WO2013080833A1 - 金属の成形方法およびその成形品 - Google Patents

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metal
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forming method
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工藤　智行
村瀬　崇
健 古塩
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古河スカイ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a metal forming method for forming a member to be formed made of metal and a member to be bonded made of metal by hot forming, and a molded product thereof.
  • Patent Document 1 after inserting a metal member and an insert material into a forging die at a temperature at which the metal member and the insert material are in a semi-molten state to obtain an intermediate product at the same time as forging, There has been proposed a method for obtaining a final product by performing forging and joining at a temperature such that the insert material of the intermediate product is in a semi-molten state as in the previous step.
  • Patent Document 2 proposes a method of performing diffusion bonding using blow molding and heating at that time.
  • Blow molding is one of the hot working methods for aluminum and is mainly used for thin plate processing. It is known that some metals with fine crystal grains undergo superplastic deformation when deformed in a high temperature range and exhibit large elongation of 100% or more. Blow molding is a molding method that utilizes this phenomenon. A metal plate is sandwiched between molds heated to a high temperature, the material is heated, and then the metal plate is molded into a mold shape using a high-pressure gas such as nitrogen gas. It is.
  • Blow molding has the advantage that by using a material exhibiting good superplastic deformability as a metal plate material, it is possible to integrally mold parts having complicated shapes that are very difficult to mold by cold press molding.
  • Patent Document 2 by laminating a plurality of plates, the parts to be joined are heated and pressurized with a blow molding die and diffusion-bonded, and at the same time, the gas pressure is applied to the inside to perform blow molding, so that the hollow part is formed. Molding.
  • JP 2001-121234 A JP-T-2001-500793
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a metal forming method for forming a highly reliable joint in a short time and a molded product thereof.
  • the metal forming method comprises: Deforming the heated molded member made of the second metal, and contacting the heated molded member made of the first metal;
  • the temperature of the member to be bonded is a temperature at which the liquid phase ratio inside the member to be bonded is 5% or more and 35% or less. It is characterized by that.
  • the third step; Including In the third step, the temperature of the member to be bonded may be a temperature at which the liquid phase ratio in the member to be bonded becomes 5% or more and 35% or less.
  • the atmosphere in the third step may be an air atmosphere.
  • the atmosphere in the third step may be a vacuum or a non-oxidizing atmosphere.
  • the atmosphere in the third step may be a vacuum or a non-oxidizing atmosphere.
  • the member to be joined may be installed near a corner of the mold.
  • a mold release agent may be applied to the contact surface between the mold and the member to be joined.
  • the first metal and / or the second metal may be an aluminum alloy.
  • the Si content of the aluminum alloy used for the member to be joined may be 0.6 mass% or more and 3.5 mass% or less.
  • the Cu content of the aluminum alloy used for the member to be joined may be 0.7% by mass or more and 15.0% by mass or less.
  • the time during which the liquid phase ratio of the member to be joined is 5% or more and 35% or less after the contact between the member to be molded and the member to be joined may be 30 seconds or more and 3600 seconds or less.
  • the temperature difference between the solidus temperature of the member to be joined and the liquidus temperature of the member to be joined may be 10 ° C. or more and 200 ° C. or less.
  • the metal molded product according to the second aspect of the present invention It was formed by the metal forming method described above.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a phase diagram of an Al—Si alloy.
  • A) is the figure which showed typically the case where the crystal precipitate distributes in the crystal grain boundary inside a metal member, and the matrix divided into it.
  • B) is the figure which showed typically that the crystal grain boundary has melted first.
  • (C) is a diagram schematically showing that the crystal precipitate is then melted.
  • (D) is the figure which showed typically the movement to the crystal grain boundary and surface of the produced
  • (A) is the figure which showed typically the case where a crystal precipitate does not exist in the crystal grain boundary inside a metal member, and the matrix divided into it.
  • (B) is the figure which showed typically that the crystal grain boundary has melted first.
  • (C) is a diagram schematically showing that a liquid phase is generated from a place where the concentration of the solute element is locally high.
  • (D) is the figure which showed typically the movement to the crystal grain boundary and surface of the produced
  • the present inventor uses a heating during the hot working of a member to be formed to generate a liquid phase in the member to be bonded, and uses the generated liquid phase to move to a crystal grain boundary or surface. By doing so, it is possible to obtain a highly reliable molded product in which the member to be joined and the member to be joined are joined in a short time without the need for large pressure, and the member to be joined is not significantly deformed.
  • the headline and the present invention were made.
  • FIG. 1A is a diagram showing a composite molding method according to an embodiment of the present invention using blow molding
  • FIG. 1B is a diagram showing a molded product 10 molded by the composite molding method shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a diagram showing a composite molding method according to an embodiment of the present invention using blow molding
  • FIG. 2B is a diagram showing a molded product 20 molded by the composite molding method shown in FIG. 2A. .
  • the blow molding in the composite molding method of the embodiment of the present invention is the installation of at least one member 3 made of metal (first metal) on the bottom surface of a heated mold 1.
  • first metal the molded member 2 made of metal (second metal) is bridged so as to straddle the mold 1, and the molded member 2 is sandwiched between the mold 1 and the top plate (not shown).
  • step 2 After fixing the molded member 2 (step 2) and heating the molded member 2, a high pressure gas is blown against the molded member 2 in the direction toward the mold 1 (direction of w), The shape of the molded member 2 is deformed so as to follow the shape of the mold 1, and a part of the lower surface of the molded member 2 and the upper surface of the bonded member 3 are bonded (third process), and the molded product 10 (FIG. 1B).
  • the metal used for the molded member 2 and the bonded member 3 is not limited to the following, but, for example, a titanium alloy or an aluminum alloy can be used. Titanium alloys not only have excellent superplastic properties at high temperatures and are superior in hot working, but also are easy to join because the oxide film on the surface can be removed relatively easily, making them suitable for the metal forming method in the embodiments of the present invention. . Aluminum alloys also exhibit excellent superplastic properties at high temperatures. However, the oxide film of the aluminum alloy is stable, and it is necessary to destroy this strong oxide film in order to perform bonding.
  • the aluminum alloy for the second metal used for the molded member 2 is not limited to the following, but examples thereof include an Al—Mg (—Mn) -based aluminum alloy, an Al—Mg—Si-based aluminum alloy, An Al—Cu-based aluminum alloy, an Al—Zn—Mg-based aluminum alloy, an Al—Mn-based aluminum alloy, or the like is used.
  • As the titanium alloy a Ti-6Al-4V titanium alloy or the like is used.
  • the aluminum alloy for the first metal used for the member to be joined 3 is not limited to the following, but, for example, an Al—Cu based aluminum alloy, an Al—Mg based aluminum alloy, or the like is used.
  • the composite molding method according to the embodiment of the present invention using blow molding before the blow molding, as shown in FIG. 1A, it corresponds to the location where the member 3 to be joined is to be joined.
  • At least one member to be joined 3 is disposed at a predetermined position on the bottom surface of the heated mold 1, and a part of the lower surface of the member 2 to be joined and the upper surface of the member 3 are brought into contact during blow molding.
  • the gap between the contact surfaces of the molded member 2 and the bonded member 3 is filled with the liquid phase that has oozed out of the bonded member 3, and the molded member 2 and the bonded member 3 are bonded.
  • FIG. 3 schematically shows a phase diagram of an Al—Si alloy, which is a typical binary eutectic alloy.
  • an aluminum alloy material having a Si concentration of c1 is heated, generation of a liquid phase starts at a temperature T1 near the eutectic temperature (solidus temperature) Te.
  • T1 near the eutectic temperature (solidus temperature) Te.
  • Te eutectic temperature
  • FIG. 4A crystal precipitates are distributed in the matrix divided by the grain boundaries.
  • FIG. 4B shows the crystal grain boundary with a large segregation of the crystal precipitate distribution melts to become a liquid phase.
  • the structure immediately before melting may not have crystal precipitates in the matrix as shown in FIG.
  • FIG. 5 (B) after first melting at the grain boundary to become a liquid phase, as shown in FIG. 5 (C), the liquid phase starts from a location where the solute element concentration is locally high in the matrix. Will occur.
  • FIG. 5D the spherical liquid phase generated in the matrix is re-dissolved in the matrix with the passage of time and temperature due to the interfacial energy as in the case of c1, and by diffusion in the solid phase. Move to grain boundaries and surfaces.
  • T3 the liquid phase amount increases from the state diagram.
  • the joining method according to the present invention utilizes the movement of the liquid phase generated by partial melting inside the metal member, and can realize both joining and shape maintenance.
  • the bonding method in the present specification uses the fact that only a part of the inside of the first metal (bonded member 3) is melted and the liquid phase moves to the surface, and the second metal (molded member) 2) and a new joining method different from the conventional joining method, characterized by being metal-joined.
  • this bonding method only a part of the inside of the first metal is melted during the bonding process, so that the bonded member 3 made of the first metal is moved to the surface without being greatly deformed. Since the liquid phase fills the gap at the bonding interface, there is no need for such a large pressure, and a highly reliable bonding member (molded product) can be obtained in a short time.
  • various combinations of metals can be joined without using an insert material so that the first metal and the second metal having different compositions are joined.
  • the ratio (liquid phase ratio) of the mass of the liquid phase generated in the bonded member 3 by heating during hot working is set.
  • the total mass of the member to be bonded 3 needs to be 5% or more and 35% or less.
  • the liquid phase ratio exceeds 35%, the amount of the liquid phase to be generated is too large (that is, the amount of the solid phase is too small), and the shape of the member 3 to be bonded cannot be maintained, and the member 3 to be bonded is large It will cause deformation.
  • the liquid phase ratio is less than 5%, the amount of liquid phase supplied to the surface of the member 3 to be joined is reduced, and joining between the member 3 and the member 2 to be joined becomes difficult. End up. Therefore, in the embodiment of the present invention, hot working is performed at a temperature at which the ratio of the mass of the liquid phase inside the bonded member 3 is 5% or more and 35% or less.
  • a more preferable liquid phase ratio is 5% or more and 30% or less, and an even more preferable liquid phase ratio is 10% or more and 20% or less.
  • the liquid phase ratio is defined by an equilibrium calculation using a metal composition and a bonding temperature using a phase diagram.
  • thermodynamic equilibrium calculation software such as Thermo-Calc (Thermo-Calc Software AB)
  • the liquid phase ratio is calculated from the metal composition and the highest temperature reached at the time of heating (joining temperature).
  • a mold release material is applied to the contact surface between the mold 1 and the bonded member 3 before the molding to prevent the mold 1 and the bonded member 3 from being bonded. It is more preferable to keep it.
  • the combination of the alloy composition of the to-be-molded member 2 and the alloy composition of the to-be-joined member 3, and hot temperature are the effects of embodiment of this invention.
  • the part to be joined 3 is melted, but the part 2 to be molded is not melted.
  • the melting point of the joining member 3 is higher, and it is more preferable that the blow molding temperature is lower than the melting point of the member 2 to be molded.
  • the bonding between the member to be bonded 3 and the member to be molded 2 becomes easier.
  • the oxide film of the member to be bonded 3 and the member to be molded 2 is likely to be destroyed by deformation of the member to be molded 2 and friction of the bonding surface due to contact between the member to be molded 2 and the member to be bonded 3.
  • the oxide film on the surface of the member to be bonded 3 is destroyed, so that the bonding becomes easier compared to the conventional method.
  • the method is not limited to the following, but in order to destroy the oxide film, for example, the following method may be employed. .
  • flux is applied at least to the joint portion between the member to be joined 3 and the member to be molded 2 in order to destroy the oxide film.
  • the flux is not limited to the following, but, for example, a fluoride-based flux such as KAlF 4 or CsAlF 4 used for brazing an aluminum alloy is used. These fluxes are melted before the liquid phase of the bonded member 3 is melted in the seepage bonding or before reaching the bonding temperature, and are formed on the surface layer of the bonded member 3 and the surface layer of the molded member 2. Reacts with the film and destroys the oxide film.
  • vacuum means not only the state of vacuum but also almost the inflow of air to the joining surface between the member 3 and the member 2 to be joined, such as surface joining or joining in a closed space. Including the state without.
  • a chloride flux such as KCl or NaCl
  • the member 3 and the member 2 can be bonded in an air atmosphere.
  • the Mg flux in the aluminum alloy of the bonded member 3 and / or the molded member 2 is 0.5 mass% or less, so that the fluoride flux and Mg Can react to further improve the oxide film destruction action of the fluoride-based flux. Therefore, in the case of using a fluoride-based flux, the Mg content of both the aluminum alloy constituting the member to be joined 3 and the aluminum alloy constituting the member to be molded 2 should be 0.5% by mass or less. Even more preferred.
  • the oxide film When the oxide film is destroyed by the getter action of Mg, it is preferable to join in a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas, argon gas, etc.) in order to suppress the formation of the oxide film. Moreover, it is also preferable to join the member 3 and the member 2 to be joined in a vacuum. For example, when joining the member 3 and the member 2 to be joined in a surface joining or closed space, there is almost no inflow of oxygen to the joining surface. Even if the oxide film grows in this atmosphere, the thickness of the oxide film is only a thickness that can be sufficiently broken by the getter action of Mg, and the member 3 and the member 2 can be bonded well. It is.
  • a non-oxidizing atmosphere nitrogen gas, argon gas, etc.
  • the first aluminum alloy forming the member to be joined 3 is an aluminum alloy containing 0.2 mass% or more and 5.0 mass% or less of Mg. Is preferred.
  • Mg content 0.2% by mass or more, a sufficient getter action can be obtained, and better bonding can be obtained.
  • the Mg content is 5.0% by mass or less, the amount of oxide (MgO) produced by the reaction of Mg with oxygen in the atmosphere on the surface of the joint portion can be reduced. Even better bonding can be obtained.
  • the type and content of other elements contained in the first aluminum alloy forming the member to be joined 3 are appropriately selected within the range where the effect of the embodiment of the present invention is exhibited.
  • the liquid phase is filled between the member to be joined 3 and the member 2 to be molded after the oxide film is destroyed at the joint. And joined.
  • This liquid phase is generated in the first metal that forms the bonded member 3.
  • the time during which the liquid phase ratio of the member 3 to be joined is 5% or more and 35% or less after the member 2 and the member 3 are in contact with each other. More preferably, it is 30 seconds or more and 3600 seconds or less. By being 30 seconds or more, the liquid phase is sufficiently filled and better bonding can be obtained.
  • the shape change of the to-be-joined member 3 can be suppressed more reliably because it is 3600 seconds or less. More preferably, when the time of the liquid phase ratio of 5% or more is 60 seconds or more and 1800 seconds or less, the shape change of the member 3 to be joined is obtained while further satisfactory filling is performed. Can be more reliably suppressed.
  • the liquid phase moves only in the very vicinity of the bonding portion, so that the time required for filling the liquid phase does not depend on the size of the area of the bonding portion.
  • the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature of the first metal that generates the liquid phase is more preferably 10 ° C. or more and 200 ° C. or less.
  • the difference between the solidus temperature and the liquidus temperature is 10 ° C. or more, the temperature range where the solid and the liquid coexist is increased and generated. It becomes easier to control the amount of the liquid phase. Therefore, it is more preferable that this difference is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less, and the temperature difference between the solidus temperature and the liquidus temperature at which the liquid phase ratio is 5% or more and 35% or less is 20 ° C.
  • the binary aluminum alloy having a composition satisfying the above numerical range is not limited to the following, but for example, Al—Si alloy, Al—Cu alloy, Al—Mg alloy, Al—Zn Alloy, Al—Ni alloy and the like, and binary titanium alloy include Ti—Al alloy.
  • the eutectic type alloy as described above is more advantageous because it has a larger solid-liquid coexistence region.
  • the above binary alloy can contain an additive element other than the main additive element, and a ternary alloy, a quaternary alloy, or a quinary or higher multicomponent alloy can also be used.
  • the multi-component aluminum alloy include, but are not limited to, an Al—Si—Mg alloy, an Al—Si—Cu alloy, an Al—Si—Zn alloy, and an Al—Si—Cu—Mg. Based alloys.
  • the member to be joined 3 is disposed at a predetermined position on the bottom surface of the mold 1 corresponding to a location where the thickness is desired to be increased because higher strength is required in the molded product 10.
  • the member 2 to be molded in FIG. 1A corresponds to the depression of the mold in FIG. 1B rather than the area of the portion not in contact with the mold 1 (the portion located on the depression of the mold 1 and deformed). The area of the molded product at the position is larger. Since the blow molding is a stretch molding, the member 2 to be molded is stretched by the blow molding, and the plate thickness of the portion located near the corner of the mold 1 in the molded article 10 after the molding. Tends to be thinner. Therefore, as shown in FIG.
  • molding is performed by disposing the member 3 to be joined in the vicinity of the corner of the mold 1 that is a portion to be reinforced because the thickness of the molded product 10 after molding is reduced.
  • the strength of the subsequent molded product 10 can be improved.
  • the “near the corner of the mold” includes not only the corner of the mold but also a region of the mold where the thickness of the molded product 10 tends to be thin.
  • a name plate is disposed on the bottom surface of the mold 1 so that the name plate is placed on the molded article 10 after molding. It may be provided. By doing so, it becomes possible to give a three-dimensional and clear design to the molded article 10 after molding, rather than the technique of carving a name on the mold 1 to make it stand up.
  • FIG. 2A if the shape member as the member 13 to be joined is arranged on the mold 11 and joined to the member 12 to be molded, a molded product 20 with a hollow as shown in FIG. 2B is obtained. It is also possible to obtain.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible.
  • an embodiment using an Al—Mg alloy as the aluminum alloy of the first metal forming the member to be joined 3 has been described.
  • an Al—Si alloy containing an Si element as an essential component may be used.
  • An Al—Si—Mg alloy may be used, and an aluminum alloy having a Si content of 0.6 mass% to 3.5 mass% may be used.
  • the Si content is 0.6% by mass or more, it is possible to sufficiently secure a temperature range in which the liquid phase ratio of the member to be bonded 3 is 5% to 35%, and more stable bonding is achieved. It becomes possible.
  • the Si content is 3.5% by mass or less
  • the temperature range from the solidus temperature to the temperature at which the liquid phase ratio becomes 35% becomes wider, and more stable bonding is possible.
  • the more preferable Si content is 1.2% by mass or more and 3.0% by mass or less, so that more stable bonding is possible.
  • an Al—Mg—Mn-based aluminum alloy was used as the material of the member to be molded, and the aluminum alloys shown in Table 1 were used as the material of the member to be joined.
  • the dimension of the member to be molded was 300 mm ⁇ 300 mm ⁇ 2.0 mm.
  • the dimension of the member to be joined was 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ 5 mm.
  • components other than Mg, Si, and Cu were the balance aluminum and inevitable impurities.
  • “-” indicates that the component was not contained or the content rate was very small.
  • Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 an aluminum alloy of Alloy No. 1 was used. In Examples 5 to 6, 11, and 12, an aluminum alloy with alloy number 2 was used. In Examples 7 to 10, aluminum alloys having alloy numbers 3 to 6 were used, respectively. In Examples 13 to 21, aluminum alloys having alloy numbers 7 to 15 were used.
  • a square tube mold was used as the mold, and the dimensions were 300 mm ⁇ 300 mm ⁇ depth 30 mm.
  • a hollow of 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ depth 5 mm was provided at the center of the bottom of the square tube of the mold.
  • a release agent was applied to the entire bottom surface of the mold. After the mold was heated, the member to be joined was placed in the recess. Next, the member to be molded was bridged across the mold. Next, the top plate was placed on the member to be molded, and the member to be molded was sandwiched between the mold and the top plate. Thereafter, blow molding was performed on the member to be molded under the molding conditions shown in Table 2.
  • the equilibrium liquid phase ratio in Table 2 is a calculated value at each molding temperature, calculated using Thermo-Calc (Thermo-Calc Software AB).
  • Thermo-Calc Thermo-Calc Software AB
  • the time when the liquid phase rate of the member to be bonded is 5% or more and 35% or less after the member to be molded and the member to be bonded are in contact with each other is “the time when the liquid phase rate is 5% or more and 35% or less ( Sec) ".
  • Example 1 In Examples 1 to 3, 6 to 10, 13 to 21, and Comparative Examples 1 to 2, no flux was applied to the joint surfaces. In Examples 4 to 5, and 11, a potassium fluoride-based flux was applied to the joint surface. In Example 12, a chloride-based flux was applied to the joint surface. In Table 2, “ ⁇ ” indicates that the flux is not applied, “F” indicates that the potassium fluoride flux is applied, and “Cl” indicates that the chloride flux is applied.
  • Example 1 to 10, 13 to 21, and Comparative Examples 1 and 2 the atmosphere in the mold was a non-oxidizing atmosphere (nitrogen gas), and in Examples 11 to 12, an atmosphere was used. After blow molding, the molded product was removed from the mold, and it was confirmed whether the bonded member and the molded member were bonded with high reliability or whether the bonded member was deformed.
  • the experimental results are shown below.
  • “ ⁇ ” in the joining column represents a very good joining
  • “ ⁇ ” in the joining column represents a good joining
  • “X” in the joining column represents that a good joining could not be obtained. .
  • ⁇ in the deformation column indicates that the member to be joined has not been deformed
  • ⁇ in the deformation column indicates that the shape of the member to be joined is substantially maintained
  • x in the deformation column indicates It represents that the member to be joined has been deformed
  • Example 3 very good bonding was obtained. Moreover, the shape of the to-be-joined member was substantially maintained.
  • Comparative Example 1 since the equilibrium liquid phase ratio was 38.8% (exceeding 35%), deformation occurred in the members to be joined. In Comparative Example 2, since the molding temperature was too low and the equilibrium liquid phase ratio was 2.0% (less than 5%), good bonding could not be obtained.
  • the present invention is a composite molding method suitable for blow molding, but is not limited to this, and is clearly effective for various hot workings.
  • the present invention is a particularly effective forming method for aluminum alloys and titanium alloys, but the present invention is achieved by controlling the equilibrium liquid phase rate and is limited to the above metals. Obviously, other metals can be used.
  • a method of forming an aluminum alloy by blow-molding an aluminum alloy using a mold A first step of installing at least one member to be joined made of a first aluminum alloy on the bottom surface of the heated mold; A second step of bridging the plate to be formed of the second aluminum alloy so as to straddle the mold; A gas is blown onto the molding plate to change the shape of the molding plate so as to follow the shape of the mold, thereby joining a part of the lower surface of the molding plate and the upper surface of the member to be joined.
  • the third step; Including In the third step, the temperature of the member to be bonded is a temperature at which the liquid phase ratio in the member to be bonded is 5% or more and 35% or less.
  • the Si content of the first aluminum alloy is 0.6 mass% or more and 3.5 mass% or less.
  • Appendix 11 It was formed by the aluminum alloy forming method according to any one of appendices 1 to 10. An aluminum alloy molded product characterized by the above.

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Abstract

　金属の成形方法は、第２の金属からなる加熱された被成形部材（２）を変形させて、第１の金属からなる加熱された被接合部材（３）に接触させ、被接合部材（３）の温度を、被接合部材（３）内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする。

Description

金属の成形方法およびその成形品
　本発明は、金属からなる被成形部材と、金属からなる被接合部材とを、熱間成形によって成形する金属の成形方法およびその成形品に関する。
　金属成形品の多くは、各部位を成形した後に後工程において溶接等で接合することで製造されるが、工程数の削減、もしくは上記手法では製造出来ない形状の複合成形品を得るために、熱間成形及びその時の熱を利用して拡散接合を同時に行う方法がいくつか提案されている。
　例えば、特許文献１では、金属部材およびインサート材が半溶融状態となるような温度においてこれらを鍛造型内に挿入し、鍛造と同時に接合をなし中間製品を得た後、もう一方の金属部材と中間製品のインサート材が、前工程と同様に半溶融状態となるような温度にて鍛造、接合を行うことで最終製品を得る方法が提案されている。
　また、特許文献２ではブロー成形およびその際の加熱を利用して拡散接合を行う方法が提案されている。ブロー成形はアルミニウムの熱間加工法の一つであり、主に薄板加工で用いられる。結晶粒の微細ないくつかの金属は高温域で変形させると超塑性変形が起こり、１００％以上の大きな伸びを示すことが知られている。ブロー成形はこの現象を利用した成形方法であり、高温に加熱された金型で金属板材を挟持し、材料を加熱した後、窒素ガスなどの高圧ガスにより金属板材を金型形状に成形する方法である。ブロー成形は、金属板材として、良好な超塑性変形能を示す材料を用いることにより、冷間プレス成形では成形が大変困難な複雑形状を有する部品を一体で成形できるという利点がある。特許文献２では複数枚の板を積層させて、接合したい箇所をブロー成形金型で加熱および加圧して拡散接合させると同時に、内部にガス圧をかけてブロー成形を行うことで、中空部品を成形している。
特開２００１－１２１２３４号公報 特表２００１－５００７９３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の成形方法では、接合する二つの部材をともに半溶融状態とし、十分に加圧して大きな変形をさせる必要がある。そのため、部材の厚さが薄いときや、引張変形が生じるときは、部材の破損が起こるという課題があった。また二つの金属部材を接合するためにインサート材が必要となり、製造コスト増となっていた。また、特許文献２に記載の、ブロー成形および固相拡散接合を利用した複合成形方法、いわゆるＳＰＦ－ＤＢにおいては、接触面において隙間が発生しやすいことが課題となっていた。そのため接触面の隙間を少なくし、良好な接合品を得るためには、非常に大きな加圧が必要であり、拡散接合が可能な箇所は金型で挟み込み、加圧された箇所に限定されていた。加えて、固相拡散接合は接合に長時間を要し、通常、約３０分以上の加圧保持時間が必要となる。例えば、アルミニウム合金材の場合には、その表面に安定で強固な酸化皮膜が存在し、これによって拡散が阻害されるために固相拡散接合の適用が難しく、信頼性のある接合部材を短時間で製造することは困難であった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い接合部を短時間で成形する金属の成形方法およびその成形品を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る金属の成形方法は、
　第２の金属からなる加熱された被成形部材を変形させて、第１の金属からなる加熱された被接合部材に接触させ、
　前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
　ことを特徴とする。
　加熱された金型の底面上に、前記被接合部材を少なくとも１つ設置する第一工程と、
　前記被成形部材を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
　前記被成形部材に気体を吹き付けて、前記被成形部材の形状を、前記金型の形状に倣うように変形させ、前記被成形部材の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
　を含み、
　前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度としてもよい。
　前記被成形部材と前記被接合部材との接触面に塩化物系フラックスを塗布し、
　前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気であってもよい。
　前記被成形部材と前記被接合部材との接触面にフッ化物系フラックスを塗布し、
　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であってもよい。
　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上５．０質量％以下であり、
　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気であってもよい。
　前記第一工程において、前記被接合部材を前記金型の隅部近傍に設置してもよい。
　前記第一工程の前に、前記金型と前記被接合部材との接触面に離型剤を塗布してもよい。
　前記第１の金属および／または前記第２の金属がアルミニウム合金であってもよい。
　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＳｉ含有率が、０．６質量％以上３．５質量％以下であってもよい。
　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＣｕ含有率が、０．７質量％以上１５．０質量％以下であってもよい。
　前記被成形部材と前記被接合部材とが接触してから、被接合部材の液相率が５％以上３５％以下である時間が、３０秒間以上３６００秒間以下であってもよい。
　前記被接合部材の固相線温度と、前記被接合部材の液相線温度との温度差が１０℃以上２００℃以下であってもよい。
　本発明の第二の観点に係る金属の成形品は、
　上記記載の金属の成形方法によって成形されたことを特徴とする。
　本発明によれば、信頼性の高い接合部を短時間で成形する金属の成形方法およびその成形品を提供することができる。
ブロー成形を利用した実施形態に係る成形方法を示す模式図である。 図１Ａに記載の成形方法によって成形された成形品を示す模式図である。 ブロー成形を利用した実施形態に係る成形方法を示す模式図である。 図２Ａに記載の成形方法によって成形された成形品を示す模式図である。 Ａｌ－Ｓｉ合金の状態図を模式的に示した図である。 （Ａ）は金属部材内部の結晶粒界、およびそれに区分されたマトリクス中に晶析出物が分布している場合を模式的に示した図である。（Ｂ）ははじめに結晶粒界が溶融していることを模式的に示した図である。（Ｃ）は次いで晶析出物が溶融していることを模式的に示した図である。（Ｄ）は生成した液相の結晶粒界や表面への移動を模式的に示した図である。 （Ａ）は金属部材内部の結晶粒界、およびそれに区分されたマトリクス中に晶析出物が存在しない場合を模式的に示した図である。（Ｂ）ははじめに結晶粒界が溶融していることを模式的に示した図である。（Ｃ）は次いで、局所的に溶質元素濃度の高い場所から液相が発生していることを模式的に示した図である。（Ｄ）は生成した液相の結晶粒界や表面への移動を模式的に示した図である。
　本発明者は、鋭意検討の結果、被成形部材の熱間加工中の加熱を利用して被接合部材内に液相を生成させ、生成した液相の結晶粒界や表面への移動を利用することで、大きな加圧が必要なく被成形部材と被接合部材とが短時間で接合され、なおかつ被接合部材に大きな変形を伴わない信頼性の高い成形品を得ることが可能となることを見出し、本発明を成すに至った。
　以下、本発明の実施形態に係る複合成形方法および成形品について説明する。
　図１Ａはブロー成形を利用した本発明の実施形態に係る複合成形方法を示す図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す複合成形方法によって成形された成形品１０を示す図である。
　同様に、図２Ａはブロー成形を利用した本発明の実施形態に係る複合成形方法を示す図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す複合成形方法によって成形された成形品２０を示す図である。
　本発明の実施形態に係る複合成形方法としては、たとえば、ブロー成形やホットプレス、鍛造などの熱間加工を利用することが考えられる。以下、ブロー成形を例にして本発明の実施形態を詳細に説明する。
　図１Ａに示すように、本発明の実施形態の複合成形方法におけるブロー成形とは、加熱された金型１の底面上に金属（第１の金属）からなる被接合部材３を少なくとも１つ設置し（第一工程）、金属（第２の金属）からなる被成形部材２を、金型１を跨ぐように橋架し、金型１と天板（不図示）とで被成形部材２を挟持するようにして固定し（第二工程）、被成形部材２を加熱した後、被成形部材２に対して、金型１に向かう方向（ｗの向き）に高圧の気体を吹きつけて、被成形部材２の形状を金型１の形状に倣うように変形し、被成形部材２の下面の一部と被接合部材３の上面とを接合して（第三工程）、成形品１０（図１Ｂ）を得る方法である。
　被成形部材２および被接合部材３に用いられる金属としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、チタン合金やアルミニウム合金を用いることができる。チタン合金は高温において優れた超塑性特性を示し熱間加工に優位なだけでなく、表面の酸化皮膜が比較的容易に除去できるため接合しやすく、本発明の実施形態における金属の成形方法に適する。またアルミニウム合金も高温で優れた超塑性特性を示す。ただし、アルミニウム合金の酸化皮膜は安定的であり、接合を行うためにはこの強固な酸化皮膜を破壊する必要がある。
　被成形部材２に用いられる第２の金属用のアルミニウム合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｍｇ（－Ｍｎ）系アルミニウム合金やＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金などが用いられ、チタン合金としてはＴｉ－６Ａｌ－４Ｖチタン合金などが用いられる。また、被接合部材３に用いられる第１の金属用のアルミニウム合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ－Ｍｇ系アルミニウム合金などが用いられる。
　例えば、ブロー成形を用いた本発明の実施形態に係る複合成形方法においては、ブロー成形を行う前に予め、図１Ａに示すように、成形品１０における、被接合部材３を接合したい箇所に対応する、加熱された金型１の底面上の所定の位置に少なくとも１つの被接合部材３を配置し、ブロー成形中に被成形部材２の下面の一部と被接合部材３の上面とを接触させる。被成形部材２と被接合部材３との接触面間の隙間が、被接合部材３の内部からしみ出した液相によって満たされ、被成形部材２と被接合部材３とが接合される。
　ここで液相の生成メカニズムを説明する。図３に代表的な２元系共晶合金であるＡｌ－Ｓｉ合金の状態図を模式的に示す。Ｓｉ濃度がｃ１であるアルミニウム合金材を加熱すると、共晶温度（固相線温度）Ｔｅを超えた付近の温度Ｔ１で液相の生成が始まる。共晶温度Ｔｅ以下では、図４（Ａ）に示すように、結晶粒界で区分されるマトリクス中に晶析出物が分布している。ここで液相の生成が始まると、図４（Ｂ）に示すように、晶析出物分布の偏析の多い結晶粒界が溶融して液相となる。次いで、図４（Ｃ）に示すように、アルミニウム合金のマトリクス中に分散する主添加元素成分であるＳｉの晶析出物粒子や金属間化合物の周辺が球状に溶融して液相となる。更に図４（Ｄ）に示すように、マトリクス中に生成したこの球状の液相は、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。次いで、図３に示すように温度がＴ２に上昇すると、状態図より液相量は増加する。図３に示すように、一方のアルミニウム合金材のＳｉ濃度が最大固溶限濃度より小さいｃ２の場合には、固相線温度Ｔｓ２を超えた付近で液相の生成が始まる。但し、ｃ１の場合と異なり、溶融直前の組織は図５（Ａ）に示すように、マトリクス中に晶析出物が存在しない場合がある。この場合、図５（Ｂ）に示すように粒界でまず溶融して液相となった後、図５（Ｃ）に示すようにマトリクス中において局所的に溶質元素濃度が高い場所から液相が発生する。図５（Ｄ）に示すように、マトリクス中に生成した球状の液相は、ｃ１の場合と同様に、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。温度がＴ３に上昇すると、状態図より液相量は増加する。このように、本発明に係る接合方法は、金属部材内部の部分的な溶融により生成される液相の移動を利用したものであり、接合と形状維持の両立を実現できるものである。
　上記のように本明細書における接合方法は、第１の金属（被接合部材３）内部の一部のみを溶融させ液相が表面に移動することを利用し、第２の金属（被成形部材２）と金属接合させることを特徴とする、従来の接合方法とは異なる新規の接合方法を指す。本接合方法においては、接合工程中に、第１の金属内部の一部が溶融されるだけであるので、第１の金属からなる被接合部材３を大きく変形させることなく、また、表面に移動した液相が接合界面の隙間を埋めるためそこまで大きな加圧も必要なく、短時間で信頼性の高い接合部材（成形品）が得られる。さらに、たとえば、組成が異なる第１の金属と第２の金属とを接合するように、様々な組み合わせの金属同士を、インサート材を介することなく接合させることも可能である。
　本発明の実施形態において、信頼性の高い接合された成形品１０を得るためには、熱間加工中の加熱によって被接合部材３内部に生成する液相の質量の比（液相率）を、被接合部材３の全質量に対して５％以上３５％以下とする必要がある。本明細書において、液相率は以下のように表される。
液相率（％）＝（被接合部材内部の液相の質量）／（被接合部材の全質量）×１００
　液相率が３５％を超えると、生成する液相の量が多過ぎて（すなわち、固相の量が少なすぎて）被接合部材３がその形状を維持出来なくなり、被接合部材３が大きな変形を起こしてしまう。一方、液相率が５％未満であると、被接合部材３の表面への液相の供給量が少なくなってしまい、被接合部材３と被成形部材２との間の接合が困難になってしまう。そのため、本発明の実施形態においては、被接合部材３内部の液相の質量の比が５％以上３５％以下となる温度において、熱間加工が行われる。なお、本発明の実施形態に係る接合において、より好ましい液相率は５％以上３０％以下であり、より一層好ましい液相率は１０％以上２０％以下である。
　被接合部材３を加熱して、被接合部材３と被成形部材２とを接合している間における実際の液相率を測定することは極めて困難である。そこで、本明細書においては、状態図を利用して、金属の組成と接合温度とを用いた平衡計算によって液相率を規定するものとする。たとえば、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＢ社製）などの熱力学平衡計算ソフトを用いることによって、金属組成と加熱時の最高到達温度（接合温度）とから液相率が計算される。
　ブロー成形を利用する場合には金型１と被接合部材３とが接合されることを防ぐために、成形を行う前に、金型１と被接合部材３との接触面に離型材を塗布しておくことがより好ましい。
　また、ブロー成形を利用する場合には、本発明の実施形態において、被成形部材２の合金組成と被接合部材３の合金組成との組み合わせ、および熱間温度は、本発明の実施形態の効果を奏する範囲で適宜選択され、特に規定されるものではないが、被接合部材３の一部は溶融するが、被成形部材２は溶融しないことがより好ましいため、被成形部材２の融点は被接合部材３の融点よりも高いことがより好ましく、またブロー成形温度が被成形部材２の融点より低いことがより好ましい。
　また、金属からなる被接合部材３および被成形部材２の表層に形成されている酸化皮膜を破壊することによって、被接合部材３と被成形部材２との間の接合がより容易になる。本発明の実施形態においては被成形部材２の変形、および、被成形部材２と被接合部材３との接触による接合面の摩擦によって被接合部材３および被成形部材２の酸化皮膜を破壊しやすい。また、被接合部材３の内部が一部溶融し、表面に液相がしみ出す際に被接合部材３の表面の酸化皮膜が破壊されるため、従来法に比べて接合が容易となる。加えて、特に酸化皮膜が安定的なアルミニウム合金を用いる場合においては、以下に限定されるものではないが、酸化皮膜を破壊するために、たとえば、以下に示すような方法を採用してもよい。
（１）フラックスによる酸化皮膜の破壊
　本破壊方法においては、酸化皮膜を破壊するために、少なくとも、被接合部材３と被成形部材２との接合部にフラックスを塗布する。フラックスは、以下に限定されるものではないが、たとえば、アルミニウム合金のろう付で用いるＫＡｌＦ４やＣｓＡｌＦ４などのフッ化物系フラックスが用いられる。これらのフラックスは、しみ出し接合において被接合部材３の液相が溶融する前に、または接合温度に至る前に溶融し、被接合部材３の表層および被成形部材２の表層に形成された酸化皮膜と反応して、酸化皮膜を破壊する。さらに、本方法においては、被接合部材３の表層および被成形部材２の表層への酸化皮膜の形成を抑制するために、たとえば、真空または窒素ガスやアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気中で、被接合部材３と被成形部材２とを接合する方法が用いられる。本明細書において、「真空」とは、真空の状態だけでなく、面接合や閉塞空間における接合のように、被接合部材３と被成形部材２との間の接合面に空気の流入がほとんどない状態をも含むものとする。また、たとえばＫＣｌやＮａＣｌなどの塩化物系フラックスを用いる際には、大気雰囲気中で、被接合部材３と被成形部材２とを接合することが可能である。
　また、フッ化物系のフラックスを用いる場合、被接合部材３および／または被成形部材２のアルミニウム合金中のＭｇ含有率が０．５質量％以下であることによって、フッ化物系のフラックスとＭｇとが反応してフッ化物系フラックスの酸化皮膜破壊作用がより一層向上し得る。そのため、フッ化物系のフラックスを用いる場合には、被接合部材３を構成するアルミニウム合金および被成形部材２を構成するアルミニウム合金のいずれのＭｇ含有率も０．５質量％以下であることがより一層好ましい。
（２）Ｍｇのゲッター作用による酸化皮膜の破壊
　被接合部材３および被成形部材２の両方のアルミニウム合金材にＭｇが所定量添加されている場合は、被接合部材３と被成形部材２との接合部にフラックスを塗布しなくても、酸化皮膜が破壊されて、被接合部材３と被成形部材２との接合がより容易になる。アルミニウム合金材に所定のＭｇが含有されている場合、真空フラックスレスろう付と同様に、アルミニウム合金が溶融して液相が表層に出てくるときに、アルミニウム合金中から蒸発するＭｇのゲッター作用によって酸化皮膜が破壊されるためである。なお、本方法においては、フラックスを塗布しないことによって、Ｍｇのゲッター作用をより高めることができるため、フラックスを塗布しない方がより一層好ましい。
　Ｍｇのゲッター作用によって酸化皮膜を破壊する場合、酸化皮膜の形成を抑制するために、非酸化性雰囲気（窒素ガス、アルゴンガスなど）中で接合することが好ましい。また、真空中で被接合部材３と被成形部材２とを接合することも好ましい。たとえば、面接合や閉塞空間において被接合部材３と被成形部材２とを接合する場合には、接合面への酸素の流入がほとんど無いため、被接合部材３および被成形部材２の、ごく周囲の雰囲気によって酸化皮膜が成長したとしても、酸化皮膜の厚さがＭｇのゲッター作用によって十分破壊しうる厚さにしかならず、被接合部材３と被成形部材２とを良好に接合することができるからである。
　Ｍｇのゲッター作用により酸化皮膜を破壊するためには、被接合部材３を形成する第一のアルミニウム合金が、０．２質量％以上５．０質量％以下のＭｇを含有するアルミニウム合金であることが好ましい。Ｍｇ含有率が０．２質量％以上であることによって、十分なゲッター作用を得ることができ、より良好な接合を得ることができる。一方、Ｍｇ含有率が５．０質量％以下であることによって、接合部分の表面において、Ｍｇが雰囲気中の酸素と反応して生成される酸化物（ＭｇＯ）の量を低減することができ、より一層良好な接合を得ることができる。本発明の実施形態の効果を奏する範囲で、被接合部材３を形成する第一のアルミニウム合金に含有される他の元素の種類や含有量が適宜選択される。
　本発明の実施形態に係る被接合部材３と被成形部材２との接合においては、接合部において酸化皮膜が破壊された後、被接合部材３と被成形部材２との間に液相が充填され、接合がなされる。この液相は、被接合部材３を形成する第１の金属において生成される。液相が接合部に十分に充填されるためには、被成形部材２と被接合部材３とが接触してから、被接合部材３の液相率が５％以上３５％以下である時間が３０秒間以上３６００秒間以下であることが、より好ましい。３０秒間以上であることによって、液相が十分に充填されて、より良好な接合を得ることができる。また、３６００秒間以下であることによって、被接合部材３の形状変化をより確実に抑制することができる。より一層好ましくは、液相率５％以上の時間が６０秒間以上１８００秒間以下であると、さらに十分な充填が行われることで、より一層良好な接合を得つつ、被接合部材３の形状変化をより一層確実に抑制できる。なお、本発明の実施形態に係る接合方法においては、液相は接合部の極近傍においてのみ移動するので、液相の充填に必要な時間は接合部の面積の大きさには依存しない。
　本発明の実施形態に係る接合方法においては、液相を生成する第１の金属の固相線温度と液相線温度との差を１０℃以上２００℃以下とすることがより好ましい。固相線温度を超えると液相の生成が始まるが、固相線温度と液相線温度の差が１０℃以上であることによって、固体と液体とが共存する温度範囲が大きくなり、発生する液相の量を制御することがより容易となる。したがって、この差を１０℃以上２００℃以下とすることが、より好ましく、液相率が５％以上３５％以下にある固相線温度と液相線温度との温度差が２０℃以上２００℃以下であることが、より一層好ましく、本発明の実施形態の効果を奏する範囲で、固相線温度と液相線温度の差が大きくなるほど、適切な液相量に制御することが容易になる。
　上記数値範囲を満たす組成を有する２元系のアルミニウム合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ系合金、Ａｌ－Ｃｕ系合金、Ａｌ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｚｎ系合金、Ａｌ－Ｎｉ系合金などが挙げられ、２元系のチタン合金としてはＴｉ－Ａｌ系合金などが挙げられる。上記数値範囲を満たすためには、上述のような共晶型合金の方が固液共存領域を大きく有するのでより有利であるが、たとえば、全率固溶型、包晶型、偏晶型などの他の合金であっても、固相線温度と液相線温度の差が１０℃以上２００℃以下であることによって、より良好な接合が可能となる。また、上記の２元系合金は主添加元素以外の添加元素を含有することができ、３元系合金や４元系合金、更に５元以上の多元系の合金を用いることも可能である。多元系アルミニウム合金としては、以下に限定されるものではないが、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ系合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金などが挙げられる。
　ブロー成形を利用する場合には、成形品１０においてより高い強度が求められるために肉厚を大きくしたい箇所に対応する金型１の底面上の所定の位置に、被接合部材３を配置することも可能である。たとえば、図１Ａにおいて被成形部材２は金型１と接していない部分（金型１のくぼみの上に位置し、変形する部分）の面積よりも、図１Ｂにおいて、金型のくぼみに対応する位置における成形品の面積の方が大きい。ブロー成形は張出し成形であるため、ブロー成形によって被成形部材２が引き延ばされたようになり、成形後における成形品１０において、金型１の隅部近傍に位置していた箇所の板厚が薄くなる傾向がある。そこで、図１Ａに示すように、成形後の成形品１０において板厚が薄くなってしまうために補強したい箇所である金型１の隅部近傍に、被接合部材３を配置することによって、成形後の成形品１０の強度を向上させることができる。本明細書において、「金型の隅部近傍」とは、金型の隅部だけでなく、成形品１０において板厚が薄くなる傾向がある金型の領域も含むものとする。
　また、成形後の成形品１０の所望の位置にデザイン（意匠性）を付与するために、たとえば、ネームプレートを金型１の底面上に配置して、成形後の成形品１０にネームプレートが設けられるようにしてもよい。こうすることにより、金型１にネームを彫って浮き立たせる手法よりも、立体的で鮮明なデザインを成形後の成形品１０に付与することが可能となる。
　また、例えば図２Ａに示すように、被接合部材１３としての形材を金型１１上に配置して被成形部材１２と接合すれば、図２Ｂに示すように中空を伴った成形品２０を得ることも可能である。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。たとえば、上記実施形態においては、被接合部材３を形成する第１の金属のアルミニウム合金として、Ａｌ－Ｍｇ合金を用いた形態について説明したが、Ｓｉ元素を必須成分として含有するＡｌ－Ｓｉ合金やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金を用いてもよく、Ｓｉの含有量が０．６質量％以上３．５質量％以下のアルミニウム合金を用いてもよい。Ｓｉの含有量が０．６質量％以上であることによって、被接合部材３の液相率が５％以上３５％以下となる温度範囲を十分に確保することが可能となり、より安定した接合が可能となる。また、Ｓｉの含有率が３．５質量％以下であることによって、固相線温度＝共晶温度で発生する液相の量が３５％よりも十分に低く、かつ、５％よりも高い範囲となり、固相線温度から液相率３５％となる温度までの温度範囲がより広くなり、より安定した接合が可能となる。また、より一層好ましいＳｉ含有量は、１．２質量％以上３．０質量％以下であり、より一層安定した接合が可能となる。
　また、被接合部材３を形成するアルミニウム合金材として、Ｃｕ元素を必須成分として含有するＡｌ－Ｃｕ合金やＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金を用いてもよく、Ｃｕの含有量Ｙ（質量％）が０．７質量％以上１５．０質量％以下のアルミニウム合金を用いてもよい。０．７質量％以上であることによって、液相率が５％以上３５％以下となる温度範囲を十分に確保することが可能となり、より安定した接合が可能となる。また、Ｙが１５．０質量％以下であることによって、固相線温度＝共晶温度で発生する液相の量が３５％よりも十分に低く、かつ、５％よりも高い範囲となり、固相線温度から液相率３５％となる温度までの温度範囲がより広くなり、より安定した接合が可能となる。また、より一層好ましいＣｕ含有量は、１．５質量％以上１２．０質量％以下であり、より一層安定した接合が可能となる。
　以下にブロー成形を利用した実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。なお、以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明を何ら限定するものではない。
　まず被成形部材の材料としてＡｌ－Ｍｇ－Ｍｎ系アルミニウム合金を用い、被接合部材の材料として表１に示すアルミニウム合金を用いた。被成形部材の寸法は、３００ｍｍ×３００ｍｍ×２．０ｍｍであった。被接合部材の寸法は、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍであった。表１において、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ以外の成分は、残部アルミニウムおよび不可避不純物であった。また、表１において、「－」は、その成分が含まれていなかったか、または含有率がごく微量であったことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　表２に示すように、実施例１～４、比較例１～２においては、合金番号１のアルミニウム合金を用いた。実施例５～６、１１、１２においては、合金番号２のアルミニウム合金を用いた。実施例７～１０においては、それぞれ合金番号３～６のアルミニウム合金を用いた。実施例１３～２１においては合金番号７～１５のアルミニウム合金を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　金型として角筒金型を用い、その寸法は３００ｍｍ×３００ｍｍ×深さ３０ｍｍであった。金型の角筒底面の中央部に３０ｍｍ×３０ｍｍ×深さ５ｍｍの窪みを設けた。金型の底面全体に離型剤を塗布した。金型を加熱した後、被接合部材を窪み内に配置した。次に、被成形部材を、金型を跨ぐように橋架した。ついで、被成形部材の上に天板を載せ、金型と天板とで被成形部材を挟持した。その後、表２に示す成形条件で、被成形部材に対してブロー成形を行った。
　表２における平衡液相率は、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ（Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＢ社製）を用いて計算した、それぞれの成形温度における計算値である。また、表２において、被成形部材と被接合部材とが接してから被接合部材の液相率が５％以上３５％以下である時間を「液相率５％以上３５％以下にある時間（秒）」とした。
　実施例１～３、６～１０、１３～２１および比較例１～２においては、接合面にフラックスを塗布しなかった。実施例４～５、１１においては、接合面にフッ化カリウム系のフラックスを塗布した。実施例１２においては、接合面に塩化物系のフラックスを塗布した。表２において、フラックスを塗布しなかった場合を「－」で表し、フッ化カリウム系のフラックスを塗布した場合を「Ｆ」、塩化物系のフラックスを塗布した場合を「Ｃｌ」と表す。
　実施例１～１０、１３～２１および比較例１～２においては、金型内の雰囲気を非酸化性雰囲気（窒素ガス）とし、実施例１１～１２では大気雰囲気とした。ブロー成形した後、成形品を金型から取り外し、被接合部材と被成形部材との間に信頼性の高い接合がされているか、被接合部材に変形が生じていないかを確認した。以下、実験結果を示す。表２において、接合欄の「◎」は非常に良好な接合を表し、接合欄の「○」は良好な接合を表し、接合欄の「×」は良好な接合を得られなかったことを表す。また、変形欄の「◎」は被接合部材に変形が生じなかったことを表し、変形欄の「○」は被接合部材の形状がほぼ維持されたことを表し、変形欄の「×」は被接合部材に変形が生じたことを表す。
　実施例１、５、７～９、１２、１４、１６～１８、２０においては、非常に良好な接合が得られるとともに、被接合部材に変形は生じなかった。
　実施例２、４、６、１０～１１、１３、１５、１９、２１においては、良好な接合が得られた。また、被接合部材に変形は生じなかった。
　実施例３においては、非常に良好な接合が得られた。また、被接合部材の形状がほぼ維持された。
　一方、比較例１においては、平衡液相率が３８．８％（３５％超過）だったため、被接合部材に変形が生じてしまった。また、比較例２においては、成形温度が低すぎて、平衡液相率が２．０％（５％未満）だったため、良好な接合を得られなかった。
　以上に示すように本発明はブロー成形に適した複合成形方法であることがわかったが、これに限定されるものではなく、種々の熱間加工に有効であることは明らかである。また、上記のように本発明はアルミニウム合金やチタン合金に対して特に有効な成形法であるが、本発明は平衡液相率の制御によって成されるものであり、上記の金属に限定されるものではなく、他の金属を用い得ることは明らかである。
　１つ以上の好ましい態様を参照することによって本出願の原理が記載され、例示されるので、本明細書に開示された主題の精神や範疇の範囲内に入る限りにおいて、好ましい態様が本明細書に開示された原理から離れることなく配置や詳細が修正され得ることや、そのような全ての修正や変形を含むように本出願が理解されることが意図されることは明白であるべきである。
（付記１）
　金型を用いてアルミニウム合金をブロー成形するアルミニウム合金の成形方法であって、
　加熱された前記金型の底面上に、第１のアルミニウム合金からなる被接合部材を少なくとも１つ設置する第一工程と、
　第２のアルミニウム合金からなる被成形板を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
　前記被成形板に気体を吹き付けて、前記被成形板の形状を、前記金型の形状に倣うように変化させ、前記被成形板の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
を含み、
　前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
　ことを特徴とするアルミニウム合金の成形方法。
（付記２）
　前記被成形板と前記被接合部材との接触面に塩化物系フラックスを塗布し、
　前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気である、
　ことを特徴とする付記１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記３）
　前記被成形板と前記被接合部材との接触面にフッ化物系フラックスを塗布し、
　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
　ことを特徴とする付記１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記４）
　前記被接合部材のＭｇ含有率が０．２質量％以上５．０質量％以下であり、
　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
　ことを特徴とする付記１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記５）
　前記第１のアルミニウム合金の液相率が５％以上３５％以下である時間が、３０秒以上３６００秒以下である、
　ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記６）
　前記第１のアルミニウム合金のＳｉ含有率が、０．６質量％以上３．５質量％以下である、
　ことを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記７）
　前記第１のアルミニウム合金のＣｕ含有率が、０．７質量％以上１５．０質量％以下である、
　ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記８）
　前記被接合部材の固相線温度と、前記被接合部材の液相線温度との温度差が１０℃以上２００℃以下である、
　ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記９）
　前記第一工程において、前記被接合部材を前記金型の隅部近傍に設置する、
　ことを特徴とする付記１乃至８のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記１０）
　前記第一工程の前に、前記金型と前記被接合部材との接触面に離型剤を塗布する、
　ことを特徴とする付記１乃至９のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法。
（付記１１）
　付記１乃至１０のいずれか１に記載のアルミニウム合金の成形方法によって成形された、
　ことを特徴とするアルミニウム合金の成形品。
（関連出願の相互参照）
　本出願は、２０１１年１１月３０日に出願された日本国特許出願第２０１１－２６１６３７号に基づく。本明細書中にその明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
１　　　金型
２　　　被成形部材
３　　　被接合部材
１０　　成形品
１１　　金型
１２　　被成形部材
１３　　被接合部材
２０　　成形品
ｃ　　　Ｓｉ濃度
ｃ１　　Ｓｉ濃度
ｃ２　　Ｓｉ濃度
Ｔ　　　温度
Ｔ１　　Ｔｅを超えた温度
Ｔ２　　Ｔ１より更に高い温度
Ｔ３　　Ｔｓ２を超えた温度
Ｔｅ　　固相線温度
Ｔｓ２　固相線温度

Claims (13)

  1. 　第２の金属からなる加熱された被成形部材を変形させて、第１の金属からなる加熱された被接合部材に接触させ、
    　前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする金属の成形方法。
  2. 　加熱された金型の底面上に、前記被接合部材を少なくとも１つ設置する第一工程と、
    　前記被成形部材を、前記金型を跨ぐように橋架する第二工程と、
    　前記被成形部材に気体を吹き付けて、前記被成形部材の形状を、前記金型の形状に倣うように変形させ、前記被成形部材の下面の一部と前記被接合部材の上面とを接合する第三工程と、
    　を含み、
    　前記第三工程において、前記被接合部材の温度を、前記被接合部材内部の液相率が５％以上３５％以下となる温度とする、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の金属の成形方法。
  3. 　前記被成形部材と前記被接合部材との接触面に塩化物系フラックスを塗布し、
    　前記第三工程における雰囲気が、大気雰囲気である、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の金属の成形方法。
  4. 　前記被成形部材と前記被接合部材との接触面にフッ化物系フラックスを塗布し、
    　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の金属の成形方法。
  5. 　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＭｇ含有率が０．２質量％以上５．０質量％以下であり、
    　前記第三工程における雰囲気が、真空または非酸化性雰囲気である、
    　ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  6. 　前記第一工程において、前記被接合部材を前記金型の隅部近傍に設置する、
    　ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  7. 　前記第一工程の前に、前記金型と前記被接合部材との接触面に離型剤を塗布する、
    　ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  8. 　前記第１の金属および／または前記第２の金属がアルミニウム合金である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  9. 　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＳｉ含有率が、０．６質量％以上３．５質量％以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  10. 　前記被接合部材に用いられるアルミニウム合金のＣｕ含有率が、０．７質量％以上１５．０質量％以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  11. 　前記被成形部材と前記被接合部材とが接触してから、被接合部材の液相率が５％以上３５％以下である時間が、３０秒間以上３６００秒間以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  12. 　前記被接合部材の固相線温度と、前記被接合部材の液相線温度との温度差が１０℃以上２００℃以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の金属の成形方法。
  13. 　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の金属の成形方法によって成形された、
    　ことを特徴とする金属の成形品。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140098844A (ko) * 2011-12-02 2014-08-08 가부시키가이샤 유에이씨제이 알루미늄 합금과 구리 합금과의 접합체 및 그 접합 방법
US11753723B2 (en) * 2020-06-02 2023-09-12 The Boeing Company Systems and methods for cold spray additive manufacture with superplastic formation diffusion bonding

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59229294A (ja) * 1983-03-28 1984-12-22 ロツクウエル・インタ−ナシヨナル・コ−ポレ−シヨン 拡散接合の方法
JPS617081A (ja) * 1985-02-04 1986-01-13 Hitachi Ltd 共晶反応を利用した接合方法
JPS63108970A (ja) * 1986-10-25 1988-05-13 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム合金材の接合方法
JPH03243288A (ja) * 1990-02-21 1991-10-30 Kobe Steel Ltd Ａｌ基複合材料とＡｌ材料との接合方法
JPH09201668A (ja) * 1996-01-25 1997-08-05 Kanto Yakin Kogyo Kk アルミニウムを含む金属の接合方法
JPH1192849A (ja) * 1997-09-17 1999-04-06 Hitachi Metals Ltd ロードホイール及びその製造方法
JP2003048077A (ja) * 2001-07-31 2003-02-18 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金部材の接合法
JP2006239745A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Honda Motor Co Ltd アルミニウム系部材の接合方法
JP2009226454A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Niigata Univ 金属部材の接合方法及びその装置
JP2009291793A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Kuroki Kogyosho:Kk 構造体の製造法
JP2010094683A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Panasonic Corp アルミニウム合金の拡散接合法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1452226A1 (de) * 1965-11-03 1969-01-23 Benteler Werke Ag Stahlrohr-Herstellung
US3795041A (en) * 1970-09-24 1974-03-05 Siemens Ag Process for the production of metal-ceramic bond
JPS6039476B2 (ja) * 1980-11-08 1985-09-06 株式会社日立製作所 共晶反応を利用した接合方法
US6129261A (en) 1996-09-26 2000-10-10 The Boeing Company Diffusion bonding of metals
US6119924A (en) * 1998-05-12 2000-09-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic device having electric wires and method of producing same
US6004101A (en) * 1998-08-17 1999-12-21 General Electric Company Reinforced aluminum fan blade
US6206631B1 (en) * 1999-09-07 2001-03-27 General Electric Company Turbomachine fan casing with dual-wall blade containment structure
JP4261705B2 (ja) 1999-10-22 2009-04-30 新日本製鐵株式会社 異種金属の半溶融鍛造方法
CN1251286A (zh) 1999-11-08 2000-04-26 吴振滔 复合包底不锈钢锅及其制作方法
AU2001286386A1 (en) * 2000-06-01 2001-12-11 Alcoa Inc. Corrosion resistant 6000 series alloy suitable for aerospace applications
US6626351B2 (en) * 2000-09-19 2003-09-30 Tower Automotive Technology Products, Inc. Method and apparatus for the manufacturing of structural members
EP2390023B1 (en) * 2009-01-22 2013-08-21 IHI Corporation Method of manufacturing member for reinforcing front edge of fan blade
JP5629130B2 (ja) * 2010-06-07 2014-11-19 株式会社Uacj 金属材料の接合方法
CN102155592A (zh) * 2011-04-19 2011-08-17 大连海事大学 一种铜钢双金属管端头结构及其密封焊接方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59229294A (ja) * 1983-03-28 1984-12-22 ロツクウエル・インタ−ナシヨナル・コ−ポレ−シヨン 拡散接合の方法
JPS617081A (ja) * 1985-02-04 1986-01-13 Hitachi Ltd 共晶反応を利用した接合方法
JPS63108970A (ja) * 1986-10-25 1988-05-13 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム合金材の接合方法
JPH03243288A (ja) * 1990-02-21 1991-10-30 Kobe Steel Ltd Ａｌ基複合材料とＡｌ材料との接合方法
JPH09201668A (ja) * 1996-01-25 1997-08-05 Kanto Yakin Kogyo Kk アルミニウムを含む金属の接合方法
JPH1192849A (ja) * 1997-09-17 1999-04-06 Hitachi Metals Ltd ロードホイール及びその製造方法
JP2003048077A (ja) * 2001-07-31 2003-02-18 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金部材の接合法
JP2006239745A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Honda Motor Co Ltd アルミニウム系部材の接合方法
JP2009226454A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Niigata Univ 金属部材の接合方法及びその装置
JP2009291793A (ja) * 2008-06-02 2009-12-17 Kuroki Kogyosho:Kk 構造体の製造法
JP2010094683A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Panasonic Corp アルミニウム合金の拡散接合法

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