JP5276238B1 - 金属の成形方法およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
第2の金属からなる加熱された被成形部材を変形させて、第1の金属からなる加熱された被接合部材に接触させ、
前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が5%以上35%以下となる温度とする、
ことを特徴とする。
前記被成形部材を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
前記被成形部材に気体を吹き付けて、前記被成形部材の形状を、前記金型の形状に倣うように変形させ、前記被成形部材の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
を含み、
前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が5%以上35%以下となる温度としてもよい。
前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気であってもよい。
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であってもよい。
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であってもよい。
上記記載の金属の成形方法によって成形されたことを特徴とする。
液相率(%)=(被接合部材内部の液相の質量)/(被接合部材の全質量)×100
液相率が35%を超えると、生成する液相の量が多過ぎて(すなわち、固相の量が少なすぎて)被接合部材3がその形状を維持出来なくなり、被接合部材3が大きな変形を起こしてしまう。一方、液相率が5%未満であると、被接合部材3の表面への液相の供給量が少なくなってしまい、被接合部材3と被成形部材2との間の接合が困難になってしまう。そのため、本発明の実施形態においては、被接合部材3内部の液相の質量の比が5%以上35%以下となる温度において、熱間加工が行われる。なお、本発明の実施形態に係る接合において、より好ましい液相率は5%以上30%以下であり、より一層好ましい液相率は10%以上20%以下である。
本破壊方法においては、酸化皮膜を破壊するために、少なくとも、被接合部材3と被成形部材2との接合部にフラックスを塗布する。フラックスは、以下に限定されるものではないが、たとえば、アルミニウム合金のろう付で用いるKAlF4やCsAlF4などのフッ化物系フラックスが用いられる。これらのフラックスは、しみ出し接合において被接合部材3の液相が溶融する前に、または接合温度に至る前に溶融し、被接合部材3の表層および被成形部材2の表層に形成された酸化皮膜と反応して、酸化皮膜を破壊する。さらに、本方法においては、被接合部材3の表層および被成形部材2の表層への酸化皮膜の形成を抑制するために、たとえば、真空または窒素ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中で、被接合部材3と被成形部材2とを接合する方法が用いられる。本明細書において、「真空」とは、真空の状態だけでなく、面接合や閉塞空間における接合のように、被接合部材3と被成形部材2との間の接合面に空気の流入がほとんどない状態をも含むものとする。また、たとえばKClやNaClなどの塩化物系フラックスを用いる際には、大気雰囲気中で、被接合部材3と被成形部材2とを接合することが可能である。
被接合部材3および被成形部材2の両方のアルミニウム合金材にMgが所定量添加されている場合は、被接合部材3と被成形部材2との接合部にフラックスを塗布しなくても、酸化皮膜が破壊されて、被接合部材3と被成形部材2との接合がより容易になる。アルミニウム合金材に所定のMgが含有されている場合、真空フラックスレスろう付と同様に、アルミニウム合金が溶融して液相が表層に出てくるときに、アルミニウム合金中から蒸発するMgのゲッター作用によって酸化皮膜が破壊されるためである。なお、本方法においては、フラックスを塗布しないことによって、Mgのゲッター作用をより高めることができるため、フラックスを塗布しない方がより一層好ましい。
金型を用いてアルミニウム合金をブロー成形するアルミニウム合金の成形方法であって、
加熱された前記金型の底面上に、第1のアルミニウム合金からなる被接合部材を少なくとも1つ設置する第一工程と、
第2のアルミニウム合金からなる被成形板を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
前記被成形板に気体を吹き付けて、前記被成形板の形状を、前記金型の形状に倣うように変化させ、前記被成形板の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
を含み、
前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が5%以上35%以下となる温度とする、
ことを特徴とするアルミニウム合金の成形方法。
前記被成形板と前記被接合部材との接触面に塩化物系フラックスを塗布し、
前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気である、
ことを特徴とする付記1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記被成形板と前記被接合部材との接触面にフッ化物系フラックスを塗布し、
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
ことを特徴とする付記1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記被接合部材のMg含有率が0.2質量%以上5.0質量%以下であり、
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
ことを特徴とする付記1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記第1のアルミニウム合金の液相率が5%以上35%以下である時間が、30秒以上3600秒以下である、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記第1のアルミニウム合金のSi含有率が、0.6質量%以上3.5質量%以下である、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記第1のアルミニウム合金のCu含有率が、0.7質量%以上15.0質量%以下である、
ことを特徴とする付記1乃至6のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記被接合部材の固相線温度と、前記被接合部材の液相線温度との温度差が10℃以上200℃以下である、
ことを特徴とする付記1乃至7のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記第一工程において、前記被接合部材を前記金型の隅部近傍に設置する、
ことを特徴とする付記1乃至8のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
前記第一工程の前に、前記金型と前記被接合部材との接触面に離型剤を塗布する、
ことを特徴とする付記1乃至9のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法。
付記1乃至10のいずれか1に記載のアルミニウム合金の成形方法によって成形された、
ことを特徴とするアルミニウム合金の成形品。
本出願は、2011年11月30日に出願された日本国特許出願第2011−261637号に基づく。本明細書中にその明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
2 被成形部材
3 被接合部材
10 成形品
11 金型
12 被成形部材
13 被接合部材
20 成形品
c Si濃度
c1 Si濃度
c2 Si濃度
T 温度
T1 Teを超えた温度
T2 T1より更に高い温度
T3 Ts2を超えた温度
Te 固相線温度
Ts2 固相線温度
Claims (13)
- 第2の金属からなる加熱された被成形部材を変形させて、第1の金属からなる加熱された被接合部材に接触させ、
前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が5%以上35%以下となる温度とする、
ことを特徴とする金属の成形方法。 - 加熱された金型の底面上に、前記被接合部材を少なくとも1つ設置する第一工程と、
前記被成形部材を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
前記被成形部材に気体を吹き付けて、前記被成形部材の形状を、前記金型の形状に倣うように変形させ、前記被成形部材の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
を含み、
前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が5%以上35%以下となる温度とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の金属の成形方法。 - 前記被成形部材と前記被接合部材との接触面に塩化物系フラックスを塗布し、
前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気である、
ことを特徴とする請求項2に記載の金属の成形方法。 - 前記被成形部材と前記被接合部材との接触面にフッ化物系フラックスを塗布し、
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
ことを特徴とする請求項2に記載の金属の成形方法。 - 前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のMg含有率が0.2質量%以上5.0質量%以下であり、
前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記第一工程において、前記被接合部材を前記金型の隅部近傍に設置する、
ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記第一工程の前に、前記金型と前記被接合部材との接触面に離型剤を塗布する、
ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記第1の金属および/または前記第2の金属がアルミニウム合金である、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のSi含有率が、0.6質量%以上3.5質量%以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のCu含有率が、0.7質量%以上15.0質量%以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記被成形部材と前記被接合部材とが接触してから、被接合部材の液相率が5%以上35%以下である時間が、30秒間以上3600秒間以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 前記被接合部材の固相線温度と、前記被接合部材の液相線温度との温度差が10℃以上200℃以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の金属の成形方法。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の金属の成形方法によって成形された、
ことを特徴とする金属の成形品。
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