JP7082356B2 - 摩擦攪拌接合用ツール及び摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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Description
ショルダ部を有する本体部と、
前記本体部の底面に設けられたプローブ部と、を有し、
前記プローブ部が球冠状であること、
を特徴とする摩擦攪拌接合用ツール、を提供する。
図1に、本発明の摩擦攪拌接合用ツールの一例を示す概略断面図を示す。本発明の摩擦攪拌接合用ツール1は、ショルダ部2を有する本体部4と、本体部4の底面に設けられたプローブ部6とを有し、プローブ部6は球冠状となっている。なお、図1においては、プローブ部6に略球状体を用い、当該略球状体を本体部4の底面側に嵌入して一体に成形した場合を示しているが、例えば、同一材の粉末焼結によって摩擦攪拌接合用ツール1の形状を実現してもよく、一つのバルク体からの削り出し等によって実現してもよい。
本発明の摩擦攪拌接合方法は、本発明の摩擦攪拌接合用ツールを用い、複数の被接合材の突合せ接合を行うことを特徴としている。
本発明の摩擦攪拌接合用ツールによって形成される攪拌部の形状及び大きさを確認する目的で、図2の形状を有する超硬合金製ツールを用いて、350mm×60mm×6mmの中炭素鋼(S55C)板に対してスターインプレートにて摩擦攪拌接合を行った。
本発明の摩擦攪拌接合用ツールの寿命を評価する目的で、350mm×60mm×2mmの中炭素鋼(S55C)板に対して、図2の形状を有する窒化珪素製ツールを用いて、スターインプレートにて摩擦攪拌接合を行った。
図8の形状を有する超硬合金製ツールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、一般的な形状を有する摩擦攪拌接合用ツールの寿命を評価した。なお、供試材は350mm×60mm×2mmの中炭素鋼(S55C)板、摩擦攪拌接合条件はツール回転速度400rpm、ツール移動速度(接合速度)100mm/min、ツール前進角3°とした。
図8の形状を有する窒化珪素製ツールを用いたこと以外は実施例2と同様にして、一般的な形状を有する摩擦攪拌接合用ツールの寿命を評価した。なお、供試材は350mm×60mm×2mmの中炭素鋼(S55C)板、摩擦攪拌接合条件はツール回転速度400rpm、ツール移動速度(接合速度)100mm/min、ツール前進角3°とした。
2・・・ショルダ部、
4・・・本体部、
6・・・プローブ部。
Claims (10)
- ショルダ部を有する本体部と、
前記本体部の底面に設けられたプローブ部と、を有し、
前記プローブ部が球冠状であり、
前記ショルダ部の硬度が前記プローブ部の硬度よりも高いこと、
を特徴とする摩擦攪拌接合用ツール。 - 前記ショルダ部がフラット状又は凸状であること、
を特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合用ツール。 - 前記プローブ部に略球状体を用い、
前記略球状体の一部が前記本体部の底面側に嵌入しており、
前記略球状体と前記本体部が一体に形成されていること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦攪拌接合用ツール。 - 前記プローブ部が、超硬合金、サーメット、窒化ケイ素、サイアロン、pc-BN及びタングステン合金のうちのいずれかで構成されていること、
を特徴とする請求項1~3のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合用ツール。 - 前記プローブ部を鉄系金属、チタン、チタン合金、ニッケル及びニッケル合金のうちのいずれかで構成される被接合材に圧入すること、
を特徴とする請求項1~4のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合用ツール。 - 突合せ接合に用いること、
を特徴とする請求項1~5のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合用ツール。 - 請求項1~6のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合用ツールを用いて複数の被接合材の突合せ接合を行うこと、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 前記被接合材の少なくとも一方が、鉄系金属、チタン、チタン合金、ニッケル及びニッケル合金のうちのいずれかで構成されていること、
を特徴とする請求項7に記載の摩擦攪拌接合方法。 - 前記被接合材の板厚が1mm超4mm以下であること、
を特徴とする請求項7又は8に記載の摩擦攪拌接合方法。 - 前記摩擦攪拌接合用ツールに1~5°の前進角を設けて摩擦攪拌接合を施すこと、
を特徴とする請求項7~9のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合方法。
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