金属加工方法技术

本发明专利技术提供一种通过使金属体的金属组织微细化而能提高强度或延展、或实现均质化的金属加工方法、使用该金属加工方法的金属体、以及使用该金属加工方法的含有金属的陶瓷体。在该金属加工方法中，使金属体或含有金属的陶瓷体（以下只称为“金属体”）的变形阻抗局部地降低，从而在金属体上形成低变形阻抗区域，使该低变形阻抗区域剪断变形，来使金属体的金属组织微细化。特别是金属体为向一个方向延伸的形状，形成横截金属体的低变形阻抗区域。进而，使夹着横截金属体的低变形阻抗区域的一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，从而使低变形阻抗区域剪断变形。并且可以使低变形阻抗区域沿着金属体的延伸方向移动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使具有金属组织的物体的金属组织微细化而实现高强度或高延展性、或均质化的金属加工方法、使用该金属加工方法的金属体、以及使用该加工方法的含有金属的陶瓷体。
技术介绍
以往，已知在金属体或含有金属的陶瓷体等具有金属组织的材料中，通过ECAP(Equal-Channel Angular Pressing，等径弯曲通道变形)法使金属组织微细化而能够提高该材料的强度或延展性。在ECAP法中，如图19所示，在模具100中设有在中途被弯曲成规定的角度的通道200，将所需的金属体300一边推压一边插通到该通道200中，从而使金属体300沿着通道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19中的400是用来推压金属体的推杆。在这种ECAP法中，为了使金属体300容易沿着通道200弯曲，将模具100加热到规定温度，从而将整个金属体300加热，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。因而在日本专利公报特开2001-321825号的金属材料的加工方法及其装置中，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。但是，在将剪切变形区域加热后，由于通过了剪切变形区域的金属体仍维持被加热到规定温度的状态，所以被从通道推压出的金属体整体地降低了变形阻抗，为了连续地将金属体插通到通道中并使剪切应力反复作用，需要有用来将金属体冷却到规定温度以下、使变形阻抗变大的冷却时间。因此，不能以比冷却时间更短的时间连续地以ECAP法对金属体实施处理，存在生产性非常差的问题。并且，由于在ECAP法中必须将金属体插通到弯曲的通道中，所以存在难以进行只将金属体的一部分的金属组织微细化的部分处理的问题。另外，作为只将金属体的一部分的金属组织微细化的方法，已知有如日本专利公报特开平11-51103号所记载的方法将设于转子的端部轴线上的探头，抵接于金属体的所需的位置并推压，通过使转子旋转对金属体与探头的抵接部分进行摩擦搅拌，来实施微细化。但是，这种利用与探头的摩擦的方法难以实现高速化的处理，所以与ECAP法的情况同样，存在量产性不好的问题。另一方面，作为大量制造将金属组织微细化的金属体的方法，已知有日本专利公报特开平11-323481号所记载的方法在规定组成的低碳钢或低碳合金钢中，在所需的从高温状态冷却的过程中，进行截面积减少率为60％以上的加工。但是，可以适用该方法的金属体只限于特殊组成的低碳钢或低碳合金钢，存在其它组成的金属体无法适用的问题。如上所述，在通过金属组织的微细化来实现高强度或高延展性等的金属体的形成中既有优点又有缺点，在现状下，这种金属只用于不须计较制造成本问题的高级汽车或战斗机等的特殊用途。在这种状况下，最近特别在汽车产业中，以优化燃耗、或提高行驶性能为目的，希望降低车体等的重量，不仅高级汽车，对于普通车也存在通过金属组织的微细化来实现高强度的金属体来减轻重量的很大的需求，对于低廉价格的高强度或高延展性的金属体存在很大的潜在需求。本专利技术人等鉴于这种现状，进行了研究开发而做出了本专利技术，目的是提供能够连续地形成通过使金属组织微细化来实现高强度或高延展性的各种金属体或含有金属的陶瓷体、从而提高了量产性、实现了低成本的金属体或含金属的陶瓷体。
技术实现思路
在技术方案1所述的金属加工方法中，是在金属体上形成局部地降低了变形阻抗的低变形阻抗区域，并使该低变形阻抗区域剪切变形而使金属体的金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属组织微细化，从而很容易形成高强度化或高延展性化的金属体。在技术方案2所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的整个区域实施上述剪切变形。由此，可以在低变形阻抗区域的整个区域，大致均质地使金属组织微细化。在技术方案3所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的一部分进行上述剪切变形。由此，剪切变形集中于变形阻抗区域的一部分发生，可以使该部分的金属组织非常地微细化，可实现金属体强度的提高，或延展性的提高。技术方案4所述的金属加工方法中，局部地降低向一个方向延伸的金属体的变形阻抗，而形成横截上述金属体的低变形阻抗区域，并使该低变形阻抗区域剪切变形以使上述金属体的金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属部分微细化，可很容易形成高强度或高延展性的金属体。在技术方案5所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的中央区域进行上述剪切变形。由此，在局部地形成的低变形阻抗区域中，可将变形阻抗最小的低变形阻抗区域的中央区域部分的金属组织有效地微细化，从而可以实现提高金属体的强度，或提高延展性。在技术方案6所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的两端部进行上述剪切变形。由此，变形阻抗较高的非低变形阻抗区域比低变形阻抗区域更具有抵抗剪切变形的作用，所以可使很大的剪切应力作用于低变形阻抗区域的两端部，可有效地使金属组织微细化可以实现提高金属体的强度或延展性。在技术方案7所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的一个端部进行上述剪切变形。由此，变形阻抗较高的非低变形阻抗区域比低变形阻抗区域更具有抵抗剪切变形的作用，所以可使很大的剪切应力作用在低变形阻抗区域的两端部，可有效地使金属组织微细化，而实现金属体的强度的提高或延展性的提高。技术方案8所述的金属加工方法中，使将上述低变形阻抗区域沿着上述金属体的延伸方向移动。由此，可非常容易地使向一个方向延伸的整个金属体的金属组织微细化，同时可以连续地进行金属组织的微细化处理。技术方案9所述的金属加工方法中，局部地降低了向一个方向延伸的金属体的变形阻抗，而形成横截上述金属体的低变形阻抗区域，将夹着此低变形阻抗区域的上述金属体的一个非低变形阻抗区域，相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，从而使上述低变形阻抗区域剪切变形，而使上述金属体的金属组织微细化。由此，可以将局部地形成的低变形阻抗区域的金属组织微细化，而很容易形成高强度或高延展性的金属体。技术方案10所述的金属加工方法中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗进行位置的变动，施加于与上述金属体的延伸方向大致正交的方向的振动运动。从而在低变形阻抗区域可非常容易地发生剪切变形。技术方案11所述的金属加工方法中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域的进行位置改变，采用沿与上述金属体的延伸方向大致正交的第1的方向施加的第1振动运动、及与上述金属体的延伸方向大致正交、并与上述第1方向也大致正交的第2方向施加的第2振动运动的复合运动。由此，在低变形阻抗区域可很容易发生剪切变形，并可以使其作用很大的剪切应力。技术方案12所述的金属加工方法中，将上述一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，采用围绕与上述金属体的延伸方向大致平行的旋转轴进行扭转的扭转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属加工方法，在金属体中形成局部地降低了变形阻抗的低变形阻抗区域，使该低变形阻抗区域剪切变形以使上述金属体的金属组织微细化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：堀田善治，中村克昭，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]