特許ウォッチ

公開番号2025025433
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130179
出願日2023-08-09
発明の名称処理材の製造方法および処理材
出願人株式会社日立製作所,日本軽金属株式会社
代理人弁理士法人第一国際特許事務所
主分類B23K 20/12 20060101AFI20250214BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】小さい工数で応力腐食割れに対する耐性を高めることができる処理材の製造方法および処理材を提供する。
【解決手段】素材に摩擦撹拌処理を施して撹拌部を形成する第1ステップと、前記撹拌部に沿って前記素材から処理材を切り出す第2ステップと、を有する製造方法から製造される処理材は、中央部が結晶粒が層状に並んだ組織を有し、周縁部の組織は、前記中央部の組織より微細再結晶化されている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
処理材の製造方法において、
素材に摩擦撹拌処理を施して撹拌部を形成する第１ステップと、
前記撹拌部に沿って前記素材から処理材を切り出す第２ステップと、
を有すること、
を特徴とする処理材の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の処理材の製造方法において、
前記撹拌部が前記素材の厚さ方向に所定の範囲まで形成されているか否かを判断する第３ステップを有し、所定の範囲まで形成されていないと判断した場合、前記第１ステップにて摩擦撹拌処理を施した一方の面とは反対側の他方の面から前記一方の面に向かって摩擦撹拌処理を施して撹拌部を形成すること、
を特徴とする処理材の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の処理材の製造方法において、
前記撹拌部の硬度が所定の硬度であるか否か判断する第４ステップを有し、所定の硬度であると判断したときに前記第２ステップを実行すること、
を特徴とする処理材の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載された製造方法によって製造された処理材において、
前記処理材は、前記第２ステップにより切り出された外縁部において、微細再結晶組織である前記撹拌部が露出すること、
を特徴とする処理材。
【請求項５】
請求項４に記載された処理材において、
前記撹拌部と他部品とが溶接されていること、
を特徴とする処理材。
【請求項６】
請求項５に記載される処理材において、
前記素材が７０００系のアルミニウム合金であること
を特徴とする処理材。
【請求項７】
同一の素材から形成された、中央部及び前記中央部に連続する周縁部、を有する処理材において、
前記中央部は、結晶粒が層状に並んだ組織を有し、
前記周縁部の組織は、前記中央部の組織より微細再結晶化されており、
微細結晶化された組織が前記処理材の外縁部に露出すること、
を特徴とする処理材。
【請求項８】
請求項７に記載される処理材において、
前記処理材が７０００系のアルミニウム合金であること、
を特徴とする処理材。
【請求項９】
請求項８に記載される処理材において、
前記周縁部の硬度は、前記中央部の硬度の８５から９５％の範囲であること、
を特徴とする処理材。
【請求項１０】
請求項７に記載される処理材において、
前記処理材は、鉄道車両の側構体と、側梁と、枕梁と、に跨る態様で備えられ、前記処理材の周縁部が、前記側構体と前記側梁と前記枕梁の少なくとも一つと溶接部を介して接合されること、
を特徴とする処理材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理材の製造方法及び処理材に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
高速鉄道車両、例えば新幹線（登録商標）の速度向上に伴って車両の軽量化が進められており、従来の車両構体に用いられた鉄材に代えて、軽量化に優れるアルミニウム合金の適用が検討され、例えば２００系新幹線車両以降の車両構体の全体にアルミニウム合金が使われている。
【０００３】
アルミニウム合金（例えば、６０００系）は、押出性を含めて加工が容易で、熱処理によって性質を調整することができるという利点があるものの、熱伝導率が大きいことや溶接する際にアルミニウム合金表面に形成される酸化被膜を除去する必要があるなど、鉄材に比較して一般的に溶接が難しいという欠点もある。
【０００４】
このため、西暦２０００年以降、接合する部材の突き合わせ部に回転ツールを圧入するとともに接合線に沿って回転ツールを移動することによって、入熱量の小さい摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）を用いて、鉄道車両構体等に代表される大型構造物が製造されるようになった（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１１－０９０６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アルミニウム合金製の大型構造物を構成する構造材の内、高い荷重を負担する箇所に、高強度アルミニウム合金（例えば、７０００系）を構造材として採用したり、補強部材として利用することがある。７０００系のアルミニウム合金は、静的強度や疲労強度に優れることから構造材や補強部材として用いた場合に大きな軽量化効果が得られる一方で、応力腐食割れ（ＳＣＣ；ＳｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）を考慮した設計や後処理が要求されている。
【０００７】
本発明の目的は、小さい工数で応力腐食割れに対する耐性を高めることができる処理材の製造方法および処理材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の処理材の製造方法の一つは、
素材に摩擦撹拌処理を施して撹拌部を形成する第１ステップと、
前記撹拌部に沿って前記素材から処理材を切り出す第２ステップと、
を有すること、により達成される。
【０００９】
代表的な本発明の処理材の一つは、
同一の素材から形成された、中央部及び前記中央部に連続する周縁部、を有する処理材において、
前記中央部は、結晶粒が層状に並んだ組織を有し、
前記周縁部の組織は、前記中央部の組織より微細再結晶化されており、
微細結晶化された組織が前記処理材の外縁部に露出すること、により達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小さい工数で応力腐食割れに対する耐性を高めることができる処理材の製造方法および処理材を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許