2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of New Tool-less Friction Joining Method
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15H04133
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤井 英俊 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (00247230)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 接合 / ものづくり / 材料加工・処理 / 金属生産工学 / 構造・材料 / 組織制御 / 表面・界面物性 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
回転ツールを用いずに材料同士を摩擦させながら接合する接合法において、界面近傍まで素材の温度上昇を抑制、すなわち素材の強度低下を抑制することで、接合界面に大きな加工ひずみを導入することにより、回転ツールが不要な新規接合技術を確立した。これにより、加工組織を経て、微細に再結晶した組織からなる高強度な界面構造を有する接合体を得ることに成功した。
H29年度までに用いた鋼材組成を中心に接合実験行い、摩擦圧接では、円柱あるいは円筒のみでは試料形状に制限されるため、回転ではなく、直線的な駆動をする線形駆動摩擦接合システムを構築した。直線振動の振動数、振幅、印加圧力などの接合パラメータを最適化をすることで、100％の継手効率を得ることができた。特に、印加圧力によって、接合温度を任意に制御できることを発見したのは、特筆に値する。制御方式としては、オフセット制御を用い、微細組織、硬度分布等の機械的特性によって継手の評価を行った。
A1点以下の温度で接合を行った場合には、フェライトと球状セメンタイトからなる組織が得られ、強度ならびに靭性の良好な継手が得られた。A3点以上の温度で接合した場合に、界面で大幅な硬度上昇が生じるのと対照的に、界面での硬度上昇がみられず、無変態で接合ができたことが分かった。これにより、炭素量に関係なく、鉄鋼材料を接合する技術が確立できた。加えて、この技術をステンレス鋼とTi合金の異種接合へ展開し、本手法が異種材料の接合に対しても有効であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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