(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を有し、
重ね合わせられた上記超塑性金属板材間に形成される複数の接合不要区域を互いに連通する不活性ガス流通用のガス孔が重ね合わせられた中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、
該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、
全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、
上記ガス孔の穿孔が、電子ビームまたはレーザービームによってなされ、該超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が上記ガス孔穿孔時の熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする超塑性金属の一体成形方法。
【請求項２】
超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を重ね合わせ、
上記重ね合わされた超塑性金属板材間の接合不要区域を連通する不活性ガス流通用のガス孔が中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、
重ね合わされた超塑性金属板材の接合区域の周囲を電子ビーム手段乃至レーザービーム手段により互いに溶接し、該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、
全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、
上記ガス孔の穿孔が、電子ビームまたはレーザービームによってなされ、該超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が上記ガス孔穿孔時の熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする超塑性金属の一体成形方法。
【請求項３】
上記超塑性金属板材が、チタン合金シート素材であって、
ガス孔周囲がガス孔穿孔時の熱的影響により等軸組織から針状組織に変化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超塑性金属の一体成形方法。
【請求項４】
超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を有し、
重ね合わせられた上記超塑性金属板材間に形成される複数の接合不要区域を互いに連通する不活性ガス流通用のガス孔が重ね合わせられた中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、
該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、
全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、
上記ガス孔の穿孔が、機械加工によってなされ、上記ガス孔の周囲を電子ビームまたはレーザービームで照射することによりガス孔の周囲が熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする超塑性金属の一体成形方法。
【請求項５】
超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を重ね合わせ、上記重ね合わされた超塑性金属板材間の接合不要区域を連通する不活性ガス流通用のガス孔が中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、
重ね合わされた超塑性金属板材の接合区域の周囲を電子ビーム手段乃至レーザービーム手段により互いに溶接し、
該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、
全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、
上記ガス孔の穿孔が、機械加工によってなされ、上記ガス孔の周囲を電子ビームまたはレーザービームで照射することによりガス孔の周囲が熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする超塑性金属の一体成形方法。
【請求項６】
上記超塑性金属板材が、チタン合金シート素材であって、
ガス孔周囲が上記電子ビームまたはレーザービームの照射による熱的影響により等軸組織から針状組織に変化されていることを特徴とする請求項４または５に記載の超塑性金属の一体成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば航空機の機体構造等のように、特に耐熱性を必要とする部位に適用されるチタン合金板材等からなる３層以上の構造を持つ成型品を、超塑性成形（Super Plastic Forminng）と拡散接合（Diffusion Bondinng）技術を用いて一体構造とする超塑性金属の一体成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、チタンやチタン合金の多く、或いはニッケル合金には、超塑特性を備えたものがあり、適当なチタン合金は、３００パーセントに達する表面積の全増加が可能であることが知られている。このような超塑性金属は、超塑性成形手段により非常に複雑な形状であっても成形できる。
【０００３】
３層以上のチタン合金部品を超塑性成形と拡散接合技術を用いて一体に成形す成型方法の一例を図１０乃至図１３によって説明する。
【０００４】
先ず、図１０に示すように３枚の超塑性金属板材、例えばチタン合金シート素材１、２、３を用意し、シート素材１、２、３の内、図１１に示すように重ね合わせた際に、中間に位置するコアシート１の一面の接合不要区域４、５と、他面の接合不要区域６との平面視重複する部分に予め各々ガス孔７、８が穿孔され、かつこのコアシート１には、接合不要区域４に一端が臨む成形ガス導入用溝９ａが形成されている。
【０００５】
一方、上記フェースシート２には、上記コアシート１に重ね合わせた際、上記成形ガス導入用溝９ａとフェースシート２とによって形成される成形ガス導入孔９に一端が連通する成形ガス供給孔１０が穿設されている。
【０００６】
そして、上記コアシート１の各接合不要区域４、５、６に、イットリア等の接合防止剤１１を塗布し、図１１に示すように、上記コアシート１の両面にフェースシート２、３を重ね合わせて積層体１２を形成する。
【０００７】
次に、図１２に示すように、第１成形型３１及び第２成形型３２からなる成形型３０に積層体１２をセットし、第１成形型３１及び第２成形型３２の内部空間３１Ａ内と３２Ａ内を不活性ガスで置換しながら、互いに積層されるコアシート１と各フェースシート２、３との境界内１３、１４を真空引きした後、積層体１２及び成形型３０の全体を加熱し、所定温度に昇温した後に成形型３０の内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に不活性ガスを所定圧で導入し、コアシート１と各々のフェースシート２、３の接合区域１５、１６、１７を拡散接合させて、内部空間３１Ａ、３２Ａ内に導入した不活性ガスを排出する。
【０００８】
次に、第１成形型３１に開口する成形ガス給入孔３１ａから成形ガス供給孔１０及び成形ガス導入孔９を介して、上記コアシート１とフェースシート２との間の接合不要区域４に不活性ガスを導入する。
【０００９】
そして、接合防止剤１１が介在する接合不要区域４に導入された不活性ガスによって接合不要区域４に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して膨れて第１拡張室１８を形成すると共に、ガス孔７から接合防止剤１１が介在する接合不要区域６に導入され、この接合不要区域６に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３を超塑性変形して第２拡張室１９を形成する。
【００１０】
同時に、第２拡張室１９に導入された不活性ガスは、ガス孔８から接合防止剤１１が介在する接合不要区域５に導入され、接合不要区域５に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して第３拡張室２０を形成する。
【００１１】
更に図１３のように、フェースシート２が第１成形型３１の成形面３１ｂに、フェースシート３が第２成形型３２の成形面３２ｂに各々押接されるまで不活性ガスが供給され、外周形状が第１成形型３１の成形面３１ｂ及び第２成形型３２の成形面３２ｂに倣った形状の成形品が得られる。
【００１２】
このように、接合不要区域に接合防止剤を塗布した複数のチタン合金シートを積層し、かつ成形型内での不活性ガスの導入によって超塑性成形と拡散接合技術を用いて成型品を一体に成形する成型方法の先行技術としては、例えば特開昭５１−１１１４６５号公報が知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によると、各構成部材が超塑性成形されると共に、互いに拡散結合によって一体的に結合されることから、複雑な形状であっても比較的容易に成形できて製造作業等の簡素化及び製造コストの低減が得られると共に、成型品の高強度が確保できる。
【００１４】
しかし、内部を区画するコアシートに成形ガスを流通させるためのガス孔を形成する必要があり、この部分の応力集中係数が高く、超塑性成形及び長期間に亘る使用による破壊の起点となるおそれがあり、この対策としてコアシート等の板厚を増加させると重量の増大を招くことになる。
【００１５】
また、この部分は超塑性成形に伴って延伸して、板厚が減少し、かつ成形前に比べガス孔が大きくなると共に、孔形状も大きく変わることから強度特性の低下が生じることがある。このため設計段階において強度特性の低下を考慮する必要があり、熟練と高度な設計技術が要求される。
【００１６】
従って、本発明は、かかる点に鑑みなされたものであり、その目的は強度特性の低下が抑制される超塑性金属の一体成型方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する請求項１に記載の超塑性金属の一体成形方法の発明は、超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を有し、重ね合わせられた上記超塑性金属板材間に形成される複数の接合不要区域を互いに連通する不活性ガス流通用のガス孔が重ね合わせられた中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、上記ガス孔の穿孔が、電子ビームまたはレーザービームによってなされ、該超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が上記ガス孔穿孔時の熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする。
【００１８】
この請求項１の発明によると、超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が、電子ビームまたはレーザービームによるガス孔の穿孔時の熱的影響によって予め超塑性挙動が抑制された組織に変化されていることから、接合不要区域内に不活性ガスを導入して超塑性成形する際に、ガス孔周囲の超塑性挙動が抑制されて、該部分の板厚の減少、ガス孔の形状変化等が抑制されて強度特性の低下が回避される。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を重ね合わせ、上記重ね合わされた超塑性金属板材間の接合不要区域を連通する不活性ガス流通用のガス孔が中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、重ね合わされた超塑性金属板材の接合区域の周囲を電子ビーム手段乃至レーザービーム手段により互いに溶接し、該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、上記ガス孔の穿孔が、電子ビームまたはレーザービームによってなされ、該超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が上記ガス孔穿孔時の熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項２の発明によると、超塑性金属板材に開口するガス孔の周囲が、電子ビームまたはレーザービームによるガス孔の穿孔時の熱的影響によって予め超塑性挙動が抑制された組織に変化されていることから、接合不要区域内に不活性ガスを導入して超塑性成形する際に、ガス孔周囲の超塑性挙動が抑制されて、該部分の板厚の減少、ガス孔の形状変化等が抑制されて強度特性の低下が回避される。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の発明において、上記超塑性金属板材が、チタン合金シート素材であって、ガス孔周囲が電子ビームまたはレーザービームによるガス孔穿孔時の熱的影響により等軸組織から針状組織に変化されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を有し、重ね合わせられた上記超塑性金属板材間に形成される複数の接合不要区域を互いに連通する不活性ガス流通用のガス孔が重ね合わせられた中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、上記ガス孔の穿孔が、機械加工によってなされ、上記ガス孔の周囲を電子ビームまたはレーザービームで照射することによりガス孔の周囲が熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、超塑性成形及び拡散接合が可能な少なくとも３枚以上の超塑性金属板材を重ね合わせ、上記重ね合わされた超塑性金属板材間の接合不要区域を連通する不活性ガス流通用のガス孔が中間に位置する超塑性金属板材に穿孔され、重ね合わされた超塑性金属板材の接合区域の周囲を電子ビーム手段乃至レーザービーム手段により互いに溶接し、該重ね合わされた複数の超塑性金属板材を成形型にセットし、全体を成形温度まで加熱して上記少なくとも１つの接合不要区域内に不活性ガスを導入して上記各接合不要区域に対応する超塑性金属板材の部分を超塑性成形すると共に、接合区域に対応する超塑性金属板材の部分を互いに拡散接合する超塑性金属の一体成形方法において、上記ガス孔の穿孔が、機械加工によってなされ、上記ガス孔の周囲を電子ビームまたはレーザービームで照射することによりガス孔の周囲が熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に予め変化されていることを特徴とする。
請求項４及び請求項５の発明によると、機械加工によってガス孔を穿孔し、ガス孔の周囲を電子ビームまたはレーザービームで照射することによりガス孔の周囲が熱的影響により超塑性挙動が抑制された組織に変化されていることから、接合不要区域内に不活性ガスを導入して超塑性成形する際に、ガス孔周囲の超塑性挙動がよくせいされて、該部分の板厚の減少、ガス孔の形状変化等が抑制されて強度特性の低下が回避される。
請求項６の発明は、請求項４または５の発明において、超塑性金属板材が、チタン合金シート素材であって、ガス孔周囲が上記電子ビームまたはレーザービームの照射により熱的影響により等軸組織から針状組織に変化されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下本発明による超塑性金属の一体成型方法の第１実施形態を図１乃至図４によって説明する。
【００２４】
先ず、超塑性成形及び拡散接合が可能な超塑性金属板材、例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖからなる３枚のチタン合金シート素材１、２、３を用意し、図１及び図２に示すようにこれらのシート素材１、２、３を重ね合わせた際、その中間に位置するコアシート１の一面１ａの接合不要区域４、５と、他面１ｂの接合不要区域６が平面視互いに重複する部分に予め各々ガス孔７、８が穿孔されている。
【００２５】
ガス孔７、８は、例えば真空雰囲気中で行われる電子ビームの照射によって穿孔され、ガス孔７、８の周囲７ａ及び８ａは、電子ビームの照射による熱的影響を受けて等軸組織から針状組織に変化することにより超塑性挙動が抑制される。
【００２６】
更に、コアシート１の上記一面１ａには、少なくとも接合不要区域４または５の一方、本実施形態では接合不要区域４に一端が臨む成形ガス導入用溝９ａが形成されている。
【００２７】
一方、上記フェースシート２には、上記コアシート１の一面１ａに重ね合わせた際、上記成形ガス導入用溝９ａとこのフェースシート２とによって形成される成形ガス導入孔９に連通する成形ガス供給孔１０が穿設されている。
【００２８】
そして、積層工程において上記コアシート１の各接合不要区域４、５、６に例えば、イットリア等の接合防止剤１１を塗布し、図２に示すように、上記コアシート１の両面１ａ及び１ｂに各々フェースシート２、３を重ね合わせて積層体１２を形成する。
【００２９】
次に、積層体セット工程で、第１成形型３１及び第２成形型３２からなる成形型３０に積層体１２をセットし、成形型３０及び成形型３０にセットされた積層体１２の全体を加熱炉（図示せず）内に搬入する。なお第１成形型３１には上記成形ガス供給孔１０に接合される成形ガス給入孔３１ａが形成されている。
【００３０】
続く成形工程によって第１成形型３１及び第２成形型３２の内部空間３１Ａと３2 Ａ、すなわちキャビティ内を不活性ガスで置換すると共に、互いに積層されるコアシート１と各フェースシート２、３との境界内１３、１４を真空引きした後、加熱炉により積層体１２及び成形型３０の全体を加熱する。
【００３１】
所定温度、例えば約９００〜９２０℃に昇温後に成形型３０の内部空間３１Ａ及び３２Ａ内に不活性ガス（例えばアルゴンガス、ヘリウムガス等）を所定圧で導入し、上記コアシート１と各々フェースシート２、３の接合区域１５、１６、１７、換言すると接合防止剤１１が介在することなく直接圧接されるコアシート１と各々のフェースシート２、３の範囲を互いに拡散接合させ、しかる後内部空間３１Ａ、３２Ａ内の不活性ガスを排出する。
【００３２】
次に、第１成形型３１に開口する成形ガス給入孔３１ａから成形ガス供給孔１０及び成形ガス導入孔９を介して、上記コアシート１とフェースシート２との間の接合不要区域４に不活性ガスを導入する。
【００３３】
不活性ガスの導入に伴って、接合防止剤１１が介在する接合不要区域４に導入された不活性ガスによって接合不要区域４に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して膨れ、第１拡張室１８を形成すると共に、第１拡張室１８に導入された不活性ガスの一部は、コアシート１に開口するガス孔７から接合防止剤１１が介在する接合不要区域６に導入され、接合不要区域６に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３を超塑性変形して膨張せしめて第２拡張室１９を形成する。
【００３４】
同時に、第２拡張室１９に導入された不活性ガスの一部は、ガス孔８から接合防止剤１１が介在する接合不要区域５に導入され、接合不要区域５に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して第３拡張室２０を形成する。
【００３５】
そして、更に図４に示すように、フェースシート２が超塑性変形して第１成形型３１の成形面３１ｂに押接され、フェースシート３が第２成形型３２の成形面３２ｂに押接されるまで不活性ガスが供給されて、外周形状が第１成形型３１の成形面３１ｂ及び第２成形型３２の成形面３２ｂに倣った形状の成形体となる。
【００３６】
この不活性ガス導入によるコアシート１及びフェースシート２、３の超塑性成形は、例えば、温度９００℃で、歪み速度が毎秒１０-3〜１０-4になるように不活性ガス圧力を制御することで行われ、ガス孔７、８の周囲７ａ、８ａを除くコアシート１の板厚は、超塑性成形に伴って延伸されて減少するが、ガス孔７、８の周囲７ａ、８ａは、予め電子ビームによる穿孔によって組織が等軸組織から超塑性挙動が極めて抑制された針状組織に変化せしめられることから、板厚の減少がほとんどなく、超塑性成形以前のガス孔７及び８の形状が維持される。
【００３７】
しかる後、成形体は成形型３０から取り出され、トリム処理工程等で形状が整えられて成型品となる。
【００３８】
従って、本実施形態の超塑性金属の一体成型方法によると、超塑性成型時及び長期の使用により応力が集中するガス孔７及び８の周囲７ａ、８ａは、予め超塑性挙動が抑制された針状組織によって形成されることから、この部分は超塑性成形による板厚の減少及びガス孔の形状変化が回避乃至極めて少なくなり強度特性の低下が回避され、設計段階において強度特性の低下を考慮する必要が少なくなり設計が容易になる。
【００３９】
第２実施形態
次に、本発明による超塑性金属の一体成型方法の第２実施形態を図５乃至図９によって説明する。なお、説明の便宜上図１乃至図４と同一部材には同一符号を付することによって詳細な説明は省略する。
【００４０】
先ず、図５乃至図７に示すように成形すべき素材からなる３枚のチタン合金シート素材１、２、３を用意し、これらのシート素材１、２、３を重ね合わせた際、中間に位置するコアシート１の一面１ａの接合不要区域４、５と、他面１ｂの接合不要区域６とが平面視互いに重複する部分には、予め電子ビーム照射によって各々ガス孔７、８が穿孔され、ガス孔７、８の周囲７ａ及び８ａは、電子ビームの照射による熱的影響を受けて等軸組織から針状組織に変化して、超塑性挙動が抑制されている。
【００４１】
そして、積層工程において図５に示すように、上記コアシート１の一面１ａにフェースシート２を重ね合わせ、かつ真空雰囲気中で接合区域１６を囲むように電子ビーム溶接手段により形成される電子ビーム溶接部２６によって互いに溶着すると共に、図６及び図７に示すようにフェースシート２を溶着したコアシート１の他面１ｂにフェースシート３を重ね合わせ、接合区域１５及び１７の周囲を各々電子ビーム溶接部２５及び２７によって互いに溶着する。これら接合区域１５、１６、１７は周囲が囲まれているので真空状態に保持される。
【００４２】
積層工程で、互いに溶接結合されたコアシート１、フェースシート２及び３からなる積層体１２は、次の積層体セット工程において、第１実施形態と同様に、図８に示すように成形型３０にセットする。
【００４３】
続く成形工程によって第１成形型３１及び第２成形型３２の内部空間３１Ａと３2 Ａを不活性ガスで置換すると共に、及びコアシート１と各フェースシート２、３との境界内１３、１４を真空引きした後、積層体１２及び成形型３０の全体を所定温度に加熱する。
【００４４】
次に、第１成形型３１に開口する成形ガス給入孔３１ａから成形ガス供給孔１０及び成形ガス導入孔９を介して、上記コアシート１とフェースシート２との間に不活性ガスを導入する。
【００４５】
不活性ガスの導入に伴って、接合不要区域４に導入された不活性ガスによって接合不要区域４に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して第１拡張室１８を形成すると共に、第１拡張室１８に導入された不活性ガスの一部は、ガス孔７から接合不要区域６に導入され、接合不要区域６に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３を超塑性変形して第２拡張室１９を形成する。
【００４６】
更に、第２拡張室１９に導入された不活性ガスの一部は、ガス孔８から接合不要区域５に導入され、接合不要区域５に対応する部分のコアシート１とフェースシート２、３が超塑性変形して第３拡張室２０を形成する。
【００４７】
この各拡張室１８、１９及び２０に導入された不活性ガスの圧力は各接合区域１５、１６及び１７のコアシート１とフェースシート２、３の拡散接合を進行させる。
【００４８】
そして、更に図９に示すように、フェースシート２が超塑性変形して第１成形型３１の成形面３１ｂに、フェースシート３が第２成形型３２の成形面３２ｂに各々押接されるまで不活性ガスが供給されて、外周形状が第１成形型３１の成形面３１ｂ及び第２成形型３２の成形面３２ｂに倣った形状の成形品となる。
【００４９】
この不活性ガス導入によるコアシート１及びフェースシート２、３の超塑性成形に伴って、ガス孔７及び８の周囲７ａ、８ａを除くコアシート１の板厚は伸長して減少するが、ガス孔７、８の周囲７ａ、８ａは、第１実施形態と同様に、予め電子ビームによる穿孔によって組織が等軸組織から針状組織に変化せしめられることから、板厚の減少がほとんどなく、初期のガス孔７及び８の形状が維持される。
【００５０】
しかる後、成形体は成形型３０から取り出され、トリム処理工程等で形状が整えられて製品となる。
【００５１】
この第２実施形態によると、第１実施形態に加え、接合区域１５、１６、１７の周囲を電子ビーム溶接手段により互いに溶着することで、接合区域が真空状態を保ち、超塑性成形と拡散接合を同時進行させることで、成形時間が短縮され、接合不要区域が拡散接合することがないので接合防止剤の塗布が省略でき、工数の削減と相俟って製造コストの低減が得られる。
【００５２】
上記各実施形態では、ガス孔７及び８を電子ビームにより穿孔した例について説明したが、レーザービームにより穿孔することも、また超塑性金属板材はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖのチタン合金からなる板材を用いたが、超塑性成形及び拡散接合が可能な超塑性金属板材であれば、チタンや他のチタン合金或いはニッケル合金等であってもよく、また３枚のシート素材を用いたが、３枚以上の複数枚でもよい。
【００５３】
上記各実施形態では、ガス孔７及び８を電子ビームまたはレーザービームにより穿孔した例について説明したが、機械加工により穿孔し、穿孔の前或いは後に電子ビームまたはレーザービームで孔周辺を照射して、その部分を等軸組織から針状組織に変更してもよい。
【００５４】
また、接合区域の接合面にインサート材、例えばＣｕ−Ｎｉメッキを施した拡散接合、即ち液相拡散接合（Liquid Interface Diffusion Bonndinng）においても同様の方法で実施することが可能であり、本発明は、上記実施形態に限定されることなく本発明に要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の超塑性金属の一体成形方法によると、超塑性金属板材の超塑成形される部分に開口するガス孔の周囲が、穿孔の際の熱的影響によって、予め超塑性挙動の抑制された組織によって形成されることから、この部分は超塑性形による板厚の減少及びガス孔の形状変化が回避され、或いは板厚の減少及びガス孔の形状変化が極めて少なくなり強度特性の低下が回避されて安定した高品質の超塑性成型品が得られると共に、設計段階において強度特性の低下を考慮する必要が少なくなり設計が容易になる等超塑性金属の成形分野に貢献すること大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超塑性金属の一体成形方法の第１実施形態を説明する斜視図である。
【図２】同じく、要部断面説明図である。
【図３】同じく、要部断面説明図である。
【図４】同じく、要部断面説明図である。
【図５】本発明による超塑性金属の一体成形方法の第２実施形態を説明する斜視図である。
【図６】同じく、要部を説明する斜視図である。
【図７】同じく、要部断面説明図である。
【図８】同じく、要部断面説明図である。
【図９】同じく、要部断面説明図である。
【図１０】従来の超塑性金属の一体成形方法を説明する斜視図である。
【図１１】同じく、要部断面説明図である。
【図１２】同じく、要部断面説明図である。
【図１３】同じく、要部断面説明図である。
【符号の説明】
１  コアシート
２  フェースシート
３  フェースシート
４  接合不要区域
５  接合不要区域
６  接合不要区域
７  ガス孔
７ａ 周囲
８  ガス孔
８ａ 周囲
１１  接合防止剤
１２  積層体
１５  接合区域
１６  接合区域
１７  接合区域
２５  電子ビーム溶接部
２６  電子ビーム溶接部
２７  電子ビーム溶接部
３０  成形型
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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