JPS5884631A - 超塑性鍛造方法 - Google Patents
超塑性鍛造方法Info
- Publication number
- JPS5884631A JPS5884631A JP18273681A JP18273681A JPS5884631A JP S5884631 A JPS5884631 A JP S5884631A JP 18273681 A JP18273681 A JP 18273681A JP 18273681 A JP18273681 A JP 18273681A JP S5884631 A JPS5884631 A JP S5884631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- forging
- press
- strain rate
- speed
- computer
- 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.)
- Granted
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
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】
本発明は、超塑性鍛造方法、詳しくは小さい荷重で複雑
な形状の、かつ製品断面内の品質がより均質な成形品を
成形するに好適な超塑性鍛造方法に関するものである。
な形状の、かつ製品断面内の品質がより均質な成形品を
成形するに好適な超塑性鍛造方法に関するものである。
粉末焼結体に対し高強度、高靭性を与え、各種高力機械
部品を得るための鍛造を打なうことは従来より周知であ
り、広く行なわれている。
部品を得るための鍛造を打なうことは従来より周知であ
り、広く行なわれている。
殊に近時、従来以上に高性能のものが必要となると同時
に苛酷な環境下で性能を低下させず、かつ高寿命なもの
が要求されるに至り、材料加工技術の必要性が強く求め
られている。なかでも、例えば超合金１Ｎ１００＋Ｔｉ
合金などの如き超塑性を示す材料は所定の温度、歪速度
で最大の延性を示し、復雑な形状に成形することが可能
になり、成形荷重も少なくて済むことから注目され、種
々の鍛造製品への応用が期待されている。
に苛酷な環境下で性能を低下させず、かつ高寿命なもの
が要求されるに至り、材料加工技術の必要性が強く求め
られている。なかでも、例えば超合金１Ｎ１００＋Ｔｉ
合金などの如き超塑性を示す材料は所定の温度、歪速度
で最大の延性を示し、復雑な形状に成形することが可能
になり、成形荷重も少なくて済むことから注目され、種
々の鍛造製品への応用が期待されている。
しかしながら、これらの各材料は、前述の如く超塑性を
示し、成形容易である反面、鍛造製品の形状が決められ
た時、素材から所定の形状に成形する過程において各鍛
造過程で、歪速度が異なるので、たえず成形容易な超塑
性状態で成形するには充分、途中の形状に対応する歪速
度に合わせてプレス速度を調整することが必要である。
示し、成形容易である反面、鍛造製品の形状が決められ
た時、素材から所定の形状に成形する過程において各鍛
造過程で、歪速度が異なるので、たえず成形容易な超塑
性状態で成形するには充分、途中の形状に対応する歪速
度に合わせてプレス速度を調整することが必要である。
ところが、このようなプレス速度の′ｄＲ整は、従来の
鍛造においては、殆んど歪速度が影響を与えるものがな
かったことから実質的に必要としなかったため殆んど考
察されていない。
鍛造においては、殆んど歪速度が影響を与えるものがな
かったことから実質的に必要としなかったため殆んど考
察されていない。
そこで本発明者ら（は、超塑性鍛造を進めるにあたり、
その現象について種々の検討を試みた。その結果、材料
の超塑性現象はσ＝にε （但し、ｉは歪速度＋ ｋ＋
ｍｉは定数でｍ〉１）で変形抵抗を表示した場合のｍ
の値が３より大きいときに生じ、ｍの値が大きい程、大
きな塑性を示し、例えば代表的な超合金工Ｎ１００の粉
末焼結材について９００〜１１００℃近傍で前記ｍを調
査した結果歪速度ｉ ＝ ｌ Ｏ−”−１０−３で最大
のｍ値をもつことが判明した。
その現象について種々の検討を試みた。その結果、材料
の超塑性現象はσ＝にε （但し、ｉは歪速度＋ ｋ＋
ｍｉは定数でｍ〉１）で変形抵抗を表示した場合のｍ
の値が３より大きいときに生じ、ｍの値が大きい程、大
きな塑性を示し、例えば代表的な超合金工Ｎ１００の粉
末焼結材について９００〜１１００℃近傍で前記ｍを調
査した結果歪速度ｉ ＝ ｌ Ｏ−”−１０−３で最大
のｍ値をもつことが判明した。
一方、鍛造する場合の歪速度の分布は部品形状によって
異なり、例えば円柱状の素材を圧縮する場合の代表的な
歪速度はε−Ｔ（但し■：圧下速度、Ｈ；刻々の素材高
さ）であシ、歪速度（２）を一定にするには素材高さく
Ｈ）に合わせてプレス圧下速度（Ｖ）を変化させなけれ
ばならない。
異なり、例えば円柱状の素材を圧縮する場合の代表的な
歪速度はε−Ｔ（但し■：圧下速度、Ｈ；刻々の素材高
さ）であシ、歪速度（２）を一定にするには素材高さく
Ｈ）に合わせてプレス圧下速度（Ｖ）を変化させなけれ
ばならない。
このことは、ボス付のディスクや、円盤の周囲に突起の
ある歯車形状のものも同様で、成形過程で成形品に生じ
る歪速度に対応してプレスの圧下速度を変化させなけれ
ば超塑性状態で鍛造することができず、複雑な形状の均
質製品を成形することは本質的に困難である。
ある歯車形状のものも同様で、成形過程で成形品に生じ
る歪速度に対応してプレスの圧下速度を変化させなけれ
ば超塑性状態で鍛造することができず、複雑な形状の均
質製品を成形することは本質的に困難である。
かぐして、本発明はＬ記の如き事実に着目し、前記超塑
性を示す材料の鍛造に際し、所定の湿度。
性を示す材料の鍛造に際し、所定の湿度。
歪速度で最大の延性を示す超塑性状態で常時、成形可能
である如く、電算機を利用しプレスの圧下速度の調整を
図りつつ鍛造する方法を提供することを目的とするもの
である。
である如く、電算機を利用しプレスの圧下速度の調整を
図りつつ鍛造する方法を提供することを目的とするもの
である。
即ち、本発明の特徴とするところ（は、素材から最終形
状まで鍛造する場合の成形過程（（おける歪速度を鍛造
に先立ち解析により求め型の変位量の関数として表示し
、超塑性が生ずる歪速度になるようにプレス圧下速度を
算出してこれを電算機に入力し、鍛造に際し、刻々に変
化する型間距離を測定し、現在の＆ｔＩＭ過程を知ると
共に、該各鍛造 １過程におけるプレスの圧下速度
を前記電算機の指示に従って調整しながら鍛造すること
にある。
状まで鍛造する場合の成形過程（（おける歪速度を鍛造
に先立ち解析により求め型の変位量の関数として表示し
、超塑性が生ずる歪速度になるようにプレス圧下速度を
算出してこれを電算機に入力し、鍛造に際し、刻々に変
化する型間距離を測定し、現在の＆ｔＩＭ過程を知ると
共に、該各鍛造 １過程におけるプレスの圧下速度
を前記電算機の指示に従って調整しながら鍛造すること
にある。
これを以下、更に順次、詳述する。
先ず、本発明は素材から所定最終形状に鍛造する方法で
あるが、その第１として素材（ブランク）である粉末焼
結材の形状ならびに成形しようとする型の形状を知るこ
とが肝要である。
あるが、その第１として素材（ブランク）である粉末焼
結材の形状ならびに成形しようとする型の形状を知るこ
とが肝要である。
ここで粉末焼結材は、既知の焼結成形手段によって成形
され、その形状は必らずしも一定したものではない。し
かし、超塑性を示す材料でなければならない。かかる材
料の代表的なものとしては、超塑性鍛造の性格上、所定
の温度、好ましくは該金属材料の再結晶温度より−５０
〜−１５０℃の温度下において所定の歪速度で最大の延
性、即ち超塑性状態を示す、例えば、超合金ｌＮ１００
やＴ１合金などである。殊に超合金１Ｎ １００の粉末
焼結材は９００〜１１ｏｏ℃（再結晶温度１１５０℃）
の近辺で前記ｍの値を調査した結果、歪速度１０〜１０
、好ましくはｌＯ〜１０ で最大値をもつことは前
述した通りであり、大きな塑性を示している。
され、その形状は必らずしも一定したものではない。し
かし、超塑性を示す材料でなければならない。かかる材
料の代表的なものとしては、超塑性鍛造の性格上、所定
の温度、好ましくは該金属材料の再結晶温度より−５０
〜−１５０℃の温度下において所定の歪速度で最大の延
性、即ち超塑性状態を示す、例えば、超合金ｌＮ１００
やＴ１合金などである。殊に超合金１Ｎ １００の粉末
焼結材は９００〜１１ｏｏ℃（再結晶温度１１５０℃）
の近辺で前記ｍの値を調査した結果、歪速度１０〜１０
、好ましくはｌＯ〜１０ で最大値をもつことは前
述した通りであり、大きな塑性を示している。
そして、前記素材は所要の分離型内に収納されプレスに
よる鍛造を受けるが、これに先立ち、予め鍛造温度、上
下型間の距離を確かめ、これらにもとづいて前記素材か
ら最終形状に至るまでの鍛造の各工程における素材各部
の歪速度の最大値を解析により求め型の変位量の関数と
して表示する。
よる鍛造を受けるが、これに先立ち、予め鍛造温度、上
下型間の距離を確かめ、これらにもとづいて前記素材か
ら最終形状に至るまでの鍛造の各工程における素材各部
の歪速度の最大値を解析により求め型の変位量の関数と
して表示する。
この解析は通常、別途計算式にもとづいて行なわれるも
のであり、これから超塑性が生じる歪速度になるように
プレスの圧ド速度を算出しこれを電算機に人力して記憶
させる。
のであり、これから超塑性が生じる歪速度になるように
プレスの圧ド速度を算出しこれを電算機に人力して記憶
させる。
なお、一般に歪速度値は延びと歪速度を縦軸。
横軸にとって表わしたとき、延びは上向きの抛物線を画
きその最大点をとれば最大の歪速度値を知ることができ
るものである。
きその最大点をとれば最大の歪速度値を知ることができ
るものである。
このようにして予め電算機に入力すると、次に鍛造工程
に入るが、前述の如く鍛造の各段階によって、又、型内
素材の各部分によって歪速度が異なるので、これをその
ままとし、同一速度でプレスの圧下を続ければ簡単な形
状ならとも角、複雑な形状の場合には十分な成形が出来
なくなり断面内の品質が均質な成形品を得るに至らない
ことは、 ■ 当然である。そこで前記一般的なε＝Ｔの式からも歪速
度を一定にするには時々刻々変化する素材高さ、換言す
れば型間距離（Ｈ）に従ってプレス圧下速度（Ｖ）を変
化させなければならないことから、かくして時々刻々変
化する上下の型間の距離を測定することによって鍛造工
程の現段階を知ると共に、これによって予め求めておい
た鍛造工程の各段階における歪速度の最大値を利用した
プレスの圧下速度の許容最大値を電算機で指示コントロ
ールすることによって、その指示値に従いプレスの油田
系の調整パルプを調整し、プレス圧下速度をコントロー
ルしながら各段階、各過程に応じた最適の歪速度で超塑
性鍛造を行なう。
に入るが、前述の如く鍛造の各段階によって、又、型内
素材の各部分によって歪速度が異なるので、これをその
ままとし、同一速度でプレスの圧下を続ければ簡単な形
状ならとも角、複雑な形状の場合には十分な成形が出来
なくなり断面内の品質が均質な成形品を得るに至らない
ことは、 ■ 当然である。そこで前記一般的なε＝Ｔの式からも歪速
度を一定にするには時々刻々変化する素材高さ、換言す
れば型間距離（Ｈ）に従ってプレス圧下速度（Ｖ）を変
化させなければならないことから、かくして時々刻々変
化する上下の型間の距離を測定することによって鍛造工
程の現段階を知ると共に、これによって予め求めておい
た鍛造工程の各段階における歪速度の最大値を利用した
プレスの圧下速度の許容最大値を電算機で指示コントロ
ールすることによって、その指示値に従いプレスの油田
系の調整パルプを調整し、プレス圧下速度をコントロー
ルしながら各段階、各過程に応じた最適の歪速度で超塑
性鍛造を行なう。
添付図面は前記鍛冶時における素材の型内での塑性変形
態様を示しており、上下の型（１） （２）内に収納さ
れた素材（３）は光切、（Ｈｏ）の距離をもって離隔し
ているが、鍛造の進行と共に次第に型間距離を減じ（Ｈ
２）を経て（Ｈ３）に至り殆んど成形の終りに至る。前
記ブレス圧下速度の調整は、云うまでもなく、この型間
距４ （Ｈ）の変化割合の調整であり、これによって工
業上型内の素材の塑性流動には実質同一歪速度が確保さ
れ、各部最適の超塑性条件をもって鍛冶が進行する。
態様を示しており、上下の型（１） （２）内に収納さ
れた素材（３）は光切、（Ｈｏ）の距離をもって離隔し
ているが、鍛造の進行と共に次第に型間距離を減じ（Ｈ
２）を経て（Ｈ３）に至り殆んど成形の終りに至る。前
記ブレス圧下速度の調整は、云うまでもなく、この型間
距４ （Ｈ）の変化割合の調整であり、これによって工
業上型内の素材の塑性流動には実質同一歪速度が確保さ
れ、各部最適の超塑性条件をもって鍛冶が進行する。
かくして断面各部において略均質な鍛造のなされた鍛造
製品を提供することができる。
製品を提供することができる。
以上の如く、本発明方法によれば電算機の指示により調
整しながら鍛造を行なうもので、所定の形状に応じてそ
の最適の歪速度で鍛造することができ、従って超塑性現
象を利用し、小さい荷重で複雑な形状のものを成形する
超塑性敵情の効用を最大限に確保すると共に電算機利用
による調整によって現下に要求される高強力超合金の成
形加工を容易かつ適確ならしめ、今後にその工業化推進
が期待される方法である。
整しながら鍛造を行なうもので、所定の形状に応じてそ
の最適の歪速度で鍛造することができ、従って超塑性現
象を利用し、小さい荷重で複雑な形状のものを成形する
超塑性敵情の効用を最大限に確保すると共に電算機利用
による調整によって現下に要求される高強力超合金の成
形加工を容易かつ適確ならしめ、今後にその工業化推進
が期待される方法である。
図は鍛造時における型内の塑性変形態様を示す段階図で
ある。
ある。
Claims (1)
- １、 超塑性を示す金属材料からなる素材を分割型内に
保持し、プレスにより鍛造するにあたり、予め素材から
最終形状に至る各鍛造過程における最大の歪速度を両型
間の距離の関数として求め、超塑性現象が生ずる歪速度
になるようにプレスの圧下速度を算出してこれを電算機
に入力し、鍛造時、各鍛造過程における両型間の距離を
測定することによって、その時点における鍛造過程を知
ると共に、該鍛造過程において素材の延性が最大になる
歪速度で鍛造するようにプレス圧下速度を電算機の指示
に従って調整しながら鍛造することを特徴とする超塑性
鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18273681A JPS5884631A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 超塑性鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18273681A JPS5884631A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 超塑性鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884631A true JPS5884631A (ja) | 1983-05-20 |
| JPH0422654B2 JPH0422654B2 (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=16123534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18273681A Granted JPS5884631A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 超塑性鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5884631A (ja) |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP18273681A patent/JPS5884631A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422654B2 (ja) | 1992-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3635068A (en) | Hot forming of titanium and titanium alloys | |
| CN100500881C (zh) | Gh4169合金近等温锻造用细晶环坯的制坯方法 | |
| Bochniak et al. | KOBO Type Forming: forging of metals under complex conditions of the process | |
| US5630466A (en) | Process for shaping metal materials in a semi-solid state | |
| DE60304920T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumlegierungsprodukten | |
| CN104846341B (zh) | 难熔金属旋转靶材等温挤压生产方法 | |
| Sepahi-Boroujeni et al. | Expansion equal channel angular extrusion, as a novel severe plastic deformation technique | |
| Śliwa et al. | Metal forming of lightweight magnesium alloys for aviation applications | |
| CN107217221A (zh) | 一种高均匀Ti‑15Mo钛合金棒坯的制备方法 | |
| CN1253269C (zh) | 镁合金汽车轮毂铸挤复合成形方法 | |
| CH639300A5 (de) | Formgebungsverfahren fuer ein aus einer metallegierung herzustellendes erzeugnis. | |
| Jiang et al. | Numerical and experimental study on the rheo-extrusion process of 2A50 aluminium alloy miniature gear | |
| Siegert et al. | Recent developments on high precision forging of aluminum and steel | |
| Cao et al. | Microstructural evolution and deformation behavior of copper alloy during rheoforging process | |
| CN106734838A (zh) | Tc17钛合金空心轴颈锻件近等温锻造成形方法 | |
| US4375375A (en) | Constant energy rate forming | |
| JPS5884631A (ja) | 超塑性鍛造方法 | |
| Kim et al. | Superplastic gas pressure forming of Zr65Al10Ni10Cu15 metallic glass sheets fabricated by squeeze mold casting | |
| KR101261643B1 (ko) | 내화 금속 포트 | |
| JP3929033B2 (ja) | マグネシウム合金部品とその製造方法 | |
| Li et al. | Effect of inner cone punch on metal flow in extrusion process | |
| JPS60500501A (ja) | 金属及び合金の性質を制御するための方法 | |
| Hwang et al. | Finite element simulation and experiment for extrusion of semi-solid Al 2024 | |
| JPS62208527A (ja) | マグネトロン用エンドハツトの製法 | |
| CN111283127A (zh) | 合金铸锭的锻造方法 |