JPH0663681A - アルミニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法Info
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- JPH0663681A JPH0663681A JP23656292A JP23656292A JPH0663681A JP H0663681 A JPH0663681 A JP H0663681A JP 23656292 A JP23656292 A JP 23656292A JP 23656292 A JP23656292 A JP 23656292A JP H0663681 A JPH0663681 A JP H0663681A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐圧強度に優れたＡｌ合金製継ぎ目無し小型
高圧ガス容器を、効率よく製造する方法を提供する。 【構成】 Ａｌ合金押出材を、溶体化処理後所定形状の
有底円筒体に成形し、次いで前記有底円筒体の上方の開
口部分に、冷間型鍛造法によりガス取出し口を形成して
素容器となし、この素容器に時効処理を施すＡｌ合金製
継ぎ目無し高圧ガス容器の製造方法において、Ａｌ合金
押出材に抽伸加工を施し、この抽伸加工材１を溶体化処
理したのち、インパクト加工して有底円筒体５に成形す
る。 【効果】 有底円筒体５をインパクト加工法により一挙
に成形するので、生産性が向上し又絞り割れや中間焼鈍
の繰返しによる機械的性質の劣化が回避できる。又Ａｌ
合金押出材に抽伸加工と溶体化処理を施すので、インパ
クト加工前の材料組織が均一微細となり、依ってインパ
クト加工性が向上して偏肉が低減する。
高圧ガス容器を、効率よく製造する方法を提供する。 【構成】 Ａｌ合金押出材を、溶体化処理後所定形状の
有底円筒体に成形し、次いで前記有底円筒体の上方の開
口部分に、冷間型鍛造法によりガス取出し口を形成して
素容器となし、この素容器に時効処理を施すＡｌ合金製
継ぎ目無し高圧ガス容器の製造方法において、Ａｌ合金
押出材に抽伸加工を施し、この抽伸加工材１を溶体化処
理したのち、インパクト加工して有底円筒体５に成形す
る。 【効果】 有底円筒体５をインパクト加工法により一挙
に成形するので、生産性が向上し又絞り割れや中間焼鈍
の繰返しによる機械的性質の劣化が回避できる。又Ａｌ
合金押出材に抽伸加工と溶体化処理を施すので、インパ
クト加工前の材料組織が均一微細となり、依ってインパ
クト加工性が向上して偏肉が低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スキューバダイビング
用空気充填ボンベ等に好適な、耐圧強度に優れたアルミ
ニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を効率よく製
造する方法に関する。
用空気充填ボンベ等に好適な、耐圧強度に優れたアルミ
ニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を効率よく製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年スキューバダイビングの愛好者が急
増し、大都市ではプールを利用したダイビングスクール
の開設が後を絶たない程である。ところで、スキューバ
ダイビング用空気充填ボンベには従来鋼製の小型高圧ガ
ス容器が用いられていたが、ダイバーの装備軽量化の為
にアルミニウム（Ａｌ）合金製のものが使用されるよう
になった。このＡｌ合金製小型高圧ガス容器は、図４に
示したような、頂部にガス取出し口８を設けた円筒形状
のものである。そして、このようなＡｌ合金製継ぎ目無
し小型高圧ガス容器の製造は図３イ〜ヘに示したような
方法によりなされていた。即ち、素板９をダイ２上に配
置し（図イ）、この素板９に種々形状のポンチ23を順次
押込んで絞り加工を繰り返し施し（図ロ）、最後に所定
形状のポンチ33を押込んで有底円筒体５に成形する（図
ハ）。次いでこの有底円筒体５の開口部側６を図ニ〜ヘ
に示した工程に従って順次型７にて拘束して鍛造してガ
ス取出し口８を形成する方法である。
増し、大都市ではプールを利用したダイビングスクール
の開設が後を絶たない程である。ところで、スキューバ
ダイビング用空気充填ボンベには従来鋼製の小型高圧ガ
ス容器が用いられていたが、ダイバーの装備軽量化の為
にアルミニウム（Ａｌ）合金製のものが使用されるよう
になった。このＡｌ合金製小型高圧ガス容器は、図４に
示したような、頂部にガス取出し口８を設けた円筒形状
のものである。そして、このようなＡｌ合金製継ぎ目無
し小型高圧ガス容器の製造は図３イ〜ヘに示したような
方法によりなされていた。即ち、素板９をダイ２上に配
置し（図イ）、この素板９に種々形状のポンチ23を順次
押込んで絞り加工を繰り返し施し（図ロ）、最後に所定
形状のポンチ33を押込んで有底円筒体５に成形する（図
ハ）。次いでこの有底円筒体５の開口部側６を図ニ〜ヘ
に示した工程に従って順次型７にて拘束して鍛造してガ
ス取出し口８を形成する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような絞り加工法ではポンチを種々変えて再絞りを10数
回も繰り返す上、再絞り毎に中間焼鈍を施すので、製造
に長時間を要し、又ポンチを多数用いる為その管理に手
間を要するという問題があった。更に、焼鈍を何度も繰
り返すうちに結晶粒が粗大化して絞り割れが生じ易くな
り、又中間焼鈍毎に加工硬化能が低下して十分な強度が
得られず、その結果、得られるＡｌ合金製継ぎ目無し小
型高圧ガス容器の耐圧強度が低下するという問題があっ
た。
ような絞り加工法ではポンチを種々変えて再絞りを10数
回も繰り返す上、再絞り毎に中間焼鈍を施すので、製造
に長時間を要し、又ポンチを多数用いる為その管理に手
間を要するという問題があった。更に、焼鈍を何度も繰
り返すうちに結晶粒が粗大化して絞り割れが生じ易くな
り、又中間焼鈍毎に加工硬化能が低下して十分な強度が
得られず、その結果、得られるＡｌ合金製継ぎ目無し小
型高圧ガス容器の耐圧強度が低下するという問題があっ
た。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】本発明は、このような状況
に鑑み鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
とするところは、耐圧強度の高いＡｌ合金製継ぎ目無し
小型高圧ガス容器を効率よく製造する方法を提供するこ
とにある。
に鑑み鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
とするところは、耐圧強度の高いＡｌ合金製継ぎ目無し
小型高圧ガス容器を効率よく製造する方法を提供するこ
とにある。
【０００５】即ち、本発明は、Ａｌ合金押出材を、溶体
化処理後、所定形状の有底円筒体に成形し、次いで前記
有底円筒体の上方の開口部分に冷間型鍛造法によりガス
取出し口を形成して素容器となし、この素容器に時効処
理を施すＡｌ合金製継ぎ目無し高圧ガス容器の製造方法
において、Ａｌ合金押出材に抽伸加工を施し、この抽伸
加工材を溶体化処理したのち、インパクト加工して有底
円筒体に成形することを特徴とするものである。
化処理後、所定形状の有底円筒体に成形し、次いで前記
有底円筒体の上方の開口部分に冷間型鍛造法によりガス
取出し口を形成して素容器となし、この素容器に時効処
理を施すＡｌ合金製継ぎ目無し高圧ガス容器の製造方法
において、Ａｌ合金押出材に抽伸加工を施し、この抽伸
加工材を溶体化処理したのち、インパクト加工して有底
円筒体に成形することを特徴とするものである。
【０００６】本発明方法における有底円筒体の形成方法
は、図１イ，ロにその工程の一態様を示したように、溶
体化処理した抽伸加工材１をダイ12内に配置し（図
イ）、次にこの抽伸加工材12に所定形状のポンチ13を衝
撃的に押込んで有底円筒体５を一挙に成形する方法であ
る。又図２イ〜ハにその工程の他の態様を示したよう
に、溶体化処理した抽伸加工材１をダイ２内に配置し
（図イ）、この抽伸加工材１の上端面にボンチ３により
凹部４を形成してアプセット成形し（図ロ）、次にこの
抽伸加工材を別のダイ12内に配置し、前記抽伸加工材の
凹部４にポンチ13を衝撃的に押込んで有底円筒体５を一
挙に形成する方法である。図２に示したように抽伸加工
材１の上端面に凹部をアプセット成形しておくと、前記
上端面がフラットな場合より押込み精度が向上して偏肉
が減少する。前述のようにして得られた有底円筒体は、
前記の図３ニ〜ヘの工程に従って、上方の開口部側６を
冷間型鍛造してガス取出し口８を形成して素容器とな
し、しかるのち、この素容器に時効処理を施して高強度
のＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器が製造され
る。尚、前記のインパクト加工法における押し込み回数
は通常１回である。
は、図１イ，ロにその工程の一態様を示したように、溶
体化処理した抽伸加工材１をダイ12内に配置し（図
イ）、次にこの抽伸加工材12に所定形状のポンチ13を衝
撃的に押込んで有底円筒体５を一挙に成形する方法であ
る。又図２イ〜ハにその工程の他の態様を示したよう
に、溶体化処理した抽伸加工材１をダイ２内に配置し
（図イ）、この抽伸加工材１の上端面にボンチ３により
凹部４を形成してアプセット成形し（図ロ）、次にこの
抽伸加工材を別のダイ12内に配置し、前記抽伸加工材の
凹部４にポンチ13を衝撃的に押込んで有底円筒体５を一
挙に形成する方法である。図２に示したように抽伸加工
材１の上端面に凹部をアプセット成形しておくと、前記
上端面がフラットな場合より押込み精度が向上して偏肉
が減少する。前述のようにして得られた有底円筒体は、
前記の図３ニ〜ヘの工程に従って、上方の開口部側６を
冷間型鍛造してガス取出し口８を形成して素容器とな
し、しかるのち、この素容器に時効処理を施して高強度
のＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器が製造され
る。尚、前記のインパクト加工法における押し込み回数
は通常１回である。
【０００７】本発明方法において、押出加工材に抽伸加
工と溶体化処理を順次施す理由は、押出加工材の結晶粒
を均一に微細化してインパクト加工性を高めて、得られ
る有底円筒体の偏肉を低減すると同時に機械的性質を向
上させる為である。ここで抽伸加工の減面率は、５％未
満では微細化効果が十分に発現せず、30％を超えるとそ
の効果が飽和するので、５〜30％の範囲が好ましい。前
述のインパクト加工前に施す溶体化処理は、押出加工材
に施しても、又アプセット後の抽伸加工材に施しても、
インパクト加工性の改善に有効である。又前記の素容器
に施す時効処理は、冷間型鍛造前の有底円筒体に施すこ
とも可能である。本発明方法において、Ａｌ合金材料に
は、JIS-2000系，−6000系，−7000系の合金及びこれに
準ずる強度を有するＡｌ合金が適用される。
工と溶体化処理を順次施す理由は、押出加工材の結晶粒
を均一に微細化してインパクト加工性を高めて、得られ
る有底円筒体の偏肉を低減すると同時に機械的性質を向
上させる為である。ここで抽伸加工の減面率は、５％未
満では微細化効果が十分に発現せず、30％を超えるとそ
の効果が飽和するので、５〜30％の範囲が好ましい。前
述のインパクト加工前に施す溶体化処理は、押出加工材
に施しても、又アプセット後の抽伸加工材に施しても、
インパクト加工性の改善に有効である。又前記の素容器
に施す時効処理は、冷間型鍛造前の有底円筒体に施すこ
とも可能である。本発明方法において、Ａｌ合金材料に
は、JIS-2000系，−6000系，−7000系の合金及びこれに
準ずる強度を有するＡｌ合金が適用される。
【０００８】
【作用】本発明方法では、有底円筒体をインパクト加工
法により成形するので、有底円筒体の成形が一挙になさ
れ、従って加工時間の短縮及びポンチ等の工具数の低減
が計れ、生産性が向上する。又従来法に見られた絞り割
れや中間焼鈍の繰り返しによる機械的性質の劣化が回避
できる。又Ａｌ合金押出材に抽伸加工と溶体化処理を順
次施すので、均一歪のもとで再結晶が起き、インパクト
加工前の材料組織が均一微細となり、依ってインパクト
加工性が向上して偏肉が無くなり、又機械的性質が向上
する。
法により成形するので、有底円筒体の成形が一挙になさ
れ、従って加工時間の短縮及びポンチ等の工具数の低減
が計れ、生産性が向上する。又従来法に見られた絞り割
れや中間焼鈍の繰り返しによる機械的性質の劣化が回避
できる。又Ａｌ合金押出材に抽伸加工と溶体化処理を順
次施すので、均一歪のもとで再結晶が起き、インパクト
加工前の材料組織が均一微細となり、依ってインパクト
加工性が向上して偏肉が無くなり、又機械的性質が向上
する。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ JIS-6061合金の押出素材を種々径に抽伸加工して43mmφ
の抽伸加工材となし、次にこの抽伸加工材に溶体化処理
を常法に従い 500℃×２Ｈ加熱後急冷して施した。次に
この溶体化処理した抽伸加工材を、潤滑剤のステアリン
酸亜鉛を浸漬塗布してダイ上に載せ、この抽伸加工材の
上端面にポンチを一挙に押込むインパクト加工を施して
所定形状の有底円筒体を成形した。次にこの有底円筒体
に付着した潤滑剤等を洗浄除去し、開口端部を平坦に切
断したのち、有底円筒体の開口部側を図３ニ〜ヘに示し
た冷間型鍛造法により加工してガス取出し口を形成し、
次いでこれに 180℃×８Ｈの時効処理を施してＡｌ合金
製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を製造した。
る。 実施例１ JIS-6061合金の押出素材を種々径に抽伸加工して43mmφ
の抽伸加工材となし、次にこの抽伸加工材に溶体化処理
を常法に従い 500℃×２Ｈ加熱後急冷して施した。次に
この溶体化処理した抽伸加工材を、潤滑剤のステアリン
酸亜鉛を浸漬塗布してダイ上に載せ、この抽伸加工材の
上端面にポンチを一挙に押込むインパクト加工を施して
所定形状の有底円筒体を成形した。次にこの有底円筒体
に付着した潤滑剤等を洗浄除去し、開口端部を平坦に切
断したのち、有底円筒体の開口部側を図３ニ〜ヘに示し
た冷間型鍛造法により加工してガス取出し口を形成し、
次いでこれに 180℃×８Ｈの時効処理を施してＡｌ合金
製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を製造した。
【００１０】実施例２ 実施例１において、溶体化処理した抽伸加工材の上端面
にポンチを押込んで前記上端面を凹状にアプセット成形
し、このアプセット成形した抽伸加工材をダイ上に、前
記凹部を上に向けてセットし、この抽伸加工材の凹部に
ポンチを一挙に押込むインパクト加工を施して所定形状
の有底円筒体を成形した他は、実施例１と同じ方法によ
りＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を製造した。 比較例１ 押出材（43mmφ）に、抽伸加工せずに溶体化処理してイ
ンパクト加工を施した他は、実施例１又は実施例２とそ
れぞれ同じ方法によりＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガ
ス容器を製造した。 比較例２ 所定形状に切り出した押出材に、絞りと中間焼鈍の一連
の処理を繰り返し10回施して、有底円筒体を形成した他
は、実施例１と同じ方法によりＡｌ合金製継ぎ目無し小
型高圧ガス容器を製造した。
にポンチを押込んで前記上端面を凹状にアプセット成形
し、このアプセット成形した抽伸加工材をダイ上に、前
記凹部を上に向けてセットし、この抽伸加工材の凹部に
ポンチを一挙に押込むインパクト加工を施して所定形状
の有底円筒体を成形した他は、実施例１と同じ方法によ
りＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器を製造した。 比較例１ 押出材（43mmφ）に、抽伸加工せずに溶体化処理してイ
ンパクト加工を施した他は、実施例１又は実施例２とそ
れぞれ同じ方法によりＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガ
ス容器を製造した。 比較例２ 所定形状に切り出した押出材に、絞りと中間焼鈍の一連
の処理を繰り返し10回施して、有底円筒体を形成した他
は、実施例１と同じ方法によりＡｌ合金製継ぎ目無し小
型高圧ガス容器を製造した。
【００１１】このようにして得られた各々のＡｌ合金製
継ぎ目無し小型高圧ガス容器について、耐圧試験を行っ
て容器の破壊圧力を測定した。耐圧試験はガス取り出し
口に水圧ポンプを接続しガス容器内に水を張った状態で
加圧して行い、容器が破壊する時の最大圧力を破壊圧力
とした。又前記ガス容器からサンプルを切り出して、偏
肉，引張強さ，耐力，伸びを測定した。結果を抽伸加工
時の減面率を併記して表１に示した。
継ぎ目無し小型高圧ガス容器について、耐圧試験を行っ
て容器の破壊圧力を測定した。耐圧試験はガス取り出し
口に水圧ポンプを接続しガス容器内に水を張った状態で
加圧して行い、容器が破壊する時の最大圧力を破壊圧力
とした。又前記ガス容器からサンプルを切り出して、偏
肉，引張強さ，耐力，伸びを測定した。結果を抽伸加工
時の減面率を併記して表１に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１より明らかなように、本発明例品（No
１〜８）は、いずれも機械的性質に優れ、偏肉が小さ
く、破壊圧力は、鋼製高圧ガス容器の基準値の800Kg/mm
2 をクリヤーした。特に抽伸加工を減面率で20〜30％施
し、更にアプセット成形したもの（No７，８）は、破壊
圧力が840Kg/mm2 を超える高い値を示した。これに対
し、比較例品のNo９，10は、いずれも機械的性質に劣
り、偏肉が大きく、破壊圧力が低下した。これは押出材
を抽伸加工せずに溶体化処理したので有底円筒体の結晶
粒が粗大化した為である。又No11は、押出材を絞りと中
間焼鈍の繰り返しにより成形した為、有底円筒体の機械
的性質、特に伸びの低下が大きく、その結果破壊圧力が
極端に低下した。尚、本発明方法では、有底円筒体の成
形を押込み回数１回のインパクト加工により行った為、
比較例２の従来法に比べて加工時間が大幅に短縮され、
ポンチを管理する手間も省け、生産性が著しく向上し
た。
１〜８）は、いずれも機械的性質に優れ、偏肉が小さ
く、破壊圧力は、鋼製高圧ガス容器の基準値の800Kg/mm
2 をクリヤーした。特に抽伸加工を減面率で20〜30％施
し、更にアプセット成形したもの（No７，８）は、破壊
圧力が840Kg/mm2 を超える高い値を示した。これに対
し、比較例品のNo９，10は、いずれも機械的性質に劣
り、偏肉が大きく、破壊圧力が低下した。これは押出材
を抽伸加工せずに溶体化処理したので有底円筒体の結晶
粒が粗大化した為である。又No11は、押出材を絞りと中
間焼鈍の繰り返しにより成形した為、有底円筒体の機械
的性質、特に伸びの低下が大きく、その結果破壊圧力が
極端に低下した。尚、本発明方法では、有底円筒体の成
形を押込み回数１回のインパクト加工により行った為、
比較例２の従来法に比べて加工時間が大幅に短縮され、
ポンチを管理する手間も省け、生産性が著しく向上し
た。
【００１４】
【効果】以上述べたように、本発明方法によれば、耐圧
強度に優れた高品質のＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガ
ス容器を、短時間で効率よく製造することができ、工業
上顕著な効果を奏する。
強度に優れた高品質のＡｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガ
ス容器を、短時間で効率よく製造することができ、工業
上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明方法における有底円筒体の成形法の一態
様を示す工程説明図である。
様を示す工程説明図である。
【図２】本発明方法における有底円筒体の成形法の他の
態様を示す工程説明図である。
態様を示す工程説明図である。
【図３】従来の、Ａｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容
器の製造方法の説明図である。
器の製造方法の説明図である。
【図４】Ａｌ合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の説明
図である。
図である。
１ 抽伸加工材 ２,12,22 ダイ ３,13,23,33 ポンチ ４ 凹部 ５ 有底円筒体 ６ 有底円筒体の開口部側 ７ 型 ８ ガス取出し口 ９ 素板
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金押出材を、溶体化処理
後所定形状の有底円筒体に成形し、次いで前記有底円筒
体の上方の開口部分に、冷間型鍛造法によりガス取出し
口を形成して素容器となし、この素容器に時効処理を施
すアルミニウム合金製継ぎ目無し高圧ガス容器の製造方
法において、アルミニウム合金押出材に抽伸加工を施
し、この抽伸加工材を溶体化処理したのち、インパクト
加工して有底円筒体に成形することを特徴とするアルミ
ニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23656292A JPH0663681A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | アルミニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23656292A JPH0663681A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | アルミニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663681A true JPH0663681A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17002481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23656292A Pending JPH0663681A (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | アルミニウム合金製継ぎ目無し小型高圧ガス容器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663681A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1992
- 1992-08-12 JP JP23656292A patent/JPH0663681A/ja active Pending
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