成型装置及成型方法

摘要

本发明提供一种能够获得具有适当特性的成型品的成型装置及成型方法。控制部(70)在结束利用吹塑成型模具(13)进行的成型之后，通过控制该吹塑成型模具(13)的动作以打开吹塑成型模具(13)，并控制冷却部(90)以使冷却介质接触金属管(80)，从而通过冷却介质进行金属管(80)的冷却。如此，通过接触冷却介质来进行冷却，从而与接触吹塑成型模具(13)来进行冷却相比能够放慢冷却速度，且能够进行提高金属管(80)的韧性的淬火。并且，在使用冷却介质进行冷却的情况下，通过调整接触冷却介质的时间、冷却介质的量、冷却介质的温度等，与接触模具来进行冷却相比能够轻松地进行淬火性的调整。

权利要求

1.一种成型装置，其成型出金属管，所述成型装置具备：加热部，对金属管材料进行加热；

气体供给部，向经过加热的所述金属管材料内供给气体以使其膨胀；

模具，与通过从所述气体供给部供给的所述气体而膨胀的所述金属管材料接触以成型出所述金属管；

冷却部，通过冷却介质冷却成型后的所述金属管；及控制部，控制所述模具的动作、所述气体供给部及所述冷却部，所述控制部在结束利用所述模具的成型之后，通过控制该模具的动作以打开所述模具，并控制所述冷却部以使所述冷却介质接触所述金属管，从而通过所述冷却介质进行所述金属管的冷却，所述控制部在所述成型结束之后，通过控制所述模具的动作以使所述模具与所述金属管接触的状态维持规定时间，从而通过所述模具进行所述金属管的冷却，所述控制部在通过所述模具冷却所述金属管之后，通过所述冷却介质进行所述金属管的冷却，所述冷却部将冷却用气体作为所述冷却介质向所述金属管喷吹，所述冷却部通过所述气体供给部构成，所述气体供给部在所述模具内配置有所述金属管的状态下向该金属管供给冷却用气体来进行冷却。

2.根据权利要求1所述的成型装置，其中，所述控制部通过所述模具进行所述金属管的冷却，直至所述金属管的温度成为比马氏体相变开始温度高的温度即第1温度。

3.根据权利要求1或2所述的成型装置，其中，所述控制部根据开始通过所述冷却用气体冷却所述金属管的时机调整所述金属管的淬火性。

4.根据权利要求1所述的成型装置，其中，所述冷却部向所述金属管的内表面及外表面这两个面喷吹所述冷却用气体。

说明书

成型装置及成型方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种成型出金属管的成型装置及成型方法。

背景技术

[0002] 以往，已知有一种通过向经过加热的金属管材料内供给气体以使其膨胀来进行成型的成型装置。例如，专利文献1中所示的成型装置具备：彼此成对的上模及下模；保持部，在上模与下模之间保持金属管材料；及气体供给部，向被保持部保持的金属管材料内供给气体。该成型装置中，向处于保持于上模与下模之间的状态的金属管材料内供给气体，从而能够使金属管材料膨胀以成型为与模具的形状对应的形状。

[0003] 以往技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2003－154415号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的技术课题

[0007] 在此，上述装置中用模具成型出金属管之后，使金属管接触模具的状态维持规定时间，从而冷却金属管以进行了淬火。然而，仅通过接触模具进行冷却的情况下，由于冷却速度过快而出现了金属管的强度变高且变脆(韧性变低)的情况。因此，一直要求通过根据成型品的用途来控制强度和韧性，从而获得根据用途具有适当的特性的成型品。

[0008] 本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够获得具有适当的特性的成型品的成型装置及成型方法。

[0009] 用于解决技术课题的手段

[0010] 本发明的一方式所涉及的成型装置，其为成型出金属管的成型装置，其具备：加热部，对金属管材料进行加热；气体供给部，向经过加热的金属管材料内供给气体以使其膨胀；模具，接触膨胀的金属管材料以成型出金属管；冷却部，通过冷却介质冷却成型后的金属管；及控制部，控制模具的动作、气体供给部及冷却部，控制部在结束利用模具的成型之后，通过控制该模具的动作以打开模具，并控制冷却部以使冷却介质接触金属管，从而通过冷却介质进行金属管的冷却。

[0011] 本发明的一方式所涉及的成型装置中，控制部在结束利用模具的成型之后控制该模具的动作以打开模具，并控制冷却部以使冷却介质接触金属管，从而通过冷却介质进行金属管的冷却。如此，通过接触冷却介质来进行冷却，与通过接触模具来进行冷却相比能够放慢冷却速度，且能够进行提高金属管的韧性的淬火。并且，在使用冷却介质进行冷却的情况下，与通过接触模具来进行冷却相比能够轻松地进行淬火性的调整。通过以上结构，能够根据用途调整成型品的强度和韧性，且能够获得具有适当特性的成型品。

[0012] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：控制部在成型结束之后，通过控制模具的动作以使模具与金属管接触的状态维持规定时间，从而通过模具进行金属管的冷却，在通过模具冷却金属管之后，通过冷却介质进行金属管的冷却。如此在成型结束之后通过模具进行冷却来提高冷却速度，从而能够缩短从开始冷却至金属管的温度成为马氏体相变开始温度的时间。因此，能够确保可进行马氏体化的时间较长，且能够根据所希望的特性轻松地调整通过冷却介质进行的冷却速度。

[0013] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：控制部通过模具进行金属管的冷却，直至金属管的温度成为比马氏体相变开始温度高的温度即第1温度。由此，能够通过模具迅速冷却金属管以至成为马氏体相变开始温度之前温度即第1温度。

[0014] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：控制部根据开始通过冷却介质冷却金属管的时机调整金属管的淬火性。由此，能够轻松地调整金属管的淬火性。

[0015] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：冷却部将冷却用气体作为冷却介质向金属管喷吹。由于将气体用作冷却介质，流量调整等较为轻松，因此能够轻松地进行淬火性的调整。并且，能够不污染金属管而将其冷却。

[0016] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：冷却部通过气体供给部构成。由此，能够将用于使金属管膨胀的气体供给部沿用作冷却部，因此能够使成型装置变得紧凑。

[0017] 并且，本发明的一方式所涉及的成型装置可以如下：冷却部向金属管的内表面及外表面这两个面喷吹冷却用气体。由此，能够去除附着于金属管的内表面及外表面这两个面的氧化层，且能够有效提高成型品的品质。

[0018] 本发明的一方式所涉及的成型方法为成型出金属管的成型方法，该成型方法具备：加热工序，对金属管材料进行加热；气体供给工序，向经过加热的金属管材料内供给气体以使其膨胀；成型工序，使膨胀的金属管材料与模具接触以成型出金属管；及冷却工序，通过冷却介质冷却成型后的金属管，冷却工序中，在结束利用模具的成型之后打开模具，使冷却介质接触金属管，从而通过冷却介质进行金属管的冷却。

[0019] 根据本发明的一方式所涉及的成型方法，能够获得与上述成型装置相同的作用/效果。

[0020] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，在成型结束之后，通过控制模具的动作以使模具与金属管接触的状态维持规定时间，从而通过模具进行所述管的冷却，在通过模具冷却金属管之后，通过冷却介质进行金属管的冷却。如此在成型结束之后通过模具进行冷却来提高冷却速度，从而能够缩短从开始冷却至金属管的温度成为马氏体相变开始温度的时间。因此，能够确保可进行马氏体化的时间较长，且能够根据所希望的特性轻松地调整通过冷却介质进行的冷却速度。

[0021] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，通过模具进行金属管的冷却，直至金属管的温度成为比马氏体相变开始温度高的温度即第1温度。由此，能够通过模具迅速冷却金属管以至成为马氏体相变开始温度之前温度即第1温度。

[0022] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，根据开始通过冷却介质冷却金属管的时机调整金属管的淬火性。由此，能够轻松地调整金属管的淬火性。

[0023] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，将冷却用气体作为冷却介质向金属管喷吹，从而进行金属管的冷却。由于将气体用作冷却介质，流量调整等较为轻松，因此能够轻松地进行淬火性的调整。并且，能够不污染金属管而将其冷却。

[0024] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，向金属管的内表面及外表面这两个面喷吹气体。由此，金属管被均匀地冷却，且能够抑制产生金属管的淬火性的不均。而且，能够去除附着于金属管的内表面及外表面这两个面的氧化层，且能够有效提高成型品的品质。

[0025] 并且，本发明的一方式所涉及的成型方法可以如下：冷却工序中，向金属管喷吹气体，并去除附着于金属管的表面的氧化层。由此，去除附着于金属材料的表面的氧化层，且能够抑制在成型品的表面残留有该氧化层。因此，能够抑制对成型品的外观及材料强度造成影响，且能够提高成型品的品质。

[0026] 发明效果

[0027] 根据本发明能够获得具有适当的特性的成型品。

附图说明

[0028] 图1为本发明的实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。

[0029] 图2为沿图1所示的II-II线的剖视图，且为吹塑成型模具的概略剖视图。

[0030] 图3为表示利用成型装置进行的制造工序的图，图3(a)为表示在模具内设置有金属管材料的状态的图，图3(b)为表示金属管材料被电极保持的状态的图。

[0031] 图4为表示利用成型装置进行的吹塑成型工序和其之后的流程的图。

[0032] 图5为电极周边的放大图，图5(a)为表示电极保持金属管材料的状态的图，图5(b)为表示吹塑机构抵接于电极的状态的图，图5(c)为电极的主视图。

[0033] 图6(a)～(c)为表示利用成型装置进行淬火时的状态的图。

[0034] 图7(a)、(b)为表示淬火时的时间与温度的关系的曲线。

[0035] 图8(a)～(c)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0036] 图9(a)～(d)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0037] 图10为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0038] 图11(a)～(c)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0039] 图12(a)、(b)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0040] 图13(a)、(b)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0041] 图14(a)、(b)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0042] 图15(a)、(b)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

[0043] 图16(a)、(b)为表示变形例所涉及的冷却工序的图。

具体实施方式

[0044] 〈成型装置的结构〉

[0045] 如图1所示，成型出金属管的成型装置10具备：吹塑成型模具13(模具)，其由上模12及下模11构成；滑动件82，使上模12及下模11中的至少一个模具移动；驱动部81，产生用于使滑动件82移动的驱动力；管保持机构30，在上模12与下模11之间水平保持金属管材料
14；加热机构(加热部)50，给被该管保持机构30保持的金属管材料14通电以进行加热；吹塑机构(气体供给部)60，向经过加热的金属管材料14吹入高压气体；控制部70，控制驱动部
81、管保持机构30、吹塑成型模具13的动作、加热机构50及吹塑机构60；水循环机构72，对吹塑成型模具13进行强制性水冷；及冷却部90，通过冷却介质冷却金属管80。在金属管材料14被加热至淬火温度(AC3相变点温度以上)时，控制部70进行关闭吹塑成型模具13并向经过加热的金属管材料14吹入高压气体等一系列的控制。另外，在以下说明中，将成品后的管称为金属管80(参考图2(b))，将完成之前所经历的中途阶段的管称为金属管材料14。

[0046] 下模11固定于较大的基台15。并且，下模11由较大的钢铁制块构成，且在其上表面具备型腔(凹部)16。此外，在下模11的左右端(图1中为左右端)附近设置有电极容纳空间11a，在该空间11a内具备构成为能够通过致动器(未图示)上下进退移动的第1电极17和第2电极18。在这些第1电极17、第2电极18的上表面形成有与金属管材料14的下侧外周面对应的半圆弧状的凹槽17a、18a(参考图5(c))，且能够载置成恰好在该凹槽17a、18a的部分嵌入金属管材料14。并且，第1电极17、第2电极18的正面(模具的外侧方向的面)，形成有朝向凹槽17a、18a且周围以锥状倾斜凹陷的锥形凹面17b、18b。另外，在下模11形成有冷却水通道
19，在大致中心处具备从下插入的热电偶21。该热电偶21通过弹簧22被支承而自如地上下移动。

[0047] 另外，位于下模11侧的一对第1电极17、第2电极18兼做管保持机构30，且能够水平支承金属管材料14而使其能够在上模12与下模11之间升降。并且，热电偶21仅仅作为测温构件的一例而示出，也可以是辐射温度计或光温度计等非接触型温度传感器。另外，只要获得通电时间与温度之间的相关性，则完全能够省略测温构件来构成。

[0048] 上模12在下表面具备型腔(凹部)24，其为内置了冷却水通道25的大型钢铁制块。上模12将上端部固定在滑动件82。而且，固定有上模12的滑动件82通过加压缸26被吊起，且被引导时不受导引缸27的影响而横振。本实施方式所涉及的驱动部81具备产生用于使滑动件82移动的驱动力的伺服马达83。驱动部81由将驱动加压缸26的流体(将液压缸用作加压缸26时为工作油)供给到该加压缸26的流体供给部构成。控制部70通过控制驱动部81的伺服马达83来控制供给到加压缸26的流体的量，从而能够控制滑动件82的移动。另外，驱动部
81并不限定于如上述经由加压缸26而向滑动件82赋予驱动力，例如也可以是在滑动件82上机械地连接驱动部以将伺服马达83所产生的驱动力直接或间接地赋予给滑动件82。另外，本实施方式中，只有上模12进行移动，但也可以是除了上模12或代替上模12而使下模11进行移动。并且，本实施方式中，驱动部81也可以不具备伺服马达83。

[0049] 并且，设置于上模12的左右端(图1中为左右端)附近的电极容纳空间12a内与下模11同样具备构成为能够通过致动器(未图示)上下进退移动的第1电极17和第2电极18。在这些第1电极17、第2电极18的下表面形成有与金属管材料14的上侧外周面对应的半圆弧状的凹槽17a、18a(参考图5(c))，且恰好能够在该凹槽17a、18a嵌合金属管材料14。并且，在第1电极17、第2电极18的正面(模具的外侧方向的面)形成有朝向凹槽17a、18a且周围以锥状倾斜凹陷的锥形凹面17b、18b。即，构成为若通过上下一对第1电极17、第2电极18从上下方向夹持金属管材料14，则恰好能够紧紧地圈住金属管材料14的整个外周。

[0050] 图2为从侧面方向观察吹塑成型模具13的概略截面。该图为沿着图1的II－II线的吹塑成型模具13的剖视图，表示吹塑成型时的模具位置的状态。如图2所示，在下模11的上表面形成有矩形形状的凹部11b。在上模12的下表面与下模11的凹部11b对置的位置形成有矩形形状的凹部12b。在吹塑成型模具13被关闭的状态下，通过下模11的凹部11b与上模12的凹部12b的组合而形成矩形形状的空间即主型腔部MC。如图2(a)所示，配置在主型腔部MC内的金属管材料14通过膨胀如图2(b)所示与主型腔部MC的内壁面接触，并成型为该主型腔部MC的形状(在此为矩形截面矩形形状)。

[0051] 加热机构50具有：电源51；导线52，从该电源51延伸且与第1电极17和第2电极18连接；及开关53，夹设于该导线52之间。

[0052] 吹塑机构60由高压气体源61、积存通过该高压气体源61供给的高压气体的蓄能器62、从该蓄能器62延伸至缸体单元42的第1管体63、夹设于该第1管体63之间的压力控制阀
64及切换阀65、从蓄能器62延伸至形成于密封部件44内的气体通道46的第2管体67及夹设于该第2管体67之间的通断阀68及止回阀69构成。另外，密封部件44的前端形成为尖细的锥面45。锥面45构成为恰好能够与第1电极的锥形凹面17b、第2电极的锥形凹面18b嵌合抵接的形状(参考图5)。另外，密封部件44经由油缸杆43与缸体单元42连结，且能够配合缸体单元42的工作进退移动。并且，缸体单元42经由块41载置并固定于基台15上。

[0053] 压力控制阀64发挥将与密封部件44侧所要求的推力相适应的工作压力的高压气体供给到缸体单元42的作用。止回阀69发挥防止高压气体在第2管体67内逆流的作用。控制部70通过(A)至(A)的信息传递来从热电偶21获取温度信息，控制加压缸26、开关53、切换阀65及通断阀68等。

[0054] 水循环机构72由积存水的水槽73、汲取积存于该水槽73中的水并对其进行加压而送到下模11的冷却水通道19和上模12的冷却水通道25的水泵74及配管75构成。虽然进行了省略，但也可以将降低水温的冷却塔或净化水的过滤器夹设于配管75之间。

[0055] 〈成型装置的作用〉

[0056] 接着，对成型装置10的作用进行说明。图3中示出从投放作为材料的金属管材料14的管投放工序至给金属管材料14通电以加热的通电加热工序。如图3(a)所示，准备能够淬火的钢类的金属管材料14，并通过机械手臂等(未图示)将该金属管材料14载置到设置于下模11侧的第1电极17、第2电极18上。由于在第1电极17、第2电极18形成有凹槽17a、18a，因此金属管材料14通过该凹槽17a、18a被定位。接着，控制部70(参考图1)通过控制管保持机构30使该管保持机构30保持金属管材料14。具体而言，如图3(b)所示，使能够进退移动各电极
17、18的致动器(未图示)工作以使各个位于上下方的第1电极17、第2电极18接近/抵接。通过该抵接，金属管材料14的两端部从上下被第1电极17、第2电极18夹持。并且，该夹持以通过形成于第1电极17、第2电极18的凹槽17a、18a的存在而与金属管材料14的整周紧贴的方式被夹持。但是，并不限于与金属管材料14的整周紧贴的结构，也可以是第1电极17、第2电极18与金属管材料14的周向一部分抵接的结构。

[0057] 接着，控制部70通过控制加热机构50来加热金属管材料14。具体而言，控制部70将加热机构50的开关53设为开启。这样一来，电力从电源51供给到金属管材料14，通过存在于金属管材料14的电阻，使得金属管材料14自身发热(焦耳热)。此时，始终监测热电偶21的测定值，并根据该结果控制通电。

[0058] 图4中示出吹塑成型及吹塑成型后的处理内容。具体而言，如图4(a)所示，对于加热后的金属管材料14关闭吹塑成型模具13，并将金属管材料14配置密封到该吹塑成型模具13的型腔内。之后，使缸体单元42工作以利用吹塑机构60的一部分即密封部件44对金属管材料14的两端进行密封(一并参考图5)。另外，该密封不是密封部件44直接与金属管材料14的两端面抵接的密封，而是经由形成于第1电极17的锥形凹面17b、形成于第2电极18的锥形凹面18b来间接地进行。这样能够大面积密封，因此能够提高密封性能。除此之外，还防止因重复密封动作而引起的密封部件的损耗，此外有效地防止金属管材料14两端面的变形等。
密封结束之后，将高压气体吹入金属管材料14内，以使通过加热而软化的金属管材料14沿着型腔的形状变形。之后，若对于吹塑成型之后的金属管材料14进行冷却并淬火，则能够做出金属管80(详细内容在后面叙述)。

[0059] 金属管材料14经过高温(950℃前后)加热而被软化，且能够以比较低的压力吹塑成型。具体而言，作为高压气体采用常温(25℃)下4MPa的压缩空气的情况下，该压缩空气在密闭的金属管材料14内最终加热至950℃左右。压缩空气将热膨胀，并根据波义耳-查尔斯定律大约达到16～17MPa。即，能够轻松地对950℃的金属管材料14进行吹塑成型。

[0060] 而且，经过吹塑成型而膨胀的金属管材料14的外周面与下模11的型腔16接触而被快速冷却，同时与上模12的型腔24接触而快速冷却(通过管理使上模12与下模11的热容量大且为低温，因此只要接触金属管材料14，则管表面的热量一下就被模具侧夺去。)。这种冷却法被称为模具接触冷却或模具冷却。之后，通过向金属管80供给冷却介质以进行金属管80的淬火。

[0061] (金属管的冷却)

[0062] 接着，对成型后的金属管80的冷却进行说明。本实施方式所涉及的成型装置10具备向成型后的金属管80供给冷却介质的冷却部90。本实施方式所涉及的成型装置10中，控制部70在结束利用吹塑成型模具13的成型之后，控制该吹塑成型模具13的动作以打开该吹塑成型模具13，并控制冷却部90以使冷却介质接触金属管80，从而通过冷却介质进行金属管80的冷却。冷却介质没有特别限定，可以采用空气、惰性气体等气体，也可以采用水、油等液体，还可以采用金属板和干冰等固体。另外，也可以组合使用这些冷却介质中的多种冷却介质。图1所示的例子中，冷却部90通过吹塑机构60构成。即，冷却部90将冷却用气体(可以沿用使用了用于成型的吹气的气体)作为冷却介质向金属管80喷吹，从而冷却金属管80。

[0063] 控制部70在结束利用吹塑成型模具13的成型之后，控制该吹塑成型模具13的动作以打开吹塑成型模具13，并控制冷却部90以使冷却介质接触金属管80，从而通过冷却介质进行金属管80的冷却。另外，控制部70控制驱动部81以使上模12经由滑动件82移动，从而控制吹塑成型模具13的动作。并且，控制部70也可以在成型结束之后，控制吹塑成型模具13的动作以使吹塑成型模具13与金属管80接触的状态维持规定时间，从而通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，之后，可以通过冷却介质进行金属管80的冷却。并且，控制部70也可以通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，直至金属管80的温度成为比马氏体相变开始温度高的温度即第1温度(后述图7(b)中的温度T1)。并且，控制部70也可以根据开始通过冷却介质冷却金属管80的时机调整金属管80的淬火性。

[0064] 关于本实施方式所涉及的金属管80的冷却与温度之间的关系，参考图7的曲线图来进行说明。首先，参考图7(a)对金属管80的强度与冷却之间的关系进行说明。图中，标有灰度的区域表示马氏体相变区域MT。图中，虚线为表示冷却金属管80时的时间与温度的变化的曲线图。金属管80的冷却速度以虚线L9、虚线L8、虚线L7、虚线L6、虚线L5、虚线L4、虚线L3、虚线L2、虚线L1的顺序变快。若虚线通过马氏体相变区域MT，则发生马氏体相变。金属管80的强度根据马氏体相变开始温度TS以下的区域内的冷却速度而变化。在此，马氏体相变开始温度TS为马氏体相变区域MT内的最大温度。本实施方式的马氏体相变开始温度TS在图
7(a)、(b)中相当于与该马氏体相变区域MT相邻的上侧的折线。金属管80的硬度与沿着位于图中左侧的虚线的冷却相应地变高。并且，金属管80的硬度与沿着位于右侧的虚线的冷却相应地变低，但韧性变高。例如，将表示成型结束之后仅进行利用吹塑成型模具13与金属管
80接触的冷却的情况下的温度变化的虚线作为L1。而在成型结束之后马上开模，通过由冷却部90使金属管80接触冷却介质来进行冷却的情况下，以使温度沿着虚线L2～L5变化的方式进行冷却，从而能够获得高韧性的金属管80。但是，在以温度沿着虚线L6～L9变化的方式冷却金属管80的情况下，由于虚线L6～L9不通过马氏体相变开始温度TS，因此也不通过马氏体相变区域MT。因此，优选如后述通过适当组合模具冷却来进行冷却。

[0065] 并且，控制部70也可以在成型结束之后控制吹塑成型模具的动作以使吹塑成型模具13与金属管80接触的状态维持规定时间，从而通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，之后控制冷却部90以通过冷却介质进行金属管80的冷却。控制部70通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，直至金属管80的温度成为比马氏体相变开始温度TS高的温度即第
1温度(图7(b)中的温度T1)。具体而言，如图7(b)所示，控制部70控制吹塑成型模具13的动作及冷却部90以使金属管80的温度以沿着虚线L10变化的方式进行冷却。控制部70在成型结束之后进行控制以维持吹塑成型模具13与金属管80接触的状态。并且，控制部70在开始点P1进行吹塑成型模具13的开模以解除吹塑成型模具13与金属管80的接触并控制冷却部
90以开始通过冷却介质冷却金属管80。开始点P1为从通过吹塑成型模具13进行冷却到切换成通过冷却介质冷却的点，将开始点P1的温度设为T1，将时间(从冷却开始所经过的时间)设为H1。该情况下，时间H1相当于维持使金属管80与吹塑成型模具13接触的状态的时间。从成型结束到经过时间H1的期间，通过从金属管80至吹塑成型模具13的传导传热，金属管80的温度按照虚线L10a急剧下降。经过时间H1之后，通过冷却介质进行冷却。该情况下，通过从金属管80到冷却介质的传导传热，金属管80的温度按照虚线L10b以与虚线L10a相比较低的冷却速度进行冷却。开始点P1处的温度T1为比马氏体相变开始温度TS高的温度。另外，控制部70可以根据从冷却开始起经过时间H1的情况来开始通过冷却部90的冷却，也可以在检测到金属管80的温度达到温度T1的时机开始通过冷却部90的冷却。

[0066] 控制部70根据开始通过冷却介质冷却金属管80的时机(开始点P1)调整金属管80的淬火性。即，控制部70能够通过调整开始点P1来延长通过冷却介质进行淬火的时间，从而使强度下降但又提高延伸性。或者，控制部70能够通过缩短通过冷却介质进行淬火的时间来提高强度。控制部70根据成为成型对象的金属管80的用途等所要求的特性，在预先设定的冷却条件下进行冷却。

[0067] 接着，参考图6对成型结束后的金属管80的冷却(淬火)的工序的一例进行说明。图6所示的成型装置10将吹塑机构60用作向金属管80喷吹冷却介质CM的冷却部90。并且，图6所示的例子中，控制部70在成型结束后控制吹塑成型模具13的动作以使吹塑成型模具13与金属管80接触的状态维持规定时间。由此，通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，并在通过吹塑成型模具13冷却金属管80之后，通过冷却介质CM进行金属管80的冷却。

[0068] 首先，如图6(a)所示，在结束利用吹塑成型模具13的成型之后，控制部70通过控制吹塑成型模具13的动作以维持关闭上模12及下模11的状态，并使吹塑成型模具13与金属管80接触的状态维持规定时间。并且，控制部70通过控制水循环机构72的动作来使冷却水在冷却水通道25流动。由此，进行从金属管80向吹塑成型模具13的传导传热，并通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却。

[0069] 接着，如图6(b)所示，控制部70在通过吹塑成型模具13冷却金属管80之后，控制该吹塑成型模具13的动作以打开吹塑成型模具13。并且，控制部70通过控制吹塑机构60使密封部件44从金属管80的两端部分离。此时，如图6(c)所示，控制部70进行打开吹塑成型模具13的控制，以使下模11的凹部11b的表面与金属管80的外表面之间形成间隙GP，并且在上模
12的凹部12b的表面与金属管80的外表面之间形成间隙GP。另外，控制部70通过控制顶出器的销91，从而在吹塑成型模具13的表面与金属管的外表面之间设置有间隙GP的状态下在打开的吹塑成型模具13内保持金属管80。该状态下，控制部70通过控制吹塑机构60，而从密封部件44的前端向金属管80的端部喷吹作为冷却介质CM的高压气体。此时，冷却介质CM流入到金属管80的内部及间隙GP。而且，能够通过冷却介质CM接触金属管80的内表面及外表面来冷却金属管80。另外，可以在向金属管80喷吹冷却介质CM的期间利用销91使金属管80上下振動。通过以上结构，结束对成型后的金属管80的淬火。

[0070] 接着，对本实施方式所涉及的成型装置10的作用/效果进行说明。

[0071] 本实施方式所涉及的成型装置10中，控制部70在结束利用吹塑成型模具13的成型之后，控制该吹塑成型模具13的动作以打开吹塑成型模具13，并控制冷却部90以使冷却介质接触金属管80，从而通过冷却介质进行金属管80的冷却(淬火)。如此，通过接触冷却介质来进行冷却，从而与通过接触吹塑成型模具13来进行冷却相比能够放慢冷却速度，且能够进行提高金属管80的韧性的淬火。例如如图7(a)所示，在仅通过与模具接触进行冷却的情况下，金属管80的温度如虚线L1所示急剧冷却，因此能够获得较高强度，但可能得不到充分的韧性。与此相比，通过在成型结束之后开模的基础上通过冷却介质进行冷却，能够使金属管80的温度伴随如图7(a)中虚线L2、L3、L4、L5或图7(b)中虚线L10所示的温度变化而冷却。并且，在使用冷却介质冷却的情况下，通过调整接触冷却介质的时间、冷却介质的量或冷却介质的温度等，而与通过接触模具来进行冷却相比能够轻松地进行淬火性的调整。通过以上结构，能够根据用途控制成型品的强度和韧性，且能够获得具有适当的特性的成型品。

[0072] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，控制部70在成型结束之后通过控制吹塑成型模具13的动作以使吹塑成型模具13与金属管80接触的状态维持规定时间，从而通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，在通过吹塑成型模具13冷却金属管80之后，通过冷却介质进行金属管80的冷却。吹塑成型模具13的热传导率高，并且热容量高，因此通过使吹塑成型模具13与金属管80接触，能够快速冷却金属管80。如此在成型结束之后立即通过吹塑成型模具13进行冷却来提高冷却速度，从而能够缩短从开始冷却到金属管80的温度成为马氏体相变开始温度为止的时间。如图7(b)所示，金属管80可进行马氏体化的时间为从金属管80冷却开始到经过规定时间那段期间的时间。从该冷却开始到成为马氏体相变开始温度TS的时间越短，之后的冷却的自由度越增加(能够增加可进行马氏体化的时间)。举例来讲，能够增加图7(b)中虚线L10b通过马氏体相变区域MT的时间。因此，能够较长确保可进行马氏体化的时间，且能够根据所希望的特性轻松地调整通过冷却介质进行的冷却速度。例如，若可进行马氏体化的时间较长，则在欲提高延伸性的情况下选择控制冷却部90以使冷却速度变低，且能够在欲提高强度的情况下选择控制冷却部90以使冷却速度变高。即，能够增加淬火条件的自由度。

[0073] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，控制部70控制吹塑成型模具13的动作，从而通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，直至金属管80的温度成为比马氏体相变开始温度TS高的温度即第1温度T1。由此，能够通过吹塑成型模具13迅速冷却金属管80至成为马氏体相变开始温度TS之前的温度即第1温度T1。由此，能够延长可进行马氏体化的时间。

[0074] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，控制部70根据开始通过冷却介质冷却金属管80的时机(图7(b)的开始点P1)来调整金属管80的淬火性。例如，能够通过将开始通过冷却介质冷却的时机调早以延长低速冷却的时间，从而提高延伸性，且能够通过将时机调慢以缩短低速冷却的时间，从而提高强度。由此，能够轻松地调整金属管80的淬火性。

[0075] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，冷却部90将冷却用气体作为冷却介质向金属管80喷吹。由于将气体用作冷却介质，流量调整等较为轻松，因此能够轻松地进行淬火性的调整。并且，与将液体用作冷却介质的情况相比，能够不污染金属管80而将其冷却。

[0076] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，冷却部90通过作为气体供给部的吹塑机构60构成。由此，能够将用于使金属管80膨胀的气体供给部沿用作冷却部，因此能够使成型装置10变得紧凑。

[0077] 并且，本实施方式所涉及的成型装置10中，冷却部90可以向金属管80的内表面及外表面这两个面喷吹冷却用气体。由此，能够去除附着于金属管80的内表面及外表面这两个面的后述的皮(氧化层)等，且能够有效地提高成型品的品质。

[0078] 本实施方式所涉及的成型方法具备：加热工序，对金属管材料14进行加热；气体供给工序，向经过加热的金属管材料14内供给气体以使其膨胀；成型工序，使膨胀的金属管材料14与吹塑成型模具13接触以成型出金属管80；及冷却工序，通过冷却介质冷却成型后的金属管80。并且，冷却工序中，结束利用吹塑成型模具13的成型之后，通过打开吹塑成型模具13使冷却介质接触金属管80，从而通过冷却介质进行金属管80的冷却。根据本实施方式所涉及的成型方法，能够获得与上述成型装置10相同的作用/效果。

[0079] 本发明并不限定于上述实施方式。

[0080] 例如，如图8所示，可以在打开吹塑成型模具13的状态下供给冷却介质CM，从而仅从金属管80的内部进行冷却。该情况下，可以如图8(a)所示从金属管80的一侧供给冷却介质CM，同时从一侧排出。并且，也可以如图8(b)所示从金属管80的两侧供给冷却介质CM，并从两侧排出。并且，也可以如图8(c)所示从金属管80的一侧供给冷却介质CM，并从相反侧排出。

[0081] 并且，如图9(a)、(b)所示，在从金属管80的内部和外部这两个部分进行冷却的情况下，可以将用于向金属管80的外表面和吹塑成型模具13的表面之间的间隙供给冷却介质CM的流路93设置在金属管80的两侧。另外，也可以如图9(a)所示将冷却金属管80的内部的冷却介质CM的流动方向与冷却外部的冷却介质CM的流动方向设为相反。并且，也可以如图9(c)、(d)所示为在金属管80的内部及外部吹散氧化皮(氧化层)的结构。如图9(c)、(d)所示，在金属管80的端部中供给冷却介质CM的一侧的端部，使流路93与金属管80外部的间隙连通。另一方面，在排出侧的端部解除流路93，使通过金属管80外部的间隙的冷却介质CM直接流走。该状态下，从金属管80的其中一个端部将冷却介质CM供给到金属管80的内部及外部，并从另一个端部和皮一起排出。此时，为了防止皮飞散，可以设置由网等构成的皮接收部94。在无法从金属管80的一个方向排出冷却介质CM的皮的情况下，可以通过切换图9(c)和图9(d)的状态来多次重复供给方向的切换。

[0082] 并且，如图10所示，也可以设置用于使冷却介质CM流到吹塑成型模具13的内部的流路97。流路97设置于下模11及上模12的长度方向的大致中央。通过该结构，经由吹塑成型模具13内部的流路97，向金属管80的外部的间隙GP供给冷却介质CM，且从金属管80的两端侧排出。另外，成型时流路97通过销96被密封，且通过该销96的前端面确保成型面。

[0083] 并且，如图11及图12所示，也可以采用冷却箱99作为冷却部90。该冷却箱99用于冷却和金属管80的取出。该情况下，如图11(a)所示，在通过吹塑成型模具13进行冷却之后，或在成型结束之后打开吹塑成型模具13的同时用销91上推金属管80。接着，如图11(b)所示，在吹塑成型模具13内配置冷却箱99。接着，如图11(c)所示，将金属管80容纳在冷却箱99内以通过液体或固体等冷却介质进行金属管80的冷却。接着，如图12(a)所示，按下销91，并如图12(b)所示从吹塑成型模具13连同冷却箱99取出金属管80。

[0084] 并且，如图13所示，也可以采用夹具100作为冷却部90。夹具100被分割成具有沿着金属管80的外表面的形状的多个构件。图13所示的例子中，夹具100具有夹住金属管80的两端部的构件和夹住中央部附近的构件。夹具100的一部分构件在内部具有用于供冷却水等冷却介质流动的流路101，一部分构件具有护套式加热器等加热部102。但是，也可以通过使温水等加热介质在流路101流动来进行加热。在使用该夹具100的情况下，打开吹塑成型模具13之后(例如，与图11(b)，(c)相对应的阶段)，将夹具100安装到金属管80。由此，如图13(b)所示成为在金属管80安装有夹具100的状态。该状态下，通过使冷却介质在流路101流动来冷却金属管80。并且，对于欲慢慢冷却的部分，可以利用加热部102局部加热。通过夹具100进行的冷却一结束，则从吹塑成型模具13连同夹具100取出金属管80。

[0085] 并且，如图14所示，也可以采用具有吹气功能的取出卡盘110作为冷却部90。取出卡盘110能够安装于金属管80的两端部，且能够在安装状态下对金属管80的内部及外部喷吹作为冷却介质的压缩空气。在使用该取出卡盘110的情况下，在打开吹塑成型模具13之后(例如，与图11(b)，(c)相对应的阶段)，将取出卡盘110安装到金属管80。由此，如图14(b)所示成为在金属管80安装有取出卡盘110的状态。该状态下，通过吹气来冷却金属管80。通过吹气进行的冷却一结束，则从吹塑成型模具13连同取出卡盘110取出金属管80。

[0086] 并且，如图15所示，也可以作为冷却部90采用具有擦拭功能的卡盘120。卡盘120能够安装于金属管80的外表面。通过在安装有卡盘120的状态下沿着金属管80的外表面进行驱动，能够通过卡盘120擦拭该金属管80的外表面。在使用该卡盘120的情况下，从吹塑成型模具13取出金属管80之后(例如，与图12(b)相对应的阶段)，将卡盘120安装到金属管80。由此，如图15(b)所示成为在金属管80安装有卡盘120的状态。该状态下，通过用卡盘120擦拭金属管80的表面来冷却金属管80。在使用该卡盘120的情况下，可以仅对需要冷却的部位进行擦拭，也可以慢慢地对整体进行全面擦拭。或者也可以用卡盘120只夹住需要冷却的部位而不进行擦拭。

[0087] 并且，如图16所示，也可以采用配置于吹塑成型模具13的外部的冷却箱99作为冷却部90。该情况下，从吹塑成型模具13取出时，如图16(a)所示在金属管80安装取出卡盘115。之后，从吹塑成型模具13取出金属管80之后(例如，与图12(b)相对应的阶段)，将金属管80容纳在冷却箱99内。预先在冷却箱99内填充液体、固体(干冰等)的冷却介质。

[0088] 并且，上述成型装置10具备能够在上下模之间进行加热处理的加热机构50，该加热机构50利用由通电产生的焦耳热来加热金属管材料14，但并不限定于这些。例如，加热处理也可以在上下模之间以外的场所进行，而将加热后的金属制管送入模具之间。并且，除了利用由通电产生的焦耳热之外，也可以利用加热器等辐射热，还能够通过高频感应电流来加热。

[0089] 高压气体主要能够采用氮气、氩气等非氧化性气体和惰性气体。然而，这些气体不易在金属管内产生氧化皮，但价格高。在这一点上，若是压缩空气，则不会因氧化皮的产生而引发太大的问题，且价格低廉，泄漏到大气中也不会造成危害，且极易操作。因此，能够顺利地进行吹塑工序。

[0090] 吹塑成型模具可以是无水冷模具和水冷模具中的任一个。但是，无水冷模具在吹塑成型结束之后使模具降至常温左右时，所需时间较长。在这一点上，若是水冷模具，则在短时间内结束冷却。因此，从提高生产效率的观点考虑，优选水冷模具。

[0091] 并且，上述成型装置10中，通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，直至金属管80的温度成为比马氏体相变开始温度TS高的温度即第1温度(图7(b)中的温度T1)，之后进行吹塑成型模具13的开模以解除吹塑成型模具13与金属管80的接触并开始通过冷却介质进行金属管80的冷却，但也可以采用其他控制。例如，也可以是通过吹塑成型模具13进行金属管80的冷却，直至金属管80的温度成为比马氏体相变开始温度TS低的温度，之后进行吹塑成型模具13的开模以解除吹塑成型模具13与金属管80的接触并开始通过冷却介质进行金属管80的冷却。即，可以在图7所示的马氏体相变区域MT内并用通过吹塑成型模具13进行的淬火和通过冷却介质进行的淬火。

[0092] 产业上的可通过性

[0093] 关于本发明的一方式所涉及的成型装置及成型方法，例如能够用作被设置为根据用途强度和韧性被控制且具有适当特性的成型品的成型装置及成型方法。

[0094] 符号说明

[0095] 10-成型装置，11-下模(模具)，12-上模(模具)，13-吹塑成型模具(模具)，14-金属管材料，50-加热机构(加热部)，60-吹塑机构(气体供给部)，70-控制部，80-金属管，90-冷却部。