JPS63165038A - 熱間鍛造型 - 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Ｊ 本発明は熱間状態または温間状態の金属素材を押圧して
鍛造を行う熱間鍛造型の改良に関する。

本発明に係る熱間鍛造型は高速サイクルで熱間鍛造を行
なうために型温が上昇しやすい熱間鍛造型に利用するこ
とができる。

［従来の技術］ 従来より、冷間ａ造と異なる分野として熱間鍛造が行わ
れている。この熱間鍛造では、金属素材を例えば２００
〜８００℃程度の温間状態又は８００〜１２５０℃の熱
間状態に加熱し、その状態で、鍛造型で高圧を加え所定
の形状に成形する。

この熱間鍛造型では、金属材料が温間又は熱間状態であ
るため、延性が得やすい等のため、成形性が優れている
。

ところで、熱間鍛造型は高熱状態の金属素材の熱影響の
ため、高温になりやすい。特に、高速サイクルで大量生
産を行う場合には、型温が急激に′ａ温に上がりやすい
。そのため、従来より水噴出装置のノズルから熱間鍛造
型に冷Ｗ液、通常は、水を噴出し、熱間鍛造型を冷却し
ている。このように冷却することにより熱間鍛造型の寿
命を長くすることができる。

しかしながら、冷却に使用した水等の冷却液が水蒸気な
どのようにガス化し、水蒸気などのガスが、熱間ｗ！造
型のキャピテイを規定する型面と金属素材との間に閉じ
込められることが往々にしである。殊に、鍛造の間にキ
ャビティが密閉状態又はほぼ密閉状態となる奇問鍛造型
の場合に水蒸気などのガスがたまりやすい。

このように水蒸気などのガスが熱間鍛造型のキャビティ
を規定する型面と金属素材との間に閏じ込められた状態
で、熱間鍛造型で鍛造を行った際には、熱間鍛造型のキ
ャピテイに金属素材が完全には充填されず、そのため製
品に欠肉が生じ易い。

又熱間鍛造の際に、水蒸気などのガスの圧力が高圧とな
るため、水蒸気などのガスの圧力により、熱間鍛造型の
キャピテイを規定する型面、さらには、鍛造品にクラッ
クが生じ易い。

このための対策としては、熱間鍛造型を多数個の分割型
に分割し、分割型の型削り面から水蒸気を排出すること
も考えられているが、金属素材がａ造の際に型割り面間
に侵入するため、パリや余肉となる。このように型割り
面にパリや余肉が生じると、自動機で熱間ａ造している
場合に、トランスファマシンで取れないおそれがあり、
自動化には限界がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した実情に鑑みなされたものでありその目
的は、冷却のために使用する冷却液のガス化に起因する
熱間鍛造品の余肉欠損、熱間鍛造型の型面や鍛造品に発
生するクラックを抑制することができる熱間鍛造型を提
供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る熱間鍛造型は、熱間鍛造品を形成するキャ
ピテイを規定する型面をもち割面で分割された少なくと
も２個の分割型からなり、少なくとも一の該分割型は、
該型面または型面近傍の割面に開口する貫通状態のガス
抜き孔をもつことを特徴とする。

本発明に係る熱間鍛造型は、前述したように、分割型が
、熱間鍛造品を形成するキャビティを規定する型面また
は型面近傍の割面に開口する貫通状態のガス抜き孔をも
つことを特徴とする。ここで、型面とは、ａ造品を形成
するための面をいう。

ガス抜き孔は、分割型の型抜き方向と平行な軸芯をもつ
孔部を有することが好ましい。このようにすれば、ガス
抜き孔に万一余肉が生じた場合であっても、鍛造製品を
分割型から取出す際に、その余肉は、鍛造品とともに一
体的に分割型から取出されるからである。

ガス抜き孔の内径は、ガス排出を行うことができる限り
、余肉防止の面からは小さな方が好ましい。一般的には
、ガス抜き孔の内径は０．１〜２゜Ｑｍｍとすることが
好ましい。ガス抜き孔は、型面または型面近傍の割面に
開口する内径の小さな小孔と、この小孔に連通し小孔の
内径よりも大きな内径をもち外気に連通ずる大孔とで、
形成することができる。

ガス抜き孔は、型面の方向が変わる部位で開口している
ことが好ましい。その主たる理由は、型面の方向が変わ
る部位に、冷却液が気化したガス、例えば水蒸気がたま
りやすく、従って欠肉や熱間鍛造型にクラックが生じ易
くなるからである。

ガス抜き孔を形成する手段としては、ドリル切削、レー
ザービームの照射、電子ビームの照射等がある。ドリル
切削する場合には、ドリル径は０゜５〜２．０１１１程
度が好ましい。ドリル切削する場合には、細径ツイスト
ドリルによることが好ましい。レーザービームを照ｒＡ
する場合には、ＣＯｚレーザーを採用することができる
。熱間鍛造型は通常、合金鋼で形成されているため、熱
による加工変ｇＲ層を小さくする意味で、パルス発振の
レーザーを使用するとよい。電子ビーム照射によれば、
非常に貫通性がよいので、ガス抜き孔を深孔状態に加工
できる。又場合によっては、放電加工、電解加工等も採
用することができる。

なお、場合によっては、真空ポンプなどの吸引装置でガ
ス扱き孔を介してキャビティ内を吸引してもよい。

又、特殊な例では、熱間鍛造型のうち欠肉、型面クラッ
クが生じる部位に孔を形成し、この孔にノックアウトピ
ンを挿入し、孔の内周面とノックアウトビンの外周面と
の間のすきまを、ガス抜き孔としてもよい。

［発明の作用および効果］ 以上説明したように本発明に係る熱間鍛造型によれば、
型冷却のために水等の冷却液で冷却し、そのため水蒸気
等のガスが発生した場合であっても、その水蒸気等のガ
スは、鍛造の際にガス扱き孔から排出される。よって型
面と金属素材との間に、水蒸気等のガスが閉じ込められ
ることを抑制することができ、従って鍛造品の欠肉、熱
間鍛造型の型面に発生するクラック、鍛造品に発生する
クラックを抑制することができる。

特に本発明に係る熱間鍛造型では、キャビティがほぼ密
閉状態となる密閉鍛造型に適する。

［実施例］ 本発明に係る熱間鍛造型の１実施例を図面に従って説明
する。

本実施例に係る熱間鍛造型は、フランジシャフトを熱ｉ
鍛造する場合の熱ｉｓ造型に適用した例である。

フランジシャフトは、自動車のデフとタイヤとの間に伸
縮性をもたしつつ、デフからタイヤへ駆動力を伝える部
品であり、Ｊ　ｌ５−８４８の鉄鋼材料で形成されてい
る。このフランジシャフトは、第１図に示すように、直
径３８ｍｍ程度、長さ４００ｍｍ程度の細長い丸棒材Ｗ
１にフランジ成形を行い、丸棒材Ｗ１の一端部にクラッ
ク部Ｗ２を形成し、次の工程で冷間で押出し、一端部Ｗ
３を細長く伸ばし、更に、スプライン部を形成するため
の大径部Ｗ４を形成する。

本実施例に係る熱間鍛造型は、フランジ成形してフラン
ジ部Ｗ２を形成する場合の熱間鍛造型であり、第２図に
示すように、キャビティ１０をもつ分割型としての上型
グリップ台１と、キャビティ２０をもつ分割型としての
下型グリップ台２と、突部３０をもつ分割型としてのへ
ッティングツ〜ル３と、から構成されている。

ここで、キやビティ１０は、フランジ部Ｗ２を形成する
ための大キャビティ１０ａと、丸棒材Ｗ１を嵌合する小
キャビティ１０ｂとからなる。又、キャビティ２０は、
クラック部Ｗ２を形成するための大キャビティ２０ａと
、丸棒材Ｗ１を嵌合する小キャビティ２０ｂとからなる
。

そして、上記した丸棒材Ｗ１を、矢印六方向へ型締めさ
れる上型グリップ台１と、固定型としての下型グリップ
台２とで挟み込み、ヘラティングツール３の突部３０を
矢印Ｃ方向へ押し込み、これによりクラック部Ｗ２を成
形する。

ところで本実施例では、１１５０〜１２５０℃に加熱し
た丸棒材Ｗ１を鍛造する際に、サイクルタイムが６秒と
極めて早く、そのため、上型グリップ台１や下型グリッ
プ台２やヘラティングツール３の型温が３００〜５００
℃程麿に加熱され上野してしまう。そのため、第２図に
示すにうに、型聞きしたときに、ノズル４から水を噴出
し、上型ガリップ台１、下型グリップ台２、ヘラティン
グツール３の冷却を行なっている。

本実施例に係る熱間鍛造型では、第３図に示すように、
ガス扱き孔５．６．７．８が形成されている。ここで、
ガス抜き孔５．６．７．８は内径が１．０１１１１１Ｐ
ｉｉ度の機械加工した小孔５０．６０．７０１８０と、
小孔５０．６０．７０，８０の内径よりも大きな内径を
もつ大孔５１．６１．７１．８１と、で形成されている
。このようにすればガス抜き孔５〜８のつまり抑制に有
効である。第３図に示すように、ガス扱き孔５．６．７
．８の小孔５０，６０，７０，８０は、キャビティを規
定する型面の方向が変わる部位で開口している。

ガス抜き孔５．６の大孔５１．６１は、第３図に示すよ
うに、ヘラティングツール３の突部３０の割面３０ａに
開口している。なお、第４図は、ガス抜き孔５．６．７
．８を形成しなかった熱間ｗｉ造型で、丸棒材Ｗ１から
フランジ部Ｗ２を形成した状態を示し、欠肉Ｄ１、Ｄ２
、Ｄ３、Ｄ４が型面方向が変わる部位に形成されている
。

本実施例に係る熱間鍛造型を用いて熱間ｅ造を行えば、
サイクルタイムを６秒で熱間＠造し、冷却条件を水門４
０リットル／分として冷却した場合であっても、７ラン
ジ部Ｗ２を形成する際に欠肉は生ぜず、熱間鍛造型の型
面に生じるクラック発生もほとんどなく、熱間鍛造型の
長寿命化を図ることができた。

上記した本実施例では、ガス扱き孔５．６、ア、８の小
孔５０．６０．７０．８０は、キャビティを規定する型
面に開口しているが、これにかぎらず、型面近傍の割面
に開口していてもよい。

さらに、本実施例にがかる熱間鍛造型を保持する鍛造装
置には、熱間鍛造型が型開きしたときにガス扱き孔５．
６．７．８に気体を供給する気体供給路と、ガス抜き孔
５．６．７．８内の気体の圧力変化を・検出する圧力セ
ンサと、圧力センサの検出値が所定の値に達したときに
これを知らせる警報装置とを配設することもできる。そ
して、ガス抜き孔５．６．７．８が詰まったときに、そ
の詰まったことを前記圧力セン１すが気体の圧力上昇と
して検出し、警報装置により知らせるようにすることも
できる。

上記した気体供給路は、一般に、エアポンプなどのエア
源と、ガス扱き孔５〜８とエア源とを接続するパイプと
、バイブのエア源側に設けられたフィルタとを主たる構
成要素とすることができる。

ガス扱き孔５〜８に供給する気体の圧力は、微圧とする
。そのため気体供給路には数個の絞り弁やレギュレータ
を設けることが好ましい。ガス抜き孔５〜８に供給する
気体の圧力は、通常微圧であるため、圧力センサは一般
に微圧の変動を検出できるセンサを用いる。圧力センサ
としては、接点付き圧力計を用いることが好ましい。接
点付き圧力計とは、圧力の検出値が所定の値に達すると
、開成状態の接点が開放したり、開放状態の接点が閉成
する圧力計である。代表的な警報装置としては、警報ラ
ンプ、警報ブザーなどが挙げられる。

圧力センサとして接点付き圧力計を用いたときには、警
報ランプや警報ブザーを作動させる電気回路に該接点付
き圧力計の接点を組み込む。

この場合には、圧力センサの検出値が所定の値に達した
ときに、開放状態の接点が閉成してＯＮ状態となるから
、これにより警報ランプや警報ブザーに通電してこれら
を作動させ、もってガス扱き孔５〜８の詰まりを知らせ
ることができる。

また場合によっては警報装置は、熱間鍛造型を保持する
鍛３！！装置とすることもできる。この場合には、接点
付き圧力計の検出値が所定の値に達したときに、開成状
態の接点がｒ＃放してＯＦＦ状態となるから、これによ
り＠Ｔｊｔ装置の駆動電気回路が断電され、警報装置と
しての鍛造装置が停止する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示し、第１図はフランジシャ
フトを成形する場合の各工程を示づ側明図であり、第２
図は熱間鍛造型を分解して示す斜視図であり、第３図は
ガス扱き孔部分を示す断面図であり、第４図は水蒸気発
生により予想される欠陥部分を示す熱間ａ造型の概略断
面図である。 図中、１は上型グリップ台（分割型）、２は下型グリッ
プ台（分割型）、３はへツテイングツール（分別型）、
５．６．７．８はガス抜き孔をそれぞれ示す。 特許出願人　　　愛知製鋼株式会社 代理人　　　　弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間鍛造品を形成するキャビティを規定する型面
   をもち割面で分割された少なくとも２個の分割型からな
   り、 少なくとも一の該分割型は、該型面または型面近傍の割
   面に開口する貫通状態のガス抜き孔をもつことを特徴と
   する熱間鍛造型。
2. （２）ガス抜き孔は、一の分割型の型抜き方向と平行な
   軸芯をもつ孔部を有する特許請求の範囲第１項記載の熱
   間鍛造型。
3. （３）ガス抜き孔は、型面に開口する内径０．１〜２．
   ０ｍｍの小孔と、該小孔に連通し該小孔の内径よりも大
   きな内径をもち外気に連通する大孔と、で形成されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の熱間鍛造型。
4. （４）ガス抜き孔は、型面の方向が変わる部位で開口し
   ている特許請求の範囲１項記載の熱間鍛造型。