JP3003257B2 - 合金部材の製造方法 - Google Patents

合金部材の製造方法

Info

Publication number
JP3003257B2
JP3003257B2 JP3097761A JP9776191A JP3003257B2 JP 3003257 B2 JP3003257 B2 JP 3003257B2 JP 3097761 A JP3097761 A JP 3097761A JP 9776191 A JP9776191 A JP 9776191A JP 3003257 B2 JP3003257 B2 JP 3003257B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
forging
surface layer
hot
alloy
preform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3097761A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05311204A (ja
Inventor
伸一郎 梯
敏郎 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP3097761A priority Critical patent/JP3003257B2/ja
Publication of JPH05311204A publication Critical patent/JPH05311204A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3003257B2 publication Critical patent/JP3003257B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末鍛造法を用いたア
ルミニウム合金や鉄系合金等の合金部材の製造方法に係
わり、中間成形体の表面を改質することにより、鍛造時
のクラック発生を防ぐとともに、加工歪による特性向上
を図るための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、Fe,V,Zr,Cu,Mg,Si等を含
有するアルミニウム合金からなる成形体は、優れた強
度、剛性、靭性、耐熱性および耐食性等の特徴を有する
が、原料となるアルミニウム合金粉末の表面が強固な酸
化皮膜で覆われているため、通常の焼結成形による製造
は不可能である。
【0003】本出願人は、この種のアルミニウム合金部
材の製造方法として、特開昭63−60265号公報に
おいて以下のような製造方法を提案した。この方法では
まず、急冷凝固法で得られたアルミニウム合金粉末から
圧粉体を成形する。次いで、この圧粉体を、大気中また
は不活性ガス中に300〜520℃で15分以上加熱保
持したうえ、同範囲の温度で予備的な密閉型鍛造を行な
い、密度比95vol%以上の予備成形体を成形する。さ
らに、この予備成形体を350〜500℃に再加熱し、
本鍛造として1回または複数回の熱間型鍛造を行なって
成形体を得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記製造方
法においては、予備鍛造を行なう際に、鍛造型との接触
により成形体の表層部が冷却されるとともに、鍛造型の
内面に接する成形体の表層部にデッドメタルが生じるこ
とが避けられない。この冷却部およびデッドメタルの内
部では、鍛造時に粉末粒子が変形しないか潰れるだけに
留まり、粒子表面に生じている酸化皮膜が十分に破れな
い。
【0005】このため、粒子同士の結合度が十分に高め
られず、予備成形体の表層部で、材料の機械的特性およ
び変形能が不足する結果となる。また、金型温度を高め
て冷却部をなくしたとしても、変形不足域の生成は避け
られない。さらに、変形不足域は本鍛造工程を経た後に
も残る場合がある。
【0006】したがって、上記の製造方法では、最終製
品の表層部に機械的特性の不十分な部分が残留するおそ
れを有するとともに、本鍛造工程で以下の問題を生じる
問題もあった。
【0007】すなわち、本鍛造工程において、予備成形
体の表層部には大きな引張歪が生じる場合があり、粉末
粒子同士の結合度が不足している前記表層部では前記引
張歪によりクラックが生じやすい。このため、最終製品
の形状が複雑で本鍛造工程で必要な加工度が大きい場
合、本鍛造工程を複数回に分け、1回ごとの熱間鍛造の
塑性変形量を小さくしなければならず、工程数が多くな
って生産性が低下する問題があった。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、予備成形体の特に表層部における変形能を高めるこ
とにより、本鍛造工程における塑性変形量が大きい場合
にも予備成形体にクラックが生じることを防ぎ、本鍛造
工程での熱間鍛造の回数を減らすことができ、さらに最
終製品の表層部に変型不足域を残さず、十分に特性が高
められる製造方法の提供を課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】以下、本発明に係わる合
金部材の製造方法を、アルミニウム合金を使用した場合
を例に挙げて具体的に説明する。
【0010】この場合、原料として使用されるアルミニ
ウム合金粉末は、ガスアトマイズ法、遠心法、回転カッ
プ法、ロール法等、いかなる粉末製造法によって得られ
た粉末でもよく、さらに原料粉末を一旦ボールミル等の
粉砕手段で粉砕してもよい。粉末に添加される元素とし
ては、従来この種の合金に使用されているいかなる元素
も使用可能である。例えば、Si,Cu,Mg,Fe,Ni,Co,
Mn,Cr,Li,Ti,Zr,Ce,Mo,V,Zn等が使用可能で、
勿論複数種を混合してもよい。
【0011】次に、上記のアルミニウム合金粉末を成形
して圧粉体を得る。成形方法は従来使用されている方法
のいずれであってもよいが、一般的には、金型中で2〜
5ton/cm2程度の圧力を加え、密度比70〜80vol%
程度まで緻密化する方法が採られる。この成形工程によ
り、ハンドリング可能な形状の圧粉体を成形する。
【0012】次に、成形された圧粉体を、大気中または
アルゴン、窒素ガス中において300〜520℃で加熱
保持処理を施す。この加熱保持処理は、粉末に吸着され
ている水分および他の揮発性物質を除去するためのもの
で、加熱保持処理の温度が300℃未満、または昇温速
度が適当でないと、圧粉体から水分等を十分に除去でき
なかったり、酸化が進行する結果となり、最終製品中に
空孔が生じる、あるいは粒子間結合度が低下するおそれ
がある。また加熱温度が520℃を越えると、圧粉体を
構成する粉末粒子内の微細組織が失われ、圧粉体の物性
低下を招き、成形不良を生じるおそれがある。
【0013】予備鍛造は、後のショットブラストおよび
本鍛造としての熱間型鍛造に耐えうるように圧粉体を緻
密化するための処理であり、具体的には、100〜20
0℃程度に予熱された鍛造型内に、300〜520℃に
加熱した状態にある圧粉体を入れ、5〜10ton/cm2
度の圧力で密閉型鍛造を行なう方法等が採られる。密閉
型鍛造の処理温度が300℃未満では圧粉体の変形抵抗
が大きく、緻密化が困難である。また、密閉型鍛造の温
度が520℃を越えると、粒子内の微細組織が失われ、
成形体の物性低下を招く。
【0014】次に、得られた予備成形体を350〜52
0℃に加熱した状態でショットブラストを施し、予備成
形体の表層部を塑性変形させ、加工歪を付与する。成形
体の強度および変形能は、熱間成形時に与えられた歪量
の増加にともない向上するから、特に変形の初期あるい
はデッドメタルの部分においては、与えられる歪量が少
なく、変形能が小さいため、次の変形で割れを生じ易
い。成形体にショットグラストを施すことにより、微小
変形の累積によって大きな歪量を付与することができ、
次工程でより大きな変形が可能になる。
【0015】ショットブラストは予備成形体の全面に亙
って均一に行なってもよいが、予備成形体の形状に応じ
て、熱間型鍛造の際に変形不足域が生じる箇所の表層部
に対し集中的に施してもよい。熱間でショットブラスト
を行なうには、前記熱間型鍛造が完了した直後の冷めて
いない予備成形体にショットブラストを施すか、あるい
は改めて加熱炉等で予備成形体を加熱したうえ、ショッ
トブラストを施せばよい。ショットブラスト装置そのも
のは、従来使用されているいかなる装置であってもよ
い。また、予備成形体の冷却防止のため、予め加熱した
弾を用いることは有効である。
【0016】デッドメタルが生じやすい箇所に付与すべ
き歪量は、予備成形体の形状や熱間型鍛造条件に応じて
異なるため、実験を行なって決定することが望ましい。
ショットブラストのショット(弾)としては、加工歪の付
与が均一に行なえるように球状であることが望ましい
が、十分な加工歪が付与できれば、完全な球状に限らな
くてもよい。ショットの材質および粒径、発射速度、総
発射数は、前述した加工歪量が得られるように、実験に
より決定するべきである。また、加工歪を付与すべき深
さも、実験に基づいて決定すべきである。
【0017】具体的には、一般的な形状の成形体におい
て、デッドメタルが生じやすい箇所あるいは治具の接触
により冷却される箇所において、予備成形体の表面から
深さ0.5mm、好ましくは表面から深さ1.0mmの
範囲に、0.1〜1.0、望ましくは0.5〜1.0程
度の相当歪を付与する。ただし、この範囲は形状が複雑
ではない一般成形体の場合であって、特殊な形状の成形
体では、その都度調整されるべきである。
【0018】次に、ショットブラストの完了した予備成
形体を350〜500℃に再加熱したうえ、本鍛造工程
として1回または複数回の熱間型鍛造を行ない、成形体
を得る。熱間型鍛造の方法は前記予備鍛造の場合と同様
である。
【0019】上記構成からなる製造方法によれば、ショ
ットブラスト工程により予備成形体の表層部に加工歪を
付与し、塑性変形させることにより、表層部での個々の
粒子の酸化皮膜を破って材料の結合度を高め、機械的特
性および変形能を向上することが可能である。したがっ
て、最終成形体の機械的特性を安定させるとともに、途
中の本鍛造工程において予備成形体の表層部にクラック
が入りにくく、その分、本鍛造工程の各熱間鍛造での塑
性変形量を高めることができ、本鍛造時の熱間型鍛造の
回数を低減して、アルミニウム合金部材の製造効率を高
めることが可能である。
【0020】なお、本発明はアルミニウム合金に限定さ
れるものではなく、例えば、鉄系合金の粉末鍛造方法に
も適用することができる。条件は上記アルミニウム合金
と同様でよい。
【0021】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明の効果を実証す
る。Al−10Fe−1.5V−1.0Zrの組成から
なる100メッシュ以下の粉末を、室温において6ton
/cm3でプレス成形し、20mm径×20mm長で密度
比80vol%の直方体形の圧粉体を複数得た。これら圧
粉体を大気中で450℃に15分間加熱保持したうえ、
7ton/cm2で密閉型鍛造を行ない、密度比99vol%の
予備成形体を得た。
【0022】次いで、これら予備成形体を2つのグルー
プに分け、一方にのみ以下の方法でショットブラストを
施した。まず、予備成形体を一旦450℃まで加熱し、
これらが冷えないうちにショットブラスト装置にかけ
た。弾としては、外径10mmの鋼球を使用し、これを
速度9m/秒で、30秒間予備成形体に撃ちつけた。予
備成形体の一部を切断して断面を調べたところ、処理面
から1mmの深さまで粒子はアスペクト比3以上に変形
し、約1.0の加工歪が付与されていた。また、表面歪
は0.7だった。
【0023】次に、各グループの予備成形体を450℃
に加熱したうえ、表1に示す種々異なる鍛造条件で熱間
密閉型鍛造を行ない、クラック発生の有無を確認した。
【0024】
【表1】
【0025】上表のように、ショットブラストを施した
実施例のものでは、粒界強度が高められて延性が増し、
後続の加工によるクラック発生が低減できた。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる合
金部材の製造方法では、圧粉成形体に予備的な熱間密閉
型鍛造を施して得られた予備成形体を加熱した状態でシ
ョットブラスト処理を施すので、予備成形体の表層部に
加工歪を付与し、表層部を集中的に塑性変形させること
により、表層部を構成する個々の粒子の酸化皮膜を破っ
て材料の結合度および変形能を高めることができる。こ
のように表層部の加工性を高めることにより、内部の加
工性不十分な部分も静水圧効果によって破壊することな
く加工できるようになるとともに、本鍛造工程での熱間
型鍛造時に予備成形体の表層部にクラックが入りにくく
なり、その分、本鍛造での塑性変形量を高めて熱間型鍛
造の回数を低減し、アルミニウム合金部材の製造効率を
高めることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22F 1/00 - 7/08 B21J 5/00 C21D 7/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合金粉末を常温または熱間で圧粉成形し
    て圧粉成形体とし、得られた圧粉成形体に予備的な熱間
    密閉型鍛造を施して予備成形体とし、得られた予備成形
    体を加熱した状態でショットブラスト処理を施し、この
    予備成形体の少なくとも一部の表層部に歪を付与する
    とを特徴とする合金部材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記合金は、アルミニウム合金であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の合金部材の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記合金は、鉄系合金であることを特徴
    とする請求項1記載の合金部材の製造方法。
JP3097761A 1991-04-26 1991-04-26 合金部材の製造方法 Expired - Fee Related JP3003257B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3097761A JP3003257B2 (ja) 1991-04-26 1991-04-26 合金部材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3097761A JP3003257B2 (ja) 1991-04-26 1991-04-26 合金部材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05311204A JPH05311204A (ja) 1993-11-22
JP3003257B2 true JP3003257B2 (ja) 2000-01-24

Family

ID=14200860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3097761A Expired - Fee Related JP3003257B2 (ja) 1991-04-26 1991-04-26 合金部材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3003257B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102554113B (zh) * 2010-12-24 2014-03-19 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种高温合金安装座精密成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05311204A (ja) 1993-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4304245B2 (ja) 成形表面を有する粉末冶金による物体
US4066449A (en) Method for processing and densifying metal powder
US4063940A (en) Making of articles from metallic powder
US6156093A (en) High strength, ductility, and toughness tungsten heavy alloy (WHA) materials
JPS6296603A (ja) 耐熱高強度Al焼結合金製構造用部材の製造方法
US3811878A (en) Production of powder metallurgical parts by preform and forge process utilizing sucrose as a binder
US4587096A (en) Canless method for hot working gas atomized powders
JP3003257B2 (ja) 合金部材の製造方法
US4534808A (en) Method for refining microstructures of prealloyed powder metallurgy titanium articles
JPH05117800A (ja) 酸化物分散強化鉄基合金の製造法
US4536234A (en) Method for refining microstructures of blended elemental powder metallurgy titanium articles
JPH0610284B2 (ja) 焼結部材の製造方法
JP2819844B2 (ja) アルミニウム合金部材の製造方法
JPH0643628B2 (ja) アルミニウム合金部材の製造方法
JP2588889B2 (ja) Ti−Al系金属間化合物部材の成形法
JP2682109B2 (ja) 焼結鍛造部品の表面欠陥除去方法
JPH059506A (ja) アルミニウム合金の粉末鍛造方法
JPH04337001A (ja) 粉末冶金用低合金鋼粉及びその焼結成形体並びに調質成形体
JPH0741806A (ja) 焼結チタン合金の表面処理方法
JPH03290906A (ja) 温間加工磁石及びその製造方法
JPS62247007A (ja) アルミニウム合金焼結品の製造方法
JPH08143910A (ja) 焼結鍛造品の製造方法
JPH0623403B2 (ja) 焼結鍛造コンロツドの製造方法
JPH0586405A (ja) 鍛造歯形面が製品歯車歯形面となるAl−Si系合金製鍛造歯車の製造法
JPH05214402A (ja) 熱間等方圧加圧加工用金属粉末の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19991019

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees