JPH03180207A - チタン型材押出し用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チタン型材の熱間押出しに使用されるチタン
型材押出し用ダイスに関する。なお、本明細書ではチタ
ンは特にことわりのない限り純チタンまたはチタン合金
を意味する。

〔従来の技術〕

熱間押出しによる型材の製造は、加熱されたビレットを
コンテナに挿入した後、ステムを用いてビレットを潤滑
状態でダイスのダイス孔に挿通させることにより行われ
る。製造された型材の断面形状はダイス孔正面形状に一
致する。第１Ｏ図はＬ型材の製造に使用されるダイスを
示している。

ダイスｌのダイス孔２は正面形状がＬ形をしており、型
材形状を決定するヘアリング部３より入側はベアリング
部３に向かって徐々に絞り込まれたアプローチ部４にな
っている。

ダイス素材としてはダイス鋼、高速度鋼、超硬合金等が
知られているが、高速度鋼や超硬合金は耐熱性、耐摩耗
性に優れる反面、高価であるのでダイス鋼が多用されて
おり、チタン型材の押出しでもダイス鋼からなるダイス
が多く使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、安価なダイス鋼よりなる押出し用ダイスを使
用してチタン型材の熱間押出しを行うと、ダイス孔内面
と材料表面との間に充分な潤清剤が供給された状態であ
っても、若干の焼付きが生しるのは避けられず、押出さ
れたチタン型材の表面は焼付きによる押出方向の筋疵が
発生する。

本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、ダイス鋼
を素材とした場合にも、型材表面に焼付による筋疵が発
生するのを防止し得るチタン型材押出し用ダイスを提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段） チタン型材の熱間押出しにおいて発生ずる焼付きが一般
鋼材と同線、潤滑不足に起因していることは明らかであ
る。熱間押出し時の潤滑性を向上させる技術としては、
ダイス孔内面を細かな凹凸面として、この凹凸面に潤滑
剤をトラッピングさせるようにしたダイスが特公昭５９
−１３２８７号公報に開示されている。本発明者らの調
査によると、このダイスはアルミ合金のような易加工性
材料に対しては有効であるが、チタンのような難加工性
材料に対しては有効性が殆ど認められない。

本発明者らは、このような状況を踏まえて、潤滑剤のト
ランピングとは異なる観点から、チタン型材を熱間押出
しする場合の焼付き対策について種々調査検討した結果
、次の知見を得た。

チタン型材の熱間押出しにおいて生しる焼付きは、ダイ
ス孔内面の粗さの影響を受けるが、その傾向は潤滑剤ト
ラッピングの場合とは逆にダイス孔内面が平坦なほど焼
付きが生し難くなることである。また、押出されたチタ
ン型材を見ると、焼付きによる筋疵はその各面に均等に
生しているわけではなく、特定の面に集中して発生して
おり、その面とは、ダイス孔を囲む各辺のうち、ダイス
孔正面形状における重心点からの距離と辺長との積が最
大の辺のダイス孔内面と接していた面である。

本発明は、上記知見に基づきなされたもので、ダイス孔
を囲む辺のうち、少なくとも、ダイス孔正面形状におけ
る重心点からの距離と辺長との積が最大である辺のダイ
ス孔内面をＲａ１０μｍ以下の粗さにしたチタン型材押
出し用ダイスを要旨とする。

〔作　　用］ 本発明のダイスは、そのダイス孔内面を平滑にすること
により、ダイス素材が安価なダイス鋼であっても、チタ
ン型材の熱間押出しにおける焼付きを確実に防止するこ
とができる。

平滑にするダイス孔内面を、ダイス孔を囲む各辺のうち
、少なくとも、ダイス孔正面形状における重心点からの
距離と辺長との積が最大である辺のダイス孔内面とした
のは、このダイス孔内面と接していた型材の表面に焼付
きによる筋疵が集中的に発生するのが多数の操業結果の
統計的処理から°ｉｌ＋明したからである。

平滑にするダイス孔内面の粗さをＩ　Ｏａｍ以下とした
のは、■０μｍ超では型材表面に焼付きによる筋疵が生
しるのを阻止できないからであり、その理由はダイス孔
内面の平滑化により、ダイス内面と材料表面との間に均
一な厚みの潤滑膜が形成され、応力集中による局部的な
膜切れが生し難くなるためと考えられる。

（実施例〕 以下に本発明のチタン型材押出し用ダイスの実施例を図
面を参照して説明する。

第１図は本発明のダイスにおけるダイス孔、特にヘアリ
ング部の正面形状の一例を示しており、（ａ）はその寸
法図、（ｂ）はそのダイス孔形状を模式化した図面であ
る。ヘアリング部の正面形状はＬ形であり、長さ５１．
１ｍの辺をＸ軸、この辺に直交する長さ４４．５　＋ｍ
ａの辺をｙ軸とすると、ヘアリング部の正面形状におけ
る重心点５はｘ−ｙ座標で表わして（１６，７，１８，
０）に位置する。

すなわち、ベアリング部の正面形状を第１図（ｂ）に示
すように２つの長方形Ａ、Ｂに２分すると、重心点５（
ｘ、ｙ）は、 １／２Ａ　ｘ　ＸＡ＋１／２Ｂ　ｘ　Ｘ　ＢＡ　＋　Ｂ Ａ＋Ｂ で表わされる。

但し、Ａｘ、Ｂｙ：長方形Ａ、長方形ＢのＸ軸方向長さ Ａｙ、Ｂｙ：長方形Ａ、長方形Ｂのｙ軸方向長さ Ａ、　　　Ｂ　　：長方形Ａ、長方形Ｂの面積そして、
重心点５（ｘ、ｙ）からの距離と辺長との積が最大の辺
は、第１図のダイスでは、Ｘ軸上に位置する長さ５７．
７　ｍｍの辺になる。従って、このダイスでは、長さ５
７．７　ｍｍの辺におけるダイス孔内面を粗さＲａ１０
μｍ以下に仕上げる。ダイス孔内面をＲａ１０μｍ以下
にするには、例えばパフ研磨、サンドペーパーによる研
磨、湿式砥石研磨等によって行えばよい。

他の辺におけるダイス孔内面は、Ｒａ１０μｍ以下に仕
上げてもよいし、Ｒａ１５μｍ程度のグラインダー等に
よる通常仕上げとしてもよい。なお、Ｒａ１０μｍ以下
にするダイス孔内面とは、材料と接触するベアリング部
およびアプローチ部の各面を指す。

第２図に孔形状が示されたダイスはＴ型材の押出しに使
用するダイスで、このダイスの場合は、ダイス孔正面形
状における重心点５は（２０，１２２、５）に位置し、
この重心点５からの距離と辺長との積が最大の辺は長さ
４１．４Ｉ１ｍの辺になる。

従って、このダイスでは、各辺のうちの少なくとも長さ
４１．４ｍの辺におけるダイス孔内面をＲａ１０μｍ以
下にする。

同様に第３図〜第９図に孔形状が示されたダイスでは、
重心点および最大績の辺は第１表のようになり、この最
大績の辺を少なくとも含む１または複数の辺についてダ
イス孔内面をＲａ１０μｍ以下とする。

第　　　１　　　表 次に、第１図のダイスを使用して、実際にチタン型材の
熱間押出を行った結果を説明する。

ＡＭＳ４９３６Ａ　（Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２３ｎ）よ
りなる直径１７４ｍ＋ａのビレットを１０６０°Ｃに加
熱した後、このビレットをコンテナに挿入し、引き続き
ステムにより３００ｍｍ／ｓｅｃの速度でダイスのダイ
ス孔より潤滑状態で押出した。ダイスは５ＫＤ６１のダ
イス鋼よりなり、そのダイス孔内面は全ての辺で一定粗
さに調整し、その粗さ（Ｒａ）は１ｕｍ、１０μｍ、　
１５ｇｍの３種類とした。

押出されたＬ型材の面粗さは、ダイス孔内面の面粗さが
７μｍの場合は、型材の全ての面で２〜４μ−に抑制さ
れた。同様にダイス孔内面粗さが１０μ−の場合は型材
の全ての面で粗さが７〜９μ僧に抑えられた。しかし、
ダイス孔内面粗さが１５μｍのダイスを使用した場合は
、辺ｉ５７．７印の辺と接していた型材表面に筋疵が発
生し、粗さの測定は不可能であった。

また、第２図のＴ型ダイス孔を有するダイスを使用した
場合も、ダイス孔内面粗さが７μｍでは型材表面粗さは
２〜４μｍに即えられ、１０μｍでも７〜１０μｍに抑
えられたが、１５μ銅の粗さでは、辺長４１．４　ｍｍ
の辺と接していた型材表面に筋疵が発生し、粗さの測定
が不可能であった。

〔発明の効果］ 以上に説明したように、本発明のチタン型材押出し用ダ
イスは、安価なダイス鋼よりなるダイスを使用して熱間
押出しを行っても、焼付きによる筋疵の発生を防止でき
るので、ダイスコストが嵩まず、また押出し後の手直し
も不用になり、これにより表面性状が良好な高品質のチ
タン型材を効率よく低コストで製造し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のダイスにおけるダイス孔正面形
状の一例を示す寸法図、（ｂ）は重心点位置の算出方法
を説明するための模式図、第２図〜第９図は本発明の別
のダイスにおけるダイス孔正面形状を示す寸法図、第１
０図（ａ）は従来の押出し用ダイスの正面図、（ｂ）は
（ａ）の［−１線断面図である。 １ ダイス、 ２：ダイス孔、 ５；重心点 出 願 人 住友金属工業株式会社 第 目 す （ｂ） 第 ５ 図 弔 図 ７０４ 図 ４゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）純チタンまたはチタン合金よりなる型材の押出し
   用ダイスであって、ダイス孔を囲む各辺のうち、少なく
   とも、ダイス孔正面形状における重心点からの距離と辺
   長との積が最大である辺のダイス孔内面をＲａ１０μｍ
   以下の粗さにしたことを特徴とするチタン型材押出し用
   ダイス。