JPH0454527B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454527B2 JPH0454527B2 JP59235786A JP23578684A JPH0454527B2 JP H0454527 B2 JPH0454527 B2 JP H0454527B2 JP 59235786 A JP59235786 A JP 59235786A JP 23578684 A JP23578684 A JP 23578684A JP H0454527 B2 JPH0454527 B2 JP H0454527B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- pipe
- section
- circular cross
- circular shape
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/053—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure characterised by the material of the blanks
- B21D26/055—Blanks having super-plastic properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
航空機の構造材として、軽量で高強度のチタン
合金、特に、Ti−6Al−4VやTi−6Al−6V−2Sn
で代表されるα＋β型チタン合金が多用されてい
る。また、航空機内の空間を有効に利用するた
め、前記チタン合金の通常の円形断面の棒材や管
材に加えて、断面が正方形、矩形、菱形等である
非円形断面の管材の使用用が漸増している。 本発明はこのようなα＋βチタン合金の非円形
断面管の製造方法に係るものである。 〔従来の技術〕 金属を素材とする非円形断面の管材の製造は、
加工性のよい素材については冷間引抜で、加工性
のあまりよくない素材については熱間押出で所所
の断面形の管材に成形することによつてなされる
のが一般である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、α＋β型チタン合金は、通常、
加工性が悪く、冷間引抜による加工はできず、熱
間押出による加工では肉厚の均一な薄肉の製品を
得るのが困難である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者はα＋β型チタン合金における超塑性
現象を利用して、比較的容易に該合金の肉厚の均
一な非円形断面管の製造方法を提案するものであ
る。 即ち、本発明は、α＋β型チタン合金を素材と
する円形断面の素管の両端に端板を封着し、該端
板の一方に内送管を気密に挿着してなる素管組立
体を、所定の非円形断面の中空部をもつ非円型に
挿入し、素管組立体を非円型と共に真空炉内の加
熱装置で800〜900℃に加熱すると同時に、内送管
を通して高圧の第零族元素の不活性ガスを素管内
に導入して素管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度
で変形させることを特徴とするα＋β型チタン合
金の非円形断面管製造方法および上記素管組立体
を所定の非円形断面の中空部をもつ非円型に挿入
し、かつ該非円型の両端に端板を設け、素管組立
体の端部以外の部分を非円型内に密封すると共
に、非円型の一方の端板に外送管を気密に挿着
し、該外送管を通して低圧の第零族元素の不活性
ガスを素管組立体外と非円型内との間に導入し、
加熱装置で800〜900℃に加熱すると同時に、内送
管を通して高圧の第零族元素の不活性ガスを導入
して素管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度で変形
させることを特徴とするα＋β型チタン合金の非
円形断面管製造方法である。 以下、本発明を詳細に説明する。 Ti−6Al−4VやTi−6Al−6V−2Snなどのα＋
β型チタン合金は特定の温度および歪速度で規定
される範囲内において著しく最大伸びが増大し、
加工容易となるいわゆる超塑性現象を示すことが
知られている。 本発明において超塑性域とは、最大伸び300％
以上が得られる温度と歪速度によつて規定される
領域とする。 一例として、Ti−6Al−4Vチタン合金につい
ての超塑性域を説明する。第６図は前記チタン合
金を変形させる時の歪速度と最大伸びと温度の関
係図で、横軸は歪速度（Sec-1）、縦軸は最大伸び
（％）、カーブに添記した数字は温度（℃）を示
す。同図において、800℃ないし900℃の温度と
10-2Sec.-1ないし10-5Sec.-1の歪速度とで規定さ
れる領域は300％の最大伸びが得られる領域であ
るので、前記領域はTi−6Al−4Vについての本
発明における超塑性域である。 本発明の第１の方法は下記の手順によつて行わ
れる。 第１図に示すように、素管１を端板２，３で封
着し、端板３に内送管４を気密に挿着して素管組
立体５を製作する。次に、第２図に示すように該
素管組立体５を、非円型６に挿入し、素管組立体
５と非円型６と共に真空炉７内の加熱装置８で加
熱すると同時に、内送管４を通して高圧の不活性
ガスを素管組立体５の素管１内に導入して素管１
を変形させ、前記加熱する温度と変形の歪速度と
は素管１の材質に固有の前記超塑域内に素管１を
保持する値とする。ここに、不活性ガスとはアル
ゴン等の第零族元素の気体をいう。また、該不活
性ガスの圧力は、一般に知られる次式(i)(ii)によつ
て導かれる式(iii)により、所定の歪速度に対して決
定される値に設定される。 Ｐ＝（r2 2.r1 2）σ／r2 2（１＋r1 2／r2 2） ……(i) σ＝Ｋ・ε〓m ……(ii) Ｐ＝（r2 2−r1 2／r2 2（１＋r1 2／r2 2）Ｋ・ε〓m……
(iii) 但し、 Ｐ：圧力 σ：応力 r1：内径 r2：外径 ε〓：歪速度 Ｋ：定数 ｍ：定数 ここに、Ｋ、ｍは個々の材質および温度によつ
てきまる数値であつて、実験によりあらかじめ求
めておく。 本発明の第２の方法は下記の手順によつて行
う。第１図の素管組立体５を、非円型６に挿入し
た後に、非円型６の両端に端板９，１０を設け
て、素管組立体５の端部以外の部分を非円型６に
密封すると共に、端板１０に外送管１１を近密に
挿着した後、外送管１１を通して低圧の不活性ガ
スを素管組立体５外と非円型６内の間に導入し、
素管１の外面の酸化を防止しつつ、加熱装置８内
で加熱すると同時に、内送管４を通して高圧の不
活性ガスを素管組立体５の素管１内に導入して素
管１を変形させ、該変形させる時の温度、歪速
度、不活性ガス、素管１内に導入される高圧の不
活性ガスの圧力の選定は本発明の第一の方法と同
様とする。素管組立体５外と非円型６内の間に導
入される低圧の不活性ガスの圧力は、素管１の外
面の酸化が防止されるに必要である不活性ガス送
給量が得られる値とする。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表の素管を、第２表の条件で、第４図の断
面形状の非円型を用いて、本発明の第１の方法に
より第３表の矩形断面の管を得た。
合金、特に、Ti−6Al−4VやTi−6Al−6V−2Sn
で代表されるα＋β型チタン合金が多用されてい
る。また、航空機内の空間を有効に利用するた
め、前記チタン合金の通常の円形断面の棒材や管
材に加えて、断面が正方形、矩形、菱形等である
非円形断面の管材の使用用が漸増している。 本発明はこのようなα＋βチタン合金の非円形
断面管の製造方法に係るものである。 〔従来の技術〕 金属を素材とする非円形断面の管材の製造は、
加工性のよい素材については冷間引抜で、加工性
のあまりよくない素材については熱間押出で所所
の断面形の管材に成形することによつてなされる
のが一般である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、α＋β型チタン合金は、通常、
加工性が悪く、冷間引抜による加工はできず、熱
間押出による加工では肉厚の均一な薄肉の製品を
得るのが困難である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者はα＋β型チタン合金における超塑性
現象を利用して、比較的容易に該合金の肉厚の均
一な非円形断面管の製造方法を提案するものであ
る。 即ち、本発明は、α＋β型チタン合金を素材と
する円形断面の素管の両端に端板を封着し、該端
板の一方に内送管を気密に挿着してなる素管組立
体を、所定の非円形断面の中空部をもつ非円型に
挿入し、素管組立体を非円型と共に真空炉内の加
熱装置で800〜900℃に加熱すると同時に、内送管
を通して高圧の第零族元素の不活性ガスを素管内
に導入して素管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度
で変形させることを特徴とするα＋β型チタン合
金の非円形断面管製造方法および上記素管組立体
を所定の非円形断面の中空部をもつ非円型に挿入
し、かつ該非円型の両端に端板を設け、素管組立
体の端部以外の部分を非円型内に密封すると共
に、非円型の一方の端板に外送管を気密に挿着
し、該外送管を通して低圧の第零族元素の不活性
ガスを素管組立体外と非円型内との間に導入し、
加熱装置で800〜900℃に加熱すると同時に、内送
管を通して高圧の第零族元素の不活性ガスを導入
して素管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度で変形
させることを特徴とするα＋β型チタン合金の非
円形断面管製造方法である。 以下、本発明を詳細に説明する。 Ti−6Al−4VやTi−6Al−6V−2Snなどのα＋
β型チタン合金は特定の温度および歪速度で規定
される範囲内において著しく最大伸びが増大し、
加工容易となるいわゆる超塑性現象を示すことが
知られている。 本発明において超塑性域とは、最大伸び300％
以上が得られる温度と歪速度によつて規定される
領域とする。 一例として、Ti−6Al−4Vチタン合金につい
ての超塑性域を説明する。第６図は前記チタン合
金を変形させる時の歪速度と最大伸びと温度の関
係図で、横軸は歪速度（Sec-1）、縦軸は最大伸び
（％）、カーブに添記した数字は温度（℃）を示
す。同図において、800℃ないし900℃の温度と
10-2Sec.-1ないし10-5Sec.-1の歪速度とで規定さ
れる領域は300％の最大伸びが得られる領域であ
るので、前記領域はTi−6Al−4Vについての本
発明における超塑性域である。 本発明の第１の方法は下記の手順によつて行わ
れる。 第１図に示すように、素管１を端板２，３で封
着し、端板３に内送管４を気密に挿着して素管組
立体５を製作する。次に、第２図に示すように該
素管組立体５を、非円型６に挿入し、素管組立体
５と非円型６と共に真空炉７内の加熱装置８で加
熱すると同時に、内送管４を通して高圧の不活性
ガスを素管組立体５の素管１内に導入して素管１
を変形させ、前記加熱する温度と変形の歪速度と
は素管１の材質に固有の前記超塑域内に素管１を
保持する値とする。ここに、不活性ガスとはアル
ゴン等の第零族元素の気体をいう。また、該不活
性ガスの圧力は、一般に知られる次式(i)(ii)によつ
て導かれる式(iii)により、所定の歪速度に対して決
定される値に設定される。 Ｐ＝（r2 2.r1 2）σ／r2 2（１＋r1 2／r2 2） ……(i) σ＝Ｋ・ε〓m ……(ii) Ｐ＝（r2 2−r1 2／r2 2（１＋r1 2／r2 2）Ｋ・ε〓m……
(iii) 但し、 Ｐ：圧力 σ：応力 r1：内径 r2：外径 ε〓：歪速度 Ｋ：定数 ｍ：定数 ここに、Ｋ、ｍは個々の材質および温度によつ
てきまる数値であつて、実験によりあらかじめ求
めておく。 本発明の第２の方法は下記の手順によつて行
う。第１図の素管組立体５を、非円型６に挿入し
た後に、非円型６の両端に端板９，１０を設け
て、素管組立体５の端部以外の部分を非円型６に
密封すると共に、端板１０に外送管１１を近密に
挿着した後、外送管１１を通して低圧の不活性ガ
スを素管組立体５外と非円型６内の間に導入し、
素管１の外面の酸化を防止しつつ、加熱装置８内
で加熱すると同時に、内送管４を通して高圧の不
活性ガスを素管組立体５の素管１内に導入して素
管１を変形させ、該変形させる時の温度、歪速
度、不活性ガス、素管１内に導入される高圧の不
活性ガスの圧力の選定は本発明の第一の方法と同
様とする。素管組立体５外と非円型６内の間に導
入される低圧の不活性ガスの圧力は、素管１の外
面の酸化が防止されるに必要である不活性ガス送
給量が得られる値とする。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表の素管を、第２表の条件で、第４図の断
面形状の非円型を用いて、本発明の第１の方法に
より第３表の矩形断面の管を得た。
【表】
比較例として第１表の素管を第２表の条件で大
気中において成形を行つた。ガス圧は不活性ガス
により付加した。外面部が著しく酸化し、酸化部
の変形能不足により変形中に割れが発生し、第３
表に示す製品形状への成形は不可能であつた。 また、別の比較例として第１表の素管を第２表
の条件で真空炉中において成形を行なつた。圧力
は窒素ガスを管の内側に導入することにより付加
した。管内面にTiの窒化物が形成し、窒化部の
変形能不足により変形中に割れが発生し、第３表
に示す製品形状への成形は不可能であつた。 このことにより、第零族元素の不活性ガスの使
用が不可欠の条件であることがわかる。
気中において成形を行つた。ガス圧は不活性ガス
により付加した。外面部が著しく酸化し、酸化部
の変形能不足により変形中に割れが発生し、第３
表に示す製品形状への成形は不可能であつた。 また、別の比較例として第１表の素管を第２表
の条件で真空炉中において成形を行なつた。圧力
は窒素ガスを管の内側に導入することにより付加
した。管内面にTiの窒化物が形成し、窒化部の
変形能不足により変形中に割れが発生し、第３表
に示す製品形状への成形は不可能であつた。 このことにより、第零族元素の不活性ガスの使
用が不可欠の条件であることがわかる。
【表】
【表】
実施例 ２
第４表の素管を第５表の条件で第５図の断面形
状の非円型を用いて、本発明の第２の方法により
第６表の菱形断面の管を得た。
状の非円型を用いて、本発明の第２の方法により
第６表の菱形断面の管を得た。
【表】
【表】
【表】
第１表の素管を用い、第２表の条件で第４図の
非円型を用い、本願の第１発明の方法により第３
表の矩形断面管を成形する試験を750〜950℃の温
度において行なつた。その成形試験の結果を第７
表に示す。 なお、成形温度750℃と950℃は比較例である。
非円型を用い、本願の第１発明の方法により第３
表の矩形断面管を成形する試験を750〜950℃の温
度において行なつた。その成形試験の結果を第７
表に示す。 なお、成形温度750℃と950℃は比較例である。
以上説明したように、本発明の方法は従来不可
能とされた寸法精度の高い非円型断面管の製造を
可能とするものであつて、その効果は極めて大き
い。
能とされた寸法精度の高い非円型断面管の製造を
可能とするものであつて、その効果は極めて大き
い。
第１図は素管組立体、第２図は本発明の第１の
方法の説明図、第３図は本発明の第２の方法の説
明図、第４図および第５図は非円型の断面図、第
６図はTi−6Al−4Vチタン合金における歪速度
と最大伸びと温度の関係図で、図中のカーブに添
記された値は温度を示す。 １……素管、２……端板、３……端板、４……
内送管、５……素管組立体、６……非円型、７…
…真空炉、８……加熱装置、９……端板、１０…
…端板、１１……外送管。
方法の説明図、第３図は本発明の第２の方法の説
明図、第４図および第５図は非円型の断面図、第
６図はTi−6Al−4Vチタン合金における歪速度
と最大伸びと温度の関係図で、図中のカーブに添
記された値は温度を示す。 １……素管、２……端板、３……端板、４……
内送管、５……素管組立体、６……非円型、７…
…真空炉、８……加熱装置、９……端板、１０…
…端板、１１……外送管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ α＋β型チタン合金を素材とする円形断面の
素管の両端に端板を封着し、該端板の一方に内送
管を気密に挿着してなる素管組立体を、所定の非
円形断面の中空部をもつ非円型に挿入し、素管組
立体を非円型と共に真空炉内の加熱装置で800〜
900℃に加熱すると同時に、内送管を通して高圧
の第零族元素の不活性ガスを素管内に導入して素
管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度で変形させる
ことを特徴とするα＋β型チタン合金の非円形断
面管製造方法。 ２ α＋β型チタン合金を素材とする円形断面の
素管の両端に端板を封着し、該端板の一方に内送
管を気密に挿着してなる素管組立体を、所定の非
円形断面の中空部をもつ非円型に挿入し、かつ該
非円型の両端に端板を設け、素管組立体の端部以
外の部分を非円型内に密封すると共に、非円型の
一方の端板に外送管を気密に挿着し、該外送管を
通して低圧の第零族元素の不活性ガスを素管組立
体外と非円型内との間に導入し、加熱装置で800
〜900℃に加熱すると同時に、内送管を通して高
圧の第零族元素の不活性ガスを素管内に導入して
素管を10-2sec-1〜10-5sec-1の歪速度で変形させ
ることを特徴とするα＋β型チタン合金の非円形
断面管製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235786A JPS61115628A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | α＋β型チタン合金の非円形断面管製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235786A JPS61115628A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | α＋β型チタン合金の非円形断面管製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61115628A JPS61115628A (ja) | 1986-06-03 |
| JPH0454527B2 true JPH0454527B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=16991227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235786A Granted JPS61115628A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | α＋β型チタン合金の非円形断面管製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61115628A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661587B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1994-08-17 | 正信 中村 | バルジ加工方法 |
| EP0281813B1 (de) * | 1987-02-26 | 1990-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Hülse für ein medizinisches, insbesondere zahnmedizinisches, Instrument |
| KR100391438B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-07-12 | 현대자동차주식회사 | 하이드로 포밍 성형장치 |
| JP2010069497A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Japan Aircraft Mfg Co Ltd | 製品の製造方法 |
| JP6475437B2 (ja) * | 2014-08-05 | 2019-02-27 | 住友重機械工業株式会社 | 成形装置 |
| CN107626803B (zh) * | 2017-11-15 | 2018-11-16 | 重庆大学 | 基于汽油燃烧的合金管材加热气胀成形模具及成形方法 |
| JPWO2021182358A1 (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499768A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-06 | Masanobu Nakamura | Molding process of constant temperature superplastic material |
| JPS553054A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-10 | Hitachi Ltd | Function generator |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP59235786A patent/JPS61115628A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61115628A (ja) | 1986-06-03 |
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