JP2021031722A - 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 - Google Patents
金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021031722A JP2021031722A JP2019152328A JP2019152328A JP2021031722A JP 2021031722 A JP2021031722 A JP 2021031722A JP 2019152328 A JP2019152328 A JP 2019152328A JP 2019152328 A JP2019152328 A JP 2019152328A JP 2021031722 A JP2021031722 A JP 2021031722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- slit
- filler
- cylindrical body
- backing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 248
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 216
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 216
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 132
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 67
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 61
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 34
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 30
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 20
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 20
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 3
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OQCFWECOQNPQCG-UHFFFAOYSA-N 1,3,4,8-tetrahydropyrimido[4,5-c]oxazin-7-one Chemical compound C1CONC2=C1C=NC(=O)N2 OQCFWECOQNPQCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002696 Ag-Au Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018170 Al—Au Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018575 Al—Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018580 Al—Zr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002710 Au-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002708 Au–Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002528 Cu-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017752 Cu-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017770 Cu—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017813 Cu—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017943 Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001029 Hf alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000583 Nd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007570 Zn-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007568 Zn—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007569 Zn—Au Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007565 Zn—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000013000 roll bending Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/126—Workpiece support, i.e. backing or clamping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/128—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding making use of additional material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
- B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3491—Manufacturing of targets
Abstract
Description
まず、金属系筒材の製造方法について、スリット付筒形状体が、1枚の金属系板材が筒状に丸められた形状を有し、円柱体の裏当て治具を使用する第1の形態について詳細に説明する。
工程Aでは、図1に示すように、まず1枚の金属系板材1を準備する。金属系板材1は、例えば、板面の外観の形状が円柱の側面を展開した形状である金属又は合金製の板材である。金属系板材1の第1の端面11aと、角を共有しない第2の端面11bは、仕上げ加工面であることが好ましいが、工程Cでの改質によって修正されるため、必ずしも仕上げ加工面である必要はない。
工程Bを始めるに当たり、図1及び図2に示すように、スリット付円筒形状体10をテーブル60に載置し、円柱体の裏当て治具40をスリット付円筒形状体10の内部10aに挿入して設置する。裏当て治具40は、裏当て部42と、裏当て部42の表面42aに対して後方側に位置する脚部43とを備える。表面42aは、裏当て治具40の外周表面の一部をなす。裏当て治具40は、鋼材からなるか、又は窒化珪素などのセラミック材料からなることが好ましい。上記では、スリット付筒形状体がスリット付円筒形状体である場合を説明したが、スリット付筒形状体がスリット付楕円筒形状体である場合、楕円柱体の裏当て治具を用いてもよい。
工程Bは、図8に示すように、MIG又はTIG法によって、スリット12に、溶接材料102を肉盛りする工程B1であることが好ましい。スリット12に溶接材料102を挿し込んで肉盛りするため、スリット付円筒形状体10の外周表面11eから、UD方向に沿って金属系板材1の肉厚T1まで溶接材料102がスリット12に埋まることが容易となる。工程B1を始めるに当たり、裏当て部42を備える裏当て治具40をスリット付円筒形状体10の内部10aに設置することが好ましい。スリット12に溶接材料102を挿し込んで肉盛りする際に、裏当て部42の表面42aがスリット12の内底面となり、スリット付円筒形状体10の内部10aに溶接材料102を過剰に肉盛りし、内表面11fに溶接材料102が広がることを防止することができる。肉盛り完了後、溶接材料102が冷えて、スリット12に固定されることによって、充填部22が設けられて、充填材付円筒形状体20が形成される。
工程Bは、スリット12に溶融体(不図示)を流し込む工程B2であることが好ましい。スリット12に溶融体(不図示)を流し込んだ状態は、溶接材料102が溶融体(不図示)であること以外は図8に示された状態と同様である。工程B2を始めるに当たり、工程B1と同様に、裏当て治具40を設置することが好ましい。裏当て部42の表面42aがスリット12の内底面となり、溶融体(不図示)がスリット12からスリット付円筒形状体10の内部10aに流れ落ちることを防ぐことができる。溶融体(不図示)の好適な組成及び流し込んだ後の過程については、B1と同様である。
工程Bは、図9に示すように、金属系板材1の肉厚T1以上の厚みT202を有するブロック材202をスリット12に嵌め込み、図13に示すようにプローブを有さない摩擦攪拌回転ツール70で押圧する工程B3であることが好ましい。押圧により、金属系板材1とブロック材202との隙間23を埋めることができる。
図10は、図2に示されるスリット付円筒形状体10のスリット12に、ワイヤー302を複数本束ねて設置した状態の図である。図11は、図2に示されるスリット付円筒形状体10のスリット12に、粒体402をスリット12に設置した状態の図である。
工程Cを始めるに当たり、図5〜図7に示すように、円柱体の裏当て治具40及びテーブル60を引き続き使用する。工程Cでは、少なくとも充填部22に、プローブ53を有する摩擦攪拌回転ツール50のうち、少なくともプローブ53を挿入させて、FSPを施工して、充填材付円筒形状体20の少なくとも充填部22を改質して、FSP部32を備えた金属系円筒材30を形成する。改質後、金属系円筒材30から、裏当て治具40を引き抜く。
工程Cの後に、さらに、金属系円筒材30の少なくともFSP部32に塑性加工を施す工程Dを有することが好ましい。塑性加工による加工歪みを入れることで、図5及び図7に示す金属系円筒材30のFSP部32と金属系板材1とにおける結晶粒を調整し、結晶粒の大きさの均一性を向上させることができる。また、図14及び図15に示すように、外観が美しく、円筒胴部531とFSP部532とが均一な肉厚になるように一体化された金属系円筒材530を製造することができる。例えば、工程C終了後、金属系板材1の肉厚T1>FSP部32の肉厚T32である場合、塑性加工を施すことが好ましい。少なくともFSP部32に塑性加工を施す形態としては、例えば、FSP部32のみに施工する形態、FSP部32のみならず、FSP部32を挟んだ両側の金属系板材1にはみ出して施工する形態、FSP部32のみならず、金属系板材1全体にも施工する形態がある。塑性加工の形態としては、例えば、引抜加工、押出加工又は型鍛造がある。塑性加工によって得られる金属系筒材は金属系楕円筒材であってもよいが、金属系円筒材であることが好ましい。
工程Cと工程Dとの間、工程Dの後、又は工程Cと工程Dとの間及び工程Dの後の両方において、金属系板材1の再結晶温度以上の温度で金属系円筒材30を熱処理する工程Eを有することが好ましい。金属系円筒材30の内部応力を減少させることができ、FSP部32と金属系板材1とにおける結晶粒を調整し、結晶粒の大きさの均一性を向上させることができる。金属系板材1の再結晶温度をSR(温度単位:K)としたとき、0.5SR以上0.95SR以下の温度範囲で熱処理をすることが好ましい。より好ましくは、0.65SR以上0.90SR以下であり、特に好ましくは、0.70SR以上0.80SR以下である。熱処理温度が0.5SR未満では、内部応力を減少させることができない場合がある。また、FSP部32と金属系板材1の結晶粒の大きさの均一性を向上させることができない場合がある。熱処理温度が0.95SRを超えると、金属系円筒材30が熱変形する場合がある。熱処理時間は、熱処理の開始後30分以上であることが好ましく、60分以上であることがより好ましく、120分以上であることが特に好ましい。熱処理時間が30分未満では、金属系円筒材30が十分に加熱されず、内部応力を減少させることができない場合がある。また、FSP部32と金属系板材1の結晶粒の大きさの均一性を向上させることができない場合がある。熱処理時間の上限は、1440分以下であることが好ましく、720分以下であることがより好ましい。内部応力は、硬さの測定などの一般的な方法で確認することができる。
金属系円筒材30がスパッタリングターゲット、圧力容器用カプセル又は圧力容器用ライナーの全体又は一部であることが好ましい。金属系円筒材30の形態としては、スパッタリングターゲットの全体、スパッタリングターゲットの一部、圧力容器用カプセルの全体、圧力容器用カプセルの一部、圧力容器用ライナーの全体、又は圧力容器用ライナーの一部である。これらの装置又は部品において、長尺でありかつ肉厚のバラツキの抑制を簡便に低コストで実現することができる。
次に、金属系筒材の製造方法の第2の形態について第1の形態との相違点を中心に詳細に説明する。第2の形態では、工程Aにおいて2枚以上の金属系板材が組み合わさって1つの円筒状をなした形状を有し、かつスリットが、間隔を開けて対向する隣り合う金属系板材の端面間の隙間であるスリット付円筒形状体を用いる。第2の形態では、金属系板材が2枚ならば、スリットの本数は2本であり、以降金属系板材が1枚増えるごとに、スリットの本数が1本増える。代表例として、図16に示すように、3枚の金属系板材101,201,301及び3本のスリット112,212,312の形態について説明する。充填材付円筒形状体20は、3つの充填部122,222,322を備えている。
3枚の金属系板材101,201,301を組み合わせてスリット付円筒形状体(不図示)を形成する際に、把持部材(不図示)を用いて、スリット112,212,312を覆わないように、金属系板材101,201,301を円柱体の裏当て治具40に括り付けることが好ましい。スリット付円筒形状体(不図示)の円筒形状を維持することができる。この裏当て治具40は、工程B及び工程Cにおいて引き続き使用することができる。
工程Bにおけるスリット112,212,312に充填材2を充填せしめる順序は限定されない。工程Bと工程Cとの順序の形態は、スリット112,212,312の全てにおいて工程Bが完了した後に工程Cを行う形態NAが好ましい。工程Bと工程Cとの順序の形態はまた、スリット112,212,312のいずれかに対して工程Bを行った後、工程Cを行い、続いて残り2つのスリットのうちの1つに対して工程Bを行った後、工程Cを行い、最後に残りの1つのスリットに対して工程Bを行った後、工程Cを行う形態NBが好ましい。工程Bが工程B3又は工程B4である場合、形態NBを採用することが好ましい。未充填の他のスリットに充填材2を充填せしめやすくするために、スリット112,212,312の位置を移動させたとき、先に充填せしめられた充填材2がスリットからこぼれ落ちることを防ぐことができる。
図17及び図18は、1枚の金属系板材1を丸め、金属系板材1の一方の端面91aと他方の端面91bとを突合せて形成した円筒形状体91の内部90aに裏当て治具40を設置した状態を示す図である。1枚の金属系板材1を丸めて、端面91aと端面91bとを突合せて円筒形状体91を形成する際、円筒形状体91の一方の端面91cの側及び他方の端面91dの側では、端面91aと端面91bとの突合せが容易であるが、円筒形状体91の中央部では、端面91aと端面91bとを突合せるまで曲げることが困難となる。円筒形状体91の長さL91が長くなるほど、円筒形状体91の中央部における突合せは、さらに困難となる。端面91aと端面91bとを突合せることができたとしても、端面91a及び端面91bは、面の粗さ及び金属系板材1を丸める過程での変形の影響を受けるため、開口した非連続部92が生じる。非連続部92にFSW(Friction Stir Welding)を施工して、非連続部92を接合することは困難である。
金属系筒材の製造方法の第3〜第5の形態について第1の形態との相違点を中心に詳細に説明する。第3〜第5の形態は、裏当て治具40の変形例を用いた形態である。
[数1]
0≦G≦0.1di
〔式中、diは充填材付円筒形状体20の内径(単位:mm)を示す。上記では、充填材付筒形状体が充填材付円筒形状体である場合を説明したが、充填材付筒形状体が充填材付楕円筒形状体である場合、充填材付楕円筒形状体の短軸方向の内径をdi(単位:mm)とするとき、数1を満たす。〕
[第6〜第8の形態]
金属系筒材の製造方法の第6〜第8の形態について、第1の形態との相違点を中心に詳細に説明する。第6〜第8の形態は、可変機構を用いた裏当て治具を採用した形態である。
2 充填材
3 可塑性領域
4 可塑性領域
5 仮想外周面
10 スリット付円筒形状体
10a スリット付円筒形状体の内部
11 円筒胴部
11a 金属系板材の第1の端面
11b 金属系板材の第2の端面
11c 円筒胴部の一方の端面
11d 円筒胴部の他方の端面
11e 円筒胴部の外周表面
11f 円筒胴部の内表面
12 スリット
13a 円筒胴部の内表面側のスリットの端部
13b 円筒胴部の内表面側のスリットの端部
13c 円筒胴部の外周表面側のスリットの端部
13d 円筒胴部の外周表面側のスリットの端部
14a 円筒胴部の内表面側のスリットの端部
14b 円筒胴部の内表面側のスリットの端部
20 充填材付円筒形状体
20a 充填材付円筒形状体の内部
22 充填部
22f 充填部の内表面
22g 仮線
23 隙間
30 金属系円筒材
32 FSP部
40 裏当て治具
42 裏当て部
42a 裏当て部の表面
43 脚部
43a 脚部の表面
44 支持部
45 可変機構
46 板材
46a 板材の端面
46b 板材の端面
50 プローブを有する摩擦攪拌回転ツール
51 胴体部
52 ショルダ部
53 プローブ
54 進行方向
55 回転方向
60 テーブル
70 プローブを有さない摩擦攪拌回転ツール
72 ショルダ部
75 回転方向
76 押圧方向
80 押さえ治具
84 押圧力
90a 円筒形状体の内部
91 円筒形状体
91a 金属系板材の一方の端面
91b 金属系板材の他方の端面
91c 円筒形状体の一方の端面
91d 円筒形状体の他方の端面
92 非連続部
101,201,301 金属系板材
112,212,312 スリット
122,222,322 充填部
102 溶接材料
202 ブロック材
302 ワイヤー
402 粒体
530 金属系円筒材
531 円筒胴部
532 FSP部
Claims (15)
- 少なくとも1枚の金属系板材からなる筒胴部の一方の端面から他方の端面まで延びるスリットを少なくとも1本備えるスリット付筒形状体を形成する工程Aと、
前記スリットの長さ方向全体が充填材で埋まるように、該充填材を前記スリットに充填せしめた充填部を備えた充填材付筒形状体を形成する工程Bと、
少なくとも前記充填部に、プローブを有する摩擦攪拌回転ツールのうち、少なくともプローブを挿入させ、FSP(Friction Stir Processing)を施工することによって、前記充填材付筒形状体の少なくとも前記充填部を改質して、FSP部を備えた金属系筒材を得る工程Cとを有することを特徴とする金属系筒材の製造方法。 - 前記スリット付筒形状体が、1枚の金属系板材が筒状に丸められた形状を有し、かつ前記スリットが、間隔を開けて対向する前記金属系板材の端面間の隙間であるか、又は2枚以上の金属系板材が組み合わさって1つの筒状をなした形状を有し、かつ前記スリットが、間隔を開けて対向する隣り合う前記金属系板材の端面間の隙間であることを特徴とする請求項1に記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記スリット付筒形状体が、スリット付円筒形状体であり、かつ前記スリットの幅が0.2mm以上、0.4×(2do−1)1/2mm未満(但し、doは前記スリット付円筒形状体の外径(単位:mm)を示す。)であるか、又は前記スリット付筒形状体が、スリット付楕円筒形状体であり、かつ前記スリットの幅が0.2mm以上、0.4×(2do−1)1/2mm未満(但し、doは前記スリット付楕円筒形状体の短軸方向の外径(単位:mm)を示す。)であることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程Bは、
MIG又はTIG法によって、前記スリットに充填材を肉盛りする工程B1、
前記スリットに溶融体を流し込む工程B2、
前記金属系板材の肉厚以上の厚みを有するブロック材を前記スリットに嵌め込み、プローブを有さない摩擦攪拌回転ツールで押圧する工程B3、又は、
前記スリットにワイヤー、粒体及び粉体のうち少なくとも1種を設置し、ハンマー、プレス機、若しくはプローブを有さない摩擦攪拌回転ツールで押圧する工程B4、
のいずれか1つの工程であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。 - 前記工程B1又は前記工程B2において、裏当て部を備える裏当て治具を前記スリット付筒形状体の内部に設置することを特徴とする請求項4に記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程B3において、裏当て部を備える裏当て治具を前記スリット付筒形状体の内部に設置し、前記スリット付筒形状体を把持し、前記裏当て部に向かって、前記プローブを有さない摩擦攪拌回転ツールで前記スリット付筒形状体を外周表面側から押圧するか、又は前記工程B4において、裏当て部を備える裏当て治具を前記スリット付筒形状体の内部に設置し、前記スリット付筒形状体を把持し、前記裏当て部に向かって、前記ハンマー、前記プレス機、若しくは前記プローブを有さない摩擦攪拌回転ツールで前記スリット付筒形状体を外周表面側から押圧することを特徴とする請求項4に記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程Cにおいて、前記金属系板材の肉厚をT1(単位:mm)とするとき、前記摩擦攪拌回転ツールのプローブ長さQ1(単位:mm)が、0<Q1≦(T1−0.5)を満たすことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程Cにおいて、裏当て部を備える裏当て治具を前記充填材付筒形状体の内部に設置し、前記充填材付筒形状体を把持し、前記裏当て部に向かって、前記摩擦攪拌回転ツールを前記充填材付筒形状体に外周表面側から挿入し、前記充填材付筒形状体の少なくとも前記充填部を改質することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記金属系筒材のうち前記FSP部以外の箇所の肉厚TAが2mm以上25mm以下であり、前記金属系筒材の長さL1が500mm以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程Cの後に、さらに、前記金属系筒材の少なくとも前記FSP部に塑性加工を施す工程Dを有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記工程Cと前記工程Dとの間、前記工程Dの後、又は前記工程Cと前記工程Dとの間及び前記工程Dの後の両方において、前記金属系板材の再結晶温度以上の温度で前記金属系筒材を熱処理する工程Eを有することを特徴とする請求項10に記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記金属系筒材がAu、Ag、Al、Cu、Zn、Au基合金、Ag基合金、Al基合金、Cu基合金、又はZn基合金のいずれか1種からなることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 前記金属系筒材がスパッタリングターゲット、圧力容器用カプセル又は圧力容器用ライナーの全体又は一部であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の金属系筒材の製造方法。
- 請求項5、6又は8に記載の金属系筒材の製造方法に用いられる裏当て治具であって、
前記充填材付筒形状体の内部に設置可能であり、
前記裏当て部と、前記裏当て部の表面に対して後方側に位置する脚部とを備え、
前記充填材付筒形状体の内部に設置したとき、前記裏当て部の表面が前記充填部の内表面に対面し、前記脚部の表面が前記筒胴部の内表面に接し、
前記充填材付筒形状体が、充填材付円筒形状体であり、前記筒胴部が、円筒胴部であり、前記裏当て治具を前記充填材付円筒形状体の内部に設置した状態で、前記充填材付円筒形状体の軸を垂直に横断する横断面に現れる前記円筒胴部の内表面側の前記スリットの両端部を直線状に結ぶ仮線と、前記裏当て部の表面との最短距離G(単位:mm)が、0≦G≦0.1diを満たす(但し、diは前記充填材付円筒形状体の内径(単位:mm)を示す。)か、又は
前記充填材付筒形状体が、充填材付楕円筒形状体であり、前記筒胴部が、楕円筒胴部であり、前記裏当て治具を前記充填材付楕円筒形状体の内部に設置した状態で、前記充填材付楕円筒形状体の軸を垂直に横断する横断面に現れる前記楕円筒胴部の内表面側の前記スリットの両端部を直線状に結ぶ仮線と、前記裏当て部の表面との最短距離G(単位:mm)が、0≦G≦0.1diを満たす(但し、diは前記充填材付楕円筒形状体の短軸方向の内径(単位:mm)を示す。)ことを特徴とする裏当て治具。 - 請求項5、6又は8に記載の金属系筒材の製造方法に用いられる裏当て治具であって、
前記裏当て部と、前記裏当て部の表面に対して後方側に位置する脚部と、前記裏当て部の表面と前記脚部の表面との相互間の長さを可変させる可変機構とを備えることを特徴とする裏当て治具。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019152328A JP6698927B1 (ja) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 |
KR1020227009139A KR20220051215A (ko) | 2019-08-22 | 2020-08-07 | 금속계 통재의 제조방법 및 이에 이용되는 배킹 지그 |
CN202080058928.9A CN114258335B (zh) | 2019-08-22 | 2020-08-07 | 金属系筒材的制造方法 |
PCT/JP2020/030370 WO2021033580A1 (ja) | 2019-08-22 | 2020-08-07 | 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 |
US17/636,378 US20220266376A1 (en) | 2019-08-22 | 2020-08-07 | Method for producing metal cylinder material, and backing jig used therein |
TW109128051A TW202120723A (zh) | 2019-08-22 | 2020-08-18 | 金屬系筒材之製造方法及使用於其之背墊治具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019152328A JP6698927B1 (ja) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6698927B1 JP6698927B1 (ja) | 2020-05-27 |
JP2021031722A true JP2021031722A (ja) | 2021-03-01 |
Family
ID=70776047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019152328A Active JP6698927B1 (ja) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220266376A1 (ja) |
JP (1) | JP6698927B1 (ja) |
KR (1) | KR20220051215A (ja) |
CN (1) | CN114258335B (ja) |
TW (1) | TW202120723A (ja) |
WO (1) | WO2021033580A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021241318A1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社フルヤ金属 | 金属系改質板材の製造方法 |
WO2021241317A1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 株式会社フルヤ金属 | 金属系改質板材の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006522A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | スパッタリングターゲット材 |
JP2015120975A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-07-02 | 株式会社フルヤ金属 | スパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲット |
WO2018025497A1 (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05230645A (ja) | 1991-12-24 | 1993-09-07 | Asahi Glass Co Ltd | セラミックス回転カソードターゲット及びその製造法 |
JP3507050B2 (ja) | 2001-09-25 | 2004-03-15 | 住友軽金属工業株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP4265130B2 (ja) * | 2001-11-27 | 2009-05-20 | マツダ株式会社 | 表面処理方法および表面処理装置 |
JP4326234B2 (ja) * | 2003-02-14 | 2009-09-02 | 三菱重工業株式会社 | 中空構造型材及び構造物製造方法 |
JP4422975B2 (ja) | 2003-04-03 | 2010-03-03 | 株式会社コベルコ科研 | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
CN1733411A (zh) * | 2004-08-03 | 2006-02-15 | 株式会社日立制作所 | 摩擦搅拌焊接方法 |
KR20070113271A (ko) * | 2005-03-04 | 2007-11-28 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 금속 2층 구조체 및 그 제조 방법 및 이 방법을 이용한스퍼터링 타깃의 재생 방법 |
JP5998325B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2016-09-28 | 公立大学法人大阪府立大学 | 摩擦攪拌加工用ツール及びこれを用いた摩擦攪拌加工方法 |
JP5650358B1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-01-07 | 三菱日立製鉄機械株式会社 | 板曲げ中空ロールの製造方法並びに板曲げ中空ロールおよび鋼板製造プロセス装置 |
WO2017033923A1 (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法、液冷ジャケットの製造方法及び液冷ジャケット |
JP6216764B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2017-10-18 | 本田技研工業株式会社 | 異種金属接合方法及び異種金属接合部材 |
CN109366052B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-03-30 | 西安航天动力机械有限公司 | 一种可伸缩的内撑工装 |
-
2019
- 2019-08-22 JP JP2019152328A patent/JP6698927B1/ja active Active
-
2020
- 2020-08-07 CN CN202080058928.9A patent/CN114258335B/zh active Active
- 2020-08-07 US US17/636,378 patent/US20220266376A1/en active Pending
- 2020-08-07 KR KR1020227009139A patent/KR20220051215A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-08-07 WO PCT/JP2020/030370 patent/WO2021033580A1/ja active Application Filing
- 2020-08-18 TW TW109128051A patent/TW202120723A/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006522A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | スパッタリングターゲット材 |
JP2015120975A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-07-02 | 株式会社フルヤ金属 | スパッタリングターゲットの製造方法及びスパッタリングターゲット |
WO2018025497A1 (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114258335B (zh) | 2024-02-20 |
TW202120723A (zh) | 2021-06-01 |
JP6698927B1 (ja) | 2020-05-27 |
WO2021033580A1 (ja) | 2021-02-25 |
KR20220051215A (ko) | 2022-04-26 |
US20220266376A1 (en) | 2022-08-25 |
CN114258335A (zh) | 2022-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021033580A1 (ja) | 金属系筒材の製造方法及びそれに用いられる裏当て治具 | |
EP1287942B1 (en) | Production and use of welding filler metal | |
Liang et al. | Geometrical and microstructural characteristics of the TIG-CMT hybrid welding in 6061 aluminum alloy cladding | |
Katou et al. | Freeform fabrication of titanium metal and intermetallic alloys by three-dimensional micro welding | |
JP2005506908A5 (ja) | ||
KR101148064B1 (ko) | 알루미늄 판재, 압출재를 이용한 디스플레이용 프레임 제조방법 | |
CN101422847A (zh) | 异种合金压应力和剪切变形实现固态连接的方法 | |
CN101190478A (zh) | 气焊用铝及铝合金管状焊丝及其制备方法 | |
JP5629130B2 (ja) | 金属材料の接合方法 | |
JP6652674B1 (ja) | 複合部材の製造方法および複合部材 | |
JP2004358536A (ja) | 金属部材接合方法並びに放熱器の製造方法及び放熱器 | |
JP6426883B2 (ja) | 耐食性に優れた接合体の製造方法 | |
WO2021241318A1 (ja) | 金属系改質板材の製造方法 | |
WO2021241317A1 (ja) | 金属系改質板材の製造方法 | |
JP4552818B2 (ja) | アルミニウム合金製液冷部品の製造方法 | |
US20210129259A1 (en) | Additive manufacturing using forge welding | |
JP6033542B2 (ja) | 接合体及びその製造方法 | |
US10124443B2 (en) | Brazing and soldering alloy wires | |
CA2568798A1 (en) | Gas metal buried arc welding of lap-penetration joints | |
JP2004223588A (ja) | アルミニウムろう付け用ブレージングシート及びその製造方法 | |
JP6408824B2 (ja) | 金属クラッド溶接材および金属クラッド溶接材の製造方法 | |
JP2017511753A5 (ja) | ||
CN108188615B (zh) | 一种带螺旋骨架抗冲击的自钎复合钎料饼及其制备方法 | |
JP2004188482A (ja) | 複数種類の金属層を有した複合ろう材のろう付け方法及びろう付け製品 | |
RU1775222C (ru) | Способ получени биметаллических отливок |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190826 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190826 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20191113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191126 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6698927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |