JP2726739B2 - 難加工材の成形方法 - Google Patents
難加工材の成形方法Info
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- JP2726739B2 JP2726739B2 JP2187963A JP18796390A JP2726739B2 JP 2726739 B2 JP2726739 B2 JP 2726739B2 JP 2187963 A JP2187963 A JP 2187963A JP 18796390 A JP18796390 A JP 18796390A JP 2726739 B2 JP2726739 B2 JP 2726739B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、常温延性のない難加工材の高精度成形方法
に関する。
に関する。
従来の常温延性のない材料の成形方法の一態様を第３
図について説明する。第３図において、１は高温に加熱
されている被成形材、２は金型で、2aは雄型、2bは雌型
で、高温に加熱された被成形材１は金型２で熱間プレス
成形により、また、しわの発生しやすい被成形材は熱間
サンドイッチプレス成形により成形が行われている。
図について説明する。第３図において、１は高温に加熱
されている被成形材、２は金型で、2aは雄型、2bは雌型
で、高温に加熱された被成形材１は金型２で熱間プレス
成形により、また、しわの発生しやすい被成形材は熱間
サンドイッチプレス成形により成形が行われている。
第３図に示した従来法でプレスを用いて高温下で板を
成形する場合、プレスの負荷方向が一方向（第３図では
上下方向）に限られるため、極めて単純な形状を成形す
る場合を除いて金型２と被成形材１の完全な密着を得る
ことは不可能であることから形状の不良やしわの発生が
避けられず、また、サンドイッチ成形法によってもしわ
の発生を完全に防止すること難かしい。このしわの発生
を防止するには液圧バルジ成形や超塑性ガス圧成形のよ
うに被成形材の片面より液圧又はガス圧を負荷し、被成
形材板表面に均一に力を加えて張出し成形することが有
効であることがわかっている。しかしながら、常温で延
性を示さない被成形材では常温でしか行なえない液圧バ
ルジ成形は不可能であるし、高温で行なわれる超塑性ガ
ス圧成形は完全な張り出し成形となるため、加工度が高
く超塑性特性（数百％の伸びを示し、しかもひずみ速度
感受性指数の高い特性）を示す特殊な材料に適用範囲が
限られている。
成形する場合、プレスの負荷方向が一方向（第３図では
上下方向）に限られるため、極めて単純な形状を成形す
る場合を除いて金型２と被成形材１の完全な密着を得る
ことは不可能であることから形状の不良やしわの発生が
避けられず、また、サンドイッチ成形法によってもしわ
の発生を完全に防止すること難かしい。このしわの発生
を防止するには液圧バルジ成形や超塑性ガス圧成形のよ
うに被成形材の片面より液圧又はガス圧を負荷し、被成
形材板表面に均一に力を加えて張出し成形することが有
効であることがわかっている。しかしながら、常温で延
性を示さない被成形材では常温でしか行なえない液圧バ
ルジ成形は不可能であるし、高温で行なわれる超塑性ガ
ス圧成形は完全な張り出し成形となるため、加工度が高
く超塑性特性（数百％の伸びを示し、しかもひずみ速度
感受性指数の高い特性）を示す特殊な材料に適用範囲が
限られている。
本発明は上記技術水準に鑑み、常温では延性が乏しい
が高温下ではある程度の延性を有する超塑性特性を示さ
ない難加工材をバルジ成形法により高精度な成形を行う
ことのできる方法を提供しようとするものである。
が高温下ではある程度の延性を有する超塑性特性を示さ
ない難加工材をバルジ成形法により高精度な成形を行う
ことのできる方法を提供しようとするものである。
本発明で対象としている被成形材は常温での延性が乏
しいことにより高温下（300℃以上）で加工する必要が
あるが、一般の液圧バルジ成形では液圧シールにゴムを
使用している上、圧力媒体もそのような高温下では一般
に気化してしまう。
しいことにより高温下（300℃以上）で加工する必要が
あるが、一般の液圧バルジ成形では液圧シールにゴムを
使用している上、圧力媒体もそのような高温下では一般
に気化してしまう。
そこで本発明者は鋭意研究の結果、圧力媒体としては
アルゴンガス等のようなガスを使用し、シール用材料と
して超塑性特性を示す材料を用いれば、高温下でも液圧
成形と同じような成形が可能であるとの知見を得、本発
明はこの知見に基いて完成されたものである。すなわ
ち、本発明は常温では延性が乏しい高温下ではある程度
延性を有する超塑性特性を示さない難加工材を、それよ
りひとまわり大きいサイズの超塑性特性を示す材料でサ
ンドイッチ状にはさみこんで、その外周部の超塑性特性
を示す材料のみを金型で拘束して、超塑性特性を示す材
料が超塑性特性を示す温度で流体圧を用いてバルジ成形
を行なうことを特徴とする難加工材の高精度な成形方法
である。
アルゴンガス等のようなガスを使用し、シール用材料と
して超塑性特性を示す材料を用いれば、高温下でも液圧
成形と同じような成形が可能であるとの知見を得、本発
明はこの知見に基いて完成されたものである。すなわ
ち、本発明は常温では延性が乏しい高温下ではある程度
延性を有する超塑性特性を示さない難加工材を、それよ
りひとまわり大きいサイズの超塑性特性を示す材料でサ
ンドイッチ状にはさみこんで、その外周部の超塑性特性
を示す材料のみを金型で拘束して、超塑性特性を示す材
料が超塑性特性を示す温度で流体圧を用いてバルジ成形
を行なうことを特徴とする難加工材の高精度な成形方法
である。
以下、本発明を更に具体的に第１図によって説明す
る。
る。
第１図（ａ）に示すように、被成形材１（その上下両
面に潤滑剤を塗布することが好ましい）を超塑性特性を
示す材料３でサンドイッチにした後、第１図（ｂ）に示
すように上型2aと下型2bよりなる金型２にセットする。
この際超塑性特性を示す材料３は上下２板とも上下の金
型２で拘束するが、中央の被成形材１は金型２では直接
拘束しない。また、被成形材１の板厚が厚い場合には上
下の金型２でおさえる部分にスペーサーをかませて、ガ
スのシールが十分行なえるようにするのが好ましい。
面に潤滑剤を塗布することが好ましい）を超塑性特性を
示す材料３でサンドイッチにした後、第１図（ｂ）に示
すように上型2aと下型2bよりなる金型２にセットする。
この際超塑性特性を示す材料３は上下２板とも上下の金
型２で拘束するが、中央の被成形材１は金型２では直接
拘束しない。また、被成形材１の板厚が厚い場合には上
下の金型２でおさえる部分にスペーサーをかませて、ガ
スのシールが十分行なえるようにするのが好ましい。
第１図（ｂ）に示すように、サンドイッチ状の被成形
材１をはさみこんで被成形材１が延性を示す温度に加熱
後、ガス通路４より成形ガスを圧入してガス圧をかけて
成形を行なえば高温下でも液圧バルジ成形と同じような
形態で高精度な成形がおこなえる。図中、Ａは超塑性特
性を示す材料３でサンドイッチ状にはさまれた被成形材
を示し、Ｂは成形後の状態を示す。
材１をはさみこんで被成形材１が延性を示す温度に加熱
後、ガス通路４より成形ガスを圧入してガス圧をかけて
成形を行なえば高温下でも液圧バルジ成形と同じような
形態で高精度な成形がおこなえる。図中、Ａは超塑性特
性を示す材料３でサンドイッチ状にはさまれた被成形材
を示し、Ｂは成形後の状態を示す。
なお、成形温度により超塑性特性を示す材料は変更す
る必要があり、例えば500℃付近では超塑性成形用7475
アルミニウム合金、900℃ではTi−6A1−4Vチタン合金を
利用すればよい。
る必要があり、例えば500℃付近では超塑性成形用7475
アルミニウム合金、900℃ではTi−6A1−4Vチタン合金を
利用すればよい。
被成形材を超塑性材料でサンドイッチして成形する
が、被成形材そのものは金型で拘束していないため完全
な張出し成形に比べて加工度が低くなり、超塑性材料で
なくても高温バルジ成形が可能である。また、上下の板
は完全張出し成形されるためサンドイッチされた被成形
材も縮み成分が減少してしわの発生が十分に防止される
ことになる。
が、被成形材そのものは金型で拘束していないため完全
な張出し成形に比べて加工度が低くなり、超塑性材料で
なくても高温バルジ成形が可能である。また、上下の板
は完全張出し成形されるためサンドイッチされた被成形
材も縮み成分が減少してしわの発生が十分に防止される
ことになる。
さらに、超塑性材料を変更することにより成形温度を
自由に選択することができ、難加工材が伸びを示し変形
応力の低い温度域での低応力での成形加工が可能であ
る。
自由に選択することができ、難加工材が伸びを示し変形
応力の低い温度域での低応力での成形加工が可能であ
る。
以下、本発明の一実施例として高張力鋼のドーム成形
の場合について第２図によって説明する。
の場合について第２図によって説明する。
高張力鋼HT−230は常温での伸びは３％程度しかな
く、また耐力も熱処理前で80kg f/mm2程度あるため、常
温下で半球形状のドームを成形することは加工力が大き
いことと伸びがないため割れが発生するため不可能であ
る。しかし、900℃の高温下では伸び80％、変形応力が8
kg f/mm2に低下するため加工は可能であるが、第３図に
示したような従来のプレスを用いた方法では上下の金型
がうまくあたらないためしわが生じ、成形後に手直しが
必要である。
く、また耐力も熱処理前で80kg f/mm2程度あるため、常
温下で半球形状のドームを成形することは加工力が大き
いことと伸びがないため割れが発生するため不可能であ
る。しかし、900℃の高温下では伸び80％、変形応力が8
kg f/mm2に低下するため加工は可能であるが、第３図に
示したような従来のプレスを用いた方法では上下の金型
がうまくあたらないためしわが生じ、成形後に手直しが
必要である。
そこで、第２図（ａ）に示すように、上下面にポロン
ナイトライド（BN）潤滑材を塗った高張力鋼（HT−23
0）１を、超塑性特性を示す材料（Ti−6A1−4Vチタン合
金）３でサンドイッチ状にはさみ込む。この積層板５を
第２図（ｂ）のように上型2a、下型2bよりなる金型２で
はさみ込み、成形温度（900℃）まで加熱し、ガス圧を
用いて成形する。なお金型へのセットにおいてはTi−6A
1−4Vの板のみ拘束し、中央のHT−230は金型ではおさえ
ない。成形後の形状は第２図（Ｃ）に示すようにHT−23
0はサンドイッチ板内を内側に流れ込んで成形されるた
め、外側のTi−6A1−4Vの板より加工度が低く割れやし
わを生じされることなく成形を行なうことができる。
ナイトライド（BN）潤滑材を塗った高張力鋼（HT−23
0）１を、超塑性特性を示す材料（Ti−6A1−4Vチタン合
金）３でサンドイッチ状にはさみ込む。この積層板５を
第２図（ｂ）のように上型2a、下型2bよりなる金型２で
はさみ込み、成形温度（900℃）まで加熱し、ガス圧を
用いて成形する。なお金型へのセットにおいてはTi−6A
1−4Vの板のみ拘束し、中央のHT−230は金型ではおさえ
ない。成形後の形状は第２図（Ｃ）に示すようにHT−23
0はサンドイッチ板内を内側に流れ込んで成形されるた
め、外側のTi−6A1−4Vの板より加工度が低く割れやし
わを生じされることなく成形を行なうことができる。
ここではHT−230を被加工材としたが高温で延性を示
す材料であれば被加工材に特に制約はない。このこと
は、外側の板についてもいえ、加工したい温度で超塑性
特性を示せば外側の板としての条件は満されており、２
種類の板の組合せは数多くある。
す材料であれば被加工材に特に制約はない。このこと
は、外側の板についてもいえ、加工したい温度で超塑性
特性を示せば外側の板としての条件は満されており、２
種類の板の組合せは数多くある。
金型についても、こゝではプレスで成形しにくい半球
としたが、加工度の点で無理のない範囲であれば金型形
状も自由に選ぶことが可能である。
としたが、加工度の点で無理のない範囲であれば金型形
状も自由に選ぶことが可能である。
本発明は常温で延性をもたない難加工材を高精度にし
わを発生さすことなく成形することを可能にするという
効果がある。
わを発生さすことなく成形することを可能にするという
効果がある。
また、常温下に比べて伸びが大きく変形応力の低い高
温下で加工を加えるため、加工度をあげることができ同
時に低い加工力で成形できるという効果もある。
温下で加工を加えるため、加工度をあげることができ同
時に低い加工力で成形できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一態様を説明するための概略図、第２
図は本発明の一実施例を説明するための概略図、第３図
は従来のプレス成形の一態様を説明するための概略図で
ある。
図は本発明の一実施例を説明するための概略図、第３図
は従来のプレス成形の一態様を説明するための概略図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】常温では延性が乏しいが高温下ではある程
度延性を有する超塑性特性を示さない難加工材を、それ
よりひとまわり大きいサイズの超塑性特性を示す材料で
サンドイッチ状にはさみこんで、その外周部の超塑性特
性を示す材料のみを金型で拘束して、超塑性特性を示す
材料が超塑性特性を示す温度で流体圧を用いてバルジ成
形を行なうことを特徴とする難加工材の高精度な成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187963A JP2726739B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 難加工材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187963A JP2726739B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 難加工材の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475723A JPH0475723A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2726739B2 true JP2726739B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16215224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2187963A Expired - Fee Related JP2726739B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 難加工材の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726739B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW527279B (en) * | 1997-12-30 | 2003-04-11 | Dung-Han Juang | Superplastic alloy-containing conductive plastic article for shielding electromagnetic interference and process for manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03204125A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-05 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 高温で反応性の高い超塑性金属板の複合成形法 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2187963A patent/JP2726739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475723A (ja) | 1992-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |