[发明专利]氮化硅烧结体制摩擦搅拌接合工具部件及使用了该部件的摩擦搅拌接合装置

说明书

本发明提供一种氮化硅烧结体制摩擦搅拌接合用接合工具部件，其特征在于，其是由氮化硅烧结体构成的摩擦搅拌接合用接合工具部件，其中，氮化硅烧结体含有15质量％以下的除氮化硅以外的添加成分，同时添加成分具备3种以上的选自Y、Al、Mg、Si、Ti、Hf、Mo、C中的元素。此外，添加成分的含量优选为3质量％以上且12.5质量％以下。此外，烧结助剂成分优选具备4种以上的选自Y、Al、Mg、Si、Ti、Hf、Mo、C中的元素。根据上述构成，能够提供耐久性高的摩擦搅拌接合用接合工具部件。

技术领域

后述的实施方式涉及氮化硅烧结体制摩擦搅拌接合工具部件及使用了该部件的摩擦搅拌接合装置。

背景技术

摩擦搅拌接合(FSW：Friction Stir Welding)是一边使被称为探针的接合工具部件高速旋转一边对部件按压、利用摩擦热而使多个部件一体化的接合方法。利用摩擦热使部件(母材)软化，通过探针的旋转力在接合部周边塑性流动而能够使多个部件(母材和对象材)一体化。因此，摩擦搅拌接合可以说是固相接合的一种。

摩擦搅拌接合由于为固相接合，所以向接合部的热量输入量少，因此，难以形成热影响区，接合对象的软化或应变的程度少。此外，由于不使用接合钎料，所以可以期待成本降低。在摩擦搅拌接合中使用的接合工具部件同时要求可耐受高速旋转的耐磨性和可耐受摩擦热的耐热性。作为以往的接合工具部件，在日本特开2011-98842号公报(专利文献1)中公开了使用氮化硅烧结体的接合工具部件。此外专利文献1的氮化硅烧结体含有20体积％这样大量的cBN(立方晶氮化硼)、SiC(碳化硅)、TiN(氮化钛)。

专利文献1的由氮化硅烧结体构成的接合工具部件虽然可见一定的耐磨性的改善，但是要求进一步的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-98842号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人们研究了在上述以往的接合工具部件中没有见到耐磨性的改善的原因，结果判明是除氮化硅以外的成分元素量变得过多。判明：在如专利文献1那样添加了20体积％这样大量的cBN(立方晶氮化硼)、SiC(碳化硅)、TiN(氮化钛)的接合工具部件中，由于难烧结性变得显著，从而得不到致密的烧结体，氮化硅烧结体的耐磨性变得不充分。

用于解决课题的方法

本发明所要解决的课题是提供将除氮化硅以外的添加成分设定为15质量％以下的氮化硅烧结体制摩擦搅拌接合用接合工具部件。若是这样的接合工具部件，则由于强度、耐热性得到改善，所以耐磨性提高。因此，使用了实施方式的接合工具部件的摩擦搅拌接合装置能够得到优异的特性。

附图说明

图1是例示圆柱型的摩擦搅拌接合用接合工具部件的立体图。

图2是例示突起型的摩擦搅拌接合用接合工具部件的侧面图。

图3是例示球型的摩擦搅拌接合用接合工具部件的俯视图。

具体实施方式

实施方式的氮化硅烧结体制摩擦搅拌接合用接合工具部件的特征在于，其是由氮化硅烧结体构成的摩擦搅拌接合用接合工具部件，其中，含有15质量％以下的除氮化硅烧结以外的添加成分，同时添加成分具备3种以上的选自Y、Al、Mg、Si、Ti、Hf、Mo、C中的元素。