JPS6040640A - 成形金属部品の製造装置及び製造方法 - Google Patents
成形金属部品の製造装置及び製造方法Info
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- JPS6040640A JPS6040640A JP59142461A JP14246184A JPS6040640A JP S6040640 A JPS6040640 A JP S6040640A JP 59142461 A JP59142461 A JP 59142461A JP 14246184 A JP14246184 A JP 14246184A JP S6040640 A JPS6040640 A JP S6040640A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
-
- 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
- B21J5/004—Thixotropic process, i.e. forging at semi-solid state
-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S164/90—Rheo-casting
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は、形づくられた金属部品を連続的にっくる装置
と方法にかかわる。
と方法にかかわる。
口、従来の技術
樹木状組織を除いて、揺変性特徴を有する半固体の「ス
ラリ組織を有する」材料をつくるために、絣固中に金属
を力強くかき乱すことは矧られている。そのような材料
の粘度は、柔らかい固体として取り扱うことができるほ
ど高いことも知られている。1977−78年マグロ−
ヒル科学技術年鑑のマートンC・フレミングズとケニス
P・ヤングの[流動鋳造J (Rlxeocastin
g )を参照されたい。しかし、そのようなスラリ組織
を有する材料から形づくられた部品をつくる方法、特に
連続的に行なう方法には多くの問題がある。そのような
方法は、スラリ組織を有するビレットの装入物を適当な
部分固体に再加熱し、次いで半固体状態にあるあいだに
それを成形する最初の段階を必要とする。るつぼは、材
料を入れそしてその加熱からその成形ナイクルまでそれ
を取り扱う装置として絶対必要と考えられてきた。その
ようなるつぼの使用は費用がかかり、やっかいであり、
そしてさらに、るつぼの粘着による材料の損失、るつぼ
の品質低下による汚染、およびるつぼの側壁にでたらめ
に接触することによる都合の悪い冷却などプロセスの不
利を生ずる。他の問題は、半固体状態にあるビレットの
加熱、運搬および送達に含まれている。形づくられた金
属部品を半固体のプレホームからつくる装置と方法を得
ることが望ましい。
ラリ組織を有する」材料をつくるために、絣固中に金属
を力強くかき乱すことは矧られている。そのような材料
の粘度は、柔らかい固体として取り扱うことができるほ
ど高いことも知られている。1977−78年マグロ−
ヒル科学技術年鑑のマートンC・フレミングズとケニス
P・ヤングの[流動鋳造J (Rlxeocastin
g )を参照されたい。しかし、そのようなスラリ組織
を有する材料から形づくられた部品をつくる方法、特に
連続的に行なう方法には多くの問題がある。そのような
方法は、スラリ組織を有するビレットの装入物を適当な
部分固体に再加熱し、次いで半固体状態にあるあいだに
それを成形する最初の段階を必要とする。るつぼは、材
料を入れそしてその加熱からその成形ナイクルまでそれ
を取り扱う装置として絶対必要と考えられてきた。その
ようなるつぼの使用は費用がかかり、やっかいであり、
そしてさらに、るつぼの粘着による材料の損失、るつぼ
の品質低下による汚染、およびるつぼの側壁にでたらめ
に接触することによる都合の悪い冷却などプロセスの不
利を生ずる。他の問題は、半固体状態にあるビレットの
加熱、運搬および送達に含まれている。形づくられた金
属部品を半固体のプレホームからつくる装置と方法を得
ることが望ましい。
そのような方法、特にるつぼまたは他の入れる装置を必
要とせず、そして連続的に作用することのできる方法は
かなりな製作の経済をもたらす。
要とせず、そして連続的に作用することのできる方法は
かなりな製作の経済をもたらす。
ハ、発明が解決しようとする問題点
本発明のおもな目的は、形づくられた金属部品を連続的
にスラリ組織を有する金属プレホームからつくり、そし
てるつぼまたはいかなる種類の容器をも使用せずに部分
的に液体の形にある金属を運搬して送達する装置と方法
を得ることである。
にスラリ組織を有する金属プレホームからつくり、そし
てるつぼまたはいかなる種類の容器をも使用せずに部分
的に液体の形にある金属を運搬して送達する装置と方法
を得ることである。
二、問題点を解決するための手段
本発明によれば、プレホームが複数個の誘導加熱地帯を
通されるときそれらのエンタルピーを連続的に上げるこ
とによって、形づくられた金属部品を連続的に、スラリ
組織を有する自由に立っていル金属プレホームからつく
ることができることがわかった。加熱の連続は、融解と
それによって生ずる流れを避け、7Cシてプレホームが
半固体の温度に上げられるとき一つの地帯から次の地帯
に移るあいだ熱平衡を許すように行なわれる。本発明に
よれば、各プレホームがあまねくほぼ均一に半固体にな
ったいくつものプレホームが得られる。
通されるときそれらのエンタルピーを連続的に上げるこ
とによって、形づくられた金属部品を連続的に、スラリ
組織を有する自由に立っていル金属プレホームからつく
ることができることがわかった。加熱の連続は、融解と
それによって生ずる流れを避け、7Cシてプレホームが
半固体の温度に上げられるとき一つの地帯から次の地帯
に移るあいだ熱平衡を許すように行なわれる。本発明に
よれば、各プレホームがあまねくほぼ均一に半固体にな
ったいくつものプレホームが得られる。
自由に立っている半固体のプレホームは次いで、半固体
のプレホームにほとんど物理的変形を生ぜず、セして熱
摺失を減らす、非常に小さい力でデレホーノ・をつかむ
機緘的移動装置によってプレスまたは他の成形ヌテーシ
ョンに移される。移動装置は、移動中フOL/ホームの
熱損失をできるだけ少なくするために1Jl]熱される
。
のプレホームにほとんど物理的変形を生ぜず、セして熱
摺失を減らす、非常に小さい力でデレホーノ・をつかむ
機緘的移動装置によってプレスまたは他の成形ヌテーシ
ョンに移される。移動装置は、移動中フOL/ホームの
熱損失をできるだけ少なくするために1Jl]熱される
。
さらに明fig−’ K述べると、本発明の装置は、ス
ラリ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホームを
支1存して適当な位置に置く装置を包含し、前記装置は
、前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通す装置を
含み、また前記プレホームが自由に立っているあいだに
、前記プレホームのエンタルぎ−を前記プレホームが半
固体になる水準まで連続的に上げるための複数の誘導加
熱地帯を含む加熱装置、前記プレホームが半固体状態に
とどまるあいだに、前記自由に立っているプレホームを
前記支持装置から成形装置に移動する装置を包含し、前
記移動は、前記プレホーム忙はとんど変形なしに、そし
て前記プレホームの中の部分半固体内にほとんど局部的
変化なしに行なわれ、また前記プレホームを前記半固体
状態にあるあいだに形づくられた金属物品に成形する装
置、および凝固した形づくられた金属部品を回収する装
置を組み合わせて包含している。本発明の方法は、スラ
リ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホームを支
持して適当な位置に置き、前記プレホームが自由に立っ
ているあいだに、前記プレボームのエンタルピーを前記
プレホームが半固体になる水準まで連続的に上げるため
に前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通し、前記
プレホームが半固体状態にとどまるあいだに、前記自由
に立っているプレホームを前記支持V?晴から成形装置
に移動し、前記移動を、前記プレホームにほとんど変形
なしに、そして前記プレホームの中の部分半固体内に局
部的変化なしに行ない、前記プレホームを前記半固体状
態にあるあいだに形づくられた金属部品に成形し、そし
て凝固した形づくられた金属部品を回収することを包含
している。本発明の好ましい実施では、プレホームのエ
ンタルキー1家、一部分または全体の加熱ナイクルの(
・ずれカーで断続的に半固体の水準まで上げられる。
ラリ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホームを
支1存して適当な位置に置く装置を包含し、前記装置は
、前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通す装置を
含み、また前記プレホームが自由に立っているあいだに
、前記プレホームのエンタルぎ−を前記プレホームが半
固体になる水準まで連続的に上げるための複数の誘導加
熱地帯を含む加熱装置、前記プレホームが半固体状態に
とどまるあいだに、前記自由に立っているプレホームを
前記支持装置から成形装置に移動する装置を包含し、前
記移動は、前記プレホーム忙はとんど変形なしに、そし
て前記プレホームの中の部分半固体内にほとんど局部的
変化なしに行なわれ、また前記プレホームを前記半固体
状態にあるあいだに形づくられた金属物品に成形する装
置、および凝固した形づくられた金属部品を回収する装
置を組み合わせて包含している。本発明の方法は、スラ
リ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホームを支
持して適当な位置に置き、前記プレホームが自由に立っ
ているあいだに、前記プレボームのエンタルピーを前記
プレホームが半固体になる水準まで連続的に上げるため
に前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通し、前記
プレホームが半固体状態にとどまるあいだに、前記自由
に立っているプレホームを前記支持V?晴から成形装置
に移動し、前記移動を、前記プレホームにほとんど変形
なしに、そして前記プレホームの中の部分半固体内に局
部的変化なしに行ない、前記プレホームを前記半固体状
態にあるあいだに形づくられた金属部品に成形し、そし
て凝固した形づくられた金属部品を回収することを包含
している。本発明の好ましい実施では、プレホームのエ
ンタルキー1家、一部分または全体の加熱ナイクルの(
・ずれカーで断続的に半固体の水準まで上げられる。
本発明は、添付図面を参照することによって(島つそう
よく理解されるであろう。
よく理解されるであろう。
ホ、実施例
本発明の実施に使用される始めのプレホームを1、「ス
ラリ組織」になるように下ごしらえされたアルミニウム
、銅、マグネシウム、または鉄のような合金を含むがそ
れらに限らない、金属の合金である。これは、合金のか
なりな割合、好ましく&家容積で60%から55%まで
を非樹木状のJ!6に変えるために、液体と固体の混合
物の形にあるあ(・だに合金を力強くかき乱すことによ
って行なわれる。液体と固体の混合物は、次いで混合物
を凝固させるため冷却される。凝固した合金はスラリ組
織を有している。ここに使用される「スラリ組織 ′を
有する」材料とは、半固体状態に再加熱すると、より低
い融解基質の中に最初の球状固体粒子を含む微細組織を
有する金属を意味する。そのようなスラリ組織を有する
材料は、生産を含む固体状態のプロセス、例えば指向性
粒子組織と、熱間加工中または熱間加工後に導入された
ひずみの所要水準を有する金属の棒または他の形の艶聞
加工によって、かき乱さずに下ごしらえされる。そのよ
うな棒を再加熱すると、それもまたより低い融解基質の
中に最初の球状固体粒子を含む。かき乱しによってスラ
リ組織を有する材料をつくる一つの方法は、公布された
英国出願第2,042,386号に開示されたような回
転磁界の使用による。しかしプレホームを下ごしらえす
る一つの好ましい方法は、本出願人らの共願中の198
2年6月30日出願の米国出願8 、N、第363,6
22号にさらに詳しく開示されている固体状態のプロセ
スによる。
ラリ組織」になるように下ごしらえされたアルミニウム
、銅、マグネシウム、または鉄のような合金を含むがそ
れらに限らない、金属の合金である。これは、合金のか
なりな割合、好ましく&家容積で60%から55%まで
を非樹木状のJ!6に変えるために、液体と固体の混合
物の形にあるあ(・だに合金を力強くかき乱すことによ
って行なわれる。液体と固体の混合物は、次いで混合物
を凝固させるため冷却される。凝固した合金はスラリ組
織を有している。ここに使用される「スラリ組織 ′を
有する」材料とは、半固体状態に再加熱すると、より低
い融解基質の中に最初の球状固体粒子を含む微細組織を
有する金属を意味する。そのようなスラリ組織を有する
材料は、生産を含む固体状態のプロセス、例えば指向性
粒子組織と、熱間加工中または熱間加工後に導入された
ひずみの所要水準を有する金属の棒または他の形の艶聞
加工によって、かき乱さずに下ごしらえされる。そのよ
うな棒を再加熱すると、それもまたより低い融解基質の
中に最初の球状固体粒子を含む。かき乱しによってスラ
リ組織を有する材料をつくる一つの方法は、公布された
英国出願第2,042,386号に開示されたような回
転磁界の使用による。しかしプレホームを下ごしらえす
る一つの好ましい方法は、本出願人らの共願中の198
2年6月30日出願の米国出願8 、N、第363,6
22号にさらに詳しく開示されている固体状態のプロセ
スによる。
本発明の始めの材料として有用なスラリ組織を有するマ
0レホームの下ごしらえのさらに完全な説明については
、前記の公布された英国出願、または前記の共願中の米
国出願を参照されたい。
0レホームの下ごしらえのさらに完全な説明については
、前記の公布された英国出願、または前記の共願中の米
国出願を参照されたい。
本発明は、比較的小さい形づくられた銅またはアルミニ
ウムの合金の部品、すな、わち最大寸法が152ミリ(
6インチ)未満の部品の生産に特に有用である。この大
きさを越えると、自由に立っているプレホームは、半固
体状態で取り扱うことがますます困難になる。したがっ
て、始めのプレホームは、鋳造または押し出されたスラ
リ組織を有する棒の適当な長さを切断することによって
つくられた、円柱状スラグの形にあることが都合がよい
。本発明をそのよ5なスラグの使用に柄連して説明する
。第1図に示すように、そのようなスラグは、例えば商
業的に利用できる振動ボウルフィーX−(図示せず)か
ら1列でスタッカー1の上に送られる。スタッカ−1か
ら、それらはローディングダイヤル(loading
dial ) 2 Kよって持ち上げられ、そして回転
可能のテーブル4の上の絶縁された台3の上に置かれ、
台は熱絶縁キャップ3′を有している。回転可能のテー
ブルはその周囲に一連のそのような絶縁された台を含み
、それらのおのおのは、自由に立っている金属プレホー
ムすなわちスラグ5を支持して適当な位置に置く。誘導
加熱器6は回転可能のテーブル4の反対側に取り付けら
れており、誘導加熱器は、一連の誘導加熱地帯をつくる
一連のコイルを含むフードを有している。誘導加熱器は
、テーブル4が次の連続する台とプレホームの位置に割
り出される過程にあるとき、プレホームのエンタルピー
を上げるために、第4図に示す第一の上げられた位置か
ら、誘導加熱地帯が一連の隣接するプレホーム−図示の
実施例では5個−を囲む第二の下げられた佐原に垂直に
動くことができる。この期間中、プレホームの水平の中
心線はプレホームのレビテーションを避けるために誘導
加熱器のコイルの中心線より下にあらねばならない。誘
導加熱地帯のおのおのは、誘導加熱器から出ようとする
プレホ−ム、すなわち加熱器の中のその最後の位置にあ
るプレホームが、好ましくは容積で70%から90%ま
でが固体で残りが液体の均一に半固体の状態になるよう
に、隣接するプレホームをチーデル4の運動の方向に連
続的により高い水準に加熱する。もし加熱速度を増すこ
とが望まれるならば、プレホームのエンタルピーは一部
分または全体の加熱ナイクルのいずれかで、好ましくは
少なくともフ0レホームの融解の始まりから最後の半固
体の水準まで、断続的にすなわち脈動的に上げられねば
ならない。プレホームの中に液体がつくられるまえ、最
初の2個または6個のコイルの中で温度上昇は急速であ
る。最後の2個または3個のコイルの中で、温度上昇は
より低い速度で、より低い電力入力で行なわれる。これ
は、合金の流れの問題を起こさずに最後の温度までの全
時間を短縮する。これを達成するために、5個のコイル
は直列に、しかし種々なコイルの上の異なる巻数で巻か
れる。プレボームが最初にはいる最初の2個または6(
固のコイルは密圧巻かれて高(・磁束を与える一方、残
りのコイルはまばらに巻かれて低い磁束すなわち均熱束
を与える。
ウムの合金の部品、すな、わち最大寸法が152ミリ(
6インチ)未満の部品の生産に特に有用である。この大
きさを越えると、自由に立っているプレホームは、半固
体状態で取り扱うことがますます困難になる。したがっ
て、始めのプレホームは、鋳造または押し出されたスラ
リ組織を有する棒の適当な長さを切断することによって
つくられた、円柱状スラグの形にあることが都合がよい
。本発明をそのよ5なスラグの使用に柄連して説明する
。第1図に示すように、そのようなスラグは、例えば商
業的に利用できる振動ボウルフィーX−(図示せず)か
ら1列でスタッカー1の上に送られる。スタッカ−1か
ら、それらはローディングダイヤル(loading
dial ) 2 Kよって持ち上げられ、そして回転
可能のテーブル4の上の絶縁された台3の上に置かれ、
台は熱絶縁キャップ3′を有している。回転可能のテー
ブルはその周囲に一連のそのような絶縁された台を含み
、それらのおのおのは、自由に立っている金属プレホー
ムすなわちスラグ5を支持して適当な位置に置く。誘導
加熱器6は回転可能のテーブル4の反対側に取り付けら
れており、誘導加熱器は、一連の誘導加熱地帯をつくる
一連のコイルを含むフードを有している。誘導加熱器は
、テーブル4が次の連続する台とプレホームの位置に割
り出される過程にあるとき、プレホームのエンタルピー
を上げるために、第4図に示す第一の上げられた位置か
ら、誘導加熱地帯が一連の隣接するプレホーム−図示の
実施例では5個−を囲む第二の下げられた佐原に垂直に
動くことができる。この期間中、プレホームの水平の中
心線はプレホームのレビテーションを避けるために誘導
加熱器のコイルの中心線より下にあらねばならない。誘
導加熱地帯のおのおのは、誘導加熱器から出ようとする
プレホ−ム、すなわち加熱器の中のその最後の位置にあ
るプレホームが、好ましくは容積で70%から90%ま
でが固体で残りが液体の均一に半固体の状態になるよう
に、隣接するプレホームをチーデル4の運動の方向に連
続的により高い水準に加熱する。もし加熱速度を増すこ
とが望まれるならば、プレホームのエンタルピーは一部
分または全体の加熱ナイクルのいずれかで、好ましくは
少なくともフ0レホームの融解の始まりから最後の半固
体の水準まで、断続的にすなわち脈動的に上げられねば
ならない。プレホームの中に液体がつくられるまえ、最
初の2個または6個のコイルの中で温度上昇は急速であ
る。最後の2個または3個のコイルの中で、温度上昇は
より低い速度で、より低い電力入力で行なわれる。これ
は、合金の流れの問題を起こさずに最後の温度までの全
時間を短縮する。これを達成するために、5個のコイル
は直列に、しかし種々なコイルの上の異なる巻数で巻か
れる。プレボームが最初にはいる最初の2個または6(
固のコイルは密圧巻かれて高(・磁束を与える一方、残
りのコイルはまばらに巻かれて低い磁束すなわち均熱束
を与える。
誘導加熱器は、第4図の横断面図にさらに詳しく示され
ている。そこに示すように、誘導加熱器6は、底部支え
10と頂部支え11を有するフェノールノたなの中に取
り付けられたセラミックライナー9を有する、直列に巻
かれた誘導コイル8ヲ含ンテイる。加熱器6はまた垂直
運動のために軸受13と13′を経て柱12Vcをり付
けられている。継ぎ足し棒14と14′は、誘導加熱器
6を上げ下げするために結合器を通して空気シリンダー
16に結合されている。全組立体はフレーム17の中に
取り付けられている。
ている。そこに示すように、誘導加熱器6は、底部支え
10と頂部支え11を有するフェノールノたなの中に取
り付けられたセラミックライナー9を有する、直列に巻
かれた誘導コイル8ヲ含ンテイる。加熱器6はまた垂直
運動のために軸受13と13′を経て柱12Vcをり付
けられている。継ぎ足し棒14と14′は、誘導加熱器
6を上げ下げするために結合器を通して空気シリンダー
16に結合されている。全組立体はフレーム17の中に
取り付けられている。
誘導加熱器6の典型的回路図は、第2図に示されている
、そこに示すように高周波数交流の電源18は、−次変
圧器19並列の同調コンデンナー20、および出力電流
変圧器21から成る装荷ステーションを通して、直列に
接続された5個の誘導コイル8から成る誘導加熱器6に
電流を供給する。
、そこに示すように高周波数交流の電源18は、−次変
圧器19並列の同調コンデンナー20、および出力電流
変圧器21から成る装荷ステーションを通して、直列に
接続された5個の誘導コイル8から成る誘導加熱器6に
電流を供給する。
テーブルがプレホームを加熱器の中のその最後の位置か
ら加熱器の外の漬初の位置に割り出したの′も、1対σ
)つか入22はプレホームを機械的につかんでその袷か
ら除去し、プレス23のタイニ11に合する位置に回し
、セしてプレホームを半固体状態にあるフ0レボームが
金属部品に形づくられるプレスの板の上KW<。移動は
、半固体のプレホームの変形を確実に最小にする状態の
下に行なわ+1ねげならない。移動はまた、プレホーム
の中の部分半固体内にほとんど局部的変化(すなわち局
部的熱伝達)を生じないようでなければならない。
ら加熱器の外の漬初の位置に割り出したの′も、1対σ
)つか入22はプレホームを機械的につかんでその袷か
ら除去し、プレス23のタイニ11に合する位置に回し
、セしてプレホームを半固体状態にあるフ0レボームが
金属部品に形づくられるプレスの板の上KW<。移動は
、半固体のプレホームの変形を確実に最小にする状態の
下に行なわ+1ねげならない。移動はまた、プレホーム
の中の部分半固体内にほとんど局部的変化(すなわち局
部的熱伝達)を生じないようでなければならない。
したがって、つか入はプレホームかう移動装置への熱伝
達を最小にするように設計されている。
達を最小にするように設計されている。
つかみ22は、好ましくはその中に埋められた電気抵抗
加熱装置を有する1対のつかむあご24を含んでいる。
加熱装置を有する1対のつかむあご24を含んでいる。
第6図にもつとはっきり示すように、つか入のあごは、
空気動力を供給されるシリング−であるつかみ作動器2
6に、あごの間の距離をili節するために回動可能に
取り付けられたつかみの腕25Ilc即り付けられてい
る。作動器は次いで、プレホームをテーブル4からプレ
ス23に移動するために、作動器の腕27によって適当
な支えに回動可能に取り付けられている。つかみのあご
の表面28は、半固体のプレホーム5の輪郭にぴったり
合う輪郭を有するように耐熱ブロック29から機械加工
される。熱の障壁3oは、ブロック29とつかみのあご
24の間にはさまれている。電力源に適当に接続される
電気抵抗加熱器の棒(図示せず)は、耐熱ゾロツク29
のおのおのの中に埋められている。つかみのあごは、半
固体のプレホームの上のつかみの材料の冷却効果を最小
にするために加熱される。アルミニウム合金のプレホー
ムに対し′Cは、つかみのあごの面は、例えばプラズマ
を吹きつけられたアルミナまたはマグネシアであり、銅
合金に対しては、面は塗型剤をつけられた銅の耐熱被覆
または高密度のグラファイトである。っか入の表面は、
がなり室温より高いがプレホームの液化温度より低い温
度に加熱される。あごの面のつかむ表面は、っか入のあ
ごの周囲と曲率半径をプレホームのものに近くしてフ0
レホームの変形を最小にするように、最大にされねばな
らない。
空気動力を供給されるシリング−であるつかみ作動器2
6に、あごの間の距離をili節するために回動可能に
取り付けられたつかみの腕25Ilc即り付けられてい
る。作動器は次いで、プレホームをテーブル4からプレ
ス23に移動するために、作動器の腕27によって適当
な支えに回動可能に取り付けられている。つかみのあご
の表面28は、半固体のプレホーム5の輪郭にぴったり
合う輪郭を有するように耐熱ブロック29から機械加工
される。熱の障壁3oは、ブロック29とつかみのあご
24の間にはさまれている。電力源に適当に接続される
電気抵抗加熱器の棒(図示せず)は、耐熱ゾロツク29
のおのおのの中に埋められている。つかみのあごは、半
固体のプレホームの上のつかみの材料の冷却効果を最小
にするために加熱される。アルミニウム合金のプレホー
ムに対し′Cは、つかみのあごの面は、例えばプラズマ
を吹きつけられたアルミナまたはマグネシアであり、銅
合金に対しては、面は塗型剤をつけられた銅の耐熱被覆
または高密度のグラファイトである。っか入の表面は、
がなり室温より高いがプレホームの液化温度より低い温
度に加熱される。あごの面のつかむ表面は、っか入のあ
ごの周囲と曲率半径をプレホームのものに近くしてフ0
レホームの変形を最小にするように、最大にされねばな
らない。
プレス23は、形づくられる部品に適するtイを備えた
4トンから250トンまでの液圧プレスである。プレス
は、装置のトン数に応じた大きさの商業的に利用できる
液圧ボンデによって動かされる。スラリ組織を有する金
属から部品を形づくるに適する時間、温度、および圧力
は、1982年8月17日発行のカナダ特許第1,12
9.624号に開示されている。
4トンから250トンまでの液圧プレスである。プレス
は、装置のトン数に応じた大きさの商業的に利用できる
液圧ボンデによって動かされる。スラリ組織を有する金
属から部品を形づくるに適する時間、温度、および圧力
は、1982年8月17日発行のカナダ特許第1,12
9.624号に開示されている。
装置の誘動加熱の電源は、大きさで5キロワツトから5
50キロワツトまでにわたり、そして60ヘルツかう4
00.000ヘルツまでの周波数で作動する。正確、な
電力量と周波数は、プレホームの直径と所要の加熱速度
によって選ばれる。例えば、典型的な所要電力は、所要
生産の毎時毎ボンド(0,45キログラム)l/4キロ
ワツトから1キロワツトまでにわたる。
50キロワツトまでにわたり、そして60ヘルツかう4
00.000ヘルツまでの周波数で作動する。正確、な
電力量と周波数は、プレホームの直径と所要の加熱速度
によって選ばれる。例えば、典型的な所要電力は、所要
生産の毎時毎ボンド(0,45キログラム)l/4キロ
ワツトから1キロワツトまでにわたる。
次の例は、本発明の詳細な説明するものである。
他に指示がなければ、すべての部品と百分率は重量によ
る。
る。
二
鉛3.0%、亜鉛65.5%、残り銅を含む銅の鍛錬用
合金C360は、本出願人らの前記併願中の出願S、N
、第365.622号にもつと完全に説明されているよ
うに、棒の中に指向性粒子組織をつくるために押し出さ
れ、次いで25.4ミリ(1インチ)の直径に約18%
冷間絞すされた。棒は長さ25.4ミリ(1インチ)×
直径15.9ミリ(5/8インチ)のスラグに切断され
、それらは第1図に示す形式の16ヌテーシヨンの回転
割り出しテーブルに送られた。スラグは、テーブルと台
を毎分4割り出しの速度で回転させることによってステ
ーションからステーションに運ばれた。五つの連続する
ステーションでは、台は、静止期間中にスラグの水平の
中心線が各コイルの中心線すなわち高さの半ばより下に
置かれるように、割り出し運動とともに連続して上げ下
げされた誘導コイルによって囲まれた。コイルの中の滞
留時間は約12秒に保たれ、そして運ぶ運動に6秒かか
りた。五つのコイルは、五番目で最後のコイルを出ると
き、プレホームが約70%固体で′50%液体の半固体
状態になるように、40キロワット−6000ヘルツの
誘導ユニットによって電力1を給された。スラブの温度
は、それが一番目から五番目のコイルに卵jり出される
とき25°Cから890℃にしだいに上げられた。コイ
ルに供給される6000ヘルツの交流は、各コイル力コ
イルσ)巻数密度に比例する振動磁界を発生するようニ
、一定に保たれた。五番目のコイルからのプレホームは
次いで、第6図に示す形式のつか入に取’)付ケられた
482°0(900’F)に加熱された二つのあごによ
ってつかまれ、つかみはプレホームをプレスに移動し、
そこでそれは放されてz4のくぼみの中に落とされた。
合金C360は、本出願人らの前記併願中の出願S、N
、第365.622号にもつと完全に説明されているよ
うに、棒の中に指向性粒子組織をつくるために押し出さ
れ、次いで25.4ミリ(1インチ)の直径に約18%
冷間絞すされた。棒は長さ25.4ミリ(1インチ)×
直径15.9ミリ(5/8インチ)のスラグに切断され
、それらは第1図に示す形式の16ヌテーシヨンの回転
割り出しテーブルに送られた。スラグは、テーブルと台
を毎分4割り出しの速度で回転させることによってステ
ーションからステーションに運ばれた。五つの連続する
ステーションでは、台は、静止期間中にスラグの水平の
中心線が各コイルの中心線すなわち高さの半ばより下に
置かれるように、割り出し運動とともに連続して上げ下
げされた誘導コイルによって囲まれた。コイルの中の滞
留時間は約12秒に保たれ、そして運ぶ運動に6秒かか
りた。五つのコイルは、五番目で最後のコイルを出ると
き、プレホームが約70%固体で′50%液体の半固体
状態になるように、40キロワット−6000ヘルツの
誘導ユニットによって電力1を給された。スラブの温度
は、それが一番目から五番目のコイルに卵jり出される
とき25°Cから890℃にしだいに上げられた。コイ
ルに供給される6000ヘルツの交流は、各コイル力コ
イルσ)巻数密度に比例する振動磁界を発生するようニ
、一定に保たれた。五番目のコイルからのプレホームは
次いで、第6図に示す形式のつか入に取’)付ケられた
482°0(900’F)に加熱された二つのあごによ
ってつかまれ、つかみはプレホームをプレスに移動し、
そこでそれは放されてz4のくぼみの中に落とされた。
スラグは次いで、12トン、4圧盤のプレスを使用して
25.4ミリ(1インチ)のストレーナ−ナツトにプレ
ス鍛造された。使用されたあごは、それら接触面を、プ
ラズマを吹きつげられた耐熱材料で絶縁され、そしてそ
の中に埋められた小さい電気カートリッジ加熱器によっ
て加熱された鋼であった。あごのつかむ表面は、接触地
帯が再加熱されたプレホームの曲率半径に合う曲率半径
を有するように機械加工された。プレホームは次いでプ
レスから除去されて急冷された。プレスされた部品は、
鍛造された棒から機械加工された部品に等しい11.0
6メードルキログラム(80フイートボンド)までトル
ク試験された。部品は、ロックウェルB70の硬さと2
5%lAC3の導電率を示した。
25.4ミリ(1インチ)のストレーナ−ナツトにプレ
ス鍛造された。使用されたあごは、それら接触面を、プ
ラズマを吹きつげられた耐熱材料で絶縁され、そしてそ
の中に埋められた小さい電気カートリッジ加熱器によっ
て加熱された鋼であった。あごのつかむ表面は、接触地
帯が再加熱されたプレホームの曲率半径に合う曲率半径
を有するように機械加工された。プレホームは次いでプ
レスから除去されて急冷された。プレスされた部品は、
鍛造された棒から機械加工された部品に等しい11.0
6メードルキログラム(80フイートボンド)までトル
ク試験された。部品は、ロックウェルB70の硬さと2
5%lAC3の導電率を示した。
第1図は、本発明の実施に有用な装置の一実施例の、一
部を略図で示す平面図、 第2図は、第1図と第4図に示す誘導加熱器の電気回路
図、 第6図は、第1図に示す機械的つかみの拡大平面図、そ
して 第4図は、第1図の線6−6における、プレホームの上
方の上げられた位置にある誘導加熱器の横断面図である
。 図面の符号1は「スタッカー」、2は[ローディングぷ
゛イヤル」、3は「絶縁された台」、3′は「熱絶縁キ
ャップ」、4は「回転可能のテーブル」、5は「金属プ
レホーム」または「スラグ」、6は「誘導加熱器」、8
は「誘導コイル」、9は「ライナー」、10は「底部支
え」、11は「頂部支え」、12は「柱J、13.13
’は「軸受」、14 、14’は「継ぎ足し棒」、16
は「空気シリンぶゞ−」、17は「フレーム」、18は
「電源玉19は「−次変EE器」、20は[同調コンデ
ンサーJ、21は「出力電流変圧器」、22は[機械的
つか一’iJ、23は「プレス」、24は「つかむあご
」、25は「つかみの腕」、26は「作動器」、27は
「作動器の腕」、28は 「あごのりカ)む表面」、2
9は「耐熱ゾロツク」、30は「熱の障壁」を示す。 代理人 浅 村 皓 第1頁の続き @発明者 ジェームス アラン アレ コードイス ド @発明者 ローレンス ジエーム アレス ピオンク
リ℃ 0発 明 者 ラルフ マイヤーズ アレシャープ −
。 0発 明 者 ピータ−シイルベス ア。 ター ウィルコックス テ・ シリカ合衆国ミズリー州フロリサント、クランフィール
ドライブ 3126 tリカ合衆国ミズリー州セント チャールズ、ブルー/
ジ ドライブ 1327 メリカ合衆国カリフォルニア州ファウンテイン バレプ
レイサー リバー サークル 10448Iリカ合衆国
カリフォルニア州コスタ メサ、トウニンイセカント
ストリート 344
部を略図で示す平面図、 第2図は、第1図と第4図に示す誘導加熱器の電気回路
図、 第6図は、第1図に示す機械的つかみの拡大平面図、そ
して 第4図は、第1図の線6−6における、プレホームの上
方の上げられた位置にある誘導加熱器の横断面図である
。 図面の符号1は「スタッカー」、2は[ローディングぷ
゛イヤル」、3は「絶縁された台」、3′は「熱絶縁キ
ャップ」、4は「回転可能のテーブル」、5は「金属プ
レホーム」または「スラグ」、6は「誘導加熱器」、8
は「誘導コイル」、9は「ライナー」、10は「底部支
え」、11は「頂部支え」、12は「柱J、13.13
’は「軸受」、14 、14’は「継ぎ足し棒」、16
は「空気シリンぶゞ−」、17は「フレーム」、18は
「電源玉19は「−次変EE器」、20は[同調コンデ
ンサーJ、21は「出力電流変圧器」、22は[機械的
つか一’iJ、23は「プレス」、24は「つかむあご
」、25は「つかみの腕」、26は「作動器」、27は
「作動器の腕」、28は 「あごのりカ)む表面」、2
9は「耐熱ゾロツク」、30は「熱の障壁」を示す。 代理人 浅 村 皓 第1頁の続き @発明者 ジェームス アラン アレ コードイス ド @発明者 ローレンス ジエーム アレス ピオンク
リ℃ 0発 明 者 ラルフ マイヤーズ アレシャープ −
。 0発 明 者 ピータ−シイルベス ア。 ター ウィルコックス テ・ シリカ合衆国ミズリー州フロリサント、クランフィール
ドライブ 3126 tリカ合衆国ミズリー州セント チャールズ、ブルー/
ジ ドライブ 1327 メリカ合衆国カリフォルニア州ファウンテイン バレプ
レイサー リバー サークル 10448Iリカ合衆国
カリフォルニア州コスタ メサ、トウニンイセカント
ストリート 344
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)形づくられた金属部品を連続的につくる装置にし
て、 スラリ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホーム
を支持して適当な位置に置く装置を包含し、前記装置は
、前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通す装置を
含入、また 前記プレホームが自由に立つでいるあいだ罠、前記プレ
ホームのエンタルピーを前記プレホームが半固体になる
水準まで連続的に上げるための複数個の誘導加熱地帯を
含む加熱装置W。 i+I記プレホームが半固体状態にとどまるあいだに、
前記自由に立っているプレホームを前記支持装置から成
形装置に移動する装置を包含し、前記移動は、前記プレ
ホームにほとんど変形なしに、そして前記プレホームの
中の部分半固体内にほとんど局部的変化なしに行なわれ
、また 前記プレホームを前記半固体状態にあるあいだに形づく
られた金属部品に成形する装置、および凝固した形づく
られた金属部品を回収する装置、を組み合わせて包含す
る、ことを特徴とする形づくられた金属部品を連続的に
つくる装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
加熱装置は、前記プレホームのエンタルぎ−を断続的に
上げる装置を含む、ことを特徴とする形づくられた金属
部品を連続的につくる装置。 (3)特許請求の範囲第1IJ記載の装置において、前
記自由に立っているプレホームを移動する前記装置は、
前記移動装置の温度をあらかじめ決められた水準まで上
げる加熱装置を含む、ことを特徴とする形づ(られた金
属部品を連続的につくる装置。 (4)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
移動装置は、前記プレホームから前記移動装置への熱伝
達を最小にするように設計された機械的つかみである、
ことを%徴とする形づくられた金属部品を連続的につく
る装置。 (5)特許請求の範囲第4項記載の装置において、gl
前記機械的つかみはつかむあごを有し、その表面はあら
かじめ決められた水準まで加熱される、ことを特徴とす
る形づくられた金属部品を連続的につくる装置。 (6)特許請求の範囲第4項記載の装置において、前記
つかむあごの輪郭は、前記金属プレホームの輪郭とぴっ
たり合う、ことを特徴とする形づくられた金属部品を連
属的につくる装置。 +71 Q¥F許請求の範囲第4項記載の装置において
、前記機械的つか入は、 つハ・むあごの間の距離を調節するように取り付けられ
た1対のつかむあごを含み、 iQl記あごの前記プレホームに接触する表面は、少な
くとも400°Cの温度によく耐えることのtきる材料
であり、 前記つかみは、前記プレホームを前記支持装置ハ・ら前
記成形装置に移動するために動くことができ、また 前記つか入を動かし、そして前記あごの間の距離を調節
するための動力源を含む、 ことを特徴とする形づくられた金属部品を連続的につく
る装置。 (8)特許請求の範囲第7項記載の装置において、前記
機械的つかみめ前記あごは、それらの間の距離を調節す
るために回動可能に取り付けられ、そして前記機械的つ
かみは、前記プレホームを前記支持装置から前記成形装
置に移動するために回転するように、回動可能に取り付
けられている、ことを特徴とする形づくられた金属部品
を連続的につくる装置。 (9)特許請求の範囲第7項記載の装置において、電気
抵抗加熱装置が、前記あごの前記つかむ表面の温度をあ
らかじめ決められた水準まで上げるために前記あごのお
のおのの中に埋められている、ことを特徴とする形づく
られた金属部品を連続的につくる装置。 uo 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
プレホームを支持する前記装置は、複数個の絶縁された
台である、ことを特徴とする形づくらねた全編部品を連
続的につくる装置。 (10特許請求の範囲第1瑣記載の装置において、前記
プレホームを適当な位置に置き、そして前記誘導加熱地
帯の中に通す前記装置は、前記絶縁された台が載せられ
た回転可能のテーブルである、ことを特徴とする形づく
られた金属部品を連続的につくる裟渾゛。 ha 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
加熱装置は、プレホームのエンタルピーを上げるために
、前記プレホームを前記加熱地帯に入れまたは出すこと
のできる第一の上げられた位置力・ら、一連の隣接する
プレホームを囲む第二の下げられた位置に垂直に動くこ
とができる、ことを特徴とする形づくられた金属部品を
連続的につくる装置。 113; 特許請求の範囲第1項記載の@置において〜
ii+記加熱装置?aの前記誘導加熱地帯は、異なる巻
数を有するiK列に巻かれた複数個のコイルを含入、前
記マ0レボームが最初にはいるコイルは、残りのコイル
より密に巻かれている、ことを特徴とする形づくられた
金属部品を連続的につくる装置。 α(イ)形づくられた金属部品を連続的につくる方法忙
して、 スラリ組織を有する複数個の自由に立つ金属プレホーム
を支持して適当な位置に置き、前記プレホームか自由に
立っているあいだに、前記プレホームのエンタルピーを
前記プレホームが半固体になる水準まで連続的に上げる
ために前記プレホームを複数個の誘導加熱地帯に通し、
前記プレホームが半固体状態にとどまるあいだに、前記
自由に立っているプレホームを前記支持装置から成形装
置にほとんど熱損失なしに移動し、前記移動を、前記プ
レホームにほとんど変形なしに、そして前記プレホーム
の中の部分半固体内にほとんど局部的変化なしに行ない
、 前記プレホームを前記半固体状態にあるあいだに形づく
られた金属部品に成形し、そして凝固した形づくられた
金属部品を回収する、ことを包含する、ことを特徴とす
る形づくられた金属部品を連続的につくる方法。 (151特許請求の範囲第14項記載の方法において、
前記プレホームのエンタルピーを断続的に上げる、こと
を特徴とする形づくられた金属部品を連続的につくる方
法。 (16)特許請求の範囲第14項記載の方法において、
前記自由に立っているプレホームを、機械的つかみで前
記支持装置から成形装置Wに移動する、ことを特徴とす
る形づくられた金属部品を連続的につくる方法。 (171特許請求の範囲第16IJ記載の方法において
、前記機械的つかみの前記つかむ表面を、実質的に室温
より高いが前記プレホームの液化温度より低い温度に加
熱する、ことを特徴とする形づくられた金属部品を連続
的につくる方法。 l梯 特I¥!F請求の範囲第14項記載の方法におい
て、前記プレホームは円柱である、ことを特徴とする形
づくられた金属部品を連続的につくる方法。 u!J 特許請求の範囲第14項記載の方法において、
前記プレホームは銅またはアルミニウムの合金であり、
その最大寸法は156ミリ(6インチ)未満である、こ
とを特徴とする形づくられた金属部品を連続的忙つくる
方法。 ■ 特許請求の範囲第14項記載の方法において、前記
プレホームは、半固体の水準に加熱されるときほぼ均一
に半固体であり、そして容積で7o%から90%までの
固体を含む、ことを特徴とする形づくられた金属部品を
連続的につくる方法。 (211特許請求の範囲第14項記載の方法において、
前記プレホームの水平の中心線は、前記誘導加熱地帯の
中にあるあいだ、前記誘導加熱地帯の対応する中心線よ
り下にとどまる、ことを特徴とする形づくられた金属部
品を連続的につくる方法。 (22、特許請求の範囲第14項記載の方法において、
前記プレホームのエンタルピーを、それらが通される最
初の加熱地帯で、残りの加熱地帯でよりも速やかに上げ
る、ことを特徴とする形づくられた金属部品を連続的に
つくる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US512922 | 1983-07-12 | ||
| US06/512,922 US4569218A (en) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | Apparatus and process for producing shaped metal parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040640A true JPS6040640A (ja) | 1985-03-04 |
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