JP2000313948A - 成形材料および成形品の製造方法 - Google Patents
成形材料および成形品の製造方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/001—Extruding metal; Impact extrusion to improve the material properties, e.g. lateral extrusion
Abstract
(57)【要約】
【課題】合金素材の結晶の微細化作業が容易に行え、作
業数及び作業時間の短縮化が行え、また、金型を含め装
置に大きな偏荷重がかかりにくい成形材料及び成形品の
製造方法を提供する。 【解決手段】密閉された空間内に合金素材を配し、前記
密閉された空間の形態を変化させることにより、前記合
金素材に２２０％以上の伸びに相当する塑性変形（歪）
を与え、平均結晶粒径を１０μｍ以下、金属間化合物の
平均粒子径を１μｍ以下に微細化することによって、高
強度、高靭性材料を製造することを特徴とする。
業数及び作業時間の短縮化が行え、また、金型を含め装
置に大きな偏荷重がかかりにくい成形材料及び成形品の
製造方法を提供する。 【解決手段】密閉された空間内に合金素材を配し、前記
密閉された空間の形態を変化させることにより、前記合
金素材に２２０％以上の伸びに相当する塑性変形（歪）
を与え、平均結晶粒径を１０μｍ以下、金属間化合物の
平均粒子径を１μｍ以下に微細化することによって、高
強度、高靭性材料を製造することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度、高靭性に
優れた成形材料の製造方法及び得られた成形材料を用い
て成形品を製造する方法に関する。
優れた成形材料の製造方法及び得られた成形材料を用い
て成形品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に金属又は合金（以下、合金とす
る）の延性は、高温になればなる程大きくなり、成形加
工し易くなる。しかしながら、合金が高温にさらされる
と、この機械的特性（強度、硬度等）が低下するという
問題がある。一方、機械的特性（強度、硬度等）が低下
しない温度は、変形能が１００％以下と小さくなり、成
形加工し難くなる。このような一般的な材料の問題を解
消すべく、本発明者らは、さきにアルミニウム合金材に
側方押出を施し、結晶の微細化を行い高強度、高靭性に
優れたアルミニウム合金材料を提供する技術を開発し
た。（特開平９−１３７２４４号公報、特開平１０−２
５８３３４号公報参照）。
る）の延性は、高温になればなる程大きくなり、成形加
工し易くなる。しかしながら、合金が高温にさらされる
と、この機械的特性（強度、硬度等）が低下するという
問題がある。一方、機械的特性（強度、硬度等）が低下
しない温度は、変形能が１００％以下と小さくなり、成
形加工し難くなる。このような一般的な材料の問題を解
消すべく、本発明者らは、さきにアルミニウム合金材に
側方押出を施し、結晶の微細化を行い高強度、高靭性に
優れたアルミニウム合金材料を提供する技術を開発し
た。（特開平９−１３７２４４号公報、特開平１０−２
５８３３４号公報参照）。
【０００３】上記公報に記載の技術は、断面形状を変え
ることなく、歪みを蓄積し、合金の結晶を微細化できる
優れた方法である。
ることなく、歪みを蓄積し、合金の結晶を微細化できる
優れた方法である。
【０００４】しかしながら、上記公報の技術は、最終的
に微細化され、高強度、高靭性な材料を得るためには、
複数回の押出作業が必要であり、その都度、押出材を取
り出し再充填が必要となり、その作業が容易に行えな
い。また、鋭角あるいは鋭角に近い角度で押出す場合、
装置特に金型に大きな偏荷重が加わり、金型の破損及び
装置の故障といった問題が生じる恐れもある。
に微細化され、高強度、高靭性な材料を得るためには、
複数回の押出作業が必要であり、その都度、押出材を取
り出し再充填が必要となり、その作業が容易に行えな
い。また、鋭角あるいは鋭角に近い角度で押出す場合、
装置特に金型に大きな偏荷重が加わり、金型の破損及び
装置の故障といった問題が生じる恐れもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑み、合金素材の結晶の微細化作業が容易に行え、作
業数及び作業時間の短縮化が行え、また、金型を含め装
置に大きな偏荷重がかかりにくい成形材料及び成形品の
製造方法を提供することを目的とする。
に鑑み、合金素材の結晶の微細化作業が容易に行え、作
業数及び作業時間の短縮化が行え、また、金型を含め装
置に大きな偏荷重がかかりにくい成形材料及び成形品の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は、密閉された空間
内に合金素材を配し、前記密閉された空間の形態を変化
させることにより、前記合金素材に２２０％以上の伸び
に相当する塑性変形（歪）を与え、平均結晶粒径を１０
μｍ以下、金属間化合物の平均粒子径を１μｍ以下に微
細化することによって、高強度、高靭性材料を製造する
ことを特徴とする成形材料の製造方法（請求項１）であ
る。
内に合金素材を配し、前記密閉された空間の形態を変化
させることにより、前記合金素材に２２０％以上の伸び
に相当する塑性変形（歪）を与え、平均結晶粒径を１０
μｍ以下、金属間化合物の平均粒子径を１μｍ以下に微
細化することによって、高強度、高靭性材料を製造する
ことを特徴とする成形材料の製造方法（請求項１）であ
る。
【０００７】本発明に適用される合金素材としては、例
えばＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系（ＡＺ系）合金、Ｍｇ−Ｚｎ−
Ｚｒ系（ＺＫ系）合金などのマグネシウム合金、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系（Ａ６０６３系）合金、Ａｌ−Ｍｇ系（Ａ
５０５６系）合金などのアルミニウム合金、亜鉛合金、
チタン合金などが適用でき、特にＭｇ合金及びＡｌ合金
については有用であり、さらに、これらのＭｇ合金、Ａ
ｌ合金がＳｃ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃａの
少なくとも１種の元素を５ｗｔ％以下の範囲で含んでい
ることが好ましい。
えばＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系（ＡＺ系）合金、Ｍｇ−Ｚｎ−
Ｚｒ系（ＺＫ系）合金などのマグネシウム合金、Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系（Ａ６０６３系）合金、Ａｌ−Ｍｇ系（Ａ
５０５６系）合金などのアルミニウム合金、亜鉛合金、
チタン合金などが適用でき、特にＭｇ合金及びＡｌ合金
については有用であり、さらに、これらのＭｇ合金、Ａ
ｌ合金がＳｃ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃａの
少なくとも１種の元素を５ｗｔ％以下の範囲で含んでい
ることが好ましい。
【０００８】本発明においては、事前に熱間塑性加工を
行う（請求項２）ことが、本発明の塑性変形、成形の際
に割れ（クラック）を生じさせることなく、また、合金
素材の結晶粒及び金属間化合物の大きさを微細化するた
めにも有用であり、その具体的な加工としては、押出、
鋳造などが適用でき、具体的な加工温度としては、Ｍｇ
合金の場合、２００〜３６０℃、Ａｌ合金の場合、３５
０〜５００℃で行うことが好ましい。特に、鋳造法にて
作製された素材に対しては、その鋳造組織を破壊する上
で重要である。また、熱間塑性加工を施すに際して事前
に前記押出温度より高い温度で溶体化処理を施してもよ
い。本発明において、合金素材に２２０％以上の伸びに
相当する塑性変形（歪）を与えるが、２２０％以上の伸
びに相当する歪は、歪量あるいは、積算歪量として１．
１５以上に相当するものである。
行う（請求項２）ことが、本発明の塑性変形、成形の際
に割れ（クラック）を生じさせることなく、また、合金
素材の結晶粒及び金属間化合物の大きさを微細化するた
めにも有用であり、その具体的な加工としては、押出、
鋳造などが適用でき、具体的な加工温度としては、Ｍｇ
合金の場合、２００〜３６０℃、Ａｌ合金の場合、３５
０〜５００℃で行うことが好ましい。特に、鋳造法にて
作製された素材に対しては、その鋳造組織を破壊する上
で重要である。また、熱間塑性加工を施すに際して事前
に前記押出温度より高い温度で溶体化処理を施してもよ
い。本発明において、合金素材に２２０％以上の伸びに
相当する塑性変形（歪）を与えるが、２２０％以上の伸
びに相当する歪は、歪量あるいは、積算歪量として１．
１５以上に相当するものである。
【０００９】さらに本発明において、２２０％以上の相
当伸びに相当する歪量の大きな変形を加えるが、これら
の具体的な方法としては、第１に、密閉された空間が、
合金素材を配する収納部を有するコンテナと前記収納部
内に配され、収納部内を摺動可能なステムとから形成さ
れ、前記ステムがそれぞれ独立して摺動可能な少なくと
も２以上の押圧手段を備え、これらの押圧手段により密
閉された空間の形態を変化させる（請求項３）手法があ
り、第２に密閉された空間が、合金素材を配し、長手方
向に連通する収納部を有するコンテナと、前記収納部内
に配され、収納部内に対向して摺動可能な第１及び第２
ステムとから形成され、前記第１又は／及び第２ステム
がそれぞれ独立して摺動可能な少なくとも２以上の押圧
手段を備え、これらの押圧手段により密閉された空間の
形態を変化させる（請求項４）手法がある。
当伸びに相当する歪量の大きな変形を加えるが、これら
の具体的な方法としては、第１に、密閉された空間が、
合金素材を配する収納部を有するコンテナと前記収納部
内に配され、収納部内を摺動可能なステムとから形成さ
れ、前記ステムがそれぞれ独立して摺動可能な少なくと
も２以上の押圧手段を備え、これらの押圧手段により密
閉された空間の形態を変化させる（請求項３）手法があ
り、第２に密閉された空間が、合金素材を配し、長手方
向に連通する収納部を有するコンテナと、前記収納部内
に配され、収納部内に対向して摺動可能な第１及び第２
ステムとから形成され、前記第１又は／及び第２ステム
がそれぞれ独立して摺動可能な少なくとも２以上の押圧
手段を備え、これらの押圧手段により密閉された空間の
形態を変化させる（請求項４）手法がある。
【００１０】以下、図面に基づき、上記第１及び第２の
手法について、詳細に説明する。
手法について、詳細に説明する。
【００１１】図１〜４は上記第１の手法とこれを行うた
めの装置を示しており、装置はその中央部分に上下方向
に連通し開口する収納部２を有する円筒状のコンテナ１
と、コンテナ１の収納部２内に収納され収納部２内を上
下方向に摺動可能で上方に設けられた第１ステム３と同
じくコンテナ１の収納部２内に収納され、収納部２内を
上下方向に摺動可能で、下方に設けられた第２ステム４
とからなる。また、第１ステム３は、円筒状の第１押圧
手段５と、第１押圧手段５の中央部分に上下方向に連続
して開口する開口部内に配され、開口部内を上下方向に
摺動可能な第２押圧手段６を備えている。第１及び第２
押圧手段５、６及び第２ステム４は、図示されてない
が、それぞれ独立した駆動源に連結されている。なお、
効率的に塑性変形（歪）を与え、安定した装置の形態と
するためには、第１押圧手段５と第２押圧手段６との面
積比を０．７〜１．３の範囲に、より好ましくは、０．
８〜１．２の範囲内にすることが好ましい。以下につい
ても同様である。手法について具体的に説明すると、コ
ンテナ１の収納部２内に第２ステム４を配した状況で上
方の開口より、上述の合金素材Ｍを投入し、次に第１ス
テム３をコンテナ１の収納部２内に挿通し、第１ステム
３を第２ステム４に向って摺動させることにより、図１
に示すような合金素材Ｍからなる密閉空間を形成する。
めの装置を示しており、装置はその中央部分に上下方向
に連通し開口する収納部２を有する円筒状のコンテナ１
と、コンテナ１の収納部２内に収納され収納部２内を上
下方向に摺動可能で上方に設けられた第１ステム３と同
じくコンテナ１の収納部２内に収納され、収納部２内を
上下方向に摺動可能で、下方に設けられた第２ステム４
とからなる。また、第１ステム３は、円筒状の第１押圧
手段５と、第１押圧手段５の中央部分に上下方向に連続
して開口する開口部内に配され、開口部内を上下方向に
摺動可能な第２押圧手段６を備えている。第１及び第２
押圧手段５、６及び第２ステム４は、図示されてない
が、それぞれ独立した駆動源に連結されている。なお、
効率的に塑性変形（歪）を与え、安定した装置の形態と
するためには、第１押圧手段５と第２押圧手段６との面
積比を０．７〜１．３の範囲に、より好ましくは、０．
８〜１．２の範囲内にすることが好ましい。以下につい
ても同様である。手法について具体的に説明すると、コ
ンテナ１の収納部２内に第２ステム４を配した状況で上
方の開口より、上述の合金素材Ｍを投入し、次に第１ス
テム３をコンテナ１の収納部２内に挿通し、第１ステム
３を第２ステム４に向って摺動させることにより、図１
に示すような合金素材Ｍからなる密閉空間を形成する。
【００１２】その後、図２に示すように、第１ステム３
の第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動さ
せ、これにより第１ステム３の第２押圧手段６が上方に
後退する。但し、第１及び第２押圧手段５、６とも図２
に示す状態で合金素材Ｍを押圧している。次に、第１ス
テム３の第２押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移
動させ、図１の状態とする。さらに第１ステム３の第２
押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移動させること
により、図３に示すような状態とし、再度第１ステム３
の第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動させ
ることにより図１に示す状態とする。なお、第２押圧手
段が後退する際の押圧圧力が合金素材の加工温度におけ
る変形抵抗の１〜８倍、より好ましくは、２〜６倍の範
囲にすることが好ましい。この範囲にすることにより合
金素材に効率的に塑性変形（歪）を与え、また装置に対
する負荷を軽減させることができる。以下についても、
同様である。
の第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動さ
せ、これにより第１ステム３の第２押圧手段６が上方に
後退する。但し、第１及び第２押圧手段５、６とも図２
に示す状態で合金素材Ｍを押圧している。次に、第１ス
テム３の第２押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移
動させ、図１の状態とする。さらに第１ステム３の第２
押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移動させること
により、図３に示すような状態とし、再度第１ステム３
の第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動させ
ることにより図１に示す状態とする。なお、第２押圧手
段が後退する際の押圧圧力が合金素材の加工温度におけ
る変形抵抗の１〜８倍、より好ましくは、２〜６倍の範
囲にすることが好ましい。この範囲にすることにより合
金素材に効率的に塑性変形（歪）を与え、また装置に対
する負荷を軽減させることができる。以下についても、
同様である。
【００１３】密閉空間及び合金素材Ｍは、断面矩形上の
円柱状態から断面凸形状に変化させ、また、断面矩形状
にもどして後、断面凹形状変化させ、最終的にもとの断
面矩形状にもどす。これをくり返し行う。
円柱状態から断面凸形状に変化させ、また、断面矩形状
にもどして後、断面凹形状変化させ、最終的にもとの断
面矩形状にもどす。これをくり返し行う。
【００１４】成形後の合金素材（成形材料）Ｍは、第１
ステム３を上方に移動させ、第２ステム４により移動さ
せ、収納部２より排出を行い、その後各種の塑性加工を
施し、成形品の製造を行ったり、後述するようにコンテ
ナ端部に成形型を配し、成形型の成形部内に第１又は第
２ステムにより成形材料を押圧し、塑性流動させること
により成形品の製造を行う。
ステム３を上方に移動させ、第２ステム４により移動さ
せ、収納部２より排出を行い、その後各種の塑性加工を
施し、成形品の製造を行ったり、後述するようにコンテ
ナ端部に成形型を配し、成形型の成形部内に第１又は第
２ステムにより成形材料を押圧し、塑性流動させること
により成形品の製造を行う。
【００１５】また、この手法の装置は、各種変更可能で
あり、例えば、図示では、上下方向からステムにより押
圧する構造になっているが、コンテナを横方向に配し、
左右方向よりステムにより押圧する構造にしてもよく、
また、合金素材を成形後、コンテナを傾倒あるいは回動
させ排出可能であれば第２ステムとコンテナとを一体化
したものを用いてもよい。さらに第１ステムは、図示で
は第１及び第２押圧手段からなっているが、さらに第３
あるいは、第４の押圧手段などを設け、これらを独立し
て作動するようにしてもよい。
あり、例えば、図示では、上下方向からステムにより押
圧する構造になっているが、コンテナを横方向に配し、
左右方向よりステムにより押圧する構造にしてもよく、
また、合金素材を成形後、コンテナを傾倒あるいは回動
させ排出可能であれば第２ステムとコンテナとを一体化
したものを用いてもよい。さらに第１ステムは、図示で
は第１及び第２押圧手段からなっているが、さらに第３
あるいは、第４の押圧手段などを設け、これらを独立し
て作動するようにしてもよい。
【００１６】次に、図５〜図７は、上記第２の手法とこ
れを行うための装置を示しており、装置は、基本的なコ
ンテナ第１及び第２ステム３、４の構造は、上記第１の
手法と同様である。第１の手法とは第２ステム４の構造
が異なっており、第２ステム４も第１ステム３と同様に
第１及び第２押圧手段８、９が設けられている。手法に
ついて、具体的に説明すると、コンテナ１の収納部２内
に第２ステム４を配した状況で、上方の開口より合金素
材Ｍを投入し、次に第１ステム３を収納部２内に挿通
し、第１ステム３を第２ステム４に向って摺動させるこ
とにより図５に示すような合金素材Ｍからなる密閉空間
を形成する。その後図６に示すように第１ステム３の第
１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動させ、こ
れにより第１ステム３の第２押圧手段６が上方に後退す
る。但し、第１及び第２押圧手段５、６とも、図６に示
す状態で合金素材Ｍを押圧している。次に第２ステム４
の第２押圧手段９を第１ステム３に向って押圧させ図５
の状態とする。この段階までの作動は、第１の手法と同
様である。次に第２ステム４により合金素材Ｍを第１ス
テム３側（上方）に第１ステム３とともに押し上げる。
この状態で図７に示すように第２ステム４の第１押圧手
段８を第１ステム３に向って押圧移動させ、これにより
第２ステム６の第２押圧手段９が下方に後退する。但
し、この場合も同様に第１及び第２押圧手段８、９とも
図７に示す状態で合金素材を押圧している。次に第２ス
テム４の第１押圧手段８を第１ステム３に向って押圧さ
せ、図５に示す状態とする。以上の工程をくり返し行
い、成形後の合金素材（成形材料）Ｍは、第１ステム３
を上方に移動させ、第２ステム４により移動させ、収納
部２より排出を行い、その後、各種の塑性加工を施し、
成形品の製造を行ったり、後述するようにコンテナ１端
部に成形型を配し、成形型の成形部内に第１又は第２ス
テム３、４により成形材料を押圧し、塑性流動させるこ
とにより成形品の製造を行う。
れを行うための装置を示しており、装置は、基本的なコ
ンテナ第１及び第２ステム３、４の構造は、上記第１の
手法と同様である。第１の手法とは第２ステム４の構造
が異なっており、第２ステム４も第１ステム３と同様に
第１及び第２押圧手段８、９が設けられている。手法に
ついて、具体的に説明すると、コンテナ１の収納部２内
に第２ステム４を配した状況で、上方の開口より合金素
材Ｍを投入し、次に第１ステム３を収納部２内に挿通
し、第１ステム３を第２ステム４に向って摺動させるこ
とにより図５に示すような合金素材Ｍからなる密閉空間
を形成する。その後図６に示すように第１ステム３の第
１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動させ、こ
れにより第１ステム３の第２押圧手段６が上方に後退す
る。但し、第１及び第２押圧手段５、６とも、図６に示
す状態で合金素材Ｍを押圧している。次に第２ステム４
の第２押圧手段９を第１ステム３に向って押圧させ図５
の状態とする。この段階までの作動は、第１の手法と同
様である。次に第２ステム４により合金素材Ｍを第１ス
テム３側（上方）に第１ステム３とともに押し上げる。
この状態で図７に示すように第２ステム４の第１押圧手
段８を第１ステム３に向って押圧移動させ、これにより
第２ステム６の第２押圧手段９が下方に後退する。但
し、この場合も同様に第１及び第２押圧手段８、９とも
図７に示す状態で合金素材を押圧している。次に第２ス
テム４の第１押圧手段８を第１ステム３に向って押圧さ
せ、図５に示す状態とする。以上の工程をくり返し行
い、成形後の合金素材（成形材料）Ｍは、第１ステム３
を上方に移動させ、第２ステム４により移動させ、収納
部２より排出を行い、その後、各種の塑性加工を施し、
成形品の製造を行ったり、後述するようにコンテナ１端
部に成形型を配し、成形型の成形部内に第１又は第２ス
テム３、４により成形材料を押圧し、塑性流動させるこ
とにより成形品の製造を行う。
【００１７】密閉空間及び成形素材は、断面矩形状の円
柱状態から断面凸形状に変化させ、また断面矩形状にも
どし、さらに断面逆凸形状に変化させて断面矩形状にも
どされる。また、この第２の手法においては、第１の手
法の作動と合せて密閉空間及び合金素材を矩形、凸形、
矩形、凹形、矩形、逆凸形、矩形、逆凹形、矩形と順次
変化させることができる。この手法の場合、合金素材Ｍ
は、上部及び下部とも均一に歪を受けることになる。な
お、この手法においても、第１の手法と同様に種々の変
更が可能である。
柱状態から断面凸形状に変化させ、また断面矩形状にも
どし、さらに断面逆凸形状に変化させて断面矩形状にも
どされる。また、この第２の手法においては、第１の手
法の作動と合せて密閉空間及び合金素材を矩形、凸形、
矩形、凹形、矩形、逆凸形、矩形、逆凹形、矩形と順次
変化させることができる。この手法の場合、合金素材Ｍ
は、上部及び下部とも均一に歪を受けることになる。な
お、この手法においても、第１の手法と同様に種々の変
更が可能である。
【００１８】上記手法を繰り返し行うことによって、合
金素材Ｍの材料中に無限に歪を蓄積することができ、非
常に簡単な工程で、結晶粒が１０μｍ以下、金属間化合
物の大きさが１μｍ以下に微細化され、しかも従来の加
工硬化による強度を上回る強化ができると同時に、靭性
を大きく改善できる。また、この手法は、鋳造組織、合
金成分のマクロ、ミクロ的な偏折の破壊、均質化にも効
果を持っており、合金素材では一般に行われている高温
・長時間の均質化熱処理を省略することもできる。
金素材Ｍの材料中に無限に歪を蓄積することができ、非
常に簡単な工程で、結晶粒が１０μｍ以下、金属間化合
物の大きさが１μｍ以下に微細化され、しかも従来の加
工硬化による強度を上回る強化ができると同時に、靭性
を大きく改善できる。また、この手法は、鋳造組織、合
金成分のマクロ、ミクロ的な偏折の破壊、均質化にも効
果を持っており、合金素材では一般に行われている高温
・長時間の均質化熱処理を省略することもできる。
【００１９】これらの手法は、できるだけ低温で行うこ
とが好ましい。しかしながら、合金の変形抵抗は低温に
なるほど高く、変形能は低温ほど小さくなる傾向があ
る。装置の強度及び円滑な作動及び健全な成形材料を得
るために、通常は合金によって異なる適切な温度で行わ
れる。一般的には、３００℃以下、好ましくは合金の再
結晶化温度以下、さらに好ましくは回復温度以下で行わ
れる。
とが好ましい。しかしながら、合金の変形抵抗は低温に
なるほど高く、変形能は低温ほど小さくなる傾向があ
る。装置の強度及び円滑な作動及び健全な成形材料を得
るために、通常は合金によって異なる適切な温度で行わ
れる。一般的には、３００℃以下、好ましくは合金の再
結晶化温度以下、さらに好ましくは回復温度以下で行わ
れる。
【００２０】これらの手法により前述したように平均結
晶粒径が１０μｍ以下、金属間化合物の平均粒子径を１
μｍ以下とすることができ、このような成形材料は、温
度１００〜４５０℃、好ましくは温度１００〜３５０
℃、歪速度１０-5〜１０0Ｓ-1の成形加工条件で種々の
形状に成形できる。また、成形に際しては、１５０％以
上の伸びを示すことから、粒界すべりによる変形と粒内
（塑性）変形とにより材料が変形し、超塑性的な変形が
生じる。また、微細な金属間化合物が存在していること
により、成形の際に上記のように加熱を行っても、結晶
粒の粗大化が抑制され、機械的な特性の低下が生じにく
い。なお、超塑性的な成形及び機械的特性を考慮した場
合、平均結晶粒径３μｍ以下であることが好ましく、よ
り好ましくはＭｇ合金の場合２μｍ以下、Ａｌ合金の場
合１μｍ以下である。
晶粒径が１０μｍ以下、金属間化合物の平均粒子径を１
μｍ以下とすることができ、このような成形材料は、温
度１００〜４５０℃、好ましくは温度１００〜３５０
℃、歪速度１０-5〜１０0Ｓ-1の成形加工条件で種々の
形状に成形できる。また、成形に際しては、１５０％以
上の伸びを示すことから、粒界すべりによる変形と粒内
（塑性）変形とにより材料が変形し、超塑性的な変形が
生じる。また、微細な金属間化合物が存在していること
により、成形の際に上記のように加熱を行っても、結晶
粒の粗大化が抑制され、機械的な特性の低下が生じにく
い。なお、超塑性的な成形及び機械的特性を考慮した場
合、平均結晶粒径３μｍ以下であることが好ましく、よ
り好ましくはＭｇ合金の場合２μｍ以下、Ａｌ合金の場
合１μｍ以下である。
【００２１】また、本発明においては、前述の２２０％
以上の伸びに相当する塑性変形を与えた成形材料を固相
状態のまま成形型内に押圧し、成形材料を塑性流動させ
ることにより成形型内に充填し、成形品を作製するが固
相状態のまま成形することにより、成形材料は熱的な影
響を受けにくく機械的な特性を維持しやすくなり、少な
くとも前工程における材料特性を備えた成形品を作製す
ることができる。さらに固相状態で成形を行うことによ
り成形型内及び装置内の残留ガスは材料にまき込まれに
くく、ガス抜き口を通して円滑に排出がなされ、ポロシ
ティ及びブリスタの発生が生じにくくなる。また、材料
の塑性流動は、前述したように超塑性的な変形が可能で
あることにより、成形型内へ円滑に充填できる。
以上の伸びに相当する塑性変形を与えた成形材料を固相
状態のまま成形型内に押圧し、成形材料を塑性流動させ
ることにより成形型内に充填し、成形品を作製するが固
相状態のまま成形することにより、成形材料は熱的な影
響を受けにくく機械的な特性を維持しやすくなり、少な
くとも前工程における材料特性を備えた成形品を作製す
ることができる。さらに固相状態で成形を行うことによ
り成形型内及び装置内の残留ガスは材料にまき込まれに
くく、ガス抜き口を通して円滑に排出がなされ、ポロシ
ティ及びブリスタの発生が生じにくくなる。また、材料
の塑性流動は、前述したように超塑性的な変形が可能で
あることにより、成形型内へ円滑に充填できる。
【００２２】さらに、本発明においては、前述の２２０
％以上の伸びに相当する、塑性変形を与えた成形材料を
固相状態のまま、押出成形を行うこともでき、固相状態
のまま、成形することにより、上記と同様に材料は熱的
な影響を受けにくく、機械的な特性を維持しやすくな
り、さらに固相状態での押出成形を行うことによりコン
テナ内の残留ガスが押出成形材にまき込まれにくく、後
方のダミーブロック及びダイスより円滑にガス抜きさ
れ、押出成形材に不良が発生しにくくなる。また、材料
の押出成形による変形は、前述したように超塑性的な変
形となり、ダイスより押出成形材が成形される。なお、
押出成形の場合、押出成形材が成形品となるが、押出成
形材を５００℃以下、歪速度１０-2〜１０0Ｓ-1の条件
で液圧・ガス圧ブロー成形、プレス成形、スピニング曲
げ、絞り加工などの塑性加工を施したもの、同条件で超
塑性流動を利用した拡散接合を行ったものは、これが最
終的な成形品となる。
％以上の伸びに相当する、塑性変形を与えた成形材料を
固相状態のまま、押出成形を行うこともでき、固相状態
のまま、成形することにより、上記と同様に材料は熱的
な影響を受けにくく、機械的な特性を維持しやすくな
り、さらに固相状態での押出成形を行うことによりコン
テナ内の残留ガスが押出成形材にまき込まれにくく、後
方のダミーブロック及びダイスより円滑にガス抜きさ
れ、押出成形材に不良が発生しにくくなる。また、材料
の押出成形による変形は、前述したように超塑性的な変
形となり、ダイスより押出成形材が成形される。なお、
押出成形の場合、押出成形材が成形品となるが、押出成
形材を５００℃以下、歪速度１０-2〜１０0Ｓ-1の条件
で液圧・ガス圧ブロー成形、プレス成形、スピニング曲
げ、絞り加工などの塑性加工を施したもの、同条件で超
塑性流動を利用した拡散接合を行ったものは、これが最
終的な成形品となる。
【００２３】以下、成形品の製造方法及び装置を上記成
形型内への押圧成形を代表に図８及び９をもとに具体的
に説明する。図８、９は、前述の第１の手法である図１
〜４をもとにした装置であり、コンテナ１、第１及び第
２ステム３、４の構成は、同様である。コンテナ１の一
端側にコンテナ１の収納部２と連通する連通口１２を有
する成形型１１が配され、成形型１１は成形上型１３と
成形下型１４とから構成され、それぞれの対向面には成
形部１５が形成されている。又は、成形部１５は図示さ
れるように連通口１２内において、第１ステム３及び第
２ステム４とによっても最終的に形成され、図示におい
ては、断面略Ｈ字形状の成形品Ｓが成形される。成形型
１１は、第１の手法により塑性変形（歪）を与える前に
事前に装着しておいてもよいし、第１の手法により塑性
変形（歪）を与えた後に装着してもよい。成形の仕方に
ついて、具体的に説明すると、図８に示すように、第１
の手法により塑性変形（歪）を与え成形材料を作製した
後に、第２ステム４の上面が、成形型１１の成形部１５
下面とほぼ同じになるまで第２ステム４を下降させ、成
形材料も合せて降下させる。次に第１ステム３により前
記成形材料を押圧し、図９に示すように成形材料を成形
部１５内に充填させ、成形品Ｓを製造する。なお、成形
に際して、図示されていないが、成形型１１には、成形
型１１の温度をコントロールするため加熱・冷却手段及
び温度検知手段等が設けられており、これによって、成
形条件を制御している。成形に際して、成形材料は、第
１ステム３により押圧され、略直角方向に流動方向を変
えられ、また、断面積を減少させられ、成形部１５内に
充填される。ここで成形材料は、成形の際の塑性流動の
際にも歪を与えられ、成形品Ｓが製造される。このよう
に成形の際にも歪を与えることにより成形材料よりもさ
らに機械的特性の向上が行える。このような歪の与え方
としては、ステムの押圧方向と、成形材料の流動方向と
が角度を持って連結されている、あるいは、流動する過
程で断面積を減少させることなどによって行える。具体
的な、成形条件は、温度１００〜４５０℃、歪速度１０
-5〜１０0Ｓ-1で行える。なお、図示の例では、コンテ
ナ１の下方側に成形型を配し、第１ステム３の押圧によ
り成形を行ったが、コンテナ１の上方側に成形型１１を
配し第２ステム４の押圧により上方に向って成形を行っ
てもよい。また、図１〜４の第１の手法にもとづく装置
に適用した例を示したが、図５〜７の第２の手法にもと
づく装置にも同様に適用できる。さらに得られた成形品
Ｓにはプレス成形等により、種々の模様、あるいは加工
を施すことが可能である。
形型内への押圧成形を代表に図８及び９をもとに具体的
に説明する。図８、９は、前述の第１の手法である図１
〜４をもとにした装置であり、コンテナ１、第１及び第
２ステム３、４の構成は、同様である。コンテナ１の一
端側にコンテナ１の収納部２と連通する連通口１２を有
する成形型１１が配され、成形型１１は成形上型１３と
成形下型１４とから構成され、それぞれの対向面には成
形部１５が形成されている。又は、成形部１５は図示さ
れるように連通口１２内において、第１ステム３及び第
２ステム４とによっても最終的に形成され、図示におい
ては、断面略Ｈ字形状の成形品Ｓが成形される。成形型
１１は、第１の手法により塑性変形（歪）を与える前に
事前に装着しておいてもよいし、第１の手法により塑性
変形（歪）を与えた後に装着してもよい。成形の仕方に
ついて、具体的に説明すると、図８に示すように、第１
の手法により塑性変形（歪）を与え成形材料を作製した
後に、第２ステム４の上面が、成形型１１の成形部１５
下面とほぼ同じになるまで第２ステム４を下降させ、成
形材料も合せて降下させる。次に第１ステム３により前
記成形材料を押圧し、図９に示すように成形材料を成形
部１５内に充填させ、成形品Ｓを製造する。なお、成形
に際して、図示されていないが、成形型１１には、成形
型１１の温度をコントロールするため加熱・冷却手段及
び温度検知手段等が設けられており、これによって、成
形条件を制御している。成形に際して、成形材料は、第
１ステム３により押圧され、略直角方向に流動方向を変
えられ、また、断面積を減少させられ、成形部１５内に
充填される。ここで成形材料は、成形の際の塑性流動の
際にも歪を与えられ、成形品Ｓが製造される。このよう
に成形の際にも歪を与えることにより成形材料よりもさ
らに機械的特性の向上が行える。このような歪の与え方
としては、ステムの押圧方向と、成形材料の流動方向と
が角度を持って連結されている、あるいは、流動する過
程で断面積を減少させることなどによって行える。具体
的な、成形条件は、温度１００〜４５０℃、歪速度１０
-5〜１０0Ｓ-1で行える。なお、図示の例では、コンテ
ナ１の下方側に成形型を配し、第１ステム３の押圧によ
り成形を行ったが、コンテナ１の上方側に成形型１１を
配し第２ステム４の押圧により上方に向って成形を行っ
てもよい。また、図１〜４の第１の手法にもとづく装置
に適用した例を示したが、図５〜７の第２の手法にもと
づく装置にも同様に適用できる。さらに得られた成形品
Ｓにはプレス成形等により、種々の模様、あるいは加工
を施すことが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、実施例にもとづき、本発明
を具体的に説明する。 実施例１
を具体的に説明する。 実施例１
【００２５】適用合金として表１に示す組成範囲のＡ５
０５６合金を選び、鋳造によって丸棒を作製し、得られ
た丸棒を５００℃で１０時間熱処理後、水中で急冷し、
その後、熱間押出し（４５０℃、押出比１０）によって
直径４２ｍｍの丸棒とし、これを切断して、直径４２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの丸棒を供試材（合金素材）とした。
０５６合金を選び、鋳造によって丸棒を作製し、得られ
た丸棒を５００℃で１０時間熱処理後、水中で急冷し、
その後、熱間押出し（４５０℃、押出比１０）によって
直径４２ｍｍの丸棒とし、これを切断して、直径４２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの丸棒を供試材（合金素材）とした。
【００２６】
【表１】
【００２７】得られた供試材を図１〜４に示す装置を用
いて行った。なお、コンテナ１の収納部２の内径は直径
４２ｍｍ、第１ステム３の第１押圧手段５の外径は直径
４２ｍｍ、開口部７の内径は直径３０ｍｍ、第２押圧手
段６の外径は直径３０ｍｍ、第２ステム４の外径は直径
４２ｍｍのものを用いた。得られた供試材をコンテナ１
の収納部２内に投入し、第１ステム３を収納部２内に配
し、図１に示す状態とした。図１の状態にした後、供試
材の温度が１８０℃となるようにコンテナ１内の温度を
調整した。次に図１の加圧密閉状態から、図２に示すよ
うに第１押圧手段５を第２ステム４に向けて押圧移動さ
せ、第２ステム４までの距離が５ｍｍの位置まで移動さ
せ、これにともない第２押圧手段６は図示のように、前
記とは逆方向（図示では上方向）に移動させられ、供試
材の形状を断面凸形状に変化させた。次に第２押圧手段
６を第２ステム４に向って押圧移動させることにより、
再度図１の状態に戻した。さらに第２押圧手段６を第２
ステム４に向って第２ステム４までの距離が５ｍｍの位
置まで押圧移動させ、図３に示すような状態とし、供試
材の形状を断面凹形状に変化させた。その後、上記と同
様に第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動さ
せることにより、再度図１の状態に戻した。供試材は、
投入時の断面矩形状から断面凸形状、断面矩形状、断面
凹形状と変化させられ、最終的に投入時の断面矩形状の
形態に戻る。このようにして、供試材に剪断塑性変形を
与え、供試材に真歪み２以上の歪みを蓄積することがで
きる。以上の工程を２回くり返すことにより、供試材に
積算歪量３〜４（相当伸び約１００００％）の加工を受
けた成形材料が得られることになる。
いて行った。なお、コンテナ１の収納部２の内径は直径
４２ｍｍ、第１ステム３の第１押圧手段５の外径は直径
４２ｍｍ、開口部７の内径は直径３０ｍｍ、第２押圧手
段６の外径は直径３０ｍｍ、第２ステム４の外径は直径
４２ｍｍのものを用いた。得られた供試材をコンテナ１
の収納部２内に投入し、第１ステム３を収納部２内に配
し、図１に示す状態とした。図１の状態にした後、供試
材の温度が１８０℃となるようにコンテナ１内の温度を
調整した。次に図１の加圧密閉状態から、図２に示すよ
うに第１押圧手段５を第２ステム４に向けて押圧移動さ
せ、第２ステム４までの距離が５ｍｍの位置まで移動さ
せ、これにともない第２押圧手段６は図示のように、前
記とは逆方向（図示では上方向）に移動させられ、供試
材の形状を断面凸形状に変化させた。次に第２押圧手段
６を第２ステム４に向って押圧移動させることにより、
再度図１の状態に戻した。さらに第２押圧手段６を第２
ステム４に向って第２ステム４までの距離が５ｍｍの位
置まで押圧移動させ、図３に示すような状態とし、供試
材の形状を断面凹形状に変化させた。その後、上記と同
様に第１押圧手段５を第２ステム４に向って押圧移動さ
せることにより、再度図１の状態に戻した。供試材は、
投入時の断面矩形状から断面凸形状、断面矩形状、断面
凹形状と変化させられ、最終的に投入時の断面矩形状の
形態に戻る。このようにして、供試材に剪断塑性変形を
与え、供試材に真歪み２以上の歪みを蓄積することがで
きる。以上の工程を２回くり返すことにより、供試材に
積算歪量３〜４（相当伸び約１００００％）の加工を受
けた成形材料が得られることになる。
【００２８】このようにして得られた成形材料及び投入
前の供試材について、光学顕微鏡（倍率：２５０倍）及
び透過電子顕微鏡（倍率：１５０００倍）にて組織観察
を行った結果、投入前の供試材の平均結晶粒径が約３０
μｍであるのに対し、成形材料は、平均結晶粒径が０．
５〜１μｍに微細化され、粒内に転位を含む亜結晶粒か
らなっていることが分かった。また、室温における機械
的特性を調べたところ、投入前の供試材が０．２％耐力
が１３０ＭＰａ、伸びが２５％に対して、成形材料が、
０．２％耐力が３２０ＭＰａ、伸びが２０％であり、結
晶粒の微細化により機械的特性の向上がみられた。
前の供試材について、光学顕微鏡（倍率：２５０倍）及
び透過電子顕微鏡（倍率：１５０００倍）にて組織観察
を行った結果、投入前の供試材の平均結晶粒径が約３０
μｍであるのに対し、成形材料は、平均結晶粒径が０．
５〜１μｍに微細化され、粒内に転位を含む亜結晶粒か
らなっていることが分かった。また、室温における機械
的特性を調べたところ、投入前の供試材が０．２％耐力
が１３０ＭＰａ、伸びが２５％に対して、成形材料が、
０．２％耐力が３２０ＭＰａ、伸びが２０％であり、結
晶粒の微細化により機械的特性の向上がみられた。
【００２９】さらに、得られた成形材料を、図８、９に
示す装置を用い、断面略Ｈ字状の外周縁部が表裏に突出
する突出部を備えた円板状の成形品を作製した。成形時
の温度は上述と同様で１８０℃である。得られた成形品
は、成形材料に比べ組織はさらに微細化され、機械的特
性もさらに向上していた。これは、成形材料も成形型内
に塑性流動させられる際にも歪を与えられた結果と考え
られる。実施例２
示す装置を用い、断面略Ｈ字状の外周縁部が表裏に突出
する突出部を備えた円板状の成形品を作製した。成形時
の温度は上述と同様で１８０℃である。得られた成形品
は、成形材料に比べ組織はさらに微細化され、機械的特
性もさらに向上していた。これは、成形材料も成形型内
に塑性流動させられる際にも歪を与えられた結果と考え
られる。実施例２
【００３０】適用合金として表２に示す組成範囲のＺＫ
６０合金を選び、鋳造によって丸棒を作製し、得られた
丸棒を４９９℃で２時間熱処理後、水中で急冷し、その
後、熱間押出し、（３００℃、押出比１０）によって、
直径４２ｍｍの丸棒とし、これを切断して直径４２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの丸棒を供試材（合金素材）とした。
６０合金を選び、鋳造によって丸棒を作製し、得られた
丸棒を４９９℃で２時間熱処理後、水中で急冷し、その
後、熱間押出し、（３００℃、押出比１０）によって、
直径４２ｍｍの丸棒とし、これを切断して直径４２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの丸棒を供試材（合金素材）とした。
【００３１】
【表２】
【００３２】得られた供試材を図５〜７に示す装置を用
いて行った。なお、コンテナ１の収納部２の内径は直径
４２ｍｍ、第１及び第２ステム３、４の第１押圧手段
５、８の外径は直径４２ｍｍ、開口部７、１０の内径は
直径３０ｍｍ、第１及び第２ステム３、４の第２押圧手
段６、９の外径は直径３０ｍｍのものを用いた。得られ
た供試材を、コンテナ１の収納部２内に投入し、第１ス
テム３を収納部２内に配し、図５に示す状態とした。図
５の状態とした後、供試材の温度が１８０℃となるよう
にコンテナ１内の温度を調整した。次に図５の加圧密閉
状態から、図６に示すように第１ステム３の第１押圧手
段５を第２ステム４に向けて押圧移動させ、第２ステム
４までの距離が５ｍｍの位置まで移動させ、これにとも
ない第１ステム３の第２押圧手段６は図示のように前記
とは逆方向（図示では上方向）に移動させられ、供試材
の形状を断面凸形状に変化させた。次に、第１ステム３
の第２押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移動させ
ることにより、再度図５の状態に戻した。その後、供試
材を第２ステム４により、第１ステム３側（図７に示す
ようにコンテナ１の上方）へ移動させ、次に第２ステム
４の第１押圧手段８を第１ステム３に向けて押圧移動さ
せ、第１ステム３までの距離が５ｍｍの位置まで移動さ
せ、図７に示される状態とし、供試材の形状を断面逆凸
形状に変化させた。次に第２ステム４の第２押圧手段９
を第１ステム３に向って押圧移動させることにより、再
度図５に示す状態に戻した。各押圧手段による押出比は
３にて行った。供試材は、投入時の断面矩形状から断面
凸形状、断面矩形状、断面逆凸形状と変化させられ、最
終的に投入時の断面矩形状の形態に戻る。
いて行った。なお、コンテナ１の収納部２の内径は直径
４２ｍｍ、第１及び第２ステム３、４の第１押圧手段
５、８の外径は直径４２ｍｍ、開口部７、１０の内径は
直径３０ｍｍ、第１及び第２ステム３、４の第２押圧手
段６、９の外径は直径３０ｍｍのものを用いた。得られ
た供試材を、コンテナ１の収納部２内に投入し、第１ス
テム３を収納部２内に配し、図５に示す状態とした。図
５の状態とした後、供試材の温度が１８０℃となるよう
にコンテナ１内の温度を調整した。次に図５の加圧密閉
状態から、図６に示すように第１ステム３の第１押圧手
段５を第２ステム４に向けて押圧移動させ、第２ステム
４までの距離が５ｍｍの位置まで移動させ、これにとも
ない第１ステム３の第２押圧手段６は図示のように前記
とは逆方向（図示では上方向）に移動させられ、供試材
の形状を断面凸形状に変化させた。次に、第１ステム３
の第２押圧手段６を第２ステム４に向って押圧移動させ
ることにより、再度図５の状態に戻した。その後、供試
材を第２ステム４により、第１ステム３側（図７に示す
ようにコンテナ１の上方）へ移動させ、次に第２ステム
４の第１押圧手段８を第１ステム３に向けて押圧移動さ
せ、第１ステム３までの距離が５ｍｍの位置まで移動さ
せ、図７に示される状態とし、供試材の形状を断面逆凸
形状に変化させた。次に第２ステム４の第２押圧手段９
を第１ステム３に向って押圧移動させることにより、再
度図５に示す状態に戻した。各押圧手段による押出比は
３にて行った。供試材は、投入時の断面矩形状から断面
凸形状、断面矩形状、断面逆凸形状と変化させられ、最
終的に投入時の断面矩形状の形態に戻る。
【００３３】このようにして、供試材に剪断塑性変形を
与え、供試材に真歪み２以上の歪みを蓄積することがで
きる。以上の工程を２回くり返すことにより、供試材に
積算歪量３〜４（相当伸び約１００００％）の加工を受
けた成形材料が得られることになる。本実施例において
は、未変形領域がなく、合金素材全体を均一に変形させ
ることができる。
与え、供試材に真歪み２以上の歪みを蓄積することがで
きる。以上の工程を２回くり返すことにより、供試材に
積算歪量３〜４（相当伸び約１００００％）の加工を受
けた成形材料が得られることになる。本実施例において
は、未変形領域がなく、合金素材全体を均一に変形させ
ることができる。
【００３４】このようにして得られた成形材料及び投入
前の供試材について、光学顕微鏡（倍率：５００倍）及
び透過電子顕微鏡（倍率：３００００倍）にて組織観察
を行った結果、投入前の供試材の平均結晶粒径が約３０
μｍ程度であるのに対して、成形材料は平均結晶粒径が
０．５〜１μｍに微細化されていることが分かった。ま
た、室温における機械的特性を調べたところ、投入前の
供試材が０．２％耐力が２１０ＭＰａ、伸びが５％であ
るのに対して、成形材料が０．２％耐力が３７０ＭＰ
ａ、伸びが１０％と耐力及び伸びとも改善されており、
結晶粒の微細化により機械的特性の向上がみられた。
前の供試材について、光学顕微鏡（倍率：５００倍）及
び透過電子顕微鏡（倍率：３００００倍）にて組織観察
を行った結果、投入前の供試材の平均結晶粒径が約３０
μｍ程度であるのに対して、成形材料は平均結晶粒径が
０．５〜１μｍに微細化されていることが分かった。ま
た、室温における機械的特性を調べたところ、投入前の
供試材が０．２％耐力が２１０ＭＰａ、伸びが５％であ
るのに対して、成形材料が０．２％耐力が３７０ＭＰ
ａ、伸びが１０％と耐力及び伸びとも改善されており、
結晶粒の微細化により機械的特性の向上がみられた。
【００３５】さらに、実施例１と同様に得られた成形材
料を図８、９に示す装置を用い、断面略Ｈ字状の外周縁
部が表裏に突出する突出部を備えた円板状の成形品を作
製した。成形時の温度は上述と同様で１８０℃である。
得られた成形品は、成形材料に比べ組織はさらに微細化
され、機械的特性もさらに向上していた。これは、成形
材料が成形型内に塑性流動させられる際にも歪を与えら
れた結果と考えられる。
料を図８、９に示す装置を用い、断面略Ｈ字状の外周縁
部が表裏に突出する突出部を備えた円板状の成形品を作
製した。成形時の温度は上述と同様で１８０℃である。
得られた成形品は、成形材料に比べ組織はさらに微細化
され、機械的特性もさらに向上していた。これは、成形
材料が成形型内に塑性流動させられる際にも歪を与えら
れた結果と考えられる。
【００３６】一方、本実施例の成形材料は、温度３２５
℃、歪速度１×１０-2Ｓ-1で最大約５４０％破断伸びを
示すことから、得られた成形材料を図８、９に示す装置
を用い、成形温度を３２５℃、成形速度２０ｍｍ／ｓの
条件とし、上記と同様の成形品を作製した。このように
して得られた成形品においても上記と同様に組織は微細
化され、機械的特性もさらに向上していた。これも、成
形材料が成形型内に塑性流動させられる際にも歪を与え
られた結果と考えられる。
℃、歪速度１×１０-2Ｓ-1で最大約５４０％破断伸びを
示すことから、得られた成形材料を図８、９に示す装置
を用い、成形温度を３２５℃、成形速度２０ｍｍ／ｓの
条件とし、上記と同様の成形品を作製した。このように
して得られた成形品においても上記と同様に組織は微細
化され、機械的特性もさらに向上していた。これも、成
形材料が成形型内に塑性流動させられる際にも歪を与え
られた結果と考えられる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、合金素材の結晶の微細
化作業が容易に行え、作業数及び作業時間の短縮化が行
え、また大きな偏荷重を加えることなく成形材料及び成
形品の製造が行える。さらに、結晶の微細化により機械
的特性の向上が行え、高強度、高靭性な成形材料及び成
形品を提供することができる。また、成形材料の製造に
あたっては、初めの合金素材の形状に戻すことができる
とともに、最終的な成形材料の形状を制御できるので、
以後塑性加工を施し、成形品を作製する場合は、塑性加
工しやすい形状に制御して提供することができる。
化作業が容易に行え、作業数及び作業時間の短縮化が行
え、また大きな偏荷重を加えることなく成形材料及び成
形品の製造が行える。さらに、結晶の微細化により機械
的特性の向上が行え、高強度、高靭性な成形材料及び成
形品を提供することができる。また、成形材料の製造に
あたっては、初めの合金素材の形状に戻すことができる
とともに、最終的な成形材料の形状を制御できるので、
以後塑性加工を施し、成形品を作製する場合は、塑性加
工しやすい形状に制御して提供することができる。
【図１】本発明の製造法に適した装置の説明図で、最初
の工程の状態を示す。
の工程の状態を示す。
【図２】図１の次の工程の状態を示す。
【図３】図２の次の工程の状態を示す。
【図４】第１ステム、第２ステム、コンテナの分割斜視
図である。
図である。
【図５】本発明の製造法に適した他の装置の説明図で、
最初の工程の状態を示す。
最初の工程の状態を示す。
【図６】図５の次の工程の状態を示す。
【図７】図６の次の工程の状態を示す。
【図８】本発明の製造法に適したさらに他の装置の説明
図で、最初の工程の状態を示す。
図で、最初の工程の状態を示す。
【図９】図８の最終段階の状態を示す。
１ コンテナ ２ 収納部 ３ 第１ステム ４ 第２ステム ５、８ 第１押圧手段 ６、９ 第２押圧手段 ７、１０ 開口部 １１ 成形型 １２ 連通口 １３ 成形上型 １４ 成形下型 １５ 成形部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月６日（１９９９．５．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】密閉空間及び合金素材Ｍは、断面矩形状の
円柱状態から断面凸形状に変化させ、また、断面矩形状
にもどして後、断面凹形状変化させ、最終的にもとの断
面矩形状にもどす。これをくり返し行う。
円柱状態から断面凸形状に変化させ、また、断面矩形状
にもどして後、断面凹形状変化させ、最終的にもとの断
面矩形状にもどす。これをくり返し行う。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９４ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９４Ａ ６９４Ｂ
Claims (8)
- 【請求項１】 密閉された空間内に合金素材を配し、前
記密閉された空間の形態を変化させることにより、前記
合金素材に２２０％以上の伸びに相当する塑性変形
（歪）を与え、平均結晶粒径を１０μｍ以下、金属間化
合物の平均粒子径を１μｍ以下に微細化することによっ
て、高強度、高靭性材料を製造することを特徴とする成
形材料の製造方法。 - 【請求項２】 合金素材は、鋳造材に熱間塑性加工を施
したものである請求項１記載の成形材料の製造方法、。 - 【請求項３】 密閉された空間が、合金素材を配する収
納部を有するコンテナと前記収納部内に配され、収納部
内を摺動可能なステムとから形成され、前記ステムがそ
れぞれ独立して摺動可能な少なくとも２以上の押圧手段
を備え、これらの押圧手段により密閉された空間の形態
を変化させる請求項１記載の成形材料の製造方法。 - 【請求項４】 密閉された空間が、合金素材を配し、長
手方向に連通する収納部を有するコンテナと、前記収納
部内に配され、収納部内に対向して摺動可能な第１及び
第２ステムとから形成され、前記第１又は／及び第２ス
テムがそれぞれ独立して摺動可能な少なくとも２以上の
押圧手段を備え、これらの押圧手段により密閉された空
間の形態を変化させる請求項１記載の成形材料の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかで得られた
成形材料を温度１００〜４５０℃、歪速度１０-5〜１０
0Ｓ-1の成形加工条件で成形する請求項１記載の成形品
の製造方法。 - 【請求項６】 得られた成形材料を固相状態のまま成形
型内に押圧し、塑性流動させることにより成形する請求
項５記載の成形品の製造方法。 - 【請求項７】 得られた成形材料が配される供給部と成
形型内に形成された成形部とが連通されてなり、供給部
と成形部とが角度を持って連結されてなり、塑性流動の
際にも歪を与え成形する請求項５記載の成形品の製造方
法。 - 【請求項８】 得られた成形材料を固相状態のまま押出
成形を行う請求項５記載の成形品の製造方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| WO2010047045A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金成形体及びマグネシウム合金板 |
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-
1999
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