JPS60208401A - Production of seamless hollow material made of powder material - Google Patents

Production of seamless hollow material made of powder material

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JPS60208401A
JPS60208401A JP6426384A JP6426384A JPS60208401A JP S60208401 A JPS60208401 A JP S60208401A JP 6426384 A JP6426384 A JP 6426384A JP 6426384 A JP6426384 A JP 6426384A JP S60208401 A JPS60208401 A JP S60208401A
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extrusion
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犬丸 晋
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重徳 山内
Kazuhisa Shibue
渋江 和久
Hideo Sano
秀男 佐野
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain effectively a long-sized seamless hollow material from a powder material by sealing the compressed powder material formed by compression molding in a jig into a cylindrical vessel, loading the vessel in a container and subjecting the material to indirect mandrel extrusion. CONSTITUTION:A mixture composed of metallic powder, etc. is packed into a jig such as a rubber vessel 8 or the like contg. an arbor 2 and the jig is compressed to form a hollow compressed powder material 24. The compressed material 24 is contained tightly into an annular cylindrical vessel and is heated to evaporate moisture, etc. and is subjected to evacuation to a vacuum to form a hollow billet 38 for extrusion. Such billet 38 is loaded into the billet-loading hole 42 of a container 40. A mandrel 48 is inserted and positioned into the hollow part of the billet 38 and the billet 38 is pressurized via pressure plate 46 by a stem 50 by which the billet is subjected to indirect mandrel extrusion. The seamless hollow exstrudate having the torus-shaped cylindrical vessel as the skin part is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末状材料製継目無中空材の製造法に係り、特
に粉末状材料を間接マンドレル押出法により押し出して
、長尺の継目無中空材を効果的に製造する方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a seamless hollow material made of a powder material, and in particular to extruding a powder material by indirect mandrel extrusion to effectively produce a long seamless hollow material. It is about the method.

アルミニウム若しくはその合金粉末等の金属粉末や、こ
れにセラミック材料を加えてなる混合物などの粉末状材
料から、長尺状の所定の形状物を形成せしめることは、
従来から極めて困難とされ、押出加工法は勿論、他の加
工法にあっても、種々なる問題を内在していることが認
められている。
Forming a long, predetermined shaped object from a powdered material such as a metal powder such as aluminum or its alloy powder, or a mixture formed by adding a ceramic material to the metal powder is as follows:
This has traditionally been considered extremely difficult, and it has been recognized that various problems are inherent in not only extrusion processing methods but also other processing methods.

例えば、従来からの粉末状材料の成形手段として採用さ
れている圧縮成形法は、一般に金型が組み込まれた複動
プレスにて行なわれるものであって、一方向からの加圧
方式であるが故に、長尺状物(長物)の成形加工が極め
て困難であるのであり、また円柱体及び矩形体く角状ブ
ロック)以外の異形の圧縮加工物を形成せしめることは
容易ではなく、更にこの圧縮成形物をその焼結後に加工
しようとする場合にあっても、それが硬化しているため
、巨大な加工力を必要とするか、また非常に小さい加工
度しか得られない問題があり、しかも材iの脆性が大き
いため、その加工も著しく困難である。
For example, compression molding, which has traditionally been used as a means of molding powdered materials, is generally carried out using a double-acting press with a built-in mold, and presses from one direction. Therefore, it is extremely difficult to form long objects (long objects), and it is not easy to form compressed objects of irregular shapes other than cylinders, rectangles, and square blocks. Even if you try to process the molded product after it has been sintered, there is a problem in that because it is already hardened, a huge amount of processing force is required or only a very small degree of processing can be achieved. Since material i is highly brittle, its processing is also extremely difficult.

このため、本願出願人は、先に特願昭54−39030
号(特開昭55−13(1400号)として、粉末状材
料の新しい押出加工方法を提案した。すなわち、予め用
意された金属材料からなるカプセル内に粉末状材料を充
填し、予備圧縮した後、かかるカプセルを脱気シールし
、これを静水圧押出法にて押出加工することを特徴とす
る、粉末状材料の押出加工方法であり、このような特定
の静水圧押出手法を利用することによって、粉末状材料
から種々なる形状の長尺状物を任意に形成し得ることと
なったのであるが、この方式とても、継目無管等の中空
の押出材(ホロー材)の如き特殊な形状のt−■を形成
せしめることは容易なことではないのである。
For this reason, the applicant of this application has previously filed Japanese Patent Application No. 54-39030.
No. 1400 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1400), we proposed a new extrusion processing method for powdered materials. In other words, after filling powdered materials into capsules made of metal material prepared in advance and pre-compressing them, is an extrusion processing method for powdered materials, which is characterized by deaerating and sealing such capsules and extruding them using a hydrostatic extrusion method. Although it became possible to form elongated objects of various shapes arbitrarily from powdered materials, this method was very difficult to form into special shapes such as hollow extruded materials such as seamless pipes. It is not easy to form t-■.

ここにおいて人事発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その目的とするところは、粉末状材
料から継目無中空材を有利に製造し得る方法を提供する
ことにあり、また他の目的は中空の押出用粉末状材料圧
縮物を有利に形成して、これを円環状のビレット容器内
に収容せしめてなるホロービレットを用いて、間接マン
ドレル押出法にて、直接、継目の無い、品質の良好な中
空材、特に管を製造する手法を提供することにある。
The HR invention was made against this background, and its purpose is to provide a method for advantageously manufacturing seamless hollow materials from powdered materials, and Another purpose is to advantageously form a hollow compressed powder material for extrusion, which is then housed in an annular billet container to form a hollow billet. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing hollow materials, especially pipes, with good quality.

そして、本発明に係る粉末状材料製継目無中空材の製造
法は、かかる目的を達成するために、(a)所定の金属
粉末又はこれにセラミック材料を混入せしめてなるもの
を、圧縮可能な中空圧縮動形成用治具に充填する工程と
、(b)該所定の粉末若しくは混合物を充填した中空圧
縮動形成用治具を、高圧の液体にて加圧を行ない得る加
圧容器内に収容し、所定の高圧液体を作用せしめること
によって、該治具を圧縮せしめ、中空の押出用粉末状材
料圧縮物を形成する工程と、(c)前記治具から取り出
された中空の粉末状材料圧縮物を略同−形状の円環状筒
状容器内に密に収容せしめて密封した後、加熱状態下に
真空排気せしめることによって、該円環状筒状容器にて
該粉末状材料圧縮物を被覆した形態の押出用ホロービレ
ットを形成する工程と、(d)該ホロービレットを所定
の間接マンドレル押出装置のコンテナ内に装填せしめる
と共に、該ホロービレットの中空部にマンドレルを挿入
、位置せしめ、そしてそれらコンテナとボロービレット
との間に相月変位が実質的に惹起されないようにして、
所定のダイスを通じて間接マンドレル押出せしめること
により、前記円環状筒状容器が表皮部分となった所定形
状の中空押出物を形成する工程とを含んで、構成される
ようにしたことにある。
In order to achieve the above object, the method for producing a seamless hollow material made of powder material according to the present invention has the following advantages: (b) storing the hollow compression dynamic forming jig filled with the predetermined powder or mixture in a pressurized container that can be pressurized with high-pressure liquid; (c) compressing the jig by applying a predetermined high-pressure liquid to form a hollow compressed powder material for extrusion; (c) compressing the hollow powder material taken out from the jig; The compressed powder material was coated in the annular cylindrical container by tightly accommodating and sealing the product in an annular cylindrical container having approximately the same shape, and then evacuation under heating conditions. (d) loading the hollow billet into a container of a predetermined indirect mandrel extrusion device, inserting and positioning a mandrel into the hollow part of the hollow billet; and the borrow billet so that substantially no phase displacement is caused,
The present invention is configured to include the step of forming a hollow extrudate having a predetermined shape in which the annular cylindrical container serves as a skin portion by indirect mandrel extrusion through a predetermined die.

以下、図面を参照しつつ、本発明について更に詳細に説
明することとする。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

まず、本発明に従って形成される中空の押出用粉末状材
料圧縮物を構成する粉末状材料としては、一般の金属粉
末の何れをも使用することができるものであるが、本発
明にあっては、特にアルミニウム若しくはその合金粉末
の粉末成形操作に有利に適用され得るものである。また
、このような成形に供される粉末状材料として、上述の
如き金属粉末の他、そのような金属粉末にセラミック材
料を混入せしめた混合粉末状材料であっても良いが、そ
のようなセラミック材料は、例えば粉末状の他、長繊維
状、短繊維状、ウィスカー状などの形態のものであって
、一般に容量基準で50%以下、特に10〜30%程度
の割合で金属粉末に混入せしめられることとなる。なお
、かかるセラミック材料は、一般に、粉末にあっては0
.1μrn−100μm程度の粒径において、また長繊
維にあっては太さ:0.1μm−100μm程度の寸法
において、更に短繊維にあっては太さ;0.1μm−t
o。
First, any general metal powder can be used as the powder material constituting the hollow extrusion powder material compact formed according to the present invention, but in the present invention, In particular, it can be advantageously applied to powder compacting operations of aluminum or its alloy powder. In addition to the above-mentioned metal powder, the powder material to be subjected to such molding may be a mixed powder material in which such metal powder is mixed with a ceramic material. The material is, for example, in the form of powder, long fibers, short fibers, whiskers, etc., and is generally mixed into the metal powder at a rate of 50% or less, especially about 10 to 30% by volume. It will be. In addition, such ceramic materials generally have 0% in powder form.
.. In the particle size of about 1 μrn-100 μm, and in the case of long fibers, the thickness is about 0.1 μm-100 μm, and in the case of short fibers, the thickness is 0.1 μm-t.
o.

μm、長さ:ll1m〜50mm程度の寸法において、
そしてまたウィスカーにあっては太さ:0.1μm〜1
0/jm、長さlpm−100μm程度の寸法において
、それぞれ用いられることとなる。
μm, length: about 1m to 50mm,
And for whiskers, the thickness: 0.1 μm ~ 1
0/jm and length lpm-100 μm, respectively.

そし゛(、このような粉末状(A料は、それから中空の
押出用15)束状材料圧縮物を得るために、所定の中空
圧縮動形成用治具に充填されることとなる、この中空圧
縮動形成用治具は、例えば第11ン1に示されるように
、中心部に芯金2、上下に上蓋4と底板6とを有し、こ
の上M4と底板6に円筒状のゴム容器8の両端部がそれ
ぞれハンド10.10にて密着さゼられて取り付けられ
ることにより、芯金2の軸心方向に延びるドーナツ状の
粉末状材料充填空間が形成されるようになっている。
Then, in order to obtain a bundle-like compressed material (such powdered material (A material is then used for hollow extrusion) For example, as shown in No. 11-1, the compression dynamic forming jig has a core bar 2 in the center, an upper lid 4 and a bottom plate 6 on the upper and lower sides, and a cylindrical rubber container on the upper M4 and the bottom plate 6. Both ends of the metal core 8 are tightly pressed and attached by hands 10 and 10, respectively, so that a donut-shaped powder material filling space extending in the axial direction of the core metal 2 is formed.

なお、この治具において、芯金2は、得られる粉末状材
ね圧縮物の内径寸法を決める部材であり、その材質とし
ては、一般に炭素鋼が用いられ、そして粉末状材料圧縮
後に中空の押出用粉末状材料圧縮物を抜き出し易くする
ために、該芯金2には、l/100程度の上蓋4に向か
って細くなるテーパがつけられている。また、上蓋4と
底板6は、芯金2とゴム容器8を固定する部(Aであり
、その材質は、通常炭素鋼であって、芯金2とはネジに
て連結されるようになっている。
In this jig, the core metal 2 is a member that determines the inner diameter dimension of the obtained compressed powder material, and its material is generally carbon steel, and after the powder material is compressed, it is extruded into a hollow shape. In order to make it easier to extract the compressed powder material, the core metal 2 has a taper of about 1/100 that tapers toward the top cover 4. The upper lid 4 and the bottom plate 6 are a part (A) that fixes the core metal 2 and the rubber container 8, and the material thereof is usually carbon steel and is connected to the core metal 2 with screws. ing.

また、ゴム容器8は、所定の粉末状材f412を充填す
る容器であって、その両端は、上述の如く上ri4と底
板6に嵌め込まれて固定されるものであるとごろから、
当該円周部分には、通常、帆布等の繊維が埋め込まれて
、補強されるようになっている。なお、このゴム容器8
の肉厚は、適宜に決定されることとなるが、一般に約I
Q+u程度が常用され、また内径と長さは、後述の圧縮
加工(CI P)後の収縮量を考慮して決定されること
となる。
Further, the rubber container 8 is a container filled with a predetermined powder material f412, and both ends thereof are fitted and fixed to the upper ri 4 and the bottom plate 6 as described above.
The circumferential portion is usually reinforced with fibers such as canvas. In addition, this rubber container 8
The wall thickness will be determined appropriately, but is generally about I
Q+u is commonly used, and the inner diameter and length are determined in consideration of the amount of shrinkage after compression processing (CIP), which will be described later.

さらに、かかる治具におけるバンド10は、ゴム容器8
を上M4と底板6に密着させ、後述の圧縮加工(CI 
P)時に、圧力媒体である水が内部の粉末状材料12に
滲み込むのを阻止する作用を為すものであり、またゴム
容器8の外側に位置するように、上蓋4と底板6との間
には、半割構造のガイドパイプ14.14が該ゴム容器
8を取り囲むように設けられ、これによって圧縮加工(
CIP)時に該上蓋4と底板6が変形するのが防止され
るようになっている。
Furthermore, the band 10 in such a jig is attached to the rubber container 8
is brought into close contact with the upper M4 and the bottom plate 6, and subjected to compression processing (CI
P) It acts to prevent water, which is a pressure medium, from seeping into the powdered material 12 inside, and is located outside the rubber container 8 between the top cover 4 and the bottom plate 6. , a guide pipe 14.14 having a half-split structure is provided to surround the rubber container 8, thereby performing compression processing (
This prevents the top cover 4 and bottom plate 6 from deforming during CIP.

なお、このガイドパイプ14の材質は、通常炭素鋼であ
り、また圧縮加工(CI P)時に加えられる液圧は、
それらガイドパイプ14.14間の間隙やそれらに設け
られた孔等を通じて、ゴム容器8に作用せしめられるよ
うになっており、これによってゴム容器8は、半径方向
の圧縮力を受けて、その内部に充填された粉末状材料1
2を圧縮せしめるようになっている。
The material of this guide pipe 14 is usually carbon steel, and the hydraulic pressure applied during compression processing (CI P) is
It is made to act on the rubber container 8 through the gaps between the guide pipes 14, 14, holes provided therein, etc., so that the rubber container 8 receives a compressive force in the radial direction, and the inside of the rubber container 8 receives a compressive force in the radial direction. Powdered material 1 filled in
2 is compressed.

また、このような中空圧縮動形成用治具内への粉末状材
料12の充填は、上M4が開放された状態において、所
定の粉末状材料12がゴム容器8内に投入せしめられる
ことによって実施されることとなるが、その際、適当な
振動充填機等を用いて振動を加えることが望ましく、こ
れによって充填密度が向上され得ると共に、均一な充填
を期待し得るのである。
Further, the filling of the powder material 12 into the hollow compression dynamic forming jig is carried out by putting a predetermined powder material 12 into the rubber container 8 with the upper M4 open. However, in this case, it is desirable to apply vibration using a suitable vibrating filling machine or the like, which can improve the packing density and can expect uniform filling.

次いで、このように七ノドされ、内部に所定の粉末状I
A料12が充填された中空圧縮物形成用治具は、高圧の
液体にて加圧を行ない得る加圧容器内に収容され、そし
て所定の高圧液体の作用によってj圧縮せしめられるこ
とにより、目的とする中空の押出用わ)束状材料圧縮物
が形成されることとなるのであるが、その操作は、通常
、冷間静水圧圧1i1工程(Cold l5ostat
ic Prossing : CI P)にて実施され
るものである。
Then, it is poured seven times in this way, and the prescribed powder I is placed inside.
The jig for forming a hollow compressed object filled with the material A 12 is housed in a pressurized container that can be pressurized with a high-pressure liquid, and is compressed by the action of a predetermined high-pressure liquid to achieve the purpose. A compressed bundle of material (hollow extrusion tube) is formed, and the operation is usually performed using a cold isostatic pressure step (Cold l5ostat step).
IC Processing (CIP).

第2図には、このようなCIP工程の略図が示されてお
り、そこにおいて、前述の所定の粉末状材料12を充填
した中空圧縮動形成用治具が上蓋16及び下蓋18を有
する高圧円筒20内に装入され、そして水を圧力媒体2
2として加圧せしめて、該装入治具に対して高圧が作用
せしめられるのである。なお、この加圧圧力は、粉末状
材料120種類と所要圧縮密度により適宜に決定される
こととなるが、アルミニウム合金粉末の場合、圧縮密度
65〜70%を得るには、加圧圧力は15kll / 
mm ”以上必要である。また、この加圧保持時間は5
秒程度で充分であるが、目的とする圧力への急速な昇圧
は、治具内における粉末状材料12の圧縮密度差を惹起
することとなるところから、そのような急速な昇圧は避
けることが望ましい。
FIG. 2 shows a schematic diagram of such a CIP process, in which a hollow compression dynamic forming jig filled with the above-mentioned predetermined powder material 12 is placed under high pressure having an upper lid 16 and a lower lid 18. is charged into the cylinder 20 and the water is transferred to the pressure medium 2
2, high pressure is applied to the charging jig. Note that this pressurizing pressure will be determined appropriately depending on the 120 types of powder materials and the required compaction density, but in the case of aluminum alloy powder, in order to obtain a compaction density of 65 to 70%, the pressurizing pressure should be 15kll. /
mm" or more is required. Also, this pressurization holding time is 5"
About a second is sufficient, but such a rapid increase in pressure to the target pressure will cause a difference in the compressed density of the powdered material 12 within the jig, so such a rapid increase in pressure should be avoided. desirable.

また、かかる圧縮操作にて得られる中空の粉末状材料圧
縮物は、圧縮装置(高圧円筒20)から取り出された治
具から、その上蓋4を取り外す等することによって取り
出され、そしてその後、それは略同−形状の円環状容器
内に密に収容せしめられて密封されることとなるが、そ
の−例が第3図に示されている。
Further, the hollow compressed powder material obtained by such compression operation is taken out from the jig taken out from the compression device (high-pressure cylinder 20) by removing the top cover 4, etc., and then it is roughly removed. It will be tightly housed and sealed in an annular container of the same shape, an example of which is shown in FIG.

すなわち、第3図において、前記治具がら取り出された
中空の粉末状材料圧縮物24は、内筒26、外筒28、
底板30及び上蓋32にて構成される円環状(ドーナツ
状)の筒状容器内に密に収容・ヒしめられ、そしてかか
る容器を構成する各部品は、後述の真空排気のためにリ
ークしないように完全に溶接シールされることとなる。
That is, in FIG. 3, the hollow compressed powder material 24 taken out from the jig has an inner cylinder 26, an outer cylinder 28,
The parts constituting the container are tightly housed and packed together in a toroidal (doughnut-shaped) cylindrical container composed of a bottom plate 30 and an upper lid 32, and each part is designed to prevent leakage due to vacuum evacuation, which will be described later. It will be completely welded and sealed.

なお、上M32に設けられた孔34は、真空排気のため
の排気孔であり、そしてこの排気孔34に第4図の如く
真空排気管36が取り付けられているのである。
Note that the hole 34 provided in the upper M32 is an exhaust hole for evacuation, and a vacuum exhaust pipe 36 is attached to this exhaust hole 34 as shown in FIG.

また、かかる粉末状材料圧縮物24を収容する筒状容器
の内筒26及び外筒28の材質としては、押出性の良好
な金属材料が好適に使用されるが、前記粉末状+Al4
12が、アルミニウム若しくはその合金わ)末又はそれ
とセラミック材料との混合粉末状材料である場合には、
A6063、A1050等の押出性の良好なアルミニウ
ム材料を選ぶことが望ましい。なお、それら内筒26、
外筒28の筒壁部の肉17は、一般に2〜51程度が採
用され、またその軸方向の長さは、粉末状材料圧縮物2
4の長さより10〜30龍長い程度にされる。
Further, as the material of the inner tube 26 and outer tube 28 of the cylindrical container accommodating the compressed powder material 24, a metal material with good extrudability is suitably used.
When 12 is a powder of aluminum or its alloy, or a mixed powder material of aluminum and a ceramic material,
It is desirable to select an aluminum material with good extrudability, such as A6063 or A1050. In addition, those inner cylinders 26,
The thickness 17 of the cylinder wall of the outer cylinder 28 is generally about 2 to 51 mm, and the length in the axial direction is the same as that of the compressed powder material 2.
The length is about 10 to 30 dragons longer than the length of 4.

また、かかる内筒26、外筒28の両端部を覆蓋する底
板30と上蓋32にあっても、上記内筒26や外筒28
と同様な材質のものが使用され、上記A6063、A1
050等の押出性の良好なアルミニウム材料等の材質の
ものが選ばれることとなる。なお、それらの形状は、真
円の円盤形状を為し、またその肉厚は一般に1〜5mm
程度とされ、その外径及び内径は、外筒28及び内筒2
6との間のクリアランスが0.5曹鳳程度以下となるよ
うに選定されることとなる。
Moreover, even if the bottom plate 30 and the upper lid 32 cover both ends of the inner cylinder 26 and the outer cylinder 28, the inner cylinder 26 and the outer cylinder 28
A material similar to that used is used, and the above A6063, A1
A material such as aluminum material with good extrudability such as 050 is selected. In addition, their shape is a perfect circular disk shape, and their wall thickness is generally 1 to 5 mm.
The outer diameter and inner diameter are approximately the same as that of the outer cylinder 28 and the inner cylinder 2.
6 will be selected so that the clearance between them is about 0.5 Cao Feng or less.

さらに、このように所定の粉末状材料圧縮物24が収容
されてなる容器の上蓋32には、第4図に示されるよう
に、その排気孔34に真空排気管36が取り付けられ、
そし゛ζ図示しない真空排気装置によって、かかる真空
υト気管36を通して、わ)末状材料圧縮物24を収容
する容器内の気体が除去せしめられることとなるのであ
る。なお、この真空排気管36は、例えばA1050等
のアルミニウム材料の如き加工し易い材質のものにて構
成されており、真空排気操作の後に、それを圧着・lし
めても漏洩がないように、その肉1¥は外径の1/10
以上とされている。
Furthermore, as shown in FIG. 4, a vacuum exhaust pipe 36 is attached to the exhaust hole 34 of the upper lid 32 of the container in which the predetermined compressed powder material 24 is housed.
Then, the gas in the container containing the compressed powder material 24 is removed through the evacuated trachea 36 by an evacuation device (not shown). The vacuum exhaust pipe 36 is made of a material that is easy to process, such as aluminum material such as A1050, and is made of a material that is easy to process, such as aluminum material such as A1050, and is made of a material that is easy to work with, so that there will be no leakage even if it is crimped and tightened after the vacuum exhaust operation. 1 yen of meat is 1/10 of the outer diameter
This is said to be the above.

また、このように真空排気管36を通じて真空排気せし
めるに際しては、この粉末状材料圧縮物24を収容した
容器は、加熱せしめられる必要がある。これによって、
該容器内の粉末状材料圧縮物24申に存在する気体や水
等の揮発性物質が気化せしめられて、効果的に追い出さ
れ、そし−C容器外に除去せしめられることにより、か
かる容器内にガスや揮発性液体等が存在しないようにさ
れるのであり、以て後の間接マンドレル押出工程におけ
るトラブルの発生が極力防止されている。なお、この際
の容器の加熱温度としては、粉末状材料圧縮物24の押
出工程以後に受ける熱履歴の程度によって、そのような
熱履歴の温度よりも低くない温度にて適宜に決定される
こととなり、例えば押出後に熱処理される場合にあって
は、その熱処理(焼入れ)温度若しくはそれ以上の温度
が、また押出物に熱処理をしない場合には、押出温度若
しくはそれ以上の温度が適宜に採用されることとなるの
である。そして、この加熱状態下における真空排気によ
って、円環状の筒状容器(26゜28.30.32)に
て粉末状材料圧縮物24を被覆した形態の押出用ホロー
ビレット38が形成されることとなるのである。
Further, when evacuation is performed through the evacuation pipe 36 in this manner, the container containing the compressed powder material 24 needs to be heated. by this,
Volatile substances such as gases and water present in the compacted powdered material in said container are vaporized, effectively expelled, and removed outside the container, thereby This prevents the presence of gas, volatile liquids, etc., and thereby prevents troubles in the subsequent indirect mandrel extrusion process as much as possible. In addition, the heating temperature of the container at this time should be appropriately determined at a temperature not lower than the temperature of such heat history, depending on the degree of heat history that the compressed powder material 24 receives after the extrusion process. For example, in the case of heat treatment after extrusion, the heat treatment (quenching) temperature or higher temperature is adopted, and if the extrudate is not heat treated, the extrusion temperature or higher temperature is adopted as appropriate. This is what happens. Then, by evacuation under this heated state, a hollow billet 38 for extrusion is formed in the form of a circular cylindrical container (26° 28.30.32) coated with the compressed powder material 24. It will become.

次いで、か(して得られたわj末状拐料圧縮物24を密
封した状態にある押出用ホロービレット38は、その押
出成形加工のために、300〜500℃で1〜5時間程
度予熱せしめられることとなる。このビレット38の加
熱温度は、−aに母材の押出前の予熱温度となるもので
ある。そして、このように予熱されたホロービレット3
8は、例えば第5図に示されるように、所定の間接マン
ドレル装置のコンテナ40のビレット装填孔42内に装
填せしめられる。また、このビレット装填孔42内には
、目的とする中空Hの押出形状を与えるダイス44が、
該ビレット38と同程度の温度に予熱されて、予めセッ
トされている。
Next, the hollow billet 38 for extrusion in which the powdered powder compressed material 24 obtained in this manner is sealed is preheated at 300 to 500° C. for about 1 to 5 hours for extrusion processing. The heating temperature of this billet 38 is such that -a is the preheating temperature before extrusion of the base material.
8 is loaded into a billet loading hole 42 of a container 40 of a predetermined indirect mandrel device, as shown in FIG. 5, for example. Moreover, in this billet loading hole 42, a die 44 that gives the desired hollow H extrusion shape is installed.
It is preheated to the same temperature as the billet 38 and set in advance.

そして、この装填せしめられたホロービレット38には
、押盤46を貫通してダイス44位置に至るマンドレル
48が挿通位置せしめられ、そしてそのような状態下に
おいて、ステム50にてホローヒレノド38が押盤46
を介して加圧せしめられて、押出が開始されることとな
る。この加圧押出の際、コンテナ40は、図示の如く、
別駆動による移動機構によって矢印方向の押出向にステ
ム50と等速度にて移動せしめられ、これによってコン
テナ40のビレット装填孔42の内面とホロービレット
38 (具体的には外筒28)の外面との間に相対変位
が惹起されないようにして、間接マンドレル押出が行な
われるのである。
Then, the loaded hollow billet 38 is inserted into the mandrel 48 that passes through the press plate 46 and reaches the die 44 position, and under such a condition, the hollow billet 38 is moved by the stem 50 to the press plate. 46
Extrusion is started by applying pressure through the . During this pressure extrusion, the container 40 is
It is moved at the same speed as the stem 50 in the extrusion direction indicated by the arrow by a separately driven movement mechanism, and thereby the inner surface of the billet loading hole 42 of the container 40 and the outer surface of the hollow billet 38 (specifically, the outer cylinder 28) Indirect mandrel extrusion is carried out in such a way that no relative displacements are induced during the process.

従って、このような粉末状材料圧縮物24を円環状筒状
容器(26,28,30,32)に収容してなる押出用
ホロービレット38の間接マンドレル押出操作にあって
は、コンテナ40のピレノl装填孔42の内面との間に
おいて、摩擦力は働かず、またダイス44とこれに押圧
されるボロービレット38の前端との当接部に形成され
るデッドメタル部が微少となることとなって、これによ
り円環状筒状容器を構成する外筒28や上蓋32等が、
押出圧力によって変形作用を受ける粉末状材料圧縮物2
4に混じり込まないようになり、それらの構成材料がそ
のままダイス44がら押し出される中空材52などの押
出品の表皮54として、その全面に残り、以て表皮54
の巻込みがない、中空材52を効果的に得ることができ
るのである。なお、この中空材52の表面を覆う表皮5
4は、適当な機械加工、例えば表面切削等によってfi
H単に除去することができ、それによって、目的とする
継目無中空形状の長尺状の管材を得ることができるので
ある。
Therefore, in the indirect mandrel extrusion operation of the hollow billet 38 for extrusion, which is made by housing such a compressed powder material 24 in an annular cylindrical container (26, 28, 30, 32), it is necessary to No frictional force acts between the die 44 and the inner surface of the loading hole 42, and a dead metal portion formed at the abutting portion between the die 44 and the front end of the borrow billet 38 pressed by the die 44 becomes minute. As a result, the outer cylinder 28, upper lid 32, etc. that constitute the annular cylindrical container,
Compressed powder material 2 subjected to deformation action by extrusion pressure
4, and these constituent materials remain on the entire surface of the extruded product such as the hollow material 52 that is extruded through the die 44 as the skin 54, and thus the skin 54
This makes it possible to effectively obtain the hollow material 52 without any entrainment. Note that the skin 5 covering the surface of the hollow material 52
4 is made by suitable machining, such as surface cutting.
H can be simply removed, thereby making it possible to obtain the desired seamless, hollow, elongated tube.

また、かくの如き継目無中空材の製造手法に従えば、間
接マンドレル押出成形手法の適用される中空の押出用粉
末状材料圧縮物が、前述の如き012手法にて効果的に
形成され、しかも所要の圧縮密度が均一となって、その
粉末状材料圧縮物24が割れ難いという優れた利点を有
しているのであり、更には圧縮時に潤滑剤が不要である
ところから、潤滑剤の除去工程も必要でなく、そのよう
な潤滑剤による粉末状材料圧縮物24、ひいては最終製
品たる中空材52の品質劣化も全く顧慮する必要がなく
なったのである。
Further, according to the manufacturing method of seamless hollow material as described above, a hollow compressed powder material for extrusion to which the indirect mandrel extrusion method is applied can be effectively formed by the above-mentioned 012 method, and It has the excellent advantage that the required compressed density is uniform and the compressed powder material 24 is difficult to break.Furthermore, since no lubricant is required during compression, the lubricant removal step is unnecessary. It is no longer necessary to consider the deterioration of the quality of the compressed powder material 24 and, ultimately, the final product, the hollow material 52, caused by such a lubricant.

さらに、そのようにして得られた良好な性状を有する押
出用ボロービレット38を間接マンドレル押出すること
により、直接、継目の無い、品質の良好な長尺の中空材
が製造し得ることとなり、しかもホロービレット38の
容器や蓋等は良加工性材料で形成されているところから
、押出ダイス44の摩耗、損傷や得られる中空材52の
割れ等も良好に防止され得るのであり、これによって金
属粉末にセラミック材料を混入した混合粉末状材料から
、品質の良好な継目無中空材を得ることができることと
なったのである。
Furthermore, by indirect mandrel extrusion of the thus obtained extrusion borrow billet 38 having good properties, it is possible to directly produce a seamless long hollow material with good quality. Since the container, lid, etc. of the hollow billet 38 are made of a material with good workability, wear and damage to the extrusion die 44 and cracking of the obtained hollow material 52 can be well prevented, and as a result, metal powder It became possible to obtain a seamless hollow material of good quality from a mixed powder material mixed with a ceramic material.

そして、このようにダイス摩耗や押出材(52)の割れ
等が無いところから、その押出速度を上げることができ
、これによって生産性を著しく向上せしめ得ることとな
ったのであり、また中空ビレットから管等の中空材を押
し出すことができるところから、中実ビレットを用いて
、それから棒材を押し出し、そしてそのような棒材に対
して切削、孔開けする中空材の製造工程に比較しても、
大幅なコストダウンが可能となったのである。
Since there is no die wear or cracking of the extruded material (52), it is possible to increase the extrusion speed, thereby significantly improving productivity. Since it is possible to extrude hollow materials such as pipes, it is even easier to manufacture hollow materials than the manufacturing process of hollow materials, which uses a solid billet, extrudes bar materials from it, and then cuts and drills holes in such bar materials. ,
This made it possible to significantly reduce costs.

なお、本発明は、上記例示の具体例にのみ限定して解釈
されるものでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加える得るものであって、そのような実
施形態のものをも含むものであること、また、言うまで
もないところである。
It should be noted that the present invention is not to be construed as being limited only to the specific examples illustrated above, and various modifications and changes can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
It goes without saying that the present invention is subject to modifications, improvements, etc., and includes such embodiments.

例えば、第1図に例示された中空圧縮物形成用治具にあ
っては、それが圧縮可能であり、且つ中空の圧縮物を形
成し得る円環状の粉末状材料充填空間を有する限りにお
いて、例示のもの以外の各種の構造の治具が用いられ得
るものであり、また第3図及び第4図に例示の如きホロ
ービレ、ト38を形成するための粉末状材14圧縮物2
4を収容する容器(26,28,30,32)にあって
も、内筒26と外筒28とが、底板30にて一体的に接
合、構成された有底円筒形状の二重の筒体に対して、上
132を組み合わせたものを用いることが、可能である
For example, in the jig for forming a hollow compacted object illustrated in FIG. 1, as long as it is compressible and has an annular powder material filling space capable of forming a hollow compacted object, Jigs having various structures other than those illustrated may be used, and the compressed powder material 14 for forming the hollow fins 38 as illustrated in FIGS. 3 and 4 may be used.
4, the inner cylinder 26 and the outer cylinder 28 are integrally joined at the bottom plate 30, and are a double cylinder with a bottomed cylindrical shape. It is possible to use a combination of upper 132 for the body.

さらに、間接マンドレル押出手法にあっても、前例の如
くコンテナ40とステム50とを等速度に移動せしめる
方式に代えて、それらコンテナ40及びステム50を固
定して、ダイス44をステム50に向かって押圧せしめ
る方式、換言すればダイス44が第5図において左方に
移動せしめられる方式を採用することも可能である。
Furthermore, even in the indirect mandrel extrusion method, instead of moving the container 40 and stem 50 at a constant speed as in the previous example, the container 40 and stem 50 are fixed, and the die 44 is moved toward the stem 50. It is also possible to adopt a pressing method, in other words, a method in which the die 44 is moved to the left in FIG.

また、本発明手法に従って得られる中空材は、そのまま
(表皮54が付いたまま)の状態で使用される他、…1
述の如く表皮が除去された状態においても使用され得る
ものであり、更には前記押し出された中空材には、適当
な熱処理や焼結などの操作も、必要に応じて適宜に加え
られるものである。
In addition, the hollow material obtained according to the method of the present invention can be used as it is (with the skin 54 still attached), and...
As mentioned above, it can be used even with the skin removed, and furthermore, the extruded hollow material can be subjected to appropriate heat treatment, sintering, etc. as necessary. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にて用いられる中空圧縮物成形用治具の
一例を示す断面説明図であり、第2図は中空圧縮物成形
用治具の液圧による圧縮手法の一例を示す断面説明図で
あり、第3図は中空の粉末状材料圧縮物を収容せしめる
容器の分解図であり、第4図はそれを組み付けて、真空
排気している状態を示す断面説明図であり、第5図は本
発明に従う間接マンドレル押出の一形態を示す断面説明
図である。 2:芯金 4=上蓋 6:底板 8:ゴム容器 11tn末状材料 14ニガイドバイブ16:上蓋 1
8:下蓋 20:高圧円筒 22:圧力媒体 24:粉末状材料圧縮物 26:内筒 28:外筒 3′o:底板 32:上蓋 36:真空排気管 38:ホロービレノト40:コンテ
ナ 42:ビレット装填孔44:ダイス 48:マンド
レル 50:ステム 52:中空材 54;表皮 出願人 住友軽金属工業株式会社
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a jig for forming a hollow compressed object used in the present invention, and FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a compression method using hydraulic pressure of the jig for forming a hollow compressed object. FIG. 3 is an exploded view of a hollow container for storing compressed powder material, FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing the assembled and evacuated state, and FIG. The figure is a cross-sectional explanatory view showing one form of indirect mandrel extrusion according to the present invention. 2: Core metal 4 = Top lid 6: Bottom plate 8: Rubber container 11tn powder material 14 Guide vibe 16: Top lid 1
8: Lower lid 20: High pressure cylinder 22: Pressure medium 24: Compressed powder material 26: Inner cylinder 28: Outer cylinder 3'o: Bottom plate 32: Upper lid 36: Vacuum exhaust pipe 38: Hollow billet 40: Container 42: Billet loading Hole 44: Die 48: Mandrel 50: Stem 52: Hollow material 54; Skin Applicant: Sumitomo Light Metal Industries, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 所定の金属粉末または゛これにセラミック材料を混入せ
しめてなるものを、圧縮可能な中空圧縮動形成用治具に
充填する工程と、 該所定の粉末若しくは混合物を充填した中空圧縮動形成
用治具を、高圧の液体にて加圧を行ない得る加圧容器内
に収容し、所定の高圧液体を作用せしめることによって
、該治具を圧縮せしめ、中空の押出用粉末状材料圧縮物
を形成する工程と、前記治具から取り出された中空の粉
末状材料圧縮物を略同−形状の円環状筒状容器内に密に
収容せしめて密封した後、加熱状態下に真空排気せしめ
ることによって、該円環状筒状容器にて該粉末状材料圧
縮物を被覆した形態の押出用ホロービレットを形成する
工程と、 該ホロービレットを所定の間接マンドレル押出装置のコ
ンテナ内に装填せしめると共に、該ホロービレットの中
空部にマンドレルを挿入、位置せしめ、そしてそれらコ
ンテナとホロービレットとの間に相対変位が実質的に惹
起されないようにして、所定のダイスを通じて間接マン
ドレル押出せしめることにより、前記円環状筒状容器が
表皮部分となった所定形状の中空押出物を形成する工程
とを、 含むことを特徴とする粉末状材料製継目無中空材の製造
法。
[Claims] A step of filling a compressible hollow compression motion forming jig with a predetermined metal powder or a ceramic material mixed therein; A compression dynamic forming jig is housed in a pressurized container that can be pressurized with high-pressure liquid, and by applying a predetermined high-pressure liquid, the jig is compressed to form a hollow powder material for extrusion. The process of forming a compressed material and the step of tightly accommodating the hollow powdery material compressed material taken out from the jig in an annular cylindrical container of approximately the same shape and sealing it, then vacuum evacuation under heating conditions. forming a hollow billet for extrusion in which the compressed powder material is coated in the annular cylindrical container; loading the hollow billet into a container of a predetermined indirect mandrel extrusion device; and , by inserting and positioning a mandrel in the hollow part of the hollow billet, and by indirectly extruding the mandrel through a predetermined die without substantially causing relative displacement between the container and the hollow billet. 1. A method for producing a seamless hollow material made of a powder material, comprising the step of: forming a hollow extrudate of a predetermined shape in which an annular cylindrical container serves as a skin portion.
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