JPH09201618A - 中空製品押出用ダイス - Google Patents
中空製品押出用ダイスInfo
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- JPH09201618A JPH09201618A JP1179696A JP1179696A JPH09201618A JP H09201618 A JPH09201618 A JP H09201618A JP 1179696 A JP1179696 A JP 1179696A JP 1179696 A JP1179696 A JP 1179696A JP H09201618 A JPH09201618 A JP H09201618A
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- Japan
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- conical surface
- billet
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- pressing surface
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流れの乱れによる偏肉の発生を防止する。
【解決手段】 ダイス３のビレット押圧面３ａに凹状の
円錐面２０を形成する。円錐面２０の角度θを５°〜１
５°とする。また、円錐面２０のダイス軸線と直交する
面に対する投影面積を、ビレット押圧面３ａ全体の投影
面積の５０％〜１００％とする。
円錐面２０を形成する。円錐面２０の角度θを５°〜１
５°とする。また、円錐面２０のダイス軸線と直交する
面に対する投影面積を、ビレット押圧面３ａ全体の投影
面積の５０％〜１００％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、継ぎ目無し合金管
などの中空製品を連続押出加工する熱間押出機のダイス
に関するものである。
などの中空製品を連続押出加工する熱間押出機のダイス
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アルミニウム合金等の金属中空
製品の押出加工は、製品の外面形状を規定するダイス
と、製品の内面形状を規定するマンドレルとからなる押
出用工具をコンテナイ内に装着し、ビレットを加圧して
ダイスから押し出すことにより行なっている。加圧方式
としては、ダイスを固定型とし、ルーズダミーをダイス
に向かって移動させる直接押出方式と、ルーズダミーを
固定型とし、ダイスとマンドレルをルーズダミーに向か
って移動させる間接押出方式の２方式がある。このう
ち、間接押出方式は、コンテナ内径とビレットとの間の
摩擦抵抗が小さく、押押出圧力を小さくすることができ
ることから主流をなしている。
製品の押出加工は、製品の外面形状を規定するダイス
と、製品の内面形状を規定するマンドレルとからなる押
出用工具をコンテナイ内に装着し、ビレットを加圧して
ダイスから押し出すことにより行なっている。加圧方式
としては、ダイスを固定型とし、ルーズダミーをダイス
に向かって移動させる直接押出方式と、ルーズダミーを
固定型とし、ダイスとマンドレルをルーズダミーに向か
って移動させる間接押出方式の２方式がある。このう
ち、間接押出方式は、コンテナ内径とビレットとの間の
摩擦抵抗が小さく、押押出圧力を小さくすることができ
ることから主流をなしている。
【０００３】図４は熱間間接押出加工機の従来例を示す
断面図である。図において、１はコンテナ、２は所定温
度に加熱されコンテナ１内に充填されたアルミニウム、
アルミニウム合金等の金属材料からなるビレット、３，
４はダイスおよびマンドレルで、これらによって押出用
工具５を構成している。６はダイス３に対向してコンテ
ナ１内に配設されたルーズダミー、７，８はステムであ
る。ダイス３はコンテナ１に嵌挿され、中心に押出形材
１０の外面形状を規定する押出方向に拡径したダイス孔
１１が形成されている。ダイス３の材質としては、熱間
工具鋼、たとえばＪＩＳ Ｇ４４０４（１９８３）ＳＫ
Ｄ６１等が用いられる。押出形材１０の内面形状を規定
するマンドレル４は、ルーズダミー６を摺動自在に貫通
する保持部材１２の先端部に取り付けられている。マン
ドレル本体１３の先端面は、ビレット２のダイス孔１１
への流れ込みを容易にするためにテーパ面１６が形成さ
れている。
断面図である。図において、１はコンテナ、２は所定温
度に加熱されコンテナ１内に充填されたアルミニウム、
アルミニウム合金等の金属材料からなるビレット、３，
４はダイスおよびマンドレルで、これらによって押出用
工具５を構成している。６はダイス３に対向してコンテ
ナ１内に配設されたルーズダミー、７，８はステムであ
る。ダイス３はコンテナ１に嵌挿され、中心に押出形材
１０の外面形状を規定する押出方向に拡径したダイス孔
１１が形成されている。ダイス３の材質としては、熱間
工具鋼、たとえばＪＩＳ Ｇ４４０４（１９８３）ＳＫ
Ｄ６１等が用いられる。押出形材１０の内面形状を規定
するマンドレル４は、ルーズダミー６を摺動自在に貫通
する保持部材１２の先端部に取り付けられている。マン
ドレル本体１３の先端面は、ビレット２のダイス孔１１
への流れ込みを容易にするためにテーパ面１６が形成さ
れている。
【０００４】押出加工を行うには、ダイス３とマンドレ
ル４を図において右方へ一体に前進移動させてコンテナ
１内のビレット２を加圧し、ダイス孔１１とベアリング
１４の隙間から押し出すことで所望の中空押出形材１０
を製作することができる。
ル４を図において右方へ一体に前進移動させてコンテナ
１内のビレット２を加圧し、ダイス孔１１とベアリング
１４の隙間から押し出すことで所望の中空押出形材１０
を製作することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の熱間間接押出加工機においては、ダイス３のビ
レット２を押圧する面、すなわちビレット押圧面３ａが
ダイス３の軸線に対して垂直な面を形成しているため、
ビレット２の流れがダイス孔１１付近で不均一になると
いう問題があった。すなわち、コンテナ１の内周面寄り
のビレットは、ビレット押圧面３ａに当たるとコンテナ
１の中心方向に略直角に方向転換されるメタルフロー２
ａとなり、コンテナ１の中心部寄りのビレットは、マン
ドレル４の外周に沿って流れるメタルフロー２ｂとな
る。このうちメタルフロー２ｂは、ビレット押圧面３ａ
によって方向転換されたメタルフロー２ａに対して略直
角に衝突するため、流れに乱れが発生する。そのため、
中空の押出形材１０の肉厚寸法が変化（偏肉）し、品質
の均一な製品が得られなくなる。
た従来の熱間間接押出加工機においては、ダイス３のビ
レット２を押圧する面、すなわちビレット押圧面３ａが
ダイス３の軸線に対して垂直な面を形成しているため、
ビレット２の流れがダイス孔１１付近で不均一になると
いう問題があった。すなわち、コンテナ１の内周面寄り
のビレットは、ビレット押圧面３ａに当たるとコンテナ
１の中心方向に略直角に方向転換されるメタルフロー２
ａとなり、コンテナ１の中心部寄りのビレットは、マン
ドレル４の外周に沿って流れるメタルフロー２ｂとな
る。このうちメタルフロー２ｂは、ビレット押圧面３ａ
によって方向転換されたメタルフロー２ａに対して略直
角に衝突するため、流れに乱れが発生する。そのため、
中空の押出形材１０の肉厚寸法が変化（偏肉）し、品質
の均一な製品が得られなくなる。
【０００６】そこで、本発明者らは各種実験を行い、メ
タルフローおよび偏肉に及ぼすビレット押圧面３ａの角
度（以下、ダイス角という）の影響を調べたところ、ダ
イス角をある角度範囲内に設定すると、メタルフローの
乱れが減少し偏肉の発生を軽減することができることを
確認した。これは、ダイス角によってメタルフロー２
ａ，２ｂに方向性と求心性をもたせることができ、偏肉
の原因となる流れに乱れが発生しないことによるものと
推測される。
タルフローおよび偏肉に及ぼすビレット押圧面３ａの角
度（以下、ダイス角という）の影響を調べたところ、ダ
イス角をある角度範囲内に設定すると、メタルフローの
乱れが減少し偏肉の発生を軽減することができることを
確認した。これは、ダイス角によってメタルフロー２
ａ，２ｂに方向性と求心性をもたせることができ、偏肉
の原因となる流れに乱れが発生しないことによるものと
推測される。
【０００７】したがって、本発明は上記した従来の問題
点および実験結果に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、流れの乱れによる偏肉の発生を防止
し、品質の均一な中空押出形材を製作し得るようにした
中空製品押出用ダイスを提供することにある。
点および実験結果に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、流れの乱れによる偏肉の発生を防止
し、品質の均一な中空押出形材を製作し得るようにした
中空製品押出用ダイスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、押出形材の外面形状を規定する中空製品押出
用ダイスにおいて、ダイスのビレット押圧面を凹状の円
錐面に形成したことを特徴とする。また、本発明は、円
錐面とダイス軸線と直交する面とのなす角度を５°〜１
５°に設定したことを特徴とする。さらに、本発明は、
円錐面のダイス軸線と直交する面に対する投影面積を、
ビレット押圧面全体の投影面積の５０％〜１００％に設
定したことを特徴とする。
本発明は、押出形材の外面形状を規定する中空製品押出
用ダイスにおいて、ダイスのビレット押圧面を凹状の円
錐面に形成したことを特徴とする。また、本発明は、円
錐面とダイス軸線と直交する面とのなす角度を５°〜１
５°に設定したことを特徴とする。さらに、本発明は、
円錐面のダイス軸線と直交する面に対する投影面積を、
ビレット押圧面全体の投影面積の５０％〜１００％に設
定したことを特徴とする。
【０００９】円錐面とダイス軸線と直交する面とのなす
角度（ダイス角）が５°未満ではメタルフローの方向性
と求心性が小さく流れに乱れが発生し、本発明の効果が
顕著に現れない。また、１５°を超えると、押出残存ビ
レットが少なくなった時に、メタルとダイスのビレット
押圧面との抵抗とメタルとルーズダミーとの抵抗の逆転
と考えられるが、押出中のメタルの流れが、ビレット押
圧面に沿っていた流れからルーズダミーの内面に沿って
マンドレル側へと流れる逆流が生じ易くなって、押出中
空製品のメタル組織が不均一になる。また、円錐面のダ
イス軸線と直交する面に対する投影面積が、ビレット押
圧面全体の投影面積の５０％未満であると、前記ダイス
角の小さい場合に円錐面を形成した本発明の効果が少な
く、図４の従来品で見られるようにアルミニウムの流れ
に乱れが発生し、製品に偏肉が多くなり易い。
角度（ダイス角）が５°未満ではメタルフローの方向性
と求心性が小さく流れに乱れが発生し、本発明の効果が
顕著に現れない。また、１５°を超えると、押出残存ビ
レットが少なくなった時に、メタルとダイスのビレット
押圧面との抵抗とメタルとルーズダミーとの抵抗の逆転
と考えられるが、押出中のメタルの流れが、ビレット押
圧面に沿っていた流れからルーズダミーの内面に沿って
マンドレル側へと流れる逆流が生じ易くなって、押出中
空製品のメタル組織が不均一になる。また、円錐面のダ
イス軸線と直交する面に対する投影面積が、ビレット押
圧面全体の投影面積の５０％未満であると、前記ダイス
角の小さい場合に円錐面を形成した本発明の効果が少な
く、図４の従来品で見られるようにアルミニウムの流れ
に乱れが発生し、製品に偏肉が多くなり易い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る中
空製品押出用ダイスを用いた熱間間接押出機の断面図で
ある。なお、従来技術の欄で示した構成部材等と同一の
ものについては同一の符号を付し、その説明を省略す
る。同図において、ダイス３は、メタルフロー２ａ，２
ｂに方向性と求心性をもたせるためにビレット押圧面３
ａに凹状の円錐面２０を形成している。この円錐面２０
とダイス軸線と直交する面２１とのなす角度、すなわち
ダイス角θは、５°〜１５°に設定される。また、円錐
面２０は、ダイス軸線と直交する面２１に対する投影面
積が、ダイス３のビレット押圧面３ａ全体の前記面２１
に対する投影面積の５０％〜１００％となるように形成
される。
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る中
空製品押出用ダイスを用いた熱間間接押出機の断面図で
ある。なお、従来技術の欄で示した構成部材等と同一の
ものについては同一の符号を付し、その説明を省略す
る。同図において、ダイス３は、メタルフロー２ａ，２
ｂに方向性と求心性をもたせるためにビレット押圧面３
ａに凹状の円錐面２０を形成している。この円錐面２０
とダイス軸線と直交する面２１とのなす角度、すなわち
ダイス角θは、５°〜１５°に設定される。また、円錐
面２０は、ダイス軸線と直交する面２１に対する投影面
積が、ダイス３のビレット押圧面３ａ全体の前記面２１
に対する投影面積の５０％〜１００％となるように形成
される。
【００１１】ダイス角θを５°未満にすると、メタルフ
ローの方向性と求心性が小さく流れに乱れが発生し、本
発明の効果が顕著に現れない。また、１５°を超える
と、押出残存ビレットが少なくなった時に、メタルとダ
イス３のビレット押圧面３ａとの抵抗とメタルとルーズ
ダミー６との抵抗の逆転と考えられるが、押出中のメタ
ルの流れが、ビレット押圧面３ａに沿っていた流れから
ルーズダミー６の内面に沿ってマンドレル側へと流れる
逆流が生じ易くなって、押出中空製品のメタル組織が不
均一になる。また、円錐面２０の投影面積がビレット押
圧面３ａ全体の投影面積の５０％未満であると、ダイス
角θの小さい場合に円錐面を形成した本発明の効果が少
なく、図４の従来品で見られるようにアルミニウムの流
れに乱れが発生し、製品に偏肉が多くなり易くなるので
好ましくない。
ローの方向性と求心性が小さく流れに乱れが発生し、本
発明の効果が顕著に現れない。また、１５°を超える
と、押出残存ビレットが少なくなった時に、メタルとダ
イス３のビレット押圧面３ａとの抵抗とメタルとルーズ
ダミー６との抵抗の逆転と考えられるが、押出中のメタ
ルの流れが、ビレット押圧面３ａに沿っていた流れから
ルーズダミー６の内面に沿ってマンドレル側へと流れる
逆流が生じ易くなって、押出中空製品のメタル組織が不
均一になる。また、円錐面２０の投影面積がビレット押
圧面３ａ全体の投影面積の５０％未満であると、ダイス
角θの小さい場合に円錐面を形成した本発明の効果が少
なく、図４の従来品で見られるようにアルミニウムの流
れに乱れが発生し、製品に偏肉が多くなり易くなるので
好ましくない。
【００１２】このような構造からなるダイス３にあって
は、円錐面２０によってメタルフロー２ａ，２ｂに方向
性と求心性をもたせることができるので、流れの乱れの
発生を防止することができる。すなわち、円錐面２０を
設けておくと、外周側のメタルフロー２ａは、ダイス押
圧面３ａによって方向転換された後、円錐面２０に沿っ
た流れを形成しダイス孔１１に向かう。この円錐面２０
に沿ったメタルの流れは、ダイス角θと同一の角度で、
ダイス軸線に対して傾斜している。内周側のメタルフロ
ー２ｂは、円錐面２０に沿ったメタルフロー２ａがダイ
ス軸線に対して傾斜していることからこのメタルフロー
２ａに沿ってダイス中心方向に方向転換されてダイス孔
１１に向かう。このため、両メタルフロー２ａ，２ｂは
方向性と求心性を持った層流を形成してダイス孔１１に
向かい、衝突することがない。したがって、メタルフロ
ー２ａ，２ｂに乱れが発生せず、肉厚寸法が均一な中空
の押出形材１０を押出形成することができる。
は、円錐面２０によってメタルフロー２ａ，２ｂに方向
性と求心性をもたせることができるので、流れの乱れの
発生を防止することができる。すなわち、円錐面２０を
設けておくと、外周側のメタルフロー２ａは、ダイス押
圧面３ａによって方向転換された後、円錐面２０に沿っ
た流れを形成しダイス孔１１に向かう。この円錐面２０
に沿ったメタルの流れは、ダイス角θと同一の角度で、
ダイス軸線に対して傾斜している。内周側のメタルフロ
ー２ｂは、円錐面２０に沿ったメタルフロー２ａがダイ
ス軸線に対して傾斜していることからこのメタルフロー
２ａに沿ってダイス中心方向に方向転換されてダイス孔
１１に向かう。このため、両メタルフロー２ａ，２ｂは
方向性と求心性を持った層流を形成してダイス孔１１に
向かい、衝突することがない。したがって、メタルフロ
ー２ａ，２ｂに乱れが発生せず、肉厚寸法が均一な中空
の押出形材１０を押出形成することができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明者らは、ダイス角θを変えた場
合、偏肉値にどのような影響を及ぼすかを実験した。 〔実施例１〕図２は円錐面２０のダイス角θが１０°、
円錐面２０の投影面積がビレット押圧面全体の投影面積
の７０％の場合の偏肉値と押出量の関係を示す図であ
る。図において、破線３０はビレット押圧面がダイス軸
線に対して垂直な従来のダイスを用いて製作した押出形
材の偏肉値、実線３１は、ビレット押圧面に円錐面２０
が形成された本発明によるダイスを用いて製作した押出
形材の偏肉値を示す。押出合金としては、ＪＩＳ ５０
５６を用い押し出した。押出形材の外径は４５φｍｍ、
肉厚は６ｍｍであった。
合、偏肉値にどのような影響を及ぼすかを実験した。 〔実施例１〕図２は円錐面２０のダイス角θが１０°、
円錐面２０の投影面積がビレット押圧面全体の投影面積
の７０％の場合の偏肉値と押出量の関係を示す図であ
る。図において、破線３０はビレット押圧面がダイス軸
線に対して垂直な従来のダイスを用いて製作した押出形
材の偏肉値、実線３１は、ビレット押圧面に円錐面２０
が形成された本発明によるダイスを用いて製作した押出
形材の偏肉値を示す。押出合金としては、ＪＩＳ ５０
５６を用い押し出した。押出形材の外径は４５φｍｍ、
肉厚は６ｍｍであった。
【００１４】〔実施例２〕図３は円錐面２０のダイス角
θが５°、円錐面２０の投影面積がビレット押圧面全体
の投影面積の６０％の場合の偏肉値と押出量の関係を示
す図である。押出合金としてはＪＩＳ ６０６１を用
い、押出形材の外径は１００φｍｍ、肉厚は５ｍｍであ
った。
θが５°、円錐面２０の投影面積がビレット押圧面全体
の投影面積の６０％の場合の偏肉値と押出量の関係を示
す図である。押出合金としてはＪＩＳ ６０６１を用
い、押出形材の外径は１００φｍｍ、肉厚は５ｍｍであ
った。
【００１５】図２および図３から明らかなように、ビレ
ット押圧面３ａに円錐面２０を形成すると、ビレット押
圧面がダイス軸線と直交する従来のダイスに比べて、偏
肉値が小さくなった。また、この結果は、ダイス角θが
５°以上で、投影面積が５０％〜１００％において共通
した傾向を示す。ただし、ダイス角θは、上記した通り
１５°以下であることが望ましい。
ット押圧面３ａに円錐面２０を形成すると、ビレット押
圧面がダイス軸線と直交する従来のダイスに比べて、偏
肉値が小さくなった。また、この結果は、ダイス角θが
５°以上で、投影面積が５０％〜１００％において共通
した傾向を示す。ただし、ダイス角θは、上記した通り
１５°以下であることが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る中空製品
押出用ダイスは、ビレット押圧面を凹状の円錐面に形成
したので、メタルフローに方向性と求心性をもたせるこ
とができ、流れの乱れの発生を防止することができる。
したがって、製品に偏肉が発生せず、品質の均一な製品
を製作することができ、歩留りを高めることができる。
また、本発明は、円錐面の角度をダイス軸線と直交する
面に対して５°〜１５°に設定し、円錐面のダイス軸線
と直交する面に対する投影面積を、ダイスのビレット押
圧面全体投影面積の５０％〜１００％に設定したので、
流れの乱れの発生が少なく、また押出終了時の押しへた
量を少なくすることができる。
押出用ダイスは、ビレット押圧面を凹状の円錐面に形成
したので、メタルフローに方向性と求心性をもたせるこ
とができ、流れの乱れの発生を防止することができる。
したがって、製品に偏肉が発生せず、品質の均一な製品
を製作することができ、歩留りを高めることができる。
また、本発明は、円錐面の角度をダイス軸線と直交する
面に対して５°〜１５°に設定し、円錐面のダイス軸線
と直交する面に対する投影面積を、ダイスのビレット押
圧面全体投影面積の５０％〜１００％に設定したので、
流れの乱れの発生が少なく、また押出終了時の押しへた
量を少なくすることができる。
【図１】 本発明に係る中空製品押出用ダイスを用いた
熱間間接押出機の断面図である。
熱間間接押出機の断面図である。
【図２】 従来のダイスを用いた場合と本発明に係るダ
イスを用いた場合の偏肉値と押出長さの関係を示す図で
ある。
イスを用いた場合の偏肉値と押出長さの関係を示す図で
ある。
【図３】 従来のダイスを用いた場合と本発明に係るダ
イスを用いた場合の偏肉値と押出長さの関係を示す図で
ある。
イスを用いた場合の偏肉値と押出長さの関係を示す図で
ある。
【図４】 従来の熱間押出機の断面図である。
１…コンテナ、２…ビレット、２ａ，２ｂ…メタルフロ
ー、３…ダイス、３ａ…ビレット押圧面、４…マンドレ
ル、５…押出用工具、６…ルーズダミー、２０…円錐
面、θ…ダイス角、２１…ダイス軸線と直交する面。
ー、３…ダイス、３ａ…ビレット押圧面、４…マンドレ
ル、５…押出用工具、６…ルーズダミー、２０…円錐
面、θ…ダイス角、２１…ダイス軸線と直交する面。
Claims (3)
- 【請求項１】 押出形材の外面形状を規定する中空製品
押出用ダイスにおいて、ダイスのビレット押圧面を凹状
の円錐面に形成したことを特徴とする中空製品押出用ダ
イス。 - 【請求項２】 請求項１記載の中空製品押出用ダイスに
おいて、円錐面とダイス軸線と直交する面とのなす角度
を５°〜１５°に設定したことを特徴とする中空製品押
出用ダイス。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の中空製品押出用
ダイスにおいて、円錐面のダイス軸線と直交する面に対
する投影面積を、ビレット押圧面全体の投影面積の５０
％〜１００％に設定したことを特徴とする中空製品押出
用ダイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179696A JPH09201618A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 中空製品押出用ダイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179696A JPH09201618A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 中空製品押出用ダイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201618A true JPH09201618A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11787862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179696A Pending JPH09201618A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 中空製品押出用ダイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201618A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6865920B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-03-15 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd | Indirect extrusion method of clad material |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP1179696A patent/JPH09201618A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6865920B2 (en) | 2001-10-01 | 2005-03-15 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd | Indirect extrusion method of clad material |
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