JP3126823B2 - 半溶融金属の成形装置 - Google Patents
半溶融金属の成形装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は主として軽合金を半溶
融状態に加熱した後にダイスへ入れ、パンチで加圧して
金型に形成したキャビティへ圧送する半溶融金属の成形
装置に関するもので、特に、前記ダイスからキャビティ
へ送られる素材の中に混入する酸化物を可及的に減少さ
せるための装置に関する。
融状態に加熱した後にダイスへ入れ、パンチで加圧して
金型に形成したキャビティへ圧送する半溶融金属の成形
装置に関するもので、特に、前記ダイスからキャビティ
へ送られる素材の中に混入する酸化物を可及的に減少さ
せるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、金属素材を加熱して半溶融状態
とし、パンチとダイスとで加圧して金型内へ圧送する成
形法は既に公知に属する。そして、この種の技術の持つ
課題の一つは、素材を半溶融状態に加熱した際に、その
表面に付着した酸化皮膜が材料に随伴して型内に入り、
製品の組成中に酸化物が混入してその品質を低下される
ことを回避することであり、これを改善すべく種々の改
良が試みられている。
とし、パンチとダイスとで加圧して金型内へ圧送する成
形法は既に公知に属する。そして、この種の技術の持つ
課題の一つは、素材を半溶融状態に加熱した際に、その
表面に付着した酸化皮膜が材料に随伴して型内に入り、
製品の組成中に酸化物が混入してその品質を低下される
ことを回避することであり、これを改善すべく種々の改
良が試みられている。
【０００３】すなわち、これらの技術は二つに大別さ
れ、加熱工程から加圧成形工程に至る各工程をすべて不
活性ガス雰囲気の成形室内で行うようにするものと、一
旦、素材に付着した酸化皮膜を成形途中で排除しようと
するものとがある（例えば、特公平２−５１７０３号公
報）。
れ、加熱工程から加圧成形工程に至る各工程をすべて不
活性ガス雰囲気の成形室内で行うようにするものと、一
旦、素材に付着した酸化皮膜を成形途中で排除しようと
するものとがある（例えば、特公平２−５１７０３号公
報）。
【０００４】しかしながら、前者は加熱過程における酸
化皮膜の発生を回避する目的達成の上では優れている
が、装置が大型化し操業費も増大する不具合がある。後
者は装置の大型化や過大な初期投資を回避できる点で極
めて優れているが、現状は工程および設備の細部に亘っ
て改良すべき点が数多く残されており、これに関して出
願人は先に図５で示すように、ダイス孔Ｄへ進入するパ
ンチＰに酸化皮膜を引き込むための凹部Ｃを形成したも
のや、図６で示すようにダイス孔Ｄに開口するランナＲ
の周囲に環状のエッジＥを設けたものなど、種々の提案
をしている（特願平４−８９３６６号、特願平４−１５
２８３５号など）。
化皮膜の発生を回避する目的達成の上では優れている
が、装置が大型化し操業費も増大する不具合がある。後
者は装置の大型化や過大な初期投資を回避できる点で極
めて優れているが、現状は工程および設備の細部に亘っ
て改良すべき点が数多く残されており、これに関して出
願人は先に図５で示すように、ダイス孔Ｄへ進入するパ
ンチＰに酸化皮膜を引き込むための凹部Ｃを形成したも
のや、図６で示すようにダイス孔Ｄに開口するランナＲ
の周囲に環状のエッジＥを設けたものなど、種々の提案
をしている（特願平４−８９３６６号、特願平４−１５
２８３５号など）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この点
の改良に関しては一挙に解決する画期的な方法はなく、
地道な改良が要求されている。
の改良に関しては一挙に解決する画期的な方法はなく、
地道な改良が要求されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記したビレ
ットＢの外周面に付着した酸化皮膜がランナＲ内へ引き
込まれる不具合を可及的に減少させるため、従来にない
装置を得ることを目的とするもので、ダイス孔へ挿入し
たビレットを押圧するパンチと、そのパンチに押圧され
たビレットをダイス孔の底部からキャビティへ導くラン
ナとを備えた半溶融金属の成形装置において、前記ダイ
ス孔の壁面にその軸線と略直交する方向に複数の凹凸を
形成した点に特徴がある。その凹は溝としても良い。ま
た、その凸は半球状の突起としてもよい。
ットＢの外周面に付着した酸化皮膜がランナＲ内へ引き
込まれる不具合を可及的に減少させるため、従来にない
装置を得ることを目的とするもので、ダイス孔へ挿入し
たビレットを押圧するパンチと、そのパンチに押圧され
たビレットをダイス孔の底部からキャビティへ導くラン
ナとを備えた半溶融金属の成形装置において、前記ダイ
ス孔の壁面にその軸線と略直交する方向に複数の凹凸を
形成した点に特徴がある。その凹は溝としても良い。ま
た、その凸は半球状の突起としてもよい。
【０００７】
【作用】ダイス孔へビレットを挿入しパンチで押圧する
と、半溶融状態にあるため流動性のよい内部の酸化して
いない素材が、表面の酸化皮膜を破ってランナ内へ流動
する。このときビレットの表面に付着していた酸化皮膜
は内部にある酸化されていない素材の圧力で凹凸をなす
ダイス孔の表面へ強く押し付けられる。その結果、酸化
皮膜は一部がその凹部の中へ逃れるので、パンチが進行
してもその進行方向へ移動しなくなり、ダイス孔の中に
残る。パンチによるビレットの押圧行程が終期に至る
と、流動性のよい半溶融状態の素材はほとんどランナ内
へ流動してしまうが酸化皮膜はこの時期までランナの中
へ流入せず、ダイス孔の中に止まる。
と、半溶融状態にあるため流動性のよい内部の酸化して
いない素材が、表面の酸化皮膜を破ってランナ内へ流動
する。このときビレットの表面に付着していた酸化皮膜
は内部にある酸化されていない素材の圧力で凹凸をなす
ダイス孔の表面へ強く押し付けられる。その結果、酸化
皮膜は一部がその凹部の中へ逃れるので、パンチが進行
してもその進行方向へ移動しなくなり、ダイス孔の中に
残る。パンチによるビレットの押圧行程が終期に至る
と、流動性のよい半溶融状態の素材はほとんどランナ内
へ流動してしまうが酸化皮膜はこの時期までランナの中
へ流入せず、ダイス孔の中に止まる。
【０００８】
【実施例】以下、図示の実施例によってこの発明を説明
する。図１は半溶融金属の成形機１を示す。成形機１は
パンチ２とベッド３とからなるプレス機と、そのベッド
３上に取付けられた金型４とからなっている。金型４は
上下に分割可能な下型４ａと上型４ｂで構成され、上型
４ｂは更に左右二つ割り型に構成されていて、それらの
内部にキャビティ５が形成されている。４ｃはキャビテ
ィ５の一部をなすピンである。６は金型４の上端面に形
成されたダイス孔であり、その底部はランナ７を通じて
前記キャビティ５に通じている。Ｂは素材であるアルミ
ニウム製のビレットである。
する。図１は半溶融金属の成形機１を示す。成形機１は
パンチ２とベッド３とからなるプレス機と、そのベッド
３上に取付けられた金型４とからなっている。金型４は
上下に分割可能な下型４ａと上型４ｂで構成され、上型
４ｂは更に左右二つ割り型に構成されていて、それらの
内部にキャビティ５が形成されている。４ｃはキャビテ
ィ５の一部をなすピンである。６は金型４の上端面に形
成されたダイス孔であり、その底部はランナ７を通じて
前記キャビティ５に通じている。Ｂは素材であるアルミ
ニウム製のビレットである。
【０００９】次に、一般的な成形工程を図２によって概
説する。まず、図示してない高周波加熱装置によってビ
レットＢを５６０℃に加熱する。このときアルミニウム
合金は半溶融状態、すわなち、液相と固相とが混在する
状態となる。この温度における液相の比率は約４６％で
ある。この状態のビレットＢを（ａ）で示すようにダイ
ス孔６へ挿入しパンチ２を降下させる。ビレットＢは表
面の酸化皮膜B1に比して内部の酸化していない部分B2の
流動性がよいので、（ｂ）で示すようにパンチ２がビレ
ットＢの頂面に接しこれを強圧すると、内部の酸化して
いない部分B2が表面の酸化皮膜B1を破ってランナ７内へ
流動する。そこではダイス孔６やランナ７によって多少
冷却されるものゝ、そこを通過する際に受ける塑性変形
によって発熱し流動性を損なうことなくキャビティ５を
充填する（ｃ）。なお、ビレットＢがランナ７へ押し出
されてからキャビティ５を充填する迄の時間は約２秒で
あり、充填後、約６秒間、更に高い圧力を加えて成形を
終了する（ｄ）。この２段加圧によって緻密な組織を持
つ製品ができる。
説する。まず、図示してない高周波加熱装置によってビ
レットＢを５６０℃に加熱する。このときアルミニウム
合金は半溶融状態、すわなち、液相と固相とが混在する
状態となる。この温度における液相の比率は約４６％で
ある。この状態のビレットＢを（ａ）で示すようにダイ
ス孔６へ挿入しパンチ２を降下させる。ビレットＢは表
面の酸化皮膜B1に比して内部の酸化していない部分B2の
流動性がよいので、（ｂ）で示すようにパンチ２がビレ
ットＢの頂面に接しこれを強圧すると、内部の酸化して
いない部分B2が表面の酸化皮膜B1を破ってランナ７内へ
流動する。そこではダイス孔６やランナ７によって多少
冷却されるものゝ、そこを通過する際に受ける塑性変形
によって発熱し流動性を損なうことなくキャビティ５を
充填する（ｃ）。なお、ビレットＢがランナ７へ押し出
されてからキャビティ５を充填する迄の時間は約２秒で
あり、充填後、約６秒間、更に高い圧力を加えて成形を
終了する（ｄ）。この２段加圧によって緻密な組織を持
つ製品ができる。
【００１０】この発明に係るダイス孔６の内面には図３
で示すように、凹凸６ａが形成してあり、ビレットＢの
下降を緩く制止している。すなわち、図示の例では、凹
凸６ａはダイス孔６の内面に形成した緩い傾斜角を持つ
ねじ溝としてある。溝の断面形状は四角形をなしてい
る。よって、ビレットＢの頂面がパンチ２によって強圧
されると、ビレットＢの表面に付着していた酸化皮膜が
押されてダイス孔６の内面へ強く押し付けられる。その
結果、酸化皮膜の一部が前記凹凸６ａをなす凹部の中へ
逃れ、面に沿った移動が阻止されるので、パンチ２が更
に降下してもそれに随伴せず、その位置に止まる。
で示すように、凹凸６ａが形成してあり、ビレットＢの
下降を緩く制止している。すなわち、図示の例では、凹
凸６ａはダイス孔６の内面に形成した緩い傾斜角を持つ
ねじ溝としてある。溝の断面形状は四角形をなしてい
る。よって、ビレットＢの頂面がパンチ２によって強圧
されると、ビレットＢの表面に付着していた酸化皮膜が
押されてダイス孔６の内面へ強く押し付けられる。その
結果、酸化皮膜の一部が前記凹凸６ａをなす凹部の中へ
逃れ、面に沿った移動が阻止されるので、パンチ２が更
に降下してもそれに随伴せず、その位置に止まる。
【００１１】なお、凹凸６ａの具体的な形状はこの実施
例に限られるものではなく、種々の態様がある。すなわ
ち、凹凸６ａには図３に示すような連続的な溝８にする
場合と、図４（ｂ）で示すような半球状の無数の突起９
を突設する場合とがある。先ず、凹凸６ａを溝８とする
場合、溝８の方向はねじ溝に限らず環状溝でもよいが、
パンチ２の進行方向と略直交する方向とする必要があ
り、パンチ２の進行方向に近い角度にすると効果がほと
んど無くなる。また、凹凸６ａを溝８とする場合、溝８
自体の断面形状も任意であり、この図３の例では四角形
をしているが、図４（ａ）で示すように三角形でもよ
い。本実施例では、溝８の幅は２ｍｍ程度で、深さは幅
に対して０．５倍程度であった。凹凸６ａを無数の突起
９とする場合、図４（ｂ）で示すように、その突起は直
径が１ｍｍ程度の半球状とした。その結果、酸化皮膜の
除去ができた。
例に限られるものではなく、種々の態様がある。すなわ
ち、凹凸６ａには図３に示すような連続的な溝８にする
場合と、図４（ｂ）で示すような半球状の無数の突起９
を突設する場合とがある。先ず、凹凸６ａを溝８とする
場合、溝８の方向はねじ溝に限らず環状溝でもよいが、
パンチ２の進行方向と略直交する方向とする必要があ
り、パンチ２の進行方向に近い角度にすると効果がほと
んど無くなる。また、凹凸６ａを溝８とする場合、溝８
自体の断面形状も任意であり、この図３の例では四角形
をしているが、図４（ａ）で示すように三角形でもよ
い。本実施例では、溝８の幅は２ｍｍ程度で、深さは幅
に対して０．５倍程度であった。凹凸６ａを無数の突起
９とする場合、図４（ｂ）で示すように、その突起は直
径が１ｍｍ程度の半球状とした。その結果、酸化皮膜の
除去ができた。
【００１２】
【発明の効果】この発明は以上のように、ダイス孔の壁
面にその軸線と略直交する方向に複数の凹凸を形成した
ものであるから、酸化皮膜層を持つビレットが成形され
るとき、パンチによる加圧で酸化皮膜がその凹凸の凹所
や溝へ入り込み、パンチの進出する軸方向への動きに対
して大きな抵抗を生じるから、ビレットがパンチに押圧
されたとき、内部の酸化されていない部分が残さない
で、ダイス孔内に止まる。よって、酸化皮膜が製品の中
に混入する不具合がなく、優れた品質の成形品を得るこ
とができる効果がある。
面にその軸線と略直交する方向に複数の凹凸を形成した
ものであるから、酸化皮膜層を持つビレットが成形され
るとき、パンチによる加圧で酸化皮膜がその凹凸の凹所
や溝へ入り込み、パンチの進出する軸方向への動きに対
して大きな抵抗を生じるから、ビレットがパンチに押圧
されたとき、内部の酸化されていない部分が残さない
で、ダイス孔内に止まる。よって、酸化皮膜が製品の中
に混入する不具合がなく、優れた品質の成形品を得るこ
とができる効果がある。
【図１】成形機の断面図である。
【図２】従来の成形の過程を示す工程図である。
【図３】この発明の要部を示すダイスの断面図である。
【図４】（ａ）この発明の変形例を示す要部の拡大図で
ある。 （ｂ）この発明の他の変形例を示す要部の拡大図であ
る。
ある。 （ｂ）この発明の他の変形例を示す要部の拡大図であ
る。
【図５】先行出願例に係るダイスの断面図である。
【図６】他の先行出願例を示す要部の拡大図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 18/02 B22D 17/00 B22D 17/20
Claims (3)
- 【請求項１】ダイス孔へ挿入したビレットを押圧するパ
ンチと、そのパンチに押圧されたビレットをダイス孔の
底部からキャビティへ導くランナとを備えた半溶融金属
の成形装置において、前記ダイス孔の壁面にその軸線と
略直交する方向に複数の凹凸を形成してなる半溶融金属
の成形装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記凹は溝からなる半
溶融金属の成形装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記凸は半球状の突起
からなることを特徴とする半溶融金属の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04232988A JP3126823B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 半溶融金属の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04232988A JP3126823B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 半溶融金属の成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655252A JPH0655252A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3126823B2 true JP3126823B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=16948044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04232988A Expired - Fee Related JP3126823B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 半溶融金属の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126823B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU573436B2 (en) * | 1985-04-11 | 1988-06-09 | Nippon Steel Corporation | Electromagnetic measurement of particle sizes |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP04232988A patent/JP3126823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0655252A (ja) | 1994-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |