接合接头、汽车用构件及接合接头的制造方法技术

本发明专利技术提供可抑制摩擦加压焊接面的附近处的龟裂产生的接合接头、汽车用构件及接合接头的制造方法。本发明专利技术的一个方案的接合接头具备：具有轴部的第1钢材；被压入有轴部的第2钢材，所述第2钢材的与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量为0.25质量％以上；和摩擦加压焊接面，其将轴部与第2钢材接合，其中，第2钢材具有与摩擦加压焊接面相接触的塑性变形部，塑性变形部具有朝向上述第2钢材的外部突出的突出部，在与摩擦加压焊接面垂直并且包含摩擦加压焊接面的中心的面处测定的突出部的基部的维氏硬度为600HV以下。硬度为600HV以下。硬度为600HV以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合接头、汽车用构件及接合接头的制造方法


[0001]本专利技术涉及接合接头、汽车用构件及接合接头的制造方法。

技术介绍

[0002]作为将构件接合来制造接合接头的方法之一，已知有摩擦加压焊接接合。所谓摩擦加压焊接接合是指通过一边将构件彼此进行摩擦一边进行加压来将构件彼此进行固相接合的技术。构件彼此的摩擦例如通过将一个构件的加压焊接面制成旋转对称形状(例如圆状或多边形形状)并使其高速旋转来进行。
[0003]摩擦加压焊接接合的特征之一在于下述这一点：在接合部不会产生构件的熔融或搅拌。焊接是通过使构件熔融及再凝固来形成接合部的接合方法。摩擦搅拌接合是通过使压入构件高速旋转而将构件彼此的接触部搅拌来形成接合部的接合方法。因此，在通过焊接或摩擦搅拌接合而形成的接合接头的接合部处，构件互相混合。另一方面，在通过摩擦加压焊接接合而形成的接合接头中，不存在构件互相混合的区域、或构件互相混合的区域极小。如果对通过摩擦加压焊接接合而形成的接合接头的接合部的剖面进行观察，则可以判别构件隔着摩擦加压焊接面被分开的样子。例如在专利文献1及专利文献2等中公开了摩擦加压焊接接合的方法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2006
‑
297398号公报
[0007]专利文献2：日本特开2004
‑
141933号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]摩擦加压焊接接合由于能够将异种金属构件容易地接合，因此近年来其适用范围正在扩大。另一方面，本专利技术的专利技术者们发现了下述现象：在将摩擦加压焊接接合适用于高碳钢构件的情况下，难以确保接合强度。本专利技术的专利技术者们研究的结果发现：在钢构件的摩擦加压焊接接合部处容易产生龟裂，该龟裂会使接合强度降低。
[0010]这里应该着眼的是下述这一点：上述的龟裂产生于在摩擦加压焊接接合的结束后尚未被施加任何外力的接合接头中。据推定：该龟裂不是因对接合接头所施加的外力而引起，而是自然产生的。尚不存在对于这样的龟裂的问题进行研究的例子。
[0011]例如，在上述的专利文献1中公开了一种方法，其通过对将由钢材制成的构件进行摩擦加压焊接接合而得到的部件的接合部的表面利用以频率为10～60kHz、振幅为0.3～50μm进行振动的超声波振动端子进行打击，从而降低上述接合部处的高低差及毛刺来缓和该接合部处的应力集中。然而，专利文献1是涉及耐疲劳特性优异的摩擦加压焊接接合部件及其疲劳特性提高方法，仅考虑了抑制以毛刺作为起点的疲劳破坏。即，关于对接合接头施加引起疲劳破坏那样的应力之前的龟裂产生，在专利文献1中并没有进行任何研究。
[0012]在专利文献2中公开了一种螺旋桨轴的摩擦加压焊接方法，其是将薄壁管道与厚壁管道同轴配置、利用通过使它们的端面抵接并相对旋转而产生的摩擦热将两端面进行加压焊接的螺旋桨轴的摩擦加压焊接方法，其特征在于，使薄壁管道的内径与厚壁管道的内径相比成为小径。然而，专利文献2也是以疲劳破坏作为专利技术的课题，仅考虑了抑制以毛刺作为起点的疲劳破坏。
[0013]鉴于上述的情况，本专利技术的课题是提供能够抑制摩擦加压焊接面的附近处的龟裂产生的接合接头、汽车用构件及接合接头的制造方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本专利技术的主旨如下所述。
[0016](1)一种接合接头，其特征在于，其具备：具有轴部的第1钢材；被压入有上述轴部的第2钢材，所述第2钢材的与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量为0.25质量％以上；和摩擦加压焊接面，其将上述轴部与上述第2钢材接合，其中，上述第2钢材具有与上述摩擦加压焊接面相接触的塑性变形部，上述塑性变形部具有朝向上述第2钢材的外部突出的突出部，在与上述摩擦加压焊接面垂直并且包含上述摩擦加压焊接面的中心的面处测定的上述突出部的基部的维氏硬度为600HV以下。
[0017](2)根据上述(1)的接合接头，其特征在于，上述轴部的与轴方向垂直的剖面为旋转对称形状。
[0018](3)根据上述(1)的接合接头，其特征在于，上述轴部的与轴方向垂直的剖面为圆状或正多边形状。
[0019](4)根据上述(1)～(3)中任一项的接合接头，其特征在于，在将上述与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量设定为C(质量％)时，上述第2钢材在上述摩擦加压焊接面的深度方向附近具有维氏硬度为896C3‑
2232C2+2175C+138(HV)以上的硬质部。
[0020](5)根据上述(1)～(4)中任一项的接合接头，其特征在于，上述第2钢材的从表面至45μm的深度为止的区域中的碳量的最大值低于0.25质量％。
[0021](6)根据上述(1)～(5)中任一项的接合接头，其特征在于，上述第2钢材的表层的维氏硬度比内部的维氏硬度低15％以上。
[0022](7)根据上述(1)～(6)中任一项的接合接头，其特征在于，上述第2钢材为钢板。
[0023](8)根据上述(1)～(7)中任一项的接合接头，其特征在于，上述第1钢材具有剖面口径大于上述轴部的头部，上述接合接头进一步具备设置于上述头部与上述第2钢材之间的第3构件，上述第1钢材的上述轴部将上述第3构件贯通，上述第3构件被上述第1钢材的上述头部与上述第2钢材的接合面夹持。
[0024](9)一种汽车用构件，其具有上述(1)～(8)中任一项的接合接头。
[0025](10)一种接合接头的制造方法，其具备以下工序：将与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量为0.25质量％以上的第2钢材的表层进行脱碳处理的工序；和一边使上述第1钢材旋转一边将第1钢材的轴部按压于脱碳处理后的上述第2钢材上来形成摩擦加压焊接面的工序。
[0026](11)根据上述(10)的接合接头的制造方法，其特征在于，上述第1钢材具有剖面口径大于上述轴部的头部，上述接合接头的制造方法在上述摩擦加压焊接面的形成之前，进一步具备下述工序：在脱碳处理后的上述第2钢材上重叠第3构件的工序；和使上述第1钢材
的上述轴部贯通于上述第3构件的工序。
[0027]专利技术效果
[0028]根据本专利技术，能够提供可抑制摩擦加压焊接面的附近处的龟裂产生的接头、汽车用构件及接头的制造方法。
附图说明
[0029]图1是本实施方式的接合接头的一个例子的剖面图。
[0030]图2是接合接头的突出部附近的放大剖面图。
[0031]图3是本实施方式的接合接头的另一例子的剖面图。
[0032]图4是对突出部的基部的硬度测定方法进行说明的图。
[0033]图5是对第1钢材的轴部为空心结构的情况下的摩擦加压焊接面的附近处的硬质部的检测方法进行说明的图。
具体实施方式
[0034]关于龟裂状缺陷，在列举出图1及图2的同时进行详细说明。图1是接合接头1的剖面概略图，该接合接头1包含：具有轴部111的第1钢材11；与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种接合接头，其特征在于，其具备：具有轴部的第1钢材；被压入有所述轴部的第2钢材，所述第2钢材的与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量为0.25质量％以上；和摩擦加压焊接面，其将所述轴部与所述第2钢材接合，其中，所述第2钢材具有与所述摩擦加压焊接面相接触的塑性变形部，所述塑性变形部具有朝向所述第2钢材的外部突出的突出部，在与所述摩擦加压焊接面垂直并且包含所述摩擦加压焊接面的中心的面处测定的所述突出部的基部的维氏硬度为600HV以下。2.根据权利要求1所述的接合接头，其特征在于，所述轴部的与轴方向垂直的剖面为旋转对称形状。3.根据权利要求1所述的接合接头，其特征在于，所述轴部的与轴方向垂直的剖面为圆状或正多边形状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合接头，其特征在于，在将所述与表面相距0.2mm以上的内侧的碳量设定为C(质量％)时，所述第2钢材在所述摩擦加压焊接面的深度方向附近具有维氏硬度为896C3‑
2232C2+2175C+138(HV)以上的硬质部。5.根据权利要求1～4中任一项所述的接合接头，其特征在于，所述第2钢材的从表面至45μm的深度为止的区域中的碳量的最大值低于0.25质量％。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井翔，儿玉真二，吉永千智，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：