環狀成型體的制造方法及環狀材料與流程

本發明涉及一種使用鍛造的環狀成型體的制造方法。另外，本發明涉及一種用于被鍛造以制備環狀成型體的環狀材料。

背景技術：

例如，在航空器等用的發動機中，多個渦輪盤以多個渦輪盤的中心軸線沿著彼此定位的方式并排地配置，多個渦輪葉片以在各渦輪盤的周向上彼此間隔開的方式安裝于各渦輪盤。特別地，在航空器用的發動機中，發動機內產生的高溫、高壓燃燒氣體在渦輪盤的周部從渦輪盤的前段側(frontstageside)沿中心軸線的方向朝向渦輪盤的后段側流動，因而渦輪盤和渦輪葉片繞著各自的中心軸線高速轉動。由該轉動產生的驅動力被傳送至位于渦輪盤的中心軸線方向上的前段側的壓縮機和風扇，由此獲得了氣體的連續燃燒所需的壓縮空氣并獲得了推動力。

通常，通過對形成為大致環狀的成型體(以下，稱作“環狀成型體”)進行切削等的操作來制備渦輪盤。在該環狀成型體中，典型地，凸部分別在環狀成型體的環狀成型體的中心軸線方向上的兩側突出，此外，凸部沿環狀成型體的周向延伸。

渦輪盤的外周部暴露在燃燒氣體中，并且這里的溫度高達約600℃至700℃。同時，在渦輪盤的內周部處的溫度比在外周部處的溫度低。該渦輪盤內因發動機反復啟動和停止而產生熱應力。因此，期望渦輪盤具有良好的低周期疲勞特性。此外，渦輪盤的外周受到與在高溫下繞著渦輪盤的軸線的高速轉動對應的離心力。因此，期望渦輪盤還具有高的抗蠕變強度特性。此外，期望渦輪盤具有高的拉伸強度和高的屈服強度。因此，期望用于渦輪盤的環狀成型體具有適用于上述期望的足夠高的機械強度。

因此，在環狀成型體的制造方法的示例中，為了確保環狀成型體的機械強度，通過鍛造(鍛壓)將待要形成為大致環狀的材料(以下稱作“環狀材料”)形成為環狀成型體。更具體地，將環狀材料載置到分別形成了與環狀成型體的凸部分別對應的凹部的兩個模具內，然后使環狀材料以在兩個模具之間被夾壓的方式進行鍛造。在鍛造中，呈流體形式的環狀材料填滿兩個模具的凹部以便形成環狀成型體的凹部，由此獲得了環狀成型體(例如，參照專利文獻1和專利文獻2)。在鍛造中，對環狀成型體賦予應變，由此使形成環狀成型體的晶粒細化，從而能夠特別地改善諸如拉伸強度和疲勞強度等的機械強度。對于鍛造用的設備，經常使用能夠嚴格控制鍛造速度的液壓控制鍛壓機。此外，通過制造方法的上述示例制備的環狀成型體經常用于制備大型的渦輪盤。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭52-131967號公報

專利文獻2：日本特開2011-079043號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

關于上述鍛造步驟，特別是在鍛造的初期階段，因為環狀材料粘附于模具，所以難以對材料的與模具接觸的表面區域賦予應變。此外，在鑄造步驟中，與環狀材料的中心區域的溫度相比，環狀材料的與模具接觸的表面區域的溫度因受到向主要由金屬制成的模具釋放熱的影響而降低。根據這些因素，特別是在鍛造的初期階段，環狀成型體的與模具接觸的表面區域相對應的區域可以具有相比于環狀成型體的中心區域粗大的結構，因而難以使該區域獲得期望的機械特性。上述區域被稱作“死金屬(deadmetal)”區域。期望避免該死金屬殘留在成型體的用作渦輪盤的區域(以下，稱作“渦輪盤區域”)中。為了防止渦輪盤區域包括死金屬區域，以增加環狀成型體的厚度的方式預先設置了環狀成型體的多余部分(excessportion)，然后在鍛造之后通過切削來去除多余部分。

然而，在環狀成型體的制造方法的上述示例中，在鍛造開始時以及初期階段，載置在兩個模具內的環狀材料與在從模具的凹部的開口分別到凹部的內周和外周兩側的范圍的全部區域接觸。結果，難以對環狀材料的表面區域的寬范圍賦予應變，環狀材料的表面區域的寬范圍中的溫度可能容易降低，因而死金屬區域可能會在以上述方式制備的環狀成型體中增加。需要進一步增加環狀成型體的與死金屬區域對應的多余部分的量，然后去除大量的多余部分。因此，期望提供能夠減少死金屬區域的近凈形鍛造(near-net-shapeforging)，以便能夠減少多余部分。

此外，在環狀成型體的制造方法的上述示例中，如果待制備的環狀成型體的兩個凸部在環狀成型體的徑向上彼此相對錯開，則在鍛造步驟中難以使呈流體形式的環狀材料填滿模具的凹部。結果，難以形成環狀成型體的凸部，難以制備環狀成型體，因而產生問題。

考慮到上述情況做出了本發明，本發明的目的是提供能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀成型體的制造方法。此外，本發明的另一目的是提供一種環狀材料，其經受鍛造從而能夠制備減少了死金屬區域的環狀成型體。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，根據本發明的一方面的環狀成型體的制造方法，其用于制造具有兩個凸部的環狀成型體，所述兩個凸部分別在所述環狀成型體的中心軸線方向上的兩側突出且沿所述環狀成型體的周向延伸，該制造方法包括：制備所述環狀成型體的步驟，在該步驟中，將環狀材料載置在分別形成有與所述凸部分別對應的凹部的兩個模具內，使得所述環狀材料被位于所述兩個模具中的一者的所述凹部的外周側角部的外周側的區域以及位于所述兩個模具中的另一者的所述凹部的內周側角部的內周側的區域支撐，然后以所述環狀材料在所述環狀材料的中心軸線方向上被所述兩個模具加壓的方式來鍛造所述環狀材料，由此制備所述環狀成型體。根據本發明的一方面的環狀材料，其用于經受鍛造以制備具有兩個凸部的環狀成型體，所述兩個凸部分別在所述環狀成型體的中心軸線方向上的兩側突出且沿所述環狀成型體的周向延伸，其中，在所述環狀材料的一半截面以所述環狀材料的在所述環狀材料的中心軸線方向上的最大高度的中央為基準沿所述環狀材料的中心軸線方向分為一側區域和另一側區域的情況下，穿過所述一側區域的重心和所述另一側區域的重心的直線相對于所述環狀材料的中心軸線以在7度至40度的范圍的角度傾斜。

發明的效果

根據本發明的一方面的環狀成型體的制造方法，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀成型體。另外，根據本發明的一方面的環狀材料，通過鍛造該環狀材料，能夠制備減少了死金屬區域的環狀成型體。

附圖說明

圖1是示意性示出了通過根據本發明的第一實施方式的制造方法制備的環狀成型體的平面圖。

圖2是通過根據本發明的第一實施方式的制造方法制備的環狀成型體的半截面圖。

圖3是用于說明根據本發明的第一實施方式的制造方法的流程圖。

圖4是示意性示出了經受根據本發明的第一實施方式的制造方法中的粗鍛的坯料的全截面圖。

圖5是示意性示出了通過根據本發明的第一實施方式的制造方法中的粗鍛而制成的粗鍛造體的平面圖。

圖6是示意性示出了通過根據本發明的第一實施方式的制造方法中的穿孔加工而制成的穿孔體的全截面圖。

圖7是用于說明根據本發明的第一實施方式的制造方法中的環狀軋制的圖。

圖8的(a)是示意性示出了在根據本發明的第一實施方式的制造方法中的精鍛開始的前一刻環狀軋制體的配置狀態的半截面圖。圖8的(b)是示意性示出了在精鍛完成的后一刻的狀態的半截面圖。

圖9是示意性示出了圖8的(a)的環狀軋制體的半截面圖。

具體實施方式

以下，將參照圖1至圖9說明根據本發明的第一實施方式至第三實施方式的環狀成型體的制造方法及用于制造環狀成型體的環狀材料。注意，在本發明的第一實施方式至第三實施方式中，以下表述用于以中心軸線為基準大致對稱的物體(以下，稱作“對稱物體”)的截面以及示出這種截面的圖。在沿著穿過中心軸線的平面切斷對稱物體而獲得的截面中，將其中的一個截面稱作“半截面”，并且將諸如圖2、圖8和圖9等的示出該半截面的圖稱作“半截面圖”。將沿著穿過中心軸線的平面切斷對稱物體而獲得的對稱物體的全截面稱作“全截面”，并且將諸如圖4至圖6等的示出該全截面的圖稱作“全截面圖”。

[第一實施方式]

以下，將說明根據本發明的第一實施方式的制造方法制備的環狀成型體。環狀成型體用于制備在航空器等用的發動機中的渦輪盤。此外，通過熱處理對成型之后的環狀成型體進行加工的操作和去除環狀成型體的多余部分的操作等來制備渦輪盤。典型地，環狀成型體由金屬制成，在本實施方式中，環狀成型體由鎳基合金718制備。然而，本發明不限于此。更具體地，可以使用能夠制造在高溫下具有高強度的環狀成型體的任何金屬。作為示例，可以通過使用在高溫下具有高強度的鎳基合金、鐵基合金或鈷基合金等來制備環狀成型體。

如圖1和圖2所示，環狀成型體包括基部1b，基部1b形成為繞著其中心軸線1a的大致環狀。環狀成型體1包括一側凸部1c和另一側凸部1d，一側凸部1c和另一側凸部1d分別從基部1b的位于環狀成型體1的中心軸線方向上的兩側突出。兩個凸部1c和1d均以沿著環狀成型體1的周向延伸的方式形成。注意，在圖2中，環狀成型體1的一側凸部1c和另一側凸部1d在環狀成型體1的徑向上大致彼此重合。然而，在可選的特征中，環狀成型體1的一側凸部1c和另一側凸部1d能夠在環狀成型體1的徑向上相對于彼此錯開。

將參照圖3說明環狀成型體1的制造方法的概要。坯料2(如圖4所示)經受作為第一鍛造的粗鍛，由此制備作為第一鍛造體的粗鍛造體3(如圖5所示)(粗鍛步驟(第一鍛造步驟)s1)。通過穿孔來加工粗鍛造體3以便制成穿孔體4(如圖6所示)。注意，如果需要，則可以通過中間環狀軋制來進一步加工穿孔體4(穿孔步驟s2)。環狀軋制穿孔體4，以便制成被構造為環狀材料的環狀軋制體5(如圖8的(a)和圖9所示)(環狀軋制步驟s3)。通過作為第二鍛造的精鍛來加工環狀軋制體5，以便制成被構造為第二鍛造體的上述環狀成型體1(精鍛步驟(第二鍛造步驟)s4)。

以下，將說明環狀成型體1的制造方法的各步驟的細節。

[關于粗鍛步驟s1]

以下，將說明粗鍛步驟s1的細節。如圖4所示，通過使用鎳基合金718來制備作為待通過粗鍛進行加工的材料的如下坯料2：該坯料2形成為繞著中心軸線2a的大致圓柱狀，然后，通過使用模具等對坯料2加壓以便制備圖5所示的粗鍛造體3。作為示例，如果通過使用鎳基合金718來制備坯料2，則優選的是，在粗鍛步驟s1中使用的坯料2用的加熱溫度在900度至1075度的范圍。然而，本發明不限于此。更具體地，如果通過使用除了鎳基合金718以外的金屬來制備坯料2，則加熱溫度可以被設定成適合于在上述坯料上所執行的粗鍛。

如圖5所示，粗鍛造體3被形成為包括底部3b和周壁部3c，底部3b形成為繞著中心軸線3a的大致圓板狀，周壁部3c隨著從底部3b的中心朝向底部3b的中心軸線方向的一側的方向去而從底部3b的中心朝向底部3b的外周的方向傾斜。注意，在圖5中，虛線表示底部3b和周壁部3c之間的邊界。在以下說明的穿孔加工中，沿著虛線去除底部3b。在上述粗鍛造體3中，如果周壁部3c的半截面以粗鍛造體3的中心軸線方向上的最大高度h1的中線3d為基準沿粗鍛造體3的中心軸線方向分為一側區域3e和另一側區域3f，則穿過一側區域3e的重心3g和另一側區域3f的重心3h的直線3i相對于與粗鍛造體3的中心軸線3a平行的平行線3j以角度θ1傾斜、即相對于粗鍛造體3的中心軸線3a以角度θ1傾斜。優選的是，角度θ1在7度至40度的范圍內。

[關于穿孔步驟s2]

以下，將說明穿孔步驟s2的細節。通過諸如利用壓力加工沖出(punchingoutwithpressworking)或利用水刀切削等進行穿孔來加工粗鍛造體3，使得圖5所示的粗鍛造體3的底部3b被去除。結果，如圖6所示，制備了包括沿著中心軸線4a形成的貫通孔4b的穿孔體4。穿孔體4包括與粗鍛造體3的周壁部3c對應的周壁部4c。如果需要，則可以通過中間環狀軋制來加工穿孔體4。

[關于環狀軋制步驟s3]

以下，將說明環狀軋制步驟s3。在環狀軋制步驟s3中，作為示例，使用圖7所示的環狀軋制設備11。環狀軋制設備11包括：主輥12，其位于穿孔體4的外周側；和芯輥13，其位于穿孔體4的內周側。主輥12的外周面與芯輥13的外周面彼此相面對。主輥12被構造成能夠繞著穿過主輥12的中心且與穿孔體4的中心軸線4a大致平行地延伸的轉動軸線12a轉動。主輥12的外周面以與待制備的環狀軋制體5的外周面對應的方式傾斜。芯輥13還被構造成能夠繞著穿過芯輥13的中心且與穿孔體4的中心軸線4a大致平行地延伸的轉動軸線13a轉動。芯輥13的外周面以與待制備的環狀軋制體5的內周面對應的方式傾斜。然而，本發明不限于此。更具體地，主輥和芯輥可以形成為大致圓柱狀，并且主輥和芯輥的轉動軸線可以被配置成以分別與待制備的環狀軋制體5的外周面和內周面對應的方式傾斜。此外，環狀軋制設備11包括位于穿孔體4的在穿孔體4的中心軸線方向上的兩側的一對軸輥14、15。軸輥14的外周面與軸輥15的外周面彼此相面對。各軸輥14、15均被構造成能夠繞著穿過對應的軸輥的中心的轉動軸線14a、15a轉動。

在使用上述環狀軋制設備11的環狀軋制步驟s3中，首先，將穿孔體4投入環狀軋制設備11中。作為示例，如果通過使用鎳基合金718來制備穿孔體4，則優選的是，待投入環狀軋制設備11中的穿孔體4的加熱溫度在900度至1050度的范圍內。然而，本發明不限于此。更具體地，如果通過使用除了鎳基合金718以外的金屬來制備穿孔體4，則加熱溫度可以被設定成適合于在穿孔體4上所執行的環狀軋制。主輥12的外周面與穿孔體4的外周面接觸，芯輥13的外周面與穿孔體4的內周面接觸，此外，軸輥14、15的外周面分別與穿孔體4的在穿孔體4的中心軸線方向上的兩側面接觸。在主輥12和芯輥13分別繞著轉動軸線12a、13a旋轉的同時，主輥12和芯輥13在穿孔體4的徑向上夾壓穿孔體4。此外，在軸輥14、15分別繞著轉動軸線14a、15a旋轉的同時，一對軸輥14、15在穿孔體4的中心軸線方向上夾壓穿孔體4。結果，制備了環狀軋制體5。

環狀軋制體5被形成為繞著環狀軋制體5的中心軸線5a的大致環狀，并且環狀軋制體5的半截面形成為傾斜的。更具體地，如圖9所示，如果環狀軋制體5的半截面以環狀軋制體5的中心軸線方向上的最大高度h2的中線5b為基準沿環狀軋制體5的中心軸線方向分為一側區域5c和另一側區域5d，則穿過一側區域5c的重心5e和另一側區域5d的重心5f的直線5g相對于與環狀軋制體5的中心軸線5a平行的平行線5h以角度θ2傾斜、即相對于環狀軋制體5的中心軸線5a以角度θ2傾斜。優選的是，角度θ2在7度至40度的范圍內。此外，更優選的是，角度θ2在10度至25度的范圍內。這是因為，如果角度θ2在上述范圍內，則能夠將足夠的應變量賦予在以下說明的精鍛步驟s4中的材料使得該材料可以特別適合用作航空器用渦輪盤的材料。在環狀軋制體5的一半截面中的角度θ2可以與粗鍛造體3的周壁部3c的一半截面中的角度θ1相同或不同。如果角度θ2與角度θ1不同，則穿孔體4可以以改變上述角度的方式被環狀軋制。

此外，作為示例，環狀軋制體5的外周面可以形成為從環狀軋制體5的內周朝向環狀軋制體5的外周突出的大致圓弧狀。此外，為了形成環狀軋制體5的被形成為大致圓弧狀的外周面，主輥12的外周面可以以與環狀軋制體5的外周面對應的方式、形成為從環狀軋制體5的內周朝向環狀軋制體5的外周凹陷的大致圓弧狀。環狀軋制體5的內周面可以形成為從環狀軋制體5的外周朝向環狀軋制體5的內周突出的大致圓弧狀。此外，為了形成環狀軋制體5的被形成為上述大致圓弧狀的內周面，芯輥13的外周面可以以與環狀軋制體5的內周面對應的方式形成為從環狀軋制體5的外周朝向環狀軋制體5的內周凹陷的大致圓弧狀。

[關于精鍛步驟s4]

以下，將說明精鍛步驟s4。在精鍛步驟s4中，使用圖8的(a)和圖8的(b)所示的一側模具16和另一側模具17。一側模具16包括：凹部16a，其與環狀成型體1的一側凸部1c對應；和開口側凹部16b，其與環狀成型體1的基部1b的一側區域對應。另一側模具17包括：凹部17a，其與環狀成型體1的另一側凸部1d對應；和開口側凹部17b，其與環狀成型體1的基部1b的另一側區域對應。

在精鍛步驟s4中，環狀軋制體5載置在上述兩個模具16、17中，然后，環狀軋制體5被兩個模具16、17沿環狀軋制體5的中心軸線方向夾壓。作為示例，如果通過使用鎳基合金718來制備環狀軋制體5，則優選的是，載置于兩個模具16、17的環狀軋制體5的加熱溫度在900度至1050度的范圍內。然而，本發明不限此。更具體地，如果環狀軋制體5由除了鎳基合金718以外的金屬制備，則加熱溫度可以被設定為適合于在環狀軋制體5上所執行的精鍛的溫度。

在配置上述環狀軋制體5的狀態下，環狀軋制體5被位于一側模具16的凹部16a的外周側角部16c的外周側的區域(以下將該區域稱作“外周側支撐區域”)支撐，并且環狀軋制體5被位于另一側模具17的凹部17a的內周側角部17c的內周側的區域(以下將該區域稱作“內周側支撐區域”)支撐。注意，上述表述“凹部16a的外周側角部16c”表示位于一側模具16的凹部16a的外周面16a1與一側模具16的開口側凹部16b的外周側底面16b1之間的角部，上述表述“凹部17a的內周側角部17c”表示位于另一側模具17的凹部17a的內周面17a1與另一側模具17的開口側凹部17b的內周側底面17b1之間的角部。此外，優選的是，環狀軋制體5被配置成與除了一側模具16的外周側支撐區域和另一側模具17的內周側支撐區域以外的區域間隔開。換言之，環狀軋制體5的在傾斜直線5g的方向上的兩端部分別與兩個模具16、17接觸，并且環狀軋制體5在環狀軋制體5的中心軸線方向上以及環狀軋制體5的徑向上受到兩個模具16、17的限制。

特別地，在本實施方式中，如圖8的(a)所示，環狀軋制體5被在一側模具16的開口側凹部16b中的外周側底面16b1和外周面16b2以及在另一側模具17的開口側凹部17b中的內周側底面17b1和內周面17b2支撐。此外，優選的是，環狀軋制體被配置成與除了一側模具16的開口側凹部16b中的外周側底面16b1和外周面16b2以及另一側模具17的開口側凹部17b中的內周側底面17b1和內周面17b2以外的區域間隔開。

此外，在精鍛中，呈流體的形式環狀軋制體5填滿一側模具16的凹部16a和開口側凹部16b以及另一側模具17的凹部17a和開口側凹部17b。結果，制備了環狀成型體1。

根據本實施方式的環狀成型體1的制造方法，在精鍛步驟s4中，當將環狀軋制體5載置在兩個模具16、17中時，環狀軋制體5被一側模具16的外周側支撐區域和另一側模具17的內周側支撐區域支撐，此外，環狀軋制體5被配置成與除了一側模具16的外周側支撐區域和另一側模具17的內周側支撐區域以外的區域間隔開。因此，在精鍛步驟s4中，能夠減小環狀軋制體5與兩個模具16、17之間的接觸面積，結果，在精鍛的開始時以及初期階段能夠減少環狀軋制體5的材料粘附于兩個模具16、17的區域，因而能夠對待制備的環狀成型體1賦予足夠的應變。此外，能夠防止環狀軋制體5的表面區域的溫度與向兩個模具16、17的放熱對應地降低，因而能夠防止在制備的環狀成型體1的表面區域中的金屬結構的結晶粗大化。因此，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀成型體1。此外，能夠減少環狀成型體1的對應于死金屬區域而設置的多余部分，因而能夠實現近凈形鍛造。此外，即使在環狀成型體1的一側凸部1c和另一側凸部1d在環狀成型體1的徑向上彼此錯開的情況下，呈流體的形式的環狀軋制體5也確實地填滿兩個模具16、17的凹部16a、17a，因而能夠確實地形成環狀成型體1的兩個凸部1c、1d。

根據本實施方式的環狀成型體1的制造方法和被構造為本實施方式的環狀材料的環狀軋制體5，在精鍛的開始時以及初期階段，載置在兩個模具16、17中的環狀軋制體5的傾斜角度θ2在7度至40度的范圍內。因此，因為傾斜角度θ2為7度以上，所以在精鍛步驟s4中能夠防止環狀軋制體5的縱曲。此外，因為傾斜角度θ2為40度以下，所以在精鍛步驟s4中，能夠防止由環狀軋制體5的旋轉造成的不穩定精鍛而引起不能獲得期望形狀的現象(以下，將該現象稱作“環狀軋制體5的旋轉現象”)。因此，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀成型體1。

[第二實施方式]

將說明根據本發明的第二實施方式的環狀成型體的制造方法和用于制造環狀成型體的環狀材料。根據本實施方式的環狀成型體的制造方法的基本特征和用于制造環狀成型體的環狀材料的基本特征與以上說明的第一實施方式的基本特征大致相同。然而，根據本實施方式的環狀成型體的制造方法和用于制造環狀成型體的環狀材料與第一實施方式的制造方法和環狀材料的區別如下。

雖然圖中未示出，但是在被構造成環狀材料的環狀軋制體中，以與一側模具的凹部的外周側角部對應的方式形成凹陷部。作為示例，在環狀軋制之后可以通過諸如切削加工或壓力加工等的機械加工來形成凹陷部。在精鍛步驟中，該環狀軋制體被一側模具的凹部中的與凹陷部接合的外周側角部支撐，并且該環狀軋制體也被另一側模具的開口側凹部中的內周側底面和內周面支撐。此外，優選的是，環狀軋制體被配置成與除了一側模具的凹部中的外周側角部以及另一側模具的開口側凹部中的內周側底面和內周面以外的區域間隔開。

根據本實施方式的環狀成型體的制造方法和被構造為環狀材料的環狀軋制體，除了由第一實施方式獲得的有益效果以外，還能夠獲得以下的有益效果。也就是說，因為環狀軋制體的凹陷部與一側模具的凹部中的外周側角部接合，所以環狀軋制體能夠被穩定地支撐在兩個模具內。因此，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀軋制體。

[第三實施方式]

將說明根據本發明的第三實施方式的環狀成型體的制造方法和用于制造環狀成型體的環狀材料。根據本實施方式的環狀成型體的制造方法的基本特征和用于制造環狀成型體的環狀材料的基本特征與以上說明的第一實施方式的基本特征大致相同。然而，根據本實施方式的環狀成型體的制造方法和用于制造環狀成型體的環狀材料與第一實施方式的制造方法和環狀材料的區別如下。

雖然圖中未示出，但是在被構造成環狀材料的環狀軋制體中，以分別與一側模具的凹部中的外周側角部和另一側模具的凹部中的內周側角部對應的方式形成凹陷部。作為示例，在環狀軋制之后，可以通過諸如切削加工或壓力加工等的機械加工來形成凹陷部。在精鍛步驟中，該環狀軋制體被一側模具的凹部中的與兩個凹陷部中對應的凹陷部接合的外周側角部支撐，并且該環狀軋制體也被另一側模具的凹部中的內周側角部支撐。此外，優選的是，環狀軋制體被配置成與除了一側模具的凹部中的外周側角部以及另一側模具的開口側凹部中的內周側角部以外的區域間隔開。

根據本實施方式的環狀成型體的制造方法和用于制造環狀成型體的環狀材料，除了由第一實施方式獲得的有益效果以外，還能夠獲得以下的有益效果。也就是說，因為環狀軋制體的凹陷部分別與一側模具的凹部中的外周側角部和另一側模具的凹部中的內周側角部接合，所以環狀軋制體能夠被穩定地支撐在兩個模具內。因此，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀軋制體。

以上說明了本發明的實施方式；然而，本發明不限于此。更具體地，能夠基于本發明的技術思想通過各種變型和改變來實現本發明。

例如，作為本發明的變型例，可以采用以下特征。也就是說，在該特征中，如果在精鍛步驟s4中使用的兩個模具16、17的凹部16a、17a以與環狀成型體1的在徑向上錯開的一側凸部1c和另一側凸部1d對應的方式在環狀成型體1的徑向上錯開，則環狀軋制體5能夠在環狀軋制體5的一半截面沒有傾斜的狀態下、即在一半截面的傾斜角度θ2為0度的狀態下被支撐。在該特征中，例如，環狀軋制體5的一半截面可以形成為大致矩形形狀，此外，兩個模具16、17的凹部16a、17a之間的在環狀軋制體5的徑向上的錯開量可以比在環狀軋制體5的徑向上的一側截面的厚度小。在該特征中，環狀軋制體5能夠被一側模具16的外周側支撐區域和另一側模具17的內周面側支撐區域支撐。如果采用上述特征，則能夠以抑制死金屬現象的方式實現鍛造。然而，出于環狀軋制體5的穩定配置和環狀軋制體5的形狀的自由度的觀點，優選的是，采用環狀軋制體的一半截面傾斜的特征。

實施例

將說明本發明的實施例。在本實施例中，待制備的環狀成型體1具有如下尺寸：最大外徑為1090mm、徑向上的最大厚度為120mm以及中心軸線方向上的最大高度為110mm。在用于制備該環狀成型體1的精鍛步驟s4中，分別在如下多種配置狀態下執行精鍛步驟s4：環狀軋制體5的傾斜的一半截面的傾斜角度θ2被設定為5度、7度、10度、20度、25度、30度、40度、45度或50度。在各配置狀態下的鍛造步驟中，確認是否發生環狀軋制體5的縱曲。此外，在各配置狀態下的鍛造步驟中，確認是否發生環狀軋制體5的旋轉現象。

作為上述確認的結果，在傾斜角度θ2為5度的情況下，發生了環狀軋制體5的縱曲。在傾斜角度θ2分別為45度和50度的各情況下，發生了環狀軋制體5的旋轉現象。另一方面，在傾斜角度θ2分別為7度、10度、20度、30度和40度的各情況下，能夠確實且有效率地制備減少了死金屬區域的環狀成型體1。特別是在傾斜角度θ2分別為10度、20度、25度的各情況下，能夠更確實且更有效率地制備如下的環狀成型體1：在該環狀成型體1中，充分地賦予了適合于航空器用渦輪盤的材料的應變，并且減少了死金屬區域。

附圖標記說明

1環狀成型體

1a中心軸線

1c一側凸部

1d另一側凸部

5環狀軋制體(環狀材料)

5a中心軸線

5b中線

5c一側區域

5d另一側區域

5e、5f重心

5g直線

5h平行線

16一側模具

16a凹部

16c凹部的外周側角部

17另一側模具

17a凹部

17c凹部的內周側角部

h1、h2最大高度

θ1、θ2角度

s1粗鍛步驟(第一鍛造步驟)

s2穿孔步驟

s3環狀軋制步驟

s4精鍛步驟(第二鍛造步驟)