JP7028941B1 - 金属を繰り返して加工する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属が均質な極微細組織を有することのできる加工方法を提供する。
【解決手段】Ｘ軸方向に形成された縁部のうち六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸縁部鍛造ステップと、Ｙ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸縁部鍛造ステップと、Ｚ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸縁部ステップを含み、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸縁部の各鍛造ステップはそれぞれ２回ずつ行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は金属を繰り返して加工する方法に関し、より詳しくは、全体的に六面体形状である金属を繰り返し鍛造し、緻密な組織に加工する金属加工方法に関する。

一般に、金属の特徴は、内部の微細組織や集合組織の状態に応じて変わる。例えば、組織が微細であるほど又は集合組織が発達するほど、金属材料の強度、硬度、及び耐久性などの機械的又は物理的な性質が優秀である。

従って、このような金属材料に焼成変形を加えたり、熱処理を加えて内部組織を制御することは、金属加工で重要な加工法の１つである。

一方、圧延、押出、引き抜きなどの加工方法は、金属の内部に大きな焼成変形及び外形の変化を起こすことから、追加的な工程で実現できる形状に限界がある。このような、変形上の限界を克服するために、サンプルの大きさの変化なしに焼成変形を付加する方法であるＥＣＡＰ（Ｅｑｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｎｇｕｌａｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）工程は、金属の大きさの変化なしに繰り返し強い焼成変形を付加することができる。

しかし、このような工程の特性上、接触摩擦によって極めて高い応力が求められ、金属材料の開始部と終端部には均一な変形を得ることができず、開始部と終端部の不均一な部分を除去しなければならないため、工程が実行されるにつれて材料損失が増加するという問題があった。

本発明の一実施形態の目的は、金属が均質な極微細組織（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有することができる加工方法を提供することにある。

具体的に、本発明の一実施形態の目的は、前述した問題点を解決できる金属加工方法を提供するもので、六面体金属の３軸方向の縁部をそれぞれ対角鍛造と復帰対角鍛造に繰り返し加工して金属外部の形状変化を最小化しながらも、金属の内部に均一な変形を付加して微細組織と集合組織を均一に制御できる金属加工方法を提供することにある。本発明が解決しようとする課題は、これらに制限されないことを明らかにする。

本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法は、Ｘ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸縁部鍛造ステップと、Ｙ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸縁部鍛造ステップと、Ｚ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸縁部鍛造ステップとを含み、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップはそれぞれ２回ずつ行われる。

前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは前記Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは前記Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われることができる。

前記Ｘ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｘ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｘ軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｘ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、Ｘ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するＸ軸対角鍛造ステップと、前記Ｘ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。

前記Ｘ軸対角鍛造ステップで加圧される前記２つのＸ軸縁部のそれぞれは、前記Ｘ軸復帰対角鍛造ステップで平坦化され、前記六面体金属を構成する６個の面のいずれか１つの面の中央に設けられることができる。

前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップのＸ軸対角鍛造ステップで加圧される２つのＸ軸縁部のそれぞれは、前記第２Ｘ軸縁部鍛造ステップのＸ軸復元ステップの後に六面体金属を構成する１２個の縁部のいずれか１つの縁部を構成することができる。

前記Ｘ軸対角鍛造ステップは、前記Ｘ軸方向に形成された縁部のいずれか１つの縁部を収容し、前記Ｘ軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第１金型で行われ、前記Ｘ軸復帰対角鍛造ステップは、六角柱金属の一側面を支持し、前記Ｘ軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第２金型で行われることができる。

前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｙ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｙ軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第１Ｙ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｙ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、Ｙ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するＹ軸対角鍛造ステップと、前記Ｙ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。

前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｚ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｚ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｚ軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第１Ｚ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｚ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、Ｚ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するＺ軸対角鍛造ステップと、前記Ｚ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。

前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは、順に順次１回行われた後、Ｘ軸縁部鍛造ステップ、Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及びＺ軸縁部鍛造ステップの順に１回行われ得る。

本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法によれば、対角鍛造と復帰対角鍛造を繰り返すことで、金属外部の形状変化を最小化しながら、金属の内部に均一な変形を付加して微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微粒の金属材料の製造を可能にする。勿論、このような効果によって本発明の範囲が限定されることはない。本発明の効果は、これらに制限されないことを明らかにする。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の好ましい一実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明と共に本発明の技術的な思想をより理解させる役割を果たすものであるため、本発明は、このような図面に記載されている事項に限定されて解釈されることはない。

本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。 図１に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。 図１に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図である。 図３に続いて図１に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第１金型のＸ軸対角鍛造以前の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第１金型のＸ軸対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第２金型のＸ軸復帰対角鍛造以前の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第２金型のＸ軸復帰対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。 図９に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。 図９に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図である。 図１１に引き続き、図９に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。

以下、添付の図面を参照して実施形態を詳細に説明する。しかし、実施形態には多様な変更が加えられることができ、特許出願の権利範囲がこの実施形態により制限されたり限定されることはない。実施形態に対するすべての変更、均等物ないし代替物が権利範囲に含まれるものとして理解されなければならない。

本明細書で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられるものであって、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。

異なる定義がされない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。

また、添付図面を参照して説明することにおいて、図面符号に関係なく、同じ構成要素は同じ参照符号を付与し、これに対する重複する説明は省略することにする。実施形態の説明において、関連する公知技術に対する具体的な説明が実施形態の要旨を不要に曖昧にするものと判断される場合、その詳細な説明を省略する。

また、実施形態の構成要素の説明において、第１，第２，Ａ，Ｂ，（ａ），（ｂ）などの用語を使用することがある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語によって該当の構成要素の本質や順番又は順序などが限定されない。

いずれか一つの実施形態に含まれている構成要素と、共通の機能を含む構成要素は、他の実施形態で同じ名称を用いて説明することにする。反対となる記載がない以上、いずれか一つの実施形態に記載した説明は、他の実施形態にも適用され、重複する範囲において具体的な説明は省略することにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。

図１を参照すると、一実施形態に係る金属加工方法は、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３を含む。Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３はそれぞれ２回ずつ行われる。Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３は順次行われる。言い換えれば、２回のＹ軸縁部鍛造ステップＳ２は、２回のＸ軸縁部鍛造ステップＳ１が全て行われてから実行され、２回のＺ軸縁部鍛造ステップＳ３は、２回のＹ軸縁部鍛造ステップＳ２が全て行われてから実行される。

ここで、加工の対象となる六面体金属は、図３及び図４に示すように、Ｘ軸方向に４個の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４が形成され、Ｙ軸方向に４個の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４が形成され、Ｚ軸方向に４個の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４が形成される、全体的に六面体形状を有する六面体金属１である。ここで、六面体金属１は図示した形状に制限されることなく、各種の大きさ及び比率を有する様々な形態と大きさに構成され得ることを明らかにする。六面体金属１は、例えば、その材質がタンタリウム又は銅などであってもよい。

例えば、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１は、六面体金属１のＸ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４を加圧するステップである。Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２は、六面体金属１のＹ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４を加圧するステップである。Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３は、六面体金属１のＺ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４を加圧するステップである。

図２は、図１に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。

図２を参照すると、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１は、２回で構成される。Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１は、第１Ｘ軸縁部鍛造ステップと、第１Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｘ軸縁部鍛造ステップを含む。第１Ｘ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１と第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２を含む。第２Ｘ軸縁部鍛造ステップは、第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３と第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４を含む。

第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１と第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２と第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を用いて行われる。

Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２は、２回で構成される。Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２は、第１Ｙ軸縁部鍛造ステップと第１Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｙ軸縁部鍛造ステップを含む。第１Ｙ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１と第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２を含む。第２Ｙ軸縁部鍛造ステップは、第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３と第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４を含む。

第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１と第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２と第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を用いて行われる。

Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３は、２回で構成される。Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３は、第１Ｚ軸縁部鍛造ステップと第１Ｚ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｚ軸縁部鍛造ステップを含む。第１Ｚ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１と第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２を含む。第２Ｚ軸縁部鍛造ステップは、第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３と第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４を含む。

第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１と第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２と第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を介して行われる。

図３は、図１に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図であり、図４は、図３に続いて図１に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。

図３及び図４を参照すると、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１は、左側の最上側に示されたように、六面体金属１のＸ軸方向の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ１１、Ｅ１３を加圧し、左側の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。ここで「対角線方向」に配置されることは、六面体金属１の中心を基準にして、互いに反対側に配置されることを意味する。第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１は、Ｘ軸と垂直である第１面Ｆ１の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われる（図５参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、縁部Ｅ１１、Ｅ１３が加圧されれば、第１面Ｆ１と垂直の第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３に変形が誘導され、第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２は、左側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４のうち、残りの２つの縁部Ｅ１２、Ｅ１４が備えられた突出部を加圧し、左側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２は、第１面Ｆ１の変形して制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似の全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図３の左側の上から４番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されないものとして、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２の後に、鍛造された六面体金属１の第１面Ｆ１と垂直の第２面Ｆ２の内部に残りの最初縁部Ｅ１１、Ｅ１２が圧搾されて平坦化され得る。言い換えれば、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１において、加圧される２つの縁部Ｅ１１、Ｅ１２は、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２の後に六面体金属を構成している６個の面のうち、一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。

第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は、中間の最上側に示すように、六面体金属１のＸ軸方向の縁部Ｅ１５、Ｅ１６、Ｅ１７、Ｅ１８のうち対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ１５、Ｅ１７を加圧し、中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は、Ｘ軸と垂直である第１面Ｆ１の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、縁部Ｅ１５、Ｅ１７が加圧されれば、第１面Ｆ１と垂直の第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３に変形が誘導され、第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、図３の中間の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ１５、Ｅ１６、Ｅ１７、Ｅ１８のうち、残りの２つの縁部Ｅ１６、Ｅ１８が備えられた突出部を加圧し、中間から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、第１面Ｆ１の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４を経た後、六面体金属は、図３の中間の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的な性能が向上すると共に、組織の全部分が最初位置に完全復元されるため、変形率を最小化しながら組織の損傷を防止することができる。

前記ステップにより、Ｘ軸と垂直である第１面Ｆ１の変形を制限するＸ軸縁部鍛造ステップＳ１を終了することができる。

次に、第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１は、右側の最上側に示すように、六面体金属１のＹ軸方向の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ２１、Ｅ２３を加圧し、右側の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１は、Ｙ軸と垂直である第２面Ｆ２の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第２面Ｆ２の変形が制限されるため、縁部Ｅ２１、Ｅ２３が加圧されれば、第２面Ｆ２と垂直の第１面Ｆ１及び第３面Ｆ３に変形が誘導され、第１面Ｆ１及び第３面Ｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２は、右側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４のうち、残りの２つの縁部Ｅ２２、Ｅ２４が備えられた突出部を加圧し、左側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１を経ることで、２つの縁部Ｅ２２、Ｅ２４それぞれは、六角柱金属２の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２は、第２面Ｆ２の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第２面Ｆ２の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図３の右側の上から４番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上されることができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されない。言い換えれば、第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１で加圧される２つの縁部Ｅ２１、Ｅ２２は、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２の後に六面体金属を構成している６個の面のうち一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。

次に、図４に示すように、第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、左側の最上側に示すように、六面体金属１のＹ軸方向の縁部Ｅ２５、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ２８のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ２５、Ｅ２７を加圧し、左側の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、Ｙ軸と垂直である第２面Ｆ２の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第２面Ｆ２の変形が制限されるため、縁部Ｅ２５、Ｅ２７が加圧されれば、第２面Ｆ２と垂直の第１面Ｆ１及び第３面Ｆ３に変形が誘導され、第１面Ｆ１及び第３面Ｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、図４の左側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ２５、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ２８のうち、残りの２つの縁部Ｅ２６、Ｅ２８が備えられた突出部を加圧し、図４の左側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、第２面Ｆ２の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第２面Ｆ２の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４を経た後、六面体金属は、図４の左側の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化され、機械的及び物理的性能が向上すると共に、組織の全部分の最初位置に完全に復元されるため、変形率を最小化して組織の損傷を防止することができる。

前記ステップにより、最初の六面体金属のＹ軸と垂直である第２面Ｆ２の変形を制限するＹ軸縁部鍛造ステップＳ２を終了することができる。

次に、第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１は、図４の中間の最上側に示すように、六面体金属１のＺ軸方向の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ３１、Ｅ３３を加圧し、図４の中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１は、Ｚ軸と垂直である第３面Ｆ３の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第３面Ｆ３の変形が制限されるため、縁部Ｅ３１、Ｅ３３が加圧されれば、第３面Ｆ３と垂直の第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２に変形が誘導され、第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２は、図４に示す中間の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４のうち、残りの２つの縁部Ｅ３２、Ｅ３４が備えられた突出部を加圧し、図４の中間の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１を経ることで、２つの縁部Ｅ３２、Ｅ３４それぞれは、六角柱金属２の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２は、第３面Ｆ３の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第３面Ｆ３の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図４の中間の上から４番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化され、機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは組織の全部分が最初位置に復元されない。言い換えれば、第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１で加圧される２つの縁部Ｅ３１、Ｅ３２は、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２の後に六面体金属を構成している６個の面のうち一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。

次に、図４に示すように、第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、右側の最上側に示すように、六面体金属１のＺ軸方向の縁部Ｅ３５、Ｅ３６、Ｅ３７、Ｅ３８のうち対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ３５、Ｅ３７を加圧し、中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、Ｙ軸と垂直である第３面Ｆ３の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第３面Ｆ３の変形が制限されるため、縁部Ｅ３５、Ｅ３７が加圧されれば、第３面Ｆ３と垂直の第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２に変形が誘導され、第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、図４の右側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ３５、Ｅ３６、Ｅ３７、Ｅ３８のうち、残りの２つの縁部Ｅ３６、Ｅ３８が備えられた突出部を加圧し、図４の右側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、第３面Ｆ３の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第３面Ｆ３の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４を経た後、六面体金属は、図４の右側の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上すると共に、組織の全部分の最初位置に完全に復元されるために、変形率を最小化して組織の損傷を防止することができる。

前記ステップにより、最初六面体金属のＺ軸と垂直である第３面Ｆ３の変形を制限するＺ軸縁部鍛造ステップＳ３を終了することができる。

これにより、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３を経た後、六面体金属は外部の形状変化を最小化しながら、金属の内部に均一な変形を付加し、微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微粒の金属材料の製造を可能にする。

図５は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第１金型のＸ軸対角鍛造以前の状態を示す斜視図であり、図６は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第１金型のＸ軸対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。

図５及び図６を参照すると、第１金型Ｍ１は、いずれか１方向の面の変形を制限できるように、互いに対向する２つの内側面を有する収容部Ａを含む収容ジグ１０と、収容部Ａの下方に形成して六面体金属１と接する部分を基準にして互いに対称をなしている第１凹み傾斜面Ｃ１及び第２凹み傾斜面Ｃ２が形成される下側パート２０と、下側パート２０に近づく方向又は下側パート２０から遠ざかる方向に摺動自在に設けられ、六面体金属１と接する部分を基準にして互いに対称をなしている第３凹み傾斜面Ｃ３及び第４凹み傾斜面Ｃ４が形成される上側パート３０を含む。

第１金型Ｍ１を用いる場合、Ｘ軸対角鍛造ステップ、Ｙ軸対角鍛造ステップ、及びＺ軸対角鍛造ステップで、六面体金属１を収容部Ａに投入して縁部が下側パート２０に接触するよう、六面体金属１を下側パート２０に安着させた後、図６に示すように、上側パート３０を用いて六面体金属１を加圧して六角柱金属２に加工することができる。このように、第１金型Ｍ１を用いて対角鍛造が可能であり、対角鍛造は、組織の変形を最小化しながら組織を微細化することができる。

図７は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第２金型のＸ軸復帰対角鍛造以前の状態を示す斜視図であり、図８は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第２金型のＸ軸復帰対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。

図７及び図８を参照すると、第２金型Ｍ２は、いずれか１方向の面の変形を制限できるように、互いに対向する２つの内側面を有する収容部Ｂを含む収容ジグ４０と、収容部Ｂの下方に形成して六角柱金属２の下側面と接触する接触面に第１平面Ｐ１が形成される下側パート５０と、収容部Ｂの上方に形成されて下側パート５０に近づく方向、及び下側パート５０から遠ざかる方向に摺動自在に設けられ、六角柱金属２と接触する接触面に第２平面Ｐ２が形成される上側パート６０を含む。

第２金型Ｍ２を用いる場合、Ｘ軸復帰対角鍛造ステップ、Ｙ軸復帰対角鍛造ステップ、及びＺ軸復帰対角鍛造ステップで、六角柱金属２を収容部Ｂに投入して下側パート５０上に安着させた後、上側パート６０を用いて六角柱金属２を加圧し六面体金属１に復元加工することができる。第２金型Ｍ２を用いて復帰対角鍛造が可能であり、復帰対角鍛造は、組織の変形を最小化しながら組織を微細化することができる。

図９は、一実施形態に係る金属を加工する方法を示すフローチャートである。

図９を参照すると、一実施形態に係る金属加工方法は、Ｘ軸縁部鍛造ステップ、Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及びＺ軸縁部鍛造ステップを含む。Ｘ軸縁部鍛造ステップ、Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及びＺ軸縁部鍛造ステップは、それぞれ２回ずつ行われる。Ｘ軸縁部鍛造ステップ、Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及びＺ軸縁部鍛造ステップは、２回のサイクル（Ｃｙｃｌｅ）をなして行われる。言い換えれば、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－１、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－１、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３－１が順次１回行われた後、次に、Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－２、Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－２、及びＺ軸縁部鍛造ステップＳ３－２が再び１回行われる。

ここで、加工の対象となる六面体金属は、図３及び図４に示すように、Ｘ軸方向に４個の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４が形成され、Ｙ軸方向に４個の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４が形成され、Ｚ軸方向に４個の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４が形成される、全体的に六面体形状を有する六面体金属１である。ここで、六面体金属１は図示した形状に制限されず、各種の大きさ及び比率を有する様々な形態と大きさに構成可能であることを明らかにする。六面体金属１は、例えば、その材質がタンタリウム又は銅などであってもよい。

例えば、Ｘ軸縁部鍛造ステップは、六面体金属１のＸ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４を加圧するステップである。Ｙ軸縁部鍛造ステップは、六面体金属１のＹ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４を加圧するステップである。Ｚ軸縁部鍛造ステップは、六面体金属１のＺ軸方向に形成された４個の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４を加圧するステップである。

図１０は、図９に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。

図１０を参照すると、Ｘ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－１及び第２Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－２を含む。第１Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－１は、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１と第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２を含み、第２Ｘ軸縁部鍛造ステップＳ１－２は、第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３と第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４を含む。

第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１と第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２と第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を用いて行われる。

Ｙ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－１及び第２Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－２を含む。第１Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－１は、第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１と第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２を含み、第２Ｙ軸縁部鍛造ステップＳ２－２は、第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３と第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４を含む。

第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１と第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２２と第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を用いて行われる。

Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３は、第１Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３－１及び第２Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３－２を含む。第１Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３－１は、第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１と第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２を含み、第２Ｚ軸縁部鍛造ステップＳ３－２は、第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３と第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４を含む。

第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１と第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、第１金型Ｍ１（図５参照）を介して行われ、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２と第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、第２金型Ｍ２（図７参照）を用いて行われる。

図１１は、図９に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図であり、図１２は、図１１に引き続き、図９に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。

図１１及び図１２において、パターンなしに示された面は、説明の便宜のためにパターンなしに示したものであり、必ず同じ面であることを意味するものではない。例えば、ステップＳ１１及びステップＳ１２において、パターンなしに示された面は互いに同じ面であるが、ステップＳ１２及びステップＳ１３でパターンなしに示された面は、互いに異なる面である。

図１１及び図１２を参照すると、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１は、左側の最上側に示すように、六面体金属１のＸ１軸方向の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ１１、Ｅ１３を加圧して左側の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。ここで、「対角線方向」に配置されることは、六面体金属１の中心を基準にして互いに反対側に配置されることを意味する。第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１は、Ｘ１軸と垂直である第１面Ｆ１の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、縁部Ｅ１１、Ｅ１３が加圧されれば、第１面Ｆ１と垂直の第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３に変形が誘導され、第２面Ｆ２及び第３面Ｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２は、左側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４のうち、残りの２つの縁部Ｅ１２、Ｅ１４が備えられた突出部を加圧し、左側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２は、第１面Ｆ１の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図１１の左側の上から４番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されないものであって、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２の後に、鍛造された六面体金属１の第１面Ｆ１と垂直の第２面Ｆ２の内部に残りの最初縁部Ｅ１１、Ｅ１２が圧搾されて平坦化され得る。言い換えれば、第１Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１１で加圧される２つの縁部Ｅ１１、Ｅ１２は、第１Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１２の後に六面体金属を構成している６個の面のうち一面に中央に配置されることができる。

第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１は、図１１の中間の最上側に示すように、六面体金属１のＹ１軸方向の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ２１、Ｅ２３を加圧し、図１１の中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第１Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２１は、Ｙ１軸と垂直である第２面Ｆ２’の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第２面Ｆ２’の変形が制限されるため、縁部Ｅ２１、Ｅ２３が加圧されれば、第２面Ｆ２’と垂直の第１面及び第３面Ｆ３’に変形が誘導され、第１面及び第３面Ｆ３’からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、図１１の中間の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の軸方向の縁部Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４のうち、残りの２つの縁部Ｅ２６、Ｅ２８が備えられた突出部を加圧し、中間から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、第２面Ｆ２’の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第２面Ｆ２’の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第１Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４を経た後、六面体金属は図１１の中間の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上するため、変形率を最小化し、組織の損傷を防止することができる。

次に、第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１は、図１１の右側の最上側に示すように、六面体金属１のＺ１軸方向の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４のうち対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ３１、Ｅ３３を加圧し、図１１の右側の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第１Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３１は、Ｚ１軸と垂直である第３面Ｆ３”の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第３面Ｆ３”の変形が制限されるため、縁部Ｅ３１、Ｅ３３が加圧されれば、第３面Ｆ３”と垂直の第１面Ｆ１”及び第２面に変形が誘導され、第１面Ｆ１”及び第２面からなる突出部が形成されることができる。

次に、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２は、図１１の右側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４のうち、残りの２つの縁部Ｅ３２、Ｅ３４が備えられた突出部を加圧し、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第１Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３２は、第３面Ｆ３”の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第３面Ｆ３”の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図１１に示す右側の上から４番目に示すように、たとえ最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。

次に、図１２に示すように、第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は左側の最上側に示すように、六面体金属１のＸ２軸方向の縁部Ｅ１５、Ｅ１６、Ｅ１７、Ｅ１８のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ１５、Ｅ１７を加圧して中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。ここで、Ｘ２軸は、Ｘ１軸と異なる軸を意味する。第２Ｘ軸対角鍛造ステップＳ１３は、Ｘ軸と垂直である第１面Ｆｆ１の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第１面Ｆｆ１の変形が制限されるため、縁部Ｅ１５、Ｅ１７が加圧されれば、第１面Ｆｆ１と垂直の第２面Ｆｆ２及び第３面Ｆｆ３に変形が誘導され、第２面Ｆｆ２及び第３面Ｆｆ３からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、図１２の左側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ１５、Ｅ１６、Ｅ１７、Ｅ１８のうち、残りの２つの縁部Ｅ１６、Ｅ１８が備えられた突出部を加圧し、図１２の左側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４は、第１面Ｆ１の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第１面Ｆ１の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第２Ｘ軸復帰対角鍛造ステップＳ１４を経た後、六面体金属は、図１２の左側の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上することができる。

次に、第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、図１２の中間の最上側に示すように、六面体金属１のＹ２軸方向の縁部Ｅ２５、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ２８のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ２５、Ｅ２７を加圧し、図１２の中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。ここで、Ｙ２軸は、Ｙ１軸と異なる軸であることを明らかにする。第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２３は、Ｙ２軸と垂直である第２面Ｆｆ２’の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第２面Ｆｆ２’の変形が制限されるため、縁部Ｅ２５、Ｅ２７が加圧されれば、第２面Ｆｆ２’と垂直の第１面及び第３面Ｆｆ３’に変形が誘導され、第１面及び第３面Ｆｆ３’からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、図１２の中間の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個のＹ２軸方向の縁部Ｅ２５、Ｅ２６、Ｅ２７、Ｅ２８のうち、残りの２つの縁部Ｅ２６、Ｅ２８が備えられた突出部を加圧し、図１２の中間の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。第２Ｙ軸対角鍛造ステップＳ２４を経ることで、２つの縁部Ｅ２６、Ｅ２８のそれぞれは、六角柱金属２の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第２Ｙ軸復帰対角鍛造ステップＳ２４は、第２面Ｆｆ２’の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第２面Ｆｆ２’の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

図１２の中間の上から４番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。

次に、図１２に示すように、第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、右側の最上側に示すように、六面体金属１のＺ２軸方向の縁部Ｅ３５、Ｅ３６、Ｅ３７、Ｅ３８のうち、対角線方向に配置される２つの縁部Ｅ３５、Ｅ３７を加圧し、中間の上から２番目に示すように、全体的に六角柱金属２に鍛造するステップである。第２Ｚ軸対角鍛造ステップＳ３３は、Ｙ軸と垂直である第３面Ｆｆ３”の変形を制限する第１金型Ｍ１を用いて行われることができる（図５参照）。従って、第３面Ｆｆ３”の変形が制限されるため、縁部Ｅ３５、Ｅ３７が加圧されれば、第３面Ｆｆ３”と垂直の第１面Ｆｆ１”、及び第２面に変形が誘導され、第１面Ｆｆ１”及び第２面からなる突出部が形成されることができる。

次に、第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、図１２の右側の上から３番目に示すように、全体的に六角柱金属２を相対的に９０度回転させ、４個の４軸方向の縁部Ｅ３５、Ｅ３６、Ｅ３７、Ｅ３８のうち、残りの２つの縁部Ｅ３６、Ｅ３８が備えられた突出部を加圧し、図１２の右側の上から４番目に示すように、全体的に六面体金属１に復元するステップである。ここで、第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４は、第３面Ｆｆ３”の変形を制限する第２金型Ｍ２を用いることができる（図７参照）。従って、第３面Ｆｆ３”の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属１に復元されることができる。

第２Ｚ軸復帰対角鍛造ステップＳ３４を経た後、六面体金属は図１２の右側の上から４番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上することができる。

前記ステップにより、最初六面体金属のＺ２軸と垂直である第３面Ｆｆ３”の変形を制限するＺ軸縁部鍛造ステップＳ３を終了することができる。ここで、Ｚ２軸は、Ｚ１軸と異なる軸であることを明らかにする。

これにより、六面体金属は外部の形状変化を最小化しながら金属の内部に均一な変形を付加し、微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微細粒の金属材料の製造を可能にする。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、前記に基づいて様々な技術的修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順に行われたり、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態に結合又は組み合せられたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても、適切な結果を達成することができる。

従って、他の実現、他の実施形態、及び特許請求の範囲と均等なものなども後述する請求の範囲の範囲に属する。

Claims (7)

1. 六面体金属を加工する方法において、
   前記六面体金属のＸ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＹ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＺ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸縁部鍛造ステップと、
   を含み、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップはそれぞれ２回ずつ行われ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは前記Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは前記Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｘ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｘ軸縁部鍛造ステップとを含み、
   前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｘ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＸ軸方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を前記六角柱金属に加工するＸ軸対角鍛造ステップと、
   前記Ｘ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸復帰対角鍛造ステップと、
   を含む、六面体金属を加工する方法。
2. 前記Ｘ軸対角鍛造ステップで加圧される前記２つのＸ軸縁部のそれぞれは、前記Ｘ軸復帰対角鍛造ステップで平坦化され、前記六面体金属を構成する６個の面のいずれか１つの面の中央に設けられる、請求項１に記載の六面体金属を加工する方法。
3. 前記第１Ｘ軸縁部鍛造ステップのＸ軸対角鍛造ステップで加圧される２つのＸ軸縁部のそれぞれは、前記第２Ｘ軸縁部鍛造ステップのＸ軸復元ステップの後に六面体金属を構成する１２個の縁部のいずれか１つの縁部を構成する、請求項１に記載の六面体金属を加工する方法。
4. 前記Ｘ軸対角鍛造ステップは、前記Ｘ軸方向に形成された縁部のいずれか１つの縁部を収容し、前記Ｘ軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第１金型で行われ、
   前記Ｘ軸復帰対角鍛造ステップは、六角柱金属の一側面を支持し、前記Ｘ軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第２金型で行われる、請求項１に記載の六面体金属を加工する方法。
5. 六面体金属を加工する方法において、
   前記六面体金属のＸ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＹ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＺ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸縁部鍛造ステップと、
   を含み、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップはそれぞれ２回ずつ行われ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは前記Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは前記Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
   前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｙ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｙ軸縁部鍛造ステップと、を含み、
   前記第１Ｙ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｙ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＹ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工するＹ軸対角鍛造ステップと、
   前記Ｙ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸復帰対角鍛造ステップと、
   を含む、六面体金属を加工する方法。
6. 六面体金属を加工する方法において、
   前記六面体金属のＸ軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＸ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＸ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＹ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＹ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＹ軸縁部鍛造ステップと、
   前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＺ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸縁部鍛造ステップと、
   を含み、
   前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップはそれぞれ２回ずつ行われ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップは前記Ｘ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは前記Ｙ軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
   前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは、第１Ｚ軸縁部鍛造ステップと、前記第１Ｚ軸縁部鍛造ステップの後に行われる第２Ｚ軸縁部鍛造ステップとを含み、
   前記第１Ｚ軸縁部鍛造ステップ及び前記第２Ｚ軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のＺ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記Ｘ軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる２つのＺ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するＺ軸対角鍛造ステップと、
   前記Ｚ軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるＺ軸復帰対角鍛造ステップと、
   を含む、六面体金属を加工する方法。
7. 前記Ｘ軸縁部鍛造ステップ、前記Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及び前記Ｚ軸縁部鍛造ステップは、順に順次１回行われた後、Ｘ軸縁部鍛造ステップ、Ｙ軸縁部鍛造ステップ、及びＺ軸縁部鍛造ステップの順に１回行われる、請求項１に記載の六面体金属を加工する方法。

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