JPH01266930A - 管状品の管端口絞り方法 - 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、各種金属製のパイプ、底付管等の管状品の管
端口絞り方法、特に低コストで欠陥を生ぜずに管状品の
管端の口絞りを行う方法に関する。

（従来の技術） 鉄鋼製あるいはアルミニウム合金製高圧ガス容器のいわ
ゆるガスボンベを製造する場合、最終成形段階で高目絞
り率の口絞り加工によって口金部の成形を行なう必要が
ある。しかしながら、例えば熱間加工のまま、または焼
鈍されたアルミニウム製管成品に対し、口絞り用ダイス
を用いて、口絞り加工を行う場合、冷間では一回の前方
押し出し加工で軸部座屈を生ぜしめずに、口絞りを行え
る最大口絞り率は約３０％までであった。そのため４０
％以上の口絞り率を必要とするガスボンへ等の口金部の
成形はスェージング加工またはスピンニング加工によっ
て行っていた。

一方、鉄製管状品の口絞り加工は、熱間圧延により得た
管材を素材とし、管端面を高周波加熱した後に行ってい
た。ウェスティン成形法と呼ばれる。しかし、この方法
は鉄製品のように熱伝導率が比較的低い材質にしか適用
しに＜＜、かつ設備費も高価であった。

（発明が解決しようとする課題） ここに、本発明の目的は、主に現状のアルミニウム製管
成品の口絞り加工において、製造方法を改善することに
より、高目絞り率の口絞り成形を低コストで欠陥なく行
う方法を提供することである。

本発明のより具体的目的は、高圧容器等の製造に際して
、−回の口絞り加工で何ら欠陥を生ぜしめるごとなく４
０％以上の口絞り率を実現できる方法を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段） 例えば、アルミニウム製管状品の一回の口絞り押し出し
加工での口絞り率を高くする方法について、本発明者ら
が検討したところ、次の知見を得た。

口絞り部を成形する際に口絞りダイスを加熱し、好まし
くは管状材の再結晶温度以上に加熱しておくことにより
、口絞り成形に際しての座屈は効果的に防止される。ダ
イスからの熱伝導により、口絞り部の温度が上がり、そ
の部分の変形抵抗が低下し、押し出し荷重、つまり口絞
り圧力を低下さゼることかできるのである。この方法は
、管状材が冷間加工材である場合、軸部座屈応力が高く
、口絞り加工部のみ変形抵抗が低くなるから、高加工を
与える口絞り加工に特に好適である。

ここに、本発明の要旨とするところは、管状品の管端口
絞り加工において、高温の口絞り用ダイスを用いて前方
押し出しにより口絞り成形することを特徴とする、管状
品の管端口絞り方法である。

（作用） □　次に、添付図面等を参照しながら本発明をさらに詳
細に説明する。

第１図は、本発明において加工の対象とする管状品の形
状の略式説明図であり、パイプあるいは底付管などの一
部を構成する軸部１は、その先端が絞られ、口絞り部２
となっている。これは口絞り部の先端の口金部３の外径
と同じ径のダイスに軸部先端を押し込むことによって成
形するのである。

ここに、その口金部の成形の際の口絞り率は次のように
定義される。

口絞り率−（１−（口金部外径／軸部外径）ｌ　Ｘ１０
０（１）その場合、ガスボンへなどのような耐高圧容器
を製作するには、口絞り率が４０％以上の大きな口絞り
加工を行う必要がある。そのような大きな口絞り率を１
工程で実現するには、軸部後方からより大きな押出力で
押し込む必要があるが、余りその力が大きいと、そのと
き軸部１において座屈が生し、軸部の破壊あるいは変形
が生じてしまう。

本発明にあっては、かかる座屈を防止するために、口絞
り圧力を下げるのであるが、その方法として、口絞りダ
イスを、例えば八ＱまたはへＱ合金等の管材料の好まし
くは再結晶温度以上に加熱して、この高温ダイスからの
伝熱により管端を再結晶温度以上に加熱することにより
、口絞り部を軟化させ押し出し圧力を低下させるのであ
る。

管端自身を直接例えばバーナ等で加熱すると、例えばア
ルミニウムは熱伝導が良好なため、かなりの範囲が加熱
により軟化し、押し出し時にダイスから加工を受けてい
る部分より、少し離れた箇所で軸方向座屈を生じ、４０
％以上の口絞り率を達成することは不可能となる。しか
しながら、ダイスを高温にする方法ではまさに加熱を受
けている部分のみが軟化し、口絞り圧力が低下するがそ
の他の部位は軟化していないため、座屈が発生しに＜＜
、−回の前方押し出しで、約４０％以上の口絞り率の押
し出しが欠陥なく可能となる。

ダイスの加熱温度を、例えば鵠および鵠合金等管材料の
好ましくは再結晶温度以上と４するのは、再結晶する温
度以」二では極端に変形抵抗が低下し、口絞り加工にを
利だからである。なお、管材料の再結晶温度は材質、加
工度で異なるが、例えばＡＱおよびへＱ合金の場合、約
２００°Ｃ程度である。ダイスの加熱方法としては、バ
ーナによる加熱、ダイス内部または外部に電熱ヒータま
たは高周波加熱装置を組み込む方法等が考えられるが、
電熱ヒータを用いる方法がコスト的に安価であり、作業
性もよい。

管状品としては、冷間圧延、冷間抽伸、冷間押出し等の
冷間加工材が、耐座屈応力が高いため、より好ましい。

第２図は、６０６１八Ｑ合金焼鈍材の冷間加工減面率と
座屈応力との関係を示すが、加工度が大きい程、座屈応
力が大きい。図示データは予め各種の引抜き加工率によ
って加工硬化を起こさせた直径３０ｍｍ、肉厚２．１ｍ
ｍ　、高さ６０ｍｍの管材を図中略式で示すように圧力
Ｐで上下方向に加圧して胴部に座屈が生したときの応力
、つまり座屈応力を冷間加工時の減面率に対しプロット
したグラフである。

次に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例　１ ６０６１八Ｑ合金製の棒材より直径４０ｍｍ　Ｘ長さ４
０ｍｍのブランクを切り出し、４００°Ｃｘ１ｔｌｒに
加熱後、空冷して焼鈍し、次いでアルポンド３２９９　
（日本バー力ライジング■、商品名）とボンダリューへ
（口木パー力ライジング■、商品名）を用いて潤滑処理
を行ってから、油圧プレスを用いて、減面率７５％（内
径３４．６ｍｍ）の後方押し出しを行い、深さ／穴径−
３，０の底イ」管（サンプルＡ）を作成した。

サンプルＡを４００°ＣＸ　１１１ｒで焼鈍してサンプ
ルＢとした。

続いて、両サンプルを電熱ヒータで約４５０℃に加熱し
た各種口絞り率のダイスを用いて、口絞り成形し、限界
口絞り率の測定を行った。ダイスの潤滑には水溶性カー
ボン潤滑剤を用いた。

結果を第１表にまとめて示す。

これらの結果からも分かるように、冷間加工を施した底
付管の限界口絞り率は、焼鈍材よりはるかに良好な限界
絞り率を示す。従来例としてサンプルＢを冷間で口絞り
を行ったところ、限界口絞り率は高々３０％であった。

第１表 （発明の効果） 本発明は以」二のように構成され、ＡＱおよびＭ合金製
管状品に対し、高目絞り率の口絞り加工を、低コストお
よび欠陥なく行うことができる。

尚、本発明は、へＱ合金を例にとり説明してきたが、鉄
系、銅系、Ｔｉ系制料等にも同様に適用可能であること
は当業者には理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、管状品名部名称を示す略式説明図；および 第２図は、冷間加工度と座屈応力の関係を示すグラフで
ある。 出願人　住友金属工業株式会社　（外１名）代理人　弁
理士　広　瀬　章　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　管状品の管端口絞り加工において、高温の口絞り用ダ
   イスを用いて前方押し出しにより口絞り成形することを
   特徴とする、管状品の管端口絞り方法。