JPS611415A - 押出し用ダイスの形成方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、アルミニウムの押出しに使用されるダイスな
どの押出しダイスの形成方法に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ 入口と出口の間において実質一定な軸方向当接深さを有
する押出し用ダイスにおいては、ダイスアパチュアの形
状に応じてダイスアパチュアの各部を通過する材料の抵
抗が相異することは公知である。たとえば、２つの対向
平行壁面間の流れに対する抵抗は一般に両壁の間隔に逆
比例する。さらに、押出圧が原則的にダイス開口面に沿
って変動する。このような流れに対する抵抗の変動と、
ダイスアパチュアの各部における押出し圧の変動は、押
出される材料中に相異る流量を生じ、これが材料中に厳
しい内部応力を生じる。従って、押出される材料の流量
がアパチュアの全面にわたって実質的に均一になるよう
に押出しダイスを設計することが望ましい。

押出しダイスのある部分の流れ抵抗がアパチュアの軸方
向当接深さの減少によって減少され、また当接深さの増
大によって増大されることは公知である。従って、流れ
抵抗が高くなるようなアパチュア形状の区域において、
また／あるいは押出し圧が低くなるような区域において
当接深さを減少させるように押出しダイスを設計するこ
とが慣習であった。正確な轟接長さの計算はダイス設計
者に熟練と経験とを必要とするつじか１−１優れた設計
者でも、試行と変更なしで満足な′押出しダイスを製作
できるとは思われない。実際上、満足な設計を得るまで
には、多数回のダイステストを実施し、そのたびに当接
深さを変更する必要がある。

これは明らかに時間を消費し、ぜいぜい近似的結果を得
る罠すぎない。

欧州特許出願筒８３３０２９３１．７号（特許出願公開
第０．０９５，３５９号）明細書においては、アパチュ
アの全面において実質均一な流量を生じるため、押出ダ
イスのアパチュアの各部において必要とされる当接深さ
を簡単に決定する方法が記載請求されている。前記特許
出願に記載の特定の方法においては、たとえば火花放雷
電食によってダイス材料片の中に押出しアパチュアを形
成し、次に流動性材料を押出しアバチーアの中に部分的
に押込むと、材料の先端面が押出し方向において変形さ
れる。

そこで、押出アパチュア内部に露出されている面を化学
腐食または電１食によって除去すると、アパテュアの外
周に沿った任意の部分の有動軸方向当接深さは、その部
分において流動性材料がアパチユアの中に進入した深さ
によって決定される。流動性材料が押出しアバチーアの
中に流入する程度はその部分における流れ抵抗に逆比例
するのであるから、仕上りダイスのその部分における軸
方向当接深さも流れ抵抗に逆比例し、従って、次にこの
ダイスが押出しに使用されるとき、ダイスアパチュアの
全面にわたって実質均一な流量が生じる。

〔発明の目的〕

本発明は、前記の欧州特許出願に記載請求された方法の
改良を提供するにある。

先に述べたように１ダイスな通して押出される材料中の
流量の差異は、ダイスの形状がどのようであれ、ある程
度、グイスアバナユア面における押出し圧の全体的変動
に依存している。前記特杆出願に記載された方法は若干
の状況においては、この全体的押出し圧の変動（″マク
ロ・フロー・プロフィル“として知られる）を十分に補
償しないことが発見され、本発明の方法はこのような変
動をより有効に補償する改良法を提供するにある。

〔発明の概要〕

従って、本発明は、ダイスアパチュアの中に押出しアパ
チュアを形成する段階と、材料の先端面が押出し方向に
おいて変形されるように押出しアパチュアを通して少な
くとも部分的に流動性材料を押込む段階と、次に押出し
アパチュアの外周に沿った任意の場所における押出しア
パチュアの当接深さがこの部分における流動性材料の先
端面の変形に対応するようにダイス材料片を再形成する
段階とを含み、押出しアパチュアの外周に沿った各部分
における軸方向当接深さを、ダイス材料片の中心から前
記部分までの距離に依存する量だけ調節する追加段階を
含むようにした押出しダイス形成法を提供するものであ
る。

本発明の１実施態様によれば、前記のように流動性材料
の変形に対応してダイス材料片を再形成する前に、ダイ
ス材料片の中心からの距離に比例した増大分だけダイス
材料片の軸方向厚さを減少させるようにダイス材料片の
入口端面をプロフィル加工するととＫよって前記の調節
が実施される。

ダイス材料片の入口端面は機械加工によってプロフィル
加工される。

本発明による他の実施態様においては、流動性材料を少
なくとも部分的に押出しアパチュアの中に押込む段階の
前に、ダイス材料片の押出アパチュアと整合するアパチ
ュアを有する延長部材をダイス材料片の入口端面全体に
付設することによって、前記軸方向当接深さの調節を実
施し、前記延長部材はダイスの中心からの距離に比例し
て増大する軸方向厚さを有するので、流動性物質が前記
延長部材とダイス材料片の押出し開口の少なくとも一部
とを通して押込まれるときに、任意の部分において流動
性材料がダイス材料片の中に突入する軸方向深さがその
部分における延長部材の軸方向厚さだけ減少され、次に
、ダイス材料部材を押出し工程に使用する前に延長部材
がダイス材料片から除去される。

押出し部材はダイス材料片に対して付設されるプレフォ
ームとし、またはダイス材料片に対してインシテユ（ｉ
ｎ　５ｉｔｕ　）鋳造された部分とすることができる。

いずれの場合にも、この延長部材は、たとえばワックス
または合成プラスチック材で形成される。

ダイス材料片が化学腐食法または電食法によって再成形
きれる場合、腐食工程中、ダイス材料片の入口端面を保
護するように延長部材をダイス材料片と接触状態に残す
ことができる。

前記のいずれの構造においても、軸方向当接深さの調節
はダイスの中心から外周に向かって直線的に変動するこ
とができる。たとえば、軸方向当接深さの減少度とダイ
ス中心からの距離との比率は１：１８乃至１：１２の範
囲とすることができる。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

〔発明の実施例コ 第１図について述べれば、ダイス材料片１０は押出し用
アパチュア１１を形成され、このアパチュアは中心円筒
部１２を有し、この中心部から、２本の狭い平行側壁ア
ーム部１３が延在している。第１図は説明のみのために
非常に簡単な押出し用アバチェアの形状を示すものであ
って、本発明の原理は中空形材の押出しアパチュアを含
めて任意の複雑な形状の押出し用アパチュアに応用され
うろことは理解されよう。

アパチュア１１０寸法は、押出し工程中にダイス材料の
収縮と曲げを可能とするように通常の方法で計算される
。一般に１アパチユアはダイス材料片の中に放電加工さ
れ、次に浄化研磨される。

第２図においてもっとも良く見られるように、ダイス材
料片１０は一定の軸方向厚さを有するので、最初に押出
しアパチュアは一定の軸方向当接深さを有する。

ダイスを使用する際に、アパチュアの円筒部１２の中の
流れに対する抵抗はアーム部１３の相互に近接した側壁
間の流れに対する抵抗より小となる。

アーム部１３の外端部における流れに対する抵抗は、各
アームの端壁部の摩擦抵抗の故に、さらに犬となる。従
って、第２図に図示の形のダイスを通して押出される材
料は不均一な流れを生じ、望ましくない内部応力を受け
る。第３図〜第５図は、実質的に均一な流れを生じるよ
うにアパチュアの軸方向当接深さを調節する前記の欧州
特許出願第８３３０２９３７．７号明細書に記載の公知
の方法を示す。

第３図について述べれば、押出し用プレスの作用をシミ
ュレートしたピストン（図示されず）によって、適当な
流動性化合物１４が押出しアパチュア１１の中に部分的
に押込まれる。この化合物がアパチュアの内部に所定の
深さまで噴入されたときにこれを検出し表示するため、
アノくチェア内部にプローブ（図示されず）が配置され
、化合物がこのプローブに達したときに１　ピストンが
停止されて、押出しが中断する。

第３図から明らかなように、ダイスアノ（チュアのそれ
ぞれの部分における流れに対する抵抗力の変動の故に、
化合物１４の先端面は軸方向において変形し、円筒部１
２を通る化合物の部分がアーム部１３を通る化合物部分
より先方にまで動く。従って、ピストンが停止されたと
き、化合物の先端面の緑は、押出し用アパチュア１１の
入口１７と出口１５との間のプロフィル１６に沿ってア
ノくチュアＩＩの内側面と接触する。

基本的方法によれば、次にプロフィル、１６と出口１５
との間の区域にお（・て押出し用アノ（チェアの内部か
ら、第５図の符号１８で示すように、表面素材を除去す
るため、たとえば酸食処理または可２食処理をダイスに
加えることによって、ダイスを再形成する。流動性物質
と接触しているダイスアノくチェア部分の腐食を防止す
るため、流動性化合物１４はケースに応じて耐酸性また
は非導電性物質とすることが好ましい。またダイスの外
側面も、耐酸性物質または非導電性物質をもって被覆し
またはカバーされる。この処理法の他の詳細は前記の欧
州特願に記載されている。

第５図に図示のように腐食処理が終了したとき、ダイス
の有効当接部は、化合物１４によって保許されていた、
相異なる軸方向当接深さを有する部分のみとなる。この
ようにして軸方向当接深さが未処理ダイス材料片を通る
流量に応じて自動的に調節されたのであるから、この押
出アノくチュア全体にわたって流れが実質的に均一とな
り、このようにして、ダイスによって製造された押出物
中の内部応力を大巾に低下させる。

しかしながら若干の場合には、この方法による軸方向当
接深さの自動的調節は、ダイスの形状がどのようであれ
、ダイスアパチュアの断面における全体的押出圧の変動
を生じるには不十分であることが発見された。すなわち
、ダイスの中心部において全体的押出圧が犬となり、こ
のダイス中心部から離れるに従って低下する。第６図は
このような効果を補償するための本発明による１つの方
法を示す。

第６図に見られるよう圧、第１図〜第５図に述べた方法
によってダイスアノくチュアを再形成する前に、ダイス
材料片の入口側端面１９に円形くぼみ２０を形成するよ
うに加工するつこの円形くぼみ２０の底面２１は、ダイ
スの中心２２かうその外周部に向かって、押出し方向に
傾斜している。このようにダイスの端面を加工する効果
は、アノくチュアの外周の各部分におけるダイスの有効
軸方向当接深さを、ダイス中心部２２かもこの部分まで
の距離に応じた増分だけ減少させるＫある。このように
して、押出し圧が最大であるダイス中心においては、当
接深さはほとんどまたは全く減少せず、またこれに対し
て、押出し圧が中心部におけるよりも低〜・ダイス外周
部においては、当接深さは中心部よりも大きく減少し、
これに対応して、流れに対応する抵抗の減少度が大にな
る。

故に、流動性化合物１４がダイスの入口面に対して押込
まれたとき、この化合物の先端面は本質的に平坦である
から、まずダイスアパチュアの中心部と接触し、そのの
ちにおいてのみダイスの外側部分と接触する。従って、
ダイスアパチュアの中への化合物の部分噴入が終了した
のち、任意の場所において化合物がアパチュアの中に進
入した距離は、その部分のくぼみ２０の軸方向深ざに等
しい量だけ減少している。くぼみ２０はダイス材料片の
外周に向かって増大する深さを有するので、これに対応
してダイスの中心からの距離と共に軸方向当接深さが減
少される。

ダイス材料片を基本法によって成形したのちに第５図に
図示のダイス材料片の入口端面に、くぼみ２０・と類似
の（ぼみを機械加工することによって同様の効果の得ら
れることは理解されよう。しかしこの場合、くぼみの形
成によっていずれの部分においてもダイス材料片の全体
当接深さを切り詰めることのないように注意する必要が
ある。

実際上、くぼみ２０の底面２１の傾斜角度は、軸方向当
接深さの減少度とダイス中心からの距離との比率が１：
１８〜１：１２の範囲内となるようにすることが好まし
いことが発見された。くぼみの底面の傾斜面は直線とし
て図示されているが、この底面は若干の場合には曲線と
することもできる。

第７図〜第９図は本発明の他の実施態様を示す。

この方法によれば、第１図〜第５図の方法を実施する前
に、ダイス材料片１０の内側端面１９に対して延長部材
２３を付設する。この延長部材２３は、ダイス材料片の
アパチュア１１と正確に整合したアノ（チュアｉｉａを
形成されている。しかしながら、延長部材２３の後側面
２４は円形（ぼみを形成され、このくぼみの軸方向深さ
はダイス材料片の中心線２２からの距離が増大すると共
に減少する。このくぼみの底面の傾斜は第６図の場合と
同様に１：１８〜１：１２の範囲である。

延長部材２３はユニットとして予成形され、これをダイ
ス材料片１０に付設することができ、あるいはダイス材
料片１０に対してインシテユ（ｉｎ　５ｉｔｕ）成形す
ることもできる。またこの延長部材はワックスあるいは
合成プラスチック材料で成形することができ、または他
の適当な材料で成形することができる。

延長部材２３がダイス素材片１０に対して付設されたの
ち、第８図に図示のように化合物１４が延長部材２３の
アパチュアｌｌａの中に、さらにダイス材料片の一押出
しアパチ瓢ア１１の中に部分的に押込まれる。しかしこ
の場合、任意の場所において流ＴｆｒＪＪ性化合物１４
がダイス材料片１０のアパチュアの中に突入する程度は
、その部分における延長部材２３の厚さに等しい量だけ
減少される。延長部材２３はダイス材料片の外周に向か
って厚さが増大するのであるから、化合物がダイス材料
片１０の内部に突入する程度の減少率は外周部に近いほ
ど大になる。

化合物１４が所望の位置に達したことが前述のグローブ
によって検出されたとき、電食法または化学的腐食法、
または前記の欧州特許出願に記載のその他適当な方法に
よって、ダイスアパチュア１１の内側面から表面物質を
除去する。腐食に際して、ダイス材料片の表面１９を腐
食作用から防護するため、延長部材２３をこの面１９と
接触状態に保持することができる。

押出しアパチュアの内側面から表面物質を除去してしま
ったのち、延長部拐２３を第９図のように取りはずして
、このダイス材料片をそのまま使用することができる。

ダイス形成工程に際して、ダイス材料片にプロフィル延
長部材２３を付設する方法の効果は、基本的方法によっ
て与えられた軸方向当接深さの変動の上に、ダイス材料
片の断面における押出し圧の変動のみに依存するもう１
つの当接深さ変動を累加するにある。

前記の方法のいずれにおいても、押出しアパチュアの各
部分における軸方向当接長さがその部分における流れに
対する抵抗と押出し王とに一層密接に関係づけられ、そ
の結果、押出しアパチュアの全断面にわたってほぼ均一
な流れを生じろことのできるダイスが得られる。

本発明による方法において流動性化合物とじて使用する
に適した材料は、商標名セリコール９２２で市販されて
いる耐酸性ペーストであろうこの材料を使用する場合、
ペーストをダイスの中に部分的に押込んだのち、ダイス
を焼成してペーストを固化させる。次にダイスの外側を
ラッカーをもって被覆し、次にダイスを王水の中で腐食
して、耐酸性ペーストによって接触されていないアパチ
ュア区域からダイス材料片の鋼を除去する。次にセリコ
ール９２２を水酸化ナトリウム溶液をもって除去する。

この溶液はダイスからラッカーを剥離するためＫも使用
される。

前記ペーストの粘度を増大するため、セリコール９２２
に対してシリカ粉末（たとえば、エアロシルの商標名で
市販されているもの）を添加することができる。

前記の流動性材料の代用として使用することのできる流
動性材料は、紫外線に露出することによって硬化される
種類の樹脂であるうたとえば、商標ＵＯＢレジンＴで市
販されている樹脂である。反応硬化性樹脂も使用するこ
とができろう流動性化合物として使用するに適した他の
材料は、押出しダイスをテストする際にアルミニウム流
の行ルｂを刺激するために一般に使用される材料である
。この材料は、５チのパラフィン　ワックスを添加した
商標フィリア　ワックスで市販される材料を含む。この
材料は冷間使用することができ、取扱いが容易で、腐食
後にダイスから簡単に剥離される利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は押出し用ダイスの端面図、第２図は第１図のダ
イスの垂直断面図、第３図、第４図および第５図は公知
のダイス形成法の各段階を示す図、第６図は本発明の実
施態様によって変更されたダイスの垂直断面図、また第
７図〜第９図は本発明による他のダイス成形法の各段階
を示す垂直断面図である。 １０・・・ダイス材料片、１１・・・押出しアパチユア
、１２・・・アバチェア円筒部、１３・・・アパチェア
アーム部、１４・・・流動性化合物、１６・・・プロフ
ィル、２０・・・円形くぼみ、２１・・・底面、２３・
・・延長部材。 しｊｉ［１Ｊｃｆ）ｉｌ’１）（ｉ’Ｊ’Ｍニ変ｕ４す
、Ｌ）ゐ・２・ｈ・３．　　Ｆ５．４・　ＦＪ３５手続
補ｉ、’Ｅ　ｔ″％＜ｉｊ式） ｌ（１和Ｃ３０（Ｆ、　　７　　月ユ２−１１特許庁長
官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第５７６４８号 ２、発明の名称 押出し用ダイスの形成方法 ３、補正をする者 事件どの関係　　特許出願人 ホブソン、〕゛Ｄ　ｌｘス、リミ７−ツド４、代　理　
人　（郵便番シ３１０（１）昭　和　６０年　６　月　
１０［１ （発送１　昭和６０年６’　Ｊｉ　２５　Ｉｔ　）６、
補１［の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイス材料片の中に押出しアパチュアを形成する段
   階と、材料の先端面が押出し方向において変形されるよ
   うに押出しアパチュアを通して少なくとも部分的に流動
   性材料を押込む段階と、次に押出しアパチュアの外周に
   沿った任意の場所における押出しアパチュアの軸方向当
   接深さがこの部分における流動性材料の先端面の変形に
   対応するようにダイス材料片を再成形する段階とを含む
   押出しダイスの形成方法において、押出しアパチュアの
   外周に沿った各部分における軸方向当接深さを、ダイス
   材料片の中心から前記部分までの距離に依存する量だけ
   調節する追加段階を含むことを特徴とする押出し用ダイ
   スの形成方法。 ２、ダイス材料片の軸方向厚さをその中心からの距離に
   比例した増大分だけ減少させるようにダイス材料片の入
   口端面をプロフィル加工することによって前記の軸方向
   当接深さの調節が実施される特許請求の範囲第１項によ
   る形成方法。 ３、ダイス材料片の入口端面が機械加工によってプロフ
   ィル加工される特許請求の範囲第２項による形成方法。 ４、流動性材料の変形に対応するダイス材料片の前記再
   形成の前に、前記の軸方向深さの調節追加段階を実施す
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   形成方法。 ５、流動性材料を少なくとも部分的に押出しアパチュア
   の中に押込む段階の前に、ダイス材料片の押出アパチュ
   アと整合するアパチュアを有する延長部材をダイス材料
   片の入口端面全体に付設することによって、前記軸方向
   当接深さの調節を実施し、前記延長部材はダイスの中心
   からの距離に比例して増大する軸方向厚さを有するので
   、流動性物質が前記延長部材とダイス材料片の押出し開
   口の少なくとも一部とを通して押込まれるときに、任意
   の部分において流動性材料がダイス材料片の中に突入す
   る軸方向深さがその部分における延長部材の軸方向厚さ
   だけ減少され、次に、ダイス材料部材を押出し工程に使
   用する前に延長部材がダイス材料片から除去されるよう
   にした特許請求の範囲第１項による形成方法。 ６、延長部材はダイス材料片に付設されるプレフォーム
   であり、またはダイス材料片上に￥インシテュ￥鋳造さ
   れた部分である特許請求の範囲第５項による形成方法。 ７、延長部材はワックスまたは合成プラスチック材料に
   よって形成される特許請求の範囲第６項による形成方法
   。 ８、ダイス材料片は化学腐食法または電食法によって再
   形成され、腐食工程中、ダイス材料片の内側端面を防護
   するように延長部材がダイス材料片と接触状態に残され
   ることを特徴とする第５図乃至第７図のいずれかによる
   形成方法。 ９、軸方向当接深さの調節は、ダイスの中心から外周ま
   で直線的に変動する特許請求の範囲第１項乃至第８項の
   いずれかによる形成方法。 １０、軸方向当接長さの減少度とダイス中心部からの距
   離との比率は１：１８乃至１：１２の範囲内にある特許
   請求の範囲第９項による形成方法。