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摩擦壓接鋼與鋁合金,在界面生成極薄金屬間化合物
日本泉美工業(yè)(IZUMI MACHINE MFG,總部:愛知縣大府市)在“第2屆汽車部件加工國際展覽會”(2016年1月13~15日于東京有明國際會展中心舉行)上,展出了通過摩擦壓接將鋼與鋁合金接合在一起的樣品。目前正針對驅動軸等軸件的輕量化用途,向客戶等提交解決方案。接合部的拉伸強度據稱可確保達到鋁合金拉伸強度的80%以上。
摩擦壓接是用于軸件連接等用途的技術,該技術通過旋轉一方的構件按壓在另一方構件上,利用摩擦來發(fā)熱,同時加壓使雙方接合。在摩擦熱和壓力作用下,接合界面會產生鐵與鋁的金屬間化合物。接合時的溫度不達到熔點,加工時間也很短,因此屬于材料不熔融的固態(tài)接合之一。
鐵與鋁的金屬間化合物雖然是接合時所必需的物質,但其物理性質脆硬,因此在大量生成并形成厚層時,容易斷裂。摩擦壓接與焊接相比,溫度低且加工時間短,因此金屬間化合物層很薄,只有數μm,有望獲得良好的接合結果。
目前的研究表明,可接合的鋼與鋁合金的配對為:鋼為碳鋼、鉻鉬鋼、鉻鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、不銹鋼等,鋁合金為A1000系列、A5000系列、A6000系列等(A6000系列與碳素工具鋼、合金工具鋼的配對除外)。此次在會場展出的樣品為A6061與SS400(一般結構用扎制鋼材)的接合品,以及A6061與S45C(機械結構用碳素鋼)的接合品。
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