JPS632514A - Manufacture of aluminum hollow extruded shape for ultrahigh vacuum use - Google Patents
Manufacture of aluminum hollow extruded shape for ultrahigh vacuum useInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
Ｌ又上辺」皿±１
本発明は、粒子加速器、核融合、半導体素子の製造装置
等に用いる超高真空状態で使用するのに適したアルミニ
ウム形材の製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] The present invention provides an aluminum mold suitable for use in ultra-high vacuum conditions for use in particle accelerators, nuclear fusion, semiconductor device manufacturing equipment, etc. It relates to a method of manufacturing materials.
良米り丑遣
例えば、シンクロトロンのような粒子加速器に使用され
るパイプ等は超高真空状態で使用される。従来、このよ
うな用途に用いられるパイプはステンレス鋼で作られる
のがほとんどであった。For example, pipes used in particle accelerators such as synchrotrons are used in ultra-high vacuum conditions. Traditionally, most pipes used for such purposes have been made of stainless steel.
その主な理由は、アルミニウムでは加熱脱ガス処理に必
要な機械的強度及び耐熱性がない、放出ガスが多く超高
真空になり得ないというようなものであった。しかし、
アルミニウム合金の研究によってこれらが解決しただけ
でなく、残留放射能の減衰が早い等のアルミニウム特有
の性質とあいまって逆にステンレス鋼でのシステムより
優れたものとすることができることが知られた。その結
果、トリスタン計画でのシンクロトロンの建設は、アル
ミニウムを使用することとなった（石丸肇、「軽金属Ｊ
Ｖｏｌ、１３． Ｎｏ、２） 、すなわち、アルミニ
ウムが内部；で超高真空に保つための素材として十分に
使用可能であることがすでに実証されている。従って、
シンクロトロンだけでなく、同様に超高真空が必要な核
融合、半導体製造装置等の他の用途にも同様に使用でき
るようになった。なお、特にことわらない限り、アルミ
ニウムとは純アルミニウムのみならず、その合金をも意
味し、純アルミニウムとは純度９９％以上のアルミニウ
ムを意味する。The main reasons are that aluminum does not have the mechanical strength and heat resistance necessary for thermal degassing treatment, and that it releases too much gas and cannot be used in ultra-high vacuum. but,
Research on aluminum alloys has not only solved these problems, but it has also been discovered that aluminum's unique properties, such as the rapid decay of residual radioactivity, make it possible to create systems that are superior to stainless steel systems. As a result, the construction of the synchrotron in the Tristan Project was decided to use aluminum (Hajime Ishimaru, "Light Metal J.
Vol, 13. No. 2) In other words, it has already been demonstrated that aluminum can be used satisfactorily as a material for maintaining an ultra-high vacuum inside. Therefore,
It can now be used not only for synchrotrons but also for other applications such as nuclear fusion and semiconductor manufacturing equipment that also require ultra-high vacuum. Note that unless otherwise specified, aluminum means not only pure aluminum but also its alloys, and pure aluminum means aluminum with a purity of 99% or more.
この超高真空機器へのアルミニウム合金の利用について
は上記文献のはかさらに同氏による「原子力関連分野へ
のアルミニウムの応用」 （アルドピア１９８２年４月
号）、「超高真空機器へのアルミニウム合金の適用」（
日本金属学会会報第２３巻第７号）等があるので参照さ
れたい。Regarding the use of aluminum alloys in ultra-high vacuum equipment, see the above-mentioned literature, as well as ``Applications of Aluminum in Nuclear Power Related Fields'' (Aldopia, April 1982 issue) and ``Using Aluminum Alloys in Ultra-High Vacuum Equipment''. Application"(
Please refer to the Bulletin of the Japan Institute of Metals, Vol. 23, No. 7).
ここで問題となるのは、 １０ Ｔｏｒｒ程度の超
真空状態を得ることができる形材の具体的な製造方法で
ある。従来の押出機で単純に押し出すのでは、形材表面
が不純物を含んだ水蒸気と急激に反応し、水酸化層（水
和皮膜）が生成され、そこに不純物を吸収、吸着させ、
後に真空にしたときにそれらをガスとして放出するので
、超高真空にすることができない、そこで、上記トリス
タン計画で使用された形材は、特殊押出方法によって押
し出したものを使用している。その特殊押出方法とは押
出時にアルゴンガスと酸素との混合ガスを内部に充填し
ながら押し出す方法である。そのため、押し出された形
材の先端部をプレスで押し潰し、ガス漏れが生じないよ
うにして、マンドレルの先端から混合ガスを吹き出させ
、形材内部にそのガスを充填するようにしている（特公
昭５９−１９７６９）、押出装置そのものは従来の一般
的なものと特に変りなく、コンテナの先端にマンドレル
を有するダイスを固定し、コンテナ内に入れた中実ビレ
ットをダイスを通して押し出す直接押出法を用いている
。The issue here is a specific method for manufacturing a shape that can achieve an ultra-vacuum state of about 10 Torr. When simply extruding with a conventional extruder, the surface of the shape reacts rapidly with water vapor containing impurities, creating a hydroxide layer (hydration film) that absorbs and adsorbs impurities.
Since they would be released as gas when the vacuum was applied later, it was not possible to create an ultra-high vacuum, so the shapes used in the Tristan project were extruded using a special extrusion method. The special extrusion method is a method of extruding while filling the inside with a mixed gas of argon gas and oxygen during extrusion. Therefore, the tip of the extruded shape is crushed with a press to prevent gas leakage, and the mixed gas is blown out from the tip of the mandrel to fill the inside of the shape (specially The extrusion equipment itself is not particularly different from conventional ones, and uses a direct extrusion method in which a die with a mandrel is fixed to the tip of a container and the solid billet placed inside the container is extruded through the die. ing.
このように不活性ガスと酸素との混合ガスを形村内に充
填しながら押し出すと、アルミニウムの押出成形時に表
面に形成される前記水和皮膜の発生を制限し、逆に酸素
によって緻密な酸化皮膜を形成させることができるため
、真空時のガスの放出を少なくすることができ、超高真
空とすることができる。By extruding a mixed gas of an inert gas and oxygen while filling the inside of the mold, it is possible to limit the formation of the hydration film that is formed on the surface of aluminum during extrusion molding, and conversely to prevent the formation of a dense oxide film due to oxygen. can be formed, so that gas emission during vacuum can be reduced and ultra-high vacuum can be achieved.
発１ が しようと る、Ｊ′屯
上記従来の押出し方法は、押出材として最も利用し易く
、かつ、機械的強度も十分な６０６３合金を用いている
。この合金はＭｇを含みこのＭｇによるゲッター作用の
ため、所期の目的を達成することができたが、より高度
の超高真空を得るには限度があった。また、静的条件で
は一応満足できる超高真空度を達成することができたが
、トリスタン計画に用いられるシンクロトロンのような
高エネルギー加速器でのビームを入射、加速させた動的
状態ではガス放出量が上昇し、十分な超高真空状態を維
持しえなくなる。The conventional extrusion method described above uses 6063 alloy, which is the easiest to use as an extrusion material and has sufficient mechanical strength. Although this alloy contained Mg and had a getter effect due to the Mg, it was possible to achieve the desired purpose, but there was a limit to the ability to obtain a higher degree of ultra-high vacuum. In addition, although we were able to achieve a satisfactory ultra-high vacuum under static conditions, under dynamic conditions when a beam is incident and accelerated in a high-energy accelerator such as the synchrotron used in the Tristan project, gas is released. The amount increases and it becomes impossible to maintain a sufficient ultra-high vacuum state.
超高真空を阻害する要因は金属（アルミニウム）の表面
や表面近くに吸収、吸着される多くのガスである。金属
表面は内服では平坦であるが、周知のように多くの凹凸
があり、それに不純物としてのガスが吸収、吸着される
。アルミニウム押出形材の場合、ポーラスな水和皮膜が
表面に形成されるため、特に、吸収、吸着されるガスが
多く、超高真空とし難かったが、特殊押出法により改善
されたのは前記の通りである。しかし、基本的に上記ア
ルミニウム合金の場合、表面の鏡面度は純アルミニウム
に比し劣る。従って、より超高真空とするにはアルミニ
ウム自体の表面の凹凸がより少ない純アルミニウムで同
様の特殊押出法により表面に酸化皮膜を強制的に形成さ
せて押し出すことが望ましい。さらにダクトを早い繰り
返しの磁場内に組み込むと渦電流が発生するが、アルミ
ニウム合金の場合この渦電流が大きく問題となる。従っ
て、残留電気抵抗値の小さい純アルミニウムを用いれば
、渦電流による発熱を少なくすることができるので望ま
しい、このことは大型電子陽子衝突型加速器のように極
低温に冷却しなければならない場合特に有効となる。ま
た、シンクロトロンの場合の動作時においては、ビーム
が金属に衝突するときのエネルギーで金属表面だけでな
く内部に含有されているガスを叩き出すので、同様にガ
スの含有の少ない純アルミニウムを用いることが望まし
い。シンクロトロン以外の用途の場合もコＩＳ情は同じ
である。The factors that inhibit ultra-high vacuum are the many gases that are absorbed or adsorbed on or near the surface of metal (aluminum). The metal surface is flat when worn internally, but as is well known, it has many irregularities, which absorb and adsorb gases as impurities. In the case of extruded aluminum shapes, a porous hydrated film is formed on the surface, so a lot of gas is absorbed and adsorbed, making it difficult to create an ultra-high vacuum. However, this was improved using a special extrusion method, as described above. That's right. However, in the case of the above-mentioned aluminum alloy, the surface specularity is basically inferior to that of pure aluminum. Therefore, in order to achieve an ultra-high vacuum, it is desirable to use pure aluminum with fewer irregularities on the surface of the aluminum itself and forcibly form an oxide film on the surface using a similar special extrusion method before extruding. Furthermore, when a duct is placed in a rapidly repeating magnetic field, eddy currents are generated, and in the case of aluminum alloys, these eddy currents are a major problem. Therefore, it is desirable to use pure aluminum, which has a low residual electrical resistance value, because it can reduce heat generation due to eddy currents. This is especially effective when cooling to extremely low temperatures is required, such as in large electron proton collider. becomes. In addition, during synchrotron operation, the energy when the beam collides with metal knocks out not only the metal surface but also the gas contained inside, so pure aluminum, which contains less gas, is similarly used. This is desirable. The IS situation is the same for applications other than synchrotrons.
しかし、純アルミニウムの場合、機械的強度が弱く、単
独では使用することができず、また、押出にも適してい
ない。However, pure aluminum has low mechanical strength and cannot be used alone, nor is it suitable for extrusion.
従って、本発明は純アルミニウムを使用してより真空状
態を達成することができ、かつ、押出良好で機械的強度
も十分な超高真空用アルミニウム中空押出材を得ること
ができる新規な製造方法を提供することを目的とするも
のである。Therefore, the present invention provides a new manufacturing method that can achieve a better vacuum state using pure aluminum, and can also obtain an aluminum hollow extruded material for ultra-high vacuum use that has good extrusion properties and sufficient mechanical strength. The purpose is to provide
［発明の構成］
間 占 るための ゛
前記のように超高真空にすることにとってまず大切なの
は、アルミニウムがガスを表面に吸収、吸着しないこと
である。さらに、シンクトドロンに使用した際にはビー
ムによって内部に含有されたガスが放出されないことで
ある。ビームによってアルミニウム内部のガスが叩き出
されるとしても、それは表面の極浅い部分でしかない。[Structure of the Invention] To occupy space ゛The first important thing in creating an ultra-high vacuum as described above is that aluminum does not absorb or adsorb gas on its surface. Furthermore, when used in a synctodoron, the gas contained inside is not released by the beam. Even if the beam knocks out the gas inside the aluminum, it only hits a very shallow part of the surface.
すなわち、超高真空とするに影響する部分は表面のみで
ある。従って、表面のみが純アルミニウムとされてその
表面が緻密な酸化皮膜に覆われていさえすれば、他は他
のアルミニウム合金であっても差支えない。In other words, only the surface is affected by the ultra-high vacuum. Therefore, as long as only the surface is made of pure aluminum and covered with a dense oxide film, the rest may be made of other aluminum alloys.
そこで本発明は、内層を純アルミニウム、外層を他のア
ルミニウム合金とした中空ビレットを用意し、これをマ
ンドレル押出法によって間接押出を行なうとともに、そ
の押出時に押し出された中空形材内にマンドレルを通し
て不活性ガスと酸素との混合ガスを充填することを特徴
とするものである。Therefore, in the present invention, a hollow billet with an inner layer made of pure aluminum and an outer layer made of other aluminum alloy is prepared, and this is indirectly extruded using a mandrel extrusion method, and a mandrel is passed through the hollow shape material extruded during extrusion to form a hollow billet. It is characterized by being filled with a mixed gas of active gas and oxygen.
上記ビレットは内層となる純アルミニウムビレットと外
層となるアルミニウム合金ビレットとを別々に製造して
組み合せた複合ビレ−７トとすることが望ましく、また
、アルミニウム合金ビレットを２００℃〜４５０℃のや
や低めの温度に予熱するとともに、純アルミニウムビレ
ットを常温のままか又は予熱するにしてもアルミニウム
合金ビレットの予熱温度より低い温度で予熱し、すなわ
ち常温〜２５０°Ｃのものとし、これらを押出直前に組
み合わせることが望ましい。The above billet is preferably a composite billet made by separately manufacturing and combining a pure aluminum billet for the inner layer and an aluminum alloy billet for the outer layer. At the same time, the pure aluminum billet is preheated at room temperature or, if preheated, at a temperature lower than the preheating temperature of the aluminum alloy billet, that is, room temperature to 250 ° C, and these are combined immediately before extrusion. This is desirable.
前記アルミニウム合金のビレットを一端に底を有する庇
付ビレットとし、その中空部に純アルミニウムビレット
を配置することが望ましい。It is desirable that the billet of the aluminum alloy is a billet with an eave having a bottom at one end, and a pure aluminum billet is placed in the hollow portion of the billet.
さらに、純アルミニウムビレットには１５〜１０００
ＰＰＭ重量比のボロンを添加することが望ましい、この
純アルミニウムビレットの製造時には溶湯を真空脱ガス
により脱ガス処理し、ガスの含有のより少ないものとす
ることが望ましい。Furthermore, pure aluminum billet has 15 to 1000
It is desirable to add boron in a PPM weight ratio. When producing this pure aluminum billet, it is desirable to degas the molten metal by vacuum degassing to reduce the gas content.
マンドレルは無潤滑としておくべきである。The mandrel should be kept free of lubrication.
ｍ月
本発明はビレットとして外層をアルミニウム合金とし、
内層を純アルミニウムとした中空ビレットを使用し、こ
れを押し出すようにしている。The present invention uses a billet with an outer layer made of an aluminum alloy,
A hollow billet with an inner layer of pure aluminum is used, and this is extruded.
従って、得られる押出形材は内面に純アルミニウム層を
形成させたアルミニウム合金の中空形材となる。マンド
レル押出法の間接押出によって押し出しているので、押
出中コンテナに入れられたビレットはコンテナとともに
移動させられる。従って、コンテナとビレットとの間の
摩擦が少なく、摩擦による発熱を少なくすることができ
る。−般に純アルミニウムは押出に際して高温となると
、金型に焼付いてムシレが発生し、表面が粗くなるが、
このように間接押出とするとマンドレルもコンテナ、ビ
レットとともに移動させることができるので、ビレット
とコンテナ、マンドレルとの間の摩擦をなくし、発熱を
押さえることができる。Therefore, the obtained extruded section is a hollow section of aluminum alloy with a pure aluminum layer formed on the inner surface. Since the billet is extruded by indirect extrusion using mandrel extrusion, the billet placed in the container is moved together with the container during extrusion. Therefore, there is less friction between the container and the billet, and heat generation due to friction can be reduced. -Generally, when pure aluminum is heated to high temperatures during extrusion, it seizes into the mold and becomes cracked, resulting in a rough surface.
Indirect extrusion as described above allows the mandrel to be moved together with the container and billet, thereby eliminating friction between the billet, container and mandrel, and suppressing heat generation.
従って、純アルミニウムを使用した押出であっても表面
を滑らかに、鏡面とすることができる。このとき、外側
となるアルミニウム合金ビレットを予熱し、純アルミニ
ウム側を常温のままか、予熱してもアルミニウム合金ビ
レットの予熱温度より低い温度に止め、押出直前にこれ
らを組み合せるようにすると、押出時の合金ビレットの
温度を高くして押出易くするとともに、純アルミニウム
の温度をより低く抑えることができ、機械的強度に優れ
、かつ、内面がより鏡面度の高いものを得ることができ
る。Therefore, even when extruding pure aluminum, the surface can be made smooth and mirror-like. At this time, if you preheat the outer aluminum alloy billet, leave the pure aluminum side at room temperature, or keep it at a temperature lower than the preheating temperature of the aluminum alloy billet even if preheated, and combine these immediately before extrusion. At the same time, the temperature of the alloy billet can be raised to make it easier to extrude, and the temperature of pure aluminum can be kept lower, resulting in excellent mechanical strength and a highly specular inner surface.
さらに、本発明においては押出時にマンドレル先端から
混合ガスが吹き出されるので、それを押し出された形材
内に充填することができ、形材内表面への水和皮膜の発
生を制限し、不純物を吸着することが少なく、また、吸
着しても加熱脱ガス処理によって簡単に除去することが
できる緻密な酸化皮膜を形成させることができる。従っ
て、本発明によって得られる形材は、機械的強度が合金
部によって荷なわれ、内表面が緻密な酸化皮膜で覆われ
た鏡面とされた超高真空用素材として最適なものを得る
ことができる。Furthermore, in the present invention, the mixed gas is blown out from the tip of the mandrel during extrusion, so it can be filled into the extruded shape, which limits the formation of a hydration film on the inner surface of the shape and prevents impurities. It is possible to form a dense oxide film that can be easily removed by heating and degassing treatment even if it is adsorbed. Therefore, the shape obtained by the present invention has mechanical strength determined by the alloy part, and the inner surface has a mirror surface covered with a dense oxide film, making it ideal as a material for ultra-high vacuum use. can.
純アルミニウムに添加するボロンは表面をより鏡面化す
るのに役立つもので、また、純アルミニウムビレット製
造時における溶湯の真空脱ガス処理は純アルミニウム内
部に含有される水素等のガスをより少なくするために役
立つ。The boron added to pure aluminum helps make the surface more mirror-like, and the vacuum degassing treatment of the molten metal during the production of pure aluminum billets reduces the amount of gases such as hydrogen contained inside pure aluminum. useful for.
見ム町
第１図は本発明に使用するビレット１の一例であり、そ
れぞれ別々に作成されたＡ６０６３合金からなる合金ビ
レット２と純度！３９．９９％の純アルミニウムビレッ
ト３とを組み合わせるようになっている。合金ビレット
２は底４で一端が寒がれた中空ビレットであり、その中
空部５に中空とされた純アルミニウムビレット３を入れ
るようになっている０合金ビレット３そのものは底４を
有する以外従来のものと特に変らない、純アルミニウム
ビレット３も特に変える必要はないが、その鋳造時に溶
湯を真空脱ガス処理して、含有される水素ガスが０．１
〜０．０５ｃｃ／ １００ｇ程度になるようにすること
が望ましい。Mimu Town Figure 1 is an example of the billet 1 used in the present invention, and the alloy billet 2 made of A6063 alloy and the purity! It is designed to be combined with 39.99% pure aluminum billet 3. The alloy billet 2 is a hollow billet with a bottom 4 and one end cooled, and the hollow pure aluminum billet 3 is placed in the hollow part 5.The alloy billet 3 itself is conventional except that it has the bottom 4. There is no particular need to change the pure aluminum billet 3, which is the same as the billet 3, but the molten metal is vacuum degassed at the time of casting, so that the hydrogen gas contained is 0.1
It is desirable to set the amount to about 0.05 cc/100 g.
底４を有する中空ビレット２の製造はＤＣ鋳造法により
中空ビレットを作成し、その−端に円盤状に形成した底
を固定させるのが最も簡単である。もちろん、中実ビレ
ットの中心を底を残して切削しても良い。The easiest way to manufacture the hollow billet 2 having the bottom 4 is to create a hollow billet by a DC casting method and fix a disk-shaped bottom to the lower end of the hollow billet. Of course, the center of the solid billet may be cut leaving the bottom intact.
この実施例に使用する押出機は第２図に示すようにダイ
ス１０をステム１１で固定させておき、前記したビレッ
ト１を装填したコンテナ１２をマンドレル１３ともども
ラム１４で移動させる間接押出機である。もちろん、押
出機そのものはこれに限定されるわけではなく、広く一
般的な間接押出機を用いることができる。The extruder used in this example is an indirect extruder in which a die 10 is fixed with a stem 11 as shown in FIG. 2, and a container 12 loaded with the billet 1 described above is moved together with a mandrel 13 by a ram 14. . Of course, the extruder itself is not limited to this, and a widely used indirect extruder can be used.
この実施例はマンドレル１３として中空状のものを使用
し、図示しない一端にガスボンベ（図示さず）を接続し
、上記中空部を通して押出時にアルゴンガスと酸素との
混合ガス１５を押し出される形材２０の内部に充填しな
がら押し出すようにされている。従って、マンドレル１
３の先端部１６に孔１７を形成させ、ここから混合ガス
１５を吹き出すようにしている。In this embodiment, a hollow mandrel 13 is used, a gas cylinder (not shown) is connected to one end (not shown), and a mixed gas 15 of argon gas and oxygen is extruded through the hollow part 20. It is designed to be extruded while filling the inside of the container. Therefore, mandrel 1
A hole 17 is formed in the tip 16 of the gas cylinder 3, from which the mixed gas 15 is blown out.
合金ビレット２は予熱温度としては低い２５０°Ｃで加
熱したものを使用し、純アルミニウムビレット３は常温
のままとする。押出直前に合金ビレット１の中空部５に
純アルミニウムビレット３を入れ、押出機のコンテナ１
２に装填する。装填後、マンドレル１３をビレット１の
中空部に挿入してその先端から混合ガス１５を吹き出さ
せながら、ラム１４を移動させ、マンドレル１３及びコ
ンテナ１２を移動させて押し出す。The alloy billet 2 is heated at a low preheating temperature of 250° C., and the pure aluminum billet 3 is left at room temperature. Immediately before extrusion, put the pure aluminum billet 3 into the hollow part 5 of the alloy billet 1, and place it in the container 1 of the extruder.
Load into 2. After loading, the mandrel 13 is inserted into the hollow part of the billet 1, and while blowing out the mixed gas 15 from its tip, the ram 14 is moved to move and extrude the mandrel 13 and the container 12.
ビレット１は底４を有しているので、押し出す前は１図
示のようにマンドレル１３の先端１６がビレット１の底
４のためダイス１０の位置から敲れている、従って、底
４はダイス孔１８からそのまま底２１として押し出され
る。この底４を押出の最初に底のままダイス孔１８から
押し出すのは、押し出される形材２０の一端を底２１で
塞ぎ、マンドレル１３から吹き出される混合ガス１５を
内部に充填させておくためである。この実施例のように
形材に底を設けない場合には、−旦押し出した後、停止
させてプレスで先端部を押し潰してガスが漏れないよう
にしなければならない。Since the billet 1 has a bottom 4, before extrusion, the tip 16 of the mandrel 13 is scraped from the position of the die 10 due to the bottom 4 of the billet 1, as shown in FIG. The bottom 21 is extruded from the bottom 18 as it is. The reason why this bottom 4 is extruded from the die hole 18 as the bottom at the beginning of extrusion is to close one end of the extruded shape 20 with the bottom 21 and to fill the inside with the mixed gas 15 blown out from the mandrel 13. be. If the profile is not provided with a bottom as in this embodiment, it is necessary to stop the extrusion and then crush the tip with a press to prevent gas from leaking.
そのため、押し潰した部分並びに停止させたときにでき
るストップマークによって、使用できず切り捨てなけれ
ばならい部分が２〜３ｍに達し、無駄が多くなると同時
に、プレス不良によりガス漏れが生じるおそれもあった
。As a result, due to the crushed portion and stop marks formed when the press was stopped, the unusable portion that had to be discarded amounted to 2 to 3 meters, resulting in a large amount of waste, and at the same time, there was a risk of gas leakage due to poor pressing.
この混合ガス１５によって形材２０の内部が大気と遮断
され、内面に水利皮膜が発生ずのを防止し、かつ、混合
ガス中の酸素によって強制的に酸化皮膜を形成させ、超
高真空時のガスの放出を防止することができる。This mixed gas 15 isolates the inside of the shape 20 from the atmosphere, prevents the formation of a water-use film on the inner surface, and forcibly forms an oxide film with the oxygen in the mixed gas, so that the Gas release can be prevented.
ラム１４の移動によってマンドレル１３がダイス１０の
位１己に来た後、その表面とダイス孔１６とで所定の断
面形状に形材２０が成形される。押出終了後はプレス等
信の機械的手段により端部を密閉する。After the mandrel 13 comes to the position of the die 10 by the movement of the ram 14, the profile 20 is formed into a predetermined cross-sectional shape by the surface of the mandrel 13 and the die hole 16. After extrusion is completed, the ends are sealed by mechanical means such as a press.
純アルミニウムビレット３が合金ビレット２の内面側に
配置されているので、押し出された形材２０の内面２２
は純アルミニウムの面となる。混合ガス１５が内部に充
填されているので、水和皮膜が発生せずに緻密な酸化皮
膜が形成されているのは前記の通りである。また、純ア
ルミニウムビレット３は常温であり、かつ、間接押出で
あるので、押出中昇温してもさほどでなく、マンドレル
１３に温度計を設置した測定では２２０℃にまでしか上
昇しなかった。また、コンテナで測定した合金ビレット
２は４００℃に上昇していた。このように純アルミニウ
ム側の温度上昇が低いので、高温による金型（マンドレ
ル１３）への純アルミニウムの焼き付きがなくなり、得
られる形材２゜の内面は奇麗な鏡面となっている。もち
ろん、より鏡面度を高くしたい場合には、さらに後加工
しても良い。Since the pure aluminum billet 3 is placed on the inner surface side of the alloy billet 2, the inner surface 22 of the extruded section 20
is a pure aluminum surface. As described above, since the mixed gas 15 is filled inside, a dense oxide film is formed without generating a hydration film. Further, since the pure aluminum billet 3 is at room temperature and is indirectly extruded, the temperature rise during extrusion is not significant, and when measured with a thermometer installed on the mandrel 13, the temperature rose only to 220°C. Furthermore, the temperature of alloy billet 2 measured in the container had risen to 400°C. Since the temperature rise on the pure aluminum side is thus low, there is no burning of the pure aluminum to the mold (mandrel 13) due to high temperatures, and the inner surface of the resulting 2° profile has a beautiful mirror surface. Of course, further post-processing may be performed if a higher degree of specularity is desired.
なお、この実施例は外径９７φ、内径５５φ、長さ２２
０■の合金ビレット２を、外径５５．３φ、内径３５φ
の純アルミニウムビレット３を使用し、押出速度を４．
８ｍ／ａ＋ｉｎ、押出比４３でパイプを押し出した。そ
の得られたパイプの各寸法は第４図のグラフに示す通り
である。形材の厚さに対する純アルミニウム層の厚さの
比、すなわちクラフト比は２３〜２５％の範囲となった
。このパイプの内面の粗さは、押出方向と直交方向でＲ
ａ＝０．０８ｐｍ （Ｒｍａｘ＝０．３２ｇｍ ）で
あり、光輝性を有する鏡面となっていた。Note that this example has an outer diameter of 97φ, an inner diameter of 55φ, and a length of 22mm.
0■ alloy billet 2, outer diameter 55.3φ, inner diameter 35φ
A pure aluminum billet of 3 was used, and the extrusion speed was set to 4.
The pipe was extruded at 8 m/a+in and an extrusion ratio of 43. The dimensions of the obtained pipe are as shown in the graph of FIG. The ratio of the thickness of the pure aluminum layer to the thickness of the profile, ie the kraft ratio, was in the range of 23-25%. The roughness of the inner surface of this pipe is R in the direction perpendicular to the extrusion direction.
a=0.08 pm (Rmax=0.32 gm), and the mirror surface had glittering properties.
また、１１００ＰＰのボロンを入れた純アルミニウムビ
レット３を使用してこの実施例と同一条件で押し出した
ものは、その内面粗さがＲａ＝０．０４＃Ｌｍ （Ｒ
＋ｗａｘ＝ ０−１ｇ＋ｓ ）となり、ボロンを入れな
いものより良い結果となった。これはボロンによる金型
のクリーニング作用によるものと考えられる。Furthermore, when a pure aluminum billet 3 containing 1100PP boron was extruded under the same conditions as this example, its inner surface roughness was Ra=0.04#Lm (R
+wax=0-1g+s), which was a better result than the one without boron. This is thought to be due to the mold cleaning effect of boron.
［発明の効果］
以上のように本発明は外層をアルミニウム合金、内層を
純アルミニウムとした中空ビレットを用いて押し出すの
で、超高真空に影響を与える表面を純アルミニウム層の
鏡面とした機械的強度の十分なアルミニウム合金の形材
を得ることができる。しかも、押出時に不活性ガスと酸
素との混合ガスをマンドレルの先端から吹き出すように
しているので、純アルミニウム層表面に水和皮膜を形成
させずに、緻密な酸化皮膜を形成させることができるの
で、ガスの放射をより少なくして超高真空とすることが
できる。さらに１間接押出法によって押し出すので、純
アルミニウム層の庁擦が少なくなり、その温度上昇を抑
えることができるので、純アルミニウム層を鏡面とする
ことができ、その表面に酸化皮膜が形成されるので、よ
りガスの吸収、吸着を少なくし、超高真空を得る形材と
することができる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention uses a hollow billet in which the outer layer is an aluminum alloy and the inner layer is pure aluminum and is extruded, so the mechanical strength is improved by making the surface that affects ultra-high vacuum a mirror surface of the pure aluminum layer. sufficient aluminum alloy profiles can be obtained. Moreover, since a mixed gas of inert gas and oxygen is blown out from the tip of the mandrel during extrusion, a dense oxide film can be formed on the surface of the pure aluminum layer without forming a hydrated film. , it is possible to achieve an ultra-high vacuum with less gas radiation. Furthermore, since it is extruded using a single indirect extrusion method, the internal friction of the pure aluminum layer is reduced and its temperature rise can be suppressed, making it possible to make the pure aluminum layer mirror-finished and forming an oxide film on its surface. , it is possible to create a shape that reduces gas absorption and adsorption and obtains an ultra-high vacuum.
第１図は本発明に使用するビレットの断面図、第２図は
本発明に使用する押出機の一例の要部の断面図、第３図
はそれで押し出している状態の断面図、第４図はこれら
の例で得られる形材の各寸法のグラフ。
ｌ：ビレット、２：合金ビレット、３：純アルミニウム
ヒレッ）、１０：ダイス、１３：マンドレル、２０：形
材、２２：内面。Fig. 1 is a cross-sectional view of the billet used in the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of the main parts of an example of an extruder used in the present invention, Fig. 3 is a cross-sectional view of the billet being extruded with it, Fig. 4 is a graph of each dimension of the profile obtained in these examples. 1: billet, 2: alloy billet, 3: pure aluminum fillet), 10: die, 13: mandrel, 20: profile, 22: inner surface.
Claims (7)
合金とした複合中空ビレットを用意し、これをマンドレ
ル押出法によって間接押出を行なうとともに、その押出
時に押し出された中空形材内にマンドレルを通して不活
性ガスと酸素との混合ガスを充填することを特徴とする
超高真空用アルミニウム中空押出材の製造方法。(1) Prepare a composite hollow billet with an inner layer made of pure aluminum and an outer layer made of other aluminum alloy, perform indirect extrusion using the mandrel extrusion method, and pass the mandrel through the hollow shape material extruded during extrusion to make it inert. A method for manufacturing an aluminum hollow extrusion material for ultra-high vacuum use, characterized by filling a mixed gas of gas and oxygen.
ットとを別々に作成し、これらを組み合せてビレットと
した特許請求の範囲第１項記載の中空押出形材の製造方
法。(2) A method for producing a hollow extruded shape according to claim 1, in which an aluminum alloy billet and a pure aluminum billet are separately prepared and then combined into a billet.
る底付ビレットとし、その中空部に純アルミニウムビレ
ットを配置する特許請求の範囲第２項記載の中空押出形
材の製造方法。(3) The method for producing a hollow extruded shape according to claim 2, wherein the aluminum alloy billet is a bottomed billet having a bottom at one end, and a pure aluminum billet is placed in the hollow portion of the bottomed billet.
に予熱するとともに、純アルミニウムビレットを常温の
まま又はアルミニウム合金ビレットより低温に予熱し、
これらを押出直前に組み合わせる特許請求の範囲第２項
又は第３項記載の中空押出形材の製造方法。(4) Preheating the aluminum alloy billet to a slightly lower temperature, and preheating the pure aluminum billet at room temperature or to a lower temperature than the aluminum alloy billet,
A method for producing a hollow extruded shape according to claim 2 or 3, in which these are combined immediately before extrusion.
ＰＭ重量比のボロンを添加した特許請求の範囲第１項な
いし第４項記載のいずれかの中空押出形材の製造方法。(5) 15-1000P for the pure aluminum billet
A method for producing a hollow extruded shape according to any one of claims 1 to 4, wherein boron is added in a PM weight ratio.
項ないし第５項記載のいずれかの中空押出形材の製造方
法。(6) Claim 1 in which the mandrel side is not lubricated
A method for producing a hollow extruded shape according to any one of items 1 to 5.
空脱ガス法により脱ガス処理をする特許請求の範囲第２
項ないし第６項記載のいずれかの中空形材の製造方法。(7) Claim 2, in which the molten metal is degassed by a vacuum degassing method during casting of the pure aluminum billet.
A method for manufacturing a hollow shaped member according to any one of items 6 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14439786A JPS632514A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Manufacture of aluminum hollow extruded shape for ultrahigh vacuum use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14439786A JPS632514A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Manufacture of aluminum hollow extruded shape for ultrahigh vacuum use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632514A true JPS632514A (en) | 1988-01-07 |
| JPH0576377B2 JPH0576377B2 (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=15361207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14439786A Granted JPS632514A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Manufacture of aluminum hollow extruded shape for ultrahigh vacuum use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS632514A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02258903A (en) * | 1988-12-09 | 1990-10-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture of clad metal tube |
| JP2010118333A (en) * | 2008-10-14 | 2010-05-27 | Rigaku Corp | Gas-filling type proportional counter tube |
| CN109174990A (en) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 重庆大学 | titanium alloy hot pressing heating mechanism and method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09144991A (en) * | 1995-11-24 | 1997-06-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Aluminum resin composite pipe and manufacture thereof |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14439786A patent/JPS632514A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576377B2 (en) | 1993-10-22 |
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