JPH05195012A - アルミニウム合金部材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金部材の製造方法Info
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- JPH05195012A JPH05195012A JP22914391A JP22914391A JPH05195012A JP H05195012 A JPH05195012 A JP H05195012A JP 22914391 A JP22914391 A JP 22914391A JP 22914391 A JP22914391 A JP 22914391A JP H05195012 A JPH05195012 A JP H05195012A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続体化しにくい形状または材料の成形品を
得る場合にも、十分な緻密化を図る。また、成形品のク
ラック発生を防止する。 【構成】 アルミニウム合金を主組成物とする材料粉末
を加圧して密度比７０〜９８％の圧粉成形体を形成した
後、この圧粉成形体をダイ，上パンチ，および下パンチ
により画成されるキャビティ内に入れ、圧粉成形体を上
パンチおよび下パンチにより加圧し変形させつつ、キャ
ビティの内壁面の一部を構成するスライド部材を圧粉成
形体に圧接させつつ後退させ、圧粉成形体の内部で材料
流れを生じさせることにより、密度比９８〜１００％、
必要に応じては塑性変形域まで連続的に圧縮し、成形品
とする。
得る場合にも、十分な緻密化を図る。また、成形品のク
ラック発生を防止する。 【構成】 アルミニウム合金を主組成物とする材料粉末
を加圧して密度比７０〜９８％の圧粉成形体を形成した
後、この圧粉成形体をダイ，上パンチ，および下パンチ
により画成されるキャビティ内に入れ、圧粉成形体を上
パンチおよび下パンチにより加圧し変形させつつ、キャ
ビティの内壁面の一部を構成するスライド部材を圧粉成
形体に圧接させつつ後退させ、圧粉成形体の内部で材料
流れを生じさせることにより、密度比９８〜１００％、
必要に応じては塑性変形域まで連続的に圧縮し、成形品
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金部材の
粉末鍛造方法に係わり、特に、連続体化しにくい材料を
緻密化するとともにクラックの発生を防ぐための改良に
関する。
粉末鍛造方法に係わり、特に、連続体化しにくい材料を
緻密化するとともにクラックの発生を防ぐための改良に
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、通常の焼結成形法では、個
々の粉末粒子の酸化被膜を破って粒子間結合を形成する
ことが難しく、製造が困難だった。
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、通常の焼結成形法では、個
々の粉末粒子の酸化被膜を破って粒子間結合を形成する
ことが難しく、製造が困難だった。
【０００３】そこで、この種のアルミニウム合金部材の
製造方法として、特公平１−２０２１５号公報では、以
下のような製造方法が提案されている。
製造方法として、特公平１−２０２１５号公報では、以
下のような製造方法が提案されている。
【０００４】この方法ではまず、アルミニウム合金粉末
を、成形型内で圧縮して真密度に対する密度比が６５〜
８５％の圧粉成形体を成形する（圧粉成形工程）。次い
で、この圧粉成形体を、３００℃以上かつ液相生成温度
以下の温度で加熱または焼結した後（加熱保持工程）、
前記範囲の温度で密度比９５％以上の密度に押し出しも
しくは鍛造加工し（本成形工程）、成形品を得る。
を、成形型内で圧縮して真密度に対する密度比が６５〜
８５％の圧粉成形体を成形する（圧粉成形工程）。次い
で、この圧粉成形体を、３００℃以上かつ液相生成温度
以下の温度で加熱または焼結した後（加熱保持工程）、
前記範囲の温度で密度比９５％以上の密度に押し出しも
しくは鍛造加工し（本成形工程）、成形品を得る。
【０００５】上記方法では、圧粉成形工程および加熱保
持工程により、後の本成形に耐え得るだけの強度を確保
したうえ、本成形工程によりある程度の材料流れ（変
形）を生じさせて酸化被膜を破壊することにより、緻密
化を図っている。
持工程により、後の本成形に耐え得るだけの強度を確保
したうえ、本成形工程によりある程度の材料流れ（変
形）を生じさせて酸化被膜を破壊することにより、緻密
化を図っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の製造
方法においても、最終成形品の形状によっては十分な材
料流れを生じさせることができず、満足のいく鍛錬効果
が得られず、緻密化が不十分となる場合があった。ま
た、最終成形品の形状によっては、鍛造過程において材
料流れの先端部に圧力がかからず自由変形するため、こ
れら先端部に引っ張り応力が生じ、クラックが生じる場
合があった。
方法においても、最終成形品の形状によっては十分な材
料流れを生じさせることができず、満足のいく鍛錬効果
が得られず、緻密化が不十分となる場合があった。ま
た、最終成形品の形状によっては、鍛造過程において材
料流れの先端部に圧力がかからず自由変形するため、こ
れら先端部に引っ張り応力が生じ、クラックが生じる場
合があった。
【０００７】なお、生産性を高めるには、材料粉末をコ
イニングまたはホットプレス加工することにより、一気
に成形品を得る方法も考えられるが、コイニングやホッ
トプレスによりアルミニウム合金粒子の酸化被膜を破る
には、相当に高い圧力、および／あるいは長時間の加圧
保持時間を要して現実的ではない。
イニングまたはホットプレス加工することにより、一気
に成形品を得る方法も考えられるが、コイニングやホッ
トプレスによりアルミニウム合金粒子の酸化被膜を破る
には、相当に高い圧力、および／あるいは長時間の加圧
保持時間を要して現実的ではない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、アルミニウム合金を主組成
物とする材料粉末を加圧して密度比７０〜９８％の圧粉
成形体を形成した後、この圧粉成形体をダイ，上パン
チ，および下パンチにより画成されるキャビティ内に入
れ、圧粉成形体を上パンチおよび下パンチにより加圧す
るとともに、前記キャビティの内壁面の一部を構成する
スライド部材を圧粉成形体に圧接させつつ後退させ、圧
粉成形体の内部で材料流れを生じさせ、粉末に変形の自
由度を与えることにより、圧粉成形体を密度比９８〜１
００％、必要に応じては塑性変形域まで連続的に圧縮
し、成形品を得ることを特徴とする。
するためになされたもので、アルミニウム合金を主組成
物とする材料粉末を加圧して密度比７０〜９８％の圧粉
成形体を形成した後、この圧粉成形体をダイ，上パン
チ，および下パンチにより画成されるキャビティ内に入
れ、圧粉成形体を上パンチおよび下パンチにより加圧す
るとともに、前記キャビティの内壁面の一部を構成する
スライド部材を圧粉成形体に圧接させつつ後退させ、圧
粉成形体の内部で材料流れを生じさせ、粉末に変形の自
由度を与えることにより、圧粉成形体を密度比９８〜１
００％、必要に応じては塑性変形域まで連続的に圧縮
し、成形品を得ることを特徴とする。
【０００９】なお、前記ダイ内における成形過程での前
記圧粉成形体の温度は、３００℃以上かつ前記アルミニ
ウム合金の液相温度以下に保つことが望ましい。また、
前記スライド部材による後退部分の面積は、開放率が３
〜３０％となるように設定することが望ましい。
記圧粉成形体の温度は、３００℃以上かつ前記アルミニ
ウム合金の液相温度以下に保つことが望ましい。また、
前記スライド部材による後退部分の面積は、開放率が３
〜３０％となるように設定することが望ましい。
【００１０】
【作用】本発明のアルミニウム合金部材の製造方法で
は、圧粉成形体をキャビティ内に入れ、この圧粉成形体
を上パンチおよび下パンチにより加圧し変形させるとと
もに、前記キャビティの内壁面の一部を構成するスライ
ド部材を圧粉成形体に圧接させつつ後退させることによ
り、圧粉成形体の内部で材料流れを生じさせ、密度比９
８〜１００％、必要に応じては塑性変形域まで連続的に
圧縮するから、粉末の変形に伴い粒子の酸化被膜が容易
に破れ、連続体化しにくい形状または材料の成形品を得
る場合にも、十分な緻密化が可能である。また、スライ
ド部材は常に材料流れの先端部に圧接されているので、
前記先端部には引っ張り応力が生じず、クラックが発生
するおそれが少ない。
は、圧粉成形体をキャビティ内に入れ、この圧粉成形体
を上パンチおよび下パンチにより加圧し変形させるとと
もに、前記キャビティの内壁面の一部を構成するスライ
ド部材を圧粉成形体に圧接させつつ後退させることによ
り、圧粉成形体の内部で材料流れを生じさせ、密度比９
８〜１００％、必要に応じては塑性変形域まで連続的に
圧縮するから、粉末の変形に伴い粒子の酸化被膜が容易
に破れ、連続体化しにくい形状または材料の成形品を得
る場合にも、十分な緻密化が可能である。また、スライ
ド部材は常に材料流れの先端部に圧接されているので、
前記先端部には引っ張り応力が生じず、クラックが発生
するおそれが少ない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係わるアルミニウム合金部材
の製造方法の実施例を説明する。図１ないし図４は、本
発明の第１実施例を示す図である。まず、図示の装置の
構成を説明すると、図中符号１０はダイ、１０Ａはパン
チ孔、１０Ｂはキャビティ、１２は下パンチ、１６は上
パンチであり、下パンチ１２および上パンチ１６の外周
には、ダイ１０との間にそれぞれ筒状のスリーブ１４，
１８が摺動自在に通されている。
の製造方法の実施例を説明する。図１ないし図４は、本
発明の第１実施例を示す図である。まず、図示の装置の
構成を説明すると、図中符号１０はダイ、１０Ａはパン
チ孔、１０Ｂはキャビティ、１２は下パンチ、１６は上
パンチであり、下パンチ１２および上パンチ１６の外周
には、ダイ１０との間にそれぞれ筒状のスリーブ１４，
１８が摺動自在に通されている。
【００１２】これらスリーブ１４，１８は、図示しない
駆動機構により、各パンチ１２，１６とは別個に昇降さ
れるようになっている。スリーブ１４，１８の端面の面
積は、 開放率＝スリーブの断面積／パンチ孔１０Ａの断面積 で定義される開放率が、３〜３０％、より好ましくは５
〜２０％となるように設定されることが望ましい。な
お、開放率とは、開放部へ向かう材料の流れを、便宜上
押出と考えたときの押出比の逆数である。
駆動機構により、各パンチ１２，１６とは別個に昇降さ
れるようになっている。スリーブ１４，１８の端面の面
積は、 開放率＝スリーブの断面積／パンチ孔１０Ａの断面積 で定義される開放率が、３〜３０％、より好ましくは５
〜２０％となるように設定されることが望ましい。な
お、開放率とは、開放部へ向かう材料の流れを、便宜上
押出と考えたときの押出比の逆数である。
【００１３】上記開放率が３％未満では、圧粉成形体を
加圧する段階で粉末に変形の自由度を与える効果に乏し
く、十分な緻密化が困難である。逆に開放率が３０％よ
り大では、材料流れが生じる際に粉末間の相対的な移動
が十分でなく、結合が強化されない。
加圧する段階で粉末に変形の自由度を与える効果に乏し
く、十分な緻密化が困難である。逆に開放率が３０％よ
り大では、材料流れが生じる際に粉末間の相対的な移動
が十分でなく、結合が強化されない。
【００１４】ダイ１の内部には、図示しないヒーターが
設けられ、その温度が自在に調整できるようになってい
る。ダイ１，下パンチ２，上パンチ３，各スリーブ１
４，１８の材質は、工具鋼で十分であるが、アルミニウ
ム合金が付着しやすいことから、表面処理または潤滑剤
の使用が必須である。潤滑剤としては炭素系潤滑剤が有
効である。
設けられ、その温度が自在に調整できるようになってい
る。ダイ１，下パンチ２，上パンチ３，各スリーブ１
４，１８の材質は、工具鋼で十分であるが、アルミニウ
ム合金が付着しやすいことから、表面処理または潤滑剤
の使用が必須である。潤滑剤としては炭素系潤滑剤が有
効である。
【００１５】次に、上記装置を用いたアルミニウム合金
部材の製造方法を説明する。この方法に使用される材料
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、いかなる粉末製造方法によって得られたアル
ミニウム合金粉末でもよい。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ずれの元素
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。また、物性を改善するた
めに、ＷＳ2，ＭｏＳ2，ＣａＦ2，ＢａＦ2，ＬｉＦ等の
固体潤滑剤やその他各種のフィラーを添加してもよい。
部材の製造方法を説明する。この方法に使用される材料
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、いかなる粉末製造方法によって得られたアル
ミニウム合金粉末でもよい。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ずれの元素
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。また、物性を改善するた
めに、ＷＳ2，ＭｏＳ2，ＣａＦ2，ＢａＦ2，ＬｉＦ等の
固体潤滑剤やその他各種のフィラーを添加してもよい。
【００１６】この方法ではまず、材料となるアルミニウ
ム合金粉末を、従来法と同様に圧粉成形し、密度比７０
〜９８％より好ましくは８０〜９８％の圧粉成形体Ｐを
形成する。この圧粉成形体Ｐの断面形状は、パンチ孔１
０Ａの断面形状に合わされている。密度比が７０％未満
ではハンドリングが難しいとともに後の変形に耐え難
く、また９８％より大では材料流動時、粉末同志の相対
的移動が十分起きないという問題が生じる。
ム合金粉末を、従来法と同様に圧粉成形し、密度比７０
〜９８％より好ましくは８０〜９８％の圧粉成形体Ｐを
形成する。この圧粉成形体Ｐの断面形状は、パンチ孔１
０Ａの断面形状に合わされている。密度比が７０％未満
ではハンドリングが難しいとともに後の変形に耐え難
く、また９８％より大では材料流動時、粉末同志の相対
的移動が十分起きないという問題が生じる。
【００１７】次いで、圧粉成形体Ｐを図示しない予熱装
置により３００℃〜液相温度以下に予熱した後、図１に
示すように下パンチ１２およびスリーブ１４を揃えてパ
ンチ孔１０Ａに進入させた状態で、パンチ孔１０Ａ内に
圧粉成形体Ｐを入れる。ダイ１，上パンチ３，下パンチ
２も同様の温度まで加熱しておく。
置により３００℃〜液相温度以下に予熱した後、図１に
示すように下パンチ１２およびスリーブ１４を揃えてパ
ンチ孔１０Ａに進入させた状態で、パンチ孔１０Ａ内に
圧粉成形体Ｐを入れる。ダイ１，上パンチ３，下パンチ
２も同様の温度まで加熱しておく。
【００１８】続いて、図２に示すように、上パンチ１６
および上スリーブ１８を揃えて降下させると同時に、下
パンチ１２および下スリーブ１４を揃えて上昇させ、材
料粉末Ｐを圧縮して中間成形体Ｑを熱間圧着成形する。
および上スリーブ１８を揃えて降下させると同時に、下
パンチ１２および下スリーブ１４を揃えて上昇させ、材
料粉末Ｐを圧縮して中間成形体Ｑを熱間圧着成形する。
【００１９】さらに連続して、図３に示すように、上パ
ンチ１６を降下させつつ相対的に上スリーブ１８を上昇
させる一方、下スリーブ１４を下パンチ１２に対して相
対的に降下させつつ中間成形体Ｑを圧縮（鍛造）する。
その際、各スリーブ１４，１８は、材料流れの先端部Ｓ
に対して、常に圧接させておく。その当接圧力は、上下
パンチ１６，１２のみ加圧し、スリーブ１４，１８を自
由とした時の加圧面圧の１０〜１００％、より好ましく
は２０〜５０％とされる。１０％未満ではクラックが生
じるおそれがある。
ンチ１６を降下させつつ相対的に上スリーブ１８を上昇
させる一方、下スリーブ１４を下パンチ１２に対して相
対的に降下させつつ中間成形体Ｑを圧縮（鍛造）する。
その際、各スリーブ１４，１８は、材料流れの先端部Ｓ
に対して、常に圧接させておく。その当接圧力は、上下
パンチ１６，１２のみ加圧し、スリーブ１４，１８を自
由とした時の加圧面圧の１０〜１００％、より好ましく
は２０〜５０％とされる。１０％未満ではクラックが生
じるおそれがある。
【００２０】上記操作により、スリーブ１４，１８が後
退するにつれ材料が流れていき、その過程で中間成形体
Ｑ内の粒子の酸化被膜が破れ、粒子が相互に結合して緻
密化される。その後、図４に示すように、上パンチ１６
と上スリーブ１８を上方に待避させたうえ、下パンチ１
２と下スリーブ１４を揃えて上昇させ、成形体Ｒをダイ
１から突き出して、１サイクルが終了する。
退するにつれ材料が流れていき、その過程で中間成形体
Ｑ内の粒子の酸化被膜が破れ、粒子が相互に結合して緻
密化される。その後、図４に示すように、上パンチ１６
と上スリーブ１８を上方に待避させたうえ、下パンチ１
２と下スリーブ１４を揃えて上昇させ、成形体Ｒをダイ
１から突き出して、１サイクルが終了する。
【００２１】上記構成からなる方法によれば、材料流れ
を生じさせつつ中間成形体Ｑを圧縮するので、材料流れ
に伴い粒子の相対的移動が起こり、粒子の酸化被膜が容
易に破れ、従来のコイニング加工やホットプレスに比し
て加圧力が低減でき、成形時間も短縮できる。
を生じさせつつ中間成形体Ｑを圧縮するので、材料流れ
に伴い粒子の相対的移動が起こり、粒子の酸化被膜が容
易に破れ、従来のコイニング加工やホットプレスに比し
て加圧力が低減でき、成形時間も短縮できる。
【００２２】また、この例では上スリーブ１８と下スリ
ーブ１４を昇降制御することにより、材料流れの先端
（Ｓ）に各スリーブ１４，１８により常に一定圧力をか
けながら、これらスリーブ１４，１８を後退させるか
ら、材料流れの先端面に引張応力が生じにくく、引張応
力に起因したクラックが生じにくい。
ーブ１４を昇降制御することにより、材料流れの先端
（Ｓ）に各スリーブ１４，１８により常に一定圧力をか
けながら、これらスリーブ１４，１８を後退させるか
ら、材料流れの先端面に引張応力が生じにくく、引張応
力に起因したクラックが生じにくい。
【００２３】また、材料流れの先端部（Ｓ）の形状を制
御できるため、鍛造成形体Ｒの形状を製品の最終形状に
近づけておくことにより、成形後の加工量が少なくて済
む利点も有する。なお、上記の例では単純化のためパン
チ孔１０Ａの断面形状を円形にしていたが、各部の形状
は製造すべき物品に合わせて適宜変更してよいのは勿論
である。
御できるため、鍛造成形体Ｒの形状を製品の最終形状に
近づけておくことにより、成形後の加工量が少なくて済
む利点も有する。なお、上記の例では単純化のためパン
チ孔１０Ａの断面形状を円形にしていたが、各部の形状
は製造すべき物品に合わせて適宜変更してよいのは勿論
である。
【００２４】次に、図５ないし図９は本発明の第２実施
例を示し、図中符号２０はダイ、２２は下パンチ、２４
は上パンチであり、この例ではダイ２０の内部に、パン
チ孔２０Ａの内壁面に互いに対向して開口する一対のス
リット２５が形成され、これらスリット２５内に、水平
方向摺動可能なスライド２６がそれぞれ挿入されてい
る。
例を示し、図中符号２０はダイ、２２は下パンチ、２４
は上パンチであり、この例ではダイ２０の内部に、パン
チ孔２０Ａの内壁面に互いに対向して開口する一対のス
リット２５が形成され、これらスリット２５内に、水平
方向摺動可能なスライド２６がそれぞれ挿入されてい
る。
【００２５】これらスライド２６をいっぱいに挿入した
状態において、各スライド２６の先端面は、パンチ孔２
０Ａの内壁面と一致する。この例では、 開放率＝スライド２６端面の面積／スライド２６が動き
始める前のキャビティ周壁面の面積 と定義され、その値は３〜３０％、より好ましくは５〜
２０％とされる。
状態において、各スライド２６の先端面は、パンチ孔２
０Ａの内壁面と一致する。この例では、 開放率＝スライド２６端面の面積／スライド２６が動き
始める前のキャビティ周壁面の面積 と定義され、その値は３〜３０％、より好ましくは５〜
２０％とされる。
【００２６】この装置を用いたアルミニウム合金部材の
製造方法は、以下の通りに行う。まず、図５に示すよう
に各スライド２６の先端面をパンチ孔２０Ａの内壁面と
一致させた状態で、予熱しておいた圧粉成形体Ｐを充填
する。次いで、図６に示すように、上パンチ２４と下パ
ンチ２２により圧粉成形体Ｐを熱間圧着して中間成形体
Ｑとした後、図７に示すように各スライド２６を徐々に
後退させつつ、圧縮を続行する。
製造方法は、以下の通りに行う。まず、図５に示すよう
に各スライド２６の先端面をパンチ孔２０Ａの内壁面と
一致させた状態で、予熱しておいた圧粉成形体Ｐを充填
する。次いで、図６に示すように、上パンチ２４と下パ
ンチ２２により圧粉成形体Ｐを熱間圧着して中間成形体
Ｑとした後、図７に示すように各スライド２６を徐々に
後退させつつ、圧縮を続行する。
【００２７】各スライド２６が後退するにつれ、続いて
材料が流れていき、凸部Ｓが形成され、中間成形体Ｑが
緻密化されて鍛造成形体Ｒとなる。スライド２６の中間
成形体Ｑへの当接圧力は、前記第１実施例と同様でよ
い。
材料が流れていき、凸部Ｓが形成され、中間成形体Ｑが
緻密化されて鍛造成形体Ｒとなる。スライド２６の中間
成形体Ｑへの当接圧力は、前記第１実施例と同様でよ
い。
【００２８】次に、図８に示すように下パンチ２２を待
避させたうえ、上パンチ２４を降下させ、前記凸部Ｓを
切断して成形体Ｒのみをダイ２０から突き出す。さらに
図９に示すように上パンチ２４を上方に待避させ、各ス
ライド２６を復帰させて各凸部Ｓを落下させ、１サイク
ルを完了する。
避させたうえ、上パンチ２４を降下させ、前記凸部Ｓを
切断して成形体Ｒのみをダイ２０から突き出す。さらに
図９に示すように上パンチ２４を上方に待避させ、各ス
ライド２６を復帰させて各凸部Ｓを落下させ、１サイク
ルを完了する。
【００２９】この例でも、スライド２６により材料に圧
力をかけながらスライド２６を後退させるため、前記実
施例と同様に、材料流れの先端部Ｓに引張応力が生じに
くく、クラックが発生しにくい。また、凸部Ｓを成形体
Ｒの突き出しとともに切断するため、潤滑剤の巻き込み
等により凸部Ｓを切断する必要がある場合には、後加工
の手間が省ける。
力をかけながらスライド２６を後退させるため、前記実
施例と同様に、材料流れの先端部Ｓに引張応力が生じに
くく、クラックが発生しにくい。また、凸部Ｓを成形体
Ｒの突き出しとともに切断するため、潤滑剤の巻き込み
等により凸部Ｓを切断する必要がある場合には、後加工
の手間が省ける。
【００３０】なお、本発明は上記２つの実施例に限定さ
れるものではなく、各実施例の構成を組み合わせてもよ
いし、ダイ，上下パンチ等の形状は任意に変更してよ
く、さらに各部の駆動を行う機構としては、周知のいか
なる機構を用いてもよい。
れるものではなく、各実施例の構成を組み合わせてもよ
いし、ダイ，上下パンチ等の形状は任意に変更してよ
く、さらに各部の駆動を行う機構としては、周知のいか
なる機構を用いてもよい。
【００３１】
【実験例】次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証す
る。アルミニウム合金としてＡＨ０９Ｎ，ＡＨ１２を使
用して、下記の比較例、実験例の方法により直方体状の
アルミニウム合金部材を作成し、それらの物性を比較し
た。なお、上記各合金の組成は以下の通りである。 ＡＨ０９Ｎ：Ａｌ−１０Ｆｅ−１．５Ｖ−１．０Ｚｒ ＡＨ１２ ：Ａｌ−８Ｆｅ−１．５Ｖ−１．０Ｚｒ
る。アルミニウム合金としてＡＨ０９Ｎ，ＡＨ１２を使
用して、下記の比較例、実験例の方法により直方体状の
アルミニウム合金部材を作成し、それらの物性を比較し
た。なお、上記各合金の組成は以下の通りである。 ＡＨ０９Ｎ：Ａｌ−１０Ｆｅ−１．５Ｖ−１．０Ｚｒ ＡＨ１２ ：Ａｌ−８Ｆｅ−１．５Ｖ−１．０Ｚｒ
【００３２】（比較例）図１０に示す装置により、直方
体状のアルミニウム合金部材を成形した。符号７０はダ
イであり、このダイ７０には平面視１２ｍｍ×５７ｍｍ
のパンチ孔が形成されるとともに、ヒーターが内蔵され
ている。７２は下パンチ、７４は上パンチである。
体状のアルミニウム合金部材を成形した。符号７０はダ
イであり、このダイ７０には平面視１２ｍｍ×５７ｍｍ
のパンチ孔が形成されるとともに、ヒーターが内蔵され
ている。７２は下パンチ、７４は上パンチである。
【００３３】まず、ＡＨ０９Ｎ，ＡＨ１２の各粉末３０
ｇを、図１０と同機構の装置で６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力
で加圧し、１１×５５×２１ｍｍの圧粉成形体を作成し
た。次いで、上記圧粉成形体を約４５０℃に加熱すると
ともに、ダイ７０を４５０℃に加熱した後、前記圧粉体
を粉末３０ｇをパンチ孔に充填し、各パンチ７２，７４
により１０．６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮し、成形体
を得た。成形体の寸法は１２×５７×１５ｍｍであっ
た。
ｇを、図１０と同機構の装置で６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力
で加圧し、１１×５５×２１ｍｍの圧粉成形体を作成し
た。次いで、上記圧粉成形体を約４５０℃に加熱すると
ともに、ダイ７０を４５０℃に加熱した後、前記圧粉体
を粉末３０ｇをパンチ孔に充填し、各パンチ７２，７４
により１０．６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮し、成形体
を得た。成形体の寸法は１２×５７×１５ｍｍであっ
た。
【００３４】（実験例１）上記の圧粉成形体を図１１に
示す装置により加圧成形した。符号８０はダイ、８２は
下パンチであり、これらは上記ダイ７０，下パンチ７２
と共通で、パンチ孔の寸法も等しい。８４は断面矩形状
の上パンチであり、その両側にはスライド８６がそれぞ
れ配置され、別個に駆動されるようになっている。上パ
ンチ８４の断面寸法は１２×５１ｍｍ、スライド８６の
断面寸法は１２×３ｍｍである。
示す装置により加圧成形した。符号８０はダイ、８２は
下パンチであり、これらは上記ダイ７０，下パンチ７２
と共通で、パンチ孔の寸法も等しい。８４は断面矩形状
の上パンチであり、その両側にはスライド８６がそれぞ
れ配置され、別個に駆動されるようになっている。上パ
ンチ８４の断面寸法は１２×５１ｍｍ、スライド８６の
断面寸法は１２×３ｍｍである。
【００３５】まず、前記圧粉成形体を予め４５０℃に加
熱するとともに、ダイ８０を４５０℃に加熱した後、圧
粉成形体をパンチ孔に入れ、上パンチ８４とスライド８
６を揃えて密度比９５％まで圧縮し、さらに各スライド
８６を相対的に後退させつつ上パンチ８４を降下させ
て、最終的に１０．６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮し、
成形体を得た。成形体の寸法は１２×５７×１４ｍｍと
なり、両端上には１２×３×１０ｍｍの突起が形成され
た。
熱するとともに、ダイ８０を４５０℃に加熱した後、圧
粉成形体をパンチ孔に入れ、上パンチ８４とスライド８
６を揃えて密度比９５％まで圧縮し、さらに各スライド
８６を相対的に後退させつつ上パンチ８４を降下させ
て、最終的に１０．６ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮し、
成形体を得た。成形体の寸法は１２×５７×１４ｍｍと
なり、両端上には１２×３×１０ｍｍの突起が形成され
た。
【００３６】次に、上記４種の成形体を縦に２分割し、
その断面の各点（計２５点）における硬さをロックウェ
ルＢにより測定した。その結果を等高線表示した結果を
図１２ないし図１５に示す。図１２および図１３はＡＨ
１２での結果であり、図１２は比較例、図１３は実験例
の方法でそれぞれ得られたものの結果を示す。
その断面の各点（計２５点）における硬さをロックウェ
ルＢにより測定した。その結果を等高線表示した結果を
図１２ないし図１５に示す。図１２および図１３はＡＨ
１２での結果であり、図１２は比較例、図１３は実験例
の方法でそれぞれ得られたものの結果を示す。
【００３７】また、図１４および図１５はＡＨ０９Ｎの
結果であり、図１４は比較例、図１５は実験例の方法で
それぞれ得られたものの結果である。硬さの分布は密度
の分布に対応する。実際に密度測定を行ったところ、 であった。さらに、図１６および１７は、それぞれ図１
２と１３、および図１４と１５での結果を、他のデータ
を含めて、加圧力と密度の関係として示したものであ
る。
結果であり、図１４は比較例、図１５は実験例の方法で
それぞれ得られたものの結果である。硬さの分布は密度
の分布に対応する。実際に密度測定を行ったところ、 であった。さらに、図１６および１７は、それぞれ図１
２と１３、および図１４と１５での結果を、他のデータ
を含めて、加圧力と密度の関係として示したものであ
る。
【００３８】これらの図から明らかなように、実験例の
方法によれば成形体の内部に材料流れが生じ、粉末に変
形の自由度が与えられ、比較例の方法と同じ加圧力にお
いても、はるかに高密度化されている。
方法によれば成形体の内部に材料流れが生じ、粉末に変
形の自由度が与えられ、比較例の方法と同じ加圧力にお
いても、はるかに高密度化されている。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるア
ルミニウム合金部材の製造方法は、アルミニウム合金を
主組成物とする材料粉末を加圧して密度比７０〜９８％
の圧粉成形体を形成した後、この圧粉成形体をダイ，上
パンチ，および下パンチにより画成されるキャビティ内
に入れ、圧粉成形体を上パンチおよび下パンチにより加
圧し変形させるとともに、前記キャビティの内壁面の一
部を構成するスライド部材を圧粉成形体に圧接させつつ
後退させ、圧粉成形体の内部で材料流れを生じさせるこ
とにより、密度比９８〜１００％、必要に応じては塑性
変形域まで連続的に圧縮し、成形品を得る方法であるか
ら、粉末の変形に伴い粒子の酸化被膜が容易に破れ、連
続体化しにくい形状または材料の成形品を得る場合に
も、十分な緻密化が可能である。また、スライド部材は
常に材料流れの先端部に圧接されているので、前記先端
部には引っ張り応力が生じず、クラックが発生するおそ
れが少ない。
ルミニウム合金部材の製造方法は、アルミニウム合金を
主組成物とする材料粉末を加圧して密度比７０〜９８％
の圧粉成形体を形成した後、この圧粉成形体をダイ，上
パンチ，および下パンチにより画成されるキャビティ内
に入れ、圧粉成形体を上パンチおよび下パンチにより加
圧し変形させるとともに、前記キャビティの内壁面の一
部を構成するスライド部材を圧粉成形体に圧接させつつ
後退させ、圧粉成形体の内部で材料流れを生じさせるこ
とにより、密度比９８〜１００％、必要に応じては塑性
変形域まで連続的に圧縮し、成形品を得る方法であるか
ら、粉末の変形に伴い粒子の酸化被膜が容易に破れ、連
続体化しにくい形状または材料の成形品を得る場合に
も、十分な緻密化が可能である。また、スライド部材は
常に材料流れの先端部に圧接されているので、前記先端
部には引っ張り応力が生じず、クラックが発生するおそ
れが少ない。
【図１】本発明に係わるアルミニウム合金部材の製造方
法の第１実施例での圧粉成形体の投入過程を示す縦断面
図である。
法の第１実施例での圧粉成形体の投入過程を示す縦断面
図である。
【図２】第１実施例での熱間圧着過程を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図３】第１実施例で材料流れが生じる過程を示す縦断
面図である。
面図である。
【図４】第１実施例での成形品突き出し過程を示す縦断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の第２実施例での圧粉成形体の投入過程
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図６】第２実施例での熱間圧着過程を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図７】第２実施例で材料流れが生じる過程を示す縦断
面図である。
面図である。
【図８】第２実施例での成形品突き出し過程を示す縦断
面図である。
面図である。
【図９】本発明の第３実施例での後処理過程を示す縦断
面図である。
面図である。
【図１０】比較例での加圧成形過程を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１１】実験例での加圧成形過程を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１２】比較例で得られた試験片のＨRＢ硬さ分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１３】実験例で得られた試験片のＨRＢ硬さ分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１４】比較例で得られた試験片のＨRＢ硬さ分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１５】実験例で得られた試験片のＨRＢ硬さ分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１６】実験例での加圧力と成形密度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図１７】実験例での加圧力と成形密度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
Ｐ 圧粉成形体 Ｑ 中間成形体（熱間圧着成形体） Ｒ 鍛造成形体 Ｓ 材料流れの先端（凸部） １０ ダイ １０Ａ パンチ孔 １０Ｂ キャビティ １２ 下パンチ １４ 下スリーブ １６ 上パンチ １８ 上スリーブ ２０ ダイ ２０Ａ パンチ孔 ２２ 下パンチ ２４ 上パンチ ２６ スライド
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム合金を主組成物とする材料
粉末を加圧して密度比７０〜９８％の圧粉成形体を形成
した後、この圧粉成形体をダイ，上パンチ，および下パ
ンチにより画成されるキャビティ内に入れ、圧粉成形体
を上パンチおよび下パンチにより加圧しつつ、前記キャ
ビティの内壁面の一部を構成するスライド部材を圧粉成
形体に圧接させつつ後退させ、圧粉成形体の内部で材料
流れを生じさせることにより、圧粉成形体を密度比９８
〜１００％、必要に応じては塑性変形域まで連続的に圧
縮し、成形品を得ることを特徴とするアルミニウム合金
部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記ダイ内における成形過程での前記圧
粉成形体の温度を、３００℃以上かつ前記アルミニウム
合金の液相温度以下に保つことを特徴とする請求項１記
載のアルミニウム合金部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記スライド部材による後退部分の面積
は、開放率が３〜３０％となるように設定されることを
特徴とする請求項１または２記載のアルミニウム合金部
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22914391A JPH05195012A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22914391A JPH05195012A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195012A true JPH05195012A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=16887441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22914391A Pending JPH05195012A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05195012A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015058447A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | センター孔形成方法及び鍛造装置 |
| JP2017171993A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 大同特殊鋼株式会社 | プレス成形品の製造方法およびスパッタリングターゲット材 |
| CN114986971A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-09-02 | 昆明理工大学 | 一种粉体压制机构、可控压制装置及高通量粉体压制机 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22914391A patent/JPH05195012A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015058447A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | センター孔形成方法及び鍛造装置 |
| JP2017171993A (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 大同特殊鋼株式会社 | プレス成形品の製造方法およびスパッタリングターゲット材 |
| CN114986971A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-09-02 | 昆明理工大学 | 一种粉体压制机构、可控压制装置及高通量粉体压制机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000919 |