長(zhǎng)形輕金屬坯料及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明將通過(guò)對(duì)輕金屬粉末加壓成形而得的多個(gè)短形輕金屬坯料(1)層疊于具有比短形輕金屬坯料(1)的外徑(d)大的內(nèi)徑(D)的長(zhǎng)形容器(2)內(nèi)，并在該長(zhǎng)形容器(2)內(nèi)以高于常溫的溫度進(jìn)行加壓，直至壓縮至達(dá)到長(zhǎng)形容器(2)的內(nèi)徑(D)，由此，通過(guò)摩擦而將短形輕金屬坯料(1)彼此的邊界面(4)接合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】長(zhǎng)形輕金屬坯料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于擠壓加工等的長(zhǎng)形輕金屬坯料及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，已知對(duì)由輕金屬構(gòu)成的粉末合金進(jìn)行加壓成形而制造粉末合金坯料(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)的方法。在這種粉末合金坯料的制造方法中，已知有為了提高成品率的各種制造方法。
[0003]例如，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述，已知一種下述的方法:使上沖壓機(jī)與填充于模具內(nèi)的粉末抵接，通過(guò)上沖壓機(jī)約束該粉末的同時(shí)，使下沖壓機(jī)相對(duì)于模具相對(duì)地上升而從下方進(jìn)行粉末壓制，然后，使上述上沖壓機(jī)下降進(jìn)一步對(duì)粉末進(jìn)行粉末壓制，從而成形為長(zhǎng)形壓粉體。
[0004]進(jìn)一步地，如專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述，已知一種下述的方法:在模具內(nèi)自下而上依次層疊第一合金坯料、合金粉末及第二合金坯料并對(duì)模具內(nèi)的層疊體進(jìn)行加壓壓縮而使合金粉末粒子陷入第一合金坯料及第二合金坯料，從而制成一體化的一個(gè)長(zhǎng)合金坯料。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6-57305號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平5-70802號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-24545號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題)
[0011]但是,專(zhuān)利文獻(xiàn)2的制造方法僅僅以30mm?80mm的長(zhǎng)形壓粉體為對(duì)象,沒(méi)有考慮大于上述尺寸的長(zhǎng)形壓粉體。
[0012]并且，專(zhuān)利文獻(xiàn)3的制造方法存在將合金粉末適當(dāng)?shù)貙盈B于第一合金坯料和第二合金坯料之間的作業(yè)煩雜。
[0013]本發(fā)明鑒于以上各點(diǎn)而完成，其目的在于，不使用輕金屬粉末而通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制造品質(zhì)良好的長(zhǎng)形輕金屬坯料。
[0014](解決技術(shù)問(wèn)題的方案)
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中，將由輕金屬粉末制造的多個(gè)短形輕金屬坯料在具有更大內(nèi)徑的長(zhǎng)形容器內(nèi)加壓成形。
[0016]具體而言，第一方面的發(fā)明中包括:
[0017]準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備將輕金屬粉末加壓成形而得的多個(gè)短形輕金屬坯料；
[0018]層疊工序，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料層疊于內(nèi)徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長(zhǎng)形容器內(nèi)；以及
[0019]壓縮工序，于長(zhǎng)形容器內(nèi)在高于常溫的溫度下對(duì)多個(gè)所述短形輕金屬坯料進(jìn)行加壓，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料壓縮至其外徑達(dá)到所述長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑，使所述短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過(guò)摩擦而接合。
[0020]根據(jù)上述構(gòu)成，在輕金屬粉末的加壓成形時(shí)，在常溫下也能夠進(jìn)行壓縮，且在長(zhǎng)形容器內(nèi)不使用輕金屬粉末，因此，容易制造。并且，由于短坯料彼此通過(guò)摩擦而被可靠地接合，因此，可得到耐處理的商品性高的長(zhǎng)形輕金屬坯料。
[0021]根據(jù)第二方面的發(fā)明，在第一方面的發(fā)明中，
[0022]在所述壓縮工序中，當(dāng)將長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑設(shè)為D、將短形輕金屬坯料的外徑設(shè)為d、將接觸壓力設(shè)為P (MPa)、將溫度設(shè)為T(mén) (K)、將壓縮率δ設(shè)為(D-d)/DX100(%)時(shí)，具有滿(mǎn)足以下公式的構(gòu)成，
[0023]e(“5)X (P/98.06) 3X e((T_273)/20) > 50。
[0024]根據(jù)上述構(gòu)成，即使不在高溫高壓下進(jìn)行壓縮，也可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)膲嚎s率來(lái)可靠地接合邊界面，得到即使搬入搬出時(shí)施加輕度的沖擊也不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂的高強(qiáng)度的長(zhǎng)形輕金屬坯料。
[0025]根據(jù)第三方面的發(fā)明，將通過(guò)對(duì)輕金屬粉末加壓成形而得的多個(gè)短形輕金屬坯料層疊于內(nèi)徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長(zhǎng)形容器內(nèi)，并于所述長(zhǎng)形容器內(nèi)在高于常溫的溫度下對(duì)多個(gè)所述短形輕金屬坯料進(jìn)行加壓，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達(dá)到所述長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑，從而短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過(guò)摩擦而被接合。
[0026]根據(jù)上述構(gòu)成，在輕金屬粉末的加壓成形時(shí)，在常溫下也能夠進(jìn)行壓縮，且在長(zhǎng)形容器內(nèi)不使用輕金屬粉末，因此，容易制造。并且，由于短坯料彼此通過(guò)摩擦而被可靠地接合，因此，可得到耐處理的商品性高的長(zhǎng)形輕金屬坯料。
[0027](發(fā)明效果)
[0028]如以上所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)于長(zhǎng)形容器內(nèi)在高于常溫的溫度下對(duì)多個(gè)短形輕金屬坯料進(jìn)行加壓，并壓縮至短形輕金屬坯料的外徑達(dá)到長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑，以通過(guò)摩擦接合短形輕金屬坯料彼此的邊界面，從而不使用輕金屬粉末即可通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制造品質(zhì)優(yōu)良的長(zhǎng)形輕金屬坯料。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為示出壓縮工序的長(zhǎng)形輕金屬坯料的制造方法的圖。
[0030]圖2為壓縮工序完成時(shí)的與圖1相當(dāng)?shù)膱D。
[0031]圖3為示出壓縮工序后的長(zhǎng)形輕金屬坯料的立體圖。
[0032]圖4為示出短形輕金屬坯料的照片。
[0033]圖5為示出長(zhǎng)形輕金屬坯料的照片。
[0034]圖6為示出壓縮率為2%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
[0035]圖7為示出壓縮率為7%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
[0036]圖8為示出壓縮率為12%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
[0037]圖9為示出壓縮率為27%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，基于【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0039]圖1?圖3為示出本發(fā)明實(shí)施方式的長(zhǎng)形輕金屬坯料5的制造方法的截面圖。詳細(xì)內(nèi)容雖然沒(méi)有圖示，但首先，在準(zhǔn)備工序中，例如將由長(zhǎng)度為數(shù)毫米大小的平板狀的鎂合金片構(gòu)成的輕金屬粉末投入短坯料內(nèi)，準(zhǔn)備例如通過(guò)常溫壓縮而成形的多個(gè)短形輕金屬坯料I。如圖4所示，此時(shí)的接觸壓力可以低至輕金屬粉末未被完全壓縮而在內(nèi)部具有適度空洞的程度。由于以一定的接觸壓力壓縮，因此，短形輕金屬坯料I的高度H根據(jù)其直徑d和粉末使用量而不同，例如，相對(duì)于短形輕金屬坯料I的外徑d，H/d約為0.5?1.25。成形短形輕金屬坯料I時(shí)，常溫下也能夠進(jìn)行壓縮，因此，用簡(jiǎn)單的設(shè)備即可，制造容易。
[0040]下面，在預(yù)熱工序中，對(duì)短形輕金屬坯料I進(jìn)行預(yù)熱而達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?。此外，該預(yù)熱工序不是一定必要的。
[0041]然后，在層疊工序中，將多個(gè)短形輕金屬坯料I層疊在長(zhǎng)形容器2內(nèi)，長(zhǎng)形容器2具有比短形輕金屬坯料I的外徑d大的內(nèi)徑D。短形輕金屬坯料I只要為兩個(gè)以上即可，可以是任意個(gè)。長(zhǎng)形容器2具有未圖示的加熱器等加熱單元，能夠保持適當(dāng)?shù)臏囟萒(K)。加壓前的短形輕金屬坯料I彼此的邊界面4分別形成有氧化膜，目視即可清楚得見(jiàn)。
[0042]然后，在壓縮工序中，將多個(gè)短形輕金屬坯料I于長(zhǎng)形容器2內(nèi)在高于常溫的溫度T下通過(guò)活塞3從最上面開(kāi)始加壓，壓縮至達(dá)到規(guī)定的接觸壓力。此時(shí)，當(dāng)將長(zhǎng)形容器2的內(nèi)徑(長(zhǎng)形輕金屬坯料5的外徑)設(shè)為D、將短形輕金屬坯料I的外徑設(shè)為d、將接觸壓力設(shè)為P(MPa)、將溫度設(shè)為T(mén) (K)、將壓縮率δ設(shè)為(D-d)/D X 100 (% )時(shí)，優(yōu)選滿(mǎn)足下式(I)。
[0043][數(shù)學(xué)式I]
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[0044]L— xr *f: ; >50…⑴
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[0045]通過(guò)以滿(mǎn)足該式的條件進(jìn)行壓縮工序，從而如圖5所示，短形輕金屬坯料I彼此的邊界面4通過(guò)摩擦而被接合，并被接合至邊界面4不能用眼看到的程度，得到高強(qiáng)度的長(zhǎng)形輕金屬還料5。
[0046]如此，無(wú)需向長(zhǎng)形容器2內(nèi)投入輕金屬粉末，制造極為容易。
[0047]—跌落試驗(yàn)一
[0048]下面,進(jìn)行通過(guò)上述制造方法制造的長(zhǎng)形輕金屬還料5的破壞試驗(yàn)。
[0049]在試驗(yàn)中，設(shè)想長(zhǎng)形輕金屬坯料5的搬入搬出中的處理時(shí)的跌落，水平保持長(zhǎng)形輕金屬坯料5，使其從40cm的高度自然跌落，判定是否產(chǎn)生開(kāi)裂。
[0050]在上述制造方法中，改變壓下率δ (% )、溫度T(K)、接觸壓力P(MPa)而制作長(zhǎng)形輕金屬坯料5的試驗(yàn)體，并進(jìn)行試驗(yàn)。
[0051]試驗(yàn)結(jié)果示于圖6?圖9。〇標(biāo)記表示40cm未開(kāi)裂，表示能夠耐受處理時(shí)的跌落。X標(biāo)記表示40cm跌落時(shí)開(kāi)裂，因此不能耐受處理時(shí)的跌落。
[0052]如圖6?圖9中的使δ值分別變化來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果所示，可知只要以滿(mǎn)足上述式(I)的方式選擇壓下率δ (%)、溫度T (K)、接觸壓力P(MPa)即可。并且可知，隨著δ的值變大，即使是在低溫低壓下也能夠確保強(qiáng)度。如此可知，即使不以高溫高壓壓縮，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)膲嚎s率，邊界面4也得以可靠地接合，能夠得到即使搬入搬出時(shí)施加輕度的沖擊也不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂的高強(qiáng)度的長(zhǎng)形輕金屬坯料5。
[0053]因此，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的長(zhǎng)形輕金屬坯料5及其制造方法，通過(guò)在長(zhǎng)形容器2內(nèi)以高于常溫的溫度對(duì)多個(gè)短形輕金屬坯料I進(jìn)行加壓并壓縮至與長(zhǎng)形容器2的內(nèi)徑D相等來(lái)通過(guò)摩擦接合短形輕金屬坯料I彼此的邊界面4，從而不使用輕金屬粉末即可通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制造品質(zhì)優(yōu)良的長(zhǎng)形輕金屬坯料5。
[0054](其它實(shí)施方式)
[0055]關(guān)于上述實(shí)施方式，本發(fā)明也可以具有如下構(gòu)成。
[0056]也就是說(shuō)，在上述實(shí)施方式中，短形輕金屬坯料I是由長(zhǎng)度為數(shù)毫米大小的平板狀的鎂合金片構(gòu)成的輕金屬粉末成形而得，但不限定于此，也可以從由鎂、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金等構(gòu)成的輕金屬粉末來(lái)成形短形輕金屬坯料I。
[0057]此外，以上實(shí)施方式本質(zhì)上為優(yōu)選的例示，并無(wú)意限制本發(fā)明的適用物和用途的范圍。
[0058](產(chǎn)業(yè)上的可利用性)
[0059]如以上所說(shuō)明的，本發(fā)明對(duì)于在擠壓加工等中使用的鎂合金等輕金屬的長(zhǎng)形輕金屬坯料及其制造方法是有用的。
[0060]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0061]I短形輕金屬坯料
[0062]2長(zhǎng)形容器
[0063]3 活塞
[0064]4邊界面
[0065]5長(zhǎng)形輕金屬坯料
【權(quán)利要求】
1.一種長(zhǎng)形輕金屬坯料的制造方法，其特征在于，包括: 準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備多個(gè)短形輕金屬坯料，多個(gè)所述短形輕金屬坯料是將輕金屬粉末加壓成形而得到的； 層疊工序，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料層疊于長(zhǎng)形容器內(nèi)，所述長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑；以及 壓縮工序，于所述長(zhǎng)形容器內(nèi)在高于常溫的溫度下對(duì)多個(gè)所述短形輕金屬坯料進(jìn)行加壓，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達(dá)到所述長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑，使所述短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過(guò)摩擦而接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)形輕金屬坯料的制造方法，其特征在于， 在所述壓縮工序中，當(dāng)將長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑設(shè)為D、將短形輕金屬坯料的外徑設(shè)為d、將接觸壓力設(shè)為P(MPa)、將溫度設(shè)為T(mén) (K)、將壓縮率δ設(shè)為(D-d)/DX100(% )時(shí)，滿(mǎn)足
e(5_15)X (P/98.06)3Xe((T_273)/2CI) > 50。
3.一種長(zhǎng)形輕金屬坯料，其特征在于， 將通過(guò)對(duì)輕金屬粉末加壓成形而得的多個(gè)短形輕金屬坯料層疊于內(nèi)徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長(zhǎng)形容器內(nèi)，并于所述長(zhǎng)形容器內(nèi)在高于常溫的溫度下對(duì)多個(gè)所述短形輕金屬坯料進(jìn)行加壓，將多個(gè)所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達(dá)到所述長(zhǎng)形容器的內(nèi)徑，從而短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過(guò)摩擦而被接合。
【文檔編號(hào)】B22F3/02GK104271290SQ201280072775
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】合師昭彥, 廖金孫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社栗本鐵工所