JP4530495B2 - 超塑性材料の一体成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば航空機の機体構造等のように、特に耐熱性を必要とする部位に使用されるチタン合金等の金属板材からなる３層以上の構造を持つ成形品を、超塑性成形（Super Plastic Forming ）及び必要に応じて拡散接合（Diffusion Bonding）の技術を用いて一体構造とする超塑性材料の一体成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、チタンやチタン合金の多く、或いはニッケル合金等には、超塑性を備えたものがあり、例えば適当な組成のチタン合金は３００パーセントに達する伸びを示すことが知られている。このような超塑性材料は、超塑性成形手段を用いることにより非常に複雑な形状であっても比較的容易に成形できる。
【０００３】
この超塑性の金属板材による超塑性成形及び拡散接合の技術を用いて一体に成形する成形方法を図１４乃至図１７によって具体的に説明する。
【０００４】
先ず、図１４に示すように３枚の超塑性を示す金属板材、例えばチタン合金シート素材１、２、３を用意し、シート素材１、２、３の内、図１５に示すように重ね合わせた際に、中間に位置するコアシート１の一方の面に接合不要区域４ａ及び４ｂを設定すると共に、他方の面に、接合不要区域４ａ及び４ｂと平面視において一部が重複する接合不要区域５ａを設定する。コアシート１の一方の面の接合不要区域４ａ及び４ｂと他方の面の接合不要区域５ａとの平面視において重複する部分に、予め各々ガス孔６が穿孔され、かつ接合不要区域４ａに一端が臨む成形ガス導入用溝７が形成されている。
【０００５】
一方、コアシート１を挟む２枚のフェースシート２、３のうちフェースシート２には、コアシート１に重ね合わせた際、上記成形ガス導入用溝７とフェースシート２とによって形成される成形ガス導入路の一端と連通する成形ガス供給孔８が穿設されている。
【０００６】
そして、上記コアシート１の各接合不要区域４ａ、４ｂ及び５ａに、イットリア等の接合防止剤９を塗布し、図１５に示すように、上記コアシート１の両面にフェースシート２及び３を重ね合わせて積層体１０を形成する。
【０００７】
次に、図１６に示すように、第１成形型３１及び第２成形型３２からなる成形型３０に積層体１０をセットし、第１成形型３１及び第２成形型３２の内部空間３１Ａ内と３２Ａ内を不活性ガスで置換しながら、積層体１０におけるコアシート１と各フェースシート２及び３との境界１１及び１２内を真空引きした後、積層体１０及び成形型３０の全体を加熱し、所定温度に昇温した後に成形型３０の内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に不活性ガスを所定の圧力で導入し、コアシート１と各々のフェースシート２及び３の接合区域１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４ａ、１４ｂを拡散接合させ、しかる後内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に導入した不活性ガスを排出する。
【０００８】
次に、第１成形型３１に開口する成形ガス給入孔３１ａから成形ガス供給孔８及び成形ガス導入溝７を介して、コアシート１とフェースシート２との間の接合不要区域４ａに不活性ガスを導入する。この接合防止剤９が介在する接合不要区域４ａに導入された不活性ガスによって接合不要区域４ａに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とが超塑性変形して膨れて、第１拡張室１５ａが形成される。一方、不活性ガスは、ガス孔６から接合防止剤９が介在する接合不要区域５ａに導入され、この接合不要区域５ａに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とを超塑性変形して第２拡張室１５ｂが形成される。
【０００９】
引き続き、第２拡張室１５ｂに導入された不活性ガスは、ガス孔６から接合防止剤９が介在する接合不要区域４ｂに導入され、接合不要区域４ｂに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とを超塑性変形して第３拡張室１５ｃが形成される。最後に、図１７に示すように、フェースシート２が第１成形型３１の成形面３１ｂに、フェースシート３が第２成形型３２の成形面３２ｂに、各々押接されるまで不活性ガスが供給される結果、外周形状が第１成形型３１の成形面３１ｂ及び第２成形型３２の成形面３２ｂに倣った形状の成形品が得られる。
【００１０】
このように、接合不要区域に接合防止剤を塗布した複数のチタン合金シートを積層し、かつ成形型内での不活性ガスの導入によって超塑性成形と拡散接合技術を用いて成型品を一体に成形する成形方法の先行技術としては、例えば特開平１１−１６９９７７号公報がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によると、各構成材が超塑性成形されると共に、互いに拡散結合によって一体的に結合されることから、複雑な形状であっても比較的容易に成形できて製造作業等の簡素化及び製造コストの低減が得られると共に、成形品の高強度が確保できる。
【００１２】
しかし、上記の超塑性成形においては、コアシート１が主に超塑性変形して所定の成形品が得られるが、コアシート１を挟むフェースシート２、３も超塑性材であり、コアシート１の超塑性変形時に共に変形し、特に接合不要区域４ａ、４ｂ、５ａ内に導入された圧力の影響を受けるため、例えば図１８に示すように上記拡張室１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対応するフェースシート２、３の部分が膨張を強いられる結果、フェースシート２、３の拡張室１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対応する部分内で局部的な膨張が発生し、この局部的な膨張によって成形品の表面に皺が発生することがある。
【００１３】
このフェースシート２、３に発生する局部膨張を回避するには、フェースシート２、３の板厚を厚くすればよいが、多層中空品は軽量化が求められる場合が多く、フェースシート２、３の板厚を厚くした場合は、成形後のフェースシート２、３を薄くするための加工が必要になると共に、材料の歩留りが阻害されて製造コストの増大を招くことが懸念される。
【００１４】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、３枚以上の金属板材を超塑性成形にて一体成形する際に、最外層の金属板材の各接合不要区域内での局部的な膨張を回避することによって成形品の表面における皺の発生が未然に防止できる超塑性材料の一体成形方法を提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の超塑性材料の一体成型方法の発明は、超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚の金属板材を、その接合不要区域に接合防止剤を塗布して重ね合わせ、該重ね合わせた金属板材の積層体を成形型にセットし、該型内を成形温度まで加熱して接合区域に対応する金属板材の重合部分を金属板材相互で拡散接合すると共に、各金属板材間の接合不要区域間に不活性ガスによる圧力を導入して超塑性成形する超塑性材料の一体成形方法において、上記金属板材の積層体の最外層となる金属板材の両外側に接合防止剤の塗布層を介して成形補助板を各々重ね、該成形補助板に挟まれた金属板材の積層体を成形型にセットし、該成形型の内壁と成形補助板との間に上記接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して背面に圧力が付与された上記成形補助板による最外層金属板材の規制の下で上記超塑性成形を行うことを特徴とする。
【００１６】
この請求項１の発明によると、金属板材の積層体の最外層となる金属板材の外側に成形補助板を重ねて成形型内にセットし、接合区域に対応する金属板材の部分を金属板材相互で拡散接合し、その後の超塑性成形時に成形型の内壁と成形補助板との間に、接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して成形補助板の背面に圧力を付与することによって積層体最外層の金属板材が超塑性成形する際、この金属板材の外表面は、背面に圧力を付与された成形補助板によって変形が規制されるため、金属板材の接合不要区域内での局部的な膨張が防止されて成形品表面のおける皺の発生が未然に防止される。
【００１７】
請求項２に記載の超塑性材料の一体成型方法の発明は、超塑性成形が可能な少なくとも３枚の金属板材を、その接合不要区域に接合防止剤を塗布し、かつ接合区域に対応する金属板材の部分を金属板材相互で接合して重ね合わせ、該重ね合わせた金属板材の積層体を成形型にセットし、該型内を成形温度まで加熱して各金属板材の接合不要区域間に不活性ガスによる圧力を導入して超塑性成形する超塑性材料の一体成形方法において、上記金属板材の積層体の最外層となる金属板材の両外側に接合防止剤の塗布層を介して成形補助板を各々重ね、該成形補助板に挟まれた金属板材の積層体を成形型にセットし、該成形型の内壁と成形補助板との間に上記接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して背面に圧力が付与された上記成形補助板による最外層金属板材の規制の下で超塑性成形を行うことを特徴とする。
【００１８】
この請求項２の発明によると、予め接合区域に対応する金属板材の部分を金属板材相互で接合し、金属板材の積層体の最外層となる金属板材の外側に成形補助板を重ねて成形型内にセットし、超塑性成形時に、成形型の内壁と成形補助板との間に、接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して成形補助板の背面に圧力を付与することによって、積層体最外層の金属板材が超塑性成形する際、この金属板材の外表面は、背面に圧力を付与された成形補助板にて規制されるため、金属板材の接合不要区域内での局部膨張が防止されて皺の発生が未然に回避される。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の超塑性材料の一体成型方法において、上記成形補助板の外側に接合防止剤を塗布することを特徴とする。
【００２０】
この請求項３の発明によると、成形時の形状制御に使用した成形補助板を成形型から取り外す作業が極めて容易となり、作業の効率化がもたらされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による超塑性材料の一体成型方法の実施の形態を図によって説明する。なお、説明の便宜上上記図１４乃至１８と対応する部分には同一符号が付されている。
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図１１によって説明する。
【００２５】
先ず、超塑性成形及び拡散接合が可能な金属板材、例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ等のチタン合金、超塑性アルミニウム合金或いは超塑性ステンレス鋼からなる３枚のシート素材１、２、３を用意し、このシート素材１、２、３の内、図１に示すように重ね合わせた際に、中間に位置するコアシート１の一方の面に接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを設定すると共に、他方の面に接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと平面視において一部が重複する接合不要区域５ａ、５ｂ、５ｃ（図２参照）が設定してある。コアシート１の一方の面の接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと他方の面の接合不要区域５ａ、５ｂ、５ｃとの平面視において重複する部分に予め各々ガス孔６が穿孔され、更に、このコアシート１に接合不要区域４ａに一端が臨む成形ガス導入用溝７が形成されている。
【００２６】
一方、コアシート１を挟む２枚のフェースシートのうち、フェースシート２には、コアシート１に重ね合わせた際、成形ガス導入用溝７とフェースシート２とによって形成される成形ガス導入路の一端と連通する成形ガス供給孔８が穿設されている。
【００２７】
そして、上記コアシート１の各接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び５ａ、５ｂ、５ｃにイットリア等の接合防止剤９を塗布し、図２に示すようにコアシート１の両面にフェースシート２及び３を重ね合わせて積層体１０を形成する。
【００２８】
次に、図３に示すように、積層体１０のフェースシート２及び３の各外側に、接合防止剤９の塗布層９ａを介して各々成形補助板１６を重ね、図４に示すように、第１成形型３１及び第２成形型３２からなる成形型３０内に成形補助板１６に挟まれた積層体１０をセットし、成形型３２に油圧プレス等により圧縮荷重を付加して型内をシールする。なお、積層体１０のフェースシート２上に重ねた成形補助板１６には、フェースシート２の成形ガス供給孔８に連通する孔を設けてある。
【００２９】
ここで、成形補助板１６は、超塑性成形時の成形温度においてフェースシート２、３よりも変形応力が高く、かつ数十パーセントの伸びを有する安価な材料を用いることができる。なお、適当な材料がない場合は、フェースシート２、３と同じ材料を用いることも可能である。
【００３０】
また、成形補助板１６の板厚は、成形に供する材料、成形品の高さ及び成形品の形状等を勘案して決定する。例えば、成形補助板１６とフェースシート２、３との変形応力の差が小さくなるに従い、フェースシート２、３が薄い場合、コアシート１が厚くなるに従い、フェースシート２、３とコアシート１との接合間隔が広い場合、成形品の成形高くなるに従い、成形品のコーナ部における最小曲率半径が比較的に大きくなるに従い、成形補助板１６を厚くしていくことが好ましく、更に、成形補助板１６の外側にも接合防止剤９ｂを塗布し、成形後の離型を容易にすることが好ましい。
【００３１】
この成形補助板１６に挟まれた積層体１０を成形型３０へセットした後、第１成形型３１及び第２成形型３２の内部空間３１Ａ内と３２Ａ内をアルゴンガス等の不活性ガスで置換しながら、図５に図４の一部を拡大して示すように、積層体１０におけるコアシート１と各フェースシート２及び３との境界１１及び１２内を真空引きし、しかる後、積層体１０及び成形型３０の全体を加熱し、所定温度に昇温した後に成形型３０の内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に不活性ガスを所定の圧力で導入し、コアシート１と各々のフェースシート２及び３の接合区域１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ及び１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（図２参照）を拡散接合させ、拡散接合後、内部空間３１Ａ、３２Ａ内に導入した不活性ガスを排出する。
【００３２】
しかる後、上記コアシート１とフェースシート２との間の接合不要区域４ａに不活性ガスを導入する。なお、この接合不要区域４ａ内への不活性ガスの導入は、第１成形型３１に開口する成形ガス給入孔（図示せず）から成形ガス供給孔８及び成形ガス導入溝７を介して行う。
【００３３】
この接合防止剤９が介在する接合不要区域４ａに導入された不活性ガスの圧力によって、接合不要区域４ａに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とが超塑性変形して膨れて、図６に示す第１拡張室１５ａが形成される。一方、不活性ガスは、コアシート１の表裏を連通するガス孔６から接合防止剤９が介在する接合不要区域５ａに導入されて圧力を付与し、この接合不要区域５ａに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とを超塑性変形して第２拡張室１５ｂが形成される。
【００３４】
引き続き、第２拡張室１５ｂに導入された不活性ガスは、ガス孔６から接合防止剤９が介在する接合不要区域４ｂに導入され、接合不要区域４ｂに対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とを超塑性変形して第３拡張室１５ｃが形成される。
【００３５】
更に、導入された不活性ガスは、ガス孔６を介して、接合不要区域４ｂ、５ｂ、４ｃ及び５ｃへと順次に導入され、各接合不要区域に対応する部分のコアシート１とフェースシート２及び３とを同様に超塑性変形させて、図６に示すように、第４拡張室１５ｄ、第５拡張室１５ｅ、第６拡張室１５ｆ、第７拡張室１５ｇが順次に形成される。
【００３６】
この超塑性変形工程において、成形型３０の内壁と成形補助板１６との間、即ち内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に、上記各接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃに導入する圧力より低い圧力を導入して、成形補助板１６の背面に適当な圧力を付与し、各拡張室１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが超塑性成形にて形成される際のフェースシート２及び３の各接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃに対応する部分内での局部的な膨張を成形補助板１６の介在により防止する。この背面に適当な圧力が付与された成形補助板１６が介在しない場合は、例えば図７に示すように、各接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃに対応するフェースシート２及び３の部分内で局部的な膨張が発生し、その局部的な膨張が製品の外表面に皺となって現出することになる。
【００３７】
換言すると、超塑性変形時には、図８に示すように、フェースシート２の内側に成形圧Ｐ1 が作用するが、フェースシート２の外側に変形応力の大きな成形補助板１６を隙間なく配置した場合、成形圧Ｐ1 によってフェースシート２及び成形補助板１６が変形し、この変形に伴って発生する張力の上下方向成分Ｐ2 と成形圧Ｐ1 とが釣り合うことになる。ここで、成形補助板１６に大きな変形応力が発生すれば、成形補助板１６の小さな変形にて上記成形圧Ｐ1 を支えることが可能になる。従って、フェースシート２の変形は、この成形補助板１６の変形速度に支配され、成形補助板１６が大きく伸びることがないため、フェースシート２の局部膨張が抑制されるのである。
【００３８】
このことから、フェースシート２の外側に成形補助板１６を隙間なく配置する必要があり、例えば図９に示すように、フェースシート２と成形補助板１６との間に隙間ｔがあると、上記した成形補助板１６の効果を享受することが難しくなる。そこで、図１０に示すように、成形補助板１６の背面から所定の圧力Ｐ3 を付与することが肝要であり、この圧力Ｐ3 に相当する分だけ成形圧Ｐ1 を従前の成形圧より高くすることが好ましい。
【００３９】
このように積層体最外層のフェースシート２及び３が超塑性成形する際、該当するフェースシート２及び３の外表面は、背面に圧力Ｐ３が付与された成形補助板１６にて規制されるため、フェースシート２及び３の各接合不要区域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃに対応する部分内での局部的な膨張が防止されて、成形品表面での皺の発生が未然に回避される。
【００４０】
ここで、内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に導入する圧力と、各接合不要区域間に導入する圧力との差は、コアシート１並びにフェースシート２及び３が超塑性変形する際に、フェースシート２及び３の外表面に適当な応力が作用するように設定する。具体的には、当該超塑性成形の数値計算シミュレーションにより定めることができる。
【００４１】
以上の工程に従って得られる成形品は成形型３０から取り出され、トリム処理工程等で形状が整えられて製品となる。
【００４２】
なお、図１及び図２に示した要領にて、コアシート１、フェースシート２及び３として、板厚０．６３ｍｍのＴｉ−６Ａｌ−４Ｖのチタン合金材を、また接合防止剤にはイットリアを各々用いて、コアシート１、フェースシート２及び３を重ねて積層体１０を形成した。次いで、成形補助板１６に板厚０．５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１）材を用いて、図３に示した要領にて、成形補助板１６を積層体１０の外側にイットリアの塗布層を介して重ねてから、図４に示したように、成形型３０にセットし、型および成形補助板１６に挟まれた積層体１０を９００℃に加熱すると共に、成形型の内部空間にアルゴンガスを導入し、３．０ＭＰａの圧力を２時間加えて拡散接合を行った。その後、成形型内のアルゴンガスを排気してから、積層体の接合不要区域内にアルゴンガスによる成形圧を付与すると共に、成形補助板の背面に成形圧より低い圧力（背面圧）を付与して、超組成成形を行った。このときの成形圧及び背面圧の制御例を、図１１に示す。
【００４３】
このような各圧力の制御の下に、超塑性成形を行ったところ、フェースシートの接合不要区域に対応する部分での局部膨張が回避された結果、成形品の表面に皺の発生はみられなかった。
【００４４】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施形態を図１２及び図１３によって説明する。
【００４５】
この第２実施の形態は、上記図１及び図２に示した、コアシート１とフェースシート２及び３とから積層体１０を形成する工程を、図１２及び図１３に示すように変更して行うものである。即ち、図１２に示すようにコアシート１の一方の面１ａにフェースシート２を重ね合わせ、かつ真空雰囲気中で接合区域１３ａ乃至１３ｅ（図１２には接合区域１３ａを示す）の各々を囲むように電子ビーム溶接手段により形成される電子ビーム溶接部２０によって互いに溶着すると共に、図１３に示すようにフェースシート２を溶着したコアシート１の他方の面１ｂにフェースシート３を重ね合わせ、接合区域１４ａ乃至１４ｄ（図１３には接合区域１４ａ及び１４ｂを示す）の各々の周囲を各々電子ビーム溶接部２０によって互いに溶着する。これら接合区域１３ａ乃至１３ｅ及び１４ａ乃至１４ｄは周囲が囲まれているので真空状態に保持される。
【００４６】
このように得られた積層体１０は、次の積層体セット工程において、第１実施形態と同様に、成形型３０にセットした後、第１実施形態と同様の超塑性成形に供される。
【００４７】
この第２実施の形態によると、第１実施形態に加え、接合区域の周囲を電子ビーム溶接手段により互いに溶着することで、接合区域が真空状態を保ち、超塑性成形と拡散接合を同時進行させることで成形時間が短縮され、接合不要区域が拡散接合することがないので接合防止剤の塗布が省略でき、工数の削減と相侯って製造コストの低減が得られる。また、事前に電子ビーム溶接手段等により接合区域を接合することにより、拡散接合が不可能の素材についても超塑性成形を容易に行うことができる。
【００４８】
また、接合区域の接合面にインサート材、例えばＣｕ−Ｎｉメッキを施した拡散接合、即ち液相拡散接合（Liquid Interface Diffusion Bonding）においても同様の方法で実施することが可能であり、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく本発明に要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４９】
更に、コアシート１６とフェースシート２、３との間に成形ガスを供給するガス通路として、上記実施の形態では一方がフェースシート２を厚さ方向に貫通して成形ガス供給孔８を設けたが、成形ガス導入溝７をコアシート１６の端まで延長し、この溝中に超塑性を有しないステンレス管を嵌め込み回りをシールしたフェースシート２を重ねるのがよい。フェースシートやコアシートに直接設けた通路は、治具の圧力と高温で孔通路が狭められて抵抗が増大し、成形ガスの供給時間が長くなるが、ステンレス管をはめ込むことにより通路の狭まりが抑えられ成形ガスの供給が阻害されなくなる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した本発明の超塑性材料の一体成形方法によると、金属板材の積層体の最外層となる金属板材の外側に成形補助板を重ねて成形型内にセットし、超塑性成形時に、成形型の内壁と成形補助板との間に、接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入することによって、積層体最外層の金属板材が超塑性成形する際、この金属板材の外表面は背面に圧力を付与された成形補助板にて規制されるため、金属板材の接合不要区域内での局部膨張が防止されて、成形品表面に発生する皺等を未然に回避することが可能になり、高品質の超塑性成形品が得られると共に、材料の歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超塑性金属の一体成形方法の第１実の施形態を説明する斜視図である。
【図２】同じく、要部断面説明図である。
【図３】同じく、要部断面説明図である。
【図４】同じく、要部断面説明図である。
【図５】同じく、要部断面説明図である。
【図６】同じく、要部断面説明図である。
【図７】同じく、要部断面説明図である。
【図８】超塑性成形時の圧力分布の説明図である。
【図９】超塑性成形時の圧力分布の説明図である。
【図１０】超塑性成形時の圧力分布の説明図である。
【図１１】超塑性成形時の圧力制御例を示す図である。
【図１２】本発明による超塑性金属の一体成形方法の第２実施の形態を説明する斜視図である。
【図１３】同じく、要部を説明する斜視図である。
【図１４】従来の超塑性金属の一体成形方法を説明する斜視図である。
【図１５】同じく、要部断面説明図である。
【図１６】同じく、要部断面説明図である。
【図１７】同じく、要部断面説明図である。
【図１８】超塑性成形の成形不良を説明する図である。
【符号の説明】
１ コアシート
２、３ フェースシート
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 接合不要区域
５ａ、５ｂ、５ｃ 接合不要区域
６ ガス孔
７ 成形ガス導入用溝
８ 成形ガス供給孔
９ 接合防止剤
１０ 積層体
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ 拡張室
１６ 成形補助板
２０ 溶接部
３０ 成形型
３１ 第１成形型
３２ 第２成形型

Claims (3)

1. 超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚の金属板材を、その接合不要区域に接合防止剤を塗布して重ね合わせ、該重ね合わせた金属板材の積層体を成形型にセットし、該型内を成形温度まで加熱して接合区域に対応する金属板材の重合部分を金属板材相互で拡散接合すると共に、各金属板材間の接合不要区域間に不活性ガスによる圧力を導入して超塑性成形する超塑性材料の一体成形方法において、
   上記金属板材の積層体の最外層となる金属板材の両外側に接合防止剤の塗布層を介して成形補助板を各々重ね、該成形補助板に挟まれた金属板材の積層体を成形型にセットし、該成形型の内壁と成形補助板との間に上記接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して背面に圧力が付与された上記成形補助板による最外層金属板材の規制の下で上記超塑性成形を行うことを特徴とする超塑性材料の一体成形方法。
2. 超塑性成形が可能な少なくとも３枚の金属板材を、その接合不要区域に接合防止剤を塗布し、かつ接合区域に対応する金属板材の部分を金属板材相互で接合して重ね合わせ、該重ね合わせた金属板材の積層体を成形型にセットし、該型内を成形温度まで加熱して各金属板材の接合不要区域間に不活性ガスによる圧力を導入して超塑性成形する超塑性材料の一体成形方法において、
   上記金属板材の積層体の最外層となる金属板材の両外側に接合防止剤の塗布層を介して成形補助板を各々重ね、該成形補助板に挟まれた金属板材の積層体を成形型にセットし、該成形型の内壁と成形補助板との間に上記接合不要区域間に導入する圧力より低い圧力を導入して背面に圧力が付与された上記成形補助板による最外層金属板材の規制の下で超塑性成形を行うことを特徴とする超塑性材料の一体成形方法。
3. 上記成形補助板の外側に接合防止剤を塗布することを特徴とする請求項１または２に記載の超塑性材料の一体成形方法。

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