[发明专利]金属材料的低温接合方法和接合构造物

说明书

本发明要解决的技术问题在于：提供一种能够有效地抑制各种高张力钢或铝的接合部和热影响部的机械特性的降低的简便的低温接合方法以及利用该低温接合方法得到的接合构造物。本发明解决技术问题的技术方案在于：该金属材料的低温接合方法的特征在于，其使2个金属材料在被接合部相对而形成被接合界面，向被接合部压入以规定的转速旋转的旋转工具，从而将2个金属材料接合，该方法通过使旋转工具的最外周的圆周速度为51mm/s以下，向被接合部导入强形变而降低金属材料本来具有的再结晶温度，使接合温度小于金属材料本来具有的再结晶温度，在被接合界面生成再结晶晶粒。

技术领域

本发明涉及一种将金属材料彼此直接接合的低温接合方法和利用该低温接合方法得到的接合构造物，更具体而言，涉及一种能够有效地抑制接合部和热影响部的机械特性的降低的低温接合方法以及利用该低温接合方法得到的接合构造物。

背景技术

伴随着钢和铝合金等金属材料的高强度化，制约接合构造物的机械特性的接合部上的强度降低已成为深刻的问题。对此，近年来，不使接合中的最高到达温度达到被接合材料的熔点而接合部上的强度降低比现有的熔融焊接小的摩擦搅拌接合受到了注目，并快速地得到了实用化。

然而，在采用属于固相接合的摩擦搅拌接合时，对于高张力钢或热处理型铝合金而言，抑制其接合部的强度降低是困难的，在接合构造物中，无法充分利用这些金属材料本来具有的机械特性。

其中，例如，在专利文献1(日本特开2005－131679号公报)中，公开了一种热处理型铝合金材的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，对热处理型铝合金材进行摩擦搅拌接合，其中，对这样的热处理型铝合金材实施T4调质后，再进行恢复处理，然后，对实施该恢复处理后的处于恢复状态的热处理型铝合金材进行摩擦搅拌接合。

在上述专利文献1所记载的摩擦搅拌接合方法中，能够以搅拌接合部、热影响部和母材之中母材的硬度最小的方式构成接头，防止搅拌接合部和热影响部的断裂，并能够有利地得到延展性乃至加压成型性优异的接合材料。

另外，在专利文献2(日本特开2015－057292号公报)中，公开了一种金属材料的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，包括如下的摩擦搅拌接合工序，即，使被接合材料彼此在接合部抵接，向上述接合部插入旋转的棒状的工具，向上述接合部供给冷却过的冷媒并且使上述工具移动，由此将上述被接合材料彼此接合，其中，所述被接合材料中的至少一个被接合材料为具有面心立方晶格结构且再结晶温度为300℃以下的金属材料。

在上述专利文献2所记载的摩擦搅拌接合方法中，利用冷媒的强制冷却，能够形成由充分地包含错位的微细等轴晶粒构成的搅拌部，因此，即使是具有面心立方晶格结构且再结晶温度为300℃以下的金属材料，也能够获得与母材同等以上的接头强度。

[现有技术文献]

专利文献

专利文献1：日本特开2005－131679号公报

专利文献2：日本特开2015－057292号公报

发明内容

[发明所要解决的技术问题]

然而，上述专利文献1所公开的摩擦搅拌接合方法中，利用热处理来降低作为基准的母材的硬度，从而使接合部的硬度相对地上升，无法利用铝合金本来具有的机械特性。

另外，即使采用上述专利文献2所公开的摩擦搅拌接合方法，也无法完全抑制高张力钢的接合部上的强度降低，除此以外，还需要准备冷媒和冷媒供给机构。

鉴于如上所述的现有技术的问题点，本发明的目的在于，提供一种能够有效地抑制各种高张力钢或铝的接合部和热影响部的机械特性的降低的简便的低温接合方法以及利用该低温接合方法得到的接合构造物。

[用于解决技术问题的技术方案]