[发明专利]金属部件的制造方法和结构部件

说明书

技术领域

本发明涉及提高疲劳特性的金属部件的制造方法和结构部件。

背景技术

作为用于提高飞机和汽车等使用的结构部件等金属材料疲劳强度的表面改质方法，知道有喷丸硬化处理。所谓的喷丸硬化处理是例如通过把粒径0.8mm前后的无数粒子(投射材料)与压缩空气一起进行喷射，向金属材料表面撞击来提高金属材料表面的硬度，以一定的深度形成具有压缩残留应力的层的方法。

由铸钢等铁系材料构成的粒子价格便宜，且与玻璃等锐利的材料不同，即使在破碎的情况下也难于损伤金属材料表面，所以作为投射材料一直被广泛使用。

关于提高喷丸硬化处理的铝材料的疲劳强度，有以下的方法被公开(参照非专利文献1)。

[非专利文献1]

T.Dorr及其他四人、“Influence of Shot Peening on Fatigue Performance ofHigh-Strength Aluminium and Magnesium Alloys”(The 7th InternationalConference on Shot Peening)1999年、(Institute of Precision Mechanics)华沙波兰互联网<URL:http//www.shotpeening.org/ICSP/icsp-7-20.pdf>。

在使用由铁系材料构成的投射材料来进行喷丸硬化处理时，投射材料的一部分残存在喷丸硬化处理对象的金属材料表面上。这样，由于残存在金属材料表面的投射材料中的铁分产生腐蚀，所以为了防止该腐蚀而在喷丸硬化处理后要把金属材料表面附着的投射材料的铁分除去，需要进行除去铁分处理。

作为该除去铁分处理而采用把喷丸硬化处理后的金属材料浸渍在溶解铁的溶剂中的方法(湿式法)。但使用湿式法难于仅把铁分有效地除去。若想用湿式法把铁分完全除去，则要把金属材料原料的表面也溶解数μm左右，因此，有尺寸产生变化或表面形状变粗糙等问题。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而开发的，目的在于伴随金属材料表面的喷丸硬化处理而在飞机和汽车等使用的结构部件等金属部件的制造中，几乎不产生金属材料的尺寸变化和表面形状变粗糙而把该金属材料表面附着的铁分有效地除去，且提高制造的金属部件的疲劳特性。

为了解决上述课题，本发明采用以下的方法。

即本发明金属部件的制造方法具有：向包括轻合金的金属材料的表面投射平均粒径0.1mm以上5mm以下且以铁为主要成分的第一粒子的第一投射工序、在所述第一投射工序后向所述金属材料的表面投射平均粒径200μm以下且实质上不含有铁的第二粒子的第二投射工序。

本发明中，“平均粒径”是作为相对频度分布曲线的峰值的粒径来求得，也被叫做频度最高径(最大频度径)或最频值径。另外，平均粒径也可以按以下的方法来求。

(1)从大于筛孔的颗粒曲线来求的方法(与R＝50％相当的粒径；中位径，叫做中径或50％粒子径，以d_p50表示)。

(2)从洛津-姆拉(ロジン-ムラ一)分布来求的方法。

(3)其他方法(个数平均径、长度平均径、面积平均径、体积平均径、平均表面积径、平均体积径等)。

根据本方法，在金属部件的制造中，能够保持现有喷丸硬化处理所具有的提高疲劳特性的效果，且能够防止由除去铁分而引起的金属材料的尺寸变化和表面变粗糙。

本发明的结构部件具有所述制造方法制造的金属部件。

该结构部件具有优良的疲劳特性，且没有由除去铁分而引起的金属材料的尺寸变化和表面变粗糙。该结构部件在飞机和汽车等交通机器领域以及对材料的疲劳特性有要求的其他领域中，能够被恰当地使用。

根据本发明，在伴随金属材料表面的喷丸硬化处理而在飞机和汽车等使用的结构部件等金属部件的制造中，能够保持现有使用铁系投射材料的喷丸硬化处理所具有的提高疲劳特性的效果，且由于以干式能够除去铁分，所以能够大幅度降低作业成本。而且几乎没有由除去铁分而引起的金属材料的尺寸变化和表面变粗糙，由于表面形状也被均匀化，且利用微粒子喷丸而能够在最表面产生高的压缩残留应力，所以能够期待有比现有喷丸硬化更大的提高疲劳特性的效果。

附图说明

图1是表示由铝合金材料构成的试件在喷丸硬化处理后的试件处理面残留铁分浓度分布的图；

图2是表示表面处理前铝合金材料表面形状的图；

图3是表示比较例1表面处理后铝合金材料表面形状的图；