[發明專利]輕金屬鑄件的表面改性方法

在審

• 申請號: 201910584617.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110681975A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 內田圭亮;古川雅志
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉曉岑;王培超

本發明提供一種輕金屬鑄件的表面改性方法，能夠通過摩擦攪拌工藝在輕金屬鑄件的表面中的特別需要強度的位置進一步進行表面的微細化。該輕金屬鑄件的表面改性方法基于摩擦攪拌工藝，該摩擦攪拌工藝在使旋轉軸以及旋轉件按壓于鑄件的表面的狀態下使上述旋轉軸以及旋轉件邊旋轉邊進給移動來對該鑄件進行表面改性，以使上述旋轉軸以及旋轉件的旋轉方向與進給方向一致的側來到上述輕金屬鑄件中的欲通過改性提高強度的部分的方式使上述旋轉軸以及旋轉件邊旋轉邊進給移動。

技術領域

本發明涉及輕金屬鑄件的表面改性方法。

背景技術

公開一項應用摩擦攪拌工藝(FSP:Friction Stir Processing)的表面改性技術，該摩擦攪拌工藝用于改善鋁合金等輕金屬鑄件中的凝固組織的粗大化引起的材料特性的偏差、品質降低等。在日本特開2004-255440號公報中，在基于摩擦攪拌工藝的輕金屬鑄件的表面改性技術中，公開一項通過摩擦攪拌工藝將輕金屬鑄件的表面的金屬組織微細化時向金屬組織添加用于對金屬組織進行改性的添加材料的技術。

另外，在存在承受較大的沖擊的可能性的部件中，優選部件在承受到沖擊時能夠按照設計像所意圖的那樣被破壞。例如優選在車輛使用的各部件設計為在車輛承受到碰撞等沖擊時盡量減小乘員所承受的沖擊地使各部件破壞。

在車輛中，具有復雜的形狀的部件由輕金屬鑄件形成的情況較多。例如，車輛中的懸架支撐塔、后縱梁、發動機的缸體等部件由輕金屬鑄件形成。這樣的由輕金屬鑄件形成的部件也優選在承受到沖擊時按照設計像所意圖的那樣發生部件的破壞。

在由輕金屬鑄件形成的部件具有容易發生應力集中的位置的情況下，在該位置，存在包括內部缺陷的可能性，在該情況下，強度最弱的可能性較高。例如在由輕金屬鑄件形成的部件具有容易發生應力集中的焊接位置的情況下，承受到沖擊時在該焊接位置的附近的區域發生破壞的可能性較高。然而，在焊接位置的附近的區域，難以在設計上控制破壞的發生方式。因此，在由輕金屬鑄件形成的部件具有焊接位置的情況下，承受到沖擊時，并不是在焊接位置的附近的區域，而需要在設計上容易控制破壞的發生方式的位置產生破壞。即，需要使焊接位置的附近的區域處的強度比設計上容易控制破壞的發生方式的位置的強度高。由此，在輕金屬鑄件的表面改性中，在特別需要強度的位置，比除此以外的位置更期望進行金屬組織的微細化。

發明內容

鑒于以上的背景，本發明的目的在于提供一種通過摩擦攪拌工藝能夠在輕金屬鑄件的表面中的特別需要強度的位置進一步實現金屬組織的微細化的輕金屬鑄件的表面改性方法。

本發明是一種輕金屬鑄件的表面改性方法，基于摩擦攪拌工藝，該摩擦攪拌工藝在使旋轉軸以及旋轉件按壓于鑄件的表面的狀態下使上述旋轉軸以及旋轉件邊旋轉邊進給移動來對該鑄件進行表面改性，以使上述旋轉軸以及旋轉件的旋轉方向與進給方向一致的一側來到上述輕金屬鑄件中的欲通過改性進一步提高強度的部分的方式使上述旋轉軸以及旋轉件邊旋轉邊進給移動。

本發明人發現：進行了摩擦攪拌的表面中的、旋轉軸以及旋轉件的旋轉方向與進給方向一致的一側(AS)的附近同旋轉軸以及旋轉件的旋轉方向與進給方向相反的一側(RS)的附近相比，表面的金屬組織得到進一步微細化。通過使輕金屬鑄件中的欲通過改性進一步提高強度的部分來到AS，從而在實施了表面改性后的、欲進一步提高該強度的部分，能夠進一步進行表面的金屬組織的微細化，使強度進一步提高。

并且，可以構成為沿相同的進給方向多次實施上述進給移動，各次進給以使后次的進給移動的路徑相對于前次的進給移動的路徑平行地偏移上述旋轉件的直徑以下的規定的寬度的方式被實施。這樣一來，在前次的進給移動的路徑未成為AS的位置將在后次的進給移動的路徑或后次以后的進給移動的路徑成為AS。由此，能夠將由輕金屬鑄件形成的部件的表面均勻地微細化。