
クコンバータ錠止機構である。本発明の方法の特徴はこ
れら多くの複雑なデザインの特徴を仕上げ寸法に熱間鍛
造できてその後の機械加工や仕上げ作業を必要としない
ことである。鍛造したデザイン特徴の主要なものは外径
カム面２．外側スプライン４．２個の内側スプライン６
．８である。鍛造後に必要な主要機械加工は第２図に鎖
線で示′ｆ環伏溝１０と端面１２．１４゜１６．１８．
２０ である。
造して作った複雑なデザインの粉末金属部品１を示して
いる。図示の特定部品は軽量自動車、自動変速機、トル
クコンバータ錠止機構である。本発明の方法の特徴はこ
れら多くの複雑なデザインの特徴を仕上げ寸法に熱間鍛
造できてその後の機械加工や仕上げ作業を必要としない
ことである。鍛造したデザイン特徴の主要なものは外径
カム面２．外側スプライン４．２個の内側スプライン６
．８である。鍛造後に必要な主要機械加工は第２図に鎖
線で示′ｆ環伏溝１０と端面１２．１４゜１６．１８．
２０ である。
第１図及び第２図に示す仕上った粉末金属部品は表１に
示すような物理的及び冶金学特性を持っている。
示すような物理的及び冶金学特性を持っている。
表１
材 料： Ｈ４６６２粉末金属
比 重： ７．８２ｙ−／ＣＣ（グラム／立方（７）
最低）熱処理：・油冷却し、つぎに最小１時間最低１４
８．８℃で内部応力を除去する。
最低）熱処理：・油冷却し、つぎに最小１時間最低１４
８．８℃で内部応力を除去する。
硬 度： Ｒｃ５８ 最低
ピッチダイヤメータ −内側スプライン８ ：１８．０
ＯＣＩＯｒＩｎ ピッチダイヤメータ −内側スプライン６ ：２５．５
００００ｃｒｎ ピッチダイヤメータ −外側スプライン４ ：４１．４
４８０ｍ カム面２の直径： ５６．７９４０ｃｒｎ（最大）全
長： ３５．４３１Ｍ 孔の内側スプライン８はピッチダイヤメータが１８ｃｎ
＋又は凡そ０．７０インチであり、したがってスプライ
ンベースダイヤメータＧ”！、 ０．５０インチ。
ＯＣＩＯｒＩｎ ピッチダイヤメータ −内側スプライン６ ：２５．５
００００ｃｒｎ ピッチダイヤメータ −外側スプライン４ ：４１．４
４８０ｍ カム面２の直径： ５６．７９４０ｃｒｎ（最大）全
長： ３５．４３１Ｍ 孔の内側スプライン８はピッチダイヤメータが１８ｃｎ
＋又は凡そ０．７０インチであり、したがってスプライ
ンベースダイヤメータＧ”！、 ０．５０インチ。
その結果非常に小径のコアーロッドとなる。
第３図に任意の熱間鍛造装置の従来の普通の部品を含ん
だ鍛造装置を示しており、これら部品としてダイキャビ
ティすなわち空洞２２を有するダイすなわち型２０．下
部ダイシュー２４．全般を２６で示すコアーロッド組立
体τなわち芯棒組立体２６．前記コアーロッド組立体の
周りに同心に収容されていてシリンダ６０の中を前記コ
アーロッド組立体に対し往復動ｆろようになった下部ノ
ぞンチ２８がある。ダイ２０と下部パンチ２８とコアー
ロッド組立体２６はすべてダイキャビティ２２０１部分
を形成する。前述の往復動下部パンチ２８は下部ダイシ
ュー２４の中に摺動自在に収容されている機械作動式エ
ゼクタ−ビン２９によって。
だ鍛造装置を示しており、これら部品としてダイキャビ
ティすなわち空洞２２を有するダイすなわち型２０．下
部ダイシュー２４．全般を２６で示すコアーロッド組立
体τなわち芯棒組立体２６．前記コアーロッド組立体の
周りに同心に収容されていてシリンダ６０の中を前記コ
アーロッド組立体に対し往復動ｆろようになった下部ノ
ぞンチ２８がある。ダイ２０と下部パンチ２８とコアー
ロッド組立体２６はすべてダイキャビティ２２０１部分
を形成する。前述の往復動下部パンチ２８は下部ダイシ
ュー２４の中に摺動自在に収容されている機械作動式エ
ゼクタ−ビン２９によって。
鍛造工種の最後に作動するようになっている。円筒形の
粉末金属のＡ？Ｊ５３ｉ：部品３２が前記ダイキャビテ
ィの中に入れられろ。熱間鍛造行程において上部パンチ
５４が前記粉末金属前成形品に接触したときダイキャビ
ティが完全に成形され、したがって部品の鍛造成形がで
きる。前記上部パンチ６４はコアーロッド組立体の最上
部が非常に精密に摺動自在に嵌合する孔３６を備えてい
る。前記上部パンチは１部分を図示している上部パンチ
ライザ並びに鍛造プレスラム３８の中に普通の保持リン
グ４０によって堅く保持されている。
粉末金属のＡ？Ｊ５３ｉ：部品３２が前記ダイキャビテ
ィの中に入れられろ。熱間鍛造行程において上部パンチ
５４が前記粉末金属前成形品に接触したときダイキャビ
ティが完全に成形され、したがって部品の鍛造成形がで
きる。前記上部パンチ６４はコアーロッド組立体の最上
部が非常に精密に摺動自在に嵌合する孔３６を備えてい
る。前記上部パンチは１部分を図示している上部パンチ
ライザ並びに鍛造プレスラム３８の中に普通の保持リン
グ４０によって堅く保持されている。
ダイ２０を一定温度に保持するための装置が設けられて
いる。この装置はダイ２０の内部に設けた環状冷却室４
２を含み、前記冷却室４２は下部ダイシュー２４の内部
に設けた流入通路４４及び流出通路４６と連通している
。ダイをかなり一定の温度に保持しておくためダイの中
に普通の熱伝達流体を絶えず循環させるための適当な装
置（図示せず）を設けている。この熱伝達はその特性を
凡そ２６０℃（５００−Ｆ）の温度を維持するように選
ぶことが望ましい。
いる。この装置はダイ２０の内部に設けた環状冷却室４
２を含み、前記冷却室４２は下部ダイシュー２４の内部
に設けた流入通路４４及び流出通路４６と連通している
。ダイをかなり一定の温度に保持しておくためダイの中
に普通の熱伝達流体を絶えず循環させるための適当な装
置（図示せず）を設けている。この熱伝達はその特性を
凡そ２６０℃（５００−Ｆ）の温度を維持するように選
ぶことが望ましい。
ダイ特にダイキャビティ２２を形成するダイの１部分は
幾分略図的に図示しているのが認められろ。このような
ダイを多くのダイ部品によって組立てて、各種の段部と
肩部を持った複雑な形状の機械加工を容易ならしめるこ
とは普通性われている。このような構成を例えば米国特
許第３，７３５．６４８号に記載しているが、これは本
発明の１部分とは考えられない。本発明は独特の構造を
持ったコアーロッド組立体とこのコアーロッド組立体に
蒸発性液状冷却剤を通すだめの装置とを備えている。
幾分略図的に図示しているのが認められろ。このような
ダイを多くのダイ部品によって組立てて、各種の段部と
肩部を持った複雑な形状の機械加工を容易ならしめるこ
とは普通性われている。このような構成を例えば米国特
許第３，７３５．６４８号に記載しているが、これは本
発明の１部分とは考えられない。本発明は独特の構造を
持ったコアーロッド組立体とこのコアーロッド組立体に
蒸発性液状冷却剤を通すだめの装置とを備えている。
再び第３図と第４図を参照すればコアーロッド組立体２
６がコアーロッドライザー５４にねじ５２によって連結
された円筒状コアーロッド５０を含んでいろ。前記コア
ーロッドライザーの下端にフランジを備え、溝５８の中
に嵌め込んだＯリング５６に載っているので、あとから
説明するように冷却剤が漏洩しないよう接触面間を密封
性に保っている。、前記コアーロッドライザーは環状リ
ングの形状をした下部パンチ／ｃ、ｄ−サ６０によって
下部ダイシューに固定され、前記下部ノξンチスハ一サ
６０は下部ダイシューに連結するため多くのねじ６２を
備えている。コアーロッドライザー５４とコアーロッド
５０は中空であって、且つコアーロッドの先端６６に至
ろ全長にわたって貫通する軸方向孔６４を備え、該軸方
向孔はあとで説胡する目的のためダイキャビティの外側
の大気と、前記コアーロッド内に孔（６４）によって形
成した冷却室７０と、を連結するための制御口６８を備
えている、コアーロッド冷却室７０は環状肩部７２によ
って形作られた段部７２を有し、該段部７２は冷却剤管
７４の進入を可能にし、また鍛造作業中に冷却室内の最
高の熱応力を受ける部分の広さを決めることになる。前
述の最高の熱応力を受ける部分は７６で示す小径部分で
ある。冷却剤管７４はコアーロッドの内部の孔６４の大
径部中に進入しているが、しかし肩部７２の直前すなわ
ち入口室７８を形作れるほどの距離で停止している。こ
の入口室の容積を充分広くして蒸発した冷却液又は一部
蒸発した冷却液の圧力を最低に維持できるようにするこ
とが望ましく、この目的のため制御口６８を設けその大
きさを決めている。制薗口６８は（１）冷却液が液状で
大気中に排出されないほど小さくシ、且つ（ｉｌ）冷却
室７０の中にガス圧が発生し冷却液が冷却室に安定して
流れないようになるのを防止できるほど大きくしである
。空気が冷却システムに入らないようにするため冷却剤
戻り通路８０の中に充分な圧力が常に存在していること
が分る。大気圧以上の圧力で充分である。このよう組合
せ構成すなわち冷却室技術によって冷却室に連続して蒸
発用冷却液を流通させ、かくして冷却室の中に最高の冷
却効果をもたらす。これと同じ目的で孔６４の大きさを
冷却管７４に対し次のような寸法にしている。すなわち
冷却剤は通路８０を通って戻り、戻り中の蒸発ガスが流
入冷却液を室７８に到達でるまでまたは殆んど到達する
まで蒸発以下の温度に維持できるように大きさを決め℃
いろ。事実前記冷却システム（孔６４．管７４゜室７０
．室７８１口６８）は次のような大きさになっている。
６がコアーロッドライザー５４にねじ５２によって連結
された円筒状コアーロッド５０を含んでいろ。前記コア
ーロッドライザーの下端にフランジを備え、溝５８の中
に嵌め込んだＯリング５６に載っているので、あとから
説明するように冷却剤が漏洩しないよう接触面間を密封
性に保っている。、前記コアーロッドライザーは環状リ
ングの形状をした下部パンチ／ｃ、ｄ−サ６０によって
下部ダイシューに固定され、前記下部ノξンチスハ一サ
６０は下部ダイシューに連結するため多くのねじ６２を
備えている。コアーロッドライザー５４とコアーロッド
５０は中空であって、且つコアーロッドの先端６６に至
ろ全長にわたって貫通する軸方向孔６４を備え、該軸方
向孔はあとで説胡する目的のためダイキャビティの外側
の大気と、前記コアーロッド内に孔（６４）によって形
成した冷却室７０と、を連結するための制御口６８を備
えている、コアーロッド冷却室７０は環状肩部７２によ
って形作られた段部７２を有し、該段部７２は冷却剤管
７４の進入を可能にし、また鍛造作業中に冷却室内の最
高の熱応力を受ける部分の広さを決めることになる。前
述の最高の熱応力を受ける部分は７６で示す小径部分で
ある。冷却剤管７４はコアーロッドの内部の孔６４の大
径部中に進入しているが、しかし肩部７２の直前すなわ
ち入口室７８を形作れるほどの距離で停止している。こ
の入口室の容積を充分広くして蒸発した冷却液又は一部
蒸発した冷却液の圧力を最低に維持できるようにするこ
とが望ましく、この目的のため制御口６８を設けその大
きさを決めている。制薗口６８は（１）冷却液が液状で
大気中に排出されないほど小さくシ、且つ（ｉｌ）冷却
室７０の中にガス圧が発生し冷却液が冷却室に安定して
流れないようになるのを防止できるほど大きくしである
。空気が冷却システムに入らないようにするため冷却剤
戻り通路８０の中に充分な圧力が常に存在していること
が分る。大気圧以上の圧力で充分である。このよう組合
せ構成すなわち冷却室技術によって冷却室に連続して蒸
発用冷却液を流通させ、かくして冷却室の中に最高の冷
却効果をもたらす。これと同じ目的で孔６４の大きさを
冷却管７４に対し次のような寸法にしている。すなわち
冷却剤は通路８０を通って戻り、戻り中の蒸発ガスが流
入冷却液を室７８に到達でるまでまたは殆んど到達する
まで蒸発以下の温度に維持できるように大きさを決め℃
いろ。事実前記冷却システム（孔６４．管７４゜室７０
．室７８１口６８）は次のような大きさになっている。
すなわち冷却液は冷却室７０の中で１部分だけが蒸発し
且つ僅少の液体部分が通路８０を通って戻りコアーロッ
ド内の熱が前記液体部分を蒸発させろより前にコアーロ
ッド５０の下端すなわちねじ付き端部に達するような大
きさになっている。このよう・な技術の結果として冷却
剤が管７４から室７８に出る以前において液状を保つ点
に最高の効果をもたらす。
且つ僅少の液体部分が通路８０を通って戻りコアーロッ
ド内の熱が前記液体部分を蒸発させろより前にコアーロ
ッド５０の下端すなわちねじ付き端部に達するような大
きさになっている。このよう・な技術の結果として冷却
剤が管７４から室７８に出る以前において液状を保つ点
に最高の効果をもたらす。
液状冷却剤は適当な圧力に高めた冷却剤源８２から制御
弁８４を経てコアーロッドの冷却室７０に送られる。好
適な液状冷却剤は蒸発温度が一１６０°Ｃ（−３２０１
）の窒素である。このようにして冷却剤が冷却剤タンつ
てなわち冷却源８２の中でそれ自身の圧力を発生−ｆる
から、流れを制御する装置すなわち弁８４を設けろのみ
で良い。使用ずみの冷却剤が一度び通路８０を出ろと大
気中に排出されるか又は不活性ガスとして別の場所で使
用される。
弁８４を経てコアーロッドの冷却室７０に送られる。好
適な液状冷却剤は蒸発温度が一１６０°Ｃ（−３２０１
）の窒素である。このようにして冷却剤が冷却剤タンつ
てなわち冷却源８２の中でそれ自身の圧力を発生−ｆる
から、流れを制御する装置すなわち弁８４を設けろのみ
で良い。使用ずみの冷却剤が一度び通路８０を出ろと大
気中に排出されるか又は不活性ガスとして別の場所で使
用される。
上述の技術を使用することによってコアー（ｆｆラッド
温度を連続作業中にがなり安定した温度約２６０°Ｃ（
５００”Ｆ ）に維持することができる。
温度を連続作業中にがなり安定した温度約２６０°Ｃ（
５００”Ｆ ）に維持することができる。
熱間鍛造粉末金属部品を作る方法の中の残りの部分は本
発明の一部とは考えられないが、米国特許第４，００２
．４７１号を参照すると、硬度ＲＣ５８を持つ完全硬化
部品を得ろために鍛造作業に続いて直ちに油の中で部品
１を冷却する手段を含む適切な作業上の、ａラメータが
記載されている。
発明の一部とは考えられないが、米国特許第４，００２
．４７１号を参照すると、硬度ＲＣ５８を持つ完全硬化
部品を得ろために鍛造作業に続いて直ちに油の中で部品
１を冷却する手段を含む適切な作業上の、ａラメータが
記載されている。
第４図は鍛造装置の鍛造作業の終局を示し、上部パンチ
６４がダイキャビティ２２の中でその行程の終局点にあ
る。蒸発した液状冷却剤がガスとしてコアーロッド５０
の頂部の口６８を通り且つ上部パンチの孔３６を通って
大気中に出る。ガスは上部パンチの復帰行程中口６８を
通って大気中に排出し続ける。
６４がダイキャビティ２２の中でその行程の終局点にあ
る。蒸発した液状冷却剤がガスとしてコアーロッド５０
の頂部の口６８を通り且つ上部パンチの孔３６を通って
大気中に出る。ガスは上部パンチの復帰行程中口６８を
通って大気中に排出し続ける。
第５図は複雑な形状を鍛造部品上に成形できるような形
状を持ったダイ部品の詳細を示している。
状を持ったダイ部品の詳細を示している。
特に注目すべき点は、上部ノξンチ６４とダイキャビテ
ィ２２がそれらの全周にわたり緊密摺動係合している点
と、上部パンチがその外周にカム面２を有スる点と、ダ
イキャビティがこのようなカム形状の逆の形状を有する
点である。同じように上部パンチの孔３乙にスプライン
を作り、コアーロッド２６に形成しであるスプライン８
と相互嵌合できるようにした点が良い。前に述べた１部
パンチの孔にスプラインを設けることは必要でないが。
ィ２２がそれらの全周にわたり緊密摺動係合している点
と、上部パンチがその外周にカム面２を有スる点と、ダ
イキャビティがこのようなカム形状の逆の形状を有する
点である。同じように上部パンチの孔３乙にスプライン
を作り、コアーロッド２６に形成しであるスプライン８
と相互嵌合できるようにした点が良い。前に述べた１部
パンチの孔にスプラインを設けることは必要でないが。
上部パンチとコアーロッドとの相互嵌合％伏によって上
部、２ンチの孔の半径方向の面に活って金属ｂ″−張り
出すのを防止し、したがって張りを機械加工で除く必要
がなくなる。
部、２ンチの孔の半径方向の面に活って金属ｂ″−張り
出すのを防止し、したがって張りを機械加工で除く必要
がなくなる。
第３図は冷却剤管７４がコアーロッドライザーの孔６４
と同心になっているのを明瞭に示している。
と同心になっているのを明瞭に示している。
第１図は本発明に基づいて作った熱間鍛造粉末金属部品
であるイナーレースの斜視図、第２図は第１図に示した
熱間鍛造粉末金属部品の断面図。 第３図は本発明の熱間鍛造作業又は押出し作業の開始時
における熱間鍛造ダイを示す熱間鍛造プレス又は押出し
プレスの断面図、第４図は第３図に示した同一の熱間鍛
造プレス又は押出しプレスの断面図であるが熱間鍛造作
業又は押出し作業の終了時を示す断面図、第５図は第４
図の線５−５における断面図、第３図は第４図の線６−
６における断面図である。 １・・・粉末金属部品、 ２・・・外径カム面、 ４・
・・外側スプライン、 ６．８・・・内側スプライン。 １０・・・環状溝、 １２．１４．１６．１８．２
０・・・端面。 ２０・・・ダイ、 ２２・・・ダイキャビティ、 ２
４・・・ダイシュー、 ２６・・・コアーロッ）”、
２Ｂ・・・下部パンチ、 ３０・・・シリンダ、
３２・・・前成形品。 ３４・・・上部パンチ、 ６６・・・孔、 ３８・
・・土部パンチライザー、 ４０保持リング、 ４２
・・・環状冷却室、４４・・・流入通路、 ４６・・・
流出通路。 ５０・・・コアーロッ）’、 ５４・・・コアーロ
ッドライザー、 ５８・・・溝、 ６０・・・下部パ
ンチスペーサ。 ６４・・・孔、 ６８・・・制御口、 ７０・・・冷
却室。 ７４・・・冷却剤管、７８・・・入口室、 ８０・・
・冷却剤戻り通路、 ８２・・・タンク、 ８４・・・
流れ制御弁。 （外４名）
であるイナーレースの斜視図、第２図は第１図に示した
熱間鍛造粉末金属部品の断面図。 第３図は本発明の熱間鍛造作業又は押出し作業の開始時
における熱間鍛造ダイを示す熱間鍛造プレス又は押出し
プレスの断面図、第４図は第３図に示した同一の熱間鍛
造プレス又は押出しプレスの断面図であるが熱間鍛造作
業又は押出し作業の終了時を示す断面図、第５図は第４
図の線５−５における断面図、第３図は第４図の線６−
６における断面図である。 １・・・粉末金属部品、 ２・・・外径カム面、 ４・
・・外側スプライン、 ６．８・・・内側スプライン。 １０・・・環状溝、 １２．１４．１６．１８．２
０・・・端面。 ２０・・・ダイ、 ２２・・・ダイキャビティ、 ２
４・・・ダイシュー、 ２６・・・コアーロッ）”、
２Ｂ・・・下部パンチ、 ３０・・・シリンダ、
３２・・・前成形品。 ３４・・・上部パンチ、 ６６・・・孔、 ３８・
・・土部パンチライザー、 ４０保持リング、 ４２
・・・環状冷却室、４４・・・流入通路、 ４６・・・
流出通路。 ５０・・・コアーロッ）’、 ５４・・・コアーロ
ッドライザー、 ５８・・・溝、 ６０・・・下部パ
ンチスペーサ。 ６４・・・孔、 ６８・・・制御口、 ７０・・・冷
却室。 ７４・・・冷却剤管、７８・・・入口室、 ８０・・
・冷却剤戻り通路、 ８２・・・タンク、 ８４・・・
流れ制御弁。 （外４名）
Claims (10)
- （１）約３８ｍｍ（１．５０インチ）以下の直径の内側
孔を有し、その孔の全長の少くとも１部分にスプライン
を有する粉末金属部品を作るため円筒形の粉末金属前成
形品を殆んど完全な理論的密度に熱間鍛造する装置にお
いて； １端から内方へ近在する第１孔を有する第１パンチと、 前記第１パンチと同心のダイであつて、該ダイは前記第
１パンチを入れるようになつたダイキャビティを備え、
前記ダイキャビティがその外面に第１形状を形成してい
る前記ダイと、 前記ダイキャビティの内部中心に在つてその殆んど全長
にわたり前記第１パンチの反対側の前記ダイキャビティ
の１端から前記ダイキャビティの中に延在するコアーロ
ッド組立体と、 前記コアーロッド組立体と同心であり且つ前記コアーロ
ッド組立体に摺動接触する第２パンチであつて、前記第
２パンチが前記コアーロッド組立体と共に前記ダイキャ
ビティの前記１端を閉じるようになつた前記第２パンチ
と、 熱伝達用液体を前記ダイの予定部分に流通させることに
よつて前記ダイの温度を制御する流体循環装置と、 （ｉ）蒸発性液状冷却剤を前記コアーロッド組立体の中
を通つて前記キャビティ内のコアーロッド組立体の頂部
まで流通させ、（ｉｉ）前記蒸発性液体を少くとも１部
分蒸発せしめ、（ｉｉｉ）蒸発したガスの１部を大気中
に放出せしめ、（ｉｖ）前記ガスといく分の前記蒸発性
液体を前記コアーロッド組立体を通つて戻すための冷却
剤装置と、 を包含することを特徴とする熱間鍛造装置。 - （２）前記コアーロッド組立体がその全長に沿つてその
１端から前記頂部まで延在する中空円筒状冷却室を有す
るコアーロッドを備え、且つ前記蒸発ガスの１部を大気
中に排出するため前記頂部に制御口を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の熱間鍛造装置。 - （３）前記コアーロッド組立体が更に前記コアーロッド
にねじで連結した円筒形のコアーロッドライザーを備え
、該コアーロッドライザーが前記冷却室と連通して冷却
剤戻り通路となる軸方向の孔を有し、 前記冷却剤装置が前記冷却剤戻り通路より小直径の冷却
剤管を備え、該冷却剤管が熱間鍛造装置の外部から該装
置に入り、流入する蒸発性液状冷却剤が前記冷却剤管を
通り且つ前記冷却室から前記冷却剤通路を通つて排出さ
れる蒸発性冷却流体によつて前記コアーロッド組立体の
高温から熱遮蔽される。 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の熱間鍛造
装置。 - （４）前記第２パンチに当接してこれを前記コアーロッ
ド組立体の長さに沿つて摺動させ且つ鍛造行程の終了時
に完成した鍛造部品を前記ダイキャビティから射出させ
る射出ピンを更に備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の熱間鍛造装置。 - （５）鍛造行程において前記第１パンチの第１孔が前記
頂部を含めた前記コアーロッドの大部分を摺動接触状態
で収容することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の熱間鍛造装置。 - （６）前記第１パンチが堅型鍛造装置の上部パンチであ
り、且つ前記第２パンチが該鍛造装置の下部パンチであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の熱間鍛
造装置。 - （７）約３８ｍｍ（１．５０インチ）以下の直径の小さ
な内側孔を持つた粉末金属部品を作るため円筒形粉末金
属の前成形品を殆んど完全な理論的密度まで鍛造プレス
によつて熱間鍛造する方法において； 前記鍛造プレスが（ｉ）１端から内側に延在する第１孔
を持つた第１パンチと、（ｉｉ）前記第１パンチと同心
であつて該第１パンチを収容するようになつたダイキャ
ビティを備え該ダイキャビティの半径方向外壁に第１形
状を形成しているダイと、（ｉｉｉ）前記ダイキャビテ
ィの中心に入つており前記第１パンチと反対側の１端か
ら前記ダイキャビティの中にその殆んど全長にわたり延
在するコアーロッド組立体と、前記コアーロッド組立体
と同心であり且つこれと摺動接触し且つこれと共働して
前記ダイキャビティの前記１端を閉じるようになつた第
２パンチとを備え； 蒸発性液状冷却剤を冷却剤源から前記コアーロッド組立
体を通つて循環させ、 前記冷却剤が鍛造サイクルの連続作業中に前記コアーロ
ッドを約２６０℃（５００°Ｆ）の平均温度に保持でき
る充分な速度で且つ前記冷却剤の少くとも主要部を蒸発
せしめる速度で供給され、蒸発した冷却剤の少量部を前
記ダイキャビティにおいて大気中に排出し、 蒸発した冷却剤の残部といくらかの液状冷却剤を前記コ
アーロッド組立体を通じて戻す、 ことを特徴とする熱間鍛造方法。 - （８）前記コアーロッド組立体を通つて戻されている蒸
発ずみ冷却剤の残部と液状冷却剤が流入中の冷却用流体
を前記コアーロッド組立体及び前記第２パンチの熱から
遮蔽して前記流入流体の早期蒸発を防ぐことを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載の熱間鍛造方法。 - （９）前記液状冷却剤が窒素であり、前記液状冷却剤が
前記冷却剤源の中で−１６０℃（−３２０°Ｆ）の一定
温度に保たれることを特徴とする特許請求の範囲第８項
記載の熱間鍛造方法。 - （１０）前記冷却剤が前記コアーロッド組立体の同じ通
路を通つて前記冷却剤源から配送され且つ大気中に戻さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/823,920 US4666665A (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Hot-forging small inner diameter powdered metal parts |
| US823920 | 1986-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62180002A true JPS62180002A (ja) | 1987-08-07 |
| JPH0629443B2 JPH0629443B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=25240121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62012142A Expired - Lifetime JPH0629443B2 (ja) | 1986-01-30 | 1987-01-21 | 粉末金属部品の熱間鍛造法並びに装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4666665A (ja) |
| JP (1) | JPH0629443B2 (ja) |
| CA (1) | CA1268644A (ja) |
| DE (1) | DE3701657C2 (ja) |
| SE (1) | SE462468B (ja) |
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| JP2019157170A (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | ギヤの製造方法と圧粉成形装置 |
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