CN101400473B - 钢铁构件的接合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的钢铁构件的接合方法是使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法，依次包括：接合体形成工序(S10)，通过使多个钢铁构件对齐，在规定的压力条件下进行推压的同时加热至第1温度来形成接合体；及接合力强化工序(S30)，将接合体加热至钢铁材料的A1变态点以上的第2温度，接下来为了从A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度。因此，根据本发明的钢铁构件的接合方法，在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁构件的接合方法、由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法、钢铁制品及压铸制品。
背景技术
图7是表示用于说明现有的钢铁构件的接合方法的流程图。图8是表示用于说明现有的钢铁构件的接合方法的图。
如图7及图8所示，现有的钢铁构件的接合方法具有：接合体形成工序S910，通过在使多个钢铁构件的接合预定面对齐的状态下，以规定的压力条件推压多个钢铁构件，同时将多个钢铁构件加热至能够接合的温度，使多个钢铁构件接合并形成接合体；及接合力强化工序S920，通过在规定的温度条件下对接合体进行热处理来强化接合体的接合力(例如，参照专利文献1)。
因此，根据现有的钢铁构件的接合方法，能够完全不使用焊接辅助材料对多个钢铁构件进行接合。而且，根据现有的钢铁构件的接合方法，形成接合体后通过实施接合力强化工序S920，可强化接合体的接合力。
结果根据现有的钢铁构件的接合方法，可制造适用于塑料齿轮等的树脂模具的接合体。
专利文献1：日本国特开2002-59270号公报
发明内容
但是，在现有的钢铁构件的接合方法中，已知存在使由含有Cr的钢铁材料(例如SKD61等模具用钢)构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时无法得到足够高的接合力的问题。
因此，本发明是为了解决上述问题而进行的，目的是提供一种钢铁构件的接合方法，使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力。同时，目的是提供一种由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法，使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力。同时，目的是提供一种钢铁制品，是使用通过上述钢铁构件的接合方法接合的接合体或者通过由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法强化了接合力的接合体来制造的。还有，目的是提供一种压铸制品，是在钢铁制品为压铸模具时使用该压铸模具来制造的。
本发明者为了达成上述目的，在现有的钢铁构件的接合方法中，对使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时无法得到足够高的接合力的原因进行了调查，结果得到了其原因为在接合面存在含Cr钝态层的见解。因此，本发明者基于该见解，想到如果消除存在于接合面的含Cr钝态层，则可充分提高接合力，就可解决上述问题，从而完成了本发明。
(1)即，本发明的钢铁构件的接合方法是使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法，其特征在于，依次包括：接合体形成工序，通过使所述多个钢铁构件的接合预定面对齐，在规定的压力条件下推压所述多个钢铁构件，同时将所述多个钢铁构件加热至能够接合的第1温度，使所述多个钢铁构件接合并形成接合体；及接合力强化工序，通过将所述接合体加热至所述钢铁材料的A1变态点以上的第2温度，接下来为了从所述A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度，消除存在于所述接合体的接合面的含Cr钝态层以强化所述接合体的接合力。
因此，根据本发明的钢铁构件的接合方法，通过在接合体形成工序之后实施上述的接合力强化工序，可消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力。结果本发明的钢铁构件的接合方法是在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
在本发明的钢铁构件的接合方法中，为了消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力，需要将接合体加热至钢铁材料的A1变态点以上的第2温度，接下来为了从A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度。即，需要在A1变态点至600℃的范围内以极为缓慢的条件逐渐
冷却接合体。
通过这种方法，接合面中的含Cr钝态层在随着逐渐冷却而组织变态的过程中溶入母相的钢铁材料中最终消失，可充分提高接合力。
(2)在上述(1)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述第2温度在比所述A1变态点高100℃的温度以下的范围内。
通过这种方法，可进一步充分消除存在于接合面的含Cr钝态层并进一步充分提高接合力。
(3)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选为了从所述A1变态点降温至600℃以花费15个小时以上的条件逐渐冷却至所述第3温度。
通过这种方法，可进一步充分消除存在于接合面的含Cr钝态层并进一步充分提高接合力。
从该观点出发，进一步优选为了从所述A1变态点降温至600℃以花费20个小时以上的条件逐渐冷却至所述第3温度。
(4)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述第3温度在550℃以下。
通过这种方法，可提高接合体的均质性，同时可降低接合体的硬度并提高可加工性。
(5)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述接合力强化工序结束后，在惰性气体环境下冷却所述接合体。
通过这种方法，可在冷却过程中抑制接合体的表面氧化、品质劣化。
(6)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述第1温度在1000℃～1100℃的范围内。
通过这种方法，可在规定的压力条件下进行推压的同时接合多个钢铁构件形成接合体。
(7)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述接合体形成工序结束后，逐渐冷却所述接合体。
通过这种方法，可抑制因加压产生的接合体的应力变形的发生，并形成均质性高的接合体。
(8)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述接合体形成工序和所述接合力强化工序之间，还包括将所述接合体加热至可使所述接合体的组织更加均匀的第4温度的均匀化工序。
通过这种方法，通过在接合体形成工序和接合力强化工序之间实施均匀化工序，可使经过接合体形成工序变为不均匀状态的组织更加均匀，因此，可形成均质性更高的接合体。
(9)在上述(8)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述第4温度在1000℃～1100℃的范围内。
通过这种方法，可使经过接合体形成工序变为不均匀状态的组织更加均匀，因此，可形成均质性更高的接合体。
(10)在上述(8)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述均匀化工序结束后，将所述接合体急速冷却至Ms点，此后逐渐冷却所述接合体。
通过这种方法，利用淬火效应，通过提高接合体的硬度，可形成强度高、高品质的接合体。
(11)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述多个钢铁构件的所述接合预定面为平面。
通过这种方法，可成为通过高精度地加工接合预定面，可提高使多个钢铁构件对齐时的钢铁构件之间的密合度，并得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
(12)在上述(11)所述的钢铁构件的接合方法中，优选所述接合预定面的算术平均粗糙度Ra在0.2μm以下。
通过这种方法，可在使多个钢铁构件的接合预定面彼此的间隔为平均0.4μm以下的状态下对多个钢铁构件进行接合，因此，可得到足够高的接合力。
(13)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在真空中 或惰性气体环境中实施所述接合体形成工序及所述接合力强化工序。
通过这种方法，可抑制因在各热处理工序中存在氧气等活性气体而产生的不良影响。
(14)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，所述钢铁材料为热作模具用钢、冷作模具用钢或者马氏体不锈钢时，尤其可得到显著的效果。
由于热作模具用钢、冷作模具用钢或者马氏体不锈钢是含有Cr的钢铁，所以在使由上述钢铁材料构成的钢铁构件相互接合来制造接合体时，存在很难得到足够高的接合力的情况。对此，根据本发明的钢铁材料的接合方法，即使是由上述钢铁材料构成的钢铁构件，也能够以足够高的接合力进行接合。
(15)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述接合体形成工序中，利用磁加热对所述多个钢铁构件进行加热。
另外，在本发明的钢铁材料的接合方法中，虽然也可以利用外部加热或通电加热来实施接合体形成工序，但是如此通过利用磁加热来实施接合体形成工序，能够快速且均匀地加热多个钢铁构件，结果能够以良好的生产效率制造应力变形小、高品质的接合体。
(16)在上述(1)或(2)所述的钢铁构件的接合方法中，优选在所述接合体形成工序中，用伺服马达对所述多个钢铁构件进行推压。
通过这种方法，能够以一定的压力条件推压多个钢铁构件，结果可制造应力变形小、高品质的接合体。
(17)本发明的由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法，其特征在于，通过将由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的接合体加热至所述钢铁材料的A1变态点以上的温度，接下来为了从所述A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的温度，消除存在于所述接合体的接合面的含Cr钝态层以强化所述接合体的接合力。
因此，根据本发明的由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法，通过消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力，可成为即使是由含有Cr的钢铁
材料构成的多个钢铁构件相互接合的接合体，也能够得到足够高的接合力的由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法。
(18)本发明的钢铁制品是使用通过上述(1)所述的钢铁构件的接合方法接合的接合体或者通过上述(17)所述的由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法强化了接合力的接合体制造的钢铁制品。
因此，本发明的钢铁制品是通过足够高的接合力接合的钢铁制品，能够用于各种各样的用途。
作为钢铁制品，可例举各种成形模具、各种工具及各种结构材料等。
(19)在上述(18)所述的钢铁制品中，优选从所述接合体的向外露出的所述接合面去除至少2mm的部分。
通过这种构成，可成为去除了接合力相对较低的周边部分的高品质的钢铁制品。
(20)上述(18)所述的钢铁制品为压铸模具时尤其有效。
由于本发明的压铸模具是使用接合体制造的压铸模具，所以可以是如下压铸模具，即能够容易制造如在内部具有热交换介质流路的压铸模具那样的结构复杂的压铸模具。而且，由于本发明的压铸模具以足够高的接合力接合，所以是高可靠性且长寿命的压铸模具。
(21)上述(20)所述的压铸制品是使用本发明的压铸模具制造的压铸制品。
因此，由于本发明的压铸制品是使用能够容易地制造如上所述的结构复杂的压铸模具、高可靠性且长寿命的压铸模具来制造的压铸制品，所以是高品质且制造费用便宜的压铸制品。
附图说明
图1是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的流程图。
图2是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的图。
图3是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的图。
图4是接合体的接合部分的断面电子显微镜照片。
图5是表示用于说明实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法的图。
图6是表示用于说明实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法的图。
图7是表示用于说明现有的钢铁构件的接合方法的流程图。
图8是表示用于说明现有的钢铁构件的接合方法的图。
符号说明
10、20、30-接合体；12、16、22、26、32、36-钢铁构件；14、18、24、28、34、38-接合预定面；40-热交换用介质流路；42、44-热交换用介质流路形成用槽；50-压铸模具；S10、S910-接合体形成工序；S20-均匀化工序；S30、S920-接合力强化工序；T1-第1温度；T2-第2温度；T3-第3温度；T4-第4温度；TA1-A1变态点；t1-第1热处理时间；t2-第2热处理时间；t3-第3热处理时间；t4-第4热处理时间。
以下，基于图示的实施方式对本发明的钢铁构件的接合方法、由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法、钢铁制品及压铸制品进行说明。
实施方式1
实施方式1是用于说明本发明的钢铁构件的接合方法的实施方式。
图1是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的流程图。图2是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的图。图2中，横轴表示时间，纵轴表示温度。图3是表示用于说明实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的图。图3(a)是表示预定接合的钢铁构件12、16的图，图3(b)是表示接合体形成工序(S10)中的钢铁构件12、16的图，图3(c)是表示均匀化工
序(S20)结束后的接合体10的图，图3(d)是表示接合力强化工序(S30)结束后的接合体10的图。
实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法是使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法，如图1所示，依次包括接合体形成工序(S10)、均匀化工序(S20)及接合力强化工序(S30)。
如图2及图3(b)所示，接合体形成工序(S10)是通过使两个钢铁构件12、16的接合预定面14、18对齐，以规定的压力条件推压两个钢铁构件12、16，同时将两个钢铁构件12、16加热至能够接合的第1温度T1(例如，1000～1100℃(在图2中为1070℃))，使两个钢铁构件12、16接合以形成接合体10的工序。
在接合体形成工序(S10)中，推压是利用油压来进行的，例如以10MPa的压力来进行。在接合体形成工序(S10)中，加热是在真空炉中进行的，第1温度T1的保持时间为30分钟(参照图2中的t1)。在接合体形成工序(S10)结束后，使接合体10逐渐冷却至室温。
如图2所示，均匀化工序(S20)是将接合体10加热至能够使接合体10的组织更加均匀的第4温度T4(例如，1000～1100℃(在图2中为1040℃))的工序。
第4温度T4的保持时间为1个小时(参照图2中的t4)。在均匀化工序(S20)结束后，使接合体10急速冷却至Ms点(马氏体转变的起始温度)，此后逐渐冷却接合体10。
如图2所示，接合力强化工序S30是通过将接合体10加热至钢铁材料的A1变态点TA1以上的第2温度(图2中为850℃)，接下来为了从所述A1变态点TA1降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度T3(图2中为500℃)，消除存在于接合体10的接合面的含Cr钝态层以强化接合体10的接合力的工序。
在接合力强化工序(S30)中，加热是在真空炉中进行的，第2温度T2的保持时间为2个小时(参照图2中的t2)。接合力强化工序(S30)结束后，在惰性气体环境下(例如，N2气体环境下)冷却接合体10。
在实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法中，作为钢铁构件，使用由热作模具用钢(SKD61)构成的钢铁构件12、16。如图3(a)所示，钢铁构件12、
16呈圆柱形(Φ20mm×20mm)。钢铁构件12、16的接合预定面14、18为平面。而且，钢铁构件12、16的接合预定面14、18的算术平均粗糙度Ra为0.1μm。
根据包括如上工序的实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，通过在接合体形成工序(S10)之后实施上述的接合力强化工序(S30)，可消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力。结果实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法是在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
在实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法中，为了消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力，将接合体10加热至钢铁材料的A1变态点TA1以上的第2温度，接下来为了从A1变态点TA1降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度T3。即，在A1变态点TA1至600℃的范围内以极为缓慢的条件逐渐冷却接合体。
因此，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，接合面中的含Cr钝态层在随着逐渐冷却而组织变态的过程中溶入母相的钢铁材料中最终消失，可充分提高接合力。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，由于是在接合力强化工序(S30)结束后，在惰性气体环境下(例如，N2气体环境下)冷却接合体10，所以可在冷却过程中抑制接合体10的表面氧化、品质劣化。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，由于是在接合体形成工序(S10)结束后，逐渐冷却接合体10，所以可抑制因加压产生的接合体10的应力变形的发生，并形成均质性高的接合体。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，在接合体形成工序(S10)和接合力强化工序(S30)之间，还包括将接合体10加热至可使接合体的组织更加均匀的第4温度T4的均匀化工序(S20)，因此，可使经过接合体形成工序(S10)变为不均匀状态的组织更加均匀，因此，可形成均质性更高的接合体。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，在均匀化工序(S20)结束后，将接合体10急速冷却至Ms点，此后逐渐冷却接合体10，因此，利用淬火效应，通过提高接合体的硬度，可形成强度高、高品质的接合体。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，钢铁构件12、16的接合预定面14、18为平面，因此，通过高精度地加工接合预定面，可提高使钢铁构件对齐时的钢铁构件之间的密合度，并得到足够高的接合力。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，接合预定面14、18的算术平均粗糙度Ra在0.2μm以下，因此，可在使钢铁构件12、16的接合预定面14、18彼此的间隔为平均0.4μm以下的状态下对钢铁构件12、16进行接合，因此，可得到足够高的接合力。
而且，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，在真空中实施接合体形成工序(S10)及接合力强化工序(S30)，因此，可抑制因在各热处理工序中存在氧气等活性气体而产生的不良影响。
而且，在实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法中，虽然使由含有Cr的钢铁材料即热作模具用钢(SKD61)构成的钢铁构件相互接合来制造接合体，但是在此情况下，也能够以足够高的接合力进行接合。
图4是接合体的接合部分的断面电子显微镜照片。图4(a)是通过实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法接合的接合体10的接合部分的断面电子显微镜照片，图4(b)是通过对比例1所涉及的钢铁构件的接合方法接合的接合体(未图示)的接合部分的断面电子显微镜照片。
对比例1所涉及的钢铁构件的接合方法是与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法基本相同的钢铁构件的接合方法，但是与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况区别于在接合体形成工序(S10)(及均匀化工序(S20))之后不包括接合力强化工序(S30)。
由图4可知，在通过对比例所涉及的钢铁构件的接合方法接合的接合体中可清楚地观察到接合面，但是在通过实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法接合的接合体10中完全观察不到接合面。
因此，根据实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法，通过在接合体形成工序(S10)之后实施上述的接合力强化工序(S30)，可消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力。结果实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法是在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
实施方式2
实施方式2是用于说明本发明的钢铁构件的接合方法及通过该方法制造的钢铁制品的实施方式。作为钢铁制品，以用于压铸模具制造的加压销为例进行说明。
图5是表示用于说明实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法的图。图5(a)是表示预定接合的钢铁构件22、26的图，图5(b)是表示接合体形成工序(S10)中的钢铁构件22、26的图，图5(c)是表示均匀化工序(S20)结束后的接合体20的图，图5(d)是表示接合力强化工序(S30)结束后的接合体20的图。
实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法是基本上与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法相同的方法，但是接合对象与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况不同。即，在实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法中，如图5(a)所示，作为接合对象，使用通过NC切削加工切削为规定形状的钢铁构件22、26。作为钢铁构件，与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况一样，使用热作模具用钢(SKD61)。
因此，实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法为，虽然接合对象与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况不同，但是与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况一样，在接合体形成工序(S10)之后实施上述的接合力强化工序(S30)，因此，可消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力。结果实施方式2所涉及的钢铁构件的接合方法是在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
因此，为了容易制造如加压销这样的形状比较复杂的钢铁制品(很难以单一的钢铁构件作为初始原料进行加工)，即使利用使多个钢铁构件相互接合的接合体形成工序来制造钢铁制品，也能够得到足够高的接合力，因此，能够制造可适用于各种用途的钢铁制品。
实施方式3
实施方式3是用于说明本发明的钢铁构件的接合方法及通过该方法制造的钢铁制品的实施方式。作为钢铁制品，以压铸模具为例进行说明。
图6是表示用于说明实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法的图。图6(a)
是表示预定接合的钢铁构件32、36的图，图6(b)是表示接合体形成工序(S10)中的钢铁构件32、36的图，图6(c)是表示均匀化工序(S20)结束后的接合体30的图，图6(d)是表示接合力强化工序(S30)结束后的接合体30的图，图6(e)是表示接合力强化工序(S30)结束后的切削工序的图。
实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法是基本上与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法相同的方法，但是接合对象与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况不同。即，在实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法中，如图6(a)所示，作为接合对象，使用在接合预定面内形成有热交换用介质流路形成用槽42、44的钢铁构件32、36。作为钢铁构件，与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况一样，使用热作模具用钢(SKD61)。
因此，实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法为，虽然接合对象与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况不同，但是与实施方式1所涉及的钢铁构件的接合方法的情况一样，在接合体形成工序(S10)之后实施上述的接合力强化工序(S30)，因此，可消除存在于接合面的含Cr钝态层充分提高接合力。结果实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法是在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也能够得到足够高的接合力的钢铁构件的接合方法。
因此，为了容易制造如压铸模具这样的形状比较复杂的钢铁制品(无法以单一的钢铁构件作为初始原料进行加工)，即使利用使多个钢铁构件相互接合的接合体形成工序来制造钢铁制品，也能够得到足够高的接合力，因此，能够制造可适用于各种用途的压铸模具。
在实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法中，如图6(e)所示，对接合的接合体30实施切削加工以加工成期望的形状。据此，可制造内部具有热交换介质用流路40的压铸模具50。
因此，由于实施方式3所涉及的压铸模具50以足够高的接合力接合，所以是高可靠性且长寿命的压铸模具(在实验中确认寿命延长了100倍以上)。因此，使用压铸模具50制造的压铸制品是高品质且制造费用便宜的压铸制品。
另外，在实施方式3所涉及的钢铁构件的接合方法中，从接合体30的向外露出的接合面去除至少2mm的部分。通过这种方法，可成为去除了接合力相对较 低的周边部分的高品质的压铸模具。
以上，虽然基于上述的各实施方式对本发明的钢铁构件的接合方法、钢铁制品及压铸制品进行了说明，但是本发明并不限于上述的各实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种各样的方式实施，例如也可以进行如下变形。
(1)虽然上述各实施方式对依次包括接合体形成工序(S10)、均匀化工序(S20)及接合力强化工序(S30)的钢铁构件的接合方法进行了说明，但是本发明并不局限于此。还包括由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法，其为，通过将由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的接合体加热至钢铁材料的A1变态点TA1以上的温度，接下来为了从所述A1变态点TA1降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的温度，消除存在于接合体的接合面的含Cr钝态层以强化接合体的接合力。此时，在使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合来制造接合体时，也可以得到足够高的接合力。
(2)虽然在上述各实施方式中，于真空中实施接合体形成工序(S10)、均匀化工序(S20)及接合力强化工序(S30)，但是本发明并不局限于此。例如，也可以在N2气体、Ar气体等惰性气体环境中实施上述工序。通过这种方法，也可以在各热处理工序(S10～S30)中，抑制氧气等反应性气体引起的不良影响。
(3)虽然在上述各实施方式中，通过使用真空炉的外部加热实施接合体形成工序(S10)，但是本发明并不局限于此。例如，也可以通过使用真空炉以外的加热炉的外部加热、通电加热或者磁加热来实施。其中，在磁加热的情况下，可快速且均匀地加热多个钢铁构件，结果能够以良好的生产效率制造应力变形小、高品质的接合体。
另外，利用磁加热实施接合体形成工序(S10)的方法也可以适用于使由不含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法。
(4)虽然在上述各实施方式中，在利用油压来推压多个钢铁构件的同时加热多个钢铁构件，但是本发明并不局限于此。例如，也可以在用伺服马达以规定的压力条件推压多个钢铁构件的同时加热多个钢铁构件。据此，能够以一定的压力条件推压多个钢铁构件，结果可制造应力变形小、高品质的接合体。
另外，在接合体形成工序(S10)中用伺服马达推压钢铁构件的方法也可以
适用于使由不含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法。
(5)虽然在上述各实施方式中，在接合力强化工序(S30)中为了从A1变态点TA1降温至600℃以花费10个小时以上的条件进行逐渐冷却，但是本发明并不局限于此。例如，为了从A1变态点TA1降温至600℃也可以花费15个小时以上或20个小时以上的条件进行逐渐冷却。据此，可进一步充分消除存在于接合面的含Cr钝态层并进一步充分提高接合力。
(6)虽然在上述各实施方式中，对接合预定面14、18、24、28、34、38为平面的情况进行了说明，但是本发明并不局限于此。只要接合预定面可以相互密合，则接合预定面也可以是曲面，或者存在段差。
(7)虽然在上述各实施方式中，作为钢铁材料使用了热作模具用钢(SKD61)，但是本发明并不局限于此。例如，也可以使用SKD61以外的热作模具用钢、冷作模具钢、高速工具钢或者马氏体不锈钢。即使是由上述钢铁材料构成的钢铁构件，也能够以足够高的接合力进行接合。
(8)虽然在上述各实施方式中，作为钢铁制品制造圆柱形的接合体、加压销或者压铸模具，但是本发明并不局限于此。作为钢铁制品，可例举各种成形模具、各种工具及各种结构材料等。
Claims (21)
1.一种钢铁构件的接合方法，是使由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的钢铁构件的接合方法，其特征在于，依次包括：
接合体形成工序，通过使所述多个钢铁构件的接合预定面对齐，在规定的压力条件下推压所述多个钢铁构件，同时将所述多个钢铁构件加热至能够接合的第1温度，使所述多个钢铁构件接合并形成接合体；
及接合力强化工序，通过将所述接合体加热至所述钢铁材料的A1变态点以上的第2温度，接下来为了从所述A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的第3温度，消除存在于所述接合体的接合面的含Cr钝态层以强化所述接合体的接合力。
2.根据权利要求1所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述第2温度在比所述A1变态点高100℃的温度以下的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，为了从所述A1变态点降温至600℃以花费15个小时以上的条件逐渐冷却至所述第3温度。
4.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述第3温度在550℃以下。
5.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述接合力强化工序结束后，在惰性气体环境下冷却所述接合体。
6.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述第1温度在1000℃～1100℃的范围内。
7.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述接合体形成工序结束后，逐渐冷却所述接合体。
8.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述接合体形成工序和所述接合力强化工序之间，还包括将所述接合体加热至可使所述接合体的组织更加均匀的第4温度的均匀化工序。
9.根据权利要求8所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述第4温度在1000℃～1100℃的范围内。
10.根据权利要求8所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述均匀化工序结束后，将所述接合体急速冷却至Ms点，此后逐渐冷却所述接合体。
11.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述多个钢铁构件的所述接合预定面为平面。
12.根据权利要求11所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述接合预定面的算术平均粗糙度Ra在0.2μm以下。
13.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在真空中或惰性气体环境中实施所述接合体形成工序及所述接合力强化工序。
14.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，所述钢铁材料为热作模具用钢、冷作模具用钢或者马氏体不锈钢。
15.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述接合体形成工序中，利用磁加热对所述多个钢铁构件进行加热。
16.根据权利要求1或2所述的钢铁构件的接合方法，其特征在于，在所述接合体形成工序中，用伺服马达对所述多个钢铁构件进行推压。
17.一种由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法，其特征在于，
通过将由含有Cr的钢铁材料构成的多个钢铁构件相互接合的接合体加热至所述钢铁材料的A1变态点以上的温度，接下来为了从所述A1变态点降温至600℃以花费10个小时以上的条件逐渐冷却至600℃以下的温度，消除存在于所述接合体的接合面的含Cr钝态层以强化所述接合体的接合力。
18.一种钢铁制品，其为，使用通过权利要求1所述的钢铁构件的接合方法接合的接合体或者通过权利要求17所述的由钢铁构件构成的接合体的接合力强化方法强化了接合力的接合体进行制造。
19.根据权利要求18所述的钢铁制品，其特征在于，从所述接合体的向外露出的所述接合面去除至少2mm的部分。
20.根据权利要求18所述的钢铁制品，其特征在于，所述钢铁制品为压铸模具。
21.一种压铸制品，其为，使用权利要求20所述的压铸模具进行制造。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |