JPH04157141A - 超塑性成形法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軽量燃料タンク、航空・宇宙機器用構造体等
の製作時に使用する超塑性成形法に関するものである。

（従来の技術） 超塑性成形品に局部的板圧差（肉圧差）を意図的に形成
させる方法として２組み合わせ素材を使用した超塑性ガ
ス圧成形法がある。

この超塑性ガス圧成形法は、延性が著しく向上して、高
加工精度の一体成形品を得られる利点があるが、その反
面、超塑性金属素材に顕著な板厚減少が生じて１部品形
状によっては部品内に過大な板厚分布が発生する欠点が
あった。このため。

次の超塑性ガス圧成形法が既に提案されている。

この超塑性ガス圧成形法を第６図に示した。

（ｌａ）　（ｌｂ）が超塑性金属素材（ＭｊＬみ合わせ
素材）、（１ｂ’）が補強材、（５）が下金型、（６）
が上金型、　（６ａ）が同上金型（６）に設けた圧力媒
体通路、（７）が真空引きパイプ、（８）がシール溶接
部であり。

超塑性金属素材（組み合わせ素材）　（ｌａ）　（ｌｂ
）に肉圧部を形成する場合には、超塑性金属素材（１ａ
）（１ｂ）の何れか一方に補強材（ｌｂ”）を仮止めし
。

次いでこれらの超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）を重
ね合わせて、下金型（５）と上金型（６）との間にセッ
トし。

次いで超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）と上下金型（
５）（６）との間をシール溶接部（８）により気密的に
シールするとともに、その１個所に真空引きパイプ（７
）を取付けて、同真空引きパイプ（７）の先端部を超塑
性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）の間に開口させ（以上。

第６図（１）参照）。

次いで超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）の間の空気を
真空引きパイプ（７）→真空ポンプ（図示せず）へ吸引
して、超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）と補強材（４
）とを拡散接合させるとともに、圧力媒体（ｇ）を上金
型（６）に設けた圧力媒体通路（６ａ）を介して上金型
（６）内へ供給し、超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）
を下金型（５）の成形用凹部面に押し付けて、超塑性金
属素材（ｌａ）　（ｌｂ）を超塑性成形させる（以上、
第６図（ｎ）参照）。

（発明が解決しようとする課題） 前記第６図に示す従来の超塑性ガス圧成形法では、既に
述べたように超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）の何れ
か一方に補強材（ｌｂ”）を仮止めし９次いでこれらの
超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）を重ね合わせて。

下金型（５）と上金型（６）との間にセットし５次い゛
で超塑性金属素材（ｌａ）　（ｌｂ）と上下金型（５）
　（６）との間をシール溶接部（８）により気密的にシ
ールするとともに、その１個所に真空引きパイプ（７）
を取付け、同真空引きパイプ（７）の先端部を超塑性金
属素材（ｌａ）　（ｌｂ）の間に開口させて、真空引き
を行うので、準備作業に多くの工数１時間を必要として
、製作コストを嵩ませるという問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、製作コストを低減できる超塑性成形法
を提供しようとする点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために１本発明の超塑性成形法は
、微細結晶粒超塑性材料よりなる被加工素材の所望領域
を局部的に加熱し、結晶粒を成長させて、粗粒域とし１
次いでこの被加工素材を超塑性成形して、上記粗粒域部
とそれ以外の微粒領域との超塑性変形特性の差により、
成形品に板圧差を生じさせることを特徴としている。

（作用） 本発明の超塑性成形法は前記のように微細結晶粒超塑性
材料よりなる被加工素材の所望領域を局部的に加熱し、
結晶粒を成長させて、粗粒域とし。

次いでこの被加工素材を超塑性成形して、上記粗粒域部
とそれ以外の微粒領域との超塑性変形特性の差により、
成形品に板圧差を生じさせる。

（実施例） 次に本発明の超塑性成形法により形成される被加工材及
び機器類を第１．２．３図により説明すると、第１図の
（１）が微細結晶粒超塑性材料よりなる被加工素材、（
１’）が同被加工素材（１）の所望領域、（２）が水、
（３）が溶接用トーチ、（４）が同溶接用トーチ（３）
の先端部に形成した火炎である。また第２，３図の（５
）が下金型、（６）が上金型、　（６ａ）が同上金型（
６）に設けた圧力媒体通路である。

次に本発明の超塑性成形法を具体的に説明する。

第１図に示すように微細結晶粒超塑性材料よりなる被加
工素材（１）を例えば水（２）中に保持し、同被加工素
材 ３）からの火炎（４）により加熱し、結晶粒を成長させ
て、粗粒域とし。

次いで第２図に示すように上記被加工素材（１）を下金
型（５）　と上金型（６）との間にセットし９次いで超
塑性温度に加熱するとともに、圧力媒体（ｇ）を上金型
（６）に設けた圧力媒体通路（６ａ）から上金型（６）
内へ供給し、被加工素材（１）を下金型（５）の成形用
凹部面に押し付けて、被加工素材（１）を超塑性成形さ
せる。このときの被加工素材（１）の超塑性変形特性は
、被加工付票（１）中の結晶粒サイズにより異なり、結
晶粒が成長した粗粒サイズの粗粒領域（所望領域（１’
））では、被加工付票（１）の厚さに近い局部的な厚肉
領域になり。

それ以外の微粒領域−（変形応力の低い微粒領域）では
、被加工素材（１）がよく延びて、薄肉領域になる。即
ち、被加工素材（１）中の粗粒領域（所望領域（１’）
）では、超塑性変形量が抑制され、その結果、この部分
が厚肉になり、それ以外の微粒領域が薄肉領域になって
、これら２つの領域の間に板厚差が生じる。

前記溶接用トーチ（３）よる加熱手段は、電子ビーム、
レーザ、プラズマ、アーク、ガストーチ等の加熱手段に
代えても差し支えない。これらの場合は、被加工素材（
１）を水中に保持する必要はなくて９作業が一層容易に
なる。

また加熱される所望領域（１゛）の形状１位置は。

任意であり、第１．２．３図に示す中央部の外に。

金具取付位置や球形シェル同士を溶接組み立てる場合の
赤道部等に１円形、リング状、その他の形状で施す場合
もある。

第４，５図は、超塑性変形特性に及ぼす結晶粒径の影響
についてのＴｉ　−６Ａｊ２４ｖ合金、及び７４７５Ａ
１合金の実験結果を示しており、同一成形温度・成形速
度では、結晶粒径が小さい材料はど、変形応力が低くて
、優れた超塑性特性がある。

（発明の効果） 本発明の超塑性成形法は前記のように微細結晶粒超塑性
材料よりなる被加工素材の所望領域を局部的に加熱し、
結晶粒を成長させて、粗粒域とし。

次いでこの被加工素材を超塑性成形して、上記粗粒域部
とそれ以外の微粒領域との超塑性変形特性の差により、
成形品に板圧差を生しさせるので。

前記従来の超塑性ガス圧成形法のように複数の超塑性金
属素材の何れか一方に補強材を仮止めすることも、同各
超塑性金属素材を重ね合わせ、下金型と上金型との間に
セットして、同各超塑性金属素材と上下金型との間をシ
ール溶接部により気密的にシールすることも、その１個
所に真空引きパイプを取付けることも、不用で、準備作
業に要していた多くの工数９時間をｗＪ減できて、製作
コストを低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超塑性成形法における被加工素材の加
熱工程を示す説明図、第２，３図は本発明の超塑性成形
法における被加工素材の超塑性成形工程を示す説明図、
第４，５図は被加工素材の超塑性変形特性の実験結果を
示す説明図、第６図は従来の超塑性ガス圧成形法を示す
説明図である。 （１）・・・被加工素材、（１’）　　・・・被加工素
材（１）の所望領域、（３）・・・加熱手段、　（５）
　（６）　　・・・超塑性成形用金型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微細結晶粒超塑性材料よりなる被加工素材の所望領域を
   局部的に加熱し、結晶粒を成長させて、粗粒域とし、次
   いでこの被加工素材を超塑性成形して、上記粗粒域部と
   それ以外の微粒領域との超塑性変形特性の差により、成
   形品に板圧差を生じさせることを特徴とした超塑性成形
   法。