[发明专利]在金属构件上形成实心凸起的方法、装置以及金属配件

说明书

技术领域

本发明涉及通过摩擦搅拌工艺在金属构件表面上形成材料与其相同的凸起 的方法及凸起形成装置，以及通过形成凸起的方法加工的金属配件。

背景技术

在金属构件的表面形成实心凸起广泛用作定位装置、支承装置、固定固着 装置、冷却装置，其在便携式电话或便携式个人电脑等便携式信息终端、家电 制品、汽车部件、铁道用车辆等中已成为不可缺少的技术。作为在金属构件的 表面形成实心凸起的方法，已知使用了预先制备凸起并将其焊接、钎焊、固相 接合在金属构件上的方法，摩擦接合的方法和采用金属模具进行压力加工的方 法。焊接、钎焊的方法存在的问题在于：增加制造工时并提高了成本以及不适 用于从减轻重量的观点考虑倾向使用的镁、镁合金以及铝、铝合金；摩擦接合 的方法，存在尺寸精度不良的问题；压力加工的方法，存在不适用于金属配件 小型化、薄板化以及复杂化的问题。

作为在金属构件的表面形成实心凸起的技术，提出了摩擦搅拌成型方法(专 利文献1)，在该方法中，将铝制第1物体放置在形成凹部的第2物体(金属模 具)上，使摩擦热产生搅拌装置与第1物体接触以在两者之间产生相对移动并 产生摩擦热，因此，在非溶融状态下使第1物体产生塑性流动，在第1物体上 转印出与第2物体的凹部相当的凸部，还提出了镁合金部件的制造方法(专利 文献2)，在该方法中，通过在一对上下金属模具之间对原材料板之间进行加压 并加热，从而使原材料板的一部分向金属模具的凹部内产生塑性流动并形成凸 部。前者的摩擦搅拌成型方法在不必需热源的情况下，利用摩擦热产生的塑性 流动，填充在设置于搅拌装置相反侧的金属模具中形成的凹部，这种方法能够 消除上述问题。但是，在该方法中形成的凸起存在机械特性(强度以及延展性) 较低的实用性问题。根据本发明人的认识，其理由在于：组织细化的区域为通 过第1物体的摩擦热发生搅拌装置进行摩擦搅拌的区域，在第2物体中形成的 凹部位于与其分离的区域，从而难以实现凸起部分的组织的细化。另外，难以 通过该方法在薄板(～2mm厚)上形成直径3mm以上、高度5mm以上的凸起。 后者的制造方法由于可以在难以进行焊接、钎焊的镁合金部件上形成凸起，因 此，能够消除上述问题。但是，该方法在上金属模具和下金属模具中分别内置 有加热器，通过加热器的加热产生塑性流动，因此，存在除了必须热能以外， 凸起的机械特性较低的问题。其理由在于：在没有利用搅拌的情况下产生的塑 性流动中产生的应变能较小，从而难以充分实现组织的细化。

专利文献1：特开2002-256453号。

专利文献2：特开2004-337935号。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供无需从外部施加热能就能在金属构件上 形成机械特性(强度和延展性)优良的实心凸起的方法以及凸起形成装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于提供在难以焊接或钎焊的金属构件上 形成机械特性优良的实心凸起的方法以及凸起形成装置。

本发明要解决的再一个技术问题在于提供具有机械特性优良的实心凸起的 金属配件。