JPH02220727A - 金型鍛造方法、金型鍛造装置および金型 - 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］ 本発明は金型鍛造方法、金型鍛造装置および金型に関し
、特には、ハンマー等の高速鍛造設備によるホットダイ
鍛造などの高温・高速鍛造に好適な金型鍛造方法、金型
鍛造装置および金型に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように、熱間合型鍛造においては、被鍛造材の温
度低下や金型の熱応ノｊ割れを防止するために、用いる
金型は鍛造開始前に予加熱されると共に、鍛造中にＧ適
宜熱を加えて保温される。

そして、通常の熱間合型鍛造では、一般に、外部よりガ
スバーナ等で適宜熱を加えて保温する方法が採られ、一
方、金型の温度を、被鍛造材の加熱温度に近づけて鍛造
するホントダイ鍛造や、被鍛造材の加熱温度と同温度域
まで高めて鍛造する恒温金型鍛造では、その金型に電気
抵抗加熱や電磁誘導加熱装置等の加熱手段が附設され、
これら加熱手段にて所定範囲の高温に保持される。

また、通常の熱間金型鍛造には、ハンマー等の高速鍛造
設備が多用され、一方、ホントダイ鍛造や恒温金型鍛造
には、油圧プレス等の低速加圧の可能な設備が用いられ
ている。

〔発明が解決しようとする課題］ 近来、工業技術の進歩に伴い、難鍛造性の高合金や特殊
金属材料からなる製品が増加している。

そして、これら難鍛造性金属材料を金型鍛造するには、
その内部品質、寸法精度および効率の面から、ホントダ
イ鍛造や恒温金型鍛造を適用することが望ましい、しか
し、ホットダイ鍛造や恒温金型鍛造は、従来、油圧プレ
ス等の低速加圧の可能な設備でしか実用化されてなく、
高速・高効率な金型鍛造が期待し得るハンマー等の高速
鍛造設備にて行うことができないのが現状であった。

これは、ハンマー等の高速鍛造設備による金型１２造に
おいては、そのｉ２造時に、金型が高速で移動するに加
えて、大きな衝撃力が負荷されるため、この金型に加熱
手段を附設することが、困難ないしは実用上不可能とな
るからである。

そこで、本発明者等は、高速・高効率な金型鍛造が可能
な高速鍛造設備の利点を生かして難鍛造性金属材料を効
率良く成形すべく、金型を高温に保持しながら金型鍛造
し得る方法および構成について鋭意検討を加えた結果、
これら金型が上・下死点で一旦停止した後に次のストロ
ークに移る点に着眼し、この停止時に外部より金型を有
効に加熱する工夫を加えれば所期の目的が達成し得ると
の結論に到り、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、金型に直接的に加熱手段を附設す
ることなく、鍛造中において外部より金型に断続的な加
熱を加えて、金型を所期の高温に保持しながら鍛造し得
る金型鍛造方法、金型鍛造装置および金型の提供を目的
とするものである。

〔！！題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とし
ている。すなわち、本発明に係る金型鍛造方法は、金型
鍛造に際して、金型が上または下死点に位置したときに
、この金型の内部に予め設られたガス通路内に外部より
高温ガスを吹き込み、この金型を断続加熱しながら被鍛
造材を加圧成形するものである。

また、本発明に係る金型鍛造装置は、一方または双方が
加圧手段に有する上・下アンビルと、これらアンビルに
取り付けられた上・下一対の金型と、これら金型の加熱
用上・下バーナとを備えた金型鍛造装置であって、前記
対の金型が、バーナ側の側面に入側を開口させたガス通
路を内部に有し、前記上・下バーナが、対の金型それぞ
れの上・下死点位置の側方に位置して設けられたもので
ある。

また、本発明に係る金型は、キス面側に凹部を有する主
金型と、この主金型の凹部に嵌入され、そのキス面側に
インプレシジョンを有する入れ子金型とを備えてなる金
型であって、前記主金型の凹部の内周面および／または
入れ子金型の外周面にガス通路溝を周設すると共に、こ
のガス通路溝と主金型の外側面とを連通ずる入側および
出側ガス孔を設けたものである。

〔作用〕

本発明に係る金型鍛造方法においては、金型の内部に予
め設られたガス通路内に外部より高温ガスを吹き込むの
で、この高温ガスにより当該金型を内側より加熱し得る
。そして、高温ガスの吹き込みは、金型が上または下死
点に位置したとき、すなわち、金型が一定位１にて一旦
停止したときに行うので、その吹き込みは、外部より容
易に行い得、かつ、加圧ストロークの都度に行い得るの
で、当該金型を鍛造中に断続加熱して高温に保持しなが
ら被鍛造材を加圧成形することができる。

また、本発明に係る金型鍛造装置においては、上・下ア
ンビルに取り付けられた上・下一対の金型それぞれの上
・下死点位置の側方に位置して、これら対の金型の加熱
用上・下バーナが設けられ、かつ、これら対の金型は、
バーナ側の側面に入側を開口させたガス通路を内部に有
しているので、上金型が上死点、下金型が下死点位置し
たとき、上・下バーナの高温燃焼ガスを、これら金型そ
れぞれの開口から内部のガス通路内に吹き込むことがで
きる。

また、本発明に係る金型においては、その内部に、主金
型の凹部の内周面および／または入れ下金型の外周面に
周設されたガス通路溝と、このガス通路溝と主金型の外
側面とを連通して設けられた入側および出側ガス孔とか
らなるガス流路が形成されであるので、その外側面の入
側ガス孔から外部より高温ガスを吹き込むことで、入れ
下金型の外周面に沿って流れて出側ガス孔より外部に至
る高温ガス流を形成させ、この高温ガスの熱により内部
から加熱することができる。更に、当該金型のガス通路
溝は、主金型の凹部に入れ下金型を嵌入して一体化す・
る以前において、それぞれの内外表面に位置するので、
容易に加工し得る。

〔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図は本実施例の金型鍛造装置の要部を示す一部を切
り欠いた正面図であり、第２図ａは第１図の鍛造装置に
取り付けられた金型を示す正断面図、第２図すは第２図
ａのＡ−Ａ断面図である。

第１図において、（１）はハンマーであって、このハン
マー（１）は、カウンターブロー式のハンマーである。

（２）（２“）は上・下アンビルであって、これら上・
下アンビル（２）’（２’）は、ここでは図示を省略し
た駆動手段にて、互いに連動されるものである。

（３）、（３”）は上・下金型であって、これら上・下
金型（３）（３’）は、上・下アンビル（２１（２’）
に対をなして着脱可能に取り付けられである。

また、これら上・下金型（３）（３″）は、第２図ａお
よび第２図すに示すように、キス面側に凹部ｒｍを有す
る主金型（１１）と、この主金型００の凹部Ｏｂに嵌入
され、そのキス面側にインプレッション０滲を有する入
れ下金型０りとを備えた入れ子弐の金型とされてあり、
その内部には、主金型（１０の凹部０２）内周面に周設
されたガス通路溝０９と、このガス通路溝θωと主金型
０１）の一方の側面とを連通ずる入側ガス孔０ωと、他
方の側面とを連通ずる出側ガス孔θ力とからなるガスの
流通路が設けられである。

また、主金型（１１）と入れ下金型０■とは、固定ピン
０８）により強固に連結されである。

本実施例においては、主金型０１）は、熱間型用鋼（Ｊ
ＩＳ；５ＫＴ４）からなり、入れ下金型０３）は、耐熱
合金（ＡＳＴ旧＾−２８６）からなるものを用いた。

翻って、第１図において、（４）　（５）は上・下バー
ナであって、これら上・下バーナ（４）（５）は、上下
左右方向に位置調整可能に、独立の支持コラム（６）に
取り付けられてあり、また、これら上・下バーナ（４）
（５）は、上・下死点位置における上・下金型（３）（
３’）の入側ガス孔００に対応する位置に、その先端を
入側ガス孔００に対向させて固定されである。

そして、上・下バーナ（４）　（５）の燃焼用ガス供給
管路Ｆには、電磁開閉弁■が設けてあり、これら上・下
バーナ（４）　（５）の燃焼は、この電磁開閉弁■の開
閉にてｏｎ−ｏｆｆ制御される。

また、支持コラム（６）の上部には、電磁開閉弁■の制
御′Ｊ１装Ｈｃに連通された、上アンビル（＋）の高さ
位置センサーＳが設けてあり、上金型（３）が上死点に
位置したとき（このとき下金型（３′）は下死点に位置
する）、制御装置Ｃを介して電磁開閉弁■を開に作動さ
せる一方、上金型（２）が上死点から削れると直ちに閉
に作動さ仕るものとされである。

１、た、電Ｉ＆ｎ　ｌ’ｊ７１閉弁■の開度は制ｔａｌ
ｌ装置Ｃにより調整可能とされてあり、上・下バーナ（
４）　（５）の燃焼出力は、この制御装置Ｃにより制御
される。

上記の構成を具備する本実施例の金型鍛造装置により、
最適鍛造温度範囲を９００〜９５０’Ｃとするチタン合
金（６Ａｌ−４Ｖ）素材を金型鍛造して、チタン合金製
ディスクを製造した。

まず、上・下金型（３１（３°）を５００°Ｃに予加熱
して上・下アンビル（２）（２’）に取り付け、次いで
、これらを上・下死点に位置させて、上・下バーナ（４
）　（５１にて６００〜７００°Ｃの範囲内まで昇温さ
せた。

そして、９５０°Ｃに加熱した前記チタン合金素材を上
・下金型（３Ｈ３°）間にセットし、これに繰り返しブ
ローを加えて金型鍛造した。

なお、この金型鍛造におけるワークあたりのブロー数は
１０回前後であり、上・下金型（３１（３’）は、この
ブローの都度に上・下、死点において断続加熱され、か
つ、ワークの取替え中には、それぞれ上・下死点に位置
させられて加熱された。

この金型鍛造の終了直後の被鍛造材の表面温度は８７０
°Ｃであり、また、冷却後の製品は、欠肉もなく所期の
良好な寸法精度のものであった。

一方、金型鍛造の終了直後の上・下金型（３）（３’）
のインプレッション部の表面温度は６１０°Ｃと、鍛造
開始時の回部の表面温度６５０°Ｃとほぼ同温度であり
、本発明の有効性が＆ｉ　Ｅ’ｌされた。

このように、本実施例の金型鍛造装置および鍛造方法に
よれば、繰り返し衝撃荷重を加えて被鍛造材を成形する
金型鍛造過程において、繰り返し加圧の都度に、金型の
内部に上・下バーナーの高温燃焼ガスを吹き込んで断続
的に加熱することができ、しかも、その加熱手段は、高
速で移動し、かつ衝撃荷重を負荷される金型とは別の外
部に設けることができるので、高速なる鍛造装置におい
ても、鍛造中の金型温度を被鍛造材の加熱温度近くまで
高めて保持することが必要とされるホットダイ鍛造等を
容易に実施することができる。

更に、Ｉｔ鍛造性金属材料を高温・高速にて金型鍛造で
きるので、これら高速鍛造設備の適用範囲を拡大するこ
とができる。また、本実施に用いた金型は、鍛造中およ
びワークの取替え中のみでなく、鍛造前の予加熱時にも
内部を加熱することができるので、その予加熱を内外均
等に、かつ短時間にて達成することもできる。

なお、本実施に用いた上・下金型の入側および出側ガス
孔は、それぞれ−個設けたが、これは、金型の規模およ
び適用対象に応じて、それぞれ複数個設けることもでき
る。また、本実施例においては、鍛造機として、カウン
ターブロー弐のハンマーを用いたが、これは、片打ち式
のドロップハンマーや、クランクプレス、スクリュウプ
レス等の高速鍛造機を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明に係る金型鍛造方法、金型
鍛造装置および金型によれば、金型に直接的に加熱手段
を附設することなく、鍛造中において外部より金型に断
続的な加熱を加えて、金型を所期の高温に保持しながら
鍛造することができ、もって、高速鍛造設備による高温
・高速金型鍛造の実施を可能として、難鍛造性金属材料
を効率良く成形する手段の拡大に助し、かつ高速鍛造設
備の通用範囲を拡大せしめるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の金型鍛造装置の要部を示す一
部を切り欠いた正面図、 第２図ａは本発明の実施例の金型鍛造装置に取り付けら
れた金型を示す正断面図、 第２図すは第２図ａのＡ−Ａ断面図である。 （］）−ハンマー　　　　　　（２）−上アンビル、（
２’Ｌ−下アンビル、　　　（３）−上金型、（３′）
〜下金型、　　　　　（４）−上バーナ、（４’Ｌ−下
バーナ、　　　　（ｌｌ）−主金型、０２１−凹部、　
　　　　　　θ■−入れ下金型、θつ−インプレッショ
ン、 ０ω−入側ガス孔、 Ｆ−燃焼用ガス供給管路、 Ｃ−制御装置、 ガス通路溝、 出側ガス孔、 電磁開閉弁、 位置センサー 特許出願人　　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　　弁理士　　金丸　章− 第１図 第２図ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型鍛造に際して、金型が上または下死点に位置
   したときに、この金型の内部に予め設られたガス通路内
   に外部より高温ガスを吹き込み、この金型を断続加熱し
   ながら被鍛造材を加圧成形することを特徴とする金型鍛
   造方法。
2. （２）一方または双方が加圧手段に有する上・下アンビ
   ルと、これらアンビルに取り付けられた上・下一対の金
   型と、これら金型の加熱用上・下バーナとを備えた金型
   鍛造装置であって、前記対の金型が、バーナ側の側面に
   入側を開口させたガス通路を内部に有し、前記上・下バ
   ーナが、対の金型それぞれの上・下死点位置の側方に位
   置して設けられたことを特徴とする金型鍛造装置。
3. （３）キス面側に凹部を有する主金型と、この主金型の
   凹部に嵌入され、そのキス面側にインプレッションを有
   する入れ子金型とを備えてなる金型であって、前記主金
   型の凹部の内周面および／または入れ子金型の外周面に
   ガス通路溝を周設すると共に、このガス通路溝と主金型
   の外側面とを連通する入側および出側ガス孔を設けたこ
   とを特徴とする金型。