FSWツール

FSW（摩擦攪拌接合）向けイリジウムツール

摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding, FSW）は、被接合材料とツールとの間で発生する摩擦熱と、ツールの攪拌作用による被接合材料の塑性流動を利用した固相接合法です。継手の強度劣化、接合後の変形が小さいという利点があり、アルミニウムやその合金を対象として、信頼性が要求される自動車・鉄道車両・航空宇宙分野などですでに実用化されています。
一方で、金属の生産量の大半を占める鉄鋼材料へのFSWは、研究・開発は進められているものの、実用化は遅れています。その理由の1つとして、鉄鋼材料のように融点・高温強度が高い材料をFSWするためのツールが見出されていないことが挙げられていました。そこで、フルヤ金属が得意とするイリジウム（Ir）の合金で、新しいツール開発に取り組みました。鉄鋼材料をFSWするときのツールは1000～1200℃という高温に晒されます。FSW中のツールの酸化減耗や酸化物の生成は、ツールの摩耗を促進する原因となります。2000℃超の融点を持つ金属のほとんどは、1000～1200℃という温度域において酸素の影響を大きく受けるのに対し、イリジウム（Ir）は酸化減耗も酸化物の生成による増量もほとんどなく、最も耐酸化性に優れています。
また、Irを合金化することにより高温強度・高温硬度を上昇させ、鉄鋼材料等の高温材料をFSWできるツールを開発しました。このIr合金ツールにより、鉄鋼材料、チタン、酸化物分散強化白金の他、融点が鉄よりも1000℃以上高いMoのFSWにも成功しています。

FSW施工の手順

Ir合金ツールによる304ステンレス鋼のFSW