金属复合材料及金属接合方法技术

技术编号:16621504 阅读:24 留言:0更新日期:2017-11-24 18:28
本发明专利技术提供一种金属复合材料及金属接合方法,在将两种金属加以摩擦搅拌接合时,能够最小限度地抑制抽出工具时所形成的工具孔对摩擦搅拌接合部的接合强度所造成的影响。在第1轴与第2轴沿轴方向重叠的轴方向重叠部,分别形成第1轴与第2轴相接的内接部、以及第1轴与第2轴未相接的非内接部。在非内接部,使第2轴的板厚变薄,相对于第1轴的内周面形成深度(=工具的插入深度‑第1轴的板厚)以上的间隙。并且,摩擦搅拌接合部的起点部形成于内接部,摩擦搅拌接合部的终点部形成于非内接部。根据需要,从第1轴切下包含工具孔的非内接部。

Metal composite material and metal joining method

The present invention provides a metal composite material and a metal joining method, which can minimize the influence of tool holes formed by the tools on the joint strength of the friction stir joint when the two metals are rubbed and joined. The overlap part of the axis which overlaps the first axis and the second axis along the axis forms the inner part of the first axis and the second axis, and the non connecting part of the first axis and the second axis. In the non inscribed second axis, the thickness becomes thin, relative to the first axis of the inner peripheral surface of the formation depth (insertion depth first axis tool plate = thick) above the gap. Moreover, the starting point of the friction stir joint is formed in the inner part, and the end point of the friction stir joint is formed in the non inner part. Cut off the non inner part of the tool bore from the first shaft as required.

【技术实现步骤摘要】
金属复合材料及金属接合方法
本专利技术涉及一种将两个金属构件加以摩擦搅拌接合的金属复合材料及金属接合方法。
技术介绍
作为将两个金属构件加以接合的接合方法,已经知道了所谓摩擦搅拌接合,即,通过使工具一边旋转,一边从上方对两金属构件所重合的接合部(重叠部)加压,同时在水平方向上移动,来将基材(basematerial)加以软化并且搅拌,由此将两金属构件的接合界面部加以固相接合,所述工具包含设置于前端中央部的销(pin)(探针(probe))、以及被称为肩状物(shoulder)的圆柱状的旋转体(例如,参照专利文献1及专利文献2)。然而,当工具一边旋转,一边在水平方向(或圆周方向)上移动时,经工具软化或搅拌的金属材料(搅拌材料)会被逼到与工具的移动方向相反的后方。因此,在工具插入至金属构件的起点,此后经搅拌的搅拌材料会填补过来,与此相对,在工具从金属构件抽出的终点,此后没有搅拌材料,所以搅拌材料不会填补过来。其结果使得在终点必然产生凹部(工具孔(toolhole))。当产生工具孔时,载荷作用至构件时应力会集中于工具孔附近,因此摩擦搅拌接合部的接合强度降低。特别是当摩擦搅拌接合部的轨迹叠覆(overlap)时,叠覆部成为第一次凹陷的部位的再次施工,因此在此处材料不足而会产生通道状缺陷(空洞缺陷)。为了在叠覆部不产生空洞缺陷,已经知道了使工具在水平方向上移动时,使工具在叠覆部的塞入量比在未叠覆的其它部位增加的摩擦搅拌接合方法(例如,参照专利文献2)。并且,为了使工具孔中所集中的应力不会对载荷条件严格的接合中心线造成影响,已经知道了在与接合中心线偏离的横方向上形成从金属构件抽出工具的终点(工具孔)的摩擦搅拌接合方法(例如,参照专利文献1)。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2005-95951号公报[专利文献2]日本专利特开2009-248167号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的问题]在所述专利文献1所述的摩擦搅拌接合方法中,工具的移动方向切换时的角度变化(从变化前的移动方向算起的弯曲角)设为90°以上。一般而言,当工具在规定方向上移动时,工具的移动方向与旋转方向成为相同方向的区域(AS侧)和工具的移动方向与旋转方向成为彼此相反方向的区域(RS侧)关于工具的移动方向分别形成于两侧。在AS侧,材料的流速大,与此相对,在RS侧,材料的流速减小。因此,当工具的移动方向切换时的角度变化为90°以上时,存在产生角度变化时的材料的流动变化变得过大,容易引起空洞缺陷的问题。另一方面,在所述专利文献2所述的摩擦搅拌接合方法中,为了使塞入量增加,位于被软化及搅拌的金属构件(第1金属)的下方的金属构件(第2金属)的切削量增加。如果第2金属的切削量增加,则当第2金属的硬度高时,工具的磨损量会增加。而且,由工具及第2金属生成的发热量增加,由此存在导致接合强度下降的问题。因此,本专利技术是鉴于所述现有技术的问题而完成,其目的在于提供一种金属复合材料及金属接合方法,当将两个金属加以摩擦搅拌接合时,能够最小限度地抑制抽出工具时所形成的工具孔对摩擦搅拌接合部的接合强度所造成的影响。[解决问题的手段]在用于达成所述目的的本专利技术的金属复合材料中,具有在第1金属(11)的下方摩擦搅拌接合有第2金属(12)的摩擦搅拌接合部(40FSW),所述金属复合材料的特征在于:所述第1金属(11)包括与所述第2金属(12)内接的内接部(41)、以及与所述第2金属(12)隔开的非内接部(42),所述摩擦搅拌接合部(40FSW)的起点部(43)形成于所述内接部(41),并且所述摩擦搅拌接合部(40FSW)的终点部(44)形成于所述非内接部(42)。在所述构成中,摩擦搅拌接合部的终点部(44)形成于第1金属(11)与第2金属(12)隔开的非内接部(42)。因此,在终点部(44),是第1金属(11)与第2金属(12)未摩擦搅拌接合的状态。即,终点部(44)是无助于第1金属(11)与第2金属(12)的摩擦搅拌接合部(40FSW)的接合强度的状态。因此,即使在去除了包含工具孔(44a)的终点部(44)的情况下,摩擦搅拌接合部(40FSW)的接合强度也维持着原有的状态。即,在本专利技术的金属复合材料中,可以不对摩擦搅拌接合部(40FSW)的接合强度造成影响地去除(切下)工具孔(44a)。本专利技术的金属复合材料的第2特征在于:所述第1金属(11)与所述第2金属(12)均为圆筒形状,所述摩擦搅拌接合部(40FSW)是沿所述第1金属(11)的外周面的周方向而形成。在所述构成中,将圆筒状的第1金属(11)与圆筒状的第2金属(12)在同轴上接合,而形成为沿第1金属(11)的周方向而摩擦搅拌接合的圆筒状的金属复合材料。在所述圆筒状的金属复合材料中,是摩擦搅拌接合部(40FSW)的终点部(44)无助于接合强度的状态。因此,在所述圆筒状的金属复合材料中,能够不对摩擦搅拌接合部(40FSW)的接合强度造成影响地切下(去除)工具孔(44a)。因此,所述圆筒状的金属复合材料可以适当地应用于对整体中的一部分要求强度及硬度的圆筒状的金属构件,例如定子轴(statorshaft)等。本专利技术的金属复合材料的第3特征在于:所述摩擦搅拌接合部(40FSW)包括:第1直线部(40L1),从所述起点部(43)沿所述第1金属(11)外周面延伸;以及第2直线部(40L2),相对于所述第1直线部(40L1)在与所述起点部(43)相离的方向上以45°以下的弯曲角度(δ)弯曲,并且沿所述第1金属(11)外周面直至所述终点部(44)。在所述构成中,从起点部(43)延伸的摩擦搅拌接合部(40FSW)上的第1直线部(40L1)在终点部(44)的近前变为以45°以下的规定的弯曲角度(δ)弯曲直至终点部(44)的第2直线部(40L2)。此时,轨迹的角度变化缓和而为45°以下,因此伴随着轨迹的角度变化而产生的材料流动变化减小,难以在角度变化后的摩擦搅拌接合部(40FSW)产生空洞缺陷。并且,第一次摩擦搅拌接合部(40FSW)与其后的摩擦搅拌接合部(40FSW)不相互叠覆,所以同样地难以产生空洞缺陷。本专利技术的金属接合方法的第4特征在于:在所述非内接部(42)在所述第1金属(11)或所述第2金属(12)中的任一者上形成有板厚减少部(12a)。在所述构成中,可以利用板厚减少部(12a),形成第1金属(11)与第2金属(12)不相互连接的状态(隔开的状态)。由此,非内接部(42)成为第2金属(12)与工具不相接的区域,所以能够形成摩擦搅拌接合部(40FSW)的接合强度不依存于终点部(44)的状态。本专利技术的金属复合材料的第5特征在于:所述板厚减少部(12a)形成于所述第2金属(12)。在所述构成中,在位于第1金属(11)的下方的第2金属(12)上形成有板厚减少部(12a)。其结果为,在摩擦搅拌接合时,不需要改变工具的深度,因此操作变得容易。在用于达成所述目的的本专利技术的金属接合方法中,通过相对于第1金属(11)与第2金属(12)重合的重叠部(40),使工具(20)一边加压及旋转,一边插入至所述第1金属(11),并使所述工具(20)在规定的切线方向上移动之后从所述第1金属(11)抽出所述工具(20),来将所述重叠部(40)加以摩本文档来自技高网
...
金属复合材料及金属接合方法

【技术保护点】
一种金属复合材料,具有在第1金属的下方摩擦搅拌接合有第2金属的摩擦搅拌接合部,所述金属复合材料的特征在于:所述第1金属包括与所述第2金属内接的内接部、以及与所述第2金属隔开的非内接部,所述摩擦搅拌接合部的起点部形成于所述内接部,且所述摩擦搅拌接合部的终点部形成于所述非内接部。

【技术特征摘要】
2016.05.17 JP 2016-0991331.一种金属复合材料,具有在第1金属的下方摩擦搅拌接合有第2金属的摩擦搅拌接合部,所述金属复合材料的特征在于:所述第1金属包括与所述第2金属内接的内接部、以及与所述第2金属隔开的非内接部,所述摩擦搅拌接合部的起点部形成于所述内接部,且所述摩擦搅拌接合部的终点部形成于所述非内接部。2.根据权利要求1所述的金属复合材料,其特征在于:所述第1金属及所述第2金属均为圆筒形状,所述摩擦搅拌接合部是沿所述第1金属的外周面的周方向而形成。3.根据权利要求1或2所述的金属复合材料,其特征在于:所述摩擦搅拌接合部包括从所述起点部沿所述第1金属外周面延伸的第1直线部,以及相对于所述第1直线部在与所述起点部相离的方向上以45°以下的弯曲角度弯曲、沿所述第1金属外周面直至所述终点部的第2直线部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属复合材料,其特征在于:在所述非内接部,在所述第1金属或所述第2金属中的任一者上形成有板厚减少部。5.根据权利要求4所述的金属复合材料,其特征在于:所述板厚减少部形成于所述第2金属上。6.一种金属接合方法,相对于第1...

【专利技术属性】
技术研发人员:野老洋介佐山满
申请(专利权)人:本田技研工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1