JP6735569B2 - クラックのない金属粉末成形品のニアネットシェイプ成形 - Google Patents

Description

本開示は、概して粉末冶金に関し、より具体的には、クラックのない金属成形品を粉末の直接固化により成形するための方法およびダイに関する。

金属粉末技術は、ニアネットシェイプ（near-net-shape）（ＮＮＳ）の金属成形品の製造に利用される場合があり、これにより、例えば切削加工などの金属除去工程が不要になるので、コストが削減される。チタン合金などの混合微粒子材料を成形品の形状に押し固め、圧粉体（compact）として知られる形状体を得る。次いで、この圧粉体を制御雰囲気下で焼結し、粉末材料を結合させて最終成形品を得る。冷間等方性加圧（cold isostatic compaction：ＣＩＰ）として知られる圧粉法では、可撓性のダイに金属粉末を充填し、これをプレス機において液体などの作動媒体に浸す。プレス機が液体を圧縮すると、ダイの表面に均一な成形圧（compaction pressure）がかかる。ダイがわずかに撓むことにより成形圧が伝達されて粉体を圧縮し、圧粉体が得られる。この後、圧粉体をダイから取り外して焼結炉に移動して、炉内で高温により金属粉末粒子を結合させて固化成形品（solid part）とする。

成形品の特異部（features）や細部を形成するためのダイ部品（die component）がダイの内部に含まれる場合には、問題が生じ得る。例えば、内部のダイ部品の形状や配置が非対称的な場合は、成形圧が加わるとダイ部品にアンバランスな負荷が生じることになり、曲がりや歪みの原因となる。圧縮工程が完了して成形圧が解除されると、撓んでいたダイ部品が元の形状に戻る。ダイ部品の撓みが戻る際に、圧粉体に、特に表面付近に局所的な二軸方向の引張力が発生する。この処理段階では圧粉体の粉末粒子はまだ金属的に結合しておらず、よって圧粉体は比較的割れやすく、最低限の破壊靱性（fracture toughness）しか有していない。このため、内部ダイ部品の撓みが元に戻る際に生じる引張力が、成形体に好ましくない変形や局所的なクラックが生じうる。

したがって、クラックのないＮＮＳ金属粉末成形品を製造するための方法およびダイが必要とされており、アンバランスな負荷を受けるようなダイ部品をダイが含んでいる場合にはその必要性が特に高い。

開示の実施形態は、冷間等方性加圧を用いて金属粉末を直接固化し、続いて真空焼結により固化成形品とすることを含むＮＮＳ成形品の成形を、クラックの発生なく行うことを可能にする。内部ダイ部品の撓みの戻りが発生すると、圧粉体に残留引張力を発生させる要因となるが、この可能性は実質的に排除されている。二軸方向の引張応力を低減あるいは排除すると、圧粉体におけるクラック発生の可能性が低減あるいは排除される。引張応力の低減は、金属粉末を成形し、また成形圧に反応する内部ダイ部品の両側に金属粉末を導入することにより得られる。

一実施形態によれば、ニアネットシェイプの金属成形品の成形方法が提供される。前記方法は、少なくとも１つのダイ部品を可撓性の容器の内部に設置するに際して、当該ダイ部品（３５）として、対向する両側と、ダイ部品を通って延びる平面とを有するものを用いることを含む。前記方法は、さらに、前記容器に金属粉末を充填するに際して、前記金属粉末を前記両側に配置することと、前記可撓性の容器を加圧することで、前記金属粉末を圧縮して圧粉体にすることを含む。前記方法は、また、前記圧粉体を前記容器から取り外すことと、前記圧粉体を焼結して固化成形品にすることとを含む。前記ダイ部品は金属プレートであってもよく、前記容器を充填することは、前記容器の下側内部領域に前記金属粉末の層を導入することを含んでもよく、前記少なくとも１つのダイ部品を設置することは、前記金属粉末の前記層の上に前記金属プレートを設置することを含んでもよい。前記容器を充填することは、前記金属プレートを覆うように、前記容器の上側内部領域に前記金属粉末の層を導入することを含んでもよい。前記金属粉末（４０、４２）は、元素混合粉末からなる水素化脱水素チタン合金組成物であってもよい。前記金属粉末（４０、４２）を圧縮して圧粉体（７５）にすることは、冷間等方性加圧を用いて行ってもよい。

別の実施形態によれば、クラックのない金属粉末の圧粉体の作成方法が提供される。前記方法は、可撓性の容器に金属粉末を充填することと、少なくとも１つのダイ部品を前記可撓性の容器の内部に設置するに際して、当該ダイ部品が負荷により屈曲することを実質的に防ぐような態様で前記ダイ部品を前記金属粉末の中に配置することとを含む。前記方法は、さらに、前記可撓性の容器に静水圧をかけることで、前記金属粉末を所望の圧粉体に圧縮することを含む。前記ダイ部品を前記金属粉末の中に配置することは、前記金属粉末を前記ダイ部品の両側に導入することを含んでもよい。前記ダイ部品を前記金属粉末の中に配置することは、前記金属粉末の２つの層の間に前記ダイ部品を設置することを含んでもよい。前記金属粉末を前記所望の圧粉体に圧縮することは、冷間等方性加圧を用いて行ってもよい。前記ダイ部品を配置することは、前記容器の内部において、前記ダイ部品を対称配置にすることを含んでもよい。

さらに別の実施形態によれば、クラックのない金属粉末の圧粉体の作成方法が提供される。前記方法は、少なくとも１つの比較的剛性のダイ部品を作成することと、前記ダイ部品を可撓性の容器の内部に設置することとを含む。前記方法は、また、前記ダイ部品を覆うように、金属粉末の層を前記可撓性の容器の内部に導入することと、圧縮に際して前記ダイ部品にかかる負荷を釣り合わせるために、比較的軟質の材料の層を前記可撓性の容器の下側に導入することとを含む。前記方法は、さらに、前記可撓性の容器に静水圧をかけることによって、前記金属粉末を粉圧体に圧縮することを含む。前記比較的軟質の材料の前記層を導入することは、前記可撓性の容器に前記金属粉末を導入することにより行ってもよい。前記ダイ部品を作成することは、鏡像対称性を呈するダイ特異部群を作成することを含んでもよく、前記金属粉末を圧縮することは、冷間等方性加圧を用いて行ってもよい。

さらに別の実施形態によれば、金属粉末成形品を成形するためのダイ組立体が提供される。前記ダイ組立体は、静水圧によって加圧されるように構成された可撓性の壁を有する容器と、前記成形品の特異部を形成するために、前記容器の内部に設置された少なくとも１つの比較的剛性のダイ部品であって、互いに対向する第１および第２の側と全体対称面とを有するダイ部品とを有する。前記ダイ組立体は、さらに、前記ダイ部品の前記第１の側に配置された金属粉末の層と、前記容器が静水圧で加圧されると前記ダイ部品に生じる負荷を釣り合わせるために、前記ダイ部品の前記第２の側に配置された比較的軟質の材料の層とを有する。前記比較的軟質の材料は金属粉末であってもよく、前記金属粉末と前記比較的軟質の材料は、いずれもチタン合金粉末であってもよい。前記ダイ部品は、前記ダイ部品の前記第１の側に配置された、第１成形品の特異部を形成するための第１要素群と、前記ダイ部品の前記第２の側に配された、第２成形品の特異部を形成するための第２要素群とを含んでもよい。前記第１要素群は、前記第２要素群と鏡像の関係にあってもよく、前記第１および第２要素群は、全体対称面に対して対称であってもよい。

特徴、機能、及び、利点は、本願の開示の様々な実施形態によって個別に達成することができ、あるいは、さらに他の実施形態と組み合わせてもよく、そのさらなる詳細は、以下の記載及び図面を参照することによって明らかになるものである。

例示的な実施形態を特徴づけると考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。ただし、例示的な実施形態及び好ましい使用態様、並びに、その目的および利点は、以下に示す本開示の例示的な実施形態の詳細な説明を添付図面と共に参照することによって最もよく理解されるであろう。

金属成形品の斜視図であり、成形品の全体対称面も示している。 図１の金属成形品の成形（mold）に用いるダイ組立体の分解斜視図である。 図２と同様の図であるが、本図ではダイ組立体が完全に組み立てられた状態を示す。 図２および図３のダイ組立体の構成部品の１つであるスチールプレートの側面図である。 一実施形態による、クラックのない粉末成形品を成形するためのダイ組立体の断面図である。 図５と同様の図であるが、本図では、可撓性の容器が等方圧を受けて撓んだ状態を示す。 クラックのない金属成形品の成形に用いるダイ組立体の別の実施形態を示す平面図である。 図７の線８−８に沿った断面図である。 直接固化による金属粉末成形品の成形方法を示すフロー図である。 航空機製造および保守方法を示すフロー図である。 航空機のブロック図である。

開示の実施形態によれば、クラックなしに、直接固化により、ニアネットシェイプ（ＮＮＳ）に金属粉末成形品を成形するための方法およびダイ組立体(die assembly)が提供される。例えば、図１を参照すると、開示の実施形態を用いると、凹部２２のような細部や特異部を１つまたは複数個有する略矩形の金属成形品２０を成形することができる。成形品２０を成形するには、所望の金属粉末を圧縮して成形品２０の形状に実質的に合致する未焼成圧粉体を得て、この圧粉体を焼成して固化成形品とする。開示の実施形態は、幅広い種類の金属粉末および合金を用いた部品の成形に適用可能であり、ＳＰ７００あるいはＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ用の水素化脱水素法による元素混合粉末などのチタン合金粉末をその例に含むが、これに限定はされない。

図２および図３を参照すると、図１の成形品２０は、冷間等方性加圧（ＣＩＰ）あるいは類似の方法を用いて金属粉末を圧粉体にする直接固化技術を用いて成形可能である。圧粉体の作成に用いられるダイ組立体２６は、箱状の可撓性の容器４５の内部に配置された１つまたは複数のダイ部品３５を有している。ダイ部品３５は平面２４に剛性中心を有する。便宜上、この面を本明細書における以降の説明では全体対称面(plane of overall symmetry)２４とよぶ。ダイ部品３５は、スチールなど比較的剛性の高い材料から成る実質的に平坦なプレート３６と、金属部品である複数のインサート３４とを含む。インサートは、例えば、成形品２０の凹部２２など、成形品２０の特異部を成形するための部品である。可撓性の容器４５は、ゴム製あるいはプラスチック製であってもよく、底壁２８、所望の厚み「ｔ」を有する側壁３０、および、取り外し可能な上壁３２を含む。容器４５の材料は、可撓性に加えて、圧粉体を所望の形状に保つために必要な剛性を有する適切な材料であればよい。

使用に際しては、容器４５の内部にダイ部品３５を配置し、容器４５に所望の金属粉末を充填する。次に、金属粉末を押し込み、容器上壁３２を取り付ける。ダイ組立体２６を等方圧プレス機（図示せず）にセットして、容器４５の全表面に静水成形圧（hydrostatic compaction pressure）を加える。上述したように、容器４５に加えられた圧力は金属粉末に伝達されて、金属粉末を圧縮して圧粉体を得る。この圧粉体を焼成すると固化成形品２０が得られる。成形品２０の形状および全体対称面２４の位置／向きによっては、圧縮工程において容器４５に加えられた圧力がプレート３６にアンバランスな負荷を与え、プレート３６を撓ませる可能性がある。例えば、図４を参照にすると、負荷がアンバランスであるとプレート３６に曲げモーメント５０が発生し、圧縮工程においてプレート３６を撓ませる場合がある。圧縮負荷が解除されると、撓み戻しにより元の形状に戻る。

図５および図６に示す一実施形態によるダイ組立体は、圧縮工程中にプレート３６に作用する負荷を釣り合わせて、プレート３６の撓みを実質的に低減あるいは排除する。本実施例では、インサート３４は、プレート３６に設けられたスロット３８内で移動可能である。粉末など適切な軟質材料４２を、容器４５の下側内部領域５５に、つまりは、プレート３６と容器４５の底壁２８との間に装入して、プレート３６の片側に軟質材料の層を形成する。プレート３６の上方の上側内部領域６５には、後に圧縮して圧粉体とするための所望の金属粉末を充填する。下側内部領域５５内の軟質材料４２は、限定するものではないが、例えば、内部領域６５に充填したのと同じ金属粉末であってもよい。あるいは、プレート３６よりも剛性が低いことを条件とする別の材料であってもよい。よって、比較的剛性の高いプレート３６の両側に、比較的軟質な材料（金属粉末）が導入される。このことは、金属粉末をプレート３６の片側のみに配置する従来の技術とは対照的である。

特に図６を参照すると、冷間等方性加圧の際に容器４５に静水成形圧Ｐが加わると、破線４６で示した位置から内側に壁２８、３０、３２が撓み、内部領域５５の粉末４２と内部領域６５の粉末４０それぞれに成形圧が伝達される。伝達された成形圧Ｐが金属粉末４０を圧縮４４し、所望の成形品形状を有する圧粉体７５（図６）が得られる。このように、成形圧Ｐが２つの領域５５および６５を介して伝達され、全体対称面２４の両側においてプレート３６による反作用を受けることになる。したがって、プレート３６に与えられる力が全体対称面２４の両側で実質的に均衡することになり、プレート３６が撓むのを実質的に防ぐことができる。成形圧を受けてもプレート３６が実質的に撓まないので、プレート３６が元の形状に戻ろうとする状態にならず、圧粉体における引張応力の発生を防止できる。本質的には、プレート３６の下に位置する下側内部領域５５に配された軟質な層が、プレート３６が負荷を受けて屈曲することを防ぐ。

別の実施形態を示す図７および図８に着目すると、両図に示すダイ組立体２６では、撓みとそれに伴う戻りとの対象となる内部ダイ部品の両側に金属粉末を充填することにより、圧縮工程におけるプレート３６の撓みを防止するように構成されている。圧縮工程におけるプレート３６の撓みを防止することにより、クラックの要因となる引張応力が圧粉体に発生することを防止できる。引張応力は、プレート３６が撓むと、それに伴う戻りの結果、発生しうる。本実施形態では下部内部領域５５が拡大されており、ダイインサート３４ａ、３４ｂからなる２組のダイ部品がプレート３６の両側にそれぞれ設置されている。容器４５の内部領域５５および６５におけるダイ部品３４ａ、３４ｂ、３６の配置構成は、実質的に互いに鏡像の関係になっている。内部領域６５と内部領域５５とは、容量が実質的に同じであり、それぞれ所望の金属粉末４０および４２が充填されており、これにより１つのダイ組立体２６で一対の圧粉体を同時に形成可能である。

図７および図８に示す実施形態のダイ組立体２６では、金属粉末が充填された２つの中空内部領域５５および６５が実質的に同一構成であり、また、全体対称面２４に関して対称であるので、対称的な構成であると言える。これに対し、図５および図６に示す実施形態のダイ組立体２６は、同一構成ではないものの、金属粉末が充填された２つの内部領域５５および６５がプレート３６の全体対称面２４の両側に配置されている点は同様であり、準対称の構成（quasi-symmetric configuration）であると言える。言い換えると、図５および図６に示した実施形態と同様に、プレート３６の両側に金属粉末が導入されている。内部領域５５および６５に充填された金属粉末が実質的に互いに鏡像の関係になっているので、圧縮工程においてダイ部品（特に、プレート３６）にかかる負荷が釣り合い、曲げモーメント５０が加わることによるプレート３６の撓みを防止できる。したがって、プレート３６の撓みが生じないので、クラックの原因になりうる引張力が圧粉体に誘発されない。用途によっては、側壁３０の剛性を例えば厚みｔを大きくするなどして高めることによっても、圧粉体７５における好ましくない残留引張力を低減できる。

図９は、上述した実施形態のダイ組立体２６を用いてクラックのない金属粉末成形品２０を成形する方法の全体工程を概略的に示す。最初に５２において、可撓性の容器４５の内部に少なくとも１つのダイ部品３５を設置する。ダイ部品（すなわち、プレート３６）は、全体対称面２４を有する。５４において、可撓性の容器４５に所望の金属粉末４０および４２を充填する。所望の金属粉末は、ダイ部品の両側に、つまりは、ダイ部品の全体対称面２４に対して両側に配置される。５６において、容器４５を圧縮することにより、金属粉末４０、４２を圧縮して未焼成の圧粉体７５を得る。容器の圧縮は、例えば等方圧プレス機（図示せず）が作り出す静水圧を用いて行うが、これに限定されない。５８において、容器を静水圧から解放するが、ダイ部品が変形して元の形状に戻るということがないので、圧粉体には依然として応力がかからない。６０において、ダイ組立体を分解し、圧粉体７５を容器４５から取り外す。最後に、６１において、圧粉体７５を焼成して固化成形品２０を得る。

本開示の実施形態は、様々な用途において使用可能であり、特に、航空宇宙、船舶、自動車を例とする輸送業における用途やその他の用途において金属成形品を用いる場合に使用可能である。よって、図１０および図１１を参照して、本開示の実施形態を、図１０に航空機の製造及び保守方法６２において使用し、図１１に示す航空機６４において使用可能である。開示の実施形態における航空機に関連する用途は、例えば、機体やその他の搭載システムに用いる軽量の金属部品を例とするが、これに限定されない。生産開始前の工程として、例示的な方法６２は、航空機６４の仕様決定及び設計６６と、材料調達６８とを含む。生産中の工程として、航空機６４の部品および小組立品の製造７０およびシステムインテグレーション７２とが行われる。その後、航空機６４は、認可及び納品７４の工程を経て、就航期間７６に入る。顧客による就航期間中は、航空機６４は、定例のメンテナンス及び保守７８のスケジュールに組み込まれるが、これは改良、再構成、改修なども含みうる。

方法６２の各工程は、システムインテグレーター、第三者、および／またはオペレータ（例えば、顧客）によって実行または実施することができる。説明のために言及すると、システムインテグレーターは、航空機メーカー及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。

図１１に示すように、例示的な方法６２によって製造される航空機６４は、複数のシステム８２及び内装８４を備える機体８０を含んでもよい。高水準システム８２の例としては、推進系８６、電気系８８、油圧系９０、環境系９２の内の１つ又は複数が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでいてもよい。航空宇宙産業に用いた場合を例として説明したが、本開示の原理は、例えば船舶及び自動車産業等の他の産業に適用してもよい。

本明細書において具現化されているシステム及び方法は、製造及び保守方法６２における１つ又はそれ以上のどの段階において採用してもよい。例えば、製造工程７０に対応する部品又は小組立品は、航空機６４の就航期間中に製造される部品又は小組立品と同様に組み立て又は製造することができる。また、実施形態の装置、方法、又はそれらの組み合わせの１つ又は複数を、製造段階７０及び７２で用いることによって、例えば、航空機６４の組み立て速度を大幅に速めたり、コストを削減したりすることができる。同様に、１つ又はそれ以上の装置の実施形態、１つ又はそれ以上の方法の実施形態、又はそれらの組み合わせを、航空機６４の就航期間中に、例えば、限定するものではないが、整備及び保守７８に用いてもよい。

本明細書において、「少なくとも１つの」という語句がアイテムのリストについて用いられる時は、リストアップされたアイテムの１つ又はそれ以上の様々な組み合わせを使用してもよいということであり、リストのアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、アイテムＣのうち少なくとも１つ」は、アイテムＡを、あるいは、アイテムＡとアイテムＢを、あるいはアイテムＢを意味する場合があるが、これに限定されない。この例は、また、アイテムＡと、アイテムＢと、アイテムＣを、あるいはアイテムＢとアイテムＣを意味する場合もある。アイテムとは、ある特定の対象、物、又はカテゴリーであってもよい。言い換えると、「少なくとも１つの」は、リストのアイテムをどの組み合わせや個数で使用してもよいが、リスト上のアイテムを必ずしも全て使用するわけではないということを意味する。

加えて、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。

付記１ 少なくとも１つのダイ部品（３５）を可撓性の容器（４５）の内部に設置するに際して、当該ダイ部品として、対向する両側と全体対称面（２４）とを有するものを用いることと、
前記容器（４５）に金属粉末（４０、４２）を充填するに際して、前記金属粉末（４０、４２）を前記両側に配置することと、
前記可撓性の容器（４５）を加圧することで、前記金属粉末（４０、４２）を圧縮して圧粉体（７５）にすることと、
前記圧粉体（７５）を前記容器（４５）から取り外すことと、
前記圧粉体（７５）を焼結して固化成形品（２０）にすることと、
を含む、ニアネットシェイプの金属成形品（２０）の成形方法。

付記２ 前記ダイ部品（３５）は金属プレート（３６）であり、
前記容器（４５）を充填することは、前記容器（４５）の下側内部領域（５５）に前記金属粉末（４０、４２）の層を導入することを含み、
前記少なくとも１つのダイ部品（３５）を設置することは、前記金属粉末（４０、４２）の前記層の上に前記金属プレート（３６）を設置することを含む、付記１に記載の方法。

付記３ 前記容器（４５）を充填することは、前記金属プレート（３６）を覆うように、前記容器（４５）の上側内部領域（６５）に前記金属粉末（４０、４２）の層を導入することを含む、付記２に記載の方法。

付記４ 前記金属粉末（４０、４２）は、元素混合粉末からなる水素化脱水素チタン合金組成物である、付記１〜３のいずれかに記載の方法。

付記５ 前記金属粉末（４０、４２）を圧縮して圧粉体（７５）にすることは、冷間等方性加圧を用いて行われる、付記１〜４のいずれかに記載の方法。

付記６ 可撓性の容器（４５）に金属粉末（４０、４２）を充填することと、
少なくとも１つのダイ部品（３５）を前記可撓性の容器（４５）の内部に設置するに際して、当該ダイ部品（３５）が負荷により屈曲することを実質的に防ぐような態様で前記ダイ部品（３５）を前記金属粉末（４０、４２）の中に配置することを含むことと、
前記可撓性の容器（４５）に静水圧（Ｐ）をかけることで、前記金属粉末（４０、４２）を所望の圧粉体（７５）に圧縮することと、
を含む、クラックのない金属粉末の圧粉体（７５）の作成方法。

付記７ 前記ダイ部品（３５）を前記金属粉末（４０、４２）の中に配置することは、前記金属粉末（４０、４２）を前記ダイ部品（３５）の両側に導入することを含む、付記６に記載の方法。

付記８ 前記ダイ部品（３５）を前記金属粉末（４０、４２）の中に配置することは、前記金属粉末（４０、４２）の２つの層の間に前記ダイ部品（３５）を設置することを含む、付記６または７に記載の方法。

付記９ 前記金属粉末（４０、４２）を前記所望の圧粉体（７５）に圧縮することは、冷間等方性加圧を用いて行われる、付記６〜８のいずれかに記載の方法。

付記１０ 前記ダイ部品（３５）を配置することは、前記容器（４５）の内部において、前記ダイ部品（３５）を対称配置にすることを含む、付記６〜９のいずれかに記載の方法。

付記１１ 少なくとも１つの比較的剛性のダイ部品（３５）を作成することと、
前記ダイ部品（３５）を可撓性の容器（４５）の内部に設置することと、
前記ダイ部品（３５）を覆うように、金属粉末（４０、４２）の層を前記可撓性の容器（４５）の内部に導入することと、
圧縮に際して前記ダイ部品（３５）にかかる負荷を釣り合わせるために、比較的軟質の材料（４０、４２）の層を前記可撓性の容器（４５）の下側に導入することと、
前記可撓性の容器（４５）に静水圧（Ｐ）をかけることによって、前記金属粉末（４０、４２）を粉圧体（７５）に圧縮することと、
を含む、クラックのない金属粉末の圧粉体の作成方法。

付記１２ 前記比較的軟質の材料（４０、４２）の前記層を導入することは、前記可撓性の容器（４５）に前記金属粉末（４０、４２）を導入することにより行われる、付記１１に記載の方法。

付記１３ 前記ダイ部品（３５）を作成することは、鏡像対称性を呈するダイ特異部群を作成することを含む、付記１１または１２に記載の方法。

付記１４ 前記金属粉末（４０、４２）を圧縮することは、冷間等方性加圧を用いて行われる、付記１１〜１３のいずれかに記載の方法。

付記１５ 金属粉末成形品（２０）の成形に用いるダイ組立体（２６）であって、
静水圧（Ｐ）によって加圧されるように構成された可撓性の壁（３０）を有する容器（４５）と、
前記成形品（２０）の特異部を形成するために、前記容器（４５）の内部に設置された少なくとも１つの比較的剛性のダイ部品（３５）であって、互いに対向する第１および第２の側と全体対称面（２４）とを有するダイ部品（３５）と、
前記ダイ部品（３５）の前記第１の側に配置された金属粉末（４０、４２）の層と、
前記容器（４５）が静水圧（Ｐ）で加圧されると前記ダイ部品（３５）に生じる負荷を釣り合わせるために、前記ダイ部品（３５）の前記第２の側に配置された比較的軟質の材料（４０、４２）の層と、を有するダイ組立体。

付記１６ 前記比較的軟質の材料（４０、４２）は金属粉末（４０、４２）である、付記１５に記載のダイ組立体（２６）。

付記１７ 前記金属粉末（４０、４２）と前記比較的軟質の材料は、いずれもチタン合金粉末（４０、４２）である、付記１６に記載のダイ組立体（２６）。

付記１８ 前記ダイ部品（３５）は、前記ダイ部品（３５）の前記第１の側に配置された、第１成形品（２０）の特異部を形成するための第１要素群（３４ａ）と、
前記ダイ部品（３５）の前記第２の側に配された、第２成形品（２０）の特異部を形成するための第２要素群（３４ｂ）と、を含む、
付記１５〜１７のいずれかに記載の方法。

付記１９ 前記第１要素群（３４ａ）は、前記第２要素群（３４ｂ）と鏡像の関係にある、付記１８に記載のダイ組立体（２６）。

付記２０ 前記第１および第２要素群（３４ａ、３４ｂ）は、全体対称面（２６）に対して対称である、付記１８または１９に記載のダイ組立体。

様々な例示的な実施形態を説明したが、これらは例示および説明を目的として提示したものであり、全てを網羅したり、開示した態様の実施形態に限定したりすることを意図するものではない。多くの変更又は変形が当業者には明らかであろう。また、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる効果をもたらす場合がある。説明した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。

Claims (11)

1. 少なくとも１つのダイ部品（３５）を可撓性の容器（４５）の内部に設置して、前記容器（４）の内部を当該ダイ部品（３５）に対して互いに対向する両側に位置する２つの内部領域（５５，５６）に分離するとともに、前記ダイ部品（３５）を通る平面（２４）に剛性中心を位置させることと、
   前記容器（４５）の前記２つの内部領域（５５，５６）に金属粉末（４０、４２）を充填することと、
   前記可撓性の容器（４５）を加圧することで、前記２つの内部領域（５５，５６）のうちの少なくとも一方（５５）において前記金属粉末（４０）を圧縮して圧粉体（７５）にするとともに、前記２つの内部領域（５５，５６）のうちの他方（５６）において前記金属粉末（４２）を圧縮することにより、前記平面（２４）の両側における力を均衡させることと、
   前記圧粉体（７５）を前記容器（４５）から取り外すことと、
   前記圧粉体（７５）を焼結して固化成形品（２０）にすることと、
   を含む、ニアネットシェイプの金属成形品（２０）の成形方法。
2. 前記ダイ部品（３５）は金属プレート（３６）であり、
   前記容器（４５）を充填することは、前記容器（４５）の下側内部領域（５５）に前記金属粉末（４２）の層を導入することを含み、
   前記少なくとも１つのダイ部品（３５）を設置することは、前記金属粉末（４２）の前記層の上に前記金属プレート（３６）を設置することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記容器（４５）を充填することは、前記金属プレート（３６）を覆うように、前記容器（４５）の上側内部領域（６５）に前記金属粉末（４０）の層を導入することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記金属粉末（４０、４２）は、元素混合粉末からなる水素化脱水素チタン合金組成物である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記金属粉末（４０、４２）を圧縮して圧粉体（７５）にすることは、冷間等方性加圧を用いて行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 金属粉末成形品（２０）の成形に用いるダイ組立体（２６）であって、
   静水圧（Ｐ）によって加圧されるように構成された可撓性の壁（３０）を有する容器（４５）と、
   前記成形品（２０）の特異部を形成するために、前記容器（４５）の内部に設置された少なくとも１つのダイ部品（３５）であって、前記容器（４）の内部を当該ダイ部品（３５）に対して互いに対向する第１の側及び第２の側に位置する２つの内部領域（５５，５６）に分離するとともに、前記ダイ部品（３５）を通る平面（２４）に剛性中心を有するダイ部品（３５）と、
   前記ダイ部品（３５）の前記第１の側に配置された金属粉末（４０）の層と、
   前記容器が静水圧（Ｐ）で加圧されると前記ダイ部品（３５）に生じる負荷を釣り合わせるために、前記ダイ部品（３５）の前記第２の側に配置された金属粉末（４２）の層と、を有するダイ組立体。
7. 前記第１の側と第２の側の金属粉末（４０、４２）は同一の金属粉末である、請求項６に記載のダイ組立体（２６）。
8. 前記第１の側と第２の側の金属粉末（４０、４２）は、いずれもチタン合金粉末（４０、４２）である、請求項７に記載のダイ組立体（２６）。
9. 前記ダイ部品（３５）は、前記ダイ部品（３５）の前記第１の側に配置された、前記第１成形品（２０）の特異部を形成するための第１要素群（３４ａ）と、
   前記ダイ部品（３５）の前記第２の側に配された、第２成形品（２０）の特異部を形成するための第２要素群（３４ｂ）と、を含む、
   請求項６〜８のいずれかに記載のダイ組立体（２６）。
10. 前記第１要素群（３４ａ）は、前記第２要素群（３４ｂ）と鏡像の関係にある、請求項９に記載のダイ組立体（２６）。
11. 前記第１および第２要素群（３４ａ、３４ｂ）は、平面（２４）に対して対称である、請求項９に記載のダイ組立体（２６）。

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