JPH0760381A - 箔材の成形方法 - Google Patents
箔材の成形方法Info
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- JPH0760381A JPH0760381A JP5210078A JP21007893A JPH0760381A JP H0760381 A JPH0760381 A JP H0760381A JP 5210078 A JP5210078 A JP 5210078A JP 21007893 A JP21007893 A JP 21007893A JP H0760381 A JPH0760381 A JP H0760381A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多数の箔材を同時に成形する方法に関する。
【構成】 複数枚の箔材を積み重ねた積層体を、ダミー
型と２枚の超塑性材料によって形成され、かつ内部を真
空引きすることができる封止体内に封止し、該積層体を
内蔵する封止体を成形加圧用ガス導入路を有する第１の
型と所望形状を有する第２の型との間に介在させ、前記
封止体内部を真空引きしつゝ昇温させて所定温度に到着
したときに、前記第１の型に圧力を負荷して該第１の型
の前記成形加圧用ガス通路から導入されるガスが外部に
リークしないように該第１の型と前記封止体の表板との
間をシールするようになし、その状態を維持したまゝ前
記第１の型の成形加圧用ガス導入路より成形加圧用ガス
を導入して前記封止体が前記第２の型の形状になじむま
で同ガス圧を負荷して前記封止体を成形した後、該成形
封止体を取出し解体して成形箔材を得るようにした箔材
の成形方法。
型と２枚の超塑性材料によって形成され、かつ内部を真
空引きすることができる封止体内に封止し、該積層体を
内蔵する封止体を成形加圧用ガス導入路を有する第１の
型と所望形状を有する第２の型との間に介在させ、前記
封止体内部を真空引きしつゝ昇温させて所定温度に到着
したときに、前記第１の型に圧力を負荷して該第１の型
の前記成形加圧用ガス通路から導入されるガスが外部に
リークしないように該第１の型と前記封止体の表板との
間をシールするようになし、その状態を維持したまゝ前
記第１の型の成形加圧用ガス導入路より成形加圧用ガス
を導入して前記封止体が前記第２の型の形状になじむま
で同ガス圧を負荷して前記封止体を成形した後、該成形
封止体を取出し解体して成形箔材を得るようにした箔材
の成形方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多数の箔材を同時に成形
する方法に関し、例えばエンジン部品などの複雑形状を
有する部品を金属基複合材料で製作する時などに用いる
マトリックス金属箔の多数の同時予備成形法に関する。
する方法に関し、例えばエンジン部品などの複雑形状を
有する部品を金属基複合材料で製作する時などに用いる
マトリックス金属箔の多数の同時予備成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の箔材の３次元曲面を有する複雑形
状の成形は多段階のホットサイジングで行っている。
状の成形は多段階のホットサイジングで行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ホットサイジングによ
る箔材の複雑形状成形ではシワを生じることなく成形す
るには複数回のホットサイジングが必要であり、従って
型も複数セット（各段階毎）必要であり、各１セットに
上型と下型２個必要である。すなわち、５段階で成形す
る場合は１０個の型が必要である。また、加熱が５回と
なり、この場合、箔材がＴｉ又はＴｉ合金のように酸化
しやすい材質の場合、その板厚が薄いため（例えば０．
１ｍｍ板厚）、１ｍｍ板厚以上の比較的厚いものでは問
題とならない酸化による脆化が大きな問題となる。
る箔材の複雑形状成形ではシワを生じることなく成形す
るには複数回のホットサイジングが必要であり、従って
型も複数セット（各段階毎）必要であり、各１セットに
上型と下型２個必要である。すなわち、５段階で成形す
る場合は１０個の型が必要である。また、加熱が５回と
なり、この場合、箔材がＴｉ又はＴｉ合金のように酸化
しやすい材質の場合、その板厚が薄いため（例えば０．
１ｍｍ板厚）、１ｍｍ板厚以上の比較的厚いものでは問
題とならない酸化による脆化が大きな問題となる。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、ホットサイ
ジングによる箔材の複雑形状成形がもつ以上のような問
題点、（すなわち、型が多く必要であり、加熱サイクル
数が多く、コストが高くつくこと及び箔材の脆化が生じ
やすいこと）を解消させ、１つの型で１回の加熱で複数
枚（例えば５０枚）の箔材を三次元曲面を有するような
複雑形状に成形する方法を提供しようとするものであ
る。
ジングによる箔材の複雑形状成形がもつ以上のような問
題点、（すなわち、型が多く必要であり、加熱サイクル
数が多く、コストが高くつくこと及び箔材の脆化が生じ
やすいこと）を解消させ、１つの型で１回の加熱で複数
枚（例えば５０枚）の箔材を三次元曲面を有するような
複雑形状に成形する方法を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は複数枚の箔材を
積み重ねた積層体を、ダミー型と２枚の超塑性材料によ
って形成され、かつ内部を真空引きすることができる封
止体内に封止し、該積層体を内蔵する封止体を成形加圧
用ガス導入路を有する第１の型と所望形状を有する第２
の型との間に介在させ、前記封止体内部を真空引きしつ
ゝ昇温させて所定温度に到着したときに、前記第１の型
に圧力を負荷して該第１の型の前記成形加圧用ガス通路
から導入されるガスが外部にリークしないように該第１
の型と前記封止体の表板との間をシールするようにな
し、その状態を維持したまゝ前記第１の型の成形加圧用
ガス導入路より成形加圧用ガスを導入して前記封止体が
前記第２の型の形状になじむまで同ガス圧を負荷して前
記封止体を成形した後、該成形封止体を取出し解体して
成形箔材を得ることを特徴とする箔材の成形方法であ
る。
積み重ねた積層体を、ダミー型と２枚の超塑性材料によ
って形成され、かつ内部を真空引きすることができる封
止体内に封止し、該積層体を内蔵する封止体を成形加圧
用ガス導入路を有する第１の型と所望形状を有する第２
の型との間に介在させ、前記封止体内部を真空引きしつ
ゝ昇温させて所定温度に到着したときに、前記第１の型
に圧力を負荷して該第１の型の前記成形加圧用ガス通路
から導入されるガスが外部にリークしないように該第１
の型と前記封止体の表板との間をシールするようにな
し、その状態を維持したまゝ前記第１の型の成形加圧用
ガス導入路より成形加圧用ガスを導入して前記封止体が
前記第２の型の形状になじむまで同ガス圧を負荷して前
記封止体を成形した後、該成形封止体を取出し解体して
成形箔材を得ることを特徴とする箔材の成形方法であ
る。
【０００６】
【作用】今、第１の型（上型）に設けられた成形加圧用
ガス導入路から導入されるガスによるガス圧成形による
成形途中での成形応力状態を図２によって考察する。成
形条件及び仮定は下記のとおりとする。 〇成形加圧用ガスの圧力 ： Ｐ（ゲージ圧） 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点におけ
る板厚：ｔ1 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点におけ
る応力：σ1 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点で直交
する２方向の曲率：ｒ1 ，ｒ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点におけ
る板厚：ｔ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点におけ
る応力：σ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点で直交
する２方向の曲率：ｒ1 ，ｒ2 なお、箔の積層体８の変形抵抗はサンドイッチする表板
６、裏板７のそれに比べ小さいので無視でき、箔の積層
体８はサンドイッチする表板６、裏板７と同じ形状を保
ちながら変形していく。
ガス導入路から導入されるガスによるガス圧成形による
成形途中での成形応力状態を図２によって考察する。成
形条件及び仮定は下記のとおりとする。 〇成形加圧用ガスの圧力 ： Ｐ（ゲージ圧） 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点におけ
る板厚：ｔ1 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点におけ
る応力：σ1 〇箔の積層体８をサンドイッチする表板６のＡ点で直交
する２方向の曲率：ｒ1 ，ｒ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点におけ
る板厚：ｔ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点におけ
る応力：σ2 〇箔の積層体８をサンドイッチする裏板７のＡ点で直交
する２方向の曲率：ｒ1 ，ｒ2 なお、箔の積層体８の変形抵抗はサンドイッチする表板
６、裏板７のそれに比べ小さいので無視でき、箔の積層
体８はサンドイッチする表板６、裏板７と同じ形状を保
ちながら変形していく。
【０００７】こゝで圧力Ｐ1 ，Ｐ2 を次式で表わすと、 Ｐ1 ＝σ1 ｔ1 （１／ｒ1 ＋１／ｒ2 ）・・・表板６に
発生する応力に相当する圧力 Ｐ2 ＝σ2 ｔ2 （１／ｒ1 ＋１／ｒ2 ）・・・裏板７に
発生する応力に相当する圧力 また、下式が成立する Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 従って、ΔＰ＝Ｐ−Ｐ1 ＝Ｐ2 に相当する圧力が箔の積
層体８に負荷されている。すなわち、箔の積層体８はサ
ンドイッチする表板６、裏板７にＰ2 の圧力で抑さえ込
まれた状態でサンドイッチ板と同時に第２の型（下型）
の型形状にならうまで変形していく。そのため箔の積層
体８を三次元曲面を有する複雑形状にシワを形成するこ
となく、かつ、清浄雰囲気に保ちながら成形することが
できる。
発生する応力に相当する圧力 Ｐ2 ＝σ2 ｔ2 （１／ｒ1 ＋１／ｒ2 ）・・・裏板７に
発生する応力に相当する圧力 また、下式が成立する Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 従って、ΔＰ＝Ｐ−Ｐ1 ＝Ｐ2 に相当する圧力が箔の積
層体８に負荷されている。すなわち、箔の積層体８はサ
ンドイッチする表板６、裏板７にＰ2 の圧力で抑さえ込
まれた状態でサンドイッチ板と同時に第２の型（下型）
の型形状にならうまで変形していく。そのため箔の積層
体８を三次元曲面を有する複雑形状にシワを形成するこ
となく、かつ、清浄雰囲気に保ちながら成形することが
できる。
【０００８】
【実施例】 （実施例１）本発明の一実施例を図１によって説明す
る。図１において、Ａはホットプレス装置、１はプレス
上型、２はプレス下型、３は箔の成形時に用いられる第
１の型（上型）、４は第２の型（下型）で両型ともＳＵ
Ｓ３０４の材質のものである。上型３には成形加圧用ガ
ス通路５が設けられており、下型３の形状は図示するよ
うにブレード形状のものである。６は表板、７は裏板で
あり、両板とも材質はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖで、表板６の
板厚は２ｍｍ、裏板７の板厚は１ｍｍである。８は成形
しようとする箔（箔厚：１３０μｍ、材質：Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ）の両面に離型材を塗布し
て３３枚積み重ねた積層体である。この積層体８はダミ
ー型（材質：ＳＵＳ３０４、板厚：１０ｍｍ、幅：３５
ｍｍ）９及び上記表板６、裏板７によって形成される封
止体１０の内部に封止される。この封止体１０には内部
を真空引きするための真空引孔１１が設けられる。１２
はシールであり、前記上型３と封止体１０の表板６の間
から前記成形加圧用ガス通路５から供給されるガスが漏
れないようにするためのものである。
る。図１において、Ａはホットプレス装置、１はプレス
上型、２はプレス下型、３は箔の成形時に用いられる第
１の型（上型）、４は第２の型（下型）で両型ともＳＵ
Ｓ３０４の材質のものである。上型３には成形加圧用ガ
ス通路５が設けられており、下型３の形状は図示するよ
うにブレード形状のものである。６は表板、７は裏板で
あり、両板とも材質はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖで、表板６の
板厚は２ｍｍ、裏板７の板厚は１ｍｍである。８は成形
しようとする箔（箔厚：１３０μｍ、材質：Ｔｉ−１５
Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ）の両面に離型材を塗布し
て３３枚積み重ねた積層体である。この積層体８はダミ
ー型（材質：ＳＵＳ３０４、板厚：１０ｍｍ、幅：３５
ｍｍ）９及び上記表板６、裏板７によって形成される封
止体１０の内部に封止される。この封止体１０には内部
を真空引きするための真空引孔１１が設けられる。１２
はシールであり、前記上型３と封止体１０の表板６の間
から前記成形加圧用ガス通路５から供給されるガスが漏
れないようにするためのものである。
【０００９】以下、箔の成形手順を説明する。 （１）図１に示すように、箔の積層体８をダミー型９と
共にサンドイッチ板となる表板６と裏板７で封止し、こ
の封止体１０を上型３と下型４の間に設置する。 （２）封止体１０と内部を真空引孔１１より真空引きし
つゝ昇温させ、８８０℃に到達した後、その温度に保持
して上型３に圧力負荷して５０トン加圧し、上型３と封
止体１０の表板６をシール１２を介して密着させ、次工
程で供給される成形加圧用ガスが上型３と表板６の間か
ら外部にリークしないようにする。 （３）次に成形加圧用ガスを上型３に設けられた成形加
圧用ガス通路５を通じて導入し、封止体１０の表板６の
上面からガス圧を負荷し、封止体１０が下型４の形状に
なじむまで加圧する。その加圧パターンの一例を図３に
示す。 （４）成形終了後、封止体１０を取出して解体し、箔材
を１枚ずつ剥離する。成形された箔材の１枚の形状の一
例を図４に示す。
共にサンドイッチ板となる表板６と裏板７で封止し、こ
の封止体１０を上型３と下型４の間に設置する。 （２）封止体１０と内部を真空引孔１１より真空引きし
つゝ昇温させ、８８０℃に到達した後、その温度に保持
して上型３に圧力負荷して５０トン加圧し、上型３と封
止体１０の表板６をシール１２を介して密着させ、次工
程で供給される成形加圧用ガスが上型３と表板６の間か
ら外部にリークしないようにする。 （３）次に成形加圧用ガスを上型３に設けられた成形加
圧用ガス通路５を通じて導入し、封止体１０の表板６の
上面からガス圧を負荷し、封止体１０が下型４の形状に
なじむまで加圧する。その加圧パターンの一例を図３に
示す。 （４）成形終了後、封止体１０を取出して解体し、箔材
を１枚ずつ剥離する。成形された箔材の１枚の形状の一
例を図４に示す。
【００１０】（実施例２）この実施例は実施例１におけ
る箔の積層体のみが異なるもので、箔の積層体８がＴｉ
−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ箔（以下、Ｔｉ箔と
略称）とＳｉＣ繊維ウーブンの積層物よりなるもので、
Ｔｉ箔には最外面の表面にのみ離型剤を塗布したもので
ある。この積層体８の構成を図５に示す。すなわち、図
５に示すように、Ｔｉ箔５枚を両側に積層し、その間に
ＳｉＣ繊維ウーブンとＴｉ箔を交互に２０層積層させた
ものである。こゝにおいて使用したＳｉＣ繊維ウーブン
は米国ＴＥＸＳＴＲＯＮ ＳＰＣＩＡＬ ＭＡＴＥＲＩ
ＡＬＳ社によるＳＣＳ−６（商標）でＭｏ箔にてすだれ
状に編んだものである。
る箔の積層体のみが異なるもので、箔の積層体８がＴｉ
−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ箔（以下、Ｔｉ箔と
略称）とＳｉＣ繊維ウーブンの積層物よりなるもので、
Ｔｉ箔には最外面の表面にのみ離型剤を塗布したもので
ある。この積層体８の構成を図５に示す。すなわち、図
５に示すように、Ｔｉ箔５枚を両側に積層し、その間に
ＳｉＣ繊維ウーブンとＴｉ箔を交互に２０層積層させた
ものである。こゝにおいて使用したＳｉＣ繊維ウーブン
は米国ＴＥＸＳＴＲＯＮ ＳＰＣＩＡＬ ＭＡＴＥＲＩ
ＡＬＳ社によるＳＣＳ−６（商標）でＭｏ箔にてすだれ
状に編んだものである。
【００１１】実施例１と同様に成形後、ＳｉＣ繊維とＴ
ｉからなるブレード形状の複合材料予備成形体となる。
これをＨＩＰにて９００℃、１５００ａｔｍ．２時間に
て複合化成形すると金属基複合材料のブレードとなる。
ｉからなるブレード形状の複合材料予備成形体となる。
これをＨＩＰにて９００℃、１５００ａｔｍ．２時間に
て複合化成形すると金属基複合材料のブレードとなる。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係る箔材の成形法により、箔材
を酸化等の脆化を生じることなく、１回の成形工程に
て、かつ多数枚同時に、三次元曲面を有するような複雑
形状に成形できる。
を酸化等の脆化を生じることなく、１回の成形工程に
て、かつ多数枚同時に、三次元曲面を有するような複雑
形状に成形できる。
【図１】本発明の一実施例の箔材の成形方法の一実施例
の説明図。
の説明図。
【図２】本発明の箔材の成形時の応力バランスの説明
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の箔材の成形方法における成
形加圧パターンの説明図。
形加圧パターンの説明図。
【図４】本発明の一実施例によって成形したＴｉ箔の外
観図。
観図。
【図５】本発明の他の実施例において成形する箔材にＳ
ｉＣ繊維ウーブン積層体の構成図。
ｉＣ繊維ウーブン積層体の構成図。
Claims (1)
- 【請求項１】 複数枚の箔材を積み重ねた積層体を、ダ
ミー型と２枚の超塑性材料によって形成され、かつ内部
を真空引きすることができる封止体内に封止し、該積層
体を内蔵する封止体を成形加圧用ガス導入路を有する第
１の型と所望形状を有する第２の型との間に介在させ、
前記封止体内部を真空引きしつゝ昇温させて所定温度に
到着したときに、前記第１の型に圧力を負荷して該第１
の型の前記成形加圧用ガス通路から導入されるガスが外
部にリークしないように該第１の型と前記封止体の表板
との間をシールするようになし、その状態を維持したま
ゝ前記第１の型の成形加圧用ガス導入路より成形加圧用
ガスを導入して前記封止体が前記第２の型の形状になじ
むまで同ガス圧を負荷して前記封止体を成形した後、該
成形封止体を取出し解体して成形箔材を得ることを特徴
とする箔材の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210078A JPH0760381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 箔材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210078A JPH0760381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 箔材の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760381A true JPH0760381A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16583458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210078A Withdrawn JPH0760381A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 箔材の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760381A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521137A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-08-02 | エアーバス | 薄板材コルゲーション用装置 |
| WO2021124682A1 (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 株式会社 ベアック | プレス装置及びプレス方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210078A patent/JPH0760381A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521137A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-08-02 | エアーバス | 薄板材コルゲーション用装置 |
| WO2021124682A1 (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 株式会社 ベアック | プレス装置及びプレス方法 |
| TWI734631B (zh) * | 2019-12-19 | 2021-07-21 | 日商倍科有限公司 | 衝壓裝置以及衝壓方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |