JP2001234308A - Metallic formed stock and its forming method - Google Patents

Metallic formed stock and its forming method

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JP2001234308A
JP2001234308A JP2000038679A JP2000038679A JP2001234308A JP 2001234308 A JP2001234308 A JP 2001234308A JP 2000038679 A JP2000038679 A JP 2000038679A JP 2000038679 A JP2000038679 A JP 2000038679A JP 2001234308 A JP2001234308 A JP 2001234308A
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JP
Japan
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base material
metal forming
forming material
metal
crystal grains
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Application number
JP2000038679A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohito Taira
博仁 平
Akinori Mizuta
明能 水田
Kiwa Ikemoto
喜和 池本
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metallic formed stock forming method by which a metal formed stock can easily and efficiently be formed and the shape of the stock to be formed is not limited. SOLUTION: A pin is inserted into a base material, a sliding piece is moved while being slid on the base material, the original crystal grains of the base material are collapsed along the moving path of the sliding piece by plastic fluidity, then are recrystallized, and fine crystal grains are formed. In this way, by the mechanical recrystallization, a fine crystal part 21 where the crystal grains are locally refined is formed. In this metallic formed stock 20, only the fine crystal part 21 exhibits superplasticity, and in the remaining parts 22 and 23, superplasticity is not exhibited.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超塑性加工に好適
に用いることができる金属成形素材およびその形成方法
に関するとともに、その金属成形素材を用いて成形する
成形部材および成形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal forming material which can be suitably used for superplastic working and a method for forming the same, and a molding member and a forming method which are formed using the metal forming material.

【0002】[0002]

【従来の技術】構造用材料には、金属材料および樹脂系
材料がある。構造物の多様化および複雑化に伴なって、
複雑な形状の成形部材を形成しやすい樹脂系材料が、構
造用材料として広く利用されている。これに対して環境
問題を視野に入れ、樹脂系材料に比べてリサクル性に優
れた金属材料のさらなる利用が望まれている。前述のよ
うに多様化および複雑化した構造物に用いる構造用材料
として、金属材料をさらに広く利用するためには、複雑
な形状に成形することができるように、金属成形素材
は、大きな塑性変形が可能でなければならない。
2. Description of the Related Art Structural materials include metal materials and resin-based materials. With the diversification and complexity of structures,
BACKGROUND ART Resin-based materials that can easily form a molded member having a complicated shape are widely used as structural materials. On the other hand, from the viewpoint of environmental issues, there is a demand for further use of a metal material having excellent recyclability as compared with a resin material. As described above, in order to use metal materials more widely as structural materials used for diversified and complicated structures, metal forming materials must have large plastic deformation so that they can be formed into complex shapes. Must be possible.

【0003】金属材料は、結晶粒を微細化することによ
って、所定温度下で所定歪速度で外力を与えたときに、
伸びが数100%になる状態まで塑性変形させることが
できる超塑性を発現することが知られている。したがっ
て結晶粒を微細化した金属成形素材を用いることによっ
て、大きく塑性変形させて複雑な形状の成形部材を成形
することができる。このような結晶粒が微細化された金
属成形素材は、母材を圧延または押出することによっ
て、結晶粒を押潰した後に、全体を再結晶または相変態
を伴って再結晶させて形成している。
When a metal material is subjected to an external force at a predetermined temperature and at a predetermined strain rate by refining crystal grains,
It is known to exhibit superplasticity that enables plastic deformation until the elongation reaches several hundred percent. Therefore, by using a metal forming material in which crystal grains are refined, a plastic member having a complicated shape can be formed by largely plastic deformation. Such a metal forming material in which crystal grains are refined is formed by rolling or extruding a base material, crushing the crystal grains, and then recrystallizing the whole with recrystallization or phase transformation. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように圧延や押出
して得られる従来の技術の超塑性可能な金属成形素材
は、板状または型材に限定されてしまううえ、材質が炭
素鋼やチタン材等の固相変態するもの、またアルミ合金
で再結晶成長が抑制される合金成分を含むものなどに限
定されてしまう。また超塑性成形は、通常金属成形素材
に各部の成形量(変形量)に応じてガス圧を調整しなが
らガスによって押圧力を与え、全体を所定形状に成形し
てるが、全体が均質に結晶粒が微細化されている金属成
形素材では、塑性加工時に、塑性変形させたい部分だけ
を変形させるように変形不要な部分を拘束する必要があ
り、成形が困難であるケースもある。
The prior art superplastic metal forming material obtained by rolling or extruding as described above is limited to a plate or a mold material, and the material is carbon steel, titanium material or the like. Or an aluminum alloy containing an alloy component that suppresses recrystallization growth. Also, in superplastic forming, a pressing force is given to a metal forming material by gas while adjusting the gas pressure according to the forming amount (deformation amount) of each part, and the whole is formed into a predetermined shape, but the whole is uniformly crystallized. In a metal forming material having fine grains, it is necessary to restrain a portion that does not need to be deformed during plastic working so that only a portion to be plastically deformed is deformed, and there are cases where forming is difficult.

【0005】具体的に例を挙げて説明すると、図16に
示すようにL字形の成形部材1は、平板状の金属成形素
材2を中央部3で折曲げ加工して成形することができる
が、超塑性の発現を必要とするのは、中央部3だけであ
り、その両側の各側部4,5は超塑性の発現を必要とし
ない。これら各側部4,5が超塑性を発現すると、各側
部4,5が変形しないようにしなければならず、ガス圧
調整や他の荷重負荷手段による荷重調整などが困難であ
るとともに手間を要し、成形が困難になりかつ成形に手
間を要してしまう。
More specifically, as shown in FIG. 16, an L-shaped forming member 1 can be formed by bending a flat metal forming material 2 at a central portion 3 as shown in FIG. Only the central portion 3 needs to exhibit superplasticity, and the sides 4, 5 on both sides thereof do not need to exhibit superplasticity. When these sides 4 and 5 exhibit superplasticity, it is necessary to prevent the sides 4 and 5 from being deformed, which makes it difficult to adjust the gas pressure or to adjust the load by using another load applying means, and to save time and effort. In such a case, the molding becomes difficult and the molding is troublesome.

【0006】また図17に示すようにL字形でかつ中央
部で折れ曲がった成形部材7は、たとえば押出型材であ
るL字形の金属成形素材8を中央部9で曲げ加工して形
成することができるが、曲げ加工にあたっては、図16
に示した成形の場合と同様の課題を有する。さらに図1
8に示すように一部分が平板状の残余の部分から突出し
たような成形部材10は、平板状の金属成形素材の一部
分を厚み方向一方に深絞りするようにして成形すること
ができるが、この場合もまた、図16に示した成形の場
合と同様の課題を有する。
Further, as shown in FIG. 17, an L-shaped forming member 7 bent at the center can be formed by bending an L-shaped metal forming material 8 which is an extruded material at the center 9. However, in bending, FIG.
Has the same problems as in the case of the molding shown in FIG. Further FIG.
As shown in FIG. 8, the forming member 10 having a part protruding from the remaining part of the flat plate can be formed by deep drawing a part of the flat metal forming material in one thickness direction. The case also has the same problem as the case of the molding shown in FIG.

【0007】したがって本発明の目的は、容易にかつ手
間を少なくして成形することができる金属成形素材およ
びその形成方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal forming material which can be formed easily and with less trouble, and a method for forming the same.

【0008】また本発明の他の目的は、形成すべき金属
成形素材の材質が従来よりも広範囲を対象とできる金属
成形素材の形成方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for forming a metal forming material in which the material of the metal forming material to be formed can cover a wider range than before.

【0009】本発明のさらに他の目的は、形成すべき金
属成形素材の形状が限定されない金属成形素材の形成方
法を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a method for forming a metal molding material in which the shape of the metal molding material to be formed is not limited.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、局部的に結晶粒が微細化され、この結晶粒が微細化
された微細結晶部が、所定温度および所定歪速度で超塑
性を発現することを特徴とする金属成形素材である。
According to the first aspect of the present invention, a crystal grain is locally refined, and the crystal grain having the refined crystal grain is superplasticized at a predetermined temperature and a predetermined strain rate. Is a metal forming material characterized by exhibiting the following.

【0011】本発明に従えば、結晶粒が微細化された微
細結晶部が、所定温度および所定歪速度で超塑性を発現
し、残余部は超塑性を発現しないので、この金属成形素
材を塑性加工するにあたって、残余部が変形しないよう
にするために細かい領域毎に作用させる力を異ならせる
またはそのための治具を用いるなどの細かな作業および
操作を必要としない。しがって残余部が変形しないよう
にするための手間および治具を必要とせず、容易にかつ
手間を少なくして成形することができる。
According to the present invention, the fine crystal part in which the crystal grains are refined develops superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate, and the remaining part does not develop superplasticity. In processing, fine work and operation such as using a different force to be applied to each fine region or using a jig for the same so as not to deform the remaining portion are required. Accordingly, the molding can be performed easily and with less labor without requiring any labor and jig for preventing the remaining portion from being deformed.

【0012】請求項2記載の本発明は、金属成形素材を
形成するための母材に摺動片が挿入され、この摺動片が
母材に対して摺動されながら移動されて、この摺動片の
移動経路に沿って局部的に結晶粒が微細化されているこ
とを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, a sliding piece is inserted into a base material for forming a metal forming material, and the sliding piece is moved while sliding with respect to the base material, and the sliding piece is moved. The crystal grain is locally refined along the moving path of the moving piece.

【0013】本発明に従えば、摺動片が母材に対して摺
動されながら移動されて、この摺動片の移動経路に沿っ
て局部的に結晶粒が微細化されているので、摺動片の移
動経路近傍だけで超塑性が発現する。この金属成形素材
は、微細結晶部を除く残余部の結晶粒は、微細化されて
おらず、成形をさらに容易にかつ形状的に精度の高い成
形を可能にすることができる。
According to the present invention, the sliding piece is moved while being slid with respect to the base material, and the crystal grains are locally refined along the moving path of the sliding piece. Superplasticity develops only near the moving path of the moving piece. In the metal forming material, the crystal grains in the remaining portion other than the fine crystal portion are not refined, so that the forming can be performed more easily and the shape can be formed with high precision.

【0014】請求項3記載の本発明は、融点未満の変態
点で相変態する金属から成る金属成形素材を形成するた
めの母材が、局部的に前記変態点を通過する温度変化サ
イクルで熱処理が繰返され、この熱処理された微細結晶
部の結晶粒が微細化されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a base material for forming a metal forming material comprising a metal which undergoes a phase transformation at a transformation point lower than a melting point is heat-treated in a temperature change cycle in which the base material locally passes through the transformation point. Is repeated, and the crystal grains of the heat-treated fine crystal part are refined.

【0015】本発明に従えば、母材が局部的に変態点を
通過する温度変化サイクルで熱処理が繰返されて局部的
に結晶粒が微細化されているので、熱処理領域近傍だけ
で超塑性が発現する。この金属成形素材は、微細結晶部
を除く残余部の結晶粒は、微細化されておらず、成形を
さらに容易にかつ形状的に精度の高い成形を可能にする
ことができる。
According to the present invention, the heat treatment is repeated in a temperature change cycle in which the base material locally passes through the transformation point, and the crystal grains are locally refined. Express. In the metal forming material, the crystal grains in the remaining portion other than the fine crystal portion are not refined, so that the forming can be performed more easily and the shape can be formed with high precision.

【0016】請求項4記載の本発明は、金属成形素材を
形成するための母材の結晶粒を局部的に潰すことによっ
て、この結晶粒を潰した潰結晶部において再結晶させる
ことを特徴とする金属成形素材の形成方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, a crystal grain of a base material for forming a metal forming material is locally crushed, and the crystal grain is recrystallized in a crushed crystal part. This is a method for forming a metal forming material to be formed.

【0017】本発明に従えば、母材の結晶粒が局部的に
潰されることによって、この潰結晶部において再結晶
し、再結晶した結晶粒は微細な結晶粒となる。これによ
って局部的に結晶粒が微細化され、この微細結晶部を、
所定温度および所定歪速度で超塑性が発現可能にするこ
とができる。金属成形素材を形成するための母材全体の
結晶粒を微細化する場合と比べて、結晶粒の微細化のた
めの処理量を少なくすることができる。したがって処理
の手間を少なく、安価にかつ短時間で処理することがで
きる。
According to the present invention, when the crystal grains of the base material are locally crushed, they are recrystallized in the crushed crystal parts, and the recrystallized crystal grains become fine crystal grains. Thereby, crystal grains are locally refined, and this fine crystal part is
Superplasticity can be developed at a predetermined temperature and a predetermined strain rate. Compared with the case where the crystal grains of the entire base material for forming the metal forming material are refined, the processing amount for refining the crystal grains can be reduced. Therefore, the processing can be performed in a short time at a low cost, with a reduced processing time.

【0018】請求項5記載の本発明は、金属成形素材を
形成するための母材に摺動片を挿入し、この摺動片を母
材に対して摺動させながら移動させ、この摺動片の移動
経路に沿って局部的に再結晶させることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, a sliding piece is inserted into a base material for forming a metal forming material, and the sliding piece is moved while sliding with respect to the base material. It is characterized in that it is locally recrystallized along the movement path of the piece.

【0019】本発明に従えば、母材に摺動片を挿入して
摺動させながら移動させ、再結晶させて結晶粒を微細化
するので、形成すべき金属成形素材と同形状の母材を準
備すれば、その形状を変形させることなく、必要とする
形状であり、かつ局部的に結晶粒が微細化された金属成
形素材を形成することができる。したがって平坦板状に
限らず、たとえば筒状および棒状などの形状も含め、形
成すべき金属成形素材の形状に制限を受けることがな
い。また摺動片を摺動させながら移動させるだけで結晶
粒を微細化することができるので、容易にかつ大がかり
な装置を用いることなく微細化処理して金属成形素材を
形成することができる。また摺動片を移動させた移動経
路の近傍だけで結晶粒を微細化することができ、超塑性
を発現させたい領域だけにおいて結晶粒を微細化するこ
とが可能であり、場所的に精度の高い領域の結晶粒を微
細化した精度の高い金属成形素材を形成することができ
るとともに、超塑性を発現させたい領域が小さい金属成
形素材であっても容易に形成することができる。なお摺
動片による局部微細結晶化処理を、連続的に全体に施す
ことによって従来の全体が微細結晶化した成形素材を得
ることもできる。さらにこの方法によれば、従来の圧延
および押出しによる方法では、結晶粒の微細化が難しか
ったマグネシウム合金などから容易にそれらを形成させ
ることが可能になり、金属成形素材を形成するための材
質の適用範囲を広くすることができる。
According to the present invention, since the sliding piece is inserted into the base material, moved while sliding, and recrystallized to make crystal grains fine, the base material having the same shape as the metal forming material to be formed is formed. Is prepared, a metal forming material having a required shape and having locally refined crystal grains can be formed without deforming the shape. Therefore, the shape of the metal forming material to be formed is not limited to a flat plate shape, for example, including a cylindrical shape and a rod shape. In addition, since the crystal grains can be refined only by moving the sliding piece while sliding, the metal forming material can be formed by the refinement treatment easily and without using a large-scale apparatus. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the movement path where the sliding piece has been moved, and the crystal grains can be refined only in the region where superplasticity is to be developed. A high-precision metal forming material in which crystal grains in a high region are refined can be formed, and even a metal forming material in which a region where superplasticity is desired to be developed is small can be easily formed. By subjecting the whole to a local fine crystallization process using a sliding piece continuously, it is also possible to obtain a conventional molding material in which the whole is finely crystallized. Furthermore, according to this method, it is possible to easily form them from a magnesium alloy or the like, which has been difficult to refine crystal grains by the conventional method of rolling and extrusion, and the material for forming the metal forming material can be easily formed. The range of application can be widened.

【0020】請求項6記載の本発明は、融点未満の変態
点で相変態する金属から成る金属成形素材を形成するた
めの母材を、局部的に前記変態点を通過する温度変化サ
イクルで熱処理を繰返して、この熱処理をした微細結晶
部で再結晶させることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, a base material for forming a metal forming material made of a metal which undergoes a phase transformation at a transformation point lower than a melting point is heat-treated in a temperature change cycle in which the base material locally passes through the transformation point. Is repeated to recrystallize in the heat-treated fine crystal part.

【0021】本発明に従えば、母材を、局部的に変態点
を通過する温度変化サイクルで熱処理を繰返して再結晶
させ、微細結晶部の結晶粒を微細化するので、形成すべ
き金属成形素材と同形状の母材を準備すれば、その形状
を変形させることなく、必要とする形状であり、かつ局
部的に結晶粒が微細化された金属成形素材を形成するこ
とができる。したがって平坦板状に限らず、たとえば筒
状および棒状などの形状も含め、形成すべき金属成形素
材の形状に制限を受けることがない。また熱処理をする
だけで結晶粒を微細化することができるので、形成が容
易である。また熱処理した領域近傍だけで結晶粒を微細
化することができ、超塑性を発現させたい領域だけにお
いて結晶粒を微細化することが可能であり、場所的に精
度の高い領域の結晶粒を微細化した精度の高い金属成形
素材を形成することができる。また熱処理は広範囲にわ
たって処理することが可能であり、超塑性を発現させる
べき微細結晶部が広い金属成形素材を容易に形成するこ
とができる。
According to the present invention, the base material is recrystallized by repeating the heat treatment in a temperature change cycle in which the base material locally passes through the transformation point, and the crystal grains in the fine crystal part are refined. If a base material having the same shape as the material is prepared, a metal forming material having a required shape and locally refined crystal grains can be formed without deforming the shape. Therefore, the shape of the metal forming material to be formed is not limited to a flat plate shape, for example, including a cylindrical shape and a rod shape. Further, since the crystal grains can be refined only by performing the heat treatment, the formation is easy. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the heat-treated area, and the crystal grains can be refined only in the area where superplasticity is to be exhibited. It is possible to form a highly accurate metal forming material. In addition, the heat treatment can be performed over a wide range, and a metal forming material having a wide fine crystal part to exhibit superplasticity can be easily formed.

【0022】請求項7記載の本発明は、請求項1〜3の
いずれかに記載の金属成形素材の前記微細結晶部が超塑
性加工されて成形されることを特徴とする成形部材であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a molded member wherein the fine crystal part of the metal forming material according to any one of the first to third aspects is formed by superplastic working.

【0023】本発明に従えば、局部的に超塑性を発現す
る金属成形素材の微細結晶部が超塑性加工されて成形さ
れているので、超塑性を発現しない残余部は、変形して
いない精度の高い成形部材を得ることができる。
According to the present invention, since the fine crystal part of the metal forming material that locally exhibits superplasticity is formed by superplastic working, the remaining portion that does not exhibit superplasticity has a precision of not being deformed. Of a molded member having a high hardness can be obtained.

【0024】請求項8記載の本発明は、請求項1〜3の
いずれかに記載の金属成形素材を用いて、前記微細結晶
部を超塑性加工し、成形部材を成形することを特徴とす
る成形方法である。
The present invention according to claim 8 is characterized in that the fine crystal part is superplastically worked to form a formed member using the metal forming material according to any one of claims 1 to 3. It is a molding method.

【0025】本発明に従えば、局部的に超塑性を発現す
る金属成形素材の微細結晶部を超塑性加工し、成形部材
を成形するので残余部の変形を容易に防止することがで
き、成形部材を容易に成形することができる。
According to the present invention, since the fine crystal part of the metal forming material which locally exhibits superplasticity is superplastically processed and the formed member is formed, the deformation of the remaining part can be easily prevented. The member can be easily formed.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
金属成形素材20を示す斜視図であり、図2は、図1の
切断面線II−IIから見た金属成形素材20の組織構
造を示す断面図であり、図3は、図2の微細結晶部21
を拡大して示す断面図である。金属成形素材20は、平
板板状の素材であり、当然に金属から成っている。金属
は、たとえば軽金属または軽金属合金、さらに具体的に
はアルミニウム合金(Al5083またはAl606
1)、高力アルミニウム合金(たとえばAl7075)
またはアルミニウム−リチウム合金(Al−Li209
4)であってもよい。また金属は、アルミニウム合金に
代えて、チタンまたはその合金であってもよいし、マグ
ネシウムなどの他の軽金属またはその合金であってもよ
いし、また炭素鋼およびステンレス鋼などの鋼などであ
ってもよいし、これら以外の単一元素の金属およびその
合金であってもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing a metal forming material 20 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the metal forming material 20 as viewed from a section line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the fine crystal part 21 shown in FIG.
It is sectional drawing which expands and shows. The metal molding material 20 is a flat plate-shaped material, and is naturally made of metal. The metal is, for example, a light metal or light metal alloy, more specifically, an aluminum alloy (Al5083 or Al606).
1) High strength aluminum alloy (for example, Al7075)
Or an aluminum-lithium alloy (Al-Li209
4). The metal may be titanium or its alloy, other light metal such as magnesium or its alloy, or steel such as carbon steel and stainless steel, instead of aluminum alloy. Or a single element metal other than these and an alloy thereof.

【0027】この金属成形素材20は、局部的に結晶粒
が微細化され、この結晶粒が微細化された微細結晶部2
1が、所定温度および所定歪速度で超塑性を発現するよ
うに構成されている。図2に示されるように、微細結晶
部21の結晶粒は、微細結晶部を除く残余部22,23
よりも微細である。金属成形素材20では、幅方向Xに
関して中央部であり、厚み方向Zに関して全領域にわた
り、かつ長手方向Yの全領域にわたって延びる部分であ
る微細結晶部21において結晶粒が微細化されている。
さらに具体的には、微細結晶部21の長手方向Yに垂直
な断面の形状は、長手方向Yに関してほぼ一様である。
この例示の場合は厚み方向一方側の幅が厚み方向他側の
幅よりも大きくなるようにテーパ状であるが、この断面
形状は処理方法によって同一幅等に制御可能である。幅
方向X、長手方向Yおよび厚み方向Zは、相互に垂直で
ある。
In the metal forming material 20, crystal grains are locally refined, and the crystal grains 2 are refined.
1 is configured to exhibit superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate. As shown in FIG. 2, the crystal grains of the fine crystal part 21 are the remaining parts 22, 23 excluding the fine crystal part.
Finer than In the metal forming material 20, crystal grains are refined in a fine crystal part 21 which is a central part in the width direction X, extends over the entire area in the thickness direction Z, and extends over the entire area in the longitudinal direction Y.
More specifically, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction Y of the fine crystal part 21 is substantially uniform in the longitudinal direction Y.
In this example, the width is tapered so that the width on one side in the thickness direction is larger than the width on the other side in the thickness direction, but the cross-sectional shape can be controlled to the same width or the like by a processing method. The width direction X, the longitudinal direction Y, and the thickness direction Z are perpendicular to each other.

【0028】超塑性は、金属の種類などによって決定さ
れる温度および歪速度で歪を生じさせると、伸び率が数
100%になるまで塑性変形することができる性質であ
って、結晶粒が微細である場合に温度および歪速度が所
定の条件下にあれば超塑性を発現する。金属が高力アル
ミニウム合金である素材では、結晶粒が粒径10μm程
度以下の微細な結晶粒である場合に、たとえば温度が5
00℃程度で歪速度が10-3mm/sec程度のとき
に、超塑性を発現する。金属成形素材20では、微細結
晶部21の結晶粒は、図3に示すように粒径が1μmで
あって超塑性を発現可能に微細な結晶粒であるのに対し
て、微細結晶部21の両側の各残余部22,23の結晶
粒は、微細結晶部21が超塑性を発現する条件下におか
れても超塑性を発現しない粒径の微細でない結晶粒であ
る。
The superplasticity is a property that when a strain is generated at a temperature and a strain rate determined by the kind of a metal or the like, it can be plastically deformed until the elongation becomes several hundreds percent. When the temperature and the strain rate are under predetermined conditions, superplasticity is exhibited. In the case where the metal is a high-strength aluminum alloy, when the crystal grains are fine crystal grains having a
Superplasticity is exhibited when the strain rate is about 10 −3 mm / sec at about 00 ° C. In the metal forming material 20, the crystal grains of the fine crystal part 21 have a grain size of 1 μm as shown in FIG. The crystal grains of each of the remaining portions 22 and 23 on both sides are non-fine crystal grains having a particle size that does not exhibit superplasticity even when the fine crystal portion 21 is subjected to superplasticity.

【0029】図4は、金属成形素材20の形成方法を説
明するための斜視図である。金属成形素材20は、本発
明に従う形成方法によって、すなわち金属成形素材を形
成するための母材25(本発明では、便宜上、中間生成
物も母材として説明する)の結晶粒を局部的に潰すこと
によって、この結晶粒を潰した潰結晶部26において再
結晶させて形成される。再結晶される結晶粒は、微細な
結晶粒となり、潰結晶部26において再結晶が完了する
と微細結晶部21が形成されて、局部的に結晶粒が微細
化された金属成形素材20を形成することができる。図
4に示す方法では、母材25に摺動片であるピン30を
挿入し、このピン30を母材25に対して摺動させなが
ら移動させ、このピン30の移動経路に沿って局部的に
結晶粒を潰し、潰結晶部26で再結晶させて結晶粒を微
細化する。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a method of forming the metal forming material 20. The metal forming material 20 is locally crushed by the forming method according to the present invention, that is, locally crushes crystal grains of a base material 25 (for convenience, an intermediate product is also described as a base material in the present invention) for forming the metal forming material. Thus, the crystal grains are recrystallized in the crushed crystal portion 26 where the crystal grains are crushed. The crystal grains to be recrystallized become fine crystal grains, and when the recrystallization is completed in the crushed crystal part 26, the fine crystal part 21 is formed to form the metal forming material 20 in which the crystal grains are locally refined. be able to. In the method shown in FIG. 4, a pin 30, which is a sliding piece, is inserted into the base material 25, and the pin 30 is moved while sliding with respect to the base material 25, and is locally moved along the movement path of the pin 30. The crystal grains are crushed and recrystallized in the crushed crystal part 26 to refine the crystal grains.

【0030】図5は、図4に示す金属成形素材20の形
成方法に用いられるピン30がついた回転摺動部材28
を示す正面図である。回転摺動部材28を用いて、母材
25の結晶粒が局部的に潰される。回転摺動部材28
は、大略的に円柱状の回転基台29と、回転基台29と
同軸に設けられる円柱状のピン30とを有する。回転基
台29は、回転摺動部材28の軸線L1に垂直な端面3
1を有し、この端面31から軸線方向に突出してピン3
0が一体に形成されている。このような回転摺動部材2
8は、図示しない駆動手段によって、軸線L1まわりに
回転駆動することができるとともに、軸線方向の駆動が
でき、そして軸線L1に垂直な方向の変位および軸線L
1と交差する軸線まわりの角変位のうちの少なくとも1
つの変位をさせることができる。
FIG. 5 shows a rotary sliding member 28 with a pin 30 used in the method of forming the metal forming material 20 shown in FIG.
FIG. The crystal grains of the base material 25 are locally crushed using the rotary sliding member 28. Rotary sliding member 28
Has a substantially cylindrical rotating base 29 and a cylindrical pin 30 provided coaxially with the rotating base 29. The rotating base 29 has an end surface 3 perpendicular to the axis L1 of the rotating sliding member 28.
1 and projecting in the axial direction from the end face 31
0 are integrally formed. Such a rotary sliding member 2
8 can be driven to rotate about the axis L1 by driving means (not shown), can be driven in the axial direction, and can be displaced in the direction perpendicular to the axis L1 and the axis L1.
At least one of the angular displacements about an axis intersecting 1
Two displacements.

【0031】この回転摺動部材28を用いて、母材25
にピン30を挿入し、回転摺動部材28を軸線L1まわ
りに回転方向Aに回転してピン30を母材25に対して
摺動させながら、加えて軸線L1と垂直な移動方向Bに
移動させ、このピン30の移動経路に沿って局部的に結
晶粒を潰し、潰結晶部26で再結晶させることができ
る。この結晶粒をつぶし、再結晶させる機構は、回転に
よる摩擦熱の発生およびその周辺の母材への塑性加工に
よって生じる。ピン30に加えて、回転基台29の端面
31を母材25に摺動させるようにしてもよい。図4で
は、端面31も摺動させている。
Using the rotary sliding member 28, the base material 25
The pin 30 is inserted into the base member 25, and the rotary sliding member 28 is rotated in the rotation direction A about the axis L1 to slide the pin 30 with respect to the base material 25, and is additionally moved in the movement direction B perpendicular to the axis L1. Then, the crystal grains can be locally crushed along the movement path of the pin 30 and recrystallized in the crushed crystal part 26. The mechanism for crushing and recrystallizing the crystal grains is generated by generation of frictional heat due to rotation and plastic working of the surrounding base material. In addition to the pins 30, the end surface 31 of the rotating base 29 may be slid on the base material 25. In FIG. 4, the end face 31 is also slid.

【0032】図1に示すような金属成形素材20は、軸
線L1を厚み方向Zに配置して長手方向Yに移動して形
成される。回転摺動部材28の回転基台29の端面31
における外径D1、ピン30の外径D2およびピン30
の軸線方向寸法(突出長さ)T1は、結晶粒を潰すべき
部分の寸法、したがって形成すべき微細結晶部21の寸
法によって適宜決定される。
The metal forming material 20 as shown in FIG. 1 is formed by disposing the axis L1 in the thickness direction Z and moving it in the longitudinal direction Y. End surface 31 of rotating base 29 of rotating sliding member 28
Outside diameter D1, outside diameter D2 of pin 30 and pin 30
Is determined as appropriate according to the size of the portion where crystal grains are to be crushed, that is, the size of the fine crystal portion 21 to be formed.

【0033】各外径D1,D2を大きくすれば微細結晶
部21の幅が大きくなり、各外径D1,D2を小さくす
れば微細結晶部21の幅を小さくすることができる。突
出長さT1を大きくすれば微細結晶部21の深さ(厚み
方向寸法)が大きくなり、突出長さT1を小さくすれば
微細結晶部21の深さを小さくすることができる。突出
長さT1は、超塑性加工をして成形するための成形素材
を造るために、厚み方向全領域で結晶粒が微細化されて
いることが好ましく、形成すべき金属成形素材20の厚
みT2とほぼ同一に決定される。たとえば微細結晶部2
1は端面31が摺動した側で最大幅で形成され、その最
大幅W1が15mm程度であり、かつ反対側の最小幅W
2が10mm程度であり、金属成形素材20の厚みT2
が4〜5mm程度の金属成形素材20を形成するにあた
って、回転基台29の外径D1が15mmφ、ピン30
の外径D2が10mmφおよび突出量T1が5mmにそ
れぞれ決定される。
If the outer diameters D1 and D2 are made larger, the width of the fine crystal part 21 becomes larger, and if the outer diameters D1 and D2 are made smaller, the width of the fine crystal part 21 can be made smaller. Increasing the protruding length T1 increases the depth (dimension in the thickness direction) of the fine crystal portion 21, and reducing the protruding length T1 can reduce the depth of the fine crystal portion 21. The protrusion length T1 is preferably such that crystal grains are refined in the entire region in the thickness direction in order to produce a forming material for forming by superplastic processing, and the thickness T2 of the metal forming material 20 to be formed. Is determined almost identically. For example, fine crystal part 2
1 is formed with a maximum width on the side on which the end face 31 slides, the maximum width W1 is about 15 mm, and the minimum width W on the opposite side.
2 is about 10 mm, and the thickness T2 of the metal molding material 20
In forming the metal forming material 20 having a diameter of about 4 to 5 mm, the outer diameter D1 of the rotating base 29 is 15 mmφ,
Has an outer diameter D2 of 10 mm and a protrusion amount T1 of 5 mm.

【0034】また回転速度Nおよび移動速度Vは、金属
成形素材(母材25)によって決定される。たとえば高
力アルミニウム合金の場合、回転速度Nが2000mi
-1(2000rpm)および移動速度Vが3.3mm
/s(200mm/min)に決定される。また回転摺
動部材28は、母材25と回転摺動されるので、母材2
5よりも硬く、かつ軟化点の高い材料、たとえば合金鋼
SK3やステンレス鋼SUS630から成る。
The rotation speed N and the movement speed V are determined by the metal forming material (base material 25). For example, in the case of a high-strength aluminum alloy, the rotation speed N is 2000 mi.
n -1 (2000 rpm) and a moving speed V of 3.3 mm
/ S (200 mm / min). Further, since the rotary sliding member 28 is slidably rotated on the base material 25, the base material 2
5 and a material having a high softening point, for example, alloy steel SK3 or stainless steel SUS630.

【0035】図6は、図4に示す形成方法の手順を示す
フローチャートである。ステップs0で、形成すべき金
属成形素材20と同形状の母材25が準備されて形成作
業が開始される。次にステップs1で、回転摺動部材2
8が回転されてピン30が回転され、次のステップs2
で、このようにピン30が回転された状態でピン30が
母材25に挿入される。ピン30の母材25への挿入
は、ピン30を軸線方向または軸線L1に交差する方向
に移動させることによって行われる。図1に示すように
微細結晶部21の両端部分が金属成形素材20の端面に
おいて外部に臨むような金属成形素材20を形成する場
合には、ピン30の移動経路の移動方向B上流側に母材
25から出た図4に仮想線で示すような移動開始位置3
5にピン30を配置し、この移動開始位置35から母材
25に向けて移動方向Bに移動させることによって、ピ
ン30を母材25に挿入することができる。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the forming method shown in FIG. In step s0, a base material 25 having the same shape as the metal forming material 20 to be formed is prepared, and the forming operation is started. Next, in step s1, the rotary sliding member 2
8 is rotated to rotate the pin 30, and the next step s2
Thus, the pin 30 is inserted into the base material 25 with the pin 30 rotated in this manner. The insertion of the pin 30 into the base material 25 is performed by moving the pin 30 in an axial direction or a direction intersecting the axis L1. As shown in FIG. 1, when the metal forming material 20 is formed such that both end portions of the fine crystal portion 21 face the outside at the end face of the metal forming material 20, the base is located upstream of the moving direction B of the moving path of the pin 30. Starting position 3 as shown by a virtual line in FIG.
The pin 30 can be inserted into the base material 25 by arranging the pin 30 at 5 and moving the pin 30 from the movement start position 35 toward the base material 25 in the movement direction B.

【0036】さらに具体的に述べると、ピン30が母材
25に向けて移動され、母材25にピン30が接触(こ
のとき端面31も接触している)すると、ピン30およ
び回転基台29が母材に対して摺動され、この摺動によ
って発生する摩擦熱および変形熱によって母材25のピ
ン30が接触している領域付近の部分が軟化点、たとえ
ば高力アルミニウム合金の場合400℃以上、たとえば
450℃程度に昇温されてこの部分が軟化される。この
ように軟化された状態でさらにピン30が移動され、軟
化された母材材料は、ピン30の回転によってピンのま
わりを流動(塑性流動)してピン30の移動方向B上流
側に回り込む。このようにピン30は、軟化された母材
材料をかき分けるようにして、母材25内に移動し、こ
れによってピンが母材25内に挿入される。
More specifically, when the pin 30 is moved toward the base material 25 and the pin 30 contacts the base material 25 (at this time, the end face 31 is also in contact with the base material 25), the pin 30 and the rotating base 29 are rotated. Is slid with respect to the base material, and the frictional heat and deformation heat generated by the sliding cause the portion of the base material 25 in the vicinity of the region where the pin 30 is in contact with the base material to have a softening point, for example, 400 ° C. As described above, the temperature is raised to, for example, about 450 ° C., and this portion is softened. The pin 30 is further moved in the softened state as described above, and the softened base material flows around the pin (plastic flow) due to the rotation of the pin 30 and wraps around in the movement direction B upstream of the pin 30. The pins 30 move into the base material 25 in such a manner as to push the softened base material apart, whereby the pins are inserted into the base material 25.

【0037】ピン30が母材25に挿入された後、ステ
ップs3で、回転摺動部材28が移動され、これによっ
てピン25が所定の移動経路を、本実施の形態では母材
25の長手方向に延びる幅方向に垂直な仮想平面36上
を軸線L1が移動するように、母材25に対して移動さ
れる。このステップs3における母材25に対するピン
25を含む回転摺動部材28の移動は、ステップs2の
ピン30の挿入の場合と同様に、ピン30および回転基
台29と母材25との摺動によって、ピン30の周辺部
分38が軟化され、軟化された母材材料が塑性流動して
ピン30の移動方向B上流側に回り込みながら、ピン3
0は、軟化された母材材料をかき分けるようにして、母
材25に対して移動方向Bに移動する。
After the pin 30 is inserted into the base material 25, the rotary sliding member 28 is moved in step s3, whereby the pin 25 moves along a predetermined movement path, in the present embodiment in the longitudinal direction of the base material 25. Is moved with respect to the base material 25 so that the axis L1 moves on a virtual plane 36 perpendicular to the width direction extending in the width direction. The movement of the rotary sliding member 28 including the pin 25 with respect to the base material 25 in step s3 is performed by sliding the pin 30 and the rotation base 29 with the base material 25 as in the case of inserting the pin 30 in step s2. The peripheral portion 38 of the pin 30 is softened, and the softened base material plastically flows and wraps around the pin 30 in the moving direction B upstream.
0 moves in the movement direction B with respect to the base material 25 so as to separate the softened base material.

【0038】ピン30を摺動しながら移動させることに
よって、ピン30の周辺の母材材料を機械的に加熱し、
軟化して機械的に塑性流動させて、母材25の元の結晶
粒を潰し、ピン30の移動方向上流側に回り込んだ後に
再結晶させる。換言すればピン30の移動方向上流側に
形成された潰結晶部26において、塑性流動して回り込
んだ母材材料が再結晶する。このようにピン30の移動
によって、局部的に母材材料を動的再結晶および熱的再
結晶させる。この再結晶は、付与される歪量が非常に大
きくまた加熱されていない周辺の母材によって冷却され
た状態で行われるので、再結晶する結晶粒は成長せずに
微細な結晶粒となる。このようにして結晶粒が微細化さ
れ、微細結晶部21が形成される。
By moving the pin 30 while sliding, the base material around the pin 30 is mechanically heated,
By softening and mechanically plastically flowing, the original crystal grains of the base material 25 are crushed, and the pins 30 are re-crystallized after flowing around the upstream side in the moving direction of the pins 30. In other words, in the crushed crystal part 26 formed on the upstream side in the moving direction of the pin 30, the base material that has flowed around by plastic flow is recrystallized. In this way, the movement of the pin 30 causes the base material to be locally dynamically recrystallized and thermally recrystallized. Since this recrystallization is performed in a state where the applied strain is very large and cooled by the surrounding base material that is not heated, the crystal grains to be recrystallized become fine crystal grains without growing. In this way, the crystal grains are refined, and fine crystal parts 21 are formed.

【0039】このようなピン30の移動工程において、
ピン30および回転摺動部材28の回転速度Nと移動速
度Vとは、相互に関連するパラメータであり、適宜決定
される。ある回転速度Nに対して、移動速度Vが小さす
ぎる場合には、ピン30周辺の母材材料が加熱され過ぎ
てしまい、エネルギの無駄な消費をしてしまい、逆に移
動速度Vが多き過ぎる場合には、ピン30周辺の母材材
料の加熱が不十分となり、結晶粒を潰して塑性流動させ
ることができなくなる。したがって回転速度Nと移動速
度Vとは、母材材料が必要十分に加熱昇温された状態で
好適な塑性流動するように決定される。
In such a step of moving the pin 30,
The rotation speed N and the movement speed V of the pin 30 and the rotary sliding member 28 are mutually related parameters and are determined as appropriate. If the moving speed V is too low for a certain rotation speed N, the base material around the pins 30 will be overheated, wasteful energy will be consumed, and conversely, the moving speed V will be too high. In this case, the heating of the base material around the pins 30 becomes insufficient, so that the crystal grains are crushed and plastic flow cannot be performed. Therefore, the rotation speed N and the movement speed V are determined so that the base material flows in a suitable plastic flow in a state where the base material is heated and heated sufficiently and sufficiently.

【0040】ピン30を、このような再結晶作用を達成
しながら移動させた後、ステップs5で、ピン30が回
転された状態でピン30が母材25から離脱される。ピ
ン30の母材25からの離脱は、ピン30を軸線方向ま
たは軸線L1に交差する方向に移動させることによって
行われる。図1に示すように微細結晶部21の両端部分
が金属成形素材20の端面において外部に臨むような金
属成形素材20を形成する場合には、ピン30の移動経
路の移動方向B下流側に母材25から出た図4に仮想線
で示すような移動終了位置39まで、ピン30を移動方
向Bに移動させることによって、ピン30を母材25か
ら離脱することができる。このピン30の離脱工程にお
いても、ピン30周辺の母材材料は、各ステップs2,
s3ピンの挿入工程およびピンの移動工程と同様に、塑
性流動されて再結晶して結晶粒を微細化する作用を達成
している。
After the pin 30 is moved while achieving such a recrystallization action, the pin 30 is separated from the base material 25 while the pin 30 is rotated in step s5. The detachment of the pin 30 from the base material 25 is performed by moving the pin 30 in an axial direction or a direction intersecting the axis L1. As shown in FIG. 1, when the metal forming material 20 is formed such that both end portions of the fine crystal portion 21 face the outside at the end face of the metal forming material 20, the pin 30 is moved downstream in the moving direction B of the moving path of the pin 30. The pin 30 can be disengaged from the base material 25 by moving the pin 30 in the movement direction B to the movement end position 39 as shown by a virtual line in FIG. Also in the detachment process of the pin 30, the base material around the pin 30 is removed at each step s2.
As in the step of inserting the s3 pin and the step of moving the pin, it is plastically flowed and recrystallized to achieve an effect of making crystal grains fine.

【0041】したがってピン30を回転しながら移動開
始位置35から母材25に挿入し、母材25に対して移
動し、さらに移動終了位置39まで移動して母材25か
ら離脱することによって、母材25の長手方向全領域に
わたって結晶粒を微細化することができる。
Accordingly, the pin 30 is inserted into the base material 25 from the movement start position 35 while rotating, moved with respect to the base material 25, further moved to the movement end position 39, and separated from the base material 25, whereby the base material 25 is removed. Crystal grains can be refined over the entire region in the longitudinal direction of the material 25.

【0042】このようにピン30が母材25から離脱さ
れた後、ステップs5で、回転摺動部材28を回転停止
し、ピン30を回転停止する。ピン30を停止させて、
ステップs6で、金属成形素材20の形成作業が終了す
る。このようにして、金属成形素材20を形成すること
ができる。
After the pins 30 are detached from the base material 25, the rotation of the rotary sliding member 28 is stopped and the rotation of the pins 30 is stopped in step s5. Stop pin 30
In step s6, the forming operation of the metal forming material 20 ends. Thus, the metal forming material 20 can be formed.

【0043】このような金属成形素材20によれば、微
細結晶部21が、所定温度および所定歪速度で超塑性を
発現し、残余部22,23は超塑性を発現しないので、
この金属成形素材20を塑性加工をするにあたって、残
余部が変形しないようにするための工夫が不要である。
たとえば細かい領域毎に作用させる力を異ならせて変形
を防止したり、または変形を防ぐための治具を用いる必
要がなく、細かな作業および操作を必要としない。しが
って残余部22,23が変形しないようにするための手
間および治具を必要とせず、容易にかつ手間を少なくし
て成形することができる。
According to such a metal forming material 20, the fine crystal part 21 exhibits superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate, and the remaining parts 22, 23 do not exhibit superplasticity.
When the metal forming material 20 is subjected to plastic working, it is not necessary to devise a device for preventing the remaining portion from being deformed.
For example, there is no need to prevent deformation by varying the force applied to each fine area, or to use a jig for preventing deformation, and no fine work and operation are required. Therefore, no work and no jig are required for preventing the remaining portions 22 and 23 from being deformed, so that the molding can be performed easily and with reduced work.

【0044】また金属成形素材20によれば、ピン30
が母材25に対して摺動されながら移動されて、このピ
ン30の移動経路に沿って局部的に結晶粒が微細化され
ているので、ピン30の移動経路近傍だけで超塑性が発
現する。この金属成形素材20は、微細結晶部21を除
く残余部22,23の結晶粒は、微細化されておらず、
成形をさらに容易にかつ形状的に精度の高い成形を可能
にすることができる。
According to the metal molding material 20, the pins 30
Is moved while being slid with respect to the base material 25, and crystal grains are locally refined along the movement path of the pin 30, so that superplasticity is developed only in the vicinity of the movement path of the pin 30. . In the metal forming material 20, the crystal grains of the remaining portions 22, 23 excluding the fine crystal portion 21 are not refined,
Molding can be performed more easily and highly accurately in shape.

【0045】またこのように結晶粒が微細化された微細
結晶部21は、常温では高い強度を有している。
The fine crystal part 21 in which the crystal grains have been made fine has high strength at normal temperature.

【0046】またこのような金属成形素材20を形成す
るための前述の形成方法によれば、母材25の結晶粒が
局部的に潰されることによって、この潰結晶部26にお
いて再結晶し、再結晶した結晶粒は微細な結晶粒となっ
て、局部的に結晶粒が微細化された微細結晶部21を形
成することができる。この微細結晶部21を、所定温度
および所定歪速度で超塑性が発現可能にすることができ
る。金属成形素材21を形成するための母材全体の結晶
粒を微細化する場合と比べて、結晶粒の微細化のための
処理量を少なくすることができる。したがって処理の手
間を少なく、安価にかつ短時間で処理することができ
る。
According to the above-described forming method for forming such a metal forming material 20, the crystal grains of the base material 25 are locally crushed, so that they are recrystallized in The crystallized crystal grains become fine crystal grains, so that a fine crystal part 21 in which crystal grains are locally refined can be formed. This fine crystal part 21 can be made to exhibit superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate. As compared with the case where the crystal grains of the entire base material for forming the metal forming material 21 are refined, the processing amount for refining the crystal grains can be reduced. Therefore, the processing can be performed in a short time at a low cost, with a reduced processing time.

【0047】また前述の形成方法によれば、母材25に
ピン30を挿入して摺動させながら移動させ、再結晶さ
せて結晶粒を微細化するので、形成すべき金属成形素材
20と同形状の母材25を準備すれば、圧延あるいは押
出の場合のように厚みが変化することもなくその形状を
変形させずに、必要とする形状であり、かつ局部的に結
晶粒が微細化された金属成形素材20を形成することが
できる。したがって、前述の例では、平坦板状の金属成
形素材20を形成したけれども、このような板状に限ら
ず、後述するように、たとえば筒状および棒状などの形
状も含め、形成すべき金属成形素材の形状および材質に
制限を受けることがない。たとえば金属成形素材は、上
述のような金属によって形成できるし、アルミ鋳物など
の一部を超塑性が発現するように処理して金属成形部材
を形成することもできる。またピン30を摺動させなが
ら移動させるだけで結晶粒を微細化することができるの
で、容易にかつ大がかりな装置を用いることなく微細化
処理して金属成形素材20を形成することができる。ま
たピン30を移動させた移動経路の近傍だけで結晶粒を
微細化することができ、超塑性を発現させたい領域だけ
において結晶粒を微細化することが可能であり、位置的
に精度の高い領域の結晶粒を微細化した精度の高い金属
成形素材20を形成することができるとともに、超塑性
を発現させたい領域が小さい金属成形素材であっても容
易に形成することができる。
According to the above-described forming method, the pins 30 are inserted into the base material 25 and moved while being slid, and recrystallized to refine crystal grains. When the base material 25 having a shape is prepared, the shape is not changed as in the case of rolling or extrusion and the shape is not deformed, the required shape is obtained, and the crystal grains are locally refined. The formed metal forming material 20 can be formed. Therefore, in the above-described example, although the flat plate-shaped metal forming material 20 is formed, the metal forming material 20 to be formed is not limited to such a plate-like shape, and includes, for example, cylindrical and rod-like shapes as described later. There is no restriction on the shape and material of the material. For example, a metal molding material can be formed from the above-described metals, or a part of an aluminum casting or the like can be treated so as to exhibit superplasticity to form a metal molding member. In addition, since the crystal grains can be refined only by moving the pins 30 while sliding, the metal forming material 20 can be formed by performing the refinement process easily and without using a large-scale apparatus. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the movement path where the pin 30 has been moved, and the crystal grains can be refined only in the region where superplasticity is desired to be exhibited. It is possible to form a highly accurate metal molding material 20 in which crystal grains in the region are refined, and it is possible to easily form even a metal molding material in which a region where superplasticity is desired to be developed is small.

【0048】図7は、金属成形素材20を用いて成形部
材40を成形する成形方法を説明するための斜視図であ
り、図7(1)は、金属成形素材20を示し、図7
(2)は、成形部材40を示す。成形部材40は、L字
形の部材であって、前述の金属成形素材20の前記微細
結晶部21が超塑性加工されて成形されている。成形部
材40の成形は、微細結晶部21が超塑性を発現する温
度条件下で、たとえば高圧ガスを用いてそのガス圧によ
って、超塑性を発現する歪速度条件を満たすような歪を
与えることができるように、金属成形素材20に押圧力
を与えて、微細結晶部21において超塑性変形させて、
成形部材を形成する。さらに具体的には、たとえば図7
(1)に示すように、微細結晶部21に長手方向の複数
箇所で厚み方向一方に押圧力F1を与えるとともに、残
余部22に長手方向の複数箇所で厚み方向他方(押圧力
F1と反対方向)に押圧力F2を与え、かつ残余部23
に長手方向の複数箇所で厚み方向他方(押圧力F2と同
一方向)に押圧力F3を与えることによって、微細結晶
部21だけが塑性変形し、成形部材40が形成される。
FIG. 7 is a perspective view for explaining a forming method for forming the forming member 40 by using the metal forming material 20. FIG. 7A shows the metal forming material 20, and FIG.
(2) shows the molded member 40. The forming member 40 is an L-shaped member, and the above-mentioned fine crystal part 21 of the metal forming material 20 is formed by superplastic working. The molding of the molding member 40 may be performed under a temperature condition at which the fine crystal part 21 develops superplasticity, for example, by using a high-pressure gas to give a strain that satisfies a strain rate condition at which superplasticity develops. In order to make it possible to apply a pressing force to the metal forming material 20 and to superplastically deform it in the fine crystal part 21,
Form a molded member. More specifically, for example, FIG.
As shown in (1), the pressing force F1 is applied to the fine crystal portion 21 at one of the thickness directions at a plurality of locations in the longitudinal direction, and the remaining portion 22 is applied to the other portion in the thickness direction at a plurality of locations in the longitudinal direction (the direction opposite to the pressing force F1). ) Is given a pressing force F2 and the remaining portion 23
By applying a pressing force F3 to the other side in the thickness direction (the same direction as the pressing force F2) at a plurality of locations in the longitudinal direction, only the fine crystal part 21 is plastically deformed, and the molded member 40 is formed.

【0049】このような成形方法によれば、局部的に超
塑性を発現する金属成形素材20の微細結晶部21を超
塑性加工し、成形部材40を成形するので残余部22,
23の変形を容易に防止することができ、成形部材40
を容易に成形することができる。具体的に述べると、上
述のように間隔をあけた領域に押圧力を作用させて成形
しても、変形させたくない部分である各残余部22,2
3の変形を防ぐための工夫、たとえば治具で全体を挟持
しておくなどの手段を施さなくても、微細結晶部21だ
けを塑性変形させることができる。したがって成形が容
易になり、成形装置も簡略化することができる。
According to such a forming method, the microcrystalline portion 21 of the metal forming material 20 which locally exhibits superplasticity is superplastically processed and the formed member 40 is formed.
23 can be easily prevented, and the molded member 40
Can be easily formed. More specifically, the remaining portions 22 and 2 which are portions that are not desired to be deformed even when a pressing force is applied to the regions spaced apart as described above to form them.
It is possible to plastically deform only the fine crystal portion 21 without devising a method for preventing the deformation of the microstructure 3, for example, without taking measures such as holding the whole with a jig. Therefore, molding is facilitated, and the molding device can be simplified.

【0050】またこのようにして成形された形成部材4
0によれば、局部的に超塑性を発現する金属成形素材2
0の微細結晶部21が超塑性加工されて成形されている
ので、超塑性を発現しない残余部22,23は、変形し
ていない精度の高い成形部材40を得ることができる。
したがって高い精度が要求される機械の部品などとして
好適に用いることができる。
The formed member 4 thus formed is
According to No. 0, a metal forming material 2 that locally exhibits superplasticity
Since the 0 microcrystal part 21 is formed by superplastic working, the remaining parts 22 and 23 that do not exhibit superplasticity can obtain a highly accurate formed member 40 that is not deformed.
Therefore, it can be suitably used as a component of a machine requiring high accuracy.

【0051】本発明の実施の他の形態の金属成形部材2
0の形成方法として、母材25を厚み方向一方側で定盤
に支持させ、厚み方向他方側からピン30が挿入される
ようにして、前述の各ステップs0〜s6の工程を行う
ようにしてもよい。このように母材25の厚み方向に関
して、回転摺動部材28の回転基台29とは反対側に定
盤を設けることによって、母材材料が軟化されて流動化
されても、流動化された母材材料は、流動化されていな
い周囲の母材材料と、回転摺動部材28(具体的には回
転基台)と、定盤とによって囲まれた領域内にいわば閉
じこめられた状態になるので、外部に漏出することが防
がれ、形成される微細結晶部21の厚み方向両端面は、
残余部22,23の厚み方向両端面と面一またはほぼ面
一と成るように、金属成形素材20を形成することがで
きる。またこのように定盤を用いる場合に、回転速度N
と移動速度Vとを適宜に設定することによって、移動速
度Vが遅くなりすぎることによって、母材材料が軟化し
過ぎてピン30が定盤内に浸入して焼き付いてしまう不
具合を防止することができる。
Metal Formed Member 2 of Another Embodiment of the Present Invention
As a method of forming 0, the base material 25 is supported on the surface plate on one side in the thickness direction, and the pins 30 are inserted from the other side in the thickness direction, and the above-described steps s0 to s6 are performed. Is also good. By providing the surface plate on the opposite side of the rotary base 29 of the rotary sliding member 28 with respect to the thickness direction of the base material 25 in this way, even if the base material is softened and fluidized, the material is fluidized. The base material is, as it were, confined in a region surrounded by the non-fluidized surrounding base material, the rotary sliding member 28 (specifically, the rotary base), and the surface plate. Therefore, leakage to the outside is prevented, and both ends in the thickness direction of the formed fine crystal part 21 are:
The metal forming material 20 can be formed so as to be flush or substantially flush with both end faces in the thickness direction of the remaining portions 22 and 23. In addition, when the surface plate is used as described above, the rotation speed N
By appropriately setting the moving speed V and the moving speed V, it is possible to prevent a problem that the base material is excessively softened due to the moving speed V becoming too slow, and the pins 30 penetrate into the surface plate and burn. it can.

【0052】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形
部材20の形成方法として、微細結晶部21の両端部分
が外部に露出する金属成形素材20を形成するにあたっ
て、図4に仮想線で示すように、微細結晶部の両端部分
に、ピン30の移動方向B上流側および下流側から臨む
ように補助部材45,46を設けるようにしてもよい。
各補助部材45,46は、母材25と同一材料から成る
別体の部材であって、端面31に臨む側の端面が母材2
5の端面31が臨む面と面一となるように設けられる。
As a method of forming a metal forming member 20 according to still another embodiment of the present invention, when forming a metal forming material 20 in which both end portions of the fine crystal portion 21 are exposed to the outside, a virtual line is shown in FIG. As described above, the auxiliary members 45 and 46 may be provided at both end portions of the fine crystal portion so as to face from the upstream side and the downstream side in the moving direction B of the pin 30.
Each of the auxiliary members 45 and 46 is a separate member made of the same material as the base material 25, and the end face on the side facing the end face 31 has the base material 2.
5 is provided so as to be flush with the surface on which the end face 31 faces.

【0053】各補助部材45,46を用いる場合、ステ
ップs2のピン挿入工程においては、ピン30は、一旦
移動開始位置側の補助部材45内に挿入し、この状態か
ら母材25に向けて移動し、母材25内に挿入される。
ピン30の補助部材45への挿入は、ピン30を回転さ
せた状態で、軸線方向または軸線L1と交差する方向に
移動して挿入すればよい。したがってたとえば前記移動
開始位置35が含まれるような補助部材45を用いて、
この移動開始位置35に向けて、軸線方向または軸線L
1と交差する方向に移動させて補助部材45に挿入する
ようにしてもよい。このとき補助部材45に移動開始位
置35に対応して、円柱状などの凹所を形成しておくこ
とによってピン30の挿入を容易にすることができる。
When each of the auxiliary members 45 and 46 is used, in the pin insertion step of step s2, the pin 30 is once inserted into the auxiliary member 45 on the movement start position side, and moves from this state toward the base material 25. Then, it is inserted into the base material 25.
The pin 30 may be inserted into the auxiliary member 45 by moving the pin 30 in the axial direction or in a direction intersecting with the axis L1 while rotating the pin 30. Therefore, for example, by using the auxiliary member 45 including the movement start position 35,
Toward the movement start position 35, the axis direction or the axis L
It may be made to move in the direction crossing 1 and to be inserted into the auxiliary member 45. At this time, the insertion of the pin 30 can be facilitated by forming a recess such as a column in the auxiliary member 45 corresponding to the movement start position 35.

【0054】また各補助部材45,46を用いる場合、
前述のステップs4のピン離脱工程においては、ピン3
0は、一旦移動終了位置側の補助部材46内に移動して
母材25から離脱し、補助部材46から離脱される。ピ
ン30の補助部材46からの離脱は、ピン30を回転さ
せた状態で、軸線方向または軸線L1と交差する方向に
移動して離脱すればよい。したがってたとえば前記移動
終了位置36が含まれるような補助部材46を用いて、
この移動終了位置36から軸線方向または軸線L1と交
差する方向に移動させて補助部材46から離脱するよう
にしてもよい。
When using the auxiliary members 45 and 46,
In the above-described pin releasing step of step s4, the pin 3
No. 0 once moves into the auxiliary member 46 on the movement end position side, separates from the base material 25, and separates from the auxiliary member 46. The pin 30 may be detached from the auxiliary member 46 by moving the pin 30 in an axial direction or a direction intersecting with the axis L1 while the pin 30 is rotated. Therefore, for example, by using the auxiliary member 46 including the movement end position 36,
It is also possible to move from the movement end position 36 in the axial direction or the direction intersecting with the axis L1 to separate from the auxiliary member 46.

【0055】このように各補助部材45,46を用いる
ことによって、前述のようなピン30の移動に伴う塑性
流動によって、母材材料が移動方向B上流側に移動して
も、移動方向B上流側で余剰した母材材料は、補助部材
45に回収されることになり、移動方向B下流側で不足
する材料は、補助部材46から母材材料として補充され
るので、前述のステップs0〜s6の結晶粒の微細化作
業が終了した後、各補助部材45,46を母材から切り
離すことによって、母材材料が移動方向B上流側の部分
で膨出したり、移動方向B下流側に凹所が形成されるこ
とを防止して、準備した母材25と形状が確実に一致し
た金属成形材料20を形成することができる。
By using the auxiliary members 45 and 46 in this manner, even if the base material moves to the upstream side in the moving direction B due to the plastic flow accompanying the movement of the pin 30 as described above, The surplus base material on the side is collected by the auxiliary member 45, and the insufficient material on the downstream side in the moving direction B is replenished as the base material from the auxiliary member 46, so that the aforementioned steps s0 to s6 are performed. After the crystal grain refining operation is completed, the auxiliary members 45 and 46 are separated from the base material, so that the base material swells at a portion upstream of the movement direction B or has a recess at the downstream side of the movement direction B. Is prevented from being formed, and the metal molding material 20 having a shape that exactly matches the shape of the prepared base material 25 can be formed.

【0056】なお移動方向B上流側で膨出した母材材料
は、補助部材45に回収させて切り離すことに代えて、
単に切り落とすようにしてもよい。したがって少なくと
も補助部材46を用いることによって、準備した母材2
5と形状が確実に一致した金属成形材料20を形成する
ことができる。
The base material swelled on the upstream side in the movement direction B is not collected and separated by the auxiliary member 45, but
You may make it simply cut off. Therefore, by using at least the auxiliary member 46, the prepared base material 2
The metal molding material 20 whose shape exactly matches 5 can be formed.

【0057】図8(1)は、本発明の実施のさらに他の
形態の金属成形素材20aを示す斜視図であり、図8
(2)は、金属成形素材20aを用いて形成される成形
部材40aを示す斜視図である。前述の金属成形素材2
0およびこれに関連する実施の形態に類似しており、対
応する部分には、同一の符号を付し、異なる点だけを説
明する。金属成形素材20aは、円筒状であって、軸線
方向一端部に周方向に間隔をあけて、軸線方向に延びる
複数の微細結晶部21aが形成されている。この微細結
晶部21aは、前述の矩形平板状の金属成形素材20の
場合と同様に回転摺動部材28を用い、ピン30を半径
方向外方から筒状の母材に挿入して、軸線方向に移動さ
せることによって形成される。
FIG. 8A is a perspective view showing a metal forming material 20a according to still another embodiment of the present invention.
(2) is a perspective view showing a forming member 40a formed using the metal forming material 20a. The above-mentioned metal molding material 2
It is similar to 0 and the related embodiments, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described. The metal forming material 20a has a cylindrical shape, and has a plurality of fine crystal parts 21a extending in the axial direction at one end in the axial direction and spaced in the circumferential direction. The fine crystal portion 21a is formed by inserting the pin 30 into the cylindrical base material from the outside in the radial direction by using the rotary sliding member 28 in the same manner as in the case of the above-described rectangular flat metal forming material 20 so that the fine crystal portion 21a extends in the axial direction. It is formed by moving to.

【0058】この金属成形素材20aを用いて、軸線方
向一端部を半径方向外方に向けて押圧力を与えるように
して、各微細結晶部21aを塑性変形させることによっ
て、図8(2)に示すように軸線方向一端部が円錐台状
に拡径した成形部材40を、容易に成形することができ
る。このような円筒状の金属成形素材20aであって
も、微細結晶部21aを除く残余部22aが変形しない
ようにして、成形部材を形成することができる。
By using this metal forming material 20a to apply a pressing force with one end in the axial direction outward in the radial direction, each fine crystal portion 21a is plastically deformed, as shown in FIG. 8 (2). As shown in the figure, the forming member 40 whose one end in the axial direction is expanded in a truncated cone shape can be easily formed. Even with such a cylindrical metal forming material 20a, a formed member can be formed such that the remaining portion 22a other than the fine crystal portion 21a is not deformed.

【0059】図9は、成形部材40aの軸線方向一端部
の端面を軸線方向に見て示す側端面図である。前述のよ
うに微細結晶部21aが周方向に間隔をあけて形成され
る金属成形素材20aを用いて、前述のように拡径して
成形することによって、周方向に関して厚みが等間隔で
変化する、具体的には各微細結晶部21aで厚みが小さ
く、残余部22aで厚みが大きい成形部材40aを形成
することができる。
FIG. 9 is a side end view showing the end face of one end in the axial direction of the molded member 40a as viewed in the axial direction. As described above, by using the metal forming material 20a in which the fine crystal parts 21a are formed at intervals in the circumferential direction and forming by expanding the diameter as described above, the thickness changes at equal intervals in the circumferential direction. Specifically, it is possible to form the molded member 40a having a small thickness at each fine crystal part 21a and a large thickness at the remaining part 22a.

【0060】また本発明の実施の他の形態として、ピン
30の一回の移動によって形成される各微細結晶部が相
互にラップするようにして、微細結晶部が全周に連なる
金属成形部材を形成するようにしてもよい。このような
金属成形素材では、前述のように軸線方向一端部を拡径
して成形することによって、周方向に関して厚みが一様
な成形部材を成形することができる。
Further, as another embodiment of the present invention, a metal forming member in which the fine crystal parts are connected to the entire circumference is formed so that the fine crystal parts formed by one movement of the pin 30 overlap each other. It may be formed. In such a metal molding material, a molded member having a uniform thickness in the circumferential direction can be molded by enlarging and molding one end in the axial direction as described above.

【0061】図10は、金属成形素材20aの母材25
aの軸線方向一端部を示す斜視図である。円筒状の金属
成形素材20aを形成するためには、円筒状の母材25
aが準備される。金属成形素材20aでは、各微細結晶
部21aは、厚み方向(半径方向)には全領域にわたっ
ており、一端部において、軸線方向に外部に臨んでいる
けれども、他端部は、金属成形素材20aの軸線方向中
間部に存在する。
FIG. 10 shows the base material 25 of the metal forming material 20a.
It is a perspective view which shows the axial direction one end part of a. In order to form the cylindrical metal forming material 20a, the cylindrical base material 25 is required.
a is prepared. In the metal forming material 20a, each fine crystal part 21a extends over the entire region in the thickness direction (radial direction), and at one end, faces outward in the axial direction, but the other end forms the metal forming material 20a. It is present in the axial middle part.

【0062】このような金属成形素材20aを形成する
にあたって、ピンの挿入工程では、ピン30は、その軸
線L1を形成すべき微細結晶部21aを通る母材25a
の半径線に一致させて、半径方向内方に向けて移動させ
て、母材25aに挿入すればよい。さらにこのとき、ピ
ン30を挿入すべき位置に、ピン30と同形状の凹所5
0を形成しておくことが好ましい。このように挿入され
たピン30を軸線にそって端面の外部の移動終了位置3
9aまで移動させて、微細結晶部21aを形成すれば、
微細結晶部21aの他端部(ピン30の移動方向上流側
の端部)における母材材料の膨出を防ぐことができる。
また母材25aの軸線方向他端部に外周面が面一となる
ような環状の補助部材46aを設けておいて、補助部材
46aに移動するように母材25aから離脱するように
することによって、微細結晶部の21aの一端部に凹所
が形成されることを防止できる。またこのような円筒状
の金属成形素材を形成する場合には、内部に円柱状の支
持部材を挿入しておくことによって、平板の金属成形素
材を形成する場合に定盤を用いて得られる効果と同様の
効果を達成することができる。
In forming such a metal forming material 20a, in the pin inserting step, the pins 30 are inserted into the base material 25a passing through the fine crystal portion 21a where the axis L1 is to be formed.
May be moved toward the inside in the radial direction, and inserted into the base material 25a. Further, at this time, a recess 5 having the same shape as the pin 30 is provided at a position where the pin 30 is to be inserted.
It is preferable to form 0. The pin 30 inserted in this way is moved along the axis to the end 3
9a to form the fine crystal part 21a,
The bulging of the base material at the other end (the end on the upstream side in the moving direction of the pin 30) of the fine crystal portion 21a can be prevented.
An annular auxiliary member 46a is provided at the other end in the axial direction of the base material 25a so that the outer peripheral surface is flush with the base material 25a, and is separated from the base material 25a so as to move to the auxiliary member 46a. In addition, it is possible to prevent a recess from being formed at one end of the fine crystal portion 21a. In addition, when such a cylindrical metal molding material is formed, by inserting a cylindrical support member therein, the effect obtained by using a surface plate when forming a flat metal molding material is obtained. The same effect as described above can be achieved.

【0063】図11は、本発明の実施のさらに他の形態
の金属成形素材20bの軸線方向一端部を示す斜視図で
ある。金属成形素材21bは、金属成形素材20aと類
似している。異なる点は、周方向に交互に、軸線方向の
長さが異なる微細結晶部21b1,21b2が形成され
る点であって他は同様である。各微細結晶部21b1,
21b2は、いずれも軸線方向一端部の端面から軸線方
向に延びており、軸線方向の長さが大きい微細結晶部2
1b1と、軸線方向の長さが小さい微細結晶部21b2
とが、周方向に交互に形成される。このような金属成形
素材20bは、軸線方向一端部において、端面に向かう
につれて拡径しやすくなる。したがって軸線方向一端部
が円錐台状に拡径する成形部材を容易に成形することが
できる。
FIG. 11 is a perspective view showing one end in the axial direction of a metal forming material 20b according to still another embodiment of the present invention. The metal forming material 21b is similar to the metal forming material 20a. The difference is that fine crystal parts 21b1, 21b2 having different lengths in the axial direction are formed alternately in the circumferential direction, and the other points are the same. Each fine crystal part 21b1,
21b2 extends in the axial direction from the end face of one end in the axial direction, and the fine crystal part 2 having a large axial length.
1b1 and a fine crystal part 21b2 having a small axial length.
Are alternately formed in the circumferential direction. Such a metal forming material 20b tends to increase in diameter at one end in the axial direction toward the end face. Therefore, it is possible to easily mold a molding member whose one end in the axial direction is expanded in a truncated cone shape.

【0064】図12(1)は、本発明の実施のさらに他
の形態の金属成形素材20cを示す斜視図であり、図1
2(2)は、金属成形素材20cを用いて形成される成
形部材40cを示す斜視図である。前述の金属成形素材
20およびこれに関連する実施の形態に類似しており、
対応する部分には、同一の符号を付し、異なる点だけを
説明する。金属成形素材20cは、円筒状であって、軸
線方向中間部に相互に間隔をあけて螺旋状に延びる微細
結晶部21cが形成されている。この微細結晶部21c
は、前述と同様に回転摺動部材28を用い、ピン30を
半径方向外方から筒状の母材に挿入して、螺旋状に移動
させることによって形成される。
FIG. 12A is a perspective view showing a metal forming material 20c according to still another embodiment of the present invention.
2 (2) is a perspective view showing a molding member 40c formed using the metal molding material 20c. Similar to the previously described metal forming material 20 and the related embodiments,
Corresponding parts have the same reference characters allotted, and only different points will be described. The metal forming material 20c has a cylindrical shape, and has fine crystal parts 21c that extend spirally at intervals in the axial middle part. This fine crystal part 21c
Is formed by inserting the pin 30 into the cylindrical base material from the outside in the radial direction and moving it spirally using the rotary sliding member 28 in the same manner as described above.

【0065】この金属成形素材20cを用いて、軸線方
向両端部と軸線方向中間部とで反対方向に押圧力を与え
るようにして、微細結晶部21cを塑性変形させること
によって、図12(2)に示すように軸線方向中間部で
屈曲した筒状の成形部材40cを、容易に成形すること
ができる。このような金属成形素材20cであっても、
微細結晶部21cを除く残余部22cが変形しないよう
にして、成形部材を形成することができる。
By using the metal forming material 20c to apply a pressing force in the opposite direction between the both ends in the axial direction and the intermediate portion in the axial direction, the fine crystal portion 21c is plastically deformed, and as shown in FIG. As shown in (5), the cylindrical forming member 40c bent at the middle portion in the axial direction can be easily formed. Even with such a metal molding material 20c,
The molded member can be formed such that the remaining portion 22c other than the fine crystal portion 21c is not deformed.

【0066】図13は、金属成形素材20cの母材25
cの一部を示す断面図である。金属成形素材20cのよ
うに微細結晶部21cの両端部が外部に露出していない
場合には、金属成形素材20cを形成するにあたって、
ピン挿入工程において、図10を参照して説明したよう
に母材25cに凹所を形成しておくことによって、前述
のように母材材料の膨出を防ぐことができる。またこの
場合、楔状の補助部材46cを、その尖頭の端部を微細
結晶部21cのピン30の移動方向下流側の端部分に位
置させて、尖頭の端部から遠ざかるにつれて拡径する各
端面51,52の一方51を母材表面に当接させて設
け、ピン30を母材25cに挿入された状態53から、
回転基台29の端面31が補助部材46cの前記拡径す
る各端面51,52の他方52に沿って移動し、移動終
了位置39cが補助部材46c内に存在する状態54に
移動させればよい。これによって補助部材46cから材
料を補充して、金属成形素材20cに凹所が形成されな
いようにすることができる。
FIG. 13 shows the base material 25 of the metal forming material 20c.
It is sectional drawing which shows a part of c. When both ends of the fine crystal part 21c are not exposed to the outside like the metal molding material 20c, in forming the metal molding material 20c,
In the pin insertion step, by forming a recess in the base material 25c as described with reference to FIG. 10, it is possible to prevent the base material from expanding as described above. In this case, the wedge-shaped auxiliary member 46c has a pointed end located at the end of the fine crystal portion 21c on the downstream side in the moving direction of the pin 30, and the diameter of the wedge-shaped auxiliary member 46c increases as the distance from the pointed end increases. One of the end surfaces 51, 52 is provided in contact with the base material surface, and the pin 30 is inserted from the state 53 into the base material 25c.
The end surface 31 of the rotating base 29 moves along the other 52 of the end surfaces 51, 52 of the auxiliary member 46c, and the movement end position 39c may be moved to a state 54 in which the end position 39c is present in the auxiliary member 46c. . As a result, the material can be replenished from the auxiliary member 46c so that no recess is formed in the metal molding material 20c.

【0067】図14(1)は、本発明の実施のさらに他
の形態の金属成形素材20dを示す斜視図であり、図1
4(2)は、金属成形素材20dを用いて形成される成
形部材40dを示す斜視図である。前述の金属成形素材
20およびこれに関連する実施の形態に類似しており、
対応する部分には、同一の符号を付し、異なる点だけを
説明する。金属成形素材20dは、平板状であって、一
角部寄りの領域に渦巻状の微細結晶部21dが形成され
ている。この微細結晶部21dは、前述と同様に回転摺
動部材28を用い、ピン30を厚み方向から母材に挿入
して、渦巻状に移動させることによって形成される。
FIG. 14A is a perspective view showing a metal forming material 20d according to still another embodiment of the present invention.
4 (2) is a perspective view showing a molded member 40d formed using the metal molding material 20d. Similar to the previously described metal forming material 20 and the related embodiments,
Corresponding parts have the same reference characters allotted, and only different points will be described. The metal forming material 20d is flat and has a spiral fine crystal part 21d formed in a region near one corner. The fine crystal part 21d is formed by inserting the pin 30 into the base material from the thickness direction and moving it in a spiral shape using the rotary sliding member 28 as described above.

【0068】この金属成形素材20dを用いて、微細結
晶部21dが形成される領域を厚み方向一方から押圧
し、その周辺領域を厚み方向他方から押圧して、微細結
晶部21dを塑性変形させることによって、図14
(2)に示すように一部領域が残余の平坦状の領域から
隆起した形状の成形部材40dを、容易に成形すること
ができる。このような矩形状の金属成形素材20dであ
っても、微細結晶部21dを除く残余部22dが変形し
ないようにして、成形部材を形成することができる。
Using the metal forming material 20d, a region where the fine crystal part 21d is formed is pressed from one side in the thickness direction, and a peripheral region is pressed from the other side in the thickness direction to plastically deform the fine crystal part 21d. FIG.
As shown in (2), it is possible to easily mold the molding member 40d having a shape in which a part of the region protrudes from the remaining flat region. Even with such a rectangular metal forming material 20d, a formed member can be formed such that the remaining portion 22d other than the fine crystal portion 21d is not deformed.

【0069】図15(1)は、本発明の実施のさらに他
の形態の金属成形素材20eを示す斜視図であり、図1
5(2)は、金属成形素材20eを用いて形成される成
形部材40eを示す斜視図である。前述の金属成形素材
20およびこれに関連する実施の形態に類似しており、
対応する部分には、同一の符号を付し、異なる点だけを
説明する。金属成形素材20eは、長手方向に垂直な断
面形状がL字状の素材であって、長手方向中央部にこの
中央部全体にわたる微細結晶部21eが形成されてい
る。この微細結晶部21eは、前述と同様に回転摺動部
材28を用い、ピン30を厚み方向から母材に挿入し
て、移動経路がラップするようにして、中央部全体に移
動させることによって形成される。
FIG. 15A is a perspective view showing a metal forming material 20e according to still another embodiment of the present invention.
5 (2) is a perspective view showing a forming member 40e formed using the metal forming material 20e. Similar to the previously described metal forming material 20 and the related embodiments,
Corresponding parts have the same reference characters allotted, and only different points will be described. The metal forming material 20e is a material having an L-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction, and has a fine crystal part 21e formed over the entire central portion at the longitudinal center. The fine crystal part 21e is formed by inserting the pin 30 into the base material from the thickness direction using the rotary sliding member 28 in the same manner as described above, and moving the pin 30 to the entire central part so that the movement path overlaps. Is done.

【0070】この金属成形素材20eを用いて、微細結
晶部21eが形成される中央部と長手方向両端部とを相
互に反対側から押圧し、微細結晶部21eを塑性変形さ
せることによって、図15(2)に示すように中央で屈
曲した断面L字形の成形部材40eを、容易に成形する
ことができる。このようなL字形の金属成形素材20e
であっても、微細結晶部21eを除く残余部22eが変
形しないようにして、成形部材を形成することができ
る。
By using the metal forming material 20e, the central portion where the fine crystal portion 21e is formed and both ends in the longitudinal direction are pressed from opposite sides, and the fine crystal portion 21e is plastically deformed. As shown in (2), the forming member 40e having an L-shaped cross section bent at the center can be easily formed. Such an L-shaped metal forming material 20e
Even in this case, the molded member can be formed such that the remaining portion 22e excluding the fine crystal portion 21e is not deformed.

【0071】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形
素材の形成方法として、融点未満の変態点で相変態する
金属、たとえば炭素鋼から成る金属成形素材を形成する
ための母材を、局部的に前記変態点を通過する温度変化
サイクルで熱処理を繰返して、この熱処理をした微細結
晶部の結晶粒を微細化するようにしてもよい。具体的に
は、たとえば図1の金属成形素材20を形成する場合、
母材25の微細結晶部を形成すべき部分を加熱手段を用
いて上記の熱処理をするとともに、残余部に相当する部
分は、冷却手段を用いて冷却して加熱手段による熱処理
が行われないようにして、金属成形素材20が形成され
る。このように部分的に熱処理をすることによって、こ
の熱処理される部分が相変態して元の結晶粒が潰され、
この潰結晶部で熱的再結晶する。この再結晶される結晶
粒が大きく成長しないように、熱処理をすることによっ
て、結晶粒を微細化することができる。
As a method of forming a metal forming material according to still another embodiment of the present invention, a base material for forming a metal which undergoes a phase transformation at a transformation point lower than the melting point, for example, a metal forming material made of carbon steel, is locally applied. The heat treatment may be repeated in a temperature change cycle that passes through the transformation point to refine the crystal grains of the heat treated fine crystal part. Specifically, for example, when forming the metal molding material 20 of FIG.
The above-mentioned heat treatment is performed on the portion of the base material 25 where the fine crystal part is to be formed using the heating means, and the portion corresponding to the remaining portion is cooled using the cooling means so that the heat treatment by the heating means is not performed. Thus, the metal forming material 20 is formed. By performing a partial heat treatment in this manner, the heat-treated portion undergoes a phase transformation, and the original crystal grains are crushed.
Thermal recrystallization takes place in this crushed crystal part. By performing a heat treatment so that the recrystallized crystal grains do not grow large, the crystal grains can be refined.

【0072】このように熱処理する金属成形素材の形成
方法によれば、母材25を、局部的に変態点を通過する
温度変化サイクルで熱処理を繰返して再結晶させ、微細
結晶部21の結晶粒を微細化するので、形成すべき金属
成形素材20と同形状の母材を準備すれば、その形状を
変形させることなく、必要とする形状であり、かつ局部
的に結晶粒が微細化された金属成形素材20を形成する
ことができる。また平坦板状に限らず、図8、図11、
図12、図14および図15に示すような形状、またた
とえば筒状および棒状などの形状も含め、形成すべき金
属成形素材の形状に制限を受けることがない。また熱処
理をするだけで結晶粒を微細化することができるので、
形成が容易である。また熱処理した領域近傍だけで結晶
粒を微細化することができ、超塑性を発現させたい領域
だけにおいて結晶粒を微細化することが可能であり、位
置的に精度の高い領域の結晶粒を微細化した精度の高い
金属成形素材を形成することができる。また熱処理は広
範囲にわたって処理することが可能であり、超塑性を発
現させるべき微細結晶部21が広い金属成形素材20で
あっても容易に形成することができる。このような効果
は、形状に拘らず達成される。
According to the method for forming a metal forming material to be heat-treated in this manner, the base material 25 is re-crystallized by repeating the heat treatment in a temperature change cycle that locally passes through the transformation point. When a base material having the same shape as the metal forming material 20 to be formed is prepared, the shape is required, and the crystal grains are locally refined without deforming the shape. The metal molding material 20 can be formed. In addition to the flat plate shape, FIGS.
There is no limitation on the shape of the metal forming material to be formed, including the shapes shown in FIGS. 12, 14 and 15, and also the shapes such as, for example, cylindrical shapes and rod shapes. Also, the crystal grains can be refined only by heat treatment,
Easy to form. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the heat-treated area, and the crystal grains can be refined only in the area where superplasticity is to be exhibited. It is possible to form a highly accurate metal forming material. Further, the heat treatment can be performed over a wide range, and it can be easily formed even if the metal forming material 20 has a large fine crystal part 21 in which superplasticity is to be developed. Such an effect is achieved regardless of the shape.

【0073】またこのような熱処理して形成される金属
成形素材20もまた、熱処理領域近傍だけで超塑性が発
現する。この金属成形素材20は、微細結晶部21を除
く残余部22,23の結晶粒は、微細化されておらず、
成形をさらに容易にかつ形状的に精度の高い成形を可能
にすることができる。
The metal forming material 20 formed by such a heat treatment also exhibits superplasticity only in the vicinity of the heat treatment region. In the metal forming material 20, the crystal grains of the remaining portions 22, 23 excluding the fine crystal portion 21 are not refined,
Molding can be performed more easily and highly accurately in shape.

【0074】本発明の実施の他の形態として、ピン30
を回転しながら移動させる方法において、母材25を加
熱するようにして、母材25を軟化点に到達しやすくし
てもよい。これによって、ピン30の移動速度Vを大き
くして、形成時間を短縮することができる。このとき結
晶粒を微細化したくない部分が軟化点以上に昇温されな
いように加熱する。
As another embodiment of the present invention, a pin 30
In the method of moving while rotating, the base material 25 may be heated so that the base material 25 can easily reach the softening point. Thereby, the moving speed V of the pin 30 can be increased, and the forming time can be shortened. At this time, heating is performed so that the portion where crystal grains are not desired to be refined is not heated to a temperature higher than the softening point.

【0075】また本発明の実施のさらに他の形態とし
て、母材材料を塑性流動させるために回転されるピン3
0に代えて、往復ピストン運動される摺動片をその往復
運動の方向と交差する方向に移動させるようにしてもよ
い。このような方法によってもピン30を回転させる場
合と同様に金属成形素材を形成することができる。
As still another embodiment of the present invention, a pin 3 rotated to plastically flow a base material is provided.
Instead of 0, the sliding piece to be reciprocated by the piston may be moved in a direction intersecting the direction of the reciprocating movement. With such a method, a metal forming material can be formed in the same manner as when the pin 30 is rotated.

【0076】[0076]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、結晶粒
が微細化された微細結晶部が、所定温度および所定歪速
度で超塑性を発現し、残余部は超塑性を発現しないの
で、この金属成形素材を塑性加工をするにあたって、残
余部が変形しないようにするために細かい領域毎に作用
させる力を異ならせるまたはそのための治具を用いるな
どの細かな作業および操作を必要としない。しがって残
余部が変形しないようにするための手間および治具を必
要とせず、容易にかつ手間を少なくして成形することが
できる。
According to the first aspect of the present invention, the fine crystal part in which the crystal grains are refined expresses superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate, and the remaining part does not express superplasticity. In performing the plastic working of the metal forming material, it is not necessary to perform fine operations and operations such as changing a force to be applied to each fine region or using a jig for that in order to prevent the remaining portion from being deformed. . Accordingly, the molding can be performed easily and with less labor without requiring any labor and jig for preventing the remaining portion from being deformed.

【0077】請求項2記載の本発明によれば、摺動片が
母材に対して摺動されながら移動されて、この摺動片の
移動経路に沿って局部的に結晶粒が微細化されているの
で、摺動片の移動経路近傍だけで超塑性が発現する。こ
の金属成形素材は、微細結晶部を除く残余部の結晶粒
は、微細化されておらず、成形をさらに容易にかつ形状
的に精度の高い成形を可能にすることができる。
According to the present invention, the sliding piece is moved while sliding with respect to the base material, and the crystal grains are locally refined along the moving path of the sliding piece. Therefore, superplasticity appears only in the vicinity of the moving path of the sliding piece. In the metal forming material, the crystal grains in the remaining portion other than the fine crystal portion are not refined, so that the forming can be performed more easily and the shape can be formed with high precision.

【0078】請求項3記載の本発明によれば、本発明に
従えば、母材が局部的に変態点を通過する温度変化サイ
クルで熱処理が繰返されて局部的に結晶粒が微細化され
ているので、熱処理領域近傍だけで超塑性が発現する。
この金属成形素材は、微細結晶部を除く残余部の結晶粒
は、微細化されておらず、成形をさらに容易にかつ形状
的に精度の高い成形を可能にすることができる。
According to the third aspect of the present invention, according to the present invention, the heat treatment is repeated in a temperature change cycle in which the base material locally passes the transformation point, and the crystal grains are locally refined. Therefore, superplasticity develops only in the vicinity of the heat treatment region.
In the metal forming material, the crystal grains in the remaining portion other than the fine crystal portion are not refined, so that the forming can be performed more easily and the shape can be formed with high precision.

【0079】請求項4記載の本発明によれば、母材の結
晶粒が局部的に潰されることによって、この潰結晶部に
おいて再結晶し、再結晶した結晶粒は微細な結晶粒とな
る。これによって局部的に結晶粒が微細化され、この微
細結晶部を、所定温度および所定歪速度で超塑性が発現
可能にすることができる。金属成形素材を形成するため
の母材全体の結晶粒を微細化する場合と比べて、結晶粒
の微細化のための処理量を少なくすることができる。し
たがって処理の手間を少なく、安価にかつ短時間で処理
することができる。
According to the present invention, when the crystal grains of the base material are locally crushed, they are recrystallized in the crushed crystal parts, and the recrystallized crystal grains become fine crystal grains. Thereby, crystal grains are locally refined, and superfine plasticity can be developed in the fine crystal portion at a predetermined temperature and a predetermined strain rate. Compared with the case where the crystal grains of the entire base material for forming the metal forming material are refined, the processing amount for refining the crystal grains can be reduced. Therefore, the processing can be performed in a short time at a low cost, with a reduced processing time.

【0080】請求項5記載の本発明によれば、母材に摺
動片を挿入して摺動させながら移動させ、再結晶させて
結晶粒を微細化するので、形成すべき金属成形素材と同
形状の母材を準備すれば、その形状を変形させることな
く、必要とする形状であり、かつ局部的に結晶粒が微細
化された金属成形素材を形成することができる。したが
って平坦板状に限らず、たとえば筒状および棒状などの
形状も含め、形成すべき金属成形素材の形状に制限を受
けることがない。また摺動片を摺動させながら移動させ
るだけで結晶粒を微細化することができるので、容易に
かつ大がかりな装置を用いることなく微細化処理して金
属成形素材を形成することができる。また摺動片を移動
させた移動経路の近傍だけで結晶粒を微細化することが
でき、超塑性を発現させたい領域だけにおいて結晶粒を
微細化することが可能であり、場所的に精度の高い領域
の結晶粒を微細化した精度の高い金属成形素材を形成す
ることができるとともに、超塑性を発現させたい領域が
小さい金属成形素材であっても容易に形成することがで
きる。
According to the fifth aspect of the present invention, the sliding piece is inserted into the base material, moved while sliding, and recrystallized to refine the crystal grains. When a base material having the same shape is prepared, a metal forming material having a required shape and locally refined crystal grains can be formed without deforming the shape. Therefore, the shape of the metal forming material to be formed is not limited to a flat plate shape, for example, including a cylindrical shape and a rod shape. In addition, since the crystal grains can be refined only by moving the sliding piece while sliding, the metal forming material can be formed by the refinement treatment easily and without using a large-scale apparatus. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the movement path where the sliding piece has been moved, and the crystal grains can be refined only in the region where superplasticity is to be developed. A high-precision metal forming material in which crystal grains in a high region are refined can be formed, and even a metal forming material in which a region where superplasticity is desired to be developed is small can be easily formed.

【0081】また従来の超塑性成形可能な材料は、再結
晶成長が抑制される合金成分が含まれるもの等、非常に
狭い範囲であったが、本方法によれば、広い範囲の材料
を微細結晶化でき、超塑性可能にできる。
The conventional superplastic moldable material has a very narrow range, such as one containing an alloy component that suppresses recrystallization growth. However, according to the present method, a wide range of material can be finely divided. It can be crystallized and made superplastic.

【0082】請求項6記載の本発明によれば、母材を、
局部的に変態点を通過する温度変化サイクルで熱処理を
繰返して再結晶させ、微細結晶部の結晶粒を微細化する
ので、形成すべき金属成形素材と同形状の母材を準備す
れば、その形状を変形させることなく、必要とする形状
であり、かつ局部的に結晶粒が微細化された金属成形素
材を形成することができる。したがって平坦板状に限ら
ず、たとえば筒状および棒状などの形状も含め、形成す
べき金属成形素材の形状に制限を受けることがない。ま
た熱処理をするだけで結晶粒を微細化することができる
ので、形成が容易である。また熱処理した領域近傍だけ
で結晶粒を微細化することができ、超塑性を発現させた
い領域だけにおいて結晶粒を微細化することが可能であ
り、場所的に精度の高い領域の結晶粒を微細化した精度
の高い金属成形素材を形成することができる。また熱処
理は広範囲にわたって処理することが可能であり、超塑
性を発現させるべき微細結晶部が広い金属成形素材を容
易に形成することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the base material is
Heat treatment is repeated and recrystallized in a temperature change cycle that locally passes through the transformation point to refine the crystal grains in the fine crystal part, so if a base material having the same shape as the metal forming material to be formed is prepared, It is possible to form a metal forming material having a required shape and locally refined crystal grains without deforming the shape. Therefore, the shape of the metal forming material to be formed is not limited to a flat plate shape, for example, including a cylindrical shape and a rod shape. Further, since the crystal grains can be refined only by performing the heat treatment, the formation is easy. In addition, the crystal grains can be refined only in the vicinity of the heat-treated area, and the crystal grains can be refined only in the area where superplasticity is to be exhibited. It is possible to form a highly accurate metal forming material. In addition, the heat treatment can be performed over a wide range, and a metal forming material having a wide fine crystal part to exhibit superplasticity can be easily formed.

【0083】請求項7記載の本発明によれば、局部的に
超塑性を発現する金属成形素材の微細結晶部が超塑性加
工されて成形されているので、超塑性を発現しない残余
部は、変形していない精度の高い成形部材を得ることが
できる。
According to the present invention, since the fine crystal portion of the metal forming material that locally exhibits superplasticity is formed by superplastic working, the remaining portion that does not exhibit superplasticity is: A highly accurate molded member that is not deformed can be obtained.

【0084】請求項8記載の本発明によれば、局部的に
超塑性を発現する金属成形素材の微細結晶部を超塑性加
工し、成形部材を成形するので残余部の変形を容易に防
止することができ、成形部材を容易に成形することがで
きる。
According to the present invention, the fine crystal part of the metal forming material which locally exhibits superplasticity is subjected to superplastic processing to form a formed member, so that the deformation of the remaining part is easily prevented. Therefore, the molded member can be easily molded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の金属成形素材20を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a metal forming material 20 according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の切断面線II−IIから見た断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】図2の微細結晶部21を拡大して示す断面図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a fine crystal part 21 of FIG. 2;

【図4】金属成形素材20の形成方法を説明するための
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a method of forming the metal forming material 20.

【図5】回転摺動部材28を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing the rotary sliding member 28;

【図6】金属成形素材20の形成手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for forming a metal forming material 20;

【図7】金属成形素材20および成形部材40を示す斜
視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a metal forming material 20 and a forming member 40.

【図8】本発明の実施の他の形態の金属成形素材20a
および成形部材40aを示す斜視図である。
FIG. 8 shows a metal forming material 20a according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a molding member 40a.

【図9】金属成形素材20aの軸線方向一端部の端面を
示す側端面図である。
FIG. 9 is a side end view showing an end surface of one end in the axial direction of the metal molding material 20a.

【図10】母材25aを示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a base material 25a.

【図11】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形素
材20bを示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a metal forming material 20b according to still another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形素
材20cおよび成形部材40cを示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a metal forming material 20c and a forming member 40c according to still another embodiment of the present invention.

【図13】母材25cを示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a base material 25c.

【図14】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形素
材20dおよび成形部材40dを示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view showing a metal forming material 20d and a forming member 40d according to still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施のさらに他の形態の金属成形素
材20eおよび成形部材40eを示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a metal forming material 20e and a forming member 40e according to still another embodiment of the present invention.

【図16】従来の技術の成形部材1を示す斜視図であ
る。
FIG. 16 is a perspective view showing a molding member 1 according to a conventional technique.

【図17】従来の技術の他の成形部材7を示す斜視図で
ある。
FIG. 17 is a perspective view showing another molding member 7 of the related art.

【図18】従来の技術の成形部材10を示す斜視図であ
る。
FIG. 18 is a perspective view showing a molding member 10 according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,20a〜20e 金属成形素材 21,21a〜21e 微細結晶部 22,22a〜22e,23 残余部 25 母材 26 潰結晶部 28 回転摺動部材 29 回転基台 30 ピン 31 端面 40 成形部品 45,46,46a,46c 補助部材 20, 20a to 20e Metal forming material 21, 21a to 21e Fine crystal part 22, 22a to 22e, 23 Residual part 25 Base material 26 Crushed crystal part 28 Rotating sliding member 29 Rotating base 30 Pin 31 End face 40 Molded part 45, 46, 46a, 46c auxiliary members

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) C22K 3:00 C22K 3:00 (72)発明者 池本 喜和 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme Court II (Reference) C22K 3:00 C22K 3:00 (72) Inventor Yoshikazu Ikemoto 3-1-1 Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Factory

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 局部的に結晶粒が微細化され、この結晶
粒が微細化された微細結晶部が、所定温度および所定歪
速度で超塑性を発現することを特徴とする金属成形素
材。
1. A metal forming material characterized in that crystal grains are locally refined, and a fine crystal part in which the crystal grains are refined expresses superplasticity at a predetermined temperature and a predetermined strain rate.
【請求項2】 金属成形素材を形成するための母材に摺
動片が挿入され、この摺動片が母材に対して摺動されな
がら移動されて、この摺動片の移動経路に沿って局部的
に結晶粒が微細化されていることを特徴とする請求項1
記載の金属成形素材。
2. A sliding piece is inserted into a base material for forming a metal forming material, and the sliding piece is moved while being slid with respect to the base material, and is moved along a moving path of the sliding piece. 2. The crystal grain is locally refined by the method.
Metal forming material as described.
【請求項3】 融点未満の変態点で相変態する金属から
成る金属成形素材を形成するための母材が、局部的に前
記変態点を通過する温度変化サイクルで熱処理が繰返さ
れ、この熱処理された微細結晶部の結晶粒が微細化され
ていることを特徴とする請求項1記載の金属成形素材。
3. The heat treatment is repeated in a temperature change cycle in which a base material for forming a metal forming material made of a metal that undergoes phase transformation at a transformation point lower than the melting point locally passes through the transformation point. 2. The metal forming material according to claim 1, wherein the crystal grains in the fine crystal part are refined.
【請求項4】 金属成形素材を形成するための母材の結
晶粒を局部的に潰すことによって、この結晶粒を潰した
潰結晶部において再結晶させることを特徴とする金属成
形素材の形成方法。
4. A method for forming a metal forming material, comprising locally crushing crystal grains of a base material for forming the metal forming material, and recrystallizing the crystal grains in the crushed crystal portion. .
【請求項5】 金属成形素材を形成するための母材に摺
動片を挿入し、この摺動片を母材に対して摺動させなが
ら移動させ、この摺動片の移動経路に沿って局部的に再
結晶させることを特徴とする請求項4記載の金属成形素
材の形成方法。
5. A sliding piece is inserted into a base material for forming a metal molding material, and the sliding piece is moved while sliding with respect to the base material. The method for forming a metal forming material according to claim 4, wherein recrystallization is performed locally.
【請求項6】 融点未満の変態点で相変態する金属から
成る金属成形素材を形成するための母材を、局部的に前
記変態点を通過する温度変化サイクルで熱処理を繰返し
て、この熱処理をした微細結晶部で再結晶させることを
特徴とする請求項4記載の金属成形素材の形成方法。
6. A base material for forming a metal forming material made of a metal which undergoes a phase transformation at a transformation point lower than a melting point is subjected to a heat treatment repeatedly in a temperature change cycle in which the base material locally passes through the transformation point. The method for forming a metal forming material according to claim 4, wherein recrystallization is performed at the formed fine crystal part.
【請求項7】 請求項1〜3のいずれかに記載の金属成
形素材の前記微細結晶部が超塑性加工されて成形される
ことを特徴とする成形部材。
7. A formed member, wherein the fine crystal part of the metal forming material according to claim 1 is formed by superplastic working.
【請求項8】 請求項1〜3のいずれかに記載の金属成
形素材を用いて、前記微細結晶部を超塑性加工し、成形
部材を成形することを特徴とする成形方法。
8. A forming method, comprising: using the metal forming material according to any one of claims 1 to 3, superplastically processing the fine crystal part to form a formed member.
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