JP2944899B2 - Ａｌ基金属の熱間押出成形法 - Google Patents
Ａｌ基金属の熱間押出成形法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ基金属粉末又はその
圧縮成形体の熱間押出成形法に関する。
圧縮成形体の熱間押出成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ若しくはＡｌを主成分とする合金
（以下、Ａｌ基金属という。）の急冷凝固粉末は、溶製
したＡｌ基金属には具備しない優れた機械的性質を有す
るため、かかるＡｌ基金属粉末を一体的に結合した材料
は各種の機械部品の素材として有用である。Ａｌ基金属
粉末を一体化する簡便な手段として、熱間押出法があ
る。この方法は、Ａｌ基金属粉末を粉末のまま、或いは
冷間圧縮成形した後、押出温度に予熱して、該Ａｌ基金
属の粉末又はその圧縮成形体（以下、粉末素材とい
う。）をコンテナ中に収容し、該コンテナに装着された
ダイよりコンテナ内の粉末素材を熱間押出するものであ
り、押出の際に、粉末表面に形成されていた酸化膜や基
地中の晶出物、析出物は分断され、基地同士が接合一体
化される。
（以下、Ａｌ基金属という。）の急冷凝固粉末は、溶製
したＡｌ基金属には具備しない優れた機械的性質を有す
るため、かかるＡｌ基金属粉末を一体的に結合した材料
は各種の機械部品の素材として有用である。Ａｌ基金属
粉末を一体化する簡便な手段として、熱間押出法があ
る。この方法は、Ａｌ基金属粉末を粉末のまま、或いは
冷間圧縮成形した後、押出温度に予熱して、該Ａｌ基金
属の粉末又はその圧縮成形体（以下、粉末素材とい
う。）をコンテナ中に収容し、該コンテナに装着された
ダイよりコンテナ内の粉末素材を熱間押出するものであ
り、押出の際に、粉末表面に形成されていた酸化膜や基
地中の晶出物、析出物は分断され、基地同士が接合一体
化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱間押
出された押出材に曲がりが発生し易いという問題があ
る。このため、ＪＩＳ Ｈ ４１００に規定された曲が
りの許容値から大きく外れる場合があり、曲がりの矯正
作業が必要となり、生産性の低下を余儀無くされてい
る。尚、前記規定によると、押出材の外接円の直径Ｄが
３８＜Ｄ≦３００（mm）の場合、全長Ｌ（mm）につき、
曲がりの許容値は普通級で０．５×Ｌ／３００以下であ
る。
出された押出材に曲がりが発生し易いという問題があ
る。このため、ＪＩＳ Ｈ ４１００に規定された曲が
りの許容値から大きく外れる場合があり、曲がりの矯正
作業が必要となり、生産性の低下を余儀無くされてい
る。尚、前記規定によると、押出材の外接円の直径Ｄが
３８＜Ｄ≦３００（mm）の場合、全長Ｌ（mm）につき、
曲がりの許容値は普通級で０．５×Ｌ／３００以下であ
る。
【０００４】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、押出材に曲がりが生じにくいＡｌ基金属の熱間押出
成形法を提供することを目的とする。
で、押出材に曲がりが生じにくいＡｌ基金属の熱間押出
成形法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＡｌ基金属の熱
間押出成形法は、予じめ予熱されたＡｌ基金属の粉末又
はその圧縮成形体をコンテナ中に収容し、該コンテナに
装着されたダイよりコンテナ内の粉末素材を熱間押出し
て押出材を形成するＡｌ基金属の熱間押出成形法におい
て、前記コンテナの周方向の各部の温度差を１０℃以下
にして熱間押出しすることにより曲りが生じにくい押出
材を得ることにある。
間押出成形法は、予じめ予熱されたＡｌ基金属の粉末又
はその圧縮成形体をコンテナ中に収容し、該コンテナに
装着されたダイよりコンテナ内の粉末素材を熱間押出し
て押出材を形成するＡｌ基金属の熱間押出成形法におい
て、前記コンテナの周方向の各部の温度差を１０℃以下
にして熱間押出しすることにより曲りが生じにくい押出
材を得ることにある。
【０００６】
【作用】コンテナの周方向の各部に温度差を生じないよ
うにすることにより、コンテナ内の粉末素材の周方向の
各部の温度、引いては周方向各部の変形抵抗が一様にな
り、押出による変形が断面の周方向各部で一様に生じる
ため、押出材の曲がりが防止される。この際、温度差を
１０℃以下にすることにより、押出材の曲がりをＪＩＳ
規定の範囲内にすることができ、曲がりの矯正作業が不
要になる。
うにすることにより、コンテナ内の粉末素材の周方向の
各部の温度、引いては周方向各部の変形抵抗が一様にな
り、押出による変形が断面の周方向各部で一様に生じる
ため、押出材の曲がりが防止される。この際、温度差を
１０℃以下にすることにより、押出材の曲がりをＪＩＳ
規定の範囲内にすることができ、曲がりの矯正作業が不
要になる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明を実施するための熱間間接（後
方）押出装置を示しており、円筒状のコンテナ１の下端
開口部には基盤２が嵌着されており、コンテナ１内には
Ａｌ基金属粉末、或いは同粉末の圧縮成形体からなる粉
末素材３が収容されている。該粉末素材３の上にはダイ
４がコンテナ１の内周面に摺動自在に付設されており、
該ダイ４の上には押出ステム５が上下方向移動自在に設
けられている。前記ダイ４の中心部には押出孔６が開設
されており、前記押出ステム５がダイ４を下方に加圧し
つつ移動することにより、粉末素材３が押出孔６を通過
する際に一体化されると共に押出材７が上方に押し出さ
れる。
方）押出装置を示しており、円筒状のコンテナ１の下端
開口部には基盤２が嵌着されており、コンテナ１内には
Ａｌ基金属粉末、或いは同粉末の圧縮成形体からなる粉
末素材３が収容されている。該粉末素材３の上にはダイ
４がコンテナ１の内周面に摺動自在に付設されており、
該ダイ４の上には押出ステム５が上下方向移動自在に設
けられている。前記ダイ４の中心部には押出孔６が開設
されており、前記押出ステム５がダイ４を下方に加圧し
つつ移動することにより、粉末素材３が押出孔６を通過
する際に一体化されると共に押出材７が上方に押し出さ
れる。
【０００８】前記コンテナ１の側壁内部には、周方向等
間隔に多数の棒状ヒータエレメント８がコンテナ１上面
から下方に装着されている。ヒータエレメント８の設置
間隔は、隣接するヒータエレメント８間の中央部の温度
がヒータエレメント８近傍の温度に比して数℃程度以下
に収まればよく、ヒータエレメント８の出力にもよる
が、通常、２５〜３５mm程度でよい。また、コンテナ１
の側壁内部には、各ヒータエレメント８に対応して、熱
電対等の温度検出器９が設けられており、その測温部は
コンテナ１の上下方向の中央部に位置している。各ヒー
タエレメント８及び対応した温度検出器９は温度制御装
置に接続され、各々のヒータエレメント８が所定の設定
温度になるように定値制御される。
間隔に多数の棒状ヒータエレメント８がコンテナ１上面
から下方に装着されている。ヒータエレメント８の設置
間隔は、隣接するヒータエレメント８間の中央部の温度
がヒータエレメント８近傍の温度に比して数℃程度以下
に収まればよく、ヒータエレメント８の出力にもよる
が、通常、２５〜３５mm程度でよい。また、コンテナ１
の側壁内部には、各ヒータエレメント８に対応して、熱
電対等の温度検出器９が設けられており、その測温部は
コンテナ１の上下方向の中央部に位置している。各ヒー
タエレメント８及び対応した温度検出器９は温度制御装
置に接続され、各々のヒータエレメント８が所定の設定
温度になるように定値制御される。
【０００９】前記間接押出装置を用いて、本発明を実施
するには、まず、Ａｌ基金属の粉末素材を加熱炉により
押出温度に予熱する。予熱された粉末素材を、押出装置
のコンテナ１に装入する。この際、コンテナ１の各ヒー
タエレメント８を所定の設定温度（押出温度）に定値制
御する。押出温度は、通常、Ａｌ基合金の合金成分の含
有量にもよるが、溶融開始温度より１５０〜２００℃程
度低めに設定される。コンテナ１内に収容された粉末素
材３は、押出ステム５を下方に移動させることにより、
ダイ４の押出孔６から押出方向とは逆方向（後方）に押
出される。押出比は通常５〜２０程度とされる。粉末素
材３は、熱間押出の際、大きなせん断作用を受け、粉末
の粒子表面に形成されている数Å程度の不活性、安定な
酸化アルミニウム被膜が分断破壊され、また基地中の晶
出物や析出物（例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金であれば、共晶
Ｓｉ）が細粒状に分断され、基地が拡散接合により一体
化され、押出材７として押出成形される。
するには、まず、Ａｌ基金属の粉末素材を加熱炉により
押出温度に予熱する。予熱された粉末素材を、押出装置
のコンテナ１に装入する。この際、コンテナ１の各ヒー
タエレメント８を所定の設定温度（押出温度）に定値制
御する。押出温度は、通常、Ａｌ基合金の合金成分の含
有量にもよるが、溶融開始温度より１５０〜２００℃程
度低めに設定される。コンテナ１内に収容された粉末素
材３は、押出ステム５を下方に移動させることにより、
ダイ４の押出孔６から押出方向とは逆方向（後方）に押
出される。押出比は通常５〜２０程度とされる。粉末素
材３は、熱間押出の際、大きなせん断作用を受け、粉末
の粒子表面に形成されている数Å程度の不活性、安定な
酸化アルミニウム被膜が分断破壊され、また基地中の晶
出物や析出物（例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金であれば、共晶
Ｓｉ）が細粒状に分断され、基地が拡散接合により一体
化され、押出材７として押出成形される。
【００１０】押出に際して、コンテナ１に装着された各
ヒータエレメント８が独自に温度制御されるので、ヒー
タエレメント８の抵抗値やヒータエレメント８の埋設間
隔に誤差があっても、コンテナ１の周方向がほぼ均等な
温度に制御される。このため、コンテナ１の周方向の各
部の温度は、周方向に沿ってほぼ一定の温度となり、引
いてはコンテナ１内の粉末素材の周方向の温度分布が一
様になり、周方向各部の変形抵抗も一様になり、押出時
にダイ４の押出孔６を通過する際、変形抵抗差に基づく
押出材７の曲がりの発生が抑制される。
ヒータエレメント８が独自に温度制御されるので、ヒー
タエレメント８の抵抗値やヒータエレメント８の埋設間
隔に誤差があっても、コンテナ１の周方向がほぼ均等な
温度に制御される。このため、コンテナ１の周方向の各
部の温度は、周方向に沿ってほぼ一定の温度となり、引
いてはコンテナ１内の粉末素材の周方向の温度分布が一
様になり、周方向各部の変形抵抗も一様になり、押出時
にダイ４の押出孔６を通過する際、変形抵抗差に基づく
押出材７の曲がりの発生が抑制される。
【００１１】尚、本発明は、間接（後方）押出に限ら
ず、コンテナ内の粉末素材をコンテナの一端に摺動自在
に装着した押出ステムを移動させることにより、コンテ
ナの他端に固着したダイから押し出す直接押出にも適用
できることは勿論である。本発明の熱間押出成形法は、
Ａｌ基金属粉末焼結材により製造される各種の機械部
品、例えば内燃機関用のピストン，シリンダ，コンロッ
ド及びカム軸、或いはＶＴＲ用シリンダ等の各種電気機
器部品の素材の製造方法として好適である。また、押出
材の断面形状は円形に限らず自由に設定することができ
る。
ず、コンテナ内の粉末素材をコンテナの一端に摺動自在
に装着した押出ステムを移動させることにより、コンテ
ナの他端に固着したダイから押し出す直接押出にも適用
できることは勿論である。本発明の熱間押出成形法は、
Ａｌ基金属粉末焼結材により製造される各種の機械部
品、例えば内燃機関用のピストン，シリンダ，コンロッ
ド及びカム軸、或いはＶＴＲ用シリンダ等の各種電気機
器部品の素材の製造方法として好適である。また、押出
材の断面形状は円形に限らず自由に設定することができ
る。
【００１２】次に、具体的実施例について説明する。Ａ
ｌ−１７wt％Ｓｉ合金粉末を５００℃に予熱して、図１
のコンテナに装入し、ダイ、押出ステムをセットした。
使用したコンテナの内径は２００φmmであり、ダイの押
出孔径は６０φmmとした。コンテナの側壁部には、ピッ
チ中心２８０φmmの位置に２２本のヒータエレメント８
が等間隔に装着されており、各々のヒータエレメント８
は各ヒータエレメント８に対応して設けられた温度検出
器９により、温度制御される。該実施例においては、隣
接配置された３本のヒータエレメント８の設定温度と残
りのヒータエレメント８の設定温度との温度差を０℃
（実施例１）、１０℃（実施例２）、２０℃（実施例
３）、２５℃（比較例）となるように各ヒータエレメン
ト８の温度を制御した。また、従来例として、一つの温
度検出器９により総てのヒータエレメント８を制御し
た。尚、従来例では、コンテナ各部の周方向の最大温度
差は、各温度検出器９からのデータにより比較したとこ
ろ、２５℃であった。
ｌ−１７wt％Ｓｉ合金粉末を５００℃に予熱して、図１
のコンテナに装入し、ダイ、押出ステムをセットした。
使用したコンテナの内径は２００φmmであり、ダイの押
出孔径は６０φmmとした。コンテナの側壁部には、ピッ
チ中心２８０φmmの位置に２２本のヒータエレメント８
が等間隔に装着されており、各々のヒータエレメント８
は各ヒータエレメント８に対応して設けられた温度検出
器９により、温度制御される。該実施例においては、隣
接配置された３本のヒータエレメント８の設定温度と残
りのヒータエレメント８の設定温度との温度差を０℃
（実施例１）、１０℃（実施例２）、２０℃（実施例
３）、２５℃（比較例）となるように各ヒータエレメン
ト８の温度を制御した。また、従来例として、一つの温
度検出器９により総てのヒータエレメント８を制御し
た。尚、従来例では、コンテナ各部の周方向の最大温度
差は、各温度検出器９からのデータにより比較したとこ
ろ、２５℃であった。
【００１３】上記温度条件で熱間押出したところ、押出
材９００mm当たりの平均の曲がりは次の通りであった。
これより、周方向の温度差が１０℃以下では、曲がりは
軽微であり、ＪＩＳの規定内にあるため、曲がりの矯正
作業は不要であった。また、温度差が２０℃以下では、
ＪＩＳの規定外の曲がりが生じるが、小さいので矯正作
業は容易であることが分かる。尚、ＪＩＳ規定による曲
がりの許容値（普通級）は、長さ３００mm当たり０．５
mm以下である。 試料No. １…０．４mm／３００mm、試料No. ２…０．５mm／３００mm、 試料No. ３…１．５mm／３００mm、従来例 …２．５mm／３００mm
材９００mm当たりの平均の曲がりは次の通りであった。
これより、周方向の温度差が１０℃以下では、曲がりは
軽微であり、ＪＩＳの規定内にあるため、曲がりの矯正
作業は不要であった。また、温度差が２０℃以下では、
ＪＩＳの規定外の曲がりが生じるが、小さいので矯正作
業は容易であることが分かる。尚、ＪＩＳ規定による曲
がりの許容値（普通級）は、長さ３００mm当たり０．５
mm以下である。 試料No. １…０．４mm／３００mm、試料No. ２…０．５mm／３００mm、 試料No. ３…１．５mm／３００mm、従来例 …２．５mm／３００mm
【００１４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、コ
ンテナの周方向の各部に温度差が生じないようにして熱
間押出しするので、コンテナ内のＡｌ基金属の粉末素材
の周方向各部の温度分布が一様になり、引いては変形抵
抗が一様になり、押出材の周方向各部が均等にダイから
押し出され、押出材の曲がりが防止され、矯正作業も省
略乃至簡略化され、生産性に優れる。この際、温度差を
１０℃以下にすることにより、押出材の曲がりをＪＩＳ
規定の範囲内にすることができ、曲がりの矯正作業が不
要になる。
ンテナの周方向の各部に温度差が生じないようにして熱
間押出しするので、コンテナ内のＡｌ基金属の粉末素材
の周方向各部の温度分布が一様になり、引いては変形抵
抗が一様になり、押出材の周方向各部が均等にダイから
押し出され、押出材の曲がりが防止され、矯正作業も省
略乃至簡略化され、生産性に優れる。この際、温度差を
１０℃以下にすることにより、押出材の曲がりをＪＩＳ
規定の範囲内にすることができ、曲がりの矯正作業が不
要になる。
【図１】本発明を実施するための熱間間接押出装置の断
面説明図である。
面説明図である。
１ コンテナ ３ 粉末素材 ４ ダイ ５ 押出ステム ６ 押出孔 ７ 押出材 ８ ヒータエレメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−271304（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−53008（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−150356（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21C 23/01 B21C 29/02
Claims (1)
- 【請求項１】 予じめ予熱されたＡｌ基金属粉末又はそ
の圧縮成形体をコンテナ中に収容し、該コンテナに装着
されたダイよりコンテナ内の粉末素材を熱間押出して押
出材を形成するＡｌ基金属の熱間押出成形法において、 前記コンテナの周方向の各部の温度差を１０℃以下にし
て熱間押出しすることにより曲りが生じにくい押出材を
得ることを特徴とするＡｌ基金属の熱間押出成形法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24308594A JP2944899B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Ａｌ基金属の熱間押出成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24308594A JP2944899B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Ａｌ基金属の熱間押出成形法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08108214A JPH08108214A (ja) | 1996-04-30 |
| JP2944899B2 true JP2944899B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=17098565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24308594A Expired - Lifetime JP2944899B2 (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | Ａｌ基金属の熱間押出成形法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2944899B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6529165B2 (ja) * | 2015-07-03 | 2019-06-12 | 昭和電工株式会社 | 粉末合金押出材の製造方法及び鍛造品の製造方法 |
| JP7847428B2 (ja) | 2021-12-24 | 2026-04-17 | 住友化学株式会社 | アルミニウム押出線 |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP24308594A patent/JP2944899B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08108214A (ja) | 1996-04-30 |
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