JPWO2023100419A5 - - Google Patents

Description

３．前記予熱工程において、前記被接合材の予熱温度が次式（１１）～（１３）の関係を満足する、前記１または２に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
１００ ≦ ＴＰ_Ｗ＝０ ≦ １０００ ・・・（１１）
１００ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ} ≦ １０００ ・・・（１２）
５０ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ} ≦ ８００ ・・・（１３）
ここで、Ｗは被接合材の接合中央線から接合垂直方向に離間する距離（ｍｍ）であり、ＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}はそれぞれ、Ｗ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の表面での予熱温度（℃）である。また、Ｄは、回転ツールの肩部の直径Ｄ（ｍｍ）である。

８．前記被接合材の両面において前記被接合材の予熱温度であるＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}を測定する、温度測定装置をさらにそなえる、前記７に記載の摩擦撹拌接合装置。
ここで、Ｗは被接合材の接合中央線から接合垂直方向に離間する距離（ｍｍ）であり、ＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}はそれぞれ、Ｗ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の表面での予熱温度（℃）である。また、Ｄは、回転ツールの肩部の直径Ｄ（ｍｍ）である。

１００ ≦ ＴＰ_Ｗ＝０ ≦ １０００ ・・・（１１）
１００ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ} ≦ １０００ ・・・（１２）
５０ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ} ≦ ８００ ・・・（１３）
予熱式両面摩擦攪拌接合では、予熱による被接合材への入熱と、被接合材と回転ツールの摩擦熱とにより、被接合材を軟化させ、回転ツールでの撹拌を促進することが重要である。そのためには、図１Ｃに示す予熱領域Ｉ（被接合材の表面における０ ≦ Ｗ ≦ ０．１×Ｄの領域）および予熱領域Ｈ（被接合材の表面における０．１×Ｄ ＜ Ｗ ≦ ０．５×Ｄ）の予熱温度、特にこれらの加熱領域の代表位置であるＷ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の予熱温度を適切に制御することが効果的である。このような観点から、被接合材の予熱温度を上掲式（１１）～（１３）の関係を満足するように制御することが好適である。ここで、Ｗは被接合材の接合中央線から接合垂直方向に離間する距離（ｍｍ）であり、ＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}はそれぞれ、Ｗ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の表面での予熱温度（℃）である。また、Ｄは、回転ツールの肩部の直径Ｄ（ｍｍ）である。なお、予熱領域は、加熱装置により予熱される被接合材の表面領域である。

Claims (11)

1. 被接合材である第１の電磁鋼帯と第２の電磁鋼帯とを、互いに対向する一対の回転ツールにより接合する、電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法であって、
   前記被接合材の未接合部を、前記被接合材の少なくとも一方の面において前記回転ツールの接合方向の前方に配置される加熱装置により、予熱する、予熱工程と、
   前記被接合材の未接合部に、前記回転ツールを両面から互いに逆方向に回転させながら押圧し、前記回転ツールを接合方向に移動させることにより、前記第１の電磁鋼帯と前記第２の電磁鋼帯とを接合する、接合工程と、をそなえ、
   前記被接合材の未接合部は、前記第１の電磁鋼帯の端部と、前記第１の電磁鋼帯に続く前記第２の電磁鋼帯の端部との突合せ部または重ね合せ部であり、
   前記加熱装置を前記回転ツールに連動させて接合方向に移動させることにより、前記予熱工程と前記接合工程とを連続して行い、
   前記接合工程において、前記第１の電磁鋼帯と前記第２の電磁鋼帯の接合により形成される接合部および熱加工影響部の鋼組織がそれぞれ、フェライト相主体の組織となり、かつ、次式（１）～（４）の関係を満足する条件で、接合を行う、電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
   Ｄｓｚ ≦ ２００μｍ ・・・（１）
   Ｄｈａｚ１ ≦ Ｄｂｍ１ ・・・（２）
   Ｄｈａｚ２ ≦ Ｄｂｍ２ ・・・（３）
   ０．９×（Ｈｂｍ１＋Ｈｂｍ２）／２ ≦ Ｈｓｚ ≦ １．２ ×（Ｈｂｍ１＋Ｈｂｍ２）／２ ・・・（４）
   ここで、
   Ｄｓｚは、接合部のフェライト粒径の平均値（μｍ）、
   Ｄｈａｚ１は、第１の電磁鋼帯側の熱加工影響部のフェライト粒径の平均値（μｍ）、
   Ｄｈａｚ２は、第２の電磁鋼帯側の熱加工影響部のフェライト粒径の平均値（μｍ）、
   Ｄｂｍ１は、第１の電磁鋼帯の母材部のフェライト粒径の平均値（μｍ）、
   Ｄｂｍ２は、第２の電磁鋼帯の母材部のフェライト粒径の平均値（μｍ）、
   Ｈｓｚは、接合部の硬さの平均値、
   Ｈｂｍ１は、第１の電磁鋼帯の母材部の硬さの平均値
   Ｈｂｍ２は、第２の電磁鋼帯の母材部の硬さの平均値
   である。
2. 前記接合工程において、次式（５）および（６）の関係を満足する条件で接合を行う、請求項１に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
   ０．８×ＴｂｍＬ ≦ ＴｓｚＬ ・・・（５）
   ＴｓｚＨ ≦ １．３×ＴｂｍＨ ・・・（６）
   ここで、
   ＴｓｚＬは、接合部の厚さの最小値（ｍｍ）、
   ＴｓｚＨは、接合部の厚さの最大値（ｍｍ）、
   ＴｂｍＬは、第１の電磁鋼帯と第２の電磁鋼帯のうち、薄い方の電磁鋼帯の板厚（ｍｍ）、
   ＴｂｍＨは、第１の電磁鋼帯と第２の電磁鋼帯のうち、厚い方の電磁鋼帯の板厚（ｍｍ）、
   である。ただし、第１の電磁鋼帯と第２の電磁鋼帯の板厚が同じ場合には、ＴｂｍＬ＝ ＴｂｍＨとなる。
3. 前記予熱工程において、前記被接合材の予熱温度が次式（１１）～（１３）の関係を満足する、請求項１または２に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
   １００ ≦ ＴＰ_Ｗ＝０ ≦ １０００ ・・・（１１）
   １００ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ} ≦ １０００ ・・・（１２）
   ５０ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ} ≦ ８００ ・・・（１３）
   ここで、Ｗは被接合材の接合中央線から接合垂直方向に離間する距離（ｍｍ）であり、ＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}はそれぞれ、Ｗ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の表面での予熱温度（℃）である。また、Ｄは、回転ツールの肩部の直径Ｄ（ｍｍ）である。
4. 前記予熱工程において、前記被接合材の予熱温度が次式（１４）および（１５）の関係を満足する、請求項３に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
   ０．７０ ≦ ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}／ＴＰ_Ｗ＝０ ≦ １．００ ・・・（１４）
   ＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}／ＴＰ_Ｗ＝０ ≦ ０．４５ ・・・（１５）
5. 前記加熱装置が、高周波誘導加熱装置、レーザ照射加熱装置、または、高周波誘導加熱装置およびレーザ照射加熱装置を組み合わせた装置である、請求項１または２に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法。
6. 請求項１または２に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法により第１の電磁鋼帯と第２の電磁鋼帯とを接合し、接合鋼帯を得る工程と、
   該接合鋼帯に冷間圧延を施し、冷延鋼帯を得る工程と、をそなえる、電磁鋼帯の製造方法。
7. 請求項１または２に記載の電磁鋼帯の摩擦撹拌接合方法に用いる、摩擦撹拌接合装置であって、
   被接合材を把持する、把持装置と、
   互いに対向する一対の回転ツールと、
   前記回転ツールの駆動装置と、
   前記被接合材の少なくとも一方の面において前記回転ツールの接合方向の前方に配置される、加熱装置と、
   前記把持装置、前記回転ツールの駆動装置および前記加熱装置の動作制御装置と、
   をそなえる、摩擦撹拌接合装置。
8. 前記被接合材の両面において前記被接合材の予熱温度であるＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}を測定する、温度測定装置をさらにそなえる、請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置。
   ここで、Ｗは被接合材の接合中央線から接合垂直方向に離間する距離（ｍｍ）であり、ＴＰ_Ｗ＝０、ＴＰ_{Ｗ＝０．２Ｄ}およびＴＰ_{Ｗ＝０．５Ｄ}はそれぞれ、Ｗ＝０、０．２×Ｄおよび０．５×Ｄの位置における被接合材の表面での予熱温度（℃）である。また、Ｄは、回転ツールの肩部の直径Ｄ（ｍｍ）である。
9. 前記加熱装置が、高周波誘導加熱装置、レーザ照射加熱装置、または、高周波誘導加熱装置およびレーザ照射加熱装置を組み合わせた装置である、請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置。
10. 請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置をそなえる、電磁鋼帯の製造装置。
11. 連続冷間圧延ラインにおいて、前記摩擦撹拌接合装置が、冷間圧延装置の上流側、または、酸洗装置および冷間圧延装置の上流側に配置される、請求項１０に記載の電磁鋼帯の製造装置。