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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022032908
(43)【公開日】2022-02-25
(54)【発明の名称】金属を繰り返して加工する方法
(51)【国際特許分類】
   B21J 1/04 20060101AFI20220217BHJP
【FI】
B21J1/04
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020172314
(22)【出願日】2020-10-13
(31)【優先権主張番号】10-2020-0101907
(32)【優先日】2020-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0101909
(32)【優先日】2020-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】513242380
【氏名又は名称】エージェンシー フォー ディフェンス ディベロップメント
【氏名又は名称原語表記】AGENCY FOR DEFENSE DEVELOPMENT
【住所又は居所原語表記】160,Bugyuseong-daero,488beon-gil,Yuseong-gu,Daejeon 305-152(KR)
(71)【出願人】
【識別番号】515247990
【氏名又は名称】カンヌン-ウォンジュ ナショナル ユニバーシティ インダストリー アカデミー コーオペレイション グループ
(74)【代理人】
【識別番号】100112874
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 薫
(72)【発明者】
【氏名】イ スン
(72)【発明者】
【氏名】チョン ヒョ テ
(72)【発明者】
【氏名】クオン サン チル
(72)【発明者】
【氏名】キム スン テ
(72)【発明者】
【氏名】キム ダ ビン
(72)【発明者】
【氏名】チェ シ フン
【テーマコード(参考)】
4E087
【Fターム(参考)】
4E087AA01
4E087CA33
4E087EC11
(57)【要約】      (修正有)
【課題】金属が均質な極微細組織を有することのできる加工方法を提供する。
【解決手段】X軸方向に形成された縁部のうち六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、Y軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、Z軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部ステップを含み、前記X軸、前記Y軸及び前記Z軸縁部の各鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われる。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
六面体金属を加工する方法において、
X軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、
Y軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、
Z軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部鍛造ステップと、
を含み、
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われる六面体金属を加工する方法。
【請求項2】
前記Y軸縁部鍛造ステップは前記X軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Z軸縁部鍛造ステップは前記Y軸縁部鍛造ステップの後に行われる、請求項1に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項3】
前記X軸縁部鍛造ステップは、第1X軸縁部鍛造ステップと、前記第1X軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2X軸縁部鍛造ステップとを含み、
前記第1X軸縁部鍛造ステップ及び前記第2X軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、
X軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するX軸対角鍛造ステップと、
前記X軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、請求項2に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項4】
前記X軸対角鍛造ステップで加圧される前記2つのX軸縁部のそれぞれは、前記X軸復帰対角鍛造ステップで平坦化され、前記六面体金属を構成する6個の面のいずれか1つの面の中央に設けられる、請求項3に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項5】
前記第1X軸縁部鍛造ステップのX軸対角鍛造ステップで加圧される2つのX軸縁部のそれぞれは、前記第2X軸縁部鍛造ステップのX軸復元ステップの後に六面体金属を構成する12個の縁部のいずれか1つの縁部を構成する、請求項3に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項6】
前記X軸対角鍛造ステップは、前記X軸方向に形成された縁部のいずれか1つの縁部を収容し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第1金型で行われ、
前記X軸復帰対角鍛造ステップは、六角柱金属の一側面を支持し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第2金型で行われる、請求項3に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項7】
前記Y軸縁部鍛造ステップは、第1Y軸縁部鍛造ステップと、前記第1Y軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Y軸縁部鍛造ステップと、を含み、
前記第1Y軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Y軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、
Y軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するY軸対角鍛造ステップと、
前記Y軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、請求項2に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項8】
前記Z軸縁部鍛造ステップは、第1Z軸縁部鍛造ステップと、前記第1Z軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Z軸縁部鍛造ステップとを含み、
前記第1Z軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Z軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、
Z軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するZ軸対角鍛造ステップと、
前記Z軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、請求項2に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項9】
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップは、順に順次1回行われた後、X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップの順に1回行われる、請求項1に記載の六面体金属を加工する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は金属を繰り返して加工する方法に関し、より詳しくは、全体的に六面体形状である金属を繰り返し鍛造し、緻密な組織に加工する金属加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、金属の特徴は、内部の微細組織や集合組織の状態に応じて変わる。例えば、組織が微細であるほど又は集合組織が発達するほど、金属材料の強度、硬度、及び耐久性などの機械的又は物理的な性質が優秀である。
【0003】
従って、このような金属材料に焼成変形を加えたり、熱処理を加えて内部組織を制御することは、金属加工で重要な加工法の1つである。
【0004】
一方、圧延、押出、引き抜きなどの加工方法は、金属の内部に大きな焼成変形及び外形の変化を起こすことから、追加的な工程で実現できる形状に限界がある。このような、変形上の限界を克服するために、サンプルの大きさの変化なしに焼成変形を付加する方法であるECAP(Equal Channel Angular Pressing)工程は、金属の大きさの変化なしに繰り返し強い焼成変形を付加することができる。
【0005】
しかし、このような工程の特性上、接触摩擦によって極めて高い応力が求められ、金属材料の開始部と終端部には均一な変形を得ることができず、開始部と終端部の不均一な部分を除去しなければならないため、工程が実行されるにつれて材料損失が増加するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の一実施形態の目的は、金属が均質な極微細組織(homogeneous ultra-fine microstructure)を有することができる加工方法を提供することにある。
【0007】
具体的に、本発明の一実施形態の目的は、前述した問題点を解決できる金属加工方法を提供するもので、六面体金属の3軸方向の縁部をそれぞれ対角鍛造と復帰対角鍛造に繰り返し加工して金属外部の形状変化を最小化しながらも、金属の内部に均一な変形を付加して微細組織と集合組織を均一に制御できる金属加工方法を提供することにある。本発明が解決しようとする課題は、これらに制限されないことを明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法は、X軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、Y軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、Z軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部鍛造ステップとを含み、前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われる。
【0009】
前記Y軸縁部鍛造ステップは前記X軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Z軸縁部鍛造ステップは前記Y軸縁部鍛造ステップの後に行われることができる。
【0010】
前記X軸縁部鍛造ステップは、第1X軸縁部鍛造ステップと、前記第1X軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2X軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第1X軸縁部鍛造ステップ及び前記第2X軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、X軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するX軸対角鍛造ステップと、前記X軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。
【0011】
前記X軸対角鍛造ステップで加圧される前記2つのX軸縁部のそれぞれは、前記X軸復帰対角鍛造ステップで平坦化され、前記六面体金属を構成する6個の面のいずれか1つの面の中央に設けられることができる。
【0012】
前記第1X軸縁部鍛造ステップのX軸対角鍛造ステップで加圧される2つのX軸縁部のそれぞれは、前記第2X軸縁部鍛造ステップのX軸復元ステップの後に六面体金属を構成する12個の縁部のいずれか1つの縁部を構成することができる。
【0013】
前記X軸対角鍛造ステップは、前記X軸方向に形成された縁部のいずれか1つの縁部を収容し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第1金型で行われ、前記X軸復帰対角鍛造ステップは、六角柱金属の一側面を支持し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第2金型で行われることができる。
【0014】
前記Y軸縁部鍛造ステップは、第1Y軸縁部鍛造ステップと、前記第1Y軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Y軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第1Y軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Y軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、Y軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するY軸対角鍛造ステップと、前記Y軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。
【0015】
前記Z軸縁部鍛造ステップは、第1Z軸縁部鍛造ステップと、前記第1Z軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Z軸縁部鍛造ステップとを含み、前記第1Z軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Z軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、Z軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するZ軸対角鍛造ステップと、前記Z軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸復帰対角鍛造ステップとを含むことができる。
【0016】
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップは、順に順次1回行われた後、X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップの順に1回行われ得る。
【発明の効果】
【0017】
本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法によれば、対角鍛造と復帰対角鍛造を繰り返すことで、金属外部の形状変化を最小化しながら、金属の内部に均一な変形を付加して微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微粒の金属材料の製造を可能にする。勿論、このような効果によって本発明の範囲が限定されることはない。本発明の効果は、これらに制限されないことを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【0018】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の好ましい一実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明と共に本発明の技術的な思想をより理解させる役割を果たすものであるため、本発明は、このような図面に記載されている事項に限定されて解釈されることはない。
【0019】
図1】本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。
図2図1に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。
図3図1に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図である。
図4図3に続いて図1に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。
図5】本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第1金型のX軸対角鍛造以前の状態を示す斜視図である。
図6】本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第1金型のX軸対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。
図7】本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第2金型のX軸復帰対角鍛造以前の状態を示す斜視図である。
図8】本発明の一実施形態に係る金属加工方法に適用される第2金型のX軸復帰対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。
図9】本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。
図10図9に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。
図11図9に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図である。
図12図11に引き続き、図9に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、添付の図面を参照して実施形態を詳細に説明する。しかし、実施形態には多様な変更が加えられることができ、特許出願の権利範囲がこの実施形態により制限されたり限定されることはない。実施形態に対するすべての変更、均等物ないし代替物が権利範囲に含まれるものとして理解されなければならない。
【0021】
本明細書で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられるものであって、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【0022】
異なる定義がされない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【0023】
また、添付図面を参照して説明することにおいて、図面符号に関係なく、同じ構成要素は同じ参照符号を付与し、これに対する重複する説明は省略することにする。実施形態の説明において、関連する公知技術に対する具体的な説明が実施形態の要旨を不要に曖昧にするものと判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0024】
また、実施形態の構成要素の説明において、第1,第2,A,B,(a),(b)などの用語を使用することがある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語によって該当の構成要素の本質や順番又は順序などが限定されない。
【0025】
いずれか一つの実施形態に含まれている構成要素と、共通の機能を含む構成要素は、他の実施形態で同じ名称を用いて説明することにする。反対となる記載がない以上、いずれか一つの実施形態に記載した説明は、他の実施形態にも適用され、重複する範囲において具体的な説明は省略することにする。
【0026】
図1は、本発明の一実施形態に係る六面体金属を加工する方法を示すフローチャートである。
【0027】
図1を参照すると、一実施形態に係る金属加工方法は、X軸縁部鍛造ステップS1、Y軸縁部鍛造ステップS2、及びZ軸縁部鍛造ステップS3を含む。X軸縁部鍛造ステップS1、Y軸縁部鍛造ステップS2、及びZ軸縁部鍛造ステップS3はそれぞれ2回ずつ行われる。X軸縁部鍛造ステップS1、Y軸縁部鍛造ステップS2、及びZ軸縁部鍛造ステップS3は順次行われる。言い換えれば、2回のY軸縁部鍛造ステップS2は、2回のX軸縁部鍛造ステップS1が全て行われてから実行され、2回のZ軸縁部鍛造ステップS3は、2回のY軸縁部鍛造ステップS2が全て行われてから実行される。
【0028】
ここで、加工の対象となる六面体金属は、図3及び図4に示すように、X軸方向に4個の縁部E11、E12、E13、E14が形成され、Y軸方向に4個の縁部E21、E22、E23、E24が形成され、Z軸方向に4個の縁部E31、E32、E33、E34が形成される、全体的に六面体形状を有する六面体金属1である。ここで、六面体金属1は図示した形状に制限されることなく、各種の大きさ及び比率を有する様々な形態と大きさに構成され得ることを明らかにする。六面体金属1は、例えば、その材質がタンタリウム又は銅などであってもよい。
【0029】
例えば、X軸縁部鍛造ステップS1は、六面体金属1のX軸方向に形成された4個の縁部E11、E12、E13、E14を加圧するステップである。Y軸縁部鍛造ステップS2は、六面体金属1のY軸方向に形成された4個の縁部E21、E22、E23、E24を加圧するステップである。Z軸縁部鍛造ステップS3は、六面体金属1のZ軸方向に形成された4個の縁部E31、E32、E33、E34を加圧するステップである。
【0030】
図2は、図1に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。
【0031】
図2を参照すると、X軸縁部鍛造ステップS1は、2回で構成される。X軸縁部鍛造ステップS1は、第1X軸縁部鍛造ステップと、第1X軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2X軸縁部鍛造ステップを含む。第1X軸縁部鍛造ステップは、第1X軸対角鍛造ステップS11と第1X軸復帰対角鍛造ステップS12を含む。第2X軸縁部鍛造ステップは、第2X軸対角鍛造ステップS13と第2X軸復帰対角鍛造ステップS14を含む。
【0032】
第1X軸対角鍛造ステップS11と第2X軸対角鍛造ステップS13は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12と第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、第2金型M2(図7参照)を用いて行われる。
【0033】
Y軸縁部鍛造ステップS2は、2回で構成される。Y軸縁部鍛造ステップS2は、第1Y軸縁部鍛造ステップと第1Y軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Y軸縁部鍛造ステップを含む。第1Y軸縁部鍛造ステップは、第1Y軸対角鍛造ステップS21と第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22を含む。第2Y軸縁部鍛造ステップは、第2Y軸対角鍛造ステップS23と第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24を含む。
【0034】
第1Y軸対角鍛造ステップS21と第2Y軸対角鍛造ステップS23は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22と第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、第2金型M2(図7参照)を用いて行われる。
【0035】
Z軸縁部鍛造ステップS3は、2回で構成される。Z軸縁部鍛造ステップS3は、第1Z軸縁部鍛造ステップと第1Z軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Z軸縁部鍛造ステップを含む。第1Z軸縁部鍛造ステップは、第1Z軸対角鍛造ステップS31と第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32を含む。第2Z軸縁部鍛造ステップは、第2Z軸対角鍛造ステップS33と第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34を含む。
【0036】
第1Z軸対角鍛造ステップS31と第2Z軸対角鍛造ステップS33は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32と第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、第2金型M2(図7参照)を介して行われる。
【0037】
図3は、図1に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図であり、図4は、図3に続いて図1に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。
【0038】
図3及び図4を参照すると、第1X軸対角鍛造ステップS11は、左側の最上側に示されたように、六面体金属1のX軸方向の縁部E11、E12、E13、E14のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E11、E13を加圧し、左側の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。ここで「対角線方向」に配置されることは、六面体金属1の中心を基準にして、互いに反対側に配置されることを意味する。第1X軸対角鍛造ステップS11は、X軸と垂直である第1面F1の変形を制限する第1金型M1を用いて行われる(図5参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、縁部E11、E13が加圧されれば、第1面F1と垂直の第2面F2及び第3面F3に変形が誘導され、第2面F2及び第3面F3からなる突出部が形成されることができる。
【0039】
次に、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12は、左側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E11、E12、E13、E14のうち、残りの2つの縁部E12、E14が備えられた突出部を加圧し、左側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12は、第1面F1の変形して制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似の全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0040】
図3の左側の上から4番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されないものとして、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12の後に、鍛造された六面体金属1の第1面F1と垂直の第2面F2の内部に残りの最初縁部E11、E12が圧搾されて平坦化され得る。言い換えれば、第1X軸対角鍛造ステップS11において、加圧される2つの縁部E11、E12は、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12の後に六面体金属を構成している6個の面のうち、一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。
【0041】
第2X軸対角鍛造ステップS13は、中間の最上側に示すように、六面体金属1のX軸方向の縁部E15、E16、E17、E18のうち対角線方向に配置される2つの縁部E15、E17を加圧し、中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第2X軸対角鍛造ステップS13は、X軸と垂直である第1面F1の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、縁部E15、E17が加圧されれば、第1面F1と垂直の第2面F2及び第3面F3に変形が誘導され、第2面F2及び第3面F3からなる突出部が形成されることができる。
【0042】
次に、第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、図3の中間の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E15、E16、E17、E18のうち、残りの2つの縁部E16、E18が備えられた突出部を加圧し、中間から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、第1面F1の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0043】
第2X軸復帰対角鍛造ステップS14を経た後、六面体金属は、図3の中間の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的な性能が向上すると共に、組織の全部分が最初位置に完全復元されるため、変形率を最小化しながら組織の損傷を防止することができる。
【0044】
前記ステップにより、X軸と垂直である第1面F1の変形を制限するX軸縁部鍛造ステップS1を終了することができる。
【0045】
次に、第1Y軸対角鍛造ステップS21は、右側の最上側に示すように、六面体金属1のY軸方向の縁部E21、E22、E23、E24のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E21、E23を加圧し、右側の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第1Y軸対角鍛造ステップS21は、Y軸と垂直である第2面F2の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第2面F2の変形が制限されるため、縁部E21、E23が加圧されれば、第2面F2と垂直の第1面F1及び第3面F3に変形が誘導され、第1面F1及び第3面F3からなる突出部が形成されることができる。
【0046】
次に、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22は、右側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E21、E22、E23、E24のうち、残りの2つの縁部E22、E24が備えられた突出部を加圧し、左側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。第1Y軸対角鍛造ステップS21を経ることで、2つの縁部E22、E24それぞれは、六角柱金属2の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22は、第2面F2の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第2面F2の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0047】
図3の右側の上から4番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上されることができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されない。言い換えれば、第1Y軸対角鍛造ステップS21で加圧される2つの縁部E21、E22は、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22の後に六面体金属を構成している6個の面のうち一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。
【0048】
次に、図4に示すように、第2Y軸対角鍛造ステップS23は、左側の最上側に示すように、六面体金属1のY軸方向の縁部E25、E26、E27、E28のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E25、E27を加圧し、左側の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第2Y軸対角鍛造ステップS23は、Y軸と垂直である第2面F2の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第2面F2の変形が制限されるため、縁部E25、E27が加圧されれば、第2面F2と垂直の第1面F1及び第3面F3に変形が誘導され、第1面F1及び第3面F3からなる突出部が形成されることができる。
【0049】
次に、第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、図4の左側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E25、E26、E27、E28のうち、残りの2つの縁部E26、E28が備えられた突出部を加圧し、図4の左側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、第2面F2の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第2面F2の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0050】
第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24を経た後、六面体金属は、図4の左側の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化され、機械的及び物理的性能が向上すると共に、組織の全部分の最初位置に完全に復元されるため、変形率を最小化して組織の損傷を防止することができる。
【0051】
前記ステップにより、最初の六面体金属のY軸と垂直である第2面F2の変形を制限するY軸縁部鍛造ステップS2を終了することができる。
【0052】
次に、第1Z軸対角鍛造ステップS31は、図4の中間の最上側に示すように、六面体金属1のZ軸方向の縁部E31、E32、E33、E34のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E31、E33を加圧し、図4の中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第1Z軸対角鍛造ステップS31は、Z軸と垂直である第3面F3の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第3面F3の変形が制限されるため、縁部E31、E33が加圧されれば、第3面F3と垂直の第1面F1及び第2面F2に変形が誘導され、第1面F1及び第2面F2からなる突出部が形成されることができる。
【0053】
次に、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32は、図4に示す中間の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E31、E32、E33、E34のうち、残りの2つの縁部E32、E34が備えられた突出部を加圧し、図4の中間の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。第1Z軸対角鍛造ステップS31を経ることで、2つの縁部E32、E34それぞれは、六角柱金属2の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32は、第3面F3の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第3面F3の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0054】
図4の中間の上から4番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化され、機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは組織の全部分が最初位置に復元されない。言い換えれば、第1Z軸対角鍛造ステップS31で加圧される2つの縁部E31、E32は、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32の後に六面体金属を構成している6個の面のうち一面に中央に配置されてもよい。即ち、組織が部分的に移動して完全に復元されていないことが分かる。従って、組織の完全な復元のために、以後のステップが行われる必要がある。
【0055】
次に、図4に示すように、第2Z軸対角鍛造ステップS33は、右側の最上側に示すように、六面体金属1のZ軸方向の縁部E35、E36、E37、E38のうち対角線方向に配置される2つの縁部E35、E37を加圧し、中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第2Z軸対角鍛造ステップS33は、Y軸と垂直である第3面F3の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第3面F3の変形が制限されるため、縁部E35、E37が加圧されれば、第3面F3と垂直の第1面F1及び第2面F2に変形が誘導され、第1面F1及び第2面F2からなる突出部が形成されることができる。
【0056】
次に、第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、図4の右側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E35、E36、E37、E38のうち、残りの2つの縁部E36、E38が備えられた突出部を加圧し、図4の右側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、第3面F3の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第3面F3の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0057】
第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34を経た後、六面体金属は、図4の右側の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上すると共に、組織の全部分の最初位置に完全に復元されるために、変形率を最小化して組織の損傷を防止することができる。
【0058】
前記ステップにより、最初六面体金属のZ軸と垂直である第3面F3の変形を制限するZ軸縁部鍛造ステップS3を終了することができる。
【0059】
これにより、X軸縁部鍛造ステップS1、Y軸縁部鍛造ステップS2、及びZ軸縁部鍛造ステップS3を経た後、六面体金属は外部の形状変化を最小化しながら、金属の内部に均一な変形を付加し、微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微粒の金属材料の製造を可能にする。
【0060】
図5は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第1金型のX軸対角鍛造以前の状態を示す斜視図であり、図6は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第1金型のX軸対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。
【0061】
図5及び図6を参照すると、第1金型M1は、いずれか1方向の面の変形を制限できるように、互いに対向する2つの内側面を有する収容部Aを含む収容ジグ10と、収容部Aの下方に形成して六面体金属1と接する部分を基準にして互いに対称をなしている第1凹み傾斜面C1及び第2凹み傾斜面C2が形成される下側パート20と、下側パート20に近づく方向又は下側パート20から遠ざかる方向に摺動自在に設けられ、六面体金属1と接する部分を基準にして互いに対称をなしている第3凹み傾斜面C3及び第4凹み傾斜面C4が形成される上側パート30を含む。
【0062】
第1金型M1を用いる場合、X軸対角鍛造ステップ、Y軸対角鍛造ステップ、及びZ軸対角鍛造ステップで、六面体金属1を収容部Aに投入して縁部が下側パート20に接触するよう、六面体金属1を下側パート20に安着させた後、図6に示すように、上側パート30を用いて六面体金属1を加圧して六角柱金属2に加工することができる。このように、第1金型M1を用いて対角鍛造が可能であり、対角鍛造は、組織の変形を最小化しながら組織を微細化することができる。
【0063】
図7は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第2金型のX軸復帰対角鍛造以前の状態を示す斜視図であり、図8は、一実施形態に係る金属加工方法に適用される第2金型のX軸復帰対角鍛造以後の状態を示す斜視図である。
【0064】
図7及び図8を参照すると、第2金型M2は、いずれか1方向の面の変形を制限できるように、互いに対向する2つの内側面を有する収容部Bを含む収容ジグ40と、収容部Bの下方に形成して六角柱金属2の下側面と接触する接触面に第1平面P1が形成される下側パート50と、収容部Bの上方に形成されて下側パート50に近づく方向、及び下側パート50から遠ざかる方向に摺動自在に設けられ、六角柱金属2と接触する接触面に第2平面P2が形成される上側パート60を含む。
【0065】
第2金型M2を用いる場合、X軸復帰対角鍛造ステップ、Y軸復帰対角鍛造ステップ、及びZ軸復帰対角鍛造ステップで、六角柱金属2を収容部Bに投入して下側パート50上に安着させた後、上側パート60を用いて六角柱金属2を加圧し六面体金属1に復元加工することができる。第2金型M2を用いて復帰対角鍛造が可能であり、復帰対角鍛造は、組織の変形を最小化しながら組織を微細化することができる。
【0066】
図9は、一実施形態に係る金属を加工する方法を示すフローチャートである。
【0067】
図9を参照すると、一実施形態に係る金属加工方法は、X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップを含む。X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップは、それぞれ2回ずつ行われる。X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップは、2回のサイクル(Cycle)をなして行われる。言い換えれば、X軸縁部鍛造ステップS1-1、Y軸縁部鍛造ステップS2-1、及びZ軸縁部鍛造ステップS3-1が順次1回行われた後、次に、X軸縁部鍛造ステップS1-2、Y軸縁部鍛造ステップS2-2、及びZ軸縁部鍛造ステップS3-2が再び1回行われる。
【0068】
ここで、加工の対象となる六面体金属は、図3及び図4に示すように、X軸方向に4個の縁部E11、E12、E13、E14が形成され、Y軸方向に4個の縁部E21、E22、E23、E24が形成され、Z軸方向に4個の縁部E31、E32、E33、E34が形成される、全体的に六面体形状を有する六面体金属1である。ここで、六面体金属1は図示した形状に制限されず、各種の大きさ及び比率を有する様々な形態と大きさに構成可能であることを明らかにする。六面体金属1は、例えば、その材質がタンタリウム又は銅などであってもよい。
【0069】
例えば、X軸縁部鍛造ステップは、六面体金属1のX軸方向に形成された4個の縁部E11、E12、E13、E14を加圧するステップである。Y軸縁部鍛造ステップは、六面体金属1のY軸方向に形成された4個の縁部E21、E22、E23、E24を加圧するステップである。Z軸縁部鍛造ステップは、六面体金属1のZ軸方向に形成された4個の縁部E31、E32、E33、E34を加圧するステップである。
【0070】
図10は、図9に示す六面体金属を加工する方法をより具体的に示すフローチャートである。
【0071】
図10を参照すると、X軸縁部鍛造ステップは、第1X軸縁部鍛造ステップS1-1及び第2X軸縁部鍛造ステップS1-2を含む。第1X軸縁部鍛造ステップS1-1は、第1X軸対角鍛造ステップS11と第1X軸復帰対角鍛造ステップS12を含み、第2X軸縁部鍛造ステップS1-2は、第2X軸対角鍛造ステップS13と第2X軸復帰対角鍛造ステップS14を含む。
【0072】
第1X軸対角鍛造ステップS11と第2X軸対角鍛造ステップS13は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12と第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、第2金型M2(図7参照)を用いて行われる。
【0073】
Y軸縁部鍛造ステップは、第1Y軸縁部鍛造ステップS2-1及び第2Y軸縁部鍛造ステップS2-2を含む。第1Y軸縁部鍛造ステップS2-1は、第1Y軸対角鍛造ステップS21と第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22を含み、第2Y軸縁部鍛造ステップS2-2は、第2Y軸対角鍛造ステップS23と第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24を含む。
【0074】
第1Y軸対角鍛造ステップS21と第2Y軸対角鍛造ステップS23は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS22と第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、第2金型M2(図7参照)を用いて行われる。
【0075】
Z軸縁部鍛造ステップS3は、第1Z軸縁部鍛造ステップS3-1及び第2Z軸縁部鍛造ステップS3-2を含む。第1Z軸縁部鍛造ステップS3-1は、第1Z軸対角鍛造ステップS31と第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32を含み、第2Z軸縁部鍛造ステップS3-2は、第2Z軸対角鍛造ステップS33と第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34を含む。
【0076】
第1Z軸対角鍛造ステップS31と第2Z軸対角鍛造ステップS33は、第1金型M1(図5参照)を介して行われ、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32と第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、第2金型M2(図7参照)を用いて行われる。
【0077】
図11は、図9に示す金属加工方法による金属の加工ステップの一部を段階的に示す概念図であり、図12は、図11に引き続き、図9に示す金属加工方法の残りのステップを段階的に示す概念図である。
【0078】
図11及び図12において、パターンなしに示された面は、説明の便宜のためにパターンなしに示したものであり、必ず同じ面であることを意味するものではない。例えば、ステップS11及びステップS12において、パターンなしに示された面は互いに同じ面であるが、ステップS12及びステップS13でパターンなしに示された面は、互いに異なる面である。
【0079】
図11及び図12を参照すると、第1X軸対角鍛造ステップS11は、左側の最上側に示すように、六面体金属1のX1軸方向の縁部E11、E12、E13、E14のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E11、E13を加圧して左側の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。ここで、「対角線方向」に配置されることは、六面体金属1の中心を基準にして互いに反対側に配置されることを意味する。第1X軸対角鍛造ステップS11は、X1軸と垂直である第1面F1の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、縁部E11、E13が加圧されれば、第1面F1と垂直の第2面F2及び第3面F3に変形が誘導され、第2面F2及び第3面F3からなる突出部が形成されることができる。
【0080】
次に、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12は、左側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E11、E12、E13、E14のうち、残りの2つの縁部E12、E14が備えられた突出部を加圧し、左側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12は、第1面F1の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0081】
図11の左側の上から4番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。しかし、この段階までは、組織の全部分が最初位置に復元されないものであって、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12の後に、鍛造された六面体金属1の第1面F1と垂直の第2面F2の内部に残りの最初縁部E11、E12が圧搾されて平坦化され得る。言い換えれば、第1X軸対角鍛造ステップS11で加圧される2つの縁部E11、E12は、第1X軸復帰対角鍛造ステップS12の後に六面体金属を構成している6個の面のうち一面に中央に配置されることができる。
【0082】
第1Y軸対角鍛造ステップS21は、図11の中間の最上側に示すように、六面体金属1のY1軸方向の縁部E21、E22、E23、E24のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E21、E23を加圧し、図11の中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第1Y軸対角鍛造ステップS21は、Y1軸と垂直である第2面F2’の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第2面F2’の変形が制限されるため、縁部E21、E23が加圧されれば、第2面F2’と垂直の第1面及び第3面F3’に変形が誘導され、第1面及び第3面F3’からなる突出部が形成されることができる。
【0083】
次に、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、図11の中間の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の軸方向の縁部E21、E22、E23、E24のうち、残りの2つの縁部E26、E28が備えられた突出部を加圧し、中間から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第1Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、第2面F2’の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第2面F2’の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0084】
第1Y軸復帰対角鍛造ステップS24を経た後、六面体金属は図11の中間の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上するため、変形率を最小化し、組織の損傷を防止することができる。
【0085】
次に、第1Z軸対角鍛造ステップS31は、図11の右側の最上側に示すように、六面体金属1のZ1軸方向の縁部E31、E32、E33、E34のうち対角線方向に配置される2つの縁部E31、E33を加圧し、図11の右側の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第1Z軸対角鍛造ステップS31は、Z1軸と垂直である第3面F3”の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第3面F3”の変形が制限されるため、縁部E31、E33が加圧されれば、第3面F3”と垂直の第1面F1”及び第2面に変形が誘導され、第1面F1”及び第2面からなる突出部が形成されることができる。
【0086】
次に、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32は、図11の右側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E31、E32、E33、E34のうち、残りの2つの縁部E32、E34が備えられた突出部を加圧し、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第1Z軸復帰対角鍛造ステップS32は、第3面F3”の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第3面F3”の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0087】
図11に示す右側の上から4番目に示すように、たとえ最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。
【0088】
次に、図12に示すように、第2X軸対角鍛造ステップS13は左側の最上側に示すように、六面体金属1のX2軸方向の縁部E15、E16、E17、E18のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E15、E17を加圧して中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。ここで、X2軸は、X1軸と異なる軸を意味する。第2X軸対角鍛造ステップS13は、X軸と垂直である第1面Ff1の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第1面Ff1の変形が制限されるため、縁部E15、E17が加圧されれば、第1面Ff1と垂直の第2面Ff2及び第3面Ff3に変形が誘導され、第2面Ff2及び第3面Ff3からなる突出部が形成されることができる。
【0089】
次に、第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、図12の左側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E15、E16、E17、E18のうち、残りの2つの縁部E16、E18が備えられた突出部を加圧し、図12の左側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第2X軸復帰対角鍛造ステップS14は、第1面F1の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第1面F1の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0090】
第2X軸復帰対角鍛造ステップS14を経た後、六面体金属は、図12の左側の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上することができる。
【0091】
次に、第2Y軸対角鍛造ステップS23は、図12の中間の最上側に示すように、六面体金属1のY2軸方向の縁部E25、E26、E27、E28のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E25、E27を加圧し、図12の中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。ここで、Y2軸は、Y1軸と異なる軸であることを明らかにする。第2Y軸対角鍛造ステップS23は、Y2軸と垂直である第2面Ff2’の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第2面Ff2’の変形が制限されるため、縁部E25、E27が加圧されれば、第2面Ff2’と垂直の第1面及び第3面Ff3’に変形が誘導され、第1面及び第3面Ff3’からなる突出部が形成されることができる。
【0092】
次に、第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、図12の中間の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個のY2軸方向の縁部E25、E26、E27、E28のうち、残りの2つの縁部E26、E28が備えられた突出部を加圧し、図12の中間の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。第2Y軸対角鍛造ステップS24を経ることで、2つの縁部E26、E28のそれぞれは、六角柱金属2の縁部でない一側面の中央部に位置する。ここで、第2Y軸復帰対角鍛造ステップS24は、第2面Ff2’の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第2面Ff2’の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0093】
図12の中間の上から4番目に示すように、たとえ、最初の形態と類似するが、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的又は物質的な性能が向上することができる。
【0094】
次に、図12に示すように、第2Z軸対角鍛造ステップS33は、右側の最上側に示すように、六面体金属1のZ2軸方向の縁部E35、E36、E37、E38のうち、対角線方向に配置される2つの縁部E35、E37を加圧し、中間の上から2番目に示すように、全体的に六角柱金属2に鍛造するステップである。第2Z軸対角鍛造ステップS33は、Y軸と垂直である第3面Ff3”の変形を制限する第1金型M1を用いて行われることができる(図5参照)。従って、第3面Ff3”の変形が制限されるため、縁部E35、E37が加圧されれば、第3面Ff3”と垂直の第1面Ff1”、及び第2面に変形が誘導され、第1面Ff1”及び第2面からなる突出部が形成されることができる。
【0095】
次に、第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、図12の右側の上から3番目に示すように、全体的に六角柱金属2を相対的に90度回転させ、4個の4軸方向の縁部E35、E36、E37、E38のうち、残りの2つの縁部E36、E38が備えられた突出部を加圧し、図12の右側の上から4番目に示すように、全体的に六面体金属1に復元するステップである。ここで、第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34は、第3面Ff3”の変形を制限する第2金型M2を用いることができる(図7参照)。従って、第3面Ff3”の変形が制限されるため、突出部が加圧されれば、最初の形態と類似する全体的に六面体金属1に復元されることができる。
【0096】
第2Z軸復帰対角鍛造ステップS34を経た後、六面体金属は図12の右側の上から4番目に示すように、最初の形態と類似する形態を有することはもちろん、内部的には微細組織がさらに微細化されて機械的及び物理的性能が向上することができる。
【0097】
前記ステップにより、最初六面体金属のZ2軸と垂直である第3面Ff3”の変形を制限するZ軸縁部鍛造ステップS3を終了することができる。ここで、Z2軸は、Z1軸と異なる軸であることを明らかにする。
【0098】
これにより、六面体金属は外部の形状変化を最小化しながら金属の内部に均一な変形を付加し、微細組織と集合組織を均一に制御することができ、これによって、タンタリウムや銅など超微細粒の金属材料の製造を可能にする。
【0099】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、前記に基づいて様々な技術的修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順に行われたり、及び/又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態に結合又は組み合せられたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても、適切な結果を達成することができる。
【0100】
従って、他の実現、他の実施形態、及び特許請求の範囲と均等なものなども後述する請求の範囲の範囲に属する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
【手続補正書】
【提出日】2021-12-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
六面体金属を加工する方法において、
前記六面体金属のX軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、
前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のY軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、
前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のZ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部鍛造ステップと、
を含み、
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われ、前記Y軸縁部鍛造ステップは前記X軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Z軸縁部鍛造ステップは前記Y軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
前記X軸縁部鍛造ステップは、第1X軸縁部鍛造ステップと、前記第1X軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2X軸縁部鍛造ステップとを含み、
前記第1X軸縁部鍛造ステップ及び前記第2X軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、
前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のX軸方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を前記六角柱金属に加工するX軸対角鍛造ステップと、
前記X軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、六面体金属を加工する方法。
【請求項2】
前記X軸対角鍛造ステップで加圧される前記2つのX軸縁部のそれぞれは、前記X軸復帰対角鍛造ステップで平坦化され、前記六面体金属を構成する6個の面のいずれか1つの面の中央に設けられる、請求項に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項3】
前記第1X軸縁部鍛造ステップのX軸対角鍛造ステップで加圧される2つのX軸縁部のそれぞれは、前記第2X軸縁部鍛造ステップのX軸復元ステップの後に六面体金属を構成する12個の縁部のいずれか1つの縁部を構成する、請求項に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項4】
前記X軸対角鍛造ステップは、前記X軸方向に形成された縁部のいずれか1つの縁部を収容し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第1金型で行われ、
前記X軸復帰対角鍛造ステップは、六角柱金属の一側面を支持し、前記X軸方向に形成された縁部に垂直な面の変形を制限する第2金型で行われる、請求項に記載の六面体金属を加工する方法。
【請求項5】
六面体金属を加工する方法において、
前記六面体金属のX軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、
前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のY軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、
前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のZ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部鍛造ステップと、
を含み、
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われ、前記Y軸縁部鍛造ステップは前記X軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Z軸縁部鍛造ステップは前記Y軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
前記Y軸縁部鍛造ステップは、第1Y軸縁部鍛造ステップと、前記第1Y軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Y軸縁部鍛造ステップと、を含み、
前記第1Y軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Y軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のY軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工するY軸対角鍛造ステップと、
前記Y軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、六面体金属を加工する方法。
【請求項6】
六面体金属を加工する方法において、
前記六面体金属のX軸方向に形成された縁部のうち、前記六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのX軸縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるX軸縁部鍛造ステップと、
前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のY軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのY軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるY軸縁部鍛造ステップと、
前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のZ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記Y軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属を六角柱金属に加工し、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸縁部鍛造ステップと、
を含み、
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップはそれぞれ2回ずつ行われ、前記Y軸縁部鍛造ステップは前記X軸縁部鍛造ステップの後に行われ、前記Z軸縁部鍛造ステップは前記Y軸縁部鍛造ステップの後に行われ、
前記Z軸縁部鍛造ステップは、第1Z軸縁部鍛造ステップと、前記第1Z軸縁部鍛造ステップの後に行われる第2Z軸縁部鍛造ステップとを含み、
前記第1Z軸縁部鍛造ステップ及び前記第2Z軸縁部鍛造ステップのそれぞれは、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて復元させられた六面体金属において、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属のZ軸方向に相当する方向に形成された縁部のうち、前記X軸縁部鍛造ステップにおいて加工の対象となる六面体金属の中心を基準にして互いに反対側に設けられる2つのZ軸縁部に相当する縁部を加圧し、前記六面体金属を六角柱金属に加工するZ軸対角鍛造ステップと、
前記Z軸対角鍛造ステップの後に行われ、前記六角柱金属を再び六面体金属に復元させるZ軸復帰対角鍛造ステップと、
を含む、六面体金属を加工する方法。
【請求項7】
前記X軸縁部鍛造ステップ、前記Y軸縁部鍛造ステップ、及び前記Z軸縁部鍛造ステップは、順に順次1回行われた後、X軸縁部鍛造ステップ、Y軸縁部鍛造ステップ、及びZ軸縁部鍛造ステップの順に1回行われる、請求項1に記載の六面体金属を加工する方法。