JPH01215427A - 底付き金属管の製造方法 - 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） 本発明は、管内面の焼付きがなく、かつ偏肉が小さく寸
法精度に優れた、ＡＱ、ＡＱ合金、Ｔｉ、　Ｔｉ合金、
Ｃ１１％　Ｃｕ合金、鋼等の冷間後方押出し加工による
底付き金属管の製造方法に関する。

（従来の技術） ガスボンベなどとして用いる底付き金属管の製造に際し
ては、まず円柱状の金属ブランクの全面を潤滑剤で潤滑
処理し、冷間後方押出し加工を行うが、金属管内面に焼
付きが生じずに穿孔できるのはＬ（穴深さ）　／Ｄ”（
穴径）比（以下Ｌ／Ｄ’比と呼ぶ）が４．０以下までで
あった。この値以上の深入をもった底付き金属管を製造
する場合は、別工程としてしごき加工あるいは切削加工
などを行わなければならなかった。またこの時のポンチ
の先端形状は先端角度αが約１７０°、コーナＲが０．
１０（Ｄは先端部の直径）以下で、かつフラット面がな
かった。

例えば、第３図にしごき加工を行う場合を示すが、まず
第３図（イ）に示す円柱状の金属ブランク１から一旦し
／Ｄ’が４．０以下の素金属管２を冷間後方押出し加工
により製造する。第一３図（ロ）参照、その後、焼鈍、
潤滑処理を施してから、しごき加工によってＬ／Ｄ’４
．０以上の底付き金属管３とする。第３図（ハ）参照、
また第４図には切削加工による場合を示すが、第４図（
イ）に示す円柱状の金属ブランク１に熱間後方押出し加
工を行い、第４図（ロ）に示すように、Ｌ／Ｄ’４．０
以上の深穴を持った素金属管２とした後、切削加工によ
って仕上げて底付き金属管４を製造する。第４図（ハ）
参照、この方法では高熱のためポンチの寿命が短いこと
、および底付きの素金属管の表面粗度が悪く、また寸法
精度も悪いため切削加工により仕上げなければならない
など後工程が必要である。

このように、前後者ともいづれもコスト高となっていた
。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の方法においては、底付き金属管を製
造する場合、ブランク材（底付き金属管用素材）に全面
潤滑処理を行った後、熱間穿孔法（熱間後方押出し）ま
たは冷間後方押出しを行っていた。

しかしながら、熱間後方押出しによる場合は、後工程と
して寸法精度、表面状態を調整するための切削加工が必
要となり、余分な工数がかかる。

また冷間後方押出しによる場合は、内面に焼付き班が発
生し、Ｌ／Ｄ’比の小さいものしか製造することができ
ず一旦冷間後方押出しでＬ／Ｄ’比の小さい押出し加工
を行った後、焼鈍、潤滑処理を行って冷間しどき加工を
行うなど、この方法でも工数が多（かかりコスト高とな
る欠点は免れることはできなかった。また従来形のポン
チでは底付管の偏肉が大きかった。

かくして、本発明の目的は、深穴の底付き金属管であっ
て、寸法精度にも優れたＬ／Ｄ’比の大きい底付き金属
管の高能率で内面焼付を生じない製造方法を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 本発明者りは、かかる目的を達成するため、熱間後方押
出し加工法に代わり、寸法精度に優れ偏肉のない冷間後
方押出し法に着目して種々検討を重ねた。冷間後方押出
し法は従来技術にあっても可能であるが、例えばボンベ
用の底付き金属管はＬ（穴深さ）／Ｄ’（穴径）比が４
以上必要であるのでブランクを全面潤滑を施したのみで
１回の冷間後方押出しで製造しようとすれば管内面に潤
滑切れを生じ焼付けを起こし製造はできない。

そこで本発明者２は、円柱状の金属ブランクの予備加工
としてまず、一端面に凹みを設けそこに潤滑材を充填す
るとともにポンチ先端を受は入れるようにして、成形当
初より安定した成形が可能となるようにすることにより
、管内面の焼き付き防止、偏肉防止、さらには寸法精度
の向上が可能となることを知見し、本発明を完成した。

よって、本発明の要旨とするところは、底付き金属管の
製造に際し、円柱状金属ブランクの一端面に、凹部を形
成し、該凹部を潤滑剤で充填した後、冷間後方押出し加
工を行うことを特徴とする底付き金属管の製造方法であ
る。

上述のような冷間後方押出し成形に際しては、成形用の
パンチの先端部の形状が成形能に大きく関与する場合が
あり、本発明の好適態様によれば、ポンチ先端部のフラ
ット率が０．３以上のフラット面を有し、かつ、該ポン
チ先端部の肩部のコーナＲが０．Ｉ×Ｄ以上であるポン
チを用いて、前記冷間後方押出し加工を行うのが好まし
い、ここで、フラット面の直径ｄとポンチ先端部直径り
との比をフラット率という、なおポンチ先端部の直径り
は押出管の孔径Ｄ°とほぼ等しい。

（作用） 次に、本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明す
る。

第１図（イ）〜（ホ）に示す工程は、Ｌ／Ｄ’比を例え
ば５以上とした底付き金属管の製造を可能とする本発明
にかかる工程を略式で示す説明図である。

まず、本発明によれば、例えば第１図（イ）の円柱状の
金属ブランクｌに全面潤滑処理を施した後、第１図（ロ
）に示すように、金属ブランク１の一端面（上面）に例
えばプレスポンチで凹部５を予備成形し、該凹部５に例
えば粉体潤滑剤６を満たすように載置添加後、例えば第
２図に示す本発明に用いる形状のポンチ７によって押出
し加工を行うことにより、寸法精度に優れ偏肉のない深
穴の底付き金属管８を製造することができる。

即ち、本発明にあっては、底付き金属管８の素材である
所定寸法の金属ブランク１の例えば全面をアルポンド、
ボンデライト　（日本バー力社製商品名）やボンダリュ
ーベ（金属石ケン）等で潤滑処理を施した後、先ず予備
成形として予備後方押出し加工によって、第１図（ロ）
に示すように金属ブランク２の一端面に浅い凹部５形成
し、この凹部５に粉体潤滑剤６　（例えばステアリン酸
Ｃａ）を満たし、ポンチ７によって冷間後方押出し成形
を行い、底付き金属管８を得るのである。

凹部の成形方法としては、上述の方法の他に機械加工、
熱間ブレス加工、温間プレス加工等いづれの方法でもよ
い。

凹部の形状は、ブランクの中心に位置し、好ましくは円
板状であって、その容積は冷間後方押出し製管時に必要
な潤滑剤が入るだけあればよい。

潤滑剤の量より凹部の容積が小さいと、たとえ固体潤滑
剤を用いても潤滑剤の損失が大きいため、好ましくは凹
部の容積のほうが大きいほうがよい。

冷間後方押出し製管時のポンチ７の好適形状は、第２図
に示すように、ポンチ先端部にフラット率０．３以上の
フラット面９を有し、且つ先端肩部１０に０．１０以上
の曲面コーナをもっている。符号１１はランドを示す、
なお、ポンチの先端角度（α）は１６０〜１８０°が好
ましく、これは穿孔力に影響を及ぼす。

第１図（ニ）に示すように、かかるポンチ７の先端部に
潤滑剤４を保持させた状態で、本工程の冷間後方押出し
製管を行う場合、押出しの進行と共にポンチ７の先端に
保持されていた潤滑剤６は徐々に壁面に流れランド１１
での焼付きを防止することができるので、底付き金属管
Ｌ（穴深さ）／Ｄ’（穴径）の比が４以上、一般には５
以上のものでも容易に製造できる。なお、凹部に入れる
潤滑剤は、押出しがタテ型の場合は液体でも粉体でも固
形でもよいが、押出しがヨコ型の場合は固形である必要
がある。

次に、本発明における各工程および好適ポンチ形状の限
定理由について以下に述べる。

本発明で全面潤滑処理された金属ブランク１の上面にさ
らに例えば粉体潤滑剤６を載置添加するのは深穴穿孔す
る場合の金属管の内面焼付きを防止するためで、全面潤
滑処理のみでは潤滑剤が不足し焼付きを生じるからであ
る。

金属ブランクｌの上面の潤滑剤の好ましい添加量は次式
で示される。

添加量ｇ／ｒｒｒ−６０ｘ２”’・°−４）±４０％な
お、この添加量はポンチの単位断面積当りの量である。

また、この潤滑剤としてはステアリン酸Ｃａの固形石ケ
ンが好ましい。

金属ブランク１の一端側（上面）に凹形の予備成形を施
すのは上面に載置した潤滑剤がポンチでの穿孔と共にポ
ンチ先端部から逃げやすいのを防止するためと、ポンチ
先端を固定し、座屈応力の向上と偏心防止の効果をも併
せ有せしめるためである。該凹形の形状は、好ましくは
、前述の好適ポンチの先端部形状に対応する形状を有す
る。

また、ヨコ型プレスに比べてポンチがたわまないために
偏心が少ないこと、上面に載置した潤滑剤が脱落しない
ことからタテ型プレスを用いるのが好ましい。

ポンチ先端フラット面直径（ｄ）を０．３Ｄ以上（フラ
ット率が０．３以上）としたのは底付き金属管の偏心精
度を向上させるためであり、フラット面直径が０．３０
未満では偏心を防止するのが困難となるのでフラット面
径を０．３Ｄ以上とした。またその上限値は特に必要で
はないが、好ましくは０．９５×Ｄ以下である。先端肩
部Ｒを０．１０以上としたのは、この値より小さいと潤
滑切れを生じ易く、メタルフローがスムーズにながれな
いので穿孔力が高くなるからである。

以上のように、本発明によれば、深穴Ｌ／Ｄの比が４以
上、一般には５以上の底付き金属管を焼付きなく寸法精
度の優れた冷間後方押出し法によって低コストで効率よ
く製造できる。

このように本発明の方法では、従来必要とされていたし
ごき加工、あるいは切削加工を必要とせずに、Ｌ／Ｄ’
比の大きい底付き金属管を低コストで能率よく製造する
ことができる。

なお、本発明により底付き金属管とする金属材料は、特
に制限されないが、ＡＱ、ＡＱ合金、Ｔｉｓ　Ｔｉ合金
、Ｃｕ、　Ｃｕ合金、鋼等が例示される。

次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例） 全長２２０ｓ園、外径５０ａｎ、内径４３＋＋ｎ、底厚
１２−の各寸法に規定された底付きアルミ風つム管の製
造に際し、６０６１アルミニウム材から直径５０ａ＋ａ
＋、長さ７０ｍ−のブランクを切り出し、４００℃で１
時間加熱後空冷して焼鈍を施した。その後、アルポンド
３２９９とボンダリューベ（いづれも日本バーカライジ
ング■登録商標）を用いて潤滑処理後、タテ型油圧プレ
スにて、先端部のフラット率が０．６、肩部Ｒが０．２
０のポンチを用いて予備後方押出しを行い凹部を形成し
た０次いで、この凹部に粉体潤滑剤（ステアリン酸Ｃａ
）を満たした。添加量は１００　ｇ／ｄとした。このよ
うにして準備した円柱状の金属ブランクに同一ポンチで
タテ型プレスを用いて冷間後方押出し加工を行った。こ
の後方押出しにより、表面粗さの優れた、偏心のほとん
どないＬ／Ｄ’−５，３の深穴の底付き管を製造するこ
とができた。

内面には焼付きはなかった。

なお、潤滑剤の添加しなかった場合、少なかった場合は
焼付きが発生し、逆に多過ぎた場合（例えば５００　ｇ
／ｒｒｒ）には内面に横割れが生じた。また、予備成形
なしで上面に潤滑剤を添加しても焼付きは防止できなか
った。

かかる結果は、第１表にまとめて示す。

第１表より分かるように、本発明によれば、内面の焼付
きの発生もなく、寸法精度も優れた深穴（Ｌ／Ｄ　’比
の大きい）底付き金属管が製造できるこ（発明の効果） 以上のように、本発明にかかる深穴の底付き金属管の製
造方法によれば、しく穴深さ）／Ｄ“（穴径）比が４．
０以上の底付き金属管を、内面焼付きを発生することな
く、寸法精度に優れ、かつ製造工程の簡素化を可能にし
て、冷間後方押出し加工によって製造することができ、
したがって、本発明によれば、底付き金属管の製造コス
トの低減に大きな効果を発揮するものであり、その実用
上の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜第１図（ホ）は、本発明の製造工程を説
明する模式図； 第２図は、本発明を実施する押出しプレスポンチの形状
を示す略式側面図；および 第３図（イ）〜第３図（ハ）及び第４図（イ）〜第４図
（ハ）は、従来法における底付き金属管の製造工程を示
す略式説明図である。 ｌ：金属ブランク　　２：素金属管 ５：凹部　　　　　　６：粉体潤滑剤 ７：ポンチ　　　　　９：フラット面 １０：肩部コーナ　　１１：　ランド ロ：ポンチ先端部直径 ｄ：フラット面直径 α：ポンチ先端角度

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）底付き金属管の製造に際し、円柱状金属ブランク
   の一端面に、凹部を形成し、該凹部を潤滑剤で充填した
   後、冷間後方押出し加工を行うことを特徴とする底付き
   金属管の製造方法。
2. （２）ポンチ先端部の直径をＤとすると、該ポンチ先端
   部が直径０．３×Ｄ以上のフラット面を有し、かつ、該
   ポンチ先端部の肩部のコーナＲが０．１×Ｄ以上である
   ポンチを用いて、前記冷間後方押出し加工を行う請求項
   （１）記載の方法。