JPS6380936A

JPS6380936A - 熱間鍛造方法

Info

Publication number: JPS6380936A
Application number: JP22555986A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Nakamura; 中村　智範; Haruo Meguro; 晴夫目黒
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-04-11
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0724905B2

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）本発明は例えばエンジンの主要部品であるコンロッドを
成形する熱間鍛造方法に関する。

（従来の技術）コンロッド等のエンジンを構成する部品は、燃費向上及
び性能向上を図るべく軽量化及び剛性アップが要求され
、最近ではＴｉ合金やへ１合金を素材とするものがある
。そして、これらの素材からコンロッド等を成形する方
法として焼結、熱間鍛造及びこれらを組合せた焼結鍛造
が知られている。

（発明が解決しようとする問題点）先ず焼結による場合には、圧粉成形にて製品と同寸法（
同形状）の成形体を製作できるので外周のフラッシュ（
パリ）が発生せず、コンロッドの場合には大端部、小端
部の穴抜きも不要となるが、強度的に脆くコンロッド等
の成形方法としては不向きである。

また、熱間鍛造によってコンロッド等を成形する場合に
は、一般に丸棒素材ビレットをクロスロール成形により
ボリューム配分し、これを鍛造により荒成形及び仕上成
形した後トリミングするようにしている。

しかしながら、コンロッド等の素材としてＴｉ合金やＡ
４合金を使用する場合、これらの素材は伸びが少なく、
成形時に割れ易く且つ成形可能な温度範囲が極めて狭い
という特性を有していることから、上記の如く成形完了
までの工程数が多いと素材の温度低下も大きくなり、延
性が低下して製品にクラックが発生する不利がある。

また、従来の鍛造方法では外周にフラッシュが多量に発
生するため、上記の如き高級材料を用いた場合にはコス
ト的に不利となる。

そこで、押出し成形、据込み成形更には焼結によって製
品寸法に近いプリフォーム品を製作し、このプリフォー
ム品を閉塞鍛造することが考えられる。

しかしながら押出し成形及び据込み成形にてプリフォー
ム品を製作する場合には、プリフォーム品と製品との寸
法（形状）変化が大きく、仕上成形に無理が生じる。具
体例をコンロッドについて述べると、製品であるコンロ
ッドは各部の断面形状が略矩形状をなしているのに対し
、プリフォーム品の断面形状は切断、加熱、金型の用意
等の制約から円形となっており、鍛造における寸法変化
が過大となりクランクが発生したり、欠肉を生じ易く、
これを無理に押込み充満させようとすると成形荷重が高
くなりすぎ型破損につながる。また、成形荷重が高くな
らないようにするため、素材の一部を型に拘束させない
方法も特開昭５６−１６３０４［１号として提案されて
いるが、クラックの発生を有効に防止し得ない。

一方、焼結にてプリフォーム品を製作すれば、製品寸法
と略々等しい寸法のプリフォーム品を得ることができる
が、もともと焼結晶は脆く、引張応力に弱いため、鍛造
時に引張応力が作用する部分、つまり外方へ広がる部分
があると、その部分にクラックが発生し易いという問題
がある。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決すべく本発明は、圧粉成形又は鋳造等
によって、製品の外周寸法と略々等しい外周寸法を持ち
、且つ製品の穴部又は凹部となる部分の内周寸法よりも
塑性変形量を見込んだ分だけ大寸法とした穴部又は凹部
を有するプリフォーム品を製作し、このプリフォーム品
を熱間鍛造成形するようにした。

（作用）プリフォーム品の外周寸法は製品の外周寸法と略々等し
くされ、プリフォーム品の穴部又は凹部の内周寸法は製
品の穴部又は凹部の内周寸法よりも大きく設定されてい
るので、鍛造成形に際し、プリフォーム品は外方へ広が
る方向には殆ど塑性変形せず、内方へ圧縮する方向のみ
に塑性変形するため、クラック等が発生しない。

（実施例）以下に本発明の実施例をコンロッドを鍛造する場合につ
いて添付図面に基いて説明する。

第１図はプリフォーム品の断面図、第２図はプリフォー
ム品の平面図であり、プリフォーム品（１）はＴｉ合金
或はＡｊ２合金粉末を圧粉成形するか、鋳造（溶湯鍛造
を含む）してなり、その外周部（２）の寸法（形状）は
製品の外周部寸法を略々等しくし、小端部の穴部（３）
、連杆部の凹部（４）及び大端部の凹部（５）の内周部
寸法については想像線で示す製品寸法よりも大寸法とし
ている。尚穴部（３）、凹部（４）　、　（５）の内周
部寸法と製品の内周部寸法との差は後述する鍛造の際の
塑性変形量を見込んだものとする。

以上の如きプリフォーム品（１）を鍛造成形するには、
第３図に示す如き鍛造成形装置を用いる。

鍛造成形装置は昇降可能な上ダイセット（６）の下方に
下ダイセット（７）を固設し、上ダイセット（６）には
上金型（８）を、下グイセット（ア）には下金型（９）
を固着し、上ダイセット（６）及び止金型（８）を貫通
してプレス装置に連結する上パンチ（１０）を、下ダイ
セット（７）及び下金型（９）を貫通してシリンダユニ
ットにて昇降せしめられる下パンチ（１１）をそれぞれ
摺動自在に配設し、上パンチ（１０）にはコンロッドの
小端部の穴部（３）を成形するためのマンドレル（１２
）を挿通し、また、上金型（８）及び下金型（９）にて
コンロッドの大端部の凹部（５）を成形する。

尚、上金型（８）及び下金型（９）にて凹部（５）を成
形せずに、前記マンドレル（１２）と同様のマンドレル
を設けてもよい。

そして上記のプリフォーム品（１）を鍛造成形するには
、先ず第３図に示すように、上下の金型（８）、（９）
及び上下のパンチ（１０）　、　（１１）間に形成され
るキャビティ内に再結晶温度以上に加熱したプリフォー
ム品（１）をセットし、マンドレル（１２）を穴部（３
）を通して下パンチ（１１）上面に突当てる。

この状態で、プリフォーム品（１）の穴部（３）の内周
面とマンドレル（１２）外周面との間には隙間（Ｓｌ）
が形成され、凹部（４）の内周面と上下のパンチ（１０
）　、　（１１）の端面との間には第３図のＡ−Ａ線断
面図である第４図にも示すように隙間（Ｓ３）が形成さ
れ、更に凹部（５）の内周面と上金型（８）及び下金型
（９）外周面との間には隙間（Ｓ２）が形成される。

断る状態から、上バンチ（１０）を降下させ下パンチ（
１１）を上昇させ、プリフォーム品（１）を塑性変形さ
せる。すると、プリフォーム品（１）は外周部寸法は製
品の外周部寸法と略々等しくされているため、上下の金
型（８）、（９）及び上下のパンチ（１０）　、　（１
１）によフて拘束され、外方へ広がる塑性変形は殆んど
生じない。一方、プリフォーム品（１）の穴部（３）、
凹部（４）、（５）の内周部寸法は製品の寸法より塑性
変形を見込んだ分だけ大寸法となっているため、前記各
隙間（Ｓｌ）、　（５２）、　　（５３）の部分に圧縮
による塑性変形によって素材が入り込み第５図及び第５
図のＢ−Ｂ線断面図である第６図に示すように、各隙間
（Ｓｌ）、（Ｓ２）　、　　（Ｓ３）が素材で埋まり、
鍛造成形されたコンロッドが得られる。

第７図乃至第９図は鍛造成形装置の別例を示すものであ
り、各図において左側部分は成形前を、右側部分は成形
後を示している。

即ち、第７図に示す鍛造成形装置にあっては、上パンチ
（１０）に挿通するマンドレル（１４）の先部を小径部
（１４ａ）とし、下パンチ（１１）には上記小径部（１
４ａ）が入り込む凹部（１５ａ）を形成したマンドレル
（１５）を挿通し、第８図に示す鍛造成形装置にあって
は上パンチ（１０）のみを用い、マンドレル（１４）の
小径部（１４ａ）を下金型（９）に突き当て、更に第９
図に示す鍛造成形装置にあっては下金型−（９）にマン
ドレル（１４）の小径部（１４ａ）が入り込む凹部（１
６）を形成している。

このように、マンドレル（１４）の先部を小径部（１４
ａ）とし、成形前にあっては穴部（３）の内周面をマン
ドレル（１４）の大径部に当接せしめるようにすれば、
穴部（３）の深さが大である場合でも座屈が生じること
なく、更に隙間（Ｓ、）の間隔を常に一定とすることが
でき、塑性変形量が片寄ることがなく、部分的に性状の
バラつきのない製品を得ることができる。

尚、実施例にあっては製品としてコンロッドを示したが
、本発明方法はこれに限るものではない。

（発明の効果）以上に説明した如く本発明によれば、鍛造成形による塑
性変形が圧縮方向のみに生じるため、製品にクラック等
が生じることがない。したがってＴｉ合金やへ１合金の
ように延性が低い難成形材であっても鍛造による欠陥が
生じることがないので、コンロッド等の軽量且つ強度が
要求される部品の鍛造方法として極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いるプリフォーム品の断
面図、第２図は同プリフォーム品の平面図、第３図は成
形前の鍛造成形装置の断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ
線断面図、第５図は成形後の鍛造成形装置の断面図、第
６図は第５図のＢ−Ｂ線断面図、第７図乃至第９図は鍛
造成形装置の別例を示す断面図である。尚、図面中（１）はプリフォーム品、（２）は外周部、
（３）は穴部、（４）、（５）は凹部、（［ｉ）、（７
）は上下のダイセット、（８）、（９）は上下の金型、
（１０）。（１１）は上下のパンチ、（１２）　、　（１４）　、
　（１５）はマンドレルである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プリフォーム品を再結晶以上の温度下で加圧し塑
性変形せしめる熱間鍛造方法において、前記プリフォー
ム品の外周寸法を製品の外周寸法と略々等しくするとと
もにプリフォーム品の穴部及び凹部の内周寸法を塑性変
形量を見込んで製品寸法よりも大寸法とし、プリフォー
ム品に外方へ広がる塑性変形を阻止しつつ内方へ圧縮さ
れる塑性変形のみを許容するようにしたことを特徴とす
る熱間鍛造方法。
（２）前記プリフォーム品は圧粉成形又は鋳造にて製作
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
間鍛造方法。