CN110366471A - 液冷套的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的特征是包括：准备工序，在上述准备工序中，在周壁部(111)的内周缘形成具有层差底面(115a)和倾斜立起的层差侧面(115b)的层差部；载置工序，在上述载置工序中，将密封件(103)载置于套主体(102)，并使层差侧面(115b)与密封件(103)的侧面对接以形成第一对接部(J11)，并且使层差底面(115a)与密封件(103)的背面重合以形成第二对接部(J12)；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(103)接触的状态下，使旋转工具(F)沿着第一对接部(J11)旋转一圈，以进行摩擦搅拌接合。

Description

液冷套的制造方法

技术领域

本发明涉及液冷套的制造方法。

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25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301的层差部的层差侧面301c与铝合金制的密封件302的侧面302c对接而形成的对接部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。

在专利文献2中公开了通过套主体和在基板上并排设置多个翅片的密封件构成的液冷套。上述密封件的基板是由将不同的金属层层叠而构成的，因此，能活用各金属材料的特性以提高导热率。在专利文献2的发明中，利用螺钉对套主体和密封件进行接合。

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

专利文献2：日本专利特许第5572678号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

套主体301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302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301的硬度比密封件302的硬度大，因此，若如图25所示那样进行摩擦搅拌接合，则搅拌销从套主体301一侧受到的材料阻力比从密封件302一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。

此外，在专利文献2的液冷套的制造方法中，由于利用螺钉对套主体和密封件进行接合，因此，存在液冷套的水密性和气密性降低的问题。在此，还可想到对套主体和密封件进行摩擦搅拌接合，当将旋转工具插入到层叠有不同种类的金属的基板时，由于各金属的性质不同，因此，存在很难设定旋转速度、进给速度等接合条件的问题。

从这种观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能水密性和气密性高地且容易地制造，并且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

为了解决上述技术问题，第一发明是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，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，上述密封件包括：板状的第一基板部，上述第一基板部由第二铝合金形成；以及板状的第二基板部，上述第二基板部以使上述第一基板部的周缘部露出于上述第一基板部的正面侧的方式形成且由铜合金形成，上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金高的材料种类，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，并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，通过摩擦搅拌对套主体和密封件进行接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，通过以使由第二铝合金形成的第一基板部的周缘部露出的方式形成密封件，并对上述周缘部进行摩擦搅拌接合，从而能排除第二基板部的铜合金的影响。由此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。

此外，第二发明是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，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，上述密封件包括：板状的第一基板部，上述第一基板部由第二铝合金形成；以及板状的第二基板部，上述第二基板部以使上述第一基板部的周缘部露出于上述第一基板部的正面侧的方式形成且由铜合金形成，上述第一铝合金是硬度比上述第二铝合金高的材料种类，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，并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使上述搅拌销的上述外周面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，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，通过摩擦搅拌对套主体和密封件进行接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，通过以使由第二铝合金形成的第一基板部的周缘部露出的方式形成密封件，并对上述周缘部进行摩擦搅拌接合，从而能排除第二基板部的铜合金的影响。由此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。

此外，较为理想的是，使上述第一基板部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，在上述第一基板部的侧面形成倾斜面，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，较为理想的是，在上述准备工序中，在上述套主体的上述底部形成在端面设有突出部的支承部，在上述第一基板部形成孔部，并且以使上述第一基板部的正面中的上述孔部的周围露出的方式形成上述第二基板部，在上述载置工序中，形成上述第一对接部，并且将上述突出部插入到上述孔部，在上述正式接合工序中，对由上述突出部的外周侧面与上述孔部的孔壁对接而成的第三对接部进行摩擦搅拌接合。

根据上述制造方法，将支承部的突出部插入到密封件的孔部，因此，能容易地进行密封件的定位。此外，通过对支承部和密封件进行接合，能提高液冷套的强度。

发明效果

根据本发明的液冷套的制造方法，能水密性和气密性高且容易地制造，并且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分解立体图。

图2是表示第一实施方式的液冷套的剖视图。

图3是表示第一实施方式的包覆件(日文：クラッド材)的立体图。

图4是表示第一实施方式的第一切削工序的立体图。

图5是表示第一实施方式的第二切削工序的立体图。

图6是表示第一实施方式的翅片形成工序的立体图。

图7是表示第一实施方式的载置工序的剖视图。

图8是表示第一实施方式的正式接合工序的立体图。

图9是表示第一实施方式的正式接合工序的剖视图。

图10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11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12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13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14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15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16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17是表示本发明第五实施方式的液冷套的立体图。

图18是表示第五实施方式的液冷套的剖视图。

图19是表示第五实施方式的液冷套的分解立体图。

图20是表示第五实施方式的第一切削工序的立体图。

图21是表示第五实施方式的第二切削工序的立体图。

图22是表示第五实施方式的翅片形成工序的立体图。

图23是表示第五实施方式的载置工序的剖视图。

图24是表示第五实施方式的正式接合工序的剖视图。

图25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]

对于本发明第一实施方式的液冷套和液冷套的制造方法，参照附图详细说明。如图1所示，本实施方式的液冷套101由套主体102和密封件103构成。液冷套101是使流体在内部流通，并与设于液冷套101的发热体(省略图示)进行热交换的器具。另外，以下说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。

套主体102以包含底部110和周壁部111的方式构成。套主体102是上方开口的箱状体。套主体102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。底部110形成为俯视观察时呈矩形的板状。侧壁部111立设于底部110的周缘，在俯视观察时呈矩形框状。在底部110和侧壁部111的内部形成有凹部113。

在周壁部111的内周缘形成有层差部115。层差部115由层差底面115a和从层差底面115立起的层差侧面115b构成。层差底面115a形成于比周壁部111的端面111a低一级的位置。层差侧面115b以从层差底面115a向开口部扩展的方式倾斜立起。如图7所示，只要适当设定层差侧面115b的倾斜角度β即可，例如相对于铅锤面成3°～30°。

如图1所示，密封件103是将套主体102的开口部密封的板状构件。密封件103由第一基板部121、第二基板部122和多个翅片123构成。第一基板部121的平面形状比套主体102的平面形状小一圈。如图2所示，第一基板部121对套主体102的开口部进行密封，并且与周壁部111摩擦搅拌接合在一起。也就是说，相对于使层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接而成的第一对接部J11形成有塑性化区域W11。

第二基板122以使第一基板部121的周缘部露出于第一基板部121的正面121a的方式层叠。第二基板部122的板厚与第一基板部121的板厚大致相同。第二基板部122的平面形状比第一基板部121的平面形状小一圈。

翅片123在第一基板部121的背面121b上与背面121b垂直地并排设置。第一基板部121和翅片123形成为一体。第一基板部121和翅片123在本实施方式中形成为主要包含第二铝合金。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。另一方面，第二基板部122在本实施方式中由铜合金形成。

第一基板部121和第二基板部122由不同的两种金属形成，从例如铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能摩擦搅拌的金属中适当选择。较为理想的是，第二基板部122在本实施方式中设为铜合金，但还能使用其他材料，且为比第一基板部121的导热性更高的材料。第二基板部122的正面122a比第一基板部121的正面121a的板厚相应变高。能将第二基板部122的正面122a作为例如发热体(部件)的安装部位加以利用。

接着，对第一实施方式的液冷套的制造方法进行说明。在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。

准备工序是形成套主体102和密封件103的工序。套主体102例如通过铸型铸造形成由底部110和周壁部111构成的箱，并且在周壁部111的内周缘形成层差部115。当在上述层差部115的层差侧面115b预先设置起模角度时，能在铸型铸造之后容易地将套主体102从铸模中脱模出来。随后，较为理想的是，对层差部115的正面进行切削加工以进行精加工。

此外，在准备工序中，为了形成密封件103而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序、翅片形成工序。包覆件形成工序是形成图3所示的包覆件130的工序。包覆件130由第一基体部131和第二基体部141构成。第一基体部131由第一铝合金形成，并呈长方体。第二基体部141由铜合金形成并呈板状。第二基体部141的平面形状与第一基体部131的平面形状相同。包覆件130是在将由第一铝合金形成的原材料和由铜合金形成的原材料层叠轧制之后，切断成规定的大小而形成的。

如图4所示，第一切削工序是对第一基体部131(参照图3)的局部进行切削而形成第一基板部121和块部143的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等对第一基体部131进行切削。此时，形成板状的第一基板部121，并且在第一基板部121的背面121b的中央形成呈长方体的块部143。

如图5所示，第二切削工序是对第二基体部141(参照图4)的局部进行切削而形成第二基板部122的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等以使第一基板部121的周缘部露出的方式对第二基体部141进行切削而形成第二基板部122。由此，在第一基板部121的正面121a的中央形成有第二基板部122。

如图6所示，翅片形成工序是使用多联切刀M对块部143进行切削而形成翅片123(参照图2)的工序。多联切刀M是对构件进行切削的旋转工具。多联切刀M由轴部M1和与轴部M1之间隔开间隔地并排设置的多个圆盘切刀M2构成。在圆盘切刀M2的外周缘形成有切削刀(省略图示)。通过对圆盘切刀M2的板厚和间隔进行调节，从而能适当地设定翅片123的间隔和板厚。

在翅片形成工序中，以使块部143的边部143a与多联切刀M的轴部M1平行的方式载置，并将旋转的多联切刀M的圆盘切刀M2插入到块部143。在圆盘切刀M2到达规定的深度后，使多联切刀M平行移动至与边部143a相对的另一个边部143b。在轴部M1到达边部143b后，使多联切刀M朝远离块部143的方向相对移动。

多联切刀M的插入深度只要适当设定即可，但在本实施方式中也可以以使圆盘切刀M2未到达第一基板部121的方式、也就是说以在块部143形成未切削区域的方式进行调节。另外，在本实施方式中以上述顺序进行，但并不局限于第一切削工序、第二切削工序和翅片形成工序的顺序。

如图7所示，载置工序是将密封件103载置于套主体102的工序。在载置工序中，将第一基板部121的背面121b载置于层差底面115a。使层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接以形成第一对接部J11。第一对接部J11能同时包括层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c面接触的情况和如本实施方式那样截面呈大致V字状的隔开间隙地对接的情况。此外，使层差底面115a与第一基板部121的背面121b对接以形成第二对接部J12。在本实施方式中，当载置密封件103时，周壁部111的端面111a与第一基板部121的正面121a处于共面。

如图8和图9所示，正式接合工序是使用旋转工具F对套主体102和密封件103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是与摩擦搅拌装置(省略图示)的转轴连结的部位。连结部F1呈圆柱状，形成有供螺栓紧固的螺钉孔(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9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°的范围内适当设定即可，但在本实施方式中设定为与层差侧面115b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，螺旋槽形成为当从基端朝向前端描画螺旋槽时，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，此时的螺旋槽形成为当从基端朝向前端描画螺旋槽时，从上方观察时朝右旋绕。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102和密封件103)外部的金属的量。

如图8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103，并在使密封件103与连结部F1分开的同时使上述搅拌销F2移动。换言之，在使搅拌销F2的基端部露出的状态下进行摩擦搅拌接合。在旋转工具F的移动轨迹上，由于摩擦搅拌后的金属固化而形成塑性化区域W11。在本实施方式中，将搅拌销插入在设定于密封件103的开始位置Sp处，并使旋转工具F相对于密封件103向右绕转地相对移动。

如图9所示，在正式接合工序中，使仅搅拌销F2与仅密封件103(第一基板部121)接触并沿着第一对接部J11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102也不接触。“使仅搅拌销F2与仅密封件103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102不接触的状态，其能包含搅拌销F2的外周面与层差侧面115b的距离为零的情况或是搅拌销F2的前端面F3与层差底面115a的距离为零的情况。

若从层差侧面115b至搅拌销F2的外周面的距离过远，则第一对接部J11的接合强度会降低。从层差侧面115b至搅拌销F2的外周面的分开距离L只要根据套主体102和第一基板部121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115b接触且使前端面F3不与层差底面115a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绕第一基板部121旋转一圈后，使塑性化区域W11的始端与终端重合。旋转工具F也可以在第一基板部121的正面121a中逐渐上升而拔出。图10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W11以第一对接部J11为界形成于密封件103一侧。此外，搅拌销F2的前端面F3与层差底面115a不接触(参照图9)，但塑性化区域W11形成为越过第二对接部J12并到达套主体102。

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115b不接触，但通过密封件103和搅拌销F2的摩擦热而对第一对接部J11中的主要密封件103一侧的第二铝合金进行搅拌而使其塑性流动化，从而能在第一对接部J11处对层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c进行接合。此外，使仅搅拌销F2与仅密封件103接触来进行摩擦搅拌，因此，第一铝合金几乎不会从套主体102混入到密封件103中。由此，在第一对接部J11处主要是密封件103(第一基板部121)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102的层差侧面115b朝外侧倾斜，因此，能容易地避免搅拌销F2与套主体102的接触。此外，在本实施方式中，使层差侧面115b的倾斜角度β与搅拌销F2的外周面的倾斜角度α相同(使层差侧面115b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115b接触的同时尽可能地使搅拌销F2与层差侧面115b靠近。

此外，使仅搅拌销F2与仅密封件103(第一基板部121)接触来进行摩擦搅拌接合，因此，能消除搅拌销F2的所受到的材料阻力在夹着搅拌销F2的旋转中心轴C的一侧和另一侧处的不平衡。由此，塑性流动材料被高平衡性地摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。

此外，通过摩擦搅拌对套主体102和密封件103进行接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，通过以使第一基板部121的周缘部露出的方式形成密封件103，并在上述周缘部处进行摩擦搅拌接合，从而在摩擦搅拌接合时第一铝合金与铜合金不会混杂。也就是说，在正式接合工序时能排除铜合金的影响，因此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。

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W11中的、套主体102一侧成为剪切侧，而使密封件103一侧成为流动侧。由此，搅拌销F2在第一对接部J11的周围的搅拌作用变大，从而能期待第一对接部J11处的温度上升，从而能在第一对接部J11处更可靠地对层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c进行接合。

另外，剪切侧(Advancing side：行进侧)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：回退侧)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102的第一铝合金是硬度比密封件103的第一基板部121的第二铝合金的硬度高的材料。由此，能提高液冷套101的耐久性。此外，较为理想的是，将套主体102的第一铝合金设为铝合金铸造材料，将密封件103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102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115a更深，但由于塑性化区域W11到达第二对接部J12，因此，能提高接合强度。

此外，以任意方法形成密封件103均可，但能通过第一切削工序、第二切削工序和翅片形成工序容易地制造密封件103。此外，通过如本实施方式那样在使仅搅拌销F2与仅第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，从而能在不对摩擦搅拌装置施加大负荷的状态下对第一对接部J11的较深的位置进行摩擦搅拌接合。

在此，在如以往那样使轴肩部与周壁部111和第一基板部121接触的情况下，为了使塑性流动材料不流入到液冷套101的内部，必须将层差底面115a的宽度设定得较大。然而，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与仅第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，从而能减小塑性化区域W11的宽度。由此，能减小层差底面115a的宽度，因此，能提高设计的自由度。

此外，第一基板部121和第二基板部122的材料并未特别限制，但如本实施方式那样通过将第一基板部121设为铝合金(第二铝合金)，并将供发热体设置的第二基板部122设为铜合金，从而能提高导热性。

[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11所示的第一变形例那样设定成使密封件103的第一基板部121的板厚比层差侧面115b的高度尺寸大。第一对接部J11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12所示的第二变形例那样以使第一基板部121的侧面121c倾斜的方式设置倾斜面。侧面121c随着从背面121b朝向正面121a而朝外侧倾斜。侧面121c的倾斜角度γ与层差侧面115b的倾斜角度β相同。由此，在载置工序中，使层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c面接触。根据第二变形例，由于在第一对接部J11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13所示，正式接合工序是使用旋转工具F对套主体102和密封件103(第一基板部121)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沿着第一对接部J11相对移动时，以使搅拌销F2的外周面与层差侧面115b稍微接触且使前端面F3不与层差底面115a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115b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115b接触且使得搅拌销F2的前端面F3不与层差底面115a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25所示的以往的液冷套的制造方法，则套主体301与密封件302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，塑性流动材料未被高平衡性地搅拌，因而，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102之间的接触量，因此，能尽可能地减小搅拌销F2从套主体102受到的材料阻力。此外，在本实施方式中，使层差侧面115b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面115b与搅拌销F2的外周面平行)，因此，能使搅拌销F2与层差侧面115b的接触量在高度方向上均匀。由此，在本实施方式中，塑性流动材料被高平衡性地搅拌，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第一基板部121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14所示，正式接合工序是使用旋转工具F对套主体102和密封件103(第一基板部121)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沿着第一对接部J11相对移动时，在使搅拌销F2的外周面不与层差侧面115b接触且使前端面F3插入得比层差底面115a更深的状态下进行摩擦搅拌接合。

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115b不接触，但通过第一基板部121和搅拌销F2的摩擦热而对第一对接部J11中的主要第一基板部121一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J11处对层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c进行接合。此外，在第一对接部J11处使仅搅拌销F2与仅第一基板部121接触来进行摩擦搅拌，因此，第一铝合金几乎不会从套主体102混入到第一基板部121中。由此，在第一对接部J11处主要是第一基板部121一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102的层差侧面115b朝外侧倾斜，因此，能容易地避免搅拌销F2与层差侧面115b的接触。此外，在本实施方式中，使层差侧面115b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面115b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115b接触，同时能尽可能地使搅拌销F2与层差侧面115b靠近。

此外，使搅拌销F2的外周面与层差侧面115b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，塑性流动材料被高平衡性地摩擦搅拌，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115b接触且使前端面F3插入得比层差底面115a更深的情况下，将从层差侧面115b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稍微插入到层差底面115a，从而能更可靠地对接合部的下部进行摩擦搅拌。由此，能提高接合强度。此外，搅拌销F2的前端面F3的整个表面位于比第一基板部121的侧面121c更靠密封件103的中央侧的位置处。由此，能增大第二对接部J12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第一基板部121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15所示，正式接合工序是使用旋转工具F对套主体102和密封件103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沿着第一对接部J11相对移动时，以使搅拌销F2的外周面与层差侧面115b稍微接触且使前端面F3插入得比层差底面115a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115b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115a更深且使搅拌销F2的外周面与层差侧面115b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25所示的以往的液冷套的制造方法，则套主体301与密封件302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，塑性流动材料未被高平衡性地搅拌，因而，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102之间的接触量，因此，能尽可能地减小搅拌销F2从套主体102受到的材料阻力。此外，在本实施方式中，使层差侧面115b的倾斜角度β与搅拌销F2的倾斜角度α相同(使层差侧面115b与搅拌销F2的外周面平行)，因此，能使搅拌销F2与层差侧面115b的接触量在高度方向上均匀。由此，在本实施方式中，塑性流动材料被高平衡性地搅拌，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稍微插入到层差底面115a，从而能更可靠地对接合部的下部进行摩擦搅拌。由此，能提高接合强度。也就是说，能使第一对接部J11和第二对接部J12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第一基板部121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16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具有连结部F1和搅拌销F2。搅拌销F2构成为包括前端面F3和突起部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，使旋转工具FA的前端插入得比层差底面115a更深。由此，沿着突起部F4被摩擦搅拌而在突起部F4卷起来的塑性流动材料被前端面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J12的氧化覆膜截断。由此，能提高第二对接部J12的接合强度。此外，通过如本变形例那样设定为使仅突起部F4插入得比第二对接部J12更深，从而与使前端面F3插入得比第二对接部J12更深的情况相比，能减小塑性化区域W11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115a的宽度设定得较小。

另外，在图16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J12更深(使突起部F4的侧面位于层差底面115a)，但也可以设定为使前端面F3插入得比第二对接部J12更深。

[第五实施方式]

接着，对本发明第五实施方式的液冷套的制造方法以及液冷套进行说明。如图17和图18所示，第五实施方式的液冷套101A由套主体102A和密封件103A构成。液冷套101A在形成有支承部112这一点等上与第一实施方式不同。在第五实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

如图18和图19所示，套主体102A构成为包括底部110、周壁部111和支承部112。在周壁部111的内周缘形成有层差部115。支承部112是立设于底部110的板状构件。支承部112形成为与周壁部111的一个壁部连续，并与和上述壁部相对的另一个壁部分开。支承部112的端面112a与层差部115的层差底面115a处于共面。在支承部112的端面112a形成有突出部114。突出部114的高度尺寸与第一基板部121的板厚尺寸大致相同。突起部114的形状并未特别限制，但在本实施方式中呈圆柱状。此外，突出部114的个数并未特别限制，但在本实施方式中形成有三个。

如图18和图19所示，密封件103A由第一基板部121、第二基板部122、122、三个孔部124构成。第二基板部122成对地形成于夹着孔部124的两侧。翅片123形成于与第二基板部122对应的位置处。也就是说，在形成有孔部124的部分及其周围并未形成翅片123。孔部124是在第一基板部121的中央部沿板厚方向贯穿的孔。孔部124形成为供突出部114无间隙地插入的大小。

接着，对第五实施方式的液冷套的制造方法进行说明。在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。

准备工序是形成套主体102A和密封件103A的工序。如图19所示，例如通过铸型形成套主体102A。此外，在准备工序中，为了形成密封件103A而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序、翅片形成工序。包覆件形成工序与第一实施方式同样是形成图3所示的包覆件130的工序。

如图20所示，第一切削工序是对第一基体部131(参照图3)的局部进行切削而形成第一基板部121和块部143、143的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等对第一基体部131进行切削。此时，形成板状的第一基板部121，并且在第一基板部121的背面121b形成块部143、143。

如图21所示，第二切削工序是对第二基体部141(参照图20)的局部进行切削而形成第二基板部122、122的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等以使第一基板部121的周缘部以及中央部露出的方式对第二基体部141的外周缘和中央部进行切削，从而形成第二基板部122、122。由此，在第一基板部121的正面121a的中央形成有彼此分开的第二基板部122、122。此外，在第二切削工序中，在第一基板部121的中央部形成贯穿的三个孔部124。

如图22所示，翅片形成工序是使用多联切刀M对块部143、143进行切削而形成翅片123(参照图18)的工序。在翅片形成工序中，以与第一实施方式相同的要领形成翅片123。

载置工序是将密封件103A载置于套主体102A，并形成第一对接部J11、第二对接部J12以及第三对接部J13的工序。如图23所示，在载置工序中，将第一基板部121载置于层差部115的层差底面115a。由此，使层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接以形成第一对接部J11。此外，使层差底面115a与第一基板部121的背面121b重合以形成第二对接部J12。

第一对接部J11能同时包括层差侧面115b与第一基板部121的侧面121c面接触的情况和如本实施方式那样截面呈大致V字状的隔开间隙地对接的情况。此外，在孔部124插入有突出部114，从而形成使突出部114的外周面与孔部124的孔壁对接而成的第三对接部J13。

如图24所示，在正式接合工序中，使用旋转工具F进行第一接合工序和第二接合工序。第一接合工序为与第一实施方式的接合工序相同的工序，因此省略说明。第二接合工序是对第三对接部J13进行摩擦搅拌接合的工序。第一接合工序和第二接合工序无论先进行哪一个均可，但在本实施方式中先进行第二接合工序。

在第二接合工序中，使旋转的旋转工具F沿着第三对接部J13旋转一圈，以对第三对接部J13进行接合。旋转工具F的移动轨迹也可以设定为使搅拌销F2的外周面与突出部114的外周面稍微接触，但在本实施方式中，在使旋转工具F的旋转中心轴C与第三对接部J13一致的状态下使旋转工具F沿着第三对接部J13旋转一圈。旋转工具F的插入深度也可以设定为未达到支承部112的端面112a的程度，但在本实施方式中，使搅拌销F2与支承部112的端面112a接触，并使端面112a与第一基板部121的背面121b的重合部也进行摩擦搅拌接合。通过第二接合工序形成塑性化区域W12。

通过以上说明的液冷套的制造方法和液冷套101A，也能获得与第一实施方式相同的效果。此外，将支承部112的突出部114插入到密封件103A的孔部124，因此，能容易地进行密封件103A的定位。此外，通过对支承部112和密封件103A(第一基板部121)进行接合，从而能提高液冷套101A的强度。

在此，在如以往那样使轴肩部与突出部114和第一基板部121接触的情况下，为了使塑性流动材料不流入到液冷套101A的内部，必须将支承部112的宽度设定得较大。然而，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与突出部114和第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，从而能减小塑性化区域W12的宽度。由此，能减小支承部112的宽度，因此，能提高设计的自由度。

以上对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但能够在不违背本发明的精神的范围内适当进行设计变更。

(符号说明)

101 液冷套；

102 套主体；

103 密封件；

121 第一基板部；

122 第二基板部；

123 翅片；

F 旋转工具；

F1 连结部；

F2 搅拌销；

J11 第一对接部；

J12 第二对接部；

J13 第三对接部；

W11 塑性化区域。

Claims (9)

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，所述密封件包括：板状的第一基板部，所述第一基板部由第二铝合金形成；以及板状的第二基板部，所述第二基板部以使所述第一基板部的周缘部露出于所述第一基板部的正面侧的方式形成且由铜合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金高的材料种类，

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，并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，所述密封件包括：板状的第一基板部，所述第一基板部由第二铝合金形成；以及板状的第二基板部，所述第二基板部以使所述第一基板部的周缘部露出于所述第一基板部的正面侧的方式形成且由铜合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金高的材料种类，

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，并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使所述搅拌销的所述外周面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，

使所述第一基板部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，

在所述第一基板部的侧面形成倾斜面，

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，

所述密封件由铝合金延展材料形成，所述套主体由铝合金铸造材料形成。

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。

8.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。

9.如权利要求1或2所述的液冷套的制造方法，其特征在于，

在所述准备工序中，在所述套主体的所述底部形成在端面设有突出部的支承部，

在所述第一基板部形成孔部，并且以使所述第一基板部的正面中的所述孔部的周围露出的方式形成所述第二基板部，

在所述载置工序中，形成所述第一对接部和所述第二对接部，并且将所述突出部插入到所述孔部，

在所述正式接合工序中，对由所述突出部的外周侧面与所述孔部的孔壁对接而成的第三对接部进行摩擦搅拌接合。