JPH04178201A - Method for hot roll rolling of forging preform - Google Patents
Method for hot roll rolling of forging preformInfo
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- JPH04178201A JPH04178201A JP31920990A JP31920990A JPH04178201A JP H04178201 A JPH04178201 A JP H04178201A JP 31920990 A JP31920990 A JP 31920990A JP 31920990 A JP31920990 A JP 31920990A JP H04178201 A JPH04178201 A JP H04178201A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
- B21B1/024—Forging or pressing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば自動車用クランク軸等を鍛造法で製造
する場合の鍛造荒地の熱間ロール成形法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for hot roll forming of a forged blank when manufacturing, for example, an automobile crankshaft or the like by a forging method.
(従来の技術)
一般に、鍛造歩留りの向上、鍛造回数の削減等を目的と
して鍛造ロールによる熱間荒地成形が行われている(例
えば、特開昭62−137135号公報参照)、この荒
地成形においては、第1図に示すように、素材(fi造
荒地)のボトム部((a)図)では圧延によりフィッシ
ュテイルlが発生しやすく(伽)図)、後工程の鍛造で
フィンシュテイルの部分が鍛造班2となる((C)図)
。(Prior art) In general, hot rough forming using forging rolls is performed for the purpose of improving forging yield, reducing the number of forgings, etc. (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 137135/1983). As shown in Fig. 1, fish tails are likely to occur in the bottom part of the material (FI rough ground) (Fig. The part becomes forging group 2 (Figure (C))
.
従来は、このフィッシュテイルに起因する鍛造疵の発生
を想定し、疵が鍛造品3に残らないように予め圧延後の
荒地(ロール荒地)長さを最適荒地長さLlよりlだけ
長<シ(第2図(a))、鍛造後、lの部分に相当する
部分(ばり4)を切断除去することにより対処していた
。L2は鍛造品3の必要長さである(第2図ら))。Conventionally, assuming the occurrence of forging flaws due to this fishtail, in order to prevent flaws from remaining on the forged product 3, the length of the rough area (roll rough area) after rolling was set in advance by a length l less than the optimum rough area length Ll. (FIG. 2(a)), after forging, the problem was dealt with by cutting and removing a portion (burr 4) corresponding to the portion 1. L2 is the required length of the forged product 3 (Fig. 2 et al.)).
このため、鍛造品の歩留りは悪く、また、最終的に製品
にならない余分な材料を加熱したり、成形したりするた
めのエネルギー等が必要であって、素材コストおよび加
熱費などを含めた生産コストの増大が避けられない。For this reason, the yield of forged products is poor, and energy, etc. is required to heat and form excess material that does not become the final product, and production costs, including material costs and heating costs, are low. An increase in costs is unavoidable.
(発明が解決しようとする!In>
本発明は、このような鍛造荒地の熱間ロール成形時にお
けるフィッシュテイルの発生を防止し、鍛造品の歩留り
および品質を向上させることを目的とする。(What the invention is trying to solve! In> The present invention aims to prevent the occurrence of fishtails during hot roll forming of such forged raw material, and to improve the yield and quality of forged products.
(課題を解決するための手段)
フィッシュテイルは、素材成形の際、ロールと接する素
材表層部の材料が圧延方向に移動し昌く、素材ボトム部
では、表面層部の材料が拘束のない素材の端面の方向に
流れることにより発生すると考えられる。従って、これ
を防止するためには、鍛造荒地の熱間ロール成形の直前
に素材ボトム部の表面を冷却して素材表面の変形抵抗を
素材中心部のそれに比較して高くし、これにより素材表
面のメタルフローを抑制すれば、ロール成形時の圧下刃
が素材中心部まで伝わり、フィッシュテイルを防止する
ことができると考えられる。(Means for solving the problem) Fishtail is a phenomenon in which during material forming, the material in the surface layer of the material that comes into contact with the roll moves in the rolling direction, and at the bottom of the material, the material in the surface layer becomes an unrestricted material. It is thought that this occurs due to the flow in the direction of the end face of the Therefore, in order to prevent this, the surface of the bottom part of the material is cooled immediately before hot roll forming of the forged raw material to make the deformation resistance of the material surface higher than that of the center part of the material. It is thought that if the metal flow is suppressed, the reduction blade during roll forming will be transmitted to the center of the material, and fishtail can be prevented.
本発明はこのような考えのもとになされたものであって
、その要旨は下記■〜■の鍛造荒地の熱間ロール成形法
にある。The present invention was made based on this idea, and its gist lies in the following hot roll forming methods for forged raw material.
■ 素材のボトム部を孔型ロールを用いて絞り加工する
際、素材中心部の変形抵抗に対する素材表面の変形抵抗
の比Kが下記(1)式を満足するように、加工前の素材
の絞り加工を付与すべきボトム部の全表面を冷却するこ
とを特徴とする鍛造荒地の熱間ロール成形法。■ When drawing the bottom part of the material using a grooved roll, draw the material before processing so that the ratio K of the deformation resistance of the material surface to the deformation resistance of the material center satisfies the following formula (1). A method for hot roll forming of forged raw material, which is characterized by cooling the entire surface of the bottom portion to be processed.
1.4< K <3.0 ・・・(1)■ 前記■
の発明において、加工前の素材の絞り加工を付与すべき
ボトム部の全表面のうち前記孔型ロールの溝底を含む溝
底周辺部に当接する素材表面部のみを冷却することを特
徴とする鍛造荒地の熱間ロール成形法。1.4<K<3.0...(1) ■ Above ■
In the invention, only the surface portion of the material that comes into contact with the periphery of the groove bottom including the groove bottom of the grooved roll is cooled, out of the entire surface of the bottom portion of the material to be subjected to the drawing process before processing. Hot roll forming method for forged raw material.
■ 前記■の発明において、加工前の素材のボトム部表
面のうち絞り加工後ボトム部の素材側基端に該当する部
位を中心として下記(2)式で求められる輻Xの周方向
全表面のみを冷却することを特徴とする鍛造荒地の熱間
ロール成形法。■ In the invention of (■) above, only the entire surface in the circumferential direction of the radius X determined by the following formula (2) centering on the part of the bottom surface of the material before processing that corresponds to the base end on the material side of the bottom after drawing processing. A hot roll forming method for forged raw material characterized by cooling.
X=(0,1〜0.2)De ・・・(2)但し、D
eは加工前の素材の直径
または仮想直径
前記の素材は、角材(四角材)に限らず、丸形あるいは
多角形の材料であってもよい、また、絞り加工後の断面
も、四角形に限定されず、円形あるいは多角形であって
もよい。X=(0,1~0.2)De...(2) However, D
e is the diameter or virtual diameter of the material before processing.The above-mentioned material is not limited to a square material, but may be a round or polygonal material, and the cross section after drawing is also limited to a square. It may be circular or polygonal.
■および■の発明において、素材の一部のみを冷却する
には、例えば冷却しない部分をカバーし、水をスプレー
またはジェット噴射して冷却すればよい。In the inventions (1) and (2), in order to cool only a part of the material, for example, the part that is not to be cooled may be covered and cooled by spraying or jetting water.
■の発明は、前記のように絞り加工を付与すべきボトム
部の全表面を冷却する方法である。The invention (2) is a method of cooling the entire surface of the bottom portion to be subjected to the drawing process as described above.
第3図は素材が角材の場合の冷却部位を示す図で、(a
)図は素材の側面図、(ロ)図はそのA−A矢視図、(
C)図は素材に絞り加工を付与(90°反転させて2パ
スの絞り加工を付与する。後述の第4図および第6図に
おいても同じ)した後の側面図、(d)図はそのB−B
矢視図である。(a)図および(ロ)図において、斜線
で示した部分が冷却される部分で、絞り加工を付与すべ
きボトム部、すなわち絞り加工を加える部分の全表面を
加工前に冷却する。Figure 3 is a diagram showing the cooling part when the material is a square timber.
) figure is a side view of the material, (b) figure is its A-A arrow view, (
C) The figure is a side view after applying a drawing process to the material (90° inversion and applying a two-pass drawing process. The same applies to Figures 4 and 6, which will be described later). Figure (d) is a side view of the material. B-B
It is an arrow view. In Figures (a) and (b), the shaded area is the area to be cooled, and the bottom portion to which the drawing process is to be applied, that is, the entire surface of the area to which the drawing process is applied, is cooled before processing.
丸形、すなわち断面形状が円形の素材の場合も、多角形
の素材の場合も、角材の場合と同様にボトム部の全表面
を冷却する。In the case of a round material, that is, a material with a circular cross-sectional shape, and in the case of a polygonal material, the entire surface of the bottom portion is cooled in the same way as in the case of a square material.
■の発明は、前記のように絞り加工を付与すべきボトム
部の全表面を冷却するのではなく、孔型ロールで素材を
絞り加工する際ロールとロールの間に形成される溝の底
部、すなわち孔型ロールの溝底に相当する部分、を含む
溝底周辺部に当接する素材の表面部のみを加工前に冷却
する方法である。The invention (2) does not cool the entire surface of the bottom portion to which the drawing process is applied as described above, but cools the bottom of the groove formed between the rolls when drawing the material with the grooved roll. That is, this is a method in which only the surface portion of the material that comes into contact with the periphery of the groove bottom, including the portion corresponding to the groove bottom of the grooved roll, is cooled before processing.
第し図は角材の場合で、(a)図〜(d)図はそれぞれ
第3図における(a)図〜(d)図に対応する。同図に
示すように、孔型ロール5の溝底周辺部に当接する素材
表面部6(斜線部)が冷却される部分である。Figure 3 shows the case of a square timber, and Figures (a) to (d) correspond to Figures (a) to (d) in Figure 3, respectively. As shown in the figure, the material surface portion 6 (hatched portion) that comes into contact with the peripheral portion of the groove bottom of the grooved roll 5 is the portion that is cooled.
冷却範囲lcは素材の角隅点を中心に素材の全周長Lc
の0.1〜0.16倍程度とするのが効果的である。The cooling range lc is the total circumference length Lc of the material centered on the corner point of the material.
It is effective to set it to about 0.1 to 0.16 times.
すなわち、冷却範囲1cが全周長Lcの0.16倍より
広いとフィッシュテイルの発生は防止されるものの輻拡
がりが大きくなり、Lcの0゜1倍より狭いとフィッシ
ュテイル発生防止効果がほとんどなくなるからである。That is, if the cooling range 1c is wider than 0.16 times the total circumferential length Lc, the occurrence of fishtail is prevented but the convergence spread becomes large, and if it is narrower than 0°1 times Lc, the effect of preventing the occurrence of fishtail is almost lost. It is from.
第5図は丸形の素材の場合の冷却部位を示す正面図であ
るが、この場合も素材を90°反転させながら絞り加工
を付与するので、角材の場合と同様に斜線で示す部分が
冷却部位となる。同図中、矢El1wlは奇数回目のバ
スにおける荷重方向、矢印W、は偶数回目のパスにおけ
る荷重方向をあられす、pcは冷却範囲(冷却円弧長)
、Lcは全周長で、この場合もlcを角材の場合と同様
にLcの0.1〜0、16倍とするのが効果的である。Figure 5 is a front view showing the cooling part in the case of a round material, but in this case as well, the drawing process is applied while turning the material 90 degrees, so the shaded part is cooled as in the case of a square material. It becomes a part. In the figure, arrow El1wl indicates the load direction in odd-numbered passes, arrow W indicates the load direction in even-numbered passes, and pc indicates the cooling range (cooling arc length).
, Lc is the total circumference length, and in this case as well, it is effective to set lc to 0.1 to 0.16 times Lc as in the case of square timber.
■の発明は、加工前の素材のボトム部の表面のうち、絞
り加工後、ボトム部(所定の絞り加工を受けるボトム部
)の素材側l5fa、すなわち絞り加工により形成され
るテーパ部の付は祖の部分(テーパ付は根部)に該当す
る部位を中心とした一定の範囲を全周にわたって加工前
に冷却する方法である。In the invention (2), on the surface of the bottom part of the raw material before processing, after the drawing process, the material side 15fa of the bottom part (the bottom part that undergoes the predetermined drawing process), that is, the taper part formed by the drawing process is This is a method of cooling a certain area around the entire circumference before processing, centering on the part corresponding to the root part (the tapered part is the root part).
第6図は角材の場合で、(a)図〜Td)図はそれぞれ
第3図における(a)図〜(d)図に対応する。同図に
示すように、絞り加工後ボトム部の素材側基端7に該当
する部位を中心とする、前記(2)式で定まる輻Xの周
方向全表面(斜線部)が冷却される部分である。(2)
式において、仮想直径Deとは、加工前の角材または多
角形の素材をこの角材または多角形の素材の断面積と同
じ断面積を有する丸形の素材と想定した場合の直径であ
る。丸形の素材の場合はその直径がDeであって、角材
の場合と同様に、このDeを用いて(2)式から求めら
れる幅Xの周方向全表面が冷却される部位となる。FIG. 6 shows the case of a square timber, and FIGS. (a) to Td) correspond to FIG. 3, respectively. As shown in the figure, the entire circumferential surface (shaded area) of the radius X determined by the above formula (2), centered on the area corresponding to the base end 7 on the material side of the bottom part after drawing, is cooled. It is. (2)
In the formula, the virtual diameter De is the diameter when the square or polygonal material before processing is assumed to be a round material having the same cross-sectional area as the cross-sectional area of the square or polygonal material. In the case of a round material, its diameter is De, and as in the case of a square material, using this De, the entire circumferential surface of the width X determined from equation (2) becomes a portion to be cooled.
(作用)
本発明は、素材のボトム部表面を冷却した後ロール成形
する方法で、これにより表面のメタルフローを抑制し、
フィッシュテイルの発生を防止することができる。(Function) The present invention is a method of roll forming after cooling the bottom surface of the material, thereby suppressing metal flow on the surface,
The occurrence of fishtail can be prevented.
素材のボトム部表面の冷却を、素材中心部の変形抵抗に
対する素材表面の変形抵抗の比(K)が前記(1)式を
満足するように行うのは、以下に述べる実験結果から明
らかなように、Kが1.4を超え3.0未満のとき、す
なわち、
素材中心部の変形抵抗
のとき、フィッシュテイルの発生を効果的に防止するこ
とができるからである。It is clear from the experimental results described below that the bottom surface of the material is cooled so that the ratio (K) of the deformation resistance of the material surface to the deformation resistance of the center of the material satisfies the above equation (1). Particularly, when K is more than 1.4 and less than 3.0, that is, when there is deformation resistance at the center of the material, the occurrence of fishtail can be effectively prevented.
中炭素f!A(米国自動車技術者協会規格SAE 10
35)を用い、素材の中心部の温度を1200°Cとし
、素材の表面を放水により冷却してその表面温度を80
0〜1150°Cの範囲で変化させ、フィッシュテイル
の深さd(第1図(b)参照)を測定した。Medium carbon f! A (American Society of Automotive Engineers Standard SAE 10
35), the temperature at the center of the material was set to 1200°C, and the surface of the material was cooled by spraying water to bring the surface temperature to 80°C.
The temperature was varied in the range of 0 to 1150°C, and the depth d of the fishtail (see Fig. 1(b)) was measured.
第1表に用いた素材の各温度における変形抵抗を、第2
表に素材の中心部の温度を1200℃として第1表から
算出される変形抵抗比Kを示す、また、第7図にフィッ
シュテイルの深さdの測定結果を示す、なお、第7図に
おいて、◎印は素材の冷却を行わなかった場合であり、
O印は第8図に示す部分に素材過冷却による疵80発生
がなかったこと、X印は疵8が発生したことを表す、な
お、素材過冷却による疵8とは、素材表面の冷却が過剰
の場合、素材中心部近傍の材料が矢印(第8図)で示す
ように、素材の端面から外側に押し出され、この押し出
された部分と冷却された部分との境界がTH8となった
ものである。The deformation resistance at each temperature of the materials used in Table 1 is
The table shows the deformation resistance ratio K calculated from Table 1 when the temperature at the center of the material is 1200°C, and Fig. 7 shows the measurement results of the fishtail depth d. , ◎ indicates the case where the material was not cooled,
The O mark indicates that there was no flaw 80 due to overcooling of the material in the part shown in Figure 8, and the X mark indicates that flaw 8 has occurred.Flaw 8 due to material overcooling refers to the area where the surface of the material is not cooled. In the case of excess material, the material near the center of the material is extruded outward from the end face of the material as shown by the arrow (Figure 8), and the boundary between this extruded part and the cooled part becomes TH8. It is.
第1表
第2表
第7図から明らかなように、変形抵抗比Kが1.4以下
の場合、すなわち、素材の冷却が足りない場合には、フ
ィッシュテイルの改善が不十分であり、また、変形抵抗
比Kが3.0以上の場合、すなわち、素材の冷却が過剰
の場合には、疵8が発生する。As is clear from Table 1, Table 2, and Figure 7, when the deformation resistance ratio K is less than 1.4, that is, when the cooling of the material is insufficient, the improvement of fishtail is insufficient. When the deformation resistance ratio K is 3.0 or more, that is, when the material is cooled excessively, flaws 8 occur.
このように、フィンシュテイルに起因する鍛造疵、およ
び第8図に示した素材過冷却による疵のいずれも発生し
ない条件が前記(1)式によって表される。この関係は
、後の実施例にしめすように、鋼だけでなくTi基合金
やNi基合金でも同じであることも確認できた。In this way, the conditions in which neither forging flaws caused by finst tails nor flaws caused by overcooling of the material shown in FIG. 8 occur are expressed by the above equation (1). It was confirmed that this relationship was the same not only for steel but also for Ti-based alloys and Ni-based alloys, as shown in the later examples.
実操業においては、素材表面を冷却した後長時間放置し
ておくと素材の内部より復熱し、素材表面と中心部の温
度差が小さくなってしまうので、通常は冷却後30秒以
内にロール成形することが望ましい、ただし、この時間
は素材の材質、寸法、温度等により異なるので、適宜定
めるべきである。In actual operation, if the surface of the material is left for a long time after being cooled, the heat will recover from within the material and the temperature difference between the surface and the center of the material will become small, so roll forming is usually completed within 30 seconds after cooling. However, since this time varies depending on the material, dimensions, temperature, etc., it should be determined appropriately.
ところで、前記■の発明のように素材ボトム部全表面を
冷却した場合、フィッシュティルの発生は防止できるが
ボトム部の輻拡がりが大きくなり、圧延後に荒地長さが
不足する。By the way, when the entire surface of the bottom part of the material is cooled as in the invention (2) above, the occurrence of fish till can be prevented, but the convergence of the bottom part becomes large and the length of the rough ground is insufficient after rolling.
第9図は、この輻拡がりや圧延後に荒地長さの不足が生
ずる原因を説明するための模式図((a)図は絞り加工
を付与した後の端部の正面図、(b)図は側断面図)で
、実線は素材表面を冷却しなかった場合、破線は素材の
全表面を冷却した場合であるが、この図に示すように、
冷却により変形抵抗が高くなった表層部の材料は圧延方
向(素材の軸方向)に延びにくくなり、輻方向に拡がる
のである。Figure 9 is a schematic diagram for explaining the cause of this widening and the lack of rough ground length after rolling ((a) is a front view of the end after drawing, (b) is a front view of the end after drawing, and (b) is In the side cross-sectional view), the solid line is the case when the material surface is not cooled, and the broken line is the case when the entire surface of the material is cooled.As shown in this figure,
The material in the surface layer, whose deformation resistance has increased due to cooling, becomes difficult to extend in the rolling direction (the axial direction of the material) and spreads in the radial direction.
すなわち、表面を冷却することにより表面の変形抵抗が
高い冷却材料層が周方向に環状につながり、フィッシュ
テイルに相当する部分の材料((b)図の斜線部S)が
幅方向に移動して、圧延方向に伸びず菱形に変形する。In other words, by cooling the surface, the cooling material layer with high surface deformation resistance is connected in a ring shape in the circumferential direction, and the material in the part corresponding to the fishtail (hatched area S in the figure (b)) moves in the width direction. , it does not elongate in the rolling direction and deforms into a diamond shape.
その結果、輻拡がりが生じ((a)図の破線)、圧延後
に荒地長さが不足することになる((ロ)図)、このた
め、素材としては、この不足分を考慮した、より長い素
材を準備する必要があり、歩留りが悪化する。As a result, radial expansion occurs (dashed line in figure (a)), and the length of the rough ground becomes insufficient after rolling (figure (b)). Therefore, the material should be made with a longer length to account for this shortfall. It is necessary to prepare the material, which reduces the yield.
前記■および■の発明は、フィンシュテイルの発生を防
止すると共に、二〇輻拡がりの増大をも防止することが
できる鍛造荒地の熱間ロール成形法である。The above-mentioned inventions (1) and (2) are hot roll forming methods for forged raw material that can prevent the occurrence of fin tails and also prevent an increase in radial expansion.
■の発明は、前記のように孔型ロールの溝底周辺部に当
接する素材の表面部のみを冷却することにより、■の発
明のように変形抵抗の高い冷却材料層が環校につながる
ことがないようにするもので、これにより各片中央部に
形成される非冷却材料層部分における軸方向への伸びが
大きくなり、この伸びに相当する分だけ幅拡がりが抑制
されることとなるので、素材が角材であるか否かを問わ
ずフィッシュテイルの発生と幅拡がりの増大を同時に防
止することができる。Invention (2), by cooling only the surface portion of the material that contacts the periphery of the groove bottom of the grooved roll as described above, the cooling material layer with high deformation resistance is connected to the ring as in invention (2). As a result, the elongation in the axial direction in the non-cooled material layer formed at the center of each piece increases, and the width expansion is suppressed by an amount corresponding to this elongation. , it is possible to simultaneously prevent the occurrence of fishtails and increase in width, regardless of whether the material is square timber or not.
溝底周辺部に当接する素材表面部の冷却範囲j!1が前
記の上限を超える場合は前記辺中央部における軸方向へ
の延びがほとんど生じず、フィッシュテイルの発生は防
止されるものの輻拡がりが大となり、下限よりも小さい
場合は辺中央部における軸方向への延びが大きくなって
フィッシュティル発生が大となる。Cooling range of the material surface that comes into contact with the periphery of the groove bottom j! If 1 exceeds the upper limit, there will be almost no axial extension at the center of the side, and although the occurrence of fishtail will be prevented, the convergence will increase; if it is smaller than the lower limit, the axial extension at the center of the side will increase. The extension in the direction becomes large, and the occurrence of fish till becomes large.
■の発明は、前記のようにボトム部の素材側基端(テー
パ付は根部)を中心とする幅Xの範囲で全周を冷却する
もので、これによりフィッシュテイル発生の主原因とな
る表層部材料の軸方向移動が最も大きい部位で材料の軸
方向移動のみを抑制することとなるので、フィッシュテ
ィルの防止と幅拡がりの防止を同時に達成することがで
きる。冷却範囲が輻Xより広いと材料の軸方向移動の抑
制が過度となってフィッシュティルは防止できるが幅拡
がりが大きくなり、輻Xより狭いと材料の軸方向移動の
抑制が十分ではなくフィンシュティル発生が大となる。As mentioned above, the invention (2) cools the entire periphery in a width X range centered on the base end of the bottom part on the material side (root part for tapered parts). Since only the axial movement of the material is suppressed at the portion where the axial movement of the member material is the largest, prevention of fish till and width expansion can be achieved at the same time. If the cooling range is wider than Radius The occurrence becomes large.
(実施例1)
第3表に示す化学成分および寸法を有する角材と丸形材
を熱間でロール成形し、ボトム部に絞り加工を加える成
形を行ってフィッシュティルに起因する疵ならびに素材
過冷却による疵(第8図の8の疵)の発生状況を調査し
た。なお、素材表面の冷却は、ボトム部端面から30m
mまでの部分の全表面に放水することにより行った。(Example 1) A square material and a round material having the chemical composition and dimensions shown in Table 3 are hot roll-formed, and the bottom part is subjected to a drawing process to eliminate flaws caused by fish till and overcooling of the material. The occurrence of defects (flaws numbered 8 in Figure 8) was investigated. In addition, cooling of the material surface is performed at a distance of 30 m from the bottom end surface.
This was done by spraying water on the entire surface of the area up to m.
各素材において、温度と変形抵抗は第1O図(a)およ
び(b)に示す関係を有しており、水冷後の各素材の中
心部とボトム部表面の温度を測定し、変形抵抗比Kを求
めた。第4表に各素材の水冷後の表面温度と中心部温度
、変形抵抗比におよび水冷終了からロール成形開始まで
の時間を示す。For each material, temperature and deformation resistance have the relationship shown in Figure 1O (a) and (b).The temperature at the center and bottom surface of each material after water cooling was measured, and the deformation resistance ratio K I asked for Table 4 shows the surface temperature and center temperature of each material after water cooling, the deformation resistance ratio, and the time from the end of water cooling to the start of roll forming.
フィッシュテイルに起因する鍛造疵ならびに素材過冷却
による疵の発生状況と判定結果を第4表に併せ示す、O
印は良好(疵の発生なし)、X印は不良(疵の発生あり
)であることを表す、角材については、漱2、階5およ
びN[16が本発明(■の発明)例、他は比較例である
。また、丸形材漱3は本発明(■の発明)例である。O
The mark indicates good condition (no flaws), and the X mark indicates defective condition (with flaws).For the square timbers, 2, 5 and N[16 are examples of the present invention (invention of ■), and others. is a comparative example. Further, the round material 3 is an example of the present invention (invention (■)).
第4表の結果から明らかなように、角材については、変
形抵抗比Kが1.2の場合(Nal)フィッシュテイル
に起因する疵が発生したが、それ以外の条件ではフィッ
シュテイルに起因する疵の発生は認められなかった。ま
た、冷却を強くして変形抵抗比Kを3.2とした場合(
漱4)は、材料過冷却による疵が発生した。As is clear from the results in Table 4, when the deformation resistance ratio K was 1.2 (Nal), flaws caused by fishtails occurred on the square timber, but under other conditions, flaws caused by fishtails occurred. No occurrence was observed. In addition, when cooling is strengthened and the deformation resistance ratio K is set to 3.2 (
In case 4), defects occurred due to overcooling of the material.
Ti基合金、Ni基合金においても同様の結果が得られ
、変形抵抗比にの値が前記の範囲にあれば、フィッシュ
テイルに起因する疵や素材過冷却による疵の発生は認め
られなかった(Na5および患6)。Similar results were obtained for Ti-based alloys and Ni-based alloys, and as long as the value of the deformation resistance ratio was within the above range, no flaws caused by fishtail or flaws due to overcooling of the material were observed ( Na5 and disease 6).
丸形材についても、本発明の範囲内ではフィンシュテイ
ルに起因する疵等は認められなかった(漱3)。Regarding the round shaped material, no flaws caused by Finsteel were observed within the scope of the present invention (Satoshi 3).
(実施例2)
実施例1で用いた角材(炭素鋼、Ti基合金およびNi
基合金)を1200°Cで加熱炉から取り出した後冷却
条件(冷却部位)を変えて1000℃まで水冷し、2パ
スロール成形によりボトム部に減面率がそれぞれ58%
、52%および54%の絞り加工を加える成形を行い、
フィッシュテイル深さならびに輻拡がり比を測定した。(Example 2) The square materials used in Example 1 (carbon steel, Ti-based alloy, and Ni
After taking out the base alloy from the heating furnace at 1200°C, the cooling conditions (cooling area) were changed and water-cooled to 1000°C, and two-pass roll forming resulted in an area reduction of 58% in the bottom part.
, 52% and 54% drawing processing is performed,
Fishtail depth and divergence ratio were measured.
冷却部位は下記(イ)〜(=)の通りである(第11図
(a)〜(C)参照、同図の斜線部が冷却部位をあられ
す)。The cooling parts are as shown in (a) to (=) below (see FIGS. 11(a) to (C), the shaded areas in the figure indicate the cooling parts).
(イ)ボトム部全体
(■の発明例・・(a)図参照)
(釘)ボトム部対辺のみ
(比較例・・(b)図参照、s+=40鴎−)(ハ)ボ
トム部対角のみ
(■の発明例・・(C)図参照、sz−24mm)(ニ
)冷却なしく比較例)
フィッシュテイル深さとは、第1図0))に示したdで
ある。また、幅拡がり比とは、第9図において、冷却し
たときの幅すから冷却しないときの幅す、を差し引いた
幅拡がり長さ(b−b、)のす、に対する比(b b
e)/beである。(B) Entire bottom part (Invention example (■)...see figure (a)) (Nail) Only the opposite side of the bottom part (comparative example...see figure (b), s+=40锎-) (C) Diagonal corner of the bottom part Only (invention example (■)...see (C) diagram, sz-24mm) (d) Comparative example without cooling) The fishtail depth is d shown in Figure 1 0)). In addition, the width expansion ratio is the ratio of the width expansion length (b-b,) obtained by subtracting the width when not cooled from the width when cooled to the width (b b
e)/be.
測定結果を炭素鋼を例にとって第12図に示す。The measurement results are shown in FIG. 12 using carbon steel as an example.
第12図から明らかなように、フィンシュテイル深さは
冷却した場合((イ)〜(ハ))、冷却なしの(=)の
場合に比べて大幅に減少し、特に(イ)(■の発明例)
において顕著であった。一方、輻拡がりに対する改善効
果は(1%)(■の発明例)において最も太き(、フィ
ッシュテイルの発生ならびに輻拡がりの両方を抑制する
ことができた。As is clear from Fig. 12, the Finst tail depth is significantly reduced when cooled ((a) to (c)) compared to the case without cooling (=), especially (a) (■ Example of invention)
It was noticeable in On the other hand, the improvement effect on the radial spread was the greatest in (1%) (invention example (■)), in which both the occurrence of fishtail and the radial spread could be suppressed.
なお、図示していないが、Ti基合金およびNi基合金
についても同様の結果が得られた。Although not shown, similar results were obtained for Ti-based alloys and Ni-based alloys.
(実施例3)
実施例1で用いた角材(炭素鋼、Ti基合金およびNi
基合金、Deはそれぞれ101.6+u+、110.6
amおよび101.6mm)を1200°Cで加熱炉か
ら取り出した後ボトム部の素材側基端(絞り加工のテー
パ付は根部)を中心に冷却幅を変えて1000℃まで水
冷し、2パスロール成形によりボトム部に液面率がそれ
ぞれ58%、52%および54%の絞り加工を加える成
形を行い、フィッシュティル深さ比ならびに輻拡がり比
を測定した。(Example 3) The square materials used in Example 1 (carbon steel, Ti-based alloy, and Ni
The base alloy and De are 101.6+u+ and 110.6, respectively.
am and 101.6 mm) was taken out of the heating furnace at 1200°C, then water-cooled to 1000°C by changing the cooling width around the base end of the bottom part on the material side (the tapered part for drawing is the root), and then 2-pass roll forming. The bottom portion was formed by drawing with a liquid level ratio of 58%, 52%, and 54%, respectively, and the fish till depth ratio and the convergence spread ratio were measured.
冷却部位は、前記(2)式のXがOmm(冷却せず)、
9ms+、20■−および30mmである。For the cooling part, X in the above formula (2) is Omm (not cooled),
9ms+, 20mm- and 30mm.
フィッシュテイル深さ比とはDeに対するフィッシュテ
イル深さのdの比(d /De)であり、輻拡がり比と
は実施例2の場合と同じで(b be)/beである
。The fishtail depth ratio is the ratio of the fishtail depth d to De (d 2 /De), and the divergence ratio is the same as in Example 2, which is (b be)/be.
測定結果を実施例2の場合と同様に炭素鋼を例にとって
第13図に示す。The measurement results are shown in FIG. 13 using carbon steel as an example, similar to the case of Example 2.
第13図から明らかなように、本発明(■の発明)で規
定したX/De(%)がIθ〜20の範囲の幅Xの周方
向全表面を冷却した場合はフィッシュテイルの発仕およ
び輻拡がりの増大のいずれも抑制されている。As is clear from Fig. 13, when the entire circumferential surface of the width Any increase in convergence spread is suppressed.
これに対して、X/De(%)が10より小さい場合は
フィッシュテイルが大きく、かつ圧延縮径部の冷却部と
非冷却部との境界に疵が多数発生し、20を超えると輻
拡がりが大きくなり、圧延後に荒地長さの不足するもの
が多数発生した。On the other hand, when X/De (%) is smaller than 10, the fishtail is large and many flaws occur at the boundary between the cooled and uncooled parts of the reduced diameter section, and when it exceeds 20, the cracks expand. This resulted in many cases where the length of the rough ground was insufficient after rolling.
なお、実施例2と同様図示はしないが、Ti基合金およ
びXi基合金についても同様の結果が得られた。Although not shown as in Example 2, similar results were obtained for Ti-based alloys and Xi-based alloys.
(以下、余白)
(発明の効果)
鍛造荒地の熱間ロール成形において、本発明方法を通用
することにより、ボトム部の絞り加工時におけるフィン
シュテイルの発生を防止し、鍛造品の品質ならびに材料
歩留りを向上させることができる。さらに、素材のボト
ム部の全表面のうち孔型ロールの溝底周辺部に当接する
表面のみを冷却する方法、あるいは素材のボトム部のテ
ーパ付根部に相当する部位を中心に所定幅を冷却する方
法をとれば、フィッシュテールの発生のみならずボトム
部の輻拡がりの増大を抑制することもでき、圧延後の荒
地長さ不足の発生を防止できるので、材料歩留りをより
一層向上させることが可能である。(Hereinafter, blank space) (Effects of the invention) By applying the method of the present invention in hot roll forming of forged raw material, the occurrence of fin tails during drawing of the bottom part can be prevented, and the quality of the forged product and the material used can be improved. Yield can be improved. Furthermore, out of the entire surface of the bottom of the material, only the surface that comes into contact with the periphery of the groove bottom of the grooved roll is cooled, or a predetermined width is cooled around the area corresponding to the tapered base of the bottom of the material. By adopting this method, it is possible to suppress not only the occurrence of fishtails but also the increase in convergence at the bottom, and it is possible to prevent the occurrence of insufficient length of rough ground after rolling, making it possible to further improve material yield. It is.
第1図は、鍛造荒地のボトム部におけるフィッシュテイ
ルおよびフィンシュテイルに起因する鍛造疵の発生を示
す説明図で、(a)図はボトム部の模式図、ら)図はフ
ィッシュテイルが発生したロール荒地の断面図、(C)
図は鍛造疵を有する鍛造品の断面図である。
第2図は、従来の鍛造疵の除去方法の説明図で、(a)
“図はロール荒地の断面図、(ロ)図は鍛造品の断面図
である。
第3図、第4図および第6図は、角材のボトム部を断面
四角形に絞り加工する場合の加工前素材の冷却部位を示
す図で、第3図はボトム部の全表面を冷却する場合、第
4図はボトム部の全表面のうち孔型ロールの溝底周辺部
に当接する表面のみを冷却する場合、第6図は絞り加工
のテーバ付は根を中心に所定幅を冷却する場合である。
第5図は、丸形材のボトム部を断面四角形に絞り加工す
る場合における加工前素材の全表面のうち孔型ロールの
溝底周辺部に当接する表面のみの冷却のさいの冷却部位
を示す図である。
第7図は、変形抵抗比にとフィッシュテイルの深さの関
係および素材過冷却による疵の発生の有無を示す図であ
る。
第8図は、素材過冷却による疵の発生位置を示す説明図
である。
第9図は、ボトム部の冷却による輻拡がりの増加を示す
図で、(a)図は正面図、(ロ)図は側断面図である。
第1θ図は、材料の温度と変形抵抗の関係を示す図で、
(a)図は中炭素鋼およびTi基合金の場合、(ロ)図
はNi基合金の場合である。
第1t図は、実施例における加工前素材の冷却部位を示
す図で、(a)図はボトム部の全表面を冷却する場合、
(ロ)図はボトム部の全表面のうち対辺中央部のみを冷
却する場合、(C)図はボトム部の全表面のうち孔型ロ
ールの溝底周辺部に当接する表面のみを冷却する場合で
ある。
第12図および第13図は、炭素鋼についての実施例の
結果で、いずれも冷却条件と幅拡がり比およびフィッシ
ュテイル深さとの関係を示す図である。Figure 1 is an explanatory diagram showing the occurrence of forging flaws caused by fishtails and fintails in the bottom part of forged wasteland, where (a) is a schematic diagram of the bottom part, and (a) is a diagram showing the occurrence of fishtails. Cross section of roll wasteland, (C)
The figure is a cross-sectional view of a forged product with forging flaws. Figure 2 is an explanatory diagram of the conventional method for removing forging flaws, (a)
“The figure is a cross-sectional view of the roll roughness, and the (b) figure is a cross-sectional view of the forged product. These are diagrams showing the cooling parts of the material. Fig. 3 shows cooling of the entire surface of the bottom part, and Fig. 4 shows cooling of only the surface of the entire bottom part that comes into contact with the periphery of the groove bottom of the grooved roll. In this case, Fig. 6 shows the case where the taper drawing process cools a predetermined width around the root. FIG. 7 is a diagram showing the cooling portion of the surface when only the surface that contacts the periphery of the groove bottom of the grooved roll is cooled. FIG. 7 shows the relationship between the deformation resistance ratio and the fishtail depth, and the material supercooling Fig. 8 is an explanatory diagram showing the location of occurrence of flaws due to overcooling of the material. Fig. 9 is a diagram showing an increase in radius spread due to cooling of the bottom part. , (a) is a front view, and (b) is a side sectional view. Figure 1θ is a diagram showing the relationship between material temperature and deformation resistance,
Figure (a) shows the case of medium carbon steel and Ti-based alloy, and figure (b) shows the case of Ni-based alloy. Fig. 1t is a diagram showing the cooling part of the material before processing in the example, and Fig. 1(a) shows the case where the entire surface of the bottom part is cooled;
(B) The figure shows a case where only the center of the opposite side is cooled out of the entire surface of the bottom part, and the figure (C) shows a case where only the surface that comes into contact with the periphery of the groove bottom of the grooved roll is cooled out of the whole bottom part surface. It is. FIG. 12 and FIG. 13 are results of an example for carbon steel, and both are diagrams showing the relationship between cooling conditions, width expansion ratio, and fishtail depth.
Claims (1)
る際、素材中心部の変形抵抗に対する素材表面の変形抵
抗の比Kが下記(1)式を満足するように、加工前の素
材の絞り加工を付与すべきボトム部の全表面を冷却する
ことを特徴とする鍛造荒地の熱間ロール成形法。 1.4<K<3.0・・・(1) (2)素材のボトム部を孔型ロールを用いて絞り加工す
る際、素材中心部の変形抵抗に対する素材表面の変形抵
抗の比Kが下記(1)式を満足するように、加工前の素
材の絞り加工を付与すべきボトム部の全表面のうち前記
孔型ロールの溝底を含む溝底周辺部に当接する素材表面
部のみを冷却することを特徴とする鍛造荒地の熱間ロー
ル成形法。 1.4<K<3.0・・・(1) (3)素材のボトム部を孔型ロールを用いて絞り加工す
る際、素材中心部の変形抵抗に対する素材表面の変形抵
抗の比Kが下記(1)式を満足するように、加工前の素
材のボトム部表面のうち絞り加工後ボトム部の素材側基
端に該当する部位を中心として下記(2)式で求められ
る幅Xの周方向全表面のみを冷却することを特徴とする
鍛造荒地の熱間ロール成形法。 1.4<K<3.0・・・(1) X=(0.1〜0.2)De・・・(2) 但し、Deは加工前の素材の直径 または仮想直径[Claims] (1) When drawing the bottom part of the material using a grooved roll, the ratio K of the deformation resistance of the material surface to the deformation resistance of the center of the material satisfies the following formula (1). A method for hot roll forming of forged raw material characterized by cooling the entire surface of the bottom portion of the material to be subjected to drawing processing before processing. 1.4<K<3.0...(1) (2) When drawing the bottom part of the material using a grooved roll, the ratio K of the deformation resistance of the material surface to the deformation resistance of the material center is In order to satisfy the following formula (1), out of the entire surface of the bottom portion of the material before processing to which drawing is to be applied, only the surface portion of the material that comes into contact with the periphery of the groove bottom including the groove bottom of the grooved roll is A hot roll forming method for forged raw material characterized by cooling. 1.4<K<3.0...(1) (3) When drawing the bottom part of the material using a grooved roll, the ratio K of the deformation resistance of the material surface to the deformation resistance of the material center is In order to satisfy the following formula (1), the circumference of the width A hot roll forming method for forged raw material characterized by cooling only the entire surface in the direction. 1.4<K<3.0...(1) X=(0.1~0.2)De...(2) However, De is the diameter or virtual diameter of the material before processing
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22997690 | 1990-08-30 | ||
| JP2-229976 | 1990-08-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04178201A true JPH04178201A (en) | 1992-06-25 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31920990A Pending JPH04178201A (en) | 1990-08-30 | 1990-11-21 | Method for hot roll rolling of forging preform |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04178201A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106794512A (en) * | 2014-08-18 | 2017-05-31 | 巴勒特锻造有限公司 | Open die forging technique and the product using its making for minimizing blade-end loss |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP31920990A patent/JPH04178201A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106794512A (en) * | 2014-08-18 | 2017-05-31 | 巴勒特锻造有限公司 | Open die forging technique and the product using its making for minimizing blade-end loss |
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