TWI815595B - 電磁鋼帶的接合接頭及摩擦攪拌接合方法、以及電磁鋼帶的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電磁鋼帶的接合接頭,其可抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況。使接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織,且滿足下式(1)~式(4)的關係。
Dsz≦200 μm …(1)
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
Description
本發明是有關於一種電磁鋼帶的接合接頭及摩擦攪拌接合方法、以及電磁鋼帶的製造方法。
於鋼板的生產線、例如酸洗、冷軋、退火及鍍敷等生產線中,為了提升生產性或提高良率,一般於實施所謂的卷材接合後使鋼帶通行。此處,所謂卷材接合,是指於生產線上將先行的鋼帶(以下,亦稱為先行鋼帶)的端部(後端)與繼先行鋼帶之後的鋼帶(以下,亦稱為後行鋼帶)的端部(前端)接合。以下,亦將藉由卷材接合而形成的接合部稱為卷材接合部。再者,前端是生產線上的鋼帶的前進方向側的端部。另外,後端是生產線上的鋼帶的與前進方向相反之側的端部。藉由進行該卷材接合,能夠於遍及鋼帶的全長而賦予了張力的狀態下進行軋製等。另外,於鋼帶的前端或後端,亦能夠對板厚或形狀進行高精度控制。
於卷材接合中,先前一般應用閃光對焊(flash butt welding)等。但是,隨著雷射焊機的進步,例如於電磁鋼板或不鏽鋼鋼板、高張力鋼板的生產線上,於卷材接合中應用雷射焊接亦逐漸成為主流。
作為此種技術,例如於專利文獻1中揭示了:
「一種高Si鋼的雷射焊接方法,其特徵在於,當對高Si鋼進行焊接時,使用以Ni為主成分的填充焊絲(filler wire),或者供給以Ni為主成分的粉末填料,以焊接金屬的化學組成滿足下述(1)式的方式進行焊接,
X=[%Ni]-[%Si]×2.5-([%Cr]+[%Mo])×0.4≧0··(1)
其中,[%Ni]、[%Si]、[%Cr]及[%Mo]分別表示焊接金屬中的Ni、Si、Cr及Mo的含量(重量%)。」。
於專利文獻2中揭示了:
「一種雷射焊接方法,將先行板與後行板對接並使用填充焊絲進行雷射焊接,所述方法的特徵在於,焊接初期的所述先行板和後行板的對接縫隙(Gap)與焊接金屬的平均寬度(DEPO)之比(Gap/DEPO)為0.3~0.8。」。
於專利文獻3中揭示了:
「一種薄板的焊接部,對在連續冷軋線上搬送的包含特殊鋼的先行薄板與後行薄板進行雷射焊接而形成,所述焊接部中,
若將存在於上側伸出部的下側的所述母材的最小厚度設為L1,將由下側伸出部與所述上側伸出部夾持的所述母材的最小厚度設為L2,則L1及L2中的至少任一個大於零,所述上側伸出部包含藉由冷軋而於母材上表面側延伸出的焊接金屬,所述下側伸出部包含藉由冷軋而於所述母材的下表面側延伸出的焊接金屬。」。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平5-305466號公報
專利文獻2:日本專利特開2004-25284號公報
專利文獻3:日本專利特開2011-140026號公報
專利文獻4:日本專利特表平07-505090號公報
專利文獻5:日本專利第3261433號
專利文獻6:日本專利第4838385號
專利文獻7:日本專利第4838388號
[非專利文獻]
非專利文獻1:崔,L.;藤井,H.;辻,N.;野木,K.(Cui,L.;Fujii,H.;Tsuji,N.;Nogi,K.)材料快報(Scripta Mater.)2007,56,p.637-640.
[發明所欲解決之課題]
但是,由於雷射焊接是熔融焊接,因此會產生因熔融及凝固時的雜質偏析而引起的脆化、或因氫侵入而引起的脆化。其結果,有時會導致接合部(焊接部)的機械特性劣化。特別是,由於電磁鋼板的成分組成中含有大量的Si,故卷材接合部的機械特性劣化容易變得明顯。因此,若如專利文獻1~專利文獻3般應用雷射焊接作為電磁鋼帶的卷材接合,則存在如下問題:於生產線、例如連續冷軋線上,因卷材接合部發生斷裂、生產線停止等而導致生產性的降低。
本發明是為了解決所述問題而開發的,其目的在於提供一種電磁鋼帶的接合接頭,其可抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況。
另外,本發明的目的在於提供一種用於獲得所述電磁鋼帶的接合接頭的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法。進而,本發明的目的在於提供一種使用了所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的電磁鋼帶的製造方法。
[解決課題之手段]
於是,發明者等人為了達成所述目的而反覆進行了努力研究。首先,發明者等人對在應用雷射焊接作為電磁鋼帶的卷材接合的情況下會發生卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化的理由進行了調查/研究,結果獲得了以下見解。
(a)如上所述,於電磁鋼板的成分組成中含有大量的、例如為2.0質量%~5.0質量%程度的Si。Si為鐵氧體穩定化元素。因此,若於電磁鋼帶的卷材接合中應用一般的雷射焊接,則作為熔融部的卷材接合部的鐵氧體晶粒、甚至熱影響部的鐵氧體晶粒粗大化。因此,卷材接合部的機械特性、特別是韌性或彎曲強度大幅劣化,導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂。
(b)另外,於所述專利文獻1~專利文獻3的技術中,使用以作為沃斯田鐵穩定化元素的Ni為主成分的填充材料(填料)。因此,於卷材接合部主要獲得沃斯田鐵相。但是,於所述專利文獻1~專利文獻3的技術中,需要消除先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動,對熔融部(焊接金屬)中的填充材料的融合量與鋼板的融合量進行極其嚴格的管理,並始終對熔融部(焊接金屬)中的Ni當量與Cr當量的平衡進行恰當控制。即,若熔融部(焊接金屬)中的Ni當量與Cr當量的平衡未得到恰當控制,則於卷材接合部會形成為硬且脆的組織的麻田散鐵相。因此,卷材接合部的機械特性、特別是韌性大幅劣化。另外,於熱影響部,由於鐵氧體晶粒的粗大化,卷材接合部的機械特性大幅劣化。基於該些理由,會導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂。
(c)進而,所述先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動會對焊接部的余高產生影響。例如,於焊接部的余高變高而焊接部成為過度凸出的形狀的情況下,當對焊接部施加負荷時,應力會集中於焊趾部。因此,就該方面而言,所述先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動成為在生產線上發生卷材接合部的斷裂的原因。再者,焊接部的盈餘可藉由磨削等而去除。但是,此種步驟的增加會導致生產性的大幅降低。
依據以上方面,發明者等人進一步反覆進行了各種研究,結果,發明者等人構思出應用摩擦攪拌接合作為電磁鋼帶的卷材接合。
此處,所謂摩擦攪拌接合,是指利用了旋轉工具與被接合材的摩擦熱、及被接合材的塑性流動的固相接合。即,利用旋轉工具對被接合材的未接合部(接合預定區域)進行摩擦攪拌。當被接合材的未接合部藉由摩擦熱而受到加熱時,開始發生塑性流動。而且,塑性流動域與母材部的界面大幅伸長。藉此,不存在氧化物的純淨界面彼此接觸,被接合材不會熔融而形成接合部。此處,接合部是藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動而受到熱加工並成為再結晶組織的區域,有時亦稱為攪拌部。另外,於與接合部鄰接的區域中形成如下區域:該區域雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響,但因溫度或加工並不充分而成為未達再結晶的組織。將該區域稱為熱加工影響部。進而,於被接合材中亦存在不受藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域。將該區域稱為母材部。再者,摩擦攪拌接合的相關技術例如於專利文獻4~專利文獻7及非專利文獻1中進行了揭示,但該些均不適用於電磁鋼帶的卷材接合。
因此,發明者等人基於所述構思進一步反覆進行了各種研究,結果獲得了以下見解。
(d)為了有利地解決所述(a)~(c)的問題,作為電磁鋼帶的卷材接合而應用摩擦攪拌接合。於此基礎上,重要的是使接合部及熱加工影響部的鋼組織成為鐵氧體相主體的組織,且同時達成接合部及熱加工影響部的鋼組織的微細化以及接合部與母材部的硬度差的降低。具體而言,重要的是使其同時滿足下式(1)~式(4)的關係。
藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
Dsz≦200 μm …(1)
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
此處,
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Hsz為接合部的硬度的平均值,
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
(e)另外,較佳為於同時滿足上列式(1)~式(4)的關係的基礎上,滿足下式(5)及式(6)的關係。藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況更有效地得到抑制。
0.8×TbmL≦TszL …(5)
TszH≦1.3×TbmH …(6)
此處,
TszL為接合部的厚度的最小值(mm),
TszH為接合部的厚度的最大值(mm),
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm),
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm)。
其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
(f)進而,就於抑制缺陷發生的同時使接合速度高速化的觀點而言,作為摩擦攪拌接合,較佳為應用所謂的雙面摩擦攪拌接合。
(g)此外,於作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同的情況下,適宜的是:
・作為接合方式,應用所述雙面摩擦攪拌接合,
・於此基礎上,使用前端面具有中心部以及與該中心部的周緣鄰接地配置的外周部且該外周部為錐形形狀的旋轉工具進行接合。
藉此,即便為作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同的情況,亦能夠抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況,同時使接合速度高速化。
(h)另外,關於旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm),適宜的是滿足下式(10)的關係,且,
對接合條件進行適當控制,特別是關於由旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D
1 3/JS,使其滿足下式(11)的關係。
藉此,即便為作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同的情況,亦能夠更有利地抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況,同時使接合速度高速化。
4×TJ≦D
1≦10×TJ …(10)
200×TJ≦RS×D
1 3/JS≦2000×TJ …(11)
此處,
於未接合部為對接部的情況下,TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),
於未接合部為重疊部的情況下,TJ為重疊部的厚度(mm)。
本發明是於所述見解的基礎上進一步加以研究而完成者。
即,本發明的主旨結構為如下所述。
1.一種電磁鋼帶的接合接頭,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合,其中,
所述電磁鋼帶的接合接頭包括接合部、以及與所述接合部鄰接的熱加工影響部,
所述接合部及所述熱加工影響部的鋼組織分別為鐵氧體相主體的組織,且
滿足下式(1)~式(4)的關係。
Dsz≦200 μm …(1)
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
此處,
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Hsz為接合部的硬度的平均值,
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
2.如所述1所述的電磁鋼帶的接合接頭,其滿足下式(5)及式(6)的關係。
0.8×TbmL≦TszL …(5)
TszH≦1.3×TbmH …(6)
此處,
TszL為接合部的厚度的最小值(mm),
TszH為接合部的厚度的最大值(mm),
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm),
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm)。
其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
3.如所述1或2所述的電磁鋼帶的接合接頭,其中,所述第一電磁鋼帶的板厚與所述第二電磁鋼帶的板厚不同。
4.一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,將第一電磁鋼帶與繼所述第一電磁鋼帶之後的第二電磁鋼帶接合,所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中,
對於作為所述第一電磁鋼帶的端部與所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部的未接合部,使旋轉工具一邊旋轉一邊予以按壓,
繼而,使所述旋轉工具沿接合方向移動,藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合,
於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足下式(1)~式(4)的關係的條件下進行接合。
Dsz≦200 μm …(1)
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
此處,
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Hsz為接合部的硬度的平均值,
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
5.如所述4所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,於滿足下式(5)及式(6)的關係的條件下進行接合。
0.8×TbmL≦TszL …(5)
TszH≦1.3×TbmH …(6)
此處,
TszL為接合部的厚度的最小值(mm),
TszH為接合部的厚度的最大值(mm),
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm),
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm)。
其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
6.如所述4或5所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述旋轉工具為彼此相向的一對旋轉工具,且使所述旋轉工具自所述未接合部的兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊進行按壓,
另外,所述第一電磁鋼帶的板厚與所述第二電磁鋼帶的板厚不同,
所述旋轉工具的前端面具有中心部、以及與所述中心部的周緣鄰接地配置的外周部,
所述外周部為錐形形狀。
7.如所述6所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部的錐角α為2°~20°。
8.如所述6或7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部與所述外周部的邊界的周向位置為0.15×D~0.35×D的範圍。
此處,所謂周向位置是指旋轉工具的前端面的周向上距旋轉軸的距離。另外,D為旋轉工具的前端面的直徑。
9.如所述6至8中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部於其表面具有為所述旋轉工具的旋轉方向的旋渦狀的階差部。
10.如所述6至9中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部於其表面具有與所述旋轉工具的旋轉為相反方向的旋渦狀的階差部。
11.如所述6至10中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部為平面、凸型的曲面或凹型的曲面。
12.如所述6至11中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部於其表面具有與所述旋轉工具的旋轉為相反方向的旋渦狀的階差部。
如所述6至12中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm)滿足下式(10)的關係,且,
由所述旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、所述旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D
1 3/JS滿足下式(11)的關係。
4×TJ≦D
1≦10×TJ …(10)
200×TJ≦RS×D
1 3/JS≦2000×TJ …(11)
此處,
於未接合部為對接部的情況下,TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),
於未接合部為重疊部的情況下,TJ為重疊部的厚度(mm)。
14.如所述6至13中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,於所述第一電磁鋼帶的端部與所述第二電磁鋼帶的端部的對接部中,僅於其中一個面具有階差,
配置於具有所述階差的面側的所述旋轉工具的前進側為所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶中板厚小的電磁鋼帶之側,
配置於具有所述階差的面側的所述旋轉工具的後退側為所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶中板厚大的電磁鋼帶之側。
15.一種電磁鋼帶的製造方法,包括:藉由如所述4至14中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而獲得接合鋼帶的步驟;以及
對所述接合鋼帶實施冷軋而獲得冷軋鋼帶的步驟。
[發明的效果]
藉由本發明,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會產生卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。藉此,可達成電磁鋼板的生產性的進一步提升,產業上的利用價值極大。另外,即便為使用板厚彼此不同的電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦可於抑制缺陷產生的同時使接合速度高速化,因此就施工效率的方面而言亦極其有利。
基於以下的實施形態對本發明進行說明。
[1]電磁鋼帶的接合接頭
首先,使用圖1A對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭進行說明。圖1A是第一電磁鋼帶的板厚t1=第二電磁鋼帶的板厚t2的電磁鋼帶的接合接頭的板厚方向的剖面圖。圖中,符號1為第一電磁鋼帶(被接合材),符號2為第二電磁鋼帶(被接合材),符號4為接合部,符號4-1為熱加工影響部(第一電磁鋼帶側),符號4-2為熱加工影響部(第二電磁鋼帶側)。另外,圖中,鉛垂方向為板厚方向。水平方向為與接合方向垂直且與板厚方向垂直的方向(以下,亦稱為接合垂直方向)。與紙面垂直的方向為接合方向。即,於圖1A所示的面(此處提及的板厚方向的剖面)內,包含接合垂直方向以及板厚方向。再者,圖1B是第一電磁鋼帶的板厚t1與第二電磁鋼帶的板厚t2不同的情況下的電磁鋼帶的接合接頭的板厚方向的剖面圖。於圖1B中,示出了第一電磁鋼帶的板厚t1<第二電磁鋼帶的板厚t2的例子,但t1與t2的關係可為t1<t2,亦可為t1>t2。另外,亦可如圖1A般t1=t2。
再者,此處提及的所謂電磁鋼帶,是指作為電磁鋼板的製造用原材料的中間製品的含義,特別是指自熱軋結束後至用於一次再結晶的熱處理(例如,脫碳退火或一次再結晶退火)前的階段中的中間製品。再者,藉由依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法製造的電磁鋼帶是如後所述般將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合後進行冷軋而得者,以下,亦將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合後的狀態的電磁鋼帶稱為接合鋼帶,亦將對該接合鋼帶進行冷軋而成的電磁鋼帶稱為冷軋鋼帶。
依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭是:
一種將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合的電磁鋼帶的接合接頭,其中,
所述電磁鋼帶的接合接頭包括接合部、以及與所述接合部鄰接的熱加工影響部,
所述接合部及所述熱加工影響部的鋼組織分別為鐵氧體相主體的組織,且
滿足下式(1)~式(4)的關係。
Dsz≦200 μm …(1)
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
此處,
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Hsz為接合部的硬度的平均值,
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
[被接合材(第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶)]
第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶是作為被接合材的電磁鋼帶。第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的成分組成只要是作為冷軋階段的電磁鋼帶(電磁鋼板)而言普遍的組成,則並無特別限定。
作為此種電磁鋼帶的成分組成,可例示以2.0質量%~5.0質量%的範圍含有Si的成分組成。另外,可例示C為0.005質量%以下、Si為2.0質量%~5.0質量%、Al為3.0質量%以下、Mn為2.00質量%以下、P為0.2質量%以下、S為0.01質量%以下、及N為0.01質量%以下,且剩餘部分為Fe及不可避免的雜質的成分組成。再者,於所述成分組成中,可任意含有選自由以質量%計為0.2%以下的Sn、0.2%以下的Sb、0.01%以下的Ca、0.05%以下的稀土金屬(rare-earth metal,REM)、及0.01%以下的Mg所組成的群組中的至少一種。進而,於所述成分組成中,可任意含有選自由以質量%計為1%以下的Cr、1%以下的Ni、及1%以下的Cu所組成的群組中的至少一種。再者,Si及Fe以外的元素亦可均為0%。
另外,第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的成分組成可相同,亦可不同。
第一電磁鋼帶的板厚t1及第二電磁鋼帶的板厚t2並無特別限定,但t1及t2分別適宜為5 mm以下,更適宜為1.2 mm~3.2 mm。再者,如上所述,t1與t2可相同,亦可不同。另外,第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚比(板厚較大的電磁鋼帶的板厚/板厚較小的電磁鋼帶的板厚)較佳為1.6以下。
另外,於作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶中,將未受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域稱為母材部。
另外,母材部、以及後述的接合部及熱加工影響部以如下方式劃定。
即,將電磁鋼帶的接合接頭以圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)成為切斷面的方式沿板厚(鉛垂)方向切斷。繼而,對切斷面進行研磨,並利用苦味酸飽和水溶液、硝酸乙醇腐蝕液(nital)(硝酸與乙醇的溶液)或王水(將濃鹽酸與濃硝酸以3:1的體積比混合而成的溶液)進行蝕刻。繼而,利用光學顯微鏡對該切斷面進行觀察,並根據蝕刻的程度等,劃定母材部、以及接合部及熱加工影響部。
[接合部]
接合部是受到藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動進行的熱加工而成為再結晶組織的區域。
接合部包含鐵氧體相主體的鋼組織,具體而言包含以面積率計為95%以上的鐵氧體相。鐵氧體相的面積率亦可為100%。另外,鐵氧體相以外的剩餘部分組織的面積率為5%以下。作為鐵氧體相以外的剩餘部分組織,例如可例示麻田散鐵、硫化物、氮化物或碳化物等第二相等。剩餘部分組織的面積率亦可為0%。
再者,鐵氧體相的面積率以如下方式測定。
即,以後述的接合部的測定區域被包含於觀察面中的方式,自電磁鋼帶的接合接頭切出試驗片。再者,觀察面設為圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)。繼而,對試驗片的觀察面進行研磨,然後利用3 vol.%硝酸乙醇腐蝕液、苦味酸飽和水溶液或王水進行蝕刻,使組織顯現。繼而,於後述的接合部的測定區域內,利用光學顯微鏡以倍率:500倍拍攝合計10個視野。繼而,根據所獲得的組織圖像,使用奧多比系統(Adobe Systems)公司的Adobe Photoshop,計算10個視野的鐵氧體相的面積。繼而,針對每個視野算出的鐵氧體相的面積除以各自的視野區域的面積並乘以100。然後,將該些值的算術平均值設為鐵氧體相的面積率。
另外,重要的是使接合部的鋼組織微細化,具體而言為減小構成接合部的鋼組織的鐵氧體晶粒的粒徑(以下,亦稱為鐵氧體粒徑)以使其滿足下式(1)的關係。藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
Dsz≦200 μm …(1)
此處,
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)。
此處,Dsz依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)G 0551來測定。具體而言,以如下方式測定。
即,將電磁鋼帶的接合接頭以圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)成為切斷面的方式沿板厚(鉛垂)方向切斷。於該切斷面中,將接合垂直方向設為X軸,將板厚方向設為Y軸。而且,將接合垂直方向上的接合部的中心位置、且為板厚(鉛垂)方向上的被接合材的板厚中心位置設為X軸與Y軸的原點。關於接合垂直方向上的接合部的中心位置,例如於對接接頭的情況下為對接縫隙的中心位置,於搭接接頭的情況下為重疊部的中心位置。關於板厚(鉛垂)方向上的被接合材的板厚中心位置,例如於對接接頭的情況下為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中板厚較小的一者的板厚中心位置,於搭接接頭的情況下為重疊部的板厚中心位置。而且,將X=-0.2×t~+0.2×t、Y=-0.2×t~+0.2×t的區域設為測定區域。此處,t為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm)。其中,於所述測定區域中包含熱加工影響部或母材部等非接合部的區域的情況下,將該區域自測定區域中去除。再者,關於X軸及Y軸,任意設定+及-即可。
然後,於所述測定區域內的任意位置,藉由依據JIS G 0551「鋼-結晶粒度的顯微鏡試驗方法」的切斷法(利用每1 mm試驗線中捕捉到的晶粒數或交點的數量P進行評價),進行共計5次接合部的鐵氧體粒徑的測定,將該些的平均值設為Dsz。再者,以下亦將接合部的鐵氧體粒徑的測定區域簡稱為接合部的測定區域。
另外,重要的是降低接合部與母材部的硬度差,具體而言是使其滿足下式(4)的關係。藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2 …(4)
此處,
Hsz為接合部的硬度的平均值,
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
此處,Hsz、Hbm1及Hbm2依據JIS Z 2244來測定。具體而言,分別以如下方式測定。
即,於所述切斷面中的所述接合部的測定區域內的任意5處,於試驗力:4.9 N的條件下測定維氏硬度(HV)。然後,將該些的平均值設為Hsz。
另外,於所述切斷面中,於第一電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t1的區域(板厚(鉛垂)方向的水平面(level))內、及第二電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t2的區域(板厚(鉛垂)方向的水平面)內的任意5處,分別於試驗力:4.9 N的條件下測定維氏硬度(HV)。再者,關於接合垂直(水平)方向上的位置,只要是母材部即可,可任意選擇。然後,將於第一電磁鋼帶的母材部及第二電磁鋼帶的母材部測定出的維氏硬度(HV)的平均值分別設為Hbm1及Hbm2。此處,t1及t2分別為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的板厚。
另外,接合部的厚度並無特別限定,但較佳為對其與第一電磁鋼帶和第二電磁鋼帶的厚度的關係進行適當控制,具體而言是使其滿足下式(5)及式(6)的關係。藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性進一步提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況進一步得到有效抑制。
0.8×TbmL≦TszL …(5)
TszH≦1.3×TbmH …(6)
此處,
TszL為接合部的厚度的最小值(mm),
TszH為接合部的厚度的最大值(mm),
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm),
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm)。
其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
再者,TszL及TszH例如以如下方式測定即可。即,將電磁鋼帶的接合接頭以圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)成為切斷面的方式沿板厚(鉛垂)方向切斷。然後,於該切斷面上,使用滑動卡尺等測定TszL及TszH。
[熱加工影響部]
熱加工影響部為如下區域:該區域與接合部鄰接,且雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響,但因溫度或加工不充分而未成為再結晶組織。另外,熱加工影響部與接合部鄰接地形成於第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的兩側。
熱加工影響部與接合部同樣地包含鐵氧體相主體的鋼組織,具體而言包含以面積率計為95%以上的鐵氧體相。鐵氧體相的面積率亦可為100%。另外,鐵氧體相以外的剩餘部分組織的面積率為5%以下。作為鐵氧體相以外的剩餘部分組織,例如可例示麻田散鐵、硫化物、氮化物或碳化物等第二相等。剩餘部分組織的面積率亦可為0%。鐵氧體相的面積率按照與上述方法相同的要領來測定即可。
另外,於熱加工影響部中,重要的同樣是使鋼組織微細化,具體而言是使熱加工影響部的鐵氧體粒徑成為母材部的鐵氧體粒徑以下,即,使其滿足下式(2)及式(3)的關係。
Dhaz1≦Dbm1 …(2)
Dhaz2≦Dbm2 …(3)
此處,
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)。
此處,Dhaz1、Dhaz2、Dbm1及Dbm2依據JIS G 0551,按照與接合部的鐵氧體粒徑的平均值即Dsz相同的要領來測定。
另外,第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的測定區域(以下,亦稱為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的測定區域)以如下方式設定。即,將電磁鋼帶的接合接頭以圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)成為切斷面的方式沿板厚(鉛垂)方向切斷。於所述切斷面中,將接合垂直方向設為X軸,將板厚方向設為Y軸。而且,將第一電磁鋼帶的板厚中心位置(水準)處的接合部與第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的邊界位置設為X軸與Y軸的原點。關於X軸,將第一電磁鋼帶側設為+,將接合部側設為-,將X=0~+0.4×t1、Y=-0.2×t1~+0.2×t1的區域設為測定區域。此處,t1為第一電磁鋼帶的板厚。再者,關於Y軸,任意設定+及-即可。其中,於所述測定區域中包含接合部或母材部等非第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的區域的情況下,將該區域自測定區域中去除。
如上所述,接合部是指受到藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動進行的熱加工而成為再結晶組織的區域。熱加工影響部是指與接合部鄰接,且雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響,但因溫度或加工不充分而成為未達再結晶的組織的區域。母材是指不受藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域。
同樣,第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的測定區域(以下,亦稱為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的測定區域)以如下方式設定。即,將電磁鋼帶的接合接頭以圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面)成為切斷面的方式沿板厚(鉛垂)方向切斷。於所述切斷面中,將接合垂直方向設為X軸,將板厚方向設為Y軸。而且,將第二電磁鋼帶的板厚中心位置(水準)處的接合部與第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的邊界位置設為X軸與Y軸的原點。關於X軸,將第二電磁鋼帶側設為+,將接合部側設為-,將X=0~+0.4×t2、Y=-0.2×t2~+0.2×t2的區域設為測定區域。此處,t2為第二電磁鋼帶的板厚。再者,關於Y軸,任意設定+及-即可。其中,於所述測定區域中包含接合部或母材部等非第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的區域的情況下,將該區域自測定區域中去除。
另外,第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的測定區域(以下,亦稱為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的母材部的測定區域)分別設為所述切斷面中的第一電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t1的區域(板厚(鉛垂)方向的水平面)及第二電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t2的區域(板厚(鉛垂)方向的水平面)即可。再者,關於接合垂直(水平)方向上的位置,只要是母材部即可,可任意選擇。此處,t1及t2分別為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的板厚。
再者,作為接頭形式,可例示對接接頭或搭接接頭。
[2]電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法
接下來,對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明。
如上所述,依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的特徵在於:作為電磁鋼帶的卷材接合而應用摩擦攪拌接合,於此基礎上,使接合部及熱加工影響部的鋼組織成為鐵氧體相主體的組織,且使接合部及熱加工影響部的鋼組織微細化,並降低接合部與母材部的硬度差。
更具體而言,依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法是:
一種將第一電磁鋼帶與繼所述第一電磁鋼帶之後的第二電磁鋼帶接合的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,
對於作為所述第一電磁鋼帶的端部與所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部的未接合部,使旋轉工具一邊旋轉一邊予以按壓,
繼而,使所述旋轉工具沿接合方向移動,藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合,
於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件下進行接合。再者,依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法例如適宜於電磁鋼帶的生產線、特別是連續冷軋線上實施。此處,所謂連續冷軋線是指利用冷軋裝置對鋼帶進行連續冷軋的生產線。連續冷軋線例如包括鋼帶的搬送裝置以及冷軋裝置。於連續冷軋線上,有時亦任意地進一步附帶酸洗裝置或退火爐、塗敷裝置等。
作為接頭形式的適宜的例子,可列舉對接接合及搭接接合。
於對接接合中,如圖2A及圖2B般,於使第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端面彼此相向的狀態下,使旋轉工具一邊旋轉一邊按壓包含第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端面(對接面)的對接部。然後,於該狀態下,使旋轉工具沿接合方向移動,藉此將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。圖2A是側面立體圖,圖2B是圖2A的A-A箭視圖。
於搭接接合中,如圖2C般,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端部的至少一部分重疊,使旋轉工具一邊旋轉一邊按壓重疊部。然後,於該狀態下,使旋轉工具沿接合方向移動,藉此將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。
圖中,符號1為第一電磁鋼帶(被接合材),符號2為第二電磁鋼帶(被接合材),符號3為旋轉工具,符號4為接合部,符號5為肩部(凸肩(shoulder)),符號6為銷(針),符號7為把持裝置,符號8為壓盤(墊板),符號9為前端部。再者,於圖2A及圖2C中,省略了把持裝置的圖示。另外,於圖2B中,鉛垂方向為板厚方向,水平方向為接合垂直方向(電磁鋼帶的行進方向),紙面近前側的方向為接合方向。
再者,此處,第一電磁鋼帶為連續冷軋線上的先行鋼帶,第二電磁鋼帶為連續冷軋線上的後行鋼帶(繼第一電磁鋼帶之後的電磁鋼帶)。
對接接合與搭接接合僅未接合部的形態不同,其他裝置的結構基本相同,因此,此處,例示如圖2A及圖2B般藉由所謂的單面摩擦攪拌接合進行對接接合的情況來進行說明。
於單面摩擦攪拌接合中,例如使用包括旋轉工具、把持裝置、及對旋轉工具的動作進行控制的控制裝置(未圖示)的摩擦攪拌接合裝置。而且,於控制裝置中,例如對旋轉工具的傾斜角度θ、旋轉工具的前端部的位置、接合速度、壓入荷重、旋轉工具的轉速、及旋轉轉矩等進行控制。
於單面摩擦攪拌接合中,將旋轉工具配置於作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的其中一面側。第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶以與圖中所示的接合中央線平行的方式配置於壓盤(墊板)上,且分別由把持裝置把持。然後,對於位於接合中央線上的未接合部(接合預定區域)、即第一電磁鋼帶的端部(後端)與第二電磁鋼帶的端部(前端)的對接部,使旋轉工具一邊旋轉一邊予以按壓。繼而,於該狀態下,使旋轉工具沿接合方向移動。藉此,藉由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的摩擦熱使被接合材軟化。然後,利用旋轉工具對該軟化的部位進行攪拌,藉此使其產生塑性流動,將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。再者,於接合完成的部分形成接合部。另外,與接合部鄰接地形成熱加工影響部。
另外,亦可代替單面摩擦攪拌接合而進行雙面摩擦攪拌接合方法。雙面摩擦攪拌接合方法是使用彼此相向的一對旋轉工具將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合的摩擦攪拌接合方法。即,使彼此相向的一對旋轉工具自未接合部的兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊進行按壓,並於該狀態下,使旋轉工具沿接合方向移動,藉此將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。於圖3A及圖3B中例示藉由雙面摩擦攪拌接合進行對接接合的情況。圖3A是側面立體圖,圖3B是圖3A的A-A箭視圖。圖中,符號1為第一電磁鋼帶(被接合材),符號2為第二電磁鋼帶(被接合材),符號3-1為旋轉工具(表面側旋轉工具),符號3-2為旋轉工具(背面側旋轉工具),符號4為接合部,符號5-1及符號5-2為肩部(凸肩),符號6-1及符號6-2為銷(針),符號7為把持裝置,符號9-1及符號9-2為前端部。再者,於圖3A中,省略了把持裝置的圖示。另外,於圖3B中,鉛垂方向為板厚方向,水平方向為接合垂直方向(電磁鋼帶的行進方向),紙面近前側的方向為接合方向。
於雙面摩擦攪拌接合中,例如使用雙面摩擦攪拌接合裝置,所述雙面摩擦攪拌接合裝置包括彼此相向的一對旋轉工具、把持裝置及對旋轉工具的動作進行控制的控制裝置(未圖示)。於控制裝置中,例如對旋轉工具的傾斜角度θ、旋轉工具的前端部的位置及前端部(銷)彼此之間的距離(以下,亦稱為銷間的間隙)、旋轉工具的肩部間的間隙(即,板厚方向上的表面側旋轉工具的肩部與背面側旋轉工具的肩部的間隔距離)、接合速度、壓入荷重、旋轉工具的轉速以及旋轉轉矩等進行控制。
於雙面摩擦攪拌接合中,將摩擦攪拌接合裝置的旋轉工具分別配置於作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的兩面。再者,有時將配置於第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的表面側(鉛垂方向上側)的旋轉工具稱為表面側旋轉工具,將配置於第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的背面側(鉛垂方向下側)的旋轉工具稱為背面側旋轉工具。第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶以與圖中所示的接合中央線平行的方式配置,且分別由把持裝置把持。然後,對於位於接合中央線上的未接合部(接合預定區域)、即第一電磁鋼帶的端部(後端)與第二電磁鋼帶的端部(前端)的對接部的兩面,分別使旋轉工具一邊旋轉一邊予以按壓。繼而,於該狀態下,使旋轉工具沿接合方向移動。藉此,藉由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的摩擦熱使該被接合材軟化。然後,利用旋轉工具對該軟化的部位進行攪拌,藉此使其產生塑性流動,將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。再者,於接合完成的部分形成接合部。另外,與接合部鄰接地形成熱加工影響部。
而且,於依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中,重要的是於藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件下進行接合。藉此,即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況,亦不會導致卷材接合部的形狀劣化,卷材接合部的機械特性提高,在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
為了設為藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件,例如適宜為如下方式。
・進行單面摩擦攪拌接合的情況
關於旋轉工具的肩部的直徑D(mm),使其滿足下式(7)的關係,且,
關於由旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、旋轉工具的肩部的直徑D(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D
3/JS,使其滿足下式(8)的關係。
4×TJ≦D≦10×TJ …(7)
1000×TJ≦RS×D
3/JS≦9000×TJ …(8)
此處,
於未接合部為對接部的情況下,式(7)及式(8)中的TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),
於未接合部為重疊部的情況下,式(7)及式(8)中的TJ為重疊部的厚度(mm)(即,第一電磁鋼帶的板厚(mm)與第二電磁鋼帶的板厚(mm)的合計)。
即,根據未接合部的厚度對旋轉工具的肩部的直徑D(以下,亦簡稱為肩徑D)進行適當控制。藉此,可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處,若肩徑D小於4×TJ(mm),則無法獲得充分的塑性流動,有時難以滿足規定的關係。另一方面,若肩徑D超過10×TJ(mm),則產生塑性流動的區域不必要地擴大,於接合部被投入過大的熱量。因此,接合部的再結晶組織粗大化,有時難以滿足規定的關係。因此,為了設為滿足規定的關係的條件,關於肩徑D,較佳為使其滿足所述式(7)的關係。更佳為5×TJ(mm)以上。另外,更佳為9×TJ(mm)以下。
另外,RS×D
3/JS是與每單位接合長度的發熱量相關的參數。而且,藉由將RS×D
3/JS的範圍設為1000×TJ~9000×TJ,可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處,當RS×D
3/JS小於1000×TJ時,發熱量有時變得不充分。因此,無法於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的接面形成冶金上經接合的狀態的接合界面,有時難以滿足規定的關係。另一方面,若RS×D
3/JS超過9000×TJ,則由摩擦攪拌引起的發熱量變得過大,於接合部被投入過大的熱量。因此,接合部的峰值溫度(最高到達溫度)上升,或者冷卻速度降低,從而接合部的再結晶組織粗大化。其結果,有時難以滿足規定的關係。因此,就設為滿足規定的關係的條件的觀點而言,關於RS×D
3/JS,較佳為使其滿足所述式(8)的關係。RS×D
3/JS更佳為1400×TJ以上。另外,RS×D
3/JS更佳為7000×TJ以下。
・進行雙面摩擦攪拌接合的情況
關於旋轉工具的肩部的直徑D(mm),使其滿足上列式(7)的關係,且,
關於由旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、旋轉工具的肩部的直徑D(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D
3/JS,使其滿足下式(9)的關係。
200×TJ≦RS×D
3/JS≦2000×TJ …(9)
此處,
於未接合部為對接部的情況下,式(9)中的TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),
於未接合部為重疊部的情況下,式(9)中的TJ為重疊部的厚度(mm)(即,第一電磁鋼帶的板厚(mm)與第二電磁鋼帶的板厚(mm)的合計)。
如上所述,RS×D
3/JS是與每單位接合長度的發熱量相關的參數。而且,藉由將RS×D
3/JS的範圍設為200×TJ~2000×TJ,可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處,當RS×D
3/JS小於200×TJ時,發熱量有時變得不充分。因此,無法於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的接面形成冶金上經接合的狀態的接合界面,有時難以滿足規定的關係。另一方面,若RS×D
3/JS超過2000×TJ,則由摩擦攪拌引起的發熱量變得過大,於接合部被投入過大的熱量。因此,接合部的峰值溫度(最高到達溫度)上升,或者冷卻速度降低,從而接合部的再結晶組織粗大化。其結果,有時難以滿足規定的關係。因此,就設為滿足規定的關係的條件的觀點而言,關於RS×D
3/JS,較佳為使其滿足所述式(9)的關係。RS×D
3/JS更佳為280×TJ以上。另外,RS×D
3/JS更佳為1600×TJ以下。
再者,於進行雙面摩擦攪拌接合的情況下,當於表面側旋轉工具與背面側旋轉工具中旋轉工具的轉速RS及/或肩徑D不同時,較佳為在表面側旋轉工具及背面側旋轉工具的各旋轉工具中滿足上列式(7)及式(9)的關係。
另外,關於旋轉工具的傾斜角度θ、旋轉工具的轉速、接合速度、旋轉工具的前端部的位置、壓入荷重、及旋轉轉矩等接合條件,只要是藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件,則並無特別限定,依照常規方法即可。
例如,於單面摩擦攪拌接合的情況下,旋轉工具的傾斜角度θ較佳為0°≦θ≦4°,更佳為0°<θ≦3°。此處,θ為包含接合方向以及板厚方向(相對於被接合材的表面而垂直的方向)的面中的、旋轉工具的旋轉軸(以下,亦稱為工具的旋轉軸)相對於板厚方向(相對於被接合材的表面而垂直的方向)的傾斜角度。再者,將旋轉工具的前端部相對於接合方向而領先的朝向(的角度)設為+。
旋轉工具的轉速較佳為100 r/min~2000 r/min。藉由將旋轉工具的轉速設為該範圍內,可於良好地保持表面形狀的同時抑制因投入過大的熱量而引起的機械特性的降低,因此有利。旋轉工具的轉速更佳為150 r/min以上。另外,旋轉工具的轉速更佳為1500 r/min以下。
接合速度較佳為80 mm/min~600 mm/min。接合速度更佳為100 mm/min以上。接合速度更佳為500 mm/min以下。
旋轉工具的前端部的位置或壓入荷重、旋轉轉矩等依照常規方法適當設定即可。
另外,於雙面摩擦攪拌接合的情況下,旋轉工具的傾斜角度θ於表面側旋轉工具與背面側旋轉工具兩者中,較佳為0°≦θ≦3°,更佳為0°<θ≦2°。
旋轉工具的轉速較佳為100 r/min~9000 r/min。藉由將旋轉工具的轉速設為該範圍內,可於良好地保持表面形狀的同時抑制因投入過大的熱量而引起的機械特性的降低,因此有利。旋轉工具的轉速更佳為300 r/min以上,進而佳為400 r/min以上。另外,旋轉工具的轉速更佳為8000 r/min以下。再者,於t1與t2不同的情況下,旋轉工具的轉速更佳為100 r/min~5000 r/min。該情況下,旋轉工具的轉速進而佳為500 r/min以上。另外,該情況下,旋轉工具的轉速進而佳為3000 r/min以下。
接合速度較佳為800 mm/min~5000 mm/min。接合速度更佳為1000 mm/min以上。接合速度更佳為2000 mm/min以上,進而佳為4000 mm/min以下。
旋轉工具的前端部的位置或壓入荷重、旋轉轉矩、銷間的間隙、旋轉工具的肩部間的間隙等依照常規方法適當設定即可。
再者,如圖3A所示,於進行雙面摩擦攪拌接合的情況下,較佳為將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側(或背面側)觀察時為相反方向、且將轉速設為相同轉速。藉此,可將自表面側旋轉工具施加至被接合材的旋轉轉矩與自背面側旋轉工具施加至被接合材的旋轉轉矩相互抵消。其結果,與自其中一個面按壓未接合部來進行接合的單面摩擦攪拌接合法相比,能夠簡化用於約束被接合材的夾具的結構。
另外,若將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側(或背面側)觀察時為相同方向,則相對於其中一個旋轉工具而言的另一個旋轉工具的相對速度接近於零。其結果,被接合材的塑性流動接近均質狀態,塑性變形亦變小。因此,亦無法獲得由材料的塑性變形引起的發熱,故難以達成良好的接合狀態。因此,就相對於被接合材的板厚方向而均質地獲得對於達成良好的接合狀態而言充分的溫度上升與剪切應力的觀點而言,較佳為將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側(或背面側)觀察時為相反方向。
另外,關於摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具,只要是藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件,則亦無特別限定。
例如,旋轉工具的前端部於接合時與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶接觸。因此,旋轉工具的前端部由在接合時暴露的高溫狀態下較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。藉此,於接合時,旋轉工具可於保持前端部的形狀的狀態下對第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶施加變形。其結果,可持續達成高攪拌能力,能夠進行恰當的接合。再者,關於旋轉工具的前端部、第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的硬度,藉由高溫維氏硬度試驗方法進行測定並加以比較即可。另外,可使旋轉工具的僅前端部由較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。亦可使旋轉工具整體由較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。
於圖4A~圖4C中分別示出單面摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具的例子。再者,如圖4A~圖4C所示,單面摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具中,旋轉工具的前端部包括肩部(圖中的由肩徑表示的範圍)、以及配置於該肩部且與該肩部共有旋轉軸的銷(圖中的由針徑表示的範圍)。
於圖4A所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:13 mm、銷的直徑(以下,亦稱為針徑):4 mm、銷的長度(以下,亦稱為針長度):1.8 mm、凹面深度(未圖示):0.3 mm。
於圖4B所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:18 mm、針徑:5.5 mm、針長度:2.1 mm、凹面深度(未圖示):0.3 mm。
於圖4C所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:21 mm、針徑:6.7 mm、針長度:2.4 mm、凹面深度(未圖示):0.3 mm。
於圖5A~圖5C中分別示出雙面摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具的例子。再者,如圖5A~圖5C所示,雙面摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具中,旋轉工具的前端部亦包括肩部(圖中的由肩徑表示的範圍)、以及配置於該肩部且與該肩部共有旋轉軸的銷(圖中的由針徑表示的範圍)。
於圖5A所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:13 mm、針徑:4 mm、針長度:0.6 mm、凹面深度(未圖示):0.6 mm。
於圖5B所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:18 mm、針徑:5.5 mm、針長度:0.8 mm、凹面深度(未圖示):0.3 mm。
於圖5C所示的旋轉工具的例子中,旋轉工具的形狀為肩徑D:21 mm、針徑:6.7 mm、針長度:0.9 mm、凹面深度(未圖示):0.3 mm。
如圖4A~圖4C及圖5A~圖5C所示,一般的旋轉工具的前端部包括肩部(圖中的由肩徑表示的範圍)以及銷(圖中的由針徑表示的範圍)。肩部呈由大致平面或平緩的曲面形成的平坦形狀。肩部具有於接合時一邊旋轉一邊與第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶接觸並產生摩擦熱的功能。另外,肩部具有藉由按壓因熱而軟化的部位來防止材料離散、並促進向旋轉方向的塑性流動的功能。銷形成為與肩部不連續的形狀而呈朝向被接合材(未圖示)大致垂直地突出的形狀。銷具有於接合時藉由在第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的軟化部向板厚中心方向侵入而提升板厚中心部附近的攪拌能力的功能。另外,銷通常位於肩部的中心。
肩徑D(mm)並無特別限定,但如上所述,就設為藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件的觀點而言,較佳為使肩徑D滿足上列式(7)~式(9)的關係。
另外,旋轉工具的針徑及針長度等亦無特別限定,依照常規方法適當設定即可。例如,當於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚不同的情況下進行對接接合時,只要考慮第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚的平均值來設定依照常規方法的旋轉工具的針徑及針長度等即可。另外,當對第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶進行搭接接合時,只要考慮第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚的合計值來設定依照常規方法的旋轉工具的針徑及針長度等即可。
另外,如圖3C所示,於作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同(t1與t2不同)的情況下,適宜的是
・應用雙面摩擦攪拌接合作為電磁鋼帶的卷材接合,
・於此基礎上,使用前端面具有中心部、以及與所述中心部的周緣鄰接地配置的外周部且所述外周部為錐形形狀的旋轉工具進行接合。
藉此,即便為作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同的情況,亦能夠抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況,同時使接合速度高速化。
圖3C中,符號1為第一電磁鋼帶(被接合材),符號2為第二電磁鋼帶(被接合材),符號3-1為旋轉工具(表面側旋轉工具),符號3-2為旋轉工具(背面側旋轉工具),符號4為接合部,符號5-3為前端面(表面側旋轉工具),符號5-4為前端面(背面側旋轉工具),符號5-5為中心部(表面側旋轉工具),符號5-6為中心部(背面側旋轉工具),符號5-7為外周部(表面側旋轉工具),符號5-8為外周部(背面側旋轉工具),符號6-3為銷(針)(表面側旋轉工具),符號6-4為銷(針)(背面側旋轉工具),符號5-9為肩端部(周向端部)(表面側旋轉工具),符號5-10為肩端部(周向端部)(背面側旋轉工具),符號5-11為中心部-外周部邊界(表面側旋轉工具),符號5-12為中心部-外周部邊界(背面側旋轉工具)。另外,於圖3C的A-A箭視下,鉛垂方向為板厚方向。水平方向為接合垂直方向。紙面里側的方向為接合方向。即,於圖3C的A-A箭視所示的面內,包含接合垂直方向以及板厚方向。
再者,第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶可如圖3C所示般以僅於其中一個面形成階差的方式配置。於該情況下,至少配置於具有階差的表面側(鉛垂方向上側)的表面側旋轉工具使用後述的外周部為錐形形狀的旋轉工具即可。表面側旋轉工具與背面側旋轉工具兩者可使用相同形狀的旋轉工具。另外,亦可如圖15所示般以於兩個面形成階差的方式配置。於圖15的例子中,以第二電磁鋼帶向鉛垂方向上側突出的方式設置有階差,以第一電磁鋼帶向鉛垂方向下側突出的方式設置有階差。於該情況下,適宜為表面側旋轉工具及背面側旋轉工具兩者均使用後述的外周部為錐形形狀的旋轉工具。
以下,使用圖6~圖14A、圖14B、圖14C,對在t1與t2不同的情況下使用的適宜的旋轉工具進行說明。
再者,於各圖中,上側的圖是自側面觀察旋轉工具而得的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)圖,下側的圖是自上表面觀察旋轉工具(自前端面側觀察)而得的平面圖。再者,由於表面側旋轉工具與背面側旋轉工具的形狀使用基本上相同或呈點對稱的形狀,故於此處例示表面側旋轉工具進行說明。
圖6與圖3C中使用的旋轉工具為相同態樣,且前端面具有中心部、以及與該中心部的周緣鄰接地配置的外周部。而且,重要的是將該外周部設為錐形形狀。再者,若將外周部設為錐形形狀,則除銷之外的旋轉工具的前端部如圖6~圖14A、圖14B、圖14C所示般形成為大致圓錐台形狀。
如圖3C所示,於摩擦攪拌接合中,於接合時被接合材軟化的部分,旋轉工具侵入至板厚方向中心附近。此處,於對板厚不同的被接合材進行對接接合的情況下,於被接合材的至少一個面形成階差。
為了使藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係,使該階差於旋轉工具通過時為平滑的,以形成恰當的焊道(bead)。
於使用一般的旋轉工具的情況下,為了使該階差於旋轉工具通過時為平滑的,需要採取使旋轉工具的旋轉軸向接合垂直方向(特別是板厚較小的被接合材側)傾斜等措施。但是,於被接合材為電磁鋼帶、特別是高熔點材或高硬度材的情況下,因旋轉工具向接合垂直方向的傾斜而產生大的負荷,因此有時難以形成恰當的焊道。另外,亦存在導致旋轉工具的破損、或者需要極高地提高用於設置旋轉工具的裝置的剛性等問題。
關於該方面,藉由將旋轉工具的前端面的外周部設為錐形形狀,即便不使旋轉工具的旋轉軸向接合垂直方向傾斜,被接合材的階差亦會於旋轉工具通過時變得平滑,可形成恰當的焊道。其結果,即便為作為被接合材的電磁鋼帶的板厚彼此不同的情況,亦能夠抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況,同時使接合速度高速化。
此處,外周部被劃定為旋轉工具的前端面的肩端部(周向端部)~中心部與外周部的邊界的區域(環狀的區域)。另外,中心部被劃定為旋轉工具的前端面的除外周部以外的區域。進而,中心部與外周部的邊界(以下,亦稱為中心部-外周部邊界)設為自側面觀察旋轉工具而得的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)中的、前端面的形狀自肩端部朝向中心(旋轉軸)方向變得不連續的最接近肩端部的位置。再者,於設置後述的階差部的情況下,忽略因該階差部而變得不連續的位置(階梯的立起部或凹部(槽部)、凸部)。
另外,就獲得上述效果的觀點而言,外周部的錐角α較佳設為2°~20°。此處,於外周部的錐角α小於2°的情況下,有於旋轉工具通過時使被接合材的階差平滑的能力降低之虞。另外,會對旋轉工具的外周部施加大的應力,因此旋轉工具破損的風險變高。另一方面,於外周部的錐角α大於20°的情況下,外周部與被接合材的接觸面積減少。藉此,有接合能力降低之虞。因此,外周部的錐角α較佳設為2°~20°。外周部的錐角α更佳為8°以上。另外,外周部的錐角α更佳為15°以下。
此處,所謂外周部的錐角α,是指自側面觀察旋轉工具而得的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)中將旋轉工具的前端面的肩端部(周向端部)與中心部-外周部邊界連結的直線與垂直於旋轉軸的直線所成的角。再者,前端面的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)中的外周部的形狀可為直線(線段),亦可為連續的曲線,但較佳設為直線(線段)。
另外,就獲得上述效果的觀點而言,較佳為將中心部-外周部邊界的周向位置設為0.15×D~0.35×D的範圍(換言之,將旋轉工具的中心部的直徑D1設為0.3×D~0.7×D的範圍)。
此處,所謂周向位置是指旋轉工具的前端面的周向(與旋轉軸垂直的方向)上距旋轉軸的距離。另外,D為旋轉工具的前端面的直徑(以下,亦稱為前端面直徑D)。
此外,就獲得上述效果的觀點而言,關於旋轉工具的接合垂直方向(板寬方向)上的瞄準位置(旋轉軸的位置),於對接接合的情況下,較佳設為自第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的對接部(接合中央線)±2 mm以內,於搭接接合的情況下,較佳設為自第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的搭接部的(接合垂直方向上的)中心位置±2 mm以內。
再者,即便工具瞄準位置於被接合材表面的法線方向上偏移,亦可利用錐形形狀的外周部按壓被接合材,因此可形成恰當的焊道。另外,關於前端面的形狀(尺寸)誤差,只要藉由使用了位移計的工具測量而相對於指定的尺寸例如為±0.005 mm以內,則並不特別存在問題。
另外,較佳為如圖7A及圖7B所示般於外周部設置旋渦狀(螺旋狀、盤旋狀)的階差部。旋渦狀的階差部例如由如下的放射狀的曲線(旋渦)劃定:該放射狀的曲線(旋渦)以中心部的周緣(中心部-外周部邊界)為起點而延伸至旋轉工具的前端面的外周緣(旋轉工具的前端面的肩端部)。旋渦的朝向可如圖7A般相對於旋轉工具的旋轉方向而為相同朝向(同一方向),亦可如圖7B般相對於旋轉工具的旋轉方向而為相反朝向(相反方向)。再者,圖7A及圖7B中均將階差部的形態設為凹部(槽部)狀,且旋渦的數量為4個。
即,於摩擦攪拌接合中,於利用旋轉工具對被接合材進行按壓時及進行攪拌時會產生摩擦熱,使作為被接合材的金屬材料軟化、流動。關於該方面,藉由如圖7A所示般於外周部沿相對於旋轉工具的旋轉方向相同的朝向設置旋渦狀的階差部,產生自旋轉工具的內側朝向外側的摩擦熱。藉此,可使因被接合材的板厚差而產生的過剩的金屬材料向由旋轉工具按壓的按壓部分的外側流出。其結果,能夠減輕對旋轉工具的負荷。
另一方面,藉由如圖7B所示般於外周部沿相對於旋轉工具的旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置旋渦狀的階差部,產生自旋轉工具的外側朝向內側的摩擦熱。藉此,可抑制金屬材料向旋轉工具所按壓的按壓部分的外側流出的情況。其結果,可促進按壓部分的塑性流動。另外,可抑制接合部的厚度以相對於母材的板厚之比計而減少的情況。進而,可形成毛刺少的接合部表面。
劃定階差部的旋渦的數量只要為1個以上即可。其中,若劃定階差部的旋渦的數量超過6個,則不僅促進材料流動的效果減弱,而且有因形狀的複雜化而變得容易破損之虞。因此,劃定階差部的旋渦的數量較佳設為6個以下。
另外,就使材料流動提升、同時防止旋轉工具的前端部破損的觀點而言,劃定階差部的旋渦的數量較佳為根據前端面直徑D來調節。例如,較佳為前端面直徑D越大,則增加劃定階差部的旋渦的數量,前端面直徑D越小,則減少劃定階差部的旋渦的數量。具體而言,於前端面直徑D小於6 mm的情況下,較佳為將劃定階差部的旋渦的數量設為2個以下。另一方面,於前端面直徑D為6 mm以上的情況下,較佳為將劃定階差部的旋渦的數量設為3個~6個。
此外,每個旋渦的長度較佳設為前端面的周長的0.5周以上且2周以下。關於旋渦的長度,亦較佳為根據前端面直徑D來調節。例如,較佳為前端面直徑D越大,則延長旋渦的長度,前端面直徑D越小,則縮短旋渦的長度。
於一例中,階差部使旋渦間的各個區域的高度位置以階梯狀變化。例如,如圖14B及圖14C所示,階差部藉由自中心部的周緣(中心部-外周部邊界)朝向旋轉工具的前端面的外周緣(旋轉工具的前端面的肩端部)逐漸變低而構成。以下,亦將此種階差部的形態稱為階梯狀。另外,於包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面中,各階差部只要形成為例如大致水平即可。
於另一例中,階差部藉由在旋渦的位置設置凹部(槽部)或凸部而形成。以下,亦將此種階差部的形態稱為凹部狀或凸部狀。另外,作為凹部(槽部)的剖面形狀,可例示U字形狀(包含四角狀及半圓狀)或V字形狀、レ字形狀等,但只要可獲得上述效果,則可為任一形狀。
旋轉工具的中心部適宜設為平面、凸型的曲面或凹型的曲面。另外,與工具的旋轉軸垂直的面上的中心部的形狀(將旋轉工具的中心部向與旋轉軸平行的方向投影時的投影區域)基本上形成為圓形。圖8A~圖8C是中心部為平面的旋轉工具(以下,亦稱為中心部平面旋轉工具)的例子。圖9A~圖9C是中心部為凸型的曲面的旋轉工具(以下,亦稱為中心部凸型旋轉工具)的例子。圖10A~圖10C是中心部為凹型的曲面的旋轉工具(以下,亦稱為中心部凹型旋轉工具)的例子。
於如圖8A~圖8C般的中心部平面旋轉工具中,例如,與被接合材接觸的中心部包含與工具的旋轉軸垂直的一個平面。圖8A是無階差部的中心部平面旋轉工具的一例。圖8B是於外周部沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部平面旋轉工具的一例。圖8C是於外周部沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部平面旋轉工具的一例。
於如圖9A~圖9C般的中心部凸型旋轉工具中,例如,與被接合材接觸的中心部形成為連續的形狀而成為大致均勻的傾斜面。更具體而言,其前端構成自中心部朝向中心突出的一個曲面(拋物面、長球面或球面)。另外,如圖9A~圖9C般,其前端的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)形狀成為大致均勻的曲率半徑的曲線。圖9A是無階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖9B是於外周部沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖9C是於外周部沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。
於如圖10A~圖10C般的中心部凹型旋轉工具中,與被接合材接觸的中心部形成為連續的形狀而成為大致均勻的傾斜面。更具體而言,其前端構成自外周朝向中心凹陷的一個曲面(拋物面、長球面或球面)。另外,如圖10A~圖10C般,其前端的剖面(包含旋轉軸且與旋轉軸平行的剖面)形狀成為大致均勻的曲率半徑的曲線。圖10A是無階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。圖10B是於外周部沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。圖10C是於外周部沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。
再者,於中心部凸型旋轉工具中,曲面高度越高,則接合時的產生塑性流動的能力(以下,亦稱為塑性流動能力)越大。於中心部凹型旋轉工具中,曲面深度越深,則塑性流動能力越小。於中心部平面旋轉工具中,具有介於中心部凸型旋轉工具與中心部凹型旋轉工具中間的程度的塑性流動能力。如此般,藉由調整旋轉工具的中心部的形狀,可調整塑性流動能力,因此較佳為根據被接合材的強度或必要的特性來適當選擇中心部的形狀及尺寸。例如,於旋轉工具的中心部的直徑D
1為5.0 mm~15.0 mm的情況下,於中心部凸型旋轉工具中,適宜將曲面高度設為0.2 mm~1.4 mm,於中心部凹型旋轉工具中,適宜將曲面深度設為0.2 mm~1.4 mm。
另外,亦可如圖11A、圖11B、圖11C~圖14A、圖14B、圖14C所示般,於旋轉工具的中心部沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置旋渦狀(螺旋狀、盤旋狀)的階差部。再者,除旋渦的朝向以外的階差部的形態與上述設置於外周部的階差部的形態相同。例如,旋渦狀的階差部由如下的放射狀的曲線(旋渦)劃定:該放射狀的曲線(旋渦)以旋轉工具的前端面的中心、或旋轉工具的前端面的中心圓的周緣為起點而延伸至中心部的周緣(中心部-外周部邊界)。再者,旋轉工具的前端面的中心圓是以旋轉工具的前端面的中心(旋轉軸的位置)為中心且直徑形成為小於中心部直徑的圓。另外,劃定階差部的旋渦的數量只要為1個以上即可。其中,若劃定階差部的旋渦的數量超過6個,則促進材料流動的效果減弱。另外,有因形狀的複雜化而變得容易破損之虞。因此,劃定階差部的旋渦的數量較佳設為6個以下。
圖11A是僅於中心部設置有階差部的中心部平面旋轉工具的一例。圖11B是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部平面旋轉工具的一例。圖11C是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部平面旋轉工具的一例。
圖12A是僅於中心部設置有階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖12B是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖12C是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。
圖13A是僅於中心部設置有階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。圖13B是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。圖13C是於中心部設置有階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部凹型旋轉工具的一例。
於圖11A、圖11B、圖11C~圖13A、圖13B、圖13C中,均例示了中心部的階差部的形態為凹部(槽部)狀者,但如圖14A~圖14C般,中心部的階差部的形態亦可為階梯狀。圖14A是僅於中心部設置有階梯狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖14B是於中心部設置有階梯狀的階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相同的朝向設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。圖14C是於中心部設置有階梯狀的階差部、且於外周部亦沿相對於旋轉方向相反的朝向(相反方向)設置有旋渦狀的階差部的中心部凸型旋轉工具的一例。
另外,與外周部同樣地,利用設置於中心部的階差部的形態或形狀,亦可調整塑性流動能力,因此,較佳為根據被接合材的強度或必要的特性,適當選擇設置於外周部及中心部的階差部的形態或形狀。
另外,亦可如圖6所示般,於旋轉工具的中心部設置與旋轉工具共有旋轉軸的銷。銷形成為與旋轉工具的中心部不連續的形狀而呈朝向被接合材(未圖示)大致垂直地突出的形狀。銷的尺寸等並無特別限定,根據中心部的形狀或尺寸適當設定即可。例如,於旋轉工具的中心部的直徑D
1為5.0 mm~15.0 mm的情況下,銷徑適宜設為2.0 mm~5.0 mm,銷長度適宜設為0.1 mm~1.5 mm。
另外,於t1及t2不同的情況下,為了設為藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的條件,適宜為代替滿足所述式(7)及式(9)的關係而滿足下式(10)及式(11)的關係。
即,適宜為:關於旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm),使其滿足下式(10)的關係,且,關於由旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、旋轉工具的中心部的直徑D
1(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D
1 3/JS,使其滿足下式(11)的關係。
4×TJ≦D
1≦10×TJ …(10)
200×TJ≦RS×D
1 3/JS≦2000×TJ …(11)
此處,
於未接合部為對接部的情況下,TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),
於未接合部為重疊部的情況下,TJ為重疊部的厚度(mm)。
即,重要的是根據未接合部的厚度對旋轉工具的中心部的直徑D
1(以下,亦簡稱為中心部直徑D
1)進行適當控制,以滿足所述式(10)的關係。藉此,可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處,若中心部直徑D
1小於4×TJ(mm),則無法獲得充分的塑性流動,有時難以滿足規定的關係。另一方面,若中心部直徑D
1超過10×TJ(mm),則產生塑性流動的區域不必要地擴大,於接合部被投入過大的熱量。因此,接合部的再結晶組織粗大化,有時難以滿足規定的關係。因此,為了設為滿足規定的關係的條件,關於中心部直徑D
1,較佳為使其滿足所述式(10)的關係。中心部直徑D
1更佳為5.5×TJ(mm)以上。中心部直徑D
1更佳為8×TJ(mm)以下。
另外,RS×D
1 3/JS是與每單位接合長度的發熱量相關的參數。而且,藉由將RS×D
1 3/JS的範圍設為200×TJ~2000×TJ,可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處,當RS×D
1 3/JS小於200×TJ時,有發熱量變得不充分之虞。因此,有時難以於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的接面形成冶金上經接合的狀態的接合界面。另一方面,若RS×D
1 3/JS超過2000×TJ,則由摩擦攪拌引起的發熱量變得過大,有於接合部被投入過大的熱量之虞。因此,接合部的峰值溫度(最高到達溫度)上升,或者冷卻速度降低,導致接合部的再結晶組織粗大化。因此,關於RS×D
1 3/JS,較佳為使其滿足所述式(11)的關係。RS×D
1 3/JS更佳為280×TJ以上。另外,RS×D
1 3/JS更佳為1600×TJ以下。
再者,當於表面側旋轉工具與背面側旋轉工具中旋轉工具的轉速RS及/或中心部直徑D
1不同時,較佳為在表面側旋轉工具及背面側旋轉工具的各旋轉工具中滿足上列式(10)及式(11)的關係。
此外,當於第一電磁鋼帶的端部與第二電磁鋼帶的端部的對接部中僅於其中一個面設置階差時,較佳為:
配置於具有所述階差的面側的旋轉工具的前進側(advancing side)為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中板厚小的電磁鋼帶側,
配置於具有所述階差的面側的旋轉工具的後退側(retreating side)為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中板厚大的電磁鋼帶側。
具體而言,當如圖3C般第一電磁鋼帶的板厚<第二電磁鋼帶的板厚、且於第一電磁鋼帶的端部與第二電磁鋼帶的端部的對接部中僅於鉛垂方向上側(表面側)設置有階差時,較佳為:表面側旋轉工具的前進側為第一電磁鋼帶側,表面側旋轉工具的後退側為第二電磁鋼帶側。
再者,所謂前進側是指旋轉工具的旋轉方向與接合方向成為相同朝向之側,所謂後退側是指旋轉工具的旋轉方向與接合方向成為相反朝向之側。
關於上述以外的條件並無特別限定,依照常規方法即可。
[3]電磁鋼帶的製造方法
接下來,對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法進行說明。
依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法包括:
藉由所述依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而獲得接合鋼帶的步驟;以及
對所述接合鋼帶實施冷軋而獲得冷軋鋼帶的步驟。
此處,接合鋼帶適宜的是具有第一電磁鋼帶、第二電磁鋼帶、以及所述依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭,且第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶已經由所述依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭接合。
另外,關於冷軋條件並無特別限定,依照常規方法即可。另外,亦可於進行冷軋之前任意地進行酸洗。
[實施例]
以下,使用實施例對本發明的作用及效果進行說明。再者,本發明並不限定於以下的實施例。
・實施例1
將具有表1所示的成分組成(剩餘部分為Fe及不可避免的雜質)的電磁鋼帶作為被接合材(第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶)。而且,藉由表2及表3中記載的條件的摩擦攪拌接合,模擬處於連續冷軋線上的情況而將第一電磁鋼帶(先行鋼帶)與第二電磁鋼帶(後行鋼帶)接合,製造出電磁鋼帶的接合接頭。此處,於對接接合的情況下,將坡口設為於作為被接合材的2片電磁鋼帶的端面不附加坡口角度的所謂I型坡口,於銑削加工程度的表面狀態下對2片電磁鋼帶進行了對接、接合。後述的表4的情況亦同樣如此。再者,於表1中一併記載了電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值、硬度的平均值及愛理遜(Erichsen)值。此處,電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值及硬度的平均值藉由上述方法來求出。另外,愛理遜值是依據JIS Z 2247中規定的愛理遜試驗方法測定的值。再者,關於未明確記載的條件,依照常規方法進行了設定。
於單面摩擦攪拌接合中,對接接合的情況是如圖2A般,使旋轉工具自鉛垂方向上側觀察時順時針(於正視旋轉工具的前端部的狀態下為逆時針)旋轉。另外,使用了圖4A~圖4C中所示的三種剖面尺寸及形狀的旋轉工具中的任一者。再者,該些旋轉工具均以較被接合材硬的、維氏硬度HV1090的碳化鎢(WC)為原材料。另外,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚不同的情況下,第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的對接部中將背面(壓盤側的面)設為無階差的狀態,將表面(配置旋轉工具之側的面)設為有階差的狀態。
另外,搭接接合的情況是如圖2C般,以第一電磁鋼帶(先行鋼帶)成為搭接的上側、第二電磁鋼帶(後行鋼帶)成為搭接的下側的方式進行接合。旋轉工具的旋轉方向及旋轉工具的形狀等與對接接合的情況相同。
於雙面摩擦攪拌接合中,對接接合的情況是如圖3A般,使配置於鉛垂方向上側的表面側旋轉工具的旋轉方向自鉛垂方向上側觀察時順時針旋轉,使配置於鉛垂方向下側的背面側旋轉工具自鉛垂方向上側觀察時逆時針旋轉。即,於正視各個旋轉工具的前端部的狀態下,各個旋轉工具均逆時針旋轉。另外,使用了圖5A~圖5C中所示的三種剖面尺寸及形狀的旋轉工具中的任一者。再者,表面側旋轉工具與背面側旋轉工具使用了相同剖面尺寸及形狀的旋轉工具。再者,該些旋轉工具均以較被接合材硬的、維氏硬度HV1090的碳化鎢(WC)為原材料。另外,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚不同的情況下,第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的對接部中將背面(配置背面側旋轉工具之側的面)設為無階差的狀態,將表面(配置表面側旋轉工具之側的面)設為有階差的狀態。
另外,搭接接合的情況是以第一電磁鋼帶(先行鋼帶)成為搭接的上側、第二電磁鋼帶(後行鋼帶)成為搭接的下側的方式進行接合。旋轉工具的旋轉方向及旋轉工具的形狀等與對接接合的情況相同。
另外,為了進行比較,對於表4中記載的被接合材(第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶),藉由表4記載的條件的雷射焊接,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合,製造出電磁鋼帶的接合接頭。
於雷射焊接中,使用了最大功率5.5 kW的CO
2雷射振盪器。保護氣體(shield gas)使用了氦,且保護氣體流量設為40升/分鐘。表4中的「填充焊絲添加」為「無」者於不使用填充焊絲的情況下進行了焊接。另外,表4中的「填充焊絲添加」為「有」者使用具有表5所示的成分組成(剩餘部分為Fe及不可避免的雜質)的金屬極鈍氣(metal inert gas,MIG)用焊絲(0.9 mmϕ)作為填充焊絲進行了焊接。
再者,以如上方式獲得的電磁鋼帶的接合接頭皆為在外觀及內表面中均無缺陷的健全狀態。
針對如此般獲得的電磁鋼帶的接合接頭,利用所述要領,劃定了接合部、熱加工影響部及母材部。
另外,利用所述要領,測定了
Dsz:接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dhaz1:第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dhaz2:第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dbm1:第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dbm2:第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Hsz:接合部的硬度的平均值、
Hbm1:第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值、
Hbm2:第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
進而,於所獲得的電磁鋼帶的接合接頭的鉛垂方向切斷面(圖1A所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面))上,測定了TszL:接合部的厚度的最小值(mm)及TszH:接合部的厚度的最大值(mm)。
再者,於藉由雷射焊接而獲得的電磁鋼帶的接合接頭中,將焊接部視為接合部、將熱影響部視為熱加工影響部來進行所述測定。測定要領等與藉由摩擦攪拌接合而獲得的電磁鋼帶的接合接頭的情況相同。
將結果示於表6及表7中。
另外,針對所獲得的電磁鋼帶的接合接頭,按照以下要領評價了對生產線上發生的卷材接合部的斷裂的抑制效果(以下,亦稱為斷裂抑制效果)。
即,自所獲得的電磁鋼帶的接合接頭,以包含接合部、第一電磁鋼帶側的熱加工影響部及母材以及第二電磁鋼帶側的熱加工影響部及母材的方式採取試驗片。繼而,使用所採取的試驗片,依據JIS Z 2247中規定的愛理遜試驗方法測定接合接頭的愛理遜值。而且,根據接合接頭的愛理遜值相對於母材部的愛理遜值的比率(以下,亦稱為愛理遜值的比率),利用以下的基準對斷裂抑制效果進行了評價。將結果示於表8中。
[愛理遜值的比率(%)]=[接合接頭的愛理遜值]/[母材部的愛理遜值]×100
〇(合格):愛理遜值的比率為80%以上
×(不合格):愛理遜值的比率小於80%
再者,於第一電磁鋼帶的母材部的愛理遜值與第二電磁鋼帶的母材部的愛理遜值不同的情況下,母材部的愛理遜值為第一電磁鋼帶的母材部的愛理遜值與第二電磁鋼帶的母材部的愛理遜值中較小一者的值。
[表1]
表1 | |||||||||
鋼種 | 板厚 (mm) | 成分組成(質量%) | 母材部的 鐵氧體粒徑 平均值 (μm) | 母材部的 硬度的平均值 | 母材部的 愛理遜值 (mm) | ||||
C | Si | Mn | P | S | |||||
B1-1 | 2.0 | 0.02 | 2.5 | 0.01 | 0.015 | 0.006 | 280 | 219 | 12.4 |
B1-2 | 2.6 | 0.02 | 2.5 | 0.01 | 0.015 | 0.006 | 280 | 219 | 13.5 |
B2-1 | 2.0 | 0.01 | 3.5 | 0.02 | 0.012 | 0.006 | 310 | 242 | 3.5 |
B2-2 | 2.6 | 0.01 | 3.5 | 0.02 | 0.012 | 0.006 | 310 | 242 | 3.8 |
[表2]
表2 | |||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 旋轉工具 | 接合條件 | |||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 形狀 | 肩徑 D (mm) | 針徑 (mm) | 針 長度 (mm) | 傾斜角度 θ (°) | 壓入深度 (mm) | 轉速 RS (次/分鐘) | 接合速度 JS (mm/分鐘) | RS× D 3/JS | |||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | ||||||||||||||
發明例1 | 對接 | 單面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖4A | 13 | 4 | 1.8 | 3 | 1.90 | 400 | 200 | 4394 |
發明例2 | 對接 | 單面 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖4C | 21 | 6.7 | 2.4 | 3 | 2.50 | 300 | 200 | 13892 |
發明例3 | 對接 | 單面 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖4A | 13 | 4 | 1.8 | 3 | 1.90 | 400 | 200 | 4394 |
發明例4 | 對接 | 單面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖4B | 18 | 5.5 | 2.1 | 3 | 2.60 | 300 | 200 | 8748 |
發明例5 | 對接 | 單面 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖4A | 13 | 4 | 1.8 | 3 | 1.90 | 400 | 200 | 4394 |
發明例6 | 對接 | 單面 | B1-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖4C | 21 | 6.7 | 2.4 | 3 | 2.50 | 300 | 200 | 13892 |
發明例7 | 對接 | 單面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖4B | 18 | 5.5 | 2.1 | 3 | 2.20 | 400 | 200 | 11664 |
發明例8 | 搭接 | 單面 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 圖4C | 21 | 6.7 | 2.4 | 3 | 2.60 | 300 | 200 | 13892 |
[表3]
表3 | ||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 旋轉工具 | 接合條件 | ||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 形狀 | 肩徑 D (mm) | 針徑 (mm) | 針 長度 (mm) | 傾斜角度 θ (°) | 肩部間的 間隙 (mm) | 轉速 RS (次/分鐘) | 接合速度 JS (mm/分鐘) | RS× D 3/JS | ||||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | 表面側 | 背面側 | |||||||||||||
發明例9 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖5A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1099 |
發明例10 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖5C | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 800 | 800 | 2000 | 3704 |
發明例11 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖5A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1099 |
發明例12 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖5C | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 800 | 800 | 2000 | 3704 |
發明例13 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖5A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1099 |
發明例14 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖5C | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 800 | 800 | 2000 | 3704 |
發明例15 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖5B | 18 | 5.5 | 0.8 | 1.5 | 1.40 | 1000 | 1000 | 2000 | 2916 |
發明例16 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖5B | 18 | 5.5 | 0.8 | 1.5 | 1.40 | 1000 | 1000 | 2000 | 2916 |
[表4]
表4 | ||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 接合條件 | 填充焊絲添加 | ||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 電磁鋼帶間 縫隙 (mm) | 雷射功率 (kW) | 雷射射束直徑 (mm) | 焊接速度 (mm/分鐘) | 有無 | 焊絲 供給速度 (m/分鐘) | |||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | |||||||||||
比較例1 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0 | 2.5 | 0.5 | 1500 | 無 | - |
比較例2 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 0 | 3.0 | 0.5 | 1250 | 無 | - |
比較例3 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0 | 2.5 | 0.5 | 1500 | 無 | - |
比較例4 | 對接 | 雷射 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 0 | 3.0 | 0.5 | 1250 | 無 | - |
比較例5 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例6 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例7 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例8 | 對接 | 雷射 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例9 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例10 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例11 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1200 | 有 | 3.0 |
比較例12 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1200 | 有 | 3.0 |
[表5]
表5 | ||||||||||
記號 | 成分組成(質量%) | |||||||||
C | Si | Mn | Al | Ti | Ni | Cr | Mo | Nb+Ta | 剩餘部分 | |
F1 | 0.02 | 0.29 | 0.07 | 0.15 | 0.17 | 61.3 | 22.2 | 9.2 | 3.51 | Fe及雜質 |
[表6]
表6 | |||||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL (mm) | TbmH (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dsz (μm) | Hsz | TszL (mm) | TszH (mm) | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
鋼種 | Dbm1 (μm) | Hbm1 | 板厚 (mm) | 鋼種 | Dbm2 (μm) | Hbm2 | 板厚 (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz1 (μm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz2 (μm) | ||||||||||
發明例1 | 對接 | 單面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 29 | 253 | 1.8 | 2.0 | 100 | 181 | 100 | 195 |
發明例2 | 對接 | 單面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 51 | 241 | 2.4 | 2.6 | 100 | 209 | 100 | 203 |
發明例3 | 對接 | 單面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 43 | 276 | 1.8 | 2.1 | 100 | 205 | 100 | 217 |
發明例4 | 對接 | 單面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 65 | 266 | 2.0 | 2.6 | 100 | 221 | 100 | 218 |
發明例5 | 對接 | 單面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 36 | 264 | 1.9 | 2.1 | 100 | 194 | 100 | 217 |
發明例6 | 對接 | 單面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 58 | 253 | 2.3 | 2.5 | 100 | 213 | 100 | 235 |
發明例7 | 對接 | 單面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 45 | 243 | 1.8 | 2.6 | 100 | 201 | 100 | 203 |
發明例8 | 搭接 | 單面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 53 | 255 | 3.6 | 3.9 | 100 | 202 | 100 | 233 |
發明例9 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 77 | 234 | 1.9 | 2.0 | 100 | 190 | 100 | 205 |
發明例10 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 99 | 230 | 2.5 | 2.7 | 100 | 217 | 100 | 210 |
發明例11 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 94 | 258 | 1.8 | 1.9 | 100 | 213 | 100 | 225 |
發明例12 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 112 | 255 | 2.4 | 2.7 | 100 | 230 | 100 | 227 |
發明例13 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 87 | 246 | 1.9 | 2.1 | 100 | 201 | 100 | 225 |
發明例14 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 105 | 243 | 2.5 | 2.8 | 100 | 220 | 100 | 237 |
發明例15 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 231 | 2.0 | 2.6 | 100 | 211 | 100 | 213 |
發明例16 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 89 | 245 | 1.9 | 2.7 | 100 | 210 | 100 | 236 |
[表7]
表7 | |||||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL (mm) | TbmH (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dsz (μm) | Hsz | TszL (mm) | TszH (mm) | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
鋼種 | Dbm1 (μm) | Hbm1 | 板厚 (mm) | 鋼種 | Dbm2 (μm) | Hbm2 | 板厚 (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz1 (μm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz2 (μm) | ||||||||||
比較例1 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 410 | 218 | 1.9 | 2.2 | 100 | 310 | 100 | 327 |
比較例2 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 453 | 215 | 2.6 | 2.7 | 100 | 326 | 100 | 321 |
比較例3 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 100 | 437 | 240 | 2.0 | 2.1 | 100 | 351 | 100 | 346 |
比較例4 | 對接 | 雷射 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 100 | 440 | 238 | 2.5 | 2.8 | 100 | 367 | 100 | 372 |
比較例5 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 43 | 23 | 271 | 2.0 | 2.7 | 100 | 338 | 100 | 362 |
比較例6 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 40 | 31 | 265 | 2.6 | 3.5 | 100 | 359 | 100 | 355 |
比較例7 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 49 | 19 | 283 | 2.0 | 2.5 | 100 | 388 | 100 | 395 |
比較例8 | 對接 | 雷射 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 46 | 28 | 278 | 2.6 | 3.5 | 100 | 399 | 100 | 413 |
比較例9 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 45 | 25 | 276 | 2.0 | 2.5 | 100 | 352 | 100 | 392 |
比較例10 | 對接 | 雷射 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 48 | 21 | 281 | 2.6 | 3.3 | 100 | 377 | 100 | 401 |
比較例11 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 44 | 40 | 274 | 2.0 | 3.3 | 100 | 341 | 100 | 352 |
比較例12 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 43 | 45 | 272 | 2.0 | 3.3 | 100 | 343 | 100 | 396 |
[表8]
表8 | ||||||||
(1)式 | (2)式 | (3)式 | (4)式 | (5)式 | (6)式 | 接合接頭的 愛理遜值 (mm) | 愛理遜值的 比率 (%) | |
發明例1 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.5 | 109 |
發明例2 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 14.1 | 104 |
發明例3 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.1 | 89 |
發明例4 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 3.1 | 82 |
發明例5 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 7.2 | 206 |
發明例6 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 6.8 | 179 |
發明例7 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.8 | 103 |
發明例8 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 2.9 | 83 |
發明例9 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 |
發明例10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.4 | 99 |
發明例11 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.2 | 91 |
發明例12 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.8 | 100 |
發明例13 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.2 | 91 |
發明例14 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.4 | 89 |
發明例15 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 11.8 | 95 |
發明例16 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.2 | 84 |
比較例1 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 9.5 | 77 |
比較例2 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 10.0 | 74 |
比較例3 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 1.1 | 31 |
比較例4 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.3 | 61 |
比較例5 | 〇 | × | × | × | 〇 | × | 9.8 | 79 |
比較例6 | 〇 | × | × | × | 〇 | × | 9.7 | 72 |
比較例7 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.5 | 71 |
比較例8 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | × | 2.2 | 58 |
比較例9 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.3 | 66 |
比較例10 | 〇 | × | × | × | 〇 | 〇 | 2.6 | 68 |
比較例11 | 〇 | × | × | × | 〇 | 〇 | 9.4 | 76 |
比較例12 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.9 | 76 |
〇滿足該式的關係 | ||||||||
×不滿足該式的關係 |
根據表8,於接合部及熱加工影響部的鋼組織分別為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式(1)~式(4)的關係的發明例中,均獲得了優異的斷裂抑制效果。
另一方面,於接合部及熱加工影響部的鋼組織不為鐵氧體相主體的組織、及/或不滿足上列式(1)~式(4)的關係中的至少一個的比較例中,未獲得充分的斷裂抑制效果。
・實施例2
將與實施例1相同的具有表1所示的成分組成(剩餘部分為Fe及不可避免的雜質)的電磁鋼帶作為被接合材(第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶)。而且,藉由表9中記載的條件的雙面摩擦攪拌接合,模擬處於連續冷軋線上的情況而將第一電磁鋼帶(先行鋼帶)與第二電磁鋼帶(後行鋼帶)接合,製造出電磁鋼帶的接合接頭。此處,於對接接合的情況下,將坡口設為於作為被接合材的2片電磁鋼帶的端面不附加坡口角度的所謂I型坡口,於銑削加工程度的表面狀態下對2片電磁鋼帶進行了對接、接合。再者,關於未明確記載的條件,依照常規方法進行了設定。
於所述雙面摩擦攪拌接合中,均如圖3C般,使配置於鉛垂方向上側的表面側旋轉工具的旋轉方向自鉛垂方向上側觀察時逆時針旋轉,使配置於鉛垂方向下側的背面側旋轉工具自鉛垂方向上側觀察時順時針旋轉。另外,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的對接部中將背面(配置背面側旋轉工具之側的面)設為無階差的狀態,將表面(配置表面側旋轉工具之側的面)設為有階差的狀態。進而,於表面側旋轉工具的前進側配置板厚較小的電磁鋼帶(於圖3C的例子中為第一電磁鋼帶),於表面側旋轉工具的後退側配置板厚較大的電磁鋼帶(於圖3C的例子中為第二電磁鋼帶)。此外,旋轉工具於接合垂直方向上未傾斜。
另外,此處使用了表9所示各圖形狀的旋轉工具。各部的尺寸如表9及以下所示。
・圖6
銷徑:3.5 mm、銷長度:0.5 mm
・圖7B
銷徑:3.5 mm、銷長度:0.5 mm、槽深度:0.5 mm、槽寬度:0.5 mm
・圖9A
曲面高度:0.5 mm
・圖9C
曲面高度:0.5 mm、槽深度(外周部):0.5 mm、槽寬度(外周部):0.5 mm
・圖10A
曲面深度:0.5 mm
・圖14C
曲面高度:0.5 mm、階梯高度(中心部及外周部):0.125 mm、階梯寬度(中心部及外周部):1.25 mm
另外,表面側旋轉工具與背面側旋轉工具使用了相同剖面尺寸及形狀的旋轉工具。再者,該些旋轉工具均以較被接合材硬的、維氏硬度HV1090的碳化鎢(WC)為原材料。
另外,為了進行比較,對於表1中記載的被接合材(第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶),藉由表10記載的條件的雷射焊接,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合,製造出電磁鋼帶的接合接頭。
於雷射焊接中,使用了最大功率5.5 kW的CO
2雷射振盪器。保護氣體使用了氦,且保護氣體流量設為40升/分鐘。表10中的「填充焊絲添加」為「無」者於不使用填充焊絲的情況下進行了焊接。另外,表10中的「填充焊絲添加」為「有」者使用與實施例1相同的具有表5所示的成分組成(剩餘部分為Fe及不可避免的雜質)的MIG用焊絲(0.9 mmϕ)作為填充焊絲進行了焊接。
再者,以如上方式獲得的電磁鋼帶的接合接頭皆為在外觀及內表面中均無缺陷的健全狀態。
針對如此般獲得的電磁鋼帶的接合接頭,利用所述要領,劃定了接合部、熱加工影響部及母材部。
另外,利用所述要領,測定了
Dsz:接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dhaz1:第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dhaz2:第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dbm1:第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Dbm2:第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm)、
Hsz:接合部的硬度的平均值、
Hbm1:第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值、
Hbm2:第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
進而,於所獲得的電磁鋼帶的接合接頭的鉛垂方向切斷面(圖1B所示的面(即,包含接合垂直方向以及板厚方向的面))上,測定了TszL:接合部的厚度的最小值(mm)及TszH:接合部的厚度的最大值(mm)。
再者,於藉由雷射焊接而獲得的電磁鋼帶的接合接頭中,將焊接部視為接合部、將熱影響部視為熱加工影響部來進行所述測定。測定要領等與藉由摩擦攪拌接合而獲得的電磁鋼帶的接合接頭的情況相同。
將結果示於表11及表12中。
另外,針對所獲得的電磁鋼帶的接合接頭,按照與實施例1相同的要領評價了對生產線上發生的卷材接合部的斷裂的抑制效果(以下,亦稱為斷裂抑制效果)。將評價結果示於表13中。
[表9]
表9 | |||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 旋轉工具 | 接合條件 | |||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 形狀 | 前端面直徑 D (mm) | 中心部直徑 D 1(mm) | 外周部 錐角 α (°) | 中心部與 外周部的 邊界位置 | 傾斜角度 θ (°) | 肩端部間的 間隙 (mm) | 轉速 RS (次/分鐘) | 接合速度 JS (mm/分鐘) | RS× D 1 3/JS | ||||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | 表面側 | 背面側 | ||||||||||||||
發明例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例2 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例3 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例4 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例6 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例8 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例9 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例10 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例12 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例13 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例14 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 12 | 10 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例15 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例16 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例17 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例18 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例19 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例20 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
發明例21 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 691 |
表9(續) | |||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 旋轉工具 | 接合條件 | |||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 形狀 | 前端面直徑 D (mm) | 中心部直徑 D 1(mm) | 外周部 錐角 α (°) | 中心部與 外周部的 邊界位置 | 傾斜角度 θ (°) | 肩端部間的 間隙 (mm) | 轉速 RS (次/分鐘) | 接合速度 JS (mm/分鐘) | RS× D 1 3/JS | ||||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | 表面側 | 背面側 | ||||||||||||||
發明例22 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例23 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例24 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例25 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例26 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例27 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例28 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 12 | 15 | 0.24×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 864 |
發明例29 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例30 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 1.5 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例31 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例32 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例33 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例34 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例35 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.40 | 800 | 800 | 2000 | 1350 |
發明例36 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖6 | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例37 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖7B | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 1.5 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例38 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖8A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例39 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例40 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖9C | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例41 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖10A | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
發明例42 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖14C | 25 | 15 | 10 | 0.30×D | 0 | 1.20 | 1000 | 1000 | 2000 | 1688 |
[表10]
表10 | ||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 接合條件 | 填充焊絲添加 | ||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | t (mm) | TJ (mm) | 電磁鋼帶間 縫隙 (mm) | 雷射功率 (kW) | 雷射射束直徑 (mm) | 焊接速度 (mm/分鐘) | 有無 | 焊絲 供給速度 (m/分鐘) | |||||
鋼種 | 板厚 t1 (mm) | 鋼種 | 板厚 t2 (mm) | |||||||||||
比較例1 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0 | 2.5 | 0.5 | 1500 | 無 | - |
比較例2 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0 | 3.0 | 0.5 | 1250 | 無 | - |
比較例3 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0 | 2.5 | 0.5 | 1500 | 無 | - |
比較例4 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0 | 3.0 | 0.5 | 1250 | 無 | - |
比較例5 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例6 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例7 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例8 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例9 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1300 | 有 | 3.0 |
比較例10 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1000 | 有 | 3.0 |
比較例11 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1200 | 有 | 3.0 |
比較例12 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 2.0 | B2-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 0.3 | 5.0 | 0.5 | 1200 | 有 | 3.0 |
[表11]
表11 | |||||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL (mm) | TbmH (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dsz (μm) | Hsz | TszL (mm) | TszH (mm) | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
鋼種 | Dbm1 (μm) | Hbm1 | 板厚 (mm) | 鋼種 | Dbm2 (μm) | Hbm2 | 板厚 (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz1 (μm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz2 (μm) | ||||||||||
發明例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 99 | 230 | 1.9 | 2.7 | 100 | 216 | 100 | 238 |
發明例2 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 229 | 2.0 | 2.6 | 100 | 218 | 100 | 256 |
發明例3 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 108 | 229 | 1.8 | 2.6 | 100 | 204 | 100 | 232 |
發明例4 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 94 | 231 | 1.9 | 2.7 | 100 | 221 | 100 | 201 |
發明例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 231 | 2.0 | 2.5 | 100 | 205 | 100 | 262 |
發明例6 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 114 | 228 | 1.9 | 2.6 | 100 | 222 | 100 | 212 |
發明例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 86 | 260 | 1.8 | 2.6 | 100 | 235 | 100 | 222 |
發明例8 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 256 | 1.5 | 2.6 | 100 | 240 | 100 | 220 |
發明例9 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 88 | 260 | 2.0 | 2.5 | 100 | 257 | 100 | 256 |
發明例10 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 99 | 258 | 1.9 | 2.6 | 100 | 233 | 100 | 265 |
發明例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 94 | 258 | 1.8 | 2.6 | 100 | 251 | 100 | 250 |
發明例12 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 112 | 255 | 1.8 | 2.7 | 100 | 289 | 100 | 277 |
發明例13 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 87 | 246 | 1.9 | 2.5 | 100 | 236 | 100 | 256 |
發明例14 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 243 | 2.0 | 2.6 | 100 | 233 | 100 | 242 |
發明例15 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 245 | 1.9 | 2.6 | 100 | 268 | 100 | 235 |
發明例16 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 112 | 242 | 1.8 | 2.7 | 100 | 238 | 100 | 258 |
發明例17 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 87 | 246 | 1.9 | 2.6 | 100 | 265 | 100 | 261 |
發明例18 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 243 | 2.0 | 2.7 | 100 | 227 | 100 | 266 |
發明例19 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 245 | 1.5 | 2.5 | 100 | 261 | 100 | 213 |
發明例20 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 99 | 244 | 1.9 | 2.6 | 100 | 249 | 100 | 218 |
發明例21 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 81 | 247 | 1.8 | 2.6 | 100 | 250 | 100 | 223 |
表11(續) | |||||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL (mm) | TbmH (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dsz (μm) | Hsz | TszL (mm) | TszH (mm) | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
鋼種 | Dbm1 (μm) | Hbm1 | 板厚 (mm) | 鋼種 | Dbm2 (μm) | Hbm2 | 板厚 (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz1 (μm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz2 (μm) | ||||||||||
發明例22 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 89 | 245 | 2.1 | 2.7 | 100 | 270 | 100 | 266 |
發明例23 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 243 | 1.5 | 2.5 | 100 | 222 | 100 | 250 |
發明例24 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 90 | 260 | 1.9 | 2.6 | 100 | 246 | 100 | 239 |
發明例25 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 112 | 230 | 2.0 | 2.7 | 100 | 246 | 100 | 238 |
發明例26 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 102 | 254 | 2.1 | 2.6 | 100 | 245 | 100 | 238 |
發明例27 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 85 | 247 | 2.1 | 2.7 | 100 | 245 | 100 | 237 |
發明例28 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 79 | 249 | 2.0 | 2.6 | 100 | 245 | 100 | 236 |
發明例29 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 87 | 257 | 1.9 | 2.6 | 100 | 244 | 100 | 235 |
發明例30 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 235 | 1.8 | 2.7 | 100 | 244 | 100 | 234 |
發明例31 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 239 | 1.9 | 2.5 | 100 | 244 | 100 | 233 |
發明例32 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 112 | 241 | 1.9 | 2.7 | 100 | 243 | 100 | 233 |
發明例33 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 87 | 251 | 2.1 | 2.5 | 100 | 243 | 100 | 232 |
發明例34 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 236 | 2.2 | 2.6 | 100 | 243 | 100 | 231 |
發明例35 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 91 | 239 | 1.5 | 2.6 | 100 | 242 | 100 | 230 |
發明例36 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 87 | 246 | 2.0 | 2.7 | 100 | 242 | 100 | 229 |
發明例37 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 105 | 243 | 2.1 | 2.6 | 100 | 242 | 100 | 228 |
發明例38 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 102 | 245 | 1.8 | 2.7 | 100 | 241 | 100 | 228 |
發明例39 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 103 | 242 | 1.9 | 2.5 | 100 | 241 | 100 | 227 |
發明例40 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 98 | 246 | 2.0 | 2.6 | 100 | 240 | 100 | 226 |
發明例41 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 95 | 243 | 1.9 | 2.5 | 100 | 240 | 100 | 225 |
發明例42 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 109 | 242 | 1.8 | 2.6 | 100 | 209 | 100 | 238 |
[表12]
表12 | |||||||||||||||||||||
接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL (mm) | TbmH (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dsz (μm) | Hsz | TszL (mm) | TszH (mm) | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
鋼種 | Dbm1 (μm) | Hbm1 | 板厚 (mm) | 鋼種 | Dbm2 (μm) | Hbm2 | 板厚 (mm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz1 (μm) | 鐵氧體相 面積率 (%) | Dhaz2 (μm) | ||||||||||
比較例1 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 410 | 218 | 1.9 | 2.2 | 100 | 310 | 100 | 327 |
比較例2 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 453 | 215 | 2.6 | 2.7 | 100 | 326 | 100 | 321 |
比較例3 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 437 | 240 | 2.0 | 2.1 | 100 | 351 | 100 | 346 |
比較例4 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 100 | 440 | 238 | 2.5 | 2.8 | 100 | 367 | 100 | 372 |
比較例5 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 43 | 23 | 292 | 2.0 | 3.8 | 100 | 338 | 100 | 362 |
比較例6 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 40 | 31 | 306 | 2.6 | 3.5 | 100 | 359 | 100 | 355 |
比較例7 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 49 | 19 | 256 | 2.0 | 2.5 | 100 | 388 | 100 | 395 |
比較例8 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 46 | 28 | 278 | 2.6 | 3.5 | 100 | 399 | 100 | 413 |
比較例9 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 45 | 25 | 242 | 2.0 | 2.5 | 100 | 352 | 100 | 392 |
比較例10 | 對接 | 雷射 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 48 | 21 | 320 | 2.6 | 3.3 | 100 | 377 | 100 | 401 |
比較例11 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 44 | 40 | 345 | 2.0 | 3.3 | 100 | 341 | 100 | 352 |
比較例12 | 對接 | 雷射 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 43 | 45 | 272 | 2.0 | 3.3 | 100 | 343 | 100 | 396 |
[表13]
表13 | ||||||||||||||
(1)式 | (2)式 | (3)式 | (4)式 | (5)式 | (6)式 | 接合接頭的 愛理遜值 (mm) | 愛理遜值的 比率 (%) | |||||||
發明例1 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.5 | 109 | ||||||
發明例2 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.8 | 103 | ||||||
發明例3 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例4 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.9 | 104 | ||||||
發明例5 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.8 | 103 | ||||||
發明例6 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.5 | 109 | ||||||
發明例7 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.8 | 103 | ||||||
發明例8 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例9 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.9 | 104 | ||||||
發明例10 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.9 | 104 | ||||||
發明例11 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例12 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.9 | 111 | ||||||
發明例13 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.8 | 109 | ||||||
發明例14 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.4 | 97 | ||||||
發明例15 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.5 | 101 | ||||||
發明例16 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 101 | ||||||
發明例17 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例18 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.9 | 104 | ||||||
發明例19 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 12.8 | 103 | ||||||
發明例20 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.5 | 109 | ||||||
發明例21 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 14.2 | 115 | ||||||
發明例22 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.8 | 111 | ||||||
發明例23 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 13.1 | 106 | ||||||
發明例24 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例25 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.6 | 110 | ||||||
發明例26 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.6 | 103 | ||||||
發明例27 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.2 | 91 | ||||||
〇滿足該式的關係 | ||||||||||||||
×不滿足該式的關係 | ||||||||||||||
表13(續) | ||||||||||||||
(1)式 | (2)式 | (3)式 | (4)式 | (5)式 | (6)式 | 接合接頭的 愛理遜值 (mm) | 愛理遜值的 比率 (%) | |||||||
發明例28 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.4 | 97 | ||||||
發明例29 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.5 | 109 | ||||||
發明例30 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 14.2 | 115 | ||||||
發明例31 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.8 | 111 | ||||||
發明例32 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.1 | 106 | ||||||
發明例33 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.6 | 102 | ||||||
發明例34 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.6 | 110 | ||||||
發明例35 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 13.8 | 111 | ||||||
發明例36 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 13.1 | 106 | ||||||
發明例37 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.7 | 102 | ||||||
發明例38 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 12.4 | 100 | ||||||
發明例39 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 11.9 | 96 | ||||||
發明例40 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.7 | 106 | ||||||
發明例41 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.6 | 103 | ||||||
發明例42 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 3.4 | 97 | ||||||
比較例1 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 9.5 | 77 | ||||||
比較例2 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 8.6 | 69 | ||||||
比較例3 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 1.1 | 31 | ||||||
比較例4 | × | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.3 | 66 | ||||||
比較例5 | 〇 | × | × | × | 〇 | × | 9.8 | 79 | ||||||
比較例6 | 〇 | × | × | × | 〇 | × | 9.7 | 78 | ||||||
比較例7 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.5 | 71 | ||||||
比較例8 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | × | 2.2 | 63 | ||||||
比較例9 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.3 | 19 | ||||||
比較例10 | 〇 | × | × | × | 〇 | 〇 | 2.6 | 21 | ||||||
比較例11 | 〇 | × | × | × | 〇 | 〇 | 2.4 | 69 | ||||||
比較例12 | 〇 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 2.1 | 60 | ||||||
〇滿足該式的關係 | ||||||||||||||
×不滿足該式的關係 | ||||||||||||||
根據表13,於發明例中,儘管第一電磁鋼帶的板厚與第二電磁鋼帶的板厚彼此不同,但均以高速度進行了接合,同時獲得了無缺陷、具有優異的斷裂抑制效果的電磁鋼帶的接合接頭。
另一方面,於比較例中,未獲得充分的斷裂抑制效果。
1:第一電磁鋼帶(被接合材)
2:第二電磁鋼帶(被接合材)
3:旋轉工具
3-1:旋轉工具(表面側旋轉工具)
3-2:旋轉工具(背面側旋轉工具)
4:接合部
4-1:熱加工影響部(第一電磁鋼帶側)
4-2:熱加工影響部(第二電磁鋼帶側)
5、5-1、5-2:肩部
5-3:前端面(表面側旋轉工具)
5-4:前端面(背面側旋轉工具)
5-5:中心部(表面側旋轉工具)
5-6:中心部(背面側旋轉工具)
5-7:外周部(表面側旋轉工具)
5-8:外周部(背面側旋轉工具)
5-9:肩端部(周向端部)(表面側旋轉工具)
5-10:肩端部(周向端部)(背面側旋轉工具)
5-11:中心部-外周部邊界(表面側旋轉工具)
5-12:中心部-外周部邊界(背面側旋轉工具)
6、6-1、6-2:銷(針)
6-3:銷(針)(表面側旋轉工具)
6-4:銷(針)(背面側旋轉工具)
7:把持裝置
8:壓盤(墊板)
9、9-1、9-2:前端部
α:外周部錐角
θ:傾斜角度
D:肩徑/前端面直徑
D
1:中心部直徑
圖1A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭的一例的示意圖。
圖1B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的接合接頭的一例的示意圖。
圖2A是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖,且是表示藉由單面摩擦攪拌接合方法進行的對接接合的一例的側面立體圖。
圖2B是圖2A的A-A箭視圖。
圖2C是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖,且是表示藉由單面摩擦攪拌接合方法進行的搭接接合的一例的側面立體圖。
圖3A是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖,且是表示藉由雙面摩擦攪拌接合方法進行的對接接合的一例的側面立體圖。
圖3B是圖3A的A-A箭視圖。
圖3C是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖,且是表示藉由雙面摩擦攪拌接合方法進行的對接接合的一例的圖。
圖4A是表示單面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖4B是表示單面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖4C是表示單面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖5A是表示雙面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖5B是表示雙面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖5C是表示雙面摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖6是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖7A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖7B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖8A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖8B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖8C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖9A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖9B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖9C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖10A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖10B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖10C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖11A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部設置有凹部狀的階差部的中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖11B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖11C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部平面旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖12A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部設置有凹部狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖12B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖12C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖13A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部設置有凹部狀的階差部的中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖13B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖13C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有凹部狀的階差部的中心部凹型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖14A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部設置有階梯狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖14B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有階梯狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖14C是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具(於中心部及外周部設置有階梯狀的階差部的中心部凸型旋轉工具)的形狀的一例的示意圖。
圖15是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖,且是表示藉由雙面摩擦攪拌接合方法進行的對接接合的一例的圖。
1:第一電磁鋼帶(被接合材)
2:第二電磁鋼帶(被接合材)
4:接合部
4-1:熱加工影響部(第一電磁鋼帶側)
4-2:熱加工影響部(第二電磁鋼帶側)
Claims (15)
- 一種電磁鋼帶的接合接頭,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合,其中,所述電磁鋼帶的接合接頭包括接合部、以及與所述接合部鄰接的熱加工影響部,所述接合部及所述熱加工影響部的鋼組織分別為鐵氧體相主體的組織,且滿足下式(1)~式(4)的關係,Dsz≦200μm…(1) Dhaz1≦Dbm1…(2) Dhaz2≦Dbm2…(3) 0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2…(4)此處,Dsz 為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dhaz1 為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dhaz2 為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dbm1 為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值 (μm),Dbm2 為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Hsz 為接合部的硬度的平均值,Hbm1 為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,Hbm2 為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
- 如請求項1所述的電磁鋼帶的接合接頭,其滿足下式(5)及式(6)的關係,0.8×TbmL≦TszL…(5) TszH≦1.3×TbmH…(6)此處,TszL 為接合部的厚度的最小值(mm),TszH 為接合部的厚度的最大值(mm),TbmL 為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm),TbmH 為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm);其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
- 如請求項1或請求項2所述的電磁鋼帶的接合接 頭,其中,所述第一電磁鋼帶的板厚與所述第二電磁鋼帶的板厚不同。
- 一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,將第一電磁鋼帶與繼所述第一電磁鋼帶之後的第二電磁鋼帶接合,所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中,對於作為所述第一電磁鋼帶的端部與所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部的未接合部,使旋轉工具一邊旋轉一邊予以按壓,繼而,使所述旋轉工具沿接合方向移動,藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合,於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足下式(1)~式(4)的關係的條件下進行接合,Dsz≦200μm…(1) Dhaz1≦Dbm1…(2) Dhaz2≦Dbm2…(3) 0.9×(Hbm1+Hbm2)/2≦Hsz≦1.2×(Hbm1+Hbm2)/2…(4)此處,Dsz 為接合部的鐵氧體粒徑的平均值(μm), Dhaz1 為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dhaz2 為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dbm1 為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Dbm2 為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值(μm),Hsz 為接合部的硬度的平均值,Hbm1 為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值,Hbm2 為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
- 如請求項4所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,於滿足下式(5)及式(6)的關係的條件下進行接合,0.8×TbmL≦TszL…(5) TszH≦1.3×TbmH…(6)此處,TszL 為接合部的厚度的最小值(mm),TszH 為接合部的厚度的最大值(mm),TbmL 為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚(mm), TbmH 為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚(mm);其中,於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下,為TbmL=TbmH。
- 如請求項4所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述旋轉工具為彼此相向的一對旋轉工具,且使所述旋轉工具一邊旋轉一邊自所述未接合部的兩面向彼此相反的方向進行按壓,另外,所述第一電磁鋼帶的板厚與所述第二電磁鋼帶的板厚不同,所述旋轉工具的前端面具有中心部、以及與所述中心部的周緣鄰接地配置的外周部,所述外周部為錐形形狀。
- 如請求項6所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部的錐角α為2°~20°。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部與所述外周部的邊界的周向位置為0.15×D~0.35×D的範圍,此處,所謂周向位置是指旋轉工具的前端面的周向上距旋轉軸的距離;另外,D為旋轉工具的前端面的直徑。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部於其表面具有所述旋轉工具的旋轉 方向的旋渦狀的階差部。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述外周部於其表面具有與所述旋轉工具的旋轉為相反方向的旋渦狀的階差部。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部為平面、凸型的曲面或凹型的曲面。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述中心部於其表面具有與所述旋轉工具的旋轉為相反方向的旋渦狀的階差部。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,所述旋轉工具的中心部的直徑D1(mm)滿足下式(10)的關係,且,由所述旋轉工具的轉速RS(次/分鐘)、所述旋轉工具的中心部的直徑D1(mm)及接合速度JS(mm/分鐘)表示的RS×D1 3/JS滿足下式(11)的關係,4×TJ≦D1≦10×TJ…(10) 200×TJ≦RS×D1 3/JS≦2000×TJ…(11)此處,於未接合部為對接部的情況下,TJ為第一電磁鋼帶的板厚及 第二電磁鋼帶的板厚的平均值(mm),於未接合部為重疊部的情況下,TJ為重疊部的厚度(mm)。
- 如請求項6或請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,其中,於所述第一電磁鋼帶的端部與所述第二電磁鋼帶的端部的對接部中,僅於其中一個面具有階差,配置於具有所述階差的面側的所述旋轉工具的前進側為所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶中板厚小的電磁鋼帶之側,配置於具有所述階差的面側的所述旋轉工具的後退側為所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶中板厚大的電磁鋼帶之側。
- 一種電磁鋼帶的製造方法,包括:藉由如請求項4至請求項14中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法,將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而獲得接合鋼帶的步驟;以及對所述接合鋼帶實施冷軋而獲得冷軋鋼帶的步驟。
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