[发明专利]氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊工具构件以及使用该工具构件的搅拌摩擦焊装置

权利要求书

1.一种氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其是由氮化硅烧结体构成的搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：

所述氮化硅烧结体含有15质量％以下的除氮化硅以外的添加成分，而且添加成分含有选自镧系元素之中的至少1种、和选自Mg、Ti、Hf、Mo之中的至少1种；

所述镧系元素以金属单质换算计含有1～10质量％；

在所述氮化硅烧结体中存在β-氮化硅晶体粒子和α-赛隆晶体粒子这两者；

所述氮化硅烧结体的维氏硬度为1590Hv以上；

对于所述氮化硅烧结体的组织的单位面积5μm×5μm，在采用TEM分析就各个晶界相的镧系元素的浓度分布进行分析时，各个晶界相的镧系元素浓度的偏差相对于平均值在±20％以内；

所述氮化硅烧结体的晶界相的纵横尺寸比为1.5以下。

2.根据权利要求1所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：作为所述添加成分，具有选自Al、Si、C之中的1种或2种以上。

3.根据权利要求1或2所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：所述镧系元素为选自Yb、Er、Lu、Ce之中的至少1种。

4.根据权利要求1或2所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：所述氮化硅烧结体的晶界相的最大直径为1μm以下。

5.根据权利要求1或2所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：所述氮化硅烧结体在大气中于1200℃下保持100小时后的氧化增量相对于每1cm²的表面积，为10×10^-5wt％/cm²以下。

6.根据权利要求1或2所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件，其特征在于：所述氮化硅烧结体的摩擦面的表面粗糙度Ra为5μm以下。

7.一种搅拌摩擦焊装置，其特征在于：其搭载有权利要求1～6中任一项所述的氮化硅烧结体制搅拌摩擦焊用工具构件。

8.一种使用权利要求7所述的搅拌摩擦焊装置的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：将2个以上的被焊接材料重合，一边使搅拌摩擦焊用工具以300rpm以上的转速旋转，一边将其推到被焊接材料上。

9.根据权利要求8所述的搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述被焊接材料为钢铁。