JPS5825812A - 摩擦動押出し装置および方法 - 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】 この発明は銅およびその他の金属の連続摩擦動押出しに
関する。その発明は、さらに特別には、その中で用いら
れる押出される金−に接する装置のいずれかの部分を意
味している工具に関する。

本発明で適用する工具は（限定されないが）コンホーム
プロセス（英国特許１３７０８９４）あるいは公開され
た英国特願番号２０６９３８９Ａの改良プロセスに用い
られるアバツトメント、ダイ、ダイホルダーおよびホイ
ールを含む。

そのような工具は、それに適用される非常に高くまた不
均一な圧力を伴なうやっかいな条件のもとで作動し、一
方非常に大きい温度勾配および工具面を横切る塑性金属
の不均一な流れを受ける。ＨＩ３で示されるような特殊
鋼が用いられそして破損および過度の変形を防ぐが、し
かし摩耗の速度は大きく、そしてこれら材料で造られた
工具は２．５順の直径の銅ワイヤ１あるいは２トンの単
に１ラウンドの押出し後に典形的に置換えなければなら
ない。

ランニング温度（銅押出し用の約５００−６００°Ｃ）
において良好な磨耗抵抗をもつべく期待されるより硬い
材料は　ｌ　＞サートダイ以外は実験することは許され
ない。何故ならば温度勾配が低く応力が高い時、それら
は出発時に破損しがちであるからである。もたらされる
高温度勾配および高圧力に接近して受ける厳しい限界の
故に、応力の適用なしにランニング条件に似せるように
予熱することは不可能である。

あるニッケル合金、それは、従来使用される鋼よりご（
わずかしか硬（な（また低い摩耗抵抗を同様に有してい
ると思われるから目的に対し不適当と思われるが、その
合金は目的に対し満足するのみならず従来鋼よりかなり
上回り得ることを発見した。

本発明による連続摩擦動押出し用装置は、２０’Ｃ（０
，２％オフセットにおいて）少なくとも１０００　Ｍ　
Ｎ　／　ｍ’の降伏強さを備えそして付着酸化膜を支持
することのできる時効ニッケルークロム基合金から少な
（とも一部は作られ工具により特徴づけられる。

望ましくはその合金は２０℃において（０，２％オフセ
ットにおいて）少なくともＩ’５００望ましくけ１６０
０ＭＮ／ｍ”の降伏点（冷間加工および時効後）を与え
るために時効の前に冷間加工される。

本発明は前後合金の使用を特徴とする銅あるいは他の金
属の摩擦動押出の工程を含む。

合金の望ましいグループは、ガンマプライム相の析出に
より時効硬化されまた強度要求に合致スルオ−ステナイ
トニッケルークロム−鉄合金である。最も望ましい合金
はニッケル４９−５５％、クロム１７−２１％、モリブ
デン２．８−３．３％、チタニウム０．６５−１．１５
％、アルミニウム０．２−０．８％、残銑および不可避
不純物の組成を有する。これら合金のための冷間加工の
限界は時効硬化前の面積減少として少な（とも４５％が
望ましい。このクラスの合金は、”　Ｉｎｃｏｎｅｌ　
Ａ１１ｏｙ　７１８”としての商標インコネルのもとで
、Ｈｕｎｔｉｎｇｄｏ　Ａ１１ｏｙｓ　Ｉｎｃ、、Ｈｕ
ｎｔｉｎｇｄｏｎ。

Ｗｅｓｔ　Ｖｉｒｇｉｎｉａ　２５７２０　、　Ｕ、Ｓ
、Ａ、　　から商業的に入手できる。

本発明の遂行において用いるのに適すると考えられる他
の合金は、商標Ａｓｔｏｒｌｌｏｙ、Ｄ−９７９゜Ｒｅ
ｎｅ４１．Ｒｅｎｅ　９５およびＵｎｉｔｅｍｐ　ＡＦ
２−ＩＤＡおよびＵｄｉ、ｍｅｔｓ　７５０のもとて販
売あるいは記載されるものを含む。

本発明は、実施例により、添付図を参照してさらに説明
される。

従来のコンホーム機械（第１および２図）において、比
較的大きい直径のホイールｌは押出通路３の３側を形成
する長方形の溝２が形成される。第４側はシュー４（示
される小部分のみ）、および支え５を含む組立体により
形成される。

放射状押出しオリフィス７（そ′れは支えあるいはシュ
ーいずれにも必須であるから、分離した部材が望ましい
）内に形成される。交互に、ダイオリフイスは支えそれ
自身を通して切線状に形成される。シュー、支えおよび
ダイ部材は高強度材料のものでありまた重負荷補助部材
（示さず）により位置に保持され、そして冷却手段が通
常備えられる。

普通、クリアランスＸは熱膨張およｄホイール半径にお
ける必然的な許容が両立する最少の値において設けられ
た；例えば１４ｍ深さで９．６龍巾の長方形溝のある典
形的な機械において、クリアランスは最小０．０５ｍｍ
、最大０．２５ｉｏ＜とじて指定された。さらに、スク
レーパー８が、この小さいクリアランスを通してできる
金属フラッシュをホイールからはぐために提供され、そ
れで作業通路を彫り深めることがホイニルの局面で実施
できなくなる。

第３および４図に示す機械において、クリアランスＹ（
第３図）はより小さ〜・作業クリアランスを提供するた
めに要求されるものより実質−的に大きい：それは最閉
点において１ｍより通常小さくない。第３−８図の形に
おいて、支え１１は第４図に見られるように半円であり
、そして（同じホイール溝に対し）望ましいクリアラン
スＹは１．５ないし２ｆｌの範囲内でありそして支えの
巾を横切る平均間隔は周囲３．７餌である。結果は金属
の実質的な割合が支え１工とホイールｌとの間のクリア
ランスを通してホイールに付着しまた順序に従って作業
通路３に再び入るためにホイールの周囲を廻って連続す
る層１２の形において押出すことである。

第５図において最もよく見られるように、支えの曲面１
３は加工される金属との接触を最少にする長手方向にお
いてテーパーがつげられ適切な強さと一致する。２ない
し４度のテーパー角が適当と考えられる。

第７および８図に示すように、ダイ部材の望ましい形は
グイオリフィス１５（それは環状インサート内に形成さ
れてよい）を与えるシンプルブロック１４であり、その
オリフィスは押出し製品の周囲にクリアランスを与える
ために他の側止にカウンタ一孔１６により解放される。

ホイール１の２つの形は第９および１０図に示される。

第９図に示す知られた配置において、ホイールは２ケの
外区画１７および間で押出し通路３を限定する内区画１
８を含む。冷却チャンネル１９は区画エフおよび１８を
通り、そして０リング２０は区画が合う所でシールを形
成する。第１Ｏ図（それは吾々のイギリス特許出願の主
題である）に示す交互の配置において、通路の側壁は摩
耗の時さらに容易に置換されるという利益があり、ホイ
ールの他の区画と異った材料で作られそして１ケよりむ
しろ２ケの平面において熱膨張を許す部品２工により限
定される。

実施例　１ バブコック　ワイヤ　エクィップメント社により供給さ
れるモデル″２Ｄ”コンホーム機械は第１および２図に
示される形の９．５　ｍ巾の溝および支えを有する。コ
ンホーム機械のこのモデルはアルミニウムの押出用に設
計されそしてその役割において満足すべき作業が報告さ
れている。

機械が直径で２１１１の単一ワイヤを形成するために周
囲温度において微粒子状銅（平均粒サイズ約３　ｍｍ、
切断されたワイヤの形において、電気伝導等級）が送入
された時、押出（約１５ｒ％のホイール速度を保持する
ために適用されるトルクにより測定されるとして）を果
すために要求される作力は３１−３７　ＫＮｍの域に巾
広く変動した。２２の短かい実験ランの中から、１３は
２分以内のモーターの停止あるいは他の故障により止ま
ってしまった；残りはインフィード限界のために約１０
分後止った。第２，３および４図に示す形状に支えを修
正した後、押出作力は約２　’６　ＫＮｍにおいて安定
しそして１時間の連続ラン（ティクアップ装置の容量に
より制限される）は容易に達成された。

実施例　２ 下記の成分規格のインコネル合金７１８の３０Ｉ１１角
バー： ニッケル（プラス幾らかのコバル））ｓｏ−５５り０ム
　　　　　　　　　　　　　　　１７−２１ニオビウム
（グラス幾らかのタンタル）４．７５−５．５モリブデ
ン　　　　　　　　　　　　　　　２．８−３．３チタ
ニウム　　　　　　　　　　　　　０．６５−１．１５
アルミニウム　　　　　　　　　　　　　　０．２−０
．８コバルト　　　　　　　　　　　　　　　１未満炭
素　　　　　　　　　　　　　　　　　００８未満マン
ガン　　　　　　　　　　　　　　　０．３５未満ケイ
素　　　　　　　　　　　　　　　　０．３５未満リン
　　　　　　　　　　　　　　　　　ｏ、ｏｔｓ未満ホ
ウ素　　　　　　　　　　　　　　　　　０．００６未
満銅　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．３未満
鉄および他の付随不純物　　　　　　　　残　部が名目
上１７朋角の棒に熱間鍛造された。それはそれから４２
．５　ｍｍ角に冷間圧延された。

準備された棒は第３ないし８図に示す形で実施例Ｉと同
じ寸法の摩擦動押出機用に切られそして支え１１を形成
するために研磨され、またダイ部材１４を形成するため
に切られ、研磨されそして穴明れされる。ダイオリフイ
ス１５への入口は冷間鍛造（５０トンプレスを用いる）
により加工硬化ベル状の口を得るために形づくられた。

支えおよびダイ部材は７２０℃において１８時間時効硬
化された。この処理後、工具は２０℃において約ｔｓｏ
ｏＭＮ／＆の降伏点を有しまた時効硬化中に自然に形成
する大部分酸化ニッケルよりなる薄に離れにくい被覆を
有していた。硬さは前に使われる鋼用の５０−６０ロツ
クウエルＣと比較して単に４８０ツクウエルＣであった
。

この工具は直径が１％変化する前に２．５　ｍ直径の銅
ワイヤを８トン押出した。ダイオリフイスはそれから再
研磨されそしてさらにそのサイズの６トンのワイヤを生
産した。ダイオリフイスはそれから機械加工されそして
セラミックインサートダイをはめ、そしてさらに２５寵
の銅ワイヤが押出された。ダイオリフイスがひどく摩耗
した時、他の面においてかなりの摩耗が現われることな
く、そしてオリフィスはプラグがされ他端において新ら
しいオリフィスが形成され、反対の方向にはめ込まれそ
して再使用された。

押出通路を限定するホイールの部品の材料が同一の合金
であるところの第９および１０図に示すようなホイール
を用いることにより、性能におけるもう一層の改良がま
た得られた。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は側面の支えおよびダイまた断面のホイールの部
分を示す従来のコンホーム機（英国特許１３７０８９４
）の部分図である。第２図は第１図のｎ−ｎ線上の断面
図である。第３および４図は、英国特許出願番号２０６
９３８９Ａによる、装置の第１および２図それぞれに相
当する図である。第５および６図は第３および４図に示
す支えの共通の垂直図である。第７および８図はダイ部
材の共通の垂直図である。゛第９および１０図は知られ
た交互のホイールそれぞれの部分断面図である。 ■・・・ホイール　　　　２・・・溝 ３・・・押出通路　　　　４・・・シュー５０．・支え
　　　　　　６・・・オリフィス７・・・ダイ　　　　
　　１１・・・支え特許出願人　　ヒ％−ｐイシーシー
　　ハ０フ１す１クク　　リミテッド１　　コンｌゾニ
ーＦｉｇ、２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　連続摩擦動押出し用装置において、２０’Ｃにお
   いて少なくともｒｏ　ｏ　ＯＭＮ／ｍ（０，２％オフセ
   ットにおいて）の降伏強さを有しかつ固着した酸化膜を
   維持できる時効ニッケルークロム基合金から少なくとも
   部分的に作られる工具により特徴づけられる連続摩擦動
   押出し用装置。 ２、　連続摩擦動押出し用装置において、２０’Ｑにお
   いて少な（とも１５００ＭＮ／ｍ”（０，２％オフセッ
   トにおいて）の降伏強さく冷間加工および時効後）を有
   しかつ固着酸化被膜を維持できる冷間加工および時効さ
   れたニッケルークロム基合金から少なくとも部分的に作
   られた工具により特徴づけられる連続摩擦動押出し用装
   置。 ３、連続摩擦動押出し用装置において、２０℃において
   少なくとも１６００ＭＮ／ぜ（０，２％オフセットにお
   いて）の降伏強さく冷間加工および時効後）を有しかつ
   固着した酸化被膜を維持できる冷間加工および時効され
   たニッケルークロム基合金から小なくとも部分的に作ら
   れた工具により特徴づけられた連続摩擦動押出し用装置
   。 ４　合金がガンマプライム相の析出により時効硬化され
   たオーステナイトニッケルークロム−鉄合金である特許
   請求の範囲第１ないし３項いずれかに記載の装置。 ５、　オーステナイト合金が、ニッケル４９−５５％、
   クロムｌ　７−２１％、ニオビウムおよび／またはタン
   タル４．７５−５．５％、モリブデン２．８−３．３％
   、チタニウム０．６５−１．１５％、アルミニウム０．
   ２−０．８％、残部鉄付随不純物の成分を有する特許請
   求の範囲第４項記載の装置。 ６　連続摩擦動押出し方法において、２０℃において少
   な（ともｓ　ＯＯｏＭＮ／ｍ’（０，２％オフセットに
   おいて）の降伏強さを有しかつ固着した酸化物膜を維持
   可能である時効ニッケルークロム基合金から少な（とも
   部分的に作られた工具の使用により特徴づけられる連続
   摩擦動押出し方法。 ７、連続摩擦動押出し方法において、２０℃において少
   なくともｓ　５０　ｏＭＮ／ｍ（０，２％オフセットに
   おいて）の降伏点（冷間加工および時効後）を有しかつ
   固着した酸化膜を維持可能な冷間加工および時効したニ
   ッケルークロム基合金から少なくとも部分的に作られた
   工具の使用により特徴づけられた連続摩擦動押出し方法
   。 ８　連続摩擦動押出し方法において、２０℃において少
   なくとも１５００　Ｍ　Ｎ　／　ｍ　（０，２％オフセ
   ットにおいて）の降伏強さく冷間加工および時効後）を
   有しかつ固着酸化膜を維持可能な冷間加工および時効さ
   れたニッケルークロム基合金から少なくとも一部が作ら
   れた工具の使用により特徴づけられた連続摩擦動押出し
   方法。 ９　合金が２０℃において少なくとも１０１００Ｏ／ｒ
   ｒ？の降伏強さを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第６ないし９項のし・ずれかに記載の方法。 １０合金がガンマプライムの析出により時効硬化された
   オーステナイトニッケルークロム−鉄合金であることを
   特徴とする特許請求の範囲第６ないし９項のいずれかに
   記載の方法。 １１　　オーステナイト合金がニッケル４９−５５％、
   クロム１７−２１％、ニオビウムおよび／またはタンタ
   ル４．７５−５．５％、モリブデン２．８−３．３％、
   チタニウム０．６５−１．１５％、アルミニウム０．９
   −０．０８、残部付随的不純物以外は鉄の成分を有する
   特許請求の範囲第１０項記載の方法。