CN114007798A - 铝材的接合方法 - Google Patents

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Abstract

在第一夹具和与第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着第一夹具配置第一铝延展材料。将铝熔液从供液口朝向第一铝延展材料加压注入，使铝熔液与第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将第一铝延展材料的与铝熔液碰撞的位置下挖。使铝熔液与第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着碰撞位置周围的第一铝延展材料的表面向内部空间流动。

Description

铝材的接合方法
技术领域
本发明涉及铝材的接合方法。
背景技术
作为对多个金属材料进行面接合的技术，存在包层轧制。包层轧制是利用轧制辊将多个金属材料压下而使金属材料彼此在热态或冷态下进行压接的技术。在包层轧制中，氧化覆膜由于压接面的变形而被破坏，因此即使是铝合金等的、容易在表面形成氧化覆膜的材料也能够得到良好的压接面。
在利用这样的包层轧制对金属材料进行压接的情况下，为了可靠地破坏氧化覆膜而需要提高压下率，有时也需要进行多次轧制。因此，提出一种技术，通过在多个金属材料之间配置中间层，将中间层的一部分液相化并进行轧制来降低压下率(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/065160号公报
发明内容
发明所要解决的课题
这些技术只能进行平坦的板的接合，接合体也必然成为板状，因此无法采用机动车部件的冲压成型品等的具有三维形状的构件的接合。
然而，作为不受形状制约地对具有各种形状的构件进行面接合的技术，考虑钎焊接合、固相扩散接合。对于钎焊而言，需要在接合面整体没有遗漏地扩展钎料，因此施工困难，并且需要准备专用的钎料、热处理炉。另外，对于固相扩散接合技术而言，由于氧化覆膜会阻挡由扩散引起的原子的移动，因此该技术无法应用在铝合金这样的容易形成氧化覆膜的金属材料中。
并且，近年来，作为代替钢材的轻量的结构材料，正在积极地进行铝材的应用。对于该铝材，实现比上述的面接合技术的情况更高的接合强度的期望较高。例如，虽然通过在接合面设置突起部就能够抑制接合面处的滑动从而提高接合强度，但加工变得繁杂，在施工性、成本方面问题较多。
因此，本发明的第一目的在于，提供一种铝材的接合方法，即使在使容易产生氧化覆膜的铝材成为复杂的三维形状并对其进行接合的情况下，也能够不使加工变得繁杂地提高接合强度。另外，第二目的在于，提供一种铝材的接合方法，使接合的金属材料形状具有自由度，即使在具有牢固的氧化覆膜的情况下也能够进行良好的接合。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
(1)一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述第一铝延展材料加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
(2)一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料，并以与所述第一铝延展材料分离的方式沿着所述第二夹具配置第二铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述内部空间加压注入，并在所述第二铝延展材料形成贯通孔的工序；
将所述铝熔液通过所述贯通孔向所述内部空间加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料以及所述第二铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
(3)一种铝材的接合方法，其将由铝延展材料构成的金属材料与由铝铸造物构成的填充材料接合，其中，
所述铝材的接合方法具有：
在由熔点比所述金属材料以及所述填充材料高的原材料构成的夹具形成的流路内，以使所述金属材料的被接合面露出的方式进行配置的工序；
将所述填充材料的熔液向所述流路内喷射，从而生成所述填充材料的液滴的工序；
使所述液滴在所述流路内冷却并凝固而成的微粒与所述被接合面发生碰撞，从而在所述被接合面形成新生面的工序；
在形成所述新生面后且形成氧化覆膜前，通过所述填充材料的熔液而利用所述金属材料将所述新生面覆盖的工序；以及
在将所述流路内的熔液保持在固相扩散接合温度的状态下进行加压，从而使所述新生面与所述填充材料固相扩散接合的工序。
发明效果
根据本发明，即使在使容易产生氧化覆膜的铝材成为复杂的三维形状并对其进行接合的情况下，也能够不使加工变得繁杂地提高接合强度。另外，根据本发明，不仅能够对板材那样的平坦的构件进行接合，也能够对冲压成形品等进行了加工的铝材进行接合，因此接合构件的选择具有自由度，即使在具有牢固的氧化覆膜的情况下也能够进行良好的接合。
附图说明
图1是示意性地示出对铝材进行接合的夹具的主要部分结构图。
图2A是示出在夹具的内部空间配置了第一铝延展材料的情况的工序说明图。
图2B是示出向图2A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图3A是阶段性地示出铝熔液向内部空间填充并直至凝固的情况的工序说明图。
图3B是阶段性地示出铝熔液向内部空间填充并直至凝固的情况的工序说明图。
图3C是阶段性地示出铝熔液向内部空间填充并直至凝固的情况的工序说明图。
图3D是阶段性地示出铝熔液向内部空间填充并直至凝固的情况的工序说明图。
图3E是阶段性地示出铝熔液向内部空间填充并直至凝固的情况的工序说明图。
图4A是示出在夹具内的内部空间配置了铝延展材料的情况的工序说明图。
图4B是示出向图4A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图5A是示出在夹具内的内部空间设置了多个贯通孔和凹部的情况的工序说明图。
图5B是示出向图5A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图6A是示出在夹具内的内部空间配置了一对铝延展材料的情况的工序说明图。
图6B是示出向图6A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图7A是示出在夹具内的内部空间配置了具有下孔的铝延展材料的情况的工序说明图。
图7B是示出向图7A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图8A是示出在夹具内的内部空间配置了一对管状的铝延展材料的情况的工序说明图。
图8B是示出向图8A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
图9是示出形成第七接合方案的接合体的夹具的主要部分的概要立体图。
图10是以图9的A1-O-A2线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
图11是图9所示的夹具的A1-O-A2线的截面，且是示出向填充用空间供给了填充材料的情况的说明图。
图12A是示出向夹具填充填充材料前的状态的说明图。
图12B是示出向夹具填充填充材料的情况下的状态的说明图。
图13是金属材料与填充材料接合而成的接合体的立体图。
图14是示出形成第八接合方案的接合体的夹具的主要部分的概要立体图。
图15是以图14的XV-XV线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
图16是以图14的XVI-XVI线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
图17是示出形成第九接合方案的接合体的夹具的主要部分的概要立体图。
图18是以图17的XVIII-XVIII线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
图19是以图17的XIX-XIX线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
图20是示出将图17的上侧的金属材料去除了的状态下的夹具的概要立体图。
图21是示出使金属材料与填充材料固体扩散接合而成的接合体的截面的显微镜照片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是示意性地示出对铝材进行接合的夹具10的主要部分结构图。
夹具10具备相互对置地配置的第一夹具11和第二夹具13。第一夹具11与第二夹具13通过未图示的移动机构在相互远离以及接近的方向上移动自如。在第一夹具11与第二夹具13之间划分出的内部空间中，沿着第一夹具11配置有板状的第一铝延展材料15。在第一铝延展材料15与第二夹具13之间设置有间隙19。第二夹具13具有与内部空间连通的供液口21。
第一夹具11具有与第一铝延展材料15的一面(外侧面)15a抵接的抵接面11a，并对第一铝延展材料15进行支承。第一铝延展材料15可以是载置于第一夹具11的抵接面11a的形态，也可以是使用未图示的固定机构固定于抵接面11a的形态。第二夹具13在与第一铝延展材料15的另一面(内侧面)15b之间具有间隙19，并与第一铝延展材料15对置地配置。
第二夹具13的供液口21与未图示的铝熔液17的供给源连接，向间隙19供给铝熔液17。优选供液口21至少在与间隙19连接的出口部21a沿着第一铝延展材料15的内侧面15b的垂直方向形成。另外，供液口21的轴线方向也可以从第一铝延展材料15的内侧面15b的垂直方向倾斜。该供液口21的开口形状能够设为圆形、椭圆形、正方形、长方形、三角形等各种形状。
如以箭头F1所示那样，当从供液口21向内部空间的间隙19注入铝熔液17时，铝熔液17首先与第一铝延展材料15的表面(内侧面15b)发生碰撞。接着，变更流动方向而沿着第一铝延展材料15的内侧面15b流动。
由此，向第一铝延展材料的内侧面15b与第二夹具13之间的间隙19填充铝熔液17。当铝熔液17凝固时，得到第一铝延展材料15与铝熔液17成为一体的接合体。
上述的夹具10是第一夹具11与第二夹具13在铅垂方向上重叠的纵型的结构，但也可以是在水平方向上重叠的横型的结构。夹具10的各部分的布局能够根据省略了图示的、第一夹具11以及第二夹具13的各支承机构、将第一铝延展材料15固定于模具内的固定构件、将铝熔液向供液口21供给的供给部、对模具温度进行控制的温度控制部等的各部分的配置方式适当地进行选择。
第一铝延展材料15能够利用2000系、3000系、4000系、5000系、6000系、7000系的铝合金或1000系的纯铝的延展材料。从焊接性的观点出发，尤其优选5000系、6000系、7000系的铝合金。
第一铝延展材料15并不限定于板材，也可以是挤压型材(管材、或中空、实心、异形截面的型材)、锻造材料(板材、带肋材料)。并且，也可以对第一铝延展材料15的表面实施喷砂处理、蚀刻处理、刷研磨处理等各种表面处理来作为预处理。在该情况下，第一铝延展材料15的表面的有机物被去除，第一铝延展材料15与铝熔液17凝固而成的铝铸造物之间的接合品质提高。
作为铝熔液17的材料，可以列举出例如AC4C、AC4CH、AC2B(JIS H 5202)或ADC12(JIS H 5302)等。以下，有时也将第一铝延展材料15等铝延展材料以及铝熔液17称为“铝材”。
另外，这里的内部空间是指，通过由熔点比第一铝延展材料15以及铝熔液17高的原材料构成的夹具10(第一夹具11、第二夹具13)形成且供铝熔液17流动的流路。该流路也可以是由形成于夹具10的空洞或槽与第一铝延展材料15划分出的空间。由第一夹具11与第二夹具13划分出的内部空间的形状为任意的，且被设定为与所使用的第一铝延展材料15的形状、以及其接合面的形状等相应的适当的形状。
＜铝材的接合方法的基本步骤＞
以下说明的铝材的接合方法是将铝延展材料与铝熔液简单且高强度地接合的方法，基本上依次实施以下的工序(1)、(2)。
(1)将铝熔液17从供液口21朝向第一铝延展材料15加压注入，使铝熔液17与第一铝延展材料15的表面(内侧面)15b发生碰撞，而将第一铝延展材料15的与铝熔液17碰撞的位置下挖的工序。
(2)使铝熔液17与第一铝延展材料15的因下挖而被去除的部分一起沿着碰撞位置周围的第一铝延展材料15的表面(内侧面)15b向内部空间流动的工序。
根据上述的工序，将铝熔液如图1中以箭头F1所示那样朝向在夹具10内的内部空间配置的第一铝延展材料15加压注入，由此，铝熔液17与第一铝延展材料15的内侧面15b猛烈地发生碰撞。此时，在第一铝延展材料15的碰撞位置，由铝熔液17的碰撞引起的外力作用于第一铝延展材料15，第一铝延展材料15的碰撞位置被下挖。也就是说，通过铝熔液17逐渐去除碰撞位置的材料表层，从而在碰撞位置形成减薄部。减薄部由于铝熔液17的碰撞持续进行而利用该碰撞能量向第一铝延展材料15的厚度方向进一步成长(减薄)。铝熔液17的碰撞方向优选为第一铝延展材料15的内侧面15b的垂直方向，但也可以根据内部空间的形状等而适当地进行变更。该碰撞方向能够通过变更供液口21的轴线方向、或在供液口21设置适当形状的浇口等来进行调整。
碰撞后的铝熔液17从第一铝延展材料15的碰撞位置沿着内侧面15b扩展，并覆盖成为接合面的内侧面15b。由此，得到第一铝延展材料15的内侧面15b与铝熔液17凝固而成的铝铸造物进行固相扩散接合而得的、高强度的接合状态。上述的铝熔液17的供给开始到内部空间的填充完成为止的时间虽然也取决于内部空间的容积，但为1秒以下，优选为0.8秒以下，更优选为0.5秒以下。在这样的短时间内，得到第一铝延展材料15与铝铸造物33高强度地接合而成的接合体。
另外，优选夹具10具备对如图1中以箭头F2所示那样从间隙19溢出的铝熔液17进行储存的溢流部(未图示)。溢流部能够利用在通常的注塑成形技术中使用的结构。
在将溢流部与夹具100的内部空间连接了的情况下，在向供液口21供给铝熔液17时，首先使铝熔液17从供液口21向间隙19填充。然后，铝熔液17从间隙19溢出，在铝熔液17流到溢流部并储存于溢流部后，停止铝熔液17的供给。由此，铝熔液17在间隙19内不停滞地流动。
优选夹具10具备对第一夹具11、第二夹具13中的至少任一个进行加热、保温的加热器。在该情况下，对加热器进行控制的未图示的温度控制器在向间隙19注入铝熔液17前预先对加热器进行加热，将第一铝延展材料15、第二夹具13保持为400℃～500℃。由此，即使成为铝熔液17的流路的间隙19为例如3mm以下的薄壁，在间隙19流动的铝熔液17也不会在流动中途凝固，从而成为没有沉淀的顺畅的液流。
在向间隙19内流动的铝熔液17填充在间隙19内后，在其冷却并凝固后，使第一夹具11与第二夹具13相互分离。然后，将第一铝延展材料15与铝铸造物接合而成的接合体从夹具10取出。在该接合体中，第一铝延展材料15的接合面与铝铸造物被固相扩散接合。需要说明的是，对于铝铸造物而言，由于供液口21而成形的部分等不必要的部位(溢流部等)被适当切断。
以下，以分别具有不同的接合方案的第一～第六接合方案为例对上述的向间隙19注入铝熔液17而将第一铝延展材料15与铝铸造物33接合的工序进行说明。需要说明的是，接合方案并不限定于这些方案，也能够将彼此的方案组合。
＜第一接合方案＞
图2A是示出在夹具的内部空间配置了第一铝延展材料的情况的工序说明图。图2B是示出向图2A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
(突起部的形成)
如图2A所示，使第一夹具11与第二夹具13分离，将平板状的第一铝延展材料15插入夹具间，并沿着第一夹具11设置第一铝延展材料15。然后，使第一夹具11与第二夹具13接近至规定的位置并将它们固定。在该状态下从供液口21注入铝熔液17。于是，如图2B所示，第一铝延展材料15的铝熔液17的碰撞位置的表层被逐渐去除，从而在碰撞位置形成减薄部31。另外，碰撞后的铝熔液沿着第一铝延展材料15的向内部空间露出的内侧面15b流动。
然后，在冷却夹具而使铝熔液17凝固后，成为第一铝延展材料15的接合面的内侧面15b被铝铸造物33覆盖。另外，在铝铸造物33一体地形成有铝熔液17在上述的减薄部31凝固而成的突起部35。突起部35形成在使第一铝延展材料15在厚度方向上凹陷而成的区域，并沿着供液口21的轴向突出。本结构的突起部35形成在第一铝延展材料15的厚度内。
突起部35使第一铝延展材料15与铝铸造物33的接合面积增加，并由于向面外突出而发挥接合面处的防滑效果。例如，在第一铝延展材料15与铝铸造物33的接合体作用由与接合面平行的朝向上的外力、或接合面内的扭转力的情况下，突起部35成为第一铝延展材料15与铝铸造物33的卡合部，从而接合面处的剥离不易产生。通过形成突起部35，与对第一铝延展材料15和铝铸造物33进行平坦面彼此的面连接的情况相比，能够大幅度提高接合强度。
(固相扩散接合)
另外，第一铝延展材料15的接合面与铝铸造物33彼此被固相扩散接合，从而能够得到较高的接合强度。这样，能够如下述那样对第一铝延展材料15与铝铸造物33被固相扩散接合的情况进行推测。
图3A～图3E是阶段性地示出铝熔液向流路填充并直至凝固的情况的工序说明图。
如图3A所示，在成为铝熔液的流路的间隙19中，将第一铝延展材料15以其内侧面15b(接合面)露出的方式配置。通常，在作为金属材料的第一铝延展材料15的内侧面15b形成有含有氧化膜、油分等有机物、尘埃等异物的表层37，金属母材不会直接露出。
接下来，将铝熔液从图2A所示的供液口21以高压朝向间隙19喷射。于是，在供液口21以及间隙19中按时间序列产生两股液流。即，产生含有铝熔液17的液滴的先行流、以及接着先行流在间隙19内流动的由铝熔液构成的后行流。
也就是说，如图3B所示，当含有熔滴41的先行流在间隙19内沿着第一铝延展材料15移动时，先行流所含的熔滴41在其移动中途由于与间隙19的内壁面的接触、或流路内的周围环境而被散热，从而局部凝固，成为微粒43。
所产生的微粒43在先行流中反复进行与第一铝延展材料15的碰撞，从而如图3C所示那样将第一铝延展材料15的表层37削去。于是，在第一铝延展材料15露出有表层37被去除了的新生面45。
然后，如图3D所示，当作为铝熔液17的后行流接着上述的先行流到达第一铝延展材料15的位置时，新生面45如图3E所示那样被铝熔液17覆盖。从新生面45在第一铝延展材料15露出到该新生面45被铝熔液17覆盖为止的时间极短。因此，在新生面45未形成对与铝铸造物33的接合强度造成影响的厚度的氧化膜。
并且，使用铝熔液17以低于铝的熔点的固相接合温度覆盖第一铝延展材料15的新生面45，并以规定的压力和时间对间隙19的铝熔液17进行保持。通过该工序，在第一铝延展材料15的新生面45与铝熔液17凝固而成的铝铸造物33之间发生固相扩散，双方被固相扩散接合。这样，第一铝延展材料15的接合面(新生面45)以高强度的固相扩散接合状态与铝铸造物33接合。
如上所述，将第一铝延展材料15以露出接合面的方式配置在夹具10的内部空间，并向间隙19以高压注入铝熔液17，由此，在第一铝延展材料15的接合面形成新生面。所形成的新生面立刻被铝熔液17覆盖。因此，第一铝延展材料15与铝铸造物33容易地被固相扩散接合，从而被高强度地接合。
此处的铝的熔滴是喷射施加了压力的铝熔液时产生的熔液的飞沫，但并不限定于此。铝的熔滴也可以是通过其他公知的方法生成的熔滴。另外，熔滴的生成、新生面的形成、使用熔液覆盖新生面的各工序能够在大气中进行，但也可以在真空中、非活性气体环境中实施。在该情况下，能够更可靠地防止新生面处的氧化膜的形成。
另外，在向间隙19注入铝熔液17时，在利用未图示的加热器对第一铝延展材料15、第一夹具11、第二夹具13进行了加热、保温的情况下，例如，在形成厚度为3mm以下的薄壁部时，能够使铝熔液17向成为该薄壁部的区域顺畅地流动。由此，能够使铝铸造物33成为几乎不存在缺损、气孔的高品质的状态。
另外，通过将从间隙19溢出的铝熔液17的一部分向未图示的溢流部排出，能够使间隙19内的铝熔液17的流动顺畅。由此，流路内的铝熔液17的沉淀得到抑制。
关于第一铝延展材料15与铝铸造物33的固相扩散接合，对于以下说明的其他接合方案也能够得到同样的效果。因此，对于之后的各接合方案，省略关于固相扩散接合的说明。
＜第二接合方案＞
图4A是示出在夹具内的内部空间配置了铝延展材料的情况的工序说明图。图4B是示出向图4A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。在之后的说明中，对与前述的构件、部位相同的构件、部位标注相同的附图标记，从而将其说明简化或省略。
在本接合方案的第一夹具11A中，如图4A所示，在第一铝延展材料15的抵接面11a中的与供液口21对置的位置设置有凹部51。优选凹部51以供液口21的轴线L为中心而为比供液口21的开口面积大的开口面积。在供液口21的开口为圆形的情况下，优选凹部51的内径大于供液口21的内径。
如图4B所示，当将铝熔液17从供液口21朝向第一铝延展材料15注入时，与前述的第一接合方案的情况同样地，在第一铝延展材料15的与铝熔液17的碰撞位置形成有减薄部31(参照图2B)。该减薄部沿着轴线L成长，从而沿厚度方向贯穿第一铝延展材料15而形成浇道15c。当减薄部变薄而铝熔液17贯穿第一铝延展材料15时，供液口21与凹部51连通，铝熔液17通过浇道15c向凹部51填充。
当间隙19以及凹部51被铝熔液17填充且铝熔液17凝固时，在从供液口21到第一铝延展材料15的浇道15c之间、以及凹部51形成有在厚度方向上夹持第一铝延展材料15的外侧面15a与内侧面15b的卡止部53。卡止部53具有在从供液口21到浇道15c之间形成的轴部55、以及通过凹部51而形成且与轴部55连接的头部56。该卡止部53将第一铝延展材料15夹入从浇道15c向外侧伸出的头部56与形成于间隙19(参照图4A)的铝铸造物33之间。也就是说，以铆接的方式将第一铝延展材料15与铝铸造物33接合。由此，第一铝延展材料15与铝铸造物33的接合强度提高。
＜第三接合方案＞
图5A是示出在夹具内的内部空间设置了多个贯通孔和凹部的情况的工序说明图。图5B是示出向图5A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
本接合方案的第一夹具11B与第二夹具13A以在多个部位形成前述的图4B所示的卡止部53的方式构成。如图5A所示，在第二夹具13A设置有多个(作为一例为三个)供液口21。另外，在第一夹具11B中，在与各个供液口21对置的位置分别设置有前述的凹部51。
如图5B所示，当将铝熔液17从多个供液口21分别朝向第一铝延展材料15注入时，在第一铝延展材料15的互不相同的位置形成有多个卡止部53。根据该结构，能够进一步提高第一铝延展材料15与铝铸造物33的接合强度。另外，也能够通过等间隔地配置卡止部53而获得均等的接合强度，或根据场所加宽或缩窄配置间隔而获得所希望的接合强度分布。例如，在预先知道需要比周围高的接合强度的部位的情况下，通过使该部位的卡止部53的配置密度高于周围，能够高效地提高接合体的机械强度。
＜第四接合方案＞
图6A是示出在夹具内的内部空间配置了一对铝延展材料的情况下的工序说明图。图6B是示出向图6A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
在本接合方案中，如图6A所示，以与在第一夹具11与第二夹具13之间的内部空间的第一夹具11侧配置的第一铝延展材料15对置的方式配置第二铝延展材料63。第二铝延展材料63在与第一铝延展材料15的内侧面15b之间具有间隙19，并沿着第二夹具13的抵接面13a配置。第二铝延展材料63被未图示的适当的固定机构固定于第二夹具13。其他结构与前述的图2A所示的结构相同。
在该结构中，形成于第二夹具13的供液口21的出口侧被第二铝延展材料63封堵。
在上述结构中，当从供液口21加压注入铝熔液17时，铝熔液17与同供液口21对置的第二铝延展材料63发生碰撞，并且由于压力而使该碰撞位置的第二铝延展材料63开孔。由此，如图6B所示，在第二铝延展材料63形成有与供液口21相对应的形状的贯通孔63c。
当在第二铝延展材料63形成有贯通孔63c时，铝熔液17从供液口21通过贯通孔63c向间隙19注入。
此时注入的铝熔液17通过供液口21和贯通孔63c而与第一铝延展材料15发生碰撞。并且，与图2B所示的情况同样地，在该碰撞位置形成减薄部31。减薄部31在第一铝延展材料15的厚度方向上成长，在铝熔液17凝固后，形成铝铸造物33的突起部35。
根据本接合方案，在厚度方向上重叠的第一铝延展材料15与第二铝延展材料63通过铝铸造物33而使内侧面15b、63b彼此接合，由此成为一体。另外，在供液口21的位置，在铝铸造物33形成在第一铝延展材料15的厚度方向上突出的突起部35。并且，在第二铝延展材料63形成有贯通孔63c，贯通孔63c的内周面与铝铸造物33接合。这样，通过形成突起部35和贯通孔63c，能够提高铝铸造物33的第一铝延展材料15与第二铝延展材料63的接合强度。另外，由于在铝熔液17的注入时在第二铝延展材料63形成贯通孔63c，因此，例如，与预先加工下孔的情况相比，能够减少工时，从而能够提高施工性。
＜第五接合方案＞
图7A是示出在夹具内的内部空间配置了具有下孔的铝延展材料的情况的工序说明图。图7B是示出向图7A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
在本接合方案中，如图7A所示，在前述的图6A所示的第二铝延展材料63中的与供液口21对置的位置预先设置有下孔63d。其他结构与第四接合方案相同。下孔63d可以是利用钻头等加工出的贯通孔，但也可以是将板材的一部分去除而得到的缺口。也就是说，对于这里所说的下孔63d而言，只要供液口21与间隙19连通即可，其形态不限。
在上述结构中，当从供液口21注入铝熔液17时，如图7B所示，铝熔液17通过第二铝延展材料63A的下孔63d而向间隙19填充。另外，所注入的铝熔液17与第一铝延展材料15的内侧面15b碰撞，从而在第一铝延展材料15形成减薄部31。减薄部31在第一铝延展材料15的厚度方向上成长。并且，与图2B所示的情况同样地，在铝熔液17凝固后，形成铝铸造物33的突起部35。
根据本结构，由于在铝熔液17的注入前在第二铝延展材料63设置下孔63d，因此向供液口21注入的铝熔液17能够直接向间隙19注入。由此，能够迅速地完成铝熔液17向间隙19的填充，从而能够缩短生产节拍时间。
在图7A、图7B中，以与供液口21大致相等的大小示出下孔63d，但例如也可以使开口面积大于供液口21。在该情况下，能够降低第二铝延展材料63A相对于第二夹具13的定位精度，从而能够提高施工性。另外，在将下孔63d设为开口面积小于供液口21的孔的情况下，向间隙19内供给的铝熔液17的流速变快。由此，向第一铝延展材料15的碰撞速度增加，从而能够促进减薄部31的形成。另外，沿着第一铝延展材料15的内侧面15b以及第二铝延展材料63A的内侧面63b流动的铝熔液17的流速变快，从而能够进一步促进前述的新生面的形成。
＜第六接合方案＞
接下来，对将一对管状的铝延展材料彼此接合的情况进行说明。
图8A是示出在夹具内的内部空间配置了一对管状的铝延展材料的情况的工序说明图。图8B是示出向图8A所示的内部空间注入了铝熔液的情况的工序说明图。
如图8A所示，这里使用的一对铝延展材料是作为径尺寸互不相同的管形状(圆筒形状)的第一铝延展材料65和第二铝延展材料67。第一铝延展材料65与第二铝延展材料67支承于作为前述的第一夹具而发挥功能的大致圆柱状的型芯71。型芯71沿着轴向具有小径部71a、以及比小径部71a大径的大径部71b。第一铝延展材料65以使内周面65a抵接的方式支承于小径部71a的外周面73。第二铝延展材料67以使内周面67a抵接的方式支承于大径部71b的外周面75。对于型芯71而言，小径部71a的外径与第一铝延展材料65的内径相等或稍小于第一铝延展材料65的内径，大径部71b的外径与第二铝延展材料67的内径相等或稍小于第二铝延展材料67的内径。
另外，支承于型芯71的第一铝延展材料65与第二铝延展材料67具有管端部沿轴向彼此在径向上重叠的重叠部77。在重叠部77中，在第一铝延展材料65的外周面65b与第二铝延展材料67的内周面67a之间形成有径向上的间隙19。
以覆盖如上述那样支承于型芯71的第一铝延展材料65、第二铝延展材料67以及型芯71的端面71c的方式配置作为前述的第二夹具而发挥功能的筒状分型模79。筒状分型模79具有配置于图8A的上侧的一方的分型模79A、以及配置于下方的另一方的分型模79B。
在一方的分型模79A、另一方的分型模79B分别设置有供液口21。供液口21可以设置于分型模79A、79B各自的一个部位，也可以设置于多个部位。另外，也可以采用仅在一方的分型模79A与另一方的分型模79B中的任一方设置有供液口21的结构。供液口21的内周侧被第二铝延展材料67封堵。
根据本结构，当从供液口21注入铝熔液17时，如图8B所示，第二铝延展材料67的与供液口21对置的部分开口，从而形成贯通孔67b。然后，铝熔液17通过所形成的贯通孔67b而与第一铝延展材料65发生碰撞。由此，在第一铝延展材料65形成减薄部31，铝熔液17向间隙19填充。
在铝熔液17凝固后，在第一铝延展材料65的减薄部31的位置形成铝铸造物33的突起部35。
根据本接合方案，即使在管状的铝延展材料的情况下，通过铝铸造物33，也能够将彼此的重叠部77高强度地接合。另外，通过形成突起部35和贯通孔67b，能够进一步提高铝铸造物33的第一铝延展材料65与第二铝延展材料67的接合强度。
另外，在本接合方案中，也可以如前述的图7B所示那样在第二铝延展材料67的与供液口21对置的部位预先形成前述的下孔。在该情况下，能够向间隙19直接注入铝熔液17，因此能够迅速地完成铝熔液17向间隙19的填充，从而能够缩短生产节拍时间。
＜第七接合方案＞
接着，以下对将上述的铝材接合的夹具的具体的结构例、以及该夹具结构例的图3A～图3E所示的固相扩散接合方法详细地进行说明。需要说明的是，以下，作为扩大了材料选择的自由度的表述而将上述的第一铝延展材料15、65称为“金属材料”，也将铝熔液17简称为“熔液”。另外，将熔液凝固而成的产物称为“填充材料”。并且，作为金属材料、熔液(填充材料)，根据条件不同也能够使用例如锌合金、镁合金、铜合金。金属材料不仅能够采用板、挤压材等原材料，也能够采用具有面接合部分的冲压成形品、弯折成形品等进行了加工的构件。另外，铝铸造物也能够采用在接合面以外带有肋、凸缘等的构件。
(固相扩散接合方法的基本步骤)
如前所述，金属材料的固相扩散接合方法是将金属材料与填充材料简单地固相扩散接合的方法，基本上具有以下的工序(1)～(5)。
(1)在流路内以使金属材料的被接合面露出的方式进行配置的工序。
(2)在流路内生成填充材料的液滴的工序。
(3)使液滴凝固而成的微粒与被接合面发生碰撞，从而在被接合面形成新生面的工序。
(4)在形成新生面后且形成氧化覆膜前，利用填充材料的熔液将新生面覆盖的工序。
(5)在将流路内的熔液保持在固相扩散接合温度的状态下进行加压，从而使新生面与填充材料固相扩散接合的工序。
这里所说的流路是指在由熔点比金属材料以及填充材料高的原材料构成的夹具形成的流路，且是由形成于夹具的空洞或形成于夹具的槽与金属材料划分出的空间。夹具的形状为任意，根据金属材料的形状和被接合面而使用适当的形态的夹具。向夹具的流路内供给填充材料的熔液。
在将填充材料的熔液向夹具的流路内供给时，以将熔液向流路内喷射的方式进行供给。于是，在流路内生成熔液的液滴。所生成的液滴先于熔液在流路内流动前进。液滴在流路内一边被散热一边前进，从而在流路内凝固而成为多个微粒。微粒与向流路内露出的金属材料的被接合面发生碰撞，从而将被接合面的表层削去。在被接合面形成表层被削去了的新生面。
在形成该新生面后且形成氧化覆膜前，在液滴之后流来的填充材料的熔液覆盖流路内的金属材料的新生面。并且，在将流路内的熔液保持在固相扩散接合温度的状态下进行加压。由此，进行新生面与填充材料的固相扩散接合。
根据上述的步骤，不将金属材料的表面熔融、或预先对金属材料的表面进行下处理，而仅通过向流路喷射填充材料的熔液就能够进行金属材料与填充材料的固相扩散接合。另外，即使金属材料的被接合面具有复杂的形状，只要仿照该形状形成新生面并利用熔液进行覆盖即可，接合处理不会变得繁杂。因此，能够提高接合构件的选择的自由度。并且，通过在将填充用空间的填充材料的熔液保持在固相接合温度的状态下进行加压，固相扩散在金属材料的新生面与填充材料的界面进行，从而双方的材料被高强度地接合。然后，通过使夹具离开金属材料，得到金属材料与填充材料通过固相扩散接合而成为一体的接合体。
在本发明中，填充材料成为构成接合体的一个构件。
为了不使金属材料熔融，填充材料由熔点低于金属材料的材料构成，且选择原子在与所接合的金属材料之间扩散的材料。另外，填充材料也可以是由与金属材料同种的金属构成的材料。
填充材料的熔液的熔滴是通过对熔液施加压力地喷射而使该溶液飞散等得到的熔滴。需要说明的是，熔滴的生成、新生面的形成、使用熔液覆盖新生面的各工序能够在大气中进行，但也可以在真空中、非活性气体环境中实施。
在如上述那样使凝固了的粒子与金属材料发生碰撞而形成新生面后，直接通过熔液覆盖所形成的新生面，由此，不会在新生面上新形成氧化膜。因此，在新生面的表面没有(几乎没有)氧化膜的状态下与熔液接触，从而不易阻碍接合界面的金属材料以及填充材料相互的原子移动。另外，由于能够在新生面的整面进行没有间隙的接合，因此能够扩大接合面积从而增加接合强度。
接下来，对利用上述的金属材料与填充材料的固相扩散接合方法对接合体进行接合的具体的步骤进行说明。以下所示的形成接合体的夹具为一例，并不限定于此。
图9是示出形成第七接合方案的接合体的夹具的主要部分的概要立体图。图10是以图9的A1-O-A2线切断得到的夹具的局部剖视立体图。
如图9所示，夹具100具备流路形成块111、以及与流路形成块111的一部分连接的流路端块113。
流路形成块111以在上下方向上与成为接合体的构成要素的金属材料115对置的方式配置。这里示出的金属材料115具有四边形的平板形状。流路形成块111被未图示的移动机构以相对地接近以及远离自如的方式支承于金属材料115的上表面115a。
如图10所示，流路形成块111以使与金属材料115对置的下表面111a与金属材料115的上表面115a分离的方式配置。由此，在金属材料115的上表面115a与流路形成块111的下表面111a之间划分出填充用空间117。另外，在流路形成块111的板面中央部形成有流入口119，该流入口119从流路形成块111的上表面111b贯穿至下表面111a并与填充用空间117连通。流入口119是向填充用空间117供给填充材料的熔液的流路，并不限定于一个部位，也可以设置于多个部位。
本结构的流路端块113分别设置于成为四边形的流路形成块111的外缘部的四边。流路端块113具有一端部与流路形成块111的填充用空间117连接的连接流路121、以及与连接流路121的另一端部连接的储存部123。连接流路121与储存部123收容从填充用空间117溢出的熔液。在此，以使形成有成为连接流路121和储存部123的凹槽的槽形成构件125、以及将成为槽形成构件125的储存部123的凹槽封堵的按压构件127密接而形成的例子示出连接流路121以及储存部123，但并不限定于该结构。
对于上述的夹具100而言，使金属材料115与流路形成块111在铅垂方向上重叠，但并不限定于此，也可以采用在水平方向上重叠的结构，其配置能够根据夹具支承机构、填充材料供给部、温度控制部等部的配置方式适当地进行选定。
接下来，示意性地对向在上述结构的夹具100形成的填充用空间117填充填充材料并形成接合体的步骤进行说明。
图11是图9所示的夹具100的A1-O-A2线的截面，且是示出向填充用空间117供给了填充材料131的情况的说明图。
如图11所示，使流路端块113与流路形成块111的外缘密接，从而使流入口119、填充用空间117、连接流路121以及储存部123连通。由此，形成填充材料131的流路。
在向夹具100的填充用空间117填充填充材料131时，使用：夹具支承机构，其将夹具100支承为图11所示的状态并朝向金属材料115对流路形成块111进行加压；填充材料供给部，其向夹具100供给填充材料；以及温度控制部，其将填充用空间117保持为规定温度。
在图12A、图12B中示意性地示出上述的夹具支承机构、填充材料供给部、温度控制部的一例。
图12A是示出向夹具100填充填充材料前的状态的说明图，图12B是示出向夹具100填充填充材料的情况下的状态的说明图。
如图12A所示，夹具支承机构133具有下模135和上模137，将夹具100以夹在下模135与上模137之间的方式配置。也就是说，夹具支承机构133使各流路端块113以及金属材料115与流路形成块111密接。在下模135形成有收容夹具100以及金属材料115的收容凹部135a，在收容凹部135a的收容金属材料115的位置埋设有加热器139。加热器139与对加热温度进行控制的温度控制器141连接。加热器139与温度控制器141作为通过加热器139的加热对金属材料115的温度进行控制的温度控制部143而发挥功能。
上模137与能够将流路形成块111和流路端块113朝向下模135按压(压力P1)的未图示的驱动机构连接。另外，在上模137中，将填充材料向流路形成块111的流入口119供给的填充材料供给流路137a以与流路形成块111的流入口119连通的方式设置。从填充材料供给部145向填充材料供给流路137a供给熔融状态的填充材料(熔液)。
在向夹具100供给填充材料时，如图12B所示，从具备节流孔等的喷嘴部146向填充材料供给流路137a喷射从填充材料供给部145压送的填充材料的熔液147。对于喷射出的熔液147而言，前述的液滴先行地在流路中移动，通过流路形成块111的流入口119到达填充用空间117。随后，熔液147在流路中移动，通过流入口119到达填充用空间117。需要说明的是，也可以代替上模137而在流路形成块111的流入口119设置喷嘴部146。在该情况下，熔液147向流入口119直接喷射，而猛烈地向填充用空间117供给液滴和熔液147。
从流入口119向填充用空间117流入的流动体即液滴和熔液147依次在填充用空间117中流动，流动的前部通过连接流路121被向储存部123排出。
在向填充用空间117供给熔液147时，温度控制器141预先对加热器139进行加热。例如，使加热器139发热，将金属材料115保持在加热至400℃～500℃的状态下。该加热设定温度是低于金属材料115和填充材料131的熔点的温度，且只要是为了使双方进行固相扩散接合而适当的温度即可。需要说明的是，在金属材料115、填充材料131为1000系(熔点约640℃)、3000系(熔点约630℃)、5000系(熔点约600℃)、6000系(熔点约580℃)的材料的情况下，可以将加热设定温度的上限设为530℃、550℃。
当填充材料的熔滴和熔液147从流入口119向填充用空间117流入时，向填充用空间117流动的液滴和熔液147依次以流入口119为中心而在填充用空间117内呈放射状扩展，并朝向空间外缘部117a流动。然后，流动体从填充用空间117的空间外缘部117a通过流路端块113的连接流路121向储存部123流入。
在此，有时在向填充用空间117供给的流动初期的熔液147(以及液滴)中会含有空气或氧化物、有机物等异物或杂质。由于熔液147(以及液滴)从填充用空间117的空间外缘部117a连续地流动至储存部123，因此这样的异物或杂质不会残留于填充用空间117而被向储存部123排出。另外，由于填充材料131的熔液147持续朝向储存部123流动，因此填充用空间117内的熔液147的流动不会滞留。因此，熔液147凝固而形成的填充材料131的品质提高，孔隙率降低。
当熔液147向填充用空间117填充时，由于熔液147的压力而产生从流路形成块111朝向上模137的反作用力F。其结果是，夹具100从上模137承受的压力成为比填充材料的填充前的压力P1大的压力P2。对于该压力P2而言，只要是铝合金的金属材料和铝合金的填充材料，则设定在例如260～280MPa的范围内。
如上所述，向填充用空间117填充填充材料131的熔液147，使熔液147在规定压力下成为加压状态并保持至少10秒、优选为20秒以上，将金属材料115的温度保持为低于熔点的规定的温度。由此，得到在金属材料115的上表面115a固相扩散接合有填充材料131的接合体。
图13是金属材料115与填充材料131接合而成的接合体151的立体图。在图13中，使用虚线示出因作为产品不需要而被切断的流入口119、连接流路121以及储存部123。对于接合体151而言，填充材料131在金属材料115的上表面115a在较大的范围内进行固相扩散接合。
从填充用空间117溢出的熔液147向储存部123流入，在使熔液147填充在填充用空间117后，结束来自图12B所示的填充材料供给部145的熔液的供给。另外，通过由温度控制部143进行的加热器139的加热、保温。并且，在填充用空间117内的熔液147冷却并凝固后，使下模135与上模137分离，将金属材料115与填充材料131固相扩散接合而成的接合体151取出。通过将连接流路121以及储存部123从接合体151去除，能够得到成为图13所示的外观形状的接合体151。
如上所述，将金属材料115以露出被接合面的方式配置在填充用空间117内，并向该填充用空间117喷射填充材料131的熔液147，在金属材料115的被接合面形成新生面，利用填充材料131的熔液147覆盖所形成的新生面，并在规定时间内进行加压，由此，能够将金属材料115与填充材料131进行固相扩散接合。
另外，在向填充用空间117注入熔液147时，利用图12B所示的加热器139对下模135进行加热、保温，由此，即使在例如利用填充材料131形成厚度为3mm以下的薄壁部的情况下，也能够使熔液147向该薄壁部顺畅地流动。也就是说，不会产生熔液147在填充用空间117的狭窄的部分凝固从而熔液147的流动停止的情况、或熔液147的流动伴随由温度下降引起的熔液147的粘性增加而停滞的情况。由此，能够使构成接合体的一部分的填充材料部分以不产生缺损的方式形成，并且能够使填充材料131成为几乎没有气孔等的高品质的填充材料部分。另外，即使接合体151具有复杂的形状，也能够通过良好的熔液147的流动形成填充材料部分，因此其制造工序不会变得繁杂。因此，能够以低成本制造接合强度、刚性较高的固相扩散接合而成的接合体。
另外，通过将从填充用空间117溢出的熔液147的一部分向储存部123排出，填充用空间117内的熔液147的流动变得顺畅。由此，熔液147的沉淀的产生得到抑制，凝固后的填充材料131变得均匀。另外，通过沿着金属材料115的各边将连接流路121设置为宽幅，能够在填充用空间117的较大的范围内使液流良好，从而能够使凝固后的填充材料部分在大范围内成为高品质。
并且，也可以在图11所示的流路形成块111的下表面111a实施物理地形成褶皱图案(纹理)的纹理加工。通过在对填充用空间117进行划分的流路形成块111的下表面111a实施纹理加工，能够提高熔液的流动性。
＜第八接合方案＞
接下来，对利用上述的金属材料与填充材料的固相扩散接合方法形成的接合体的结构例进行说明。
图14是示出形成第八接合方案的接合体的夹具200的主要部分的概要立体图。图15是以图14的XV-XV线切断得到的夹具200的局部剖视立体图。图16是以图14的XVI-XVI线切断得到的夹具200的局部剖视立体图。
如图14～图16所示，夹具200具备流路形成块112、以及与流路形成块112的一轴向上的两端连接的流路端块113、114。
流路形成块112以与金属材料115对置的方式配置，且在金属材料115的上表面115a与流路形成块112的下表面111a之间划分出填充用空间117。本结构的填充用空间117在一方的流路端块114与另一方的流路端块113之间形成为平坦状，将与金属材料115的接合面积确保得较大。
在具有流入口119的流路端块114形成有与流路形成块112的填充用空间117连通的流路，在流路端块113形成有前述的连接流路121和储存部123。
根据上述结构的夹具200，与第一结构例同样地，通过沿着金属材料115的板面供给填充材料的熔液，能够在金属材料115的向填充用空间117露出的被接合面形成新生面。随后填充材料的熔液立刻向新生面流入而将新生面覆盖。由此，得到金属材料115与填充材料被固相扩散接合而成的接合体。
需要说明的是，本结构的填充用空间117是平坦状的空间，但并不限定于此，也能够采用具有弯折部或弯曲部的空间、或者分支为多个的空间等任意的形状。
＜第九接合方案＞
接下来，对利用上述的金属材料与填充材料的固相扩散接合方法形成的接合体的结构例进行说明。
图17是示出形成第九接合方案的接合体的夹具300的主要部分的概要立体图。图18是以图17的XVIII-XVIII线切断得到的夹具300的局部剖视立体图。图19是以图17的XIX-XIX线切断得到的夹具300的局部剖视立体图。图20是示出将图17的上侧的金属材料115B去除了的状态下的夹具300的概要立体图。
如图17～图20所示，夹具300具备流路形成块111A、111B、以及与流路形成块111A、111B的一轴向上的两端连接的流路端块113、114。
夹具300在上下一对板状的金属材料115A、115B之间划分出填充用空间117。一对金属材料115A、115B隔开规定的间隔地在板厚方向上重叠，且在金属材料115A与金属材料115B之间配置有一对板状的流路形成块111A、111B。流路形成块111A、111B以使双方的侧面彼此在水平方向上对置的方式配置。由金属材料115A的上表面、金属材料115B的下表面以及流路形成块111A、111B的侧面围成的平坦状的空间成为填充用空间117。
根据本结构的夹具300，得到一对金属材料115A、115B经由填充材料固相扩散接合而成的接合体。需要说明的是，对于本结构的情况而言，填充用空间117的形状也为任意。
[实施例]
接下来，对在上述的第一结构例的接合体中，使金属材料与填充材料固相扩散接合并对其接合界面进行观察得到的结果进行说明。
图21是示出使金属材料(6000系铝合金板)与填充材料(ADC12)固体扩散接合而成的接合体的截面的显微镜照片。
如图21所示，在配置于上侧的金属材料与配置于下侧的填充材料的界面，金属材料与填充材料被固相扩散接合。
这样，本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合、本领域技术人员基于说明书的记载以及公知的技术而进行变更、应用也是本发明所预定的，并包括在请求保护的范围中。
在上述例子中，例示出向大气压下的填充用空间内供给熔液的工序，但也可以采用使填充用空间内成为真空或减压状态并供给熔液的工序，也可以采用在使用非活性气体充满熔液供给前的填充用空间内后供给熔液的工序。在该情况下，能够更可靠地防止金属材料的新生面的氧化膜形成。
如上所述，在本说明书中公开了如下事项。
(1)一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述第一铝延展材料加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
根据该铝材的接合方法，能够通过铝熔液的供给而瞬间进行第一铝延展材料与铝铸造物的接合，并且能够提高彼此的接合强度。
(2)根据(1)所记载的铝材的接合方法，其中，
下挖至不贯穿所述第一铝延展材料的所述碰撞位置的深度。
根据该铝材的接合方法，在铝延展材料形成铝铸造物的突起部，因此突起部与铝延展材料的接合面积增加，从而能够提高接合强度。
(3)根据(1)所记载的铝材的接合方法，其中，
通过所述铝熔液的碰撞贯穿所述第一铝延展材料的所述碰撞位置。
根据该铝材的接合方法，在第一铝延展材料的整体厚度的范围内形成铝铸造物的突起部，因此能够进一步提高铝延展材料与铝铸造物的接合强度。
(4)根据(3)所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一夹具在与形成于所述第二夹具的所述供液口对置的位置具有开口面积比所述供液口的开口面积大的凹部，
通过贯穿所述第一铝延展材料而形成的浇道向所述凹部填充所述铝熔液。
根据该铝材的接合方法，在填充有铝熔液的凹部中，在铝熔液的凝固后，形成有在厚度方向上夹持铝延展材料的卡止部。该卡止部将铝延展材料夹入，由此能够提高铝延展材料与铝铸造物的接合强度。
(5)根据(4)所记载的铝材的接合方法，其中，
在所述第二夹具的多个部位设置有所述供液口，
在所述第一夹具的与所述供液口对置的位置分别设置有所述凹部，
向各个所述凹部填充所述铝熔液。
根据该铝材的接合方法，通过形成多个铝铸造物贯穿第一铝延展材料而到达凹部的部位，能够进一步提高第一铝延展材料与铝铸造物的接合强度。另外，通过与周围相比而在需要强度的部位较多地设置供液口和凹部，能够提高该部位的接合强度。
(6)根据(1)～(5)中任一项所记载的铝材的接合方法，其中，
配置所述第一铝延展材料的工序还具有将具有切口或贯通孔的第二铝延展材料在通过所述切口或所述贯通孔使所述供液口露出于所述内部空间的位置，以与所述第一铝延展材料分离的方式沿着所述第二夹具设置的工序。
根据该铝材的接合方法，在第一铝延展材料与第二铝延展材料的内侧面彼此之间形成铝铸造物，从而第一铝延展材料与第二铝延展材料的接合强度提高。
(7)根据(1)所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料是平板形状。
根据该铝材的接合方法，能够将平板状的铝延展材料高强度地与铝铸造物接合。
(8)根据(1)所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料是管形状。
根据该铝材的接合方法，能够将管状的铝延展材料高强度地与铝铸造物接合。
(9)一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料，并以与所述第一铝延展材料分离的方式沿着所述第二夹具配置第二铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述内部空间加压注入，并在所述第二铝延展材料形成贯通孔的工序；
将所述铝熔液通过所述贯通孔向所述内部空间加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料以及所述第二铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
根据该铝材的接合方法，铝熔液通过形成于第二铝延展材料的贯通孔向第二铝延展材料与第一铝延展材料的间隙注入，从而能够瞬间以高强度将第一铝延展材料与第二铝延展材料接合。
(10)根据(9)所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一夹具在与形成于所述第二夹具的所述供液口对置的位置具有开口面积比所述供液口的开口面积大的凹部，
通过贯穿所述第一铝延展材料而形成的浇道向所述凹部填充所述铝熔液。
根据该铝材的接合方法，在填充有铝熔液的凹部中，在铝熔液的凝固后，形成有在厚度方向上夹持铝延展材料的卡止部。该卡止部将铝延展材料夹入，由此能够提高铝延展材料与铝铸造物的接合强度。
(11)根据(10)所记载的铝材的接合方法，其中，
在所述第二夹具的多个部位设置有所述供液口，
在所述第一夹具的与所述供液口对置的位置分别设置有所述凹部，
向各个所述凹部填充所述铝熔液。
根据该铝材的接合方法，通过形成多个铝铸造物贯穿第一铝延展材料而到达凹部的部位，能够进一步提高第一铝延展材料与铝铸造物的接合强度。另外，通过局部地提高供液口和凹部的配置密度，能够进一步提高接合强度。由此，能够简单地提高与周围相比尤其需要强度的部位的接合强度。
(12)根据(9)～(11)中任一项所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料和所述第二铝延展材料分别为平板形状。
根据该铝材的接合方法，能够将平板状的铝延展材料高强度地与铝铸造物接合。
(13)根据(9)～(11)中任一项所记载的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料和所述第二铝延展材料是径尺寸互不相同的管形状。
根据该铝材的接合方法，能够将管状的铝延展材料高强度地与铝铸造物接合。
一种铝材的接合方法，其将由铝延展材料构成的金属材料与由铝铸造物构成的填充材料接合，其中，
所述铝材的接合方法具有：
在由熔点比所述金属材料以及所述填充材料高的原材料构成的夹具形成的流路内，以使所述金属材料的被接合面露出的方式进行配置的工序；
将所述填充材料的熔液向所述流路内喷射，从而生成所述填充材料的液滴的工序；
使所述液滴在所述流路内冷却并凝固而成的微粒与所述被接合面发生碰撞，从而在所述被接合面形成新生面的工序；
在形成所述新生面后且形成氧化覆膜前，通过所述填充材料的熔液而利用所述金属材料将所述新生面覆盖的工序；以及
在将所述流路内的熔液保持在固相扩散接合温度的状态下进行加压，从而使所述新生面与所述填充材料固相扩散接合的工序。
根据该铝材的接合方法，熔滴凝固而成的微粒与金属材料发生碰撞，由此削去金属材料的表层并形成新生面。然后，通过在新生面形成有氧化覆膜前使用填充材料的熔液覆盖该新生面，熔液凝固而成的金属材料与填充材料被固相扩散接合。由此，能够以不降低施工性的方式提高接合部的接合强度，从而得到将铝延展材料与铝合金铸造物固相扩散接合而成的高强度的接合体。
(15)根据(14)所记载的铝材的接合方法，其中，
在所述流路中，在至少含有所述微粒和所述熔液的流动体的流动方向上的下游侧连接有收容从所述流路溢出的所述流动体的积存部。
根据该铝材的接合方法，流动初期的含有较多杂质、异物的流动体被朝向积存部排出。因此，能够降低熔液凝固而成的填充材料的孔隙率，从而能够提高接合体的品质。
(16)根据(14)所记载的铝材的接合方法，其中，
通过在所述流路内配置的所述金属材料缩小流路截面积，从而使所述微粒的流速增加。
根据该铝材的接合方法，流路截面积由于在流路内配置的金属材料而变小，从而在流路中流动的微粒的流速变快。由此，微粒更高速地与金属材料发生碰撞，从而能够高效地在短时间内形成新生面。
(17)根据(14)～(16)中任一项所记载的铝材的接合方法，其中，
将多个所述金属材料以相互对置的方式配置，并在相对置的所述金属材料的对置面彼此之间形成所述流路。
根据该铝材的接合方法，金属材料的对置面彼此经由填充材料被高强度地扩散接合。
(18)根据(17)所记载的铝材的接合方法，其中，
将平板状的所述金属材料在板厚方向上重叠而形成所述流路。
根据该铝材的接合方法，金属材料经由填充材料而以在板厚方向上重叠的方式被高强度地扩散接合。
(19)根据(14)所记载的铝材的接合方法，其中，
所述金属材料和所述填充材料是5000系铝合金。
根据该铝材的接合方法，即使是不易接合的5000系铝合金，原子也能够良好地扩散，从而获得较高的接合强度。
本申请基于2019年6月17日申请的日本专利申请(日本特愿2019-111896)、以及2019年10月28日申请的日本国专利申请(日本特愿2019-195190)，并将其内容作为参照而援引于此。
附图标记说明
10：夹具、11，11A，11B：第一夹具、13，13A：第二夹具、15，65：第一铝延展材料、15a：外侧面、15b：内侧面(表面)、17：铝熔液、19：间隙、21：供液口、31：铝延展材料的减薄部、33：铝铸造物、35：突起部、41：熔滴、43：微粒、45：新生面、51：凹部、53：卡止部、63b：内侧面、63c：贯通孔、63d：下孔、63，63A，67：第二铝延展材料、65b：外周面(表面)、67b：贯通孔、71：型芯(第一夹具)、79：筒状分型模(第二夹具)、100，200，300：夹具、111，111A，112：流路形成块、111a：下表面、111b：上表面、113，114：流路端块、115，115A，115B：金属材料、117：填充用空间、117a：空间外缘部、119：流入口、121：连接流路、123：储存部、125：槽形成构件、127：按压构件、131：填充材料、133：夹具支承机构、135：下模、135a：收容凹部、137：上模、137a：填充材料供给流路、139：加热器、141：温度控制器、143：温度控制部、145：填充材料供给部、146：喷嘴部、147：熔液(填充材料)、149：表层、151：接合体。

Claims (19)

1.一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述第一铝延展材料加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
2.根据权利要求1所述的铝材的接合方法，其中，
下挖至不贯穿所述第一铝延展材料的所述碰撞位置的深度。
3.根据权利要求1所述的铝材的接合方法，其中，
通过所述铝熔液的碰撞贯穿所述第一铝延展材料的所述碰撞位置。
4.根据权利要求3所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一夹具在与形成于所述第二夹具的所述供液口对置的位置具有开口面积比所述供液口的开口面积大的凹部，
通过贯穿所述第一铝延展材料而形成的浇道向所述凹部填充所述铝熔液。
5.根据权利要求4所述的铝材的接合方法，其中，
在所述第二夹具的多个部位设置有所述供液口，
在所述第一夹具的与所述供液口对置的位置分别设置有所述凹部，
向各个所述凹部填充所述铝熔液。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的铝材的接合方法，其中，
配置所述第一铝延展材料的工序还具有将具有切口或贯通孔的第二铝延展材料在通过所述切口或所述贯通孔使所述供液口露出于所述内部空间的位置，以与所述第一铝延展材料分离的方式沿着所述第二夹具设置的工序。
7.根据权利要求1所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料是平板形状。
8.根据权利要求1所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料是管形状。
9.一种铝材的接合方法，其中，
所述铝材的接合方法依次实施如下工序：
在第一夹具和与所述第一夹具对置配置且具有供液口的第二夹具之间划分出的内部空间中，沿着所述第一夹具配置第一铝延展材料，并以与所述第一铝延展材料分离的方式沿着所述第二夹具配置第二铝延展材料的工序；
将铝熔液从所述供液口朝向所述内部空间加压注入，并在所述第二铝延展材料形成贯通孔的工序；
将所述铝熔液通过所述贯通孔向所述内部空间加压注入，使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的表面发生碰撞，从而将所述第一铝延展材料的与所述铝熔液碰撞的碰撞位置下挖的工序；以及
使所述铝熔液与所述第一铝延展材料的因下挖而被去除的部分一起沿着所述碰撞位置周围的所述第一铝延展材料以及所述第二铝延展材料的表面向所述内部空间流动的工序。
10.根据权利要求9所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一夹具在与形成于所述第二夹具的所述供液口对置的位置具有开口面积比所述供液口的开口面积大的凹部，
通过贯穿所述第一铝延展材料而形成的浇道向所述凹部填充所述铝熔液。
11.根据权利要求10所述的铝材的接合方法，其中，
在所述第二夹具的多个部位设置有所述供液口，
在所述第一夹具的与所述供液口对置的位置分别设置有所述凹部，
向各个所述凹部填充所述铝熔液。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料和所述第二铝延展材料分别为平板形状。
13.根据权利要求9～11中任一项所述的铝材的接合方法，其中，
所述第一铝延展材料和所述第二铝延展材料是径尺寸互不相同的管形状。
14.一种铝材的接合方法，其将由铝延展材料构成的金属材料与由铝铸造物构成的填充材料接合，其中，
所述铝材的接合方法具有：
在由熔点比所述金属材料以及所述填充材料高的原材料构成的夹具形成的流路内，以使所述金属材料的被接合面露出的方式进行配置的工序；
将所述填充材料的熔液向所述流路内喷射，从而生成所述填充材料的液滴的工序；
使所述液滴在所述流路内冷却并凝固而成的微粒与所述被接合面发生碰撞，从而在所述被接合面形成新生面的工序；
在形成所述新生面后且形成氧化覆膜前，通过所述填充材料的熔液而利用所述金属材料将所述新生面覆盖的工序；以及
在将所述流路内的熔液保持在固相扩散接合温度的状态下进行加压，从而使所述新生面与所述填充材料固相扩散接合的工序。
15.根据权利要求14所述的铝材的接合方法，其中，
在所述流路中，在至少含有所述微粒和所述熔液的流动体的流动方向上的下游侧连接有收容从所述流路溢出的所述流动体的积存部。
16.根据权利要求14所述的铝材的接合方法，其中，
通过在所述流路内配置的所述金属材料缩小流路截面积，从而使所述微粒的流速增加。
17.根据权利要求14～16中任一项所述的铝材的接合方法，其中，
将多个所述金属材料以相互对置的方式配置，并在相对置的所述金属材料的对置面彼此之间形成所述流路。
18.根据权利要求17所述的铝材的接合方法，其中，
将平板状的所述金属材料在板厚方向上重叠而形成所述流路。
19.根据权利要求14所述的铝材的接合方法，其中，
所述金属材料和所述填充材料是5000系铝合金。
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