JP5693904B2 - 超塑性成形品の製造方法 - Google Patents
超塑性成形品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5693904B2 JP5693904B2 JP2010225853A JP2010225853A JP5693904B2 JP 5693904 B2 JP5693904 B2 JP 5693904B2 JP 2010225853 A JP2010225853 A JP 2010225853A JP 2010225853 A JP2010225853 A JP 2010225853A JP 5693904 B2 JP5693904 B2 JP 5693904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- superplastic
- mold
- molded product
- aluminum alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
熱処理系アルミニウム合金の被成形材に対して、溶体化温度以上の温度で予備加熱処理し、前記溶体化温度より低く人工時効処理の温度以上である予備時効温度の金型を用いて超塑性成形し、引き続き前記金型上で保持することで予備時効処理し、その後、前記人工時効処理を施す、ことを特徴とする。
質量%で
Si:0.8〜1.4%
Mg:0.4〜1.1%
を含有し、残部はAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であってもよい。
質量%で
Si:0.8〜1.4%
Mg:0.4〜1.1%
を含有し、さらにCuを0.5〜1.0%含有し、残部はAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であってもよい。
本実施形態に用いられる被成形板の材料は、熱処理系アルミニウム合金とする。熱処理系アルミニウム合金とは、溶体化処理を行い直ちに急冷することで過飽和固溶状態とした後、焼き戻し処理を行うことで第二相を微細析出させ、所望の強度を得ることが出来るアルミニウム合金である。例えば、JIS2000系のAl−Cu−Si系合金(以下、2000系合金)、JIS6000系のAl−Mg−Si系合金(以下、6000系合金)、JIS7000系のAl−Zn−Mg系合金(以下、7000系合金)などが熱処理系アルミニウム合金として広く利用されている。以下、本実施形態では6000系アルミニウム合金の例について説明する。
被成形板に6000系アルミニウム合金を用いる場合、成形前に被成形板を530〜580℃の温度域に保つと十分な溶体化処理が可能である。望ましくは、出来るだけ高い温度に保つのが良いが、580℃以上とすると被成形板に局部融解が生じてしまうため、予備加熱温度は580℃以下とする。また、予備加熱の際の昇温速度は、速いほど結晶粒の粗大化及び熱延母結晶の粗大化を抑えるため、肌荒れやリジングの防止につながる。望ましくは、昇温速度は10℃/s以上であると良い。
被成形板の予備加熱の方法は特に規定しないが、大きな昇温速度が得られ、かつ迅速に成形を開始出来る方法でなければならない。つまり、予備加熱後、成形までに時間が空くと自然冷却により粗大な第二相粒子が析出し、十分な人工時効の効果が得られない。加えて、被成形板の温度が下がりすぎると、変形抵抗が大きくなり成形が出来なくなる。具体的には、バッチ炉を超塑性成形機に隣接させ、このバッチ炉で被成形板に対して予備加熱を行い、その後直ちに被成形板を金型の位置までスライド等の方法で移動させ、成形を開始する方法を取ると良い。
超塑性成形方法には高温ブロー成形法を用いることが出来る。高温ブロー成形法によれば、成形用の高圧ガス温度による被成形板の温度調節や、成形用のガス圧によるひずみ速度の制御が可能である。成形用の高圧ガスには窒素ガスなどの不活性ガスを用いる必要がある。これは高圧ガスと被成形板が反応しないようにするためである。また、金型はプレス成形のように雄型を必要とせず、雌型のみで良い。したがって金型費は安価で済み、また装置の稼動が少ないという利点がある。金型の内部にはヒーターを配置し、金型を独立で温度制御できることが好ましい。
高圧ガスの圧力は、超塑性成形の金型形状に合わせて適宜変更しても良いが、成形が開始されると被成形板は急速に冷却されるので、出来るだけ高圧にすることが望ましい。本実施形態のような6000系アルミニウム合金を用いれば、高ひずみ速度域でも200%以上の比較的大きな伸びを示し、また変形機構が粒界すべり変形より粒内変形が主となるため、キャビテーションの発生を極わずかに抑えることが可能である。具体的には、1.0MPa以上のガス圧で成形することにより、板厚減少率が50%の箇所でもキャビテーションの面積率を1.0%以下に抑えられることが分かっている。
高圧ガスの温度は、被成形板の温度以下とすると、超塑性成形が行えると同時に被成形板の温度勾配を持たせることが出来、焼き入れ性が向上する。ただし、高圧ガスの温度を低くしすぎると、成形が完了する前に被成形板の変形抵抗が大きくなりすぎ、変形がそれ以上進まなくなり、また延性も落ちるため成形が出来ない場合もある。具体的には、6000系アルミニウム合金を用いる場合、高圧ガスの温度を400℃〜500℃の範囲内にすると良い。そうすることで被成形板を5℃/s〜10℃/sの冷却速度で降温させることが可能である。ただし、500℃以下とするとMgの固溶量が減少し、前述の溶質ドラッグ現象の効果が小さくなるため、延性が下がる。そのため比較的大きな変形量を要する場合は、高圧ガスの温度を500℃とするのが望ましい。
金型の温度は予備時効温度に保持するものとする。予備時効温度とは、用いられる熱処理系アルミニウム合金に対して予備時効の効果の大きい温度である。そうすることにより、被成形板は金型と接触した部分から大きな焼き入れが入り、金型と同じ温度に冷却された時点で、予備時効処理温度に保持される。すなわち溶体化処理、超塑性成形、焼き入れ、予備時効処理の工程を全て連続的に行うことが可能である。6000系アルミニウム合金を用いる場合、金型の温度は180℃〜220℃の範囲内で保持することが望ましい。本発明者らの知見から前記温度内で予備時効処理を行うと人工時効による強度向上が最も大きいことが分かっている。
最後に、超塑性成形品を金型で保持する時間は、所望の予備時効の効果が出る時間とする。一般的に予備時効処理の時間が長いほど強度の向上は大きいが、サイクルタイムを考慮すると保持時間は10min以内にすることが望ましい。本発明者の知見によれば、本発明の請求の範囲に記載の合金を用いれば8minの予備時効を行えば大きく強度が向上することが分かっている。さらには請求の範囲に記載のように、Cuを0.5〜1.0%含有の合金では、3minの予備時効処理を行えば大きく強度が向上することが分かっており、サイクルタイムを短くすることも可能である。
2 金型
3 ヒーター
4 押さえ型
5 ヒーター
6 通路
7 断熱材
8 加熱室
9 ヒーター
10 開閉弁
11 バルブ
Claims (9)
- 熱処理系アルミニウム合金の被成形材に対して、溶体化温度以上の温度で予備加熱処理し、前記溶体化温度より低く人工時効処理の温度以上である予備時効温度の金型を用いて超塑性成形し、引き続き前記金型上で保持することで予備時効処理し、その後、前記人工時効処理を施す、ことを特徴とする超塑性成形品の製造方法。
- 前記熱処理系アルミニウム合金は、質量%で
Si:0.8〜1.4%
Mg:0.4〜1.1%
を含有し、残部はAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1に記載の超塑性成形品の製造方法。 - 前記熱処理系アルミニウム合金は、質量%で
Si:0.8〜1.4%
Mg:0.4〜1.1%
を含有し、さらにCuを0.5〜1.0%含有し、残部はAlおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1に記載の超塑性成形品の製造方法。 - 前記予備加熱処理の温度を530℃〜580℃とする、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の超塑性成形品の製造方法。
- 前記金型の温度を180℃〜220℃とする、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の超塑性成形品の製造方法。
- 前記被成形材の前記金型上における保持時間を8min以上とする、ことを特徴とする請求項2に記載の超塑性成形品の製造方法。
- 前記被成形材の前記金型上における保持時間を3min以上とする、ことを特徴とする請求項3に記載の超塑性成形品の製造方法。
- 前記超塑性成形の方法は高温ブロー成形法である、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超塑性成形品の製造方法。
- 前記超塑性成形において、前記高温ブロー成形法で用いられる高圧ガスの温度を400℃〜500℃とし、前記被成形材の温度を5℃/s〜14℃/sの冷却速度で降温させる、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の超塑性成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010225853A JP5693904B2 (ja) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | 超塑性成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010225853A JP5693904B2 (ja) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | 超塑性成形品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012076138A JP2012076138A (ja) | 2012-04-19 |
JP5693904B2 true JP5693904B2 (ja) | 2015-04-01 |
Family
ID=46236980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010225853A Active JP5693904B2 (ja) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | 超塑性成形品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5693904B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014087836A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Aisin Takaoka Ltd | アルミニウム合金材のダイクエンチ方法およびダイクエンチ装置 |
WO2016084402A1 (ja) * | 2014-11-24 | 2016-06-02 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金板の熱間ブロー成形方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4146364B2 (ja) * | 2004-01-27 | 2008-09-10 | 三菱重工業株式会社 | 塑性加工部材の製造方法 |
JP5313554B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2013-10-09 | 古河スカイ株式会社 | Al−Mg−Si系合金板の高温成形方法 |
-
2010
- 2010-10-05 JP JP2010225853A patent/JP5693904B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012076138A (ja) | 2012-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101455606B1 (ko) | 냉간 프레스 성형용 알루미늄 합금판, 그 제조방법 및 알루미늄 합금판의 냉간 프레스 성형방법 | |
JP5789150B2 (ja) | プレス成形用アルミニウム合金製ブランクの製造方法、ならびに、当該ブランクを用いたアルミニウム合金製プレス成形体の製造方法 | |
JP6429519B2 (ja) | Al−Mg−Si系合金圧延板の温間成形方法 | |
US10947613B2 (en) | Alloys for highly shaped aluminum products and methods of making the same | |
JP2007262484A (ja) | ヘム曲げ性およびベークハード性に優れる自動車パネル用6000系アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP2011111657A (ja) | 塗装焼付け硬化性を有する冷間プレス成形用アルミニウム合金板ブランクの製造方法、およびそのブランクを用いた冷間プレス成形方法および成形品 | |
WO2020232873A1 (zh) | 铆钉用高强度铝镁合金丝及其制备方法 | |
KR20210032429A (ko) | 성형 및 조립에 적합한 7xxx 알루미늄 합금 박판 시트 제조 방법 | |
EP1411137A1 (en) | Method for processing of continuously cast aluminum sheet | |
JP5379471B2 (ja) | 冷間プレス成形用アルミニウム合金板の製造方法、および冷間プレス成形方法 | |
JP5789138B2 (ja) | プレス成形用アルミニウム合金製ブランクの製造方法、ならびに、当該ブランクを用いたアルミニウム合金製プレス成形体の製造方法 | |
JP5693904B2 (ja) | 超塑性成形品の製造方法 | |
US5108517A (en) | Process for preparing titanium and titanium alloy materials having a fine equiaxed microstructure | |
CN113474479B (zh) | 由铝合金制造板材或带材的方法和由此制成的板材、带材或成形件 | |
CN117758173A (zh) | 一种基于应变诱导析出和粒子诱导形核的Al-Zn-Mg-Cu合金及其制备方法和应用 | |
KR101571665B1 (ko) | 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물 및 이를 이용하여 제조한 알루미늄 합금의 열처리 방법 | |
JPS62278256A (ja) | アルミニウム合金圧延板の製造方法 | |
JP2012152780A (ja) | アルミニウム合金板の成形加工方法 | |
JPS63125645A (ja) | 微細結晶粒を有するアルミニウム合金材料の製造方法 | |
JPH02104642A (ja) | 超塑性加工用アルミニウム合金板材の製造方法 | |
RU2793901C9 (ru) | Способ получения материала для высокопрочных крепежных изделий | |
JPH10219412A (ja) | 成形加工後の外観性が優れたアルミニウム合金圧延板の製造方法 | |
US11313010B2 (en) | Method of forming parts from sheet metal | |
JPH07173585A (ja) | 表面処理特性にすぐれた成形用アルミニウム合金板材の製造方法 | |
CN117305733A (zh) | 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的制造方法及铝合金板材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130705 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5693904 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |