JPH03165919A - Ａ１又はａ１合金製真空用中空押出形材 - Google Patents
Ａ１又はａ１合金製真空用中空押出形材Info
- Publication number
- JPH03165919A JPH03165919A JP1305836A JP30583689A JPH03165919A JP H03165919 A JPH03165919 A JP H03165919A JP 1305836 A JP1305836 A JP 1305836A JP 30583689 A JP30583689 A JP 30583689A JP H03165919 A JPH03165919 A JP H03165919A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- oxide film
- alloy
- vacuum
- extruded shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/009—Gas treatment of work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
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。
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Ａｌ又はＡｌ合金（以下単にアルミニウムとい
う）製真空用中空押出形材に関し、詳細には例えばシン
クロトロン等の粒子加速器用バイブとして超高真空状態
で用いられるアルミニウム製真空用中空押出形材に関す
るものである。
う）製真空用中空押出形材に関し、詳細には例えばシン
クロトロン等の粒子加速器用バイブとして超高真空状態
で用いられるアルミニウム製真空用中空押出形材に関す
るものである。
［従来の技術］
円形に組立てられた粒子加速器に用いられるパイプは、
その内部を例えば電子線の様な高速粒子を走行させるも
のである。従ってその材質については、 ■高速粒子の衝突によって壁面が放射化されにくいこと
、即ち誘導放射性が低いこと及び仮に放射化されても半
減期が短いこと、 ■高速粒子の屈曲走行時に発生する放射光エネルギーを
受けても壁面が高温とならないこと、即ち熱伝導率が大
きく熱拡散による冷却効果が大きいこと、 ■高速粒子の安定性及び寿命向上の為に例えば１ ０
−” Ｔｏｒｒ程度の超高真空状態を提供できること、 等の条件が要求される。
その内部を例えば電子線の様な高速粒子を走行させるも
のである。従ってその材質については、 ■高速粒子の衝突によって壁面が放射化されにくいこと
、即ち誘導放射性が低いこと及び仮に放射化されても半
減期が短いこと、 ■高速粒子の屈曲走行時に発生する放射光エネルギーを
受けても壁面が高温とならないこと、即ち熱伝導率が大
きく熱拡散による冷却効果が大きいこと、 ■高速粒子の安定性及び寿命向上の為に例えば１ ０
−” Ｔｏｒｒ程度の超高真空状態を提供できること、 等の条件が要求される。
その為かつては粒子加速器用バイブとして、ステンレス
鋼が使用されていたが、近年では上記■，■の面で優れ
た特質を示すという点でアルミニウムが冫主目されてレ
）る。
鋼が使用されていたが、近年では上記■，■の面で優れ
た特質を示すという点でアルミニウムが冫主目されてレ
）る。
ところでアル主ニウムは、周知の様に、雰囲気中（水分
が存在すると表面に水和酸化物皮膜を形成するという性
質を有しており、特に高温時には該水和酸化物皮膜の成
長が著しく、アルミニウムの表面層には非常に粗で多孔
質な水和酸化物皮膜が生成する。
が存在すると表面に水和酸化物皮膜を形成するという性
質を有しており、特に高温時には該水和酸化物皮膜の成
長が著しく、アルミニウムの表面層には非常に粗で多孔
質な水和酸化物皮膜が生成する。
粒子加速器用のアル主ニウム製バイブは、押出成形によ
って製造されているので、水分を含む大気中でしかもア
ルミニウムの溶解温度に近い高温で押し出されるという
通常の押出条件の下では、パイプ内面に前述の如き水和
酸化物皮膜が形成されることは避けられない。
って製造されているので、水分を含む大気中でしかもア
ルミニウムの溶解温度に近い高温で押し出されるという
通常の押出条件の下では、パイプ内面に前述の如き水和
酸化物皮膜が形成されることは避けられない。
一方粒子加速器用パイプは、前記■の様な超高真空状態
をその内部に実現することが要求される。しかるにパイ
プ内面が粗で且つ多孔質な永和酸化物皮膜で覆われてい
ると、粒子加速の前段階で実施される真空引き操作（以
下第１ステップという）に長時間を必要とする［第１図
（Ｂ）参照］。
をその内部に実現することが要求される。しかるにパイ
プ内面が粗で且つ多孔質な永和酸化物皮膜で覆われてい
ると、粒子加速の前段階で実施される真空引き操作（以
下第１ステップという）に長時間を必要とする［第１図
（Ｂ）参照］。
第１ステップでは前記水和酸化物皮膜の表面に付着して
いるガス分子を除去することはできるが、該表面の比較
的深部側に存在するガス分子を除去することは困難であ
る。この様に排気されないまま残存するガス量が多い場
合は第１ステップの排気に長時間を要するとともに、次
のステップとして粒子の加速工程に入った段階で、前記
■で述べた様な粒子の屈曲走行に伴なって発生する放射
光が真空パイプ内壁に照射されたとき（以下第２ステッ
プという）、放射光エネルギーによって前記残存ガスが
一時に放出されてバイブ内の真空度が低下し、再び超高
真空度に戻るまでに長時間が必要となる［第１図（Ｂ）
参照］。即ち第１図（Ａ）における従来例２では第１ス
テップの所要時間が長いだけでなく、超高真空度に戻る
までの第２ステップにも長時間を必要としている。
いるガス分子を除去することはできるが、該表面の比較
的深部側に存在するガス分子を除去することは困難であ
る。この様に排気されないまま残存するガス量が多い場
合は第１ステップの排気に長時間を要するとともに、次
のステップとして粒子の加速工程に入った段階で、前記
■で述べた様な粒子の屈曲走行に伴なって発生する放射
光が真空パイプ内壁に照射されたとき（以下第２ステッ
プという）、放射光エネルギーによって前記残存ガスが
一時に放出されてバイブ内の真空度が低下し、再び超高
真空度に戻るまでに長時間が必要となる［第１図（Ｂ）
参照］。即ち第１図（Ａ）における従来例２では第１ス
テップの所要時間が長いだけでなく、超高真空度に戻る
までの第２ステップにも長時間を必要としている。
そこでこれまでにも、バイブ内部に永和酸化物皮膜を生
成させない様な手段が検討されており、例えば特公昭５
９−１９７６９には、押出成形時に先端を閉鎖した上で
内部に酸素混合不活性ガスを供給することにより、水分
の存在しない状況下で積極的に酸化物皮膜を形成する方
法が開示されている。この方法によれば酸化物皮膜組織
をよりＩｌＩ密な構造にして、永和酸化物皮膜に見られ
た様な多孔性を改善できるので、第１ステップについて
はその所要時間を削減することが可能である。
成させない様な手段が検討されており、例えば特公昭５
９−１９７６９には、押出成形時に先端を閉鎖した上で
内部に酸素混合不活性ガスを供給することにより、水分
の存在しない状況下で積極的に酸化物皮膜を形成する方
法が開示されている。この方法によれば酸化物皮膜組織
をよりＩｌＩ密な構造にして、永和酸化物皮膜に見られ
た様な多孔性を改善できるので、第１ステップについて
はその所要時間を削減することが可能である。
しかしながらこの方法によるパイプを用いても後述する
如く第２ステップの段階では依然として長時間が必要で
あり、新しい技術の開発が期待されている［第１図（Ａ
）の従来例１］。
如く第２ステップの段階では依然として長時間が必要で
あり、新しい技術の開発が期待されている［第１図（Ａ
）の従来例１］。
［発明が解決しようとする課［８］
本発明はこの様な事情に着目して成されたものであって
、第１ステップの所要時間を削減することに加えて第２
ステップにおける超高真空度回復までの所要時間をも短
縮することの可能な粒子加速器用バイブを提供しようと
するものである。
、第１ステップの所要時間を削減することに加えて第２
ステップにおける超高真空度回復までの所要時間をも短
縮することの可能な粒子加速器用バイブを提供しようと
するものである。
［訓題を解決する為の手段］
上記目的を達威した本発明とは内面に酸化物の非晶質皮
膜が形成されてなることを要旨とするものである。
膜が形成されてなることを要旨とするものである。
［作用］
酸素混合不活性ガスを使用する前記従来方法によって製
造された押出形材が、第１ステップにおける所要時間を
短縮できたのは、水分が存在しない状態で生成するアル
ミニウムの酸化物皮膜が、水和酸化物皮膜に比較して緻
密で平坦である為に表面に存在するガスが排気されやす
くなったことに起因するものであると考えられる。一方
この様な従来方法によるパイプであっても、第２ステッ
プで依然として長時間を要するのは、酸化物皮膜が緻密
であるといってもそれは水和酸化物皮膜に比較してのこ
とであり、完全にはｍ密でないからである。即ち緻密な
部分はガス放出に対する障壁となるが、欠陥がある部分
ではそこからガスが放出される。従って放射光が真空パ
イプ内壁に照射されたとき、欠陥のある部分からのみガ
スは放出されるので、放射光によるガス放出が終了する
までには長時間を要するものであると考えられる。
造された押出形材が、第１ステップにおける所要時間を
短縮できたのは、水分が存在しない状態で生成するアル
ミニウムの酸化物皮膜が、水和酸化物皮膜に比較して緻
密で平坦である為に表面に存在するガスが排気されやす
くなったことに起因するものであると考えられる。一方
この様な従来方法によるパイプであっても、第２ステッ
プで依然として長時間を要するのは、酸化物皮膜が緻密
であるといってもそれは水和酸化物皮膜に比較してのこ
とであり、完全にはｍ密でないからである。即ち緻密な
部分はガス放出に対する障壁となるが、欠陥がある部分
ではそこからガスが放出される。従って放射光が真空パ
イプ内壁に照射されたとき、欠陥のある部分からのみガ
スは放出されるので、放射光によるガス放出が終了する
までには長時間を要するものであると考えられる。
そこで本発明者らは種々研究の結果、バイブ内面の酸化
物皮膜を非晶質状に形成すれば、第２ステップにおいて
もガスを容易に放出できるとの知見を得、押出成形時に
内面を強制冷却することによって、酸化物皮膜を非晶質
状に形成した押出形材を開発して本発明を完成させたも
のである。
物皮膜を非晶質状に形成すれば、第２ステップにおいて
もガスを容易に放出できるとの知見を得、押出成形時に
内面を強制冷却することによって、酸化物皮膜を非晶質
状に形成した押出形材を開発して本発明を完成させたも
のである。
［実施例］
第２図は本発明の押出形材を製造する上で好・適な押出
成形機及び製造時の状態を示す概略断面図である。本発
明の押出形材は内面に酸化物の非晶質皮膜が形成されて
おれば良く、製造方法及び製造に使用される装置によっ
て限定されることはないが、以下中空押出形材１の製造
順序を第２図にもとづいて例示的に述べる。
成形機及び製造時の状態を示す概略断面図である。本発
明の押出形材は内面に酸化物の非晶質皮膜が形成されて
おれば良く、製造方法及び製造に使用される装置によっ
て限定されることはないが、以下中空押出形材１の製造
順序を第２図にもとづいて例示的に述べる。
まずボートホールダイス雄型１１とボートホールダイス
雌型１２を苛性ソーダで洗浄し汚れをおとす。
雌型１２を苛性ソーダで洗浄し汚れをおとす。
次に５６０℃で３時間均質化処理したＡｌＭｇ−Ｓｔ系
アルミニウム合金Ａ６０６３のビレット８をコンテナ７
に入れて押出す。この時の押出温度は５００℃，押出速
度は１０ｍ／分とした。押出しと同時に押出形材１の中
空部にガス噴射口１３より冷却用ガスを流す。冷却用ガ
スとしては液体窒素タンク１９内の液体窒素を蒸発器１
８で蒸発させた窒素ガスを流すことが望まれる。さらに
は押出し時に上記押出形材１の外側にも送風して冷却を
促進しても良い。尚、冷却用ガスとしては窒素ガスの他
、アルゴンガスやへりウムガス等があり、露点は−４０
℃以下のものであれば良いが、好ましくは−６０℃以下
であることが望まれる。また窒素ガスは純度が９９．９
５％以上のものが良く、実施例で使用した窒素ガスの露
点は−６５℃程度であり、純度は９９．９９％である。
アルミニウム合金Ａ６０６３のビレット８をコンテナ７
に入れて押出す。この時の押出温度は５００℃，押出速
度は１０ｍ／分とした。押出しと同時に押出形材１の中
空部にガス噴射口１３より冷却用ガスを流す。冷却用ガ
スとしては液体窒素タンク１９内の液体窒素を蒸発器１
８で蒸発させた窒素ガスを流すことが望まれる。さらに
は押出し時に上記押出形材１の外側にも送風して冷却を
促進しても良い。尚、冷却用ガスとしては窒素ガスの他
、アルゴンガスやへりウムガス等があり、露点は−４０
℃以下のものであれば良いが、好ましくは−６０℃以下
であることが望まれる。また窒素ガスは純度が９９．９
５％以上のものが良く、実施例で使用した窒素ガスの露
点は−６５℃程度であり、純度は９９．９９％である。
非晶質な酸化物皮膜を生成させるためには、この冷却用
ガスを中空部へ十分に供給する必要があり、供給圧は３
〜８ ｋｇ／ｃ＋ａ’が適当である。
ガスを中空部へ十分に供給する必要があり、供給圧は３
〜８ ｋｇ／ｃ＋ａ’が適当である。
この時の押出形材１の冷却速度は４０〜２５０℃／分で
あり、この速度で冷却することにより押出形材１の内表
面に非晶質な酸化物皮膜が形威されるので、通常の押出
法に従って後端を切除すれば、本発明の目的である中空
押出形材が得られるが、更に所望であれば次の様に実施
することもできる。即ち上記のようにして所定長さを押
出した後で、中空部に窒素ガスを流しなから押出形材１
の開口先端部をプレスにより圧接して密封し、同時に該
押出形材１の後端部を先端部と同様にプレスにより圧接
して密封切断し、製造ラインから外す。向後端部を切断
した後は、当該切断部を開放させた状態に戻して押出し
操作を継続する。
あり、この速度で冷却することにより押出形材１の内表
面に非晶質な酸化物皮膜が形威されるので、通常の押出
法に従って後端を切除すれば、本発明の目的である中空
押出形材が得られるが、更に所望であれば次の様に実施
することもできる。即ち上記のようにして所定長さを押
出した後で、中空部に窒素ガスを流しなから押出形材１
の開口先端部をプレスにより圧接して密封し、同時に該
押出形材１の後端部を先端部と同様にプレスにより圧接
して密封切断し、製造ラインから外す。向後端部を切断
した後は、当該切断部を開放させた状態に戻して押出し
操作を継続する。
上記によって得られた中空押出形材は、自然冷却した後
引張り矯正し、そのままの状態で例えば１８０℃，６時
間の時効処理を行なう。時効処理の条件も本発明を制限
するものではない。尚両端を密封した状態で製造した中
空押出形材は、円形粒子加速器用パイプとして使用する
時点で先端部，後端部の圧接部を油を用いずに切断する
のが好ましい。
引張り矯正し、そのままの状態で例えば１８０℃，６時
間の時効処理を行なう。時効処理の条件も本発明を制限
するものではない。尚両端を密封した状態で製造した中
空押出形材は、円形粒子加速器用パイプとして使用する
時点で先端部，後端部の圧接部を油を用いずに切断する
のが好ましい。
以上の様にして製造された中空押出形材１の内面には非
晶質な酸化物皮膜が約５０人形成されており、パイプ両
端を密閉して１５０℃，２４時間の真空加熱脱ガス処理
を行なうと、１ ０ −”ＴｏｒｒＪ２／ｓｃＩＩ１２
台のガス放出量が得られた。放射光を照射した時の総ガ
ス放出量は従来例１と同じであるが、真空排気時間は約
３分の２に短縮された。
晶質な酸化物皮膜が約５０人形成されており、パイプ両
端を密閉して１５０℃，２４時間の真空加熱脱ガス処理
を行なうと、１ ０ −”ＴｏｒｒＪ２／ｓｃＩＩ１２
台のガス放出量が得られた。放射光を照射した時の総ガ
ス放出量は従来例１と同じであるが、真空排気時間は約
３分の２に短縮された。
［発明の効果コ
本発明は以上の様に構成されているので、第１ステップ
及び第２ステップの両段階で超高真空状態を短時間で達
成できる真空用アル主ニウム製中空押出形材が提供でき
ることとなった。
及び第２ステップの両段階で超高真空状態を短時間で達
成できる真空用アル主ニウム製中空押出形材が提供でき
ることとなった。
第１図（Ａ）は本発明及び従来における超高真空到達時
間の違いを表わすグラフ、第１図（Ｂ）は真空形成のス
テップを示す説明図、第２図は押出成形部の概略断面図
である。 １・・・押出形材 ７・・・コンテナ８・・・
アルミニウムビレット ９・・・ダくーブロック ｌＯ・・・ステム１１・・
・ボートホールダイス雄型 ｌ２・・・ボートホールダイス雌型 ｌ３・・・冷却用ガス噴射口 ｌ４・・・ダイホルダｌ
５・・・冷却用ガス流路 １７・・・ボルスタ １８・・・蒸発器１９・
・・液体窒素タンク
間の違いを表わすグラフ、第１図（Ｂ）は真空形成のス
テップを示す説明図、第２図は押出成形部の概略断面図
である。 １・・・押出形材 ７・・・コンテナ８・・・
アルミニウムビレット ９・・・ダくーブロック ｌＯ・・・ステム１１・・
・ボートホールダイス雄型 ｌ２・・・ボートホールダイス雌型 ｌ３・・・冷却用ガス噴射口 ｌ４・・・ダイホルダｌ
５・・・冷却用ガス流路 １７・・・ボルスタ １８・・・蒸発器１９・
・・液体窒素タンク
Claims (1)
- 内面に酸化物の非晶質皮膜が形成されてなることを特徴
とするＡｌ又はＡｌ合金製真空用中空押出形材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305836A JPH03165919A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Ａ１又はａ１合金製真空用中空押出形材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305836A JPH03165919A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Ａ１又はａ１合金製真空用中空押出形材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165919A true JPH03165919A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17949958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1305836A Pending JPH03165919A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | Ａ１又はａ１合金製真空用中空押出形材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03165919A (ja) |
-
1989
- 1989-11-25 JP JP1305836A patent/JPH03165919A/ja active Pending
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