模锻方法

专利名称：模锻方法
技术领域：
本发明涉及模锻方法。
现有技术及本发明要解决的课题日本特开昭55-156631号公报揭示的成形技术中，在锻造金属成形品的下模和上模上，分别设置内冲头和外冲头(中空模销)，并可独立驱动，用上下模和上下的外冲头成形后，用上下的内冲头成形，这样，材料的流动性好，提高产品质量。
日本特开昭58-84632号公报揭示了超塑金属的密闭模锻的方法。该锻造方法中，在锻造成形过程中，当成形力达到某值时，使设在模子局部上的可动部分移动，在模内部形成充填空隙部，使剩余的金属流入该空隙部，然后除去该剩余的部分，这样，能提高尺寸精度。
日本特开平1-228638号公报揭示的锻造方法中，在前锻造工序，将锻造坯材的一部分向侧方伸出，在后锻造工序，将该伸出部分成形。该方法中两个工序采用各自的模子。
日本特开平2-274341号公报揭示的锻造方法中，将锻造坯材向侧方伸出，在该伸出部的前端部形成齿轮。
日本特开平4-17934号公报揭示的锻造方法中，施加背压并一边使模销后退，一边将冲头打入锻造坯材中，形成深孔。
日本特开平4-344845号公报揭示了一边渐渐加大背压一边锻造的方法。
日本特开平7-236937号公报揭示的成形方法中，先用上下模压缩锻造坯材，在侧方形成伸出部，再将冲头打入锻造坯材中，使伸出部进一步向侧方伸出，并在该部的前端形成齿轮。
轻金属学会第89次秋季大会讲演概要(1995)的P.109、110中，揭示了一边施加背压一边锻造成形压缩机用涡形板(涡卷状的叶片)的方法。
本发明的目的是提供生产性好、成形精度高的模锻方法。
解决上述课题的方法及作用效果。
为了解决上述课题，本发明一实施例的模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，用同一个模子进行前锻造工序和其后的孔成形工序；在上述前锻造工序，至少使上述锻造坯材的一部分充满模腔内，进行锻造，得到成形品的一部分的形状；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔。
另外，本发明中所述的“在施加背压的状态使其后退”，是指在模内压大于背压之时，相应于该差压的自然后退。
日本特开昭55-156631号公报揭示的模锻方法中，在前锻造工序，在锻造坯材充满模腔内前，使模销后退。而本发明该实施例的模锻方法中，是在锻造工序中，使锻造坯材充满模腔内(封闭锻造)，所以能正确地作出前锻造工序成形部的形状。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，用同一个模子进行前锻造工序和其后的孔成形工序；在上述前锻造工序，得到成形品的一部分的形状；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔，上述前锻造中模销不动。
日本特开昭55-156631号公报揭示的模锻方法中，在前锻造工序，使模销动作。而本发明该实施例的模锻方法中，在成形品的外形成形结束前，模销一直不动，所以可以稳定地进行锻造，同时能正确地作出前锻造工序成形部的形状。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，用同一个模子进行孔成形工序和其后的后锻造工序；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔；在上述后锻造工序，至少锻造上述锻造坯材的一部分，得到成形品的一部分的形状。
日本特开昭55-156631号公报、特开平4-344845号公报揭示的模锻方法中，在孔成形工序后，没有别的锻造工序。而本发明的该实施例中，在后锻造工序，可进行复杂、多样的成形。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，用同一个模子进行孔成形工序和其前或后的锻造工序；在孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔；在锻造工序，使上述模销抵抗锻造坯材的成形压，基本上不后退。
日本特开昭55-156631号公报中，加压成形用的冲头的加压力因工序而变，而本发明的该实施例中，改变不压入锻造坯材中的、背压专用模销的保持力。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含孔成形工序，在该孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态一边使其后退，一边将冲头打入锻造坯材中，成形为孔；上述冲头是从模销的后退方向或其相反方向以外的方向打入的。
特开昭55-156631号公报中，冲头的打入方向是模销的后退方向和相反方法。特开平4-344845号公报中，仅限于同方向。而本发明该实施例的模锻方法中，是从模销的后退方向或其相反方向以外的方向打入冲头，所以，能成形三通那样复杂、多样形状的产品。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，将模锻成形品外形的模子和成形成形品的凹部的冲头组合起来，从同一方向挤压锻造坯材，进行锻造，同时在锻造中，对模销一边施加背压一边使其后退。
日本特开昭55-156631号公报中的模子(见该公报图10的标记2′)，不是一边推压模子一边进行锻造的形式。
根据本发明该实施例的模锻方法，可以成形叶轮那样的复杂形状的产品。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，使形成若干凹部的若干冲头从同一方向挤压锻造坯材，进行锻造，同时在锻造中，一边对模销施加背压一边使其后退。
日本特开昭55-156631号公报中，上下各有一个凹部成形冲头。而本发明的该实施例中，由于使若干个形成凹部的冲头从同一方向挤压锻造坯材，进行锻造，所以，可成形具有阶梯深孔那样的复杂、多样形状的产品。
该实施例的模锻方法中，也可以以不同的时间，用上述模子和冲头进行成形。或者，也可以以不同的时间，用上述若干个冲头进行成形。
使模子和冲头(或若干个冲头)一体动作时，在锻造中，在冲头的根部附近可能会产生充填不足的问题。但是，以不同的时间用二者成形，则可防止该问题。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，从不同方向同时地将若干个冲头打入锻造坯材中进行成形，同时在锻造中，一边对模销施加背压一边使其后退。
根据本发明该实施例的模锻方法，可得到象三通那样复杂、多样形状的锻造成形品。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含锻造工序，在该锻造工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态，一边使其后退一边将冲头打入锻造坯材中或推压模具；上述模销设有若干根，成形若干个孔。
根据本发明该实施例的模锻方法，可成形多通那样的具有多个孔的复杂形状产品。
该实施例的模锻方法中，最好设定时间差使上述若干个模销依次动作，依次形成上述若干个孔。这样，与使模销同时动作、同时地形成若干孔时相比，材料的流动更单纯，所以，可减少卷入或充填不足等问题。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含完成锻造工序，在该工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加压力的状态，将冲头或模具压接该锻造坯材，使该冲头或模具伸到预定位置，完成锻造；在该工序中，当模内压在预定压以下时，不使上述模销后退，当模内压超过该预定压时，使上述模销后退。
在特开昭55-156631号、特开平4-344845号、特开平4-17934号中，没有使剩余坯材选出的思想。
日本特开昭55-84632号公报中，记载了超塑金属的密闭模锻造方法，该锻造方法中，在锻造成形过程中，当成形力达到某值时，设在模子局部的可动部分移动，通过该移动在模内部形成充填空隙部，将剩余的金属流入该空隙部，然后除去该剩余部分，可提高尺寸精度。但是，该方法中，在使剩余部分流入充填空隙部时，模内不是闭塞状态(充满状态)。而本发明该实施例的模锻方法，与模内材料的压力相应地使模销后退、即一边保持闭塞状态一边使模销后退。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含孔成形工序，在该工序中，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态，一边使其后退，一边将冲头打入锻造坯材中，成形为孔；在上述模销的施加背压的端面上设有凹凸部，用该凹凸部进行一部分产品形状的成形。
特开昭55-156631号公报和其它2件中，模销的施加背压的端面是没有凹凸的平面。根据本发明该实施例的模锻方法，可在成形面上形成凸部或凹部，可得到复杂、多样形状的锻造成形品。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；上述两工序在同一个模子内进行。
日本特开平1-228638号公报中，是用分别的模子进行外伸工序和成形工序。特开平2-274341号公报和特开平7-236937号公报中，冲头或模具不抵接伸出部，仅仅是外伸成形。与这些现有技术相比，本发明的该实施例中，在成形工序，对外伸工序中形成的外伸部用冲头等进行锻造，所以，与仅仅外伸成形相比，材料的充填性好。另外，由于外伸工序和成形工序在同一个模子内进行，所以，模子的种类少，可降低模子成本。另外，在锻造中不必将锻造坯材移到另一个压模中，所以提高生产性。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；在上述外伸工序中，朝着与锻造同方向或反方向伸出上述外伸部。
特开平1-228638号公报中，是将外伸部朝着锻造方向的侧方伸出。本发明该实施例的模锻方法中所述的“与锻造同方向或相反方向”，是指使锻造坯材的一部分朝着锻造时模具或销的动作同一方向或相反方向突出。根据该模锻方法，可得到复杂、多样的锻造成形品。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；在上述外伸工序中，对锻造坯材进行若干次锻造。
特开平1-228638号公报中，是同时推压上下冲头而伸出。本发明该实施例的模锻方法中，是在外伸工序，对锻造坯材进行若干次锻造，与用一次锻造成形全部外伸部时相比，可顺利地进行外伸部的成形，在外伸部上不容易产生飞边。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，在将第1冲头打入锻造坯材中的同时，不使该第1冲头后退地用第2冲头或模具加工该锻造坯材。
根据本发明该实施例的模锻方法，借助第1冲头，成形部分不会破坏。
本发明另一实施例的模锻方法，其特征在于，将第1冲头打入锻造坯材内，进行孔的成形，该孔成形完成后，不拔出该冲头，用第2冲头或模具将孔周围锻造成形。
日本特开昭55-156631号公报中，是在孔成形完成前进行孔周围的锻造。根据本发明该实施例的模锻方法，在孔成形完成后，不拔出冲头，用第2冲头或模具将孔周围锻造成形。
本发明另一实施例的模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，具有第1步骤、第2步骤和第3步骤；在第1步骤，在锻造坯材的一端部侧方，划定模腔；在第2步骤，从锻造坯材的另一端部侧，挤压锻造坯材，将锻造坯材的该一端部伸出，充满到上述模腔内，成形为该部的外形，这样得到外伸体；在第3步骤，是在第2步骤后，从该一端部端面沿轴方向将冲头打入上述外伸体内，在上述外伸体内成形凹部。
通过连续地在锻造坯材上成形外伸部和凹部，可提高材料利用率、生产性和成形精度，同时，不容易产生锻造缺陷。另外，可正确地成形外伸部的外形。
另外，也可以在成形了第1凹部后，用配置在冲头外周部的第2冲头，在外伸部上连续地成形比第1凹部大的、浅的第2凹部。这时，不会象同时进行第1凹部和第2凹部时那样产生材料的流动阻碍，可防止外伸部的充填不足。
另外，可在模销的局部设置缺口，在外伸部成形的同时，在锻造坯材端面的一部分上成形凸部。
本发明另一实施例的模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，具有A步骤和B步骤；在A步骤，从锻造坯材的一端部端面，沿轴方向将冲头打入锻造坯材内，成形为凹部；在B步骤，在A步骤后，用配置在上述冲头外周部的第2冲头，在上述端面上形成比上述凹部大的、浅的第2凹部；在上述A步骤中，对抵接在锻造坯材另一端的模销，一边施加背压一边使其后退。
锻造坯材的相当于凹部体积的量，不产生朝着与冲头相反方向被挤上的回流，锻造坯材连续且顺畅地流动，所以，不产生微小裂缝。另外，冲头的加压力只要与坯材加工力相等即可，所以，冲头不会弯曲，可自由设定凹部的深度。
本发明另一实施例的模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形，得到有顶筒状的成形品，该成形品具有底部切去的凸部，其特征在于，备有第1步骤和第2步骤；在第1步骤，在锻造坯材的顶部，使上述凸部的原形部伸出；在第2步骤，在第1步骤后，从外伸方向和反方向将上述原形部压扁，使上述凸部向侧方伸出。
通过连续地成形筒部和切去底部的凸部，可提高材料利用率、生产性和成形精度，防止筒部的裂缝和底切部的表层卷入，不容易产生锻造缺陷。
本发明另一实施例的模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形，得到有顶筒形的成形品，其特征在于，备有A步骤、B步骤和C步骤；在A步骤，一边用模腔面成形筒部的外周面，一边对筒部端面施加背压，把冲头压入锻造坯材的中央部，从后方推压，成形为筒部；在B步骤，取出上述成形品时，先拔出成形筒部用的上述冲头；在C步骤，在B步骤后，从成形上述筒部外周面用的模具中，拔出上述成形品。
通过降低冲头和模具的抽拔力，可预防成形品的变形，可切实取出成形品。
从上面的说明可知，根据本发明，可提供生产性好、成形精度高的模锻方法。
附图简单说明图1是用本发明一实施例的模锻方法成形的黄铜制盥洗配件构造的图，图1(A)是平面图，图1(B)是侧面断面图，图1(C)是立体图。
图2是表示锻造图1所示喷嘴前端配件的装置和锻造工序的断面图。
图3是表示锻造图1所示喷嘴前端配件的装置和锻造工序的断面图。
图4是表示锻造图1所示喷嘴前端配件的装置和锻造工序的断面图。
图5是表示图2、图3、图4所示黄铜材用锻造装置的油压控制系统构造的图。
图6是将图2至图4所示黄铜材用锻造装置10的下模11、上模17和锻造坯材3A的细部放大表示的断面图。
图7是将图2至图4所示黄铜材用锻造装置10的下模11、上模17和锻造坯材3A的细部放大表示的断面图。
图8是将图2至图4所示黄铜材用锻造装置10的下模11、上模17和锻造坯材3A的细部放大表示的断面图。
图9是将图2至图4所示黄铜材用锻造装置10的下模11、上模17和锻造坯材3A的细部放大表示的断面图。
图10是锻造成形时的模具和冲头的行程曲线图。
图11是表示用本发明第2实施例的模锻方法成形的台座构造的断面图。
图12是表示图11所示台座的中间锻造品的断面图。
图13是锻造图12所示台座的中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图14是锻造图12所示台座的中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图15是锻造图12所示台座的中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图16是锻造图12所示台座的中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图17是锻造图12所示台座的中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图18是表示本发明第3实施例的叶轮构造的图，图18(A)是平面图，图18(B)是断面图。
图19是表示图18所示叶轮的中间锻造品构造的图，图19(A)是平面图，图19(B)是断面图。
图20是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图21是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图22是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图23是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图24是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图25是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图26是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图27是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图28是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图29是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图30是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图31是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图32是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图33是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图34是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图35是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图36是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图37是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的另一实施例的装置和锻造工序的断面图。
图38是表示用本发明第6实施例的模锻方法成形的水表构造的图，图38(A)是正面断面图，图38(B)是局部断面平面图。
图39是表示图38所示水表的中间锻造品构造的图，图39(A)是正面断面图，图39(B)是局部断面平面图。
图40是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图41是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图42是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图43是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图44是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图45是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图46是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图47是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图48是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置和锻造工序的图。
图49是表示耐SCC试验装置的图。
图50是表示耐腐蚀试验装置的图。
图51是表示耐腐蚀试验结果的曲线图。
图52是表示用本发明第7实施例的模锻方法成形的余料轴构造的图，图52(A)是立体图，图52(B)是断面图。
图53是表示图52所示余料轴的中间锻造品构造的图，图53(A)是立体图，图53(B)是断面图。
图54是表示锻造图53所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图55是表示锻造图53所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图56是表示锻造图53所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图57是表示用本发明第8实施例的模锻方法成形的余料轴构造的图，图57(A)是立体图，图57(B)是断面图。
图58是表示图57所示余料轴的中间锻造品构造的图，图58(A)是立体图，图58(B)是断面图。
图59是表示锻造图58所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图60是表示锻造图58所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图61是表示锻造图58所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图62是表示锻造图58所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
图63是表示用本发明第9实施例的模锻方法成形的手持淋浴器支承件构造的图，图63(A)是平面断面图，图63(B)是侧面断面图。
图64是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图65是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图66是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图67是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图68是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图69是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置和锻造工序的断面图。
图70是表示用本发明第10实施例的模锻方法成形的洁具净水阀(洁具喷出净水用阀、喷出一定水量后自动停止喷水)盖构造的侧面断面图。
图71是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图72是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图73是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图74是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图75是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图76是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图77是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
图78是表示用本发明第11实施例的模锻方法成形的H轴衬构造的侧面断面图。
图79是表示锻造图78所示H轴衬的装置和锻造工序的断面图。
图80是表示锻造图78所示H轴衬的装置和锻造工序的断面图。
图81是表示用本发明第12实施例的模锻方法成形的三通构造的侧面断面图。
图82是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
图83是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
图84是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
图85是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
图86是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
图87是表示用本发明第13实施例的模锻方法成形的多通构造的侧面断面图。
图88是表示锻造图87所示多通的装置和锻造工序的断面图。
图89是表示锻造图87所示多通的装置和锻造工序的断面图。
图90是表示锻造图87所示多通的装置和锻造工序的断面图。
图91是表示本发明第14实施例的水龙头的组装图。
图92是表示切削完成了的图1所示水龙头零件的零件图，图92(A)是平面图，图92(B)是纵断面图，图92(C)是侧面图。
图93是表示图92所示水龙头零件的中间锻造品的图，图93(A)是平面图，图93(B)是纵断面图，图93(C)是侧面图。
图94是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的装置的平面图。
图95是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的装置的侧面断面图。
图96是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的工序的断面图。
图97是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的工序的断面图。
图98是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的工序的断面图。
图99是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的工序的断面图。
图100是表示锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的工序的断面图。
图101是表示本发明第15实施例的淋浴器支架构造的图，图101(A)是立体图，图101(B)是侧面图，图101(C)是正面图，图101(D)是平面图。
图102是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图103是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图104是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图105是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图106是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图107是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图108是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
图109是表示本发明第16实施例的零件X构造的纵断面图。
图110是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图111是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图112是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图113是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图114是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图115是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图116是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图117是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图118是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图119是表示锻造图109所示X零件的装置和锻造工序的图。
图120是表示本发明第17实施例的零件Y构造的纵断面图。
图121是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图122是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图123是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图124是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图125是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图126是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图127是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图128是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图129是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图130是表示锻造图120所示Y零件的装置和锻造工序的图。
图131是表示本发明第18实施例的零件Z构造的纵断面图。
图132是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图133是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图134是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图135是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图136是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图137是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图138是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图139是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图140是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
图141是表示锻造图131所示Z零件的装置和锻造工序的图。
发明的实施形态下面参照


。
图1表示用本发明一实施例模锻方法成形的黄铜制盥洗配件的构造，图1(A)是平面图，图1(B)是侧剖面图，图1(C)是立体图。
设置在厨房、浴室内的水龙头上，设有称为喷嘴的零件。在该喷嘴的前端附近内部，安装着黄铜制的喷嘴前端配件3。
该黄铜制喷嘴前端配件3的上端部分，是略呈D字形的嵌合部4。在嵌合部4的端缘，形成导引用倾斜面4a。另外，在喷嘴前端配件3上，一体地形成比嵌合部4直径大的法兰部5、阶梯嵌合部6和从该阶梯嵌合部6向下方延伸的凹凸部7。该凹凸部7是比较小直径的有底圆筒形，具有断面圆形的凸部7b和其内侧的凹部7a。凸部7b是在凹部7a成形的同时，成形在凹部成形方向的延长线上。
如后所述，凹凸部7以外的部分，是在合模后的成形前期(前锻造工序)，将黄铜材成形、直到成形腔室的容积与黄铜坯材体积2成为约相等的状态(锻造坯材充满腔室内的状态)而完成的。凹凸部7是在后续的深孔成形工序中连续地成形的。
喷嘴前端配件3具有若干尖锐的边缘部6a。在上述前锻造工序中，这些尖锐的边缘部6a也能精度良好地成形。
下面，说明上述理想的黄铜材的材质。为了减少锻造成形的变形阻力，该黄铜材最好是以下的结晶组织。
(a)由平均粒子直径为15μm以下的结晶组织构成；(b)表观Zn含有量为37～50wt％，Sn含有量为17～2.2wt％；(c)在450℃，具有α相的比例为44～65％、β相的比例为10～55％、γ相的比例为1～25％的结晶组织。
图2至图4，是表示锻造图1所示喷嘴前端配件的装置及锻造工序的断面图。
黄铜材用锻造装置10，具有本体框(图未示)、下模11、与该下模11对应的上模17。下模11备有下模具12、模销13和第1油压缸14，该第1油压缸14用于保持并升降驱动模销13。下模具12是固定的，下模具12的上面为水平。在该下模具12的中央部，设有竖立的圆形断面销插通孔15。模销13可上下滑动地装在该销插通孔15内。由该销插通孔15和模销13构成喷嘴前端配件3的凹凸部7的外形。
在下模具12的上面的销插通孔15附近，形成与销插通孔15的上端连通的阶梯成形孔16(见图6)。该阶梯成形孔16用于成形喷嘴前端配件3的阶梯嵌合部6。
第1油压缸14竖立地配置在模销13的下方，第1油压缸14的活塞杆14a的上端部与模销13连接。第1油压缸14将模销13保持在图3、图4所示的位置，或者一边对模销施加保持力一边使其下降。另外，该油压缸14也可使模销13作上升动作，以便推出成形后的喷嘴前端配件3。
上模17备有上滑块18和上模具19。另外，上模17备有上外冲头20和上内冲头21。上滑块18被主油压缸22驱动升降。上内冲头21被第3油压缸驱动升降。上滑块18通过被导引部可铅直升降地被导引，由主油压缸22驱动升降。上述被导引部可滑动地接合在形成于本体框上的导引部上。
在上滑块18的下部中央部，形成朝下面开口的圆形断面凹部24。上模具19的至少上端部，可上下滑动地装在凹部24内。在该上模具19的上端部形成锷部19a，该锷部19a与固定在上滑块18下面的卡接板25卡接。
上模具19的下面，形成为与下模具12的上面相接的水平面。在上模具19的上部形成若干上端开放的弹簧孔26。这些弹簧孔26内分别安装着压缩弹簧27。这些压缩弹簧27的上端顶住凹部24的上端壁面，上模具19被这些压缩弹簧27强力地向下方推压。
在上模具19的中央部，竖立地形成可供上外冲头20和上内冲头21插入的、略D字形断面的冲头插通孔28。上外冲头20和上内冲头21可滑动地插入在该插通孔28内。
在上模具19的下面部，设有位于冲头插通孔28外侧的法兰成形部29(见图6)。该法兰成形部29用于成形喷嘴前端配件3的法兰部5。在图2的合模状态，上模具19的法兰成形部29与下模具12的阶梯成形部16连通。
上外冲头20与上滑块18形成为一体，可滑动地插入冲头插通孔28内。上外冲头20的断面外形形状为略D字形。在上外冲头20的下端部分，形成嵌合部成形部30(见图6)，该嵌合部成形部30用于成形喷嘴前端配件3的嵌合部4。如图2所示，在合模状态，嵌合部成形部30与阶梯成形部16在空间上连通。
上内冲头21主要用于成形喷嘴前端配件3的凹凸部7，是圆形断面。该上内冲头21可升降地贯穿上外冲头20中心部的内冲头插通孔31。上内冲头21与配置在其上方的第3油压缸23的活塞杆23a连接，被该油压缸23驱动升降。
图2中，短圆柱状的黄铜坯材3A设置在模内。该黄铜坯材3A经过图3所示中间成形体3B的阶段，成形为图4所示的喷嘴前端配件3。
下面，说明图2、图3、图4所示黄铜材锻造装置的油压控制系统。
图5是表示图2、图3、图4所示黄铜材锻造装置的油压控制系统构造的图。
该油压控制系统，具有向第1油压缸14、第2油压缸22和第3油压缸23供给油压的油压供给装置41。另外，具有包含电磁式方向切换阀42～44和电磁式比例释放阀45、46的油压回路。还具有若干检测开关47和控制单元48。油压供给装置41具有图未示的油压泵、驱动马达、油箱等。
电磁式方向切换阀42设置在向第2油压缸22供给油压的油路中。电磁式方向切换阀43设置在向第1油压缸14供给油压的油路中。电磁式方向切换阀44设置在向第3油压缸23供给油压的油路中。
电磁式比例释放阀45与向第1油压缸14供给油压的油路相连，由电磁式比例释放阀45设定的油压供给到该油压缸14。借助该电磁式比例释放阀45的设定，设定模销13的背压。同样地，电磁式比例释放阀46与向第3油压缸23供给油压的油路相连，由电磁式比例释放阀46设定的油压供给到该油压缸23。
若干个检测开关47，包括检测上模具19的上限位置和下限位置的检测开关、检测上内冲头21的上限位置和下限位置的检测开关等。
控制单元48具有微机和输入输出接口。在微机的ROM内储存着控制程序，该控制程序根据来自若干检测开关47的信号，控制油压供给装置41、电磁式方向切换阀42～44、电磁式比例释放阀45、46。微机按照该控制程序进行控制动作。
下面，详细说明采用上述锻造装置10锻造成形喷嘴前端配件3的方法。
图6至图9，是将图2至图4所示的黄铜材用锻造装置10的下模11、上模17及锻造坯材3A放大表示的断面图。
图10是锻造成形时，模具和冲头行程的曲线图。
首先，如图6所示，在提起上内冲头21、上外冲头20的状态，把加热至约300～600℃的黄铜锻造坯材3A放在下模具12的阶梯成形孔16内。在以下的锻造成形期间，黄铜坯材3A以保持在550℃以下温度的状态成形。为了实现无飞边成形，将该黄铜坯材3A的体积设定为与喷嘴前端配件3的净体积相等。
接着，如图7所示，将上模具19下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接，将上模17与下模11合模。该合模是通过切换图5所示的电磁方向切换阀42、使第2油压缸22的活塞杆22a伸长、将滑块18降下而进行的。在该合模的状态，上外冲头20的下端和上内冲头的下端成为同一面，并接近黄铜坯材3A的上端面。该状态对应于图10的时刻t1～t2。
接着，将电磁比例释放阀45的设定压设定为高压力，将对模销13的保持力(加压力或支承力)设定为高的值。与此同时，操作电磁方向切换阀43，使第1油压缸14动作，设定模销13的高度位置，以使模销13的上端如图8所示地与阶梯成形孔16的下端成为同一面。模销13的位置决定后，把电磁方向切换阀43切换到闭塞位置a。
接着，将上外冲头20和上内冲头21一体地下降驱动，如图8所示，成形黄铜坯材3A，直到成形腔室C的容积与黄铜坯材3A的体积成为约相等的状态。在该状态，完成了凹凸部7(见图9)以外部分(即嵌合部4、法兰部5和阶梯嵌合部6)的成形(前锻造工序)。该成形期间，在把电磁比例释放阀45、46的设定压设定在高压力的状态，切换电磁方向切换阀42、44，使第2油压缸22的活塞杆22a和第3油压缸23的活塞杆23a同步下降。
前锻造工序中，电磁方向切换阀43保持在闭塞位置a。由于油压系统的油是非压缩性流体，所以，在前锻造工序中，供往第1油压缸14的头侧油室(下侧油室)的油压保持为高值，模销13不会朝下方后退。因此，在前锻造工序中，通过闭塞模锻造，把黄铜坯材3A成形为图8(或图3)所示那样的中间成形体3B。该状态对应于图10的时刻t2～t3。
接着如图9所示，将上内冲头21下降驱动，同时使模销13往下方后退驱动。这样，与上述前锻造工序连续地成形凹凸部7。在该深孔成形期间，把电磁比例释放阀45切换为比上内冲头21的推压力低的设定压，把电磁方向切换阀43切换到杆退入位置b，再通过电磁方向切换阀43的杆退入位置b的节流部43a，将模销13的保持力(背压)保持为低值。该状态对应于图10的时刻t3～t4。
将电磁比例释放阀45的设定压设定得充分低，与上内冲头21的下降速度相关地，适当地设定电磁方向切换阀43的节流部43a的开度，可将供往第1油压缸14头侧油室的油压保持低值。另外，上内冲头21的下降力通过电磁比例释放阀46被适当设定，该设定压是可以成形的比较低的值。
在深孔成形工序，使用图8所示中间成形体3B中的、位于上内冲头21下侧部分的材料，形成凹凸部7。这样，将该部分的黄铜材体积设定为与凹凸部7的净体积约相等。如果满足了该条件，则在成形中间成形体3B时，模销13的上端位置不限定于图7、图8所示位置，可以比图示位置稍高，也可以稍低。
上述的锻造工序结束后，将上模回复到上限位置。再用油压缸14将模销13上升到上限位置。这样，推出已成形的喷嘴前端配件3，从下模11中取出。
上述锻造成形方法，具有以下的作用效果。
(1)在前锻造工序中，将模销13的保持力设定得充分高，并且将模销13保持在预定位置，在此状态，成形黄铜坯材3A，直到成形腔室C的容积与黄铜坯材3A的体积成为约相等的状态(即锻造坯材3A充满了腔室C内)，完成了凹凸部7以外部分(嵌合部4、法兰部5、阶梯嵌合部6)的成形。因此，在开始成形凹凸部7之前，可几乎无飞边地、精度良好地成形凹凸部7以外的部分。尤其是可以与静水压下的锻造同样地镦锻成形凹凸部7以外的部分，所以，不容易产生由作用在黄铜材与下模具12之间的摩擦力引起的裂缝缺陷。
(2)在前锻造工序中，将保持模销13的保持力保持为高值地使油压缸14的活塞杆14a后退时，可借助该活塞杆14a的后退吸收黄铜坯材3A的重量偏差。
(3)在深孔成形工序中，与凹凸部7以外部分的成形连续地，把凹凸部7以外的部分密闭在金属模内，使上内冲头21下降驱动，将该冲头21打入锻造坯材3A中。这时，将模销13的保持力切换为低值，在施加背压的状态一边使模销13后退，一边成形凹凸部7。这样，由于在凹凸部7的成形中黄铜材不向上方流动，所以，即使不太提高上内冲头21的加压力，也能精度良好地、无飞边地成形凹凸部7。
(4)在深孔成形工序中，由于在凹凸部7的成形中黄铜材不向上方逆流，所以，不容易产生由边缘部16a中的黄铜材的流动差引起的卷入缺陷。因此，也可成形边缘部16a的具有尖锐形状的部分。另外，在凹凸部7的成形中材料不向上方流动，不会产生在其流动中因黄铜材与下模具12的摩擦力引起的阻力增大，所以，不必太提高上内冲头21的加压力，上内冲头21不容易弯曲，提高耐久性。
(5)采用第1油压缸14作为保持模销13的保持机构，通过使供往第1油压缸14的头侧油室的油压变化，变化对模销13的保持力，所以，可适当调节对模销13的保持力。
(6)由于将黄铜材以保持在550℃以下温度的状态锻造成形，所以，即使是凹部7a的深度深、锻造时间长的部件，也可以在一定的变形阻力下进行锻造。另外，该550℃的温度，是通常用于该金属模的热轧工具钢(JIS SKD61等)的回火温度以下，所以，可充分确保金属模的耐久性。
上述的模锻方法中，作为锻造材，加工性良好的黄铜是较为理想的材料之一。但是，作为住宅用的上水设备部件，黄铜与青铜相比，存在着耐蚀性差的问题。但是，冷却后的成形品，如果是以下所示(1)～(3)结晶组织之中的至少一种，则耐蚀性等的问题在容许程度内。
(1)α+β相和β相的面积比例在20％以上，并且α相和β相的平均结晶粒径在15μm以下，β相中的Sn浓度在1.5wt％以上的结晶组织。
(2)α+γ相和γ相的面积比例在3～30％，并且α相的平均粒径在15μm以下，γ相的平均结晶粒径(短径)在8μm以下，γ相中的Sn浓度在8wt％以上，在α相的粒界中分散着γ相的结晶组织。
(3)α+β+γ相和α相的面积比例在40～94％，β相和α相的面积比例分别为3～30％，并且，α相和β相的平均结晶粒径在15μm以下，γ相的平均结晶粒径(短径)在8μm以下，γ相中的Sn浓度在8wt％以上，γ相包围着α相的结晶组织。
上述(1)～(3)的结晶组织，其第1特征是，根据日本伸铜协会技术标准(JBMA T-303)的脱锌腐蚀试验，最大脱锌深度，在与加工方向平行时具有100μm以下、在与加工方向垂直时具有70μm以下的耐蚀性。
第2特征是，一边对圆筒形试样施加180N/mm2的荷重，一边将其暴露在14％氨水溶液上的氨环境中24小时，试样不裂缝，即具有耐SCC性。
第3特征是，具有300N/mm2以上的0.2％耐力或屈服应力。
第4特征是，具有耐腐蚀性。
为了得到上述结晶组织，例如，采用表观Zn含有量为37～50wt％、Sn含有量为1.7～2.2wt％的成分的黄铜材。
这里所述的“表观Zn含有量(wt％)”，是指，设A为Cu含有量(wt％)、B为Zn含有量(wt％)、t为添加了第3元素(例如Sn)的Zn当量、Q为该第3元素的含有量(wt％)时，“{(B+t·Q)/(A+B+t·Q)}×100”。
上述成分的黄铜材，在锻造中，锻造坯材的结晶组织，最好是短轴的平均结晶粒径在15μm以下的、具有γ相的材料。加工中的该结晶组织，即使在300～550℃的低温区域一边使其再结晶一边使其塑性变形，也能确保锻造坯材的延展性。
将锻造开始时与锻造结束时的温度差控制在20度以内，可以在加工开始时和加工结束时，使坯材的延展性一定，提高锻造坯材的成形性。
将锻造坯材与冲头或模具的温度差控制在20度以下，或者把冲头或模具加热到300～550℃，能提高成形性。这样，为了进行冲头或模具的温度控制，例如，将加热器和温度计组入冲头或模具内，可根据温度计输出的检测信号，用温度控制器控制加热器的发热量。
下面说明第2实施例图11是表示用本发明第2实施例的模锻方法成形的台座构造的断面图。
图12是表示图11所示台座的中间锻造品的断面图。
该台座50是短管状，具有固定在预定安装面上的固定台座部51和台阶部52。为了形成该台座50，先要锻造中间锻造品50B。中间锻造品50B具有底部53、带边缘54a的台座部原形部54、台阶部原形部55。用切削加工等方法将该中间锻造品50B的底部53、台座部原形部54的边缘54a切去，便得到图11的台座。
图13至图17是表示锻造图12所示台座中间锻造品的装置及锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和顶推销15，该顶推销15可在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19和上冲头24，该上冲头24借助压缸在上模具19的冲头插通孔内上下滑动。下模具12是固定的，上模具19在开模状态与合模状态间升降。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。该阶梯成形孔12a用于成形台座中间锻造品50B的台阶部原形部55和台座部原形部54。被该阶梯成形孔12a包围的部分12b，位于比下模具12的上面高的位置。上冲头24的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分24a，形成为凹状。在合模状态，上冲头24的该凹状部24a，与下模具12的阶梯成形孔12a连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图13所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材50A，放在被下模具12的阶梯成形孔12a包围的部分12b上。这时，上冲头24位于从上模具19的下面后退的位置。
接着，如图14所示，同时使上模具19和冲头24下降。
使上模具19的下面和下模具12的上面相接而合模。这时，顶推销15保持在预定位置(上面与下模具12的面位于同一面上)。锻造坯材50A流动变形，中间锻造品50B的底部53的原形53′、台座原形部54的原形54′、台阶部原形部55的原形55′的一部分被成形。
接着，如图15所示，仅将上冲头24进一步下降，使得由下模具12、上模具19、上冲头24形成的空间，与锻造坯材50A的体积约相同。在该过程中，锻造坯材50A充填到各部位，成形为具有底部53、台座部原形部54、台阶部原形部55的中间锻造品50B。
该锻造成形结束后，如图16所示，将上模复回到上限位置。接着，如图17所示，使顶推销15上升，推出中间锻造品50B。最后，用切削加工等方法，从中间锻造品50B上除去底部53、台座部原形部54的边缘54a，便得到最终的台座50。
根据该例的模锻方法，用冲头24成形由底部53和台阶部原形部55构成的孔，接着用冲头24成形孔周围的台座部原形部54，这样，可顺利地从中央部向周围供给坯材，提高成形性。
下面，说明第3实施例。
图18是表示本发明第3实施例的叶轮构造的图，图18(A)是平面图，图18(B)是断面图。
图19表示图18所示叶轮的中间锻造品的构造，图19(A)是平面图，图19(B)是断面图。
该例的叶轮60具有轮毂部61和叶片部62，在中央有贯通的轴孔63。为了成形该叶轮60，先要锻造中间锻造品60B。中间锻造品60B，具有外飞边部62a、端面飞边部63a、载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c。用切削加工等方法，除去该中间锻造品60B的外飞边部62a，载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c、端面飞边部63a，便可得到图18所示的叶轮。
图20至图26是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和顶推销15，该顶推销15在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19，该上模具19备有上外冲头20和上内冲头21。上外冲头20不与驱动源连接，可上下滑动地配置在上模具19的冲头插通孔内。上外冲头20的下降，被上模19的止挡面19b止挡。上内冲头21在上外冲头20的冲头插通孔内上下滑动。上内冲头21的下降，被上外冲头20的止挡面20a止挡。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。该阶梯成形孔12a用于成形中间锻造品60B的外飞边部62a、载置坯材的台阶部62b、冲孔台阶部62c、端面飞边部63a。上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分上，也形成阶梯成形孔19a。在合模状态，这些阶梯成形孔12a、19a连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图20所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材60A，放在下模具12的阶梯成形孔12a内。接着如图21所示，使上模具19和上内冲头21同时下降，上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。这时，上外冲头20的下面与锻造坯材60A的上面相接而止挡。不对上外冲头20施加荷重，该冲头20相对于上模具19是后退状。
接着如图22所示，使上内冲头21下降，直到与上外冲头20的止挡面20a相接为止。在这里成形轴孔63的端面飞边部63a的一部分。这时，上外冲头20与锻造坯材3A相接触着。
接着如图23所示，使上内冲头21进一步下降。这时，上内冲头21被上外冲头20的止挡面20a止挡，上外冲头20和上内冲头21同时下降，上外冲头20与上模具19的止挡面19b相接。这时形成轴孔63。同时，锻造坯材流动变形，充填到各阶梯成形孔内，由伸出到外周的坯材形成外飞边部62a，完全成形端面飞边部63a。插入上内冲头21完全形成轴孔63，再用上外冲头20压缩，在形成轮毂部61的同时，将材料从中心往外周方向挤压，坯材的扩开方向均匀，提高成形性。
该锻造结束后，如图24所示，从锻造品中抽出上内冲头21。然后如图25所示，把上模复回到上限位置。这时，上外冲头20也同时上升。接着，如图26所示，使顶推销15上升，推出中间锻造品60B。另外，下模具12的一部分12c也与顶推销15同样地上升，帮助中间锻造品60B的排出。
然后，用切削加工等方法，除去外飞边部62a、端面飞边部63a、载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c，得到最终的产品叶轮60。
该第3实施例的模锻方法中，在把上内冲头21(第1冲头)打入锻造坯材60A内的同时，使上内冲头21(第1冲头)不后退地用上外冲头20(第2冲头或模具)加工锻造坯材。因此，借助上内冲头21(第1冲头)而成形的部分的形状不会破坏。
下面说明第4实施例。
图27至图33是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的、另一实施例的装置及锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和顶推销15，该顶推销15在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19，该上模具19备有上外冲头20和上内冲头21。上外冲头20不与驱动源连接，可上下滑动地配置在上模具19的冲头插通孔内。上外冲头20的下降，被上模具19的下止挡面19b止挡而停止，上外冲头20的上升，被上模具19的上止挡面19c止挡而停止。上内冲头21在上外冲头20的冲头插通孔内上下滑动。上内冲头21的下降，被上外冲头20的止挡面20a止挡而停止。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。该阶梯成形孔12a用于成形中间锻造品60B的外飞边部62a、载置坯材的台阶部62b、冲孔台阶部62c、端面飞边部63a。上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分上，也形成阶梯成形孔19a，在合模状态，这些阶梯成形孔12a、19a连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图27所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材60A，放在下模具12的阶梯成形孔12a内。上外冲头20位于上模具19的下止挡面19b上。接着如图28所示，使上模具19和上内冲头21同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接。但是这时未合模。上外冲头20的下面与锻造坯材60A的上面相接而被止挡。该冲头20相对于上模具19后退到上模具19的上止挡面19c。锻造坯材60A被上内冲头21、上模具19挤压而流动变形，由向外周方向伸出的部分，开始成形叶片的一部分62′。同时，开始成形端面飞边部63a。
接着如图29所示，使上内冲头21下降，直到与上外冲头20的止挡面20a相接为止。在这里成形轴孔63的端面飞边部63a的一部分。同时，进一步成形叶片部的一部分62′。这时，被上内冲头21推出的坯材移动，使上外冲头20后退，未合模的上模也后退。
接着如图30所示，使上内冲头21进一步下降。这时，上内冲头21被上外冲头20的止挡面20a止挡，上外冲头20和上内冲头21同时下降。另外，上模具19也下降而合模。这时形成轴孔63。同时，锻造坯材流动变形，充填到各阶梯成形孔内，由伸出到外周的坯材完全形成叶片部62，完全成形端面飞边部63a。再插入上内冲头21完全形成轴孔63，用上外冲头20压缩，在形成轮毂部61的同时，将材料从中心往外周方向扩压，坯材的扩开方向均匀，提高成形性。在这些过程中，上内冲头21是插入着的状态，可切实成形轴孔63。
该锻造结束后，如图31所示，从锻造品中抽出上内冲头21。然后如图32所示，把上模复回到上限位置。这时，上外冲头20也同时上升。接着，如图33所示，使顶推销15上升，推出中间锻造品60B。另外，下模具12的一部分12c也与顶推销15同样地上升，排出中间锻造品60B。
然后，用切削加工等方法，除去外飞边部62a、端面飞边部63a、载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c，得到最终的产品叶轮60。
该第4实施例的模锻方法中，在把上内冲头21(第1冲头)打入锻造坯材60A内的同时，使上内冲头21(第1冲头)不后退地用上外冲头20(第2冲头或模具)加工锻造坯材。因此，借助上内冲头21(第1冲头)而成形的部分之形状不会破坏。
下面说明第5实施例。
图34至图37是表示锻造图19所示叶轮中间锻造品的、另一实施例的装置及锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、模销13和顶推销15。模销13在下模具12的冲头插通孔内上下滑动。顶推销15在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19和上冲头24，该上冲头24在上模具19的冲头插通孔内上下滑动。上冲头24的下降，被上模具19的下止挡面19b止挡而停止。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。该阶梯成形孔12a用于成形中间锻造品60B的外飞边部62a、载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c、端面飞边部63a。上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分上，也形成阶梯成形孔19a，在合模状态，这些阶梯成形孔12a、19a连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图34所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材60A，放在下模具12的阶梯成形孔12a内。这时，模销13的上面与阶梯成形孔12a的面位于同一面上，被设定为低保持力。接着如图35所示，使上模具19和上冲头24同时下降，将上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。这时，锻造坯材流动变形，充填到各成形孔内。叶片部62被完全成形。同时，模销13因只有低的保持力(背压)，所以被锻造坯材60A推压而稍稍后退。在这里成形端面飞边部63a的一部分。
接着如图36所示，使上冲头24下降，直到与上模具19的止挡面19b相接为止。同时，模销13后退。在这里完全成形轴孔63。叶片部62被完全成形后，用上冲头24形成轴孔63，可正确地成形叶片部62的外形。
该锻造结束后，如图37所示，从锻造品中抽去上冲头24。然后，将上模复回到上限位置。接着，使顶推销15上升，推出中间锻造品60B。
然后，用切削加工等方法，除去外飞边部62a、端面飞边部63a、载置坯材的台阶部62b、冲头台阶部62c，得到最终的产品叶轮60。
该第5实施例的模锻方法中，将上模具19(模锻成形品外形的模具)和上冲头24(成形成形品凹部的冲头)组合起来，从同一方向挤压锻造坯材60A，进行锻造，并且，在锻造中一边对模销13施加背压一边使其后退。这样，可成形叶轮那样形状复杂的产品。
该实施例中，以不同的时间，用上模具19(模具)和上冲头24(冲头)进行成形。如果使模具和冲头(或若干个冲头)一体地动作，则在锻造中，可能会产生上冲头24(冲头)根部附近充填不足的问题。但是，以不同的时间采用二者进行成形，或者以不同的时间用若干个冲头成形，就可以防止上述的局部充填不足问题。
下面说明第6实施例。
图38表示用本发明第6实施例的模锻方法成形的水表的中间锻造品构造，图39(A)是正面断面图，图39(B)是局部断面平面图。
图39是表示图38所示水表的中间锻造品构造的图，图39(A)是正面断面图，图39(B)是局部断面平面图。
该例的水表70，具有在中央安装着旋转叶片(图未示)的叶片插入部71和盖螺纹部72。另外，具有从插入部71向右下方向延伸的流水出口通路74和向左下方延伸的流水入口通路73。在流水出口通路74和流水入口通路73的前端部，设有出口螺纹部74a和入口螺纹部73a。中间锻造品70B，如图44所示，在该出口螺纹部74a和入口螺纹部73a的前面，分别具有飞边部74b、73b。另外，在各流水通路进入插入部71内的位置，具有飞边部74c、73c。用切削加工等方法，除去该飞边部74b、73b、74c、73c，得到成品的水表70。
图40至图48是表示锻造图39所示水表中间锻造品的装置及锻造工序的图。
图40是该锻造装置的侧面断面图，图41是平面图，图43是A-A断面的侧面断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、左右侧冲头226、227及中冲头228、在销插通孔内上下滑动的顶推销15。左右侧冲头226、227如图45所示，在形成于下模具19左右的冲头插通孔内滑动。中冲头228如图41所示，在形成于下模具19正面的冲头插通孔内滑动。左右冲头插通孔如图41所示，在水平断面上位于一直线上，中冲头插通孔和左右冲头插通孔在水平断面上，互成直角。另外，左冲头插通孔和右冲头插通孔朝外下方向倾斜。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。在上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分上，也形成阶梯成形孔19a。在合模状态，这些阶梯成形孔12a、19a连通。
上模具19内藏着加热器(图未示)。另外，如图42所示，在下模具12和上模具19的外周，卷绕着绝热材。各模具的合模面被绝热材229和SUS板230覆盖着保温。
下面说明锻造工序。
首先如图43所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材70A放在下模具12的阶梯成形孔12a上。接着如图44所示，使上模具19下降，与下模具12相接而合模。接着如图45所示，插入中冲头228。这时，锻造坯材70A流动变形，叶片插入部71及盖螺纹部72、各流水通路74′、73′的一部分被成形。插入结束后对冲头228也作用着保持力。接着如图46所示，将左侧冲头226和右侧冲头227同时地插入直至达到止挡面位置。在这里，成形各流水通路的螺纹部74a、73b和飞边部74c、73c。
该锻造结束后，如图47所示，使中冲头228、左侧冲头226、右侧冲头227后退。然后，如图48所示，将上模复回到上限位置。再使顶推销15上升，推出中间锻造品70B。用上述切削加工等方法，加工该中间锻造成形品，除去不要的部分，得到最终成形品。
该第6实施例的模锻方法中，包含外伸工序和成形工序。在伸出工序，用锻造形成外伸部。在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状。在同一个模子内进行上述两个工序。
这样，在成形工序中，用左右侧冲头226、227(冲头等)对在外伸工序中形成的外伸部进行锻造，所以，与仅用外伸工序成形时相比，材料的充填性好。另外，由于在同一模子内进行外伸工序和成形工序，所以，模子的种类少，模子的成本低。另外，在锻造中，不必把锻造坯材移到别的压模内，所以提高生产性。
该最终成形品具有耐SCC性。
图49是表示耐SCC试验装置的图。
所谓的耐SCC性，是指一边对试样施加180N/mm2的荷重，一边将其暴露在14％氨水溶液上的氨环境中24小时，试样不裂缝的特性。该耐SCC试验是在玻璃干燥器231内，对圆筒状试样232施加垂直荷重的状态，使其在NH3蒸气环境中暴露24小时后，观察裂缝的状况。
另外，具有耐腐蚀性。
图50是表示耐腐蚀性试验的图。
耐腐蚀性试验，是采用内部有小孔的圆筒状试样53，将水以40m/sec的流速在预定时间内流过该小孔233，然后，在4.9×105Pa(kg/cm2)的水压下，测定为了将小孔233密封而需要对树脂塞234施加的紧固力矩。
图51是表示耐腐蚀试验结果的曲线图。
从该结果可知，比已往的黄铜材具有良好的特性。
下面说明第7实施例图52是用本发明第7实施例的模锻方法成形的余料轴构造的图，图52(A)是立体图，图52(B)是断面图。
图53是表示图52所示余料轴的中间锻造品构造的图，图53(A)是立体图，图53(B)是断面图。
该例的中间锻造品80，具有轴部81、上小径部82、大径部83、下小径部84。中间锻造品80B，其余料部80a从下小径部84突出。用切削加工等方法除去该余料部80a，便得到最终的中间锻造品80。
图54至图56是表示锻造图53所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和模销13，该模销13在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19，一体地设有上外冲头。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。上外冲头20嵌合在该阶梯成形孔12a内。在上外冲头20的下面，形成阶梯成形孔20b。
下面说明锻造工序。
首先，如图54所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材80A放在下模具12上的阶梯成形孔12a内。接着如图55所示，使上模具19下降，使上外冲头20的下面与锻造坯材80A的上面相接。这时，上模具19的下面不与下模具12的上面相接。对模销13未作用保持力。在该状态，上外冲头20使锻造坯材80A流动变形，将轴部81的一部分、上小径部82、大径部83、下小径部84成形。
接着如图56所示，使上模具19下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。这时，因锻造坯材的推入而作用在模销13上的荷重如果大于模销13的保持力，则剩余的锻造坯材3A克服模销13的保持力，使模销13后退。这时，剩余的锻造坯材80A流入下模具12的销插通孔内，成形余料部80a。另外，也流入轴部81，将轴部81完全成形。最后，使上模具19上升，使模销13上升，推出成形品。
该成形过程中，在锻造坯材80A充填到成形孔内时，对模销13施加的保持力大于作用在模销13上的荷重。因此，锻造坯材80A可切实地充填到成形孔的细部，剩余的坯材流入销插通孔，所以不产生局部充填不足。另外，后退部分的充填部在后工序中完全被除去，所以，剩余坯材对精度无不良影响。另外，由于可用油压缸调节设定模销13的保持力，所以，在锻造坯材80充填到成形孔内时，可以容易地掌握作用在模销13上的荷重。因此，可用所需最小限度的成形力进行锻造。
另外，在锻造过程中成为已充满的状态时，由于把对模销13的保持力设定得低，所以，剩余的锻造坯材80A与模销13相接，克服模销13的保持力。由于一边使模销13移动一边流入销插入孔，所以，不产生因密闭高压状态引起的锻造中断，也可减少对模子的负荷。
下面说明第8实施例。
图57是用本发明第8实施例的模锻方法成形的余料轴构造的图，图57(A)是立体图，图57(B)是断面图。
图58是表示图57所示余料轴的中间锻造品构造的图，图58(A)是立体图，图58(B)是断面图。
中间锻造品90具有边缘部91、孔部92、轴部93。中间锻造品90B，其余料部90a从轴部93突出。用切削加工等方法除去该余料部90a，得到最终的余料轴90。
图59至图62是表示锻造图58所示余料轴中间锻造品的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和模销13，该模销13在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19和上冲头24，该上冲头24在上模具19的冲头插通孔内上下滑动。
在下模具12的上面，形成阶梯成形孔12a。在上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分，形成阶梯成形孔19a。合模时，这些阶梯成形孔12a、19a连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图59所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材90A放在下模具12的阶梯成形孔12a内。这时，模销13的上面与阶梯成形孔12a的面位于同一面上。接着如图60所示，使上模具19和上冲头24同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。
接着如图61所示，使上冲头24下降到第1阶段。这时，锻造坯材流动变形，将边缘部91的一部分、孔部92、轴部93成形。在这里，因锻造坯材的推入而作用在模销13上的荷重，与模销13的保持力相等，所以模销13不后退。接着如图62所示，使上冲头24下降到第2阶段。这时，作用在模销13上的荷重大于保持力，剩余的锻造坯材90A克服模销13的保持力，使模销13后退。在这里，边缘部91被完全成形，剩余的锻造坯材90A流入销插通孔，形成余料部90a。
最后，使上模回复到上限位置，推出中间锻造品。然后，用切削加工等方法除去余料部90a，得到最终的余料轴90。
下面说明第9实施例。
图63是表示用本发明第9实施例的模锻方法成形的手持淋浴器支承件构造的图，图63(A)是平面断面图，图63(B)是侧面断面图。
该例的手持淋浴器支承件100是有底圆筒状，具有用于插入手持淋浴器的深凹部(第1凹部)101和比其大径的浅凹部(第2凹部)102。在开口的端部，设有向外周伸出的外伸部103，在封闭的端部，设有小的突起104。
图64至图69是表示锻造图63所示手持淋浴器支承件的装置及锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和模销13，该模销13在下模具12的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具19、上外冲头20和上内冲头21。上外冲头20在上模具19的下止挡面19b与上止挡面19c间上下滑动。另外，上外冲头20被弹簧20c朝上方推压。上内冲头21在上外冲头20的销插通孔内上下滑动。
在模销13的上面形成凹部13a。该凹部13a用于成形手持淋浴器支承件100的突起104。在上模具19的下面形成阶梯成形孔19a。
下面说明锻造工序。
首先，如图64所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材100A放在下模具12中的、模销13的上面。这时，被朝上方推压的上外冲头20的下面，及上内冲头21的下面与下模具19的下面在同一面上。接着如图65所示，使上模具19和上内冲头21同时下降，将上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。接着如图66所示，使模销13上升。这时，上内冲头21位于图65的位置。锻造坯材100A流动变形，外伸部103被成形，同时在端面上成形突起部104。这样，通过在模销13上设置成形用的凹部，就可以进行复杂形状的成形。
接着如图67所示，使上内冲头21下降。在这里，开始深凹部101′的成形。这时模销13一边对锻造坯材100A施加背压一边向下方后退。模销13下降的体积相当于上内冲头21的压入体积。接着如图68所示，使上内冲头21进一步下降。这时，上内冲头21与上外冲头20相接，上外冲头20也同时下降。在这里浅凹部102被成形。模销13一边施加背压一边后退。这样，通过在两个阶段采用直径不同的二个冲头，就可以不阻碍坯材流动地成形深度不同的凹部。
最后如图69所示，使上内冲头21上升。然后将上模复回到上限位置，最后使上模具19上升，推出成形品。
通过一边施加背压一边使模销13后退，锻造坯材3A的在凹部内的体积部分，不会朝与上内冲头21和上外冲头20相反方向推上而引起回流，锻造坯材100A可连续顺畅地流动。产品上不会产生微小的裂纹。另外，只要使冲头的加压力与坯材加工力相等即可，所以，冲头不会弯曲，可自由地设定凹部的深度。
下面说明第10实施例。
图70是表示用本发明第10实施例的模锻方法成形的洁具净水阀盖构造的侧面断面图。
该例的洁具净水阀盖110是凹状，具有筒部111和顶部112。在顶部112的上面，设有切平部的捏手113。在筒部111上设有肩部114。
图71至图77是表示锻造图70所示洁具净水阀盖的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12和下冲头235，该下冲头235在下模具12的冲头插通孔内上下滑动。在下冲头235的外周部安装着被弹簧往上方推压的轴套236。上模备有上模具19和上冲头24，该上冲头24在上模具19的冲头插通孔内上下滑动。在上冲头24的外周设有挡块237。该挡块237由相对于上冲头24轴方向对称的二个部分237a、237b构成，被弹簧朝着垂直于轴的外方向推压。
在下模具12的上面形成阶梯成形孔12a。该挡块237的下面形成为凹状。在挡块237的分割部237a、237b的相对部分设有凹部237c。该凹部237c用于成形洁具净水阀盖110的捏手113。
下面说明锻造工序。
首先如图71所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材110A放在下模具12的下冲头235上。挡块237的下端面位于上模具19的下面下方。接着如图72所示，使上模具19、上冲头24同时下降，使挡块237的下面与下模具12的上面相接触并固定。在这里锻造坯材110A流动变形，顶部112、肩部114被成形。同时在顶部开始成形捏手113的原形部113′。
接着如图73所示，使下冲头235上升。锻造坯材110A进一步流动变形，捏手113的原形部113′进一步向上方伸长。接着，下冲头235的轴套236的上面也作用着大于弹簧保持力的力，筒部111被完全成形。这时，在轴套236上由弹簧作用着背压，推压筒部111的下端，防止锻造坯材的裂缝。
接着如图74所示，上冲头24下降。这时，形成在顶部112上的捏手113的原形部被压扁而向侧方伸出，切平的捏手113被成形。这样，通过连续地成形筒部111和切平的捏手113，可防止筒部111的裂缝和切平部表层的卷入，不容易产生锻造缺陷。
然后如图75所示，下冲头235下降。再如图76所示，上模具19、上冲头24、挡块237一体地上升。锻造品被挡块挟住一起上升最后如图77所示，上冲头24相对于上模具19下降。这时，挡块237被弹簧朝左右打开，释放捏手113，排出锻造完成品110。
该第10实施例的模锻方法，具有B步骤和C步骤。在B步骤，锻造完成品110(成形品)的取出时，把成形筒部111(筒部)用的下冲头235(冲头)拔出。C步骤是在该B步骤后，从成形筒部111(筒部)的外周面用的挡块237(模子)中拔出成形品。这样，通过降低下冲头235(冲头)和挡块237(模子)的抽拉力，可预防锻造完成品110(成形品)的变形，可切实取出成形品。
下面说明第11实施例。
图78是表示用本发明第11实施例的模锻方法成形的H轴衬构造的侧面断面图。H轴衬120的断面是H形，具有上凹部121和下凹部122。在外圆周上形成朝外方向突出的凸缘123。
图79、图80是表示锻造图78所示H轴衬的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具19、下内模销238和下外模销239。下外模销239在下模具19的销插通孔内上下滑动，下内模销238在下外模销239的销插通孔内上下滑动。上模备有上模具12和上冲头24，该上冲头24在上模具12的冲头插通孔内上下滑动。下内模销238、下外模销239、上冲头24在同轴上滑动。
在下模具19的上面形成阶梯成形孔19a。该阶梯成形孔19a用于成形凸缘123。上模具12的下面的、与上述阶梯成形孔19a相对的部分，形成阶梯成形孔12a。该阶梯成形孔12a用于成形上凹部121。
下面说明锻造工序。
首先，在开模状态，把加热了的锻造坯材120A放在下模具12的内模销238和外模销239的上面。这时，各模销的上面位于同一面上。接着如图79所示，使上模具19和上冲头24同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。这时，锻造坯材120A流动变形，上凹部的一部分121′和凸缘123被成形。
接着如图80所示，使上冲头24进一步下降，同时使外模销239下降。这时，上冲头24下降的体积与外模销239下降的体积相同。内模销238上作用高保持压而被保持着。这样，下凹部122被成形。因此，用配置在同轴上的上冲头24和模销238、239，可进行上下有凹部的复杂的锻造。最后，使外模销239上升，排出锻造品。
下面说明第12实施例。
图81是表示用本发明第12实施例的模锻方法成形的三通构造的侧面断面图。
三通130是断面为T字形的筒状，具有朝左右开口的通路131、132和垂直于该通路的、朝下开口的下通路133。制作该三通130时，先成形中间锻造品130B(见图86)，然后，用切削加工等方法制成最终品。中间锻造品130B的形状是，在左右通路131、132的中央、左右通路131、132与下通路133间有壁。
图82至图86是表示锻造图81所示三通的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、左侧冲头226及右侧冲头227、环252、下固定冲头253。左右侧冲头226、227在下模具12的左右冲头插通孔内同轴地滑动。环252在下模具12的固定冲头253的外周上下滑动。环252的滑动方向与左右侧冲头的滑动方向成直角。
在下模具12的上面形成成形孔12a。在上模具19的下面形成成形孔19a。这些成形孔12a、19a在合模时连通。
下面说明锻造工序。
首先，在开模状态，把加热了的锻造坯材130A放在下模具12的固定冲头253和环252的上面。这时，固定冲头235和环252的上面位于同一面上。接着如图82所示，将上模具19下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。接着如图83所示，将左右侧冲头226、227同时插入第1阶段大小的长度。这时，锻造坯材130A流动变形，左右通路的一部分131′、132′被成形，环252被保持着。
接着如图84所示，将左右侧冲头226、227插入第2阶段大小的长度。这时，同时使环252后退。在这里，左右侧冲头的插入体积与环252的后退体积相等。这时，左右通路131、132被成形，下通路133被成形。这样，借助左右侧冲头226、227以及朝着与这些侧冲头的滑动方向不同方向滑动的环225，可以锻造朝3个方向开口的复杂形状。
接着如图85所示，使左右冲头266、227后退。然后如图86所示，使环252上升，排出中间锻造品130B。最后，将残存的壁切削掉，得到最终成形品。
该第12实施例的模锻方法，包含孔成形工序，在该孔成形工序，使环252(模销)抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态一边使其后退，一边将左右侧冲头226、227(冲头)打入锻造坯材中而成形孔。上述左右侧冲头226、227(冲头)从上述环252(模销)的后退方向或其相反方向以外的方向打入。这样，由于从环252(模销)的后退方向或其相反方向以外的方向，打入左右侧冲头226、227(冲头)，所以，可成形象三通那样复杂、多样形状的产品。
根据该实施例，从不同方向同时地将左右冲头226、227(若干冲头)打入进行成形，并且在锻造中，一边对环252(模销)施加背压一边使其后退。因此，可成形复杂、多样形状的产品。
下面说明第13实施例。
图87是表示用本发明第13实施例的模锻方法成形的多通构造的侧面断面图。
该例的多通140，具有左右贯通的通路141和垂直于该通路141的3个上下通路142，该3个上下通路142与通路141连通。
图88至图90是表示锻造图87所示多通的装置和锻造工序的断面图。
该黄铜材用锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、左侧冲头226、右侧冲头227和右中空销255。左侧冲头226在下模具12的插通孔内滑动。右中空销255在下模具12的插通孔内滑动。右侧冲头227在右中空销255内滑动。另外，在下模具12上，在垂直于上述插通孔的方向，设有3个固定冲头253，另外，还设有在该固定冲头253外周上下滑动的下中空模销252。
下面说明锻造工序。
首先，在开模状态，把锻造坯材140A放在下模具12上的、位于最左边中空模销252a左面的位置上。这时，右侧冲头227和右中空销255的前端位于同一面上，两个前端位于最左边中空模销252a的左面。接着，将上模具19下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。接着如图88所示，将左侧冲头226朝右方向插入。同时，使右中空销255后退，一直到最左边固定冲头253a的边露出为止。再使最左边的下中空模销252a下降。这时，锻造坯材流动变形，左右通路的一部分和最左边上下通路的一部分被成形。
接着如图89所示，进一步插入左侧冲头226时，最左边的下中空模销252a下降到止挡面。这样，第1个上下通路被成形。这时右侧冲头227是被固定着。接着如图90所示，进一步朝右方向插入左侧冲头226。同时使右中空销255后退，直到第2个固定销253b周边露出为止。再使下中空模销252b下降。这时，第1个下中空模销252a被止挡而固定着。锻造坯材流动变形，第2个上下通路的一部分被成形。再进一步插入左侧冲头226，使下中空模销252b下降到止挡面，成形第3个上下通路。这样，通过在轴上设置若干不同的固定冲头253，可锻造复杂的形状。
按照上下通路的数目反复该作业。成形若干个上下通路。最后成形的是左右通路的一端、左右通路与上下通路之间的壁。因此，将这些壁切削掉，得到最终成形品。
该第13实施例的模锻方法，包含锻造工序，在该锻造工序中，将中空模销252(模销)抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态下一边使其后退，一边将左侧冲头226(冲头)打入该锻造坯材中或用模子挤压坯材，进行锻造。设置若干根上述的中空模销252(模销)，成形若干个深孔。因此，可成形多通这样具有多个孔的复杂形状的产品。
下面说明本发明的其它实施例。
用本发明也可有效地进行具有曲线状中空部的排水装置等的锻造。
已往，在制造具有曲线中空部的排水装置等时，用青铜等制作具有概略外形的铸造品，再对其进行广范围的切削加工，形成最终的产品形状。该方法容易引起铸造品所特有的气孔、收缩孔等缺陷，成品率低。另外，因要进行相当量的切削加工，所以加工时间长，不适宜大量生产。另外，由于产生大量的切削屑，所以材料利用率低。
为了解决上述技术问题，曾考虑用锻造成形的方法，制作接近于最终形状的成形品。但是，在已往的锻造成形中，不能成形中空曲线部那样的复杂的形状。而采用本发明的模锻方法，则可以把已往不能锻造成形的、具有中空曲线部的排水装置那样的产品，成形为接近最终产品的形状。
根据本发明的该实施例，可提供排水装置等的模锻方法。该排水装置具有收容室和曲线状流出路，上述收容室具有收容流量或温度调节部用的开口以及流入口和流出口；上述曲线状流出路将形成在上述收容室内壁上的上述流出口与朝外部开口的排水口连通。上述排水装置等的模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，形成上述开口，并大致地形成上述收容室内壁。
(c)第3步骤，将第2冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，大致地形成上述曲线状流出路内壁。
(d)第4步骤，除去位于第1、第2冲头前端侧的隔壁，形成上述流出口。
根据该模锻方法，可防止气孔和收缩孔等的缺陷。另外，由于需要切削加工的部分少，所以加工时间缩短，可大量生产。另外，由于切削屑少，可提高材料利用率。
另一实施例的模锻方法，包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，形成上述开口，并大致地形成上述收容室内壁。
(c)第3步骤，将第2冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，大致地形成上述曲线状流出路内壁，并且插入上述第2冲头，使位于上述第2冲头前端侧的隔壁，比上述流出口靠近上述收容室一侧。
(d)第4步骤，除去位于第1、第2冲头前端侧的隔壁，形成上述流出口。
该方法中，在第3步骤，可以插入上述第2冲头，使位于上述第2冲头前端侧的隔壁，比上述流出口靠近上述收容室一侧。这样，在第4步骤中更加容易除去隔壁。
另一实施例的模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，形成上述开口，并大致地形成上述收容室内壁。
(c)第3步骤，将第2冲头插入上述坯材，成形中空部而大致地形成上述曲线状流出路内壁时，是在将上述第1冲头插入在坯材内的状态下进行的。
(d)第4步骤，除去位于第1、第2冲头前端侧的隔壁，形成上述流出口。
该方法中，在第3步骤，是将第1冲头插入在上述坯材内的状态下成形，所以，可减少插入第2冲头时的材料的移位，得到更高精度的产品。
上述第3步骤中，通过将第2冲头插入上述坯材成形中空部，大致地成形上述曲线状流出路内壁，使上述位于第2冲头前端侧的隔壁比上述流出口靠近上述收容室侧地插入第2冲头时，也可以在把第1冲头插入在坯材内的状态下进行。这时隔壁的除去更容易。
另一实施例的模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述坯材，成形中空部，这样，形成上述开口，并大致地形成上述收容室内壁。该第1冲头沿着其插入方向备有第1部分和第2部分，第1部分具有第1断面形状；第2部分具有切去上述第1断面形状的预定部分的第2断面形状。
(c)第3步骤，将第2冲头插入上述坯材，成形中空部而大致地形成上述曲线状流出路内壁时，是在把第1冲头插入在坯材内的状态下进行的，并且插入上述第2冲头，直到其前端到达上述第1冲头的预定部分。
(d)第4步骤，除去位于第1、第2冲头前端侧的隔壁，形成上述流出口。
根据该方法，即使是第1冲头和第2冲头交错那样的形状，也能高效地成形。
上述第3步骤中，通过将第2冲头插入坯材成形中空部，大致地形成上述曲线状流出路内壁，并且，使位于第2冲头前端侧的隔壁比上述流出口靠近上述收容室一侧地插入第2冲头时，也可以在第1冲头插入在坯材内的状态进行，并且，插入第2冲头直到其前端到达第1冲头的预定部分为止。这时，隔壁的除去更加容易。
这些锻造方法中，也可以如下述地进行在上述第1步骤，坯材的外周与金属模内周间有间隙，在上述第2步骤，通过第1冲头的插入，使一部分坯材向上述间隙内鼓出，在上述第3步骤，将第2冲头插入鼓出到间隙内的上述一部分坯材内。一边使材料鼓出，一边形成中空部，这样，容易形成中空形状，也能减少缺陷的产生。
另外，上述流出路也可以沿轴心方向形成曲线。
另外，上述收容室和上述流出路也可以一体地成形。这时，与分别地成形上述收容室和流出路然后再贴合时相比，可提高产品尺寸精度，由于没有接缝，所以产品外形的研磨工序简单。
本发明一个实施例中的排水装置，备有收容室和流出路。收容室具有用于收容流量或温度调节部的开口以及流入口和流出口。流出路使形成在上述收容室内壁上的流出口与朝外部开口的排水口连通。该排水装置用锻造成形。
与分别成形上述收容室和上述流出路然后再贴合时相比，可提高产品的尺寸精度，由于没有接缝，所以，产品外形的研磨工序简单。
本发明的模锻方法，也适用于具有第1孔部和曲线状第2孔部的金属成形品的制造。该模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备金属坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述金属坯材，成形第1孔部。
(c)第3步骤，在插入着第1冲头的状态，将第2冲头插入上述金属坯材，成形曲线状的第2孔部。
在把第2冲头插入上述坯材，成形成曲线状的第2孔部时，由于是在把第1冲头插入在坯材内的状态下进行的，所以，可减少插入第2冲头时的材料的移位，可成形更高精度的产品。
另一实施例的模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备金属坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述金属坯材，成形第1孔部，该第1冲头沿着其插入方向备有第1部分和第2部分，第1部分具有第1断面形状，第2部分具有切去上述第1断面形状的预定部分的第2断面形状。
(c)第3步骤，在插入着第1冲头的状态，将第2冲头插入上述金属坯材，直到其前端到达上述预定部分为止，成形曲线状的第2孔部。
根据该方法，即使是第1冲头和第2冲头交错的形状，也能高效地成形。
上述模锻方法中，上述第2冲头也可以是沿轴心方向曲率半径为一定的圆弧形，通过以该圆弧形中心为中心作圆周运动，形成上述曲线状的第2孔部。这样，可高效地制造局部具有圆弧状中空部的产品。
本发明的模锻方法，也能适用于这样的金属成形品的制造，即，该金属成形品具有第1孔部和曲线状的第2孔部，在第1孔部的内壁上形成连通口，借助该连通口与上述第2孔部连通。该模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，准备金属坯材。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述金属坯材，成形第1中空部，大致地形成上述第1孔部。
(c)第3步骤，将曲线状的第2冲头插入上述金属坯材，成形曲线状的第2中空部，大致地形成上述第2孔部。
(d)除去位于曲线状第2冲头前端侧的隔壁，形成上述连通口。
该方法中，在上述第3步骤，最好使上述隔壁比上述连通口靠近上述第1孔部侧地插入上述曲线状的第2冲头。这样，隔壁的除去更加容易。
另一模锻方法包括以下步骤。
(a)第1步骤，把金属坯材放在被金属模具包围的空间内，使该坯材与金属模具内周间有间隙。
(b)第2步骤，将第1冲头插入上述金属坯材，成形第1孔部，同时使上述坯材的一部分鼓出到上述间隙内。
(c)第3步骤，将曲线状的第2冲头插入鼓出到上述间隙内的上述一部分金属坯材内，成形曲线状的第2孔部。
本发明一实施例的金属成形品的制造装置，其特征是，将第1冲头和曲线状的第2冲头插入金属坯材内，成形第1孔部和曲线状的第2孔部。
本发明另一实施例的金属成形品的制造装置，其特征是，将第1冲头和第2冲头插入金属坯材内，成形第1孔部和曲线状的第2孔部。第1冲头沿其插入方向备有第1部分和第2部分，第1部分具有第1断面形状，第2部分具有切去上述第1断面形状的预定部分的第2断面形状。第2冲头的插入深度是其前端到达上述预定部分为止。根据该装置，即使是第1冲头和第2冲头交错的形状，也能高效地成形。
上述装置中，最好在上述曲线状的第2冲头上形成小齿轮，通过杆状部件(该杆状部件上形成着与该小齿轮啮合的齿条)的滑动，上述曲线状的第2冲头滑动。借助齿条和小齿轮，使冲头与杆状部件滑动，所以，冲头与杆状部件的滑动可以同步。这样，也能适用于有大荷重的成形。
上述装置中，也可以备有与上述直线运动的杆状部件同轴的、直线状运动路。可更加提高上述杆状部件的滑动轨道精度。
本发明另一实施例的金属成形品的制造装置，备有第1冲头、曲率半径一定的圆弧形第2冲头和以该圆弧中心为中心使上述第2冲头作圆周运动的驱动机构，把上述第1冲头和第2冲头插入金属坯材，成形第1孔部和曲线状的第2孔部。
本发明另一实施例的金属成形品的制造装置，备有第1冲头、曲率半径一定的圆弧形第2冲头、以该圆弧中心为中心使上述第2冲头作圆周运动的驱动机构和与上述作圆周运动的第2冲头同轴的、圆弧状运动路，把上述第1冲头和第2冲头插入金属坯材，成形第1孔部和曲线状的第2孔部。由于具有圆弧状运动路，所以，更加提高上述圆弧状第2冲头的滑动轨道的精度。
在这些装置中，也可在第1冲头和/或第2冲头中埋设加热器。用加热器可以控制冲头的温度，所以，可容易地设定适合于材料的成形条件。
另外，也可以在上述第1冲头及第2冲头以外部分的金属模子内埋设加热器。用加热器可以控制冲头以外部分的温度，所以，可容易地设定适合于材料的成形条件。
下面，参照

本发明的第14实施例，即具有曲线中空部的大型水龙头。
图91是本发明第14实施例的水龙头的组装图。
图92是切削加工完成后的图1所示水龙头零件的零件图，(A)是平面图，(B)是纵断面图，(C)是侧面图。
该水龙头的零件300，具有上下开口的直线状贯通路(收容室)301和形成在该贯通路301壁面上的曲线状排水路(曲线状流出路)303。贯通孔301与排水路303连通。
图93是表示图92所示水龙头零件的中间锻造品的图，(A)是平面图，(B)是纵断面图，(C)是侧面图。
该水龙头零件300的中间锻造品300B，在贯通路301的下端面的局部上有下端面飞边部301a。另外，排水路303的壁，在进入贯通孔301内的部分上，有隔壁飞边部(隔壁)303a。用切削加工等方法，除去该中间锻造品的下端面飞边部301a和隔壁飞边部303a，得到最终的水龙头的零件300。该零件300的曲线状流出路303，在锻造时成形为最终产品形状。
下面参照图94、95，说明锻造图93所示水龙头零件中间锻造品的装置。图94是表示锻造装置的平面图，图95是该装置的侧面断面图。
该锻造装置具有下模和与该下模对应的上模。上模备有上模具19。下模备有下模具12、侧直线冲头(第1冲头)460、曲线冲头(第2冲头)461、使该曲线冲头461旋转的旋转杆(杆状部件)462和顶推销15，该顶推销15在下模具12的销插通孔内上下滑动。侧直线冲头460在下模具12的上面水平地滑动。在侧直线冲头460的前端面上设有缺口460a。该缺口460a的形状，与中间锻造品300B的除去了贯通路301的下端面飞边部301a和隔壁飞边部303a后的形状一致。
在下模具12的上面，形成相当于贯通路301的直线状以及相当于排水路303的曲线状的阶梯成形孔12a。在上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔12a相对的部分，形成直线状及曲线状的阶梯成形孔19a。在合模状态，这些阶梯成形孔连通。
曲线冲头461沿着下模具12上面的垂直轴在曲率半径一定的圆弧上滑动。在该曲线冲头461外侧的一部分上，形成小齿轮461a。旋转杆462是直线状部件，被驱动机构(图未示)驱动，在下模具的上面直线状滑动。在旋转杆462的一部分上形成齿条462a。该齿条462a与曲线冲头461的小齿轮461a啮合。
当旋转杆462被驱动作直线运动时，曲线冲头461沿着垂直的旋转轴在圆弧上旋转。这样决定侧直线冲头460和曲线冲头461的定位曲线冲头461借助旋转杆462旋转到最内部，然后，在侧直线冲头460被插入到最里部时，曲线冲头461的前端面不到达侧直线冲头460的缺口460a。这时，曲线冲头461的前端面，越过曲线状阶梯成形孔12a′，到达直线状阶梯成形孔12a″内部。
上模19和下模12上安装着加热器463。另外，在各模具上设置着热电耦464。用热电耦464测定的温度送到温度控制器，由控制器进行加热器463的温度控制。在下模具和上模具的外周，卷绕着绝热材465和SUS盖466，用于保温。在下模具12与本体框之间、以及在上模具19与上滑块之间，也挟着片状的绝热材467、SUS板468以及片状绝热材469，防止向本体框和上滑块的热传递。
下面说明锻造工序。
图96至图100是表示图93所示大型水龙头零件的中间锻造品锻造工序的断面图。
首先，如图96所示，在开模状态，使各冲头460、461后退，把加热了的锻造坯材300A放在下模具12的阶梯成形孔12a上。在该状态使上模具19下降，与下模具12相接而合模。
接着如图97所示，把侧直线冲头460插入成形孔12″内。这时，锻造坯材300B的一部分流动变形，中间锻造品的上开口和中空部被成形。另外，坯材的一部分鼓出到曲线状的阶梯成形孔12a′内。
接着如图98所示，在插入着侧直线冲头460的状态，将旋转杆462在直线上(图的上方向)滑动。这时，借助齿条与小齿轮的啮合，曲线冲头461向内部方向(图中反时针方向)旋转。这时，鼓出到曲线状阶梯成形孔12a″内的锻造坯材，借助曲线冲头461的前端流动变形，排水路的中空部被成形。
由于一边使坯材鼓出一边用曲线冲头461形成中空部，所以中空形状的成形容易。另外，在插入着侧直线冲头460的状态插入曲线冲头461，所以减少坯材的移位。
该成形完成后，如图99所示，使侧直线冲头460向图中左方向后退。并使旋转杆462朝图中下方向后退，使曲线冲头461朝外方向(图中顺时针方向)旋转后退。然后，将上模具19回复到上限位置。
接着如图100所示，使下模具的顶推销15上升，推出中间锻造品300B。
用切削加工等方法对该中间成形品进行加工，除去不要的部分，得到最终成形品。这时，由于隔壁飞边部303a存在于圆筒状的贯通路301内部，所以，很容易与下端面飞边部301a一起除去。
下面，说明第15实施例的淋浴器支架。
图101是表示本发明第15实施例淋浴器支架构造的图，(A)是立体图，(B)是侧面图，(C)是正面图，(D)是平面图。
淋浴器支架310是略长方体的部件，在一端面具有卡挂淋浴器的卡挂部311，另一端面具有固定在墙壁上的固定部313。卡挂部311由从前面贯通到后面的钥匙孔状槽311a构成。该槽311a在端面开口。该钥匙状的槽311a从前面到后面朝上方向稍稍倾斜。
固定部313由从相反侧端面切入的预定深度的孔构成。该孔由从端面到某高度的断面为方形的方形部313a和从方形部底到底面的、断面为H形的H字形部313b构成。
图102至图108是表示锻造图101所示淋浴器支架的装置和锻造工序的断面图。
该锻造装置具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、侧冲头470、顶推销15。
侧冲头470可在下模具12内朝斜上方向滑动。侧冲头470的断面形状，与支架310的卡挂部311的钥匙状孔的槽311a的形状相同。侧冲头470的滑动方向，与卡挂部311的钥匙状槽311a的倾斜方向一致。
在下模具12上，形成与卡挂部311的端面的外形一致的阶梯成形孔12a。
上模备有上模具19和在上模具内上下滑动的上冲头471。在上冲头471上形成缺口471a，该缺口471a与支架310的固定部313的方形部313a和H字形部313b的形状一致。
下面说明锻造工序。
首先，如图102所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材310A放在下模具12的阶梯成形孔12a内。接着如图103所示，使上模具19下降，使上冲头471的下面与锻造坯材310A相接触。另外，也可以不相接触。接着，如图104所示，使上冲头471下降，则锻造坯材310A流动变形，被挤压的一部分进入下模具12的侧冲头470与阶梯成形孔12a之间，具有钥匙状槽的卡挂部311被成形。另外，流动到上方的部分，进入上冲头471的缺口471a，固定部313被成形。
接着如图105所示，使上冲头471上升。再如图106所示地使上模具19上升。接着如图107所示，使侧冲头470后退，如图108所示地，使顶推销15上升，推出成形品。
下面说明第16实施例的零件X。
图109是表示本发明第16实施例的零件X构造的纵断面图。
零件X320是有底筒状物。在零件X的中心部形成一定内径的轴孔321。外面从上往下依次是上小径部322、凸缘部323、大径部324、下小径部325。
图110至图119是表示锻造图109所示零件X的装置和锻造工序的图。
该锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、在下模具12内上下滑动的下外冲头480、在下外冲头480内上下滑动的下内冲头481。
下内冲头481与促动器(图未示)连接，下外冲头480不与促动器连接。在下外冲头480的下端部，形成凸缘480a。该冲头480的上升，在其凸缘480a与下模具内的上止挡面12b相接触时停止。该冲头480的下降，在其凸缘480a与下模具12的下止挡面12c相接触时停止。
上模备有上模具19和在该上模具内上下滑动的上冲头482。在该冲头482的上端部形成凸缘482a。该冲头482的下降，在其凸缘482a与上模具19的上止挡面19c相接时停止。
在下模具12的上面形成阶梯成形孔12a。在上模具19的下面的、与上述阶梯成形孔相对的部分，也形成阶梯成形孔19a。该阶梯成形孔用于成形零件X的上小径部和凸缘部。在合模状态，这些阶梯成形孔连通。
下面说明锻造工序。
首先，如图110所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材320A放在下模具12的阶梯成形孔12a上。接着如图111所示，使上模具19和上冲头482同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。
接着如图112所示，使下内冲头481和下外冲头480上升。这时锻造坯材从下方向被挤压而流动变形。上小径部322和凸缘部323被成形，轴孔321的一部分也开始被成形。
接着如图113所示，使上冲头482下降。借助上冲头482的挤压力与作用在下内冲头481及下外冲头480上的背压的压力差，下内冲头481和下外冲头480下降。这时，轴孔321进一步被成形。下外冲头480如图114所示，一直下降到其凸缘480a与下模具12的下止挡面12c相接为止。在该状态，如图115所示，使上冲头482下降，一直到其凸缘482a与上止挡面19c相接为止，同时使下内冲头481下降。这时下小径部325被成形，轴孔321进一步被深深成形。在下内冲头481上继续作用着背压。
接着如图116所示，使上冲头482上升。接着如图117所示，使上模具19上升。再如图118所示，使下内冲头481上升。最后，如图119所示，使下外冲头480与下内冲头481一起上升，推出成形品。
下面，说明第17实施例的零件Y。
图120是表示本发明第17实施例的零件Y构造的纵断面图。
零件Y330是圆锥形的实心零件。零件Y330具有凸缘部331，在凸缘部331的下面连续地形成有大径部332、小径部333、轴部334。
图121至图130是表示锻造图120所示零件Y的装置和锻造工序的图。
该锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、在下模具12内上下滑动的下内冲头490及双重的下外冲头。下内冲头490与促动器(图未示)连接，下外冲头不与促动器连接。下外冲头由内侧外冲头491和外侧外冲头492构成。
在外侧外冲头492的下端部，形成凸缘492a。该冲头492的上升，在其凸缘492a与下模具12的上止挡面12c相接时停止。该冲头492的下降，在其凸缘492a与下模具12的下外止挡面12d相接时停止。
在内侧外冲头491的下端部，形成凸缘491a。该冲头491的上升，在其凸缘491a与外侧外冲头492的凸缘492a相接时停止。该冲头492的下降，在其凸缘492a与下模具12的下内止挡面12e相接时停止。
在下模具12上形成阶梯成形孔12a。
上模备有上模具19和在该上模具内上下滑动的上冲头493。在该上冲头493的上端部形成凸缘493a。该冲头493的下降，在其凸缘493a与上模具19的下止挡面19c相接时停止。
下面说明锻造工序。
首先，如图121所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材330A放在下模具12的阶梯成形孔12a上。接着如图122所示，使上模具19和上冲头493同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。接着如图123所示，使上冲头493下降。
接着如图124所示，使上冲头493连续下降。借助上冲头493的挤压力与作用在下内冲头490及下外冲头上的背压的压力差，下内冲头490和下外冲头同时下降。这时，外侧外冲头492一直下降到其凸缘492a与外止挡面12d相接为止。这时，凸缘部331和大径部332的一部分开始成形。接着如图125所示，使上冲头493下降，使下内冲头490内侧内冲头491同时下降。外侧外冲头492被下模具12的下止挡面12d止挡。内侧外冲头491一直下降到与内止挡面12e相接为止。这时，凸缘部331和大径部332被进一步成形，小径部333开始成形。
接着如图126所示，使上冲头493下降，一直到其凸缘493a与上模具19的下止挡面19c相接为止。下内冲头490连续地下降。这时，凸缘部331、大径部332、小径部333、轴部334被成形。在下内冲头490上继续作用着背压。
接着如图127所示，使上冲头493上升。再如图128所示，使上模具19上升。接着如图129所示，使下内冲头490上升。再如图130所示，使下外冲头491、492与下内冲头490一起上升，推出成形品。
下面说明第17实施例的零件Z。
图131是表示本发明第17实施例的零件Z构造的纵断面图。
零件Z340是圆筒状，纵断面为H字形。零件Z340具有上凹部341和下凹部342。在上凹部341的上端附近形成凸缘343。在该凸缘343上形成朝上延伸的环状突部344。
图132至图141是表示锻造图131所示零件Z的装置和锻造工序的图。
该锻造装置，具有下模和与该下模对应的上模。下模备有下模具12、在下模具12内上下滑动的下内冲头500和下外冲头501。下外冲头501与促动器(图未示)连接，下内冲头500不与促动器连接。
下外冲头501，在其下端部形成上凸缘501a。在该上凸缘501a的下面，设有向下延伸的杆501b。在该杆501b的下端部，安装着下凸缘501c。
下内冲头500，在其下端部形成凸缘500a。下外冲头501的杆501b可滑动地贯通下内冲头500的凸缘500a。因此，下内冲头500沿着杆501在下外冲头501的上凸缘501a与下凸缘501c之间滑动。下内冲头500的下降，在其凸缘500a与下模具12的下止挡面12b相接时停止。
上模备有上模具19和在该上模具内上下滑动的上冲头502。上冲头502在其上端部形成凸缘502a。该冲头502在其凸缘502a与上模具19的下止挡面19c相接时止挡。
在下模具12的上面形成成形孔12a。在上模具19的下面的、与上述成形孔对应的部分，也形成阶梯成形孔19a。这些成形孔在合模时连通。下面说明锻造工序。
首先，如图132所示，在开模状态，把加热了的锻造坯材340A放在下模具12的成形孔12a上。接着如图133所示，使上模具19和上冲头502同时下降，使上模具19的下面与下模具12的上面相接而合模。
接着如图134所示，使下外冲头501与下内冲头500一起上升。这时，锻造坯材流动变形，用被挤压到上方的材料，成形环状突部344和凸缘部343。
接着如图135所示，使上冲头502下降。借助上冲头502的挤压力与作用在下内冲头500及下外冲头501上的背压的压力差，下外冲头501和下内冲头500下降。这时，外侧外冲头492一直下降到其凸缘492a与外止挡面12d相接为止。这时，上凹部341开始成形。接着如图136所示，使上冲头502连续下降，也使下内冲头500同时下降。下内冲头500下降到其凸缘500a与下模具12的下止挡面12b相接为止。这时，上凹部341进一步被深深成形。接着如图137所示，使上冲头502下降，一直到其凸缘502a与上模具19的下止挡面19c相接为止。下外冲头501沿着下内冲头500的杆500b进一步下降。下外冲头501下降，一直到其上凸缘501a与下内冲头500的凸缘500a相接为止。另外，也可以不相接。这时，由上冲头502将上凹部341完全成形。再通过下外冲头501的下降，成形下凹部342。
接着如图138所示，使上冲头502上升。接着，如图139所示，使上模具19上升。再如图140所示，使下外冲头501上升。最后如图141所示，使下内冲头500与下外冲头501一起上升，推出成形品。
权利要求
1．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，用同一个模子进行前锻造工序和其后的孔成形工序；在上述前锻造工序，至少使上述锻造坯材的一部分充满模腔内，进行锻造，得到成形品的一部分的形状；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔。
2．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，用同一个模子进行前锻造工序和其后的孔成形工序；在上述前锻造工序，得到成形品的一部分的形状；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔，上述前锻造中模销不动。
3．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，用同一个模子进行孔成形工序和其后的后锻造工序；在上述孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔；在上述后锻造工序，至少锻造上述锻造坯材的一部分，得到成形品的一部分的形状。
4．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，用同一个模子进行孔成形工序和其前或后的锻造工序；在孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在对其施加背压的状态一边使其后退，一边把冲头打入该锻造坯材中，成形为孔；在锻造工序，使上述模销抵抗锻造坯材的成形压，基本上不后退。
5．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包括孔成形工序，在该孔成形工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态一边使其后退，一边将冲头打入锻造坯材中，成形为孔；上述冲头是从模销的后退方向或其相反方向以外的方向打入的。
6．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，将模锻成形品外形的模子和成形成形品的凹部的冲头组合起来，从同一方向挤压锻造坯材，进行锻造，同时在锻造中，对模销一边施加背压一边使其后退。
7．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，使形成若干凹部的若干冲头从同一方向挤压锻造坯材，进行锻造，同时在锻造中，一边对模销施加背压一边使其后退。
8．如权利要求6所述的模锻方法，其特征在于，以不同的时间，用上述模子和冲头进行成形。
9．如权利要求7所述的模锻方法，其特征在于，以不同的时间，用上述若干个冲头进行成形。
10．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，从不同方向同时地将若干个冲头打入锻造坯材中进行成形，同时在锻造中，一边对模销施加背压一边使其后退。
11．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含锻造工序，在该锻造工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态，一边使其后退一边将冲头打入锻造坯材中或用推压模具挤压锻造坯材；上述模销设有若干根，成形若干个孔。
12．如权利要求11所述的模锻方法，其特征在于，设定时间差使上述若干个模销依次动作，依次形成上述若干个孔。
13．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含完成锻造工序，在该工序，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加压力的状态，将冲头或模具挤压接该锻造坯材，使该冲头或模具伸到预定位置，完成锻造；在该工序中，当模内压在预定压以下时，不使上述模销后退，当模内压超过该预定压时，使上述模销后退。
14．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含孔成形工序，在该工序中，将模销抵接锻造坯材的一端面，在施加背压的状态，一边使其后退，一边将冲头打入锻造坯材中，成形为孔；在上述模销的施加背压的端面上设有凹凸部，用该凹凸部进行一部分产品形状的成形。
15．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；上述两工序在同一个模子内进行。
16．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；在上述外伸工序中，朝着与锻造同方向或反方向将外伸部伸出。
17．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，包含外伸工序和成形工序；在外伸工序，用锻造形成外伸部；在成形工序，进一步锻造外伸部，成形为预定的形状；在上述外伸工序中，对锻造坯材进行若干次锻造。
18．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，在将第1冲头打入锻造坯材中的同时，不使该第1冲头后退地用第2冲头或模具加工该锻造坯材。
19．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，具有第1步骤、第2步骤和第3步骤；在第1步骤，在锻造坯材的一端部侧方，划定模腔；在第2步骤，从锻造坯材的另一端部，挤压锻造坯材，将锻造坯材的该一端部伸出，充满到上述模腔内，成形为该部的外形，这样得到外伸体；在第3步骤，在第2步骤后，从该一端部端面沿轴方向将冲头打入上述外伸体内，在上述外伸体内成形凹部。
20．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形为预定的形状，其特征在于，具有A步骤和B步骤；在A步骤，从锻造坯材的一端部端面，沿轴方向将冲头打入锻造坯材内，成形为凹部；在B步骤，在A步骤后，用配置在上述冲头外周部的第2冲头，在上述端面上形成比上述凹部大的、浅的第2凹部；在上述A步骤中，对抵接在锻造坯材另一端的模销，一边施加背压一边使其后退。
21．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形，得到成形品，该成形品具有底部切去的凸部，其特征在于，备有第1步骤和第2步骤；在第1步骤，在锻造坯材的顶部，使上述凸部的原形部伸出；在第2步骤，在第1步骤后，从外伸方向和相反方向将上述原形部压扁，使上述凸部向侧方伸出。
22．模锻方法，在锻造模内对锻造坯材进行加压，使其塑性流动而成形，得到有顶筒形的成形品，其特征在于，备有A步骤、B步骤和C步骤；在A步骤，一边用模腔面成形筒部的外周面，一边对筒部端面施加背压，把冲头压入锻造坯材的中央部，从后方推出，成形为筒部；在B步骤，取出上述成形品时，先拔出成形筒部用的上述冲头；在C步骤，在B步骤后，从成形上述筒部外周面用的模具中，拔出上述成形品。
23．如权利要求1至23中任一项所述的模锻方法，其特征在于，上述锻造·冷却后的成形品，由具有以下结晶组织的黄铜材构成(a)α+β相及β相的面积比例为20％以上；(b)α相及β相的平均结晶粒径为15μm以下；(c)β相中的Sn浓度在1.5wt％以上。
24．如权利要求1至23中任一项所述的模锻方法，其特征在于，上述锻造·冷却后的成形品，由具有以下结晶组织的黄铜材构成(a)α+γ相及γ相的面积比例为3～30％；(b)α相的平均结晶粒径为15μm以下，γ相的短轴的平均结晶粒径在8μm以下；(c)γ相中的Sn浓度在8wt％以上。(d)α相的粒界中分散着γ相。
25．如权利要求1至23中任一项所述的模锻方法，其特征在于，上述锻造·冷却后的成形品，由具有以下结晶组织的黄铜材构成(a)α+β+γ相及α相的面积比例为40～94％，β相及α相的面积比例分别是3～30％；(b)α相和β相的平均结晶粒径为15μm以下，γ相的短轴的平均结晶粒径在8μm以下；(c)γ相中的Sn浓度在8wt％以上。(d)γ相包围着α相。
26．如权利要求1至25中任一项所述的模锻方法，其特征在于，上述锻造坯材是黄铜材，包含着将上述锻造坯材和上述锻造模子加热到300～550℃，进行锻造的工序。
27．如权利要求27所述的模锻方法，其特征在于，上述黄铜材，表观Zn含有量为37～50wt％，Sn含有量为1.7～2.2wt％；在上述温度区域，结晶组织中具有短轴的平均结晶粒径为15μm以下的γ相。
全文摘要
模锻方法,具有可以以高效率、高精度地成形锻造制品之特征,包括,在前锻造工序形成一嵌合部(4)、一凸缘和一喷嘴前端配件(3)的阶梯嵌合部(6),该阶梯嵌合部(6)由上模(19)和上外冲头(20)形成,其后为形成一横向孔、一凹凸部(7)的工序,上述工序为在模销(13)退回到背压不施加到模锻材料表面上的状态下,驱动上内冲头(21)来完成的,因为在前锻造工序中,材料充满了型腔,故成形部分精度高。
文档编号B21J5/02GK1309592SQ99808751
公开日2001年8月22日 申请日期1999年7月23日 优先权日1998年7月24日
发明者佐藤贵纮, 白石成辉, 杉本亮一, 中村克昭, 东洋司, 山内淳, 内尾健司 申请人:东陶机器株式会社