CN114929423B - 液冷套的制造方法及摩擦搅拌接合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的特征是包括：主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的旋转工具(F)的搅拌销(F2)的前端插入至与层差底面(12a)相同的深度或比所述层差底面稍深处，在使轴肩部(F1)的底面(F1a)与封闭件(3)的表面(3a)接触并且使搅拌销(F2)与套主体(2)的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具(F)沿着第一对接部(J1)旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在塑性化区域(W1)内的接近层差侧面(12b)的部位形成规定宽度的稀疏部；以及检查工序，所述检查工序在主接合工序后，通过进行检测稀疏部的探伤检查，来确定搅拌销(F2)的经过位置。
Description
技术领域
本发明涉及液冷套的制造方法及摩擦搅拌接合方法。
背景技术
进行利用了摩擦搅拌接合的液冷套的制造方法。例如，专利文献1公开有液冷套的制造方法。图12是表示现有的液冷套的制造方法的剖视图。在现有的液冷套的制造方法中，相对于使设置于铝合金制的套主体101的层差部的层差侧面101c与铝合金制的封闭件102的侧面102c对接而形成的对接部J10进行摩擦搅拌接合。另外，在现有的液冷套的制造方法中，仅将旋转工具FD的搅拌销FD2插入对接部J10而进行摩擦搅拌接合。另外，在现有的液冷套的制造方法中，使旋转工具FD的旋转中心轴线XA与对接部J10重合地相对移动。
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
此处，套主体101容易成为复杂的形状，例如由4000系列铝合金的铸造材料形成，如封闭件102那样比较简单的形状的构件有时会由1000系列铝合金的延展材料形成。这样，存在将铝合金的材料种类不同的构件彼此接合来制造液冷套的情况。在这样的情况下，由于通常套主体101的硬度比封闭件102的硬度高，所以若如图12那样进行摩擦搅拌接合，则与搅拌销FD2从封闭件102侧受到的材料阻力相比，从套主体101侧受到的材料阻力变大。因此，难以通过旋转工具FD的搅拌销FD2高平衡地搅拌不同的材料种类，存在接合后的塑性化区域产生空洞缺陷而使接合强度降低这样的问题。
另外，在液冷套完成之后，例如，有时通过进行超声波探伤检查来进行液冷套的品质管理。此时，能够掌握通过超声波探伤检查有无接合不良，但存在无法掌握旋转工具经过了哪个位置这样的问题。
从这样的观点出发，本发明的课题在于提供一种液冷套的制造方法及摩擦搅拌接合方法，能够将材料种类不同的铝合金理想地接合并且能够掌握旋转工具的经过位置。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决这样的课题，本发明是一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，其特征是，所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，所述层差侧面从所述层差底面向所述开口部立起；载置工序，在所述载置工序中，将所述封闭件载置于所述套主体并使所述周壁层差部的层差侧面与所述封闭件的外周侧面对接而形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位形成规定宽度的稀疏部；以及检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
根据这样的制造方法，通过封闭件与搅拌销的摩擦热而搅拌第一对接部的主要封闭件侧的金属并使其塑性流动化，能够在第一对接部处将层差侧面与封闭件的外周侧面接合。另外，由于一边使轴肩部的底面与封闭件的表面接触，一边使搅拌销与套主体的层差侧面的至少上侧稍微接触而进行摩擦搅拌，所以能够确保接合强度并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。由此，在第一对接部处主要对封闭件侧的金属进行摩擦搅拌，因此，能够抑制接合强度的降低。
另外，由于将搅拌销插入至与层差底面相同或比其稍深处，所以能够提高第二对接部处的接合强度，并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。另外，通过特意形成规定宽度的稀疏部，能够通过探伤检查来掌握搅拌销的经过位置。由此，能够更容易地进行品质管理作业。
另外，本发明是一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，其特征是，所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，所述层差侧面从所述层差底面向所述开口部立起，并且以使板厚大于所述周壁层差部的所述层差侧面的高度尺寸的方式形成所述封闭件；载置工序，在所述载置工序中，将所述封闭件载置于所述套主体并使所述周壁层差部的层差侧面与所述封闭件的外周侧面对接而形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位形成规定宽度的稀疏部；以及检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
根据这样的制造方法，通过封闭件与搅拌销的摩擦热来搅拌第一对接部的主要封闭件侧的金属而使其塑性流动化，能够在第一对接部处将层差侧面与封闭件的外周侧面接合。另外，由于使轴肩部的底面与封闭件的表面接触，并且使搅拌销与套主体的层差侧面的至少上侧稍微接触而进行摩擦搅拌，所以能够确保接合强度并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。由此，在第一对接部处主要对封闭件侧的金属进行摩擦搅拌，因此，能够抑制接合强度的降低。
另外，由于将搅拌销插入至与层差底面相同或比其稍深处，所以能够提高第二对接部的接合强度，并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。另外，通过特意形成规定宽度的稀疏部，能够通过探伤检查掌握搅拌销的经过位置。由此，能够更容易地进行品质管理作业。另外，通过增大封闭件的厚度能够防止接合部的金属不足。
另外，本发明是一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，其特征是，所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，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，并且以使板厚大于所述周壁层差部的所述层差侧面的高度尺寸的方式形成所述封闭件；载置工序，在所述载置工序中，通过将所述封闭件载置于所述套主体，以使所述周壁层差部的所述层差侧面与所述封闭件的外周侧面之间存在间隙的方式形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位形成规定宽度的稀疏部；以及检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
根据这样的制造方法，通过封闭件与搅拌销的摩擦热来搅拌第一对接部的主要封闭件侧的金属而使其塑性流动化，能够在第一对接部处将层差侧面与封闭件的外周侧面接合。另外，一边使轴肩部的底面与封闭件的表面接触，一边使搅拌销与套主体的层差侧面的至少上侧稍微接触而进行摩擦搅拌，因此，能够确保接合强度并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。由此，在第一对接部处主要对封闭件侧的金属进行摩擦搅拌，因此，能够抑制接合强度的降低。
另外，由于将搅拌销插入至与层差底面相同或比其稍深处，所以能够提高第二对接部的接合强度，并且尽可能减少金属从套主体向封闭件的混入。另外，通过特意形成规定宽度的稀疏部，能够利用探伤检查掌握搅拌销的经过位置。由此，能够更容易地进行品质管理作业。另外，通过将搅拌销的外周面以及层差侧面以倾斜的方式形成，能够避免搅拌销与层差侧面大幅接触。另外，通过增大封闭件的厚度能够防止接合部的金属不足。
另外，优选所述封闭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。
另外，优选在所述旋转工具的搅拌销的外周面刻设有随着从基端朝向前端而向左旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具向右旋转，在所述旋转工具的搅拌销的外周面刻设有随着从基端朝向前端而向右旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具向左旋转。由此，通过螺旋槽而将塑性流动化的金属导向搅拌销的前端侧，因此，能够减少毛边的产生。
另外，优选在所述主接合工序中，将所述旋转工具的旋转方向以及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，使所述封闭件一侧成为流动侧。由此，所述套主体侧成为剪切侧，第一对接部的周围的由于搅拌销产生的搅拌作用提高，能够期待第一对接部处的温度上升，能够在第一对接部处将层差侧面与封闭件的外周侧面更可靠地接合。
另外，本发明是一种摩擦搅拌接合方法，使用旋转工具将第一构件与第二构件接合，其特征是，所述第一构件是硬度比所述第二构件的硬度高的材料种类，摩擦搅拌中使用的所述旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，所述搅拌销的外周面以前端变细的方式倾斜，所述摩擦搅拌接合方法包括：准备工序，在所述准备工序中，在所述第一构件形成具有层差底面和层差侧面的层差部，所述层差侧面从所述层差底面立起；载置工序，在所述载置工序中，将所述第二构件载置于所述第一构件并使所述层差部的层差侧面与所述第二构件的侧面对接而形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述第二构件的背面重合而形成第二对接部；主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述第二构件的表面接触并且使所述搅拌销与所述第一构件的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位形成规定宽度的稀疏部；以及检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
发明效果
根据本发明所涉及的液冷套的制造方法及摩擦搅拌接合方法，能够将材料种类不同的金属理想地接合，并且掌握旋转工具的经过位置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的旋转工具的侧视图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的准备工序的立体图。
图3是表示第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的载置工序的剖视图。
图4是表示第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的主接合工序的立体图。
图5是表示第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的主接合工序的剖视图。
图6是表示第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的主接合工序后的剖视图。
图7是表示第一实施方式所涉及的液冷套的制造方法的检查工序的俯视图。
图8是表示使搅拌销的外周面离开层差侧面的例子的图。
图9是表示使搅拌销的外周面大幅接触层差侧面的例子的图。
图10是表示第二实施方式所涉及的液冷套的制造方法的准备工序的立体图。
图11是表示第二实施方式所涉及的液冷套的制造方法的主接合工序的剖视图。
图12是表示现有的液冷套的制造方法的剖视图。
具体实施方式
适当地参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对本实施方式所涉及的接合方法所使用的旋转工具进行说明。旋转工具是用于摩擦搅拌接合的工具。如图1所示，旋转工具F例如由工具钢形成，由轴肩部F1和搅拌销F2构成。轴肩部F1的底面F1a是按压塑性流动化的金属的部位。轴肩部F1呈圆柱状。
搅拌销F2从轴肩部F1的底面F1a的中央垂下，并与轴肩部F1同轴。搅拌销F2成为随着远离轴肩部F1而前端变细的锥状。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向右旋转，因此，将螺旋槽刻设为从基端朝向前端而向左旋绕。
此外，在使旋转工具F向左旋转的情况下，将螺旋槽刻设为从基端朝向前端而向右旋绕。这样，将因摩擦搅拌接合而塑性流动化的金属导向螺旋槽并移动至搅拌销F2的前端侧。由此，能够减少从被接合金属构件(套主体2、封闭件3)溢出的金属。
在本实施方式中，旋转工具F安装于能够沿水平方向以及上下方向移动的摩擦搅拌装置。此外，旋转工具F可以安装于在前端具备主轴单元等旋转驱动机构的机器人臂。
[第一实施方式]
参照附图对本发明的实施方式所涉及的液冷套的制造方法详细地进行说明。如图2所示，本发明的实施方式所涉及的液冷套1的制造方法是将套主体2与封闭件3摩擦搅拌接合来制造液冷套1的方法。液冷套1是在封闭件3上设置发热体(省略图示)并且在内部流动有流体而与发热体进行热交换的构件。此外，以下的说明中的“表面”是指“背面”的相反一侧的面。
本实施方式所涉及的液冷套的制造方法进行准备工序、载置工序、主接合工序、检查工序。准备工序是准备套主体2和封闭件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主要包含第一铝合金而形成。第一铝合金使用例如JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu系)等铝合金铸造材料。套主体2在本实施方式中例示出铝合金，但也可以是能够摩擦搅拌的其他金属。
如图2所示，底部10是俯视呈矩形的板状构件。周壁部11是从底部10的周缘部以矩形框状立起的壁部。在周壁部11的内周缘形成有周壁层差部12。周壁层差部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3所示，层差侧面12b以从层差底面12a向开口部而向外侧扩张的方式倾斜。层差侧面12b相对于铅垂面的倾斜角度β适当地设定即可，但例如相对于铅垂面呈3°～30°。由底部10以及周壁部11形成凹部13。此处，将铅垂面定义为由旋转工具F的行进方向矢量和铅垂方向矢量构成的平面。
封闭件3是将套主体2的开口部封闭的板状构件。封闭件3成为载置于周壁层差部12的大小。封闭件3的板厚大于层差侧面12b的高度尺寸。将封闭件3的板厚尺寸适当地设定为在后述的主接合工序时接合部不会产生金属不足的程度。封闭件3主要包含第二铝合金而形成。第二铝合金是硬度比第一铝合金的硬度低的材料。第二铝合金例如由JIS A1050、A1100、A6063等铝合金延展材料形成。封闭件3在本实施方式中例示出铝合金，但也可以是能够摩擦搅拌的其他金属。此外，在本说明书中，硬度是指布氏硬度，能够通过依据JIS Z2243的方法来测定。
如图3所示，载置工序是将封闭件3载置于套主体2的工序。在载置工序中，将封闭件3的背面3b载置于层差底面12a。层差侧面12b与封闭件3的外周侧面3c对接而形成第一对接部J1。第一对接部J1如本实施方式那样能包括隔开截面呈大致V字状的间隙而对接的情况。另外，层差底面12a与封闭件3的背面3b重合而形成第二对接部J2。
如图4以及图5所示，主接合工序是使旋转的旋转工具F绕封闭件3的周围旋转一圈而将套主体2与封闭件3摩擦搅拌接合的工序。
如图4所示，在使用旋转工具F进行摩擦搅拌时，将向右旋转的搅拌销F2插入到封闭件3，使轴肩部F1的底面F1a一边与封闭件3的表面3a接触一边移动。在旋转工具F的移动轨迹中由摩擦搅拌后的金属固化而形成塑性化区域W1。在本实施方式中，将搅拌销F2插入到设定于封闭件3的开始位置Sp，并使旋转工具F相对于封闭件3向右旋绕而相对移动。
如图5所示，在主接合工序中，在使旋转工具F的旋转中心轴线X与铅垂线(铅垂面)平行的状态下进行摩擦搅拌。将层差侧面12b的倾斜角度β(参照图3)设定为比搅拌销F2的外周面的倾斜角度α(参照图1)小。在主接合工序中，设定为使轴肩部F1的底面F1a与封闭件3的表面3a接触，并且使搅拌销F2的外周面的上侧与周壁层差部12的层差侧面12b的上部稍微接触，使搅拌销F2的外周面的下侧不与周壁层差部12的层差侧面12b接触。搅拌销F2的平坦面F3可以是与周壁层差部12的层差底面12a相同的高度，但在本实施方式中，插入至比周壁层差部12的层差底面12a稍深处。在主接合工序中，旋转工具F绕封闭件3的周围旋转一圈而使塑性化区域W1的始端与终端重复，则使旋转工具F脱离套主体2以及封闭件3。
如图6所示，若进行主接合工序，则在旋转工具F的移动轨迹形成有塑性化区域W1，并且在塑性化区域W1的下部中的、层差侧面12b的内侧附近形成有稀疏部Z。稀疏部Z是塑性流动材料的搅拌不充分的区域，且是塑性流动材料比其他部位稀疏的区域。稀疏部Z在塑性化区域W1的长边方向上连续或者间断地形成。
如图7所示，检查工序是进行液冷套1的探伤检查的工序。在检查工序中，使用超声波探伤装置(例如，超声波影像装置(SAT)株式会社日立高新技术制)。图7中的检查结果画面R中的液冷套1的中空部U被着色显示。另外，在中空部U的周围，稀疏部Z被着色且以框状并且线状显示。换句话说，通过在检查结果画面R显示有稀疏部Z，从而能够确定出旋转工具F遍及封闭件3的整周而经过。中空部U与稀疏部Z之间是相当于塑性化区域W1的部位。
此处，稀疏部Z的宽度Zw设定为400μm以下，优选设定为300μm以下，更优选设定为200μm以下。若稀疏部Z的宽度Zw超过400μm，则第一对接部J1的接合强度可能会不充分。换言之，若稀疏部Z的宽度Zw为400μm以下，则无法得到充分的接合强度。另一方面，优选稀疏部Z的宽度Zw为100μm以上。若稀疏部Z的宽度Zw不足100μm，则稀疏部Z部分可能会无法在超声波探伤装置中的检查结果画面R中显示。
如图5所示，在主接合工序中，搅拌销F2的外周面与层差侧面12b接触的区域和不接触的区域的比例在本实施方式中为2：8左右，但只要在套主体2与封闭件3以希望的强度接合，并且在形成有上述的规定宽度的稀疏部Z的范围适当地设定即可。换言之，搅拌销F2的外周面的倾斜角度α、周壁层差部12的层差侧面12b的倾斜角度β、搅拌销F2的旋转中心轴线X的位置(宽度方向的位置)只要在套主体2与封闭件3以希望的强度接合并且形成有上述的规定宽度的稀疏部Z的范围内适当地设定即可。
如图8所示，若搅拌销F2的外周面与层差侧面12b分离则可能无法接合或者接合强度降低，因此，优选至少使搅拌销F2与层差侧面12b的上部接触。另外，如图9所示，若搅拌销F2与层差侧面12b的接触量变大，则硬度高的套主体2的金属会大量流入硬度低的封闭件3侧，因此，套主体2与封闭件3的搅拌的平衡变差，接合强度可能降低。另外，在层差底面12a附近，搅拌销F2的外周面与层差侧面12b过度接近或者过度分离，都难以形成上述的规定宽度的稀疏部Z。
根据以上说明的本实施方式所涉及的液冷套的制造方法，通过封闭件3与搅拌销F2的摩擦热来搅拌第一对接部J1的主要封闭件3侧的金属而使其塑性流动化，能够在第一对接部J1处将层差侧面12b与封闭件3的外周侧面3c接合。另外，一边使轴肩部F1的底面F1a与封闭件3的表面3a接触一边使搅拌销F2与套主体2的层差侧面12b的至少上侧稍微接触而进行摩擦搅拌，因此，能够确保接合强度并且尽可能减少金属从套主体2向封闭件3的混入。由此，在第一对接部J1处主要对封闭件3侧的金属进行摩擦搅拌，因此，能够抑制接合强度的降低。
另外，由于将搅拌销F2插入至与层差底面12a相同或者比其稍深处，所以能够提高第二对接部J2处的接合强度，并且尽可能减少金属从套主体2向封闭件3的混入。另外，通过使轴肩部F1的底面F1a与封闭件3的表面3a接触，能够抑制毛边的产生。另外，通过特意形成规定宽度的稀疏部Z，能够利用探伤检查掌握搅拌销F2的经过位置。由此，能够更容易地进行品质管理作业。另外，通过使封闭件3的厚度比层差侧面12b大，能够防止接合部的金属不足。
另外，在主接合工序中，只要适当地设定旋转工具F的旋转方向以及行进方向即可，但在本实施方式中，将旋转工具F的旋转方向以及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侧成为剪切侧，封闭件3侧成为流动侧。由此，第一对接部J1的周围的因搅拌销F2产生的搅拌作用提高，能够期待第一对接部J1处的温度上升，能够在第一对接部J1处将层差侧面12b与封闭件3的外周侧面3c更可靠地接合。
此外，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的切线速度的大小加上移动速度的大小而得到的值的一侧。另一方面，流动侧(Retreating side)是指通过使旋转工具向旋转工具的移动方向的相反方向转动而使旋转工具相对于被接合部的相对速度成为低速的一侧。
另外，套主体2的第一铝合金是硬度比封闭件3的第二铝合金的硬度高的材料。由此，能够提高液冷套1的耐久性。另外，优选使套主体2的第一铝合金为铝合金铸造材料，使封闭件3的第二铝合金为铝合金延展材料。通过使第一铝合金例如为JISH5302 ADC12等Al-Si-Cu系铝合金铸造材料，能够提高套主体2的铸造性、强度、切削性能等。另外，通过使第二铝合金例如成为JIS A1000系列或者A6000系列，能够提高加工性、导热性。
例如，在本实施方式中，使封闭件3的板厚比层差侧面12b的高度尺寸大，但也可以使两者相同。另外，也可以是，层差侧面12b不倾斜而相对于层差底面12a垂直。
此外，在上述实施方式中，例示出将套主体与封闭件接合而形成的液冷套的制造方法，但不限定于此。虽省略图示，但本发明不限定于液冷套的形状，也能够应用为将包括层差部的第一构件与配置于该层差部的第二构件接合的摩擦搅拌接合。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的液冷套的制造方法进行说明。如图10以及图11所示，在第二实施方式中，在将套主体2A的支柱15与封闭件3A接合这点上与第一实施方式不同。在本实施方式中，进行准备工序、载置工序、主接合工序、检查工序。在主接合工序中，进行第一主接合工序和第二主接合工序。在本实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
在准备工序中，准备套主体2A以及封闭件3A。套主体2A具备底部10、周壁部11、多个支柱15(在本实施方式中4个)。支柱15从底部10立设并呈柱状。在支柱15的前端形成有成为前端变细的突出部16。通过设置突出部16，在支柱15的前端侧形成有支柱层差部17。支柱层差部17由层差底面17a和从层差底面17a向轴中心侧倾斜的层差侧面17b构成。在封闭件3A，与支柱15对应的位置形成有孔部4。孔部4成为供突出部16插入的大小。
载置工序是在套主体2A载置封闭件3A的工序。由此，与第一实施方式相同地形成有第一对接部J1。另外，如图11所示，支柱层差部17的层差侧面17b与孔部4的孔壁4a对接而形成第三对接部J3。另外，支柱层差部17的层差底面17a与封闭件3A的背面3b重合而形成第四对接部J4。
在主接合工序中，进行将第一对接部J1以及第二对接部J2接合的第一主接合工序和将第三对接部J3以及第四对接部J4接合的第二主接合工序。第一主接合工序由于与第一实施方式的主接合工序相同，因此，省略说明。
如图11所示，在第二主接合工序中，设定为使搅拌销F2的外周面的上侧与支柱层差部17的层差侧面17b的上部稍微接触，并且使搅拌销F2的外周面的下侧不与支柱层差部17的层差侧面17b接触。轴肩部F1的底面F1a成为与封闭件3A的表面3a以及突出部16的表面16a接触的状态。搅拌销F2的平坦面F3插入至比支柱层差部17的层差底面17a稍深处。
如图11所示，若进行主接合工序，则在旋转工具F的移动轨迹形成有塑性化区域W2，并且在塑性化区域W2的下部中的、层差侧面17b的外侧附近形成有稀疏部Z。稀疏部Z是塑性流动材料的搅拌不充分的区域，且是塑性流动材料比其他部位的塑性流动材料稀疏的区域。稀疏部Z在塑性化区域W2连续或者间断地形成。针对稀疏部Z的形成方法、条件与第一实施方式相同。
根据本实施方式，能够起到与第一实施方式相同的效果。另外，根据本实施方式，由于将支柱15与封闭件3A接合，所以能够提高接合强度。另外，在塑性化区域W2内，在突出部16的基端侧的外侧附近形成稀疏部Z，由此，能够在检查工序中确认旋转工具F绕支柱15的移动轨迹。
(符号说明)
1...液冷套；2...套主体(第一构件)；3...封闭件(第二构件)；F...旋转工具；F1...轴肩部；F1a...底面；F2...搅拌销；F3...平坦面；J1...第一对接部；J2...第二对接部；W1...塑性化区域；Z...稀疏部。
Claims (6)
1.一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，
其特征在于，
所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，
摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，
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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，所述层差侧面从所述层差底面向所述开口部立起；
载置工序，在所述载置工序中，将所述封闭件载置于所述套主体并使所述周壁层差部的层差侧面与所述封闭件的外周侧面对接而形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；
主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在形成于所述旋转工具的塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位处，将宽度为100μm以上、400μm以下的稀疏部在所述塑性化区域的长边方向上形成，其中，所述稀疏部是塑性流动材料的搅拌不充分的区域且塑性流动材料比其他部位稀疏的区域；以及
检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行利用超声波探伤装置检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
2.一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，
其特征在于，
所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，
摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，
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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，所述层差侧面从所述层差底面向所述开口部立起，并且以使板厚大于所述周壁层差部的所述层差侧面的高度尺寸的方式形成所述封闭件；
载置工序，在所述载置工序中，将所述封闭件载置于所述套主体并使所述周壁层差部的层差侧面与所述封闭件的外周侧面对接而形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；
主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在形成于所述旋转工具的塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位处，将宽度为100μm以上、400μm以下的稀疏部在所述塑性化区域的长边方向上形成，其中，所述稀疏部是塑性流动材料的搅拌不充分的区域且塑性流动材料比其他部位稀疏的区域；以及
检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行利用超声波探伤装置检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
3.一种液冷套的制造方法，将套主体与封闭件摩擦搅拌接合，所述套主体具有底部、从所述底部的周缘立起的周壁部，所述封闭件将所述套主体的开口部封闭，
其特征在于，
所述套主体是硬度比所述封闭件的硬度高的材料种类，
摩擦搅拌中使用的旋转工具包括轴肩部，并包括从所述轴肩部的底面的中央垂下的搅拌销，
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具有层差底面和层差侧面的周壁层差部，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，并且以使板厚大于所述周壁层差部的所述层差侧面的高度尺寸的方式形成所述封闭件；
载置工序，在所述载置工序中，通过将所述封闭件载置于所述套主体，以使所述周壁层差部的所述层差侧面与所述封闭件的外周侧面之间存在间隙的方式形成第一对接部，并且使所述层差底面与所述封闭件的背面重合而形成第二对接部；
主接合工序，在所述主接合工序中，将旋转的所述旋转工具的所述搅拌销的前端插入至与所述层差底面相同的深度或是比所述层差底面稍深处，在使所述轴肩部的底面与所述封闭件接触并且使所述搅拌销与所述套主体的至少上侧稍微接触的状态下，一边使旋转工具沿着所述第一对接部旋转一圈进行摩擦搅拌，一边在形成于所述旋转工具的塑性化区域内的接近所述层差侧面的部位处，将宽度为100μm以上、400μm以下的稀疏部在所述塑性化区域的长边方向上形成，其中，所述稀疏部是塑性流动材料的搅拌不充分的区域且塑性流动材料比其他部位稀疏的区域；以及
检查工序，所述检查工序在所述主接合工序后，通过进行利用超声波探伤装置检测所述稀疏部的探伤检查，来确定所述搅拌销的经过位置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液冷套的制造方法，其特征在于，
所述封闭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。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的液冷套的制造方法，其特征在于，
在所述旋转工具的搅拌销的外周面刻设有随着从基端朝向前端而向左旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具向右旋转，
在所述旋转工具的搅拌销的外周面刻设有随着从基端朝向前端而向右旋绕的螺旋槽的情况下，使所述旋转工具向左旋转。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的液冷套的制造方法，其特征在于，
在所述主接合工序中，将所述旋转工具的旋转方向以及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，使所述封闭件一侧成为流动侧。
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