JP2005177798A - 軽合金製薄肉製品の製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽合金製薄肉製品を生産性良く生産することができる方法を提供する。
【解決手段】融点が軽合金のそれより高い金属箔の上に固体状の軽合金を載せた状態で加熱して軽合金を半溶融状態にする工程と、この半溶融状態の軽合金を前記金属箔上に載せたままプレス手段によってプレス成形する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、軽合金製薄肉製品の製造方法およびその装置に関する。

従来、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金で薄肉製品を製造する方法の一つとして、本出願人が提案している方法であって、下金型に固体状の軽合金を供給したのち前記下金型および前記軽合金を同時に加熱して軽合金を半溶融状態にする工程と、前記下金型に上金型を合わせて前記半溶融状態の軽合金を加圧成形する工程と、を有するがある。

しかし、このように構成された従来の軽合金製薄肉製品の製造方法では、材料を下金型に載せたまま半溶融状態になるまで均一に加熱しなければならず、早急な加熱が困難で加熱に時間がかかり、生産性が悪い。下金型を複数個持つと生産性が上がるが、コスト高になる。
特開２００３−１３６１７６号公報

解決しようとする課題は、軽合金を材料として薄肉の製品を製造する方法においてこの軽合金製薄肉製品を効率良く生産することができない点である。

上記の目的を達成するために請求項１の軽合金製薄肉製品の製造方法は、軽合金を材料として薄肉の製品を製造する方法であって、融点が前記軽合金のそれより高い金属箔の上に固体状の前記軽合金を載せた状態で加熱して軽合金を半溶融状態にする工程と、この半溶融状態の軽合金を前記金属箔上に載せたままプレス手段によってプレス成形する工程と、を含むことを特徴とする。

なお、本発明おいて用いる軽合金としては、アルミニウム合金、マグネシウム合金などがあり、そして、金属箔上に載せる時の形態は、板状が望ましいが、加熱による溶解が可能なら、どのようなものでもよい。
またなお、本発明おいて用いる金属箔としては、軽合金を加熱して半溶融状態にする温度に耐えることができて、軽合金の融点よりも少なくとも３０℃以上高く、軽合金のプレス成形時に簡単に変形するものであればよく、コスト面などを考えるとアルミニウム箔などがよい。そして、金属箔の厚さは、成形性の面からは薄い方がよいが、軽合金の加熱時やハンドリング時に破損しない程度の例えば１０〜２００μｍあればよい。

またなお、請求項１の軽合金製薄肉製品の製造方法において下金型および軽合金の加熱を連続式加熱炉で行うことにより、プレスサイクルに合わせた加熱が可能になり、必要最小限の熱量で連続的に加熱することができる。そして、製品表面の酸化を嫌う場合には、加熱炉の内部を不活性ガスで満たせばよい。

上記の説明から明らかなように請求項１の軽合金製薄肉製品の製造方法は、軽合金を材料として薄肉の製品を製造する方法であって、融点が前記軽合金のそれより高い金属箔の上に固体状の軽合金を載せた状態で加熱して軽合金を半溶融状態にする工程と、この半溶融状態の軽合金を前記金属箔上に載せたままプレス手段によってプレス成形する工程と、を含むから、材料の加熱とプレス工程のサイクルを同期させやすくなるため、成形品のプレス手段からの離型性が良くなるため、軽合金製薄肉製品を効率良く生産することができるなどの優れた実用的効果を奏する。

本発明を適用してアルミニウム合金（ＪＩＳ：ＡＣ−４Ｃ）製の薄肉製品を製造する方法の一実施例について図１〜図３に基づき詳細に説明する。まず、図１に示すように、幅１００ｍｍの凹みを有する耐熱性の溶融ガイド部材１と周速３０ｍ/ｍｉｎで回転する直径３００ｍｍの１個の銅製ロール２の間（図１のａ参照）、または周速３０ｍ/ｍｉｎで回転する直径３００ｍｍの２個の銅製ロール３・３の間（図１のｂ参照）に、保持炉４・４における吐出口の幅が１００ｍｍである耐熱性のノズル５・５から溶融アルミニウム合金をそれぞれ供給して急冷凝固させ、肉厚２ｍｍの板状のアルミニウム合金材料６を製造する。

なお、溶融アルミニウム合金を含む溶融軽合金のノズル５・５からの供給は水平、垂直または斜め方向のいずれでもよい。
またなお、通常のロールキャストようにロールとして鋼製のものを使用すると、溶融アルミニウム合金を含む溶融軽合金のロールへの付着を防止するため、黒鉛系の離型剤をロ一ル面に噴霧する必要があるが、その離型剤はロール面から剥灘して軽合金の表面に付着しやすい。付着した離型剤は、半溶融状態でのプレス成形時に軽合金の内部に入り込み、欠陥製品の発生の原因となる。しかし、銅製ロールを使用すると溶融軽合金の急冷凝固が促進されるため、溶融軽合金のロールヘの付着は起こらない。したがって、銅製ロールの場合には、離型剤を使用する必要がなくなり、離型剤が原因となる欠陥製品の発生はほとんどなくなる。

次いで、図２に示すように、アルミニウム合金材料６をバンドソー７によって成形品に対応する大きさのアルミニウム合金片８に切断する。なお、この切断方法は、軽合金の金属組織を大きく損なわない手段を講ずることができるならば、丸鋸切断、レーザー切断、ウォータージェット切断などの他のものでもよい。

次いで、図３に示すように、鋼製枠体９に固定されたアルミニウム箔１０（Al：99.8％、融点660℃、厚さ35μｍ）の上面に離型剤（図示せず）を塗布した後、切断したアルミニウム合金片８を載せ、続いて、図４に示すように、アルミニウム箔１０上に載せたままアルミニウム合金片８をベルトコンベヤ１１によって連続式の加熱炉１２内を通過させて温度６００℃まで加熱する。

なお、軽合金が金属箔に付着しやすい場合は金属箔の表面に離型剤を塗布して成形後に金属箔が取れやすいようにすることができる。

次いで、図５のａに示すように、温度６００℃まで加熱したアルミニウム合金片８を、プレス手段としての図示しないヒーターで所要温度に予熱した下金型１３内に、図示しない適宜のセット装置よってアルミニウム箔１０上に載せたままセットし、続いて、上金型１４を下降させてアルミニウム合金片８をプレス成形して肉厚0.5mmの成形品１５を成形する。その後、図５のｂに示すように、成形したアルミニウム箔１０付き成形品１５を下金型１３から離型性良く取り出し、成形品１５の表面に残ったアルミニウム箔１０を適宜の条件でブラスト処理して取り除く。これにより、所望のアルミニウム合金製薄肉製品が得られた。

本発明を適用した一実施例の工程について説明するための説明図であって、アルミニウム合金材料を製造する工程の縦断面図である。 本発明を適用した一実施例の工程について説明するための説明図であって、アルミニウム合金材料をアルミニウム合金片に切断する工程の斜視図である。 本発明を適用した一実施例の工程について説明するための説明図であって、切断したアルミニウム合金片をアルミニウム箔上に載せた状態を示す斜視図である。 本発明を適用した一実施例の工程について説明するための説明図であって、切断したアルミニウム合金片をアルミニウム箔上に載せたまま連続式加熱炉で加熱する状態を示す斜視図である。 本発明を適用した一実施例の工程について説明するための説明図であって、加熱したアルミニウム合金片をプレス手段でプレス成形しかつその成形品を示す縦断面図である。

符号の説明

８ アルミニウム合金片
１０ アルミニウム箔
１２ 連続式の加熱炉
１３ 下金型
１４ 上金型

Claims (15)

1. 軽合金を材料として薄肉の製品を製造する方法であって、
   融点が前記軽合金のそれより高い金属箔の上に固体状の前記軽合金を載せた状態で加熱して軽合金を半溶融状態にする工程と、
   この半溶融状態の軽合金を前記金属箔上に載せたままプレス手段によってプレス成形する工程と、
   を含むことを特徴とする軽合金製薄肉製品の製造方法。
2. 前記固体状の軽合金はロールキャストで製造された板状のものであることを特徴とする請求項１に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
3. 前記金属箔における前記軽合金を載せる面に離型剤を塗布したことを特徴とする請求項１または２に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
4. 前記金属箔の融点が前記軽合金のそれより３０℃以上高いことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
5. 前記金属箔がアルミニウム箔であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
6. 前記金属箔の厚みが１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
7. 前記金属箔は、前記軽合金を加熱して半溶融状態にする温度で充分な強度を持つ材質の構造物に固定されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
8. 前記軽合金はアルミニウム合金またはマグネシウム合金であることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
9. 前記軽合金を連続式加熱炉によって加熱することを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
10. 前記軽合金を加熱して半溶融状態にする加熱炉の内部を不活性ガスで満たしたことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
11. 前記固体状の軽合金を半溶融状態になる温度以下まで予め加熱した後前記金属箔上に載せることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
12. 前記軽合金製薄肉製品に付着した金属箔をブラスト処理で取り除くことを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の軽合金製薄肉製品の製造方法。
13. 軽合金を材料として薄肉の製品を製造する装置であって、
    融点が前記軽合金のそれより高い金属箔の上に固体状の前記軽合金を載せた状態で加熱して軽合金を半溶融状態にする加熱手段と、
    前記金属箔上に前記半溶融状態の軽合金を載せたままプレス成形するプレス手段と、
    を備えたことを特徴とする軽合金製薄肉製品の製造装置。
14. 前記加熱手段は連続式であることを特徴とする請求項１３に記載の軽合金製薄肉製品の製造装置。
15. 前記加熱手段は内部を不活性ガスで満たしたことを特徴とする請求項１３または１４項に記載の軽合金製薄肉製品の製造装置。