TWI842943B

TWI842943B - 金屬系筒材之製造方法及使用於其之背墊治具

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Publication number: TWI842943B
Application number: TW109128051A
Authority: TW
Inventors: 阿野元貴; 丸子智弘; 宮澤智明; 岩本祐一
Original assignee: 日商古屋金屬股份有限公司
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2024-05-21

Abstract

本揭示之目的在於提供一種一體型之優質之金屬系筒材，而不受使用金屬系板材形成為筒形狀時產生之壓縮及拉伸之影響、筒形狀之加工難易度之影響、以及金屬系板材端面之加工精度之影響。本揭示之金屬系筒材之製造方法具有：步驟A，其形成附狹縫之筒形狀體，該附狹縫之筒形狀體具備至少1條狹縫，該狹縫自包含至少1塊金屬系板材之筒胴部之一端面延伸至另一端面；步驟B，其形成附填充材料之筒形狀體，該附填充材料之筒形狀體具備填充部，該填充部以由填充材料填埋狹縫之長度方向整體之方式，使該填充材料填充於狹縫；及步驟C，其使具有探針之摩擦攪拌旋轉工具中之探針插入到至少填充部，且實施FSP，藉此將附填充材料之筒形狀體之至少填充部改質，而獲得具備FSP部之金屬系筒材。

Description

金屬系筒材之製造方法及使用於其之背墊治具

本揭示係關於一種利用摩擦攪拌製程之金屬系筒材之製造方法及使用於該製造方法之治具，例如關於一種利用摩擦攪拌製程對金屬材料之改質的大型之圓筒型濺鍍靶材之製造方法及使用於該製造方法之背墊治具。

已知圓筒型濺鍍靶材(以下，稱為圓筒靶材)與先前主流之平面型之濺鍍靶材(以下，稱為板靶材)相比使用效率較高，且極大有助於運行成本之減小化。此外，由於陰極構造為圓筒，冷卻性能優異，且可自由調節磁力線之空間分佈，故容易使電漿最佳化，對基板之熱負荷減小較為重要之有機EL顯示器用及照明用反射膜之形成中之使用需求變高。作為該有機EL(Electro Luminescence：電致發光)顯示器用及照明用反射膜，使用Al系反射膜、或有利於高亮度、高效率之Ag系反射膜。

根據大型顯示器之需要，圓筒靶材亦大型化，例如開始使用直徑0.2 m及長度2 m之大型之圓筒靶材。

然而，圓筒靶材之製造與先前之板靶材之製造方法大為不同。例如，記載有於圓筒狀基體之外周填充粉末並藉由熱均壓壓製(HIP：Hot Isostatic Pressing)而成型圓筒靶材之方法(例如，參照專利文獻1)。又，記載有藉由噴塗法於圓筒狀基體之外周面形成靶材層之方法(例如，參照專利文獻2)。

又，提案有藉由接合而製造板靶材之方法(例如，參照專利文獻3或專利文獻4)。尤其，主張固相接合法之1種即摩擦攪拌接合(Friction Stir Welding：以下，稱為FSW)與熔融焊接相比，結晶粒之大小於接合部與母材部分為同等(例如，參照專利文獻4)。此外，於Au、Cu、Al、Ag等熱傳導性較高之材質中，熔融焊接非常難，設備亦大型化，因此FSW中之接合有更有效且亦無需大型設備之優點。

關於筒之FSW，記載有如下之製造方法：將鋁板材整圓，並將對接部平坦化後進行FSW，完成FSW後，將平坦化之對接部成形為圓弧狀(例如，參照專利文獻5)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平5-230645號公報專利文獻2：日本專利特開平5-86462號公報專利文獻3：日本專利特開2015-120975號公報專利文獻4：國際公開第2004/090194號專利文獻5：日本專利特開2003-94177號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，於專利文獻1所記載之製造方法中，隨著圓筒靶材變得大型，以HIP之製造受到裝置大型化之侷限。於專利文獻2所記載之製造方法中，以噴塗之製造若為Al、Ag等熱傳導性較高之材料，則有於靶材層內產生氣孔之問題、及靶材層剝落之問題。再者，若以噴塗進行製造，則有容易引起靶材之氧化之問題。

當然，亦存在利用大型設備製造一體型之圓筒靶材之方法。作為該方法，藉由熔融而準備圓柱坯料，並藉由深孔加工及沖孔而製作中空管。其後，藉由拉拔加工而成型為目標尺寸。但，由於製品重量相對於準備之坯料為1/2～1/3左右，故良率較差，製造成本相應變得巨大。又，由於對30～50 mm厚之圓筒進行強加工，故因材質而產生裂紋，亦存在退貨等製造風險。

又，於專利文獻5所記載之製造方法中，難以使板材之兩端部以相同高度對齊且平坦排列並對接而形成為對接部。再者，板厚薄至3 mm左右，板寬亦為400 mm以下，可謂非常短。

例如，於直徑0.2 m、長度2 m及壁厚10 mm之大型之圓筒靶材之製造時利用FSW之情形，實際上非常難成形該對接部。即便整圓長方體之板材，對接部因內徑之壓縮及外徑之拉伸，亦不會成為I形坡口。又，由於長度2 m為長條，故回彈之影響顯著表現，長邊方向之兩端因內部應力較少，故容易被整圓，但中央部因內部應力較大，故致使對接部打開。雖可進行部分修正，但對接部之板材端面會產生差異。亦有於整圓加工後將板材之端部切削加工，並將對接部設為I形坡口之方法，但由於形狀為圓筒，故需推定對接之狀態，並於端部實施坡口加工。因此，精度較佳地對接端部非常困難，且於事前加工需要較多費用與時間。

如此，圓筒靶材於高使用效率、與對基板之熱負荷減小上非常有吸引力，但關於優質圓筒靶材之製造方法之文獻較少，目前於巨大之製造費及製造不穩定性上留有問題。

本揭示係以該情況為背景而完成者，目的在於提供一種簡單且以更低成本製造品質優異之金屬系筒材之方法。更具體而言，目的在於不受使用金屬系板材形成為筒形狀時產生之內徑之壓縮及外徑之拉伸之影響、筒形狀之長邊方向上之加工難易度之影響、以及對接之金屬系板材之端面之加工精度之影響，藉由改質而提供一種一體型之優質之金屬系筒材。 [解決問題之技術手段]

為達成上述目的而深入研究，結果發現使板材之端面不接觸地面對，且不調整板材之端面之形狀，並將填充材料填充於端面間所存在之間隙即狹縫，且使用摩擦攪拌技術，藉由FSP(Friction Stir Processing：摩擦攪拌處理)將填充部改質，藉此解決上述問題，從而完成本發明。

本發明之金屬系筒材之製造方法之特徵在於具有：步驟A，其形成附狹縫之筒形狀體，該附狹縫之筒形狀體具備至少1條狹縫，該狹縫自包含至少1塊金屬系板材之筒胴部之一端面延伸至另一端面；步驟B，其形成附填充材料之筒形狀體，該附填充材料之筒形狀體具備填充部，該填充部以由填充材料填埋上述狹縫之長度方向整體之方式，使該填充材料填充於上述狹縫；及步驟C，其使具有探針之摩擦攪拌旋轉工具中之探針插入到至少上述填充部，且實施FSP，藉此將上述附填充材料之筒形狀體之至少上述填充部改質，而獲得具備FSP部之金屬系筒材。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述摩擦攪拌旋轉工具進而具有台肩部，且上述步驟C中之改質係於使上述摩擦攪拌旋轉工具一面旋轉一面於上述狹縫之長度方向沿一方向移動時，遍及自上述填充部中之上述台肩部及上述探針周圍之填充部超出至隔著該填充部之兩側之上述金屬系板材的部分而形成可塑性區域，且對該可塑性區域內之塑性流動體賦予上述摩擦攪拌旋轉工具之旋轉方向之剪切力而去除上述塑性流動體中所包含之缺陷及空隙，進而於上述摩擦攪拌旋轉工具通過完畢後，將上述塑性流動體冷卻、固化而獲得固體狀之上述FSP部。藉由使摩擦攪拌旋轉工具沿狹縫之長度方向通過1次之一次FSP施工，而進行塑性流動體之形成至固體狀FSP部之完成，可高效地獲得金屬系筒材。又，可更一體地攪拌可塑性區域。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，亦可為上述附狹縫之筒形狀體具有將1塊金屬系板材被整圓成筒狀之形狀，且上述狹縫為隔開間隔而對向之上述金屬系板材之端面間之間隙，或上述附狹縫之筒形狀體具有將2塊以上之金屬系板材組合而形成1個筒狀之形狀，且上述狹縫為隔開間隔而對向之相鄰之上述金屬系板材之端面間之間隙。金屬系板材為1塊或複數塊，皆可形成附狹縫之筒形狀體。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體，且上述狹縫之寬度為0.2 mm以上，未達0.4×(2d_o -1)^1/2 mm(其中，d_o 表示上述附狹縫之圓筒形狀體之外徑(單位：mm))，或上述附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體，且上述狹縫之寬度為0.2 mm以上，未達0.4×(2d_o -1)^1/2 mm(其中，d_o 表示上述附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑(單位：mm))。可容易使填充材料填充於狹縫，而更有效地進行填充部之改質。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述步驟B為以下步驟之任一步驟：步驟B1，其藉由MIG(Melt Inert Gas：熔融極惰性氣體)或TIG(Tungsten Inert Gas：鎢極惰性氣體)法，於上述狹縫中堆焊填充材料；步驟B2，其將熔融體流入上述狹縫；步驟B3，其將具有上述金屬系板材之壁厚以上之厚度的塊材料嵌入至上述狹縫，且以不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具按壓；或步驟B4，其於上述狹縫中設置線材、粒體及粉體中之至少1種，且以鎚、壓製機、或不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具按壓。可更有效地使填充材料填充於狹縫。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述填充材料之厚度較上述金屬系板材之壁厚更厚。於步驟C中，可更容易去除塑性流動體中所包含之缺陷及空隙。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述填充材料之表觀體積大於上述狹縫之容積。於步驟C中，可更容易去除塑性流動體中所包含之缺陷及空隙。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟B1或上述步驟B2中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部。可防止填充材料亦堆焊於附狹縫之筒形狀體之內部、或熔融體自狹縫流下。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟B3中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部，固持上述附狹縫之筒形狀體，且朝向上述背墊部以上述不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側按壓上述附狹縫之筒形狀體；或於上述步驟B4中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部，固持上述附狹縫之筒形狀體，且朝向上述背墊部以上述鎚、上述壓製機、或上述不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側按壓上述附狹縫之筒形狀體。可使填充材料更密集地向狹縫填充。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟C中，將上述金屬系板材之壁厚設為T₁ (單位：mm)時，上述摩擦攪拌旋轉工具之探針長度Q₁ (單位：mm)滿足0＜Q₁ ≦(T₁ -0.5)。可防止摩擦攪拌旋轉工具之探針貫通填充部。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟C中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部，固持上述附填充材料之筒形狀體，且朝向上述背墊部將上述摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側插入至上述附填充材料之筒形狀體，將上述附填充材料之筒形狀體之至少上述填充部改質。可達成於FSP部之內部無空間或缺陷之更優質之改質。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述金屬系筒材中之上述FSP部以外之部位之壁厚T_A 為2 mm以上25 mm以下，且上述金屬系筒材之長度L₁ 為500 mm以上。即便金屬系筒材為長條，亦可不使用大型設備而製造。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟C之後，進而具有對上述金屬系筒材之至少上述FSP部實施塑性加工之步驟D。藉由加入塑性加工產生之加工應變，可調整結晶粒，而於FSP部與筒胴部中提高結晶粒大小之均一性，且可製造尺寸精度較高之金屬系筒材。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為於上述步驟C與上述步驟D之間、上述步驟D之後、或上述步驟C與上述步驟D之間及上述步驟D之後之兩者，具有以上述金屬系板材之再結晶溫度以上之溫度將上述金屬系筒材進行熱處理之步驟E。可減少金屬系筒材之內部應力，而於FSP部與筒胴部中提高結晶粒大小之均一性。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述金屬系筒材包含Au、Ag、Al、Cu、Zn、Au基合金、Ag基合金、Al基合金、Cu基合金、或Zn基合金之任1種。即便為熱傳導性較高及/或易氧化之材質，亦可製造金屬系筒材。

於本發明之金屬系筒材之製造方法中，較佳為上述金屬系筒材為濺鍍靶材、壓力容器用囊或壓力容器用襯套之整體或一部分。於該等裝置或零件中，可實現簡便性、低成本及高品質。

本發明之背墊治具之特徵在於，其係本發明之金屬系筒材之製造方法中使用之背墊治具，可設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部，且具備：上述背墊部；及腳部，其相對於上述背墊部之表面位於後方側；且設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部時，上述背墊部之表面面向上述填充部之內表面，上述腳部之表面與上述筒胴部之內表面相接，上述附填充材料之筒形狀體為附填充材料之圓筒形狀體，上述筒胴部為圓筒胴部，於將上述背墊治具設置於上述附填充材料之圓筒形狀體之內部之狀態下，將上述附填充材料之圓筒形狀體之軸垂直地橫截的橫截面上，出現上述圓筒胴部之內表面側的上述狹縫，將上述狹縫之兩端部連成直線狀的虛設線、與上述背墊部之表面之最短距離G(單位：mm)，滿足0≦G≦0.1d_i (其中，d_i 表示上述附填充材料之圓筒形狀體之內徑(單位：mm))，或上述附填充材料之筒形狀體為附填充材料之橢圓筒形狀體，上述筒胴部為橢圓筒胴部，於將上述背墊治具設置於上述附填充材料之橢圓筒形狀體之內部之狀態下，將上述附填充材料之橢圓筒形狀體之軸垂直地橫截的橫截面上，出現上述橢圓筒胴部之內表面側的上述狹縫，將上述狹縫之兩端部連成直線狀而成的虛設線、與上述背墊部之表面之最短距離G(單位：mm)，滿足0≦G≦0.1d_i (其中，d_i 表示上述附填充材料之橢圓筒形狀體之短軸方向之內徑(單位：mm))。

本發明之背墊治具之特徵在於，其係本發明之金屬系筒材之製造方法中使用之背墊治具，且具備：上述背墊部；腳部，其相對於上述背墊部之表面位於後方側；及可變機構，其使上述背墊部之表面與上述腳部之表面之彼此間之長度可變。 [發明之效果]

根據本揭示，可提供一種簡單且以更低成本製造品質優異之金屬系筒材之方法。更具體而言，可不受使用金屬系板材形成為筒形狀時產生之內徑之壓縮及外徑之拉伸之影響、筒形狀之長邊方向上之加工難易度之影響、以及對接之金屬系板材之端面之加工精度之影響，藉由改質而提供一體型之優質之金屬系筒材。

以下，一面參照圖式一面顯示實施形態對本發明進行詳細說明，但本發明未限定於該等記載而解釋。只要發揮本發明之效果，實施形態亦可進行各種變化。另，本說明書及圖式中符號相同之構成要件顯示彼此相同者。

[第1形態] 首先，關於金屬系筒材之製造方法，對附狹縫之筒形狀體具有1塊金屬系板材被整圓成筒狀之形狀，且使用圓柱體之背墊治具之第1形態進行詳細說明。

本實施形態之金屬系筒材之製造方法如圖1～圖7所示，具有：步驟A，其形成附狹縫之筒形狀體，該附狹縫之筒形狀體具備至少1條自包含至少1塊金屬系板材1之筒胴部之一端面11c延伸至另一端面11d之狹縫12；步驟B，其形成附填充材料之筒形狀體，該附填充材料之筒形狀體具備以由填充材料2填埋狹縫12之長度方向U_S 整體之方式，使填充材料2填充於狹縫12之填充部22；及步驟C，其於至少填充部22，插入具有探針53之摩擦攪拌旋轉工具50中之至少探針53，並施工FSP，藉此將附填充材料之筒形狀體之至少填充部22改質，而獲得具備FSP部32之金屬系筒材。

於筒形狀體，例如有圓筒形狀體或橢圓筒形狀體。於本實施形態中，以圓筒形狀體為代表例進行說明。於金屬系筒材，例如有金屬系圓筒材或金屬系橢圓筒材。於本實施形態中，以金屬系圓筒材為代表例進行說明。於以下之說明中，只要無特別說明，亦分別適用於筒形狀體為橢圓筒形狀體之情形及金屬系筒材為金屬系橢圓筒材之情形。

(步驟A) 於步驟A中，如圖1所示，首先準備1塊金屬系板材1。金屬系板材1係例如板面之外觀形狀為展開圓柱側面之形狀之金屬或合金製之板材。金屬系板材1之第1端面11a、與不共有角之第2端面11b雖較佳為精加工面，但由於藉由步驟C中之改質而修正，故未必為精加工面。

金屬系板材1之組成例如為Au、Ag、Al、Cu、Zn或包含該等金屬之合金。金屬系板材1較佳為包含Au、Ag、Al、Cu、Zn、Au基合金、Ag基合金、Al基合金、Cu基合金或Zn基合金之任1種。作為Au基合金之較佳具體例，例如有Au-Ag系合金、Au-Pd系合金、Au-Al系合金、Au-Cu系合金、Au-Zn系合金、Au-Sn系合金、Au-Ni系合金等。作為Ag基合金之較佳具體例，例如有Ag-Au系合金、Ag-Al系合金、Ag-Cu系合金、Ag-Zn系合金、Ag-Pd系合金、Ag-Cu-Pd系合金、Ag-Cu-Pd-Ge系合金、Ag-In系合金、Ag-Bi系合金等。作為Al基合金之較佳具體例，例如有Al-Au系合金、Al-Ag系合金、Al-Cu系合金、Al-Zn系合金、Al-Sc系合金、Al-Ti系合金、Al-Y系合金、Al-Zr系合金、Al-Hf系合金、Al-Nd系合金、Al-Si系合金等。作為Cu基合金之較佳具體例，有Cu-Au系合金、Cu-Ag系合金、Cu-Al系合金、Cu-Zn系合金、Cu-Ga系合金、Cu-Ta系合金、Cu-Cr系合金等。作為Zn基合金之較佳具體例，有Zn-Au系合金、Zn-Ag系合金、Zn-Al系合金、Zn-Cu系合金、Zn-Fe系合金等。此處，表述為「M₁ -M₂ 系合金」(其中，M₁ 及M₂ 意指金屬元素)時，M₁ 意指主成分，M₂ 意指副成分。所謂「系」，意指亦可包含M₂ 以外之副成分或添加成分。所謂主成分，意指M₁ 於合金中具有最大原子%。M₂ 表示第1副成分，意指合金中除M₁ 外具有最大原子%。所謂添加成分，意指例如1原子%以下之含有量之含有元素。另，關於Ag-Cu-Pd-Ge系合金，Ag相當於M₁ ，Cu、Pd及Ge相當於M₂ ，例如包含國際公開第2005/031016號所揭示之銀合金。

金屬系板材1之板面形狀為了形成圓筒形狀，較佳為平行四邊形、菱形、長方形或正方形，更佳為長方形或正方形。以下，若未說明，則以金屬系板材1之板面形狀為長方形之情形為例進行說明。

將金屬系板材1之壁厚設為T₁ (單位：mm)時，T₁ 較佳為2 mm以上25 mm以下。可根據形成之附狹縫之圓筒形狀體10之長度及直徑，調整T₁ 。

如圖1及圖2所示，藉由彎曲加工，以金屬系板材1整體形成圓筒形狀之一部分之方式，整圓金屬系板材1，直至第1端面11a與第2端面11b隔開長度W_S 之間隔而對向，藉此形成附狹縫之圓筒形狀體10。

所謂隔開間隔，意指第1端面11a與第2端面11b不對接。第1端面11a與第2端面11b隔開間隔而對向時，第1端面11a與第2端面11b可彼此傾斜相向，亦可彼此朝向正對面。

於第1端面11a與第2端面11b彼此傾斜面對之形態中，例如圖1及圖2所示之金屬系板材1呈圓筒胴部11，但於整圓前呈長方體。若將具有厚度之金屬系板材1整圓，則附狹縫之圓筒形狀體10之圓筒胴部11之成為內表面11f之側被壓縮，成為外周表面11e之側被拉伸，因此第1端面11a與第2端面11b彼此傾斜面對。

此種形態下之間隔之長度W_S (單位：mm)如下求出。於圖2中，將第1端面11a上之任意之點設為P₁ ，將附狹縫之圓筒形狀體10之中心設為C_H 。又，將附狹縫之圓筒形狀體10之內徑設為d_i (單位：mm)，將附狹縫之圓筒形狀體10之外徑設為d_o (單位：mm)。再者，將位於第2端面11b上之點、即與C_H 之距離X₂ (d_i /2≦X₂ ≦d_o /2)等於線段P₁ C_H 之長度X₁ 之點設為P₂ 。間隔之長度W_S 為線段P₁ P₂ 之長度。W_S 隨著朝向附狹縫之圓筒形狀體10之內表面11f而變小。上述雖已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，但若附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體，則將短軸與長軸之交點設為C_H 。又，將附狹縫之橢圓筒形狀體之軸垂直地橫截之橫截面上，出現橢圓筒胴部之內表面側之狹縫，將該狹縫之兩端部(13a、13b)連成直線狀的虛設線、與交點C_H 之最短距離之2倍，設為d_i (單位：mm)。再者，將附狹縫之橢圓筒形狀體之軸垂直地橫截之橫截面上，出現橢圓筒胴部之外周表面側之狹縫，將該狹縫之兩端部(13c、13d)連成直線狀的虛設線、與交點C_H 之最短距離之2倍，設為d_o (單位：mm)。

作為第1端面11a與第2端面11b彼此朝向正面之形態，例如有於準備金屬系板材1時，將第1端面11a及第2端面11b設為傾斜面後，以第1端面11a與第2端面11b彼此朝向正面之方式整圓金屬系板材1的形態，或於整圓金屬系板材1後，將第1端面11a及第2端面11b切削加工，並使第1端面11a與第2端面11b朝向正面的形態。此時，間隔之長度W_S 無關於圖2中之點P₁ 之位置而為特定。

間隔之長度W_S 較佳為0.2 mm以上，且小於0.4×(2d_o -1)^1/2 mm。可容易將填充材料2填充於狹縫12，而更有效地進行填充部22之改質。若小於0.2 mm，則有難以將填充材料2填充於狹縫12之可能性，若為0.4×(2d_o -1)^1/2 mm以上，則有增大將填充部22改質之勞力的可能性。上述雖已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，但附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體之情形，將附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑設為d_o (單位：mm)。

彎曲加工例如為彎曲機加工、輥彎曲加工、壓製加工或捲壓加工之彎曲加工。

附狹縫之圓筒形狀體10如圖1所示，具有：圓筒胴部11，其包含1塊金屬系板材1；及至少1條狹縫12，其自圓筒胴部11之一端面11c延伸至另一端面11d。附狹縫之圓筒形狀體10由於具有狹縫12，故非完整之圓筒形狀。圓筒胴部11之內表面11f及外周表面11e為圓弧面。狹縫12為隔開間隔對向之金屬系板材1之第1端面11a與第2端面11b之間之間隙。狹縫12之寬度為間隔之長度W_S 。

狹縫12之外觀例如為直線狀或曲線狀，自簡化步驟B及步驟C中之操作之觀點而言，較佳如圖1所示為直線狀。

狹縫12之長度方向U_S 亦可相對於圓筒胴部11之長度方向U_H 形成角度，較佳與圓筒胴部11之長度方向U_H 一致。可容易進行步驟B及步驟C中之操作。於圖1中，為使方向U_S 與方向U_H 一致，而於進行彎曲加工時，以一端面11c與一個平面相接，另一端面11d與平行於該平面之另一平面相接之方式，彎曲金屬系板材1，但即便金屬系板材1為正方形亦可同樣地彎曲。方向U_S 相對於方向U_H 形成角度之情形時，金屬系板材1例如為平行四邊形或菱形。

如圖1所示，將附狹縫之圓筒形狀體10之長度設為L₁₀ (單位：mm)時，L₁₀ 較佳為500 mm以上。可將金屬系圓筒材30之長度L₁ (單位：mm)設為500 mm以上。

如圖2所示之附狹縫之圓筒形狀體10之外徑d_o 較佳滿足100 mm以上300 mm以下。附狹縫之圓筒形狀體10之內徑d_i 較佳滿足50 mm以上296 mm以下。上述雖已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，但附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體之情形，附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑d_o 較佳滿足100 mm以上300 mm以下。又，附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之內徑d_i 較佳滿足50 mm以上296 mm以下。

(步驟B) 於開始步驟B時，如圖1及圖2所示，將附狹縫之圓筒形狀體10載置於工作台60，並將圓柱體之背墊治具40插入至附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a而設置。背墊治具40具備：背墊部42；及腳部43，其相對於背墊部42之表面42a位於後方側。表面42a形成背墊治具40之外周表面之一部分。背墊治具40較佳為包含鋼材或包含氮化矽等陶瓷材料。上述雖已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，但附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體之情形，亦可使用橢圓柱體之背墊治具。

於步驟B中，如圖3及圖4所示，以由填充材料2填埋狹縫12之長度方向U_S 整體之方式，使填充材料2填充於狹縫12，而形成附填充材料之圓筒形狀體20。此處，背墊部42之表面42a與填充部22之內表面22f面相對，腳部43之表面43a與圓筒胴部11之內表面11f相接。腳部43之表面43a成為背墊治具40之外周表面之一部分。將附填充材料之圓筒形狀體20之內徑設為d_i (單位：mm)時，背墊部42之表面42a與虛設線22g之最短距離G(單位：mm)滿足0≦G≦0.1d_i 。此處，虛設線22g係以直線狀連結將附填充材料之圓筒形狀體20之軸A_M 垂直橫截之如圖4般之橫截面所顯現之圓筒胴部11之內表面11f側之狹縫12之兩端部14a、14b的虛設線。上述雖已說明附填充材料之筒形狀體為附填充材料之圓筒形狀體之情形，但附填充材料之筒形狀體為附填充材料之橢圓筒形狀體之情形，將附填充材料之橢圓筒形狀體之短軸方向之內徑設為d_i (單位：mm)時，滿足0≦G≦0.1d_i 。

附填充材料之圓筒形狀體20具備金屬系板材1、與填充部22。

填充部22具有填充材料2與狹縫12，且填充材料2固定於狹縫12。

所謂由填充材料2填埋狹縫12之長度方向U_S 整體，意指如圖4所示，至少遍及寬度方向U_W 將填充材料2固定於狹縫12內之狀態自圖3所示之圓筒胴部11之一端面11c遍及至另一端面11d而形成。狹縫12中之填充材料2之比例於狹縫12之寬度方向U_W 較佳為90～100%，於狹縫12之長度方向U_S 較佳為90～100%。

所謂使填充材料2填充於狹縫12，意指如圖4所示，將填充材料2自圓筒胴部11之外周表面11e沿U_D 方向填埋於狹縫12直至例如0.95T₁ 以上T₁ 以下。於填充部22中，於填充材料2之內部及填充材料2與狹縫12之間，由於以步驟C改質，故亦可留有間隙及缺陷。

將圖1所示之狹縫12之容積設為V_S (單位：mm³ )，將圖3所示之填充部22中之填充材料2之表觀體積設為V₂ (單位：mm³ )時，可為0＜V₂ ≦V_S ，但考慮間隙及缺陷，較佳為V_S ＜V₂ ≦1.1V_S 。此處，V_S ＜V₂ 意指填充材料2之表觀體積V₂ 大於狹縫之容積V_S 。

填充材料2例如設為與金屬系板材1之組成相同組成之焊接材料102(圖8)、熔融金屬(未圖示)、塊材料202(圖9)、線材302(圖10)、粒體402(圖11)、或粉體(未圖示)。又，作為填充材料2之形態，亦可設為與金屬系板材1之組成不同組成之構件組合之形態。例如，作為塊材料之形態，亦可為將塊狀構成構件組合之複合塊材料，即包含與金屬系板材1之組成不同組成之塊狀構成構件，但該複合塊材料之平均組成與金屬系板材1之組成相同之複合塊材料(未圖示)。作為線材之形態，亦可為將複數條線材捆束之線材束，即包含與金屬系板材1之組成不同組成之線材，但該線材束之平均組成與金屬系板材1之組成相同之線材束(未圖示)。作為粒體之形態，亦可為粒體混合物，即包含與金屬系板材1之組成不同組成之粒子，但該粒體混合物之平均組成與金屬系板材1之組成相同之粒體混合物(未圖示)。作為粉體之形態，亦可為粉體混合物，即包含與金屬系板材1之組成不同組成之粒子，但該粉體混合物之平均組成與金屬系板材1之組成相同之粉體混合物(未圖示)。於圖8及圖9中，顯示填充材料2之厚度較金屬系板材1之壁厚更厚之形態。

步驟B較佳為以下步驟B1～B4之任1個步驟。可更有效地填充於狹縫12。

(步驟B1) 步驟B較佳為如圖8所示，藉由MIG或TIG法而於狹縫12堆焊焊接材料102之步驟B1。由於於狹縫12插入焊接材料102並堆焊，故容易將焊接材料102自附狹縫之圓筒形狀體10之外周表面11e沿U_D 方向填埋於狹縫12直至金屬系板材1之壁厚T₁ 。於開始步驟B1時，較佳將具備背墊部42之背墊治具40設置於附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a。於狹縫12插入焊接材料102並堆焊時，背墊部42之表面42a成為狹縫12之內底面，可防止於附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a過量地堆焊焊接材料102且焊接材料102擴散至內表面11f。完成堆焊後，焊接材料102冷卻並固定於狹縫12，藉此設置填充部22，形成附填充材料之圓筒形狀體20。

(步驟B2) 步驟B較佳為於狹縫12流入熔融體(未圖示)之步驟B2。於狹縫12流入熔融體(未圖示)之狀態除焊接材料102為熔融體(未圖示)以外與圖8所示之狀態同樣。於開始步驟B2時，較佳與步驟B1同樣，設置背墊治具40。背墊部42之表面42a成為狹縫12之內底面，可防止熔融體(未圖示)自狹縫12流下至附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a。關於熔融體(未圖示)之較佳組成及流入後之過程，與B1同樣。

(步驟B3) 步驟B較佳為如圖9所示，將具有金屬系板材1之壁厚T₁ 以上之厚度T₂₀₂ 之塊材料202嵌入至狹縫12，並以如圖13所示不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具70按壓之步驟B3。可藉由按壓，填埋金屬系板材1與塊材料202之間隙23。

於步驟B3中，較佳將背墊治具40設置於附狹縫之圓筒形狀體10之內部，並使用固持構件(未圖示)以不覆蓋狹縫12之方式固持附狹縫之圓筒形狀體10，使圓筒胴部11之內表面11f接觸背墊部42之表面，避免附狹縫之圓筒形狀體10相對於工作台60移動，且將塊材料202嵌入至狹縫12，朝向背墊部42以不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具70將附狹縫之圓筒形狀體10自外周表面11e側於如圖9所示般之方向U_D 按壓。背墊部42之表面42a成為狹縫12之內底面，可使塊材料202更密集地向狹縫12填充。圖2中之間隔之長度W_S 較佳隨著朝向圓筒胴部11之內表面11f變小。將塊材料202嵌入至狹縫12時，可容易將塊材料202嵌入至狹縫，即便以摩擦攪拌旋轉工具70按壓塊材料202，塊材料202亦不移動。若T₁ =T₂₀₂ ，則亦可將塊材料202與金屬系板材1之邊界部(未圖示)包含在內而以摩擦攪拌旋轉工具70按壓。按壓時，狹縫12亦可塑性變形。

(步驟B4) 圖10係捆束複數條線材302並設置於圖2所示之附狹縫之圓筒形狀體10之狹縫12之狀態之圖。圖11係於圖2所示之附狹縫之圓筒形狀體10之狹縫12將粒體402設置於狹縫12之狀態之圖。

步驟B較佳為進行如圖10所示於狹縫12設置線材302，或如圖11所示將粒體402設置於狹縫12，或將粉體設置於狹縫12(未圖示)之至少任一者，且以鎚(未圖示)、壓製機(未圖示)、或如圖12所示不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具70按壓之步驟B4。於步驟B4中，較佳與步驟B3同樣，設置背墊治具40，固持附狹縫之圓筒形狀體10，並設置線材302、粒體402及粉體(未圖示)中之至少1種，且與步驟B3同樣，朝向背墊部42，自外周表面11e側按壓附狹縫之圓筒形狀體10。於步驟B4中，較佳於設置線材302、粒體402及粉體(未圖示)中之至少1種時，以按壓治具80按壓狹縫12之兩側，使圓筒胴部11之內表面11f密接於背墊治具40之背墊部42之表面。如圖11所示，按壓治具80例如具有平板形狀。對狹縫12之兩側分別以按壓治具80朝向附狹縫之圓筒形狀體10之中心C_H 施加按壓力84。被施加按壓力84之圓筒胴部11之內表面11f接觸背墊治具40之背墊部42之表面。此時，消除圓筒胴部11之內表面11f與背墊部42之表面之間隙。由於消除圓筒胴部11之內表面11f與背墊部42之表面之間隙，故可防止線材302、粒體402及粉體(未圖示)進入該間隙。上述雖已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，但附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體之情形，施加按壓力84之方向為朝向短軸與長軸之交點C_H 之方向。

作為填充材料2之形態，有僅線材302(圖10)、僅粒體402(圖11)、僅粉體(未圖示)、線材302與粒體402之組合(未圖示)、線材302與粉體之組合(未圖示)、粒體402與粉體之組合(未圖示)、或線材302、粒體402及粉體之組合(未圖示)。

線材302係具有如圖1所示般之附狹縫之圓筒形狀體10之長度L₁₀ 以上之長度之線狀之金屬或合金製構件。粒體402係粒子徑1000 μm以上且小於10000 μm之粒子狀之金屬或合金製構件。粉體(未圖示)係粒子徑10 μm以上且小於1000 μm之粒子狀之金屬或合金製構件。

填充材料2之形態為僅線材302之情形時，將線材302設置於狹縫12內。此處，有線材302僅為1條之情形(未圖示)、與如圖10所示複數條線材302捆束成線材束之情形。設置後，例如以鎚(未圖示)或壓製機(未圖示)按壓線材302，並將線材302押入至狹縫12中之內表面11f側，而填埋線材302與金屬系板材1之間隙23。其後，亦可以摩擦攪拌旋轉工具70按壓線材302，進而填埋金屬系板材1與線材302之間隙23。若線材302之設置厚度設為H₂ ，則較佳為H₂ ≧T₁ 。若H₂ =T₁ ，則亦可不使用鎚(未圖示)或壓製機(未圖示)，直接以摩擦攪拌旋轉工具70按壓線材302，而填埋金屬系板材1與線材302之間隙23。又，可將線材302與金屬系板材1之邊界部(未圖示)包含在內進行按壓。

填充材料2之形態為僅粒體402之情形時，如圖11所示，除將線材302變更為粒體402以外，與線材302之形態同樣。填充材料2之形態為僅粉體(未圖示)之形態之情形時，與僅粒體402之形態同樣地進行步驟B4。填充材料2之形態為組合形態之情形時，與僅粒體402之形態同樣地進行步驟B4。

所謂以摩擦攪拌旋轉工具70按壓，意指一面將例如圖11所示之粒體402如圖12所示僅於按壓方向76按壓，一面如圖13所示藉由摩擦攪拌旋轉工具70之台肩部72之旋轉使粒體402變形，而於可塑性區域3內產生塑性流動體，且如圖4所示於形成附填充材料之圓筒形狀體20後，減少填充部22中之填充材料2與狹縫12之間隙。具體而言，如圖12所示，使摩擦攪拌旋轉工具70於旋轉方向75旋轉，並使摩擦攪拌旋轉工具70之台肩部72於按壓方向76緩慢壓抵至粒體402。若台肩部72接觸粒體402，則藉由旋轉產生之摩擦熱，於接觸之粒體402產生高溫之可塑性區域3，且藉由熱傳導加熱粒體402，而如圖13所示，使可塑性區域3擴展。同時自摩擦攪拌旋轉工具70賦予之旋轉力對可塑性區域3內之塑性流動體賦予旋轉方向75之剪切力，減少間隙23，使塑性流動體之外表面一面進而以追隨狹縫12之形狀之方式變形，一面被填充。於僅塊材料202、僅線材302、僅粉體(未圖示)、組合等填充材料2之其他形態亦同樣。此處，摩擦攪拌旋轉工具70例如除Fe、Ni、Co、W、Ir及以該等為基材之合金外，亦包含陶瓷材料。摩擦攪拌旋轉工具70可使用不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具。推壓摩擦攪拌旋轉工具70之按壓每次考慮填充材料2及金屬系板材1之壁厚等尺寸而調整。藉由上述按壓，如圖13所示，塑性流動亦可產生至內表面11f側。台肩部72例如為平坦形狀、帶圓之形狀或帶凹凸之粗面，較佳為平坦形狀。較佳固持附狹縫之圓筒形狀體10，於粒體402上一面按壓一面移動摩擦攪拌旋轉工具70。又，狹縫12亦可因按壓而變形。於圖12或圖13中，較佳如圖11所示，以按壓治具80按壓狹縫12之兩端，使圓筒胴部11之內表面11f接觸背墊治具40之背墊部42之表面。

(步驟C) 於開始步驟C時，如圖5～圖7所示，繼續使用圓柱體之背墊治具40及工作台60。於步驟C中，於至少填充部22，插入具有探針53之摩擦攪拌旋轉工具50中之至少探針53，並施工FSP，而將附填充材料之圓筒形狀體20之至少填充部22改質，形成具備FSP部32之金屬系圓筒材30。改質後，自金屬系圓筒材30拉拔背墊治具40。

摩擦攪拌旋轉工具50可使用通常之FSP所使用之摩擦攪拌旋轉工具。摩擦攪拌旋轉工具50如圖5及圖6所示，具有例如圓柱狀之胴體部51、設置於胴體部51之一端之台肩部52、及設置於台肩部52之探針53。摩擦攪拌旋轉工具50例如包含與不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具70同樣之材料。

於開始插入摩擦攪拌旋轉工具50時，較佳如圖6所示，將具備背墊部42之背墊治具40設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a，其後，使用固持構件(未圖示)以不覆蓋填充部22之方式固持附填充材料之圓筒形狀體20，避免附填充材料之圓筒形狀體20相對於工作台60移動，且朝向背墊部42插入摩擦攪拌旋轉工具50而進行改質。背墊部42之表面42a成為承受按壓之力之支持面，可達成於FSP部32之內部無空間或缺陷之更優質之改質。

對FSP之原理進行說明。將旋轉之摩擦攪拌旋轉工具50自外周表面11e側插入至附填充材料之圓筒形狀體20、例如填充部22。此時，於摩擦攪拌旋轉工具50中，如圖5及圖6所示，探針53埋入至填充部22內，將台肩部52壓抵至填充部22。若將探針53插入至填充部22，則因旋轉引起之摩擦而急速加熱填充部22，其結果，填充部22之機械強度降低。相對於工作台60固持附填充材料之圓筒形狀體20，且以通過填充部22上之方式，沿行進方向54移動摩擦攪拌旋轉工具50。於插入摩擦攪拌旋轉工具50之部分，藉由摩擦攪拌旋轉工具50之台肩部52及探針53一面抵接於填充部22一面旋轉而產生之摩擦熱，於台肩部52及探針53周圍之填充部22形成高溫之可塑性區域4。同時自摩擦攪拌旋轉工具50賦予之旋轉力對可塑性區域4內之塑性流動體賦予旋轉方向55之剪切力，去除塑性流動體中所包含之缺陷及空隙而進行改質。摩擦攪拌旋轉工具50通過後，塑性流動體冷卻，如圖5及圖7所示，成為固體狀之FSP部32，而形成具備FSP部32之金屬系圓筒材30。該等現象全部以低於附填充材料之圓筒形狀體20之熔點之溫度產生。於圖5、圖6及圖7中，顯示將摩擦攪拌旋轉工具50之行進方向54之移動設為自填充部22之一端至另一端之單程一次，藉由該移動而完成FSP部32之形成的形態。

FSP之施工以包含至少填充部22之方式進行。作為以包含至少填充部22之方式進行之形態，例如有僅對填充部22施工之形態、除填充部22外亦對隔著填充部22之兩側之金屬系板材1超出施工之形態、除填充部22外亦對金屬系板材1整體施工之形態。

如圖6所示，將台肩部52之台肩徑設為R_S (單位：mm)，且將探針53之探針徑設為R_P (單位：mm)時，台肩徑與探針徑之比例R_P /R_S 為例如0.3以上0.5以下。

台肩部52例如為凹形狀、凸形狀、平坦形狀，較佳為凹形狀。

台肩部52為平坦形狀之情形時，如圖6所示，台肩部52中之探針53之根部部分之表面與金屬系板材1之假想外周面5相接，且進而摩擦攪拌旋轉工具50被押入，台肩部52之緣部P₃ 、P₄ 以與假想外周面5相接之方式抵接。此時，台肩部52以自假想外周面5減去最大厚度減少量T_W 之狀態，壓抵至可塑性區域4內之塑性流動體。最大厚度減少量T_W (單位：mm)較佳滿足0≦T_W ≦0.5。

台肩徑R_S 之較佳之上限值亦為台肩部52相對於塑性流動體之壓抵寬度之較佳之上限值W_C 。較佳之上限值W_C 為如圖6所示，以自假想外周面5減去最大0.5 mm之狀態，使台肩部52之緣部P₃ 、P₄ 與假想外周面5相接時之台肩部52之壓抵寬度。若將假想外周面5之中心設為C_T ，則該上限值W_C 為二等邊三角形P₃ C_T P₄ 中之底邊P₃ P₄ 之長度。若將圖2所示之附狹縫之圓筒形狀體10之外徑設為d_o (單位：mm)，則底邊P₃ P₄ 之長度，即較佳之上限值W_C 成為(2d_o -1)^1/2 。上述已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，於附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體之情形，將附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑設為d_o (單位：mm)。

圖2所示之步驟A中之間隔之長度W_S 、與圖6所示之探針徑R_P 之關係較佳為W_S ≦R_P 。此時，若考慮較佳之上限值W_C 、及台肩徑與探針徑之比例R_P /R_S ，則較佳為W_S ＜0.4×(2d_o -1)^1/2 ，可容易將金屬系板材1與填充材料2一體化，且減輕移動摩擦攪拌旋轉工具50之勞力。上述已說明附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體之情形，若附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體，則將附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑設為d_o (單位：mm)。

如圖6所示，探針53之長度Q₁ (單位：mm)、與金屬系板材1之壁厚T₁ (單位：mm)之關係較佳滿足0＜Q₁ ≦(T₁ -0.5)。Q₁ 即便為0亦可進行攪拌，但Q₁ ＞0時攪拌能力提高。若Q₁ 超過(T₁ -0.5)，則於較佳之厚度減少量T_W 之範圍內，於台肩部52之緣部P₃ 、P₄ 以與假想外周面5相接之方式壓抵時，探針53有可能貫通金屬系板材1。又，於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a設有背墊治具40時，貫通金屬系板材1之探針53有可能摩擦到背墊部42。

金屬系圓筒材30較佳為包含Au、Ag、Al、Cu、Zn、Au基合金、Ag基合金、Al基合金、Cu基合金、或Zn基合金之任1種。即便為熱傳導性較高及/或易氧化之材質，亦可製造金屬系圓筒材30。

若填充材料2為粒體混合物，且為包含與金屬系板材1之組成不同組成之粒子、但該粒體混合物之平均組成與金屬系板材1之組成相同之粒體混合物(未圖示)，填充部22中之填充材料2有可能產生組成成分偏差。因藉由FSP而於可塑性區域4發生攪拌，故將填充部22改質，可獲得具備無組成偏差且與金屬系板材1之組成相同之FSP部32之金屬系圓筒材30。

(步驟D) 於步驟C後，較佳進而具有對金屬系圓筒材30之至少FSP部32實施塑性加工之步驟D。藉由加入塑性加工產生之加工應變，可調整圖5及圖7所示之金屬系圓筒材30之FSP部32與金屬系板材1中之結晶粒，而提高結晶粒大小之均一性。又，如圖14及圖15所示，可製造外觀美麗且圓筒胴部531與FSP部532以成為均一壁厚之方式一體化之金屬系圓筒材530。例如，步驟C結束後，金屬系板材1之壁厚T₁ ＞FSP部32之壁厚T₃₂ 之情形時，較佳實施塑性加工。作為對至少FSP部32實施塑性加工之形態，例如有僅對FSP部32施工之形態、除FSP部32外亦對隔著FSP部32之兩側之金屬系板材1超出施工之形態、除FSP部32外亦對金屬系板材1整體施工之形態。作為塑性加工之形態，例如有拉拔加工、擠出加工或模鍛。藉由塑性加工獲得之金屬系筒材亦可為金屬系橢圓筒材，但較佳為金屬系圓筒材。

(步驟E) 於步驟C與步驟D之間、步驟D之後、或步驟C與步驟D之間及步驟D之後之兩者，較佳具有以金屬系板材1之再結晶溫度以上之溫度熱處理金屬系圓筒材30之步驟E。可減少金屬系圓筒材30之內部應力，且可調整FSP部32與金屬系板材1中之結晶粒，而提高結晶粒大小之均一性。將金屬系板材1之再結晶溫度設為S_R (溫度單位：K)時，較佳以0.5S_R 以上0.95S_R 以下之溫度範圍進行熱處理。更佳為，0.65S_R 以上0.90S_R 以下，尤佳為，0.70S_R 以上0.80S_R 以下。熱處理溫度小於0.5S_R 時，有無法減少內部應力之情形。又，有無法提高FSP部32與金屬系板材1之結晶粒大小之均一性之情形。若熱處理溫度超過0.95S_R ，則有金屬系圓筒材30熱變形之情形。熱處理時間較佳為熱處理開始後30分鐘以上，更佳為60分鐘以上，尤佳為120分鐘以上。熱處理時間小於30分鐘時，有未充分加熱金屬系圓筒材30，而無法減少內部應力之情形。又，有無法提高FSP部32與金屬系板材1之結晶粒大小之均一性之情形。熱處理時間之上限較佳為1440分鐘以下，更佳為720分鐘以下。內部應力可由硬度測定等一般方法確認。

金屬系圓筒材30中FSP部32以外之部位之壁厚T_A 較佳為2 mm以上25 mm以下，金屬系圓筒材30之長度L₁ 較佳為500 mm以上。可更有效地製造長條之金屬系圓筒材30。此處，金屬系圓筒材30中FSP部32以外之部位之壁厚T_A 為金屬系板材1之壁厚T₁ 。金屬系圓筒材30之長度L₁ 之上限為例如20000 mm以下，較佳為10000 mm以下，更佳為4000 mm以下。

(用途) 金屬系圓筒材30較佳為濺鍍靶材、壓力容器用囊或壓力容器用襯套之整體或一部分。作為金屬系圓筒材30之形態，為濺鍍靶材之整體、濺鍍靶材之一部分、壓力容器用囊之整體、壓力容器用囊之一部分、壓力容器用襯套之整體、或壓力容器用襯套之一部分。於該等裝置或零件中，可簡單且以低成本實現長條且壁厚不均之抑制。

[第2形態] 接著，對金屬系筒材之製造方法之第2形態，以與第1形態之不同點為中心進行詳細說明。於第2形態中，使用具有步驟A中2塊以上之金屬系板材組合形成1個圓筒狀之形狀，且狹縫為隔開間隔對向之相鄰之金屬系板材之端面間之間隙的附狹縫之圓筒形狀體。於第2形態中，若金屬系板材為2塊，則狹縫之條數為2條，之後金屬系板材每增加1塊，狹縫之條數增加1條。作為代表例，如圖16所示，對3塊金屬系板材101、201、301及3條狹縫112、212、312之形態進行說明。附填充材料之圓筒形狀體20具備3個填充部122、222、322。

將圖16所示之附填充材料之圓筒形狀體20中之金屬系板材101、201、301於平面展開排列之板面之外觀形狀，與第1形態中之圖4所示之金屬系板材1之情形同樣。

(步驟A) 於組合3塊金屬系板材101、201、301形成附狹縫之圓筒形狀體(未圖示)時，較佳使用固持構件(未圖示)，以不覆蓋狹縫112、212、312之方式，將金屬系板材101、201、301繫結於圓柱體之背墊治具40。可維持附狹縫之圓筒形狀體(未圖示)之圓筒形狀。該背墊治具40可於步驟B及步驟C中繼續使用。

狹縫112、212、312較佳為彼此不交叉。自簡化步驟B及步驟C中之操作之觀點而言，更佳為狹縫112、212、312彼此平行。狹縫12之長度方向U_S 相對於圓筒胴部11之長度方向U_H 形成角度之情形時，將金屬系板材101、201、301於平面展開之板面之外觀形狀除平行四邊形、菱形外，亦可為三角形。

(步驟B及步驟C) 使填充材料2填充於步驟B中之狹縫112、212、312之順序並未限定。步驟B與步驟C之順序之形態較佳為於所有狹縫112、212、312中完成步驟B後進行步驟C之形態N_A 。步驟B與步驟C之順序之形態又較佳為對狹縫112、212、312之任一者進行步驟B後進行步驟C，接著對剩餘2個狹縫中之1者進行步驟B後進行步驟C，最後對剩餘1個狹縫進行步驟B後進行步驟C的形態N_B 。步驟B為步驟B3或步驟B4之情形，較佳採用形態N_B 。可防止為使填充材料2容易填充於未填充之其他狹縫而移動狹縫112、212、312之位置時，先填充之填充材料2自狹縫掉落。

[比較例：以消除端面間之間隙之方式進行對接之技術] 圖17及圖18係顯示整圓1塊金屬系板材1，且於將金屬系板材1之一端面91a與另一端面91b對接形成之圓筒形狀體91之內部90a設置背墊治具40之狀態之圖。於整圓1塊金屬系板材1，且將端面91a與端面91b對接而形成圓筒形狀體91時，於圓筒形狀體91之一端面91c側及另一端面91d側，容易將端面91a與端面91b對接，但於圓筒形狀體91之中央部，難以將端面91a與端面91b彎曲至對接。圓筒形狀體91之長度L₉₁ 越長，圓筒形狀體91之中央部之對接越困難。即便可將端面91a與端面91b對接，亦因端面91a及端面91b受到面之粗糙度及整圓金屬系板材1之過程中之變形之影響，而產生開口之非連續部92。難以對非連續部92施工FSW(Friction Stir Welding)，而接合非連續部92。

[第3～第5形態] 以與第1形態之不同點為中心對金屬系筒材之製造方法之第3～第5形態進行詳細說明。第3～第5形態為使用背墊治具40之變化例之形態。

本實施形態之背墊治具40為本實施形態之金屬系筒材之製造方法所使用之背墊治具，如圖19～圖21所示，可設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a，具備：背墊部42；及腳部43，其相對於背墊部42之表面42a位於後方側；且設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a時，背墊部42之表面42a與填充部22之內表面22f面相對，腳部43之表面43a與圓筒胴部11之內表面11f相接，於將背墊治具40設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a之狀態，以直線狀連結將附填充材料之圓筒形狀體20之軸A_M 垂直橫截之如圖19～圖21所示般之橫截面所顯現之圓筒胴部11之內表面11f側之狹縫12之兩端部14a、14b的虛設線22g、與上述背墊部42之表面42a之最短距離G(單位：mm)滿足數1。 [數1] 〔式中，d_i 表示附填充材料之圓筒形狀體20之內徑(單位：mm)。上述已說明附填充材料之筒形狀體為附填充材料之圓筒形狀體之情形，而附填充材料之筒形狀體為附填充材料之橢圓筒形狀體之情形，將附填充材料之橢圓筒形狀體之短軸方向之內徑設為d_i (單位：mm)時，滿足數1。〕

所謂設置，意指以於填充部22之下方存在背墊部42之狀態於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a插入有背墊治具40。另，如圖3所示之圓柱體之背墊治具40之情形時，無需進行背墊部42之對位，成為於插入時點背墊部42存在於填充部22之下方之狀態。

背墊部42具有成為以避免填充材料2到達附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a之方式設置之狹縫12之內底面、或承受按壓之力之支持面的表面42a。腳部43具有與圓筒胴部11之內表面11f相接之表面43a。表面42a可為平面，但較佳為與內表面11f之曲率一致之曲面、或較內表面11f之曲率小之曲率之曲面。表面43a可為平面或具有角之面，但較佳為與內表面11f之曲率一致或較小之曲面。金屬系板材為複數塊之情形時，表面43a可跨及填充部22與內表面11f相接(未圖示)。表面43a與內表面11f相接時，於表面42a與虛設線22g之間存在間隙G。

於數1中，G=0時，表面42a跨及填充部22相對於內表面11f接觸。若G＞0.1d_i ，則表面42a不作為狹縫12之內底面發揮功能，且不作為承受力之支持面發揮功能。將附填充材料之圓筒形狀體20之長度設為L₂₀ 時，隨著L₂₀ 增加，附填充材料之圓筒形狀體20之翹曲影響變大，難以將背墊治具40插入至內部20a而設置。若考慮該翹曲，則較佳之最短距離G之範圍為(10d_i +L₂₀ )/1000≦G≦0.09d_i ，更佳為(10d_i +L₂₀ )/1000≦G≦0.08d_i 。

圖19係將圖4所示之背墊治具40置換成金屬系筒材之製造方法之第3形態中之背墊治具之概略剖視圖。圖20係將圖4所示之背墊治具40置換成金屬系筒材之製造方法之第4形態中之背墊治具之概略剖視圖。如圖19或圖20所示般之形狀之背墊治具40遍及圓筒胴部11之長度方向U_H 而設置之情形時，腳部43相對於表面42a位於正後方。

圖21係將圖4所示之背墊治具40置換成金屬系筒材之製造方法之第5形態中之背墊治具之概略剖視圖。如圖21所示般之形狀之背墊治具40遍及圓筒胴部11之長度方向U_H 而設置之情形時，支持部44相對於表面42a位於後方。支持部44於後方分支，腳部43位於分支之末端。因此，腳部43相對於表面42a而存在於後方。

作為背墊治具40之設置方法之例，說明於開始步驟B時，將背墊治具40設置於附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a之方法。以表面42a跨及狹縫12之方式，將背墊治具40插入至附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a，而將背墊治具40設置於內部10a。設置後，如圖19～圖21所示，使填充材料2填充於狹縫12，以於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a設置有背墊治具40之狀態形成附填充材料之圓筒形狀體20。關於開始步驟C時將背墊治具40設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a之方法亦同樣。 [第6～第8形態] 關於金屬系筒材之製造方法之第6～第8形態，以與第1形態之不同點為中心進行詳細說明。第6～第8形態為採用使用可變機構之背墊治具之形態。

本實施形態之背墊治具40為本實施形態之金屬系筒材之製造方法所使用之背墊治具，如圖22～圖27所示，具備：背墊部42；腳部43，其相對於背墊部42之表面42a位於後方側；及可變機構45，其使背墊部42之表面42a與腳部43之表面43a之彼此間之長度可變。

對第6形態進行說明。第6形態顯示於圖22及圖23。圖22及圖23所示之背墊治具40為圖19或圖20所示之背墊治具40中支持部44置換成可變機構45之形態之背墊治具。可變機構45為起重器式之可變機構。

作為背墊治具40之設置方法之例，說明於開始步驟B時，將背墊治具40設置於附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a之方法。如圖22所示，壓縮起重器式之可變機構45，將背墊治具40插入至附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a。插入後，以表面42a跨及狹縫12之方式使表面42a抵接於內表面11f，並伸展起重器式之可變機構45，使表面43a抵接於內表面11f，而將背墊治具40設置於內部10a。設置後，如圖23所示，使填充材料2填充於狹縫12，而形成附填充材料之圓筒形狀體20。關於開始步驟C時將背墊治具40設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a之方法亦同樣。背墊治具40藉由起重器式之可變機構45，於內徑不同之其他形態之附填充材料之圓筒形狀體(未圖示)亦可使用。

對第7形態進行說明。第7形態顯示於圖24及圖25。圖24所示之背墊治具40為圖21所示之背墊治具40中支持部44置換成可變機構45之形態之背墊治具。背墊治具40之設置方法與第6形態同樣。

對第8形態進行說明。第8形態顯示於圖26及圖27。圖27所示之背墊治具40為整圓之板材46、與夾於板材46之端面46a與端面46b之間之楔式之可變機構45之組合。腳部43為整圓之板材46中沿端面46a及端面46b之端部。背墊部42為整圓之板材46中之腳部43彼此之中間。於圖27中，將楔式之可變機構45相對於狹縫12配置於面對之位置，亦可使楔式之可變機構45旋轉而配置於偏離之位置。背墊部42具有表面42a。表面42a成為狹縫12之內底面或承受按壓之力之支持面。腳部43具有可與內表面11f相接之表面43a。表面42a及表面43a成為整圓之板材46之外周表面之一部分。

作為背墊治具40之設置方法之例，說明於開始步驟B時，將背墊治具40設置於附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a之方法。如圖26所示，一面以將端面46a與端面46b之間縮短之方式彎曲，一面以表面42a位於狹縫12下方之方式，將整圓之板材46插入至附狹縫之圓筒形狀體10之內部10a。插入整圓之板材46後，於端面46a與端面46b之間進而一面推開端面46a、46b一面插入楔式之可變機構45，而擴展整圓之板材46，且以表面42a跨及狹縫12之方式使表面42a抵接於內表面11f，將背墊治具40設置於內部10a。設置後，如圖27所示，使填充材料2填充於狹縫12，而形成附填充材料之圓筒形狀體20。關於開始步驟C時將背墊治具40設置於附填充材料之圓筒形狀體20之內部20a之方法亦同樣。可藉由變更楔式之可變機構45之寬度方向之長度W_J ，而調整表面42a對內表面11f按壓之力。

1:金屬系板材 2:填充材料 3:可塑性區域 4:可塑性區域 5:假想外周面 10:附狹縫之圓筒形狀體 10a:附狹縫之圓筒形狀體之內部 11:圓筒胴部 11a:金屬系板材之第1端面 11b:金屬系板材之第2端面 11c:圓筒胴部之一端面 11d:圓筒胴部之另一端面 11e:圓筒胴部之外周表面 11f:圓筒胴部之內表面 12:狹縫 13a:圓筒胴部之內表面側之狹縫之端部 13b:圓筒胴部之內表面側之狹縫之端部 13c:圓筒胴部之外周表面側之狹縫之端部 13d:圓筒胴部之外周表面側之狹縫之端部 14a:圓筒胴部之內表面側之狹縫之端部 14b:圓筒胴部之內表面側之狹縫之端部 20:附填充材料之圓筒形狀體 20a:附填充材料之圓筒形狀體之內部 22:填充部 22f:填充部之內表面 22g:虛設線 23:間隙 30:金屬系圓筒材 32:FSP部 40:背墊治具 42:背墊部 42a:背墊部之表面 43:腳部 43a:腳部之表面 44:支持部 45:可變機構 46:板材 46a:板材之端面 46b:板材之端面 50:具有探針之摩擦攪拌旋轉工具 51:胴體部 52:台肩部 53:探針 54:行進方向 55:旋轉方向 60:工作台 70:不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具 72:台肩部 75:旋轉方向 76:按壓方向 80:按壓治具 84:按壓力 90a:圓筒形狀體之內部 91:圓筒形狀體 91a:金屬系板材之一端面 91b:金屬系板材之另一端面 91c:圓筒形狀體之一端面 91d:圓筒形狀體之另一端面 92:非連續部 101,201,301:金屬系板材 102:焊接材料 112,212,312:狹縫 122,222,322:填充部 202:塊材料 302:線材 402:粒體 530:金屬系圓筒材 531:圓筒胴部 532:FSP部 A_M :軸 C_H :中心 C_T :中心 d_i :內徑 d_o :外徑 G:最短距離 H₂ :設置厚度 L₁ :長度 L₁₀ :長度 L₉₁ :長度 P₁ :點 P₂ :點 P₃ :緣部 P₄ :緣部 Q₁ :探針長度 R_P :探針徑 R_S :台肩徑 T₁ :壁厚 T₃₂ :壁厚 T₂₀₂ :厚度 T_W :最大厚度減少量 U_D :方向 U_H :長度方向 U_S :長度方向 U_W :寬度方向 V₂ :表觀體積 V_S :容積 W_C :上限值 W_J :長度 W_S :長度 X₁ :長度 X₂ :距離

圖1係顯示步驟A中之附狹縫之圓筒形狀體之第1形態之立體圖。圖2係省略工作台之A-A線剖視圖。圖3係顯示步驟B中之附填充材料之圓筒形狀體之第1形態之立體圖。圖4係省略工作台之B-B線剖視圖。圖5係顯示步驟C中之金屬系圓筒材之形成中途之第1形態之立體圖。圖6係省略工作台之C-C線剖視圖。圖7係省略工作台之D-D線剖視圖。圖8係顯示步驟B1中堆焊填充材料之狀態之一例之概略剖視圖。圖9係顯示步驟B3中嵌入塊材料之狀態之一例之概略剖視圖。圖10係顯示步驟B4中設置線材之狀態之一例之概略剖視圖。圖11係顯示步驟B4中設置粒體之狀態之一例之概略剖視圖。圖12係顯示藉由摩擦攪拌旋轉工具僅按壓粒體之狀態之一例之剖視圖。圖13係顯示藉由摩擦攪拌旋轉工具使粒體形成為塑性流動體之狀態之一例之剖視圖。圖14係顯示步驟D中實施塑性加工之金屬系圓筒材之一例之立體圖。圖15係省略工作台之E-E線剖視圖。圖16係顯示步驟B中之附填充材料之圓筒形狀體之第2形態之概略剖視圖。圖17係顯示圓筒形狀體之比較例之立體圖。圖18係省略工作台之F-F線剖視圖。圖19係用以說明背墊治具之第1變化例之概略剖視圖。圖20係用以說明背墊治具之第2變化例之概略剖視圖。圖21係用以說明背墊治具之第3變化例之概略剖視圖。圖22係用以說明使填充材料填充前之背墊治具之第4變化例之概略剖視圖。圖23係用以說明使填充材料填充後之背墊治具之第4變化例之概略剖視圖。圖24係用以說明使填充材料填充前之背墊治具之第5變化例之概略剖視圖。圖25係用以說明使填充材料填充後之背墊治具之第5變化例之概略剖視圖。圖26係用以說明使填充材料填充前之背墊治具之第6變化例之概略剖視圖。圖27係用以說明使填充材料填充後之背墊治具之第6變化例之概略剖視圖。

1:金屬系板材

2:填充材料

11e:圓筒胴部之外周表面

20:附填充材料之圓筒形狀體

22:填充部

30:金屬系圓筒材

32:FSP部

40:背墊治具

50:具有探針之摩擦攪拌旋轉工具

51:胴體部

53:探針

54:行進方向

55:旋轉方向

60:工作台

L₁:長度

U_H:長度方向

U_S:長度方向

Claims

一種金屬系筒材之製造方法，其特徵在於具有：步驟A，其形成附狹縫之筒形狀體，該附狹縫之筒形狀體具備至少1條狹縫，該狹縫自包含至少1塊金屬系板材之筒胴部之一端面延伸至另一端面；步驟B，其形成附填充材料之筒形狀體，該附填充材料之筒形狀體具備填充部，該填充部以由填充材料填埋上述狹縫之長度方向整體之方式，使該填充材料填充於上述狹縫；及步驟C，其使具有探針之摩擦攪拌旋轉工具中之至少探針插入到至少上述填充部，且實施FSP(Friction Stir Processing：摩擦攪拌處理)，藉此將上述附填充材料之筒形狀體之至少上述填充部改質，而獲得具備FSP部之金屬系筒材；其中上述摩擦攪拌旋轉工具進而具有台肩部；且上述步驟C中之改質係於使上述摩擦攪拌旋轉工具一面旋轉一面於上述狹縫之長度方向沿一方向移動時，遍及自上述填充部中之上述台肩部及上述探針周圍之填充部到超出至隔著該填充部之兩側之上述金屬系板材的部分形成可塑性區域，且對該可塑性區域內之塑性流動體賦予上述摩擦攪拌旋轉工具之旋轉方向之剪切力而去除上述塑性流動體中所包含之缺陷及空隙，進而於上述摩擦攪拌旋轉工具通過完畢後，使上述塑性流動體冷卻、固化而獲得固體狀之上述FSP部。
如請求項1之金屬系筒材之製造方法，其中上述附狹縫之筒形狀體具有將1塊金屬系板材整圓成筒狀之形狀，且上述狹縫為隔開間隔而對向之上述金屬系板材之端面間之間隙，或上述附狹縫之筒形狀體具有將2塊以上之金屬系板材組合而形成1個筒狀之形狀，且上述狹縫為隔開間隔而對向之相鄰之上述金屬系板材之端面間之間隙。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述附狹縫之筒形狀體為附狹縫之圓筒形狀體，且上述狹縫之寬度為0.2mm以上，未達0.4×(2d_o-1)^1/2mm(其中，d_o表示上述附狹縫之圓筒形狀體之外徑(單位：mm))，或上述附狹縫之筒形狀體為附狹縫之橢圓筒形狀體，且上述狹縫之寬度為0.2mm以上，未達0.4×(2d_o-1)^1/2mm(其中，d_o表示上述附狹縫之橢圓筒形狀體之短軸方向之外徑(單位：mm))。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述步驟B為以下步驟之任一步驟：步驟B1，其藉由MIG或TIG法，於上述狹縫中堆焊填充材料；步驟B2，其將熔融體流入上述狹縫；步驟B3，其將具有上述金屬系板材之壁厚以上之厚度的塊材料嵌入至上述狹縫，且以不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具按壓；或步驟B4，其於上述狹縫中設置線材、粒體及粉體中之至少1種，且以鎚、壓製機、或不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具按壓。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述填充材料之厚度較上述金屬系板材之壁厚更厚。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述填充材料之表觀體積大於上述狹縫之容積。
如請求項4之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟B1或上述步驟B2中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部。
如請求項4之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟B3中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部，固持上述附狹縫之筒形狀體，且朝向上述背墊部以上述不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側按壓上述附狹縫之筒形狀體；或於上述步驟B4中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附狹縫之筒形狀體之內部，固持上述附狹縫之筒形狀體，且朝向上述背墊部以上述鎚、上述壓製機、或上述不具有探針之摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側按壓上述附狹縫之筒形狀體。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟C中，將上述金屬系板材之壁厚設為T₁(單位：mm)時，上述摩擦攪拌旋轉工具之探針長度Q₁(單位：mm)滿足0<Q₁≦(T₁-0.5)。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟C中，將具備背墊部之背墊治具設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部，固持上述附填充材料之筒形狀體，且朝向上述背墊部將上述摩擦攪拌旋轉工具自外周表面側插入至上述附填充材料之筒形狀體，將上述附填充材料之筒形狀體之至少上述填充部改質。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述金屬系筒材中之上述FSP部以外之部位之壁厚T_A為2mm以上25mm以下，上述金屬系筒材之長度L₁為500mm以上。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟C之後，進而具有對上述金屬系筒材之至少上述FSP部實施塑性加工之步驟D。
如請求項12之金屬系筒材之製造方法，其中於上述步驟C與上述步驟D之間、上述步驟D之後、或上述步驟C與上述步驟D之間及上述步驟D之後之兩者，具有以上述金屬系板材之再結晶溫度以上之溫度將上述金屬系筒材進行熱處理之步驟E。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述金屬系筒材包含Au、Ag、Al、Cu、Zn、Au基合金、Ag基合金、Al基合金、Cu基合金、或Zn基合金之任1種。
如請求項1或2之金屬系筒材之製造方法，其中上述金屬系筒材為濺鍍靶材、壓力容器用囊或壓力容器用襯套之整體或一部分。
一種背墊治具，其特徵在於，其係請求項7、8或10之金屬系筒材之製造方法中使用之背墊治具；且可設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部；具備：上述背墊部；及腳部，其相對於上述背墊部之表面位於後方側；且設置於上述附填充材料之筒形狀體之內部時，上述背墊部之表面面向上述填充部之內表面，上述腳部之表面與上述筒胴部之內表面相接；上述附填充材料之筒形狀體為附填充材料之圓筒形狀體，上述筒胴部為圓筒胴部，於將上述背墊治具設置於上述附填充材料之圓筒形狀體之內部之狀態下，將上述附填充材料之圓筒形狀體之軸垂直地橫截的橫截面上，出現上述圓筒胴部之內表面側的上述狹縫，將上述狹縫之兩端部連成直線狀的虛設線、與上述背墊部之表面之最短距離G(單位：mm)，滿足0≦G≦0.1d_i(其中，d_i表示上述附填充材料之圓筒形狀體之內徑(單位：mm))，或上述附填充材料之筒形狀體為附填充材料之橢圓筒形狀體，上述筒胴部為橢圓筒胴部，於將上述背墊治具設置於上述附填充材料之橢圓筒形狀體之內部之狀態下，將上述附填充材料之橢圓筒形狀體之軸垂直地橫截的橫截面上，出現上述橢圓筒胴部之內表面側的上述狹縫，將上述狹縫之兩端部連成直線狀的虛設線、與上述背墊部之表面之最短距離G(單位：mm)，滿足0≦G≦0.1d_i(其中，d_i表示上述附填充材料之橢圓筒形狀體之短軸方向之內徑(單位：mm))。
一種背墊治具，其特徵在於，其係請求項7、8或10之金屬系筒材之製造方法中使用之背墊治具；且具備：上述背墊部；腳部，其相對於上述背墊部之表面位於後方側；及可變機構，其使上述背墊部之表面與上述腳部之表面彼此間之長度可變。