【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマグネシウム合金棒線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マグネシウム合金材料は、家電製品の筐体、自動車のステアリング及びシート、並びに各種ケースなどへの需要が増加しているが、これらマグネシウム合金製の部材を固定する場合、概ね、鉄鋼製のねじやボルト等の締結材が使用されている。しかし、このように、鉄とマグネシウム合金とが直接接触した場合、電食によってマグネシウム合金が腐蝕される結果、締結材の緩みや脱落が生じることがある。
【０００３】
したがって、電食防止の観点からすると、締結材についてもマグネシウム合金製であることが望ましい。このようなことから、締結材の加工用素材として、マグネシウム合金の棒材や線材の需要が高まっている。そして、所望の径を有するマグネシウム合金棒線材が製造されているが、その製造は、通常、引き抜き（伸線）加工によって実施されている。
【０００４】
具体的には、その引き抜き加工は、線材の例で説明すると、図２に示したように、被加工材であるマグネシウム合金の線材１２を、例えば高周波加熱炉１０等によって所定温度以上に加熱し、かつ、これに固体若しくは液体の潤滑剤を塗布した状態で、ダイス１４に通して引き抜いてより細線化することによって実施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金属マグネシウム及びマグネシウム合金の結晶系は一部の合金を除き六方晶である。この六方晶の材料の加工性は非常に大きな温度依存性を有していて、室温下で塑性加工することはほとんど不可能である。
例えば、マグネシウム合金ＡＺ３１の場合、その被加工材の温度が１４０℃以下のときにはほとんど塑性加工することができない。そのため、実際の伸線加工においては、伸線加工の安定性を考慮して被加工材を２００℃以上に加熱することが必要とされる。そして、被加工材の線径が数ｍｍ程度の場合には、伸線加工の過程で大気への放熱が大きく、その温度が急速に低下するため、より高温に加熱しなければならない。
【０００６】
しかしながら、このように被加工材を高温まで加熱することは、それに用いる高周波加熱炉等の加熱設備の大型化、当該加熱設備に付随する冷却設備の新規設置、あるいは使用可能な潤滑剤が限定される等の問題を招く。そして、これらの問題はいずれもマグネシウム合金棒線材の製造コストを高める要因となる。
本発明は、上記した問題を解決し、被加工材を加熱することを必要としない新規なマグネシウム合金棒線材の製造方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、マグネシウム合金棒材や線材をダイスを用いた引き抜き加工で製造する際に、前記ダイスを１５０℃以上の温度に加熱することを特徴とするマグネシウム合金棒線材の製造方法が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るマグネシウム合金線材の製造方法（以下、製造方法Ａという）を、図面に基づいて説明する。
図１においては、上流工程において既に、マグネシウム合金材料を圧延加工及び引き抜き加工することによって得られた被加工材１２が、回転可能に軸支されたロール１６に巻回されている。この被加工材１２は、ロール１６から引き出され、複数のローラ１８によって張力が付与された状態で、固定ダイス１４を通して引き抜かれることにより、目的の線径のマグネシウム合金線材２０に伸線・製造される。そして、製造されたマグネシウム合金線材２０はロール２２に巻き取られて保管される。
【０００９】
本発明の製造方法Ａにおいては、被加工材１２は加熱されることなく、固定ダイス１４のみが温度１５０℃以上に加熱された状態で引き抜き加工が進行する。例えば、固定ダイス１４にはヒータ２４，２４が装着され、電源２６より供給された電力により、これらヒータ２４，２４は１５０℃以上の温度となるようにダイス１４を加熱する。
【００１０】
本発明においては、このように所定温度以上に加熱されたダイス１４を通って引き抜かれた被加工材１２は、被加工材１２自体が予め加熱され、ダイスは加熱されることのない従来の場合と同様に断線することなく引き抜かれる。
よって、製造方法Ａによれば、ダイス１４の前段で被加工材１２を加熱することは必要ではない。したがって、被加工材１２の加熱設備の大型化及びそれに付帯する冷却設備の導入を避けることができ、また、固体潤滑剤も格段限定されることはない。そのため、製造方法Ａによれば、マグネシウム合金線材を低コストにて製造することができる。
【００１１】
更には、固定配置されているダイス１４の周辺に保温材を適宜配置すれば、連続移動する被加工材１２を加熱する場合に比べて、ダイス１４を加熱する場合の方がエネルギー効率を高めることが可能であり、一層、マグネシウム合金線材を低コストにて製造することができる。
なお、ダイス１４の加熱温度は５００℃を超えないことが好ましい。その理由は、マグネシウム合金の融点が約６５０℃であることと、５００℃を超えるとダイス１４の表面が酸化劣化してダイスの寿命が短くなるからである。
【００１２】
また、固定ダイスの場合について説明したが、固定ダイスに代えてローラダイスを用いても良いことは言うまでもない。
【００１３】
【実施例】
マグネシウム合金ＡＺ３１から成る直径６．４ｍｍの線材を被加工材とし、これに対し、減面率２０％、伸線速度９．３ｍ／ｍｉｎで伸線加工を行なった。
用いた製造装置は、一つの固定ダイス１４を備えた伸線装置であって、ダイス１４はＪＩＳＶ２０製の超硬ダイスである。そして、ダイス１４の周囲にはダイス１４を加熱するための抵抗加熱式ヒータ２４，２４が配置されている（図１参照）。なお、被加工材１２に対しては、ダイス１４に導入する際に、その前で、ＭｏＳ２を主成分とする潤滑剤を塗布した。
【００１４】
ダイス温度を順次変化させ、表１に示した６水準の温度で伸線加工を行なった。そして、各温度において、伸線後の長さで１０ｍのマグネシウム合金線材２０を４回（ｎ＝１〜４）製造することを試み、それらの製造途中における断線の発生の有無を確認した。この結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
表１から明らかなように、ダイス温度を１４０℃に設定した場合には、４回伸線したうち２回の断線が発生しているが、ダイス温度を１７０℃以上に設定した場合には断線は全く発生していない。このことから、ダイス温度を１４０℃を超えた１５０℃以上とすれば、マグネシウム合金線材の製造時における断線の発生を防止することができることが推定される。
【００１７】
なお、本発明は種々変形することが可能であって、例えば、本発明が適用可能なマグネシウム合金材料はＡＺ３１に限定されることはなくＡＺ９１，ＡＭ６０，ＡＳ２１，ＡＥ４２等種々のマグネシウム合金材料に適用することができる。そして、上記した一実施形態は、製造装置が一つの固定ダイスのみを備えた例を示しているが、本発明ではこれに限定されず、例えば２つ若しくは３つ以上の固定ダイスを直列に連設した製造装置によって、連続して引き抜き加工してもよい。ダイスについても固定ダイスに限られるものではなく、ローラダイスであってもよい。
【００１８】
また、例えば伸線速度及び減面率等の伸線条件については、引き抜き加工時に断線が発生しないように適宜選択することが可能である。
更には、ダイスを加熱する一方で、従来のように被加工材を加熱してもよいのは勿論のことである。
また更には、上記実施例は線材の場合について説明したが、棒材の引き抜き加工の場合においても、同様にダイスを加熱することで同じ効果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の結果から明らかなように、本発明のマグネシウム合金棒線材の製造方法によれば、被加工材を加熱する必要がなく、低コストにてマグネシウム合金棒線材を製造することが可能であり、かつ、製造時の断線の発生を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマグネシウム合金線材の製造装置の概略構成図である。
【図２】従来のマグネシウム合金線材の製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１２ 被加工材
１４ ダイス
２０ マグネシウム合金線材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a magnesium alloy rod or rod.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the demand for magnesium alloy materials for housings of home appliances, steering and seats of automobiles, and various cases has been increasing. However, when fixing these magnesium alloy members, generally, screws made of steel are used. Fasteners such as bolts and bolts are used. However, when the iron and the magnesium alloy are in direct contact with each other, the magnesium alloy is corroded by the electric corrosion, so that the fastener may loosen or fall off.
[0003]
Therefore, from the viewpoint of preventing electrolytic corrosion, it is desirable that the fastening material is also made of a magnesium alloy. For these reasons, there is an increasing demand for magnesium alloy rods and wires as working materials for fastening materials. Then, a magnesium alloy rod or wire having a desired diameter is manufactured, and the manufacturing is usually performed by drawing (drawing).
[0004]
Specifically, the drawing process is described using an example of a wire rod. As shown in FIG. 2, a magnesium alloy wire rod 12 to be processed is heated to a predetermined temperature or higher by, for example, a high-frequency heating furnace 10 or the like. In addition, in a state in which a solid or liquid lubricant is applied, the solid or liquid lubricant is drawn through a die 14 to make the wire thinner.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the crystalline systems of metallic magnesium and magnesium alloys are hexagonal except for some alloys. The workability of this hexagonal material has a very large temperature dependency, and it is almost impossible to perform plastic working at room temperature.
For example, in the case of a magnesium alloy AZ31, when the temperature of the workpiece is 140 ° C. or less, plastic working can hardly be performed. Therefore, in actual wire drawing, it is necessary to heat the workpiece to 200 ° C. or more in consideration of the stability of the wire drawing. When the wire diameter of the workpiece is about several millimeters, heat is radiated to the atmosphere during the wire drawing process, and the temperature rapidly decreases. Therefore, the workpiece must be heated to a higher temperature.
[0006]
However, heating a workpiece to a high temperature in this way increases the size of heating equipment such as a high-frequency heating furnace used for the heating, newly installs cooling equipment associated with the heating equipment, or limits the usable lubricant. Cause problems such as All of these problems are factors that increase the manufacturing cost of magnesium alloy rods.
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a novel method for manufacturing a magnesium alloy rod and wire that does not require heating of a workpiece.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, when manufacturing a magnesium alloy rod or wire by drawing using a die, the magnesium is characterized by heating the die to a temperature of 150 ° C. or more. A method of manufacturing an alloy rod or wire is provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A method for manufacturing a magnesium alloy wire according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as manufacturing method A) will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a workpiece 12 obtained by rolling and drawing a magnesium alloy material has already been wound around a rotatably supported roll 16 in an upstream process. The workpiece 12 is drawn out from the roll 16 and pulled out through the fixed die 14 in a state where tension is applied by the plurality of rollers 18 to be drawn and manufactured into a magnesium alloy wire 20 having a desired wire diameter. You. Then, the manufactured magnesium alloy wire 20 is wound around a roll 22 and stored.
[0009]
In the manufacturing method A of the present invention, the drawing process proceeds while only the fixed die 14 is heated to a temperature of 150 ° C. or higher without heating the workpiece 12. For example, heaters 24, 24 are mounted on the fixed dies 14, and the heaters 24, 24 heat the dies 14 to a temperature of 150 ° C. or higher by the power supplied from the power supply 26.
[0010]
In the present invention, the work material 12 pulled out through the die 14 heated to a predetermined temperature or more as described above is a conventional case where the work material 12 itself is pre-heated and the die is not heated. It is pulled out without disconnection like.
Therefore, according to the manufacturing method A, it is not necessary to heat the workpiece 12 before the die 14. Therefore, it is possible to avoid an increase in the size of the heating facility for the workpiece 12 and the introduction of a cooling facility associated therewith, and the solid lubricant is not particularly limited. Therefore, according to the manufacturing method A, a magnesium alloy wire can be manufactured at low cost.
[0011]
Furthermore, if a heat insulating material is appropriately arranged around the fixedly arranged dies 14, heating the dies 14 improves energy efficiency as compared with heating the workpiece 12 that moves continuously. And a magnesium alloy wire can be manufactured at a lower cost.
It is preferable that the heating temperature of the die 14 does not exceed 500 ° C. The reason is that the melting point of the magnesium alloy is about 650 ° C., and if it exceeds 500 ° C., the surface of the die 14 is oxidized and deteriorated, thereby shortening the life of the die.
[0012]
Further, the case of the fixed die has been described, but it goes without saying that a roller die may be used instead of the fixed die.
[0013]
【Example】
A wire rod having a diameter of 6.4 mm made of a magnesium alloy AZ31 was used as a workpiece, and wire drawing was performed at a reduction rate of 20% and a wire drawing speed of 9.3 m / min.
The manufacturing apparatus used is a wire drawing apparatus provided with one fixed die 14, and the die 14 is a JISV20 super-hard die. Around the die 14, resistance heaters 24, 24 for heating the die 14 are arranged (see FIG. 1). Note that a lubricant containing MoS 2 as a main component was applied to the workpiece 12 before being introduced into the die 14.
[0014]
The die temperature was sequentially changed, and wire drawing was performed at the six levels shown in Table 1. At each temperature, it was attempted to produce the magnesium alloy wire rod 20 having a length of 10 m after the wire drawing four times (n = 1 to 4), and it was confirmed whether or not any breakage occurred during the production. Table 1 shows the results.
[0015]
[Table 1]
[0016]
As is clear from Table 1, when the die temperature was set to 140 ° C., two out of four wire breaks occurred, but when the die temperature was set to 170 ° C. or higher, the wire was broken. Has not occurred at all. From this, it is presumed that if the die temperature is set to 150 ° C. or more, which is higher than 140 ° C., it is possible to prevent occurrence of disconnection during the production of the magnesium alloy wire.
[0017]
The present invention can be variously modified. For example, the magnesium alloy material to which the present invention can be applied is not limited to AZ31, but is applicable to various magnesium alloy materials such as AZ91, AM60, AS21, and AE42. can do. In the above-described embodiment, an example in which the manufacturing apparatus includes only one fixed die is described. However, the present invention is not limited to this. For example, two or three or more fixed dies are connected in series. The drawing process may be continuously performed by the installed manufacturing apparatus. The die is not limited to the fixed die, but may be a roller die.
[0018]
Further, for example, the drawing conditions such as the drawing speed and the area reduction rate can be appropriately selected so that the disconnection does not occur during the drawing process.
Further, it is needless to say that the work material may be heated as in the related art while the die is heated.
Furthermore, in the above-described embodiment, the description has been made of the case of the wire rod. However, the same effect can be obtained by similarly heating the die in the case of the bar drawing.
[0019]
【The invention's effect】
As is clear from the above results, according to the method for manufacturing a magnesium alloy rod and wire of the present invention, it is not necessary to heat the workpiece, and it is possible to manufacture a magnesium alloy rod and wire at low cost. In addition, the occurrence of disconnection during manufacturing can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for manufacturing a magnesium alloy wire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional magnesium alloy wire manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
12 Workpiece 14 Die 20 Magnesium alloy wire
