專利名稱:金屬體加工方法和金屬體加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及金屬體加工方法和金屬體加工設(shè)備 如金屬體等物體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 具有高強度、高延展性或均質(zhì)化組織。
背景技術(shù):
以往,已知在具有金屬組織的材料例如金屬體方面,利用 ECAP (Equal Channel Angular Pressing,等徑彎曲通道變形)法, 以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,可以提高材料的強度或延 展性。在ECAP法中,如圖33所示,在模具100中設(shè)有在中途被彎 曲成規(guī)定的角度的插入通道200,將所需的金屬體300 —邊推壓一 邊插通到該插入通道200中,從而使金屬體300沿著插入通道200 彎曲,隨著彎曲而使金屬體300中產(chǎn)生剪切應(yīng)力,通過該剪切應(yīng) 力使金屬組織微細(xì)化。圖33中的附圖標(biāo)記400表示用來推壓金屬 體的推桿。在這種ECAP法中,為了使金屬體300容易沿著插入通道200 彎曲,將模具IOO加熱到規(guī)定溫度,從而將整個金屬體300加熱,,其通過將諸 ,以使金屬體以使變形阻抗降低,但是,在將金屬體300的變形阻抗大大地降 低后,當(dāng)用推桿400來推壓時,在金屬體300上有可能會發(fā)生壓 曲等多余的變形,因此金屬體300的加熱需要抑制在所需的最小 限度內(nèi)。如果這樣抑制金屬體300的加熱,則必須通過推桿400用比 較大的力來推壓金屬體300,所以有加工性不好的問題。因此,在日本特開2001-321825號公報的金屬材料的加工方法 及設(shè)備中,提出了如下的技術(shù)方案局部地加熱對金屬體施加剪 切應(yīng)力的通道的剪切變形區(qū)域,通過該加熱來降低金屬體的剪切 變形部分的變形阻抗,從而可以減小用推桿推壓金屬體所需的力, 來提高加工性。然而, 一般來說,當(dāng)金屬制模具的一部分被局部加熱時,由 于熱擴散的影響而導(dǎo)致整個模具被加熱到規(guī)定溫度,因此,難以 形成局部受熱區(qū)域。這樣,只要金屬體被插入到插入通道中,金屬體在規(guī)定溫度 被連續(xù)加熱,因此,存在因剪應(yīng)力而轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金 屬組織被粗大化的可能。此外,由于ECAP法需要使用作為耗材的模具,因此需要根 據(jù)模具的耐用條件更換模具,這也導(dǎo)致制造成本升高的缺陷。在這種情況下,最近,特別是在汽車工業(yè)中,希望降低車身 等的重量,以增加形式里程或提高行駛性能。在此,不但高級汽 車,而且普通汽車,都強烈要求使用通過因金屬組織微細(xì)化而獲 得了高強度的金屬體,由此降低重量。因此,存在金屬體以低成 本獲得高強度或高延展性的淺在需要。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了研究和開發(fā),以制造各種金屬體,其中通過將金屬組織轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒓?xì)化晶體組織而以低成本獲得高強度 或高延展性,并因此而完成了本發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)技術(shù)方案1中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織;利用非低變形阻抗區(qū)域形成裝置沿低變形阻抗區(qū)域形成 非低變形阻抗區(qū)域,所述非低變形阻抗區(qū)域形成裝置通過增大所 述在低變形阻抗區(qū)域中被降低了的變形阻力而形成非低變形阻抗 區(qū)域。由于這一方案,可以高效地將局部形成的低變形阻抗區(qū)域 部分的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案2中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法通過局 部降低在一個方向上延伸的金屬體的變形阻力而形成橫貫金屬體 的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將 金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織;利用非低變形阻抗區(qū) 域形成裝置沿低變形阻抗區(qū)域的至少一個側(cè)緣形成非低變形阻抗 區(qū)域,所述非低變形阻抗區(qū)域形成裝置通過增大所述在低變形阻 抗區(qū)域中被降低了的變形阻力而形成非低變形阻抗區(qū)域。由于這 一方案,可以高效地將局部形成的低變形阻抗區(qū)域部分的金屬組 織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案3中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案2中描述的金屬 體加工方法中,金屬體沿其延伸方向移動,與此同時,通過非低 變形阻抗區(qū)域形成裝置在移動方向的下游側(cè)沿著低變形阻抗區(qū)域 的側(cè)緣形成非低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,可以極高效和連 續(xù)地形成具有微細(xì)化金屬組織的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案4中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至3中任一描 述的金屬體加工方法中,非低變形阻抗區(qū)域形成裝置包括用于冷 卻金屬體的冷卻裝置。由于這一方案,可以極容易地和確實地形 成非低變形阻抗區(qū)域,因此,具有微細(xì)化金屬組織的金屬體可以 以低成本確實地形成。根據(jù)技術(shù)方案5中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,低變形阻抗區(qū)域是在真空中形成的。由于這一方案,可 以通過剪切變形而防止在低變形阻抗區(qū)域的表面上形成氣體成分 的反應(yīng)膜,因此,后續(xù)步驟中的處理可以減輕。特別地,當(dāng)金屬 體在形成低變形阻抗區(qū)域時被加熱時,可以利用自冷卻功能冷卻 金屬體而不需要利用冷卻裝置,因此,低變形阻抗區(qū)域的形成效 率可以提高。根據(jù)技術(shù)方案6中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,所述低變形阻抗區(qū)域是在高壓氣氛中形成的。由于這一 方案,通過向低變形阻抗區(qū)域施加高壓,可以提高在將金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時的效率。根據(jù)技術(shù)方案7中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,所述低變形阻抗區(qū)域是在活性氣體氣氛中形成的。由于 這一方案,在將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,可 以在低變形阻抗區(qū)域的表面上形成活性氣體反應(yīng)區(qū)域,因此,可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案8中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案7中描述的金屬 體加工方法中,所述活性氣體是氮氣。由于這一方案,在將金屬 體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,可以氮化低變形阻抗區(qū) 域,因此,可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案9中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案7中描述的金屬 體加工方法中,所述活性氣體是甲烷氣體和/或一氧化碳?xì)怏w。 由于這一方案,在將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時, 可以向低變形阻抗區(qū)域施加碳化處理,因此,可以形成高功能化 金屬體。根據(jù)技術(shù)方案10中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,將粉末材料噴射到低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,在 將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,可以向低變形阻 抗區(qū)域中機械式混合粉末材料,因此,可以形成高功能化金屬體。 特別地,可以容易地形成具有難以利用傳統(tǒng)鑄造技術(shù)制造的成分 的金屬體,與此同時,當(dāng)除金屬之外的粉末材料被噴射到低變形 阻抗區(qū)域時,還可以制造出新的材料。根據(jù)技術(shù)方案11中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,對低變形阻抗區(qū)域?qū)嵤╇x子摻雜。由于這一方案,在將 金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,可以將離子化顆粒 混合到低變形阻抗區(qū)域中,因此,可以形成高功能化金屬體。特 別地,可以容易地形成具有難以利用傳統(tǒng)鑄造技術(shù)制造的成分的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案12中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,在向金屬體施加了規(guī)定時間的第一次加熱后,向金屬體 施加第二次加熱,由此形成低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,在 通過加熱而形成低變形阻抗區(qū)域時低變形阻抗區(qū)域的加熱狀態(tài)可 被均勻化,因此,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成均質(zhì)的微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案13中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至11中任一 描述的金屬體加工方法中,在向金屬體施加了規(guī)定時間的第一次 加熱后,向金屬體施加第二次加熱,由此形成低變形阻抗區(qū)域。 由于這一方案,在通過加熱而形成低變形阻抗區(qū)域時低變形阻抗 區(qū)域的加熱狀態(tài)可被均勻化,因此,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成均質(zhì) 的微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案14中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,低變形阻抗區(qū)域形成在約束裝置的非約束區(qū)中,所述約 束裝置約束已被加熱到高溫的金屬體。由于這一方案,可以在金 屬體的制造步驟中將處在加熱狀態(tài)的金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微 細(xì)化晶體組織,因此,可以制造具有微細(xì)化金屬組織的金屬體, 而不必增加制造步驟。根據(jù)技術(shù)方案15中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至11中任一 描述的金屬體加工方法中,低變形阻抗區(qū)域形成在約束裝置的非 約束區(qū)中,所述約束裝置約束已被加熱到高溫的金屬體。由于這 一方案,可以在金屬體的制造步驟中將處在加熱狀態(tài)的金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此,可以制造具有微細(xì)化金 屬組織的金屬體,而不必增加制造步驟。根據(jù)技術(shù)方案16中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案5至14中任一 描述的金屬體加工方法中,金屬體在剪切變形之后被急冷(淬火)。 由于這一方案,可以抑制因連續(xù)加熱狀態(tài)而導(dǎo)致的金屬組織生長, 與此同時,急冷硬化可以施加在金屬體,由此可以形成高功能化 金屬體。根據(jù)技術(shù)方案17中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,低變形阻抗區(qū)域是通過加熱金屬體而形成的,并且,在 低變形阻抗區(qū)域被剪切變形之后,金屬體被急冷。由于這一方案, 可以防止因連續(xù)加熱狀態(tài)而導(dǎo)致金屬組織生長,與此同時,急冷 硬化可以施加在金屬體,由此可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案18中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案5至11中任一 描述的金屬體加工方法中,低變形阻抗區(qū)域是通過加熱金屬體而 形成的,并且,在低變形阻抗區(qū)域被剪切變形之后,金屬體被急 冷。由于這一方案,可以防止因連續(xù)加熱狀態(tài)而導(dǎo)致金屬組織生 長,與此同時,急冷硬化可以施加在金屬體,由此可以形成高功 能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案19中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,低變形阻抗區(qū)域形成在浸沒于液體內(nèi)的金屬體中。由于 這一方案,用于形成低變形阻抗區(qū)域的條件的不規(guī)則性可以被抑 制,由此可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成均質(zhì)的微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案20中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案19中描述的金 屬體加工方法中,低變形阻抗區(qū)域是通過在液體中加熱金屬體而 形成的。由于這一方案,可以快速地冷卻通過加熱而形成的低變 形阻抗區(qū)域。特別地,可以對完成了剪切變形后的部分連續(xù)實施 急冷硬化。因此,更高功能化金屬體可被形成。根據(jù)技術(shù)方案21中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案20中描述的金 屬體加工方法中,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域周 圍的導(dǎo)熱率降低。因此,可以在液體中高效地加熱金屬體。根據(jù)技術(shù)方案22中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案20中描述的金 屬體加工方法中,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域的 周圍產(chǎn)生氣泡。由于這一方案,可以在液體中高效地加熱金屬體。根據(jù)技術(shù)方案23中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法在金屬 體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低 變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,具有微細(xì)化金屬組織的金屬體以不將金屬組織轉(zhuǎn)變成粗 大化晶體組織的方式經(jīng)受塑性成形。由于這一方案,由于金屬組 織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此可以提供擁有高強度和高延 展性并擁有規(guī)定形狀的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案24中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至23中任一 描述的金屬體加工方法中,具有微細(xì)化金屬組織的金屬體以不將 金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體組織的方式經(jīng)受塑性成形。由于這一 方案,由于金屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此可以提供 擁有高強度和高延展性并擁有規(guī)定形狀的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案25中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案23或技術(shù)方案 24中描述的金屬體加工方法中,在不會將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體組織的短時間內(nèi)以加熱狀態(tài)實施塑性成形。由于這 一方案,可以防止因塑性成形時的金屬組織生長導(dǎo)致難以獲得高 強度和高延展性的缺陷。根據(jù)技術(shù)方案26中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案23至25中任一 描述的金屬體加工方法中,在金屬組織經(jīng)受塑性成形之后,以不 將金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體組織的方式進(jìn)行時效處理。由于這 一方案,擁有高強度或高延展性的金屬體可以進(jìn)一步提高強度。根據(jù)技術(shù)方案27中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至26中任一 描述的金屬體加工方法中,金屬體經(jīng)受碳化處理。由于這一方案, 可以隨著低變形阻抗區(qū)域的形成通過實施碳化處理將金屬組織轉(zhuǎn) 變成微細(xì)化晶體組織,因此,更高功能化金屬體可被形成。根據(jù)技術(shù)方案28中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至27中任一 描述的金屬體加工方法中,通過拉伸低變形阻抗區(qū)域而使金屬體 的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,不但可以因 剪切而形成應(yīng)變,而且可以通過拉伸低變形阻抗區(qū)域而形成應(yīng)變, 因此,金屬組織可以轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步微細(xì)化金屬組織。根據(jù)技術(shù)方案29中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至27中任一 描述的金屬體加工方法中,通過壓縮低變形阻抗區(qū)域使金屬體的 金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,不但可以因剪 切而形成應(yīng)變,而且可以通過壓縮低變形阻抗區(qū)域而形成應(yīng)變, 因此,金屬組織可以轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步微細(xì)化金屬組織。特別地,通 過壓縮低變形阻抗區(qū)域,可以防止因施加在低變形阻抗區(qū)域的剪 切變形導(dǎo)致金屬體出現(xiàn)裂紋的缺陷,并且低變形阻抗區(qū)域可以進(jìn) 一步剪切變形,從而將金屬組織轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案30中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案6至29中任一描述的金屬體加工方法中,金屬體采用具有中空部分的圓柱體的 形式,所述中空部分被保持在減壓狀態(tài)。由于這一方案,可以在 低變形阻抗區(qū)域中使金屬體向中空部分收縮變形,從而使低變形 阻抗區(qū)域剪切變形,由此將金屬組織轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步微細(xì)化晶體組 織。根據(jù)技術(shù)方案31中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至29中任一 描述的金屬體加工方法中,金屬體采用具有中空部分的圓柱體的 形式,所述中空部分被保持在高壓狀態(tài)。由于這一方案,可以在 低變形阻抗區(qū)域中使金屬體膨脹變形,從而使低變形阻抗區(qū)域剪 切變形,由此將金屬組織轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案32中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至31中任一 描述的金屬體加工方法中,用于將金屬體成形為規(guī)定形狀的成形 導(dǎo)向體與低變形阻抗區(qū)域接觸。由于這一方案,在通過剪切變形 將金屬組織在低變形阻抗區(qū)域中轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織I時,可以 利用成形導(dǎo)向體將金屬體成形為預(yù)期形狀,因此,可以提供擁有 高強度和高延展性并且具有預(yù)期形狀的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案33中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案32中描述的金 屬體加工方法中,成形導(dǎo)向體構(gòu)成用于加熱金屬體的加熱裝置。 由于這一方案,可以局部加熱金屬體的與成形導(dǎo)向體相接觸的部 分,因此,低變形阻抗區(qū)域的形成更為容易。根據(jù)技術(shù)方案34中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案32中描述的金 屬體加工方法中,成形導(dǎo)向體構(gòu)成用于冷卻金屬體的冷卻裝置。 由于這一方案,可以局部冷卻金屬體的與成形導(dǎo)向體相接觸的部 分,因此,低變形阻抗區(qū)域在剪切變形之后可以高效冷卻,由此 制造效率可被提高。根據(jù)技術(shù)方案35中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至34中任一 描述的金屬體加工方法中,低變形阻抗區(qū)域以橫貫的方式形成于 在一個方向上延伸的金屬體中,低變形阻抗區(qū)域沿金屬體延伸方 向移動。由于這一方案,可以極容易地將在一個方向上延伸的整 個金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此,可以連續(xù)地 將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。根據(jù)技術(shù)方案36中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案1至34中任一 描述的金屬體加工方法中,低變形阻抗區(qū)域橫貫金屬體,金屬體 的疊加著低變形阻抗區(qū)域的非低變形阻抗區(qū)域中的一個的位置相 對于另一非低變形阻抗區(qū)域變動,從而通過剪切使所述低變形阻 抗區(qū)域變形。由于這一方案,可以將局部形成的低變形阻抗區(qū)域 中的金屬組織轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒓?xì)化晶體組織,因此,擁有高強度和高延 展性的金屬體可以容易地形成。根據(jù)技術(shù)方案37中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案36中描述的金屬體加工方法中,所述位置變動是振動運動,其振動運動分量使得一個非低變形阻抗區(qū)域相對于另一非低變形阻抗區(qū)域在與金屬 體延伸方向基本正交的方向上振動運動。由于這一方案,可以在低變形阻抗區(qū)域中極容易地產(chǎn)生剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案38中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案36中描述的金 屬體加工方法中,所述位置變動是單向旋轉(zhuǎn)運動,其使得一個非 低變形阻抗區(qū)域相對于另一非低變形阻抗區(qū)域繞大致平行于金屬 體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。由于這一方案,可以在低變形阻抗 區(qū)域中極容易地產(chǎn)生剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案39中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案36中描述的金 屬體加工方法中,所述位置變動是雙向旋轉(zhuǎn)運動,其使得一個非 低變形阻抗區(qū)域相對于另一非低變形阻抗區(qū)域繞大致平行于金屬體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。由于這一方案,可以在低變形阻抗 區(qū)域中極容易地產(chǎn)生剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案40中描述的發(fā)明,處在加熱狀態(tài)的在一個方向上延伸的金屬體沿其延伸方向移動,使金屬體移經(jīng)冷卻裝置而將 金屬體冷卻,使冷卻后的金屬體經(jīng)受振動運動,從而使得移經(jīng)冷 卻裝置之前的金屬體部分中的金屬組織剪切變形,以將金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,在金屬體的制造步驟例 如熱軋等的過程中,可以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體 組織,因此,可以制造高附加值金屬體,而不增加制造成本。根據(jù)技術(shù)方案41中描述的發(fā)明,在對金屬體實施固溶熱處理 時,通過冷卻裝置急冷已被加熱到用于實施固溶熱處理的溫度的 金屬體,金屬體的急冷部分被剪切變形以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì) 化金屬組織,同時固溶熱處理被實施。由于這一方案,可以在將 金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的狀態(tài)下制造經(jīng)受固溶熱處理的 金屬體,因此,可以制造擁有高強度和高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案42中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案41中描述的金 屬體加工方法中,金屬體的剪切變形是通過施加振動運動而實施 的,所述振動運動的振動運動分量使在一個方向上延伸的金屬體 產(chǎn)生沿著與金屬體延伸方向基本正交的方向進(jìn)行的振動運動。由 于這一方案,可以極容易地使金屬體剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案43中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案41中描述的金 屬體加工方法中,金屬體的剪切變形是通過施加單向旋轉(zhuǎn)運動而 實施的,所述單向旋轉(zhuǎn)運動使在一個方向上延伸的金屬體產(chǎn)生繞 大致平行于金屬體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)。由于這一方案, 可以極容易地使金屬體剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案44中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案41中描述的金 屬體加工方法中,金屬體的剪切變形是通過施加雙向旋轉(zhuǎn)運動而 實施的,所述雙向旋轉(zhuǎn)運動使在一個方向上延伸的金屬體產(chǎn)生繞 大致平行于金屬體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)。由于這一方案, 可以極容易地使金屬體剪切變形。根據(jù)技術(shù)方案45中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案41至44中任一 描述的金屬體加工方法中,其金屬組織已轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 的金屬體在防止金屬組織變?yōu)榇执缶w組織的條件下通過實施塑 性成形而形成為規(guī)定形狀。由于這一方案,金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì) 化晶體組織,因此,可以提供擁有高強度和高延展性并且擁有預(yù) 期形狀的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案46中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法將金屬 體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,其中以彼此相隔規(guī)定距離 的方式通過局部降低在一個方向上延伸的金屬體的變形阻力而形 成橫貫金屬體的第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域,利 用非低變形阻抗區(qū)域形成裝置在第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變 形阻抗區(qū)域之間形成非低變形阻抗區(qū)域,以使所述非低變形阻抗 區(qū)域的變形阻力增大到大于第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻 抗區(qū)域的變形阻力,具有與金屬體延伸方向正交的方向上的振動 運動分量的振動運動施加在非低變形阻抗區(qū)域,由此通過剪切使 第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域變形。由于這一方案, 可以容易地向非低變形阻抗區(qū)域施加振動運動,與此同時,通過 將振動運動施加區(qū)域限定為局部區(qū)域在,可以容易地將本發(fā)明的 金屬體加工方法引入一般的金屬體制造步驟。根據(jù)技術(shù)方案47中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法將金屬 體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,其中以彼此相隔規(guī)定距離的方式通過局部降低在一個方向上延伸的金屬體的變形阻力而形 成橫貫金屬體的第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域,利 用非低變形阻抗區(qū)域形成裝置在第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變 形阻抗區(qū)域之間形成非低變形阻抗區(qū)域,以使所述非低變形阻抗 區(qū)域的變形阻力增大到大于第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻 抗區(qū)域的變形阻力,繞大致平行于金屬體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線的 單向旋轉(zhuǎn)運動施加在非低變形阻抗區(qū)域,由此通過剪切使第一低 變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域變形,以使金屬體的金屬組 織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,可以容易地向非低變 形阻抗區(qū)域施加單向旋轉(zhuǎn)運動,與此同時,通過將振動運動施加 區(qū)域限定為局部區(qū)域在,可以容易地將本發(fā)明的金屬體加工方法 引入一般的金屬體制造步驟。根據(jù)技術(shù)方案48中描述的發(fā)明, 一種金屬體加工方法將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,其中以彼此相隔規(guī)定距離 的方式通過局部降低在一個方向上延伸的金屬體的變形阻力而形 成橫貫金屬體的第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域,利 用非低變形阻抗區(qū)域形成裝置在第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變 形阻抗區(qū)域之間形成非低變形阻抗區(qū)域,以使所述非低變形阻抗 區(qū)域的變形阻力增大到大于第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻 抗區(qū)域的變形阻力,繞大致平行于金屬體延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線的 雙向旋轉(zhuǎn)運動施加在非低變形阻抗區(qū)域,由此通過剪切使第一低 變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域變形。由于這一方案,可以 容易地向非低變形阻抗區(qū)域施加雙向旋轉(zhuǎn)運動,與此同時,通過 將振動運動施加區(qū)域限定為局部區(qū)域在,可以容易地將本發(fā)明的 金屬體加工方法引入一般的金屬體制造步驟。根據(jù)技術(shù)方案49中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案46至48中任一描述的金屬體加工方法中,金屬體沿其延伸方向移動。由于這一 方案,可以提高擁有高強度和高延展性的金屬體的生產(chǎn)率。根據(jù)技術(shù)方案50中描述的發(fā)明,提供了一種金屬體加工設(shè)備,其包括低變形阻抗區(qū)域形成裝置,其通過局部降低在一個方向 上延伸的金屬體的變形阻力而形成橫貫金屬體的低變形阻抗區(qū) 域;非低變形阻抗區(qū)域形成裝置,其通過增大所述在低變形阻抗 區(qū)域中被降低了的變形阻力而形成非低變形阻抗區(qū)域;變位施加 裝置,其使疊加著低變形阻抗區(qū)域的金屬體一側(cè)部分相對于金屬 體另一側(cè)部分變位;其中,隨著變位施加裝置施加的變位而使所 述低變形阻抗區(qū)域剪切變形,所述設(shè)備由此將金屬體的金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備, 其可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,并且可以制造 擁有高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案51中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50中描述的金屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向金屬體施加振動運動,所述振 動運動具有沿著與金屬體延伸方向交叉的方向的振動運動分量。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以容易地將金屬組 織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,并且可以制造擁有高強度或高延展性 的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案52中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50中描述的金 屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向金屬體施加繞大致平行于金屬 體延伸方向的單向旋轉(zhuǎn)軸線的單向旋轉(zhuǎn)運動。由于這一方案,可 以提供一種加工設(shè)備,其可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,并且可以制造擁有高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案53中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50中描述的金 屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向金屬體施加繞大致平行于金屬體延伸方向的雙向旋轉(zhuǎn)軸線的雙向旋轉(zhuǎn)運動。由于這一方案,可 以提供一種加工設(shè)備,其可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織,并且可以制造擁有高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案54中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至53中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置是用于將金 屬體加熱到規(guī)定溫度或以上的加熱裝置。由于這一方案,可以提 供一種加工設(shè)備,其可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組 織,并且可以以低成本制造擁有高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案55中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至54中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,非低變形阻抗區(qū)域形成裝置是用于冷 卻金屬體的冷卻裝置。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備, 其可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,并且可以以低 成本制造擁有高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案56中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至55中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,還包括用于將金屬體沿延伸方向供應(yīng) 的供應(yīng)裝置。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以容 易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織并且可以連續(xù)地制造擁有 高強度或高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案57中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案56中描述的金 屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置包括預(yù)加熱裝置,利 用該預(yù)加熱裝置,金屬體被加熱到第一加熱溫度并將第一加熱溫 度保持規(guī)定時間,之后金屬體被加熱到第二加熱溫度。由于這一 方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以在通過加熱而形成低變形 阻抗區(qū)域時使低變形阻抗區(qū)域的加熱狀態(tài)均勻化,并且可以容易 地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化均質(zhì)組織。根據(jù)技術(shù)方案58中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案57中描述的金 屬體加工設(shè)備中,第一加熱溫度是金屬體固溶熱處理所需的溫度。 由于這一方案,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織并同時進(jìn) 行固溶熱處理,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有 高強度和高延展性并同時經(jīng)受固溶熱處理的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案59中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案56至58中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,還包括時效處理裝置,其通過將金屬 組織己轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金屬體保持在可防止金屬組織粗 大化的溫度而對金屬體實施時效處理。由于這一方案,可以提供 一種加工設(shè)備,其可以制造金屬體,以進(jìn)一步提高擁有高強度和 高延展性的金屬體的強度。根據(jù)技術(shù)方案60中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案56至59中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,用于將金屬體成形為規(guī)定形狀的成形 導(dǎo)向體與低變形阻抗區(qū)域接觸。由于這一方案,可以利用成形導(dǎo) 向體將金屬體成形為預(yù)期形狀,因此,可以提供一種加工設(shè)備, 其可以制造擁有高強度和高延展性并且具有預(yù)期形狀的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案61中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案60中描述的金 屬體加工設(shè)備中,成形導(dǎo)向體是用于加熱金屬體的加熱裝置。由 于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以局部加熱金屬體的 與成形導(dǎo)向體相接觸的部分,并且可以容易地形成低變形阻抗區(qū) 域。根據(jù)技術(shù)方案62中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案60中描述的金 屬體加工設(shè)備中,成形導(dǎo)向體是用于冷卻金屬體的冷卻裝置。由 于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以局部冷卻金屬體的 與成形導(dǎo)向體相接觸的部分并且可以在剪切變形之后高效地冷卻 低變形阻抗區(qū)域,從而提高制造效率。根據(jù)技術(shù)方案63中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案56至59中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,金屬體是具有中空部分的圓柱體,所 述設(shè)備還包括平板化裝置,其沿著金屬組織已轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體 組織的金屬體的延伸方向切開金屬體,以形成平板狀金屬體。由 于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造可將金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的平板狀金屬體。根據(jù)技術(shù)方案64中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至59中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置在真空中形 成低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其 可以通過剪切變形而防止在低變形阻抗區(qū)域的表面上形成氣體成 分的反應(yīng)膜。根據(jù)技術(shù)方案65中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至59中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置在高壓氣氛 中形成低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備, 其通過高壓對低變形阻抗區(qū)域的作用而提高在將金屬組織轉(zhuǎn)變成 微細(xì)化晶體組織時的效率。根據(jù)技術(shù)方案66中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至59中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置在活性氣體 氣氛中形成低變形阻抗區(qū)域。由于這一方案,金屬體的金屬組織 可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,與此同時,可以在低變形阻抗區(qū)域 的表面上形成活性氣體反應(yīng)區(qū)域,因此,可以提供一種加工設(shè)備, 其可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案67中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案66中描述的金 屬體加工設(shè)備中,所述活性氣體是氮氣。由于這一方案,金屬體 的金屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,與此同時,低變形阻抗 區(qū)域可以氮化,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案68中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案66中描述的金 屬體加工設(shè)備中,所述活性氣體是甲垸氣體和/或一氧化碳?xì)怏w。 由于這一方案,金屬體的金屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織, 與此同時,低變形阻抗區(qū)域可以碳化,因此,可以提供一種加工 設(shè)備,其可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案69中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至56中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置包含粉末材 料噴射裝置,其向低變形阻抗區(qū)域噴射粉末材料。由于這一方案, 金屬體的金屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,與此同時,粉末 材料可以機械式混合到低變形阻抗區(qū)域中,因此,可以提供一種 加工設(shè)備,其可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案70中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至56中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置包含離子摻 雜裝置,其向低變形阻抗區(qū)域摻雜離子。由于這一方案,金屬體 的金屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,與此同時,離子化顆粒 可以混合到低變形阻抗區(qū)域中,因此,可以提供一種加工設(shè)備, 其可以形成高功能化金屬體。根據(jù)技術(shù)方案71中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案50至56中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,低變形阻抗區(qū)域形成裝置通過將浸沒 在液體中的金屬體加熱到規(guī)定溫度或以上而形成低變形阻抗區(qū) 域。由于這一方案,用于形成低變形阻抗區(qū)域的條件的不規(guī)則性 可以被抑制,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以將金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化均質(zhì)組織。根據(jù)技術(shù)方案72中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案71中描述的金屬體加工設(shè)備中,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域周 圍的導(dǎo)熱率降低。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可 以在液體中高效地加熱金屬體。根據(jù)技術(shù)方案73中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案71中描述的金 屬體加工設(shè)備中,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域的 周圍形成氣泡。由于這一方案,可以提供一種加工設(shè)備,其可以 在液體中高效地加熱金屬體。根據(jù)技術(shù)方案74中描述的發(fā)明,提供了一種金屬體加工設(shè)備 其包括移動裝置,其將在一個方向上延伸的金屬體沿其延伸方 向移動;加熱裝置,其將金屬體加熱到用于實施固溶熱處理的溫 度;冷卻裝置,其對已被加熱裝置加熱了的金屬體進(jìn)行急冷;剪 切變形裝置,其通過剪切變形使被冷卻裝置冷卻了的一部分金屬 體變形。由于這一方案,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 并同時進(jìn)行固溶熱處理,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以 制造擁有高強度和高延展性并同時經(jīng)受固溶熱處理的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案75中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案74中描述的金 屬體加工設(shè)備中,剪切變形裝置向金屬體施加振動運動,所述振 動運動具有沿著與金屬體延伸方向基本正交的方向的振動運動分 量。由于這一方案,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織并同 時進(jìn)行金屬體的固溶熱處理,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其 可以制造擁有高強度和高延展性并同時經(jīng)受固溶熱處理的金屬 體。根據(jù)技術(shù)方案76中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案74中描述的金 屬體加工設(shè)備中,剪切變形裝置向金屬體施加單向旋轉(zhuǎn)運動,以 便繞大致平行于金屬體延伸方向的單向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)金屬體。由 于這一方案,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織并同時進(jìn)行固溶熱處理,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高 強度和高延展性并同時經(jīng)受固溶熱處理的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案77中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案74中描述的金 屬體加工設(shè)備中,剪切變形裝置向金屬體施加雙向旋轉(zhuǎn)運動,以 便繞大致平行于金屬體延伸方向的雙向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)金屬體。由 于這一方案,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織并同時進(jìn)行 固溶熱處理,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高 強度和高延展性并同時經(jīng)受固溶熱處理的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案78中描述的發(fā)明,提供了一種金屬體加工設(shè)備 其包括移動裝置,其將處在加熱狀態(tài)的在一個方向上延伸的金 屬體沿其延伸方向移動;冷卻裝置,其通過冷卻金屬體而增大變 形阻力,以形成非低變形阻抗區(qū)域;振動運動施加裝置,其向非 低變形阻抗區(qū)域施加振動運動;其中,通過振動運動施加裝置所 施加的振動運動,金屬體中的金屬組織在被供應(yīng)到冷卻裝置之前 通過剪切變形而轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這一方案,可以容 易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此,可以提供一種加 工設(shè)備,其可以制造擁有高強度和高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案79中描述的發(fā)明,提供了一種金屬體加工設(shè)備 其包括第一低變形阻抗區(qū)域形成裝置,其通過局部降低在一個 方向上延伸的金屬體的變形阻力而形成橫貫金屬體的第一低變形 阻抗區(qū)域;第二低變形阻抗區(qū)域形成裝置,其在與第一低變形阻 抗區(qū)域相隔規(guī)定距離的位置上通過局部降低金屬體的變形阻力而 形成橫貫金屬體的第二低變形阻抗區(qū)域;非低變形阻抗區(qū)域形成 裝置,其在第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域之間通過 增大前述在第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域中被降低 了的變形阻力而形成非低變形阻抗區(qū)域;變位施加裝置,其向非低變形阻抗區(qū)域施加變位,以使第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變 形阻抗區(qū)域被剪切變形;所述設(shè)備由此將第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。由于這 一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此, 可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高強度和高延展性的金 屬體。根據(jù)技術(shù)方案80中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79中描述的金 屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向非低變形阻抗區(qū)域施加振動運 動,所述振動運動具有沿著與金屬體延伸方向交叉的方向的振動 運動分量。由于這一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化 晶體組織,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高強 度和高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案81中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79中描述的金 屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向非低變形阻抗區(qū)域施加繞大致 平行于金屬體延伸方向的單向旋轉(zhuǎn)軸線的單向旋轉(zhuǎn)運動。由于這 一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此, 可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高強度和高延展性的金 屬體。根據(jù)技術(shù)方案82中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79中描述的金 屬體加工設(shè)備中,變位施加裝置向非低變形阻抗區(qū)域施加繞大致 平行于金屬體延伸方向的雙向旋轉(zhuǎn)軸線的雙向旋轉(zhuǎn)運動。由于這 一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此, 可以提供一種加工設(shè)備,其可以制造擁有高強度和高延展性的金 屬體。根據(jù)技術(shù)方案83中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79至82中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,第一低變形阻抗區(qū)域形成裝置和第二低變形阻抗區(qū)域形成裝置是用于將金屬體加熱到規(guī)定溫度或以上 的加熱裝置。由于這一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì) 化晶體組織,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以以低成本制 造擁有高強度和高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案84中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79至83中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,非低變形阻抗區(qū)域形成裝置是用于冷 卻金屬體的冷卻裝置。由于這一方案,可以容易地將金屬組織轉(zhuǎn) 變成微細(xì)化晶體組織,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其可以以 低成本制造擁有高強度和高延展性的金屬體。根據(jù)技術(shù)方案85中描述的發(fā)明,在技術(shù)方案79至84中任一 描述的金屬體加工設(shè)備中,還包括用于將金屬體沿延伸方向供應(yīng) 的供應(yīng)裝置。由于這一方案,可以容易和連續(xù)地將金屬組織轉(zhuǎn)變 成微細(xì)化晶體組織,因此,可以提供一種加工設(shè)備,其能夠以高 生產(chǎn)率制造擁有高強度和高延展性的金屬體。
圖1是金屬體的剖面示意圖。 圖2是金屬體的剖面示意圖。 圖3是金屬體的剖面示意圖。 圖4是金屬體的剖面示意圖。圖5是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。 圖6是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。 圖7是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。 圖8是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。圖9是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。圖IO是施加于低變形阻抗區(qū)域的剪切變形的說明圖。圖11是施加于低變形阻抗區(qū)域的加熱模式的說明圖。圖12是施加于低變形阻抗區(qū)域的加熱模式的說明圖。圖13是第一實施例中的STSP設(shè)備的概略說明圖。圖14是有關(guān)金屬體冷卻方法的其它實施例的說明圖。圖15是通過STSP設(shè)備處理前的金屬組織的電子顯微鏡照片。圖16是通過STSP設(shè)備處理后的金屬組織的電子顯微鏡照片。圖17是表示在S45C中將金屬組織微細(xì)化時的物性變化的曲 線圖。圖18是根據(jù)JIS-A5056的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時 的性能變化圖。圖19是STSP設(shè)備的一個改型例的概略說明圖。圖20是STSP設(shè)備的一個改型例的概略說明圖。圖21是STSP設(shè)備的一個改型例的概略說明圖。圖22是第二實施例中的STSP設(shè)備的概略說明圖。圖23是圖2中去掉一部分后的放大圖;圖24是安裝在第一旋轉(zhuǎn)支承體上的導(dǎo)輥的布置模式的說明圖。圖25是第三實施例中的STSP設(shè)備的概略說明圖。 圖26是圖25中的主要部分的放大圖。 圖27是圖26中的主要部分的側(cè)視圖。圖28是SVSP設(shè)備的概略說明圖。圖29是SVSP設(shè)備的一個改型例的概略說明圖。圖30是金屬體的剖面示意圖。圖31是車身框架插套的說明圖。圖32是車身框架插套的說明圖。圖33是說明ECAP法的參考圖。
具體實施方式
本發(fā)明的金屬體加工方法和金屬體加工設(shè)備可以產(chǎn)生具有高 強度或高延展性的金屬體,特別地,所述方法和設(shè)備通過將金屬 體中包含的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,從而使金屬體獲得 高強度或高延展性。特別地,為了將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,根據(jù)本發(fā) 明,在金屬體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并 且使所述低變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變 成微細(xì)化晶體組織。此外,通過局部形成低變形阻抗區(qū)域,用于將金屬組織轉(zhuǎn)變 成微細(xì)化晶體組織而施加的剪切變形所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力同心地作 用在低變形阻抗區(qū)域,因此,強應(yīng)變被高效地產(chǎn)生,由此將金屬 組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。此外,對于金屬體例如鎂合金等而言,預(yù)期可以調(diào)整晶體取向。特別地,為了局部形成低變形阻抗區(qū)域,沿低變形阻抗區(qū)域 形成了變形阻力增大的非低變形阻抗區(qū)域。通過提供沿低變形阻抗區(qū)域產(chǎn)生非低變形阻抗區(qū)域的非低變形阻抗區(qū)域生成(形成) 裝置,可以施加在低變形阻抗區(qū)域的剪切變形擴散到低變形阻抗 區(qū)域之外,因此,可以在低變形阻抗區(qū)域高效地產(chǎn)生剪應(yīng)力。更具體地講,非低變形阻抗區(qū)域生成裝置可以僅僅是一個用 于冷卻金屬體的冷卻裝置,該冷卻裝置可以容易地調(diào)節(jié)金屬體的 變形阻力。例如,在金屬體的熱軋步驟,可以通過使金屬體移經(jīng)冷卻裝 置而冷卻處于己被加熱狀態(tài)的金屬體,因這種冷卻而導(dǎo)致變形阻 力增加的非低變形阻抗區(qū)域被形成,并且由金屬體穿過冷卻裝置 后的區(qū)域構(gòu)成的非低變形阻抗區(qū)域?qū)⒔?jīng)受振動運動,因此,尚未 穿過冷卻裝置的區(qū)域會被剪切變形,因而容易將金屬組織轉(zhuǎn)變成 微細(xì)化晶體組織,由此可以擁有高強度或高延展性的金屬體。在此,前述低變形阻抗區(qū)域是這樣的區(qū)域,其中通過加熱金 屬體而降低了變形阻力,并且同除低變形阻抗區(qū)域之外的其他區(qū) 域相比容易通過施加外力而變形。另一方面,非低變形阻抗區(qū)域是這樣的區(qū)域,其中變形阻力 大于低變形阻抗區(qū)域的變形阻力,并且除低變形阻抗區(qū)域之外的 區(qū)域基本上是非低變形阻抗區(qū)域。低變形阻抗區(qū)域可以由除加熱之外的其他方法形成。例如, 通過將用于約束金屬體的約束體安裝在被加熱到預(yù)期溫度的金屬 體周圍而形成非低變形阻抗區(qū)域,未安裝約束體的非約束區(qū)將構(gòu) 成低變形阻抗區(qū)域。更具體地講,可以存在下述情況,其中,在澆注金屬體等的 熱軋步驟中,約束體接觸處在高溫狀態(tài)的金屬體的周圍?;蛘?,.在液態(tài)金屬體凝結(jié)并形成具有預(yù)期形狀的金屬體時,利用約束體局部形成非約束區(qū),并且剪切變形施加在將構(gòu)成低變 形阻抗區(qū)域的非約束區(qū)。通過這種方式,通過使約束體接觸通過加熱到規(guī)定溫度或以 上而保持在低變形阻力狀態(tài)的金屬體并因此而約束金屬體,非低 變形阻抗區(qū)域被形成,與此同時,通過將不接觸約束體的非約束 區(qū)構(gòu)成低變形阻抗區(qū)域,可以在鑄造等金屬體制造過程中將處在 被加熱狀態(tài)的金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此, 可以制造出擁有微細(xì)化金屬組織的金屬體,而不必增加制造步驟。本發(fā)明中的術(shù)語"金屬體"并不局限于由一種金屬元素形成的 第一金屬和兩種或更多種金屬元素形成的合金,還可以由一種或 多種金屬元素與一種或多種非金屬元素形成的金屬互化物構(gòu)成。 此外,除非另加說明,金屬體還包括諸如含有金屬的陶瓷體等金 屬互化物。在此,金屬體并不總是需要具有同質(zhì)的成分,如圖1中金屬 體的剖面示意圖所示,也可以是層疊體io,其具有在第一金屬層11上層疊第二金屬層12、再在第二金屬層12上層疊第三金屬層 13。此時,第一金屬層11、第二金屬層12、第三金屬層13分別 由預(yù)期的金屬、合金或金屬互化物形成。第一金屬層11、第二金 屬層12與第三金屬層13既可以僅通過疊合來構(gòu)成層疊體10,也 可以通過電鍍處理、蒸鍍處理、壓接處理等來層疊。這里,層疊 體10并不限于三層,可以疊合適當(dāng)數(shù)量的層來構(gòu)成層疊體10。此外,如圖2中金屬體的剖面示意圖所示,金屬體也可以是 將混合了第一金屬粉末14及第二金屬粉末15的混合體煅燒成形 為規(guī)定形狀的煅燒體16。此時,不僅可以由第一金屬粉末14與第 二金屬粉末15的二種的粉末來構(gòu)成煅燒體16,還可以混合更多種 的粉末來形成煅燒體16;不僅可以混合金屬的粉末,還可以混合非金屬的粉末來形成煅燒體16。在此,如圖3中金屬體的剖面模式圖所示,金屬體也可以是 將金屬粉末18填充到做成預(yù)定形狀的多孔質(zhì)體17的孔部中而形 成的填充體19。另外,在多孔質(zhì)體17不僅可以填充金屬粉末18, 也可以填充非金屬粉末。在此,如圖4中金屬體的剖面模式圖所示,金屬體也可以是 將多個第一金屬線材21及多個第二金屬線材22束在一起而形成 的金屬線束23。此時,不僅可以由第一金屬線材21及第二金屬線 材22兩種金屬線材構(gòu)成金屬線束23,也可以束起更多種金屬線材 來形成金屬線束23。通過上述方式,金屬體可以是各種形態(tài),只要是如后述那樣 通過剪切變形使金屬組織微細(xì)化而成,金屬體是哪種形態(tài)都可以。在圖1至圖3中,金屬體的橫截面為矩形,在圖4中,金屬 體的橫截面為圓形,但金屬體并不限于橫截面為矩形的矩形體或 橫截面呈圓形的圓棒體,也可以是平板體或具有中空部的筒狀體, 此外,還可以是例如工字鋼體、角鋼體、槽鋼體、T型鋼體、波 紋鋼體等。此外,預(yù)期的處理例如碳化處理、氮化處理等可以預(yù)先施加 在金屬體上。特別地,如果碳化處理施加在金屬體上,如后文所 述,可以與對形成在金屬體中的低變形阻抗區(qū)域進(jìn)行剪切變形一 起實施脫碳處理,因此,可以將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 并同時進(jìn)行脫碳處理,從而可以形成更高功能化金屬體。在此,對于普通碳鋼或高碳鋼而言,除了被施加碳化處理的 金屬體以外,也可以與形成在金屬體中的低變形阻抗區(qū)域的剪切 變形一起進(jìn)行脫碳處理,因此,更高功能化金屬體可被形成。金屬體為在一個方向上延伸的形態(tài),如圖5所示,橫貫金屬 體形成低變形阻抗區(qū)域30,從而在金屬體上形成由低變形阻抗區(qū) 域30隔開的第一非低變形阻抗區(qū)域31及第二非低變形阻抗區(qū)域 32。通過形成低變形阻抗區(qū)域30,以使低變形阻抗區(qū)域30橫貫在 一個方向上延伸的金屬體, 一邊使低變形阻抗區(qū)域30沿著金屬體 的延伸方向移動, 一邊使低變形阻抗區(qū)域30剪切變形,從而可以 連續(xù)地進(jìn)行金屬組織的微細(xì)化處理。另外,根據(jù)需要可以通過調(diào)整發(fā)生于低變形阻抗區(qū)域30的剪 切變形的變形形態(tài),可以使施加在低變形阻抗區(qū)域30的部分上的 強應(yīng)變的模式相互不同,因此,在金屬體上形成金屬組織的微細(xì) 化程度不同的區(qū)域,從而可以實現(xiàn)金屬體的多功能化。低變形阻抗區(qū)域30的剪切變形,如圖5(a)所示,是以下述 方式來進(jìn)行的,即通過施加振動,以使第二非低變形阻抗區(qū)域32 相對于第一非低變形阻抗區(qū)域31沿金屬體厚度方向振動,使第二 非低變形阻抗區(qū)域32相對于第一非低變形阻抗區(qū)域31的位置沿 金屬體的厚度方向變動?;蛘撸梢匀鐖D5 (b)所示,振動運動的振動方向不是沿金 屬體的厚度方向,而是沿著與金屬體的厚度方向正交的金屬體的 寬度方向。進(jìn)而,還可以如圖5 (c)所示,進(jìn)行將金屬體的厚度 方向的振動及寬度方向的振動兩者復(fù)合的復(fù)合振動。采用這種復(fù) 合振動時,可以使較大的剪切應(yīng)力作用在低變形阻抗區(qū)域。在此,振動運動并不總是產(chǎn)生微觀變位的振動運動,還可以 是能在金屬體中產(chǎn)生應(yīng)變的振動運動例如諧振。此外,當(dāng)金屬體是圓棒體或具有中空部的圓筒體時,如圖6所示,可以通過使第二非低變形阻抗區(qū)域32'對于第一非低變形阻 抗區(qū)域31'、繞著大致平行于金屬體的延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),以 使第二非低變形阻抗區(qū)域32'的位置相對于第一非低變形阻抗區(qū) 域31'變動,從而使低變形阻抗區(qū)域30'剪切變形。此時,第二非低變形阻抗區(qū)域32'既可以總以固定的角速度相 對于第一非低變形阻抗區(qū)域31'旋轉(zhuǎn),或者,第二非低變形阻抗區(qū) 域32'也可以交替往復(fù)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。此外,繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)獲得的低變形阻抗區(qū)域的剪切變形并 不局限于金屬體由圓棒體或具有中空部的圓筒體形成時的情況。 也就是說,如圖7所示,低變形阻抗區(qū)域30"可以以橫貫狀態(tài)形成 在由平板體構(gòu)成的金屬體中,并且金屬體可被旋轉(zhuǎn),從而在疊加 著低變形阻抗區(qū)域30,,的第一非低變形阻抗區(qū)域31"和第二非低變 形阻抗區(qū)域32"中相對于第一非低變形阻抗區(qū)域31'向第二非低變 形阻抗區(qū)域32,反復(fù)施加繞穿過金屬體的大致中心并且平行于金 屬體延伸的旋轉(zhuǎn)軸線的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。第一非低變形阻抗區(qū)域31、 31,、 31"相對于第二非低變形阻 抗區(qū)域32、 32'、 32"的相對振動運動、單向旋轉(zhuǎn)運動或雙向旋轉(zhuǎn) 運動的動量,是能使低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"中產(chǎn)生剪切變 形、可以使金屬組織微細(xì)化的程度的動量。在使低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"剪切變形時,通過使壓縮 應(yīng)力沿著金屬體的延伸方向作用在低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30" 上,可以抑制在低變形阻抗區(qū)域30、 30,、 30"中產(chǎn)生較大的形狀 變形、或在低變形阻抗區(qū)域30、 30,、 30"部分上發(fā)生斷裂。特別地,通過沿金屬體延伸方向向低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"施加壓縮應(yīng)力,可以向低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"施加不但由剪切產(chǎn)生的應(yīng)力、而且由壓縮產(chǎn)生的應(yīng)力,因此,金屬組織可 以獲得更微細(xì)化晶體組織。相反,在利用剪切使低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"變形時, 通過沿金屬體延伸方向拉伸(拉延)金屬體,以使拉伸應(yīng)力施加 在低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"中,可以向低變形阻抗區(qū)域30、 30'、 30"施加不但由剪切產(chǎn)生的應(yīng)力、而且由壓縮產(chǎn)生的應(yīng)力,因 此,金屬組織可以獲得更微細(xì)化晶體組織。通過這種方式,使低變形阻抗區(qū)域剪切變形,不但可以使低 變形阻抗區(qū)域的金屬組織微細(xì)化,還可以在圖1至圖4所示的金 屬體中通過各個金屬組織的結(jié)合而生成新的合金或陶瓷。特別是 可以機械地生成含有以往的熔融法所無法生成的成分的合金。如前所述,在使低變形阻抗區(qū)域剪切變形時,還可以如圖8 所示,在延伸于一個方向上的金屬體上,相隔規(guī)定的間隔而形成 橫貫該金屬體的第一低變形阻抗區(qū)域30a及第二低變形阻抗區(qū)域 30b,并且將由第一低變形阻抗區(qū)域30a及第二低變形阻抗區(qū)域30b 所疊夾的區(qū)域作為中間非低變形阻抗區(qū)域33,通過使中間非低變 形阻抗區(qū)域33振動運動,可以很容易地使第一低變形阻抗區(qū)域30a 及第二低變形阻抗區(qū)域30b剪切變形。在此,圖8中金屬體為平板體。在圖8 (a)中,使中間非低 變形阻抗區(qū)域33沿金屬體的厚度方向振動;在圖8 (b)中,使中 間非低變形阻抗區(qū)域33沿與金屬體的厚度方向正交的金屬體的寬 度方向振動;在圖8(c)中,使中間非低變形阻抗區(qū)域33以將金 屬體的厚度方向的振動及寬度方向的振動兩者復(fù)合的復(fù)合振動來 進(jìn)行振動。此外,如圖9所示,關(guān)于構(gòu)成由第一低變形阻抗區(qū)域30a和第二低變形阻抗區(qū)域30b之間疊加區(qū)域的中間非低變形阻抗區(qū)域 33,在位于第一低變形阻抗區(qū)域30a附近的中間非低變形阻抗區(qū) 域33的一部分處,設(shè)有第一進(jìn)給裝置36,其包括第一上部進(jìn)給輥 36a和第二下部進(jìn)給輥36b,它們夾持金屬體并將金屬體沿金屬體 延伸方向進(jìn)給;在位于第二低變形阻抗區(qū)域30b附近的中間非低 變形阻抗區(qū)域33的一部分處,設(shè)有第二進(jìn)給裝置37,其包括第二 上部進(jìn)給輥37a和第二下部進(jìn)給輥37b,它們夾持金屬體并將金屬 體沿金屬體延伸方向進(jìn)給。通過以彼此相反的相態(tài)豎直移動第一 進(jìn)給裝置36和第二進(jìn)給裝置37,第一低變形阻抗區(qū)域30a和第二 低變形阻抗區(qū)域30b可以通過剪切而形成。在這種情況下,預(yù)期產(chǎn)生于第一低變形阻抗區(qū)域30a和第二 低變形阻抗區(qū)域30b中的剪切變形在顯微結(jié)構(gòu)上等同于如圖8(a) 所示的前述振動模式所產(chǎn)生的剪切變形。當(dāng)金屬體是圓棒體或具有中空部的圓筒體時,如圖10所示, 通過使隔開規(guī)定間隔而設(shè)置的第一低變形阻抗區(qū)域30a'與第二低 變形阻抗區(qū)域30b'之間的中間非低變形阻抗區(qū)域33'圍繞與金屬 體的延伸方向大致平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),能夠很容易地使第一低變 形阻抗區(qū)域30a'及第二低變形阻抗區(qū)域30b'剪切變形。圖IO中的 附圖標(biāo)記34表示使中間非低變形阻抗區(qū)域33'旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輥。此外,在圖8至圖10中,通過使金屬體沿著延伸方向移動, 可以使金屬體上的第一低變形阻抗區(qū)域30a'及第二低變形阻抗區(qū) 域30b'的位置移動。因而,通常在連續(xù)制造的金屬體的制造工序中,通過在金屬 體上形成第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'及第二低變形阻抗區(qū)域 30b、 30b',并使中間非低變形阻抗區(qū)域33、 33'振動或旋轉(zhuǎn),能 夠容易地使金屬體剪切變形,所以能夠以低成本制造出通過將金屬組織微細(xì)化變?yōu)楦邚姸然蚋哐诱剐缘慕饘袤w。在此,相對于中間非低變形阻抗區(qū)域33、 33'的前述振動、單 向旋轉(zhuǎn)和雙向旋轉(zhuǎn)而言,作為其他運動模式,作為示例,可以考 慮采用使金屬體沿金屬體延伸方向伸縮的伸縮運動模式,以及在 圖8所示中間非低變形阻抗區(qū)域33中繞平板金屬體的平面法向的 旋轉(zhuǎn)軸線的雙向旋轉(zhuǎn)運動模式。因此,可以考慮總共具有6個自 由度的運動。然而,如圖8至圖10所示,如果金屬體包含第一低變形阻抗 區(qū)域30a、 30a,和第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b',則在伸縮運動 模式中,難以向第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'和第二低變形阻抗 區(qū)域30b、 30b'施加足夠的剪應(yīng)力;同樣地,在雙向旋轉(zhuǎn)運動模式 中,難以向第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'和第二低變形阻抗區(qū)域 30b、 30b,施加足夠的剪應(yīng)力。因此,實質(zhì)上希望利用具有6個自 由度的運動產(chǎn)生剪切變形。然而,如圖5至圖7所示,當(dāng)?shù)妥冃巫杩箙^(qū)域30、 30'只形成 在金屬體中的一部分中時,可以利用伸縮運動模式和雙向旋轉(zhuǎn)運 動模式如前所述沿金屬體延伸方向施加壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力。第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'及第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b,通常是分別通過加熱金屬體而形成的,通過分別使第一低變形 阻抗區(qū)域30a、 30a,及第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b,的加熱溫度 不同,可以使作用于第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'及第二低變形 阻抗區(qū)域30b、 30b,的剪切應(yīng)力分別不同,可以使分別不同的剪切 應(yīng)力分兩階段作用在金屬組織上,所以能使金屬組織更微細(xì)化。并且,在經(jīng)一次的剪切變形后使金屬組織的被微細(xì)化的部分 再次剪切變形時,由于金屬體的延展性的提高,可以降低金屬體的加熱溫度,可以使金屬組織更微細(xì)化。更具體地講,通過沿其延伸方向移動金屬體,以使移動的金屬體移經(jīng)用于形成第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a,的第一低變形阻 抗區(qū)域形成區(qū)和用于形成第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b'的第二低 變形阻抗區(qū)域形成區(qū),當(dāng)金屬體是難變形合金例如鎂合金或難變 形金屬互化物時,如圖11所示,第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)被設(shè) 置在高溫,第二低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)被設(shè)置在與第一低變形阻 抗區(qū)域形成區(qū)相比而言的低溫。在此,第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)的加熱溫度是使第一低變 形阻抗區(qū)域30a、 30a'中的金屬體充分軟化的溫度,該溫度足以使 第一低變形阻抗區(qū)域30a剪切變形。通過在此溫度將剪應(yīng)力施加 于第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a,,第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a' 容易通過剪切而變形,從而將金屬組織轉(zhuǎn)變成均質(zhì)化組織,與此 同時,使得金屬體具有顆粒尺寸為10至50 pm的中等精細(xì)顆粒, 從而,例如金屬體的變形阻力可以減小。此外,第二低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)的加熱溫度被設(shè)置為使金 屬組織發(fā)生再結(jié)晶,并且使得第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b'的部 分能夠通過剪切而變形,同時抑制第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b' 的部分的金屬組織的生長,從而金屬組織可以獲得進(jìn)一步微細(xì)化 晶體組織。通過這種方式,在第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)中,為了在第 二低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)發(fā)生再結(jié)晶的低溫區(qū)之前實現(xiàn)金屬體剪 切變形,金屬體被加熱到可以調(diào)節(jié)顆粒尺寸的級別,從而可以容 易地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,即使金屬體是難變形合 金或難變形金屬互化物等,從而使得金屬體實現(xiàn)高延展性。此外,當(dāng)金屬體是熱處理型合金時,通過利用金屬體在第一 低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)加熱之后急冷(淬火)的現(xiàn)象,金屬體在 第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)的加熱溫度被設(shè)置為作為金屬體固溶熱處理(solution heattreatment)條件的溫度,并且通過在此狀態(tài)將 剪應(yīng)力施加到第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a',同位于第一低變形 阻抗區(qū)域30a、 30a,的相圖中的成分相比,可以在固體溶液中安置 更大量的附加元素。此外,金屬體的金屬組織在經(jīng)受固溶熱處理時會轉(zhuǎn)變成微細(xì) 化晶體組織,因此,可以在經(jīng)受固溶熱處理時形成具有微金屬組 織的金屬體。在傳統(tǒng)方法中,由于固溶熱處理中的加熱導(dǎo)致金屬 組織生長,因此不能在經(jīng)受固溶熱處理的同時制造出具有微金屬 組織的金屬體,然而這種金屬體可以由本發(fā)明的加工方法和加工 設(shè)備制出。第二低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)的加熱溫度被設(shè)置為金屬組織發(fā) 生再結(jié)晶的溫度,并且被用于通過剪切而使第二低變形阻抗區(qū)域 30b、 30b,變形,同時抑制第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b'部分的 金屬組織生長,從而將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。通過這種方式,通過在第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)實施金屬 體固溶熱處理,可以形成其金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化均質(zhì)組織的金 屬體。如前所述,根據(jù)本發(fā)明,通過剪切形成低變形阻抗區(qū)域例如 第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'和第二低變形阻抗區(qū)域30b、 30b', 金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。相對于將將金屬組織 轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的作用而言,通過加熱等而容易變形的金 屬體中的晶粒因剪切變形而受到剪斷并且轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶粒。特別地,在低變形阻抗區(qū)域的兩端部分,由于如后文所述的 冷卻等而難以使金屬體的晶粒變形,因此,變形阻力增加。因此, 可以認(rèn)為與剪切變形一起產(chǎn)生的剪應(yīng)力很大地作用在具有高變形 阻抗的高變形阻抗區(qū)域和低變形阻抗區(qū)域之間的邊界上,因此, 金屬組織向微細(xì)化晶體組織的轉(zhuǎn)變在高變形阻抗區(qū)域和低變形阻 抗區(qū)域之間的邊界部分被特別促進(jìn)。這樣,當(dāng)金屬體沿其延伸方向移動以使金屬體移經(jīng)第一低變 形阻抗區(qū)域形成區(qū)和第二低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)時,在各區(qū)域內(nèi), 金屬體從低變形阻抗區(qū)域變?yōu)楦咦冃巫杩箙^(qū)域時所實施的溫度控 制要比金屬體從高變形阻抗區(qū)域變?yōu)榈妥冃巫杩箙^(qū)域時所實施的 溫度控制更為重要。也就是說,在金屬體從高變形阻抗區(qū)域變?yōu)榈妥冃巫杩箙^(qū)域 時,溫度控制的自由度高,因此,如圖12所示,在通過加熱金屬 體而形成低變形阻抗區(qū)域時,可以提供預(yù)加熱區(qū)域,并且金屬體 可被預(yù)加熱,然后金屬體可通過主加熱而被加熱到規(guī)定溫度。特別地,如圖12所示,通過在第一低變形阻抗區(qū)域形成區(qū)前面提供預(yù)加熱區(qū)域和預(yù)加熱金屬體,以相對高溫狀態(tài)被加熱的第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a'可以在短時間內(nèi)被相對基本均勻地加 熱。因此,通過使被相對基本均勻地加熱的第一低變形阻抗區(qū)域 30a、 30a,剪切變形,可以將第一低變形阻抗區(qū)域30a、 30a的金屬 組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化均質(zhì)組織。此外,如果通過將預(yù)加熱區(qū)域的預(yù)加熱溫度設(shè)置為固溶熱處 理溫度,從而將固溶熱處理溫度采用為第一低變形阻抗區(qū)域形成 區(qū)的加熱條件,可以在足以實施固溶熱處理的處理時間內(nèi)進(jìn)行加 熱,因此,確實承受固溶熱處理的金屬體可以在第二低變形阻抗 區(qū)域形成區(qū)通過剪切而變形。特別地,如果金屬體經(jīng)受多個固溶熱處理溫度或經(jīng)受多個相 變溫度,金屬體可以在各規(guī)定溫度分別保持規(guī)定時間,然后,可 以實施主加熱以便通過剪切使低變形阻抗區(qū)域變形。此外,在金屬體被冷卻時也是如此,金屬體可以被逐漸冷卻, 從而在各冷卻狀態(tài)向低變形阻抗區(qū)域施加預(yù)期的剪應(yīng)力。除了前述的剪切變形在兩個階段施加在金屬體上的情況以外,多個中間非低變形阻抗區(qū)域33、 33'可以沿著金屬體延伸方向 提供。此外,中間非低變形阻抗區(qū)域可以設(shè)在多個階段中。特別 地,如果金屬體是含有金屬的陶瓷體等,可以以下述條件施加剪 切變形,即每次施加在金屬體上的剪切變形條件彼此不同,從而 使金屬組織進(jìn)一步均質(zhì)化。下面解釋第一實施例的加工設(shè)備。圖13示出了示出了一種設(shè)備,其通過單向旋轉(zhuǎn)運動或雙向旋 轉(zhuǎn)運動來扭轉(zhuǎn)形成在金屬體中的低變形阻抗區(qū)域以產(chǎn)生金屬體剪 切變形。本發(fā)明人將這樣通過扭轉(zhuǎn)而使低變形阻抗區(qū)域剪切變形、 來使金屬組織微細(xì)化的方法,稱為"STSP" (Severe Torsion Straining Process,劇烈扭轉(zhuǎn)應(yīng)變過程)法。圖13是STSP設(shè)備的 一例的概略說明圖。本案中,為了說明的方便,金屬體M2為在 一個方向上延伸的圓棒體,但也可以是具有中空部的圓筒狀體。STSP設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括在基臺60上表面沿著金屬體M2的延 伸方向而設(shè)置的固定部61、剪切變形部62及旋轉(zhuǎn)部63。固定部61由以豎立的方式安裝于基臺60上表面上的第一固 定壁61a及第二固定壁61b構(gòu)成。第一固定壁61a及第二固定壁 61b分別由具有規(guī)定厚度的板體構(gòu)成,第一固定壁61a及第二固定 壁61b互相大致平行。43此外,在第一固定壁61a及第二固定壁61b上分別設(shè)置有用 來被金屬體M2穿過的穿孔,該分別使金屬體M2穿過該穿孔,使 螺裝在第一固定壁61a及第二固定壁61b的上端上的固定用螺釘 61c、 61d的先端部抵接在穿過穿孔的金屬體M2周面上,將金屬 體M2固定。在此,固定部61不限于由第一固定壁61a及第二固定壁61b 構(gòu)成的結(jié)構(gòu),只要能固定金屬體M2,哪種結(jié)構(gòu)都可以。這里,所 謂的將金屬體M2固定,是指對金屬體M2以圓棒狀的金屬體M2 的中心軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行固定。旋轉(zhuǎn)部63由以豎立的方式安裝于基臺60的上表面上的第一 限制壁63a、第二限制壁63b、夾裝于第一限制壁63a與第二限制 壁63b之間的進(jìn)退限制體63c以及未圖示的旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成。第一限制壁63a及第二限制壁63b分別由具有規(guī)定厚度的板 體構(gòu)成,第一限制壁63a及第二限制壁63b互相大致平行。并且 在第一限制壁63a及第二限制壁63b上,分別設(shè)置有用于使金屬 體M2穿過的穿孔,金屬體M2穿過所述穿孔。進(jìn)退限制體63c具有與第一限制壁63a及第二限制壁63b的 間隔尺寸大致相同的長度,且由可環(huán)繞安裝在金屬體M2上的圓 筒體構(gòu)成,在第一限制壁63a與第二限制壁63b之間,將該進(jìn)退 限制體63c環(huán)繞安裝到金屬體M2上,再使螺裝在進(jìn)退限制體63c 的周面上的固定用螺釘63d、 63d的先端部抵接在貫穿進(jìn)退限制體 63c的金屬體M2的周面上,將進(jìn)退限制體63c固定在金屬體M2 上。因而,在如后述那樣使金屬體M2的非低變形阻抗區(qū)域旋轉(zhuǎn) 時,由于進(jìn)退限制體63c受第一限制壁63a及第二限制壁63b限制,所以能夠防止在金屬體M2上發(fā)生沿延伸方向的偏移??梢允褂酶鞣N裝置作為使金屬體M2的低變形阻抗區(qū)域旋轉(zhuǎn) 的旋轉(zhuǎn)裝置,只要能夠一邊對旋轉(zhuǎn)部63 —側(cè)的金屬體M2施加規(guī) 定的扭矩一邊使其旋轉(zhuǎn),哪種裝置都可以。在本實施例中,在旋 轉(zhuǎn)部63 —側(cè)的金屬體M2的端部上聯(lián)動地連結(jié)著旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)(未 圖示),將該旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)作為旋轉(zhuǎn)裝置。剪切變形部62由將金屬體M2加熱至預(yù)定溫度的加熱裝置 64、和為了將由該加熱裝置64的加熱而在金屬體M2上形成的低 變形阻抗區(qū)域30'做成規(guī)定的寬度尺寸而冷卻金屬體M2的冷卻裝 置65構(gòu)成。在本實施例中,在加熱裝置64中使用高頻率加熱線圈,將該 高頻率線圈以規(guī)定的圈數(shù)巻繞在金屬體M2上,通過將金屬體M2 加熱到規(guī)定的溫度而使變形阻抗降低,從而形成低變形阻抗區(qū)域 30'。另外,加熱裝置64并不限于高頻率加熱線圈,也可以使用電 子束、等離子、激光、電磁感應(yīng)等進(jìn)行加熱,還可以利用燃?xì)馊?燒器或電短路來進(jìn)行加熱。特別是使用電子束作為加熱裝置64時, 可以將金屬體M2的延伸方向的低變形阻抗區(qū)域30'的寬度做得非 常小,能夠使更大的剪切應(yīng)力作用在低變形阻抗區(qū)域30'上,從而 可以使金屬組織更微細(xì)化。冷卻裝置65由將從給水配管65a供給的水排出的第一排水口 65b及第二排水口 65c構(gòu)成,通過從第一排水口 65b及第二排水口 65c所排出的水來冷卻金屬體M2。圖10中的附圖標(biāo)記66表示接 收從第一排水口 65b及第二排水口 65c排出的水的盛水容器,附 圖標(biāo)記67表示與該盛水容器66連接的排水管。在本實施例中,第一排水口 65b和第二排水口 65c被構(gòu)造成從金屬體M1上方向下噴水。然而,如圖14所示,例如,多個排 水口 68可以形成在金屬體M1周圍,和水可以所述多個排水口 68 噴向金屬體M1。在這種情況下,水以相對于金屬體Ml的表面法向的給定入 射角e從各排水口 68噴射,因此,冷卻效率進(jìn)一步提高。因此, 在低變形阻抗區(qū)域30'的兩端,金屬體M1的溫度梯度可以增加, 因此,大剪應(yīng)力可以施加在金屬體Ml上,這預(yù)期可以提高金屬 組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時的效率。特別地,可以高效地分散隨著冷卻產(chǎn)生在被冷卻表面上的氣 泡,因此,因氣泡產(chǎn)生而導(dǎo)致的冷卻效率降低可被抑制,從而冷 卻效率可被提高。此外,在冷卻裝置65中,通過由第一排水口 65b及第二排水 口 65c排出的水,將通過設(shè)置于第一排水口 65b與第二排水口 65c 之間的加熱裝置64而形成的低變形阻抗區(qū)域30'的兩側(cè)冷卻,特 別是通過調(diào)整第一排水口 65b及第二排水口 65c的配設(shè)位置,可 以將低變形阻抗區(qū)域30,做成與金屬體M2的延伸方向的長度相比 非常微小的區(qū)域。通過這種方式,通過將低變形阻抗區(qū)域30'做成沿著金屬體 M2的延伸方向的微小寬度,在低變形阻抗區(qū)域30,的部分上容易 產(chǎn)生非常大的剪切變形,可以提高金屬組織的微細(xì)化的效率。并 且,在通過旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)低變形阻抗區(qū)域30'時,可以防止低變形 阻抗區(qū)域30'的扭轉(zhuǎn)不均勻。進(jìn)而,還可以減少由扭轉(zhuǎn)而在低變形 阻抗區(qū)域30,中發(fā)生的剪切變形的殘余應(yīng)變或殘余變形。此外,通過由冷卻裝置65將加熱裝置64所加熱的低變形阻 抗區(qū)域30'迅速冷卻來對低變形阻抗區(qū)域30'進(jìn)行淬火,從而可以提高金屬組織已被微細(xì)化的金屬體M2的硬度。另外,通過快速冷卻低變形阻抗區(qū)域30',可以防止出現(xiàn)連續(xù) 加熱狀態(tài),因此,可以阻止已被轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金屬組 織粗大化。低變形阻抗區(qū)域30'的寬度,優(yōu)選為與金屬體M2的延伸方向 正交的表面內(nèi)所取的金屬體M2的橫截面中的橫截面寬度尺寸的3 倍以內(nèi)。通過將低變形阻抗區(qū)域30'設(shè)為這種條件,可以在將伴隨 扭轉(zhuǎn)的低變形阻抗區(qū)域30,的變形抑制到最小限度的同時,產(chǎn)生較 大的剪切變形,可以提高金屬體M2的金屬組織的微細(xì)化效率。上述冷卻裝置65為水冷裝置,但并不限于水冷裝置,只要可 以使由加熱裝置64加熱的區(qū)域成為局部的區(qū)域的可冷卻的裝置就 可以,也可以是空氣冷卻、也可以是勵磁冷卻,可以使用適當(dāng)?shù)?冷卻裝置。特別地,通過將盛水容器66部分用作適宜的真空室,并使真 空室的內(nèi)部空間達(dá)到等于或小于大約500 hPa的真空狀態(tài),在低變 形阻抗區(qū)域30,形成于真空中時,可以防止在低變形阻抗區(qū)域30' 的表面上形成氣體成分反應(yīng)膜。因此,后續(xù)步驟中的處理可以減 輕。此外,當(dāng)金屬體M2在這樣的真空中被加熱時,電子束加熱 裝置可以可被用作加熱裝置64,此外,可以利用自冷卻功能來冷 卻金屬體M2以對抗電子束加熱,因此,低變形阻抗區(qū)域30'可被 設(shè)置為具有極小的寬度尺寸,從而可以在低變形阻抗區(qū)域30'產(chǎn)生 極大的剪切變形。此外,通過采用在真空中形成低變形阻抗區(qū)域30',可以向低 變形阻抗區(qū)域30'部分施加由給定元素形成的顆粒的離子摻雜。通過這種方式,通過向低變形阻抗區(qū)域30'施加離子摻雜,低 變形阻抗區(qū)域30'會轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)化金屬組織,與此同時由于離 子化顆粒被注入低變形阻抗區(qū)域30',因此可以形成高功能化金屬 體。特別地,通過在將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的同時注 入顆粒,顆粒可以注入得比常規(guī)離子摻雜更深,與此同時,注入 的顆粒可以充分混合在金屬體M2中。此外,可以消除因注入顆 粒而在金屬體M2中產(chǎn)生的金屬組織損傷。此外,除了實施給定顆粒的離子摻雜以外,還可以向低變形 阻抗區(qū)域30'噴射具有規(guī)定成分的粉末材料。通過向低變形阻抗區(qū)域30,噴射粉末材料,金屬體的金屬組織 M2會轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,與此同時,粉末材料可以機械式混 合在低變形阻抗區(qū)域30'中,因此,可以形成高功能化金屬體。特 別地,即使是具有利用傳統(tǒng)鑄造難以形成的成分的金屬體也可以 容易地形成,并且在具有除金屬以外的成分的粉末材料被噴射到 低變形阻抗區(qū)域30,時,可以制造出新材料。在此,在具有規(guī)定成分的粉末材料噴射到低變形阻抗區(qū)域30' 時,并不總是必須實施真空中的操作,還可以實施常規(guī)壓力狀態(tài) 中的操作。除了如前所述在真空中在減壓狀態(tài)形成低變形阻抗區(qū)域30' 以外,還可以在盛水容器66部分中形成加壓室,并使加壓室達(dá)到 高壓狀態(tài),由此形成低變形阻抗區(qū)域30'。通過這種方式,當(dāng)?shù)妥冃巫杩箙^(qū)域30,在高壓狀態(tài)形成時,通 過利用高壓對低變形阻抗區(qū)域30'產(chǎn)生的加壓功能,預(yù)期可以提高 將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時的效率。特別地,除了通過向加壓室供應(yīng)惰性氣體而向加壓室施加壓力以外,還可以通過施加活性氣體而施加壓力。通過在活性氣體氣氛中形成低變形阻抗區(qū)域30',在將金屬體 的金屬組織M2轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的同時,具有活性氣體的 反應(yīng)區(qū)域可形成低變形阻抗區(qū)域30'的表面上,因此,不但能夠通 過在低變形阻抗區(qū)域30,上實施表面改質(zhì)而形成所要的表面涂層, 而且能夠由于與活性氣體之間的反應(yīng)而產(chǎn)生強應(yīng)變,或是實現(xiàn)表 面涂覆,因此,可以形成高功能化金屬體。特別地,當(dāng)?shù)獨獗挥米骰钚詺怏w時,在將金屬體的金屬組織 M2轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的同時,可以氮化低變形阻抗區(qū)域30', 因此,隨著將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,可以以低成本供 應(yīng)具有高強度和高延展性并且被氮化處理的高功能化金屬體M2。此外,當(dāng)含碳?xì)怏w例如甲烷氣體和/或一氧化碳?xì)怏w被用作 活性氣體時,在將金屬體的金屬組織M2轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 的同時,碳化處理可以施加在低變形阻抗區(qū)域30',因此,隨著將 金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,可以以低成本供應(yīng)具有高強度 和高延展性被并氮化處理的高功能化金屬體M2。在此,在活性氣體被供應(yīng)到加壓室時,并不總是必須處在高 壓狀態(tài),而是使加壓室內(nèi)處于活性氣體氣氛就足夠了。此外,除了使惰性氣體或活性氣體與低變形阻抗區(qū)域30'接觸 以外,可以使惰性液體或活性液體與低變形阻抗區(qū)域30'接觸。也就是說,可以通過將前述STSP設(shè)備直接浸沒在惰性液體或 活性液體中而形成低變形阻抗區(qū)域30'。通過這種方式,通過在惰性液體或活性液體中形成低變形阻 抗區(qū)域30',低變形阻抗區(qū)域30'的形成條件可以穩(wěn)定化,金屬組 織可以均質(zhì)地轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。特別地,通過在惰性液體或活性液體中加熱金屬體M2而形 成低變形阻抗區(qū)域30',可以將惰性液體或活性液體用作冷卻劑, 因此,冷卻效率可被提高。此外,相對于完成了剪切變形的部分,可以隨后利用惰性液 體或活性液體冷卻而實施淬火,因此,可以形成高功能化金屬體。在此,當(dāng)通過在惰性液體或活性液體中加熱金屬體M2而形 成低變形阻抗區(qū)域30'時,會產(chǎn)生一種可能性,即低變形阻抗區(qū)域 30'部分的加熱效率降低。這樣,在形成低變形阻抗區(qū)域30'時,如果通過降低金屬體 M2中的低變形阻抗區(qū)域30'的形成區(qū)的周圍的導(dǎo)熱率,則可以構(gòu) 造成通過惰性液體或活性液體來抑制施加到低變形阻抗區(qū)域30' 的熱量的擴散。因此,可以高效地實施金屬體M2在液體中的加 熱。具體地講,空氣噴嘴(圖中未示出)被安置在將被加熱的低 變形阻抗區(qū)域30'附近,并且通過從空氣噴嘴施加氣泡狀氣體,氣 泡區(qū)產(chǎn)生在低變形阻抗區(qū)域30'的形成區(qū)周圍,因此,可以產(chǎn)生由 氣泡形成的絕熱層,由此導(dǎo)熱率可以減小。因此,可以極其容易 地減小導(dǎo)熱率,因此,可以高效地實施金屬體M2在液體中的加 熱。特別地,如果從空氣噴嘴中供應(yīng)的氣泡狀氣體是氮氣或含碳 氣體例如甲烷氣體和/或一氧化碳?xì)怏w,則可以對低變形阻抗區(qū) 域30,施加氮化處理或碳化處理。此外,如果金屬體M2是具有中空部分的中空圓筒體,那么 通過使中空部分達(dá)到減壓狀態(tài),可以在對低變形阻抗區(qū)域?qū)嵤┘?切變形的同時使金屬體通過收縮而在低變形阻抗區(qū)域向著中空部分變形,因此,金屬組織可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織?;蛘撸鳛橄喾吹那闆r,通過將中空部分設(shè)置為高壓狀態(tài), 可以在實施剪切變形的同時通過膨脹而使金屬體在低變形阻抗區(qū) 域變形,因此,金屬組織可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。通過這種方式,即使中空部分達(dá)到減壓狀態(tài)或高壓狀態(tài),也 可以在規(guī)定壓力下向中空部分內(nèi)供應(yīng)惰性氣體或活性氣體,或是 惰性液體或活性液體。特別地,在需要中空部分達(dá)到減壓狀態(tài)時, 可以通過將金屬體外側(cè)置于加壓狀態(tài)而相對地實現(xiàn)減壓狀態(tài)。STSP設(shè)備如上述那樣構(gòu)成,在通過扭轉(zhuǎn)在金屬體M2上形成 的低變形阻抗區(qū)域30,而使金屬組織微細(xì)化時,將金屬體M2安裝 在STSP設(shè)備上, 一邊通過冷卻裝置65冷卻低變形阻抗區(qū)域30' 的兩側(cè), 一邊通過加熱裝置64加熱低變形阻抗區(qū)域30'。這里,由加熱裝置64進(jìn)行的加熱, 一直進(jìn)行到低變形阻抗區(qū) 域30,的溫度變?yōu)榻饘袤wM2中所發(fā)生的應(yīng)變的恢復(fù)軟化溫度或再 結(jié)晶溫度以上,在變?yōu)榛謴?fù)、再結(jié)晶溫度以上時,通過旋轉(zhuǎn)裝置, 以金屬體M2的中心軸為旋轉(zhuǎn)軸使非低變形阻抗區(qū)域繞旋轉(zhuǎn)軸旋 轉(zhuǎn),來將低變形阻抗區(qū)域30'扭轉(zhuǎn)。由旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行的非低變形阻抗區(qū)域的旋轉(zhuǎn)為1至20 rpm。 旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為1/2圈以上,旋轉(zhuǎn)圈數(shù)愈多愈會產(chǎn)生較大的剪切變形, 可以提高金屬組織的微細(xì)化效率。另外,由加熱裝置64將金屬體M2加熱的溫度為恢復(fù)、再結(jié) 晶溫度以上,但最好控制在對金屬結(jié)晶粒的粗大化開始產(chǎn)生影響 的溫度以下。在本實施例中,可以構(gòu)造成使金屬體M2的形成低變形阻抗 區(qū)域30,的一端被固定,另一端被旋轉(zhuǎn)。然而,疊加著低變形阻抗區(qū)域30'的兩側(cè)可以分別沿相反方向旋轉(zhuǎn)。通過這種方式,低變形阻抗區(qū)域30'被扭轉(zhuǎn),并且然后,將該 低變形阻抗區(qū)域30,冷卻。在上述的實施例中,采用不能使金屬體 M2沿著延伸方向移動、但可以將金屬體M2沿著延伸方向移動的 結(jié)構(gòu),從而能夠使金屬體M2的低變形阻抗區(qū)域30'的位置移動, 能夠?qū)饘袤wM2連續(xù)地通過扭轉(zhuǎn)實施剪切處理,從而可以做成 在較大范圍的區(qū)域中將金屬組織微細(xì)化的金屬體M2。此外,除了使金屬體M2可沿金屬體M2的延伸方向移動以外, 可以使由加熱裝置64和冷卻裝置65構(gòu)成的剪切變形部62可沿金 屬體M2的延伸方向移動。此外,通過將金屬體M2沿其延伸方向的運動或剪切變形部 62沿金屬體M2的延伸方向的運動設(shè)置為往復(fù)移動,剪切處理金 屬體M2中的具有規(guī)定寬度的區(qū)域內(nèi)反復(fù)進(jìn)行,由此金屬組織轉(zhuǎn) 變成微細(xì)化晶體組織。另外,在一些情況下,對于每一形成于金屬體M2的所需位 置上的低變形阻抗區(qū)域30',通過旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)整金屬體M2的旋轉(zhuǎn) 速度,或是調(diào)整加熱條件或冷卻條件,金屬組織轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒓?xì)化晶 體組織的程度被調(diào)節(jié),因此,可以調(diào)整金屬體M2的強度或延展 性。因此,可以形成強度被部分提高或延展性被提高的金屬體M2。圖15是由上述STSP設(shè)備處理前的鋁合金即A15056的電子顯 微鏡照片,圖16是由STSP設(shè)備處理后的A15056的電子顯微鏡照 片。由此可知,通過使金屬體M2剪切變形,能夠?qū)⒃瓉?0至70 u m的金屬組織的結(jié)晶粒微細(xì)化到m以下。此外,該結(jié)晶粒的微細(xì)化是通過研究了加熱、冷卻的條件而 設(shè)定的,例如如果由電子束只對極狹窄的區(qū)域加熱且加熱到較深的部位,而在該區(qū)域外通過自身冷卻而保持低溫,就可以將低變 形阻抗區(qū)域與非低變形阻抗區(qū)域的邊界部做得寬度很窄,而使強 應(yīng)變集中于低變形阻抗區(qū)域,所以可以使結(jié)晶粒徑微細(xì)化到數(shù)十 納米到十納米的程度。此外,圖17是對將鐵基材料S45C由上述STSP設(shè)備處理后 的金屬體,與實施了與STSP設(shè)備的處理同樣的熱過程的退火處理 后的金屬,比較屈服強度、抗拉強度、均勻伸長率的結(jié)果,可以 看出,通過由STSP設(shè)備進(jìn)行處理,不會增加均勻伸長率,而能夠 提高屈服強度及抗拉強度。再者,圖18是對將鋁基材料A15056通過上述STSP設(shè)備處理 后的金屬體,與實施了與STSP設(shè)備的處理同樣的熱過程的退火處 理后的金屬體,比較屈服強度、抗拉強度、均勻伸長率的結(jié)果, 可以看出,通過STSP設(shè)備進(jìn)行的處理,與S45C的情況同樣,不 會增加均勻伸長率,而能夠提高屈服強度及抗拉強度。在此,在前述STSP設(shè)備中,從其結(jié)構(gòu)可以清楚地理解,存在 一種可能性,即在非低變形阻抗區(qū)域被旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時,低變形 阻抗區(qū)域30,的旋轉(zhuǎn)軸線部分不能產(chǎn)生充分的剪切變形,因此,會 形成金屬組織不能充分地轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的區(qū)域。這樣,在本實施例的STSP設(shè)備中,在通過加熱裝置64加熱 金屬體M2以形成低變形阻抗區(qū)域30'時,加熱裝置64在加熱時 的加熱分布為,旋轉(zhuǎn)軸線區(qū)域為非中心。也就是說,如本實施例中所述,在加熱裝置64由高頻加熱線 圈構(gòu)成時,高頻加熱線圈的中心軸線偏離由旋轉(zhuǎn)部63旋轉(zhuǎn)的金屬 體M2的旋轉(zhuǎn)軸線。由于這一方案,在低變形阻抗區(qū)域30'中,可 以設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸線區(qū)域為非中心的加熱分布,因此,可以防止產(chǎn)生金屬組織在旋轉(zhuǎn)軸線區(qū)域不能轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的區(qū)域,由此可以均勻地將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,即使是在STSP設(shè)備中。通過這種方式,通過調(diào)整加熱裝置64的配置,可以以旋轉(zhuǎn)軸 線區(qū)域為非中心的狀態(tài)產(chǎn)生加熱分布,由此旋轉(zhuǎn)軸線區(qū)域的金屬 組織可確實轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。下面描述防止在STSP設(shè)備將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組 織時產(chǎn)生不均勻性的方法。也就是說,疊加著低變形阻抗區(qū)域30' 的非低變形阻抗區(qū)域之一沿著基本上與金屬體Ml的延伸方向正 交的方向相對于另一非低變形阻抗區(qū)域移動,因此,通過這種移 動在低變形阻抗區(qū)域30'的旋轉(zhuǎn)軸線區(qū)域中產(chǎn)生剪切變形,由此可 以防止在將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時產(chǎn)生不均勻性。也就是說,也可以在STSP設(shè)備中組裝如后文所述的振動施加 裝置47, 一邊扭轉(zhuǎn)低變形阻抗區(qū)域30' —邊使之振動?;蛘?,也可以通過使旋轉(zhuǎn)軸本身與圓棒體的金屬體M2的幾 何中心偏移,來使低變形阻抗區(qū)域30'的旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)域發(fā)生剪切變 形,防止金屬組織的微細(xì)化不均勻。此外,通過將用于使金屬體M2形成為規(guī)定形狀的成形導(dǎo)向 體接觸低變形阻抗區(qū)域30',可以由成形導(dǎo)向體產(chǎn)生施加在低變形 阻抗區(qū)域30,的變形應(yīng)力,因此,還可以防止將金屬組織轉(zhuǎn)變成微 細(xì)化晶體組織時的不均勻性。特別地,在低變形阻抗區(qū)域30'中,由于變形阻力降低,可以 容易地實施形成給定形狀的部分的成形,并且可以同時進(jìn)行向規(guī) 定形狀的變形和消除將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時的不均 勻性。具體地講,如圖19所示,作為成形導(dǎo)向體,例如,拉延模69 接觸低變形阻抗區(qū)域30'。因此,在通過剪切變形在低變形阻抗區(qū) 域30'將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,可以利用拉延模69 向金屬體M2施加拉延處理。特別地,在圖19,拉延模69連接著圖中未示出的加熱器,以 獲得預(yù)期溫度。也就是說,拉延模69可被用作加熱裝置。這樣,可以局部加熱金屬體M2與拉延模69相接觸的接觸部 分,因此,低變形阻抗區(qū)域30'可以容易地形成?;蛘撸糜诒焕鋮s水流經(jīng)的水通道(圖中未示出)等可以形 成在拉延模69內(nèi),以使得拉延模69可以被用作冷卻裝置,以冷 卻低變形阻抗區(qū)域30'。在拉延模69被用作冷卻裝置時,如圖20所示,可以局部冷 卻金屬體M2與拉延模69相接觸的接觸部分,這樣,在剪切變形 之,拉延模69有效地冷卻低變形阻抗區(qū)域,因此,制造效率可被 提高。此外,在將低變形阻抗區(qū)域30'冷卻到規(guī)定溫度、特別是適宜 溫度進(jìn)行成形加工的溫度后,可以利用成形導(dǎo)向體對金屬體M2 實施成形加工。在此,為了便于解釋,圖19中省略了冷卻裝置,圖20中省 略了加熱裝置。成形導(dǎo)向體并不局限于拉延模69。在使用用于形成陽螺紋的 模具或刀具時,可以實施螺紋加工或滾齒加工。圖21是上述STSP設(shè)備的變形例的概略說明圖。在該STSP 設(shè)備中設(shè)有供給金屬體M2'的供給部70及收容被剪切變形后的金 屬體M2'的收容部71。對供給部70供給巻繞在所需的巻筒上的金屬體M2', 一邊用 未圖示的拉伸用具將金屬體M2'拉伸成直線狀一邊進(jìn)給。在收容部71中,通過未圖示的巻繞用具將被剪切變形后的金 屬體M2'巻繞到巻筒上而加以收容。并且,在STSP設(shè)備中,在供給部70與收容部71之間,沿著 金屬體M2'的延伸方向分別隔開規(guī)定間隔地在設(shè)有多個剪切變形 部62',并且在相鄰的剪切變形部62'、 62'的間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)部63', 通過該旋轉(zhuǎn)部63'使金屬體M2'圍繞與金屬體M2'的延伸方向大致 平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),而使剪切變形部62'部分的金屬體M2'剪切變 形。在剪切變形部62'上設(shè)置有用于加熱金屬體M2'的高頻率加熱 線圈64'及用于將冷卻金屬體M2'的冷卻水排出的第一排水口 65b' 和第二排水口 65c,,并且使高頻率加熱線圈64'位于第一排水口 65b'與第二排水口 65c'之間,而使由高頻率加熱線圈64'對金屬體 M2'的加熱區(qū)域為微小的范圍。在本實施例中,在旋轉(zhuǎn)部63,上設(shè)置抵接于金屬體M2'上的旋 轉(zhuǎn)輥,通過該旋轉(zhuǎn)輥使金屬體M2'旋轉(zhuǎn)。并且,在相鄰的旋轉(zhuǎn)部 63'中,使各自旋轉(zhuǎn)輥的旋轉(zhuǎn)方向互為相反方向。在這樣構(gòu)成的STSP設(shè)備中,以供給部70與收容部71為金屬 體M2'的進(jìn)給機構(gòu)來進(jìn)給金屬體M2',從而可以對金屬體M2'實 施多次的剪切變形。或者還可以,例如在沿著金屬體M2'的延伸方向以規(guī)定間隔T 設(shè)置N處剪切變形部62'的情況下,如果以供給部70及收容部71 為金屬體M2,的運送機構(gòu)、以規(guī)定間隔T及等距離來進(jìn)給金屬體 M2',則能夠在TXN的長度區(qū)域中一次實施剪切變形,所以在停止剪切變形并將金屬體M2,進(jìn)給TXN的距離后,再次開始剪切變 形,重復(fù)以規(guī)定間隔T及等距離進(jìn)給金屬體M2'的動作。由此可 以提高制造效率。另外,在這種情況下,N為偶數(shù),也可以不如圖21所示那樣, 在剪切變形部62'與剪切變形部62'的間都設(shè)置旋轉(zhuǎn)部63',而是隔 一個地設(shè)置旋轉(zhuǎn)部63'。下面解釋第二實施例的STSP設(shè)備,其為對第一實施例的 STSP設(shè)備所作改進(jìn)。在第二實施例的STSP設(shè)備中,通過加熱金 屬體而形成的低變形阻抗區(qū)域被允許沿金屬體延伸方向移動。圖22是第二實施例中的STSP設(shè)備的概略說明圖,圖23是圖 2中去掉一部分后的放大圖;第二實施例的STSP設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)處理部102,其支撐著被 加工的棒狀金屬體M3并且作為旋轉(zhuǎn)裝置來旋轉(zhuǎn)金屬體M3,以及 加熱處理部103,其加熱金屬體M3'被旋轉(zhuǎn)處理部102支撐的部分, 并且被用作低變形阻抗區(qū)域形成裝置,以形成低變形阻抗區(qū)域。 這里,在本實施例中,金屬體M3被描述為棒狀體具有圓形橫截 面的,然而,金屬體M3并不局限于具有圓形橫截面的棒狀體。 例如,金屬體可以是圓柱體,其包含沿著金屬體M3的延伸方向 延伸的中空部分,或者在某些情況下,金屬體M3可以僅僅是帶 角棒體。旋轉(zhuǎn)處理部102包括滑軌105,其安裝在基臺104的上表面 上并且朝向水平方向延伸,滑臺106其可滑動地安裝在滑軌105 并且沿滑軌105滑動,扭轉(zhuǎn)電機107其安裝在滑臺106的一端, 以及固定支撐體108,其安裝在滑臺106的另一端并且固定支撐著 由扭轉(zhuǎn)電機107旋轉(zhuǎn)的金屬體M3的一端。此外,第一突出件110突伸在滑臺106—端的下表面中,該 第一突出件與以陽螺紋的形式形成的進(jìn)退操作軸109嚙合,這種 構(gòu)造使得,利用與進(jìn)退操作軸109的一端聯(lián)動連接的進(jìn)退操作電 機lll旋轉(zhuǎn)進(jìn)退操作軸109,滑臺106沿滑軌105水平滑動?;?05在本實施例中是圓柱形棒狀體,并且在以規(guī)定距離 彼此相隔地豎立在基臺104的上表面上的第一支持壁112和第二 支持壁113之間延伸。特別是在本實施例中,兩個滑軌105以彼 此相隔的方式平行地設(shè)置在水平面上。在圖22和圖23中,附圖 標(biāo)記114表示第一輔助支撐體,其輔助支撐滑軌105,附圖標(biāo)記 115表示第二輔助支撐體,其也輔助支撐滑軌105。特別地,在第 二輔助支撐體115中,進(jìn)退操作軸109的一端被可旋轉(zhuǎn)地支撐著。滑臺106由具有規(guī)定尺寸的板狀體構(gòu)成,其中第一突出件110 在滑臺的下表面一端向下突伸,第二突出件116在滑臺的下表面 另一端向下突伸。還是在第一突出件110和第二突出件116中, 形成有分別被滑軌105插入的插孔,通過將滑軌105插入所述插 孔中,由此將滑臺106安裝在滑軌105上,從而使得滑臺106可 沿滑軌105滑動。扭轉(zhuǎn)電機107固定安裝在滑臺106的一端,扭轉(zhuǎn)電機107的 輸出軸上裝有用于固定金屬體M3的安裝用金屬配件117。在安裝 用金屬配件117中,形成了被金屬體M3的一端插入的插孔。固定支撐體108面對著扭轉(zhuǎn)電機107豎立在滑臺106的另一 端,特別地,固定支撐體108包括支撐框架108a和附設(shè)在所述支 撐框架上的離合機構(gòu)部108b。在離合機構(gòu)部108b中,形成有被金屬體M3插入的插孔108c, 金屬體M3在插入插孔108c中后被固定安裝離合機構(gòu)部108b的旋轉(zhuǎn)板上,因此,通過在連接狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間對離合機構(gòu)部108b 進(jìn)行切換操作,金屬體M3被在不可旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和可旋轉(zhuǎn)狀態(tài)之間 切換。在滑臺106的上表面上,形成了用于將金屬體M3可旋轉(zhuǎn)地 支撐在預(yù)期位置的第一旋轉(zhuǎn)支撐體118和第二旋轉(zhuǎn)支撐體119。第 一旋轉(zhuǎn)支撐體118被形成為靠近扭轉(zhuǎn)電機107,第二旋轉(zhuǎn)支撐體 119被形成為靠近固定支撐體108。在第一旋轉(zhuǎn)支撐體118和第二旋轉(zhuǎn)支撐體119的上部,分別 以可旋轉(zhuǎn)的方式樞裝著四個基本上平行于金屬體M3延伸的導(dǎo)輥 118a,如圖24所示,由導(dǎo)輥118a構(gòu)成的結(jié)構(gòu)基本上圍繞著金屬體 M3等距布置,以便支撐金屬體M3。加熱處理部103布置在第一旋轉(zhuǎn)支撐體118和第二旋轉(zhuǎn)支撐 體119之間,特別地,加熱處理部103包括加熱部120,其通過加 熱金屬體M3的一部分來降低變形阻力,以及第一冷卻部121和 第二冷卻部122,它們安置在加熱部120的良策,用于使通過加熱 部120的加熱而形成的低變形阻抗區(qū)域為最小區(qū)域。第一冷卻部 121和第二冷卻部122在通過加熱而降低變形阻力的情況下通過 分別冷卻低變形阻抗區(qū)域的兩側(cè)而增大變形阻力,并且用作非低 變形阻抗區(qū)域的形成裝置。如圖23所示,本實施例中的加熱部120包括圍繞著金屬體 M3纏繞的高頻加熱線圈123。在此,加熱部120并不局限于包括 高頻加熱線圈123,還可以由等離子體、激光、電磁感應(yīng)體或氣體 燃燒器進(jìn)行加熱。第一冷卻部121和第二冷卻部122分別包括噴嘴121a和122a, 其中水和空氣被供應(yīng)到噴嘴121a和122a,水被噴射到金屬體M3,以使金屬體M3被冷卻。第一冷卻部121被安置成靠近扭轉(zhuǎn)電機 107,第二冷卻部122被安置成靠近固定支撐體108。利用第一冷卻部121和第二冷卻部122冷卻金屬體M3,從而 將通過加熱部120的加熱而形成的低變形阻抗區(qū)域限定在最小區(qū) 域,可以如后文所述將金屬體M3上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)區(qū)最小寬度區(qū), 從而產(chǎn)生大的剪應(yīng)力。為了在第一冷卻部121和第二冷卻部122中噴水,加熱處理 部103被容納在殼體124內(nèi)偵"附圖標(biāo)記125表示豎立在基臺104 上的支撐柱,其支撐著用于安裝殼體124的安裝臺126。在殼體 124和安裝臺126中,形成有排水通道127,用于將第一冷卻部121 和第二冷卻部122噴出的水排放到殼體124中,這種構(gòu)造使得儲 存在殼體124下部的水通過排水通道127排除。在這種結(jié)構(gòu)中, 從排水通道127排出的水被形成在滑臺106上表面的排水槽128 接收,然后,水被進(jìn)一步排放。此外,在殼體124內(nèi),為了防止從第一冷卻部121和第二冷 卻部122噴出的水濺到加熱部120上,圍繞著加熱部120形成了 防水殼體129。在防水殼體129上,設(shè)有溫度測量傳感器130,用于由高頻加 熱線圈123加熱的金屬體M3的測量溫度。特別地,為了利用溫 度測量傳感器130實現(xiàn)精確測量,供氣管131以連通的方式連接 至防水殼體129內(nèi)側(cè)并供應(yīng)干燥空氣。通過向防水殼體129內(nèi)供 應(yīng)干燥空氣,還可以防止第一冷卻部121和第二冷卻部122中噴 射的水浸入加熱部120中。利用前述STSP設(shè)備扭轉(zhuǎn)金屬體M3,可以如下所述地施加剪 應(yīng)力。首先,所要的金屬體M3依次穿過設(shè)在固定支撐體108的離 合機構(gòu)部108b上的插孔108c、第二旋轉(zhuǎn)支撐體119、殼體124內(nèi) 的高頻加熱線圈123、第一旋轉(zhuǎn)支撐體118,然后插入安裝用金屬 配件117的插孔中,接下來,金屬體M3通過緊固安裝在安裝用金 屬配件117外側(cè)的固定螺栓32而被固定安裝,此外,金屬體M3 通過圖中未示出的固定螺栓而被固定安裝在離合機構(gòu)部108b的旋 轉(zhuǎn)板上。接下來,通過操作扭轉(zhuǎn)電機107,金屬體M3以預(yù)期旋轉(zhuǎn)速度 旋轉(zhuǎn)。在此,離合機構(gòu)部108b處于斷開狀態(tài),從而金屬體M3處 在可旋轉(zhuǎn)狀態(tài),以旋轉(zhuǎn)整個金屬體M3。金屬體M3的旋轉(zhuǎn)速度可 以是大約1至100rpm。在此,金屬體M3在某些情況下可以高速 旋轉(zhuǎn)。此外,在開始旋轉(zhuǎn)金屬體M3的同時,開始利用高頻加熱線 圈123加熱金屬體M3。通過在旋轉(zhuǎn)的同時加熱金屬體M3,可以 均勻地加熱金屬體M3。在金屬體M3達(dá)到所要的冷卻起始溫度時,開始從第一冷卻 部121和第二冷卻部122的噴嘴121a和122a噴水,以便冷卻形 成在金屬體M3兩側(cè)的變形阻抗區(qū)域。然后,金屬體M3被高頻加熱線圈123進(jìn)一步加熱,以使金 屬體M3達(dá)到高于冷卻起始溫度的扭轉(zhuǎn)起始溫度,此時離合機構(gòu) 部108b被設(shè)置在連接狀態(tài),以使得金屬體M3的一側(cè)處于不可旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣,金屬體M3的一側(cè)處于不可旋轉(zhuǎn)狀態(tài),而金屬體M3 的另一側(cè)處于可被扭轉(zhuǎn)電機107旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),因此,可以在金屬 體M3的低變形阻抗區(qū)域產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。在此,扭轉(zhuǎn)起始溫度設(shè)置成高于金屬體M3的金屬的恢復(fù)溫度或再結(jié)晶溫度,然而,優(yōu)選將 溫度控制為低于對金屬結(jié)晶顆粒粗大化開始產(chǎn)生影響的溫度。此外,通過與設(shè)置在連接狀態(tài)的離合機構(gòu)部108b—起操作進(jìn) 退操作電機lll,滑臺106可沿滑軌105滑動,因此,金屬體M3 的低變形阻抗區(qū)域的形成位置被移動。這樣,剪應(yīng)力可以沿著金屬體M3的延伸方向連續(xù)施加在金 屬體M3上?;_106的移動速度可以是大約1至200 cm/min, 并且在考慮到扭轉(zhuǎn)電機107的旋轉(zhuǎn)速度的情況下,將該移動速度 優(yōu)選地設(shè)置為適合于金屬體M3。在滑臺106移動了規(guī)定距離后,高頻加熱線圈123的加熱停 止,然后滑臺106通過反向旋轉(zhuǎn)的進(jìn)退操作電機111而返回到初 始位置。然后,在金屬體M3的溫度下降到規(guī)定溫度時,停止從第一 冷卻部121和第二冷卻部122的噴嘴121a和122a噴水,金屬體 M3被從STSP設(shè)備中取出。在前述實施例中,只在被進(jìn)退操作電機111往復(fù)移動的滑臺 106前進(jìn)行程中通過扭轉(zhuǎn)金屬體M3施加剪切應(yīng)力;然而,也可以 在滑臺106的返回行程中進(jìn)行扭轉(zhuǎn)金屬體M3,并且在這種情況下, 扭轉(zhuǎn)電機107的旋轉(zhuǎn)方向可以掉轉(zhuǎn)。此外,通過往復(fù)移動滑臺106 多次,剪切應(yīng)力可以反復(fù)施加在金屬體M3上。在前述STSP設(shè)備中,加熱部120的高頻加熱線圈123可以被 纏繞為與金屬體M3之間的距離基本上一致。在加熱部120的高 頻加熱線圈123被纏繞為與金屬體M3之間的距離不是基本上一 致時,金屬體M3被高頻加熱線圈123加熱的被加熱中心,也就 是最大程度上被加熱的部分,可以被設(shè)置在從由扭轉(zhuǎn)電機107旋轉(zhuǎn)的金屬體M3的旋轉(zhuǎn)軸線、即低變形阻抗區(qū)域的扭轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸線偏離的方向上,因此,足夠的剪應(yīng)力也能施加在旋轉(zhuǎn)軸線部分的金屬上,所以,可以使金屬體的金屬組織M3均勻地獲得微細(xì)化 晶體組織。此外,通過形成一個振動裝置,其在第一旋轉(zhuǎn)支撐體118或 第二旋轉(zhuǎn)支撐體119中的至少一個處沿著與金屬體M3的延伸方向 基本正交的方向的振動金屬體M3,可以向旋轉(zhuǎn)軸線部分的金屬施 加扭轉(zhuǎn)所需的足夠的剪應(yīng)力。所以,可以使金屬組織M3均勻地 獲得微細(xì)化晶體組織。作為振動裝置,可將一個振動器簡單地附 加在第一旋轉(zhuǎn)支撐體118或第二旋轉(zhuǎn)支撐體119上。另外,在殼體124內(nèi),通過施加活性氣體例如氮氣或甲烷氣 體和/或一氧化碳?xì)怏w等,所要的反應(yīng)膜可以形成在非變形阻抗 區(qū)域的表面上。特別地,通過由活性氣體等在殼體124內(nèi)形成高壓氣氛,可 以預(yù)期,由于向低變形阻抗區(qū)域施加高壓而提高金屬組織的微細(xì) 化效率?;蛘?,在向殼體124內(nèi)注入液體之后,可在液體中形成非變 形阻抗區(qū)域。在此,不再需要從噴嘴21a和22a噴水,同時可以 提高金屬體M3的冷卻效率。在這種情況下,還優(yōu)選形成前述防 水殼體129并且其中供應(yīng)所要的空氣,以使金屬體M3被高頻加 熱線圈123確實地加熱。特別地,通過向防水殼體129內(nèi)供應(yīng)活性氣體例如氮氣或甲 垸氣體和/或一氧化碳?xì)怏w,可以在非變形阻抗區(qū)域的表面上形 成所要的反應(yīng)膜。此外,如果液體被注入殼體124中,還可以同時實施淬火,因此,通過調(diào)節(jié)注入殼體124內(nèi)的液體的溫度,可以實施所要的 淬火或冷卻。在此,通過使成形導(dǎo)向體接觸金屬體M3的非加熱部分,金 屬組織可以轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,還能夠以規(guī)定形狀形成金屬 組織。當(dāng)前述旋轉(zhuǎn)處理部102、安裝該旋轉(zhuǎn)處理部102的滑臺106 以及使滑臺106滑動的滑動機構(gòu)以適合于容納在電子束照射裝置 的內(nèi)腔中的方式安裝在該內(nèi)腔中后,可以施加用于加熱金屬體的 電子束,并且可以通過金屬體自冷卻作用來冷卻金屬體,而不需 要任何冷卻裝置,因此,低變形阻抗區(qū)域的形成效果可以提高。下面解釋第三實施例的STSP設(shè)備,其為對第二實施例的 STSP設(shè)備的改進(jìn)。利用第三實施例的STSP設(shè)備,可以連續(xù)處理 沿一個方向細(xì)長延伸的金屬體。圖25是第三實施例中的STSP設(shè)備的概略說明圖,圖26是其 主要部分的放大圖,圖27是其主要部分的側(cè)視圖。第三實施例的STSP設(shè)備被構(gòu)造成夾設(shè)在沿一個方向細(xì)長延 伸的金屬體M4的中部,其中從金屬體M4的輸送步驟的上游側(cè)開 始設(shè)有第一低變形阻抗區(qū)域形成部210、變位施加部220和第二低 變形阻抗區(qū)域形成部230。在圖25中,附圖標(biāo)記240和250分別 表示輸送導(dǎo)向部,其中裝有導(dǎo)輥201的導(dǎo)向框架202通過支撐支 柱203而以所要的間隔安裝在預(yù)期高度上。第一低變形阻抗區(qū)域形成部210是通過沿金屬體M4的進(jìn)給 方向配置下列元件而構(gòu)成的 一對第一進(jìn)給輥211,它們用于進(jìn)給 金屬體M4, 一對第一輸送抑制輥212,它們抑制由后面階段的變 位施加部220施加在金屬體M4上的移動輸送,第一加熱器213其通過加熱金屬體M4形成第一低變形阻抗區(qū)域,以及第一冷卻 器214,其冷卻由第一加熱器213形成的第一低變形阻抗區(qū)域的側(cè) 緣,以便增大金屬體M4的變形阻力。在圖25至圖27中,附圖 標(biāo)記215表示金屬體M4的第一進(jìn)給導(dǎo)向件,附圖標(biāo)記216表示 用于控制第一低變形阻抗區(qū)域形成部210、變位施加部220和第二 低變形阻抗區(qū)域形成部230的控制部230。此外,第二低變形阻抗區(qū)域形成部230是通過沿金屬體M4 的進(jìn)給方向配置下列元件而構(gòu)成的金屬體M4的第二進(jìn)給導(dǎo)向 件235,第二加熱器233,其第二低變形阻抗區(qū)域通過加熱金屬體 M4,第二冷卻器234,其冷卻由第二加熱器233形成的第二低變 形阻抗區(qū)域的側(cè)緣,以便增加金屬體M4的變形阻力, 一對第二 進(jìn)給輥231,它們用于進(jìn)給金屬體M4,以及一對第二輸送抑制輥 232,它們抑制由前面階段的變位施加部220施加在金屬體M4上 的移動輸送。特別地,在第二低變形阻抗區(qū)域形成部230中,為了將第二 加熱器233形成的第二低變形阻抗區(qū)域的寬度設(shè)置在所要的寬度, 第三冷卻器237設(shè)置在進(jìn)給導(dǎo)向件235和第二加熱器233之間。在第一低變形阻抗區(qū)域形成部210和第二低變形阻抗區(qū)域形 成部230中,所述一對第一進(jìn)給輥211和所述一對第二進(jìn)給輥231 具有相同的結(jié)構(gòu),所述一對第一輸送抑制輥212和所述一對第二 輸送抑制輥232也具有相同的結(jié)構(gòu),第一加熱器213和第二加熱 器233也具有相同的結(jié)構(gòu),第一冷卻器214和第二冷卻器234也 具有相同的結(jié)構(gòu),第一進(jìn)給導(dǎo)向件215和第二進(jìn)給導(dǎo)向件235也 具有相同的結(jié)構(gòu),第一低變形阻抗區(qū)域形成部210和第二低變形 阻抗區(qū)域形成部230之間的差別僅在于這些元件的布置。下面結(jié)合圖26和圖27解釋第一低變形阻抗區(qū)域形成部210。第一低變形阻抗區(qū)域形成部210是通過在具有矩形框架形狀的基臺框架218上沿金屬體M4的進(jìn)給方向順序配置下列元件而 構(gòu)成的第一進(jìn)給輥211,所述一對第一輸送抑制輥212,第一加 熱器213,第一冷卻器214,以及第一進(jìn)給導(dǎo)向件215。所述一對第一進(jìn)給輥211被構(gòu)造成將金屬體M4夾持在安置于 金屬體M4上側(cè)的上部進(jìn)給輥211a和安置于金屬體M4下側(cè)的下 部進(jìn)給輥211b。如圖27所示,通過與下部進(jìn)給輥211b聯(lián)動連接 的驅(qū)動電機211c旋轉(zhuǎn)下部進(jìn)給輥211b,可以進(jìn)給夾持在上部進(jìn)給 輥211a和下部進(jìn)給輥211b之間的金屬體M4。特別地,相對于上部進(jìn)給輥211a,利用第一推壓彈簧211e向 下推壓裝有上部進(jìn)給輥211a的上部進(jìn)給輥支撐體211d,金屬體 M4被以規(guī)定壓力夾持在上部進(jìn)給輥211a和下部進(jìn)給輥211b之 間。在圖26中,附圖標(biāo)記211f表示裝有下部進(jìn)給輥211b的下部 進(jìn)給輥支撐體,附圖標(biāo)記211g表示第一支撐支柱,其將上部進(jìn)給 輥支撐體211d支撐在下部進(jìn)給輥支撐體211f上方。在此,在本實施例中,金屬體M4由具有圓形橫截面的圓棒 體形成,其沿一個方向延伸,并且上部進(jìn)給輥211a和下部進(jìn)給輥 2Ub與金屬體M4相接觸的接觸表面呈弧形下凹。所述一對第一輸送抑制輥212被構(gòu)造成將金屬體M4安置于 金屬體M4上側(cè)的上部抑制輥212a和安置于金屬體M4下側(cè)的下 部抑制輥212b之間。特別地,相對于上部抑制輥212a,利用第二推壓彈簧212e向 下推壓裝有上部抑制輥212a的上部抑制輥支撐體212d,金屬體 M4被以規(guī)定壓力夾持在上部抑制輥212a和下部抑制輥212b之 間。在圖26中,附圖標(biāo)記212f表示裝有下部抑制輥212b的下部抑制輥支撐體,附圖標(biāo)記212g表示第二支撐支柱,其將上部抑制輥支撐體212d支撐在下部抑制輥支撐體212f上方。利用升降操作手柄212j操縱與第二推壓彈簧212e的上部相接 觸的升降板212h,所述一對第一輸送抑制輥212可以被升高或降 低。通過調(diào)整升降板212h的高度,可以調(diào)節(jié)上部抑制輥212a和 下部抑制輥212b對金屬體M4的夾持力。上部抑制輥212a和下部抑制輥212b與金屬體M4相接觸的接 觸表面也呈弧形下凹,這一點與上部進(jìn)給輥211a和下部進(jìn)給輥 211b與金屬體M4相接觸的接觸表面相同。特別地,相對于上部 抑制輥212a和下部抑制輥212b,在它們與金屬體M4相接觸的接 觸表面中,多個接合槽212k沿周面形成,以防止金屬體M4在所 述一對第一輸送抑制輥212處金屬體M4繞大致平行于金屬體M4 延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),金屬體M4的所述旋轉(zhuǎn)是由 變位施加部220施加的,如后文所述。在此,如果需要可靠地防止金屬體M4在所述一對第一輸送 抑制輥212處旋轉(zhuǎn),可以設(shè)置多對所述一對第一輸送抑制輥212。第一加熱器213可以由圍繞著金屬體M4纏繞的高頻加熱線 圈213a構(gòu)成。在此,第一加熱器213并不局限于高頻加熱線圈213a 并且還可以采用等離子體、激光、電磁感應(yīng)等加熱方式,或是氣 體燃燒器加熱方式。第一冷卻器214包括筒形噴水管214a,其內(nèi)表面上形成有 多個噴水口,以及供水管214b,其向噴水管214a供水。在圖26 中,附圖標(biāo)記214c表示殼體,其用于防止從噴水管214a噴出的 水飛濺。.第一進(jìn)給導(dǎo)向件215將四個導(dǎo)輥215b可旋轉(zhuǎn)地樞裝著在旋轉(zhuǎn)支承體215a的上部,以使四個導(dǎo)輥215b分別大致平行于金屬體 M4延伸,并且旋轉(zhuǎn)支承體具有與圖24所示的第一旋轉(zhuǎn)支承體118 基本相同的結(jié)構(gòu)。第一低變形阻抗區(qū)域形成部210具有前述結(jié)構(gòu),并且如有必 要,類似于第一冷卻器214的冷卻器可以設(shè)在所述一對第一輸送 抑制輥212和第一加熱器213之間,以便冷卻金屬體M4,從而防 止第一加熱器213加熱金屬體M4的熱量傳遞到所述一對第一輸 送抑制輥212部分。第二低變形阻抗區(qū)域形成部230與前面描述的第一低變形阻 抗區(qū)域形成部210之間的差異僅在于所述一對第一進(jìn)給輥211、所 述一對第一輸送抑制輥212、第一加熱器213、第一冷卻器214和 第一進(jìn)給導(dǎo)向件215的布置,因此,不再進(jìn)行解釋。在此,第二 低變形阻抗區(qū)域形成部230的第三冷卻器237將從供水管供應(yīng)的 水直接噴射到金屬體M4,而不使用第一冷卻器214的噴水管214a。 在圖25中,附圖標(biāo)記237a表示殼體,其用于防止水在第三冷卻 器237中飛濺。在本實施例中,變位施加部220包括旋轉(zhuǎn)器,其繞平行于金 屬體M4延伸方向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)金屬體M4,其中金屬體M4被 夾持在第一旋轉(zhuǎn)輥220a和第二旋轉(zhuǎn)輥220b之間,以便旋轉(zhuǎn)金屬 體M4。特別地,第一旋轉(zhuǎn)輥220a和第二旋轉(zhuǎn)輥220b各自的軸線分 別與金屬體M4的延伸方向以所要的角度相交,因此,金屬體M4 可以在旋轉(zhuǎn)金屬體M4的同時沿延伸方向進(jìn)給。在前述STSP設(shè)備中,在沿延伸方向進(jìn)給金屬體M4的同時, 通過第一加熱器213在第一低變形阻抗區(qū)域形成部210中和第二加熱器233在第二低變形阻抗區(qū)域形成部230加熱金屬體M4,第 一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū)域被形成,然后,利用變 位施加部220通過在由第一低變形阻抗區(qū)域和第二低變形阻抗區(qū) 域疊加的非低變形阻抗區(qū)域旋轉(zhuǎn)金屬體M4,第一低變形阻抗區(qū)域 和第二低變形阻抗區(qū)域分別通過剪切而變形。在本實施例中,盡管金屬體M4在變位施加部220中被旋轉(zhuǎn), 但也可以利用適宜的超聲波振動裝置等接觸金屬體M4而振動金 屬體M4。通過這種方式,在沿一個方向上延伸的金屬體M4中以彼此 相隔的方式形成彼此相隔規(guī)定距離的形成第一低變形阻抗區(qū)域和 第二低變形阻抗區(qū)域,與此同時,通過向位于第一低變形阻抗區(qū) 域和第二低變形阻抗區(qū)域之間的非低變形阻抗區(qū)域部分施加所要 的變位運動,可以在金屬體M4的輸送過程中將金屬組織轉(zhuǎn)變成 微細(xì)化晶體組織。此外,用于時效處理的加熱裝置可以設(shè)在第二低變形阻抗區(qū) 域形成部230的后續(xù)階段,以便將金屬體M4加熱到所要的時效 溫度,從而實施時效處理。或者,可以在第二低變形阻抗區(qū)域形成部230的后續(xù)階段設(shè) 置適宜的成形裝置例如軋裝置、拉延裝置等,以便對金屬體M4 實施塑性成形。特別地,如果金屬體M4由中空圓柱體構(gòu)成,則可以在第二 低變形阻抗區(qū)域形成部230的后續(xù)階段沿延伸方向切開金屬體M4以形成平板狀金屬體。由于這一方案,可以極容易地制造具有微 細(xì)化金屬組織的平板金屬體。圖28是通過振動而使金屬體上形成的低變形阻抗區(qū)域剪切變形的設(shè)備。本發(fā)明人等將這種通過振動使低變形阻抗區(qū)域剪切變形、而使金屬組織微細(xì)化的方法稱為SVSP (Severe Vibration Straining Process,劇烈振動應(yīng)變過程)法。圖28是SVSP設(shè)備的 一例的概略說明圖。這里為了說明的方便,設(shè)金屬體Ml為在一 個方向上延伸的方棒體,但也可以是其它形狀。在SVSP設(shè)備中,沿著金屬體M1的延伸方向,在基臺40上 設(shè)有固定部41、剪切變形部42及振動部43。在固定部41上,沿著金屬體M1的延伸方向,設(shè)有第一限制 體44及第二限制體45。第一限制體44限制沿著延伸方向進(jìn)給的 金屬體M1在寬度方向上的移動,第二限制體45限制沿著延伸方 向進(jìn)給的金屬體Ml的在厚度方向上的移動,將金屬體進(jìn)退自如 地固定。也就是說,在第一限制體44中,由分別受支承體45a可旋轉(zhuǎn) 地支承的第一抵接輥44a及第二抵接輥44b來夾持固定金屬體 Ml。此外,在第二限制體45中,在夾著金屬體M1豎立設(shè)置的第 一支承體45a及第二支承體45b上,旋轉(zhuǎn)自如架設(shè)著位于金屬體 Ml的下方側(cè)的下側(cè)輥45c,及位于金屬體M1的上方側(cè)的上側(cè)輥 45d,由下側(cè)輥45c及上側(cè)輥45d來夾持固定金屬體Ml 。另外,下側(cè)輥45c及上側(cè)輥45d還可以分別使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動 裝置來使第一限制體44的第一抵接輥44a及第二抵接輥44b旋轉(zhuǎn), 來作為進(jìn)給金屬體Ml的進(jìn)給裝置。圖28中的附圖標(biāo)記46表示 輔助金屬體M1的送給的導(dǎo)輥。振動部43包括沿著金屬體Ml的延伸方向設(shè)置的振動施加裝 置47及振動傳播抑制體48。振動施加裝置47對金屬體Ml施加規(guī)定的振動,振動傳播抑制體48用來抑制由振動施加裝置47施 加給金屬體Ml的振動沿著金屬體Ml傳播。振動施加裝置47由位于金屬體M1的下方的超聲波振動體49 及安裝在該超聲波振動體49的輸出軸49a上的傳播體50所構(gòu)成。 傳播體50是將位于金屬體Ml的下方側(cè)的下側(cè)輥50a及位于金屬 體Ml的上方側(cè)的上側(cè)輥50b可旋轉(zhuǎn)地架設(shè)在做成U字狀的支承 架50c上而構(gòu)成的,由下側(cè)輥50a及上側(cè)輥50b來夾持金屬體Ml。并且,傳播體50通過使超聲波振動體49動作,以規(guī)定的振 幅且以規(guī)定的頻率沿上下方向振動,而使金屬體Ml沿上下方向 振動。在本實施例中,由超聲波振動體49產(chǎn)生振動運動,但也可 以由超聲波振動體49以外的裝置、例如線性馬達(dá)、壓電元件、簡 單的凸輪機構(gòu)等來產(chǎn)生振動運動。例如,振動裝置由凸輪機構(gòu)構(gòu)成,如圖29所示,該凸輪機構(gòu) 被構(gòu)造成使得,如后文所述,在形成于金屬體Ml中的低變形阻 抗區(qū)域30附近,橢圓形凸輪55在金屬體M1的一個表面?zhèn)刃纬桑?與此同時,包括彈簧等的從動彈性體56形成在另一表面?zhèn)龋渲?金屬體M1被夾持在橢圓形凸輪55和從動彈性體56之間,金屬 體M1因橢圓形凸輪55的旋轉(zhuǎn)運動而接受振動運動。在圖29中, 附圖標(biāo)記57表示從動彈性體56的固定體,附圖標(biāo)記58表示支撐 板,其直接接觸金屬體Ml并允許金屬體Ml進(jìn)行穩(wěn)定的振動。在 此,凸輪并不局限于橢圓形凸輪55,而是可以是具有適宜形狀例 如多邊形的凸輪。關(guān)于超聲波振動體49施加在金屬體M1上的振動的振幅,只 要能夠如后文所述使形成在金屬體Ml中的低變形阻抗區(qū)域30部 分的金屬組織通過剪切變形轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織即可?;旧?, 可以基于構(gòu)成金屬體Ml的金屬的金屬組織的顆粒尺寸和低變形阻抗區(qū)域30在金屬體Ml延伸方向上的寬度尺寸來確定所需的最 小振幅。由超聲波振動體49產(chǎn)生的振動的振幅越大越能夠使金屬組織 微細(xì)化,但在振動的振幅較大時,有可能在低變形阻抗區(qū)域30中 發(fā)生難以復(fù)原的變形,因此,優(yōu)選地以低變形阻抗區(qū)域30中不會 發(fā)生難以復(fù)原的變形的最大振幅來使金屬體M1振動。這里,所謂的不會發(fā)生難以復(fù)原的變形,是指在半周期的振 動中,低變形阻抗區(qū)域30可以復(fù)原為振動前的形狀的振動的變形。 而難以復(fù)原的變形,是指在半周期的振動中,低變形阻抗區(qū)域30 不會復(fù)原至振動前的形狀的變形。由超聲波振動體49施加給金屬體M1的振動的頻率,需要是 如下的頻率在由振動而在低變形阻抗區(qū)域30中產(chǎn)生的由位移帶 來的應(yīng)變被金屬體Ml的應(yīng)變解消作用解消、或被金屬組織的再 結(jié)晶化作用解消之前,能夠施加由與前面施加的位移不同的位移、 即向反方向或不同的方向的位移而帶來的應(yīng)變的頻率。該頻率盡 可能設(shè)定得較大。另外,施加給金屬體Ml的振動,不一定要施 加高頻率的振動,也可以例如對于低變形阻抗區(qū)域30施加半周期 的振動那樣、將低頻率的振動僅施加較短時間。這里所謂的低頻率是將如下的時間作為1/4周期的振動頻率, 所述時間是指能夠在上述金屬材Ml的應(yīng)變的解消作用或金屬 組織的再結(jié)晶化作用開始對于低變形阻抗區(qū)域30中產(chǎn)生的由位移 所帶來的應(yīng)變起作用之前的期間內(nèi),低頻率振動可以產(chǎn)生由下一 個位移所帶來的應(yīng)變的最長時間。在此,為了更高效地實施低變形阻抗區(qū)域30的剪切變形,希 望金屬體Ml不只被第一限制體44固定,而且通過利用金屬體Ml自身的慣性將金屬體M1固定。因此,希望在與由SVSP設(shè)備 處理的金屬體Ml相對應(yīng)的條件下施加振動,由此來選擇允許通 過自身慣性而被固定的振動施加條件。振動傳播抑制體48是與上述的第二限制體45相同的結(jié)構(gòu), 在夾著金屬體Ml豎立設(shè)置的第一支承體48a及第二支承體48b 上,可旋轉(zhuǎn)地架設(shè)位于金屬體M1的下方側(cè)的下側(cè)輥48c及位于金 屬體Ml的上方側(cè)的上側(cè)輥48d,由下側(cè)輥48c及上側(cè)輥48d來夾 持固定金屬體Ml,抑制由振動施加裝置47施加給金屬體Ml的 振動沿著金屬體M1傳播。剪應(yīng)變形部42由將金屬體Ml加熱為預(yù)定溫度的加熱裝置51 及冷卻裝置52構(gòu)成,該冷卻裝置52為了將由該加熱裝置51的加 熱而在金屬體Ml上形成的低變形阻抗區(qū)域抑制在預(yù)定的范圍內(nèi) 而將金屬體Ml冷卻。在本實施例中,在加熱裝置51中使用高頻率加熱線圈,將該 高頻率加熱線圈以規(guī)定圈數(shù)巻繞在金屬體Ml上,通過將金屬體 Ml加熱到預(yù)定溫度,使變形阻抗降低,來形成低變形阻抗區(qū)域 30。另外,加熱裝置51并不限于高頻率加熱線圈,也可以使用由 電子束、等離子、激光、電磁感應(yīng)等進(jìn)行加熱,或使用燃?xì)馊紵?器進(jìn)行加熱,或者利用電氣短路進(jìn)行加熱。特別是在使用電子束 作為加熱裝置51時,能夠?qū)⒔饘袤wM1的延伸方向的低變形阻抗 區(qū)域30的寬度做得很小,能夠使更大的剪切應(yīng)力作用在低變形阻 抗區(qū)域30上,因此能夠使金屬組織進(jìn)一步微細(xì)化。冷卻裝置52由將從給水配管52a供給的水排出的第一排水口 52b及第二排水口 52c構(gòu)成,通過從第一排水口 52b及第二排水口 52c排出的水來冷卻金屬體Ml。圖中的53是接收從第一排水口 52b及第二排水口 52c排出的水的盛水容器。54是與該盛水容器53連接的排水管。在冷卻裝置52中,由從第一排水口 52b及第二排水口 52c排 出的水對通過設(shè)置在第一排水口 52b及第二排水口 52c之間的加 熱裝置51而形成的低變形阻抗區(qū)域30的兩側(cè)進(jìn)行冷卻,特別是 通過調(diào)整第一排水口 52b及第二排水口 52c的配置位置,可以將 低變形阻抗區(qū)域30做成與金屬體M1的延伸方向的長度相比非常 微小的區(qū)域。這樣,通過將低變形阻抗區(qū)域30做成沿著金屬體M1的延伸 方向的微小寬度,能夠容易地在低變形阻抗區(qū)域30的部分中產(chǎn)生 較大的剪切變形,能夠提高金屬組織的微細(xì)化效率。并且可以減 小由振動運動帶來的剪切變形的殘余應(yīng)變或殘余變形。此外,還可以通過冷卻裝置52將由加熱裝置51加熱的低變 形阻抗區(qū)域30迅速冷卻,來進(jìn)行淬火,從而提高金屬組織已微細(xì) 化的金屬體M1的硬度。金屬體Ml的冷卻并不限于水冷,也可以是空氣冷卻或勵磁 冷卻,只要能提高金屬體Ml的變形阻抗,哪種冷卻方法都可以 采用。作為加熱裝置51和冷卻裝置52,可以采用各種加熱器具和冷 卻器具,類似于前述STSP設(shè)備的加熱裝置64和冷卻裝置65。在本實施例中,在第二限制體45與由高頻率加熱線圈構(gòu)成的 加熱裝置51之間設(shè)置了冷卻裝置52,并在加熱裝置51與振動施 加裝置47之間設(shè)置了冷卻裝置52,但是也可以將第二限制體45 及振動施加裝置47設(shè)置得比冷卻裝置52更近接于加熱裝置51, 使第二限制體45與振動施加裝置47的間隔盡可能短。這樣,通過盡量縮短第二限制體45與振動施加裝置47的間隔,可以防止由振動施加裝置47施加給金屬體M1的振動的能量 向低變形阻抗區(qū)域30以外的部分散失,可以有效地產(chǎn)生由振動的 態(tài)量所帶來的低變形阻抗區(qū)域30的剪切變形。進(jìn)而,也可以在夾持金屬體M1的第二限制體45的下側(cè)輥45c 和上側(cè)輥45d、以及輥動施加體47的傳播體47的傳播體50的下 側(cè)輥50a及上側(cè)輥50b上附加冷卻功能,通過這些輥45c、 45d, 50a、 50b來夾持并冷卻金屬體Ml。在上述那樣構(gòu)成的SVSP設(shè)備中,在通過振動運動來使金屬 組織微細(xì)化時,將金屬體Ml依次進(jìn)給通過固定部41、剪切變形 部42、振動部43,一邊通過剪切變形部42的冷卻裝置52冷卻低 變形阻抗區(qū)域30, 一邊由加熱裝置51加熱金屬體M1,形成低變 形阻抗區(qū)域30。這里,由加熱裝置51所進(jìn)行的加熱, 一直進(jìn)行到低變形阻抗 區(qū)域30的溫度變?yōu)榻饘袤wMl中所產(chǎn)生的應(yīng)變的恢復(fù)軟化溫度或 金屬組織的再結(jié)晶溫度以上,而在變?yōu)榛謴?fù)、再結(jié)晶溫度以上的 時候,通過振動施加裝置47使金屬體Ml的非低變形阻抗區(qū)域振 動,在低變形阻抗區(qū)域30中產(chǎn)生剪切變形。另外,雖然通過加熱 裝置51將金屬體M1加熱的溫度為恢復(fù)、再結(jié)晶溫度以上,但最 好控制在開始產(chǎn)生金屬結(jié)晶粒的粗大化影響的溫度以下。通過這種方式,通過使低變形阻抗區(qū)域30剪切變形,能夠在 金屬體Ml上幾乎不會有外形形狀變化而使金屬組織微細(xì)化。這里,在本實施例中,振動施加裝置47使金屬體M1的非低 變形阻抗區(qū)域沿金屬體Ml的厚度方向即上下方向振動,但如上 述圖2所示,也可以沿金屬體Ml的寬度方向即左右方向振動, 還可以通過復(fù)合了上下方向振動及左右方向振動的復(fù)合振動來進(jìn)行振動,因此可以將振動施加裝置47做成適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。在此,施加給金屬體M1的振動并不限于與金屬體M1的延伸 方向大致正交的上下方向或左右方向的振動,而是只要在振動成 分中至少含有與金屬體Ml的延伸方向大致正交的上下方向或左 右方向的振動就可以。在本實施例的SVSP設(shè)備中,如上所述,通過振動部43施加 振動運動而在低變形阻抗區(qū)域30中產(chǎn)生剪切變形,同時將金屬體 Ml沿延伸方向進(jìn)給,從而可以使金屬體M1的低變形阻抗區(qū)域30 的位置發(fā)生移動,可以通過振動運動對金屬體Ml連續(xù)進(jìn)行剪切 處理,使金屬組織在更大范圍內(nèi)微細(xì)化。特別是通過低變形阻抗區(qū)域30完全橫貫在一個方向上延伸的 金屬體Ml,可以隨著低變形阻抗區(qū)域30的移動而對金屬體Ml 均一地實施剪切處理,能夠形成金屬組織的被大致均勻地微細(xì)化 的金屬體M1。再者,根據(jù)情況,可以通過調(diào)整在金屬體Ml的所需位置上 由剪切變形所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力的大小,來調(diào)整金屬組織的微細(xì)化 程度,從而調(diào)整金屬體Ml的強度或延展性,可以生成部分地提 高了強度或延展性的金屬體M1。在本實施例中,金屬體M1的形成有低變形阻抗區(qū)域30的一 端是固定的,金屬體M1的另一端被振動。然而,金屬體M1的夾 持著低變形阻抗區(qū)域30的兩側(cè)可以分別以彼此相反的相位振動。此外,如果SVSP設(shè)備安裝在用于對金屬體Ml進(jìn)行熱軋、冷 軋或擠壓成形的給定成形裝置的后續(xù)階段中,則可以對通過軋?zhí)?理、擠出處理等沿延伸方向拉伸或拉延了的金屬體的金屬組織M1 進(jìn)行剪切變形處理,由此金屬組織可以更容易地轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織。通過這種方式,由上述SVSP設(shè)備及STSP設(shè)備在金屬體上局 部地形成低變形阻抗區(qū)域30、 30',與此同時,使該低變形阻抗區(qū) 域30、 30'剪切變形而將強應(yīng)變施加施加于低變形阻抗區(qū)域30、 30',從而可以使金屬組織微細(xì)化,可以提高金屬體M1、 M2的強 度或延展性。并且,如圖1所示,在將金屬體做成疊合了多個金屬層的層 疊體IO的情況下,通過使形成各金屬層的金屬與相鄰的金屬層的 金屬一邊進(jìn)行微細(xì)化一邊相互接合,可以生成一體化的金屬體, 并且可以提供金屬成分在金屬層的層疊方向上發(fā)生變化的金屬 體?;蛘?,如圖30中金屬體的剖面示意圖所示,在切開了一部分 的切開圓棒狀的第一金屬棒24的切開部分中插入第二金屬材料 25而做成一體化的復(fù)合金屬棒26,通過將該復(fù)合金屬棒2經(jīng)STSP 設(shè)備處理,可以將第一金屬棒24的金屬與第二金屬材料25機械 地混合,而生成新的合金。此外,如圖2所示,在金屬體為混合了多種金屬粉末的混合 體的煅燒體16的情況下,通過將各金屬粉末的金屬組織一邊微細(xì) 化一邊相互接合,能夠生成緊密地一體化的金屬體。特別是對以 熔融法不能生成的組合的金屬,也可以通過SVSP設(shè)備及STSP設(shè) 備機械地接合,可以生成新的合金。此外,如圖3所示,在金屬體為在多孔質(zhì)體17的孔部中填充 了金屬粉末18而形成的填充體19的情況下,通過使各金屬的金 屬組織一邊微細(xì)化一邊接合,可以生成一體化的金屬體。特別是 對于由熔融法無法生成的組合的金屬,也可以通過SVSP設(shè)備及STSP設(shè)備機械地接合,可以生成新的合金。再者,如圖4所示,在金屬體是將多種金屬線材束在一起而 形成的金屬線束23的情況下,通過一邊將各金屬線材的金屬組織 微細(xì)化一邊相互接合,就可以生成一體化的金屬體。特別是對于 由熔融法無法生成的組合的金屬,也可以通過STSP設(shè)備機械地接 合,可以生成新的合金。特別地,金屬體在到通過SVSP設(shè)備或STSP設(shè)備使金屬組織 微細(xì)化之前都做成中空筒狀,在通過SVSP設(shè)備或STSP設(shè)備而使 金屬組織微細(xì)化的后,切開筒狀的金屬體的周面而成為板狀體, 從而可以很容易地提供板狀的金屬材料、且金屬組織已被微細(xì)化 的金屬材料。在上述SVSP設(shè)備及STSP設(shè)備中,通過調(diào)整由加熱裝置51、 64所形成的低變形阻抗區(qū)域30、 30'在金屬體M1、 M2的延伸方 向的長度,及施加給低變形阻抗區(qū)域30、 30'的剪切變形,則既可 以在低變形阻抗區(qū)域30、 30,的整個區(qū)域中進(jìn)行剪切變形,又可以 對低變形阻抗區(qū)域30、 30'的一部分、例如低變形阻抗區(qū)域30、 30' 的中央?yún)^(qū)域或低變形阻抗區(qū)域30、 30'的兩端部或其中一個端部進(jìn) 行剪切變形。此外,如有必要,利用SVSP設(shè)備和STSP設(shè)備將低變形阻抗 區(qū)域結(jié)晶組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金屬體可以在鹽浴中經(jīng)受 急冷硬化。在這種情況下,通過使金屬體從SVSP設(shè)備和STSP設(shè) 備移經(jīng)鹽浴急冷硬化裝置,可以高效地形成具有改進(jìn)功能的金屬 體。此外,相對于利用SVSP設(shè)備和STSP設(shè)備將低變形阻抗區(qū)域 結(jié)晶組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金屬體,通過向金屬組織施加塑性成形同時防止金屬組織變得粗大化,可以使金屬體的金屬組 織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織,因此擁有高強度或高延展性并且具有 規(guī)定形狀。在此,當(dāng)?shù)妥冃巫杩箙^(qū)域的結(jié)晶組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織 時,如前所述,溫度被設(shè)置在相對低溫,以防止如前所述轉(zhuǎn)變成 微細(xì)化晶體組織的晶粒產(chǎn)生粗大化尺寸,因此,在很多情況下將 溫度設(shè)置為低于塑性成形所需的成形溫度。在此,在進(jìn)行塑性成形時,金屬體被快速加熱到給定成形溫 度,并且在短時間內(nèi)在加熱狀態(tài)下進(jìn)行塑性成形,以防止金屬組 織生長,因此,可以在塑性成形中抑制金屬組織生長,以便消除 有礙于金屬組織具有高強度和高延展性的障礙。此外,在實施了塑性成形之后,并非要將金屬體的金屬組織 進(jìn)行急冷直至達(dá)到常溫,而是可以在將金屬體的金屬組織保持在 防止金屬組織生長的溫度下對金屬體進(jìn)行時效處理。因此,可以 進(jìn)一步提高高強度和高延展性金屬體的強度。如前所述,在金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織的金屬體中, 如果金屬體溫度高于金屬體再結(jié)晶溫度,則已經(jīng)轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織的金屬組織會粗大化,從而導(dǎo)致將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織所獲得的益處消失。因此,在利用SVSP設(shè)備和STSP設(shè) 備將金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織時,在利用SVSP設(shè)備和 STSP設(shè)備進(jìn)行處理之后,希望防止在等于或高于金屬組織生長溫 度的溫度下進(jìn)行處理。如上述那樣將金屬組織微細(xì)化后的金屬體由于為高強度,所 以在用作汽車部件時可以實現(xiàn)重量的減輕,減輕汽車重量在燃料 消耗方面是有利的。這樣在汽車部件中使用的金屬體是如下這樣制造的。首先,對具有所需成分的金屬板實施前處理。在該前處理中, 通過加熱金屬板后冷卻,來對金屬板的單相化、構(gòu)成金屬板的金 屬的粒子分散、以及金屬板的殘余應(yīng)力等進(jìn)行調(diào)整。接著,通過由SVSP設(shè)備處理完成了前處理的金屬板,使金屬板的金屬組織均勻地微細(xì)化,形成了高強度及高延展性的金屬 板。特別是在金屬板為鋁合金的情況下,可以形成高強度及高延 展性的大片鋁合金板,能夠通過鍛造來形成復(fù)雜形狀的罩或罩板。 從而大幅地降低制造成本。特別是在由鍛造來制造罩或罩板等時,可以將用于與其它部 件連接的凸緣或嵌合構(gòu)造一體地成形,因此,通過進(jìn)行多個部件 的一體成形而能夠降低成本,并且可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)強度的提高。如上所述,不僅通過SVSP設(shè)備使金屬板形成所需的金屬體,而且也可以對已成為具有所需成分的圓棒狀的金屬體,在進(jìn)行前處理之后通過STSP設(shè)備進(jìn)行處理,從而可以將金屬板的金屬組織 均勻地微細(xì)化,形成高強度及高延展性的金屬體。由于這樣形成的金屬體為高延展性。所以,也可以在分離成 各所需的容積之后,通過具有多個缸的鍛造模具來進(jìn)行鍛造,從 而如圖31所示,形成具有復(fù)雜形狀的車身框架插套80。本實施例的車身框架插套80如圖32所示,在汽車的車身框 架90的各框架的連接部分中使用。通常通過在連接部焊接來連接 各框架,但通過使用圖31所示的車身框架插套80,不需要焊接作 業(yè)而能夠降低制造成本,并且比焊接更能提高結(jié)構(gòu)的強度,可以 提高可靠性。在圖31的車身框架插套80中,沿規(guī)定方向延伸地突設(shè)有, 第一嵌合部85、第二嵌合部86、第三嵌合部及第4嵌合部88,分 別用于插入分別沿不同方向延伸的第一框架81、第二框架82、第 三框架83及第4框架84的四根框架81、 82、 83、 84。并且在各嵌合部85、 86、 87、 88上設(shè)置有通過在鍛造加工時 插入柱體而形成的插入孔85h、 86h、 87h、 88h,在該插入孔85h、 86h、 87h、 88h中分別插入各框架81、 82、 83、 84的前端部來進(jìn) 行連接。作為另一種使用方式,對于例如轉(zhuǎn)向軸那樣的棒狀體部件, 通過SVSP法迸行金屬組織的微細(xì)化,從而可以提供高強度的棒 狀體。并且不僅可以將棒狀體的金屬組織均勻地微細(xì)化,也可以 只將部分進(jìn)行微細(xì)化,或只有一部分不做微細(xì)化等,使強度具有 故意設(shè)置的偏差。通過這種方式,在做成強度上具有故意設(shè)置的偏差的棒狀體 所構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸的情況下,通過在發(fā)生事故時由沖擊故意地使轉(zhuǎn) 向軸斷裂,而能夠賦予沖擊吸收性。或者,在形成螺紋時,在對棒狀體的部件通過SVSP法進(jìn)行 金屬組織的微細(xì)化之后,利用SVSP法使金屬體旋轉(zhuǎn)來實施螺紋 的輥制,從而可以容易地形成高強度的螺釘。同樣,在形成傳動齒輪時,在對棒狀體的部件通過SVSP法 進(jìn)行了金屬組織的微細(xì)化之后,利用由SVSP法使金屬體旋轉(zhuǎn), 由所需的鍛模來進(jìn)行齒輪齒的成型,從而可以容易地形成高強度 的變速齒輪。如上所述,將金屬組織微細(xì)化后的金屬體,不僅可用于汽車 部件,在用于半導(dǎo)體制造過程中所使用的濺射裝置的濺鍍靶材時也非常有用。特別是由于可以生成所需成分的金屬體,并且所生成的金屬 體可以生成均質(zhì)的成分,同時金屬組織比較微細(xì),所以在半導(dǎo)體 基板上表面上可以生成均質(zhì)的金屬膜,并且此種濺鍍靶材能夠以比ECAP法更低的價格制造。該濺鍍靶材是如下這樣制造的。首先,對于做成了所需成分的金屬板實施前處理。在該前處 理中,通過將金屬板加熱后冷卻,來對金屬板的單相化、構(gòu)成金 屬板的金屬的粒子分散、以及金屬板的殘余應(yīng)力等進(jìn)行調(diào)整。接著,通過由SVSP設(shè)備對已完成前處理的金屬板進(jìn)行處理, 將金屬板的金屬組織均勻地微細(xì)化。在通過SVSP設(shè)備進(jìn)行了金屬組織的微細(xì)化之后,通過對金 屬板進(jìn)行常溫軋制、冷鍛、熱鍛、或模鍛等,來調(diào)整被微細(xì)化后 的結(jié)晶組織的結(jié)晶方位,同時進(jìn)行靶材形狀的成形。這樣,通過調(diào)整被微細(xì)化后的結(jié)晶組織的結(jié)晶方位,就可以 提供能夠在半導(dǎo)體基板上表面上生成均質(zhì)金屬膜的濺鍍靶材。進(jìn)而,在將金屬板成形為靶材形狀時,在將金屬板成形為大 致圓盤狀的同時,在背面形成冷卻用凹狀槽。通過這樣同時成形 冷卻用凹狀槽,就可以縮短濺鍍靶材的制造工藝,可以提供廉價 的濺鍍靶材。特別是通過由SVSP設(shè)備使金屬組織微細(xì)化,提高了金屬板 的成形性,所以通過冷鍛或熱鍛而能夠高精度地生成冷卻用凹狀 槽。另外,也可以在由SVSP設(shè)備將金屬板的金屬組織均勻地微細(xì)化之后,將金屬板加熱到可以抑制已被微細(xì)化的金屬結(jié)晶粗大 化的溫度,來進(jìn)行對金屬板的殘余應(yīng)力的調(diào)整等。作為其它的制造方法,也可以采取如下的方法,本制造方法 中,將作為靶材的金屬體做成具有所需成分的圓棒狀的金屬體。首先對于金屬棒而與上述金屬板的情形,同樣地實施前處理, 以資實施調(diào)整金屬棒的單一相化,及構(gòu)成金屬棒的金屬的粒子分 散,進(jìn)一步調(diào)整金屬棒的殘余應(yīng)力等。接著,通過由STSP設(shè)備處理對完成了前處理的金屬板進(jìn)行處 理,使金屬棒的金屬組織均勻地微細(xì)化。在通過STSP設(shè)備進(jìn)行金屬組織的微細(xì)化后,每隔規(guī)定長度地 將金屬棒切斷,通過冷鍛或熱鍛而形成金屬板。對這樣成形的金屬板再如上述那樣通過SVSP設(shè)備進(jìn)行處理, 使金屬板的金屬組織進(jìn)一步微細(xì)化。然后,與上述金屬板的情況 同樣,通過對金屬板進(jìn)行常溫軋制、冷鍛、熱鍛、或模鍛等,來 調(diào)整被微細(xì)化后的結(jié)晶組織的結(jié)晶方位,同時進(jìn)行靶材形狀的成 形。通過將STSP法及SVSP法組合來生成作為濺鍍靶材的金屬 體,可以使之成為金屬組織非常微細(xì)化的金屬體,從而可以提供 可在半導(dǎo)體基板上表面上生成均質(zhì)的金屬膜的濺鍍靶材。特別地,通過由STSP法處理金屬棒,可以實現(xiàn)金屬棒的成分 的均質(zhì)化,通過由更均質(zhì)化的金屬體生成濺鍍耙材,可以提供可 在半導(dǎo)體基板上表面生成均質(zhì)的金屬膜的濺鍍靶材。上述的SVSP法或STSP法不僅可以用于汽車部件或濺鍍革巴材 的制造,通過對以下的材料使用,可以提供提高了特性的材料或 部件。在金屬體為磁性體的情況下,通過由SVSP法或STSP法使該 金屬體的金屬組織微細(xì)化而能夠提高加工性,從而能夠進(jìn)行細(xì)線 化等的微細(xì)加工。此外,根據(jù)情況,有可能提高磁化率。在金屬體為形狀記憶合金的情況下,通過由SVSP法或STSP 法使該金屬體的金屬組織微細(xì)化來提高加工性,從而能夠進(jìn)行更 微細(xì)形狀的加工。特別是在使用該形狀記憶合金來形成用于組裝 電子設(shè)備的螺釘時,在廢棄該電子設(shè)備時通過形狀記憶而使螺釘 的螺牙消失,從而很容易分解。在金屬體是貯氫合金的情況下,通過由SVSP法或STSP法將 該金屬體的金屬組織微細(xì)化,有可能提高貯氫能力。進(jìn)而,通過 提高加工性而可以做成各種形狀,可以形成具有貯氫功能的構(gòu)造 物。在金屬體是減振合金的情況下,通過由SVSP法或STSP法將 此金屬體的金屬組織微細(xì)化來提高加工性,能夠加工為更微細(xì)的 形狀。特別是通過將該減振合金的應(yīng)用范圍擴大到揚聲器等的音 響設(shè)備的構(gòu)成部件中,可以實現(xiàn)音質(zhì)的提高。在金屬體為電熱材料的情況下,通過由SVSP法或STSP法使 該金屬體的金屬組織微細(xì)化來提高加工性,從而能夠加工成更微 細(xì)的形狀。在金屬體是生物材料的情況下,通過由SVSP法或STSP法將 該金屬體的金屬組織微細(xì)化來提高加工性,從而能夠加工成更微 細(xì)的形狀。特別地,以往使用鈦作為生物材料,但鈦為高硬度所以加工 性很差,存在成形成本高的問題,但通過由SVSP法或STSP法使 金屬組織微細(xì)化,使鈦也可以鍛造成形,從而能夠以低成本形成規(guī)定形狀的鈦部件。并且,由SVSP法或STSP法而使金屬組織微細(xì)化的鈦可以作 為低楊氏模量且高強度的材料,還可以提高生物親和性。通過這種方式,由SVSP法或STSP法所處理的金屬體不僅因 提高了延展性而改善了加工性,而且強度變高,所以可以以較輕 的重量形成相同強度的部件,可以實現(xiàn)使船舶、飛機或汽車等運 輸設(shè)備、或高層樓房、橋梁等的建筑物的重量變輕。工業(yè)實用性如上所述,使用根據(jù)本發(fā)明的金屬體加工方法和設(shè)備,可以 極容易地制造具有高強度和高延展性的金屬體,因此,可以以低 成本制造具有高強度和高延展性的金屬體。
權(quán)利要求
1.一種金屬體加工方法,其在金屬體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織;所述低變形阻抗區(qū)域是在真空中、或在高壓氣氛中、或在活性氣體氣氛中形成的。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,所述 活性氣體是氮氣。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,所述 活性氣體是甲垸氣體和/或一氧化碳?xì)怏w。
4. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,在向 金屬體施加了規(guī)定時間的第一次加熱后,向金屬體施加第二次加 熱,由此形成低變形阻抗區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,低變 形阻抗區(qū)域形成在約束裝置的非約束區(qū)中,所述約束裝置約束已 被加熱到高溫的金屬體。
6. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,金屬 體在剪切變形之后被急冷。
7. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,低變 形阻抗區(qū)域是通過加熱金屬體而形成的,并且,在低變形阻抗區(qū)域被剪切變形之后,金屬體被急冷。
8. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,具有微細(xì)化金屬組織的金屬體以不將金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體組織 的方式經(jīng)受塑性成形。
9. 如權(quán)利要求8所述的金屬體加工方法,其特征在于,在不 會將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體組織的短時間內(nèi)以加熱 狀態(tài)實施塑性成形。
10. 如權(quán)利要求8所述的金屬體加工方法,其特征在于,在金 屬組織經(jīng)受塑性成形之后,維持不將金屬組織轉(zhuǎn)變成粗大化晶體 組織的溫度以進(jìn)行時效處理。
11. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,使用 所述金屬體加工方法加工的金屬體是預(yù)先經(jīng)受碳化處理的金屬 體。
12. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,通過 拉伸低變形阻抗區(qū)域而使金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組
13.如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,通過 壓縮低變形阻抗區(qū)域使金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組
14,如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,金屬 體采用具有中空部分的圓柱體的形式,所述中空部分被保持在減頁壓狀態(tài)。
15. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,金屬 體采用具有中空部分的圓柱體的形式,所述中空部分被保持在高 壓狀態(tài)。
16. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,用于 將金屬體成形為規(guī)定形狀的成形導(dǎo)向體與低變形阻抗區(qū)域接觸。
17. 如權(quán)利要求16所述的金屬體加工方法,其特征在于,成 形導(dǎo)向體構(gòu)成用于加熱金屬體的加熱裝置。
18. 如權(quán)利要求16所述的金屬體加工方法,其特征在于,成 形導(dǎo)向體構(gòu)成用于冷卻金屬體的冷卻裝置。
19. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,低變 形阻抗區(qū)域以橫貫的方式形成于在一個方向上延伸的金屬體中, 低變形阻抗區(qū)域沿金屬體延伸方向移動。
20. 如權(quán)利要求1所述的金屬體加工方法,其特征在于,低變 形阻抗區(qū)域橫貫金屬體,疊加著低變形阻抗區(qū)域的金屬體一側(cè)部 分的位置相對于金屬體另一側(cè)部分變動,從而通過剪切使所述低 變形阻抗區(qū)域變形。
21. 如權(quán)利要求1至20中任一所述的金屬體加工方法,其特 征在于,所述位置變動是振動運動,其振動運動分量使得所述金 屬體一側(cè)部分相對于所述金屬體另一側(cè)部分在與金屬體延伸方向 基本正交的方向上振動運動。
22. 如權(quán)利要求1至20中任一所述的金屬體加工方法,其特 征在于,所述位置變動是單向旋轉(zhuǎn)運動,其使得所述金屬體一側(cè) 部分相對于所述金屬體另一側(cè)部分繞大致平行于金屬體延伸方向 的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
23. 如權(quán)利要求1至20中任一所述的金屬體加工方法,其特 征在于,所述位置變動是雙向旋轉(zhuǎn)運動,其使得所述金屬體一側(cè) 部分相對于所述金屬體另一側(cè)部分繞大致平行于金屬體延伸方向 的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
24. —種金屬體加工設(shè)備,包括低變形阻抗區(qū)域形成裝置,其通過局部降低在一個方向上延 伸的金屬體的變形阻力而形成橫貫金屬體的低變形阻抗區(qū)域;變位施加裝置,其使疊加著低變形阻抗區(qū)域的金屬體一側(cè)部 分相對于金屬體另一側(cè)部分變位;其中,隨著變位施加裝置施加的變位而使所述低變形阻抗區(qū) 域剪切變形,所述設(shè)備由此將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶 體組織;低變形阻抗區(qū)域形成裝置在真空中、或在高壓氣氛中、或在 活性氣體氣氛中形成低變形阻抗區(qū)域。
25. 如權(quán)利要求24所述的金屬體加工設(shè)備,其特征在于,所 述活性氣體是氮氣。
26. 如權(quán)利要求24所述的金屬體加工設(shè)備,其特征在于,所 述活性氣體是甲垸氣體和/或一氧化碳?xì)怏w。
27. 如權(quán)利要求24所述的金屬體加工設(shè)備,其特征在于,低 變形阻抗區(qū)域形成裝置包含粉末材料噴射裝置,其向低變形阻抗 區(qū)域噴射粉末材料。
28. 如權(quán)利要求24所述的金屬體加工設(shè)備,其特征在于,低 變形阻抗區(qū)域形成裝置包含離子摻雜裝置,其向低變形阻抗區(qū)域 摻雜離子。
29. 如權(quán)利要求24所述的金屬體加工設(shè)備,其特征在于,低 變形阻抗區(qū)域形成裝置通過將浸沒在液體中的金屬體加熱到規(guī)定 溫度或以上而形成低變形阻抗區(qū)域。
30. 如權(quán)利要求24至29中任一所述的金屬體加工設(shè)備,其特 征在于,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域周圍的導(dǎo)熱 率降低。
31. 如權(quán)利要求24至29中任一所述的金屬體加工設(shè)備,其特 征在于,在形成低變形阻抗區(qū)域時,低變形阻抗區(qū)域的周圍形成 氣泡區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬體加工方法,其在金屬體中形成局部降低了變形阻力的低變形阻抗區(qū)域,并且使所述低變形阻抗區(qū)域剪切變形,以將金屬體的金屬組織轉(zhuǎn)變成微細(xì)化晶體組織;所述低變形阻抗區(qū)域是在真空中、或在高壓氣氛中、或在活性氣體氣氛中形成的。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的金屬體加工設(shè)備。
文檔編號C21D7/00GK101240366SQ20081000402
公開日2008年8月13日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者中垣通彥, 中村克昭, 堀田善治, 根石浩司, 金子賢治 申請人:有限會社里那西美特利