JPH0433856A - 積層金属成形体の製造法 - 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〕 本発明は積層金属成形体の製造法に関し、特に航空機な
ど耐疲労性が要求される輸送機器につき、損傷許容性に
優れた金属成形構造体の製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

高強度の板材を軟質材の薄層を介在させて接合させる積
層体は、き裂の停止効果、即ち損傷許容性に優れる特長
があり、これまでアルミニウム合金板の接着による積層
体（ＡＲＡＬＬ　：　Ａｒａ＋ｎ＋ｄＡｌｕｍｉｎｕｍ
　Ｌａｍ１ｎａｔｅ）やチタン合金のろう付積層体が検
討されてきた。しかし、これら積層体は延性に乏しいこ
とから、複雑高加工度成形部品への適用は不可能であっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

これまで検討・試作されている積層体は、下記の如き問
題点を有していることから、加工度の低い平板状部品に
限定されている。

（１）　　アルミニウム合金板の接着積層体；“ＡＲＡ
ＬＬ”で知られる積層体は、第４図のように接着剤を含
浸した一方面アラミド繊維を交互に積層している。この
繊維は強度は高いが延性に乏しく、繊維方向伸びは１％
程度しかなく、従ってこの方向の塑性加工は不可能であ
る。繊維直交方向では約９％の伸びがあるので、その方
向への曲げ加工は可能であることから、一方向の直線曲
げ部品には適用可能であるが、方向性が任意の一直文部
品には適用不可能である。

（２）　　チタン合金積層体； 実例はほとんどないが、その主たる理由はチタン合金は
延性が低い（最も代表的なＴｉ−６ＡＩ−４Ｖ合金では
伸びは約９％）ため複雑部品の成形が困難で、かつスプ
リングバック大のだと積層に必要な部材精度確保が困難
な点にあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は積層金属成形体を製造するにあたり、■成形体
の構成金属材料を超塑性材とし、■該構成金属材料と箔
材とを交互に積層してカバーシートに包んで密封パック
状となし、■該パックを超塑性加工して所望の形状に成
形し、■成形後パックより成形された構成金属材料を取
出して箔材を取除き、その後に接合材を挿入して構成金
属材料を接合することを特徴とする積層金属成形体の製
造法である。

すなわち、本発明は積層すべき金属部材をあらかじめ超
塑性成形によって製造し、かつ接合＠（接着剤）、ろう
材など）の均一化のため、当該超塑性金属薄板（製品と
して使用するもの）と金属箔材（接着剤・ろう材層に相
当する間隙生成用）とを交互にはさんで積層体パックを
、同時に超塑性成形するようにした。

超塑性成形の利用は、顕著な成形性向上によって複雑高
加工度部品の一体成形を可能にするもので、最近の超塑
性材料の進歩に伴って、アルミニウム合金（７４７５高
力アルミニウム合金など）チタン合金（Ｔｉ−６ＡＩ−
４Ｖなど）ともに製造可能となっている。

本発明は特に多数枚の部材を同時に成形する点ならびに
その間に、あとで接合層となるべき間隙確保のだと箔材
をはさんで同時成形する点を新規とするものである。手
順としてはこの多層金属積層体を超塑性成形し、そのあ
とで箔材を取り除き、そこに接合材を入れて接合処理を
行う。

３作　用〕 （１）超塑性材料（超塑性成形法）採用の作用複雑高加
工度の部品成形を可能にする作用がある。

（２）積層パック材の同時超塑性成形法の作用■　構成
部材を一度に成形することによって、加工工数を低減さ
せる作用がある。

■　構成部材間に介在させる箔材は、成形後の接合工程
において、所要の接合間隙を付与させる作用がある。

■　最外層のカバーシート　（捨材）は、その周囲をシ
ール溶接などを行い、内部の真空引き又は不活性ガス封
入を可能にし、構成部材の酸化防止を達成する作用があ
る。

（３）超塑性成形部材の多層積層体 複雑・高加工度成形体に、優れた損傷許容性を与える作
用がある。

〔実施例〕

本発明の一実施例として球形タンク用多層積層鏡板の製
造例をあげて説明する。

第１図は超塑性成形前の積層パックＡであり、製品とな
る構成部材１、接合層を提供する箔材２をカバーシート
３で包み、その周囲を溶接４して気密性を与えである。

箔材２は、要求される接合層間隙に合せて選択する。

第２図は、その超塑性ガス成形性概念図に示したもので
、上記の積層パックＡをダイスＢ及び押え板Ｃ間で押え
込み、全体を超塑性温度＜７５７５アルミニウム合金の
場合は約５００’Ｃ，Ｔｉ−６ＡＩ−４Ｖ　チ９　ン合
金の場合は約９００℃）に加熱した状態で、押え板Ｃ内
に設けられたガス通路にコントロールされた成形ガス圧
りを加えて超塑性成形を行う。このとき積層パックへの
内部は真空引きＥ又はその後不活性ガス導入などによっ
て部材の酸化防止を行うことができる。

第３図は全体の加工工程を示すもので、前述の超塑性成
形後、積層パックを取り出し、必要部分を切り出す（ト
リム）とともに、箔材を除去する。箔材を除去したあと
には接着剤フィルム又はろう材シートなど所要の接合材
をセットし、最終的に所定の加熱・加圧条件下で接合処
理を行う。

以上の実施例において、部品形状は第２図における超塑
性成形用金型を変えることによって、任意に変えること
ができ、超塑性の特長を活かして複雑・高加工度の成形
が可能である。

〔発明の効果〕

（１）超塑性材料（超塑性成形法）の適用により、従来
法では不可能であった任意形状の成形部品についても、
多層積層体を拡大できた。

（２）超塑性成形に際し、構成部材と箔材との構成体を
同時成形することによって、加工工数の低減と接合層間
隙確保の両者が、同時に達成できた。

（３）成形部材多層積層体は厚さの等しい単一金属部材
にくらべ、接合面でのき裂停止効果があり優れた損傷許
容性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超塑性成形前の積層パック
の概略図、第２図は該積層パックの超塑性ガス圧成形法
の概念図、第３図は本発明の工程図、第４図は従来の積
層体の概念図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　積層金属成形体を製造するにあたり、 （１）成形体の構成金属材料を超塑性材とし、 （２）該構成金属材料と箔材とを交互に積層してカバー
   シートに包んで密封パック状となし、 （３）該パックを超塑性加工して所望の形状に成形し、 （４）成形後パックより成形された構成金属材料を取出
   して箔材を取除き、その後に接合材を挿入して構成金属
   材料を接合することを特徴とする積層金属成形体の製造
   法。