金属加工方法、使用该金属加工方法的金属体、以及含有使用该 金属加工方法的金属的陶瓷体 【技术领域】
本发明涉及通过使具有金属组织的物体的金属组织微细化而实现高强度或高延展性、或均质化的金属加工方法、使用该金属加工方法的金属体、以及使用该加工方法的含有金属的陶瓷体。
背景技术
以往，已知在金属体或含有金属的陶瓷体等具有金属组织的材料中，通过ECAP(Equal-Channel Angular Pressing，等径弯曲通道变形)法使金属组织微细化而能够提高该材料的强度或延展性。
在ECAP法中，如图19所示，在模具100中设有在中途被弯曲成规定的角度的通道200，将所需的金属体300一边推压一边插通到该通道200中，从而使金属体300沿着通道200弯曲，随着弯曲而使金属体300中产生剪切应力，通过该剪切应力使金属组织微细化。图19中的400是用来推压金属体地推杆。
在这种ECAP法中，为了使金属体300容易沿着通道200弯曲，将模具100加热到规定温度，从而将整个金属体300加热，以使变形阻抗降低，但是，在将金属体300的变形阻抗大大地降低后，当用推杆400来推压时，在金属体300上有可能会发生压曲等多余的变形，因此金属体300的加热需要抑制在所需的最小限度内。
如果这样抑制金属体300的加热，则必须通过推杆400用比较大的力来推压金属体300，所以有加工性不好的问题。因而在日本专利公报特开2001-321825号的金属材料的加工方法及其装置中，提出了如下的技术方案：局部地加热对金属体施加剪切应力的通道的剪切变形区域，通过该加热来降低金属体的剪切变形部分的变形阻抗，从而可以减小用推杆推压金属体所需的力，来提高加工性。
但是，在将剪切变形区域加热后，由于通过了剪切变形区域的金属体仍维持被加热到规定温度的状态，所以被从通道推压出的金属体整体地降低了变形阻抗，为了连续地将金属体插通到通道中并使剪切应力反复作用，需要有用来将金属体冷却到规定温度以下、使变形阻抗变大的冷却时间。
因此，不能以比冷却时间更短的时间连续地以ECAP法对金属体实施处理，存在生产性非常差的问题。
并且，由于在ECAP法中必须将金属体插通到弯曲的通道中，所以存在难以进行只将金属体的一部分的金属组织微细化的部分处理的问题。
另外，作为只将金属体的一部分的金属组织微细化的方法，已知有如日本专利公报特开平11-51103号所记载的方法：将设于转子的端部轴线上的探头，抵接于金属体的所需的位置并推压，通过使转子旋转对金属体与探头的抵接部分进行摩擦搅拌，来实施微细化。
但是，这种利用与探头的摩擦的方法难以实现高速化的处理，所以与ECAP法的情况同样，存在量产性不好的问题。
另一方面，作为大量制造将金属组织微细化的金属体的方法，已知有日本专利公报特开平11-323481号所记载的方法：在规定组成的低碳钢或低碳合金钢中，在所需的从高温状态冷却的过程中，进行截面积减少率为60％以上的加工。
但是，可以适用该方法的金属体只限于特殊组成的低碳钢或低碳合金钢，存在其它组成的金属体无法适用的问题。
如上所述，在通过金属组织的微细化来实现高强度或高延展性等的金属体的形成中既有优点又有缺点，在现状下，这种金属只用于不须计较制造成本问题的高级汽车或战斗机等的特殊用途。
在这种状况下，最近特别在汽车产业中，以优化燃耗、或提高行驶性能为目的，希望降低车体等的重量，不仅高级汽车，对于普通车也存在通过金属组织的微细化来实现高强度的金属体来减轻重量的很大的需求，对于低廉价格的高强度或高延展性的金属体存在很大的潜在需求。
本发明人等鉴于这种现状，进行了研究开发而做出了本发明，目的是提供：能够连续地形成通过使金属组织微细化来实现高强度或高延展性的各种金属体或含有金属的陶瓷体、从而提高了量产性、实现了低成本的金属体或含金属的陶瓷体。
【发明内容】
在技术方案1所述的金属加工方法中，是在金属体上形成局部地降低了变形阻抗的低变形阻抗区域，并使该低变形阻抗区域剪切变形而使金属体的金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属组织微细化，从而很容易形成高强度化或高延展性化的金属体。
在技术方案2所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的整个区域实施上述剪切变形。由此，可以在低变形阻抗区域的整个区域，大致均质地使金属组织微细化。
在技术方案3所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的一部分进行上述剪切变形。由此，剪切变形集中于变形阻抗区域的一部分发生，可以使该部分的金属组织非常地微细化，可实现金属体强度的提高，或延展性的提高。
技术方案4所述的金属加工方法中，局部地降低向一个方向延伸的金属体的变形阻抗，而形成横截上述金属体的低变形阻抗区域，并使该低变形阻抗区域剪切变形以使上述金属体的金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属部分微细化，可很容易形成高强度或高延展性的金属体。
在技术方案5所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的中央区域进行上述剪切变形。由此，在局部地形成的低变形阻抗区域中，可将变形阻抗最小的低变形阻抗区域的中央区域部分的金属组织有效地微细化，从而可以实现提高金属体的强度，或提高延展性。
在技术方案6所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的两端部进行上述剪切变形。由此，变形阻抗较高的非低变形阻抗区域比低变形阻抗区域更具有抵抗剪切变形的作用，所以可使很大的剪切应力作用于低变形阻抗区域的两端部，可有效地使金属组织微细化可以实现提高金属体的强度或延展性。
在技术方案7所述的金属加工方法中，在上述低变形阻抗区域的一个端部进行上述剪切变形。由此，变形阻抗较高的非低变形阻抗区域比低变形阻抗区域更具有抵抗剪切变形的作用，所以可使很大的剪切应力作用在低变形阻抗区域的两端部，可有效地使金属组织微细化，而实现金属体的强度的提高或延展性的提高。
技术方案8所述的金属加工方法中，使将上述低变形阻抗区域沿着上述金属体的延伸方向移动。由此，可非常容易地使向一个方向延伸的整个金属体的金属组织微细化，同时可以连续地进行金属组织的微细化处理。
技术方案9所述的金属加工方法中，局部地降低了向一个方向延伸的金属体的变形阻抗，而形成横截上述金属体的低变形阻抗区域，将夹着此低变形阻抗区域的上述金属体的一个非低变形阻抗区域，相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，从而使上述低变形阻抗区域剪切变形，而使上述金属体的金属组织微细化。由此，可以将局部地形成的低变形阻抗区域的金属组织微细化，而很容易形成高强度或高延展性的金属体。
技术方案10所述的金属加工方法中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗进行位置的变动，施加于与上述金属体的延伸方向大致正交的方向的振动运动。从而在低变形阻抗区域可非常容易地发生剪切变形。
技术方案11所述的金属加工方法中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域的进行位置改变，采用沿与上述金属体的延伸方向大致正交的第1的方向施加的第1振动运动、及与上述金属体的延伸方向大致正交、并与上述第1方向也大致正交的第2方向施加的第2振动运动的复合运动。由此，在低变形阻抗区域可很容易发生剪切变形，并可以使其作用很大的剪切应力。
技术方案12所述的金属加工方法中，将上述一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，采用围绕与上述金属体的延伸方向大致平行的旋转轴进行扭转的扭转运动。从而在低变形阻抗区域可很容易发生剪切变形。
技术方案13所述的金属加工方法中，上述低变形阻抗区域是由加热机构加热上述金属体而形成的，同时上述加热机构采用不以上述旋转轴的区域为中心的加热分布来进行加热。由此，可以使剪切应力也作用在旋转轴的区域的金属组织上，因此可以均质地使整个金属组织微细化。
技术方案14所述的金属加工方法中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域沿与上述金属体的延伸方向大致正交的方向移动。由此，可以使剪切应力也作用在旋转轴的区域的金属组织上，可以使整个金属组织均质地微细化。
技术方案15所述的金属加工方法中，使压缩应力沿着上述金属体的延伸方向作用在上述低变形阻抗区域。由此，可以防止因施加给低变形阻抗区域的剪切变形而在金属体上发生隆起等变形，从而既可维持金属体的形状又可使金属组织微细化。
技术方案16所述的金属加工方法中，低变形阻抗区域是通过设于第1冷却机构与第2冷却机构之间的加热机构加热上述金属体而形成的。由此，可以通过第1冷却机构及第2冷却机构调整低变形阻抗区域的宽度，而通过缩小低变形阻抗区域的宽度而可以使施加于低变形阻抗区域的剪切变形所带来的剪切应力加大，从而可有效地使金属组织微细化。
技术方案17所述的金属加工方法中，金属体为板状体。由此，可很容易制造出以往的ECAP法所无法获得的金属结晶被微细化的板状金属体。
技术方案18所述的金属加工方法中，金属体为叠合了不同组成的金属层而形成的板状体。由此，可容易制造出以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状金属体，并且可以形成在叠合方向上的组成不同的合金。
在技术方案19所述的金属加工方法中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的板状体。由此，可以形成第1金属及第2金属牢固地接合在一起的合金，可以容易地制造以往通过不同种金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案20所述的金属加工方法中，金属体为中空筒状体。由此，可很容易制造出以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的中空筒状金属体。
在技术方案21所述的金属加工方法中，金属体为叠合了不同组成的金属层而形成的中空筒状体。由此，可很容易制造出以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的中空筒状金属体，并且可以形成在叠合方向上的组成不同的中空筒状的合金。
在技术方案22所述的金属加工方法中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的中空筒状体。由此，可以形成第1金属与第2金属牢固地接合在一起的合金，因此，可以容易地制造在以往的通过熔融不同金属的合金制造法难以制造的合金。
在技术方案23所述的金属加工方法中，金属体为在一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域的位置改变后，切开中空筒状体的周面而做成的板状体。由此，可以很容易地制造以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状体。
在技术方案24所述的金属加工方法中，金属体为叠合了不同组成的金属层而形成的中空筒状体，在一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域的位置改变后切开该中空筒状体的周面而做成板状体。从而可很容易制造在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状金属体，并且可以形成叠合方向上的组成不同的合金。
在技术方案25所述的金属加工方法中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的中空筒状体，在上述一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域的位置改变后切开该中空筒状体的周面而做成板状体。从而可以形成第1金属与第2金属牢固地接合在一起的合金，很容易制造以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案26所述的金属加工方法中，金属体为棒状体。从而可很容易制造出在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的棒状金属体。
在技术方案27所述的金属加工方法中，金属体为叠合了不同的组成的金属层而形成的棒状体。从而可很容易制造在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的棒状金属体，并且可以形成在叠合方向上的组成不同的棒状的合金。
在技术方案28所述的金属加工方法中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的棒状体。从而可以形成第1金属与第2金属牢固地接合在一起的合金，而可很容易形成在以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案29所述的金属加工方法中，金属体为至少将第1金属线材及第2金属线材束在一起而形成的棒状体。由此，可以形成第1金属与第2金属的牢固地接合在一起的合金，并且可很容易制造出在以往的通过熔融不同金属的合金的制造方法所难以制造的合金。
技术方案30所述的金属加工方法中，在向一个方向延伸的金属体上，通过局部地降低了变形阻抗，而隔开规定间隔地形成横截金属体的第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域，且分别使上述第1低变形阻抗区域及上述第2的低变形阻抗区域剪切变形而使上述金属体的金属组织微细化。由此，可以简化分别将第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域剪切变形的机构，于是可在通常的连续地制造金属体的制造工艺中，设置第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域，而使金属组织微细化。
技术方案31所述的金属加工方法中，使由上述第1低变形阻抗区域与上述第2低变形阻抗区域所夹的非低变形阻抗区域沿与金属体的延伸方向大致正交的方向振动。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域上，可非常容易地发生剪切变形。
在技术方案32所述的金属加工方法中，使由上述第1低变形阻抗区域与上述第2低变形阻抗区域所夹的非低变形阻抗区域，沿与上述金属体的延伸方向大致正交的第1方向，同时振动于分别略正交于上述金属体的延伸方向及上述第1方向的第2方向。从而在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域非常容易生起剪切变形，同时可以使其受到很大的剪切应力的作用。
在技术方案33所述的金属加工方法中，使被上述第1低变形阻抗区域及上述第2低变形阻抗区域所包夹的非低变形阻抗区域，在与上述金属体的延伸方向略平行的旋转轴的周围旋转。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域可非常容易发生剪切变形。
在技术方案34所述的金属加工方法中，第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域是分别加热到不同的温度而形成的。由此，可以使分别发生于第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域的剪切应力有所不同。特别是在使金属体沿着该延伸方向移动的情况下，在金属体上会依次作用不同的剪切应力，从而可以使金属组织更微细化，所以更可以获得进一步提高金属体强度或延展性的效果。
在技术方案35所述的金属体中，暂时地形成局部地降低了变形阻抗的低变形阻抗区域，并使该低变形阻抗区域剪切变形，而使金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属组织微细化，可以低廉的价格提供高强度或高延展性的金属体。
在技术方案36所述的金属体中，在低变形阻抗区域的整个区域进行上述剪切变形。从而可以提供在低变形阻抗区域的整个区域金属组织被大致均质地微细化的金属体。
在技术方案37所述的金属体，在低变形阻抗区域的一部分进行剪切变形。从而剪切变形集中于低变形阻抗区域的一部分，所以使该部分的金属组织非常微细化，可以提供提高了强度或延展性的金属体。
技术方案38所述的金属体，是向一个方向延伸的金属体，暂时地形成局部地降低了变形阻抗而横截金属体的低变形阻抗区域，使该低变形阻抗区域剪切变形而使金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗区域部分的金属组织微细化，可以以低廉的价格提供高强度或高延展性的金属体。
在技术方案39所述的金属体中，在低变形阻抗区域的中央区域进行剪切变形。由此，在局部地形成的低变形阻抗区域中，可对于变形阻抗最小的低变形阻抗区域的中央区域部分的金属组织微细化，可提供提高了强度或延展性的金属体。
在技术方案40所述的金属体中，在低变形阻抗区域的两端部进行剪切变形。由此，比低变形阻抗区域的变形阻抗更大的非低变形阻抗区域会发生抵抗剪切变形的作用，于是在低变形阻抗区域的两端部，会作用很大的剪切应力，所以可有效地使金属组织微细化，而可以提供提高了强度或延展性的金属体。
在技术方案41所述的金属体中，在低变形阻抗区域的一个端部进行剪切变形。由此，比低变形阻抗区域的变形阻抗更大的非低变形阻抗区域会发生抵抗剪切变形的作用，可在低变形阻抗区域的两端部作用很大的剪切应力，所以可有效地使金属组织微细化，而可提供提高了强度或延展性的金属体。
在技术方案42所述的金属体中，使低变形阻抗区域沿着金属体的延伸方向移动。由此，向一个方向延伸的金属体的整个金属组织可非常容易地微细化，并且可以提供连续地将金属组织微细化的金属体。
技术方案43所述的金属体，是向一个方向延伸的金属体，局部地降低变形阻抗而暂时地形成横截金属体的低变形阻抗区域，并使夹着该低变形阻抗区域的一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，从而使上述低变形阻抗区域剪切变形而使金属组织微细化。由此，可以使局部地形成的低变形阻抗部分的金属组织微细化，而可以低廉的价格提供高强度或高延展性的金属体。
在技术方案44所述的金属体中，位置改变为沿与金属体的延伸方向大致正交的方向施加的振动运动。由此，在低变形阻抗区域可非常容易发生剪切变形，而可以提供将金属组织微细化的金属体。
在技术方案45所述的金属体中，位置改变为：沿与金属体的延伸方向大致正交的第1方向施加的振动运动、及沿与金属体的延伸方向大致正交并与上述第1方向也大致正交的第2方向施加的第2振动运动的复合运动。由此，在低变形阻抗区域可非常容易地发生剪切变形，同时可以作用很大的剪切应力，来提供金属组织微细化的金属体。
在技术方案46所述的金属体中，位置改变为：围绕与金属体的延伸方向大致平行的旋转轴进行扭转的扭转运动。由此，在低变形阻抗区域可非常容易发生剪切变形，而可以提供金属组织微细化的金属体。
在技术方案47所述的金属体中，低变形阻抗区域通过加热机构的加热而形成，同时加热机构采用不以旋转轴的区域为中心的加热分布来进行加热。由此，可以使剪切应力作用在旋转轴区域，因此，可以提供整体的金属组织被均质地微细化的金属体。
在技术方案48所述的金属体中，使一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域沿与金属体的延伸方向大致正交的方向移动。由此，可以使剪切应力作用在旋转轴的区域，因此，可以提供整体的金属组织被均质地微细化的金属体。
在技术方案49所述的金属体中，使压缩压力沿着金属体的延伸方作用在非低变形阻抗区域。由此，可以防止因施加给低变形阻抗区域的剪切变形所导致的在金属体上发生隆起等变形，既可维持金属体的形状，又可以提供将金属组织予以微细化的金属体。
在技术方案50所述的金属体中，非低变形阻抗区域是通过设于第1冷却机构与第2冷却机构的间的加热机构的加热而形成的。由此，通过第1冷却机构及第2冷却机构可以调整低变形阻抗区域的宽度，从而可通过使低变形阻抗区域的宽度变小而可以增大施加给低变形阻抗区域的剪切变形所带来的剪切应力，可以提供有效地使金属组织微细化的金属体。
在如技术方案51所述的金属体中，金属体为板状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状金属体。
在技术方案52所述的金属体中，金属体为叠合了不同组成的金属层所形成的板状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状金属体，同时可提供在叠合方向上的组成不同的合金。
在技术方案53所述的金属体中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的板状体。由此，可以形成牢固地接合第1金属及第2金属的合金，可以提供以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案54所述的金属体中，金属体为中空筒体。由此，可提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的中空筒状金属体。
在技术方案55所述的金属体中，金属体为叠合了不同组成的金属层所形成的中空筒状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所不能获得的金属结晶微细化的中空筒状金属体，并可以形成在叠合方向上的组成份不同的中空筒状的合金。
在技术方案56所述的金属体中，上述金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的中空筒状体。由此，可以形成牢固地接合了第1金属及第2金属的合金，可以提供在以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案57所述的金属体中，金属体为中空筒状体，在一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变后，切开该中空筒状体的周面而做成板状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶被微细化的板状金属体。
在技术方案58所述的金属体中，金属体为叠合了不同组成的金属层所形成的中空筒状体，在一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变后切开该中空筒状体的周面而做成板状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的板状金属体，并且可以提供在叠合方向上的组成不同的合金。
在技术方案59所述的金属体中，金属体为由在第1金属中混合了第2金属的混合材料构成的中空筒状体，在一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变后切开该中空筒状体的周面而做成板状体。由此，可以形成第1金属及第2金属的牢固地接合的合金，并可以提供以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案60所述的金属体中，上述金属体为棒状体。由此，可以提供在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的棒状金属体。
在技术方案61所述的金属体中，金属体为叠合了不同组成的金属层而形成的棒状体。由此，可很容易制造出在以往的ECAP法所无法获得的金属结晶微细化的棒状金属体，同时可提供在叠合方向上的组成不同的棒状合金。
在技术方案62所述的金属体中，金属体为在第1金属内混合了第2金属的混合材料构成的棒状体。由此，可以形成牢固地接合第1金属及第2金属的合金，可容易地提供在以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
在技术方案63所述的金属体中，金属体为至少将第1金属线材及第2金属线材束在一起而形成的棒状体。由此，可以形成牢固地接合第1金属及第2金属的合金，并且可容易地制造出以往的通过熔融不同金属的合金制造方法所难以制造的合金。
技术方案64所述的金属体，是向一个方向延伸的金属体，通过局部地降低了变形阻抗而隔开预定间隔地暂时形成横截金属体的第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域，并分别使第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域剪切变形而使金属组织微细化。由此，可简单地构成可使第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域分别剪切变形的机构，可以提供在通常连续地制造的金属体的制造工艺中设置第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域、而将金属组织微细化的金属体。
在技术方案65所述的金属体中，使由第1低变形阻抗区域及上述第2低变形阻抗区域所夹的非低变形阻抗区域沿与金属体的延伸方向大致正交的方向振动。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域上可非常容易地发生剪切变形，可提供将金属组织微细化的金属体。
在技术方案66所述的金属体中，使受到第1低变形阻抗区域及上述第2低变形阻抗区域所夹的非低变形阻抗区域朝向与金属体的延伸方向大致正交的第1方向振动，并且也朝向与金属体的延伸方向及与第1方向分别大致正交的第2方向振动。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域可非常容易发生剪切变形，并且可以提供作用很大的剪切应力而将金属组织微细化的金属体。
在技术方案67所述的金属体中，使由第1低变形阻抗区域与第2低变形阻抗区域所夹的非低变形阻抗区域，围绕与金属体的延伸方向大致平行的旋转轴旋转。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域可非常容易地发生剪切变形，可提供将金属组织微细化的金属体。
在技术方案68所述的金属体中，第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域是分别加热到不同的温度而形成的。由此，在第1低变形阻抗区域及第2低变形阻抗区域上可以分别产生不同大小的剪切应力。特别是沿着金属体的延伸方向移动金属体时，可通过在金属体上依次作用不同的剪切应力而使金属组织更微细化，所以可以提供进一步提高了金属体的强度或延展性的金属体。
在技术方案69所述的金属体中，金属体为汽车部件。由此，可实现使用此汽车部件制造的汽车的重量减轻，而有利于燃料消耗。
在技术方案70所述的金属体中，金属体为以下任一种：溅镀靶材、磁性体、形状记忆合金、氢吸藏合金、减振合金、电热材料、生物材料、船舶部件、飞机部件、汽车以外的运送设备部件、建筑构造物部件。由此，可以实现提高这些制品的成形加工性，而如果是大容积的部件，则可以实现其重量减轻，特别是作为溅镀靶材时，可形成更均质的金属膜。
技术方案71所述的含有金属的陶瓷体，是向一个方向延伸的含有金属的陶瓷体，局部地降低了变形阻抗而暂时的形成横截含有金属的陶瓷体的低变形阻抗区域，并且使夹着该低变形阻抗区域的一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域进行位置改变，从而使低变形阻抗区域剪切变形，而使所含有的金属组织微细化。由此，可以提供牢固且均质地结合含有金属成份与非金属成份的含有金属的陶瓷体。
在技术方案72所述的含有金属的陶瓷体中，位置改变为围绕与含有金属的陶瓷体的延伸方向大致平行的旋转轴进行扭转的扭转运动。由此，剪切应力也可以作用在旋转轴的区域的金属组织上，所以可提供使所含有的金属成份及非金属成份牢固地且均质地结合的含有金属的陶瓷体。
【附图说明】
图1是金属体的剖面示意图。
图2是金属体的剖面示意图。
图3是金属体的剖面示意图。
图4是金属体的剖面示意图。
图5是施加于低阻抗区域的剪切变形的说明图。
图6是施加于低阻抗区域的剪切变形的说明图。
图7是施加于低阻抗区域的剪切变形的说明图。
图8是施加于低阻抗区域的剪切变形的说明图。
图9是SVSP装置的概略说明图。
图10是STSP装置的一例的概略说明图。
图11是通过STSP装置处理前的金属组织的电子显微镜照片。
图12是通过STSP装置处理后的金属组织的电子显微镜照片。
图13是表示在S45C中将金属组织微细化时的物性变化的曲线图。
图14是表示在A1506中将金属组织微细化时的物性变化的曲线图。
图15是金属体的剖面示意图。
图16是STSP装置的变形例的概略说明图。
图17是车体框架插套的说明图。
图18是车体框架插套的说明图。
图19是说明ECAP法的参考图。
【具体实施方式】
在使用本发明的金属加工方法及使用该金属加工方法的金属体、以及使用该金属加工方法的含有金属的陶瓷体、以及使用该金属加工方法的溅镀靶材中，是通过使所含有的金属组织微细化，来实现金属体的高强度或高延展性的，特别是在含有金属的陶瓷体的情况下，还实现均质化。
在金属体及含有金属的陶瓷体中，是局部地形成使变形阻抗降低而形成的低变形阻抗区域，通过使该低变形阻抗区域部分剪切变形从而施加强度应变，来使金属组织微细化的。
特别是通过局部形成的低变形阻抗区域，由于为了使金属组织微细化而施加的剪切变形所带来的剪切应力集中作用在低变形阻抗区域，所以可以有效地使金属组织微细化。
本案中，所谓低变形阻抗区域是指，通过加热金属体或含有金属的陶瓷体而使变形阻抗的降低的区域，是与低变形阻抗区域以外的区域相比更易随着外力的作用而发生变形的区域。为了说明的方便，将低变形阻抗区域以外的区域称为“非低变形阻抗区域”。
低变形阻抗区域不仅可以通过加热来形成，也可以例如通过在加热到规定的温度的金属体周围安装拘束金属体的拘束体来形成非低变形阻抗区域，而将未安装拘束体的区域作为低变形阻抗区域。
并且，金属体不仅可由一种金属元素的单一金属构成，也可以由二种以上的金属元素形成的合金来构成，或者也可以由金属元素与非金属元素形成的金属互化物来构成。这里，在金属体为金属互化物时，为了使它明确而称之为“含有金属的陶瓷体”，下面说明中，除了特别言及，所述的“金属体”包括“含有金属的陶瓷体”。
金属体不需要是同一的组成，如图1中金属体的剖面示意图所示，也可以是在第1金属层11上叠层第2金属层12、再层叠第3金属层13的层叠体10，此时，只要第1金属层11、第2金属层12、第3金属层13分别为所规定的金属或合金就可以。第1金属层11、第2金属层12、与第3金属层13既可以仅通过叠合来构成层叠体10，也可以通过电镀处理、蒸镀处理、压接处理等来层叠。这里，层叠体10并不限于三层，可以叠合适当数量的层来构成层叠体10。
或者如图2中金属体的剖面示意图所示，金属体也可以是将混合了第1金属粉末14及第2金属粉末15的混合体煅烧成形为规定形状的煅烧体16。此时，不仅可以由第1金属粉末14与第2金属粉末15的二种的粉末来构成煅烧体16，还可以混合更多种的粉末来形成煅烧体16；不仅可以混合金属的粉末，还可以混合非金属的粉末来形成煅烧体16。
或者如图3中金属体的剖面模式图所示，金属体也可以是将金属粉末18填充到做成预定形状的多孔质体17的孔部中而形成的填充体19。另外，在多孔质体17不仅可以填充金属粉末18，也可以填充非金属粉末。
或者如图4中金属体的剖面模式图所示，金属体也可以是将多条第1金属线材21及多条第2金属线材22束在一起而形成的金属线束23。此时，不仅可以由第1金属线材21及第2金属线材22两种金属线材构成金属线束23，也可以束起更多种金属线材来形成金属线束23。
如上所述，金属体可以是各种形态，只要是如后述那样通过剪切变形使金属组织微细化而成，金属体是哪种形态都可以。
在图1～图3中，金属体的剖面为矩形，在图4中，金属体的剖面为圆形，但金属体并不限于剖面为矩形的矩形体或剖面呈圆形的圆棒体，也可以是平板体或具有中空部的筒状体，此外还可以是例如H型钢、角钢、槽钢、T型钢、波纹钢等。
金属体为向一个方向延伸的形态，如图5所示，横截金属体而形成低变形阻抗区域30，从而在金属体上形成由低变形阻抗区域30隔开的第1非低变形阻抗区域31及第2非低变形阻抗区域32。
通过这样横截向一个方向延伸金属体而形成了低变形阻抗区域30，一边使低变形阻抗区域30沿着金属体的延伸方向移动，一边使低变形阻抗区域30剪切变形，从而可以连续地进行金属组织的微细化处理。
并且，根据需要可以通过调整发生于低变形阻抗区域30的剪切变形的变形形态，在金属体上形成金属组织的微细化程度不同的区域，从而可以实现金属体的多功能化。
低变形阻抗区域30的剪切变形如图5(a)所示，是使第2非低变形阻抗区域32相对于第1非低变形阻抗区域3 1沿金属体的厚度方向振动来进行的。或者可以如图5(b)所示，不是沿金属体的厚度方向，而是沿与金属体的厚度方向正交的金属体的宽度方向振动来进行。进而，还可以如图5(c)所示，进行将金属体的厚度方向的振动及宽度方向的振动两者复合的复合振动。采用这种复合振动时，可以使较大的剪切应力作用在低变形阻抗区域。
另外，在金属体为宽度较宽的平板体时，不一定要横截金属体而形成低变形阻抗区域，而可以只在金属体的所需要的区域形成低变形阻抗区域，通过使该低变形阻抗区域剪切变形、在金属体的一部分中使金属组织微细化来形成达到高强度或高延展性的区域。
此外，当金属体是圆棒或具有中空部的圆筒体时，如图6所示，也可以通过使第2非低变形阻抗区域32’对于第1非低变形阻抗区域31’、绕着大致平行于金属体的延伸方向的旋转轴扭转，来使低变形阻抗区域30’剪切变形。此时，第2非低变形阻抗区域32’既可以总以一定的角速度相对于第1非低变形阻抗区域31’旋转，也可以交替往复进行正转和反转。
第1非低变形阻抗区域31、31’相对于第2非低变形阻抗区域32、32’的相对振动运动或扭转运动的运动量，只要是能使低变形阻抗区域30、30’中产生剪切变形、可以使金属组织微细化的程度的运动量就可以。
在使低变形阻抗区域30、30’剪切变形时，通过使压缩应力沿着金属体的延伸方向作用在低变形阻抗区域30、30’上作，可以抑制在低变形阻抗区域30、30’中产生较大的形状变形、或在低变形阻抗区域30、30’部分上发生断裂。
这样，通过使低变形阻抗区域剪切变形，不但可以使低变形阻抗区域的金属组织微细化，还可以在图1～图4所示的金属体中通过各个金属组织的结合而生成新的合金或陶瓷。特别是可以机械地生成在以往的熔融法所无法生成的组成的合金。
在如上述那样使低变形阻抗区域剪切变形时，还可以如图7所示，在向一个方向延伸的金属体上，相隔规定的间隔而形成将该金属体剪切的第1低变形阻抗区域30a及第2低变形阻抗区域30b，并且将由第1低变形阻抗区域30a及第2低变形阻抗区域30b所夹的区域作为中间非低变形阻抗区域33，通过使中间非低变形阻抗区域33振动运动，可以很容易地使第1低变形阻抗区域30a及第2低变形阻抗区域30b剪切变形。
这里，图7中金属体为平板体。在图7(a)中，使中间非低变形阻抗区域33沿金属体的厚度方向振动；在图7(b)中，使中间非低变形阻抗区域33沿与金属体的厚度方向正交的金属体的宽度方向振动；在图7(c)中，使中间非低变形阻抗区域33以将金属体的厚度方向的振动及宽度方向的振动两者复合的复合振动来进行振动。
当金属体是圆棒体或具有中空部的圆筒体时，如图8所示，通过使隔开规定间隔而设置的第1低变形阻抗区域30a’与第2低变形阻抗区域30b’的间的中间非低变形阻抗区域33’围绕与金属体的延伸方向大致平行的旋转轴旋转，能够很容易地使第1低变形阻抗区域30a’及第2低变形阻抗区域30b’剪切变形。图8中的34是使中间非低变形阻抗区域33’旋转的旋转辊。
进而，在图7及图8中，通过使金属体沿着延伸方向移动，可以使金属体上的第1低变形阻抗区域30a’及第2低变形阻抗区域30b’的位置移动。
因而，通常在连续制造的金属体的制造工序中，通过在金属体上形成第1低变形阻抗区域30a、30a’及第2低变形阻抗区域30b、30b’，并使中间非低变形阻抗区域33、33’振动或旋转，能够容易地使金属体剪切变形，所以能够以低成本制造出通过将金属组织微细化变为高强度或高延展性的金属体。
特别地，第1低变形阻抗区域30a、30a’及第2低变形阻抗区域30b、30b’通常是分别通过加热金属体而形成的，通过分别使第1低变形阻抗区域30a、30a’及第2低变形阻抗区域30b、30b’的加热温度不同，可以使作用于第1低变形阻抗区域30a、30a’及第2低变形阻抗区域30b、30b’的剪切应力分别不同，可以使分别不同的剪切应力分两阶段作用在金属组织上，所以能使金属组织更微细化。
并且，在经一次的剪切变形后使金属组织的被微细化的部分再次剪切变形时，由于金属体的延展性的提高，可以降低金属体的加热温度，可以使金属组织更微细化。
另外，不仅可以分二阶段地对金属组织上施加剪切应力，还可以通过沿着金属体的延伸方向设置多个中间非低变形阻抗区域33、33’，再分为多阶段施加剪切应力。尤其是在含有金属的陶瓷体的情况下，可以通过在每次进行剪切变形时进行不同条件的剪切变形，来提高均质化。
下面说明本发明的实施方式。
图9是通过振动而使金属体上形成的低变形阻抗区域剪切变形的装置。本发明人等将这种通过振动使低变形阻抗区域剪切变形、而使金属组织微细化的方法称为SVSP(Severe Vibration StrainingProcess，剧烈振动应变过程)法。图9是SVSP装置的一例的概略说明图。这里为了说明的方便，设金属体M1为向一个方向延伸的方棒体，但也可以是其它形状。
在SVSP装置中，沿着金属体M1的延伸方向，在基台40上设有固定部41、剪切变形部42、及振动部43。
在固定部41上，沿着金属体M1的延伸方向，设有第1限制体44及第2限制体45。第1限制体44限制沿着延伸方向进给的金属体M1在宽度方向上的移动，第2限制体45限制沿着延伸方向进给的金属体M1的在厚度方向上的移动，将金属体进退自如地固定。
即，在第1限制体44中，由分别受支承体45a旋转自如地支承的第1抵接辊44a及第2抵接辊44b来夹持固定金属体M1。
此外，在第2限制体45中，在夹着金属体M1而立的设第1支承体45a及第2支承体45b上，旋转自如架设着位于金属体M1的下方侧的下侧辊45c，及位于金属体M1的上方侧的上侧辊45d，由下侧辊45c及上侧辊45d来夹持固定金属体M1。
另外，下侧辊45c及上侧辊45d还可以分别使用适当的驱动装置来使第1限制体44的第1抵接辊44a及第2抵接辊44b旋转，来作为进给金属体M1的进给装置。图9中的46是辅助金属体M1的送给的导辊。
在振动部43中，沿着金属体M1的延伸方向，设置有振动施加体47、及振动传播抑制体48。振动施加体47对金属体M1施加规定的振动，振动传播抑制体48用来抑制由振动施加体47施加给金属体M1的振动沿着金属体M1传播。
振动施加体47由位于金属体M1的下方的超音波振动体49、及安装在该超音波振动体49的输出轴49a上的传播体50所构成。传播体50是将位于金属体M1的下方侧的下侧辊50a及位于金属体M1的上方侧的上侧辊50b旋转自如地架设在做成U字状的支承架50c上而构成的，由下侧辊50a及上侧辊50b来夹持金属体M1。
并且，传播体50通过使超音波振动体49动作，以规定的振幅且以规定的频率沿上下方向振动，而使金属体M1沿上下方向振动。在本实施方式中，由超音波振动体49产生振动运动，但也可以由超音波振动体49以外的装置、例如线性马达或压电元件等来产生振动运动。
通过超音振动体49而施加给金属体M1的振动的振幅，只要是能如后述那样通过剪切变形来使金属体M1上形成的低变形阻抗区域30部分的金属组织微细化的程度就可以。基本上，根据构成金属体M1的金属的金属组织的粒径、及低变形阻抗区域30的金属体M1的延伸方向的宽度尺寸来决定所需的最小限度的振幅。
由超音波振动体49产生的振动的振幅越大越能够使金属组织微细化，但在振动的振幅较大时，有可能在低变形阻抗区域30中发生难以复原的变形，因此，优选地以低变形阻抗区域30中不会发生难以复原的变形的最大振幅来使金属体M1振动。
这里所谓的不会难以复原的变形，是指在半周期的振动中，低变形阻抗区域30可以复原为振动前的形状的振动的变形。而难以复原的变形，是指在半周期的振动中，低变形阻抗区域30不会复原至振动前的形状的变形。
由超音波振动体49施加给金属体M1的振动的频率，需要是如下的频率：在由振动而在低变形阻抗区域30中产生的由位移带来的应变被金属体M1的应变解消作用解消、或被金属组织的再结晶化作用解消之前，能够施加由与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带来的应变的频率。该频率尽可能设定得较大。另外，施加给金属体M1的振动，不一定要施加高频率的振动，也可以例如对于低变形阻抗区域30施加半周期的振动那样、将低频率的振动仅施加较短时间。
这里所谓的低频率是将如下的时间作为1/4周期的振动频率，所述时间是指：能够在上述金属材M1的应变的解消作用或金属组织的再结晶化作用开始对于低变形阻抗区域30中产生的由位移所带来的应变起作用之前的期间内，低频率振动可以产生由下一个位移所带来的应变的最长时间。
振动传播抑制体48是与上述的第2限制体45相同的结构，在夹着金属体M1而立设的第1支承体48a及第2支承体48b上，旋转自如地架设位于金属体M1的下方侧的下侧辊48c及位于金属体M1的上方侧的上侧辊48d，由下侧辊48c及上侧辊48d来夹持固定金属体M1，抑制由振动施加体47施加给金属体M1的振动沿着金属体M1传播。
剪应变形部42由将金属体M1加热为预定温度的加热装置51、及冷却装置52构成，该冷却装置52为了将由该加热装置51的加热而在金属体M1上形成的低变形阻抗区域抑制在预定的范围内而将金属体M1冷却。
本实施方式中，在加热装置51中使用高频率加热线圈，将该高频率加热线圈以规定圈数卷绕在金属体M1上，通过将金属体M1加热到预定温度，使变形阻抗降低，来形成低变形阻抗区域30。另外，加热装置51并不限于高频率加热线圈，也可以使用由电子束、等离子、激光、电磁感应等进行加热，或使用燃气燃烧器进行加热，或者利用电气短路进行加热。特别是在使用电子束作为加热装置51时，能够将金属体M1的延伸方向的低变形阻抗区域30的宽度做得很小，能够使更大的剪切应力作用在低变形阻抗区域30上，因此能够使金属组织进一步微细化。
冷却装置52由将从给水配管52a供给的水排出的第1排水口52b及第2排水口52c构成，通过从第1排水口52b及第2排水口52c排出的水来冷却金属体M1。图中的53是盛接从第1排水口52b及第2排水口52c排出的水的盛水容器。54是与该盛水容器53连接的排水管。
在冷却装置52中，由从第1排水口52b及第2排水口52c排出的水对通过设置在第1排水口52b及第2排水口52c之间的加热装置51而形成的低变形阻抗区域30的两侧进行冷却，特别是通过调整第1排水口52b及第2排水口52c的配置位置，可以将低变形阻抗区域30做成与金属体M1的延伸方向的长度相比非常微小的区域。
这样，通过将低变形阻抗区域30做成沿着金属体M1的延伸方向的微小宽度，能够容易地在低变形阻抗区域30的部分中产生较大的剪切变形，能够提高金属组织的微细化效率。并且可以减小由振动运动带来的剪切变形的残余应变或残余变形。
此外，还可以通过冷却装置52将由加热装置51加热的低变形阻抗区域30迅速冷却，来进行淬火，从而提高金属组织已微细化的金属体M1的硬度。
金属体M1的冷却并不限于水冷，也可以是空气冷却或励磁冷却，只要能提高金属体M1的变形阻抗，哪种方法都可以。
在本实施方式中，在第2限制体45与由高频率加热线圈构成的加热装置51之间设置了冷却装置52，并在加热装置51与振动施加体47之间设置了冷却装置52，但是也可以将第2限制体45及振动施加体47设置得比冷却装置52更近接于加热装置51，使第2限制体45与振动施加体47的间隔尽可能短。
这样，通过尽量缩短第2限制体45与振动施加体47的间隔，可以防止由振动施加体47施加给金属体M1的振动的能量向低变形阻抗区域30以外的部分散失，可以有效地产生由振动的态量所带来的低变形阻抗区域30的剪切变形。
进而，也可以在夹持金属体M1的第2限制体45的下侧辊45c和上侧辊45d、以及辊动施加体47的传播体47的传播体50的下侧辊50a及上侧辊50b上附加冷却功能，通过这些辊45c、45d，50a、50b来夹持并冷却金属体M1。
在上述那样构成的SVSP装置中，在通过振动运动来使金属组织微细化时，将金属体M1依次进给通过固定部41、剪切变形部42、振动部43，一边通过剪切变形部42的冷却装置52冷却低变形阻抗区域30，一边由加热装置51加热金属体M1，形成低变形阻抗区域30。
这里，由加热装置51所进行的加热，一直进行到低变形阻抗区域30的温度变为金属体M1中所产生的应变的回复软化温度或金属组织的再结晶温度以上，而在变为回复、再结晶温度以上的时候，通过振动施加体47使金属体M1的非低变形阻抗区域振动，在低变形阻抗区域30中产生剪切变形。另外，虽然通过加热装置51将金属体M1加热的温度为恢复、再结晶温度以上，但最好控制在开始产生金属结晶粒的粗大化影响的温度以下。
这样，通过使低变形阻抗区域30剪切变形，能够在金属体M1上几乎不会有外形形状变化而使金属组织微细化。
另外，在本实施方式中，振动施加体47使金属体M1的非低变形阻抗区域沿金属体M1的厚度方向即上下方向振动，但如上述图2所示，也可以沿金属体M1的宽度方向即左右方向振动，还可以通过复合了上下方向振动及左右方向振动的复合振动来进行振动，因此可以将振动施加体47做成适当的构造。
在此，施加给金属体M1的振动并不限于与金属体M1的延伸方向大致正交的上下方向或左右方向的振动，而是只要在振动成份中至少含有与金属体M1的延伸方向大致正交的上下方向或左右方向的振动就可以。
在本实施方式的SVSP装置中，如上所述，通过振动部43施加振动运动而在低变形阻抗区域30中产生剪切变形，同时将金属体M1沿延伸方向进给，从而可以使金属体M1的低变形阻抗区域30的位置发生移动，可以通过振动运动对金属体M1连续进行剪切处理，使金属组织在更大范围内微细化。
特别是通过低变形阻抗区域30将向一个方向延伸的金属体M1完全横截，可以随着低变形阻抗区域30的移动而对金属体M1均一地实施剪切处理，能够形成金属组织的被大致均匀地微细化的金属体M1。
再者，根据情况，可以通过调整在金属体M1的所需位置上由剪切变形所产生的剪切应力的大小，来调整金属组织的微细化程度，从而调整金属体M1的强度或延展性，可以生成部分地提高了强度或延展性的金属体M1。
此外，在将SVSP装置设置在对金属体M1实施热轧、冷轧或挤压成形等的规定的成形装置的后行程部分中的情况下，可以通过轧制处理或挤压处理等使被向延伸方向拉伸的金属体M1的金属组织剪切变形，可以使金属组织更容易微细化。
图10是通过扭转而使金属体上所形成的低变形阻抗区域剪切变形的装置，本发明人将这样通过扭转而使低变形阻抗区域剪切变形、来使金属组织微细化的方法，称为“STSP”(Severe Torsion StrainingProcess，剧烈扭转应变过程)法。图10是STSP装置的一例的概略说明图。本案中，为了说明的方便，金属体M2为向一个方向延伸的圆棒体，但也可以是具有中空部的圆筒状体。
STSP装置的结构为，在基台60上表面沿着金属体M2的延伸方向而设置了固定部61、剪切变形部62、及旋转部63。
固定部61由立设于基台60上表面上的第1固定壁61a、及第2固定壁61b构成。第1固定壁61a及第2固定壁61b分别由具有规定厚度的板体构成，第1固定壁61a及第2固定壁61b互相大致平行。
此外，在第1固定壁61a及第2固定壁61b上分别设置有用来穿过金属体M2的穿孔，该分别使金属体M2穿过该穿孔，使螺装在第1固定壁61a及第2固定壁61b的上端上的固定用螺钉61c、61d的先端部抵接在穿过穿孔的金属体M2周面上，将金属体M2固定。
另外，固定部61不限于由第1固定壁61a及第2固定壁61b构成的结构，只要能固定金属体M2，哪种结构都可以。这里，所谓的将金属体M2固定，是指对金属体M2以圆棒状的金属体M2的中心轴为旋转轴的旋转进行固定。
旋转部63由，立设于基台60上表面上的第1限制壁63a、第2限制壁63b、夹装于第1限制壁63a与第2限制壁63b的间的进退限制体63c、以及未图示的旋转装置构成。
第1限制壁63a及第2限制壁63b分别由具有规定厚度的板体构成，第1限制壁63a及第2限制壁63b互相大致平行。并且在第1限制壁63a及第2限制壁63b上，分别设置有用于使金属体M2穿过的穿孔。分别使金属体M2穿过该穿孔。
进退限制体63c具有与第1限制壁63a及第2限制壁63b的间隔尺寸大致相同的长度，且由可环绕安装在金属体M2上的圆筒体构成，在第1限制壁63a与第2限制壁63b之间，将该进退限制体63c环绕安装到金属体M2上，再使螺装在进退限制体63c的周面上的固定用螺钉63d、63d的先端部抵接在贯穿进退限制体63c的金属体M2的周面上，将进退限制体63c固定在金属体M2上。
因而，在如后述那样使金属体M2的非低变形阻抗区域旋转时，由于进退限制体63c受第1限制壁63a及第2限制壁63b限制，所以能够防止在金属体M2上发生向延伸方向的偏移。
可以使用各种装置作为使金属体M2的低变形阻抗区域旋转的旋转装置，只要能够一边对旋转部63一侧的金属体M2施加规定的扭矩一边使其旋转，哪种装置都可以。在本实施方式中，在旋转部63一侧的金属体M2的端部上联动地连结着旋转用马达(未图示)，将该旋转用马达作为旋转装置。
剪切变形部62由将金属体M2加热至预定温度的加热装置64、和为了将由该加热装置64的加热而在金属体M2上形成的低变形阻抗区域30’做成规定的宽度尺寸而冷却金属体M2的冷却装置65构成。
本实施方式中，在加热装置64中使用高频率加热线圈，将该高频率线圈以规定的圈数卷绕在金属体M2上，通过将金属体M2加热到规定的温度而使变形阻抗降低，从而形成低变形阻抗区域30’。另外，加热装置64并不限于高频率加热线圈，也可以使用电子束、等离子、激光、电磁感应等进行加热，还可以利用燃气燃烧器或电短路来进行加热。特别是使用电子束作为加热装置64时，可以将金属体M2的延伸方向的低变形阻抗区域30’的宽度做得非常小，能够使更大的剪切应力作用在低变形阻抗区域30’上，从而可以使金属组织更微细化。
冷却装置65由将从给水配管65a供给的水排出的第1排水口65b及第2排水口65c构成，通过从第1排水口65b及第2排水口65c所排出的水来冷却金属体M2。图10中的66是盛接从第1排水口65b及第2排水口65c排出的水的盛水容器，67是与该盛水容器66连接的排水管。
在冷却装置65中，通过由第1排水口65b及第2排水口65c排出的水，将通过设置于第1排水口65b与第2排水口65c之间的加热装置64而形成的低变形阻抗区域30’的两侧冷却，特别是通过调整第1排水口65b及第2排水口65c的配设位置，可以将低变形阻抗区域30’做成与金属体M2的延伸方向的长度相比非常微小的区域。
这样，通过将低变形阻抗区域30’做成沿着金属体的延伸方向的微小宽度，在低变形阻抗区域30’的部分上容易产生非常大的剪切变形，可以提高金属组织的微细化的效率。并且，在通过旋转装置扭转低变形阻抗区域30’时，可以防止低变形阻抗区域30’的扭转不均匀。进而，还可以减少由扭转而在低变形阻抗区域30’中发生的剪切变形的残余应变或残余变形。
此外，通过由冷却装置65将加热装置64所加热的低变形阻抗区域30’迅速冷却来进行淬火，从而可以提高金属组织已被微细化的金属体M2的硬度。
低变形阻抗区域30’的宽度，优选为与金属体M2的延伸方向正交的面的剖面中的剖面宽度尺寸的3倍以内。通过将低变形阻抗区域30’设为这种条件，可以在将伴随扭转的低变形阻抗区域30’的变形抑制到最小限度的同时，产生较大的剪切变形，可以提高金属体M2的金属组织的微细化效率。
上述冷却装置65为水冷装置，但并不限于水冷装置，只要可以使由加热装置64加热的区域成为局部的区域的可冷却的装置就可以，也可以是空气冷却、也可以是励磁冷却，可以使用适当的冷却装置。特别是通过加热装置64的加热为电子束加热时，可以以真空为环境，通过自身冷却来进行冷却。
在本实施方式的STSP装置及上述SVSP装置中，是在大气中由加热装置64、51来进行金属体M1、M2的加热的，但也可以在惰性气体环境中进行加热。根据情况也可以在与金属体M1、M2的加热区域反应的反应性气体环境中加热。并且也可以不是在大气压状态下加热，而是在减压状态或加压状态下加热。
特别是在反应性气体环境中加热金属体M2、M1时，会有在金属体M2、M1的加热区域中产生由与反应性气体反应所带来的强应变、或进行了表面镀层的情形。
进而，在金属体M2为中空圆筒体时，通过在STSP装置中对中空部分以高压状态或减压状态供给惰性气体或反应性气体，能够在低变形阻抗区域30’引起强应变。
另外，也可以不是惰性气体或反应性气体，而是使用惰性液体或反应性液体。
STSP装置如上述那样构成，在通过扭转在金属体M2上形成的低变形阻抗区域30’而使金属组织微细化时，将金属体M2安装在STSP装置上，一边通过冷却装置65冷却低变形阻抗区域30’的两侧，一边通过加热装置64加热低变形阻抗区域30’。
这里，由加热装置64进行的加热，一直进行到低变形阻抗区域30’的温度变为金属体M2中所发生的应变的回复软化温度或再结晶温度以上，在变为回复、再结晶温度以上时，通过旋转装置，以金属体M2的中心轴为旋转轴使非低变形阻抗区域绕旋转轴旋转，来将低变形阻抗区域30’扭转。
由旋转装置进行的非低变形阻抗区域的旋转为1～20rpm。旋转圈数为1/2圈以上，旋转圈数愈多愈会产生较大的剪切变形，可以提高金属组织的微细化效率。
另外，由加热装置64将金属体M2加热的温度为回复、再结晶温度以上，但最好控制在对金属结晶粒的粗大化开始产生影响的温度以下。
在这样扭转了低变形阻抗区域30’之后，将该低变形阻抗区域30’冷却。在上述的实施方式中，采用不能使金属体M2沿着延伸方向移动、但可以将金属体M2沿着延伸方向移动的结构，从而能够使金属体M2的低变形阻抗区域30’的位置移动，能够对金属体M2连续地通过扭转实施剪切处理，从而可以做成在较大范围的区域中将金属组织微细化的金属体M2。
再者，可以根据情况，对于每一形成于金属体M2的所需位置上的低变形阻抗区域30’，调整旋转装置使金属体M2旋转的速度，调整金属组织的微细化程度，来调整金属体M2的强度或延展性，可以生成部分地提高了强度或延展性的金属体M2。
图11是由上述STSP装置处理前的铝合金即A5056的电子显微镜照片，图12是由STSP装置处理后的A5056的电子显微镜照片。由此可知，通过使金属体M2剪切变形，能够将原来60～70μm的金属组织的结晶粒微细化到5μm以下。
并且该结晶粒的微细化是通过研究了加热、冷却的条件而设定的，例如如果由电子束只对极狭窄的区域加热且加热到较深的部位，而在该区域外通过自身冷却而保持低温，就可以将低变形阻抗区域与非低变形阻抗区域的边界部做得宽度很窄，而使强应变集中于低变形阻抗区域，所以可以使结晶粒径微细化到数十纳米到十纳米的程度。
此外，图13是对将铁类材料即S45C由上述STSP装置处理后的金属体，与实施了与STSP装置的处理同样的热过程的退火处理后的金属，比较屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率的结果，可以看出，通过由STSP装置进行处理，不会增加均匀伸长率，而能够提高屈服强度及抗拉强度。
再者，图14是对将铝类材料即A1506通过上述STSP装置处理后的金属体，与实施了与STSP装置的处理同样的热过程的退火处理后的金属体，比较屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率的结果，可以看出，通过STSP装置进行的处理，与S45C的情况同样，不会增加均匀伸长率，而能够提高屈服强度及抗拉强度。
这样，由上述SVSP装置及STSP装置在金属体上局部地形成低变形阻抗区域30、30’，并且使该低变形阻抗区域30、30’剪切变形而施加强应变，从而可以使金属组织微细化，可以提高金属体M1、M2的强度或延展性。
并且，如图1所示，在将金属体做成叠合了多个金属层的层叠体10的情况下，通过使形成各金属层的金属与相邻的金属层的金属一边进行微细化一边相互接合，可以生成一体化的金属体，并且可以提供金属组成份在金属层的层叠方向上发生变化的金属体。
或者如图5中金属体的剖面示意图所示，在切开了一部分的切开圆棒状的第1金属棒24的切开部分中插入第2金属材料25而做成一体化的复合金属棒26，通过将该复合金属棒2经STSP装置处理，可以将第1金属棒24的金属与第2金属材料25机械地混合，而生成新的合金。
此外，如图2所示，在金属体为混合了多种金属粉末的混合体的煅烧体16的情况下，通过将各金属粉末的金属组织一边微细化一边相互接合，能够生成紧密地一体化的金属体。特别是对以熔融法不能生成的组合的金属，也可以通过SVSP装置及STSP装置机械地接合，可以生成新的合金。
此外，如图3所示，在金属体为在多孔质体17的孔部中填充了金属粉末18而形成的填充体19的情况下，通过使各金属的金属组织一边微细化一边接合，可以生成一体化的金属体。特别是对于由熔融法无法生成的组合的金属，也可以通过SVSP装置及STSP装置机械地接合，可以生成新的合金。
再者，如图4所示，在金属体是将多种金属线材束在一起而形成的金属线束23的情况下，通过一边将各金属线材的金属组织微细化一边相互接合，就可以生成一体化的金属体。特别是对于由熔融法无法生成的组合的金属，也可以通过STSP装置机械地接合，可以生成新的合金。
特别是，金属体在到通过SVSP装置或STSP装置使金属组织微细化之前都做成中空筒状，在通过SVSP装置或STSP装置而使金属组织微细化的后，切开筒状的金属体的周面而成为板状体，从而可以很容易地提供板状的金属材料、且金属组织已被微细化的金属材料。
在上述SVSP装置及STSP装置中，通过调整由加热装置51、64所形成的低变形阻抗区域30、30’在金属体M1、M2的延伸方向的长度，及施加给低变形阻抗区域30、30’的剪切变形，则既可以在低变形阻抗区域30、30’的整个区域中进行剪切变形，又可以对低变形阻抗区域30、30’的一部分、例如低变形阻抗区域30、30’的中央区域或低变形阻抗区域30、30’的两端部或其中一个端部进行剪切变形。
另外，在STSP装置中，由该构造可知，在由旋转装置使非低变形阻抗区域旋转时，有可能因为在低变形阻抗区域30’的旋转轴部分中没有充分地产生剪切变形，而出现金属组织的微细化不充分的区域。
所以，在本实施方式的STSP装置中，在通过加热装置64加热金属体M2来形成低变形阻抗区域30’时，加热装置64由不以旋转轴的区域为中心的加热分布进行加热。
即，在如本实施方式那样由高频率加热线圈构成加热装置64的情况下，使高频率加热线圈的中心轴从旋转部63使金属体M2旋转的旋转轴偏移，由此，可以使低变形阻抗区域30’成为不以旋转轴的区域为中心的加热分布，可以防止在旋转轴的区域出现未微细化的区域，从而在STSP装置中也可以使金属组织均匀地微细化。
这样，通过调整加热装置64的配置，可以使加热分布成为不以旋转轴的区域为中心的状态，对于旋转轴的区域的金属组织也可以可靠地进行微细化。
作为防止STSP装置的金属组织的微细化不均匀的方法，也可以使使夹着低变形阻抗区域30’的一个非低变形阻抗区域相对于另一个非低变形阻抗区域沿与金属体M1的延伸方向大致正交的方向移动，通过该移动而使低变形阻抗区域30’的旋转轴的区域发生剪切变形，从而防止金属组织的微细化的不均匀。
即，也可以在STSP装置中组装入SVSP装置的振动施加体47，一边扭转低变形阻抗区域30’一边使之振动。
或者，也可以通过使旋转轴本身与圆棒体的金属体M2的几何中心偏移，来使低变形阻抗区域30’的旋转轴的区域发生剪切变形，防止金属组织的微细化不均匀。
图16是上述STSP装置的变形例的概略说明图。在该STSP装置中设有供给金属体M2’的供给部70、及收容被剪切变形后的金属体M2’的收容部71。
对供给部70供给卷绕在所需的卷筒上的金属体M2’，一边用未图示的拉伸用具将金属体M2’拉伸成直线状一边进给。
在收容部71中，通过未图示的卷绕用具将被剪切变形后的金属体M2’卷绕到卷筒上而加以收容。
并且，在STSP装置中，在供给部70与收容部71之间，沿着金属体M2’的延伸方向分别隔开规定间隔地在设有多个剪切变形部62’，并且在相邻的剪切变形部62’、62’的间设置有旋转部63’，通过该旋转部63’使金属体M2’围绕与金属体M2’的延伸方向大致平行的旋转轴旋转，而使剪切变形部62’部分的金属体M2’剪切变形。
在剪切变形部62’上设置有用于加热金属体M2’的高频率加热线圈64’、及将用于冷却金属体M2’的冷却水排出的第1排水口65b’和第2排水口65c’，并且使高频率加热线圈64’位于第1排水口65b’与第2排水口65c’之间，而使由高频率加热线圈64’对金属体M2’的加热区域为微小的范围。
在本实施方式中，在旋转部63’上设置抵接于金属体M2’上的旋转辊，通过该旋转辊使金属体M2’旋转。并且，在相邻的旋转部63’中，使各自旋转辊的旋转方向互为相反方向。
在这样构成的STSP装置中，以供给部70与收容部71为金属体M2’的进给机构来进给金属体M2’，从而可以对金属体M2’实施多次的剪切变形。
或者还可以，例如在沿着金属体M2’的延伸方向以规定间隔T设置N处剪切变形部62’的情况下，如果以供给部70及收容部71为金属体M2’的运送机构、以规定间隔T及等距离来进给金属体M2’，则能够在T×N的长度区域中一次实施剪切变形，所以在停止剪切变形并进给金属体M2’T×N的距离后，再次开始剪切变形，重复以规定间隔T及等距离进给金属体M2’的动作。由此可以提高制造效率。
另外，在这种情况下，N为偶数，也可以不如图16所示那样，在剪切变形部62’与剪切变形部62’的间都设置旋转部63’，而是隔一个地设置旋转部63’。
如上述那样将金属组织微细化后的金属体由于为高强度，所以在用作汽车部件时可以实现重量的减轻，减轻汽车重量在燃料消耗方面是有利的。
这样在汽车部件中使用的金属体是如下这样制造的。
首先，对所需的组成的板状的金属板实施前处理。在该前处理中，通过加热金属板后冷却，来对金属板的单相化、构成金属板的金属的粒子分散、以及金属板的残余应力等进行调整。
接着，通过由SVSP装置处理完成了前处理的金属板，使金属板的金属组织均匀地微细化，形成了高强度及高延展性的金属板。
特别是在金属板为铝合金的情况下，可以形成高强度及高延展性的大片铝合金板，能够通过锻造来形成复杂形状的罩或罩板。从而大幅地降低制造成本。
特别是在由锻造来制造罩或罩板等时，可以将用于与其它部件连接的凸缘或嵌合构造一体地成形，因此，通过进行多个部件的一体成形而能够降低成本，并且可以实现结构强度的提高。
如上所述，不仅通过SVSP装置使金属板形成所需的金属体，而且也可以对已成为所需的组成的圆棒状的金属体，在进行前处理之后通过STSP装置进行处理，从而可以将金属板的金属组织均匀地微细化，形成高强度及高延展性的金属体。
由于这样形成的金属体为高延展性，所以也可以在分离成各所需的容积之后，通过具有多个气缸的锻造金属模来进行锻造，从而如图17所示，形成具有复杂形状的车体框架插套80。
本实施方式的车体框架插套80如图18所示，在汽车的车体框架90的各框架的连接部分中使用。通常通过在连接部焊接来连接各框架，但通过使用图17所示的车体框架插套80，不需要焊接作业而能够降低制造成本，并且比焊接更能提高结构的强度，可以提高可靠性。
在图17的车体框架插套80中，沿规定方向延伸地突设有，第1嵌合部85、第2嵌合部86、第3嵌合部、及第4嵌合部88，分别用于插入分别沿不同方向延伸的第1框架81、第2框架82、第3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上设置有通过在锻造加工时插入柱体而形成的插入孔85h、86h、87h、88h，在该插入孔85h、86h、87h、88h中分别插入各框架81、82、83、84的前端部来进行连接。
作为另一种使用方式，对于例如转向轴那样的棒状体部件，通过SVSP法进行金属组织的微细化，从而可以提供高强度的棒状体。并且不仅可以将棒状体的金属组织均匀地微细化，也可以只将部分进行微细化，或只有一部分不做微细化等，使强度具有故意设置的偏差。
这样，在做成强度上具有故意设置的偏差的棒状体所构成的转向轴的情况下，通过在发生事故时由冲击故意地使转向轴断裂，而能够赋予冲击吸收性。
或者在形成螺纹时，在对棒状体的部件通过SVSP法进行金属组织的微细化之后，利用SVSP法使金属体旋转来实施螺纹的辊制，从而可以容易地形成高强度的螺钉。
同样，在形成传动齿轮时，在对棒状体的部件通过SVSP法进行了金属组织的微细化之后，利用由SVSP法使金属体旋转，由所需的锻模来进行齿轮齿的成型，从而可以容易地形成高强度的变速齿轮。
如上所述，将金属组织微细化后的金属体，不仅可用于汽车部件，在用于半导体制造过程中所使用的溅射装置的溅镀靶材时也非常有用。
特别是由于可以生成所需组成的金属体，并且所生成的金属体可以生成均质的组成，同时金属组织比较微细，所以在半导体基板上表面上可以生成均质的金属膜，并且此种溅镀靶材能够以比ECAP法更低的价格制造。
该溅镀靶材是如下这样制造的。
首先，对于做成了所需组成的金属板实施前处理。在该前处理中，通过将金属板加热后冷却，来对金属板的单相化、构成金属板的金属的粒子分散、以及金属板的残余应力等进行调整。
接着，通过由SVSP装置对已完成前处理的金属板进行处理，将金属板的金属组织均匀地微细化。
在通过SVSP装置进行了金属组织的微细化之后，通过对金属板进行常温轧制、冷锻、热锻、或模锻等，来调整被微细化后的结晶组织的结晶方位，同时进行靶材形状的成形。
这样，通过调整被微细化后的结晶组织的结晶方位，就可以提供能够在半导体基板上表面上生成均质金属膜的溅镀靶材。
进而，在将金属板成形为靶材形状时，在将金属板成形为大致圆盘状的同时，在背面形成冷却用凹状槽。通过这样同时成形冷却用凹状槽，就可以缩短溅镀靶材的制造工艺，可以提供廉价的溅镀靶材。
特别是通过由SVSP装置使金属组织微细化，提高了金属板的成形性，所以通过冷锻或热锻而能够高精度地生成冷却用凹状槽。
另外，也可以在由SVSP装置将金属板的金属组织均匀地微细化之后，将金属板加热到可以抑制已被微细化的金属结晶粗大化的温度，来进行对金属板的残余应力的调整等。
作为其它的制造方法，也可以采取如下的方法，本制造方法中，将作为靶材的金属体做成所需的组成的圆棒状的金属体。
首先对于金属棒而与上述金属板的情形，同样地实施前处理，以资实施调整金属棒的单一相化，及构成金属棒的金属的粒子分散，进一步调整金属棒的残余应力等。
接着，通过由STSP装置处理对完成了前处理的金属板进行处理，使金属棒的金属组织均匀地微细化。
在通过STSP装置进行金属组织的微细化后，每隔规定长度地将金属棒切断，通过冷锻或热锻而形成金属板。
对这样成形的金属板再如上述那样通过SVSP装置进行处理，使金属板的金属组织进一步微细化。然后，与上述金属板的情况同样，通过对金属板进行常温轧制、冷锻、热锻、或模锻等，来调整被微细化后的结晶组织的结晶方位，同时进行靶材形状的成形。
通过将STSP法及SVSP法组合来生成作为溅镀靶材的金属体，可以使之成为金属组织非常微细化的金属体，从而可以提供可在半导体基板上表面上生成均质的金属膜的溅镀靶材。
特别是，通过由STSP法处理金属棒，可以实现金属棒的组成的均质化，通过由更均质化的金属体生成溅镀靶材，可以提供可在半导体基板上表面生成均质的金属膜的溅镀靶材。
上述的SVSP法或STSP法不仅可以用于汽车部件或溅镀靶材的制造，通过对以下的材料使用，可以提供提高了特性的材料或部件。
在金属体为磁性体的情况下，通过由SVSP法或STSP法使该金属体的金属组织微细化而能够提高加工性，从而能够进行细线化等的微细加工。此外，根据情况，有可能提高磁化率。
在金属体为形状记忆合金的情况下，通过由SVSP法或STSP法使该金属体的金属组织微细化来提高加工性，从而能够进行更微细形状的加工。特别是在使用该形状记忆合金来形成用于组装电子设备的螺钉时，在废弃该电子设备时通过形状记忆而使螺钉的螺牙消失，从而很容易分解。
在金属体是氢吸藏合金的情况下，通过由SVSP法或STSP法将该金属体的金属组织微细化，有可能提高贮氢能力。进而，通过提高加工性而可以做成各种形状，可以形成具有贮氢功能的构造物。
在金属体是减振合金的情况下，通过由SVSP法或STSP法将此金属体的金属组织微细化来提高加工性，能够加工为更微细的形状。特别是通过将该减振合金的应用范围扩大到扬声器等的音响设备的构成部件中，可以实现音质的提高。
在金属体为电热材料的情况下，通过由SVSP法或STSP法使该金属体的金属组织微细化来提高加工性，从而能够加工成更微细的形状。
在金属体是生物材料的情况下，通过由SVSP法或STSP法将该金属体的金属组织微细化来提高加工性，从而能够加工成更微细的形状。
特别是，以往使用钛作为生物材料，但钛为高硬度所以加工性很差，存在成形成本高的问题，但通过由SVSP法或STSP法使金属组织微细化，使钛也可以锻造成形，从而能够以低成本形成规定形状的钛部件。
并且由SVSP法或STSP法而使金属组织微细化的钛可以作为低杨氏模量且高强度的材料，还可以提高生物亲和性。
这样由SVSP法或STSP法所处理的金属体不仅因提高了延展性而改善了加工性，而且强度变高，所以可以以较轻的重量形成相同强度的部件，可以实现使船舶、飞机或汽车等运输设备、或高层楼房、桥梁等的建筑物的重量变轻。
工业实用性
如上所述，根据使用本发明的金属加工方法及使用该金属加工法的金属体，由于可以连续地精制高强度及高延展性的金属，所以可以提供锻造加工性优良的金属体。并且可以生成以往的熔融法无法制造的组成的合金，所以可以提供新的金属。
特别是根据使用本发明的金属加工法的含有金属的陶瓷体，可以提供将所含有的金属成份及非金属成份牢固且均质地结合的含有金属的陶瓷体。
此外，根据使用本发明的金属加工方法的溅镀靶材，可以提供不仅价格低廉、而且在半导体基板上可以精制均质的金属膜的溅镀靶材。