JPH01113145A - 熱間型鍛造用の金型 - 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］ 本発明は熱間型鍛造用の金型に関し、詳細には、金型の
予加熱温度を高くすることを要す￥＃鍛造性の高合金ま
たは特殊金属材料等の熱間型鍛造に適用して有効な熱間
型鍛造用の金型に関するものである。

〔従来の技術］ 機械工業の急速な発展に伴い、粉末冶金製品、繊維強化
プラスチック、工業用セラミνクス、機械加工量産品な
どのほか、新材料および各種の複合加工方法の開発によ
って、熱間型鍛造の競合相手が次第に増加しつつあり、
熱間型鍛造品の精度およびコストに関する要求はますま
す厳しくなり、また、対象とする被型鍛造材が難鍛造性
の高合金または特殊金属材料となる傾向にある。

−ｉに、型鍛造品のコストを構成する３大要素として、
材料費、製造費、金型費が挙げられ、これらの内金型費
に関しては金型の加工費が大きな比重を占めている。

従来、型鍛造用金型のコストを比較的に低く抑える手段
として、例えば、型鍛造金型の局部的に摩耗の大きい部
分に耐摩耗性の高い型材を入れ子型として用いるとか、
インプレッションを有する型用鋼からなる主金型を構造
用合金鋼からなる補助金型に入れ予習的に嵌入するとか
して、必要とされる部位に耐熱性、強度、耐摩耗性等を
もたせた組合せ金型とすることが知られている。

そして、その組合せ方法は、一般に、部分入れ予習の場
合は焼きばめ、冷しぼめ等の締まりばめで結合され、ま
た、インプレッションを有する主型と補助型との組合せ
については、冷間プレス型鍛造用の金型ではシムまたは
止めビン等を介して機械的に結合され、熱間型鍛造用の
金型では焼きばめ、冷しぼめ等の締まりばめで結合され
る。

なお、熱間型鍛造用の金型材としては、通常、周知のよ
うに熱間型用鋼が多用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者等は、Ｍ鍛造性の高合金または特殊金属材料を
高精度に効率良く熱間型鍛造する技術を確立せんとして
、熱間型鍛造中における被鍛造材料と金型の温度差を縮
小することで、すなわち、金型の子鹿熱温度および熱間
型鍛造中の保持温度を高めることで、難鍛造性材料の型
鍛造精度・効率の向上を図ったものである。

しかし、熱間型鍛造用の金型材として通常に用いられる
熱間型用鋼はその焼戻し温度を超えて、すなわち約５５
０℃以上の温度域に子鹿熱および保持すると、象、激に
強度・硬度が低下して主作業面であるインプレッション
面の変形・摩耗が激しくなり、製品精度維持が困難で、
かつ型寿命が種度に低いものとなる。

一方、子鹿熱温度および保持温度を高めるため、熱間型
用鋼より高い高温強度を有す耐熱合金、すなわち一般に
超合金と呼ばれるＮｉ基、Ｍｏ基等の高合金を金型材と
して適用すると、これら耐熱合金は比較的に高価で、か
つ非常に被加工性の悪いものであるため、これら耐熱合
金からなる一体金型は極端にコストを要するものとなる
。

そこで、本発明者等は、主作業面であるインプレッショ
ン部を耐熱合金からなる主金型とし、これを熱間金型用
鋼等からなる補助金型でバックアップする組合せ金型と
して、そのコストを比較的に低く抑制することを検討し
たものである。

しかし、熱間型鍛造用、特にはハンマーを用いる熱間型
鍛造用の組合せ金型に関しては、鍛造過程における衝撃
、繰返し荷重、被鍛造材から伝達される熱等の影響によ
り主型と補助金型との間にガタが起り易く、これらを焼
きばめ等にて締まりばめして強固に結合させるを要し、
そして、焼きばめ等にて締まりばめして強固に結合させ
た主金型と補助金型とは、繰返し型鍛造による主金型の
変形もあり、使用後、機械加工等の切削または切断手段
を適用しないと分離し難いものとなり、これらの双方な
いしは一方の再使用が困難となるため、組合せ金型とし
た利点を充分に発運し得ないものとなる。

本発明は、上記の問題点を解消し得る、すなわち、イン
プレッションを有す主金型と、これをバックアンプする
補助金型との組合せ金型とし、かつ、該主金型材料とし
て高い高温強度を有す耐熱合金を用い、その子鹿熱温度
および熱間型鍛造中の保持温度を比較的に高くし得て、
難鍛造性の被型鍛造材を高精度に効率良く熱間型鍛造す
ることを可能とし、しかも、該主金型と補助金型間の嵌
合状態を常温においては着脱可能な嵌合としても、子鹿
熱温度および熱間型鍛造中の保持温度域においては強固
な締まりばめ状態としくｎ、もって耐熱合金を適用して
なお比較的にコストを低く抑制し得る熱間型鍛造用の金
型を提供する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） 上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成
としている。すなわち、本発明に係る熱間型鍛造用の金
型は、キズ面側に四部を設けた補助金型と、該補助金型
の凹部に嵌入されたインプレッションを有する主金型と
からなる熱間型鍛造用の金型であって、前記主金型を補
助金型の凹部に常温において挿脱可能な間隙をもって嵌
入し、かつ、該主金型の材料を５５０〜８５０℃の温度
域における熱膨張率が補助金型の材料より大きな耐熱合
金としたことをを特徴とするものである。

〔作用〕 本発明においては、熱間型鍛造用の金型はキズ面側に凹
部を設けた補助金型と、該補助金型の凹部に嵌入された
インプレンジョンを有する主金型とからなり、かつ、該
主金型は耐熱合金からなるものであって、主作業面であ
るインプレノション部に高温強度の高い耐熱合金をあて
ることで、その子鹿熱温度および熱間型鍛造中の保持温
度を比較的に高く設定し得、難鍛造材料についても比較
的に高精度で効率良く熱間型鍛造することが可能となる
。

そして、主金型は、補助金型の凹部に常温において挿脱
可能な間隙をもって嵌入しであるが、該主金型の材料は
５５０〜８５０℃の温度域における熱膨張率が補助金型
材料より大きな耐熱合金としてあって、当該金型が５５
０〜８５０’Ｃの温度域に子鹿熱されるとき、該金型の
主金型は、補助金型の凹部内にお、いて該補助金型より
大きく膨張するため、主金型と補助金型との嵌合は、焼
きばめ等と同様な締まりばめ状態となり、該温度域、す
なわち子鹿熱および熱間型鍛造中の保持温度域において
両者は強固に結合され、また、これらが常温に復帰した
ときには、両者間の締まりばめ状態が解除され、主金型
は再度補助金型に対して挿脱可能となる。

なお、本発明においては、当該金型の子鹿熱および熱間
型鍛造中の保持温度域を５５０〜８５０“Ｃとしたが、
これは５５０℃未満の温度域は熱間型用鋼でカバーし得
る範囲であり、また金型の子鹿熱温度および熱間型鍛造
中の保持温度を高めんとする目的より逸脱する範囲であ
ることより５５０℃以上とした。一方、上限を８５０℃
としたのは、該温度を超えて子鹿熱および保持すると、
主金型材料として用いられる耐熱合金の強度が低下し、
主作業面であるインプレッション面の変形・摩耗が激し
くなり、製品精度の維持を困難とし、かつ型寿命の低下
を招くからである。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例の熱間型鍛造用の金型を示す正
断面図である。

第１図において、（１）（２１は上下主金型であって、
該主金型（１）（２）は製品形状に対応するインプレッ
ション（ｌａ）　（２ａ）を有する耐熱合金（ＡＳＴＭ
：＾−２８６）からなる柱状体とした。

（３）（４）は上下補助金型であって、該補助金型（３
）（４）は、キズ面側に主金型（１）（２）を嵌入させ
る凹部（３ａ）（４ａ）を穿設した熱間金型用鋼（ＪＩ
Ｓ：５ＫＴ４）からなる直方体で、凹部（３ａ）　（４
ａ）の上方、下方に主金型のノックアウト用孔（３ｂ）
　（４ｂ）を設けたものである。

（５）　（６）はキーであって、該キー（５）（６）は
主金型（１１（２１および補助金型（３）（４）に設け
られたキー孔に挿入し、主金型（１）（２）の角度位相
を合わせると共に、これらを常温において補助金型（３
）（４）の凹部（３ａ）　（４ａ）内に保持させるもの
とした。

なお、本実施例においては、主金型（１）　（２）外周
面と凹部（３ａ）　（４ａ）内周面との常温における嵌
合隙間を０．５ｍｍとし、常温において上下補助金型（
３）（４）の凹部（３ａ）　（４ａ）内に上下主金型（
１）（２）をそれぞれ嵌入させ、キー（５）（６）を挿
入して角度位相を合致させた後、これら対の上下金型を
組合せた状態で加熱炉に装入し、５５０℃に子鹿熱した
後、相撃型鍛造装置に取り付けた。

そして、型鍛造装置に設けた金型加熱装置および冷却装
置にて、断続的に加熱して、上下主金型（１）（２）を
６００℃以上に保つと共に、これら金型の温度低下を防
ぎながら、かつ、断続的に冷却して、これら金型の過度
の昇温を防ぎながら、Ｔｉ合金の被鍛造材を熱間型鍛造
した。

この熱間型鍛造の過程において激しい衝撃荷重が作用し
たにもかかわらず、上下主金型は上下補助金型にそれぞ
れ確実に保持され、また、鍛造終了後、常温まで温度低
下した時点において、上下主金型は上下補助金型のノッ
クアウト用孔にノックピンを挿入して押し出すことで容
易に取り外すことができ、続いて上記上下補助金型に異
なる形状のインプレッションを有する他の主金型を当該
上下補助金型の凹部に嵌入させて、前記同様の手順にて
異なる形状のＴｉ合金製品を熱間型鍛造することが、す
なわち上下補助金型を共用型とすることができた。

本発明の実施例としての熱間型鍛造用の金型に適用した
主金型材料と補助金型材料との組合せについて、上記の
例、および他の組合せ例を第１表に示す。

なお、第１表に例示した以外の組合せであっても、子鹿
熱および型鍛造中の保持温度域において「主金型材の熱
膨張率〉補助金型材の熱膨張率」の関係が成立する組合
せはそれぞれを効であるが、型鍛造中における締まりば
めを強固なものとし、かつ、常温における挿脱をより容
易なものとするには、所期の温度（Ｔ）における両者の
熱膨張率の差が２（１０−”／’Ｃ−Ｔ）以上となる組
合せを選定されることが望ましい。

また、本実施例においては、主金型を柱状体とし、これ
に対応する補助金型の凹部をを横断面で円形の穴とした
が、これら主金型および補助金型の凹部の横断面形状は
楕円形ないしは長方形状等であっても良く、いずれにし
ても製品形状に対応するインプレッションの形状に基き
設定される。

〔発明の効果〕

本発明に係る熱間型鍛造用の金型は、インプレッション
を有する主金型に耐熱合金を適用することでその子鹿熱
温度を比較的に高くし得、難鍛造性の被型鍛造材を高精
度に効率良く熱間型鍛造することを可能とし、かつまた
、主金型と、これをバックアップする補助金型との組合
せ金型とし、かつ両者の熱膨張率の差を利用して熱間型
鍛造中においては両者間に強固な締まりばめ状態が保て
、常温においては両者の着脱を可能とし得、もって、熱
間型鍛造用の金型材料として比較的に高価で、被加工性
の悪い耐熱合金の使用量を低く抑制し得、しかも主金型
をバックアップする補助金型を共用型とし得て、そのコ
ストを比較的に低くし得るものであって、熱間型鍛造用
、特にはハンマーを用いる熱間型鍛造用の金型として適
用するにその実用効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の熱間型鍛造用の金型を示す正
断面図である。 （１１（２Ｌ−上下主金型、（３）　（４１−上下補助
金型。 特許出願人　　株式会社　神戸製鋼便 化　理　人　　弁理士　　金丸　章− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キズ面側に凹部を設けた補助金型と、該補助金型の凹部
   に嵌入されたインプレッションを有する主金型とからな
   る熱間型鍛造用の金型であって、前記主金型を補助金型
   の凹部に常温において挿脱可能な間隙をもって嵌入し、
   かつ、該主金型の材料を５５０〜８５０℃の温度域にお
   ける熱膨張率が補助金型の材料より大きな耐熱合金とし
   たことを特徴とする熱間型鍛造用の金型。