JPH0711015B2 - Method for manufacturing elastic member mainly composed of intermetallic compound - Google Patents

Method for manufacturing elastic member mainly composed of intermetallic compound

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JPH0711015B2
JPH0711015B2 JP1328338A JP32833889A JPH0711015B2 JP H0711015 B2 JPH0711015 B2 JP H0711015B2 JP 1328338 A JP1328338 A JP 1328338A JP 32833889 A JP32833889 A JP 32833889A JP H0711015 B2 JPH0711015 B2 JP H0711015B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属間化合物を主体とするばね等の弾性部材
とその製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an elastic member such as a spring mainly composed of an intermetallic compound and a method for manufacturing the elastic member.

[従来の技術] 従来のばね、あるいはばねに類する性質を発揮する弾性
部材の原料は、一般にスチール等の金属あるいはFRP等
の非金属であった。しかし近時は、軽量で耐熱性おび耐
酸化性等の優れた性質をもつ金属間化合物が着目されて
きている。金属間化合物の一例として、TiAl,Ti3,Al,Al
3,Ti,Ni3,Alや、形状記憶効果を有するTiNi等が知られ
ている。TiNiにおいて曲げ加工によるコイルばね製造の
例がみられるが、TiNiは金属間化合物の中では成形性が
良い方であるにもかかわらず、実際の成形にあたっては
複数回の熱処理(軟化焼鈍)が必要であり、金属に比べ
るとはるかにばね成形が困難である。更に他の金属間化
合物においてはばねの実用化は難しいと考えられてい
た。
[Prior Art] Conventional springs or raw materials of elastic members exhibiting properties similar to springs are generally metals such as steel or non-metals such as FRP. However, recently, attention has been paid to an intermetallic compound which is lightweight and has excellent properties such as heat resistance and oxidation resistance. As an example of the intermetallic compound, TiAl, Ti 3 , Al, Al
Known are 3 , 3 , Ti, Ni 3 , Al and TiNi having a shape memory effect. There is an example of coil spring manufacturing by bending in TiNi, but although TiNi has the better formability among intermetallic compounds, multiple heat treatments (softening annealing) are required for actual forming Therefore, it is far more difficult to form a spring than metal. Further, it was considered difficult to put the spring into practical use in other intermetallic compounds.

また、金属間化合物を形成する前に予め成形を行ってお
くことも考えられている。例えば特開昭61-270353号公
報に見られるように、金属間化合物の原料をホットプレ
スしたのちに焼成することによって所望形状の金属間化
合物を得るようにしたものや、特開昭62-70531号公報に
見られるように、金属間化合物の原料を脱気したのちに
所定の成形圧力と温度条件で処理することが提案されて
いる。
Further, it is also considered to perform molding in advance before forming the intermetallic compound. For example, as disclosed in JP-A-61-270353, those in which an intermetallic compound having a desired shape is obtained by hot-pressing a raw material of an intermetallic compound and then firing it, and JP-A-62-70531. As can be seen in the publication, it is proposed that the raw material of the intermetallic compound is degassed and then treated under predetermined molding pressure and temperature conditions.

[発明が解決しようとする課題] 上記先行技術のように金属間化合物を形成する前に予め
成形するようにしても、コイルばねのように変形の大き
な曲げ加工が必要な製品を得ることは不可能であった。
その理由は、金属間化合物の原料からなる立体物は、通
常の金属材に比べて金属間化合物を形成する前の状態で
は均一性に乏しく、空孔や欠陥を多く含んでいることが
あるため、変形が不均一になりやすく、しかも大きな曲
げ加工による塑性変形は伸びに耐えられないからであ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] Even if preforming is performed before forming an intermetallic compound as in the above-mentioned prior art, it is not possible to obtain a product such as a coil spring that requires bending with large deformation. It was possible.
The reason is that the three-dimensional object made of the raw material of the intermetallic compound is poor in uniformity in the state before the formation of the intermetallic compound as compared with a normal metal material, and may include many vacancies and defects. This is because the deformation tends to be non-uniform, and the plastic deformation due to the large bending process cannot withstand the elongation.

従って本発明の目的は、金属間化合物を主体とする所望
形状の弾性部材を問題なく製造できるような製造方法を
提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing an elastic member mainly composed of an intermetallic compound and having a desired shape without any problem.

[課題を解決するための手段] 上記目的を果たすために開発された本発明方法は、金属
間化合物を形成する組成比で混合された複数の元素を含
有する原料を得る工程と、上記原料に加圧力を加えるこ
とによって混合圧着体を得る工程と、上記混合圧着体を
内側の型と外側の型によって挟んで局部的に押圧しつつ
この押圧部において上記外側の型を混合圧着体の一端側
から他端側に向かって上記内側の型に沿って相対的に移
動させながら上記混合圧着体を上記押圧部において塑性
変形させてゆくことにより所望形状の成形体を得る工程
と、上記成形体を金属間化合物が形成される温度条件で
処理する工程とを具備している。
[Means for Solving the Problems] The method of the present invention, which has been developed to achieve the above object, comprises a step of obtaining a raw material containing a plurality of elements mixed in a composition ratio for forming an intermetallic compound, and A step of obtaining a mixed pressure-bonded body by applying a pressing force; a step of locally pressing the mixed pressure-bonded body by sandwiching the mixed pressure-bonded body with an inner mold and an outer mold, and pressing the outer mold with one end side of the mixed pressure-bonded body. From the other end side while relatively moving along the inner mold to plastically deform the mixed pressure-bonded body in the pressing portion, to obtain a molded body having a desired shape, and the molded body. And a treatment step under a temperature condition in which an intermetallic compound is formed.

弾性部材の例としては、例えば巻ばねや板ばね、トーシ
ョンバー、あるいはばねに類する性質を発揮する部材で
ある。金属間化合物を構成する物質は、少なくとも1つ
の元素が金属であればよい。
Examples of the elastic member are, for example, a coil spring, a leaf spring, a torsion bar, or a member exhibiting properties similar to a spring. As for the substance forming the intermetallic compound, at least one element may be a metal.

上記原料は主として金属材料から構成されている必要が
あるが、一部に金属間化合物を含んでいてもよい。ま
た、ばねとしての諸特性を改善する目的あるいは成形の
容易化を図る目的で、適宜の元素や化合物が添加されて
いてもよい。上記原料は純金属の塊である必要はなく、
固溶体であってもよいし、めっき等によってつくられた
複合体であってもよい。混合前の原料の形態は、粉末,
フレーク状,線材,箔等である。
The raw material needs to be mainly composed of a metal material, but may partially include an intermetallic compound. Further, an appropriate element or compound may be added for the purpose of improving various properties as a spring or the purpose of facilitating molding. The above raw material need not be a lump of pure metal,
It may be a solid solution or a composite formed by plating or the like. The form of the raw material before mixing is powder,
They are flakes, wire rods, foils, etc.

混合方法および圧着方法は、原料が粉末あるいはフレー
ク状である場合、V型混合機,ボールミル,ミキサ等に
よって混合したものを押出すか、あるいはホットプレス
またはCIPによって圧着させる。また、混合された上記
原料を金属パイプに詰め、スェージングマシンによって
所定の外径になるまで鍛造するようにしてもよい。
As for the mixing method and the crimping method, when the raw material is in the form of powder or flakes, the mixture is extruded by a V-type mixer, a ball mill, a mixer or the like, or is crimped by a hot press or CIP. Alternatively, the mixed raw materials may be packed in a metal pipe and forged by a swaging machine to a predetermined outer diameter.

線状原料の場合には、原料の線を束ねるかまたは撚り合
わせたのち、伸線機等を使って線同志を圧着させること
もできる。箔状原料の場合には、箔を厚み方向に積層す
るかあるいは積層後に巻いた状態で、圧延により圧着さ
せることもできる。
In the case of a linear raw material, the raw material wires may be bundled or twisted together, and then the wires may be pressed together using a wire drawing machine or the like. In the case of a foil-shaped raw material, the foils may be laminated in the thickness direction or rolled in a state of being laminated and then pressure-bonded by rolling.

上記工程によって得られた混合圧着体は、通常の金属材
料に比べると組織がかなり不均一であり、多くの欠陥や
空孔が内在していることがあるから、そのまま曲げ加工
を行うと変形が局部的に進行する。このため所定の曲率
で曲げることに困難を伴う。
The mixed crimped body obtained by the above process has a considerably nonuniform structure as compared with a normal metal material, and may have many defects and holes therein. Local progress. Therefore, it is difficult to bend it with a predetermined curvature.

そこで本発明では、例えば芯金およびローラ等からなる
型によって混合圧着体を局部的に押圧するとともに、こ
の押圧部を型に沿って相対的に移動させながら、混合圧
着体を徐々に曲げてゆくことにより、所望形状の成形体
を得るようにしている。
Therefore, in the present invention, the mixed pressure-bonded body is locally pressed by a mold made of, for example, a core metal and rollers, and the mixed pressure-bonded body is gradually bent while relatively moving the pressing portion along the mold. By doing so, a molded product having a desired shape is obtained.

[作用] 上記のように混合圧着体が成形されるから、混合圧着体
の変形域を充分短くすることができ、しかも変形域の大
部分が拘束された状態で曲げられるので、変形域に割れ
が進行したり、変形が不均一に進行するといった不具合
を生じることなく、混合圧着体を所望の形状に成形する
ことができる。また、曲げと同時に型によって混合圧着
体に圧縮力を付与するため、混合圧着体に内在する空孔
を潰す効果もある。
[Operation] Since the mixed pressure-bonded body is molded as described above, the deformation zone of the mixed pressure-bonded body can be sufficiently shortened, and moreover, most of the deformation zone can be bent in a restrained state, so that the deformation zone cracks. It is possible to mold the mixed pressure-bonded body into a desired shape without causing problems such as progress of deformation and uneven deformation. Further, since a compressive force is applied to the mixed pressure-bonded body by the mold simultaneously with bending, there is also an effect of crushing the holes existing in the mixed pressure-bonded body.

上記成形工程は冷間で行ってもよいが、成形時の変形抵
抗を減少させるために成形工程を温間で行ってもよい。
温間で成形する場合、金属間化合物が形成される温度以
下であることが好ましいが、組織の一部に金属間化合物
を生じる程度の短時間で成形が終了するなら、金属間化
合物が形成される温度以上の温間で成形を行ってもよ
い。
The forming process may be performed cold, but the forming process may be performed warm to reduce the deformation resistance during forming.
In the case of warm forming, it is preferable that the temperature is not higher than the temperature at which the intermetallic compound is formed, but if the forming is completed in a short time such that the intermetallic compound is formed in a part of the structure, the intermetallic compound is formed. Molding may be performed at a temperature higher than the temperature.

なお、上記成形工程を実施する前に、成形前熱処理を行
ってもよい。この処理は例えば真空中で行われる焼鈍で
ある。成形前熱処理を実施することにより、混合圧着体
を製造する際に生じた加工歪が除去される。また、成形
時の変形抵抗が減少し、かつ混合圧着体の圧着面が拡散
によって強固なものとなり、強度を向上させることがで
きる。また、この成形前熱処理は、混合圧着体の不純物
成分を拡散または除去する効果もある。成形前熱処理
は、大気中もしくは不活性ガスあるいは真空雰囲気、あ
るいはこれら雰囲気を組合わせて行われる。処理温度は
金属間化合物が形成される温度以下一般的であるが、圧
着面の一部に金属間化合物ができる程度の短時間の加熱
であるなら金属間化合物が形成される温度以上であって
もかまわない。
A pre-molding heat treatment may be performed before carrying out the molding step. This treatment is, for example, annealing performed in vacuum. By performing the pre-molding heat treatment, the processing strain generated when the mixed pressure-bonded body is manufactured is removed. In addition, the deformation resistance at the time of molding is reduced, and the pressure-bonded surface of the mixed pressure-bonded body is strengthened by diffusion, so that the strength can be improved. The pre-molding heat treatment also has the effect of diffusing or removing the impurity components of the mixed pressure-bonded body. The pre-molding heat treatment is performed in the air, an inert gas, a vacuum atmosphere, or a combination of these atmospheres. The treatment temperature is generally lower than the temperature at which the intermetallic compound is formed, but if the heating is for a short time to the extent that the intermetallic compound is formed on a part of the pressure-bonded surface, it is higher than or equal to the temperature at which the intermetallic compound is formed. I don't care.

上記成形工程を経て所望の形状に塑性加工された成形体
は、金属間化合物が形成される温度まで加熱される。こ
の加熱処理によって拡散または自己燃焼焼結を生じ、金
属間化合物が形成される。加熱温度は金属間化合物の固
相線以下の温度域とする。金属間化合物の形成を終わら
せるには上記温度を一定時間維持する必要がある。温度
が低いと時間が長くかかる。また、空孔を減少させる目
的で、成形体を加圧した状態のまま金属間化合物が形成
される温度以上に加熱するようにしてもよい。
The molded body that has been plastically processed into the desired shape through the molding step is heated to a temperature at which an intermetallic compound is formed. This heat treatment causes diffusion or self-combustion sintering to form an intermetallic compound. The heating temperature is in the temperature range below the solidus of the intermetallic compound. The above temperature must be maintained for a certain period of time to finish the formation of the intermetallic compound. It takes a long time when the temperature is low. Further, in order to reduce the number of voids, the molded body may be heated to a temperature at which the intermetallic compound is formed or higher while being pressurized.

金属間化合物が形成されたのちに、必要に応じて化合物
形成後の熱処理を行ってもよい。この熱処理を行うこと
によって、空孔を減少させることができるとともに、組
織の均一化が促進され、更には不純物の拡散もしくは不
純物の除去が図れる。処理温度は、金属間化合物の固相
線以下の温度域とする。この熱処理(金属間化合物形成
後の熱処理)は、大気中で行ってもよいが、不活性ガス
あるいは真空雰囲気中で行えば更に好ましい結果が得ら
れることがある。また、これらの雰囲気を組合わせても
よい。材料によっては適宜の加圧手段で加圧した状態で
この熱処理を実施してもよい。
After the intermetallic compound is formed, heat treatment may be performed after the compound formation, if necessary. By performing this heat treatment, it is possible to reduce vacancies, promote homogenization of the structure, and further diffuse impurities or remove impurities. The treatment temperature is in the temperature range below the solidus line of the intermetallic compound. This heat treatment (heat treatment after formation of the intermetallic compound) may be performed in the air, but more preferable results may be obtained if it is performed in an inert gas or vacuum atmosphere. Also, these atmospheres may be combined. Depending on the material, this heat treatment may be carried out under pressure with an appropriate pressure means.

[実施例] 以下の本発明の一実施例について、第1図ないし第3図
を参照して説明する。第1図に示す製造工程の一例は、
原料の混合工程1と、混合圧着体の製造工程2と、必要
に応じて行われる成形前熱処理工程3と、成形工程4
と、金属間化合物の形成温度まで加熱する熱処理工程5
と、必要に応じて実施される化合物形成後の熱処理工程
6および仕上げ工程7からなる。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. An example of the manufacturing process shown in FIG.
Raw material mixing step 1, mixed pressure-bonded body manufacturing step 2, pre-molding heat treatment step 3 performed as necessary, and molding step 4
And a heat treatment step 5 of heating to the formation temperature of the intermetallic compound
And a heat treatment step 6 and a finishing step 7 which are carried out as necessary after the compound formation.

原料の混合工程1において、ガスアトマイズ法により作
製した350メッシュ以下のAl粉末と、350メッシュ以下の
スポンジTi粉末を重量分率でTi:Al=37.2%:62.8%の割
合で、Arガス置換された乾式ボールミルを用いて混合す
る。
In the raw material mixing step 1, the Al powder of 350 mesh or less produced by the gas atomizing method and the sponge Ti powder of 350 mesh or less were replaced with Ar gas at a weight ratio of Ti: Al = 37.2%: 62.8%. Mix using a dry ball mill.

次に、混合圧着体の製造工程2において、上記混合粉末
を外径20mm,肉厚0.5mmのステンレス鋼のパイプに詰め、
ロータリスェージングマシンによって外径8mmまで縮径
加工する。その後、切削加工によって上記パイプを削り
取る。こうして線状の混合圧着体(この場合、圧粉体)
が得られる。上記第1のスェージング加工を行ったの
ち、第2のスェージング加工によって、上記混合圧着体
を外径φ1mmまで縮径させる。なお、上記工程2の後に
焼鈍等の熱処理工程3を実施することにより、混合圧着
体を製造した時の加工歪みを除去するようにしてもよ
い。
Next, in the manufacturing step 2 of the mixed crimp body, the mixed powder is packed in a stainless steel pipe having an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 0.5 mm,
Reduce diameter to 8mm by rotary aging machine. Then, the pipe is scraped off by cutting. In this way, the linear mixed crimped body (in this case, green compact)
Is obtained. After performing the first swaging process, the mixed pressure-bonded body is reduced in diameter to an outer diameter φ1 mm by a second swaging process. In addition, you may make it remove the processing strain at the time of manufacturing a mixed pressure bonding body by implementing the heat treatment process 3 of annealing etc. after the said process 2.

成形工程4においては、第2図に示す成形装置10を用い
て混合圧着体Aのコイリングを行う。この装置10は、内
側の型の一例としての芯金11と、ヘッド12と、外側の一
例としてのローラ13と、チャック14等を備えて構成され
ている。芯金11とヘッド12は互いに軸線方向に接離可能
であるとともに、図示しない駆動機構によって互いに同
一方向に同一回転速度で一体に回転されるようになって
いる。ローラ13は、混合圧着体Aを芯金11に押付けて徐
々に曲げる力と、所定の圧縮力Pを付与する働きをも
つ。
In the molding step 4, the mixed pressure-bonded body A is coiled using the molding apparatus 10 shown in FIG. The device 10 is configured to include a cored bar 11 as an example of an inner die, a head 12, a roller 13 as an example of an outer side, a chuck 14, and the like. The cored bar 11 and the head 12 can be brought into contact with and separated from each other in the axial direction, and are integrally rotated in the same direction and at the same rotational speed by a drive mechanism (not shown). The roller 13 has a function of pressing the mixed pressure-bonded body A against the cored bar 11 to gradually bend it and a predetermined compression force P.

芯金11の外周部には、成形すべきコイルばね成形体1A′
のピッチに応じた螺旋溝15が設けられている。この螺旋
溝15と対向しているローラ13にも溝16が設けられてい
る。これらの溝15,16の幅方向には所望の断面形状が形
成されている。例えば、第2図においては混合圧着体A
の断面を円形とし、溝15,16の断面形状をそれぞれ略半
円形とした例である。溝15,16を省略することもでき
る。
A coil spring molded body 1A ′ to be molded is formed on the outer peripheral portion of the cored bar 11.
The spiral groove 15 corresponding to the pitch is provided. The roller 16 facing the spiral groove 15 is also provided with a groove 16. A desired cross-sectional shape is formed in the width direction of these grooves 15 and 16. For example, in FIG.
Is a circular cross section, and the cross-sectional shapes of the grooves 15 and 16 are substantially semicircular. The grooves 15 and 16 can be omitted.

ローラ13は回転自在に設けられているから、混合圧着体
Aとローラ13との間の摩擦力を小さくすることができ
る。また、混合圧着体Aを曲げる際に過度の変形が生じ
たり、傷が生じるなどの不具合も抑制することができ
る。また、混合圧着体Aを曲げながら芯金11を回転させ
るのに要する力も少なくてすむ。
Since the roller 13 is rotatably provided, the frictional force between the mixed pressure-bonded body A and the roller 13 can be reduced. In addition, it is possible to suppress problems such as excessive deformation and damage when the mixed pressure-bonded body A is bent. Further, the force required to rotate the cored bar 11 while bending the mixed pressure-bonded body A can be reduced.

上記成形装置10を用いて混合圧着体Aのコイリングを行
うには、芯金11とヘッド12を停止させた状態でチャック
14によって混合圧着体Aの端部を保持する。そしてロー
ラ13によって混合圧着体Aを芯金11の溝15に押付ける。
In order to coil the mixed pressure-bonded body A using the above-mentioned molding apparatus 10, the chuck is performed with the core metal 11 and the head 12 stopped.
14 holds the end of the mixed pressure-bonded body A. Then, the mixed pressure-bonded body A is pressed against the groove 15 of the cored bar 11 by the roller 13.

芯金11とヘッド12を一体に回転させ、ローラ13と芯金11
との間で混合圧着体Aを局部的に押圧しつつ、押圧部11
aにおいて混合圧着体Aを芯金11に沿って曲げる。更
に、ローラ13を螺旋溝15のピッチに応じて芯金11の軸線
方向に移動させ、混合圧着体Aが螺旋溝15に巻付くよう
に混合圧着体Aを案内する。
Rotate the core metal 11 and the head 12 as a unit to rotate the roller 13 and the core metal 11
While pressing the mixed pressure-bonded body A locally between and,
At a, the mixed pressure-bonded body A is bent along the core metal 11. Further, the roller 13 is moved in the axial direction of the cored bar 11 in accordance with the pitch of the spiral groove 15 to guide the mixed pressure-bonded body A so that the mixed pressure-bonded body A is wound around the spiral groove 15.

コイリング終了後、ローラ13を芯金11から離すととも
に、チャック14による成形体A′の拘束を解く。そして
ヘッド12を芯金11から分離させるとともに、成形体A′
の外周部を図示しないホルダによって保持し、芯金11を
コイリング時とは逆方向に回転させることによって、コ
イル状成形体A′を芯金11から外す。
After the coiling is completed, the roller 13 is separated from the core metal 11 and the chuck 14 releases the restraint of the compact A ′. Then, the head 12 is separated from the core metal 11 and the molded body A'is
The outer peripheral portion is held by a holder (not shown), and the cored bar 11 is rotated in the opposite direction to that at the time of coiling, whereby the coil-shaped molded body A'is removed from the cored bar 11.

上記成形工程4によって得られたコイル状成形体A′
は、熱処理工程5において、第3図に示された加熱装置
20に入れられ、金属間化合物が形成される温度まで加熱
される。この加熱装置20は、硅砂21を満たした耐圧ステ
ンレス鋼製ポット22と、このポット22に内蔵されたコイ
ル状の抵抗発熱体であるカンタルヒータ23と、温度検出
用の熱電対24と、ステンレス鋼製の蓋25と、この蓋25を
加圧する油圧シリンダ等の加圧手段26を備えて構成され
ている。
Coil-shaped molded body A'obtained by the molding step 4
Is the heating device shown in FIG. 3 in the heat treatment step 5.
It is placed in 20 and heated to a temperature at which an intermetallic compound is formed. The heating device 20 includes a pot 22 made of pressure-resistant stainless steel filled with silica sand 21, a cantal heater 23 which is a coil-shaped resistance heating element built in the pot 22, a thermocouple 24 for temperature detection, and a stainless steel. It is configured by including a lid 25 made of metal and a pressurizing means 26 such as a hydraulic cylinder for pressurizing the lid 25.

上記ポット22に収容されたヒータ23の内側に、コイル状
成形体A′をセットし、加圧手段26によって150kgf/cm2
の擬似等方圧をかける。そしてヒータ23によって700℃
まで加熱する。この時のコイル状成形体A′の温度は熱
電対24によって測定される。コイル状成形体A′は上記
温度に加熱されることにより、自己燃焼焼結による金属
間化合物形成の発熱が観測された。なお、HIPやHP等に
よって、ガス,粉体あるいは液体を用いた加圧するか、
あるいは機械的に加圧を行うようにしてもよい。
Inside the heater 23 housed in the pot 22, the coil-shaped molded body A'is set, and 150 kgf / cm 2 is applied by the pressing means 26.
Pseudo isotropic pressure is applied. And 700 ℃ by heater 23
Heat up to. At this time, the temperature of the coil-shaped molded body A'is measured by the thermocouple 24. When the coil-shaped compact A ′ was heated to the above temperature, heat generation due to self-combustion sintering to form an intermetallic compound was observed. In addition, by using HIP, HP, etc., pressurizing using gas, powder or liquid,
Alternatively, the pressure may be mechanically applied.

金属間化合物が形成された後、上記圧力を維持した状態
で成形体A′を900℃に保持し、2時間の熱処理工程6
を行う。この熱処理工程6を行うことによって、成形体
A′に含まれる空孔を減少させることができるととも
に、組織の均一化が促進され、更には不純物の拡散もし
くは不純物の除去が図れる。
After the intermetallic compound is formed, the compact A ′ is kept at 900 ° C. while maintaining the above pressure, and the heat treatment step 6 for 2 hours is performed.
I do. By carrying out this heat treatment step 6, it is possible to reduce the pores contained in the molded body A ′, promote the homogenization of the structure, and further diffuse the impurities or remove the impurities.

以上の一連の工程によって、線径1mm,コイル平均径12m
m、巻数10の金属間化合物を主体とするコイルばねが得
られた。このコイルばねは、X線解析の結果からAl3Ti
の金属間化合物からなることがわかった。このコイルば
ねは、700℃にて5mmの圧縮変形を加えたのち除荷しても
元の形状を完全に保っており、良好なばね作用を発揮す
ることが確認された。
Wire diameter 1mm, coil average diameter 12m
A coil spring mainly composed of an intermetallic compound having m and 10 turns was obtained. This coil spring shows that Al 3 Ti
It was found to consist of the intermetallic compound of It was confirmed that this coil spring maintains its original shape completely even after unloading after being subjected to a compressive deformation of 5 mm at 700 ° C., and that it exhibits a good spring action.

なお、上記製造工程を経て得られたコイルばねに、仕上
げ工程7を行ってもよい。例えばバレル加工によってば
ね表面を滑らかなものにする。あるいは機械加工によっ
てばね表面の研磨を行ったり、表面傷,表面層等の除去
あるいは切断,研削加工等により形状の修正を行う。ま
た、ショットピーニングを行うことにより、ばね表層部
に圧縮残留能力を生じさせれば、ばねの耐久性を更に高
めることができる。
The coil spring obtained through the above manufacturing process may be subjected to the finishing process 7. For example, barrel processing makes the spring surface smooth. Alternatively, the spring surface is polished by machining, or the shape is modified by removing or cutting surface scratches or surface layers, or by grinding. Further, the durability of the spring can be further enhanced by performing the shot peening to generate the residual compression capacity in the surface layer of the spring.

なお第4図に示されるような成形装置30を使用して、混
合圧着体Aを所望の形状に塑性加工してもよい。この成
形装置30は、内側の型の一例としての固定ローラ31と、
ホルダ32に取付けられた外側の型の一例としての可動ロ
ーラ33と、混合圧着体Aを保持するためのチャック34等
を備えている。可動ローラ33は軸35を中心に自転できる
とともに、軸35を中心に固定ローラ31の回りを公転する
ように構成されている。混合圧着体Aは一端側がチャッ
ク34によって固定ローラ31に拘束され、可動ローラ33が
図示矢印F方向に転動することにより、固定ローラ31と
可動ローラ33との間で混合圧着体Aが局部的に押圧され
る。そして押圧部31aにおいて曲げられることにより、
固定ローラ31の外径に応じた曲率で成形が行われる。
The mixed pressure-bonded body A may be plastically worked into a desired shape by using a molding apparatus 30 as shown in FIG. The molding device 30 includes a fixed roller 31 as an example of an inner mold,
A movable roller 33 as an example of an outer die attached to the holder 32, a chuck 34 for holding the mixed pressure-bonded body A, and the like are provided. The movable roller 33 is configured to be rotatable about a shaft 35 and revolve around the fixed roller 31 about the shaft 35. One end side of the mixed pressure-bonded body A is constrained by the fixed roller 31 by the chuck 34, and the movable roller 33 rolls in the direction of the arrow F in the figure, so that the mixed pressure-bonded body A is locally located between the fixed roller 31 and the movable roller 33. Is pressed by. And by being bent in the pressing portion 31a,
Molding is performed with a curvature according to the outer diameter of the fixed roller 31.

なお第5図に示される成形装置40のように、可動ローラ
33によって混合圧着体Aに図示矢印P1方向の加圧力を与
えた状態で可動ローラ33を固定型31の外周方向に転動さ
せることにより、固定型31の外周形状に応じた曲率で成
形するようにしてもよい。
A movable roller, such as the molding device 40 shown in FIG.
The movable roller 33 is rolled in the outer peripheral direction of the fixed die 31 in a state in which the pressing force in the direction of the arrow P 1 shown in the figure is applied to the mixed pressure-bonded body A by the 33, so as to form the curvature according to the outer peripheral shape of the fixed die 31. You may do it.

第6図に示された成形装置50は、固定型51と、押さえ部
材52とを備えている。図示例の固定型51は、成形すべき
成形体A′の形状に応じた曲率の非円形状の成形面53を
備えている。押さえ部材52は混合圧着体Aを固定型51に
押し付ける働きをする。この押さえ部材52は、成形面53
に混合圧着体Aを押付ける際に、成形面53に沿って混合
圧着体Aに対する接触点が移動するようになっている。
本発明の製造方法は、上記実施例で示したものに限ら
ず、Ti−Al系以外の他の組成についても適用できる。ま
た、他の金属間化合物を形成する系においても同様であ
る。
The molding apparatus 50 shown in FIG. 6 includes a fixed die 51 and a pressing member 52. The fixed die 51 in the illustrated example includes a non-circular molding surface 53 having a curvature corresponding to the shape of the molding A ′ to be molded. The pressing member 52 functions to press the mixed pressure-bonded body A against the fixed mold 51. The pressing member 52 has a molding surface 53.
When the mixed pressure-bonded body A is pressed against, the contact point with respect to the mixed pressure-bonded body A moves along the molding surface 53.
The manufacturing method of the present invention is not limited to the method shown in the above-mentioned embodiment, and can be applied to other compositions other than Ti-Al system. The same applies to systems that form other intermetallic compounds.

なお本発明はコイルばね以外の弾性体を製造する場合に
も同様に適用できる。
The present invention can be similarly applied to the case of manufacturing an elastic body other than the coil spring.

[発明の効果] 本発明によれば、金属間化合物を主体とする弾性部材の
製造方法において、弾性部材の材料である混合圧着体を
所望形状に成形する工程において混合圧着体の変形域を
充分短くすることができ、しかも変形域の大部分が拘束
された状態で曲げられるので、変形域に割れが進行した
り、変形が不均一に進行するといった不具合を生じるこ
となく、混合圧着体を所望の曲率に成形することができ
る。また、曲げと同時に内側の型と外側の型によって混
合圧着体に局部的に圧縮力を付与するため、混合圧着体
に内在する空孔を更に小さく潰す効果もある。このため
コイルばねのように変形の大きな曲げ加工も問題なく行
えるようになり、従来にはなかった金属間化合物を主体
とする弾性部材を得ることができる。
[Effect of the Invention] According to the present invention, in the method for manufacturing an elastic member mainly composed of an intermetallic compound, the deformation region of the mixed pressure-bonded body is sufficiently increased in the step of molding the mixed pressure-bonded body which is the material of the elastic member into a desired shape. Since it can be shortened and it can be bent while most of the deformation area is constrained, a mixed crimped body is desired without causing problems such as cracking in the deformation area or uneven deformation. Can be molded to a curvature of. In addition, since the compressing force is locally applied to the mixed pressure-bonded body by the inner mold and the outer mold at the same time as bending, there is also an effect of crushing the holes existing in the mixed pressure-bonded body to a smaller size. For this reason, bending work with large deformation such as a coil spring can be performed without any problem, and an elastic member mainly composed of an intermetallic compound, which has not been available in the past, can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明方法の一実施例を示す工程説明図、第2
図は混合圧着体を成形する装置の斜視図、第3図は加熱
装置の断面図、第4図ないし第6図はそれぞれ混合圧着
体を成形する装置の他の例を示すそれぞれ概略図であ
る。 A……混合圧着体、A′……成形体、10……成形装置、
11……芯金(型)、13……ローラ(型)、20……加熱装
置、23……ヒータ、26……加圧手段、30……成形装置、
31……ローラ(型)、33……ローラ(型)、40,50……
成形装置、51……型、52……押さえ部材。
FIG. 1 is a process explanatory view showing one embodiment of the method of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view of an apparatus for forming a mixed crimp body, FIG. 3 is a cross-sectional view of a heating apparatus, and FIGS. 4 to 6 are schematic views showing other examples of apparatuses for forming a mixed crimp body. . A: mixed crimped body, A '... molded body, 10 ... molding device,
11 ...... core metal (mold), 13 ... roller (mold), 20 ... heating device, 23 ... heater, 26 ... pressurizing means, 30 ... molding device,
31 …… Roller (type), 33 …… Roller (type), 40,50 ……
Molding equipment, 51 ... Mold, 52 ... Holding member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−99425(JP,A) 特開 平3−188230(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-99425 (JP, A) JP-A-3-188230 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属間化合物を形成する組成比で混合され
た複数の元素を含有する原料を得る工程と、上記原料に
加圧力を加えることによって混合圧着体を得る工程と、
上記混合圧着体を内側の型と外側の型によって挟んで局
部的に押圧しつつこの押圧部において上記外側の型を混
合圧着体の一端側から他端側に向かって上記内側の型に
沿って相対的に移動させながら上記混合圧着体を上記押
圧部において塑性変形させてゆくことにより所望形状の
成形体を得る工程と、上記成形体を金属間化合物が形成
される温度条件で処理する工程とを具備したことを特徴
とする金属間化合物を主体とする弾性部材の製造方法。
1. A step of obtaining a raw material containing a plurality of elements mixed in a composition ratio for forming an intermetallic compound, and a step of obtaining a mixed pressure-bonded body by applying a pressure to the raw materials.
While pressing the mixed pressure-bonded body between the inner mold and the outer mold and locally pressing the mixed pressure-bonded body, the outer mold is moved along the inner mold from one end side to the other end side of the mixed pressure-bonded body at the pressing portion. A step of plastically deforming the mixed pressure-bonded body in the pressing portion while relatively moving, to obtain a molded body having a desired shape; and a step of treating the molded body under a temperature condition in which an intermetallic compound is formed. A method for manufacturing an elastic member mainly composed of an intermetallic compound, comprising:
【請求項2】上記混合圧着体を成形する際に使われる型
は、上記内側の型としての芯金と、上記外側の型として
の押さえ部材とを備えており、これら押さえ部材と上記
芯金との間で上記混合圧着体を局部的に押圧しつつ上記
押さえ部材を芯金の周方向に相対的に移動させることに
よって混合圧着体を芯金に沿って曲げることを特徴とす
る請求項1記載の金属間化合物を主体とする弾性部材の
製造方法。
2. A mold used for molding the mixed pressure-bonded body comprises a core metal as the inner mold and a pressing member as the outer mold. The pressing member and the core metal. 2. The mixed pressure-bonded body is bent along the core by moving the pressing member relatively in the circumferential direction of the core while locally pressing the mixed pressure-bonded body between the pressure-bonded body and the core. A method for producing an elastic member mainly composed of the intermetallic compound described above.
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