塑性加工 4回目 今日のテーマ 押出し加工 （熱間と冷間どっちを使うか？） 引抜き加工 （押し出すか？引き抜くか？どっちが得） 圧延加工

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1 塑性加工 4回目 今日のテーマ 押出し加工 （熱間と冷間どっちを使うか？） 引抜き加工 （押し出すか？引き抜くか？どっちが得） 圧延加工
塑性加工　4回目 今日のテーマ 押出し加工 （熱間と冷間どっちを使うか？） 引抜き加工 （押し出すか？引き抜くか？どっちが得） 圧延加工 （摩擦が大事）

2 素材をダイスを通して押出し、 ダイス穴形状の断面とする
押出し加工 (Extrusion) 素材をダイスを通して押出し、 ダイス穴形状の断面とする

3 (a) 前方押出し：素材がラムの運動方向に押出される
(b) 後方押出し：素材がラムの運動方向と逆方向 後方押出しは前方押出し に比べて、ロスが少なく 所要動力が少ないが、 表面状態が悪い 押出し加工では，素材が周囲から圧縮されて3軸圧縮応力状態で加圧されるので，素材の延性が高められて破断しにくくなり，1回の加工で非常に大きな変形を与えることができる

4 【コンテナ内の素材移動】 無潤滑 潤滑 潤滑、円錐ダイス 摩擦が大：ビレット表面はコンテナ壁に付着し、 製品表面に素材内部が現れる。
　　　　　　 製品表面に素材内部が現れる。 摩擦が小：ビレット表面は製品の表皮となる。 円錐ダイス：デットメタルは無くなる

5 断面減少比，押出し比 断面減少比 =（A1ｰA2）/A1 押出し比 =A1 / A2

6 鋼の熱間押出し ガラス潤滑 無潤滑 (1) 潤滑により素材がダイス近くまで移動して変形する (2) 素材表面が押出し材の表面となる
(3) 材料の機械的性質が全長で一定となる (4)酸化膜が内部に巻き込まれ不良品ができやすい

7 熱間押出しと冷間押出し ○熱間押出し加工： （長所）複雑な断面形状，断面積が大きくても長い材料でも加工可能
（短所）酸化や収縮が起こるので製品の形状，寸法精度が低い ○冷間押出し加工： （長所）寸法精度が高い （短所）加工時に大きな力，圧力が必要

8 衝撃押出し 肉厚が外径に比べて非常に小さい底付薄肉中空容器を作るときに利用される．
鉛，すず，アルミニウム，銅，マグネシウムなどの主に非鉄金属 深絞り加工は何回もの工程に分けるが，衝撃押出しなら一度で済む．但しバリや寸法精度は劣る．

9 特殊押出し加工 液圧押出し法： 材料の静水圧効果を利用できるので，脆性材料でも破断させずに押出し可能

10 冷間据込み（ヘッド加工：造頭加工） 冷間据込みでは据込み長さLが素材直径Dの3倍超えると座屈が起こる．したがって長い材料を据込む場合は，数回に分けて据込む

11 圧印加工 一対の工具を薄肉材料の上下面に押し付け，その表面に凹凸をつける加工法 貨幣，メダル，金属装飾品の刻印に利用される．

12 エンボス加工 材料に凹凸をつける加工法であるが，厚さを均一に凹凸をつけるところが圧印加工と異なる点

13 ロータリースエージ加工 棒材あるいは管材をその周囲から圧縮して断面積を減じ，軸方向に伸ばす加工法 金属バットによく利用される

14 一般に冷間加工で断面形状や寸法精度が良く、加工硬化により強度が高い。 （棒や管の仕上げ加工や線の製造）
引抜き加工 (Drawing) 一般に冷間加工で断面形状や寸法精度が良く、加工硬化により強度が高い。 （棒や管の仕上げ加工や線の製造）

15 引抜き加工と押出し加工の違い 引抜き加工は ○冷間，つまり常温で行われる．（熱間引抜き加工はタングステン線材加工だけ）
○それゆえに潤滑が重要 ○冷間押出し加工に比べて寸法精度が良い ○製品の表面形状がきれいに仕上がる ○脆性材料は加工できない ○棒，管は一般に熱間圧延，熱間押出しで加工後に引抜き加工で仕上げる． ○常温で加工できないタングステン線は熱間引抜き加工を行う．

16 【引抜きダイス】 2β 2α ベル（導入部、 潤滑剤受部） アプローチ（絞り部） ベアリング（整形部） レリーフ（逃げ部） 2γ
　　　潤滑剤受部） アプローチ（絞り部） ベアリング（整形部） レリーフ（逃げ部） 材質：工具鋼, 超硬合金, ダイヤモンド(0.5mm以下の線） 潤滑：軟質材の高速引抜き（低粘性）、 　　　 硬質材の低速引抜き（高粘性） 断面減少率が30～50%以上で焼きなまし

17 ・ 引抜き作用とその効果 「引抜き応力」 引抜き力Pを加えた場合、素材には軸方向の引張 応力σとダイス壁からの圧縮力pおよび引抜き方向

18 【引抜き変形】 中心部では引張応力σと圧縮応力pより変形 (2) 外周部では摩擦力μによるせん断変形が加わる
ダイス 中心部では引張応力σと圧縮応力pより変形 (2) 外周部では摩擦力μによるせん断変形が加わる (3) 抵抗が少ない中心部は外周部より前進する (4) ダイス角が大きいほどせん断力は大きい

19 P P1 P3 P2 P1 P2 P3 【引抜き加工での 材料の変形過程】 P = P1 + P2 + P3 P1 = 均一変形力
　材料の変形過程】 P = P1 + P2 + P3 P1 = 均一変形力 P2 = 摩擦力 P3 = せん断変形力 (a) (b) P P1 P3 P2 P1 P2 P3

20 引抜き加工度 減面率，断面減少率 引抜き前後の断面積をA1，A2とすれば =(A1ーA2) /A1×100%
減面率は軟鋼線28～35%，硬鋼線20～25%，ピアノ線10～15%，非鉄金属線15～30% 全面率，総断面減少率 引抜き最終の断面積をAnとすれば =(A1ーAn) /A1×100% 全面率がある値以上になると材料が加工硬化により引抜きが継続できなくなる．この場合中間焼きなましを行う．

21 棒の引抜き加工（線引き）とその機械

22 鋼線の加工 軟鋼線は焼きなまし 硬鋼線はパテンティング処理 加熱炉で線材を900～1000℃に加熱 →
400～550℃で鉛浴・急冷（パーライトの層状組織を緻密化[等温変態により１次ソルバイト化]、変形能向上、変形抵抗減少を図る）→ 酸洗い（５～10％塩酸水＠常温、または３～５％硫酸温水＠50～70℃：スケール除去、水酸化鉄の皮膜形成）→ 石灰水に浸漬（潤滑皮膜形成）→ 乾燥（100℃、７時間）． 高級な鋼線は逆張力付加伸線法

23 回転する２つのロール間に素材を通して、連続的に圧縮力を加えて厚みを減少させる
圧延加工 (Rolling) 回転する２つのロール間に素材を通して、連続的に圧縮力を加えて厚みを減少させる

24 【圧延作用】 加工度； 圧下量 (h1-h2) 接触角α 先進率；(v2-V)/V 中立点(Y): ロール周速 と材料速度が一致
（垂直応力が最大、 摩擦力の方向が逆点）

25 【圧延作用】 加工度； 圧下量 (h1-h2) 接触角α 先進率；(v2-V)/V 中立点(Y): ロール周速 と材料速度が一致
（垂直応力が最大、 摩擦力の方向が逆点）

26 圧延による材料の流れ ロールとの接触部では摩擦力により材料が 中心部より先に引張られる

27 圧延による材料の流れ ロールとの接触部では摩擦力により材料が 中心部より先に引張られる

28 【ロールのかみ込み】 μ:摩擦係数 μ=tanρ、 (ρ:摩擦角) Fx ≧ 0 ：板がロール間にかみ込む
(μ= tanρ ≧ tanα), ρ≧α