CN111629854A - 导热板的制造方法和摩擦搅拌接合方法 - Google Patents

Abstract

在基端侧销(F2)的外周面形成有台阶状的层差部，在前端侧销(F3)的前端侧形成有与正式接合用旋转工具(F)的旋转轴垂直的平坦面(F4)，并且在平坦面(F4)形成有突出的突起部(F5)，在正式接合工序中，将旋转的正式接合用旋转工具(F)的前端侧销(F3)插入至对接部(J1)，在使基端侧销(F2)的外周面与底座构件(2)的正面(2a)及盖板(5)的正面(5a)接触、并且使基端侧销(F2)及平坦面(F4)与底座构件(2)及盖板(5)接触且使突起部(F5)的前端面(F6)与仅底座构件(2)接触的状态下进行摩擦搅拌。

Description

导热板的制造方法和摩擦搅拌接合方法

技术领域

本发明涉及一种导热板的制造方法和摩擦搅拌接合方法。

背景技术

作为用于摩擦搅拌接合的旋转工具，已知一种包括轴肩部和从轴肩部下垂的搅拌销的旋转工具。上述旋转工具在将轴肩部的下端面压入金属构件的状态下进行摩擦搅拌接合。通过将轴肩部压入金属构件，从而能够对塑性流动材料进行按压以抑制毛边的产生。然而，当接合的高度位置发生变化时容易产生缺陷，并且存在层差凹槽变大同时产生大量毛边的问题。

另一方面，已知一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销的旋转工具对两个金属构件进行接合，其特征是，包括正式接合工序，在上述正式接合工序中，将旋转的搅拌销插入至金属构件彼此的对接部，并在使仅搅拌销与金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌接合(专利文献1)。根据上述现有技术，在搅拌销的外周面刻设有螺旋槽，在使仅搅拌销与被接合构件接触，同时使基端部露出的状态下进行摩擦搅拌接合，因此，即使接合的高度位置变化，也能够抑制缺陷的产生，并且还能够减小对摩擦搅拌装置的负载。然而，由于并未通过轴肩部对塑性流动材料进行按压，因此，存在金属构件的表面的层差凹槽变大，并且接合表面粗糙度变大这样的问题。此外，存在在层差凹槽的附近形成有隆起部(与接合前相比，金属构件的表面隆起的部位)的问题。

另一方面，在专利文献2中记载有包括轴肩部和从轴肩部下垂的搅拌销的旋转工具。在轴肩部以及搅拌销的外周面分别形成有锥形面。在轴肩部的锥形面形成有俯视观察时呈涡旋状的槽。上述槽的截面形状呈半圆形。通过设置锥形面，从而即使金属构件的厚度、接合的高度位置变化，也能够稳定地接合。此外，通过使塑性流动材料进入到上述槽中，从而能够对塑性流动材料的流动进行控制，以形成理想的塑性化区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-39613号公报

专利文献2：日本特许第4210148号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，根据专利文献2的现有技术，塑性流动材料会进入到锥形面的槽的内部，因此，存在槽不能发挥功能的问题。此外，当塑性流动材料进入到上述槽中时，塑性流动材料在附着于槽的状态下被摩擦搅拌，因此，存在被接合金属构件与附着物相互摩擦而使接合品质下降这样的问题。另外，存在被接合金属构件的表面变得粗糙，毛边变多，并且金属构件的表面的层差凹槽也变大这样的问题。此外，期望一种接合强度更高的摩擦搅拌接合。

从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种导热板的制造方法和摩擦搅拌接合方法，能减小金属构件的表面的层差凹槽，并且能减小接合表面粗糙度，且接合强度高。

解决技术问题所采用的技术手段

为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：盖板插入工序，在所述盖板插入工序中，将盖板插入至形成于凹槽周围的盖槽，所述凹槽开设于底座构件的正面；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括基端侧销和前端侧销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入至所述对接部，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件及所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与所述底座构件及所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行摩擦搅拌。

此外，本发明的特征是，包括：热介质用管插入工序，在所述热介质用管插入工序中，将热介质用管插入至形成于盖槽的底面的凹槽，所述盖槽开设于底座构件的正面；盖板插入工序，在所述盖板插入工序中，将盖板插入至所述盖槽；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括基端侧销和前端侧销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入至所述对接部，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件及所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与所述底座构件及所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行摩擦搅拌。

此外，本发明的特征是，包括：封闭工序，在所述封闭工序中，使盖板与底座构件的正面重合，以对开设于底座构件的正面的凹槽或凹部进行覆盖；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的旋转工具从所述盖板的正面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，在所述正式接合工序中，在使所述基端侧销的外周面与所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。

此外，本发明的特征是，包括：封闭工序，在所述封闭工序中，使盖板与底座构件的正面重合，以对开设于底座构件的正面的凹槽或凹部进行覆盖；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的旋转工具从所述底座构件的背面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，在所述正式接合工序中，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件的背面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅所述底座构件接触且使所述突起部的前端面与仅所述盖板接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。

此外，本发明的摩擦搅拌接合方法，使用包括基端侧销和前端侧销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征是，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，所述摩擦搅拌接合方法包括：重合部形成工序，在所述重合部形成工序中，使一方的所述金属构件的正面与另一方的所述金属构件的背面重合，以形成重合部；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述前端侧销从另一方的所述金属构件的正面插入，在使所述基端侧销的外周面与另一方的所述金属构件的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅另一方的所述金属构件接触且使所述突起部的前端面与仅一方的所述金属构件接触的状态下，进行所述重合部的摩擦搅拌，将另一方的所述金属构件的硬度设定为比一方的所述金属构件的硬度低。

根据上述方法，能通过锥形角度大的基端侧销的外周面对底座构件和盖板或金属构件进行按压，因此，能减小接合表面的层差凹槽，并且能消除或减小形成于层差凹槽附近的隆起部。台阶状的层差部较浅且出口大，因此，即使通过基端侧销对金属构件进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销的外周面。因此，能够减小接合表面粗糙度，并且能够理想地稳定接合品质。此外，通过包括前端侧销，从而能够容易地插入到较深的位置。此外，在前端侧销形成有平坦面，并且在该平坦面形成有突出的突起部，因此，能够通过平坦面对沿着突起部被摩擦搅拌而从突起部卷起来的塑性流动材料进行按压。由此，能更可靠地对突起部周围进行摩擦搅拌，并且将界面处的氧化覆膜可靠地截断，因此，能提高接合强度。

此外，较为理想的是，在所述正式接合工序之前包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，对所述对接部进行临时接合。此外，较为理想的是，在所述正式接合工序之前包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，对所述重合部进行临时接合。根据上述制造方法，能防止正式接合工序时的对接部或重合部开裂。

此外，较为理想的是，在所述正式接合工序结束后包括毛边切除工序，在所述毛边切除工序中，将因所述旋转工具的摩擦搅拌而产生的毛边切除。根据上述方法，能将接合表面精加工得齐整。

发明效果

根据本发明的导热板的制造方法和摩擦搅拌接合方法，能减小金属构件的表面的层差凹槽，并且能减小接合表面粗糙度，还能提高接合强度。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的接合方法中使用的正式接合用旋转工具的侧视图。

图2是正式接合用旋转工具的放大剖视图。

图3是表示正式接合用旋转工具的第一变形例的剖视图。

图4是表示正式接合用旋转工具的第二变形例的剖视图。

图5是表示正式接合用旋转工具的第三变形例的剖视图。

图6是表示本发明第一实施方式的导热板的立体图。

图7A是表示第一实施方式的导热板的制造方法的准备工序的剖视图。

图7B是表示第一实施方式的导热板的制造方法的盖板插入工序的剖视图。

图8是表示第一实施方式的导热板的制造方法的接头件配置工序的俯视图。

图9A是表示第一实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示临时接合工序。

图9B是表示第一实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示正式接合工序。

图10A是表示现有的旋转工具的概念图。

图10B是表示现有的旋转工具的概念图。

图11A是表示本发明第二实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示准备工序。

图11B是表示本发明第二实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示盖板插入工序。

图12是表示第二实施方式的正式接合工序的剖视图。

图13A是表示本发明第三实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示临时接合工序。

图13B是表示第三实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示正式接合工序。

图14A是表示本发明第四实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示临时接合工序。

图14B是表示本发明第四实施方式的导热板的制造方法的剖视图，其表示正式接合工序。

图15是表示本发明第五实施方式的摩擦搅拌接合方法的剖视图。

具体实施方式

适当参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对本实施方式的接合方法中使用的正式接合用旋转工具(旋转工具)进行说明。正式接合用旋转工具是用于摩擦搅拌接合的工具。如图1所示，正式接合用旋转工具F例如由工具钢形成，主要由基轴部F1、基端侧销F2和前端侧销F3构成。基轴部F1是呈圆柱状并连接于摩擦搅拌装置的主轴的部位。

基端侧销F2与基轴部F1连续，并随着朝向前端而变得尖细。基端侧销F2呈圆锥台形状。只要适当设定基端侧销F2的锥形角度A即可，但例如为135～160°。若锥形角度A小于135°或大于160°，则摩擦搅拌后的接合表面粗糙度变大。锥形角度A比后述的前端侧销F3的锥形角度B大。如图2所示，在基端侧销F2的外周面遍及整个高度方向形成有台阶状的层差部F21。层差部F21通过朝右环绕或朝左环绕而形成为螺旋状。也就是说，层差部F21在俯视观察时呈螺旋状，在侧视观察时呈台阶状。在本实施方式中，使正式接合用旋转工具F朝右旋转，因此，层差部F21设定成从基端侧向前端侧朝左环绕。

另外，较为理想的是，在使正式接合用旋转工具F朝左旋转的情况下，层差部F21设定为从基端侧向前端侧朝右环绕。由此，塑性流动材料被层差部F21引导至前端侧，因此，能减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。层差部F21由层差底面F21a和层差侧面F21b构成。相邻的层差部F21的各顶点F21c、F21c的距离X1(水平方向距离)是根据后述的层差角度C以及层差侧面F21b的高度Y1而适当设定的。

只要适当设定层差侧面F21b的高度Y1即可，但例如设定为0.1～0.4mm。若高度Y1小于0.1mm，则接合表面粗糙度会变大。另一方面，若高度Y1大于0.4mm，则存在接合表面粗糙度变大的倾向，同时有效层差部数量(与被接合金属构件接触的层差部F21的数量)也减少。

只要适当设定层差底面F21a与层差侧面F21b所成的层差角度C即可，但例如设定为85～120°。在本实施方式中，层差底面F21a与水平面平行。层差底面F21a也可以从工具的旋转轴向外周方向在相对于水平面-5°～15°内的范围内倾斜(水平面的下方为负，水平面的上方为正)。距离X1、层差侧面F21b的高度Y1、层差角度C以及层差底面F21a相对于水平面的角度适当设定为在进行摩擦搅拌时，塑性流动材料不会滞留并附着于层差部F21的内部，而是排出到外部，并且能通过层差底面F21a对塑性流动材料进行按压，以减小接合表面粗糙度。

如图1所示，前端侧销F3与基端侧销F2连续地形成。前端侧销F3呈圆锥台形状。在前端侧销F3的前端形成有相对于旋转轴垂直的平坦面F4。此外，前端侧销F3的平坦面F4形成有突出的突起部F5。也就是说，由平坦面F4和突起部F5形成层差部。突起部F5与前端侧销F3同轴。突起部F5的形状没有特别限制，但在本实施方式中呈圆柱状。也可以在突起部F5的侧面形成螺旋槽。

前端侧销F3的锥形角度B比基端侧销F2的锥形角度A小。如图2所示，在前端侧销F3的外周面刻设有螺旋槽F31。螺旋槽F31既可以朝右环绕，也可以朝左环绕，但在本实施方式中使正式接合用旋转工具F朝右旋转，因此，从基端侧向前端侧朝左环绕地刻设。

另外，较为理想的是，在使正式接合用旋转工具F朝左旋转的情况下，将螺旋槽F31设定成从基端侧向前端侧朝右环绕。由此，塑性流动材料被螺旋槽F31引导至前端侧，因此，能减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。螺旋槽F31由螺旋底面F31a和螺旋侧面F31b构成。将相邻的螺旋槽F31的顶点F31c、F31c的距离(水平方向距离)设为长度X2。将螺旋侧面F31b的高度设为高度Y2。由螺旋底面F31a和螺旋侧面F31b构成的螺旋角度D例如形成为45～90°。螺旋槽F31通过与被接合金属构件接触而使摩擦热上升，并且具有将塑性流动材料引导至前端侧的作用。

正式接合用旋转工具F能适当进行设计改变。图3是表示本发明的旋转工具的第一变形例的侧视图。如图3所示，在第一变形例的正式接合用旋转工具FA中，由层差部F21的层差底面F21a和层差侧面F21b所成的层差角度C为85°。层差底面F21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面F21a与水平面平行，并且层差角度C在摩擦搅拌中能使塑性流动材料不滞留并附着于层差部F21内而是排出到外部的范围内设为锐角。

图4是表示本发明的正式接合用旋转工具的第二变形例的侧视图。如图4所示，在第二变形例的正式接合用旋转工具FB中，层差部F21的层差角度C为115°。层差底面F21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面F21a与水平面平行，并且在起到层差部F21的功能的范围内使层差角度C为钝角。

图5是表示本发明的正式接合用旋转工具的第三变形例的侧视图。如图5所示，在第三变形例的正式接合用旋转工具FC中，层差底面F21a从工具的旋转轴向外周方向相对于水平面朝上方倾斜10°。层差侧面F21b与铅锤面平行。这样，也可以在摩擦搅拌中能对塑性流动材料进行按压的范围内，形成为使层差底面F21a从工具的旋转轴向外周方向比水平面更靠上方倾斜。通过上述正式接合用旋转工具的第一变形例至第三变形例，也能起到与下述实施方式同等的效果。

[第一实施方式]

接着，对本实施方式的导热板进行说明。以下说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。如图6所示，本实施方式的导热板1主要由底座构件2和盖板5构成。底座构件2呈大致长方体。底座构件2形成有凹槽3和盖槽4。底座构件2和盖板5的材料只要是能进行摩擦搅拌则并不受限制，但在本实施方式中为铝合金。底座构件2例如由硬度比盖板5的硬度高的材料种类形成。

凹槽3在底座构件2的中央处从一个侧面朝向另一个侧面贯穿。凹槽3凹设于盖槽4的底面4a。凹槽3的底部呈圆弧状。凹槽3的开口朝底座构件2的正面2a一侧开放。

盖槽4比凹槽3宽，且形成为在凹槽3的正面2a一侧与凹槽3连续。盖槽4剖视观察时呈矩形，并朝正面2a一侧开放。

盖板5是插入至盖槽4的板状构件。盖板5呈与盖槽4的中空部相同的形状，以无间隙地插入至盖槽4。

盖槽4的一对侧壁与盖板5的一对侧面对接而形成对接部J1、J1。对接部J1、J1在整个深度方向上通过摩擦搅拌而被接合。由导热板1的凹槽3和盖板5的下表面围成的空间构成供流体流通的流路。

接着，对第一实施方式的导热板的制造方法进行说明。在导热板的制造方法中，进行准备工序、盖板插入工序、接头件配置工序、临时接合工序和正式接合工序。

如图7A所示，准备工序是准备底座构件2的工序。首先，经由夹具(省略图示)将底座构件2固定于架台K。接着，使用端面铣刀等通过切削加工形成凹槽3和盖槽4。另外，也可以使用通过铸模或挤压成型等预先形成有凹槽3和盖槽4的底座构件2。

如图7B所示，盖板插入工序是将盖板5插入至盖槽4的工序。盖槽4的侧壁与盖板5的侧面分别对接而形成对接部J1、J1。盖板5的正面5a与正面2a共面。此外，使盖槽4的底面4a与盖板5的背面5b对接而形成对接部J2。

如图8所示，接头件配置工序是将接头件10、10配置于底座构件2的侧面的工序。接头件10是设定后述的摩擦搅拌的开始位置和结束位置的构件。接头件10与底座构件2的相对的侧面面接触，并且配置在对接部J1、J1的延长线上。在本实施方式中，接头件10由与底座构件2相同的材料、即铝合金形成。通过对接头件10与底座构件2的内角部进行焊接，从而将接头件10接合。

如图9A所示，临时接合工序是使用临时接合用旋转工具G对对接部J1、J1预先进行摩擦搅拌接合的工序。临时接合用旋转工具G由圆柱状的轴肩部G1和从轴肩部G1下垂的搅拌销G2构成。临时接合工序的开始位置和结束位置只要是在底座构件2和接头件10的正面上则并不受限制，但在本实施方式中设定在接头件10的正面。

具体而言，将临时接合工序的开始位置设定在一个接头件10的正面，在一个对接部J1的整个长度上进行摩擦搅拌接合。在临时接合用旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W1。一旦使临时接合用旋转工具移动至另一个接头件10，则直接在接头件10的正面折返，以在另一个对接部J1的整个长度上进行摩擦搅拌接合。一旦使临时接合用旋转工具G移动至一个接头件10，则使临时接合用旋转工具G从接头件10脱离。

如图9B所示，正式接合工序是使用正式接合用旋转工具F对对接部J1、J1进行摩擦搅拌接合的工序。较为理想的是，正式接合工序的开始位置和结束位置设定在接头件10的正面。在将正式接合用旋转工具F插入至接头件10时，既可以利用临时接合用旋转工具G的通孔，也可以在接头件10另外设置底孔，以将正式接合用旋转工具F从该底孔插入。

在正式接合工序中，在使基端侧销F2及前端侧销F3与底座构件2及盖板5接触的状态下进行摩擦搅拌接合。一边将旋转的正式接合用旋转工具F的前端侧销F3插入至对接部J1，一边通过基端侧销F2的外周面对底座构件2及盖板5进行按压，以进行摩擦搅拌接合。使正式接合用旋转工具F沿着对接部J1相对移动。基端侧销F2和前端侧销F3的插入深度在基端侧销F2的外周面能对底座构件2及盖板5进行按压的范围内适当设定即可。例如，基端侧销F2和前端侧销F3的插入深度也可以在基端侧销F2的外周面能对底座构件2及盖板5进行按压的范围内，并且设定成使前端侧销F3到达盖槽4。在本实施方式中，设定成平坦面F4与底座构件2及盖板5接触，并且突起部F5的前端面F6与仅底座构件2接触。此外，在本实施方式中，设定成基端侧销F2的外周面的高度方向的中央部附近与底座构件2及盖板5接触。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W。一旦正式接合工序结束，则将接头件10从底座构件2切除。

另外，也可以在正式接合工序结束后进行毛边切除工序，在上述毛边切除工序中，将因摩擦搅拌而产生的毛边切除。通过进行毛边切除工序，能将底座构件2和盖板5的正面精加工得齐整。

在此，例如，如图10A所示，若为现有的旋转工具200，则由于未通过轴肩部对被接合金属构件210的正面进行按压，因此，存在层差凹槽(由被接合金属构件的正面和塑性化区域的正面构成的凹槽)变大，并且接合表面粗糙度变大这样的问题。此外，存在在层差凹槽的附近形成有隆起部(与接合前相比，被接合金属构件的表面隆起的部位)这样的问题。另一方面，若如图10B的旋转工具201那样使旋转工具201的锥形角度β比旋转工具200的锥形角度α大，则与旋转工具200相比，能对被接合金属构件210的正面进行按压，因此，层差凹槽会变小，隆起部也会变小。然而，向下的塑性流动变强，因此，在塑性化区域的下部容易形成吻接(日文：キッシングボンド)。

与此相对的是，本实施方式的正式接合用旋转工具F构成为包括基端侧销F2和前端侧销F3，上述前端侧销F3的锥形角度比基端侧销F2的锥形角度A小。由此，容易将正式接合用旋转工具F插入至对接部J1。此外，由于前端侧销F3的锥形角度B小，因此，能容易地将正式接合用旋转工具F插入到对接部J1的较深位置处。此外，由于前端侧销F3的锥形角度B小，因此，与旋转工具201相比，能抑制向下的塑性流动。因而，能防止在塑性化区域W的下部形成有吻接。另一方面，由于基端侧销F2的锥形角度A大，因此，与现有的旋转工具相比，即使被接合金属构件的厚度、接合的高度位置发生变化，也能稳定地接合。

此外，能通过基端侧销F2的外周面对塑性流动材料进行按压，因此，能减小形成于接合表面的层差凹槽，并且能消除或减小形成于层差凹槽附近的隆起部。此外，台阶状的层差部F21浅且出口大，因此，利用层差底面F21a对塑性流动材料进行按压，同时使塑性流动材料易于排出到层差部F21的外部。因而，即使通过基端侧销F2对塑性流动材料进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销F2的外周面。由此，能够减小接合表面粗糙度，并且能够理想地稳定接合品质。

此外，由于在前端侧销F3的前端侧的平坦面F4形成有突起部F5，因此，沿着突起部F5被摩擦搅拌而在突起部F4卷起来的塑性流动材料被平坦面F4按压。由此，能更可靠地对突起部F5(对接部J2)周围进行摩擦搅拌，并且由于将对接部J2的氧化覆膜可靠地截断，因此，能提高对接部J2的接合强度。

此外，在正式接合工序中，在对接部J1的深度的整个长度上进行摩擦搅拌，因此，能提高导热板1的水密性和气密性。

此外，通过进行临时接合工序，能防止在进行正式接合工序时底座构件2与盖板5开裂。此外，在临时接合工序和正式接合工序中，由于不使临时接合用旋转工具G和正式接合用旋转工具F在摩擦搅拌的中途从底座构件2脱离，而是以一笔画的要领使各旋转工具移动，因此能减少作业工时。

另外，在临时接合工序中，也可以不连续地进行摩擦搅拌，以通过临时接合用旋转工具G断续地形成塑性化区域W1。此外，在临时接合工序中，也可以通过焊接将对接部J1、J1接合。此外，也可以使用临时接合用旋转工具G将接头件10与底座构件2临时接合。

[第二实施方式]

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的导热板在包括热介质用管6这一点上与第一实施方式不同。热介质用管6是供流体在其内部流通的构件。

在第二实施方式的导热板的制造方法中，进行准备工序、热介质用管插入工序、盖板插入工序、临时接合工序和正式接合工序。

如图11A所示，准备工序是准备底座构件2的工序。

如图11B所示，热介质用管插入工序是将热介质用管6插入至凹槽3的工序。凹槽3和热介质用管6的大小等适当设定即可，但在本实施方式中，热介质用管6的外径与凹槽3的宽度及深度大致相同。

盖板插入工序是将盖板5插入至盖槽4的工序。盖槽4的侧壁与盖板5的侧面对接而形成对接部J1、J1。此外，使盖槽4的底面4a与盖板5的背面5b对接而形成对接部J2。当将盖板5插入至盖槽4时，热介质用管6与盖板5接触，并且底座构件2的正面2a与盖板5的正面5a共面。

临时接合工序是预先对对接部J1、J1进行接合的工序。以与第一实施方式相同的要领进行临时接合工序。

如图12所示，正式接合工序是使用正式接合用旋转工具F对对接部J1、J1进行摩擦搅拌接合的工序。以与第一实施方式相同的要领进行正式接合工序。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W、W。塑性化区域W形成在对接部J1、J1的整个深度方向的全长上。

根据第二实施方式的导热板的制造方法，也能起到与第一实施方式大致相同的效果。此外，能容易地制造包括热介质用管6的导热板1A。

此外，例如，第一实施方式和第二实施方式的凹槽3、盖槽4、盖板5和热介质用管6的形状仅是示例，也可以是其它形状。此外，在正式接合工序之后，在底座构件2的正面2a与塑性化区域W的正面之间产生层差的情况下，也可以进行堆焊焊接，以将该层差填埋。或者，也可以将金属构件配置在塑性化区域W的正面，并通过正式接合用旋转工具F对该金属构件与底座构件2进行摩擦搅拌接合。

此外，在本实施方式中例示了设置盖槽4的情况，但也可以不设置盖槽4而直接将盖板5插入至凹槽3。

此外，如图12所示，在热介质用管6的周围形成有空隙部Q的情况下，也可以通过正式接合工序将上述空隙部Q填埋。在盖板插入工序中，当将盖板5插入至盖槽4时，由凹槽3、盖板5的下表面和热介质用管6形成空隙部Q。使对接部J1、J1的位置靠近热介质用管6，并且在正式接合工序中，使因正式接合用旋转工具F而形成的塑性流动材料流入至空隙部Q。由此，热介质用管6周围的空隙部Q被金属填充，因此，能进一步提高水密性和气密性。

[第三实施方式]

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。第三实施方式的导热板的制造方法与第一实施方式的不同点在于，在底座构件2上未形成盖槽4，而是将盖板5载置于底座构件2的正面2a。

在第三实施方式的导热板的制造方法中进行准备工序、凹槽封闭工序、临时接合工序和正式接合工序。

如图13A所示，准备工序是准备底座构件2的工序。在底座构件2的正面2a形成凹槽3。

凹槽封闭工序(封闭工序)是将盖板5载置于底座构件2的正面2a并将凹槽3的上方覆盖的工序。在凹槽封闭工序中，底座构件2的正面2a与盖板5的背面5b重合，以形成重合部J。

临时接合工序是预先对重合部J进行接合的工序。根据本实施方式，在临时接合工序中，将临时接合用旋转工具G从底座构件2和盖板5的侧面插入，以对重合部J进行摩擦搅拌接合。在临时接合工序之后，在底座构件2和盖板5的侧面形成塑性化区域W1。

如图13B所示，正式接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J进行摩擦搅拌接合的工序。将旋转的正式接合用旋转工具F的前端侧销F3从盖板5的正面5a插入，使正式接合用旋转工具F沿着凹槽3的长边方向相对移动，以对重合部J进行摩擦搅拌接合。将正式接合用旋转工具F的移动路径设定成使塑性流动材料不流入至凹槽3。

在正式接合工序中，一边通过基端侧销F2的外周面对盖板5的正面5a进行按压，一边进行摩擦搅拌接合。在正式接合工序中，在一边使基端侧销F2与盖板5接触、一边使前端侧销F3与底座构件2及盖板5这两者接触的状态下，进行摩擦搅拌接合。基端侧销F2和前端侧销F3的插入深度在基端侧销F2的外周面能对盖板5的正面5a进行按压的范围内适当设定即可。在本实施方式中，设定成使基端侧销F2的外周面的高度方向的中央部附近与盖板5的正面5a接触，并且使前端侧销F3与底座构件2接触。更详细而言，在正式接合工序中，在使前端侧销F3的平坦面F4与仅盖板5接触、并且使突起部F5的前端面F6与仅底座构件2接触的状态下进行摩擦搅拌。换言之，在正式接合工序中，将基端侧销F2和前端侧销F3的插入深度设定成使突起部F5的侧面位于重合部J。这样也能获得与第一实施方式大致相同的效果。

如第三实施方式的导热板的制造方法那样不设置盖槽4，而是将板厚较大的盖板5载置于底座构件2的正面2a的形态，也能容易地制造导热板1B。此外，通过进行临时接合工序，能防止在进行正式接合工序时底座构件2与盖板5开裂。

另外，在临时接合工序中，也可以不连续地进行摩擦搅拌，以通过临时接合用旋转工具G断续地形成塑性化区域W1。此外，在临时接合工序中，也可以通过焊接将重合部J接合。此外，也可以如第一实施方式那样使用接头件进行临时接合工序和正式接合工序。

此外，在本实施方式中，设定成前端侧销F3的前端(突起部F5的前端面F6)压入至到达底座构件2的位置，但也可以设定成不到达底座构件2，也就是说，将插入深度设定成使基端侧销F2及前端侧销F3这两者与仅盖板5接触。在这种情况下，重合部J因基端侧销F2及前端侧销F3与盖板5的接触所产生的摩擦热而塑性流动化，从而将重合部J接合。

此外，在本实施方式中，将正式接合用旋转工具F从盖板5的正面5a插入，但也可以将正式接合用旋转工具F从底座构件2的背面2b插入，以对重合部J进行摩擦搅拌。在这种情况下，将正式接合用旋转工具F从底座构件2的背面2b插入，一边使平坦面F4与仅底座构件2接触，一边使突起部F5的前端面F6与仅盖板5接触。此外，在这种情况下，将插入深度设定成使基端侧销F2的外周面与底座构件2的背面2b接触。

[第四实施方式]

接着，对本发明的第四实施方式进行说明。第四实施方式的导热板的制造方法在形成有包括大凹坑的凹部20这一点上与第三实施方式不同。

在第四实施方式的导热板的制造方法中进行准备工序、凹部封闭工序、临时接合工序和正式接合工序。

如图14A所示，准备工序是准备底座构件2的工序。在底座构件2的正面2a形成凹部20。凹部20是比凹槽3大得多的凹陷。

凹部封闭工序(封闭工序)是将盖板5载置于底座构件2的正面2a并将凹部20的上方覆盖的工序。在凹部封闭工序中，底座构件2的正面2a与盖板5的背面5b重合，以形成重合部J。如图14B所示，由于临时接合工序及正式接合工序与第三实施方式相同，因此省略详细说明。由此形成导热板1C。

在第四实施方式的导热板的制造方法中，能起到与第三实施方式大致相同的效果。此外，根据第四实施方式，在包括比凹槽3更大的凹部20且载置板厚较大的盖板5的情况下，也能容易地形成导热板1C。

此外，在本实施方式中，将正式接合用旋转工具F从盖板5的正面5a插入，但也可以将正式接合用旋转工具F从底座构件2的背面2b插入，以对重合部J进行摩擦搅拌。在这种情况下，将正式接合用旋转工具F从底座构件2的背面2b插入，一边使平坦面F4与仅底座构件2接触，一边使突起部F5的前端面F6与仅盖板5接触。此外，在这种情况下，将插入深度设定成使基端侧销F2的外周面与底座构件2的背面2b接触。

[第五实施方式]

接着，对本发明第五实施方式的摩擦搅拌接合方法进行说明。在第五实施方式中，在将不包括凹槽3或凹部20等流路的金属构件彼此接合这点上与其它实施方式不同。

在第五实施方式的摩擦搅拌接合方法中进行准备工序、重合工序(重合部形成工序)、临时接合工序和正式接合工序。

如图15所示，准备工序是准备金属构件31、32的工序。金属构件31、32是板状的金属构件。金属构件31、32的种类从能摩擦搅拌的金属中适当选择即可。例如，供正式接合用旋转工具F插入的金属构件32的材料种类可以设为硬度比金属构件31的硬度低的材料种类。

重合工序(重合部形成工序)是使金属构件31、32重合的工序。在重合工序中，使金属构件32的背面32b与金属构件31的正面31a重合，以形成重合部J。

临时接合工序是预先对重合部J进行接合的工序。根据本实施方式，在临时接合工序中，将临时接合用旋转工具G从金属构件31、32的侧面插入，以对重合部J进行摩擦搅拌接合。在临时接合工序之后，在金属构件31、32的侧面形成塑性化区域W1。

正式接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J进行摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式中，设定成将正式接合用旋转工具F从金属构件32的正面32a垂直地插入，使前端侧销F3的前端进入金属构件31。正式接合工序是使用正式接合用旋转工具F对重合部J进行摩擦搅拌接合的工序。将旋转的正式接合用旋转工具F的前端侧销F3从金属构件32的正面32a插入，使正式接合用旋转工具F相对移动，以对重合部J进行摩擦搅拌接合。在正式接合工序中，一边通过基端侧销F2的外周面对金属构件32的正面32a进行按压(一边与正面32a接触)，一边进行摩擦搅拌接合。更详细而言，在正式接合工序中，在使搅拌销F3的平坦面F4与仅金属构件32接触、并且使突起部F5的前端面F6与仅金属构件31接触的状态下进行摩擦搅拌。换言之，在正式接合工序中，将基端侧销F2和前端侧销F3的插入深度设定成使突起部F5的侧面位于重合部J。由此形成复合板1D。

根据第五实施方式的摩擦搅拌接合方法，能容易地形成在内部未设置流路的复合板1D。根据第五实施方式的摩擦搅拌接合方法，也能获得与第三实施方式大致相同的效果。

此外，通过进行临时接合工序，能防止在进行正式接合工序时金属构件31、32之间开裂。

另外，在临时接合工序中，也可以不连续地进行摩擦搅拌，以通过临时接合用旋转工具G断续地形成塑性化区域W1。此外，在临时接合工序中，也可以通过焊接将重合部J接合。此外，也可以如第一实施方式那样使用接头件进行临时接合工序和正式接合工序。

(符号说明)

1 导热板；

2 底座构件；

3 凹槽；

4 盖槽；

5 盖板；

6 热介质用管；

10 接头件；

20 凹部；

31 金属构件；

32 金属构件；

F 正式接合用旋转工具(旋转工具)；

F2 基端侧销；

F3 前端侧销；

F4 平坦面；

F5 突起部；

G 临时接合用旋转工具；

J1 对接部；

J 重合部；

W 塑性化区域。

Claims (10)

1.一种导热板的制造方法，其特征在于，包括：

盖板插入工序，在所述盖板插入工序中，将盖板插入至形成于凹槽周围的盖槽，所述凹槽开设于底座构件的正面；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括基端侧销和前端侧销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，

所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，

在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，

在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，

在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入至所述对接部，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件及所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与所述底座构件及所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行摩擦搅拌。

2.一种导热板的制造方法，其特征在于，包括：

热介质用管插入工序，在所述热介质用管插入工序中，将热介质用管插入至形成于盖槽的底面的凹槽，所述盖槽开设于底座构件的正面；

盖板插入工序，在所述盖板插入工序中，将盖板插入至所述盖槽；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括基端侧销和前端侧销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，

所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，

在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，

在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入至所述对接部，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件及所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与所述底座构件及所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行摩擦搅拌。

3.如权利要求1或2所述的导热板的制造方法，其特征在于，

在所述正式接合工序之前包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，对所述对接部进行临时接合。

4.一种导热板的制造方法，其特征在于，包括：

封闭工序，在所述封闭工序中，使盖板与底座构件的正面重合，以对开设于底座构件的正面的凹槽或凹部进行覆盖；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的旋转工具从所述盖板的正面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，

所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，

在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，

在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，

在所述正式接合工序中，在使所述基端侧销的外周面与所述盖板的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅所述盖板接触且使所述突起部的前端面与仅所述底座构件接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。

5.一种导热板的制造方法，其特征在于，包括：

封闭工序，在所述封闭工序中，使盖板与底座构件的正面重合，以对开设于底座构件的正面的凹槽或凹部进行覆盖；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的旋转工具从所述底座构件的背面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，

所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，

在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，

在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，

在所述正式接合工序中，在使所述基端侧销的外周面与所述底座构件的背面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅所述底座构件接触且使所述突起部的前端面与仅所述盖板接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。

6.如权利要求4或5所述的导热板的制造方法，其特征在于，

在所述正式接合工序之前包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，对所述重合部进行临时接合。

7.如权利要求1、2、4、5中任一项所述的导热板的制造方法，其特征在于，

在所述正式接合工序结束后包括毛边切除工序，在所述毛边切除工序中，将因所述旋转工具的摩擦搅拌而产生的毛边切除。

8.一种摩擦搅拌接合方法，使用包括基端侧销和前端侧销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征在于，

所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，

在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，

在所述前端侧销的前端侧形成有与所述旋转工具的旋转轴垂直的平坦面，并且在所述平坦面形成有突出的突起部，

所述摩擦搅拌接合方法包括：

重合部形成工序，在所述重合部形成工序中，使一方的所述金属构件的正面与另一方的所述金属构件的背面重合，以形成重合部；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述前端侧销从另一方的所述金属构件的正面插入，在使所述基端侧销的外周面与另一方的所述金属构件的正面接触、并且使所述基端侧销及所述平坦面与仅另一方的所述金属构件接触且使所述突起部的前端面与仅一方的所述金属构件接触的状态下，进行所述重合部的摩擦搅拌，

将另一方的所述金属构件的硬度设定为比一方的所述金属构件的硬度低。

9.如权利要求8所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在所述正式接合工序之前包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，对所述重合部进行临时接合。

10.如权利要求8或9所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在所述正式接合工序结束后包括毛边切除工序，在所述毛边切除工序中，将因所述旋转工具的摩擦搅拌而产生的毛边切除。

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