【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビレット等の素材を形鋼及び継目無管等に押出加工する際に用いるダイス及び該ダイスを用いた押出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出加工においては、ダイスと押出素材との摺動摩擦を軽減するために摺動面に潤滑剤が供給されるが、潤滑剤は必ずしも摺動面に十分には供給されない。その結果、ダイスに焼付が発生したり、製品に割れなどの表面疵が発生する。特に、複雑な断面形状に押出加工する場合は、孔型のコナー部や薄肉部等でメタル充満不足や急激な加工により、製品寸法不良（細り）や割れが発生し易い。また、孔型のコナー部においてダイスへの面圧が増大しダイスが変形し、孔型寸法が変動することで製品寸法不良が発生する。
【０００３】
孔型コナー部での潤滑剤供給不足による焼付や製品寸法不良などの問題を解決する方法として、ダイス孔型のコナー部における流れ込み曲率半径を他の部分よりも大きくすることにより潤滑剤の供給量を多くする方法が特公昭５９−１５７２７号公報により知られている。 しかしながら、このダイスは適切な流れ込み曲率半径が孔型の部位毎で複雑に変化するため、ダイス加工が困難でる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、押出加工における潤滑剤供給不足によるダイスの焼付や製品の表面疵発生を防止するものである。特に複雑な断面形状に押出加工する場合の、孔型のコナー部や薄肉部等での孔型へのメタル充満不足や急激な加工による製品寸法不良や割れ発生を防止することを目的とするとともに、ダイス寿命を延長させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る押出用ダイスは、
（１）孔型の内周面に該内周面を少なくとも一周する溝が形成されていることを特徴とする押出用ダイス。
（２）孔型が相似形である複数枚のダイスの該孔型を重ねたとき、各孔型の内周面間で該内周面を少なくとも一周する溝が形成されていることを特徴とする押出用ダイス。
（３）孔型が相似形である複数枚のダイスの該孔型を重ねたとき、各孔型の内周面間で該内周面を少なくとも一周する溝が形成されており、前記各孔型の内周面との接線とダイス軸心線とでなす孔型角度θが２０°〜６０°であることを特徴とする押出用ダイス。
【０００６】
本発明に係る押出方法は、
（４）孔型の内周面に該内周面を少なくとも一周する溝が形成されたダイスを用いて押出加工を行うことを特徴とする押出方法。
（５）孔型が相似形である複数枚のダイスの該孔型を重ねたとき、各孔型の内周面間で該内周面を少なくとも一周する溝が形成されたダイスを用いて押出加工を行うことを特徴とする押出方法。
（６）孔型が相似形である複数枚のダイスの該孔型を重ねたとき、各孔型の内周面間で該内周面を少なくとも一周する溝が形成されており、前記各孔型の内周面との接線とダイス軸心線とでなす孔型角度θが２０°〜６０°であるダイスを用いて押出加工を行うことを特徴とする押出方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の請求項１及び４に沿う押出用ダイス及び押出方法を説明する縦断面図である。本発明の一体構造の押出用ダイス１は、前方部１ａと後方部１ｂとからなり、押出装置に装着した状態を示している。本発明の押出用ダイス１と図５に示す従来の押出用ダイス４とで異なる点は、本発明の押出用ダイス１は、孔型内周面１ｄと１ｅの間に該内周面を少なくとも一周する溝１ｆが形成されていることである。この溝１ｆにより潤滑剤３を貯留する潤滑剤溜りが形成されている。５はビレット、６はコンテナー、７はダイホルダー、８はダイバッカー
である。
【０００８】
溝１ｆによって潤滑剤溜りが形成されていると、ビレット５と共に孔型内周面１ｄに供給された潤滑剤３は、一旦溝１ｆに貯留され、溝１ｆに充満すると孔型内周面１ｅに供給される。その結果、孔型内周面１ｄ及び１ｅには潤滑剤３が十分に供給されることになるので、潤滑剤供給不足による焼付や製品表面の割れ発生を防止することができる。
【０００９】
特に、複雑な断面形状の形材に押出加工する場合の、孔型のコナー部や薄肉部等でのメタル流れが良好となるので、孔型へのメタル充満不足や急激な加工による製品寸法不良や割れ発生を防止するとともに、面圧の低減によるダイスの変形防止によりダイス寿命を延長させることができる。また、溝１ｆにおいて押出素材の減面加工が分断されるため、溝のないダイスによる急激な減面加工と比べて加工面に付加される面圧が減少し、その結果、面圧過大によるダイス変形（製品寸法不良）及び製品の表面疵発生を防止できる。上記潤滑剤の十分な供給による焼付きの防止と、減面率加工が分断されることによる面圧減少効果によりダイスの変形を抑制でき、ダイス寿命が延長する。
【００１０】
前記のように、本発明の押出用ダイス１は、孔型の内周面に潤滑剤溜りとなる溝１ｆを形成することにより、従来問題であった潤滑剤供給不足によるダイス焼付きや製品表面の割れ発生を防止することができるとともにダイス寿命を延長させることができる。しかしながら、図１のような溝１ｆが形成された本発明のダイスは、構造が複雑であるため製作が困難であり製作コストが高くなり、しかもダイスの前方部は殆ど損耗しないにも関らず、後方部のみが損耗した時点で廃棄しなければならないという問題がある。
【００１１】
図２及び図３は、本発明の請求項２及び５に沿う押出用ダイス及び押出方法を説明する図であり、図２は縦断面図、図３（ａ）は前方ダイス２ａの、図３（ｂ）は後方ダイス２ｂの各正面図である。本発明の分割構造の押出用ダイス２は、図１の一体構造の押出用ダイス１を孔型が相似形である前方ダイス２ａと後方ダイス２ｂとに分割構造としたものであり、前方ダイス２ａと後方ダイス２ｂを重ねたとき、各孔型の内周面２ｄと２ｅ間で該内周面を少なくとも一周する溝２ｆが形成されている。
【００１２】
このように分割構造にすると、一体構造と比べて製作が非常に容易であり、製作費が一体構造と比べて１／１０以下で済む。また、ダイス内周面に形成された溝によって該内周面に潤滑剤が十分に供給されるため、溝がない従来と比べてダイス寿命が、前方ダイス３ａは１０〜３０倍、後方ダイス３ｂは２〜３倍に延長する。なお、以上では前方ダイスと後方ダイスの２分割ダイスとしたが、必要に応じて３分割以上にしてもよい。この場合、孔型の内周面に該内周面を少なくとも一周する溝が分割数に対応して形成されている。また、複数枚のダイスの孔型は相似形であると説明したが、所定形状の製品を製造可能であれば、厳密に相似形である必要はない。
【００１３】
図４は、本発明の請求項３及び６に沿う押出用ダイス及び押出方法を説明する縦断面図である。潤滑剤のダイス孔型への供給を十分に行うため、及びダイスへの過大な面圧によるダイスの変形を防止するためには、図４に示すように、孔型が相似形である前方ダイス２ａと後方ダイス２ｂの各ダイスの孔型を重ねたとき、ダイス軸心線Ｓと複数枚のダイスの孔型内周面（２ｄ、２ｅ）との接線ｃとでなす孔型角度θを２０°〜６０°とすることが好ましい。孔型角度θが２０°未満では、潤滑剤の孔型内周面への供給が不十分となり、ダイスの焼付きが発生してダイスが変形するとともに製品に表面疵が発生する場合がある。また、孔型角度θが６０°を超えると、ダイスに付加される面圧が過大となってダイスが摩耗するとともに変形して製品寸法不良が発生する場合がある。
【００１４】
【実施例】
図２、図３に示した形状の孔型をもつ押出用ダイスを用いてＳＵＳ３０４ステンレス鋼ビレットの熱間押出加工を行った。表１に、本発明のダイス、比較例のダイス及び従来例のダイスを使用した場合の押出加工条件及び押出結果を示す。なお、ダイスの製作費指数はＮｏ．１を１００とする指数である。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の請求項１及び２に沿う押出用ダイス及び押出方法によれば、孔型の内周面に該内周面を少なくとも一周する溝を形成することで潤滑剤溜りを形成することにより、ダイスの焼付や製品の表面疵発生を防止するとともに、特に、複雑な断面形状の形材を押出加工する場合の、孔型のコナー部や薄肉部等でのメタル充満不足や急激な加工による製品寸法不良や割れ発生を防止するとともにダイス寿命を延長させることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２及び５沿う押出用ダイス及び押出方法によれば、前記押出用ダイスを前方ダイスと後方ダイスの分割構造とすることにより、一体構造と比べて製作が非常に容易であり、製作費が一体構造と比べて１／１０以下で済む。また、ダイス寿命が一体構造のダイスと比べて前方ダイスは１０〜３０倍、後方ダイスは２〜３倍に延長する。
【００１８】
また、本発明の請求項３及び６沿う押出用ダイス及び押出方法によれば、前記分割構造ダイスの軸心線と各ダイスの内周面との接線とでなす孔型角度θを２０°以上とすることにより、潤滑剤のダイス内周面への供給を十分に行うことができ、ダイスの焼付きや変形、さらには製品表面疵の発生を防止できる。また、孔型角度θを６０°以下とすることで、ダイスに付加される過大面圧を防止してダイス変形による製品寸法不良及びダイス変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の押出用ダイス（一体構造）の縦断面図
【図２】本発明の押出用ダイス（分割構造）の縦断面図
【図３】本発明の押出用ダイス（分割構造）の正面図
【図４】本発明ダイスにおける孔型角度θを示す図
【図５】従来の押出用ダイスの縦断面図
【符号の説明】
１：本発明の押出用ダイス（一体構造）
１ａ：ダイスの前方部
１ｂ：ダイスの後方部
１ｃ：ダイスの孔型
１ｄ：孔型内周面
１ｅ：孔型内周面
１ｆ；孔型内周面を１周以上する溝
２：本発明の押出用ダイス（分割構造）
２ａ：前方ダイス
２ｂ：後方ダイス
２ｃ：ダイスの孔型
２ｄ：孔型内周面
２ｅ：孔型内周面
２ｆ；孔型内周面を１周以上する溝
３：潤滑剤
４：従来の押出用ダイス
５；ビレット
６：コンテナー
７：ダイホルダー
８：ダイバッカー
ｓ：ダイス軸心線
ｃ：孔型内周面面との接線
θ：孔型角度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a die used when extruding a material such as a billet into a shaped steel, a seamless pipe, and the like, and an extrusion method using the die.
[0002]
[Prior art]
In extrusion processing, a lubricant is supplied to the sliding surface to reduce sliding friction between the die and the extruded material, but the lubricant is not always sufficiently supplied to the sliding surface. As a result, seizure occurs on the die and surface defects such as cracks occur on the product. In particular, when extrusion processing is performed into a complicated cross-sectional shape, product dimensional defects (thinning) and cracks are likely to occur due to insufficient metal filling or rapid processing in a hole-shaped corner portion or a thin portion. In addition, the surface pressure on the dies increases at the conical portion of the die, the die is deformed, and the dimensions of the die fluctuate, resulting in defective product dimensions.
[0003]
As a method of solving problems such as seizure and poor product dimensions due to insufficient lubrication supply at the hole-shaped conner, the amount of lubricant supplied is increased by increasing the radius of curvature of the flow in the conical part of the die-hole type compared to other parts. Is known from JP-B-59-15727. However, this die has difficulty in die processing because an appropriate inflow radius of curvature varies in a complicated manner for each hole-shaped portion.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to prevent seizure of a die and occurrence of surface flaws of a product due to insufficient supply of a lubricant in an extrusion process. In particular, when extruding a complicated cross-sectional shape, the purpose is to prevent insufficient metal filling of the hole at the corner or thin portion of the hole, and to prevent product dimensional defects and cracking due to rapid processing. The purpose is to extend the life of the die.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Extrusion dies according to the present invention,
(1) An extrusion die, wherein a groove is formed in an inner peripheral surface of a hole type at least one round around the inner peripheral surface.
(2) When the dies of a plurality of dies having similar shapes are stacked, a groove is formed between the inner peripheral surfaces of each of the dies at least once around the inner peripheral surface. Extrusion dies.
(3) When the dies of a plurality of dies having similar shapes are stacked, a groove is formed between the inner peripheral surfaces of each of the dies at least one round around the inner peripheral surface. A die for extrusion, wherein a die angle θ formed between a tangent to an inner peripheral surface of the die and an axis of the die is 20 ° to 60 °.
[0006]
The extrusion method according to the present invention comprises:
(4) An extrusion method, wherein an extrusion process is performed using a die having a groove formed on the inner peripheral surface of the groove at least one round around the inner peripheral surface.
(5) When the dies of a plurality of dies having similar shapes are stacked, the dies are extruded using a die having a groove formed at least once around the inner peripheral surface between the inner peripheral surfaces of the respective dies. An extrusion method characterized by performing processing.
(6) When the dies of a plurality of dies having similar shapes are stacked, a groove is formed between the inner peripheral surfaces of each of the dies at least once around the inner peripheral surface. An extrusion method characterized by performing extrusion using a die having a hole angle θ of 20 ° to 60 ° formed by a tangent to an inner peripheral surface of a mold and an axis of a die.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating an extrusion die and an extrusion method according to claims 1 and 4 of the present invention. The extrusion die 1 having an integral structure of the present invention includes a front portion 1a and a rear portion 1b, and shows a state in which the extrusion die 1 is mounted on an extrusion device. The difference between the extrusion die 1 of the present invention and the conventional extrusion die 4 shown in FIG. 5 is that the extrusion die 1 of the present invention has at least the inner peripheral surface between the inner peripheral surfaces 1d and 1e. That is, a groove 1f that goes around is formed. A lubricant reservoir for retaining the lubricant 3 is formed by the groove 1f. 5 is a billet, 6 is a container, 7 is a die holder, and 8 is a die backer.
[0008]
When the lubricant reservoir is formed by the groove 1f, the lubricant 3 supplied to the hole-shaped inner peripheral surface 1d together with the billet 5 is once stored in the groove 1f, and when the groove 1f is filled, the lubricant 3 is deposited on the hole-shaped inner peripheral surface 1e. Supplied. As a result, the lubricant 3 is sufficiently supplied to the inner peripheral surfaces 1d and 1e of the groove, so that it is possible to prevent the occurrence of seizure or cracks on the product surface due to insufficient lubricant supply.
[0009]
In particular, when extruding into a section with a complicated cross-sectional shape, the metal flow at the concavity and thin-walled part of the hole becomes good, so the metal is insufficiently filled in the hole and the product dimensions are poor due to rapid processing. In addition to preventing the occurrence of cracks and cracks, the life of the die can be extended by preventing the deformation of the die by reducing the surface pressure. Further, since the surface reduction processing of the extruded material is divided in the groove 1f, the surface pressure applied to the processing surface is reduced as compared with the rapid surface reduction processing using a grooveless die, and as a result, the die pressure due to excessive surface pressure is reduced. Deformation (defective product dimensions) and occurrence of surface flaws on the product can be prevented. Prevention of seizure by sufficient supply of the above-mentioned lubricant, and reduction of surface pressure due to separation of surface reduction processing can suppress die deformation, thereby extending die life.
[0010]
As described above, the extrusion die 1 of the present invention has a groove 1f serving as a lubricant reservoir formed on the inner peripheral surface of the hole mold, so that the conventional problems such as die seizure due to insufficient lubricant supply and product surface. Cracks can be prevented, and the life of the die can be extended. However, the die of the present invention in which the groove 1f is formed as shown in FIG. 1 is difficult to manufacture due to its complicated structure and the manufacturing cost is high. However, there is a problem that when only the rear part is worn, it must be discarded.
[0011]
2 and 3 are views for explaining an extrusion die and an extrusion method according to claims 2 and 5 of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view, and FIG. (B) is a front view of each of the rear dies 2b. The extrusion die 2 having a divided structure according to the present invention is obtained by dividing the extrusion die 1 having an integral structure shown in FIG. 1 into a front die 2a and a rear die 2b having similar hole shapes. When the rear die 2b and the rear die 2b are overlapped, a groove 2f is formed between the inner peripheral surfaces 2d and 2e of each of the molds at least one round around the inner peripheral surface.
[0012]
With such a divided structure, the production is very easy as compared with the integral structure, and the production cost can be reduced to 1/10 or less as compared with the integral structure. Further, since the lubricant is sufficiently supplied to the inner peripheral surface by the groove formed on the inner peripheral surface of the die, the life of the die is 10 to 30 times that of the conventional die having no groove, and the rear die 3 b Extends 2-3 times. In the above description, the front dice and the rear dice are divided into two dies, but may be divided into three or more as necessary. In this case, grooves are formed on the inner peripheral surface of the groove at least once around the inner peripheral surface in accordance with the number of divisions. In addition, it has been described that the dies of a plurality of dies have similar shapes. However, as long as a product having a predetermined shape can be manufactured, the shapes need not be strictly similar.
[0013]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating an extrusion die and an extrusion method according to claims 3 and 6 of the present invention. In order to sufficiently supply the lubricant to the die cavity and prevent the die from being deformed due to excessive surface pressure on the die, as shown in FIG. When the dies of the dies 2a and the rear dies 2b are overlapped, the die angle θ formed by the die axis S and the tangent c between the die inner peripheral surfaces (2d, 2e) of the dies is 20. It is preferable that the angle is in the range of ° to 60 °. If the groove angle θ is less than 20 °, the supply of the lubricant to the inner peripheral surface of the groove becomes insufficient, which may cause seizure of the die, deform the die, and cause surface defects on the product. If the die angle θ exceeds 60 °, the surface pressure applied to the dies becomes excessively large, and the dies are worn and deformed, which may cause defective product dimensions.
[0014]
【Example】
The SUS304 stainless steel billet was subjected to hot extrusion using an extrusion die having a hole shape shown in FIGS. 2 and 3. Table 1 shows the extrusion processing conditions and the extrusion results when the die of the present invention, the die of the comparative example, and the die of the conventional example were used. The die production cost index is No. It is an index with 1 as 100.
[0015]
[Table 1]
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the extrusion die and the extrusion method according to claims 1 and 2 of the present invention, the lubricant is formed by forming a groove at least one round on the inner peripheral surface of the grooved die. The formation of pools prevents seizure of dies and surface flaws on products, and metal filling, especially in extruded conical sections and thin-walled sections when extruding profiles with complex cross-sectional shapes. It is possible to prevent defective product dimensions and cracks due to shortage or rapid processing, and to extend the life of the die.
[0017]
According to the extrusion die and the extrusion method according to claims 2 and 5 of the present invention, the extrusion die is divided into a front die and a rear die. Yes, the production cost can be reduced to 1/10 or less as compared with the integrated structure. Further, the die life of the front die is extended to 10 to 30 times and that of the rear die is extended to 2 to 3 times as compared with the integrated die.
[0018]
Further, according to the extrusion die and the extrusion method according to claims 3 and 6 of the present invention, the hole type angle θ formed by the axis of the divided structure die and the tangent to the inner peripheral surface of each die is 20 ° or more. By doing so, it is possible to sufficiently supply the lubricant to the inner peripheral surface of the die, and it is possible to prevent seizure and deformation of the die and generation of surface defects on the product. Further, by setting the die angle θ to 60 ° or less, excessive surface pressure applied to the dies can be prevented, and defective product dimensions and die deformation due to die deformation can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an extrusion die (integrated structure) of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an extrusion die (divided structure) of the present invention. FIG. 3 is an extrusion die (divided structure) of the present invention. FIG. 4 is a view showing a die angle θ in the die of the present invention. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional extrusion die.
1: Extrusion die of the present invention (integral structure)
1a: die front part 1b: die rear part 1c: die die 1d: die inner peripheral surface 1e: die inner peripheral surface 1f; groove 2 which makes one or more rounds of die die inner peripheral surface 2: the present invention Extrusion dies (split structure)
2a: Front die 2b: Rear die 2c: Die die 2d: Die inner peripheral surface 2e: Die inner peripheral surface 2f; Groove making one or more rounds around die inner peripheral surface 3: Lubricant 4: Conventional extrusion Die 5; Billet 6: Container 7: Die holder 8: Die backer s: Die axis c: Ctangent line to the inner peripheral surface of the mold.
