JPH038858B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH038858B2 JPH038858B2 JP57092456A JP9245682A JPH038858B2 JP H038858 B2 JPH038858 B2 JP H038858B2 JP 57092456 A JP57092456 A JP 57092456A JP 9245682 A JP9245682 A JP 9245682A JP H038858 B2 JPH038858 B2 JP H038858B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- forging
- anvil
- approximately
- forging method
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
- B21K1/761—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups rings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/008—Incremental forging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Description
本発明は、金属のリングを鍛造により製作する
場合の、鍛造法の改良に関する。
場合の、鍛造法の改良に関する。
たとえばジエツトエンジンやガスタービンの部
品として、高温で高い応力の加わる条件下に使用
する、比較的大型のリング状の物体が耐熱鋼やニ
ツケル基合金で製作されており、その工程は通常
つぎのとおりである。 すなわち、インゴツトをハンマーや油圧プレス
により断面円形または多角形たとえば八角形のも
のとし（鍛伸）、所要の長さに切断し（いわゆる
材切り）、得られた円柱または多角柱を軸方向に
鍛圧し（据込み）、ついでこれを孔台上におきポ
ンチを押し込んで中心部を打ち抜き（孔明け）、
この孔を拡大し（孔拡げ）、いつたん高さを整え
た（平押しまたは平打ち）のち、再び孔拡げおよ
び整形仕上げを行なつて製品とする。 孔拡げは、孔明けをした素材内に芯金を挿入し
てその両端を馬台とよばれる台上にのせ、油圧プ
レスなどでリングに対して半径方向の押圧を行な
い、芯金を回転させてさらに押圧する操作を繰り
返し、全周にわたつて鍛圧することにより実施す
る。また平押しは、リングを金敷上において、軸
方向に押圧することによつて行なう。 鍛造は上記の諸工程を通して行なわれるが、そ
の良否が製品の機械的特性を支配することはいう
までもない。また、結晶粒度をできるだけ細粒に
することが、製品の特性にとつて好ましいことも
よく知られているとおりである。 こうした観点から従来のリング鍛造法を再検討
すると、決して満足できるものではない。孔拡げ
の工程は、芯金をマニピユレータ等で回転させつ
つ行なうもので、能率がよくない。従つて長時間
の操作を必要とするため、リングの加工開始部分
と加工終了部分との間で加工終止温度の差が大き
くなり、結晶粒度の不均一が生じやすく、製品特
性のバラツキが避け難い。
品として、高温で高い応力の加わる条件下に使用
する、比較的大型のリング状の物体が耐熱鋼やニ
ツケル基合金で製作されており、その工程は通常
つぎのとおりである。 すなわち、インゴツトをハンマーや油圧プレス
により断面円形または多角形たとえば八角形のも
のとし（鍛伸）、所要の長さに切断し（いわゆる
材切り）、得られた円柱または多角柱を軸方向に
鍛圧し（据込み）、ついでこれを孔台上におきポ
ンチを押し込んで中心部を打ち抜き（孔明け）、
この孔を拡大し（孔拡げ）、いつたん高さを整え
た（平押しまたは平打ち）のち、再び孔拡げおよ
び整形仕上げを行なつて製品とする。 孔拡げは、孔明けをした素材内に芯金を挿入し
てその両端を馬台とよばれる台上にのせ、油圧プ
レスなどでリングに対して半径方向の押圧を行な
い、芯金を回転させてさらに押圧する操作を繰り
返し、全周にわたつて鍛圧することにより実施す
る。また平押しは、リングを金敷上において、軸
方向に押圧することによつて行なう。 鍛造は上記の諸工程を通して行なわれるが、そ
の良否が製品の機械的特性を支配することはいう
までもない。また、結晶粒度をできるだけ細粒に
することが、製品の特性にとつて好ましいことも
よく知られているとおりである。 こうした観点から従来のリング鍛造法を再検討
すると、決して満足できるものではない。孔拡げ
の工程は、芯金をマニピユレータ等で回転させつ
つ行なうもので、能率がよくない。従つて長時間
の操作を必要とするため、リングの加工開始部分
と加工終了部分との間で加工終止温度の差が大き
くなり、結晶粒度の不均一が生じやすく、製品特
性のバラツキが避け難い。
本発明の目的は、上記の諸問題を解決し、従来
技術によるよりもすぐれた特性をもつたリング製
品を、より能率的に製造できるリング鍛造法を提
供することにある。
技術によるよりもすぐれた特性をもつたリング製
品を、より能率的に製造できるリング鍛造法を提
供することにある。
この目的を達成する本発明のリング鍛造法は、
圧下による厚さの減小を見込んだ寸法のリング素
材を用意して、これを金敷上にその一端面で接す
るように置き、他の端面に対して、リングの直径
方向に位置し断面がほぼ半円形の、リングに向つ
て突出した形状を有する鍛造具を、リングの中心
を軸としてリングを回転させることにより鍛造具
とリングとの接触位置を少しずつ移動させながら
強圧し、軸方向の圧縮と径の拡大とを同時に行う
ことを特徴とする。 金敷としては、金属の鍛造によく用いられるデ
イスクターナーが好適である。 「断面がほぼ半円形のリングに向つて突出した
形状」とは、図示した例の半円形ないしカマボコ
形を代表として、半長円形はもちろん、角を丸く
した多角形などを包含し、要するにリングに向つ
て強圧したとき、これを平面的に押圧する形状で
なく、左右に押し分けるようにリング内に入つて
行く断面形状を意味する。
圧下による厚さの減小を見込んだ寸法のリング素
材を用意して、これを金敷上にその一端面で接す
るように置き、他の端面に対して、リングの直径
方向に位置し断面がほぼ半円形の、リングに向つ
て突出した形状を有する鍛造具を、リングの中心
を軸としてリングを回転させることにより鍛造具
とリングとの接触位置を少しずつ移動させながら
強圧し、軸方向の圧縮と径の拡大とを同時に行う
ことを特徴とする。 金敷としては、金属の鍛造によく用いられるデ
イスクターナーが好適である。 「断面がほぼ半円形のリングに向つて突出した
形状」とは、図示した例の半円形ないしカマボコ
形を代表として、半長円形はもちろん、角を丸く
した多角形などを包含し、要するにリングに向つ
て強圧したとき、これを平面的に押圧する形状で
なく、左右に押し分けるようにリング内に入つて
行く断面形状を意味する。
図面を参照して上記の工程を説明すれば、第１
図、第２図および第３図に示すように、デイスク
ターナー１の上に、若干の孔拡げを行なつたリン
グ素材１０をのせ、リングの直径方向においた半
円柱状の鍛造具２を、油圧プレス３により、下方
に向つて押圧する。鍛造具２を上方にひきあげ、
デイスクターナー１を少し回転してから、再び下
方に押圧する。この操作をくりかえし、デイスク
ターナー１を180°回転させる間に、リング１０は
高さを減じるとともに、その内外径が拡大する。 この原理は、第４図にみるとおりであつて、同
図Ａに示す円形のリングは、鍛造具の最初の押圧
により同図Ｂに示すように変形し、押圧された部
分がつぶれて鍛造具の長手方向に若干伸びるとと
もに、残りの部分が鍛造具と直角方向に少し押し
拡げられる。これを順次繰り返すことによつて、
同図Ｃに示すように内外径の拡大がリング全体に
行きわたり、結果として孔拡げが行なわれる。 本発明のリング鍛造法は、要するに、前記した
一連の鍛造工程のうち、芯金と馬台とを用いる孔
拡げを従来より少なくし、これに代えて特殊な鍛
造具を用いた平押しを行なうことにより、孔拡げ
の能率を高めたものといえる。 従来の孔拡げと本発明の特徴である特殊な平押
しとを、どのような割合で組み合わせればよいか
は、鍛造の対象となるリングの材質、寸法および
形状、要求される鍛錬の度合などによつて異なる
が、多くの実験により、最適の条件を求めること
ができよう。たとえばNi基耐熱合金を対象とし、
孔拡げ時点での素材の寸法について好適な値を示
せば、最終製品リングに対して、高さで２倍、断
面積にして1.2倍くらいの素材を用意するとよい。
図、第２図および第３図に示すように、デイスク
ターナー１の上に、若干の孔拡げを行なつたリン
グ素材１０をのせ、リングの直径方向においた半
円柱状の鍛造具２を、油圧プレス３により、下方
に向つて押圧する。鍛造具２を上方にひきあげ、
デイスクターナー１を少し回転してから、再び下
方に押圧する。この操作をくりかえし、デイスク
ターナー１を180°回転させる間に、リング１０は
高さを減じるとともに、その内外径が拡大する。 この原理は、第４図にみるとおりであつて、同
図Ａに示す円形のリングは、鍛造具の最初の押圧
により同図Ｂに示すように変形し、押圧された部
分がつぶれて鍛造具の長手方向に若干伸びるとと
もに、残りの部分が鍛造具と直角方向に少し押し
拡げられる。これを順次繰り返すことによつて、
同図Ｃに示すように内外径の拡大がリング全体に
行きわたり、結果として孔拡げが行なわれる。 本発明のリング鍛造法は、要するに、前記した
一連の鍛造工程のうち、芯金と馬台とを用いる孔
拡げを従来より少なくし、これに代えて特殊な鍛
造具を用いた平押しを行なうことにより、孔拡げ
の能率を高めたものといえる。 従来の孔拡げと本発明の特徴である特殊な平押
しとを、どのような割合で組み合わせればよいか
は、鍛造の対象となるリングの材質、寸法および
形状、要求される鍛錬の度合などによつて異なる
が、多くの実験により、最適の条件を求めること
ができよう。たとえばNi基耐熱合金を対象とし、
孔拡げ時点での素材の寸法について好適な値を示
せば、最終製品リングに対して、高さで２倍、断
面積にして1.2倍くらいの素材を用意するとよい。
下記の規格をみたす組成のInconel−718（Ni基
合金）を溶製し、第５図に示す工程に従つて、リ
ング鍛造した。 Ｃ：0.08％以下 Si：0.35％以下 Mn：0.35％以下 Ｐ：0.015％以下 Ｓ：0.015％以下 Ni：50.00〜55.00％ Cr：17.00〜21.00％ Mo：2.80〜3.30％ Co：1.00％以下 Cu：0.30％以下 Al：0.20〜0.80％ Ti：0.65〜1.80％ Nb＋Ta：4.75〜5.50％ Ｂ：0.006％以下 Fe：残余 製品サイズ（mm）は次の２種であつて、 内径 外径 厚さ (A) 250×350×30 (B) 350×450×50 Ａは第１表に示すNo.１〜５の方法により、また
ＢはNo.６およびNo.７の方法に従つて加工した。こ
のうち、No.５は従来技術に従つて据込みを最終製
品の高さまで行なつた比較例であり、他は本発明
の実施例である。 いずれも加熱温度は1120℃、終止温度は950℃
以上である。なお、No.４およびNo.７は、平押し
後、1050℃に再加熱して整形仕上げを行なつた。 鍛造したリングを次の条件で処理し、 950℃×１時間、水冷、ついで 718℃×８時間保持、のち 56℃／時の冷却速度で隆温、 621℃×８時間保持してから空冷 試験片を採取した。 各試験片について結晶粒度をしらべた。その結
果は第２表に掲げるとおりであつて、これはマク
ロ組織についての腐食写真による観察結果と一致
している。 AMS5663Cの規格に従つて、ラプチヤー試験
を実施した。 試験温度：649℃ 応 力：10000psi 試験片：コンビネーシヨンタイプ 90時間経過後、5000psi増量し、破断まで実施 結果は第３表に示すとおりである。 なお、常温引張り試験および高温引張り試験
（649℃）も実施し、すべて規格値を大幅に上回る
好結果を得た。
合金）を溶製し、第５図に示す工程に従つて、リ
ング鍛造した。 Ｃ：0.08％以下 Si：0.35％以下 Mn：0.35％以下 Ｐ：0.015％以下 Ｓ：0.015％以下 Ni：50.00〜55.00％ Cr：17.00〜21.00％ Mo：2.80〜3.30％ Co：1.00％以下 Cu：0.30％以下 Al：0.20〜0.80％ Ti：0.65〜1.80％ Nb＋Ta：4.75〜5.50％ Ｂ：0.006％以下 Fe：残余 製品サイズ（mm）は次の２種であつて、 内径 外径 厚さ (A) 250×350×30 (B) 350×450×50 Ａは第１表に示すNo.１〜５の方法により、また
ＢはNo.６およびNo.７の方法に従つて加工した。こ
のうち、No.５は従来技術に従つて据込みを最終製
品の高さまで行なつた比較例であり、他は本発明
の実施例である。 いずれも加熱温度は1120℃、終止温度は950℃
以上である。なお、No.４およびNo.７は、平押し
後、1050℃に再加熱して整形仕上げを行なつた。 鍛造したリングを次の条件で処理し、 950℃×１時間、水冷、ついで 718℃×８時間保持、のち 56℃／時の冷却速度で隆温、 621℃×８時間保持してから空冷 試験片を採取した。 各試験片について結晶粒度をしらべた。その結
果は第２表に掲げるとおりであつて、これはマク
ロ組織についての腐食写真による観察結果と一致
している。 AMS5663Cの規格に従つて、ラプチヤー試験
を実施した。 試験温度：649℃ 応 力：10000psi 試験片：コンビネーシヨンタイプ 90時間経過後、5000psi増量し、破断まで実施 結果は第３表に示すとおりである。 なお、常温引張り試験および高温引張り試験
（649℃）も実施し、すべて規格値を大幅に上回る
好結果を得た。
【表】
【表】
【表】
＊ ポンチ部で破断
本発明の鍛造法によるときは、従来のように重
い芯金をマニピユレータで操作する必要はなく、
デイスクターナーの回転、しかも180°の回転で一
周の圧下ができるから、平押し工程の能率がきわ
めて高くなる。それにより鍛造所要時間が短縮さ
れることは、加工開始温度を従来より低くできる
ことを意味する。 このことと、平押しに際して、特殊な鍛造具を
用いるため強圧下が行なわれ、しかもそれが材料
の内部まで及ぶことがあいまつて、溶体化処理後
の結晶粒度を微細にする効果が高い。 このようにして、機械的特性、ことに耐力およ
びラプチヤー伸びが著しく改善された鍛造リング
が得られる。組織の細粒化が製品特性のバラツキ
を小さくすることはいうまでもない。
い芯金をマニピユレータで操作する必要はなく、
デイスクターナーの回転、しかも180°の回転で一
周の圧下ができるから、平押し工程の能率がきわ
めて高くなる。それにより鍛造所要時間が短縮さ
れることは、加工開始温度を従来より低くできる
ことを意味する。 このことと、平押しに際して、特殊な鍛造具を
用いるため強圧下が行なわれ、しかもそれが材料
の内部まで及ぶことがあいまつて、溶体化処理後
の結晶粒度を微細にする効果が高い。 このようにして、機械的特性、ことに耐力およ
びラプチヤー伸びが著しく改善された鍛造リング
が得られる。組織の細粒化が製品特性のバラツキ
を小さくすることはいうまでもない。
第１図ないし第３図は本発明のリング鍛造法を
実施している状況を説明する図であつて、第１図
は平面図、第２図は側面図、そして第３図は第１
図−方向の断面図である。第４図は、本発明
のリング鍛造によつて孔拡げが行なわれる原理を
説明するためのリングの平面図であつて、Ａはリ
ング素材、Ｂは鍛造具の押圧を１回行なつたとこ
ろ、そしてＣは２回行なつたところを、それぞれ
示す。第５図は本発明のリング鍛造法の工程を、
材料の断面で示した図であつて、：材切り、
：据込み、：孔明け、：孔拡げ、：平押
し、：整形仕上げ、の各段階を示す。 １……デイスクターナー、２……鍛造具、３…
…油圧プレス、１０……リング素材。
実施している状況を説明する図であつて、第１図
は平面図、第２図は側面図、そして第３図は第１
図−方向の断面図である。第４図は、本発明
のリング鍛造によつて孔拡げが行なわれる原理を
説明するためのリングの平面図であつて、Ａはリ
ング素材、Ｂは鍛造具の押圧を１回行なつたとこ
ろ、そしてＣは２回行なつたところを、それぞれ
示す。第５図は本発明のリング鍛造法の工程を、
材料の断面で示した図であつて、：材切り、
：据込み、：孔明け、：孔拡げ、：平押
し、：整形仕上げ、の各段階を示す。 １……デイスクターナー、２……鍛造具、３…
…油圧プレス、１０……リング素材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属製のリングを鍛造する方法において、圧
下による厚さの減小を見込んだ寸法のリング素材
を用意して、これを金敷上にその一端面で接する
ように置き、他の端面に対して、リングの直径方
向に位置し断面がほぼ半円形の、リングに向つて
突出した形状を有する鍛造具を、リングの中心を
軸としてリングを回転させることにより鍛造具と
リングとの接触位置を少しずつ移動させながら強
圧し、軸方向の圧縮と径の拡大とを同時に行なう
ことを特徴とするリング鍛造法。 ２ 金敷としてデイスクターナーを用い、その回
転によりリングに対する鍛造具の位置の移動を行
なう特許請求の範囲第１項の鍛造法。 ３ 最終製品に対し、厚さが約２倍であり、断面
積が約1.2倍であるリング素材に対して前記の加
工を施す特許請求の範囲第１項の鍛造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9245682A JPS58209441A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | リング鍛造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9245682A JPS58209441A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | リング鍛造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58209441A JPS58209441A (ja) | 1983-12-06 |
| JPH038858B2 true JPH038858B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=14054882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9245682A Granted JPS58209441A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | リング鍛造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58209441A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123433A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-06-11 | Tohoku Metal Ind Ltd | 金属るつぼの製作方法 |
| JP4616174B2 (ja) * | 2003-08-11 | 2011-01-19 | ワシ興産株式会社 | ホイールの製造方法とそのホイール |
| JP6179796B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-08-16 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法 |
| JP6655937B2 (ja) * | 2015-10-08 | 2020-03-04 | 日立金属株式会社 | 回転鍛造により鍛造物を製造する方法および装置 |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9245682A patent/JPS58209441A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58209441A (ja) | 1983-12-06 |
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