CN117120179A - 异种金属材料的接合结构物、异种金属材料的接合方法 - Google Patents

异种金属材料的接合结构物、异种金属材料的接合方法 Download PDF

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落合翔梧
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Abstract

异种金属材料接合结构物(1)主要由第一接合材料(3)、第二接合材料(5)以及三维结构体(7)等构成。三维结构体(7)接合到第一接合材料(3)上。第二接合材料(5)填充到三维结构体(7)的空间部(9b)，并且与三维结构体(7)几何一体化。如上所述，三维结构体(7)与第一接合材料(3)通过界面(11)接合。另外，第二接合材料(5)填充到三维结构体(7)的空间部(9b)并一体化。第一接合材料(3)与第二接合材料(5)通过三维结构体(7)接合。此时，由于第二接合材料(5)填充于三维结构体(7)的空间部(9b)，因此通过锚定效果牢固地接合并一体化。另外，通过引起第一接合材料与第二接合材料的界面的冶金反应，能够提高接合(拉伸)强度。

Description

异种金属材料的接合结构物、异种金属材料的接合方法
技术领域
本发明涉及不同材质的金属彼此接合而成的异种金属材料的接合结构物、以及其接合方法。
背景技术
以往，提出了不使用螺栓等机械接合部件而将异种材料彼此接合从而一体化的方法。然而，在这种接合结构中，相对于被接合的各接合材料自身的强度，通常接合材料彼此的接合界面附近的接合强度成为问题的情况较多。因此，对于异种材料彼此的接合结构，需要进一步提高接合强度。
作为这种异种材料的接合方法，例如有如下方法：在一个接合材料的表面预先形成细小的凹凸形状，通过凹凸形状的锚定效果来提高接合强度(例如专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-124910号公报
专利文献2：日本特开2019-081191号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1及专利文献2是在金属表面形成细小的凹凸，使树脂浸入该凹凸中，通过凹凸形状的锚定效果将金属与树脂牢固地接合的方法。然而，该方法如果是金属材料与树脂材料的接合，则在一定程度上是有效的，但在金属材料彼此的接合中，金属表面的凹凸形状引起的锚定效果不充分，难以充分确保接合强度。
本发明是鉴于这些问题作出的，其目的在于，提供一种能够得到高接合强度的异种金属材料的接合结构物及其接合方法。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，第一发明是一种异种金属材料的接合结构物，其特征在于，具备：金属制的第一接合材料；金属制的三维结构体，其与所述第一接合材料接合，并且具有空间部；以及金属制的第二接合材料，其填充于所述三维结构体的所述空间部，所述第一接合材料与所述第二接合材料通过所述三维结构体接合。
优选地，在所述三维结构体与所述第二接合材料的界面形成有金属间化合物，在截面观察中，所述金属间化合物相对于所述三维结构体与所述第二接合材料的界面长度的形成长度为5％以上60％以下。
优选地，所述三维结构体具有截面积倾斜部，所述截面积倾斜部的平行于与所述三维结构体的界面的截面的截面积随着远离所述第一接合材料而减小。
优选地，所述三维结构体在与所述第一接合材料的界面大致无间隙地形成，并在远离所述第一接合材料的位置形成所述空间部。
优选地，所述三维结构体为格子状，所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向不是相对于与所述第一接合材料的接合面垂直的连续直线方向。
在该情况下，所述三维结构体的至少一部分空间的形成方向也可以相对于与所述第一接合材料的接合方向倾斜。
或者，所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向也可以相对于与所述第一接合材料的接合方向弯曲。
根据第一发明，通过在第一接合材料上形成三维结构体，并通过金属制的三维结构体接合第二接合材料，能够得到充分的锚定效果。
而且，通过高压铸造使金属制的第二接合材料填充到三维结构体，能够促进三维结构体与第二接合材料的界面的冶金反应，并且能够提高接合强度。此外，在高压铸造法时，由于金属熔融为完全液相状态，因此即使是例如与溶融树脂相比粘性较低、空间较窄的三维结构体或填充距离长的大型产品，也能够充分地填充第二接合材料。
另外，若三维结构体具有截面积随着远离第一接合材料而减小的截面积倾斜部，则能够进一步提高接合强度。另外，由于第二接合材料与三维结构体的面积比逐渐变化，因此即使在热循环或受到反复的应力等的环境下，也很难产生局部应力集中。
另外，三维结构体在与第一接合材料的界面大致无间隙地形成，在远离第一接合材料的位置，通过在三维结构体形成空间部，能够提高三维结构体与第一接合材料的接合强度。
另外，在三维结构体为格子状的情况下，若空间部的形成方向成为连续的直线状，则该方向有可能成为接合强度的弱方向。即，在该方向与垂直于与第一接合材料的接合面的连续直线方向一致的情况下，相对于第一接合材料与第二接合材料的接合方向的接合强度可能变弱。相对于此，通过使三维结构体的空间部的形成方向不为垂直于与第一接合材料的接合面的连续直线方向，能够进一步提高相对于第一接合材料与第二接合材料的接合方向的接合强度。
例如，通过以使三维结构体的格子之间的空间的形成方向相对于与第一接合材料的接合方向倾斜的方式形成三维结构体，能够提高相对于第一接合材料与第二接合材料的接合方向的接合强度。
另外，通过以使三维结构体的至少一部分空间部的形成方向相对于与第一接合材料的接合方向弯曲的方式形成三维结构体，能够抑制相对于第一接合材料在所有方向上形成弱方向。
第二发明是一种异种金属材料的接合方法，其特征在于，具备：工序a，在金属制的第一接合材料上形成具有空间部的金属制的三维结构体；以及工序b，通过高压铸造将金属制的第二接合材料填充到所述三维结构体的所述空间部，所述第一接合材料与所述第二接合材料通过所述三维结构体接合。
优选地，具备工序c，将所述第二接合材料填充到模具后，在开模前保持用于在所述三维结构体与所述第二接合材料的界面形成反应层的反应层形成保持时间。
还可以所述三维结构体具有截面积倾斜部，所述截面积倾斜部的平行于与所述三维结构体的界面平行的截面的截面积随着远离所述第一接合材料而减小。
还可以所述三维结构体为格子状，所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向不是相对于与所述第一接合材料的接合面垂直的连续直线方向。
优选地，用3D打印机形成所述三维结构体。
根据第二发明，能够得到充分的锚定效果。另外，通过高压铸造将金属制的第二接合材料填充到三维结构体，能够促进三维结构体与第二接合材料的界面的冶金反应，并且能够提高接合强度。
另外，若三维结构体具有截面积随着远离第一接合材料而减小的截面积倾斜部，则能够在三维结构体与第二接合材料的接合结构物内形成最大接合强度的截面积比部。因此，无需预先计算设定最佳的截面积比，能够容易地得到接合强度高的异种金属材料接合结构物。
另外，通过使三维结构体的空间部的形成方向不为相对于与第一接合材料的接合面垂直的连续直线方向，能够得到相对于第一接合材料与第二接合材料的接合方向的接合强度高的异种金属材料接合结构物。
另外，通过用3D打印机形成三维结构体，可以高精度地形成任意形状的三维结构体。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够得到高接合强度的异种金属材料的接合结构物及其接合方法。
附图说明
图1是示出异种金属材料接合结构物1的立体剖视图。
图2A是示出形成了三维结构体7的状态的图。
图2B是示出将第二接合材料5填充到三维结构体7的状态的图。
图3是示出异种金属材料接合结构物1a的立体剖视图。
图4是示出异种金属材料接合结构物1a的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图5A是异种金属材料接合结构物1的俯视概念图。
图5B是图5A的E-E线剖视图。
图6是示出异种金属材料接合结构物1的三维结构体7(空间部9b)与第二接合材料5的位置关系的概念图。
图7A是异种金属材料接合结构物1a的截面概念图。
图7B是示出异种金属材料接合结构物1a的三维结构体7a(空间部9b)与第二接合材料5的位置关系的概念图。
图8A是示出异种金属材料接合结构物1的三维结构体7的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图8B是示出异种金属材料接合结构物1b的三维结构体7b的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图9是示出各实施方式中空间部9b的形成方向的概念图。
图10A是示出异种金属材料接合结构物1c的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图10B是示出异种金属材料接合结构物1d的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图11A是图10A的T-T线剖视图。
图11B是图10A的U-U线剖视图。
图11C是图10A的V-V线剖视图。
图12是示出异种金属材料接合结构物1c的三维结构体7c(空间部9b)与第二接合材料5的位置关系的概念图。
图13A是示出异种金属材料接合结构物1e的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图13B是示出异种金属材料接合结构物1f的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
图14A是接合部界面的照片。
图14B是图4B的C部放大照片。
图15是图14B的模式图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出异种金属材料接合结构物1的部分立体剖视图。异种金属材料接合结构物1主要由第一接合材料3、第二接合材料5以及三维结构体7等构成。
第一接合材料3为金属制，形成为预定的形状。第一接合材料3的材质不被特别限定，例如能够应用工具钢等。
此外，第一接合材料的成型方法不被特别限定，可以是轧制、挤出、铸造、锻造或切削加工等中的任一种方法。另外，在图示的例子中，简单起见，示出了将异种金属材料接合结构1设为圆柱状的例子，但异种金属材料接合结构1的形状可以是任意形状，根据最终形状设定第一连接合材料3、第二连接合材料5以及三维结构体7的形状。
在第一接合材料3上接合三维结构体7。三维结构体7为金属制，材质不被特别限定，例如，可应用马氏体时效钢等。第一接合材料3与三维结构体7可以是不同的材质，但优选热膨胀系数相近的材质。三维结构体7由所谓的3D打印机等形成。即，三维结构体7层叠并接合于第一接合材料3的表面(界面11)。此外，界面11不一定必须是平面。
其中，作为3D打印机，能够应用公知的方法，例如能够应用粉末床法、定向能量沉积法、热熔融层叠法等。粉末床法是例如铺满金属粉末，仅对需要的部位照射激光等进行熔融固化的方法。定向能量沉积法是喷射熔融的金属进行沉积、固化的方法。另外，热熔融叠层法是将热塑性树脂作为粘合剂堆积金属粉末，通过去除粘合剂进行成型的方法。三维结构体7的形成方法不限于这些方法，但通过使用3D打印机，能够通过设定所需的形态(后述的空隙率、面积率)来设计接合强度。
在本实施方式中，三维结构体7为格子状。此外，在以下描述中，将构成格子的三维结构体7的壁部分称为格子部9a，将由格子部9a包围的格子部9a以外的部位称为空间部9b。即，三维结构体7的格子形状由格子部9a和空间部9b构成。此外，格子形状不限于图示的方形格子，也可以是三角格子或蜂窝形状等。另外，三维结构体7可以不一定是格子形状，若至少具有与外部连通的空间部9b，则其形状不被限定。以下，以三维结构体7为规则的格子形状为例进行说明。
第二接合材料5填充于三维结构体7的空间部9b，与三维结构体7一体化。即，空间部9b全部与三维结构体7的外部连通，并不是独立空间。第二接合材料5为金属制，例如为与第一接合材料3不同的有色金属制(铝、铜、镁等)。
如上所述，三维结构体7通过界面11与第一接合材料3接合。另外，第二接合材料5填充于三维结构体7的空间部9b从而一体化。因此，第一接合材料3与第二接合材料5通过三维结构体7接合。此时，由于第二接合材料5填充于三维结构体7的空间部9b，因此通过锚定效果牢固地接合并一体化。此外，由于第二接合材料为金属，因此能够通过在制造过程中使第一接合材料和第二接合材料发生冶金反应，从而更牢固地接合。
接着，对异种金属材料接合结构物1的制造方法(异种金属材料的接合方法)进行说明。首先，如图2A所示，用3D打印机等在第一接合材料3的表面构成三维结构体7。作为三维结构体7，用与第一接合材料3不同的材料构成。此时，在构建三维结构体7前，可以预先对第一接合材料3的表面(对应于界面11的表面)进行表面处理。例如，可以预先在第一接合材料3的表面形成凹凸形状或多孔形状，也可以进行氧化涂层去除处理或接合助剂(如焊剂)涂敷等。另外，还可以进行电镀、利用PVD或CVD等进行涂覆等所需的表面处理。例如，通过在三维结构体7的表面形成与第二接合材料5的金属发生冶金反应或促进冶金反应的金属层，或者在三维结构体7的表面附着细小的金属粉，能够进一步提高接合强度。
此外，在本实施方式中，三维结构体7由方形格子构成，该方形格子的格子部9a的方向由垂直于界面11的方向A和与其正交的方向B(省略垂直于纸面的方向。以下同理)构成。此外，关于格子的方向，将在后面详细说明。
接着，如图2B所示，在三维结构体7的空间部9b填充第二接合材料5。此外，在将第二接合材料5填充于三维结构体7的空间部9b时，利用该制造方法使用所需的模具等，但省略图示。
将第二接合材料5填充到三维结构体7的空间部9b的方法不被特别限定，例如能够应用熔融锻造法、高压铸造法、压铸法、重力铸造法等一般的铸造方法。此时，为了将第二接合材料5充分地填充到空间部9b的每个角落以提高质量，尤其优选熔液锻造法、高压铸造法、压铸法。另外，为了通过三维结构体7与第二接合材料5的冶金反应得到更加牢固的接合，优选长时间在高温下保持第二接合材料5与三维结构体7的界面、且容易发生反应的熔液锻造法、高压铸造法。
通过熔融的第二接合材料5与三维结构体7长时间在高温下紧密接触来促进第二接合材料5与三维结构体7的界面的反应层的生成。反应层是在第二接合材料5与三维结构体7的界面生成的金属间化合物。例如，若三维结构体7是马氏体时效钢等铁系材料，第二连接合料5是铝合金系，则反应层由FeAl3、Fe2Al3等金属间化合物生成。另外，若三维结构体7是Ni系合金材料，第二接合材料5是铝合金系，则反应层由NiAl3、Ni2Al3、NiAl、Ni5Al3等金属间化合物生成。如此，优选在三维结构体7与第二接合材料5的界面形成有反应层。此外，反应层(金属间化合物)不限于这些，由三维结构体7和第二接合材料5中使用的金属种类由各种金属间化合部构成。
其中，一般而言，金属间化合物比母材脆，在金属加工(铸造)领域一直避免粗大的金属间化合物的生成。然而，发明人们发现，一定程度的金属间化合物(反应层)的存在能够提高异种金属的接合强度。例如，发明人们发现，界面的接合强度根据反应层的大小而变化，当位于界面的反应层的量增加时，接合强度有增大到某种程度的倾向。更详细地说，在截面观察中发现，当金属间化合物相对于三维结构体7与第二接合材料5的界面长度的形成长度(以下称为反应层率)为5％以上60％以下时，能够得到高接合强度。
反应层率小于5％时，无法充分得到因金属间化合物的存在而引起的接合强度的增加效果。另一方面，若金属间化合物相对于三维结构体7与第二接合材料5的界面长度的形成长度大于60％，则如上所述，有可能产生因金属间化合物而引起的材料自身的强度降低。
另外，作为反应层率的测量方法，例如，首先，在能够确认金属间化合物的截面的金属光学照片(例如倍率100倍左右)中，任意选择300μm以上(更优选为500μm以上)的界面范围。对于该界面范围(界面长度)，通过测量金属间化合物在界面上生成的长度，能够计算出反应层率。另外，优选在测量时，除去界面形状复杂的部位(特异点)，尽量选择平坦、接近平均反应层率的部位，取至少三处测量值的平均值。
如上所述，熔融的第二接合材料5与三维结构体7越是长时间在高温下紧密接触，反应层的生成越容易生成、成长。因此，能够通过第二接合材料5的熔解温度(溶液温度)、在熔融状态下接触的时间(凝固时间)、三维结构体7的预热温度等铸造条件来控制反应层的形成状态。例如，优选在将第二接合材料5填充到模具中后，在开模前保持用于在三维结构体7与第二接合材料5的界面形成金属间化合物的金属间化合物形成保持时间。通过适当设定金属间化合物形成保持时间，能够调整金属间化合物相对于三维结构体7与第二接合材料5的界面长度的形成长度。
此外，一般而言，在铸造金属时，通过提高冷却速度能够细化晶粒，品质稳定，并且缩短循环时间，因此也能够降低制造成本。例如，铝的压铸法中，在模具设置多个内部冷却机构，铸造开始时的模具温度也低。因此凝固时间非常短，为几秒到几十秒，即使是大型产品的情况下，最长也不到一分钟，因此很难生成反应层。另外，在重力模具铸造法、低压铸造法中，凝固时间变长10分钟左右，但铸造压力降低至0.1MPa，对熔液加压使其与三维结构体7紧贴并不充分，因此难以生成反应层。
另一方面，熔液锻造法或高压铸造法在熔融状态下接触的时间(凝固时间)长，而且铸造压力高达100MPa左右，能够对熔液加压从而持续与三维结构体7紧贴，因此容易生成反应层，是优选的铸造法。如此，在高压(例如50MPa以上，更优选为80MPa以上)下填充熔液后，延长到开模为止的保持时间(至少1分钟以上，进一步优选为2分钟以上，更优选为4分钟以上)，由此能够得到所需的金属间化合物。
此外，还可以在将第二接合材料5填充于三维结构体7之前，对三维结构体7的表面实施如上所述的表面处理。另外，还可以在形成三维结构体7之后，进行用于消除三维结构体7的应力或调质的热处理。通过以上，能够得到异种金属材料接合结构物1。
如上所述，根据第一实施方式，通过三维结构体7接合第一接合材料3与第二接合材料5，能够牢固地接合两个材料。例如，在通过铸造等直接在第一接合材料3的表面构成第二接合材料5的情况下，有时无法充分确保在两个材料的界面11的接合强度。在该情况下，通过使与接合第一接合材料3的三维结构体7与第二接合材料5一体化，能够以高接合强度接合两个材料。即，在本实施方式中，在第一接合材料3与三维结构体7的接合强度>第一接合材料3与第二接合材料的接合强度的情况下有效。
另外，能够通过三维结构体7的形状(格子部9a的形状、体积率、以及空间部9b的形状、体积率)调节三维结构体7与第二接合材料5的接合强度。此时，通过用3D打印机构建三维结构体7，能够以任意形状设计三维结构体7。因此，能够通过根据三维结构体7或第二接合材料5的材质，设计所需形状的三维结构体7，从而确保充分的接合强度。
另外，三维结构体7不仅配置在第一接合材料3的界面附近，还配置在第二接合材料5的内部。因此，能够用三维结构体7缓和第一接合材料3与第二接合材料5的刚性和硬度等机械特性的差异、热膨胀率的差异带来的影响。例如，通过适当地设计三维结构体7的形状、结构、第二接合材料5的填充深度等，能够抑制并防止在界面11的破坏，并能够自由地设计、控制异种金属材料接合结构物1的机械特性、热特性等。
另外，通过在三维结构体7与第二接合材料5的界面形成反应层，能够得到更高的接合强度。
(第二实施方式)
接着，对第二实施方式进行说明。图3是示出第二实施方式的异种金属材料接合结构物1a的局部截面立体图，图4是异种金属材料接合结构物1a的侧视图(第二接合材料5的透视图)。此外，在以下的说明中，对达到与第一实施方式相同的功能的结构标注与图1～图2B相同的附图标记，并省略重复的说明。
异种金属材料接合结构物1a是与异种金属材料接合结构物1大致相同的结构，但在采用三维结构体7a这一点上不同。三维结构体7a与三维结构体7同样为格子状，但其格子的朝向不同。如上所述，在第一实施方式中，三维结构体7的格子部9a的方向为与第一接合材料3的界面11垂直的方向A和与其垂直的方向B(参考图2A)。
另一方面，在第二实施方式中，三维结构体7a的格子部9a的方向为相对于与第一接合材料3的界面11垂直的方向A倾斜的方向C、D(省略与纸面垂直的方向)(参照图4)。
其中，在方形格子的情况下，由格子部9a形成，构成格子的一个单位的立方体的内部成为空间部9b。因此，该空间部9b的该立方体在连续方向上连续。即，空间部9b连续的方向与任一个格子部9a的轴向一致。
此外，在本实施方式中，将格子的基本单位结构的连续方向(格子部9a的轴向)设为格子的形成方向，将由此生成的空间部9b连续的方向设为空间部9b的形成方向。即，格子状的三维结构体7a的至少一部分空间部9b的形成方向不是垂直于与第一接合材料3的界面11的连续直线方向(第一接合材料3与第二接合材料5的接合方向，图中的A)，而是相对于与界面11垂直的方向倾斜(即，不是0°或90°)。
接着，对使格子的形成方向倾斜带来的效果进行说明。首先，为了进行比较，对第一实施方式的异种金属材料接合结构物1进行说明。图5A是异种金属材料接合结构物1的平面的概念图，图5B是图5A的E-E线剖视图。此外，在以下的说明中，简单起见，概略示出格子形状的布局，为了容易理解格子部9a的方向，用矩形表示格子部9a的截面形状。
如图5B所示，在与格子部9a的轴向垂直的截面中，格子部9a相对于第一接合材料3与第二接合材料5的接合方向A和与其垂直的方向B排列。此时，如上所述，空间部9b的形成方向也成为第一接合材料3与第二接合材料5的接合方向A和与其垂直的方向B。
图6是示出填充于格子部9a和空间部9b的第二接合材料5的位置关系的概念图。其中，研究向第一接合材料3与第二接合材料5的接合方向(与界面11垂直的方向)施加载荷F的情况。
其中，在上述反应层不充分的情况下，三维结构体7与第二接合材料5的接触界面的接合强度小。因此，认为若除去三维结构体7与第二接合材料5的接触界面处的接合强度，则三维结构体7与第二接合材料5的接合强度主要通过三维结构体7和第二接合材料5各自的部件本身的拉伸强度、以及第二接合材料5与三维结构体7的一体化带来的锚定效果而得到。另外，为了容易地将第二接合材料5填充到三维结构体7的空间部9b中，通常选择熔点比第一接合材料3或三维结构体7低的材质，因此，一般来说，第二接合材料5是强度比第一接合材料3或三维结构体7低的材质。
如图所示，三维结构体7的上方(图中范围G)仅为第二接合材料5，因此成为第二接合材料5自身的拉伸强度。因此，作为第二接合材料5的材质，需要选择具有异种金属材料接合结构物1所需的强度的材质。
另一方面，在与三维结构体7交叉的部位(图中范围H)，通过格子部9a，与范围G的截面积(图中J)相比，第二接合材料5的截面积(图中K的总和)变小。另一方面，在格子部9a的下方，期待锚定效果(图中L)。因此，在比图中范围H更靠下方的部位，通过锚定效果，格子部9a彼此之间的剪切力起作用，从而能够提高接合强度。
如此，第一接合材料3与第二接合材料5的接合强度中第二接合材料5的截面积(即，与界面11平行的截面中空间部9b的截面积)和格子部9a的剪切力(锚定效果)的设计很重要。
其中，在图6所示的例子中，格子部9a相对于界面11大致垂直地排列成连续直线状。即，空间部9b的形成方向为格子部9a相对于界面11大致垂直地连续直线状。在该情况下，格子部9a间的截面积K相对于界面11大致垂直地以连续直线状重复。在这种情况下，无法高效地得到三维结构体7的深度方向的各层的锚定效果。
图7A、图7B是示出第二实施方式的异种金属材料接合结构物1a的图，图7A对应于图5B，图7B对应于图6。相对于第一实施方式，在第二实施方式中，如图所示，使格子部9a(空间部9b)的形成方向从与界面11垂直的方向倾斜(在图示的例子中为45°)。
如图7B所示，在异种金属材料接合结构物1a的三维结构体7a中，在范围I中，用第二接合材料5的截面积N决定断裂强度。即，与异种金属材料接合结构物1的三维结构体7相同。另外，在范围M以下时，除了基于截面积O的断裂强度之外，还能够得到基于锚定效果P的断裂强度提高的效果。
其中，即使在三维结构体7与三维结构体7a为相同的格子间隔的情况下，也能够通过倾斜地配置格子，使得三维结构体7a与三维结构体7相比，增大与界面11平行的截面中的第二接合材料5的截面积O。另外，由于空间部9b(即，最小截面积O)没有在与界面11垂直的方向形成为连续直线状，所以在三维结构体7的深度方向的各层中，能够更高效地得到锚定效果。因此，能够提高第一连接材料3与第二连接材料5的接合强度。
根据第二实施方式，能够得到与第一实施方式相同的效果。另外，通过使三维结构体7a的空间部9b的形成方向相对于与第一接合材料3的接合方向(与界面11垂直的方向)倾斜，能够更高效地得到相对于该方向的拉伸载荷的锚定效果。
(第三实施方式)
接着，对第三实施方式进行说明。为了进行比较，图8A是示出第一实施方式的异种金属材料接合结构物1的侧视图(第二接合材料5的透视图)，图8B是示出本实施方式的异种金属材料接合结构物1b的侧视图(第二接合材料5的透视图)。
异种金属材料接合结构物1b是与异种金属材料接合结构物1大致相同的结构，但在采用三维结构体7b这一点上不同。三维结构体7b例如是将三维结构体7以垂直于界面11的中心线为旋转中心向格子部9a(空间部9b)施加扭转而得到的形态。
图9是示出三维结构体7、7a、7b中的格子的形成方向(空间部9b)的形成方向的概念图。如上所述，在三维结构体7中，空间部9b的形成方向在垂直于界面11的方向上成为连续直线状(图中Q)。
另一方面，如上所述，在第二实施方式的三维结构体7a中，空间部9b的形成方向在从垂直于界面11的方向倾斜的方向上成为连续直线状(图中R)。如此，在三维结构体7a中，通过使空间部9b的形成方向相对于与第一接合材料3的接合方向倾斜，能够对向与第一接合材料3的接合方向的载荷更高效地发挥锚定效果。然而，由于空间部9b形成为连续直线状，因此对于与空间部9b的形成方向平行的载荷，会产生与三维结构体7同样的问题。
对此，在本实施方式的三维结构体7b中，空间部9b的形成方向以与界面11垂直的轴为旋转中心成为螺旋状(图中S)。即，异种金属材料接合结构物1b的三维结构体7b的空间部9b的形成方向相对于与第一接合材料3的接合方向弯曲。如此，通过将格子形成为螺旋状，空间部9b的一部分不形成为连续直线状，其结果是，对于任一方向都能够高效地发挥锚定效果。
此外，若空间部9b的形成方向弯曲，则不一定限定于是螺旋状的扭转形状。另外，在界面11的旋转中心，空间部9b有可能残留形成为连续直线状的部位，但只要至少一部分空间部9b的形成方向相对于与第一接合材料3的接合方向弯曲，就能够得到本实施方式的效果。
根据第三实施方式，能够得到与第一实施方式等相同的效果。另外，通过使三维结构体7b的空间部9b的形成方向弯曲，从而对于任一方向的拉伸载荷，都能够更高效地得到锚定效果。
(第四实施方式)
接着，对第四实施方式进行说明。图10A是示出第四实施方式的异种金属材料接合结构物1c的侧视图(第二接合材料5的透视图)，图11A是图10A的T-T线剖视图，图11B是图10A的U-U线剖视图，图11C是图10A的V-V线剖视图。
异种金属材料接合结构物1c是与异种金属材料接合结构物1大致相同的结构，但在采用三维结构体7c这一点上不同。三维结构体7c由大致方形格子构成，但根据部位不同，格子部9a的粗细也不同。详细而言，三维结构7c具有截面积倾斜部，该截面积倾斜部的与界面11平行的截面的截面积(格子部9a的截面积，以下相同)随着远离第一接合材料3而减小。即，随着三维结构体7c远离第一接合材料3，其与界面11平行的截面的格子部9a的截面积减小，空间部9b的截面积增加。
其中，截面积倾斜部并不一定限定于截面积连续变化的部位。例如，格子部9a的粗细也可以不逐渐变化，而是如图10B所示的异种金属材料接合结构物1d的三维结构体7d那样，格子部9a的粗细阶段性地变化。如此，构成格子的格子部9a的截面积也可以阶段性地变化。即，截面积倾斜部只要截面积连续或间歇地变化即可，根据需要，计算出每隔预定间隔的平均截面积，并形成为预定范围的平均截面积随着远离第一接合材料3而变小即可。
其中，优选为在与第一接合材料3的界面11中，三维结构体7c、7d的格子部9a的截面积为预定以上。例如，优选为在界面11中，格子部9a的截面积为总截面积(格子部9a与空间部9b之和)的80％以上，特别优选为在界面11中没有空间部9b(即，格子部9a的截面积100％)。在该情况下，在远离第一接合材料3的位置形成空间部9b。另外，三维结构体7c、7d的最上部的截面积(格子部9a的截面积)优选为30％以下。通过这样设置，能够更可靠地得到使截面积变化的效果。
如上所述，第二接合材料5和第一接合材料3在接触部的接合力小。因此，在界面11中，即使第二接合材料5与第一接合材料3接触，对接合强度的影响也较小。与此相对，在界面11中，若三维结构体7c、7d与第一接合材料的接合面积大，则两者的接合力变高。因此，优选为三维结构体7c、7d大致无间隙地形成于与第一接合材料3的界面11。
图12是示出异种金属材料接合结构物1c的格子部9a与第二接合材料5的位置关系的概念图。如上所述，第二接合材料5的断裂强度取决于其截面积(与界面11平行的截面积)，但在范围X中，由于格子部9a的截面积小，因此第二接合材料5的截面积大。因此，能够控制范围X中的接合强度的降低。另一方面，在比范围X更深的部位，第二接合材料5的截面积逐渐变小，但格子部9a的锚定效果(剪切力)增加，因此能够确保充分的接合强度。
另外，由于第二接合材料5与格子部9a的截面积比逐渐变化，因此，例如能够抑制局部地施加由第二接合材料5和格子部9a的热膨胀系数的差异引起的热应力等而使其分散。另外，由于通过三维结构体的接合部弯曲变形来使机械应力分散，因此能够提高疲劳强度。因此，能够进一步提高接合材料的可靠性。
另外，如此，作为形成截面积倾斜部的方式，可以是图13A所示的异种金属材料接合结构物1e、或图13B所示的异种金属材料接合结构物1f。异种金属材料接合结构物1e的三维结构体7e与异种金属材料接合结构物1a的三维结构体7a同样地，格子部9a(空间部9b)的形成方向从与界面11垂直的方向倾斜地形成。另外，还具有截面积倾斜部，其与界面11平行的截面的截面积随着远离第一接合材料3而减小。通过这样设置，能够同时得到倾斜地形成格子部9a(空间部9b)的效果和形成截面积倾斜部的效果。
另外，异种金属材料接合结构物1f的三维结构体7f与异种金属材料接合结构物1b的三维结构体7b同样地，以扭转格子的方式形成为螺旋状，格子部9a(空间部9b)弯曲。而且，还具有截面积倾斜部，其与界面11平行的截面的截面积随着远离第一接合材料3而减小。通过这样设置，能够同时得到使格子部9a(空间部9b)弯曲的效果和形成截面积倾斜部的效果。此外，只要具有与界面11平行的截面的截面积随着远离第一接合材料3而减小的截面积倾斜部，则三维结构体也可以不是格子状，尤其形态不被限定。
根据第四实施方式，能够得到与第一实施方式等相同的效果。另外，由于三维结构体具有截面积随着远离第一接合材料3而减小的截面积倾斜部，因此能够进一步提高接合强度。另外，由于第二接合材料5与三维结构体的面积比逐渐变化，因此即使在受到热循环等环境下，也很难产生局部应力集中。另外，由于通过三维结构体的接合部弯曲变形来使机械应力分散，因此能够提高疲劳强度。另外，由于三维结构体7具有截面积随着远离第一接合材料3而减小的截面积倾斜部，因此能够在三维结构体7与第二接合材料5的接合结构物内形成最大的接合强度的截面积比部。因此，无需预先计算设定最佳的截面积比，能够容易地得到接合强度高的异种金属材料接合结构物。
实施例
首先，对反应层(金属间化合物)相对于铸造条件的的生成形态进行了评价。在评价中，使用了φ25×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：Concept-Laser公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图2A所示的三维结构体(第一实施方式)。各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为45％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面在垂直方向上延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在改变了预热温度的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa的铸造压力，改变凝固保持时间(填充熔液后到开模为止的时间)，利用高压铸造法将在预定温度下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。然后，对三维结构体与第二接合材料的界面进行了反应层的生成的确认。
图14A是示出观察截面的一个例子的图，图14B是图14A的C部放大图。在图14A、图14B中，A部是三维结构体，B部是第二接合材料。另外，在图14B中，X部是反应层。此外，图15是图14B的模式图。
对反应层进行元素分析时，检测出Fe为10mass％以上，远远高于第二接合体的A2017铝合金的Fe成分标准(0.7mass％以下)，表明是通过三维结构体(马氏体时效钢)与第二接合体的A2017铝合金的冶金反应而产生的金属间化合物。
接着，在截面中，设定边界长度La，计算出其之间的金属间化合物的长度Lb之和。此外，在图14B中测量出的结果为：测量长度＝390μm，金属间化合物总长＝230μm，反应层率为59％。在任意30处进行该测量，将Lb的总和/边界长度La×100％作为反应层率。
在本次试验范围内，没有反应层率超过60％的。因此，用以下表1所示的评价方法，对各条件进行了评价。另外，评价结果如表2、表3所示。
表1
反应层率 评价
30％以上 excellent
10％以上且小于30％ good
5％以上且小于10％ average
小于5％ bad
表2
表3
表2是预热温度450℃的结果，表3是预热温度350℃的结果。结果表明，在保持时间为30秒时，在任一条件下都没有生成足够的金属间化合物。另外，预热温度及熔液温度较高的一方能够得到良好的结果，作为凝固保持时间较长的一方能够得到良好的结果。此外，若保持时间过长，则循环时间变长，生产性降低。另外，若金属间化合物的生成量过多，则材料强度降低的影响有可能变大。因此，作为凝固保持时间，优选为10分钟以下。
接着，用不同的接合结构接合第一接合材料与第二接合材料，并评价了此时的接合强度(拉伸强度)。
(实施例一)
使用了φ25×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：Concept-Laser公司)，用激光溶融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图2A所示的三维结构体(第一实施方式)。各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为45％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面在垂直方向上延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa的铸造压力，通过凝固保持时间(填充熔液后到开模为止的时间)为8分钟的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(实施例二)
使用了φ25×105mm的SKD61(热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：Concept-Laser公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图4所示的三维结构体(第二实施方式)。此外，各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为50％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面在倾斜方向上延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa，通过凝固保持时间为8分钟的铸造压力的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(实施例3)
使用了φ25×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：EOS公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图8B所示的三维结构体(第三实施方式)。各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为45％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面以螺旋状延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa，通过凝固保持时间为8分钟的铸造压力的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(AC4C)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(实施例四)
使用了φ25×105mm的SKD61(热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：EOS公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图13A所示的三维结构体(第四实施方式)。此外，界面附近的格子部的截面积为80％以上，三维结构体的最上部的格子部的截面积为30％以下。即，马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积形成为随着远离第一接合材料而变小。
将该第一接合材料和三维结构体在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa的铸造压力，通过凝固保持时间为8分钟的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(AC4C)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(实施例5)
使用了φ25×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，使用金属3D层叠结构机(粉末床方式：Concept-Laser公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图2A所示的三维结构体(第一实施方式)。各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为45％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面在垂直方向上延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以80MPa的铸造压力，通过凝固保持时间为30秒的压铸法，将在800℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(实施例6)
使用了φ25×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，采用金属3D层叠结构机(粉末床方式：Concept-Laser公司)，用激光熔融层叠马氏体时效钢粒子(粒径10～30μm)，形成高度为10mm的如图2A所示的三维结构体(第一实施方式)。各部的截面积(与界面平行的截面的格子部的截面积)固定为45％。即，使马氏体时效钢形成的格子部和空间部的截面积率相同，形成了空间部相对于第一接合材料的端面在垂直方向上延伸的三维结构体。
将该第一接合材料和三维结构体在350℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa，通过凝固保持时间为8分钟的铸造压力的高压铸造法，将在700℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到三维结构体的空间部中。对得到的异种金属材料接合结构体进行了T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。之后，制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。
(比较例1)
使用了φ30×105mm的SKD61(热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料端面，通过蚀刻法(NMT法或T液)，形成凹部(深度1～3μm)。将该接合材料在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa，通过凝固保持时间为8分钟的铸造压力的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到第一接合材料的凹部。对得到的异种金属材料接合结构体进行了与实施例1、2相同的T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。其结果是，所有试验体在水淬时从接合面断裂。因此，无法进行拉伸试验。此外，作为反应层，在第一接合材料与第二接合材料的界面进行了评价。
(比较例2)
使用了φ30×105mm的SKD61(热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料端面，通过激光凹坑(DLAMP)形成法在端部表面形成凹部(槽宽10μm～20μm、槽深100μm～500μm)。将该接合材料在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa的铸造压力，通过凝固保持时间为8分钟的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(A2017)填充并浸渗到第一接合材料的凹部。对得到的异种金属材料接合结构体进行了与实施例1、2相同的T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。其结果是，多数的试验体在水淬时从接合面断裂。用未断裂的试验体制作拉伸试验片(φ20mm)，测量拉伸强度。此外，作为反应层，在第一接合材料与第二接合材料的界面进行了评价。
(比较例3)
使用了φ30×105mm的DH2F(易切削型热轧工具钢)的圆棒材料作为第一接合材料。在第一接合材料的端面，通过喷焊法，在端部表面制造形成了具有Zn·SUS·Fe合金的凹凸的喷焊层(厚度10～30μm)。将该接合材料在450℃的加热炉中预热2小时后，设置到模具内。作为第二接合材料，以100MPa的铸造压力，通过凝固保持时间为8分钟的高压铸造法，将在800℃下熔解的铝合金(AC4C)填充并浸渗到第一接合材料的凹凸部。对得到的异种金属材料接合结构体进行了与实施例1、2相同的T4热处理(固溶处理500℃×4小时→水淬→自然时效处理)。其结果是，所有试验体在水淬时从接合面断裂。因此，无法进行拉伸试验。此外，作为反应层，在第一接合材料与第二接合材料的界面进行了评价。
以上的结果如表4所示。
表4
根据结果，使用了三维结构体的接合结构物能够确保高拉伸强度。尤其是，如果是一定的截面积，则与使三维结构体的格子方向相对于接合面垂直的实施例1相比，使三维结构体的格子方向相对于接合面倾斜的实施例2的拉伸强度增加。另外，通过将三维结构体的格子方向设为螺旋状，进一步增加了拉伸强度。另外，形成了截面积倾斜部的实施例4与实施例1、2相比，能够确保高拉伸强度。
另外，由于实施例5是压铸法，因此反应层少，拉伸强度变小。如此，在冶金接合力变小的铸造方法中，通过三维结构体的梁结构的锚定效果，拉伸强度在一定程度上变大，但与同一结构体中反应层大的实施例1相比拉伸强度降低。如此，通过充分的凝固保持时间(反应层形成保持时间)形成反应层，能够提高拉伸强度。
另外，虽然实施例6是高压铸造法，但是由于预热温度低，熔液温度也低，因此反应层的评价为“good”。因此，与具有相同接合结构的实施例1相比，冶金接合力变小，并且与实施例1相比，拉伸强度略减小。
与此相对，在形成了以往的表面凹凸形状的比较例中，几乎所有的试验体在水淬时都发生了断裂。可以认为这是由于接合强度弱，无法承受水淬时热收缩的应力而断裂。另外，即使水淬时不断裂，接合强度也明显降低。比较例的表面的凹凸都小，锚定效果非常小，因此没有发现像本发明的三维结构体那样通过梁产生的牢固的锚定效果引起的接合力的提高。
此外，比较例与同一铸造条件的实施例1相比反应层非常小。实施例1在三维结构体的细梁部被熔液铸包的状态下，长时间维持高温状态，由此容易生成反应层，与此相对，比较例由于第一接合体与第二接合体在界面接触，所以界面的热向第一接合体的母材(根部)侧移动，界面温度难以保持在高温，认为反应没有进行。此外，在上述的例子中全部是进行了T4处理得到的结果，但即使是其他的调质也显示出同样的倾向。
以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明的技术范围不限于上述实施方式。本领域技术人员显然能够在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，应该理解，这些变更或修正当然也属于本发明的技术范围。
附图标记说明：
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f：异种金属材料接合结构物
3：第一接合材料
5：第二接合材料
7、7a、7b、7c、7d、7e、7f：三维结构体
9a：格子部
9b：空间部
11：界面

Claims (12)

1.一种异种金属材料的接合结构物，其特征在于，具备：
金属制的第一接合材料；
金属制的三维结构体，其与所述第一接合材料接合，并且具有空间部；以及
金属制的第二接合材料，其填充于所述三维结构体的所述空间部；
所述第一接合材料与所述第二接合材料通过所述三维结构体接合。
2.根据权利要求1所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
在所述三维结构体与所述第二接合材料的界面形成有金属间化合物，在截面观察中，所述金属间化合物相对于所述三维结构体与所述第二接合材料的界面长度的形成长度为5％以上60％以下。
3.根据权利要求1所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
所述三维结构体具有截面积倾斜部，所述截面积倾斜部的平行于与所述三维结构体的界面的截面的截面积随着远离所述第一接合材料而减小。
4.根据权利要求1所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
所述三维结构体在与所述第一接合材料的界面大致无间隙地形成，并在远离所述第一接合材料的位置形成所述空间部。
5.根据权利要求1所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
所述三维结构体为格子状，所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向不是相对于与所述第一接合材料的接合面垂直的连续直线方向。
6.根据权利要求4所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
所述三维结构体的至少一部分空间的形成方向相对于与所述第一接合材料的接合方向倾斜。
7.根据权利要求4所述的异种金属材料的接合结构物，其特征在于，
所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向相对于与所述第一接合材料的接合方向弯曲。
8.一种异种金属材料的接合方法，其特征在于，具备：
工序a，在金属制的第一接合材料上形成具有空间部的金属制的三维结构体；以及
工序b，通过高压铸造将金属制的第二接合材料填充到所述三维结构体的所述空间部；
所述第一接合材料与所述第二接合材料通过所述三维结构体接合。
9.根据权利要求8所述的异种金属材料的接合方法，其特征在于，具备：
工序c，将所述第二接合材料填充到模具后，在开模前保持用于在所述三维结构体与所述第二接合材料的界面形成反应层的反应层形成保持时间。
10.根据权利要求8所述的异种金属材料的接合方法，其特征在于，
所述三维结构体具有截面积倾斜部，所述截面积倾斜部的平行于与所述三维结构体的界面的截面的截面积随着远离所述第一接合材料而减小。
11.根据权利要求8所述的异种金属材料的接合方法，其特征在于，
所述三维结构体为格子状，所述三维结构体的至少一部分所述空间部的形成方向不是相对于与所述第一接合材料的接合面垂直的连续直线方向。
12.根据权利要求8所述的异种金属材料的接合方法，其特征在于，
在所述工序a中，用3D打印机形成所述三维结构体。
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