JPH02133133A - 熱間精密型鍛造方法 - Google Patents

熱間精密型鍛造方法

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JPH02133133A
JPH02133133A JP28296788A JP28296788A JPH02133133A JP H02133133 A JPH02133133 A JP H02133133A JP 28296788 A JP28296788 A JP 28296788A JP 28296788 A JP28296788 A JP 28296788A JP H02133133 A JPH02133133 A JP H02133133A
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富春 松下
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱間精密型鍛造方法に関し、詳細には、チタン
合金、ニッケル基高合金等の難鍛造性金属材料を、複雑
な加圧速度制御を加えることなく、熱間t#密梨型鍛造
る方法に関するものである。
〔従来の技術〕
チタン合金、ニッケル基高合金等の難鍛造性の金属材料
を鍛造するに際しては、被成形材の温度を特定の範囲内
に保持しながら変形させないと、その成形が期待どおり
になされない。
従って、これら難鍛造性金属材料を熱間型鍛造するにつ
いて、従来は、ハンマー等にて繰り返し衝撃加圧を加え
て、高速にて鍛造する方法が採られていた。しかし、こ
れら難鍛造性金属材料は、変形能が低く、しかも高速に
て鍛造すると、高い歪速度により被成形材の変形抵抗が
増大するため、ハンマー等による高速熱間型鍛造では、
これら材料を精密な形状に成形することが困難となる。
このため、得られた型鍛造品は、機械加工を加えて最終
形状に仕上げることが必要となり、その結果、特に薄肉
ないしは複雑な形状の製品では、仕上製品重量と投入素
材重量との比が8〜10倍にも達する場合があった。
このような問題点を解決するために、近来においては、
周知のように、金型を被成形材の加熱温度と略同温度に
保持して、鍛造過程における被成形材の温度低下を防ぐ
と共に、歪速度を一定範囲内に制御して熱間型鍛造する
恒温鍛造(および超ヅ性鍛造)方法や、金型温度を被成
形材の加熱温度に近づけると共に歪速度を制御して熱間
型鍛造するホントダイ鍛造(近恒温鍛造)方法等が、難
鍛造性金属材料を熱間精密型鍛造する方法として適用さ
れるようになってきた。
〔発明が解決しようとする課題] 上記従来の恒温鍛造およびホットダイ鍛造方法は、金属
材料が高温かつ低歪速度域において、超塑性挙動や低変
形抵抗値を示すことを利用して、被成形材を精密な形状
に成形するもので、その要点は、その鍛造過程における
被成形材の温度および歪速度を一定範囲内に制御するこ
とにある。
従って、これら従来の恒温鍛造およびホントダイ鍛造方
法による熱間精密型鍛造においては、金型を高温に保持
して被成形材の温度低下を抑制する一方、第3図のグラ
フに示すように、その歪速度εを一定範囲内とするため
に、その鍛造過程において加圧力Fおよび/または加圧
速度■の調整がなされる。しかし、その鍛造過程におい
ては、成形の進展に伴い、被成形材と金型のインプレッ
ション面との接触面積が増大して、被成形材の受圧面積
および接触流動抵抗が複雑に変化するため、歪速度εを
一定の範囲内とするには、これらの変化に対応させて、
加圧力Fおよび/または加圧速度■を連続的に調整する
ことを要し、また、その調整のためには、例えば、コン
ピュータ等の非常に高性能な制御機器・設備を、特別に
設ける必要が生じる。
しかも、その効果を得るためには、例えば、チタン合金
では104〜IO弓/sec、ニッケル基高合金では1
0−2〜10− ’/sscと、非常に低い歪速度範囲
内に制御することが必要となり、その結果、鍛造所要時
間が長くなる。
すなわち、上記従来の恒温鍛造およびホットダイ鍛造方
法による熱間精密型鍛造においては、それを実施するた
めの設備が複雑となり、設備費の高騰を招き、かつ、鍛
造所要時間が長く、その生産性が低いという問題点があ
る。
本発明は上記問題点に鑑み、その鍛造過程における歪速
度の制御を積極的に行うことなく、チタン合金やニッケ
ル基高合金等の難鍛造性金属材料を精密かつ効率良く成
形することができて、その生産性の向上が図り得、また
、歪速度制御のための特別な設備の付設を不要として、
その設備費の高騰を抑制し得る熱間ヰh密型鍛造方法の
提供を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成としで
ある。すなわち、本発明の熱間精密型鍛造方法は、加熱
した被成形材を、該被成形材の加熱温度と略同温度に保
持した金型を用い、液圧ブレスにより、金型のインプレ
ッション面に負荷される応力が該金型材料の変形抵抗値
を超えない範囲内の一定の加圧力を、加圧開始時点より
加圧終了までの間、継続して加えながら鍛造するもので
ある。
〔作用〕
本発明においては、その温度を被成形材の加熱温度と略
同温度に保持した金型を用いて、液圧ブレスにより一定
の加圧力を、その加圧開始時点より加圧終了までの間、
継続して加えながら鍛造するので、被成形材は、金型と
の接触面積が小さい鍛造初期において、受圧単位面積あ
たりに大きな加圧力を受け、高い歪速度で変形させられ
る。
一方、被成形材が金型のインプレッション内に充満し始
める鍛造後期においては、被成形材と金型との接触面積
が増大して、被成形材の受圧単位面積あたりの加圧力が
減少するので、その歪速度が低下する。更に、被成形材
と金型との接触面積の増加に従い、被成形材の受圧面積
および金型との接触流動抵抗が増加し、加圧に対する反
力が漸増するので、これに伴い液圧ブレスの加圧速度が
自律的に漸減して、その鍛造後期における歪速度の低下
を助長する。
従って、本発明においては、その鍛造後期における被成
形材の温度および歪速度を、超塑性挙動や低変形抵抗値
を示す領域内とすることができ、被成形材を金型のイン
プレッション内に確実に充満させ、所定の精密な形状に
成形し得る。
すなわち、本発明においては、第1図のグラフに示すよ
うに、その鍛造初期より一定の加圧力Fを加え、加圧速
度■および歪速度εは積極的に制御せずに、その目的を
達成するものである。
なお、通常の液圧プレスは、本来、定圧加圧の可能な機
能を有し”Cいるので、本発明方法は、特別の機器を設
けることなく、容易に実施できる。
また、本発明においては、上記のように、鍛造初期にお
ける成形が高い歪速度で行われるので、その鍛造所要時
間を、前述の従来の恒温鍛造およびホ7)グイ鍛造方法
と比較して、短縮し得る。
そしてまた、液圧プレスによる加圧力は、金型のインプ
レッション面に負荷される応力が咳金型材料の変形抵抗
値を超えない範囲内で、一定とされであるので、その鍛
造過程において金型のインプレッション面が、許容限度
を超える面圧を負荷されて変形・損傷することがない。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
板状に加工されたTi−6AL−4V合金からなる荒地
素材を準備し、これに下記の熱間型鍛造を施して、その
斜視図である第2図に示す外観で、その投影面積が22
00cm”、リブ部Rの最小厚みが15ml11、ウェ
ブ部Wの最小厚みが20mmの鍛造品とした。
金型は、NI基超超合金らなり、その内部に加熱用ヒー
タを設けたものを用い、一方、液圧プレスは、8000
 トンの加圧力量を有するものを用いた。
まず、前記金型を900°Cの温度に保持し、この金型
のインプレッション内に、950°Cに加熱した前記荒
地素材を装入し、これに、前記液圧プL・スにて、50
00 )ンに設定した加圧力を加えた。
このとき、金型のインプレンジョン面に負荷される平均
面圧は、約22.73Kgf/+m”であり、950’
Cの温度における当該金型材料の変形抵抗値より低い値
に設定されである。
上記の加圧は、所定の上下金型接近距離に達した時点に
て停止させた。そして、その所要時間は15分であり、
この鍛造所要時間は、従来の恒温鍛造方法によるものに
比較し、大幅に短縮されたものであった。
なお、本実施例においては、液圧プレスの加圧圧力を5
000 )ンに設定したが、これは事前に、当該鍛造品
の形状・寸法と、Ti−6AL−4V合金の特性とに基
く、シェミレーションにより設定したものである。一方
、本実施例においては、予め液圧プレスのクロスヘツド
に、その下降量を検出して時間との相関にて記録する装
置を取付けて、その型鍛造過程における加圧速度および
歪速度を、その型鍛造終了後に解析して、事前設定値と
の差の確認および補正ができるようにした。
上記熱間型鍛造にて得られた鍛造品は、所期の精密な寸
法・形状のもので、かつ、破断調査による内部品質も所
定の規格値を満足するものであり、本発明の優れた効果
が確認された。
更に、上記熱間型鍛造にて得られたデータの解析結果よ
り、成形の進展により被成形材が金型のインブレンジョ
ン内に充満するに従い、その歪速度が遅くなり、加圧全
ストローク中の後半1/3ストロークおける歪速度は、
期待値通りに、当該材料CTi−6At−4V合金)が
超塑性挙動を示す低歪速度域内であったことが追認され
た。
なお、本実施例においては、金型の保持温度を、鍛造過
程における被成形材CTi−6At−4V合金)の変形
による温度上昇を考慮して、被成形材の加熱温度より低
く設定したが、これは−例であって、実施に際する金型
の保持温度は、対象とされる金属材料の特性と、その内
部品質を確保するための最適鍛造温度範囲とを考慮して
設定される。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明に係る熱間精密型鍛造方法
によれば、その鍛造過程における歪速度の制御を積極的
に行うことなく、チタン合金およびニッケル基高合金等
の難鍛造性の金属材料を精密な形状に成形ができ、もっ
て、そのための特別な設備を不要として設備費の高騰を
抑制し得、更には、鍛造所要時間を減少し得て、その生
産性の向上が図り得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる加圧力と加圧速度と歪速度との
相関を示すグラフ、 第2図は本発明の実施例の鍛造品の外観を示す斜視図、 第3図は従来の恒温鍛造方法に係わる加圧力と加圧速度
と歪速度との相関を示すグラフである。 F−加圧力、 ■−加圧速度、 ε−歪速度。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 加熱した被成形材を、該被成形材の加熱温度と略同温度
    に保持した金型を用い、液圧プレスにより、金型のイン
    プレッション面に負荷される応力が該金型材料の変形抵
    抗値を超えない範囲内の一定の加圧力を、加圧開始時点
    より加圧終了までの間、継続して加えながら鍛造するこ
    とを特徴とする熱間精密型鍛造方法。
JP28296788A 1988-11-09 1988-11-09 熱間精密型鍛造方法 Expired - Lifetime JPH07115106B2 (ja)

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