JPH0154402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、断面が同心円状に複数の材料層で
構成された円筒形ビレツトを熱間押出し加工して
クラツド金属管を製造するに際し、上記材料層の
一層に粉末冶金法を採用する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、クラツド金属管の熱間押出しのためのビ
レツトを粉末冶金法で製作する方法としては、例
えば特開昭56−9302号公報に実施例２と示して示
されているように、円筒状の内外壁を有するカプ
セル内に更に中間壁を置き、この中間壁の外側と
内側とに異種の粉末を充填し、中間壁を取除いて
カプセル内を脱気した後密封し、冷間等方静水圧
で圧縮してから熱間押出しすることが知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の従来の方法によれば、中間壁の位置決め
を正確に行わねばならず、中間壁を除去する際や
その後のカプセルの取扱い中に内外の粉末が移動
して混合したり、分布が不均一になつたりする。
これはクラツド管の品質に悪影響を及ぼす点で問
題である。また、熱間押出しに先行して行われる
誘導加熱時に材料全体が粉末であるために昇温が
困難である問題がある。さらに、熱間押出し後に
カプセル材を除去するための加工を内外両面に対
して行わなければならない上に、カプセルが内外
２重構造であるためにカプセル費が嵩む問題もあ
る。

また、粉末を充填した上記カプセルの粉末の充
填密度を上げるために等方冷間静水圧をかける際
に、良好な形状、寸法のビレツトとするためには
特公昭57−17042号公報に開示されているように、
従来の技術では両端近傍が特殊な形状を有するカ
プセルを使用しなければならない問題もあつた。

〔問題点を解決するための手段〕

第１の発明による手段は、同軸円筒状をなす内
外の２重周壁とその２重周壁の一端の２重周壁間
を閉じる底壁とからなる容器をゴム又はゴム様物
質によつて形成し、その容器内に上記２重周壁の
いずれか一方の周壁に沿つて可鍛性金属の円筒材
料を収容し他方の周壁に沿つて薄肉金属円筒を収
容した後、上記円筒材料と上記薄肉金属円筒との
間に粉末材料を充填し、上記容器をゴム又はゴム
様物質の蓋により密封して外部より等方静水圧を
加えることにより上記薄肉金属円筒体及び上記粉
末材料を上記円筒材料と一体的に圧縮固結させ、
その一体化した円筒体の両端面に金属板を溶接し
てビレツトとし、これを熱間押出し加工する方法
である。

第２の発明による手段は、第１の発明において
は可鍛性金属の円筒材料を容器の周壁の一方に沿
つて配置したが、その一方の周壁を省略した点で
第１の発明と異なり、他は同じである。

〔作 用〕

第１及び第２の発明において、可鍛性金属の円
筒材料は、クラツド管の一つの層となるものであ
り押出し前の材料の段階では本来かなり厚肉のも
のであるから、薄肉円筒体及び粉末材料と共に等
方静水圧を加えて圧縮固結する際の変形は薄肉円
筒体及び粉末材料の側に生じる。従つて、結果的
には可鍛性金属の円筒材料を基準にしてその内周
又は外周に粉末材料の一様な厚さの固結層が薄肉
金属円筒に覆われて存在するようなものとなる。
この等方静水圧を加えることの目的は、粉末材料
の層の密度を高めて熱伝導性を高めることにより
加熱時の昇温速度が速くなるようにして昇温のば
らつきを少なくすることにある。等方静水圧を加
えた結果、ビレツトの外径寸法又は内径寸法が、
可鍛性金属円筒の外径寸法又は内径寸法に等しい
ことになるから、得られるビレツトの外径寸法又
は内径寸法が可鍛性金属円筒の寸法管理により希
望通りの寸法となる。しかも、粉末材料の加圧力
と体積変化の関係を把握しておけば、薄肉円筒体
の存在する側の内径又は外径が所定の等方静水圧
を加えた後にいくらの寸法になるかを正確に予測
できる。従つて、ビレツトは、内径及び外径寸法
の正確なものが得られ、また可鍛性金属の層と圧
縮した粉末材料の層とが必然的に明確な境界で接
しており、その境界位置も正確なものである。な
お、加える等方静水圧は２〜8t／cm²が適当で、こ
れにより粉末の充填密度が80〜90％に高まる。

また、粉末材料が単独で、圧縮されたときに必
ずしも自己保形性が良好でないようなものであつ
ても使用できる。これは、粉末材料が可鍛性金属
円筒と薄肉金属円筒との間に挟まれて保持された
形となるからであり、粉末材料としては、両端面
に金属板を溶接するまでに脱落しない程度の自己
保形性があればよいことになる。

熱間押出しのために、ビレツトを加熱するが、
可鍛性金属の層は速やかに昇温するから、また圧
縮された粉末層は密度が高まつたことで熱伝導性
が高まつていて可鍛性金属の層からの熱伝導によ
り速やかに昇温するから、全体が効率良く所定温
度に加熱される。

昇温したビレツトは、熱間押出機に装填され、
押出加工される。両端の金属板は、両端部の粉末
材料の酸化防止作用がある。また、押出し時に先
端側の金属板は、充分高圧になるまで粉末材料の
流出を抑えるように作用し、これによつて一旦粉
末部にアツプセツト力をかけ、高密度状態にして
後押出されるようにする。そして後端側の金属板
はデイスカード（後端切捨部）になり、本体歩留
りを向上させる。得られた管は、ビレツトを構成
している可鍛性金属円筒が加工された層と、粉末
層から転化した充実層とからなるクラツド構造を
なす。なお、ビレツト作成時に用いた薄肉金属円
筒の材料が薄い皮膜となつて粉末から転化した充
実層の表面に附着しているので、この皮膜が有害
な場合には、機械的または化学的手段によつてこ
れを除去する。

〔実施例〕

第１実施例を第１図及び第４図に示す。第１図
において、１は外周壁、２は内周壁、３ａは底
壁、３ｂは蓋であり、共にゴム製である。外周壁
１と内周壁２とは底壁３ａに組付けることによつ
て同軸上に位置した容器９となる。この容器９に
可鍛性金属の円筒材料４及び薄肉金属円筒６を収
容し、次いで粉末材料５を充填し、蓋３ｂを嵌着
すると、第１図の状態となる。この容器封入物を
冷間静水圧プレスにかけて圧縮し、容器９から取
出した円筒体の両端に金属板７を溶接すると、第
４図のビレツト１０が得られる。このビレツト１
０を熱間押出し加工してクラツド管を得る。

第２実施例を第２図及び第５図に示す。図中第
１図と同一部分は同一図面符号で示してある。第
１実施例と異なる点は、容器９の内周壁２に沿つ
て可鍛性金属の円筒材料４ａを収容し、外周壁１
に沿つて薄肉金属円筒６ａを収容した点である。
次に粉末材料５ａを充填し、蓋３ｂを嵌着すると
第２図の容器封入物となる。これを第１実施例に
おけると同様に冷間静水圧プレスにかけて圧縮
し、容器９から取出してその両端に金属板７ａを
溶接すると第５図のビレツト１０ａが得られる。
このビレツト１０ａを熱間押出し加工してクラツ
ド管を得る。

第３実施例を第３図及び第４図に示す。この実
施例の第１実施例と異なる点は、容器９のゴム製
外周壁１を省略して外周壁の作用を円筒材料４に
行わせるようにしたものである。すなわち、底壁
３ｃと蓋３ｄとの関係で内周壁２と円筒材料４自
身が同軸に配置され、また内側を外部に対して遮
断しているのである。この場合、底壁３ｃ、蓋３
ｄは外周縁部で円筒材料４と嵌合するから、第
１、第２実施例におけるものとは異なるが、いず
れにしても密閉作用が良好なものとする。内周壁
２、底壁３ｃ、円筒材料４で形成される容器９ａ
内に薄肉金属円筒６と粉末材料５を収容して蓋３
ｄを嵌着したものが第３図に示すものである。こ
れを第１実施例におけると同様の冷間静水圧プレ
スにかけて圧縮し、容器ら取出してその両端に金
属板７を溶接すると、第４図に示した第１実施例
におけると同じビレツト１０が得られる。このビ
レツト１０を熱間押出し加工してクラツド管を得
る。

第３実施例では、ゴム容器の外周壁を省略した
場合を示したが、円筒材料が第２実施例のように
内側に位置してその外側に粉末材料を充填するよ
うな場合には、ゴム容器の内周壁を省略すること
ができる。

上記実施例では、いずれも環状の単なる金属板
７又は７ａを溶接するものを図示したが、真空脱
気用孔を具備しているものを使用して、ビレツト
内を脱気してからその孔を閉じ、そして熱間押出
し加工してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は粉末冶金法によつて
得られる層を含むクラツド金属管を熱間押出しに
よつて製造するものであるが、クラツドを構成す
る層の原料の一つとして可鍛性金属円筒を用い、
これを粉末層保持のための保持部（カプセル）の
一方の周壁に利用したものである。従つて、この
発明によるときは、等方静水圧を加えたとき変形
しない可鍛性金属円筒を基準に粉末材料及び薄肉
円筒が変形することから、まず内径、外径寸法が
正確で異種材料間の境界が明確かつ正確なクラツ
ド管用ビレツトが得られ、このビレツトを押出し
成形するから、クラツド管としても全周でクラツ
ドの一定した高品質のものが得られる。

しかもビレツトの成形においてはクラツドを構
成させる２種の原料の一方が変形しないものであ
るから両者が混合したり偏在したりするおそれは
皆無であり、そして粉末原料保持用の薄肉金属円
筒が単純な円筒で内外周のいずれか一方に用いら
れるのみであり、製造されたクラツド管から不用
な被膜を除去する場合においても内外周面のいず
れか一方で除去するのみであり、これらによつて
作業が従来よりも簡単になると共に製造コストが
大幅に低減される。

また、ビレツト両端の金属板は単に粉末材料の
脱落や酸化防止用のみでなく、押出し初期に粉末
部を高密度状態にして押出されるようにすること
から、クラツド管の押出し先端部の品質低下がな
く、押出しの終端部にデイスカードを形成するこ
とから、クラツド管の押出し後端部の品質も低下
がなく、従つてクラツド管本体の歩留りがきわめ
て良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の冷間静水圧プ
レス前のビレツト材料及び容器の縦断面図、第２
図は第２実施例の冷間静水圧プレス前のビレツト
材料及び容器の縦断面図、第３図は第３実施例の
冷間静水圧プレス前のビレツト材料及び容器の縦
断面図、第４図は第１及び第３実施例において得
らえるビレツトの縦断面図、第５図は第２実施例
において得られるビレツトの縦断面図である。 １……外周壁、２……内周壁、３ａ，３ｃ……
底壁、３ｂ，３ｄ……蓋、４，４ａ……可鍛性金
属の円筒材料、５，５ａ……粉末材料、６，６ａ
……薄肉金属円筒、７，７ａ……金属板、９，９
ａ……容器、１０，１０ａ……ビレツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同軸円筒状をなす内外の２重周壁とその２重
   周壁の一端の２重周壁間を閉じる底壁とからなる
   容器をゴム又はゴム様物質によつて形成し、その
   容器内に上記２重周壁のいずれか一方の周壁に沿
   つて可鍛性金属の円筒材料を収容し他方の周壁に
   沿つて薄肉金属円筒を収容した後、上記円筒材料
   と上記薄肉金属円筒との間に粉末材料を充填し、
   上記容器をゴム又はゴム様物質の蓋により密封し
   て外部より等方静水圧を加えることにより上記薄
   肉金属円筒体及び上記粉末材料を上記円筒材料と
   一体的に圧縮固結させ、その一体化した円筒体の
   両端面に金属板を溶接してビレツトとし、これを
   熱間押出し加工する粉末冶金法による熱間押出し
   クラツド管の製造方法。 ２ 特許請求の範囲１に記載の製造方法におい
   て、円筒体の両端面に溶接する金属板の一方又は
   双方が真空脱気用孔を具備しているものである粉
   末冶金法による熱間押出しクラツド管の製造方
   法。 ３ 同軸円筒状をなす内外の２重周壁とその２重
   周壁の一端の２重周壁間を閉じる底壁とからなる
   容器を、その２重周壁の一方の周壁を可鍛性金属
   の円筒材料で形成し他方の周壁及び底壁をゴム又
   はゴム様物質で形成し、その容器内に上記ゴム又
   はゴム様物質で形成した周壁に沿つて薄肉金属円
   筒を収容した後、その薄肉金属円筒と上記円筒材
   料との間に粉末材料を充填し、上記容器をゴム又
   はゴム様物質よりなる蓋により密封して外部より
   等方静水圧を加えることにより上記薄肉金属円筒
   体及び上記粉末材料を上記円筒材料と一体的に圧
   縮固結させ、その一体化した円筒体の両端面に金
   属板を溶接してビレツトとし、これを熱間押出し
   加工する粉末冶金法による熱間押出しクラツド管
   の製造方法。 ４ 特許請求の範囲３に記載の製造方法におい
   て、円筒体の両端面に溶接する金属板の一方又は
   双方が真空脱気用孔を具備しているものである粉
   末冶金法による熱間押出しクラツド管の製造方
   法。