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J-GLOBAL ID：201502219644308164   整理番号：15A1082597

切ると繋ぐは紙一重?~最新の接合技術~摩擦攪拌接合(FSW)におけるツール材料開発の現状

著者 (2件)： 佐藤裕 (東北大 大学院) ,  粉川博之 (東北大 大学院)
資料名： 砥粒加工学会誌  (Abrasive Technology)
巻： 59  号： 10  ページ： 562-565  発行年： 2015年10月01日 
JST資料番号： L0473A  ISSN： 0914-2703  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 鉄鋼やチタン合金の摩擦攪拌接合(FSW)技術の利点と欠点,接合ツール材の必要特性や開発状況などにつき解説した。鉄鋼やチタン合金のFSWの利点として,以下が挙げられる。1)溶融溶接が難しい材料の接合が可能,2)接合部の品質安定性が溶融溶接部より高い,3)前処理が低減できる,4)プローブの長いツールにより1パスで大きな接合深さを確保でき,施工時間短縮,コスト低減が可能なことなど。しかし,接合時の荷重と温度に耐え,かつ安価な接合ツールがほとんどないためあまり実用化されていない。ツール材に1000°Cで400MPa以上の強度が必要と言われているが,その他の特性の定量的要求値は示されていない。鉄鋼やチタン合金のFSWが可能な接合ツール材は,主に超耐熱金属と超硬質材料に分けられる。欧米では,前者としてW-25%Re合金,後者として多結晶立方晶窒化ホウ素が多用され,これらの粉末を混合・焼結した複合材ツールや,W-Re合金の高温強度向上のためHfC粉末を添加したツールも開発されている。また,チタン合金のFSWでは,WにLa₂O₃を添加したツール材が用いられることもある。しかし,いずれも高価なため普及していない。硬質材料の代表としてのSi₃N₄ツールのステンレス鋼接合及びDP590鋼の摩擦攪拌点接合例,ツール表面へのTiC/TiNコーティングによる摩耗防止例や,ニッケル基超超合金でありNi₃AlとNi₃Vの複相金属間化合物によるフェライト系ステンレス鋼のFSWも報告されている。金属系では,Ir基合金,Ir添加Ni基合金,Co基合金などがある。また,硬質材と金属の複合材料ツールも利用されている。筆者らは,Wに硬質粒子を分散したW基複合材料を開発し,安価でより長寿命なツール材開発を目指している。ツール材料開発には,以下の問題点がある。1)長寿命ツール材の必要特性が不明確,2)接合ツール材の開発が薄板への適用試験で評価されている,3)ツール寿命に関する指針やツール摩耗の定量化法が研究者により異なり,単純比較が難しい。

シソーラス用語： *摩擦撹拌溶接 ,  ジグ ,  回転 ,  *工具材料 ,  *超合金 ,  *超硬材料 ,  タングステン合金 ,  レニウム含有合金 ,  ハフニウム化合物 ,  炭化物 ,  セラミック ,  *窒化ホウ素 ,  多結晶 ,  酸化ランタン ,  窒化ケイ素 ,  ステンレス鋼 ,  二相鋼 ,  焼結体 ,  高温強さ ,  開発 ,  *材料設計 ,  セラミック工具 ,  ニッケル合金 ,  セラミック被覆 ,  被覆工具 ,  イリジウム合金 ,  コバルト合金 ,  工具寿命 ,  工具摩耗 ,  チタン合金 ,  亀裂
準シソーラス用語： CBN【セラミック】 ,  DP590 ,  回転ツール ,  工具破損 ,  材料開発 ,  炭化ハフニウム

分類 (3件)： 溶接技術  (WC07030G) ,  非鉄金属材料  (WE03000D) ,  セラミック・磁器の性質  (YC03030G)

タイトルに関連する用語 (5件)： 摩擦攪拌接合 ,  FSW ,  ツール ,  材料開発 ,  現状