金属体加工方法和金属体加工设备技术

本发明专利技术提供了一种金属体加工方法，其在金属体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶体组织；所述低变形阻抗区域是在真空中、或在高压气氛中、或在活性气体气氛中形成的。本发明专利技术还提供了相应的金属体加工设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属体加工方法和金属体加工设备 如金属体等物体的金属组织转变成微细化晶体组织 具有高强度、高延展性或均质化组织。
技术介绍
以往，已知在具有金属组织的材料例如金属体方面，利用 ECAP (Equal Channel Angular Pressing,等径弯曲通道变形)法， 以将金属组织转变成微细化晶体组织，可以提高材料的强度或延 展性。在ECAP法中，如图33所示，在模具100中设有在中途被弯 曲成规定的角度的插入通道200，将所需的金属体300 —边推压一 边插通到该插入通道200中，从而使金属体300沿着插入通道200 弯曲，随着弯曲而使金属体300中产生剪切应力，通过该剪切应 力使金属组织微细化。图33中的附图标记400表示用来推压金属 体的推杆。在这种ECAP法中，为了使金属体300容易沿着插入通道200 弯曲，将模具IOO加热到规定温度，从而将整个金属体300加热，，其通过将诸 ，以使金属体以使变形阻抗降低，但是，在将金属体300的变形阻抗大大地降 低后，当用推杆400来推压时，在金属体300上有可能会发生压 曲等多余的变形，因此金属体300的加热需要抑制在所需的最小 限度内。如果这样抑制金属体300的加热，则必须通过推杆400用比 较大的力来推压金属体300，所以有加工性不好的问题。因此，在日本特开2001-321825号公报的金属材料的加工方法 及设备中，提出了如下的技术方案局部地加热对金属体施加剪 切应力的通道的剪切变形区域，通过该加热来降低金属体的剪切 变形部分的变形阻抗，从而可以减小用推杆推压金属体所需的力， 来提高加工性。然而， 一般来说，当金属制模具的一部分被局部加热时，由 于热扩散的影响而导致整个模具被加热到规定温度，因此，难以 形成局部受热区域。这样，只要金属体被插入到插入通道中，金属体在规定温度 被连续加热，因此，存在因剪应力而转变成微细化晶体组织的金 属组织被粗大化的可能。此外，由于ECAP法需要使用作为耗材的模具，因此需要根 据模具的耐用条件更换模具，这也导致制造成本升高的缺陷。在这种情况下，最近，特别是在汽车工业中，希望降低车身 等的重量，以增加形式里程或提高行驶性能。在此，不但高级汽 车，而且普通汽车，都强烈要求使用通过因金属组织微细化而获 得了高强度的金属体，由此降低重量。因此，存在金属体以低成 本获得高强度或高延展性的浅在需要。本专利技术的专利技术人进行了研究和开发，以制造各种金属体，其中通过将金属组织转变为微细化晶体组织而以低成本获得高强度 或高延展性，并因此而完成了本专利技术。
技术实现思路
根据技术方案1中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织；利用非低变形阻抗区域形成装置沿低变形阻抗区域形成 非低变形阻抗区域，所述非低变形阻抗区域形成装置通过增大所 述在低变形阻抗区域中被降低了的变形阻力而形成非低变形阻抗 区域。由于这一方案，可以高效地将局部形成的低变形阻抗区域 部分的金属组织转变成微细化晶体组织。根据技术方案2中描述的专利技术， 一种金属体加工方法通过局 部降低在一个方向上延伸的金属体的变形阻力而形成横贯金属体 的低变形阻抗区域，并且使所述低变形阻抗区域剪切变形，以将 金属体的金属组织转变成微细化晶体组织；利用非低变形阻抗区 域形成装置沿低变形阻抗区域的至少一个侧缘形成非低变形阻抗 区域，所述非低变形阻抗区域形成装置通过增大所述在低变形阻 抗区域中被降低了的变形阻力而形成非低变形阻抗区域。由于这 一方案，可以高效地将局部形成的低变形阻抗区域部分的金属组 织转变成微细化晶体组织。根据技术方案3中描述的专利技术，在技术方案2中描述的金属 体加工方法中，金属体沿其延伸方向移动，与此同时，通过非低 变形阻抗区域形成装置在移动方向的下游侧沿着低变形阻抗区域 的侧缘形成非低变形阻抗区域。由于这一方案，可以极高效和连 续地形成具有微细化金属组织的金属体。根据技术方案4中描述的专利技术，在技术方案1至3中任一描 述的金属体加工方法中，非低变形阻抗区域形成装置包括用于冷 却金属体的冷却装置。由于这一方案，可以极容易地和确实地形 成非低变形阻抗区域，因此，具有微细化金属组织的金属体可以 以低成本确实地形成。根据技术方案5中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织，低变形阻抗区域是在真空中形成的。由于这一方案，可 以通过剪切变形而防止在低变形阻抗区域的表面上形成气体成分 的反应膜，因此，后续步骤中的处理可以减轻。特别地，当金属 体在形成低变形阻抗区域时被加热时，可以利用自冷却功能冷却 金属体而不需要利用冷却装置，因此，低变形阻抗区域的形成效 率可以提高。根据技术方案6中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织，所述低变形阻抗区域是在高压气氛中形成的。由于这一 方案，通过向低变形阻抗区域施加高压，可以提高在将金属组织 转变成微细化晶体组织时的效率。根据技术方案7中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织，所述低变形阻抗区域是在活性气体气氛中形成的。由于 这一方案，在将金属体的金属组织转变成微细化晶体组织时，可 以在低变形阻抗区域的表面上形成活性气体反应区域，因此，可以形成高功能化金属体。根据技术方案8中描述的专利技术，在技术方案7中描述的金属 体加工方法中，所述活性气体是氮气。由于这一方案，在将金属 体的金属组织转变成微细化晶体组织时，可以氮化低变形阻抗区 域，因此，可以形成高功能化金属体。根据技术方案9中描述的专利技术，在技术方案7中描述的金属 体加工方法中，所述活性气体是甲烷气体和/或一氧化碳气体。 由于这一方案，在将金属体的金属组织转变成微细化晶体组织时， 可以向低变形阻抗区域施加碳化处理，因此，可以形成高功能化 金属体。根据技术方案10中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织，将粉末材料喷射到低变形阻抗区域。由于这一方案，在 将金属体的金属组织转变成微细化晶体组织时，可以向低变形阻 抗区域中机械式混合粉末材料，因此，可以形成高功能化金属体。 特别地，可以容易地形成具有难以利用传统铸造技术制造的成分 的金属体，与此同时，当除金属之外的粉末材料被喷射到低变形 阻抗区域时，还可以制造出新的材料。根据技术方案11中描述的专利技术， 一种金属体加工方法在金属 体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低 变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶 体组织，对低变形阻抗区域实施离子掺杂。由于这一方案，在将 金属体的金属组织转变成微细化晶体组织时，可以将离子化颗粒 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属体加工方法，其在金属体中形成局部降低了变形阻力的低变形阻抗区域，并且使所述低变形阻抗区域剪切变形，以将金属体的金属组织转变成微细化晶体组织；　　　　所述低变形阻抗区域是在真空中、或在高压气氛中、或在活性气体气氛中形成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村克昭，堀田善治，根石浩司，中垣通彦，金子贤治，
申请(专利权)人：有限会社里那西美特利，
类型：发明
国别省市：JP[日本]