JP5230506B2 - アルミニウム押出材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム押出材の製造方法及び押出装置に関する。

なお、本明細書及び特許請求の範囲では、「アルミニウム」の語は、特に示さない限り、純アルミニウムとアルミニウム合金の双方を含む意味で用いる。また、「上流」及び「下流」とは、それぞれ押出方向の上流及び下流を意味する。

押出材は、コンテナ内に装填されたビレットを所定方向に押圧することにより押出ダイスを通過させて製造される。この押出途中において、押出材はその断面寸法が押出方向に変化することが知られている。その要因としては、押出中のダイスの撓み、加工発熱によるダイスベアリング部の熱膨張変化がある。さらに、押出中やアイドルタイム中における押出ダイスの熱の大気への放熱や、押出ダイスの下流端面に当接した当接部材への熱伝導放熱によって、温度分布のバラツキが発生し、断面寸法が変化するとも言われている。

従来、押出材の断面寸法の変化を小さくするため、例えば次の方法が知られている。すなわち、押出材の温度が一定になるように制御する等温押出方法（特許文献１）、押出時の押出ダイスの加工発熱を減少させるためダイスを冷却する方法（特許文献２）、押出ダイスと押出工具との接触面から押出ダイスの熱が放熱することを防止する方法（特許文献３）である。

特開２００３−２２０４０９号公報 特開平５−１０４１３１号公報 特開２００５−１３９９７

しかしながら、上記従来の方法には次の難点があった。

等温押出方法では、押出時の実測データに基づいて押出速度等の押出条件を押出途中で変更するため、押出材の結晶粒等の品質が変化したり、基礎データ作成に時間がかかったり、そのような構成の押出装置の導入コストが高く付いたりするという難点がある。

ダイス冷却方法では、そのような構成の押出装置の導入コストが高く付いたり、押出途中におけるダイスの冷却の制御方法が難しく、微妙な温度制御が必要であるという難点がある。

ダイス熱の放熱防止方法では、押出装置のコンテナ内で旧ビレットと新ビレットとを押し継いで連続押出をした際に加工発熱によって上昇する押出ダイスの温度を制御するのが難しく、やはり押出途中において微妙な温度制御が必要であるという難点がある。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、押出装置の導入コストを抑制することができ、更に、押出途中で必ずしも押出条件を変更せないで且つ必ずしも微妙な温度制御を必要としないで、アルミニウム押出材の断面寸法が押出方向に変化するのを防止できるアルミニウム押出材の製造方法及び該製造方法に好適に用いられる押出装置を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、前記ダイスユニットの下流端面に当接した当接部材と、を備えた押出装置を用いてアルミニウム押出材を製造するに際して、
前記ダイスユニットを温度３５０〜４５０℃の範囲内で予熱しておくとともに、
前記当接部材を前記ダイスユニットの予熱温度よりも低い温度で予熱しておくことを特徴とするアルミニウム押出材の製造方法。

［２］ 前記当接部材を前記ダイスユニットの予熱温度よりも５０〜２００℃低い温度で予熱しておく前項１記載のアルミニウム押出材の製造方法。

［３］ 前記当接部材を予熱炉により又は当接部材に設けられたヒータにより予熱する前項１又は２記載のアルミニウム押出材の製造方法。

［４］ 前記ダイスユニットはダイスユニット用予熱炉により予熱し、
前記当接部材は当接部材用予熱炉により予熱し、
前記ダイスユニットと前記当接部材をそれぞれ予熱炉から取り出した時間の差を３０分以内とし、且つ、前記ダイスユニットと前記当接部材をそれぞれ予熱炉から取り出してから１５分以内で押出装置の所定位置に配置することにより、前記ダイスユニットの温度と前記当接部材の温度をそれぞれ前記予熱温度範囲内にする前項１又は２記載のアルミニウム押出材の製造方法。

［５］ アルミニウム押出材を製造する押出装置であって、
押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、
前記ダイスユニットの下流端面に当接した当接部材と、
前記ダイスユニットを予熱するダイスユニット用予熱手段と、
前記当接部材を前記ダイスユニット用予熱手段によるダイスユニットの予熱温度よりも低い温度で予熱する当接部材用予熱手段と、
を備えていることを特徴とする押出装置。

［６］ 押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、前記ダイスユニットの温度を測定するダイスユニット用測温手段と、前記ダイスユニットの下流端面に当接した当接部材と、前記当接部材の温度を測定する当接部材用測温手段と、を備えた押出装置を用い、
前記ダイスユニット用測温手段により測定された前記ダイスユニットの温度が３５０〜４５０℃の範囲内であり、且つ、前記当接部材用測温手段により測定された前記当接部材の温度が常温よりも高く前記ダイスユニットの温度よりも低いときに、押出を開始することを特徴とするアルミニウム押出材の製造方法。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明では、アルミニウム押出材を製造するに際して、ダイスユニットを温度３５０〜４５０℃の範囲内で予熱しておくとともに、当接部材をダイスユニットの予熱温度よりも低い温度で予熱しておくことにより、アルミニウム押出材の断面寸法が押出方向に変化するのを防止することができる。

さらに、押出材を製造する際にダイスユニットの予熱温度と当接部材の予熱温度とをそれぞれ所定の温度に設定しておくことで、このような効果を奏するので、押出途中において必ずしも押出条件を変更させる必要がないし、微妙な温度制御を必要としない。したがって、容易に押出を行うことができるし、更に、押出装置の導入コストを抑制することができる。

［２］の発明では、アルミニウム押出材の断面寸法が押出方向に変化するのを確実に防止することができる。

［３］の発明では、当接部材を確実に予熱することができる。

［４］の発明では、アルミニウム押出材の断面寸法が押出方向に変化するのを確実に防止することができる。

［５］の発明では、本発明に係るアルミニウム押出材の製造方法に好適に用いられる押出装置を提供できる。

［６］の発明では、上記［１］の発明の効果と同様の効果を奏する。さらに、各測温手段により測定されたダイスユニットの温度と当接部材の温度を、押出を開始することのトリガーとして機能させることができ、これにより押出を容易に行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置の概略断面図である。 図２は、同押出装置を用いてアルミニウム押出材を製造する場合における、押出時間とダイスユニットの温度との関係を示す図（グラフ）である。 図３は、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置の概略断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置の概略断面図である。 図５は、本発明の第４実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置の概略断面図である。

次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置を、押出材の製造途中の状態で示す図である。

本第１実施形態の押出装置１Ａは、詳述すると直接押出装置であり、アルミニウム押出材２１として断面円環状の長尺なアルミニウムパイプ材を製造するために用いられるものである。押出材２１の直径（外径）は例えば１５〜５０ｍｍ、その肉厚は例えば１〜３ｍｍである。また、２０はアルミニウムビレットである。なお図１では、ビレット２０と押出材２１は、他の部材と区別し易くするためドットハッチングで示している。

この押出装置１Ａは、１本のビレット２０で例えば５０〜１００ｍのアルミニウム押出材２１を製造することができる。その後、この押出材２１は例えば２〜４ｍの製品長さに切断される。

この押出装置１Ａは、押出装置本体２、ダイスユニット用予熱手段１７、当接部材用予熱手段１８、ダイスユニット用測温手段１５ｂ、当接部材用測温手段１６ｂ等を具備している。

押出装置本体２は、ステム１０、コンテナ９、ダイスユニット１５、当接部材１６、プラテン８等を備えている。

ダイスユニット１５は、プレート３と押出ダイス４とバッカー５とが押出方向Ｘにこの順に並んだ状態でダイリング６内にきつく嵌合固定されることにより、プレート３と押出ダイス４とバッカー５とダイリング６とが一体的に組み合わされたものである。押出ダイス４の中央部には、ビレット２０を所定断面形状に形成するベアリング孔４ａが押出方向Ｘに貫通して設けられている。

このダイスユニット１５は、コンテナ９の下流端面に当接して配置されている。コンテナ９内にはビレット２０が装填される。

当接部材１６は、ダイスユニット１５の下流側にその下流端面１５ａに面接触状態に当接して配置されている。この当接部材１６は、押出時に押出圧力をダイスユニット１５を介して受けるものである。本第１実施形態では、当接部材１６はボルスタ７からなる。

ダイスユニット１５と当接部材１６は、ダイスライド１１上に配置されて下側から該ダイスライド１１によって支持されている。

プラテン８は、当接部材１６の下流側にその下流端面に当接して配置されている。

ステム１０は、コンテナ９内のビレット２０を押圧するものであり、その先端部にプレート状のダミーステム１０ａが配置されている。

ダイスユニット用予熱手段１７は、押出装置１Ａにより押出材２１を製造する前にダイスユニット１５を予め加熱しておく、即ち押出材２１を製造する際にダイスユニット１５を予熱しておくためのものであり、例えば予熱炉１７ａからなる。この予熱炉１７ａは、押出装置本体２の近傍に配置されており、例えば押出装置本体２に隣接して配置されている。

当接部材用予熱手段１８は、押出装置１Ａにより押出材２１を製造する前に当接部材１６を予め加熱しておく、即ち押出材２１を製造する際に当接部材１６を予熱しておくためのものであり、例えば予熱炉１８ａからなる。この予熱炉１８ａは、押出装置本体２の近傍に配置されており、例えば押出装置本体２に隣接して配置されている。

なお本発明では、当接部材用予熱手段１８は、予熱炉１８ａであることに限定されるものではなく、その他に例えば、図１に鎖線で示すように、当接部材１６（本第１実施形態ではボルスタ７）に埋設されたテープ状又は線状の発熱体で加熱する方式の予熱用ヒータ１８ｂであっても良い。また、この発熱体は当接部材１６の表面に接触して設けられていても良い。

ダイスユニット用測温手段１５ｂは、ダイスユニット１５の温度を測定するものであり、例えば熱電対を有する測温器からなる。

当接部材用測温手段１６ｂは、当接部材１６の温度を測定するものであり、例えば熱電対を有する測温器からなる。

本第１実施形態の押出装置１Ａを用いたアルミニウム押出材２１の製造方法について以下に説明する。

アルミニウム押出材２１を製造する前に、ダイスユニット１５をダイスユニット用予熱炉１７ａ内に配置して該予熱炉１７ａによって予め加熱しておくとともに、当接部材１６を当接部材用予熱炉１８ａ内に配置して該予熱炉１８ａによって予め加熱しておく。

ダイスユニット用予熱炉１７ａによるダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０は、３５０〜４５０℃の範囲内に設定される必要がある。即ち、３５０℃≦Ｔ０≦４５０℃の関係を満たす必要がある。

当接部材用予熱炉１８ａによる当接部材１６の予熱温度Ｓ０は、ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも低く設定する必要があり、詳述すると常温よりも高く且つダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも低い温度範囲内に設定する必要がある。即ち、常温＜Ｓ０＜Ｔ０の関係を満たす必要がある。なお常温とは、加熱・冷却などをしない、平常の温度である。

ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０と当接部材１６の予熱温度Ｓ０とが、それぞれ上記の適正な所定範囲内に設定されることにより、後述するようにアルミニウム押出材２１の断面寸法が押出方向Ｘに変化するのを防止することができる。

ダイスユニット１５の好ましい予熱温度Ｔ０は、３８０〜４３０℃の範囲内である。Ｔ０をこの範囲内に設定することにより、アルミニウム押出材２１の断面寸法が押出方向Ｘに変化するのを確実に防止することができる。

当接部材１６の好ましい予熱温度Ｓ０は、ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも５０〜２００℃低い温度である。Ｓ０をこの範囲内に設定することにより、アルミニウム押出材２１の断面寸法が押出方向Ｘに変化するのを確実に防止することができる。さらに、当接部材１６の特に好ましい予熱温度Ｓ０は、ダイスユニットの予熱温度Ｔ０よりも８０〜１７０℃低い温度である。Ｓ０をこの範囲内に設定することにより、アルミニウム押出材２１の断面寸法が押出方向Ｘに変化するのを更に確実に防止することができる。さらに、当接部材１６の予熱温度Ｓ０は１００℃以上であることが特に好ましい。

次いで、ダイスユニット用予熱炉１７ａにより適正な温度に予熱されたダイスユニット１５と、当接部材用予熱炉１８ａにより適正な温度に予熱された当接部材１６とを、それぞれ予熱炉１７ａ、１８ａから取り出して迅速に押出装置本体２の所定位置に配置する。

ここで、ダイスユニット１５の予熱炉１７ａからの取出し時間と当接部材１６の予熱炉１８ａからの取出し時間との差は、３０分以内（特に好ましくは１５分以内）であることが好ましく、更に、ダイスユニット１５と当接部材１６をそれぞれ予熱炉１７ａ、１８ａから取り出してから１５分以内（特に好ましくは１０分以内）で押出装置本体２の所定位置に配置することが好ましい。こうすることにより、ダイスユニット１５と当接部材１６が各予熱炉１７ａ、１８ａから取り出されてから押出装置本体２の所定位置に配置されるまでの間のダイスユニット１５と当接部材１６の温度変化を極力抑制することができ、これにより押出材２１の断面寸法の変化を更に確実に防止することができる。本実施形態では、ダイスユニット１５と当接部材１６はそれぞれ予熱炉１７ａ、１８ａから同時に取り出される。

また、押出装置本体２の所定位置に配置されたダイスユニット１５の温度は、ダイスユニット用測温手段１５ｂにより測定され、また押出装置本体２の所定位置に配置された当接部材１６の温度は、当接部材用測温手段１６ｂにより測定される。そして、ダイスユニット１５の温度と当接部材１６の温度がそれぞれ上記の適正な所定範囲内であることを確認する。

ここで、ダイスユニット用測温手段１５ｂによってダイスユニット１５の温度として平均温度を測定するのが良く、同図に示すようにダイスユニット１５の外周面の押出方向中間部の温度を測定するのが簡易で良い。また同じく、当接部材用測温手段１６ｂによって当接部材１６の温度として平均温度を測定するのが良く、同図に示すように当接部材１６の外周面の押出方向中間部の温度を測定するのが簡易で良い。

そして、コンテナ９内に装填された加熱状態のアルミニウムビレット２０をステム１０で押圧するのを開始する。すなわち押出を開始する。なお、コンテナ９内への装填時のビレット２０の加熱温度は４００〜５２０℃の範囲内であることが好ましい。

すると、ビレット２０が押出ダイス４内に入っていき押出ダイス４から押し出されることで所定断面形状の押出材２１が製造される。押出ダイス４から出てきた押出材２１は、バッカー５、当接部材１６（ボルスタ７）及びプラテン８内を順次移動していき、最終的にプラテン８の下流端部から排出される。

コンテナ９内のビレット２０の残存量が所定量よりも少なくなった場合、該ビレット２０に新しいビレットを押し継いで連続押出をする。この押継ぎをビレット２０の残存量が所定量よりも少なくなる度に繰り返す。

以上の押出工程により、断面寸法が押出方向Ｘに殆ど変化していない所望する長尺なアルミニウム押出材２１が得られる。次いで、必要に応じて押出材２１を後工程（例：引抜加工工程）に送って押出材２１について後加工（例：引抜加工）を施す。

以上のような押出工程において、もし仮に当接部材１６の予熱温度Ｓ０がダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも高い場合（後述する図２のＢの場合）、当接部材１６の熱が当接部材１６からダイスユニット１５へ伝導する上、押出時に押出ダイス４に加工熱が発生するので、押出時間が長くなるにつれてダイスユニット１５の温度がゆっくりと上昇したのち安定する。したがって、ダイスユニット１５の温度が安定するまでの時間が長く、更に、ダイスユニット１５の温度変化が大きい。その結果、押出材２１の断面寸法が大きく変化する。

当接部材１６が予熱されていない場合（後述する図２のＣの場合）、ダイスユニット１５と当接部材１６との接触面間からの放熱量が大きくなってしまう（特に押出初期において放熱量が大きい）ため、ダイスユニット１５の温度が安定するまで長い時間がかかり、更に、ダイスユニット１５の温度変化が大きい。その結果、押出材２１の断面寸法が大きく変化する。

一方、当接部材１６の予熱温度Ｓ０がダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも低い場合（後述する図２のＡの場合）、押出時に押出ダイス４に発生した加工熱は、ダイスユニット１５から当接部材１６へ熱伝導放熱される。そのとき、ダイスユニット１５の下流端面１５ａには当接部材１６が面接触状態に当接しているので、ダイスユニット１５の熱がその横断面内で均一に奪われる。そのため、ダイスユニット１５の押出ダイス４の温度が横断面内で均一に冷却される。その結果、押出材２１の断面寸法のバラツキは抑制され、且つ、ダイスユニット１５の温度が一定に保持されることにより、押出材２１の連続押出時における断面寸法の変化を防止することができる。

図２は、上記本第１実施形態の押出材の製造方法における押出時間とダイスユニットの温度との関係を概略的に示す図（グラフ）である。

図２において、Ａは、本第１実施形態の押出材の製造方法の場合、すなわち当接部材１６の予熱温度Ｓ０が適正な範囲内に設定されている場合におけるダイスユニット１５の温度を示している。Ｂは、当接部材１６の予熱温度Ｓ０がダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも高い場合（即ちＳ０＞Ｔ０）におけるダイスユニット１５の温度を示している。Ｃは、当接部材１６が予熱されていない場合（即ちＳ０＝常温）におけるダイスユニット１５の温度を示している。

Ｄは、ダイスユニット１５を予熱炉１７ａから取り出した時を示している。Ｅは、コンテナ９内に装填された加熱状態のビレット２０をステム１０で押圧するのを開始した時、すなわちビレット２０が押出ダイス４内に入る時、つまり押出を開始した時を示している。Ｆは、押出材２１の先端が押出ダイス４から出てきた時を示している。Ｇは、押出を終了した時を示している。

図２に示すように、Ｄ〜Ｅの間では、ダイスユニット１５の温度は徐々に低下する。

Ｅ〜Ｆの間では、ビレット２０が押出ダイス４内を通過することにより発生した加工熱によってダイスユニット１５の温度が急激に上昇する。

Ｆ〜Ｇの間において、Ｂの場合、「ダイスユニットの放熱量」＜「加工発熱量」となり、ダイスユニット１５の温度がゆっくりと上昇したのち安定する。このときのダイスユニット１５の温度変化ΔＴＢは大きい。Ｃの場合、「ダイスユニットの放熱量」＞「加工発熱量」となり、ダイスユニット１５の温度がゆっくりと低下したのち安定する。このときのダイスユニット１５の温度変化ΔＴＣは大きい。一方、Ａの場合、ダイスユニット１５の放熱量と加工発熱量とが略均衡し、即ち「ダイスユニットの放熱量」≒「加工発熱量」となり、ダイスユニット１５の温度が迅速に安定する。このときのダイスユニット１５の温度変化ΔＴＡは、Ａの場合及びＢの場合よりも小さい。その結果、押出材２１の断面寸法の変化が小さくなる。

このように、本第１実施形態の押出材２１の製造方法によれば、押出材２１の断面寸法が押出方向Ｘに変化するのを防止できる。したがって、押出材２１が例えば押出後に引抜加工されるなどといった単重量管理（単質量管理）を必要とするものである場合、押出材２１の断面寸法変化が小さいため、単重の変化幅が小さくなるように容易に管理することができ、そのため歩留まりの向上を図ることができる。

さらに、押出材２１を製造する際にダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０と当接部材１６の予熱温度Ｓ０とをそれぞれ所定の温度に設定しておくだけで、このような効果を奏するので、押出途中において押出条件（例：押出速度）を変更させる必要がないし、微妙な温度制御を必要としない。したがって、容易に押出を行うことができるし、更に、押出装置１Ａの導入コストを抑制することができる。

また、当接部材１６を予熱炉１８ａにより又は当接部材１６に設けられたヒータ１８ｂにより予熱することにより、当接部材１６を確実に予熱することができる。なお、ヒータ１８ｂにより予熱を行う場合、押出時にはヒータ１８ｂによる加熱を停止する。

さらに、各測温手段１５ｂ、１６ｂにより測定されたダイスユニット１５の温度と当接部材１６の温度がそれぞれ所定の範囲内であるときに押出を開始する、すなわち各測温手段１５ｂ、１６ｂにより測定されたダイスユニット１５の温度と当接部材１６の温度に基づいて押出を開始するので、ダイスユニット１５の温度と当接部材１６の温度を、押出を開始することのトリガーとして機能させることができ、これにより押出を更に容易に行うことができる。

なお本発明は、特に押出材２１が第１実施形態のようなパイプ材などの薄肉中空材である場合に、このような効果を確実に奏することができ、また、特に当接部材１６の熱容量がダイスユニット１５の熱容量に対して１〜２倍の範囲内で確実な効果を奏する。当接部材１６とダイスユニット１５の比熱が同等の場合には、当接部材１６の質量がダイスユニット１５の質量に対して１〜２倍の範囲内であるのが良い。

図３は、本発明の第２実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置１Ｃを、押出材の製造途中の状態で示す図である。図３には、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じ要素に同一の符号が付されている。なお図３では、ダイスユニット用予熱手段、当接部材用予熱手段、ダイスユニット用測温手段及び当接部材用測温手段は、図示省略されている。本第２実施形態の押出装置１Ｂの構成について、上記第１実施形態の押出装置１Ａと異なる点を中心に以下に説明する。

本第２実施形態の押出装置１Ｂでは、ダイスユニット１５は、プレート３と押出ダイス４とがダイリング６内にきつく嵌合固定されることにより、プレート３と押出ダイス４とダイリング６とが一体的に組み合わされたものである。一方、バッカー５はダイスユニット１５に組み込まれていない。本第２実施形態では、このダイスユニット１５を構成するプレート３と押出ダイス４とダイリング６とが一体化された状態のままでダイスユニット用予熱手段により予熱される。

当接部材１６は、バッカー５からなる。バッカー５は、ダイスユニット１５の下流側にその下流端面１５ａに面接触状態に当接して配置されている。

ボルスタ７は、バッカー５の下流側に配置されており、バッカー５の下流側にその下流端面に面接触状態に当接して配置されている。本第２実施形態では、この当接部材１６としてのバッカー５が当接部材用予熱手段により予熱されるか、あるいはこのバッカー５と更にボルスタ７とが当接部材用予熱手段により一括して予熱される。

本第２実施形態の押出装置１Ｂの他の構成は、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じであり、また本第２実施形態の押出装置１Ｂを用いた押出材２１の製造方法も上記第１実施形態と同じである。

図４は、本発明の第３実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置１Ｃを、押出材の製造途中の状態で示す図である。図４には、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じ要素に同一の符号が付されている。なお図４では、ダイスユニット用予熱手段、当接部材用予熱手段、ダイスユニット用測温手段及び当接部材用測温手段は、図示省略されている。本第３実施形態の押出装置１Ｃの構成について、上記第１実施形態の押出装置１Ａと異なる点を中心に以下に説明する。

本第３実施形態の押出装置１Ｃでは、ダイスユニット１５は、プレート３と押出ダイス４とがダイリング６内にきつく嵌合固定されることにより、プレート３と押出ダイス４とダイリング６とが一体的に組み合わされたものである。本第３実施形態では、このダイスユニット１５を構成するプレート３と押出ダイス４とダイリング６とが一体化された状態のままでダイスユニット用予熱手段により予熱される。

当接部材１６は、ボルスタ７からなる。このボルスタ７は、バッカーと一体形成された形状となっている。本第３実施形態では、この当接部材１６を構成するボルスタ７が当接部材用予熱手段により予熱される。

本第３実施形態の押出装置１Ｃの他の構成は、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じであり、また本第３実施形態の押出装置１Ｃを用いた押出材２１の製造方法も上記第１実施形態と同じである。

図５は、本発明の第４実施形態に係るアルミニウム押出材の製造方法に用いられる押出装置１Ｄを、押出材の製造途中の状態で示す図である。図５には、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じ要素に同一の符号が付されている。なお図５では、ダイスユニット用予熱手段、当接部材用予熱手段、ダイスユニット用測温手段及び当接部材用測温手段は、図示省略されている。本第４実施形態の押出装置１Ｄの構成について、上記第１実施形態の押出装置１Ａと異なる点を中心に以下に説明する。

本第４実施形態の押出装置１Ｄは、直接押出装置ではなく間接押出装置である。この押出装置１Ｄでは、ダイスユニット１５は、押出ダイス４とバッカー５とがダイリング６内にきつく嵌合固定されることにより、押出ダイス４とバッカー５とダイリング６とが一体的に組み合わされたものである。本第４実施形態では、このダイスユニット１５を構成する押出ダイス４とバッカー５とダイリング６とが一体化された状態のままでダイスユニット用予熱手段により予熱される。

当接部材１６は、ダイステム１２からなる。ダイステム１２は、ダイスユニット１５の下流側にその下流端面１５ａに面接触状態に当接して配置されている。本第４実施形態では、この当接部材１６を構成するダイステム１２が当接部材用予熱手段により予熱される。

なお図４において、１３はマンドレルバー、１３ａはそのチップである。

本第４実施形態の押出装置１Ｄの他の構成は、上記第１実施形態の押出装置１Ａと同じであり、また本第４実施形態の押出装置１Ｄを用いた押出材２１の製造方法も上記第１実施形態と同じである。

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に示したものであことに限定されるものではなく、様々に変更可能であることは言うまでもない。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。

図１に示した上記第１実施形態の押出装置１Ａを用いて、ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０及び当接部材１６の予熱温度Ｓ０を様々に変更してアルミニウム押出材２１を製造した。押出材２１は断面円環状のアルミニウムパイプ材である。押出材２１の材質は、ＪＩＳ（日本工業規格）に準拠したアルミニウム合金番号Ａ３００３である。押出材２１の直径（外径）は３５ｍｍ、その肉厚は２ｍｍである。製造した押出材２１の長さは約５０ｍである。その後、この押出材２１を３ｍの製品長さに複数個切断した。コンテナ９内への装填時のアルミニウムビレット２０の加熱温度は４５０℃である。ダイスユニット１５の材質と当接部材１６の材質はともにダイス鋼である。当接部材１６の質量はダイスユニット１５の質量に対して１．５倍である。

製造された押出材２１について全長さ領域における断面寸法の変化を測定し、断面寸法変化を評価した。その結果を表１に示す。

なお表１の「予熱温度の差」とは、ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０から当接部材１６（ボルスタ７）の予熱温度Ｓ０を引いた値、即ちＴ０−Ｓ０の値である。

表１の「評価」欄におけるＡ〜Ｅの記号の意味は以下のとおりである。

Ａ：断面寸法変化が２５μｍ以下
Ｂ：断面寸法変化が２５μｍを超え５０μｍ以下
Ｃ：断面寸法変化が５０μｍを超え７５μｍ以下
Ｄ：断面寸法変化が７５μｍを超え１００μｍ以下
Ｅ：断面寸法変化が１００μｍを超える

表１から分かるように、ダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０を３５０〜４５０℃の範囲内に設定し、且つ、当接部材１６の予熱温度Ｓ０をダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも低く設定することにより、押出方向Ｘにおけるアルミニウム押出材２１の断面寸法変化を小さくすることができた。

さらに、押出材２１の断面寸法変化を小さくするためには、当接部材１６の予熱温度Ｓ０をダイスユニット１５の予熱温度Ｔ０よりも５０〜２００℃低く設定するのが望ましく、特にＳ０をＴ０よりも８０〜１７０℃低く設定するのが望ましく、更にＴ０を３８０〜４３０℃の範囲内に設定するのが非常に望ましいことを確認し得た。

本発明は、アルミニウムパイプ材等のアルミニウム押出材の製造方法及び該製造方法に好適に用いられる押出装置に利用可能である。

１Ａ〜１Ｄ：押出装置
２：押出装置本体
３：プレート
４：押出ダイス
５：バッカー
６：ダイリング
７：ボルスタ
８：プラテン
９：コンテナ
１５：ダイスユニット
１５ａ：下流端面
１５ｂ：ダイスユニット用測温手段
１６：当接部材
１６ｂ：当接部材用測温手段
１７：ダイスユニット用予熱手段
１７ａ：予熱炉
１８：当接部材用予熱手段
１８ａ：予熱炉
１８ｂ：ヒータ（予熱用ヒータ）
２０：ビレット
２１：押出材
Ｘ：押出方向

Claims (4)

1. 押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、前記ダイスユニットの下流端面に面接触状態に当接した当接部材と、を備えた押出装置を用いてアルミニウム押出材を製造するに際して、
   前記ダイスユニットを温度３５０〜４５０℃の範囲内で予熱しておくとともに、
   前記当接部材を前記ダイスユニットの予熱温度よりも５０〜２００℃低い温度で予熱しておいてから押出装置の前記ダイスユニットの下流端面に面接触状態に当接する位置に配置することを特徴とするアルミニウム押出材の製造方法。
2. 前記当接部材を予熱炉により又は当接部材に設けられたヒータにより予熱する請求項１記載のアルミニウム押出材の製造方法。
3. 押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、前記ダイスユニットの下流端面に面接触状態に当接した当接部材と、を備えた押出装置を用いてアルミニウム押出材を製造するに際して、
   前記ダイスユニットを温度３５０〜４５０℃の範囲内で予熱しておくとともに、
   前記当接部材を前記ダイスユニットの予熱温度よりも低い温度で予熱しておくアルミニウム押出材の製造方法であって、
   前記ダイスユニットはダイスユニット用予熱炉により予熱し、
   前記当接部材は当接部材用予熱炉により予熱し、
   前記ダイスユニットと前記当接部材をそれぞれ予熱炉から取り出した時間の差を３０分以内とし、且つ、前記ダイスユニットと前記当接部材をそれぞれ予熱炉から取り出してから１５分以内で押出装置の所定位置に配置することにより、前記ダイスユニットの温度と前記当接部材の温度をそれぞれ前記予熱温度範囲内にすることを特徴とするアルミニウム押出材の製造方法。
4. アルミニウム押出材を製造する押出装置であって、
   押出ダイスと一体的に組み合わされたダイスユニットと、
   前記ダイスユニットの下流端面に面接触状態に当接した当接部材と、
   前記ダイスユニットを温度３５０〜４５０℃の範囲内で予熱するダイスユニット用予熱手段と、
   前記当接部材を押出装置の前記ダイスユニットの下流端面に面接触状態に当接する位置に配置する前に前記ダイスユニット用予熱手段によるダイスユニットの予熱温度よりも５０〜２００℃低い温度で予熱する当接部材用予熱手段と、
   を備えていることを特徴とする押出装置。

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