JPS62207528A

JPS62207528A - 鍛造金型の加熱制御方法並びにその装置

Info

Publication number: JPS62207528A
Application number: JP61047196A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamaguchi; 喜弘山口; Tomiharu Matsushita; 富春松下; Atsushi Hasegawa; 淳長谷川; Hideo Murai; 村井　秀夫
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1986-03-06
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1987-09-11
Also published as: JPH0262349B2

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】（産業上の利用分野）本発明は金型温度を素材温度と同等もしくはその近傍に
維持しながら鍛造する超塑性鍛造あるいは恒温鍛造にお
いて、特に金型温度分布の均一制御を測る鍛造金型の加
熱制御方法並びに装置に関するものである。

（従来の技術）Ｎｉ基合金やＴｉ合金等の難加工性材料の超塑性鍛造や
恒温鍛造技術はそれらの材料の特定温度及び歪速度下で
発生する超塑性挙動を鍛造加工に利用するものであるが
、この超塑性変形挙動は歪速度と共に変形温度に敏感で
あり、従って、金型内で素材の材料流れを均一に進行さ
せるために素材の温度分布を均一に維持する必要があり
、そのために金型の温度分布を均一に制御することが重
要である。

ところで、従来、かかる金型加熱に用いられる誘導加熱
装置の構造と、加熱コイルの取付構造ならびにその加熱
制御の方法は主に鍛造品の形状。

即ち、鍛造金型の構造により種々の方式が採用されるが
、加熱コイルの金型装置への取り付けは一般に固定式が
用いられる。

第３図、第４図はかかる従来の加熱コイルの構造と取付
態様の各側であり、第３図には中央に型割れ面をもつ上
下２分割構造の金型に対して従来用いられている加熱コ
イルの構造とその取付態様が示される。即ち、この図示
例では上下基盤（４）　（５１に取り付けられた上下の
金型（２１（３）に対応して加熱コイルが上部加熱コイ
ル（１）、下部加熱コイル（１１の上下に分割されて上
下金型（２）　（３１に夫々固定されている。

この方式によれば上下の各加熱コイル（１１ｔｘｔは夫
々、独立に制御されるが、加熱コイルが金型に対して同
定して取り付けられているため、加熱源位置は固定する
ことになり、鍛造中に生じる金型温度の変動や温度勾配
等を修正することは難しく、加熱素材（Ｍ）に対し均一
加熱を維持することは困難である。

一方、外周にリブのある鍛造品に対しては、第４図に示
すような上下のポンチよりなる金型＜’ｎ　（８）と雌
型（９）の３個の金型から構成される装置使用されるが
、このような場合には加熱コイル（１）を単一コイル型
とすることが可能であるが、加熱コイルの取付には従来
、上部からの吊り下げ式あるいは下部からの支持方式に
より支柱Ｏｌを介して基盤（５）に固定する方法が採ら
れて来た。

しかし、このような方式においては加熱コイル（１）は
下部基盤（５）に固定的に取付られており、第３図と同
じく金型加熱位置は必然的に特定位置に固定される。従
って、上下金型方向への熱伝導によって金型の温度勾配
が生ずる場合、また、特に鍛造加工の進行と共に上金型
位置が相対的に変位し、コイル有効加熱帯（！）と重な
り合う領域が変化するために上金型の温度分布に変化が
生ずる場合にはコイルの有効加熱領域のコントロール手
段をもたないこの固定方式では金型の温度制御は困難と
なる。

一方、又、加熱コイル（１１が上部基盤《４》に固定さ
れる場合には上記とは逆に下金型（８）側の温度分布に
問題が生じることになる。

（発明が解決しようとする問題点）軟土のように従来方式における上記加熱コイルの固定方
式による金型加熱方式ではコイルの有効加熱帯の位置が
金型装置内で特定位置に固定され鍛造加工進行時にもこ
の位置を変えることができないため、金型間の熱伝導に
より生ずる金型内の温度勾配や鍛造進行時の有効加熱帯
の重なり部分の変化による金型温度の変動を調整できず
、金型温度分布を均一に維持することは困難である。

そして、このような従来における加熱制御の困６一難さの原因はとりもなおさず、加熱コイルの有効加熱帯
が金型装置内で特定位置に固定されていることにあり、
また金型温度の変動有効果的に修正する加熱装置の構成
並びに制御手段をもたないここによるものである。

かくて、本発明は上記の点に着目し、加熱コイルの有効
加熱帯位置の固定化を改め、鍛造加工中にも有効加熱帯
の幅と位置とをプレスのラム変位などとは独立に、かつ
、動的に調整できる加熱装置ならびに制御方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とするところは
、金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金型温度を
素材温度と同等又は近傍に維持しながら鍛造する超塑性
鍛造あるいは恒温鍛造において、加熱コイルの有効加熱
帯の位置又は／及び幅を変化可能とし、金型内に測温素
子を組み込み該測温素子により金型温度をモニタしなが
ら鍛造加工の進行と共に前記加熱コイルの有効加熱帯の
位置又は／及び幅を変化させ、金型温度分布を均一に制
御することにある。

ここで、上記加熱コイルの有効加熱帯の位置を変化させ
る具体的手段としては加熱コイルを昇降機構を有する支
柱に支持せしめ、昇降機構を駆動させることによって鍛
造加工の進行と共に昇降動させることであり、そのため
加熱コイルを位置昇降可能に支持せしめた装置が用いら
れる。

又、加熱コイルの有効加熱帯の幅を変化させる具体的手
段としては、コイルタップを切換えることが行われ、そ
のためコイルの有効加熱帯の幅を制御するためのコイル
タップ切換器が付設された装置が用いられる。

更に、上記加熱コイルの有効加熱帯の位置と幅の変化は
何れか一方のみでもよいが、両者を組み合わせることも
好ましく、そのためには上記両者構造を備えた装置構成
とする。

そして、何れにおいても鍛造加工中に金型温度をモニタ
しながら有効加熱帯を動的に制御し金型温度分布の均一
制御を図る。

（作用）上記本発明によれば、鍛造加工の進行により金型温度に
変動が生じた場合においても、その変動を測温素子でモ
ニタしながら昇降装置の駆動、コイルタップの切り換え
により有効加熱帯を随時、調整することによって動的に
金型温度分布の均一化を図ることができる。

（実施例）以下、更に本発明方法の具体的態様をその実施に使用す
る装置の実施例と共に詳述する。

第１図は本発明方法を実施する装置の１例であり、図に
おいて（１）は加熱コイル、（２）は上部基盤（４）に
取り付けられた上型、（３）は下部基盤（５）に取り付
けられた下型で、これらは第３図に示す従来例と略同様
な構成となっているが、加熱コイル（１）が上記上下の
金型（２）　（３）を主要部とする金型装置系の外周に
配設され、下部基盤（５）上に固定された昇降機構（図
示せず）をもつ支柱（６）に昇降可能に支持されており
、又、図示していないが、上下の金型（２）（３）所要
個所にモニタ用測温素子が組み込まれている。

この場合、加熱コイルＴ１）は必ずしも下部において支
持される構造に限らず、上部からの吊り下げ方式も可能
である。

また、昇降のための駆動機構としては、特に図示シてい
ないが、電動式、油圧シリンダ、エアシリンダ、不活性
ガスシリンダなどが利用可能であり、既知の手法によっ
て容易に設計は可能である。

そして、昇降の駆動機構と加熱コイルの支持手段は金型
周辺のスペース、環境、雰囲気等を考慮し適切な方式が
選ばれる。

しかして、上記の如き加熱コイル昇降方式にあうでは、
加工に際し、加熱素材（Ｍ）の搬入時、あるいは鍛造品
（Ｍ）の搬出時には加熱コイル（１）は型割れ面まで下
降する。そして金型予熱時又は鍛造下降進行時には金型
内に組み込まれた測温素子（特に図示せず）でモニタし
ながら前記駆動機構により加熱コイル（１）を昇降させ
ることにより、同コイル（１１の有効加熱帯の位置を変
化させ金型の温度分布が均一になるように制御する。

次に第２図は本発明の他の実施態様であり、第１図が加
熱コイルの昇降操作のみであったのに対し、タップ切換
えを組み合わせ、上下ポンチ＋７１　（８１と雌型（９
）の３個の金型からなる金型装置系に適用した例を示す
。

同実施例によれば、加熱コイル（１）は雌型（９）の外
周におかれ、第１図同様、昇降機構を有する支柱（６）
に支持されて下部基盤（５）に取り付けられている。

そして、これには、特に図示していないが、加熱コイル
の有効加熱帯＜ｐ＞の幅を変化させるためのコイルタッ
プ切換器が付設されており、その切換えにより有効加熱
帯幅を変化せしめ得るようになっている。

この場合には鍛造初期の上下ポンチ間隙の大きい段階か
ら鍛造下降の進行により間隙が次第に小さくなるにつれ
て生じる金型温度の変動を前記同様、金型装置所要個所
に埋め込まれた測温素子でモニタしながら、昇降装置を
駆動させ、あるいはコイルタップを切換え、又は両者を
併用しつつ加熱コイル＋１１の有効加熱帯、即ち、有効
加熱領域を調整することにより動的に金型温度分布の均
一化を図ることができる。

（発明の効果）本発明は以上の如く加熱コイルの有効加熱帯の位置１幅
を変化可能となし、鍛造下降の進行と共に金型温度をモ
ニタしながらこれに対応して変化させるようにしたもの
であり、従来、固定式で充分な金型温度分布の均一化が
得られなかったのに対し、加熱コイルの有効加熱帯の位
置９幅の変化を容易かつ動的に調整でき、従って、金型
温度分布の均一化が達成され、超塑性鍛造あるいは恒温
鍛造において型内材料流動の均一化が得られ、均質な鍛
造品を得ることが可能となる顕著な効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法を実施するための装置の
各側を示す断面概要図で、左半部は加熱素材搬入時の状
態、右半部は鍛造加工の終期の状態を示す。第３図及び
第４図は従来法による加熱コイル固定式加熱装置の各側
を示す断面概要図で、前記同様、左半部は加熱素材搬入
時の状態、右半部は鍛造加工終期の状態を示す。（１）・・・加熱コイル。（２）・・・上　型。（３）・・・下　型。（４）・・・上部基盤。（５）・・・下部基盤。（６）・・・支　柱。（７）・・・上金型。（８）・・・下金型。（９）・・・雌　型。（Ｍ）・・・加熱素材。

Claims

【特許請求の範囲】１、金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金型温度
を素材温度と同等又は近傍に維持しながら鍛造する超塑
性鍛造法あるいは恒温鍛造法において、前記金型内に測
温素子を組み込み、該測温素子により金型温度をモニタ
しながら鍛造加工の進行と共に前記加熱コイルの有効加
熱帯の位置又は／及び幅を変化せしめ金型温度分布を均
一に制御することを特徴とする鍛造金型の加熱制御方法
。２、加熱コイルの有効加熱帯の位置変化を加熱コイル位
置を昇降せしめて行う特許請求の範囲第１項記載の鍛造
金型の加熱制御方法。３、加熱コイルの有効加熱帯の幅の変化を鍛造加工の進
行と共にコイルタップと切り換えて行う特許請求の範囲
第１項記載の鍛造金型の加熱制御方法。４、金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金型温度
を素材温度と同等又は近傍に維持しながら鍛造する超塑
性鍛造あるいは恒温鍛造における金型の誘導加熱装置に
おいて、前記加熱装置を昇降機構を有する支柱に支持せ
しめ、昇降機構を駆動せしめることにより昇降可能なら
しめたことを特徴とする鍛造金型の加熱制御装置。５、金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金型温度
を素材温度と同等又は近傍に維持しながら鍛造する超塑
性鍛造あるいは恒温鍛造における金型の誘導加熱装置に
おいて、前記金型装置系外周に配置された加熱コイルに
該加熱コイルの有効加熱帯の幅を変化し得るコイルタッ
プ切換器を付設し、金型に組み込まれた測温素子により
金型温度をモニタしつつコイルタップの切り換えを可能
ならしめたことを特徴とする鍛造金型の加熱制御装置。６、金型装置系の外周に加熱コイルを配置し、金型温度
を素材温度と同等又は近傍に維持しながら鍛造する超塑
性鍛造あるいは恒温鍛造における誘導加熱装置において
、前記金型装置系外周に配置された加熱コイルを昇降機
構を有する支柱により支持せしめ、昇降駆動機構により
昇降可能となすと共に、該加熱コイルにその有効加熱帯
の幅を変化し得るコイルタップ切換器を付設し、金型に
組み込まれた測温素子をモニタしつつ加熱コイルの有効
加熱帯の昇降動ならびにコイルタップ切換えによる有効
加熱帯の幅変化を可能ならしめたことを特徴とする鍛造
金型の加熱制御装置。