接合方法以及复合轧制材料的制造方法技术

包括：准备工序，准备具有端面(1a)的第一金属构件(1)和具有端面(2a)且熔点比第一金属构件(1)的熔点高的第二金属构件(2)；对接工序，使第一金属构件(1)和第二金属构件(2)的端面(1a、2a)彼此对接，以形成对接部(J1)；以及接合工序，将旋转的旋转工具(F)的搅拌销(F2)从第一金属构件(1)的仅正面(1b)插入，在一边使旋转工具(F)的旋转中心轴相对于对接部(J1)朝第一金属构件(1)一侧倾斜、一边使仅搅拌销(F2)与至少第一金属构件(1)接触的状态下，使旋转工具(F)沿着对接部(J1)相对移动，以对第一金属构件(1)与第二金属构件(2)进行接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合方法以及复合轧制材料的制造方法
本专利技术涉及一种接合方法和复合轧制材料的制造方法。
技术介绍
例如在专利文献1中公开了一种技术，通过旋转工具对材料不同的金属构件彼此进行摩擦搅拌。在现有的接合方法中，金属构件彼此的端面被倾斜地切断。因此，使端面彼此对接而形成的对接部也倾斜。在对接工序中，将旋转工具插入到熔点比第二金属构件的熔点低的第一金属构件，并沿着对接部进行摩擦搅拌。在接合工序中，使对接部的倾斜角度与搅拌销的锥形角度相同，因此，能避免接合工序时材料不同的第一金属构件与第二金属构件混合。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2016－150380号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在现有的接合方法中，存在倾斜地形成第一金属构件和第二金属构件的端面的工序变得繁杂这样的问题。从这种观点出发，本专利技术的技术问题在于提供一种能将不同种类的金属构件理想地接合的接合方法和复合轧制材料的制造方法。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术是一种接合方法，使用包括前端变细的搅拌销的旋转工具对材料不同的一对金属构件进行接合，其特征是，所述接合方法包括：准备工序，在所述准备工序中，准备具有端面的第一金属构件和具有端面且熔点比所述第一金属构件的熔点高的第二金属构件；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件和所述第二金属构件的所述端面彼此对接，以形成对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜、一边使仅所述搅拌销与至少所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动，以对所述第一金属构件与所述第二金属构件进行接合。此外，本专利技术是一种复合轧制材料的制造方法，所述复合轧制材料由材料不同的一对金属构件形成，其特征是，所述复合轧制材料的制造方法包括：准备工序，在所述准备工序中，准备具有端面的第一金属构件、具有端面且熔点比所述第一金属构件的熔点高的第二金属构件以及具有前端变细的搅拌销的旋转工具；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件和所述第二金属构件的所述端面彼此对接，以形成对接部；接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜、一边使仅所述搅拌销与至少所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动，以对所述第一金属构件与所述第二金属构件进行接合；以及轧制工序，在所述轧制工序中，将通过所述接合工序接合的所述金属构件彼此以接合线为轧制方向进行轧制。根据上述接合方法，由于不需要如以往那样倾斜地形成金属构件彼此的端面，因此，能降低制造成本。此外，通过使旋转工具的旋转中心轴朝第一金属构件一侧倾斜，能避免旋转工具与第二金属构件接触，能防止接合工序时材料不同的第一金属构件与第二金属构件混合。此外，由于不使旋转工具的轴肩部与第一金属构件及第二金属构件接触，因此，能抑制朝第一金属构件及第二金属构件的输入热量。此外，例如，若以与仅第一金属构件接触的方式插入旋转工具，则能根据软化温度较低的第一金属构件来调节接合条件，能抑制输入热量。因此，能抑制第一金属构件大幅软化而产生过剩的毛刺，从而能防止由金属不足而导致接合不良。此外，由于不使旋转工具的轴肩部与第一金属构件及第二金属构件接触，因此，能减小摩擦阻力，从而能减小施加于旋转工具和摩擦搅拌装置的负载。另外，由于不使旋转工具的轴肩部与第一金属构件及第二金属构件接触，因此，能防止旋转工具变为高温。由此，旋转工具的材料选择变得容易，并且能延长旋转工具的寿命。此外，优选的是，在所述旋转中心轴与所述搅拌销的外周面所成的锥形角度为角度α的情况下，在所述接合工序中，使所述旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜角度α。根据上述接合方法，能使搅拌销的外周面与对接部尽可能靠近而不接触。此外，优选的是，所述第一金属构件由铝或铝合金形成，所述第二金属构件由铜或铜合金形成，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴朝所述第一金属构件一侧倾斜一边使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动。根据上述接合方法，能将铜或铜合金制的金属构件与铝或铝合金制的金属构件理想地接合。此外，优选的是，所述旋转工具的所述搅拌销在前端具有垂直于所述旋转中心轴的平坦面，将所述第一金属构件的厚度设为比所述第二金属构件的厚度大，在所述对接工序中，在包括层差部的架台上，将所述第一金属构件以夹着所述层差部的方式载置于低面，将所述第二金属构件以夹着所述层差部的方式载置于高面。根据上述接合方法，由于能与增大第一金属构件的厚度相应地在高度方向上增大塑性化区域，因此，能提高接合强度。此外，优选的是，在所述对接工序中，设定成使所述第一金属构件的正面与所述第二金属构件的正面共面。根据上述接合方法，能够容易地插入旋转工具。此外，优选的是，在所述对接工序中，设定成使所述第一金属构件的正面位于比所述第二金属构件的正面高的位置处。根据上述接合方法，能防止第一金属构件的凹槽状的缺陷产生于比第二金属构件的正面靠下的高度位置处。此外，优选的是，在所述接合工序中，将所述旋转工具的接合条件设定成在形成所述旋转工具的移动轨迹的塑性化区域中，所述第二金属构件一侧为剪切侧，所述第一金属构件一侧为流动侧。在塑性化区域中，若熔点高的第二金属构件一侧为流动侧，则对接部处的第一金属构件的温度下降，无法促进不同的金属彼此的界面处的相互扩散，而可能会变成接合不良。但是，根据上述接合方法，通过设定成熔点高的第二金属构件一侧为剪切侧，能将对接部处的第一金属构件的温度保持为较高的温度，能促进不同的金属彼此的界面处的相互扩散，从而能防止接合不良。另外，剪切侧是指旋转工具的外周相对于接合部的相对速度为在旋转工具的外周处的切线速度的大小上加上移动速度的大小后的值的一侧。流动侧是指旋转工具的外周相对于接合部的相对速度为在旋转工具的外周处的切线速度的大小上减去移动速度的大小后的值的一侧。此外，优选的是，在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝左旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具朝右旋转，在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝右旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具朝左旋转。根据上述接合方法，由于塑性流动化的金属被螺旋槽引导而朝旋转工具的前端侧流动，因此，能抑制毛刺的产生。专利技术效果根据本专利技术的接合方法和复合轧制材料的制造方法，能将不同种类的金属构件理想地接合。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的复合轧制材料的制造方法中的对接工序的剖视图。图2是表示第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合方法，使用包括前端变细的搅拌销的旋转工具对材料不同的一对金属构件进行接合，其特征在于，所述接合方法包括：/n准备工序，在所述准备工序中，准备具有端面的第一金属构件和具有端面且熔点比所述第一金属构件的熔点高的第二金属构件；/n对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件以及所述第二金属构件的所述端面彼此对接，以形成对接部；以及/n接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜、一边使仅所述搅拌销与至少所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动，以对所述第一金属构件与所述第二金属构件进行接合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171027 JP 2017-2077621.一种接合方法，使用包括前端变细的搅拌销的旋转工具对材料不同的一对金属构件进行接合，其特征在于，所述接合方法包括：
准备工序，在所述准备工序中，准备具有端面的第一金属构件和具有端面且熔点比所述第一金属构件的熔点高的第二金属构件；
对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件以及所述第二金属构件的所述端面彼此对接，以形成对接部；以及
接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜、一边使仅所述搅拌销与至少所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动，以对所述第一金属构件与所述第二金属构件进行接合。


2.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，
在所述旋转中心轴与所述搅拌销的外周面所成的锥形角度为角度α的情况下，
在所述接合工序中，使所述旋转中心轴相对于所述对接部朝所述第一金属构件一侧倾斜角度α。


3.如权利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，
所述第一金属构件由铝或铝合金形成，所述第二金属构件由铜或铜合金形成，
在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的仅正面插入，在一边使所述旋转工具的旋转中心轴朝所述第一金属构件一侧倾斜一边使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述对接部相对移动。


4.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，
所述旋转工具的所述搅拌销在前端具有垂直于所述旋转中心轴的平坦面，
将所述第一金属构件的厚度设为比所述第二金属构件的厚度大，
在所述对接工序中，在包括层差部的架台上，将所述第一金属构件以夹着所述层差部的方式载置于低面，将所述第二金...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀久司，河本知広，中岛荣一郎，佐藤勇人，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP