CN110300636B - 液冷套的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种液冷套的制造方法,其特征是,套主体(2)由第一铝合金形成,密封件(3)由第二铝合金形成,第一铝合金是硬度比第二铝合金的硬度高的材料种类,上述液冷套的制造方法包括:准备工序,在上述准备工序中,在周壁部(11)形成具有层差底面(12a)和倾斜立起的层差侧面(12b)的层差部(12);载置工序,在上述载置工序中,将密封件(3)载置于套主体(2)以形成第一对接部(J1),使层差底面(12a)与密封件(3)的背面(3b)重合以形成第二对接部(J2);以及正式接合工序,在上述正式接合工序中,在使旋转的旋转工具(F)的仅搅拌销(F2)与仅密封件(3)接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
Description
技术领域
本发明涉及一种液冷套的制造方法。
背景技术
例如,在专利文献1中公开了液冷套的制造方法。图24是表示以往的液冷套的制造方法的剖视图。在以往的液冷套的制造方法中,对使设于铝合金制的套主体101的层差部的层差侧面101c与铝合金制的密封件102的侧面102c对接形成的对接部J10进行摩擦搅拌接合。此外,在以往的液冷套的制造方法中,将旋转工具F的仅搅拌销F2插入到对接部J10以进行摩擦搅拌接合。此外,在以往的液冷套的制造方法中,使旋转工具F的旋转中心轴C与对接部J10重合地进行相对移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2015-131321号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在此,套主体101容易变成复杂的形状,例如由4000系列铝合金的铸造材料形成,而像密封件102那样形状相对简单的构件有时会由1000系列铝合金的延展材料形成。这样的话,存在将铝合金的材料种类不同的构件彼此进行接合来制造液冷套的情况。在这种情况下,由于一般来说,套主体101的硬度比密封件102的硬度大,因此,若如图24所示那样进行摩擦搅拌接合,则搅拌销从套主体101一侧受到的材料阻力比从密封件102一侧受到的材料阻力大。因而,很难通过旋转工具F的搅拌销高平衡性地对不同的材料种类进行搅拌,存在接合后的塑性化区域中会产生空洞缺陷而使得接合强度降低这样的问题。
从这种观点出发,本发明的技术问题在于提供一种能将材料种类不同的铝合金理想地接合的液冷套的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述这种技术问题,第一发明的液冷套的制造方法使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,上述套主体包括:底部;以及周壁部,上述周壁部从上述底部的周缘立起,上述密封件对上述套主体的开口部进行密封,上述液冷套的制造方法的特征是,上述套主体由第一铝合金形成,上述密封件由第二铝合金形成,上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金的硬度高的材料种类,上述搅拌销的外周面以前端变细的方式倾斜,上述液冷套的制造方法包括:准备工序,在上述准备工序中,在上述周壁部的内周缘形成层差部,上述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,上述层差侧面以从上述层差底面向上述开口部扩展的方式倾斜立起;载置工序,在上述载置工序中,将上述密封件载置于上述套主体,使上述层差侧面与上述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使上述层差底面与上述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及正式接合工序,在上述正式接合工序中,在使旋转的上述旋转工具的仅上述搅拌销与仅上述密封件接触的状态下,使旋转工具沿着上述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法,通过密封件与搅拌销的摩擦热对第一对接部中的主要密封件一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化,从而能在第一对接部处对层差侧面与密封件的侧面进行接合。此外,使仅搅拌销与仅密封件接触来进行摩擦搅拌,因此,第一铝合金几乎不会从套主体混入到密封件中。由此,在第一对接部处主要是密封件一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。此外,由于使套主体的层差侧面朝外侧倾斜,因此,能在不导致接合强度的降低的情况下容易地避免搅拌销与套主体的接触。
此外,第二发明的液冷套的制造方法使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,上述套主体包括:底部;以及周壁部,上述周壁部从上述底部的周缘立起,上述密封件对上述套主体的开口部进行密封,上述液冷套的制造方法的特征是,上述套主体由第一铝合金形成,上述密封件由第二铝合金形成,上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金的硬度高的材料种类,上述搅拌销的外周面以前端变细的方式倾斜,上述液冷套的制造方法包括:准备工序,在上述准备工序中,在上述周壁部的内周缘形成层差部,上述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,上述层差侧面以从上述层差底面向上述开口部扩展的方式倾斜立起;载置工序,在上述载置工序中,将上述密封件载置于上述套主体,使上述层差侧面与上述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使上述层差底面与上述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及正式接合工序,在上述正式接合工序中,在使旋转的上述旋转工具的仅上述搅拌销与上述密封件接触并且与上述套主体的上述层差侧面也稍微接触的状态下,使旋转工具沿着上述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法,使搅拌销的外周面保持与套主体的层差侧面稍微接触,因此,能尽可能地减少第一铝合金从套主体向密封件的混入。由此,在第一对接部处主要是密封件一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。此外,由于使套主体的层差侧面朝外侧倾斜,因此,能在搅拌销不大幅进入到套主体一侧的情况下对第一对接部进行接合。
此外,较为理想的是,使上述密封件的板厚比上述层差侧面的高度大。根据上述制造方法,能容易地弥补接合部处的金属不足。
此外,较为理想的是,使上述搅拌销的外周面的倾斜角度与上述层差侧面的倾斜角度相同。根据上述制造方法,在第一发明中,能在避免搅拌销与层差侧面接触的同时使搅拌销靠近套主体。此外,在第二发明中,能在使搅拌销不大幅进入套主体一侧的情况下均匀地对第一对接部进行接合。
此外,较为理想的是,在上述密封件的侧面形成倾斜面,在上述载置工序中,使上述层差侧面与上述倾斜面面接触。根据上述制造方法,能容易地弥补接合部处的金属不足。
此外,较为理想的是,上述密封件由铝合金延展材料形成,上述套主体由铝合金铸造材料形成。
此外,较为理想的是,在上述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝左旋绕的螺旋槽的情况下,使上述旋转工具朝右旋转,在上述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝右旋绕的螺旋槽的情况下,使上述旋转工具朝左旋转。
根据上述制造方法,因螺旋槽而塑性流动化的金属被导向搅拌销的前端侧,因此,能减少毛边的产生。
此外,较为理想的是,在上述正式接合工序中,将上述旋转工具的旋转方向和行进方向设定成使形成于上述旋转工具的移动轨迹的塑性化区域中的、上述套主体一侧成为剪切侧,而使上述密封件一侧成为流动侧。
根据上述制造方法,上述套主体一侧成为剪切侧,从而搅拌销在第一对接部周围的搅拌作用变大,能期待第一对接部处的温度上升,并且能在第一对接部处更可靠地对层差侧面和密封件的侧面进行接合。
此外,第三发明的液冷套的制造方法使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,上述套主体包括:底部;以及周壁部,上述周壁部从上述底部的周缘立起,上述密封件对上述套主体的开口部进行密封,上述液冷套的制造方法的特征是,上述套主体由第一铝合金形成,上述密封件由第二铝合金形成,上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金的硬度高的材料种类,上述搅拌销包括以前端变细的方式倾斜的外周面,并且包括平坦的前端面,上述液冷套的制造方法包括:准备工序,在上述准备工序中,在上述周壁部的内周缘形成层差部,上述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,上述层差侧面以从上述层差底面向上述开口部扩展的方式倾斜立起;载置工序,在上述载置工序中,将上述密封件载置于上述套主体,使上述层差侧面与上述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使上述层差底面与上述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及正式接合工序,在上述正式接合工序中,在使旋转的上述旋转工具的仅上述搅拌销与上述密封件接触、且使上述搅拌销的前端插入得比上述层差底面更深并且使上述搅拌销的上述外周面与上述层差侧面隔开间隔的状态下,使旋转工具沿着上述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法,通过密封件与搅拌销的摩擦热对第一对接部中的密封件一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化,从而能在第一对接部处对层差侧面与密封件的侧面进行接合。此外,由于在第一对接部处使仅搅拌销与仅密封件接触而进行摩擦搅拌,因此,第一铝合金几乎不会从套主体混入到密封件中。由此,在第一对接部处主要是密封件一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。此外,由于使套主体的层差侧面朝外侧倾斜,因此,能在不导致接合强度的降低的情况下容易地避免搅拌销与套主体的接触。此外,通过使搅拌销的前端面插入得比层差底面更深,从而在第二对接部处也能可靠地进行摩擦搅拌,因此,能提高接合强度。
此外,第四发明的液冷套的制造方法使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,上述套主体包括:底部;以及周壁部,上述周壁部从上述底部的周缘立起,上述密封件对上述套主体的开口部进行密封,上述液冷套的制造方法的特征是,上述套主体由第一铝合金形成,上述密封件由第二铝合金形成,上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金的硬度高的材料种类,上述搅拌销包括以前端变细的方式倾斜的外周面,并且包括平坦的前端面,上述液冷套的制造方法包括:准备工序,在上述准备工序中,在上述周壁部的内周缘形成层差部,上述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,上述层差侧面以从上述层差底面向上述开口部扩展的方式倾斜立起;载置工序,在上述载置工序中,将上述密封件载置于上述套主体,使上述层差侧面与上述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使上述层差底面与上述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及正式接合工序,在上述正式接合工序中,在使旋转的上述旋转工具的仅上述搅拌销与上述密封件接触、且使上述搅拌销的前端插入得比上述层差底面更深并且使上述搅拌销的上述外周面与上述层差侧面稍微接触的状态下,使旋转工具沿着上述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法,由于使搅拌销的外周面保持与套主体的层差侧面稍微接触,因此,能尽可能地减少第一铝合金从套主体向密封件的混入。由此,在第一对接部处主要是密封件一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。此外,使套主体的层差侧面朝外侧倾斜,因此,能在搅拌销不大幅进入到套主体一侧的情况下对第一对接部进行接合。此外,通过使搅拌销的前端面插入得比层差底面更深,从而在第二对接部处也能可靠地进行摩擦搅拌,因此,能提高接合强度。
此外,较为理想的是,使上述密封件的板厚比上述层差侧面的高度大。根据上述制造方法,能容易地弥补接合部处的金属不足。
此外,较为理想的是,使上述搅拌销的外周面的倾斜角度与上述层差侧面的倾斜角度相同。根据上述制造方法,在第三发明中,能在避免搅拌销与层差侧面接触的同时使搅拌销靠近套主体。此外,在第四发明中,能在使搅拌销不大幅进入套主体一侧的情况下均匀地对第一对接部进行接合。
此外,较为理想的是,使上述搅拌销的外周面的倾斜角度与上述层差侧面的倾斜角度相同。根据上述制造方法,能容易地弥补接合部处的金属不足。
此外,较为理想的是,上述密封件由铝合金延展材料形成,上述套主体由铝合金铸造材料形成。
此外,较为理想的是,在上述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝左旋绕的螺旋槽的情况下,使上述旋转工具朝右旋转,在上述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝右旋绕的螺旋槽的情况下,使上述旋转工具朝左旋转。
根据上述制造方法,因螺旋槽而塑性流动化的金属被导向搅拌销的前端侧,因此,能减少毛边的产生。
此外,较为理想的是,在上述正式接合工序中,将上述旋转工具的旋转方向和行进方向设定成使形成于上述旋转工具的移动轨迹的塑性化区域中的、上述套主体一侧成为剪切侧,而使上述密封件一侧成为流动侧。
根据上述制造方法,上述套主体一侧成为剪切侧,从而搅拌销在第一对接部周围的搅拌作用变大,能期待第一对接部处的温度上升,并能在第一对接部处更可靠地对层差侧面和密封件的侧面进行接合。
发明效果
根据本发明的液冷套的制造方法,能理想地对材料种类不同的铝合金进行接合。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的液冷套的制造方法的准备工序的立体图。
图2是表示第一实施方式的液冷套的制造方法的载置工序的剖视图。
图3是表示第一实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序的立体图。
图4是表示第一实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序的剖视图。
图5是表示第一实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序后的剖视图。
图6是表示第一实施方式的第一变形例的液冷套的制造方法的载置工序的剖视图。
图7是表示第一实施方式的第二变形例的液冷套的制造方法的载置工序的剖视图。
图8是表示本发明第二实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序的剖视图。
图9是表示本发明第三实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序的剖视图。
图10是表示本发明第四实施方式的液冷套的制造方法的正式接合工序的剖视图。
图11是表示第四实施方式的第一变形例的液冷套的制造方法的正式接合工序的剖视图。
图12是表示实施例的第一试验的试验体的剖视图。
图13是表示实施例的第一试验的试验体的俯视图。
图14是表示实施例的第一试验的试验方法的俯视图。
图15是表示实施例的第一试验的试验结果的俯视图。
图16是表示实施例的第一试验的试验结果的剖视图。
图17是表示实施例的第一试验的试验结果的剖视图。
图18是表示实施例的第二试验的试验结果的俯视图。
图19是表示实施例的第二试验的试验结果的剖视图。
图20是表示实施例的第三试验的试验结果的俯视图。
图21是表示实施例的第三试验的试验结果的剖视图。
图22是表示实施例的第四试验的试验结果的俯视图。
图23是表示实施例的第四试验的试验结果的剖视图。
图24是表示以往的液冷套的制造方法的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照附图,对本发明实施方式的液冷套的制造方法进行详细说明。如图1所示,对套主体2和密封件3进行摩擦搅拌接合来制造液冷套1。液冷套1是将发热体(省略图示)设置在密封件3上方,并且使流体在内部流动以与发热体之间进行热交换的构件。另外,以下说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。
在本实施方式的液冷套的制造方法中进行准备工序、载置工序和正式接合工序。准备工序是准备套主体2和密封件3的工序。套主体2主要由底部10和周壁部11构成。套主体2形成为主要含有第一铝合金。第一铝合金例如使用JISH5302ADC12(Al-Si-Cu系列)等铝合金铸造材料。
如图1所示,底部10是在俯视观察时呈矩形的板状构件。周壁部11是从底部10的周缘部呈矩形框状立起的壁部。在周壁部11的内周缘形成有层差部12。层差部12由层差底面12a和从层差底面12a立起的层差侧面12b构成。如图2所示,层差侧面12b以从层差底面12a向开口部朝外侧扩展的方式倾斜。只要适当设定层差侧面12b的倾斜角度β即可,例如相对于铅锤面成3°~30°。通过底部10和周壁部11形成凹部13。
密封件3是将套主体2的开口部密封的板状构件。密封件3为载置于层差部12的大小。密封件3的板厚与层差侧面12b的高度大致相同。密封件3形成为主要含有第二铝合金。第二铝合金是硬度比第一铝合金硬度低的材料。第二铝合金例如通过JISA1050、A1100、A6063等铝合金延展材料形成。
如图2所示,载置工序是将密封件3载置于套主体2的工序。在载置工序中,将密封件3的背面3b载置于层差底面12a。使层差侧面12b与密封件3的侧面3c对接以形成第一对接部J1。第一对接部J1包括层差侧面12b与密封件3的侧面3c面接触的情况和像本实施方式这样以隔开截面呈大致V字状的间隙的方式对接的情况这两种情况。此外,使层差侧面12a与密封件3的侧面3b对接以形成第二对接部J2。在本实施方式中,当载置密封件3时,周壁部11的端面11a与密封件3的正面3a处于共面。
如图3和图4所示,正式接合工序是使用旋转工具F对套主体2和密封件3进行摩擦搅拌接合的工序。旋转工具F由连结部F1和搅拌销F2构成。旋转工具F由例如工具钢形成。连结部F1是连结于摩擦搅拌装置(省略图示)的转轴的部位。连结部F1呈圆柱状,形成有供螺栓紧固的螺纹孔(省略图示)。
搅拌销F2从连结部F1下垂,并与连结部F1同轴。搅拌销F2随着远离连结部F1而前端逐渐变细。如图4所示,在搅拌销F2的前端形成有与旋转中心轴C垂直且平坦的前端面F3。也就是说,搅拌销F2的外表面由前端变细的外周面和形成于前端的前端面F3构成。在侧视观察的情况下,旋转中心轴C与搅拌销F2的外周面所成的倾斜角度α只要在例如5°~30°的范围内即可,但在本实施方式中设定为与层差侧面12b的倾斜角度β相同。
在搅拌销F2的外周面刻设有螺旋槽。在本实施方式中,使旋转工具F朝右旋转,因此,螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而朝左旋绕。换言之,若将螺旋槽从基端朝向前端描画,则螺旋槽形成为从上方观察时朝左旋绕。
另外,较为理想的是,当使旋转工具F朝左旋转时,将螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而朝右旋绕。换言之,若将螺旋槽从基端朝向前端描画,则此时的螺旋槽形成为从上方观察朝右旋绕。通过以上述方式设定螺旋槽,从而在进行摩擦搅拌时利用螺旋槽将塑性流动化后的金属朝搅拌销F2的前端侧引导。由此,能减少溢出到被接合金属构件(套主体2和密封件3)外部的金属的量。
如图3所示,在使用旋转工具F进行摩擦搅拌时,将朝右旋转的仅搅拌销F2插入到密封件3,并在使密封件3与连结部F1分开的同时使上述搅拌销F2移动。换言之,以搅拌销F2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌。在旋转工具F的移动轨迹因摩擦搅拌后的金属硬化而形成有塑性化区域W1。在本实施方式中,将搅拌销插入在设定于密封件3的开始位置Sp处,并使旋转工具F相对于密封件3向右绕转地相对移动。
如图4所示,在正式接合工序中,使仅搅拌销F2与仅密封件3接触并沿第一对接部J1旋转一圈。在本实施方式中,将插入深度设定为搅拌销F2的前端面F3与套主体2也不接触。“使仅搅拌销F2与仅密封件3接触的状态”是指,在进行摩擦搅拌时,搅拌销F2的外表面与套主体2不接触的状态,其能包含搅拌销F2的外周面与层差侧面12b的距离为零的情况、或是搅拌销F2的前端面F3与层差底面12a的距离为零的情况。
若从层差侧面12b至搅拌销F2的外周面的距离过远,则第一对接部J1的接合强度降低。从层差侧面12b至搅拌销F2的外周面的分开距离L只要根据套主体2和密封件3的材料适当设定即可,但较为理想的是在像本实施方式这样使搅拌销F2的外周面不与层差侧面12b接触、且使前端面F3不与层差底面12a接触的情况下,例如设定为0≤L≤0.5mm,更为理想的是设定为0≤L≤0.3mm。
在使旋转工具F绕密封件3旋转一圈后,使塑性化区域W1的始端与终端重合。旋转工具F也可以在密封件3的正面3a中逐渐上升而拔出。图5是本实施方式的正式接合工序后的接合部的剖视图。塑性化区域W1以第一对接部J1为界形成于密封件3一侧。此外,搅拌销F2的前端面F3与层差底面12a不接触(参照图4),塑性化区域W1形成为超过第二对接部J2并到达套主体2。
根据以上说明的本实施方式的液冷套的制造方法,旋转工具F的搅拌销F2与层差侧面12b不接触,但通过密封件3和搅拌销F2的摩擦热而对第一对接部J1中的主要密封件3一侧的第二铝合金进行搅拌使其塑性流动化,从而能在第一对接部J1处对层差侧面12b与密封件3的侧面3c进行接合。此外,使仅搅拌销F2与仅密封件3接触来进行摩擦搅拌,因此,第一铝合金几乎不会从套主体2混入到密封件3中。由此,在第一对接部J1处主要是密封件3一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。
此外,使套主体2的层差侧面12b朝外侧倾斜,因此,能容易地避免搅拌销F2与套主体2的接触。此外,在本实施方式中,使层差侧面12b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面12b与搅拌销F2的外周面平行),因此,能在避免搅拌销F2与层差侧面12b接触的同时尽可能地使搅拌销F2与层差侧面12b靠近。
此外,使仅搅拌销F2与仅密封件3接触来进行摩擦搅拌接合,因此,能消除搅拌销F2所受到的材料阻力在搅拌销F2的旋转中心轴C的一侧和另一侧处的不平衡。由此,塑性流动材料被平衡性良好地摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。
此外,在正式接合工序中,只要适当设定旋转工具F的旋转方向和行进方向即可,但将旋转工具F的旋转方向和行进方向设定成使形成于旋转工具F的移动轨迹的塑性化区域W1中的、套主体2一侧成为剪切侧,而使密封件3一侧成为流动侧。由此,即使假设因摩擦搅拌导致形成通道状的空洞缺陷,但由于该空洞缺陷形成于距液冷套1的中空部较远的部分,因此,能提高水密性和气密性。此外,通过设定成使套主体2一侧成为剪切侧,从而使得搅拌销F2在第一对接部J1的周围处的搅拌作用变大,能期待第一对接部J1处的温度上升,并能在第一对接部J1处更可靠地对层差侧面12b与密封件3的侧面3c进行接合。
另外,剪切侧(Advancing side)是指旋转工具的外周相对于被接合部的相对速度为在旋转工具的外周处的切线速度的大小上加上移动速度的大小后的值的一侧。另一方面,流动侧(Retreating side)是指通过使旋转工具朝旋转工具的移动方向的相反方向转动,从而使旋转工具相对于被接合部的相对速度变低的一侧。
此外,套主体2的第一铝合金是硬度比密封件3的第二铝合金的硬度高的材料。由此,能提高液冷套1的耐久性。此外,较为理想的是,将套主体2的第一铝合金设为铝合金铸造材料,将密封件3的第二铝合金设为铝合金延展材料。通过将第一铝合金设为例如JISH5302ADC12等Al-Si-Cu系列铝合金铸造材料,从而能提高套主体2的铸造性、强度、被切削性等。此外,通过将第二铝合金设为例如JISA1000系列或A6000系列,从而能提高加工性和导热性。
此外,在本实施方式中,并未将搅拌销F2的前端面F3插入得比层差底面12a更深,但由于塑性化区域W1到达第二对接部J2,因此,能提高接合强度。
(第一变形例)
接着,对第一实施方式的第一变形例进行说明。也可以如图6所示的第一变形例那样设定成使密封件3的板厚比层差侧面12b的高度尺寸大。第一对接部J1形成为存在间隙,因此,接合部处可能会金属不足,但通过以第一变形例的方式设定,从而能弥补金属不足。
(第二变形例)
接着,对第一实施方式的第二变形例进行说明。也可以如图7所示的第二变形例那样以使密封件3的侧面3c倾斜的方式设置倾斜面。侧面3c随着从背面3b朝向正面3a而朝外侧倾斜。侧面3c的倾斜角度γ与层差侧面12b的倾斜角度β相同。由此,在载置工序中,使层差侧面12b与密封件3的侧面3c面接触。根据第二变形例,由于在第一对接部J1处不存在间隙,因此,能弥补接合部处的金属不足。
[第二实施方式]
接着,对本发明第二实施方式的液冷套的制造方法进行说明。在第二实施方式的液冷套的制造方法中进行准备工序、载置工序和正式接合工序。第二实施方式的液冷套的制造方法的准备工序和载置工序与第一实施方式相同,因此,省略说明。此外,在第二实施方式中,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图8所示,正式接合工序是使用旋转工具F对套主体2和密封件3进行摩擦搅拌接合的工序。在正式接合工序中,在使搅拌销F2沿第一对接部J1相对移动时,以使搅拌销F2的外周面与层差侧面12b稍微接触、且使前端面F3不与层差底面12a接触的方式进行摩擦搅拌接合。
在此,将搅拌销F2的外周面与层差侧面12b的接触量设为偏置量N。在如本实施方式那样使搅拌销F2的外周面与层差侧面12b接触、且使得搅拌销F2的前端面F3不与层差底面12a接触的情况下,将偏置量N设定在0≤N≤0.5mm之间,更为理想的是设定于0≤N≤0.25mm之间。
若为图24所示的以往的液冷套的制造方法,则由于套主体101与密封件102的硬度不同,因此,搅拌销F2所受到的材料阻力在夹着旋转中心轴C的一侧和另一侧处有很大不同。因此,塑性流动材料未被平衡性良好地搅拌,成为接合强度降低的主要原因。然而,根据本实施方式,尽可能地减小搅拌销F2的外周面与套主体2之间的接触量,因此,能尽可能地减小搅拌销F2从套主体2受到的材料阻力。此外,在本实施方式中,使层差侧面12b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面12b与搅拌销F2的外周面平行),因此,能使搅拌销F2与层差侧面12b的接触量在高度方向上均匀。由此,在本实施方式中,塑性流动材料被平衡性良好地搅拌,因此,能抑制接合部的强度降低。
另外,第二实施方式也可以如第一实施方式的第一变形例和第二变形例那样增大密封件3的板厚,或是在侧面设置倾斜面。
[第三实施方式]
接着,对本发明第三实施方式的液冷套的制造方法进行说明。在第三实施方式的液冷套的制造方法中进行准备工序、载置工序和正式接合工序。第三实施方式的液冷套的制造方法的准备工序和载置工序与第一实施方式相同,因此,省略说明。此外,在第三实施方式中,以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图9所示,正式接合工序是使用旋转工具F对套主体2和密封件3进行摩擦搅拌接合的工序。在正式接合工序中,在使搅拌销F2沿第一对接部J1相对移动时,以使搅拌销F2的外周面不与层差侧面12b接触、且使前端面F3插入得比层差底面12a更深的状态进行摩擦搅拌接合。
根据本实施方式的液冷套的制造方法,搅拌销F2与层差侧面12b不接触,但通过密封件3和搅拌销F2的摩擦热而对第一对接部J1中的主要密封件3一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化,从而能在第一对接部J1处对层差侧面12b与密封件3的侧面3c进行接合。此外,在第一对接部J1处使仅搅拌销F2与仅密封件3接触来进行摩擦搅拌,因此,第一铝合金几乎不会从套主体2混入到密封件3中。由此,在第一对接部J1处主要是密封件3一侧的第二铝合金被摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。
此外,使套主体2的层差侧面12b朝外侧倾斜,因此,能容易地避免搅拌销F2与层差侧面12b的接触。此外,在本实施方式中,使层差侧面12b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面12b与搅拌销F2的外周面平行),因此,能避免搅拌销F2与层差侧面12b接触,同时能尽可能地使搅拌销F2与层差侧面12b靠近。
此外,使搅拌销F2的外周面与层差侧面12b分开而进行摩擦搅拌接合,因此,能减小搅拌销F2所受到的材料阻力在搅拌销F2的旋转中心轴C的一侧和另一侧处的不平衡。由此,塑性流动材料被平衡性良好地摩擦搅拌,因此,能抑制接合强度的降低。较为理想的是,如本实施方式那样,在使搅拌销F2的外周面不与层差侧面12b接触、且使前端面F3插入得比层差底面12a更深的情况下,将从层差侧面12b至搅拌销F2的外周面的分开距离L设定为例如0≤L≤0.5mm,更为理想的是设定为0≤L≤0.3mm。
此外,通过将搅拌销F2的前端面F3插入到层差底面12a,从而能更可靠地对接合部的下部进行摩擦搅拌。由此,能防止塑性化区域W1中产生空洞缺陷等,并能提高接合强度。此外,搅拌销F2的前端面F3的整个表面位于比密封件3的侧面3c更靠密封件3中央侧的位置处。由此,能增大第二对接部J2的接合区域,因此,能提高接合强度。
另外,第三实施方式也可以如第一实施方式的第一变形例和第二变形例那样增大密封件3的板厚、或是在侧面设置倾斜面。
[第四实施方式]
接着,对本发明第四实施方式的液冷套的制造方法进行说明。在第四实施方式的液冷套的制造方法中进行准备工序、载置工序和正式接合工序。第四实施方式的液冷套的制造方法的准备工序和载置工序与第一实施方式相同,因此,省略说明。此外,在第四实施方式中,以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图10所示,正式接合工序是使用旋转工具F对套主体2和密封件3进行摩擦搅拌接合的工序。在正式接合工序中,在使搅拌销F2沿第一对接部J1相对移动时,以使搅拌销F2的外周面与层差侧面12b稍微接触、且使前端面F3插入得比层差底面12a更深的方式进行摩擦搅拌接合。
在此,将搅拌销F2的外周面与层差侧面12b的接触量设为偏置量N。在如本实施方式那样使搅拌销F2的前端面F3插入得比层差底面12a更深、且使搅拌销F2的外周面与层差侧面12b接触的情况下,将偏置量N设定在0<N≤1.0mm之间,较为理想的是设定在0<N≤0.85mm之间,更为理想的是设定在0<N≤0.65mm之间。
若为图24所示的以往的液冷套的制造方法,则套主体101与密封件102的硬度不同,因此,搅拌销F2所受到的材料阻力在夹着旋转中心轴C的一侧和另一侧处有很大不同。因此,塑性流动材料未被平衡性良好地搅拌,成为接合强度降低的主要原因。然而,根据本实施方式,尽可能地减小搅拌销F2的外周面与套主体2之间的接触量,因此,能尽可能地减小搅拌销F2从套主体2受到的材料阻力。此外,在本实施方式中,使层差侧面12b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面12b与搅拌销F2的外周面平行),因此,能使搅拌销F2与层差侧面12b的接触量在高度方向上均匀。由此,在本实施方式中,塑性流动材料被平衡性良好地搅拌,因此,能抑制接合部的强度降低。
此外,通过将搅拌销F2的前端面F3插入到层差底面12a,从而能更可靠地对接合部的下部进行摩擦搅拌。由此,能防止塑性化区域W1中产生空洞缺陷等,并能提高接合强度。也就是说,能使第一对接部J1和第二对接部J2牢固地接合。
另外,第四实施方式也可以如第一实施方式的第一变形例和第二变形例那样增大密封件3的板厚、或是在侧面设置倾斜面。
[第四实施方式的第一变形例]
接着,对第四实施方式的第一变形例进行说明。如图11所示,在本第一变形例中,在使用旋转工具FA这一点上与第四实施方式不同。在本变形例中,以与第四实施方式不同的部分为中心进行说明。
正式接合工序中使用的旋转工具FA构成为包括连结部F1和搅拌销F2。在搅拌销F2的前端形成有与旋转中心轴C垂直且平坦的前端面F3。在搅拌销F2的前端面F3形成有突起部F4。突起部F4是从前端面F3向下方突出的部位。突起部F4的形状没有特别限制,但在本实施方式中呈圆柱状。通过突起部F4的侧面和前端面F3形成层差部。
在本第一变形例的正式接合工序中,使突起部F4插入得比层差底面12a更深。前端面F3位于第二对接部J2的上方。被突起部F4摩擦搅拌而卷起来的塑性流动材料被前端部F3按压。由此,能更可靠地对突起部F4周围进行摩擦搅拌,并且可靠地将第二对接部J2的氧化覆膜截断。由此,能提高第二对接部J2的接合强度。此外,通过如该变形例那样设定为使仅突起部F4插入得比第二对接部J2更深,从而与使前端面F3插入得比第二对接部J2更深的情况相比能减小塑性化区域W1的宽度。由此,能防止塑性流动材料向凹部13流出,并且能将层差底面12a的宽度设定得较小。
另外,在图11所示的第四实施方式的第一变形例中设定为使突起部F4(搅拌销F2的前端)插入得比第二对接部J2更深,但也可以设定为使前端面F3插入得比第二对接部J2更深。
实施例
接着,对本发明的实施例进行说明。在该实施例中,主要以搅拌销F2的转速、接合速度、密封件的侧面的倾斜的有无以及偏置量N等各条件为参数进行摩擦搅拌接合。此外,观察各接合部(塑性化区域)的宏观截面以确认接合状态,并且进行拉伸试验。在该实施例中,进行四种试验(以下,称作“第一试验”、“第二试验”、“第三试验”、“第四试验”)。
[第一试验]
在第一试验中,使用图12和图13所示的试验体20进行试验。试验体20是由基座构件21、密封件22和密封件23构成。基座构件21使用铝合金铸造材料:ADC12(JISH5302Al-Si-Cu系列)。密封件22、23使用铝合金延展材料:JISA1050。基座构件21比密封件22、23的硬度高。在基座构件21形成有层差部24、24。层差部24由层差底面24a和层差侧面24b、24b构成,其中,层差侧面24b、24b从层差底面24a向斜外侧倾斜。密封件22的侧面22c、22d朝外侧倾斜。层差侧面24b、24b相对于铅锤面的倾斜角度β均为10°。在层差底面24a的中央形成有槽部25。层差部24的深度和密封件22的板厚均为3.0mm。密封件22的各侧面22c、22d和密封件23的各侧面23c、23d的倾斜角度γ相对于铅锤面成10°。
如图12和图13所示,通过将密封件22载置于一个层差部24,从而形成对接部J11和对接部J12。密封件22的背面22b与层差底面24a面接触。此外,密封件22的正面22a与基座构件21的正面处于共面。此外,通过将密封件23载置于另一个层差部24,从而形成对接部J13和对接部J14。密封件23的背面23b与层差底面24a面接触。此外,密封件23的正面23a与基座构件21的正面处于共面。如图14所示,在第一试验中,使用旋转工具F分别对对接部J11~14进行摩擦搅拌接合。旋转工具F使用与图4所示的工具相同形状的工具。旋转工具F的接合速度(进给速度)和对接部J11~14的接合速度(进给速度)均设定为700mm/分。此外,对接部J11~J14和旋转工具F的前端面F3不与层差底面24a接触。
如图14所示,在对接部J11(试制1号)处,将朝右旋转的旋转工具F插入到设定于密封件22的一端侧的开始位置Sp1,并使旋转工具F以与仅密封件22接触的状态沿对接部J11相对移动,并在设定于另一端侧的结束位置Ep1处脱离。旋转工具F的转速设定为5000rpm,偏置量N设定为0.0mm(旋转工具F与基座构件21不接触)。
在对接部J12(试制2号)处,将朝右旋转的旋转工具F插入到设定于密封件22的另一端侧的开始位置Sp2,并使旋转工具F沿对接部J12相对移动,且在设定于一端侧的结束位置Ep2处脱离。旋转工具F的转速设定为5000rpm,偏置量N设定为0.25mm。
在对接部J13(试制3号)处,将朝右旋转的旋转工具F插入到设定于密封件23的一端侧的开始位置Sp3,并使旋转工具F沿对接部J13相对移动,且在设定于另一端侧的结束位置Ep3处脱离。旋转工具F的转速设定为5000rpm,偏置量N设定为0.50mm。
在对接部J14(试制4号)处,将朝右旋转的旋转工具F插入到设定于密封件22的另一端侧的开始位置Sp4,并使旋转工具F沿对接部J14相对移动,且在设定于一端侧的结束位置Ep4处脱离。旋转工具F的转速设定为7000rpm,偏置量N设定为0.25mm。
另外,图15~图17的“X地点”、“Y地点”、“Z地点”与图14所示的X、Y、Z的位置对应。
根据图15所示的试制3号可知,当偏置量N较大时,与试制1号、试制2号相比,在正面产生更多的毛边。如图16和图17所示,可知在试制1号~试制4号中的任一个,对接部J11~J14均无空洞地良好地接合在一起。另一方面,在试制1号~试制4号中的任一个,在塑性化区域W的下部均能零星看见空洞。此外,当如试制3号那样偏置量N变大时,对接部J13虽被接合在一起,但塑性化区域W内部的空洞也变大,并且产生于正面的凹槽也存在变大的倾向。
如图16所示,试制1号的拉伸强度为278N/mm,试制2号的拉伸强度为283N/mm。此外,如图17所示,试制3号的拉伸强度为75N/mm,试制4号的拉伸强度为276N/mm。关于试制1号、试制2号、试制4号,虽然在塑性化区域W中存在空洞缺陷,但拉伸强度满足规定的强度。另一方,关于试制3号,塑性化区域W的缺口和空洞均变多,拉伸强度也显著降低。另外,本实施例的拉伸强度是用断裂载荷(N)除以接合部宽度(mm)算出的。
[第二试验]
在第二试验中,与第一试验同样地准备基座构件和密封件,并以与第一试验大致相同的要领对两处对接部进行摩擦搅拌接合(关于上述两处对接部,分别作为试制5号、试制6号)。关于密封件,与第一试验同样地设置倾斜面,并与层差侧面面接触。关于旋转工具,如图11所示,使用包括突起部F4的旋转工具FA,使突起部F4插入得比层差底面24a更深,并且使前端面F3不与层差底面24a接触来进行摩擦搅拌接合(参照图12)。
在试制5号中,将旋转工具FA的转速设定为7500rpm,将偏置量N设定为0.25mm。在试制6号中,将旋转工具FA的转速设定为10000rpm,将偏置量N设定为0.25mm。此外,在进行试制5号、试制6号时,在每个规定的区间内以300mm/分钟、500mm/分钟、700mm/分钟逐渐增加接合速度(进给速度)。
如图18所示,在试制5号、试制6号中,产生于正面的毛边均较少。如图19所示,在试制5号、试制6号中,层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部(相当于第一对接部)的接合状态均无空洞且良好。此外,在层差部的层差底面与密封件的背面的对接部(相当于第二对接部)的接合状态也均无空洞且良好。此外,若对试制5号、试制6号进行对比,则试制5号的塑性化区域W的正面的凹槽更小。根据第二试验可认为旋转工具FA的接合速度之差不会对接合状态产生影响。
试制5号中的拉伸强度在接合速度为300mm/分钟的区间内为318N/mm,在500mm/分钟的区间内为316N/mm,在700mm/分钟的区间内为318N/mm。试制5号的拉伸强度均为较高的值。
试制6号中的拉伸强度在接合速度为300mm/分钟的区间内为326N/mm,在500mm/分钟的区间内为327N/mm,在700mm/分钟的区间内为328N/mm。试制6号的拉伸强度也均为较高的值。此外,试制6号产生比试制5号更好的结果。
[第三试验]
在第三试验中,与第一试验同样地准备基座构件和密封件,并以与第一试验大致相同的要领对两处对接部进行摩擦搅拌接合(关于上述两处对接部,分别作为试制7号、试制8号)。第三试验的基座构件使用铝合金铸造材料:ADC12(JISH5302Al-Si-Cu系列)。密封件使用铝合金延展材料:JISA1050。关于密封件,由于未设置侧面的倾斜面,因此,在层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部会产生间隙(参照图2)。此外,关于旋转工具,如图11所示,使用包括突起部F4的旋转工具FA,使突起部F4插入得比层差底面24a更深,并且使前端面F3不与层差底面24a接触来进行摩擦搅拌接合(参照图12)。在第三试验中,旋转工具FA的接合速度设定为300mm/分钟,转速设定为7500rpm。
此外,试制7号的偏置量N在每个规定的区间内以0.05mm、0.25mm、0.45mm这三个阶段逐渐变大。此外,试制8号的偏置量N在每个规定的区间内以0.65mm、0.85mm、1.05mm这三个阶段逐渐变大。
如图20和图21所示,在试制7号中,层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部(相当于第一对接部)的接合状态均无空洞且良好。此外,密封件的背面与层差部的层差底面的对接部(相当于第二对接部)的接合状态也无空洞且良好。
试制7号中的拉伸强度在偏置量N为0.05mm的区间内为255N/mm,在0.25mm的区间内为286N/mm,在0.45mm的区间内为313N/mm。试制7号的拉伸强度均为较高的值。
试制8号中的拉伸强度在偏置量N为0.65mm的区间内为301N/mm,在0.85mm的区间内为278N/mm,在1.05mm的区间内为296N/mm。试制8号的拉伸强度均为较高的值。在偏置量N为0.45mm处拉伸强度为最大值。在试制8号的偏置量N为1.05mm处,虽然缺口较大,但是拉伸强度的值大。
[第四试验]
在第四试验中,与第一试验同样地准备基座构件和密封件,并以与第一试验大致相同的要领对两处对接部进行摩擦搅拌接合(关于上述两处对接部,分别作为试制9号、试制10号)。第四试验的基座构件使用铝合金铸造材料:JISH5302ADC12。密封件使用铝合金延展材料:JISA6063。关于密封件,由于未设置侧面的倾斜面,因此,在层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部会产生间隙(参照图2)。此外,关于旋转工具,如图11所示,使用包括突起部F4的旋转工具FA,使突起部F4插入得比层差底面24a更深,并且使前端面F3不与层差底面24a接触来进行摩擦搅拌接合(参照图12)。偏置量N在试制9号、试制10号中均设定为0.25mm,并使接合速度在每个规定区间内以300mm/分钟、500mm/分钟、700mm/分钟这三个阶段逐渐变大。试制9号的旋转工具FA的转速设定为5000rpm。试制10号的旋转工具FA的转速设定为7500rpm。
如图22和图23所示,在试制10号的接合速度为300mm/分钟的情况下,在塑性化区域W的密封件一侧形成有从层差底面向上方卷起来的空洞缺陷Q,因而接合状态不良。也就是说,当旋转工具FA的接合速度慢、转速快时,将存在产生从层差侧面卷起来的空洞缺陷的倾向。另外,在试制10号的接合速度为500mm/分钟的情况下,不存在空洞缺陷Q,接合状态良好。关于试制9号、试制10号的其他条件,层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部(相当于第一对接部)的接合状态均无空洞且良好。此外,密封件的背面与层差部的层差底面的对接部(相当于第二对接部)的接合状态均无空洞且良好。
试制9号中的拉伸强度在接合速度为300mm/分钟的区间内为488N/mm,在500mm/分钟的区间内为501N/mm,在700mm/分钟的区间内为486N/mm。试制9号的拉伸强度均为较高的值。
试制10号中的拉伸强度在接合速度为300mm/分钟的区间内为81N/mm,在500mm/分钟的区间内为283N/mm,在700mm/分钟的区间内为444N/mm。试制10号的拉伸强度在接合速度为300mm/分钟的区间内变为显著低的值。
[总结]
可知:在第一试验中,虽然层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部(相当于第一对接部)处于良好的接合状态,但如第二试验~第四试验那样使用包括突起部的旋转工具FA,使突起部插入得比层差部的层差底面更深能使层差底面与密封件的背面的对接部(相当于第二对接部)被更可靠地摩擦搅拌接合。此外,可知:如第三试验、第四试验那样即使在密封件的侧面不设置倾斜面,层差部的层差侧面与密封件的侧面的对接部(相当于第一对接部)也处于大致良好的接合状态,但如第二试验那样在密封件设置倾斜面,能减小塑性化区域的正面的凹槽,较为理想。
(符号说明)
1 液冷套;
2 套主体;
3 密封件;
F 旋转工具;
F1 连结部;
F2 搅拌销;
J1 第一对接部;
J2 第二对接部;
W 塑性化区域。
Claims (14)
1.一种液冷套的制造方法,使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,所述套主体包括:底部;以及周壁部,所述周壁部从所述底部的周缘立起,所述密封件对所述套主体的开口部进行密封,
所述液冷套的制造方法的特征在于,
所述套主体由第一铝合金形成,所述密封件由第二铝合金形成,所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类,
所述搅拌销的外周面以前端变细的方式倾斜,
所述液冷套的制造方法包括:
准备工序,在所述准备工序中,在所述周壁部的内周缘形成层差部,所述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,所述层差侧面以从所述层差底面向所述开口部扩展的方式倾斜立起;
载置工序,在所述载置工序中,将所述密封件载置于所述套主体,使所述层差侧面与所述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使所述层差底面与所述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及
正式接合工序,在所述正式接合工序中,在使旋转的所述旋转工具的仅所述搅拌销与仅所述密封件接触的状态下,使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
2.一种液冷套的制造方法,使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,所述套主体包括:底部;以及周壁部,所述周壁部从所述底部的周缘立起,所述密封件对所述套主体的开口部进行密封,
所述液冷套的制造方法的特征在于,
所述套主体由第一铝合金形成,所述密封件由第二铝合金形成,所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类,
所述搅拌销的外周面以前端变细的方式倾斜,
所述液冷套的制造方法包括:
准备工序,在所述准备工序中,在所述周壁部的内周缘形成层差部,所述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,所述层差侧面以从所述层差底面向所述开口部扩展的方式倾斜立起;
载置工序,在所述载置工序中,将所述密封件载置于所述套主体,使所述层差侧面与所述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使所述层差底面与所述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及
正式接合工序,在所述正式接合工序中,在使旋转的所述旋转工具的仅所述搅拌销与所述密封件接触并且与所述套主体的所述层差侧面也稍微接触的状态下,使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
3.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
使所述密封件的板厚比所述层差侧面的高度大。
4.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
使所述搅拌销的外周面的倾斜角度与所述层差侧面的倾斜角度相同。
5.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述密封件的侧面形成倾斜面,
在所述载置工序中,使所述层差侧面与所述倾斜面面接触。
6.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝左旋绕的螺旋槽的情况下,使所述旋转工具朝右旋转,
在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝右旋绕的螺旋槽的情况下,使所述旋转工具朝左旋转。
7.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述正式接合工序中,将所述旋转工具的旋转方向和行进方向设定成使形成于所述旋转工具的移动轨迹的塑性化区域中的、所述套主体一侧成为剪切侧,而使所述密封件一侧成为流动侧。
8.一种液冷套的制造方法,使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,所述套主体包括:底部;以及周壁部,所述周壁部从所述底部的周缘立起,所述密封件对所述套主体的开口部进行密封,
所述液冷套的制造方法的特征在于,
所述套主体由第一铝合金形成,所述密封件由第二铝合金形成,所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类,
所述搅拌销包括以前端变细的方式倾斜的外周面,并且包括平坦的前端面,
所述液冷套的制造方法包括:
准备工序,在所述准备工序中,在所述周壁部的内周缘形成层差部,所述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,所述层差侧面以从所述层差底面向所述开口部扩展的方式倾斜立起;
载置工序,在所述载置工序中,将所述密封件载置于所述套主体,使所述层差侧面与所述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使所述层差底面与所述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及
正式接合工序,在所述正式接合工序中,在使旋转的所述旋转工具的仅所述搅拌销与仅所述密封件接触、且使所述搅拌销的前端插入得比所述层差底面更深并且使所述搅拌销的所述外周面与所述层差侧面隔开间隔的状态下,使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
9.一种液冷套的制造方法,使用包括搅拌销的旋转工具对套主体与密封件进行接合,所述套主体包括:底部;以及周壁部,所述周壁部从所述底部的周缘立起,所述密封件对所述套主体的开口部进行密封,
所述液冷套的制造方法的特征在于,
所述套主体由第一铝合金形成,所述密封件由第二铝合金形成,所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类,
所述搅拌销包括以前端变细的方式倾斜的外周面,并且包括平坦的前端面,
所述液冷套的制造方法包括:
准备工序,在所述准备工序中,在所述周壁部的内周缘形成层差部,所述层差部具有层差底面和层差侧面,其中,所述层差侧面以从所述层差底面向所述开口部扩展的方式倾斜立起;
载置工序,在所述载置工序中,将所述密封件载置于所述套主体,使所述层差侧面与所述密封件的侧面对接以形成第一对接部,并且使所述层差底面与所述密封件的背面重合以形成第二对接部;以及
正式接合工序,在所述正式接合工序中,在使旋转的所述旋转工具的仅所述搅拌销与所述密封件接触、且使所述搅拌销的前端插入得比所述层差底面更深并且使所述搅拌销的所述外周面与所述层差侧面稍微接触的状态下,使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈,以进行摩擦搅拌接合。
10.如权利要求8或9所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
使所述密封件的板厚比所述层差侧面的高度大。
11.如权利要求8或9所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
使所述搅拌销的外周面的倾斜角度与所述层差侧面的倾斜角度相同。
12.如权利要求8或9所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述密封件的侧面形成倾斜面,
在所述载置工序中,使所述层差侧面与所述倾斜面面接触。
13.如权利要求8或9所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝左旋绕的螺旋槽的情况下,使所述旋转工具朝右旋转,
在所述旋转工具的外周面随着从基端朝向前端刻设有朝右旋绕的螺旋槽的情况下,使所述旋转工具朝左旋转。
14.如权利要求8或9所述的液冷套的制造方法,其特征在于,
在所述正式接合工序中,将所述旋转工具的旋转方向和行进方向设定成使形成于所述旋转工具的移动轨迹的塑性化区域中的、所述套主体一侧成为剪切侧,而使所述密封件一侧成为流动侧。
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JP2020075255A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法及び摩擦攪拌接合方法 |
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JP2020124715A (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
JP2020131246A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法及び複合圧延材の製造方法 |
WO2020170488A1 (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-27 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
WO2020188858A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
WO2020213185A1 (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-22 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
WO2020213195A1 (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-22 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
JP7140062B2 (ja) * | 2019-06-28 | 2022-09-21 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP2021049533A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-04-01 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
US20210148481A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-20 | Xomox Corporation | Modular valve body with bimetallic option |
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JP2021079422A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
JP2021087961A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法 |
CN114786862A (zh) * | 2019-12-16 | 2022-07-22 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
JP7347234B2 (ja) * | 2020-01-24 | 2023-09-20 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法及び摩擦攪拌接合方法 |
JP7347235B2 (ja) * | 2020-01-24 | 2023-09-20 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法及び摩擦攪拌接合方法 |
JP2022189168A (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 冷却ユニット及び冷却ユニットの製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009166079A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Co Ltd | 液冷ジャケットの製造方法および摩擦撹拌接合方法 |
JP2010245085A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Nippon Light Metal Co Ltd | 液冷ジャケットの製造方法および液冷ジャケット |
CN103537793A (zh) * | 2009-02-23 | 2014-01-29 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
CN105899321A (zh) * | 2014-01-14 | 2016-08-24 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003225779A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-12 | Takehiko Watanabe | 回転ニードルを用いた異種金属材料の接合法 |
TWI294810B (en) * | 2005-12-29 | 2008-03-21 | Metal Ind Res & Dev Ct | Method and structure for jointing hybrid materials |
JP2010036230A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | 異種材料接合部の摩擦攪拌処理方法および異種材料の摩擦攪拌接合方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009166079A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Nippon Light Metal Co Ltd | 液冷ジャケットの製造方法および摩擦撹拌接合方法 |
CN103537793A (zh) * | 2009-02-23 | 2014-01-29 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
JP2010245085A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Nippon Light Metal Co Ltd | 液冷ジャケットの製造方法および液冷ジャケット |
CN105899321A (zh) * | 2014-01-14 | 2016-08-24 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
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Publication number | Publication date |
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