JPH0433737A - 短繊維系frmの等温鍛造法 - Google Patents
短繊維系frmの等温鍛造法Info
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- JPH0433737A JPH0433737A JP13704190A JP13704190A JPH0433737A JP H0433737 A JPH0433737 A JP H0433737A JP 13704190 A JP13704190 A JP 13704190A JP 13704190 A JP13704190 A JP 13704190A JP H0433737 A JPH0433737 A JP H0433737A
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- Forging (AREA)
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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。
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〕
本発明は短繊維系FRMm造品のマクロ欠陥(内部剥離
)の発生を防止するた約の等温鍛造法に関する。
)の発生を防止するた約の等温鍛造法に関する。
等温鍛造法とは鍛造される材料(ワーク)と金型とを同
じ温度に加熱し、その温度を維持したままで鍛造を行う
塑性加工法であり、チタン合金、超合金等の難加工材に
対して適用されている。FRMに対してもこれらの金属
材料に対するのと同様のプロセスで等温鍛造法が適用さ
れており、その温度、荷重プロフィールは第2図に示す
通りである。
じ温度に加熱し、その温度を維持したままで鍛造を行う
塑性加工法であり、チタン合金、超合金等の難加工材に
対して適用されている。FRMに対してもこれらの金属
材料に対するのと同様のプロセスで等温鍛造法が適用さ
れており、その温度、荷重プロフィールは第2図に示す
通りである。
短繊維系FRMは塑性加工が可能なことから、等温鍛造
法が賦形技術として利用されているが、FRMは従来の
金属材料に比べて剪断変形による欠陥を極めて生じ易く
、デッドメタルが生じないよう型形状に対する細かな配
慮が必要である。しかし、メタルフローを均一に制御し
て、マクロ的な剪断欠陥を防止しても、FRMは本質的
にミクロ欠陥を内在しており、等温鍛造後の材料には繊
維/マ) IJフックス面等に多くのミクロ欠陥が存在
する。また、短繊維系FRMは材料製造プロセス上どう
しても材料内に相当量の水素ガスが存在し、繊維含有量
が多くなるにつれ水素ガス量も増加する傾向にある。
法が賦形技術として利用されているが、FRMは従来の
金属材料に比べて剪断変形による欠陥を極めて生じ易く
、デッドメタルが生じないよう型形状に対する細かな配
慮が必要である。しかし、メタルフローを均一に制御し
て、マクロ的な剪断欠陥を防止しても、FRMは本質的
にミクロ欠陥を内在しており、等温鍛造後の材料には繊
維/マ) IJフックス面等に多くのミクロ欠陥が存在
する。また、短繊維系FRMは材料製造プロセス上どう
しても材料内に相当量の水素ガスが存在し、繊維含有量
が多くなるにつれ水素ガス量も増加する傾向にある。
短繊維系FRMは上記の2つの特異性があるため、第2
図に示すような従来の等温鍛造法における温度、荷重プ
ロフィールで鍛造を行うと、鍛造温度からの冷却中ある
いはその後の熱処理(溶体化処理)中に水素ガスがミク
ロ欠陥をサイトとして凝集し、内圧を発生して鍛造品内
部にマクロ的な剥離を発生するという問題があり、製造
歩留りが極約で悪くなっている。
図に示すような従来の等温鍛造法における温度、荷重プ
ロフィールで鍛造を行うと、鍛造温度からの冷却中ある
いはその後の熱処理(溶体化処理)中に水素ガスがミク
ロ欠陥をサイトとして凝集し、内圧を発生して鍛造品内
部にマクロ的な剥離を発生するという問題があり、製造
歩留りが極約で悪くなっている。
短繊維系FRM等温鍛造材におけるマクロ欠陥(内部剥
離)の発生は、前記の通り、鍛造により生成したミクロ
欠陥への水素ガスの!!集によるものであると考えられ
ることから、■鍛造により生成するミクロ欠陥量の極少
化、■水素ガス含有量の低減により内部剥離の発生を防
止することが可能であると考えられる。
離)の発生は、前記の通り、鍛造により生成したミクロ
欠陥への水素ガスの!!集によるものであると考えられ
ることから、■鍛造により生成するミクロ欠陥量の極少
化、■水素ガス含有量の低減により内部剥離の発生を防
止することが可能であると考えられる。
■のミクロ欠陥量極少化の観点からは、液相を生成する
温度での塑性加工は好ましくないことから、面相線温度
以下で鍛造することが必要であり、最も優れた塑性流動
特性を示す固相線直下の温度が最適条件である。
温度での塑性加工は好ましくないことから、面相線温度
以下で鍛造することが必要であり、最も優れた塑性流動
特性を示す固相線直下の温度が最適条件である。
また、■の水素ガス含有量低減のためには素材製造時に
充分な脱ガスを行うのが望ましいが、溶湯加工含浸法で
材料製造する場合にはガス量の低減は難しく、鍛造前素
材あるいは鍛造材の状態で脱ガス処理することが必要と
なる。脱ガス処理は水素の拡散が活発となる極力高い温
度(固相線温度以上)で行うことが望ましいが、FRM
は拘束しない状態で固相線温度以上に加熱すると割れが
発生し易いことから鍛造前素材状態での完全な脱ガスは
難しく、また等温鍛造も前記の通り固相線温度以下で行
うことから、鍛造中の水素ガス量低下もあまり期待でき
ない。
充分な脱ガスを行うのが望ましいが、溶湯加工含浸法で
材料製造する場合にはガス量の低減は難しく、鍛造前素
材あるいは鍛造材の状態で脱ガス処理することが必要と
なる。脱ガス処理は水素の拡散が活発となる極力高い温
度(固相線温度以上)で行うことが望ましいが、FRM
は拘束しない状態で固相線温度以上に加熱すると割れが
発生し易いことから鍛造前素材状態での完全な脱ガスは
難しく、また等温鍛造も前記の通り固相線温度以下で行
うことから、鍛造中の水素ガス量低下もあまり期待でき
ない。
以上のことから鍛造が終了してから脱ガスを行うことが
必要となるが、鍛造材は金型内に拘束した状態で加熱す
ることが可能であり、この場合には部分液相の生ずる固
相線温度以上に加熱しても割れを発生しないことから、
繊維/マトリックス界面等に比較的安定に存在する水素
ガスも減少させることができる。従って等温鍛造を行っ
てから一旦冷却後あるいは鍛造後そのまま金型内で荷重
を負荷したまま固相線温度以上に加熱、保持、そして冷
却することにより、割れを発生させずに効率良く水素ガ
スを低減させることが可能となる。
必要となるが、鍛造材は金型内に拘束した状態で加熱す
ることが可能であり、この場合には部分液相の生ずる固
相線温度以上に加熱しても割れを発生しないことから、
繊維/マトリックス界面等に比較的安定に存在する水素
ガスも減少させることができる。従って等温鍛造を行っ
てから一旦冷却後あるいは鍛造後そのまま金型内で荷重
を負荷したまま固相線温度以上に加熱、保持、そして冷
却することにより、割れを発生させずに効率良く水素ガ
スを低減させることが可能となる。
本発明は以上の技術的事実に基いて完成されたもので、
短繊維系FRMをそのマトリックス金属の固相線温度以
下で鍛造し、一旦、冷却後あるいは鍛造に引き続き、金
型内で荷重を負荷したままで固相線温度以上に加熱/冷
却することを特徴とする短繊維系FRMの等温鍛造法で
ある。
短繊維系FRMをそのマトリックス金属の固相線温度以
下で鍛造し、一旦、冷却後あるいは鍛造に引き続き、金
型内で荷重を負荷したままで固相線温度以上に加熱/冷
却することを特徴とする短繊維系FRMの等温鍛造法で
ある。
本発明で対象とするマトリックス金属としてはアルミニ
ウム合金であれば、どのようなものも使用でき、強化繊
維となる短繊維としてはSiC、^120.などのウィ
スカ、粒子が使用できる。
ウム合金であれば、どのようなものも使用でき、強化繊
維となる短繊維としてはSiC、^120.などのウィ
スカ、粒子が使用できる。
短繊維系FRM等温鍛造品の鍛造後の冷却中あるいはそ
の後の溶体化処理中に発生するマクロ欠陥(内部剥離)
を防止するた約に採用した技術的手段は■固相線温度以
下(できれば直下)の温度で鍛造する。■鍛造後、金型
内で荷重を負荷したままで固相線温度以上に加熱、保持
、冷却する。の2点である。
の後の溶体化処理中に発生するマクロ欠陥(内部剥離)
を防止するた約に採用した技術的手段は■固相線温度以
下(できれば直下)の温度で鍛造する。■鍛造後、金型
内で荷重を負荷したままで固相線温度以上に加熱、保持
、冷却する。の2点である。
■は内部剥離の起点(核)となるミクロ欠陥を最少化す
る効果があり、 ■はミクロ欠陥に凝集して内部剥離を引き起す水素ガス
を低減させる効果を有している。
る効果があり、 ■はミクロ欠陥に凝集して内部剥離を引き起す水素ガス
を低減させる効果を有している。
以下、本発明の一実施例として、7075合金(AI−
5,1〜6. lZn−2,1〜2.9Mg−1,2〜
2.0Cu)をSiCウィスカで強化したSiCw/
7075 F RMによる飛昇体翼モデルの鍛造例を、
温度、荷重プロフィールを示す第1図によって説明する
。
5,1〜6. lZn−2,1〜2.9Mg−1,2〜
2.0Cu)をSiCウィスカで強化したSiCw/
7075 F RMによる飛昇体翼モデルの鍛造例を、
温度、荷重プロフィールを示す第1図によって説明する
。
上記材料の固相線温度は500℃付近(AI−Zri−
Mg−Cu四元共晶温度は477℃。固相線温度は偏析
の程度によって異ってくるが、はぼ500℃と考えられ
る。)であることから、鍛造温度は固相線温度直下の4
80℃として鍛造によるミクロ欠陥の発生を少くし、鍛
造後金型内で荷重を負荷したままで面相線温度以上の5
30℃に加熱、保持、冷却して水素ガス量を低減させて
、その後の溶体化処理におけるマクロ欠陥(内部剥離)
の発生を防止した。
Mg−Cu四元共晶温度は477℃。固相線温度は偏析
の程度によって異ってくるが、はぼ500℃と考えられ
る。)であることから、鍛造温度は固相線温度直下の4
80℃として鍛造によるミクロ欠陥の発生を少くし、鍛
造後金型内で荷重を負荷したままで面相線温度以上の5
30℃に加熱、保持、冷却して水素ガス量を低減させて
、その後の溶体化処理におけるマクロ欠陥(内部剥離)
の発生を防止した。
この実施例では翼モデルの鍛造は荒地鍛造、型鍛造の2
工程で行い、鍛造温度は2工程とも480℃とした。金
型内で荷重を負荷したまま加熱、保持、冷却する加圧/
加熱処理は型鍛造の後に実施したが、これは荒地鍛造の
後に実施してもよく、各工程で行えば更に有効である。
工程で行い、鍛造温度は2工程とも480℃とした。金
型内で荷重を負荷したまま加熱、保持、冷却する加圧/
加熱処理は型鍛造の後に実施したが、これは荒地鍛造の
後に実施してもよく、各工程で行えば更に有効である。
また、この実施例では等温鍛造に引き続いて昇温を行っ
て加圧/加熱処理も実施したが、一旦冷却した後に改め
て加圧/加熱処理を行っても同様の効果が得られる。
て加圧/加熱処理も実施したが、一旦冷却した後に改め
て加圧/加熱処理を行っても同様の効果が得られる。
加圧/加熱処理の温度及び荷重条件は、必要以上に塑性
変形をさせることなく、効率よく脱ガスを行える条件と
することが必要であり、特に最終の鍛造工程の後で実施
する場合には注意が必要である。
変形をさせることなく、効率よく脱ガスを行える条件と
することが必要であり、特に最終の鍛造工程の後で実施
する場合には注意が必要である。
本発明による等温鍛造プロセスを適用することにより、
鍛造中に生成するミクロ欠陥量及び鍛造後の材料に含ま
れる水素ガス量が低減され、これによって溶体化処理工
程でのマクロ欠陥(内部剥離)の発生が防止される。
鍛造中に生成するミクロ欠陥量及び鍛造後の材料に含ま
れる水素ガス量が低減され、これによって溶体化処理工
程でのマクロ欠陥(内部剥離)の発生が防止される。
特に繊維(例えばSiCウィスカ)含有量の多い高強度
FRMでは素材の水素含有量が多いことから、鍛造品の
製品歩留りが大幅に向上する。
FRMでは素材の水素含有量が多いことから、鍛造品の
製品歩留りが大幅に向上する。
第1図は本発明よる等温鍛造法の温度、荷重プロフィー
ルを示す図、第2図は従来の等温鍛造法の温度、荷重プ
ロフィールを示す図である。
ルを示す図、第2図は従来の等温鍛造法の温度、荷重プ
ロフィールを示す図である。
Claims (1)
- 短繊維系FRMをそのマトリックス金属の固相線温度
以下で鍛造し、一旦、冷却後あるいは鍛造に引き続き、
金型内で荷重を負荷したままで固相線温度以上に加熱/
冷却することを特徴とする短繊維系FRMの等温鍛造法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13704190A JP2659848B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 短繊維系frmの等温鍛造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13704190A JP2659848B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 短繊維系frmの等温鍛造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0433737A true JPH0433737A (ja) | 1992-02-05 |
JP2659848B2 JP2659848B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=15189483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13704190A Expired - Fee Related JP2659848B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 短繊維系frmの等温鍛造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2659848B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0657554A1 (fr) * | 1993-12-08 | 1995-06-14 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Procédé d'obtention d'une pièce circulaire métallique renforcée par des fibres |
GB2364663A (en) * | 2000-05-10 | 2002-02-06 | Honda Motor Co Ltd | Press forming metal matrix composites |
CN103894792A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-07-02 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型单法兰防爆电机主轴锻件加工方法 |
CN104175062A (zh) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法 |
CN104175063A (zh) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型连体法兰风机主轴锻造方法 |
CN109622840A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-16 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP13704190A patent/JP2659848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0657554A1 (fr) * | 1993-12-08 | 1995-06-14 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Procédé d'obtention d'une pièce circulaire métallique renforcée par des fibres |
GB2364663A (en) * | 2000-05-10 | 2002-02-06 | Honda Motor Co Ltd | Press forming metal matrix composites |
US6609286B2 (en) | 2000-05-10 | 2003-08-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
GB2364663B (en) * | 2000-05-10 | 2004-06-16 | Honda Motor Co Ltd | Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material |
CN104175062A (zh) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法 |
CN104175063A (zh) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型连体法兰风机主轴锻造方法 |
CN103894792A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-07-02 | 陕西华威锻压有限公司 | 全纤维组织大型单法兰防爆电机主轴锻件加工方法 |
CN109622840A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-16 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2659848B2 (ja) | 1997-09-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |