(57)【要約】【課題】  表面に油を残存させた金属板材であってもブロー成形後の離型が容易にできる超塑性成形用離型剤を提供することを課題とする。【解決手段】  超塑性成形用離型剤２０は、黒丸で示す窒化硼素２６・・・と、白丸で示す添加剤２７・・・と、斜線丸で示す界面活性剤２８・・・と、その他水２９とからなる。【効果】  超塑性成形用離型剤は、油膜を除去しながら、表面張力を軽減した状態で塗布することができ、金属板材あるいは金型へ均一に塗布することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材と成形用金型との離型を促進するために、金属板材又は成形用金型の少なくとも一方に塗布する超塑性成形用離型剤において、
この離型剤は、窒化硼素、添加剤、界面活性剤及び水とからなり、前記界面活性剤の含有率を２〜３０質量％に設定したことを特徴とする超塑性成形用離型剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超塑性成形を行う場合に、金属板材と成形金型との離型を促進する離型剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、金属板材を超塑性成形する場合は、金属板材か成形金型の一方に、あるいは金属板材と成形金型の両方に離型剤を塗布して、成形後に金型から金属板材の成形品を取出し易くする。
【０００３】
従来、超塑性成形用の離型剤として、水酸化マグネシウムと窒化硼素との混合物が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３３４０７２５号公報（第３−４頁、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｄ）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成及び作用を説明する図である。
（ａ）において、ブロー成形工具１００として雌型ダイ部材１０１とチャンバ部材１０２を設け、これら雌型ダイ部材１０１とチャンバ部材１０２とで囲んだ部位を圧力チャンバ１０３とし、この圧力チャンバ１０３のほぼ中央部に水酸化マグネシウムと窒化硼素との混合物からなる離型剤を塗布したシート１０４を備え、ガス（例えばアルゴン）をガス入口手段１０５から矢印Ａの如く吹込む。
【０００５】
（ｂ）において、ガス入口手段１０５から矢印Ａの如く入ったガスの圧力で、矢印Ｂの如くシート１０４の上部面１０６を押し、シート１０４の下部面１０７を雌型ダイ部材１０１の底面１０８及び壁１０９に近づける。
なお、圧力チャンバ１０３で圧縮されたガスは、ガス抜き孔１１０から矢印Ｃの如く外部へ放出する。
【０００６】
（ｃ）において、シート１０４の下部面１０７が雌型ダイ部材１０１の底面１０８及び壁１０９に密着し、ブロー成形が完了する。雌型ダイ部材１０１からチャンバ部材１０２を分離し、雌型ダイ部材１０１から成形品を分離することで、成形品を得る。この際に、シート１０４に離型剤を塗布したため、離型は容易となるというものである。
【０００７】
しかし、本発明者らが、特許文献１に基づいて、ブロー成形を実施したところ、条件によっては離型が難しくなることがあった。その要因を調べたところ、均等に塗ったはずの離型剤がシート１０４上でまだら模様になり、離型剤が無い状態で雌型ダイ部材１０１に接触する部位はシート１０４に存在することが判明した。
【０００８】
そこで、まだら模様の発生原因を調べた。量産に供する金属材料は、ビレットやインゴットを圧延機で圧延することで得られるシートを用いる。この圧延の際に、材料と圧延ローラとの接触摩擦を緩和し、発熱や擦り傷の発生を防止するために、不可避的に圧延油を使用する。この圧延油は、僅かであるがシート状金属材料の表面に残る。この残存油は防錆作用をも有するため、金属材料から除去しない。この状態で次のブロー成形を行ったため、残存油が、離型剤をはじき、まだら模様を形成したことが分かった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、ブロー成形を行う前に、残存油を除去することを検討した。しかし、油除去設備が必要となり、設備費用が嵩み、加えて、油除去工程が追加されるため工程数が増加し、生産性が低下するという欠点がある。
そのために、油を残したままで、ブロー成形が可能な生産技術を確立する必要が生じた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、表面に油を残存させた金属板材であってもブロー成形後の離型が容易にできる超塑性成形用離型剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明者らは、種々の検討を行い、特許文献１に記述されている水酸化マグネシウムを用いる離型剤に変わって、界面活性剤を用いる離型剤に変更することで、離型剤を金属板材あるいは金型表面に濡れ性が良い状態で塗布できることを見出した。
【００１２】
そこで、さらに詳細に検討するために、界面活性剤を混入した離型剤の金属板材あるいは金型への塗布状態に及ぼす界面活性剤の含有率の影響を調べた。
次表は離型剤成分の含有率と金属板材あるいは金型への離型剤の塗布状態の関係を調べた結果を示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
何れも、離型剤は窒化硼素、添加剤、界面活性剤、水の４成分で構成する。
比較例１では、窒化硼素を８質量％、添加剤を２質量％、界面活性剤を１質量％、残りの８９質量％を水とした。この離型剤を塗布した金属板材あるいは金型表面は、油膜が残り、不均一な塗布状態となる。したがって、評価は×である。
【００１５】
実施例１では、窒化硼素を１７質量％、添加剤を２質量％、界面活性剤を２質量％、残りの７９質量％を水とした。この離型剤を塗布した金属板材あるいは金型表面は、均一な塗布状態となる。したがって、評価は○である。
【００１６】
実施例２では、窒化硼素を２５質量％、添加剤を２質量％、界面活性剤を１５質量％、残りの５８質量％を水とした。この離型剤を塗布した金属板材あるいは金型表面は、均一な塗布状態となる。したがって、評価は○である。
【００１７】
実施例３では、窒化硼素を３２質量％、添加剤を２質量％、界面活性剤を３０質量％、残りの３６質量％を水とした。この離型剤を塗布した金属板材あるいは金型表面は、均一な塗布状態となる。したがって、評価は○である。
【００１８】
比較例２では、窒化硼素を３３質量％、添加剤を２質量％、界面活性剤を３１質量％、残りの３４質量％を水とした。この離型剤を塗布した金属板材あるいは金型表面は、泡立った界面活性剤の泡が残り、不均一な塗布状態となる。したがって、評価は×である。
【００１９】
したがって、本発明で用いる超塑性成形用離型剤に含まれる界面活性剤の含有量は、２〜３０質量％に設定する必要がある。
【００２０】
以上をまとめると、請求項１に係る発明は、金属板材と成形用金型との離型を促進するために、金属板材又は成形用金型の少なくとも一方に塗布する超塑性成形用離型剤において、
この離型剤は、窒化硼素、添加剤、界面活性剤及び水とからなり、界面活性剤の含有率を２〜３０質量％に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明では、超塑性成形用離型剤の成分を窒化硼素、添加剤、界面活性剤及び水とし、界面活性剤の含有率を２〜３０質量％にした。
窒化硼素は粉体状であるために、離型剤の粘度を上げ、潤滑性を向上させることができる。
また、界面活性剤は金属板材あるいは金型の油膜を界面活性剤中に分散させ、金属板材あるいは金型から油膜を除去することができる。
さらに、離型剤は、油膜を除去しながら、表面張力を軽減した状態で塗布することができる。
【００２２】
したがって、離型剤は金属板材あるいは金型へ均一に塗布することができる。
以上より、金属板材あるいは金型への濡れ性に優れ、成形加工後の成形品の金型からの離型が容易にできる超塑性成形用離型剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は超塑性成形装置の一例を示す断面図であり、ブロー成形金型１０は、レール１１の上を走行する走行台車１２と、この走行台車１２に載せた下型１３と、この下型１３に成形凹部１４を形成しておき、この成形凹部１４に被せた被成形材１５と、この被成形材１５の上から被せる上型１６と、下型１３と上型１６とを固定するクランプ１７、１７と、高圧流体（例えばアルゴンや窒素などの不活性ガス）を下向きに吹込むことのできる加圧管１８とからなる装置である。
なお、１９、１９は、走行台車１２をレール１１上で動かすためのキャスターである。
【００２４】
図２は離型剤を金属板材に塗布する作用図である。
（ａ）で、超塑性成形用離型剤２０を金属板材２１の上面２２に、矢印Ｄの如く塗布する。なお、２３は塗布した直後の離型剤であり、表面が若干波打っている。
【００２５】
（ｂ）で、金属板材２１の上面２２で、離型剤が均一に塗られた離型剤２４となり安定した状態を示す。この状態で被成形材２５とする。
【００２６】
図３は図２（ａ）の３拡大図であり、超塑性成形用離型剤２０は、黒丸で示す窒化硼素２６・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、白丸で示す添加剤２７・・・と、斜線丸で示す界面活性剤２８・・・と、その他水２９とからなる。
【００２７】
なお、図３は表１の実施例１の成分含有率で図示したものであり、基本的に超塑性成形用離型剤２０の各成分は、界面活性剤２８より窒化硼素２６が多く、この窒化硼素２６より添加剤２７を含む水２９が多いこととし、界面活性剤２８の含有率を２〜３０質量％にした。
【００２８】
窒化硼素２６は粉体状であるために、離型剤の粘度を上げ、潤滑性を向上させることができる。
また、界面活性剤２８は図示しない金属板材２１（図２参照。）あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４（図１参照。）の油膜を界面活性剤２８中に分散させ、金属板材２１あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４から油膜を除去することができる。
【００２９】
さらに、超塑性成形用離型剤２０は、油膜を除去しながら、表面張力を軽減した状態で塗布することができる。
したがって、超塑性成形用離型剤２０は図示しない金属板材２１あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４へ均一に塗布することができる。
【００３０】
図４はブロー成形金型に被成形材をセットする作用図である。
（ａ）で、ブロー成形金型１０の下型１３から矢印Ｅの如く上型１６を外す。
【００３１】
（ｂ）で、被成形材１５（図２の被成形材２５を１８０°回転させたものである。）の側面３１、３１及び離型剤塗布面３２、３２を矢印Ｆの如く下型１３の嵌合部３３に嵌合させ、その上から矢印Ｇの如く上型１６を押付ける。
【００３２】
図５は被成形材を成形品に加工する作用図である。
（ａ）で、ブロー成形金型１０の上型１６と下型１３の間に被成形材１５をセットし、この被成形材１５の側面３１、３１及び離型剤塗布面３２、３２を下型１３の嵌合部３３、３３に嵌合させる。
この状態で、被成形材１５を超塑性成形させ易い温度になるまで加熱する。
【００３３】
（ｂ）で、加圧管１８から高圧流体（例えば不活性ガスなど）を矢印Ｈの如く吹込み、被成形材１５を矢印Ｊの如く、成形凹部１４に押付けて成形品３４とする。
ブロー成形において、被成形材を１５を加熱して、不活性ガスにアルゴンや窒素を用いることができるため、超塑性成形を安全で円滑に行うことができる。
【００３４】
図６は成形品をブロー成形金型から離型する作用図である。
ここで、３５を成形位置、３６を待機位置と呼ぶ。
成形位置３５において、成形後に上型１６を矢印Ｋの如く上げ、次に下型１３を走行台車１２の作用で矢印Ｌの如く待機位置３６へ移動する。
待機位置３６で下型１３から成形品３４を矢印Ｍの如く取出す。
【００３５】
以上の図４〜図６の作用により、被成形材１５は、表面に均一に塗られた離型剤２４が塗布されているために、容易に成形品３４となる。
また、成形加工後の成形品３４は、表面に均一に塗られた離型剤２４が残っているために、ブロー成形金型１０から容易に離型することができる。
【００３６】
以上より、金属板材２１あるいはブロー成形金型１０への濡れ性に優れ、成形加工後の成形品３４のブロー成形金型１０からの離型が容易にできる超塑性成形用離型剤２０を提供することができる。
【００３７】
図７は図３の別実施例を示す図であり、超塑性成形用離型剤４０は、黒丸で示す窒化硼素４１・・・と、白丸で示す添加剤４２・・・と、斜線丸で示す界面活性剤４３・・・と、その他水４４とからなる。
【００３８】
なお、図７は表１の実施例３の成分含有率で図示したものであり、基本的に超塑性成形用離型剤４０の各成分は、界面活性剤４３より窒化硼素４１が多く、この窒化硼素４１より添加剤４２を含む水４４が多いこととし、界面活性剤４３の含有率を２〜３０質量％にした。
【００３９】
窒化硼素４１は粉体状であるために、離型剤の粘度を上げ、潤滑性を向上させることができる。
また、界面活性剤４３は図示しない金属板材２１（図２参照。）あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４（図１参照。）の油膜を界面活性剤４３中に分散させ、金属板材２１あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４から油膜を除去することができる。
【００４０】
さらに、超塑性成形用離型剤４０は、油膜を除去しながら、表面張力を軽減した状態で塗布することができる。
したがって、超塑性成形用離型剤４０は図示しない金属板材２１あるいはブロー成形金型１０の成形凹部１４へ均一に塗布することができる。
【００４１】
尚、本発明の超塑性成形用離型剤２０、４０の添加剤２７、４２は、離型剤の機能を損なわないものであれば特に種類を問わない。
また、超塑性成形用離型剤２０、４０の界面活性剤２８、４３は、金属板材２１あるいはブロー成形金型１０に残る油分を除去できるものであれば、その種類を問わない。
さらに、超塑性成形用離型剤２０、４０は、超塑性成形する金属板材２１（例えばアルミニウム合金）を腐食させない成分からなることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の超塑性成形用離型剤は、四輪車のブロー成形部品を造る場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】超塑性成形装置の一例を示す断面図である。
【図２】離型剤を金属板材に塗布する作用図である。
【図３】図２（ａ）の３拡大図である。
【図４】ブロー成形金型に被成形材をセットする作用図である。
【図５】被成形材を成形品に加工する作用図である。
【図６】成形品をブロー成形金型から離型する作用図である。
【図７】図３の別実施例を示す図である。
【図８】従来の技術の基本構成及び作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…ブロー成形金型  、１４…成形凹部  、１５…被成形材  、２０、４０…超塑性成形用離型剤  、２１…金属板材  、２４…均一に塗られた離型剤  、２５…被成形材  、２６、４１…窒化硼素  、２７、４２…添加剤  、２８、４３…界面活性剤  、２９、４４…水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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