長形輕金屬坯料及其制造方法
【專利摘要】本發明將通過對輕金屬粉末加壓成形而得的多個短形輕金屬坯料(1)層疊于具有比短形輕金屬坯料(1)的外徑(d)大的內徑(D)的長形容器(2)內，并在該長形容器(2)內以高于常溫的溫度進行加壓，直至壓縮至達到長形容器(2)的內徑(D)，由此，通過摩擦而將短形輕金屬坯料(1)彼此的邊界面(4)接合。
【專利說明】長形輕金屬坯料及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于擠壓加工等的長形輕金屬坯料及其制造方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中，已知對由輕金屬構成的粉末合金進行加壓成形而制造粉末合金坯料(例如，參照專利文獻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，如專利文獻2所述，已知一種下述的方法:使上沖壓機與填充于模具內的粉末抵接，通過上沖壓機約束該粉末的同時，使下沖壓機相對于模具相對地上升而從下方進行粉末壓制，然后，使上述上沖壓機下降進一步對粉末進行粉末壓制，從而成形為長形壓粉體。
[0004]進一步地，如專利文獻3所述，已知一種下述的方法:在模具內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模具內的層疊體進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長合金坯料。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平6-57305號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平5-70802號公報
[0009]專利文獻3:日本特開2010-24545號公報
【發明內容】
[0010](發明要解決的技術問題)
[0011]但是,專利文獻2的制造方法僅僅以30mm?80mm的長形壓粉體為對象,沒有考慮大于上述尺寸的長形壓粉體。
[0012]并且，專利文獻3的制造方法存在將合金粉末適當地層疊于第一合金坯料和第二合金坯料之間的作業煩雜。
[0013]本發明鑒于以上各點而完成，其目的在于，不使用輕金屬粉末而通過簡單的方法制造品質良好的長形輕金屬坯料。
[0014](解決技術問題的方案)
[0015]為了達到上述目的，本發明中，將由輕金屬粉末制造的多個短形輕金屬坯料在具有更大內徑的長形容器內加壓成形。
[0016]具體而言，第一方面的發明中包括:
[0017]準備工序，準備將輕金屬粉末加壓成形而得的多個短形輕金屬坯料；
[0018]層疊工序，將多個所述短形輕金屬坯料層疊于內徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長形容器內；以及
[0019]壓縮工序，于長形容器內在高于常溫的溫度下對多個所述短形輕金屬坯料進行加壓，將多個所述短形輕金屬坯料壓縮至其外徑達到所述長形容器的內徑，使所述短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過摩擦而接合。
[0020]根據上述構成，在輕金屬粉末的加壓成形時，在常溫下也能夠進行壓縮，且在長形容器內不使用輕金屬粉末，因此，容易制造。并且，由于短坯料彼此通過摩擦而被可靠地接合，因此，可得到耐處理的商品性高的長形輕金屬坯料。
[0021]根據第二方面的發明，在第一方面的發明中，
[0022]在所述壓縮工序中，當將長形容器的內徑設為D、將短形輕金屬坯料的外徑設為d、將接觸壓力設為P (MPa)、將溫度設為T (K)、將壓縮率δ設為(D-d)/DX100(%)時，具有滿足以下公式的構成，
[0023]e(“5)X (P/98.06) 3X e((T_273)/20) > 50。
[0024]根據上述構成，即使不在高溫高壓下進行壓縮，也可以通過選擇適當的壓縮率來可靠地接合邊界面，得到即使搬入搬出時施加輕度的沖擊也不會產生開裂的高強度的長形輕金屬坯料。
[0025]根據第三方面的發明，將通過對輕金屬粉末加壓成形而得的多個短形輕金屬坯料層疊于內徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長形容器內，并于所述長形容器內在高于常溫的溫度下對多個所述短形輕金屬坯料進行加壓，將多個所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達到所述長形容器的內徑，從而短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過摩擦而被接合。
[0026]根據上述構成，在輕金屬粉末的加壓成形時，在常溫下也能夠進行壓縮，且在長形容器內不使用輕金屬粉末，因此，容易制造。并且，由于短坯料彼此通過摩擦而被可靠地接合，因此，可得到耐處理的商品性高的長形輕金屬坯料。
[0027](發明效果)
[0028]如以上所說明的，根據本發明，通過于長形容器內在高于常溫的溫度下對多個短形輕金屬坯料進行加壓，并壓縮至短形輕金屬坯料的外徑達到長形容器的內徑，以通過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簡單的方法制造品質優良的長形輕金屬坯料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為示出壓縮工序的長形輕金屬坯料的制造方法的圖。
[0030]圖2為壓縮工序完成時的與圖1相當的圖。
[0031]圖3為示出壓縮工序后的長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為示出長形輕金屬坯料的照片。
[0034]圖6為示出壓縮率為2%時的試驗結果的曲線圖。
[0035]圖7為示出壓縮率為7%時的試驗結果的曲線圖。
[0036]圖8為示出壓縮率為12%時的試驗結果的曲線圖。
[0037]圖9為示出壓縮率為27%時的試驗結果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，基于【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。
[0039]圖1?圖3為示出本發明實施方式的長形輕金屬坯料5的制造方法的截面圖。詳細內容雖然沒有圖示，但首先，在準備工序中，例如將由長度為數毫米大小的平板狀的鎂合金片構成的輕金屬粉末投入短坯料內，準備例如通過常溫壓縮而成形的多個短形輕金屬坯料I。如圖4所示，此時的接觸壓力可以低至輕金屬粉末未被完全壓縮而在內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根據其直徑d和粉末使用量而不同，例如，相對于短形輕金屬坯料I的外徑d，H/d約為0.5?1.25。成形短形輕金屬坯料I時，常溫下也能夠進行壓縮，因此，用簡單的設備即可，制造容易。
[0040]下面，在預熱工序中，對短形輕金屬坯料I進行預熱而達到適當的溫度。此外，該預熱工序不是一定必要的。
[0041]然后，在層疊工序中，將多個短形輕金屬坯料I層疊在長形容器2內，長形容器2具有比短形輕金屬坯料I的外徑d大的內徑D。短形輕金屬坯料I只要為兩個以上即可，可以是任意個。長形容器2具有未圖示的加熱器等加熱單元，能夠保持適當的溫度T(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。
[0042]然后，在壓縮工序中，將多個短形輕金屬坯料I于長形容器2內在高于常溫的溫度T下通過活塞3從最上面開始加壓，壓縮至達到規定的接觸壓力。此時，當將長形容器2的內徑(長形輕金屬坯料5的外徑)設為D、將短形輕金屬坯料I的外徑設為d、將接觸壓力設為P(MPa)、將溫度設為T (K)、將壓縮率δ設為(D-d)/D X 100 (% )時，優選滿足下式(I)。
[0043][數學式I]
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[0044]L— xr *f: ; >50…⑴
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[0045]通過以滿足該式的條件進行壓縮工序，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，得到高強度的長形輕金屬還料5。
[0046]如此，無需向長形容器2內投入輕金屬粉末，制造極為容易。
[0047]—跌落試驗一
[0048]下面,進行通過上述制造方法制造的長形輕金屬還料5的破壞試驗。
[0049]在試驗中，設想長形輕金屬坯料5的搬入搬出中的處理時的跌落，水平保持長形輕金屬坯料5，使其從40cm的高度自然跌落，判定是否產生開裂。
[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)而制作長形輕金屬坯料5的試驗體，并進行試驗。
[0051]試驗結果示于圖6?圖9。〇標記表示40cm未開裂，表示能夠耐受處理時的跌落。X標記表示40cm跌落時開裂，因此不能耐受處理時的跌落。
[0052]如圖6?圖9中的使δ值分別變化來進行試驗的結果所示，可知只要以滿足上述式(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度。如此可知，即使不以高溫高壓壓縮，通過選擇適當的壓縮率，邊界面4也得以可靠地接合，能夠得到即使搬入搬出時施加輕度的沖擊也不會產生開裂的高強度的長形輕金屬坯料5。
[0053]因此，根據本實施方式涉及的長形輕金屬坯料5及其制造方法，通過在長形容器2內以高于常溫的溫度對多個短形輕金屬坯料I進行加壓并壓縮至與長形容器2的內徑D相等來通過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簡單的方法制造品質優良的長形輕金屬坯料5。
[0054](其它實施方式)
[0055]關于上述實施方式，本發明也可以具有如下構成。
[0056]也就是說，在上述實施方式中，短形輕金屬坯料I是由長度為數毫米大小的平板狀的鎂合金片構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、鈦合金等構成的輕金屬粉末來成形短形輕金屬坯料I。
[0057]此外，以上實施方式本質上為優選的例示，并無意限制本發明的適用物和用途的范圍。
[0058](產業上的可利用性)
[0059]如以上所說明的，本發明對于在擠壓加工等中使用的鎂合金等輕金屬的長形輕金屬坯料及其制造方法是有用的。
[0060]附圖標記說明
[0061]I短形輕金屬坯料
[0062]2長形容器
[0063]3 活塞
[0064]4邊界面
[0065]5長形輕金屬坯料
【權利要求】
1.一種長形輕金屬坯料的制造方法，其特征在于，包括: 準備工序，準備多個短形輕金屬坯料，多個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，將多個所述短形輕金屬坯料層疊于長形容器內，所述長形容器的內徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑；以及 壓縮工序，于所述長形容器內在高于常溫的溫度下對多個所述短形輕金屬坯料進行加壓，將多個所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達到所述長形容器的內徑，使所述短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過摩擦而接合。
2.根據權利要求1所述的長形輕金屬坯料的制造方法，其特征在于， 在所述壓縮工序中，當將長形容器的內徑設為D、將短形輕金屬坯料的外徑設為d、將接觸壓力設為P(MPa)、將溫度設為T (K)、將壓縮率δ設為(D-d)/DX100(% )時，滿足
e(5_15)X (P/98.06)3Xe((T_273)/2CI) > 50。
3.一種長形輕金屬坯料，其特征在于， 將通過對輕金屬粉末加壓成形而得的多個短形輕金屬坯料層疊于內徑大于所述短形輕金屬坯料的外徑的長形容器內，并于所述長形容器內在高于常溫的溫度下對多個所述短形輕金屬坯料進行加壓，將多個所述短形輕金屬坯料壓縮到其外徑達到所述長形容器的內徑，從而短形輕金屬坯料彼此的邊界面通過摩擦而被接合。
【文檔編號】B22F3/02GK104271290SQ201280072775
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】合師昭彥, 廖金孫 申請人:株式會社栗本鐵工所