| ■摩擦圧接の原理 |
|
金属を摩擦熱により塑性変形しやすくし表面原子同士を引力の強く作用する距離まで圧縮し、また高温にすることにより拡散をしやすくし両者の相乗効果により接合する。
（摩擦温度1300度にて回転を急停止させ、圧力をかけて接合させる）
|
| ■摩擦圧接の特徴 |
|
１.
|
アーク溶接のように開先を取り肉盛りするのと違い、母材端面をこすり合わせることにより発生する熱で接合する為、中心部まで均一な強度が得られる。 |
|
２.
|
融解接合のように、溶接温度が融点以上にならないので熱影響が少なく、割れや変形の少ない安定した強度が得られる。 |
|
３.
|
アーク溶接や抵抗熔接では不可能な異種金属の接合ができる。 |
代表的な材料の組合せ
材料組合せ
一覧表 |
普通鋼 |
特殊鋼 |
非鉄 |
その他 |
圧
延
鋼 |
炭
素
鋼 |
ク
ロ
ム
モ
リ
ブ
デ
ン
鋼 |
ク
ロ
ム
鋼 |
ニ
ッ
ケ
ル
ク
ロ
ム
鋼 |
ニ
ッ
ケ
ル
ク
ロ
ム
モ
リ
ブ
デ
ン
鋼 |
炭
素
工
具
鋼 |
合
金
工
具
鋼 |
高
速
度
工
具
鋼 |
ス
テ
ン
レ
ス
鋼 |
耐
熱
鋼 |
ア
ル
ミ
棒 |
銅
棒 |
イ
ン
コ
ネ
ル |
チ
タ
ン |
普
通
鋼 |
圧延鋼(SS材) |
● |
| 炭素鋼(SS材) |
● |
● |
特
殊
鋼 |
クロムモリブデン鋼 |
● |
● |
● |
| クロム鋼 |
● |
● |
● |
● |
| ニッケルクロム鋼 |
● |
● |
● |
● |
● |
| ニッケルクロムモリブデン鋼 |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
| 炭素工具鋼 |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
| 合金工具鋼 |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
| 高速度工具鋼 |
● |
● |
|
|
|
|
|
● |
● |
| ステンレス鋼 |
● |
● |
● |
● |
● |
● |
|
|
|
● |
| 耐熱鋼 |
● |
● |
● |
|
|
|
|
|
|
|
● |
非
鉄 |
アルミ棒 |
● |
● |
|
|
|
|
|
|
|
● |
|
● |
| 銅棒 |
● |
● |
|
|
|
|
|
|
|
● |
|
● |
● |
そ
の
他 |
インコネル |
● |
● |
● |
|
● |
|
|
|
|
|
|
|
|
● |
| チタン |
● |
● |
|
|
|
|
● |
● |
|
|
|
|
● |
|
● |
|
| ■摩擦圧接を利用する効果 |
| １. |
材料費のコストダウン
同材質、異径材摩擦圧接することにより、丸棒の削り出しより材料費、加工費の節約ができる。
異種金属を摩擦圧接することにより、必要な部分のみ高価な材料を使用し、その他は安価な材料に置き換えることができる。
【例】 ＳＵＳ３０４+Ｓ45Ｃ |
|
２.
|
加工費のメリット
一体加工が非常に困難な形状の製品の場合、二つに分割し一部を加工後摩擦圧接する事により加工が簡単にできる。
難切削材等の深穴加工をしたい時、その部分をパイプに置き換え摩擦圧接をする事ができる。 |
|
３.
|
異種金属接合のメリット
従来不可能とされていた金属を摩擦圧接する事により、新商品の開発が可能になります。
【例】 ＡＬ+Ｃｕ ＡＬ+ＳＵＳ３０４ |
|
４.
|
コストダウンの例
従来、水中ポンプ用モニターは羽根の取り付け軸部分が腐食されるため図1のようなステンレス一体丸棒からシャフトを機械加工により製品化してきました。しかし図2のように摩擦圧接を利用することにより必要な部分のみ高価な材料（ＳＵＳ３０４）を使い、水に触れない所は安価な材料を使うことにより材料費のコストダウンばかりではなく機械加工費の低減をすることが出来ます。
【図1】従来品 ＳＵＳ３０４丸棒からの削り出し
|
|
【図2】摩擦圧接による材料費のコストダウン |
|
|
| ■摩擦圧接適用上の制約 |
|
１.
|
少なくとも素材の一方は丸棒、パイプ等、円形断面のものでなければならない。 |
|
２.
|
極端に薄い厚みのパイプは不可能です。（厚み/径 が3％以下では困難です） |
|
３.
|
圧接時の強大な回転トルクに耐えるチャッキングができない場合は不可。
（径と同じ掴みシロが必要です） |
|
| ■加工能力 |
|
●丸棒接合断面積 ：
|
7 〜85 （固定側は300まで可能） |
|
●パイプ ：
|
最大154 x12ｔ |
|
●長さ ：
|
圧接後、全長3ｍまで （回転側80ｘ300,80以上は制限あり） |
|
●芯振れ ：
|
黒皮丸棒は約1mm （ダイヤ読み）
ＬＡ品は約0.2〜0.5mm （太さ形状により異なる） |
|
