JPH0262349B2

JPH0262349B2 -

Info

Publication number: JPH0262349B2
Application number: JP61047196A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamaguchi; Tomiharu Matsushita; Atsushi Hasegawa; Hideo Murai
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1986-03-06
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1990-12-25
Also published as: JPS62207528A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金型温度を素材温度と同等もしくはそ
の近傍に維持しながら鍛造する超塑性鍛造あるい
は恒温鍛造において、特に金型温度分布の均一制
御を測る鍛造金型の加熱制御方法並びに装置に関
するものである。

（従来の技術） Ni基合金やTi合金等の難加工性材料の超塑性
鍛造や恒温鍛造技術はそれらの材料の特定温度及
び歪速度下で発生する超塑性挙動を鍛造加工に利
用するものであるが、この超塑性変形挙動は歪速
度と共に変形温度に敏感であり、従つて、金型内
で素材の材料流れを均一に進行させるために素材
の温度分布を均一に維持する必要があり、そのた
めに金型の温度分布を均一に制御することが重要
である。

ところで、従来、かかる金型加熱に用いられる
誘導加熱装置の構造と、加熱コイルの取付構造な
らびにその加熱制御の方法は主に鍛造品の形状、
即ち、鍛造金型の構造により種々の方式が採用さ
れるが、加熱コイルの金型装置への取り付けは一
般に固定式が用いられる。

第３図、第４図はかかる従来の加熱コイルの構
造と取付態様の各例であり、第３図には中央に型
割れ面をもつ上下２分割構造の金型に対して従来
用いられている加熱コイルの構造とその取付態様
が示される。即ち、この図示例では上下基盤４，
５に取り付けられた上下の金型２，３に対応して
加熱コイルが上部加熱コイル１、下部加熱コイル
１′の上下に分割されて上下金型２，３に夫々固
定されている。

この方式によれば上下の各加熱コイル１，１′
は夫々、独立に制御されるが、加熱コイルが金型
に対して固定して取り付けられているため、加熱
源位置は固定することになり、鍛造中に生じる金
型温度の変動や温度勾配等を修正することは難し
く、加熱素材Ｍに対し均一加熱を維持することは
困難である。

一方、外周にリブのある鍛造品に対しては、第
４図に示すような上下のポンチよりなる金型７，
８と雌型９の３個の金型から構成される金型装置
が使用されるが、このような場合には加熱コイル
１を単一コイル型とすることが可能であるが、加
熱コイルの取付には従来、上部からの吊り下げ式
あるいは下部からの支持方式により支柱１０を介
して基盤５に固定する方法が採られて来た。

しかし、このような方式においては加熱コイル
１は下部基盤５に固定的に取付られており、第３
図と同じく金型加熱位置は必然的に特定位置に固
定される。従つて、上下金型方向への熱伝導によ
つて金型の温度勾配が生ずる場合、また、特に鍛
造加工の進行と共に上金型位置が相対的に変位
し、コイル有効加熱帯ｌと重なり合う領域が変化
するために上金型の温度分布に変化が生ずる場合
にはコイルの有効加熱領域のコントロール手段を
もたないこの固定方式では金型の温度制御は困難
となる。

一方、又、加熱コイル１が上部基盤４に固定さ
れる場合には上記とは逆に下金型８側の温度分布
に問題が生じることになる。

（発明が解決しようとする問題点）叙上のように従来方式における上記加熱コイル
の固定方式による金型加熱方式ではコイルの有効
加熱帯の位置が金型装置内で特定位置に固定され
鍛造加工進行時にもこの位置を変えることができ
ないため、金型間の熱伝導により生ずる金型内の
温度勾配や鍛造進行時の有効加熱帯の重なり部分
の変化による金型温度の変動を調整できず、金型
温度分布を均一に維持することは困難である。

そして、このような従来における加熱制御の困
難さの原因はとりもなおさず、加熱コイルの有効
加熱帯が金型装置内で特定位置に固定されている
ことにあり、また金型温度の変動を効果的に修正
する加熱装置の構成並びに制御手段をもたないこ
こによるものである。

かくて、本発明は上記の点に着目し、加熱コイ
ルの有効加熱帯位置の固定化を改め、鍛造加工中
にも有効加熱帯の幅と位置とをプレスのラム変位
などとは独立に、かつ、動的に調整できる加熱装
置ならびに制御方法を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段）即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とする
ところは、金型装置系の外周に加熱コイルを配置
し、金型温度を素材温度と同等又は近傍に維持し
ながら鍛造する超塑性鍛造あるいは恒温鍛造にお
いて、加熱コイルの有効加熱帯の位置又は／及び
幅を変化可能とし、金型内に測温素子を組み込み
該測温素子により金型温度をモニタしながら鍛造
加工の進行と共に前記加熱コイルの有効加熱帯の
位置又は／及び幅を変化させ、金型温度分布を均
一に制御することにある。

ここで、上記加熱コイルの有効加熱帯の位置を
変化させる具体的手段としては加熱コイルを昇降
機構を有する支柱に支持せしめ、昇降機構を駆動
させることによつて鍛造加工の進行と共に昇降動
させることであり、そのため加熱コイルを位置昇
降可能に支持せしめた装置が用いられる。

又、加熱コイルの有効加熱帯の幅を変化させる
具体的手段としては、コイルタツプを切換えるこ
とが行われ、そのためコイルの有効加熱帯の幅を
制御するためのコイルタツプ切換器が付設された
装置が用いられる。

更に、上記加熱コイルの有効加熱帯の位置と幅
の変化は何れか一方のみでもよいが、両者を組み
合わせることも好ましく、そのためには上記両者
構造を備えた装置構成とする。

そして、何れにおいても鍛造加工中に金型温度
をモニタしながら有効加熱帯を動的に制御し金型
温度分布の均一制御を図る。

（作用）上記本発明によれば、鍛造加工の進行により金
型温度に変動が生じた場合においても、その変動
を測温素子でモニタしながら昇降装置の駆動、コ
イルタツプの切り換えにより有効加熱帯を随時、
調整することによつて動的に金型温度分布の均一
化を図ることができる。

（実施例）以下、更に本発明方法の具体的態様をその実施
例に使用する装置の実施例と共に詳述する。

第１図は本発明方法を実施する装置の１例であ
り、図において１は加熱コイル、２は上部基盤４
に取り付けられた上型、３は下部基盤５に取り付
けられた下型で、これらは第３図に示す従来例と
略同様な構成となつているが、加熱コイル１が上
記上下の金型２，３を主要部とする金型装置系の
外周に配設され、下部基盤５上に固定された昇降
機構（図示せず）をもつ支柱６に昇降可能に支持
されており、又、図示していないが、上下の金型
２，３所要個所にモニタ用測温素子が組み込まれ
ている。

この場合、加熱コイル１は必ずしも下部におい
て支持される構造に限らず、上部からの吊り下げ
方式も可能である。

また、昇降のための駆動機構としては、特に図
示していないが、電動式、油圧シリンダ、エアシ
リンダ、不活性ガスシリンダなどが利用可能であ
り、既知の手法によつて容易に設計は可能であ
る。

そして、昇降の駆動機構と加熱コイルの支持手
段は金型周辺のスペース、環境、雰囲気等を考慮
し適切な方式が選ばれる。

しかして、上記の如き加熱コイル昇降方式にあ
つては、加工に際し、加熱素材Ｍの搬入時、ある
いは鍛造品M′の搬出時には加熱コイル１は型割
れ面まで下降する。そして金型予熱時又は鍛造下
降進行時には金型内に組み込まれた測温素子（特
に図示せず）でモニタしながら前記駆動機構によ
り加熱コイル１を昇降させることにより、同コイ
ル１の有効加熱帯の位置を変化させ金型の温度分
布が均一になるように制御する。

次に第２図は本発明の他の実施態様であり、第
１図が加熱コイルの昇降操作のみであつたのに対
し、タツプ切換えを組み合わせ、上下ポンチ７，
８と雌型９の３個の金型からなる金型装置系に適
用した例を示す。

同実施例によれば、加熱コイル１は雌型９の外
周におかれ、第１図同様、昇降機構を有する支柱
６に支持されて下部基盤５に取り付けられてい
る。

そして、これには、特に図示していないが、加
熱コイルの有効加熱帯ｌの幅を変化させるための
コイルタツプ切換器が付設されており、その切換
えにより有効加熱帯幅を変化せしめ得るようにな
つている。

この場合には鍛造初期の上下ポンチ間隙の大き
い段階から鍛造下降の進行により間隙が次第に小
さくなるにつれて生じる金型温度の変動を前記同
様、金型装置所要個所に埋め込まれた測温素子で
モニタしながら、昇降装置を駆動させ、あるいは
コイルタツプを切換え、又は両者を併用しつつ加
熱コイル１の有効加熱帯、即ち、有効加熱領域を
調整することにより動的に金型温度分布の均一化
を図ることができる。

（発明の効果）本発明は以上の如く加熱コイルの有効加熱帯の
位置、幅を変化可能となし、鍛造下降の進行と共
に金型温度をモニタしながらこれに対応して変化
させるようにしたものであり、従来、固定式で充
分な金型温度分布の均一化が得られなかつたのに
対し、加熱コイルの有効加熱帯の位置、幅の変化
を容易かつ動的に調整でき、従つて、金型温度分
布の均一化が達成され、超塑性鍛造あるいは恒温
鍛造において型内材料流動の均一化が得られ、均
質な鍛造品を得ることが可能となる顕著な効果が
期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法を実施するため
の装置の各例を示す断面概要図で、左半部は加熱
素材搬入時の状態、右半部は鍛造加工の終期の状
態を示す。第３図及び第４図は従来法による加熱
コイル固定式加熱装置の各例を示す断面概要図
で、前記同様、左半部は加熱素材搬入時の状態、
右半部は鍛造加工終期の状態を示す。１……加熱コイル、２……上型、３……下型、
４……上部基盤、５……下部基盤、６……支柱、
７……上金型、８……下金型、９……雌型、Ｍ…
…加熱素材。

Claims

【特許請求の範囲】１金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金
型温度を素材温度と同等又は近傍に維持しながら
鍛造する超塑性鍛造法あるいは恒温鍛造法におい
て、前記金型内に測温素子を組み込み、該測温素
子により金型温度をモニタしながら鍛造加工の進
行と共に前記加熱コイルの有効加熱帯の位置又
は／及び幅を変化せしめ金型温度分布を均一に制
御することを特徴とする鍛造金型の加熱制御方
法。２加熱コイルの有効加熱帯の位置変化を加熱コ
イル位置を昇降せしめて行う特許請求の範囲第１
項記載の鍛造金型の加熱制御方法。３加熱コイルの有効加熱帯の幅の変化を鍛造加
工の進行と共にコイルタツプと切り換えて行う特
許請求の範囲第１項記載の鍛造金型の加熱制御方
法。４金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金
型温度を素材温度と同等又は近傍に維持しながら
鍛造する超塑性鍛造あるいは恒温鍛造における金
型の誘導加熱装置において、前記加熱装置を昇降
機構を有する支柱に支持せしめ、昇降機構を駆動
せしめることにより昇降可能ならしめたことを特
徴とする鍛造金型の加熱制御装置。５金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金
型温度を素材温度と同等又は近傍に維持しながら
鍛造する超塑性鍛造あるいは恒温鍛造における金
型の誘導加熱装置において、前記金型装置系外周
に配置された加熱コイルに該加熱コイルの有効加
熱帯の幅を変化し得るコイルタツプ切換器を付設
し、金型に組み込まれた測温素子により金型温度
をモニタしつつコイルタツプの切り換えを可能な
らしめたことを特徴とする鍛造金型の加熱制御装
置。６金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金
型温度を素材温度と同等又は近傍に維持しながら
鍛造する超塑性鍛造あるいは恒温鍛造における誘
導加熱装置において、前記金型装置系外周に配置
された加熱コイルを昇降機構を有する支柱により
支持せしめ、昇降駆動機構により昇降可能となす
と共に、該加熱コイルにその有効加熱帯の幅を変
化し得るコイルタツプ切換器を付設し、金型に組
み込まれた測温素子をモニタしつつ加熱コイルの
有効加熱帯の昇降動ならびにコイルタツプ切換え
による有効加熱帯の幅変化を可能ならしめたこと
を特徴とする鍛造金型の加熱制御装置。