JPS6281237A - 異形リングの製造方法 - Google Patents

異形リングの製造方法

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JPS6281237A
JPS6281237A JP22128985A JP22128985A JPS6281237A JP S6281237 A JPS6281237 A JP S6281237A JP 22128985 A JP22128985 A JP 22128985A JP 22128985 A JP22128985 A JP 22128985A JP S6281237 A JPS6281237 A JP S6281237A
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ring
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Toshiro Kimura
敏郎 木村
Toru Yamauchi
徹 山内
Toshiki Takeiri
竹入 俊樹
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Mitsubishi Metal Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属材料から、内外面に凹凸を有するあるい
は軸方向にテーパを存するような異形リングの製造方法
に関する。
[従来の技術] 航空機用、地上用のガスタービンなどに使用されるリン
グ状部品は高温強度や疲労強度など種々の特性を要求さ
れるため、Ni、Co、Cr、Ti、V。
AI、Fe等からなる特殊合金で製造される。
このリング状部品のうち、第7図において2点鎖線で示
されるような内外面に凹凸がある断面形状を有する異形
リングRを製造する場合には、同図に実線で示すような
比較的単純な形状のリングR′を鍛造、圧延等により成
形し、これを切削など機械加工により仕上げるという工
程を行っていた。
これは、これらの製品は径に比較して肉厚が薄く、かつ
形状が複雑なものが多いことと、このような特殊合金は
変形抵抗が大きく、製品に近い形状まで塑性加工するこ
とが難しいこと、及び、加工可能な温度範囲が狭いので
1回の加熱当たりの加工量が少なく、そのような少ない
変形度と加熱とを繰り返し受けると材料内部の結晶組織
が粗大かつ不均一なものとなりやすいなどの理由による
らのである。
U発明が解決しようとする問題点コ このような製造方法においては、特に、肉薄で凹凸の大
きい製品の場合には切削などの機械加工しろか大きく、
最終的な歩留りが数%程度にまで落ちることがある。こ
れらの材料は高価なものなので素材費が高くなるととも
に、切削性が悪いものが多く加工費をも含めて製造コス
トが高くなっていた。
また、これらのリングには部品を取り付けるために、非
軸対称なフラノンやボス等を形成する場合も多いが、上
記のような方法では、このような周方向の一部たけを形
成するために全周に余肉を付さねばならず、機械加工作
業の増加と歩留りの低下を招いていた。
本発明は、上記のような問題点に鑑み、製品に近似した
形状のリングを塑性加工により形成し、機械加工しろを
少なくして製造コストを下げるとともに、均質な結晶組
織を得ろことを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは特殊合金の異形リングの変形過程を詳しく
調べた結果、次のような知見を得た。
例えば鉄鋼、ステンレス鋼などの塑性変形が容易な材料
から異形リングを製造する場合においては、素材を型鍛
造あるいは異形へのリング鍛造を行って異形のリングブ
ランクを形成し、または異形のリングブランクを用いて
1〜2工程のリング圧延により、製品にほぼ近い形状を
得ることができる。
ところで、特殊合金により上記のような矩形リングブラ
ンクをリング圧延する場合においては、加工度がとれな
いため、及び径に対する肉厚比が小さいために高さ方向
の材料流動が制限され、所定の形状を得るのは困難であ
る。また、そのような材料流動を無理に行わせようとす
ると、材料の円周方向に大きな剪断歪が発生し、円周方
向に不均一な結晶組織を生来してしまう。
そこで、本発明は、縦断面が一様な矩形でない異形リン
グを製造する方法において、貫通孔が形成された円板状
またはリング状の第一次素材を金型内に引き込みあるい
は押み込ながら鍛造し、製品との比較において内径がよ
り小さく、高さがほぼ等しく、かつ高さ方向の質量分布
がほぼ等しいリング状の第二次素材を成形する鍛造工程
と、上記第二次素材をリングミルにより圧延しながら形
状を付与する圧延工程とを行うようにしたものであり、
また、非軸対称部の形成を容易に行うために、上記鍛造
工程においてボス等の非軸対称部を形成し、リング圧延
時において、該非軸対称部をリングミルに当接さ什ずに
圧延するようにしたものである。
なお、上記鍛造工程の金型を一方に開口した形状とする
か、あるいは、第二次素材をテーパ付リングとすること
により、材料流動、鍛造荷重の双方の点から鍛造が行い
やすくなる。
[作用] 上記のような異形リングの製造方法においては、第二次
素材をリング圧延すると、変形が高さ方向の材料流動を
伴わないので、加工度か低くても所期の形状が付与され
るとともに、変形が半径方向主体となり、円周方向の剪
断歪ら減少し、結晶組織も均一なものとなる。また、非
軸対称部はリングミルに当接しないので、圧延において
他の部分からの引張変形のみを受け、多少の減厚がなさ
れながら残存する。
鍛造工程において、貫通孔のある円板を該貫通孔を徐々
に拡径しなから鍛造することにより、この材料は内側で
伸びフランジ変形、外側で縮みフリング変形を受けるの
で、変形量が内外面とも一様になり、これはリングの鍛
造工程においてら同様である。
また、これらの加工法においては、リングブランクの成
形が材料配分を伴う仮成形またはパイプ成形に類似した
変形となるため、従来の型鍛造に比べて著しく加工力が
低減され、従来の場合のl/10〜1/4の所要力とな
る。
上述の第2次素材の鍛造によって余肉を減らすことが可
能となったため、この鍛造の素材は薄肉化する。そのた
め、金型による冷却がより大きく働いて素材温度が低下
し、所要の加工力は本願の方法を用いてもなおプレスの
能力を越えることがある。このような場合には、金型温
度を材料温度に近付けることか有効であり、通常の鍛造
条件では、金型温度を材料温度より500℃以内に保持
することにより材料の加工中の冷却か防がれるので、変
形抵抗が低いままに維持され、鍛造荷重が低くてすむと
ともに、作業効率が上がる。  −[実施例] 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明す
る。
(実施例1) T i −10V−2F e −3A I合金のテーパ
付異形リングを製造した。従来は、内径200mm、肉
厚80mIr1のストレートリング状の素材を7エ程か
けて製品としていたが、形状、組織ともに満足すべきも
のではなく、従って、余肉として片側15mmづつ付し
ていた。
まず、第3図に示すようなストレートなリング鍛造品R
1を第一次素材として、第2図に示すようなリングブラ
ンクR2に鍛造した。このリングブランクR2は、高さ
が第1図の製品R3と等しく、かつ内径は小さく、製品
R3と高さ方向の質量分布、すなわち厚さの分布がほぼ
等しくなるように設定されている。
この鍛造は、テーバの押し込みによる拡管と館後方押出
となるので、鍛造荷重は比較的小さくてすんだ(170
0Ton)。このとき焼結高速度鋼の金型をガス加熱し
て500℃に昇温し、材料温度750 ’Cで鍛造した
が、材料の冷却が防止されたために、均一な内部結晶組
織が得られた。
このリングブランクR2をリングミルにより、第1図に
示す形状に余肉を片側3+n+n付した形状に2工程で
成形した。歩留りは30%から80%に改善され、工程
が減ったため、加熱回数も減り、組織ら均一な乙のが得
られた。
(実施例2) I NC0NEL718合金(Ni−19cr−3Mo
−19Fe、 NトTa<5.1゜AI・0.5.Ti
=0.9.C<0.1.Mn<0.5.Si<0.75
)を材料に、第4図のような形状のリングR’3を通常
の鍛造条件により製造した。
まず、第6図のような貫通孔のある円板R’1を局部鍛
造と目打により製造し、これを拡径しつつ金型に引込成
形しながら鍛造して材料配分し、第5図のようなリング
ブランクR’2に成形した。
この鍛造は、材料を1000℃に加熱し、金型は熱間工
具鋼を用いて250℃に予熱して行ったが、この場合は
肉を一部分のみ流動させて、大部分の部材は曲げ成形を
行うことになり、鍛造荷重は1500Tonであった。
このリングブランクR’2の鍛造工程において、第4図
のA−8間の外周部分の対応する位置4箇所に15mm
の突起(図示略)を形成した。
このようなリングブランクR’2をリングミルにより2
工程で成形し、余肉は従来の片側15mmから4mmに
下げることができた。
そして、リング圧延において上記突起が主ロールに接触
しないように、主ロールに逃げを作っておいた。リング
圧延において、この突起はその上下部分の変形に引きず
られる形で引張変形され、最終的に10mmの段差をa
する突起として残存し、これにより非軸対称部を形成す
るときのけ科の節約と機械加工時間の短縮ができた。
この圧延工程においては、変形が半径方向のみの小さい
ものであるので、リング圧延力を従来より約20%低下
させろことかできた。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は、縦断面が一様な矩形で
ない異形リングを製造する方法において、貫通孔が形成
された円板状またはリング状の第一次素材を金型内に引
き込みあるいは押し込みながら鍛造し、製品との比較に
おいて内径がより小さく、高さがほぼ等しく、かつ高さ
方向の質量分布がほぼ等しいリング状の第二次素材を成
形する鍛造工程と、上記第二次素材をリングミルにより
圧延しながら形状を付与する圧延工程とを行うものであ
るので、変形抵抗が大きく、変形可能温度範囲が狭くて
一回当たりの加工量が少ないような場合においても、塑
性加工のみで所要の形状に充分近くなるまで成形でき、
従って、その後の機械加工の手間及び切削しろを減少さ
せ、コストを下げることができる。また、鍛造工程にお
いても圧延工程においても材料の均一な変形をさせ、圧
延工程を短縮させて加熱、加工の繰り返しを少なくする
ので、部分的な結晶の粗大化がなく、良好な金属組織が
得られる。さらに、鍛造工程においてボス等の非軸対称
部を形成し、リング圧延時において、該非軸対称部をリ
ングミルに当接させずに圧延するようにすることにより
、非軸対称部の成形において機械加工量を大幅に減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の実施例1の説明図であり
、第1図は製品の異形リングの断面図、第2図は第二次
素材の断面図、第3図は第一次素材の断面図、第4図な
いし第6図は本発明の実施例2の説明図であり、第4図
は製品の断面図、第5図は第一次素材の断面図、第6図
は第一次素材の断面図、第7図は従来法の一例を示す断
面図である。 R1、R’ 1・・・・・第一次素材、R2、R’ 2
・・・・・第二次素材、R3、R’ 3・・・・・・異
形リング。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、縦断面が一様な矩形でない異形リングを製造す
    る方法において、貫通孔が形成された円板状またはリン
    グ状の第一次素材を、金型内に引き込みあるいは押込み
    ながら鍛造し、製品との比較において内径がより小さく
    、高さがほぼ等しく、かつ高さ方向の質量分布がほぼ等
    しいリング状の第二次素材を成形する鍛造工程と、上記
    第二次素材をリングミルにより圧延しながら形状を付与
    する圧延工程とを行うことを特徴とする異形リングの製
    造方法。
  2. (2)、縦断面が一様な矩形でない異形リングを製造す
    る方法において、貫通孔が形成された円板状またはリン
    グ状の第一次素材を、金型内に引き込みあるいは押込み
    ながら鍛造し、製品との比較において内径がより小さく
    、高さがほぼ等しく、高さ方向の質量分布がほぼ等しく
    、かつ、非軸対称部分を有するリング状の第二次素材を
    成形する鍛造工程と、上記第二次素材を、上記非軸対称
    部分をリングミルのマンドレル及びロールに当接させな
    いように圧延しながら形状を付与する圧延工程とを行う
    ことを特徴とする異形リングの製造方法。
JP22128985A 1985-10-04 1985-10-04 異形リングの製造方法 Granted JPS6281237A (ja)

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JPS6281237A true JPS6281237A (ja) 1987-04-14
JPH0462817B2 JPH0462817B2 (ja) 1992-10-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03178299A (ja) * 1989-12-06 1991-08-02 Onkyo Corp リモコンシステム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52134861A (en) * 1976-05-07 1977-11-11 Aida Eng Ltd Method of fabricating car wheels

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