(57)【要約】  【課題】  亜鉛含有アルミ合金を押出加工しても、雄型のマンドレルの付け根部で亀裂を発生させることなく押出加工し得るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスを提供する。  【解決手段】  中空形材の中空部を成形する雄型２と中空形材の外周部を成形する雌型３との組み合わせからなるアルミ合金形材の押出用ブリッジダイス１において、雄型２のブリッジ部５の外側面７が押出中心軸に対して３０度〜４５度の傾斜（ブリッジ角度α）を有して形成されてなる。  【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形材の中空部を成形する雄型と中空形材の外周部を成形する雌型との組み合わせからなるアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスにおいて、雄型のブリッジ部の外側面が押出中心軸に対して２５度〜６０度の傾斜を有して形成されてなることを特徴とするアルミ合金形材の押出用ブリッジダイス。
【請求項２】
雄型のマンドレルとブリッジ部の反押出面との付け根部の角度が、鋭角に形成されてなる請求項１に記載のアルミ合金形材の押出用ブリッジダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ合金形材の押出用ブリッジダイスに関し、詳細にはＡ７０００（ＪＩＳアルミ合金記号）系などのＺｎを多く含有するアルミ合金製の中空形材を熱間押出加工するための、中空部を成形する雄型と外周部を成形する雌型との組み合わせからなるブリッジダイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ａ７０００系などのＺｎを多く含有するアルミ合金（以下、亜鉛含有アルミ合金という）製中空形材の熱間押出加工は、特開平７−１５５８２８号公報（特許文献１）に記載されているように、中空部を成形する雄型と外周部を成形する雌型との組み合わせからなるブリッジダイスやポートホールダイスなどのホローダイスを用いて行われている。
【０００３】
また、上記特許文献１にも問題視されているように、中空部を成形する雄型と外周部を成形する雌型との組み合わせからなるホローダイスを用いた熱間押出加工では、雄型のマンドレルの付け根部が、ダイスの構造上、押出荷重による応力集中が起こりやすい箇所となるため、亀裂が発生しやすく、ダイス寿命が短いといった問題がある。
【０００４】
上記のマンドレル付け根部の亀裂発生の原因は、アルミ合金成分中のＺｎが押出加工中にダイス鋼材の結晶粒界に作用して、脆化を起こし、これに押出荷重による応力集中が加わるため亀裂に至るものと考えられている。この亜鉛の問題の解決を図るために、特許文献１では、雄型のマンドレルの付け根部に、耐亜鉛脆化性を有する被膜を接合して形成することが提案されている。しかしながら、このような被膜を形成するためには、ダイス製作工程とは別に被膜を形成するための例えば肉盛溶接、溶射、化学的コーティング等の別工程が必要となり、ダイス製作が煩雑となりコスト高も懸念される。
【０００５】
ところで、上述の問題は、特開２０００−９４０３２号公報（特許文献２）に記載されているようなブリッジダイスを用いて、亜鉛含有アルミ合金製中空形材の熱間押出加工を行った場合にも、雄型のマンドレルの付け根部に亀裂が発生しており、本発明者等は、その解決を図るべく、これまでに調査研究を重ねて来た。
【特許文献１】特開平７−１５５８２８号公報
【特許文献２】特開２０００−９４０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、亜鉛含有アルミ合金を押出加工しても、雄型のマンドレルの付け根部で亀裂を発生させることなく押出加工し得るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスは、中空形材の中空部を成形する雄型と中空形材の外周部を成形する雌型との組み合わせからなるアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスにおいて、雄型のブリッジ部の外側面が押出中心軸に対して２５度〜６０度の傾斜を有して形成されてなるものである。
【０００８】
本発明者等の調査研究によれば、ブリッジダイスは、図３、図４に示すように、中空形材の中空部を成形する雄型２１と外周部を成形する雌型２２との組み合わせからなり、雄型２１のブリッジ部２３が後方（押出し方向を前方とする）に突出して形成されるとともに、そのブリッジ部２３の外側面２４が押出中心軸に対して２０度程度の傾斜（ブリッジ角度α）に形成さている。そして、押出加工の際には、そのブリッジ部２３はコンテナ内に位置するようにセットして押出加工が行われている。このため、図３、４に示す従来のブリッジダイスでは、押出加工中ブリッジ部２３に等分布荷重Ｐとして受けた荷重によりブリッジ部２３の下部の応力集中部２５に引張応力が発生し、亜鉛による脆化と相俟ってマンドレル２６の付け根部２７に亀裂が発生していた。なお、符号２８はダイバッカーである。
【０００９】
そこで、本発明では、ブリッジ角度αを２５度〜６０度に形成するが、このようなブリッジ角度に形成することにより、ブリッジ部の下部の応力集中部に圧縮応力を付与することができ、引張応力を相殺軽減してマンドレルの付け根部に発生する亀裂を抑制することができる。そして、この作用は、前記のブリッジ角度α＝２５度〜６０度（好ましくは３０度〜５０度）の範囲であれば得られるが、範囲を外れた場合には引張応力を相殺軽減する効果が小さく亀裂発生が起こる。また、このような作用効果をより効果的に得るためには、更に、雄型のマンドレルとブリッジ部の反押出面との付け根部の角度が、鋭角に形成されてあることが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスによれば、雄型のマンドレルの付け根部で亀裂を発生させることなく亜鉛含有アルミ合金の押出加工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスの断面図、図２は、図１の正面図である。なお、以下の説明における前、後は、押出し方向を前方とした場合のものである。
【００１２】
図において、１は、本実施形態の押出用ブリッジダイスである。この押出用ブリッジダイス１は、雄型２と雌型３とが組み合わされてなるものである。
【００１３】
雄型２は、ビレットを押出す際に押出された形材の中空部を形成するものであって、ビレットを導入する複数（本例では４つ）のポート部４と、このポート部４を有し後方に突出して成形されたブリッジ部５と、ブリッジ部５の中心部に前方に突出して成形されたマンドレル部６とを備えて構成されるとともに、前記ブリッジ部５の外側面７が押出中心軸に対して２５度〜６０度のブリッジ角度αに形成さている。また、ブリッジ部５のマンドレル部６の付け根部８の外周近傍には溶着室９を形成する凹部１０が形成されている。また、マンドレル部６の先端部には形材の中空部を形成するベアリング部１１が形成されている。
【００１４】
雌型３は、ビレットを押出す際に押出された形材の外周部を形成するものであって、中心部に、上記マンドレル部６が嵌り込むダイス部１２を備えて構成される。また、ダイス部１２を形成する貫通孔の後部は、雌型３の後面に形成された溶着室９を形成する凹部１３に連通するとともに、凹部１３に続いて形材の外周部を形成するベアリング部１４が、マンドレル部６のベアリング部１１と対応する位置に形成されている。また更に、ベアリング部１４の前方は、ベアリング部１４に続いてリリーフ部１５が前方広がりのラッパ状に形成されている。
【００１５】
上記構成の押出用ブリッジダイス１は、押出しに際しては、雄型２と雌型３とが図１に示す状態に組み合わされて使用されるもので、押出ステム（図示せず）で押されたビレットは、分断されて雄型２のポート部４に進入した後、溶着室９においてマンドレル部６を取り囲んで再び一体化（溶着）し、溶着室９を出る時、内面（中空部）をマンドレル部６のベアリング部１１で、外面（外周部）をダイス部１２のベアリング部１４で形成され中空材となる。
【００１６】
上記押出加工において、押出用ブリッジダイス１のブリッジ部５の外側面７のブリッジ角度αが２５度〜６０度に形成されているので、図１に示すように、ブリッジ部５の外側面７で受けた荷重によりブリッジ部５の下部の応力集中部１６に発生する引張応力を圧縮応力で相殺軽減することができ、亜鉛により脆化したマンドレル部６の付け根部８における亀裂発生を抑えることができる。なお、符号１７はダイバッカーである。
【００１７】
因みに、上述した図１、２に示す本発明に係る押出用ブリッジダイス（ブリッジ角度α＝３０度、４５度の２種類）と比較のため図３、４に示す従来の押出用ブリッジダイス（ブリッジ角度α＝約２０度）とを準備するとともに、２０００トン押出プレスを用いて、常法により製作したＺｎ：６．５質量％、Ｍｇ：０．７質量％を含有する亜鉛含有アルミ合金のビレット（直径１９６ｍｍ×長さ７００ｍｍ）を、押出温度４７０℃、押出速度１０ｍ／分にて押出加工を行い、前記押出用ブリッジダイスに亀裂が発生するまでのビレットの押出本数を調査した。その調査結果を表１に示す。なお、押出用ブリッジダイスの材質はＳＫＤ６１であり、寸法は外径２３０ｍｍ×厚さ１３０ｍｍである。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１より、本発明に係る押出用ブリッジダイスであれば、雄型のマンドレルの付け根部で亀裂を発生させることなく亜鉛含有アルミ合金の押出加工が本数多くでき、押出用ブリッジダイスの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスの断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】従来のアルミ合金形材の押出用ブリッジダイスの断面図である。
【図４】図３の正面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：押出用ブリッジダイス                        ２：雄型
３：雌型                ４：ポート部            ５：ブリッジ部
６：マンドレル部        ７：外側面              ８：付け根部
９：溶着室            １０、１３：凹部        １１、１４：ベアリング部
１２：ダイス部          １５：リリーフ部          α：ブリッジ角度
Ｐ：等分布荷重
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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