JPS63149037A - アルミニウム合金製ボンベ用底付き管の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、アメミニラム合金製の底付き管の製造方法
、特にガスボンベ等の高圧容器の本体部として用いられ
る底付き管の製造方法に関する。

従来の技術とその問題点 従来、高圧ガス用ボンベ等の圧力容器は、一般的に鋼製
のものが多く用いられている。かかる鋼製のボンベは、
通常押出し管材から熱間スピニング法により底部を成形
しかつ封着することにより、容器本体とする底付き管を
得る方法で製造されている。

しかしながら、アルミニウム合金製のボンベ川底付き管
の製造に鋼製の場合と同様の熱間スピニング法を採用す
るときは、アルミニウム材に特有の表面に強固な酸化皮
膜が存在するために、外観上は支障のない底付き管の状
態に成形できても、内部組織において殊に底部の封着部
に酸化皮膜の巻き込みが著しいものとなり、結果として
耐圧性に不安の残るものとなる欠点があった。加えて、
スピニング法によるときは、その加工に適する材料の選
択範囲が限定され、材料コストが高くつくのみならず、
成形加工能率も悪く、かつ上記酸化皮膜の巻き込み防止
対策のための雰囲気調整等のために加工費も高くつく難
点があった。

このため、ボンベ用アルミニウム製底付き管の製造には
、冷間鍛造法が一部に採用されているが、生産性に優れ
ている反面設備費用が高くつき、結果的に製品コストが
増大する難点があった。

この発明は上記のような技術的背景のもとに、生産性が
良く、かつ耐圧性に不安がなく、しかもコストダウンを
はかりうるボンベ用等のアルミニウム製底付き管の簡易
な製造方法を開発することを目的としてなされたもので
ある。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、一種の後方
押出しの技術の応用による底付き管の製造法を提供する
ものである。

即ち、この発明は、断面を略コ字状とする底付き箱状の
金型内にアルミニウム・スラグを装填し、前記金型内に
ポンチ押し進めることにより金型内面とポンチ頭部との
間の隙間から前記スラグのＡΩ材をポンチの進行方向の
後方に押出し、この押出し部分をもって管胴部を形成す
る一方、前記金型底面とポンチ先端面との間に管底部を
形成せしめるものとなすことを特徴とする底付き管の製
造方法を要旨とする。

以下、この発明を更に添附図面に基いて詳しく説明する
。

使用するアルミナラム・スラグは、ｌ！−Ｍｇ−Ｓｉ系
のＡ６０６１合金、Ａ６１５１合金等の鋳造ビレットか
ら所定長さに切断した所要厚さの円盤状のものが一般的
に用いられる。

而して、先ず該スラグ（Ｓ）を第２図に示すように成形
用の金型（１）内に装填する。成形用金型（１）は、断
面を略コ字状とする底付き箱状のものであり、底面（３
）部はフラットなものとしても良いが、成形しようとす
る底付き菅の底面形状に応じて、第２図に示されるよう
に中高の膨出状の湾曲面（３ａ）に形成したものとして
も良い。

次いで、スラグ（Ｓ）を装填した金型（１）内に、その
開口面側から、同一軸線上に対向せしめたポンチ（２）
を押し進め、金型（１）内でスラグ（Ｓ）を圧縮する。

ここに、ポンチ（２）は、その先端の頭部（２ａ）の外
径を金型（１）の内径より小なるものとして、両者間に
所定の隙間（１）を形成するものとなす。すると、ポン
チ（２）の押圧力でスラグ（Ｓ）に塑性変形を生じ、そ
のＡＱ材が金型（１）の底面（３）とポンチ（２）の先
端面との間に隙間なく充満したのち、ポンチ頭部（２ａ
）の外周面と金型（１）の内周面との間の隙間（１）か
ら、ポンチ（２）の進行方向と逆の方向にすなわち後方
に筒状に押出される。そこで、この筒状押出し部分をも
って管胴部（４）とし、金型（１）の底面とポンチ（２
）の先端面との間に管底部（５）を形成せしめるものと
して所期の底付き管（６）を得るものである。

上記のような底付き管の製造は、第３図に示すようにア
ルミニウム押出材の製造に通常用いられている直接型の
様式押出機を用いて若干の改造を加えることにより容易
に実施することができる。即ち、押出しダイスに代えて
上記金型（１）を装着し、ステムをポンチ（２）として
利用して金型（１）内に装填したスラグ（Ｓ）を後方押
出しの要領でステムの周りに押出すものとなすことによ
り、既存の設備を利用して製造することが可能である。

ところで、上記の後方押出し成形は、金型（１）、ポン
チ（２）及びスラグ（Ｓ）をいずれも１００〜６００℃
の温度の加熱下に制御して行うことが望ましい。即ち、
１００℃未満では押出し速度が遅いため精密な細部の加
工が不可能であり、また６００℃をこえる高温に保持す
るときは、加工後の冷却が遅くなるため、底付き管（６
）の筒状形態に歪み、撓みを生じ易く、高精度の製品を
得ることが困難である。好ましい温度範囲は概ね２５０
〜５００℃であり、更に最も好ましくは３５０〜４５０
℃に維持するのが良い。また、この温度範囲の中でも、
スラグ（Ｓ）の温度を最も高く、金型（１）及びポンチ
（２）の温度、特にポンチの温度を相対的にスラグより
低い温度に保持して加工する場合好結果を得ることがで
きる。

なお、アルミニウム拳スラグ（Ｓ）は、予め押出し用潤
滑剤で処理しておくものとするが、該潤滑剤としては例
えばリン酸塩系のものを好適に用いることができ、これ
を本発明の実施においては通常の押出しの場合よりや＼
厚めに処理しておくものとすることが望ましい。

発明の効果 この発明によれば、ボンベ用の本体として用いられるよ
うなアルミニウム製の底付き管を、強度上の弱点となり
易い継目のない一体型のものとして簡易に製造すること
ができる。かつ設備面においても、直接型押出機の改造
によって実施化しうるので、専用設備コストの大きな負
担を蒙ることがなく、製品コストに反映して安価な底付
き管の製造を可能とする。加えて、アルミニウム・ビレ
ットから切出したスラグをもフてそのま＼後方押出しの
手法で成形加工するものであるから、使用するＡＱ材料
に制約を受けることが少なく、安価な材料の選択使用が
可能となる。また、底部の形状を金型の底面部の形状の
変更によって任意に選ぶことが可能であり、ボンベ用本
体としての底付き管の底部デザインを自由に決めること
ができる。

実施例 実施例Ｉ ＡＲ−０，６％Ｓｔ　−０，３％Ｆｅ−０，３５％Ｃｕ
−０，１％Ｍｎ−０，８％Ｍｇ−０゜２％Ｃｒ−０，０
１％Ｔｉの組成を有し、直径１３８ｍｍ、長さ２５０ｍ
に製作したアルミニウム・スラグを３５０℃に予熱し、
一方向径１４０ｍ＋の成形用金型を同じく３５０℃に予
熱した状態で該金型内に上記加熱スラグを装填したのち
、先端温度を３００℃に設定したポンチを押込み速度６
０ｃｍ１分、押込み圧力３００　ｔｏｎで上記金型内に
押込むことにより、直径１４０ｍ、長さ９１０　ｍｒｎ
の底付き管を得た。該底付き管は、偏肉、歪等がなく、
かつ表面に傷のない均整なものであり、ボンベ用素管と
して好適に使用しうるちのであった。

実施例２ Ａ６０６１合金からなるＡΩスラグを用い、スラグ温度
を３８０℃、金型温度を２８０℃、ポンチの先端部温度
を２９０℃に設定して実施例１と同様の後方押出し加工
を行ったところ、品質において欠陥のない実施例１と同
様の高精度な底付き管を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施態様を示すもので、第１図は金型
にスラグを装填した状態の断面図、第２図はポンチによ
る押出工程時の状態の断面図、第３図は直接型押出機の
改造による装置を用いる場合の押出工程時の状態の断面
図である、（１）・・・金型、（２）・・・ポンチ、（
２ａ）・・・頭部、（３）・・・金型の底面、（４）・
・・管胴部、・・・管底部、（６）・・・底付き管、（
Ｓ）・・・スラグ。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面を略コ字状とする底付き箱状の金型内にアメ
   ミニウム・スラグを装填し、前記金型内にポンチ押し進
   めることにより金型内面とポンチ頭部との間の隙間から
   前記スラグのＡｌ材をポンチの進行方向の後方に押出し
   、この押出し部分をもって管胴部を形成する一方、前記
   金型底面とポンチ先端面との間に管底部を形成せしめる
   ものとなすことを特徴とする底付き管の製造方法。
2. （２）スラグ温度、金型温度、およびポンチ温度をいず
   れも１００〜６００℃の範囲に保持して後方への押出し
   成形加工を行うものとする特許請求の範囲第１項記載の
   底付き管の製造方法。