金属成型方法以及其成型品技术

一种金属成型方法，其使得含有第2金属的被加热的被成型部件(2)变形，使其与含有第1金属的被加热的被结合部件(3)接触，使得被接合部件(3)的温度为被接合部件(3)内部的液相比例为5％以上35％以下的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属成型方法以及其成型品
本专利技术涉及通过热轧对含有金属的被成型部件和含有金属的被接合部件成型的金属成型方法以及其成型品。
技术介绍
在成型各部位后的后工艺中通过焊接等以接合的方式来制造多数金属成型品，为了获得以工艺数的削减或上述手法不能制造的形状的复合成型品，提案有几个利用热轧和当时的热来同时进行扩散接合的方法。例如，专利文献1中提出有在金属材料和插层材料变为半熔融状态的温度下，将这些插入铸造模型内中，和铸造的同时进行接合获得中间制品后，另一方的金属材料和中间制品的插层材料，在与之前工序同样的变为半熔融状态的温度下铸造，进行接合获得最终制品的方法。另外，专利文献2中提案有利用吹塑成型和这时的加热进行扩散接合的方法。吹塑成型是铝的热加工法之一，主要用于薄板加工。习知有在高温域使结晶粒微细的几个金属变形的话，产生超塑性变型，显示100％以上的较大伸长。吹塑成型为利用该现象的成型方法，以高温加热的模具挟持金属板材，加热材料后，通过氮气体等高压气体将金属板材成型为模具的方法。吹塑成型通过使用显示良好超塑性变形能力的材料作为金属板材，冷轧冲压成型具有可以一体成型具有成型非常困难的形状的部件的优点。专利文献2中叠层多层板，以吹塑成型模具加热或者加压欲接合之处进行扩散接合，同时在内部加气压进行吹塑成型，成型中空部件。专利文献【专利文献1】：特开2001-121234号公报【专利文献2】：特表2001-500793号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在专利文献1记载的成型方法中，需要使接合的两部件同时为半熔融状态，充分加压产生大的变形。为此，部件的厚度较薄时，或产生拉伸变形时，具有产生部件破损的课题。另外，为了接合两个金属部件需要插层材料，制造成本增加。另外，专利文献2中记载的利用吹塑成型和固相扩散接合的复合方法，即SPF-DB中，具有容易在接触面中产生空隙的课题。由此，为了减小接触面的空隙获得良好的接合品，需要加非常大的压力，以模具插入扩散接合可能之处，限定于加压之处。而且固相扩散接合的接合需要很长时间，通常需要大约30分钟以上的加压保持时间。例如，铝合金材料的情况下，其表面上存有安定、坚固的氧化膜，由此阻碍了扩散很难适用固相扩散接合，在短时间内很难制造具有信赖性的接合部件。本专利技术鉴于上述情况而进行，其目的在于提供一种在短时间内成型信赖性高的接合部的金属成型方法以及其成型品。解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术的第一方面的金属成型方法，其特征在于：使得含有第2金属的被加热的被成型部件变形，使其与含有第1金属的被加热的被接合部件接触，所述被接合部件的温度是所述被接合部件内部的液相比例为5％以上35％以下的温度。较好的是在被加热的模具的底面上，设置至少一个所述被接合部件的第一工序，按照跨过所述模具的方式架桥所述被成型部件的第二工序，和向所述被成型部件喷射气体，使所述被成型部件的形状仿照所述模具的形状一样变形，接合所述被成型部件的底面的一部分和所述被接合部件的顶面第三工序，其中在所述第三工序中，所述被接合部件的温度是所述被接合部件内部的液相比例为5％以上35％以下的温度。较好的是在所述被成型部件和所述被接合部件的接触面涂布氯化物系焊剂，所述第三工序中的气氛为大气气氛。较好的是在所述被成型部件和所述被接合部件的接触面涂布氟化物系焊剂，所述第三工序中的气氛为真空或非氧化性气氛。较好的是，所述被接合部件所使用的铝合金的Mg含量为0.2质量％以上5.0质量％以下，所述第三工序中的气氛为真空或非氧化性气氛。较好的是，所述第一工序中，在所述模型的角部附近设置所述被接合部件。较好的是，在所述第一工序之前，在所述模具和所述被接合部件的接触面上涂布脱模剂。所述第1金属以及/或者所述第2金属为铝合金。较好的是，所述被接合部件所使用的铝合金的Si含量为0.6质量％以上3.5质量％以下。较好的是，所述被接合部件所使用的铝合金的Cu含量为0.7质量％以上15.0质量％以下。较好的是，所述被成型部件与所述被接合部件接触之后，被接合部件的液相比例为5％以上35％以下的时间为30秒以上3600秒以下。较好的是，所述被接合部件的固相线温度与所述被接合部件的液相线温度的温度差为10℃以上200℃以下。根据本专利技术的第二方面的金属成型品，其由上述金属成型方法成型。专利技术效果根据本专利技术，可以提供在短时间内成型信赖性高的接合部的金属成型方法和其成型品。附图说明图1A是表示利用吹塑成型的实施形态的成型方法的模式图。图1B是表示利用图1A所示成型方法所成型的成型品的模式图。图2A是表示利用吹塑成型的实施形态的成型方法的模式图。图2B是表示利用图2A所示成型方法所成型的成型品的模式图。图3是模式化表示Al-Si合金的状态图的示图。图4A是模式化表示金属部件内部的晶界和由其区分的基体中分布有结晶析出物的情况的示图。图4B是模式化表示晶界开始熔融的示图。图4C是模式化表示接下来结晶析出物熔融的示图。图4D是模式化表示向生成的液相的晶界或表面移动的示图。图5A是模式化表示金属部件内部的晶界和由其区分的基体中不存在结晶析出物的情况的示图。图5B是模式化表示晶界开始熔融的示图。图5C是模式化表示接下来从局部溶质元素浓度高之处发生液相的示图。图5D是模式化表示向生成的液相的晶界或表面移动的示图。具体实施方式专利技术人通过专心检讨的结果，利用被成型部件的热加工中的加热在被成型部件中生成液相，利用向生成的液相的晶界或表面的移动，不需要加很大的压力短时间内接合被成型部件和被接合部件，并且可以获得被接合部件无大的变形且信赖性高的成型品，并由此完成本专利技术。以下，对本专利技术的实施方式的复合成型方法和其成型品进行说明。图1A是表示利用吹塑成型的本专利技术的实施形态的复合成型方法的示图，图1B是表示利用图1A所示复合成型方法所成型的成型品10的模式图。同样，图2A是表示利用吹塑成型的本专利技术的实施形态的复合成型方法的模式图，图2B是表示利用图2A所示复合成型方法所成型的成型品20的模式图。作为本专利技术的复合成型方法，考虑利用例如吹塑成型或热压、铸造等热加工。以下，以吹塑成型为例具体说明本专利技术的实施形态。如图1A所示，本专利技术的实施形态的复合成型方法中，吹塑成型是指在被加热的模具1的底面上设置至少一个含有金属(第1金属)的被接合部件3(第一工序)、按照跨过模具1的方式架桥含有金属(第2金属)的被成型部件2，以模具1和顶板(未图示)挟持被成型部件2那样的进行固定(第二工序)、加热被成型部件2之后，相对被成型部件2向着模具1的方向(w方向)喷射高压气体，使被成型部件2的形状仿照模具1的形状一样变形，接合被成型部件2的底面的一部分和被接合部件3的顶面(第三工序)，获得成型品10(图1B)的方法。用于被成型部件2和被接合部件3的金属不限定于以下金属，例如可使用钛合金或铝合金。钛合金不仅在高温中显示有优良的超塑性特性在热加工中具有优势，还由于可以较容易的除去表面的氧化膜，所以很容易接合，适用于本专利技术的实施形态的金属成型方法。另外，铝合金也显示有高温下的优良超塑性特性。但是，铝合金的氧化膜很安定，为了进行接合，需要破坏坚固的氧化膜。被成型部件2使用的第2金属用铝合金，不限定为以下金属，例如使用Al-Mg(-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属成型方法，其特征在于：使得含有第2金属的被加热的被成型部件变形，使其与含有第1金属的被加热的被接合部件接触，所述被接合部件的温度是所述被接合部件内部的液相比例为5％以上35％以下的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 JP 2011-2616371.一种金属成型方法，其特征在于：使得含有第2金属的被加热的被成型部件变形，使其与含有第1金属的被加热的被接合部件接触，所述被接合部件的温度是所述被接合部件内部的液相比例为5％以上35％以下的温度，在被加热的模具的底面上，设置至少一个所述被接合部件的第一工序，按照跨过所述模具的方式架桥所述被成型部件的第二工序，和向所述被成型部件喷射气体，使所述被成型部件的形状仿照所述模具的形状一样变形，接合所述被成型部件的底面的一部分和所述被接合部件的顶面的第三工序，其中在所述第三工序中，所述被接合部件的温度是所述被接合部件内部的液相比例为5％以上35％以下的温度。2.如权利要求1所述的金属成型方法，其特征在于，在所述被成型部件和所述被接合部件的接触面涂布氯化物系焊剂，所述第三工序中的气氛为大气气氛。3.如权利要求1所述的金属成型方法，其特征在于，在所述被成型部件和所述被接合部件的接触面涂布氟化物系焊剂，所述第三工序中的气氛为真空或非氧化性气氛。4.如权利要求1所述的金属成型方法，其特征在于，所述被接合部件所使用的铝合金的...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤智行，村濑崇，古盐健，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP