JP2570809B2 - Ｔｉ合金の制御鍛造方法 - Google Patents
Ｔｉ合金の制御鍛造方法Info
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Description
（産業上の利用分野） この発明は、Ti合金からなる被鍛造材を鍛造するに際
し、前記被鍛造材をその軸方向に対し直角方向の複数方
向から金敷により同時に圧下して当該被鍛造材をスエー
ジングにより鍛伸（細径化，テーパ化等）し、当該Ti合
金からなる被鍛造材の性質を向上させるのに利用される
Ti合金の制御鍛造方法に関するものである。 （従来の技術） Ti合金は、軽量（比重4.5〜4.6）かつ高強度（35〜15
0Kgf/mm2）であって、耐食性にも優れているという特長
を有していることから、宇宙航空機器や化学工業装置を
はじめとした多岐にわたって使用されている。 このTi合金には、Al,Snなどのα安定型元素と、Fe,M
n,Cr,Ni,V,Mo,Nb,Taなどのβ安定型元素とを適宜添加す
ることによって、α型Ti合金，β型Ti合金およびα＋β
型Ti合金がある。 これらのうち、α型Ti合金は常にβ→α変態が完了し
ているため変態温度以下の高温では安定であり、また、
α＋β型Ti合金にみられるようなω脆性のおそれがなく
安定したものである。また、β型Ti合金は、加工性に富
んでいるため二次加工が容易であるが、β領域を常温ま
で広げるには、V,Nb,Ta,Moなどのβ安定型元素をかなり
多量に添加する必要があるため、比重が大きくなり、Ti
合金の軽量であるという特徴が失われるおそれがある。
さらに、α＋β型Ti合金は、α安定型元素としてAlを数
％加えてチタンの固溶強化をはかり、さらに第３元素と
してβ安定型元素を加えてβ基地の固溶強化をはかると
ともにαβ変態を調節して熱処理性を付与したもので
あり、とくに、Ti−6Al−4V系Ti合金は製造の際の加工
性が良好であるため、各種の形状・寸法に成形しやす
く、加工歩留りも良好であると共に溶接性も良好であ
り、強度も大きいため展伸材，鍛造材として多く使用さ
れている。 このようなTi−6Al−4V系に代表されるα＋β型Ti合
金からなる被鍛造材の鍛造を行うに際しては、固定の下
部金敷と昇降可能にした上部ポンチとを備えた鍛造プレ
スを用い、前記Ti合金からなる被鍛造材（インゴット）
約1150℃でのβ分塊約950℃での（α＋β）分塊
約1010℃でのβ焼鈍約950℃での（α＋β）加工約9
50℃での（α＋β）焼鈍約950℃での（α＋β）仕上
げ、の工程を経るようにしていた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような例えばTi−6Al−4V系α＋
β型Ti合金からなる被鍛造材の鍛造を行うに際しては、
上述したごとくインゴットの分塊から仕上げまでの間で
少なくも６ビートを要する工程となっていたため、工程
が煩雑であると共に分塊から仕上げまでにかなりの時間
を要し、さらには、熱エネルギーをも多く必要とし、コ
スト高につきやすいものになっているという課題を有し
ていた。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされ
たもので、Ti合金からなる被鍛造材のインゴット段階で
の分塊から仕上げまでの間での必要ヒート回数を低減
し、前記分塊から仕上げまでの工程を短時間のうちに行
うことが可能であり、鍛造の間における温度の変化幅を
極力小さなものにして品質のより優れたものとすること
が可能であり、かつまた、省エネルギーをも実現するこ
とが可能であるTi合金の鍛造方法を提供することを目的
としているものである。
し、前記被鍛造材をその軸方向に対し直角方向の複数方
向から金敷により同時に圧下して当該被鍛造材をスエー
ジングにより鍛伸（細径化，テーパ化等）し、当該Ti合
金からなる被鍛造材の性質を向上させるのに利用される
Ti合金の制御鍛造方法に関するものである。 （従来の技術） Ti合金は、軽量（比重4.5〜4.6）かつ高強度（35〜15
0Kgf/mm2）であって、耐食性にも優れているという特長
を有していることから、宇宙航空機器や化学工業装置を
はじめとした多岐にわたって使用されている。 このTi合金には、Al,Snなどのα安定型元素と、Fe,M
n,Cr,Ni,V,Mo,Nb,Taなどのβ安定型元素とを適宜添加す
ることによって、α型Ti合金，β型Ti合金およびα＋β
型Ti合金がある。 これらのうち、α型Ti合金は常にβ→α変態が完了し
ているため変態温度以下の高温では安定であり、また、
α＋β型Ti合金にみられるようなω脆性のおそれがなく
安定したものである。また、β型Ti合金は、加工性に富
んでいるため二次加工が容易であるが、β領域を常温ま
で広げるには、V,Nb,Ta,Moなどのβ安定型元素をかなり
多量に添加する必要があるため、比重が大きくなり、Ti
合金の軽量であるという特徴が失われるおそれがある。
さらに、α＋β型Ti合金は、α安定型元素としてAlを数
％加えてチタンの固溶強化をはかり、さらに第３元素と
してβ安定型元素を加えてβ基地の固溶強化をはかると
ともにαβ変態を調節して熱処理性を付与したもので
あり、とくに、Ti−6Al−4V系Ti合金は製造の際の加工
性が良好であるため、各種の形状・寸法に成形しやす
く、加工歩留りも良好であると共に溶接性も良好であ
り、強度も大きいため展伸材，鍛造材として多く使用さ
れている。 このようなTi−6Al−4V系に代表されるα＋β型Ti合
金からなる被鍛造材の鍛造を行うに際しては、固定の下
部金敷と昇降可能にした上部ポンチとを備えた鍛造プレ
スを用い、前記Ti合金からなる被鍛造材（インゴット）
約1150℃でのβ分塊約950℃での（α＋β）分塊
約1010℃でのβ焼鈍約950℃での（α＋β）加工約9
50℃での（α＋β）焼鈍約950℃での（α＋β）仕上
げ、の工程を経るようにしていた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような例えばTi−6Al−4V系α＋
β型Ti合金からなる被鍛造材の鍛造を行うに際しては、
上述したごとくインゴットの分塊から仕上げまでの間で
少なくも６ビートを要する工程となっていたため、工程
が煩雑であると共に分塊から仕上げまでにかなりの時間
を要し、さらには、熱エネルギーをも多く必要とし、コ
スト高につきやすいものになっているという課題を有し
ていた。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされ
たもので、Ti合金からなる被鍛造材のインゴット段階で
の分塊から仕上げまでの間での必要ヒート回数を低減
し、前記分塊から仕上げまでの工程を短時間のうちに行
うことが可能であり、鍛造の間における温度の変化幅を
極力小さなものにして品質のより優れたものとすること
が可能であり、かつまた、省エネルギーをも実現するこ
とが可能であるTi合金の鍛造方法を提供することを目的
としているものである。
（課題を解決するための手段） この発明に係るTi合金の制御鍛造方法は、Ti合金から
なる被鍛造材を鍛造するに際し、前記被鍛造材をその軸
方向に対し直角方向の複数方向から金敷により同時に圧
下して当該被鍛造材をスエージングにより鍛伸し、前記
Ti合金からなる被鍛造材のパスサイズに対応した１パス
あたりのサイズ変化量および／または送り速度を設定す
ることにより当該被鍛造材の加工発熱量を調整し、前記
被鍛造材の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工
および／または熱処理温度を当該Ti合金からなる被鍛造
材に適した値にして鍛造を行うようにしたことを特徴と
しており、このようなTi合金に対する制御鍛造方法を上
記した従来の課題を解決するための手段としたものであ
る。 第１図はこの発明に係るTi合金の制御鍛造方法の実施
態様を例示しており、加熱炉１内で所定の鍛造温度に加
熱されたTi合金からなる被鍛造材２は、前部マニピュレ
ータ３に把持され、片持ちにより浮いた状態で鍛造装置
４に送り込まれる。この被鍛造材２に対しては、後に詳
述するように、その幅方向に対し直角方向の複数方向か
ら金敷（4a）,4b,（4c）,4dにより同時に圧下して当該
被鍛造材２をスエージングにより鍛伸し、この鍛伸の間
において被鍛造材２は前部マニピュレータ３と後部マニ
ピュレータ５によって適宜例えば交互に片持ち状態で把
持され、鍛伸を終えたあとの軸状鍛造材は後部マニピュ
レータ５によって把持されたあと鍛造ラインから搬出さ
れる。 第２図および第３図は、第１図の鍛造装置４の原理的
構造を例示するもので、被鍛造材２の軸方向（第３図の
左右方向）に対し直角方向（第２図の上下および左右方
向）でかつ90゜の間隔で配設した四つの金敷4a,4b,4c,4
dを用い、前記被鍛造材２を前部マニピュレータ３また
は後部マニピュレータ５によって片持ちで保持した状態
にして、まず、被鍛造材２の軸方向に対し直角方向の四
方向から各金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させるこ
とにより当該被鍛造材１を圧下し、次いで各金敷4a〜4d
を同時に遠心方向に引込ませたのち、あるいは引込ませ
る過程で、被鍛造材２を第２図の矢印Ａ方向に角度θだ
け回転させ、次いで再び被鍛造材２の軸方向に対し直角
方向の四方向から各金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動
させることにより当該被鍛造材２を圧下し、続いて再び
各金敷4a〜4dを同時に引込ませたのち、あるいは引込ま
せる過程で、被鍛造材２を第２図の矢印Ａ方向にさらに
角度θだけ回転させ、かくして各金敷4a〜4dによる１回
の圧下毎に被鍛造材２を角度θだけ回転させそして被鍛
造材２を適宜その軸方向（第３図の矢印Ｂ方向）に送る
という圧下・回転・送りを繰返し、被鍛造材２の軸方向
に何回かのパスを行うことによって鍛伸（スエージン
グ）することにより、被鍛造材２を所望の大きさまで細
径化した軸状鍛造材とする。 このように、被鍛造材２をその軸方向に対し直角方向
の例えば四方向から金敷4a〜4dにより同時に圧下して当
該被鍛造材２をスエージングにより鍛伸する過程におい
ては、前記被鍛造材２の１パスあたりのサイズ変化量
（鍛伸率，減面率）および／または送り速度ある程度大
きなものとすることによって、被鍛造材２はその塑性加
工量に対応した加工発熱を生ずる。そして、この際の加
工発熱は、被鍛造材２の変形抵抗，パスサイズ，減面
率，送り速度，金敷4a〜4dとの接触面積などによって影
響される。 そこで、この発明においては、前記した例えば四方向
高速鍛造時に生ずる被鍛造材２の加工発熱を利用し、前
記被鍛造材２のパスサイズに対応した１パスあたりのサ
イズ変化量および／または送り速度を設定することによ
って当該被鍛造材２の加工発熱量を調整し、前記被鍛造
材２の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工およ
び／または熱処理温度を第４図に例示するように当該被
鍛造材２に適した値となるようにして、被鍛造材２をそ
の軸方向に対し直角方向の例えば四方向から金敷4a〜4d
により同時に圧下して当該被鍛造材２をスエージングに
より鍛伸する。 この鍛伸において、現在の加工および／または熱処理
温度が、次の加工および／または熱処理温度よりも低い
ときには、第４図の線Ｉで示すように、四方向高速鍛造
時における加工発熱量が放熱量を上回るように１パスあ
たりのサイズ変化量および／または送り速度を設定し、
反対に、現在の加工および／または熱処理温度が、次の
加工および／または熱処理温度よりも高いときには、第
４図の線IIIで示すように、四方向高速鍛造時における
加工発熱量が放熱量を下回るように１パスあたりのサイ
ズ変化量および／または送り速度を設定し、あるいは鍛
造することなく放冷により次の加工および／または熱処
理温度まで降下させる。このとき、被鍛造材２の制御鍛
造による各パス毎の温度変化幅は、±25℃以内、さらに
は±15℃以内となるようにすることがより望ましい。 （作用） この発明に係るTi合金の制御鍛造方法では、被鍛造材
をその軸方向に対し直角方向の複数方向から金敷により
同時に圧下して当該被鍛造材をスエージングにより鍛伸
するようにしているので、従来の固定した下部金敷と昇
降可能な上部ポンチとを備えた鍛造プレスを用いた鍛造
に比べて、被鍛造材の鍛伸加工がより高速で行われるよ
うになり、また鍛伸加工時にはその際のサイズ変化量お
よび／または送り速度を選定することによって被鍛造材
が加工発熱する。 したがって、被鍛造材のパスサイズに対応した１パス
あたりのサイズ変化量および／または送り速度を設定す
ることによって当該被鍛造材の加工発熱量を調整し、被
鍛造材の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工お
よび／または熱処理温度を当該鍛造材に適した値にして
鍛造を行うようにすることによって実施され、従来のよ
うに各工程毎に別途加熱が必要となることなく、すなわ
ちヒート回数を多く必要とすることなく、次の加工およ
び／または熱処理が連続して実施されるようになり、全
工程中におけるヒート回数を著しく少なくした状態で実
施されるようになる。 （実施例） この実施例においては、Ti−６％Al−４％Ｖの組成を
もつα＋β型Ti合金よりなる被鍛造材２を用いた。 この被鍛造材２を加熱炉１内で約1150℃位に加熱して
インゴットの加工性を改善したのち、前部マニピュレー
タ３に片持ち状態で把持させ、鍛造装置４において、被
鍛造材２の軸方向（第３図の左右方向）に対し直角方向
（第２図の上下および左右方向）でかつ90゜の間隔で配
設した四つの金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させる
ことにより前記被鍛造材２を圧下し、次いで金敷4a〜4d
を同時に遠心方向に引込ませるとともに被鍛造材２を第
２図の矢印Ａ方向に角度θ（θ＝約13゜）だけ回転さ
せ、次いで再び被鍛造材２の軸方向に対し直角方向の四
方向から金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させること
により前記被鍛造材２を圧下し、続いて再び金敷4a〜4d
を同時に引込ませるとともに被鍛造材２を第２図の矢印
Ａ方向に角度θ（θ＝約13゜）だけ回転させ、かくして
金敷4a〜4dによる１回の圧下毎に被鍛造材２を角度θ
（θ＝約13゜）だけ回転させそして被鍛造材２をその軸
方向（第３図矢印Ｂ方向）に送りながらスエージングに
よる鍛伸を行い、１パスあたりのサイズ変化量（減面率
／パス）および送り速度を調整しながら被鍛造材２の加
工発熱量が放熱量を下回るように、すなわち第５図に示
すように次第に温度が降下するように加工発熱量をコン
トロールしてβ分塊を行うことにより結晶粒を細かく
し、β分塊の終了時には900℃位となるように加工発熱
量を調整した。 次いで、α＋β分塊に入り、この前段階においては加
工発熱量と放熱量とがほぼ等しくなるように、すなわち
第５図に示すように温度が900℃位に保持されるように
加工発熱量をコントロールしてα＋β分塊の前半部分を
実施し、α＋β分塊の後半部分においては加工発熱量が
放熱量を上回るように、すなわち第５図に示すように温
度が次第に上昇するように加工発熱量を増大させながら
歪を加えて、温度を1010℃まで高めてα＋β分塊の後半
部分を終了し、引続いて1010℃の温度において極く短時
間のβ焼鈍を行った。 次いで、この短時間のうちにβ粒が再結晶微細化する
β焼鈍を行った後に冷却し、900℃位に降下したところ
で、鍛造装置４を再作動させてα＋β加工を開始し、こ
の間加工発熱量と放熱量とがほぼ等しくなるように、す
なわち第５図に示すように温度が900℃位に保持される
ように加工発熱量をコントロールしてα＋β加工を行
い、歪を多量に加えたα＋β加工後には炉戻しを行っ
た。 次いで、炉戻しを行うことによって950℃位に温度を
上昇させた被鍛造材２に対してα＋β焼鈍を行うことに
よりα粒を整細粒化し、続いて軽度のスキンパスを実施
して制御鍛造を終了した。 このように、上記実施例に示すTi合金の制御鍛造方法
では、インゴットを1150℃に加熱したのち、α＋β加工
までを行う場合、および鍛造材を950℃に加熱したのち
スキンパスを行う場合の２ヒートしか必要とせず、従来
の６ヒートを必要とする場合に比べてヒート回数を大幅
に低減することができた。 なお、上述した実施例では、Ti合金がTi−６％Al−４
％Ｖである場合を例にとって示したが、このようなTi合
金にのみ限定されないことはいうまでもない。
なる被鍛造材を鍛造するに際し、前記被鍛造材をその軸
方向に対し直角方向の複数方向から金敷により同時に圧
下して当該被鍛造材をスエージングにより鍛伸し、前記
Ti合金からなる被鍛造材のパスサイズに対応した１パス
あたりのサイズ変化量および／または送り速度を設定す
ることにより当該被鍛造材の加工発熱量を調整し、前記
被鍛造材の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工
および／または熱処理温度を当該Ti合金からなる被鍛造
材に適した値にして鍛造を行うようにしたことを特徴と
しており、このようなTi合金に対する制御鍛造方法を上
記した従来の課題を解決するための手段としたものであ
る。 第１図はこの発明に係るTi合金の制御鍛造方法の実施
態様を例示しており、加熱炉１内で所定の鍛造温度に加
熱されたTi合金からなる被鍛造材２は、前部マニピュレ
ータ３に把持され、片持ちにより浮いた状態で鍛造装置
４に送り込まれる。この被鍛造材２に対しては、後に詳
述するように、その幅方向に対し直角方向の複数方向か
ら金敷（4a）,4b,（4c）,4dにより同時に圧下して当該
被鍛造材２をスエージングにより鍛伸し、この鍛伸の間
において被鍛造材２は前部マニピュレータ３と後部マニ
ピュレータ５によって適宜例えば交互に片持ち状態で把
持され、鍛伸を終えたあとの軸状鍛造材は後部マニピュ
レータ５によって把持されたあと鍛造ラインから搬出さ
れる。 第２図および第３図は、第１図の鍛造装置４の原理的
構造を例示するもので、被鍛造材２の軸方向（第３図の
左右方向）に対し直角方向（第２図の上下および左右方
向）でかつ90゜の間隔で配設した四つの金敷4a,4b,4c,4
dを用い、前記被鍛造材２を前部マニピュレータ３また
は後部マニピュレータ５によって片持ちで保持した状態
にして、まず、被鍛造材２の軸方向に対し直角方向の四
方向から各金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させるこ
とにより当該被鍛造材１を圧下し、次いで各金敷4a〜4d
を同時に遠心方向に引込ませたのち、あるいは引込ませ
る過程で、被鍛造材２を第２図の矢印Ａ方向に角度θだ
け回転させ、次いで再び被鍛造材２の軸方向に対し直角
方向の四方向から各金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動
させることにより当該被鍛造材２を圧下し、続いて再び
各金敷4a〜4dを同時に引込ませたのち、あるいは引込ま
せる過程で、被鍛造材２を第２図の矢印Ａ方向にさらに
角度θだけ回転させ、かくして各金敷4a〜4dによる１回
の圧下毎に被鍛造材２を角度θだけ回転させそして被鍛
造材２を適宜その軸方向（第３図の矢印Ｂ方向）に送る
という圧下・回転・送りを繰返し、被鍛造材２の軸方向
に何回かのパスを行うことによって鍛伸（スエージン
グ）することにより、被鍛造材２を所望の大きさまで細
径化した軸状鍛造材とする。 このように、被鍛造材２をその軸方向に対し直角方向
の例えば四方向から金敷4a〜4dにより同時に圧下して当
該被鍛造材２をスエージングにより鍛伸する過程におい
ては、前記被鍛造材２の１パスあたりのサイズ変化量
（鍛伸率，減面率）および／または送り速度ある程度大
きなものとすることによって、被鍛造材２はその塑性加
工量に対応した加工発熱を生ずる。そして、この際の加
工発熱は、被鍛造材２の変形抵抗，パスサイズ，減面
率，送り速度，金敷4a〜4dとの接触面積などによって影
響される。 そこで、この発明においては、前記した例えば四方向
高速鍛造時に生ずる被鍛造材２の加工発熱を利用し、前
記被鍛造材２のパスサイズに対応した１パスあたりのサ
イズ変化量および／または送り速度を設定することによ
って当該被鍛造材２の加工発熱量を調整し、前記被鍛造
材２の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工およ
び／または熱処理温度を第４図に例示するように当該被
鍛造材２に適した値となるようにして、被鍛造材２をそ
の軸方向に対し直角方向の例えば四方向から金敷4a〜4d
により同時に圧下して当該被鍛造材２をスエージングに
より鍛伸する。 この鍛伸において、現在の加工および／または熱処理
温度が、次の加工および／または熱処理温度よりも低い
ときには、第４図の線Ｉで示すように、四方向高速鍛造
時における加工発熱量が放熱量を上回るように１パスあ
たりのサイズ変化量および／または送り速度を設定し、
反対に、現在の加工および／または熱処理温度が、次の
加工および／または熱処理温度よりも高いときには、第
４図の線IIIで示すように、四方向高速鍛造時における
加工発熱量が放熱量を下回るように１パスあたりのサイ
ズ変化量および／または送り速度を設定し、あるいは鍛
造することなく放冷により次の加工および／または熱処
理温度まで降下させる。このとき、被鍛造材２の制御鍛
造による各パス毎の温度変化幅は、±25℃以内、さらに
は±15℃以内となるようにすることがより望ましい。 （作用） この発明に係るTi合金の制御鍛造方法では、被鍛造材
をその軸方向に対し直角方向の複数方向から金敷により
同時に圧下して当該被鍛造材をスエージングにより鍛伸
するようにしているので、従来の固定した下部金敷と昇
降可能な上部ポンチとを備えた鍛造プレスを用いた鍛造
に比べて、被鍛造材の鍛伸加工がより高速で行われるよ
うになり、また鍛伸加工時にはその際のサイズ変化量お
よび／または送り速度を選定することによって被鍛造材
が加工発熱する。 したがって、被鍛造材のパスサイズに対応した１パス
あたりのサイズ変化量および／または送り速度を設定す
ることによって当該被鍛造材の加工発熱量を調整し、被
鍛造材の加工発熱量と放熱量とのバランスにより加工お
よび／または熱処理温度を当該鍛造材に適した値にして
鍛造を行うようにすることによって実施され、従来のよ
うに各工程毎に別途加熱が必要となることなく、すなわ
ちヒート回数を多く必要とすることなく、次の加工およ
び／または熱処理が連続して実施されるようになり、全
工程中におけるヒート回数を著しく少なくした状態で実
施されるようになる。 （実施例） この実施例においては、Ti−６％Al−４％Ｖの組成を
もつα＋β型Ti合金よりなる被鍛造材２を用いた。 この被鍛造材２を加熱炉１内で約1150℃位に加熱して
インゴットの加工性を改善したのち、前部マニピュレー
タ３に片持ち状態で把持させ、鍛造装置４において、被
鍛造材２の軸方向（第３図の左右方向）に対し直角方向
（第２図の上下および左右方向）でかつ90゜の間隔で配
設した四つの金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させる
ことにより前記被鍛造材２を圧下し、次いで金敷4a〜4d
を同時に遠心方向に引込ませるとともに被鍛造材２を第
２図の矢印Ａ方向に角度θ（θ＝約13゜）だけ回転さ
せ、次いで再び被鍛造材２の軸方向に対し直角方向の四
方向から金敷4a〜4dを同時に求心方向に移動させること
により前記被鍛造材２を圧下し、続いて再び金敷4a〜4d
を同時に引込ませるとともに被鍛造材２を第２図の矢印
Ａ方向に角度θ（θ＝約13゜）だけ回転させ、かくして
金敷4a〜4dによる１回の圧下毎に被鍛造材２を角度θ
（θ＝約13゜）だけ回転させそして被鍛造材２をその軸
方向（第３図矢印Ｂ方向）に送りながらスエージングに
よる鍛伸を行い、１パスあたりのサイズ変化量（減面率
／パス）および送り速度を調整しながら被鍛造材２の加
工発熱量が放熱量を下回るように、すなわち第５図に示
すように次第に温度が降下するように加工発熱量をコン
トロールしてβ分塊を行うことにより結晶粒を細かく
し、β分塊の終了時には900℃位となるように加工発熱
量を調整した。 次いで、α＋β分塊に入り、この前段階においては加
工発熱量と放熱量とがほぼ等しくなるように、すなわち
第５図に示すように温度が900℃位に保持されるように
加工発熱量をコントロールしてα＋β分塊の前半部分を
実施し、α＋β分塊の後半部分においては加工発熱量が
放熱量を上回るように、すなわち第５図に示すように温
度が次第に上昇するように加工発熱量を増大させながら
歪を加えて、温度を1010℃まで高めてα＋β分塊の後半
部分を終了し、引続いて1010℃の温度において極く短時
間のβ焼鈍を行った。 次いで、この短時間のうちにβ粒が再結晶微細化する
β焼鈍を行った後に冷却し、900℃位に降下したところ
で、鍛造装置４を再作動させてα＋β加工を開始し、こ
の間加工発熱量と放熱量とがほぼ等しくなるように、す
なわち第５図に示すように温度が900℃位に保持される
ように加工発熱量をコントロールしてα＋β加工を行
い、歪を多量に加えたα＋β加工後には炉戻しを行っ
た。 次いで、炉戻しを行うことによって950℃位に温度を
上昇させた被鍛造材２に対してα＋β焼鈍を行うことに
よりα粒を整細粒化し、続いて軽度のスキンパスを実施
して制御鍛造を終了した。 このように、上記実施例に示すTi合金の制御鍛造方法
では、インゴットを1150℃に加熱したのち、α＋β加工
までを行う場合、および鍛造材を950℃に加熱したのち
スキンパスを行う場合の２ヒートしか必要とせず、従来
の６ヒートを必要とする場合に比べてヒート回数を大幅
に低減することができた。 なお、上述した実施例では、Ti合金がTi−６％Al−４
％Ｖである場合を例にとって示したが、このようなTi合
金にのみ限定されないことはいうまでもない。
以上説明してきたように、この発明に係るTi合金の制
御鍛造方法では、Ti合金からなる被鍛造材を鍛造するに
際し、前記被鍛造材をその軸方向に対し直角方向の複数
方向から金敷により同時に圧下して当該鍛造材をスエー
ジングにより鍛伸し、前記Ti合金からなる被鍛造材のパ
スサイズに対応した１パスあたりのサイズ変化量および
／または送り速度を設定することにより当該被鍛造材の
加工発熱量を調整し、前記被鍛造材の加工発熱量と放熱
量とのバランスにより加工および／または熱処理温度を
当該Ti合金からなる被鍛造材に適した値にして鍛造を行
うようにしたから、Ti合金からなる被鍛造材のインゴッ
ト段階での分塊から仕上げまでの間での必要ヒート回数
を著しく低減することができ、前記分塊から仕上げまで
の工程を従来に比べて著しく短時間のうちに行うことが
可能であり、鍛造の間における温度の変化幅を極力小さ
なものにして品質のより優れたものとすることが可能で
あり、加熱炉内での再加熱回数を著しく低減することが
できるため省エネルギー化をも実現することが可能であ
るという著しく優れた効果がもたらされる。
御鍛造方法では、Ti合金からなる被鍛造材を鍛造するに
際し、前記被鍛造材をその軸方向に対し直角方向の複数
方向から金敷により同時に圧下して当該鍛造材をスエー
ジングにより鍛伸し、前記Ti合金からなる被鍛造材のパ
スサイズに対応した１パスあたりのサイズ変化量および
／または送り速度を設定することにより当該被鍛造材の
加工発熱量を調整し、前記被鍛造材の加工発熱量と放熱
量とのバランスにより加工および／または熱処理温度を
当該Ti合金からなる被鍛造材に適した値にして鍛造を行
うようにしたから、Ti合金からなる被鍛造材のインゴッ
ト段階での分塊から仕上げまでの間での必要ヒート回数
を著しく低減することができ、前記分塊から仕上げまで
の工程を従来に比べて著しく短時間のうちに行うことが
可能であり、鍛造の間における温度の変化幅を極力小さ
なものにして品質のより優れたものとすることが可能で
あり、加熱炉内での再加熱回数を著しく低減することが
できるため省エネルギー化をも実現することが可能であ
るという著しく優れた効果がもたらされる。
第１図はこの発明に係るTi合金の制御鍛造方法の実施態
様を例示する鍛造ラインの概略説明図、第２図および第
３図は第１図の鍛造装置の原理的構造を例示する各々被
鍛造材の軸直角方向説明図および被鍛造材の軸方向説明
図、第４図はこの発明の実施態様における被鍛造材の時
間経過による温度変化の概略を示すグラフ、第５図はこ
の発明の実施例における被鍛造材の時間経過による温度
変化を工程と共に示すグラフである。 ２……被鍛造材、 ４……鍛造装置、 4a〜4d……金敷。
様を例示する鍛造ラインの概略説明図、第２図および第
３図は第１図の鍛造装置の原理的構造を例示する各々被
鍛造材の軸直角方向説明図および被鍛造材の軸方向説明
図、第４図はこの発明の実施態様における被鍛造材の時
間経過による温度変化の概略を示すグラフ、第５図はこ
の発明の実施例における被鍛造材の時間経過による温度
変化を工程と共に示すグラフである。 ２……被鍛造材、 ４……鍛造装置、 4a〜4d……金敷。
Claims (1)
- 【請求項１】Ti合金からなる被鍛造材を鍛造するに際
し、前記被鍛造材をその軸方向に対し直角方向の複数方
向から金敷により同時に圧下して当該被鍛造材をスエー
ジングにより鍛伸し、前記Ti合金からなる被鍛造材のパ
スサイズに対応した１パスあたりのサイズ変化量および
／または送り速度を設定することにより当該被鍛造材の
加工発熱量を調整し、前記被鍛造材の加工発熱量と放熱
量とのバランスにより加工および／または熱処理温度を
当該Ti合金からなる被鍛造材に適した値にして鍛造を行
うことを特徴とするTi合金の制御鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63113347A JP2570809B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Ｔｉ合金の制御鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63113347A JP2570809B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Ｔｉ合金の制御鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01284448A JPH01284448A (ja) | 1989-11-15 |
| JP2570809B2 true JP2570809B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=14609949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63113347A Expired - Fee Related JP2570809B2 (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | Ｔｉ合金の制御鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570809B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5589669B2 (ja) * | 2010-08-19 | 2014-09-17 | 新日鐵住金株式会社 | チタン合金鍛造材の製造方法 |
| US20120096915A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | General Electric Company | System and method for near net shape forging |
| CN106311942A (zh) * | 2015-06-24 | 2017-01-11 | 宝钢特钢有限公司 | 一种利用径锻机生产n80a合金的锻造方法 |
| CN106734798B (zh) * | 2016-11-24 | 2019-07-16 | 郑州大学 | 一种钛质药型罩的热模锻造成形方法 |
| CN111054867B (zh) * | 2020-01-06 | 2023-05-05 | 西安三角防务股份有限公司 | 一种超大u型钛合金整体锻件的锻造方法 |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP63113347A patent/JP2570809B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01284448A (ja) | 1989-11-15 |
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|---|---|---|---|
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