JPS60210338A - 温間鍛造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸化ホウ素（Ｂｚ　Ｏｓ　）を潤滑剤とし従
来から鍛造の一種として、温間鍛造がある。

温間鍛造は、冷間鍛造と熱間鍛造との間の温度域で鍛造
する方法である。この温度域は、被加工材。

製品の寸法や仕上げ精度、鍛造機の能力等、多くの要因
によって変るが、一般的には、鋼材を加工する場合には
、２００〜９００℃である。温間鍛造は、冷間鍛造に比
べると、加工に必要な力は小さく、加工中に材料が割れ
る恐れも少なく、加工度を大きくすることが可能である
。また熱間鍛造に比べると加工温度が低いので被加工材
料にスケ−μが発生しに＜＜、脱炭も少なく、精度の高
い製品を得ることができる等の特長を有する。

一方、温間鍛造は次のような短所を有している。

すなわち、冷間鍛造に比べて、金型の熱負荷が大きく、
金型の寿命の面で問題が多くなる。また。

熱間鍛造に比べ、金型の面圧が高く、高強度の金型材料
が必要となシ、鍛造機は大容量のものが必要となる。

温間鍛造は、上記のような長所、短所を有するが、製品
形状の複雑化、高寸法精度、高強度化め要求によシ、広
く使用されようとしている。

すなわち、変形抵抗が高く、シかも低加工性のために冷
間鍛造が困難であった中、高炭素鋼や。

低合金鋼の、比較的複雑な部品を精度よく温間鍛造する
技術の開発が進められつつある。この場合。

最も問題となるのは、金型と被加工材との間の摩擦に起
因する焼きつきである。

焼きつきを防止するためには、従来から黒鉛を主成分と
する潤滑剤が広く使用されているが、塑性変形量が大き
く高い面圧下での潤滑には性能が不充分である。また鍛
造時に毎回金型、被加工材にスプレー、ハケ等によシ黒
鉛系潤滑剤を塗布しなくてはならず９作業環境の悪化も
近年大きな問題となっている。

最近では、黒鉛に代る潤滑剤として、低融点を有する金
属酸化物が注目されている。その中でもＢ２Ｏ３系のも
のは有望視されるがＢ２０．を単に金型に塗布するか、
素材の表面にコーティングしておくのみでは、加工面圧
が高く、変形の大きな鍛造を連続して実施するときには
、最初の数回の鍛造によって金型に焼きつきを生じ、多
数回の鍛造を良好に行なうことは困難であった。

発明者らは、　ｎ、ｏ、の金型への被覆を、鍛造初期に
確実に施すことが出来れば、　Ｂ２ｕｓの潤滑性能を充
分に発揮させ得るのではないかと考え、鋭意研究を進め
た。その結果９本発明を完成した。

本発明は、金型の初期焼きつきを防止し、連続して多数
回の鍛造を可能にする温間鍛造方法の提供を目的とした
ものである。

本発明は、　Ｂ、Ｏ，金主成分とする潤滑剤を用いて鋼
ビレットを金型によシ温間鍛造する方法において、上記
金型により銅、銅合金、軟鋼等の軟質材からなるＭＡ　
ｋｉビレットをＢ、０３の存在下で、しかも６００〜８
５０℃の範囲内のもとに、少なくとも１個予備鍛造し、
然る後、上記鋼ビレットを連続して本鍛造することを特
徴とする鋼ビレットの温間鍛造方法である。

本発明によれば、予備鍛造によシ金型の表面にＢ２０．
を初期焼きつきを生じることなく強固に被覆させること
ができ、以後の本鍛造においては１回目から金型と被加
工材（ビレット）との間の潤滑が良好になるので、金型
の焼きつきを防止することが可能で、金型の寿命が長く
なるという効果を得ることができる。

以下９本発明を鍛造工程に沿って説明する。

本発明における鍛造の形態は、従来のものと同様である
。すなわち、基本的には。

（１）第１図に示すように、金型１ａおよび１ｂによシ
ビレット６を単純に圧縮するか、据込みする形態。

（２）第２図に示すように、形状が複雑な製品を打つイ
ンプレッション成形の形態。

（６）第６図に示すように、金型１ｃ中のビレット３を
金型１ｄで前方へ押出す形態。

（４）第４図に示すように、金型２の中のビレット６を
金型１により後方へ押し出す形態。

であシ、ｍ常これらを複合した形態が実施される。

（１）の形態から（４）の形態に移るにしたがい、加工
度合は一般的には大きくなり、金型とビレット間のまさ
つ条件、熱負荷条件はきびしくなる。こ庇にしたがい潤
滑剤の性能も優れたものが必要となる。

従来の鍛造方法では、初めから所望の潤滑剤を塗付した
鋼製ビレットを鍛造する。

本発明では２本鍛造に先立って模擬ビレットを予備鍛造
する。模擬ビレッＦの材質は、６００〜８５０℃で鋼ビ
レットに比べて充分に軟らかく。

しかも金型の材料と焼きつきを生じφ１ｔい金属である
。具体的には銅、銅に５〜４Ｑｗｔ％の亜鉛を加えた黄
銅、銅に１５ｗＬ％以下の錫を加えた錫青銅、あるいは
軟鋼等である。該模擬ビレットは全体を上記金属によシ
製作する必要はなく、予備鍛造によシ金型と直接液する
部分のみを上記金属で製作し、内部は、中、高次素鋼、
低合金鋼のような比較的硬質のものでもよい。

核模擬ビレットの形状は９本鍛造時のビレットのそれと
一致させるのが望ましいが、必ずしも一致させることは
ない。一致させない場合は、少なくとも鍛造時に金型の
焼きつきを生じやすい部分が模−ビレットと接触するこ
とが必要である。

予備鍛造は、まず模擬ビレットの表面にＢ、０゜を塗布
する。塗布方法としては、　Ｂｅ０＝粉末を水。

アルコール等の溶媒に分散させ、さらに、結合剤として
ＯＭＯ，ＰＶＡ、等を加えたスラリーを作り。

これをはけ塗り、あるいはスプレー塗布するのがよい。

なお、潤滑剤にはＢｙｅｓに、黒鉛や二硫化モリブデン
等を適当量含有せしめてもよい。

模擬ビレット表面でのＢ２０．付着量は、２０〜１５０
９／ｗｆ程度にするのがよい。

なお、金型にも潤滑剤を塗布してもよい。

次に、模擬ビレットを６００〜８５０℃に加熱して、金
型で鍛造する。加熱手段としては１通常の電気炉、高周
波誘導加熱が使用できる。特に。

模擬ビレットの材料が鉄系の場合には、高周波誘導加熱
するのが望ましい。

予９＃Ｉ鍛造によって、金型表面には、模擬ビレットの
表面に被覆せしめたＢ２０．が、鍛造温度と鍛造圧力の
もとに、圧着せしめられ１強固な膜となって付着する。

しかも、模擬ビレットの材料は前述の様に選んであるの
で金型には焼つきによるｈずが生じない。このように、
焼きつきによるきすのない状態で、　Ｂ、Ｏｊが金型表
面に適当な温度。

圧力のもとで付着すると、後の鋼ビレットの鍛造におい
て良好な潤滑性能を発揮するのである。

予備鍛造する模擬ビレットの個数が、２個以上であると
、さらに確実に上記Ｂ２０．膜が型面に圧着形成される
。しかし、無やみに個数を増してもその効果は回数に比
例するものではない。

実用的には多くても６個程度で充分でおる。

予４ａ鍛造のあと、鋼製ビレットを鍛造する。

該鋼製ビレットは、その表面に、　Ｂｚ　Ｏｓを主成分
とする潤滑剤を塗布し、電気炉あるいは高周波誘導加熱
によシロ００〜８５０℃に加熱したものである。

予備鍛造によって金型の加工面には、Ｂ２Ｏ５を圧着被
覆しであるため、該本鍛造時に焼きつきは生じない。

予ｌｉｉ鍛造を行なってない金型の場合には１本鍛造の
初期に金型表面に焼きつきが生じ、該焼きつきは数回の
鍛造によって急速に成長し、金型は使用不能となる。

結局１本発明では、軟質の模擬ビレットの鍛造によりＢ
、０．を、初期焼きつきのない状態で金型表面に圧着、
付着せしめると、以後にＢ、０．を主成分とした潤滑剤
を塗布した綱要ビレットを連続して鍛造しても金型の表
面には微細な焼きつきさえも生ずることなく、４た。鋼
製ビレット表面のＢ２０１が金型表面に逐次補給的に圧
着・付着される。その結果、多数個鍛造しても有効な潤
滑作用が維持され、金型の寿命が長くなる。

第５図は、８４５０鋼を８００℃後方せん孔押出しした
場合、せん孔品からの金型（パンチ）引抜力と１本鍛造
の個数との関係を、予備鍛造を行なわない従来法の場合
と比較して例示したものである。本発明の場合（曲線Ａ
）Ｌパンチの焼つきは全くな（，１，２回目で既に焼つ
きを生じた従来法の場合（曲ｍＢ）に比べて引抜力が小
さく。

潤滑が良好に行なわれていることがわかる。また第６図
は、せん孔温度とパンチ焼つき量（５回のせん孔加工を
くシ返した後）との関係を例示したものである。本発明
の場合（曲線Ａ）は黒鉛系潤滑剤をビレット表面に松布
した従来法の場合（曲線Ｂ）に比べて焼きつき量が少な
く、シかも広い温度範囲で有効な潤滑性能を発揮するこ
とが明らかである。

以下１本発明の詳細な説明する。

実施例１ 模擬ビレットとして、直径６ｏＷＭ；高さ３０■の銅製
円柱を用意した。一方、Ｂ、０．粉末を約２Ｏｆ、バイ
ンダーとしてのＣＭ（３を１ｇに、１０ＤＣＣの水を加
えてスラリーを作った。スラリーを模擬ビレット表面に
スプレー塗布し、高周波誘導加熱機で８００℃に加熱し
た。その後第７図に示すように、内径が約３０鱈の金型
１の中にセットし９、金型２（パンチ）（ｓｘｎ５１製
）によシ後方せん孔押出しを行なった。なお、金型２の
先端部°の最大直径は２１ｍ１である。同じ寸法、材質
の模擬ビレットをさらに２個予備鍛造したのち９本鍛造
を実施した。本鍛造用ビレットは、８４５Ｃ炭素鋼で直
径が５０１．長さが３５鱈のものである。このビレット
に予備鍛造時のＢ、０１ヌフリーをスプレー塗布し、８
００℃に高周波誘導加熱したのち、上記金型で後方せん
孔押出しを行ない。

せん孔品３を得た。連続して５０個のビレットを鍛造し
たが、金型には焼つきは全然見られなかった。

比較のために、黒鉛を潤滑剤として使用し、上記と同様
の予備鍛造９本鍛造を行なった。その結果９本鍛造を５
回実施したときには、金型２の先端付近に焼つきを生じ
ていた。

また、ＢｔＯｓを潤滑剤として使用し、予備鍛造を行な
わない金型で上記と同様の手順で８４５０ビレツトの後
方せん孔押出しを行なった。この場合も、５回実施した
ときには、金型２の先端付近に耐らきを生じた。

１だ本実施例において測定したせん孔後の金型２の引抜
力と鍛造個数との関係は第５図のようであり、予備鍛造
することによシ、引抜力は小さくなり、金型とビレット
間の潤滑作用が良好になっていることがわかる。

実施例２ 模擬ビレットの材質を軟鋼とした以外は、実施例１と同
様にして、予備鍛造１本鍛造を実施した。

その結果、実施例１の結果と同様に、８４５Ｃ鋼ビレツ
トを５０個後方せん孔押出しした後にも。

金型には少しの焼きつきも見られなかった。

実施例３ 模擬ビレットとして、直径６０鱈、高さ２８ｆｉの５４
５Ｃ円柱の表面に厚さ約０．５　ｎの銅メッキを施しだ
ものを用意し、実施例１と同様の方法で予備鍛造２本鍛
造を実施した。

その結果、実施例１の結果と同様に、８４５（３鋼ビレ
ツトを５０個後方せん孔押出しした後にも金型には少し
の焼きつきも見られなかった。

実施例４ 模擬ビレットとして、第８図に示すように、直径３０頗
、高さ２７卿の８３５０鋼製円柱４の上面に、厚さ３鰭
の銅円板５を乗せて、該円板の外周部を８３５Ｃ部分と
電子ビーム溶接したものを用意した。該模擬ビレットに
Ｂ、Ｏ□粉末と黒鉛粉の混合粉からなるスラリーをスプ
レーで塗布し。

実施例１と同様の方法で予備鍛造した。その後直ｕ３０
ｆｌ、高さ３２ｍの８４５０鋼製ビレツトの表面に同様
にＢ２０．と黒鉛との混合潤滑剤を塗布後！６００℃に
加熱して後方せん孔押出しした。

その結果、５０個鍛造後にも、金型には焼つきはなかっ
た。

実施例５ 模擬ビレットとして、実施例１と同寸法の７−６黄銅製
円柱を用意した。これらに、　Ｂ２　（ＵｓとＣＭＯＯ
）ラリ−をスプレー塗布した。Ｂ２Ｏ３の付着量は約４
０ｇ／ゴであった。

その後該模擬ヒレットを６００℃に加熱して実施例１と
同様の方法で予備鍛造した。

その後、同寸法の８５５０鋼ビレツトをＢ２０．を潤滑
剤として８５０℃で後方せん孔押出しした０８５５Ｃ鋼
ビレツトを８０個本鍛造したのちも。

金型に焼きつきを生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は２本発明における予備鍛造。 本鍛造における鍛造形態をあられす金型と被加工材の関
係を示す断面図、第５図は、パンチ引抜力と本鍛造個数
との関係を示すグラフ、第６図は。 鍛造温度と金型ハラき敏との関係、を示すグラフ。 第７図は実施例における後方せん孔押出しの方法を示す
金型とビレットの断面図、第８図は実施例における模擬
ビレットの一例を示す断面図である。 １−＝−Ｌ、１ａ、１　ｂ、１　ｅ、１　ｄ、２．、−
ｉ型金＝；瑚ｌｈ３・・・　ビレット 出願人 株式会社　豊田中央０を突所 （外２名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ＢｚＯａを主成分とする潤滑剤を用いて鋼ビレ
   ットを金型により温間鍛造する方法において。 上記金型によシ銅、銅合金、軟鋼等の軟質材からなる模
   擬ビレットを、Ｂ、０．０存在下で、しかも６００〜８
   ５０℃の範囲内のもとに、少なくと杢１個予備鍛造し、
   然る後、上記鋼ビレットを連続して本鍛造することを特
   徴とする鋼ビレットの温間鍛造方法。
2. （２）　上記模擬ヒレットは、少なくとも金型との接触
   面が銅、銅合金、軟鋼等の軟質材によ多形成