JPS6224832A - 大形鋼材の熱間自由鍛造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼材内部に存在する空隙状欠陥を効果的に鍛
圧着して健全な内部性状を有する鍛鋼品鋼材を得るため
の大形鋼材の熱間自由鍛造方法に関する。

（従来の技術） 鋼材内部に存在する空隙状欠陥を鍛圧着するための大形
鋼材の熱間自由鍛造方法の従来例を第４図、５図を参照
して説明する。

第４図は、相対向する一対の平金敷１　、２ｔ−用いて
鋼材３を鍛造する場合を示す。なお符号人で鋼材３の一
定位置を示しである。すなわち、熱間加工温度に加熱さ
れた鋼材３を第４図（イ）、（口１、（／→、（に）、
（ホ）の順に平金敷１．２間で回転させて、一定方向の
圧下力を与え、鋼材３は、紙面に垂直な方向を鍛伸方向
として、断面がほぼ正方形に鍛造される。

第５図は、相対向するＶ形溝を有する一対のＶ金敷４，
５を用いて鋼材３を鍛造する場合を示す。

なお、符号Ａで鋼材３の一定位置を示しである。

すなわち、熱間加工温度に加熱された鋼材３を第５図（
イ）、（ロ）、０→の順に一対のＶ金敷４，５間で回転
嘔せて、一定方向の圧下力を与え、鋼材３は、紙面に垂
直な方向を鍛伸方向として、断面がほぼ正八角形に近い
形状に鍛造される。

そして１、従来の上記２方法においては、鋼材内部の空
隙−あ鍛圧着のためには、大きな圧下量を必要とした。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の２方法では、いずれも内部空隙の鍛圧着のために
圧下量金大きくすれば、必然的に鍛造完了后の鋼材の鍛
伸方向に直角な断面積が小さくなり、目的とする形状寸
法を確保することができない場合を生じる。これを避け
るために、鍛造途中ですえ込み鍛造によって、当該断面
積全天きくする工程を入れる必要があった。このため、
ニー数が増加して生産性が悪くなるばかシでなく、小食
の圧下量を与えて、すえ込み鍛造工程を施すことを繰シ
返して行っても、内部空隙の鍛圧着にはあまシ寄与せず
、結果として、欠陥を残存させたままの鍛鋼品となるこ
とが多かった。また、圧下量を大きくしてから、すえ込
み鍛造を行うと、鋼材の鍛伸方向の長さが長くなり過ぎ
ておシ、すえ込み鍛造をするためのプレス等の鍛造用機
械の鍛造可能寸法の上限を超過したり、また機械が十分
に大きくても、鋼材に座屈を生じて、すえ込み鍛造が不
可能でおる等の問題点があった。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、上記の問題点を解決し、鍛造用機械の制限さ
れた能力や寸法範囲内で鋼材に内在する空隙を有効に鍛
圧着しうる鍛造方法を提供するものでｓｂ、そ□の構成
は、下記の通りである。すなわち、相対向する平面を有
する一対の平金敷の間に熱間加工温度に加熱された鋼材
を挿入し、鋼材の鍛伸方向に直角な断面形状がほぼ長方
形となるように該鋼材に一定方向からの圧下力を与えて
鍛ｉ、する第１鍛造工程と、第１鍛造工程で鍛造された
鋼材をそのまま、または熱間加工温度に加熱して、相対
向するＶ形溝を有する一対のＶ金敷の間に挿入し、該鋼
材に、第１鍛造工程において鋼材に与えられた圧下力の
方向と直角な方向の圧下力を与えて鍛造を行う第２鍛造
工程とからなる大形鋼材の熱間自由鍛造方法である。

（作　用） 第１鍛造工程では、熱間加工温度に加熱されている鋼材
が一対の平金敷の間で、断面形状がほぼ長方形となるよ
うに鋼材と圧下力との相対関係を常に一定として、鍛伸
方向への伸びを小さく押えて、鋼材内部の空隙を十分に
縮小するように圧下量を大きくして鍛造し、第２鍛造工
程では、第１鍛造工程で鍛造された鋼材をそのまま、ま
たは、熱間加工温度に加熱してＶ金敷間にて、第１鍛造
工程において鋼材に与えられた圧下力の方向と直角な方
向の圧下力、すなわち、鋼材のほぼ長方形断面の長手方
向からの圧下力を与えることによって、鍛鋼品の寸法を
侵すことなく、またＶ金敷によって平金敷に比して圧下
力による鋼材内部の静水圧応力を犬として、内部空隙の
鍛圧着に必要な圧下量を与えて鍛造する。

（実施例） 本発明に係る大形鋼材の熱間自由鍛造方法の実施例を第
１図、２図に基づいて説明する。

先づ、第１鍛造工程を第１図（イ）、（ロ）に基づいて
説明する。

第１図（イ）に示すように、相対向する平面を有する一
対の平金敷１，２間に、熱間加工温度に加熱された鋼材
３を挿入して、第１図仲）に示すように、鋼材３を回転
させることなく、鋼材３に一定方向の圧下力を与えて鍛
造する。従って、鋼材３は、紙面に垂直な方向を鍛伸方
向とし、鍛伸方向に直角な断面形状がほぼ長方形となる
。

なお、符号Ａで鋼材３の一定位置を示しである。

第１鍛造工程においては、鋼材３と圧下力との相対関係
が常に一定であるので、鋼材３の内部に存在する空隙の
縮小効果を十分に上げ得るように圧下量を大きくしても
鋼材３の鍛伸方向への伸びを小さく押えることができる
。

次に第２鍛造工程を第２図（イ）、（ロ）に基づいて説
明する。

第１鍛造工程を終了した鋼材３を必要に応じて、熱間加
工温度に再加熱し、相対向するＶ形溝を有する一対のＶ
金敷４，５間に、第２図（イ）に示すように、鋼材３の
断面形状の長手方向に圧下力が与えられるように挿入し
、第２図（ロ）に示すように、鋼材３を回転させること
なく、鋼材３に圧下力を加えて鍛造する。なお符号Ａで
鋼材３の一定位置を示しである。かくして、鋼材３には
、第１鍛造工程において与えられた圧下力の方向に直角
な方向の圧下力が与えられる。

第２鍛造工程においては、一対のＶ金敷４，５を使用す
るので、平金敷を使用する場合に比して圧下力による鋼
材内部の静水圧応力が大きくなシ、内部空隙は、効果的
に鍛圧着される。また、第１鍛造工程において鋼材３の
断面形状は、はぼ長方形になっておυ、第２鍛造工程に
おいては、その長手方向に圧下力が与えられるので、鍛
鋼品の寸法を侵すことなく、内部空隙の鍛圧着に必要な
だけ、十分に大きな圧下量を与えることができる。

従って、第２鍛造工程完了後の鋼材３は、目的とする鍛
鋼品の寸法を確保して、内部空隙のない健全な鋼材とな
る。

第３図に、鍛造用機械に２０００）ンプレスを使用し、
大形鋼材として７５トン鋼塊を用いて、中実丸・棒状の
ｉ鋼品に鍛造し、その鍛造方法として、従来の、平金敷
を用いての鍛造方法（イ）、■金敷を用いての鍛造方法
（ロ）および本発明に係る鍛造方法（／−１をそれぞれ
適用した場合の鍛造による内部空隙の変化状態を示しで
ある。

横軸は、鋼材断面比、すなわち、鍛造完了後の鋼材の鍛
伸方向に直角な断面積をＳｏとし、鍛造開始前および途
中の同断面積をＳとして、Ｓ　／　Ｓｏで表わしである
。縦軸は、各鋼材から超音波探傷によって検出された内
部空隙の最大のものの鍛造開始前の寸法をＤｏとし、鍛
造中および鍛造完了後の寸法をＤとしてＤ／Ｄｏで現わ
しである。

そして、折線Ｉは鍛造方法（イ）、折線Ｉは鍛造方法（
ロ）、折線Ｉｐ鍛造方法しうによる場合をそれぞれ示し
ている。折線Ｉにおいては、鍛造開始前と鍛造途中の点
ｉ−ａおよび鍛造完了時の点Ｉ−ｂ、折線Ｉにおいては
、鍛造開始前と鍛造途中の点■−ａおよび鍛造完了時の
点ｍ−ｂにおいて、折線■においては鍛造開始前と第１
鍛造工程の途中の点１１１−ａ、第１鍛造工程完了時の
点ｍ−ｂおよび第２鍛造工程完了時の点ｎ１−ｃにおい
て、寸法測定と超音波探傷とを実施してその値を求めた
。

なお、使用した各金敷の鍛伸方向の長さは、２０００　
）ンプレスで鍛伸し得る最大の寸法とし工あるので、い
ずれの鍛造方法においても、その方法においては、２０
００　）ンプレスで達成し得る最大の空隙圧着効果を与
えるようになっている。

第３図よシ知られるように、従来の鍛造方法（イ）、（
ロ）においては、鍛造完了後にもＤ／Ｄｏの値は零とな
らなく鋼材に内部空隙が残存している。これらの鍛造方
法（イ）、（ロ）では鋼材の断面積をＳｏ以下とするこ
となイ内部空隙を完全に消滅させるためには、鍛造途中
に、すえ込み鍛造工程を入れなければならなく、その場
合には前記した従来の鍛造方法の各問題点が発生する。

これにひきかえ、本発明に係る鍛造方法ρ→においては
、第１鍛造工程と第２鍛造工程とを組合せることによっ
て、前記の各問題点を生ずることなく内部空隙を完全に
鍛圧着せしめ、健全な鍛鋼品が得られた。

（発明の効果） 以上の説明によって理解されるように、本発明に係る大
形鋼材の熱間自由鍛造方法によれば、プレスの限られた
圧下荷重能力内で、比較的大形鋼材の鍛造が、鍛造途中
にすえ込み鍛造工程を組入消滅させた健全な鍛鋼品が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、仲）は本発明に係る大形鋼材の熱間自由
鍛造方法の第１鍛造工程の説明図、第２図（イ）、（ロ
）は、同じく第２鍛造工程の説明図、第３図は、従来の
鍛造方法と本発明に係る鍛造方法とにおける鋼材内部に
残存する空隙寸法比と鋼材の鍛伸方向に直角な断面積比
との関係を示す線図、第４図は、従来の平金敷を用いた
鍛造方法の説明図、第５図は、従来のＶ金敷を用いた鍛
造方法の説明図である。 １．２ニ一対の平金敷、３：鋼材、４，５ニ一対のＶ金
敷。 代理人弁理士　前　１）利　之（ほか１名）（イ）　　
　　　　　　　　　　（ロ）第１図 （イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）第２図 ＠　ネオ　釘　面　子音　しこ　　（Ｓ／Ｓｏ）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、相対向する平面を有する一対の平金敷の間に熱間加
   工温度に加熱された鋼材を挿入し、鋼材の鍛伸方向に直
   角な断面形状がほぼ長方形となるように該鋼材に一定方
   向からの圧下力を与えて鍛造する第１鍛造工程と、第１
   鍛造工程で鍛造された鋼材をそのまま、または熱間加工
   温度に加熱して、相対向するＶ形溝を有する一対のＶ金
   敷の間に挿入し、該鋼材に、第１鍛造工程において鋼材
   に与えられた圧下力の方向と直角な方向の圧下力を与え
   て鍛造を行う第２鍛造工程とからなることを特徴とする
   大形鋼材の熱間自由鍛造方法。