[发明专利]金属管中空塑性成型锻造法

说明书

本发明涉及一种金属管中空塑性锻造法，特别是一种在冷、热锻制加工金属管壁成特异形体后，该管孔内的模心仍易被取出的制程方法，尤其是针对一般艺术品等具有高锻塑难度的特异形体的内、外壁面，仍可利用本发明所揭示的方法轻易完成。

对坊间现有锻造技术而言，锻造通常可区分为冷锻与热锻方式；所谓冷锻是指在常温下利用既定型体的模具对金属坯件进行夹压冲锻加工，使之成为所需塑型的成品；所谓热锻是指在特定温度下预先加热金属坯件，而后再对该金属坯件进行夹压冲锻制成塑型成品；由此可知，冷锻前金属坯件本身的晶粒组织并未被破坏，而热锻前金属坯件本身的晶粒组织已经加热过程所软化，因此就锻压强度而言，热锻时模体对工件所须施加的锻造压力较冷锻时小，即可逐次锻压制成所需塑型的成品；但就所需锻制成品的金属强度而言，冷锻所制成的成品的金属强度是较优于热锻所制成的成品的；由此亦知，冷、热锻制金属坯件的方式，是依照所需制成成品的金属强度、所需加工的锻压强度以及金属组织结构等种种因素而选择的。

另外，上述欲锻制的金属坯件可为实心的金属锭状坯件，或为中空的金属管状坯件，依所欲冲锻成型的成品中心是否需为中空而选用。

众所周知，锻制实心金属锭状坯件成所需外型轮廓的制作技术实际上较为简易，因为只需在冷、热锻造过程中逐次经由锻模机的模块来加以分段锻压加工，即可制成所需外型轮廓的实心成品。但在锻制空心的金属管状坯件时，则较具难度，因为金属管状坯件的管壁较实心体薄了许多，而且必须在管孔内穿入心轴，此坊间所见的心轴，皆为利用耐冲压的金属材料制成，其强度较所欲锻制的金属坯件高，藉此心轴支撑该金属坯件的管孔，以避免在锻制受压过程中管孔径度被破坏，另一方面，尚需考虑的是要锻压加工的管状坯件的外管壁或内管壁，以目前坊间技术而言，系仅能针对管状坯件的外管壁进行锻压加工，其技术即如前所述必须于管孔内穿入心轴，防止管孔遭受锻压强度的冲击破坏。

坊间为何难于对金属管状坯件的内管壁进行锻压塑性加工呢！其原因在于必须使前述穿入管孔内的心轴外壁面预先成型为所需模体的形状，再经锻压加工后，该模体形状的心轴(在本发明技术内容中简称模心)难于自管孔中被取出，尤其是针对一些必须使模体形状较为复杂的内管壁锻制场合中，难于将该金属制成的高强度心轴取出，这是现阶段困扰从事此项技术者的技术盲点所在；因此在坊间所见到的金属成型物件中，其内壁面通常未与外壁面一同具有形体的变化；若有，则必定为非锻塑成型的浇铸方式制成的；只是浇铸成型法虽能使金属成品的内、外壁面轮廓随既定需求而产生变化，但其金属强度却远低于锻塑成型的同款轮廓物品，其道理亦为熟知此技术者所熟知。

本发明针对现有技术中存在的问题，主要目的在于提供一种用锻塑成型技术加工金属管状坯件使其内管壁或内、外管壁被锻压成所需较复杂的轮廓型体后，该管孔内的模心仍易于被取出的制作方法。

本发明的另一个目的在于提供一种简易制造高强度模心的方法，使能在冷、热锻塑过程中供给所需求的各种型体的模心，同时亦能在锻塑成型后简易的促使该模心自成型坯孔内被取出。

本发明针对一些轮廓形体变化较具复杂性的艺术品等，解决了其在施行中空塑型锻造加工后难于取出模心的难题，从而提高了锻塑加工金属管状坯件的内、外壁轮廓型体的技术。

为达到上述目的，本发明所采用方法包括：

1、利用PVC或PET原料，以真空射出成型技术制成所需型体的中空罐状胶膜；

在成型胶膜内装载填充料，并于封口后将其硬化制成供给锻塑所需的模心使用；

将已硬化的模心置入金属管状坯件的管孔内，再一同摆置于锻模机的上、下模块间，进行锻压塑型加工；

锻压塑型后，对该已成型的坯件的坯孔中的模心，先予以切除封口处而形成一泄口，并采用溶化、软化或震碎该模心的方法，使能在成型坯孔内取出塌陷的剩余胶膜或填充料。

本发明中模心表层的胶膜，易于采用真空射出成型技术而制成所需的特异型体，促使填充料容易被装填，并于装填后成型为胶膜的起伏轮廓。

2、在冷锻过程中所使用的模心的内载填充料，系可依所欲锻塑金属管状坯件的抗压强度，而选择利用水、铁砂、钢珠及有机淀粉等原料加以混合制成液状填充料；以利于施予急速冷冻，并藉急速冷冻过程能使该模心具备高硬度及高抗压强度，进而形成得以抵抗冷锻时所承受的冲锻压力的模心。