摩擦圧接を用いて製作した熱電対保護管用部品

背景、目的

　熱電対用保護管は、高温雰囲気で用いられるため、耐熱鋼が使用されています。最近では、使用温度が高くなり、熱電対保護管にも高い耐熱性が要求されています。このため、先端部に高機能な耐熱材料、他の部位には汎用の耐熱鋼を用いる構造の熱電対保護管の製作が必要となっています。
　そこで、（株）岡崎製作所との共同研究において、汎用の耐熱鋼と高機能な耐熱材料との接合に、高強度で品質が安定し、かつ安価な接合法である摩擦圧接を適用し、圧接部の金属組織、継手強度の調査を基に熱電対保護管用部品の開発を行いました。

成果、製品化状況

　圧接部の金属組織を観察した結果、摩擦圧接中の高温強加工によって結晶粒が母材部よりも微細化していました。さらに、摩擦圧接継手の引張および曲げ試験を行った結果、下図（引張試験後の外観、曲げ試験後の外観）に示すように、引張試験では母材破断し、曲げ試験では180度曲げても割れず、良好な結果が得られました。

引張試験後の外観

曲げ試験後の外観

　圧接部の金属組織の観察および強度試験の結果を基にして、熱電対保護管の製作に実用化されております。摩擦圧接では、高能率、高強度で接合でき、納期の短縮化および製作費の削減にも大きな役割を果たしております。（株）岡崎製作所では、摩擦圧接を用いて熱電対保護管の製作に実用化しております。

外観

保護管の断面