JP5452068B2 - スタンプ成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形型内に収容された半凝固スラリーとワークとを互いに接合して接合成形品を得るスタンプ成形方法に関する。

組成が互いに相違する金属材同士を接合して接合成形品を得る手法の１つとして、半凝固スラリーを用いた射出成形が開示されている。すなわち、成形型内にワークを収容し、型締めを行った後に半凝固スラリーを注入して該半凝固スラリーをキャビティの形状に対応する形状に成形するとともに、該半凝固スラリーを前記ワークに接合する手法である（例えば、特許文献１参照）。ここで、「半凝固スラリー」とは、特許文献１にも記載されている通り、固液共存状態の溶湯を指称する。なお、一般的に、半凝固スラリーは、加圧された際にはじめて流動性を示す程度に軟質である。

別の手法としては、鋳ぐるみ部材を接合する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この手法は、ワーク（被鋳ぐるみ材）を収容した成形型内に金属溶湯を充填して固化するものである。金属溶湯は成形型のキャビティの形状に従って固化し、この際にワークに接合する。

しかしながら、いずれにおいても、ワークと半凝固スラリー、換言すれば、金属材同士の強度や接合品質が安定した金属接合を得ることは容易ではない。そこで、特許文献２記載の従来技術においては、Ａｌ合金からなる半凝固スラリーを成形する際の加圧力を２００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ²とすることにより、該半凝固スラリーのワークに対する濡れ密着性を向上させることを試みている。

特開２００１−５８２５３号公報 特開平１０−９９９６１号公報

しかしながら、特許文献２記載の従来技術では、溶湯状態で金型に注入し、半凝固状態まで冷却させるので、溶湯の温度のバラツキ幅が大きく、このために半凝固スラリーの固相率にムラが生じる。

そこで、半凝固スラリー及びワークを金型に予め収容して成形を行うことが想起されるが、この場合、半凝固スラリーの固化物とワークとの接合強度を確保することが容易ではないという問題が指摘されている。この観点から、半凝固スラリーの固化物とワークとの接合強度を一層向上することが希求されている。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、半凝固スラリーの固化物とワークとの接合強度が大きな接合成形品を効率よく得ることが可能なスタンプ成形方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、成形型内に収容された半凝固スラリーとワークとを互いに接合することで接合成形品を得るスタンプ成形方法であって、
前記ワークを前記成形型に収容する前又は収容した後に、該ワークを、該ワークと前記半凝固スラリーとを拡散接合することが可能な温度に到達させる工程と、
前記ワークとともに前記成形型に収容された前記半凝固スラリーを成形するとともに、前記ワークの少なくとも一端面上において前記半凝固スラリーを摺動させることで、ワークに存在する酸化膜、及び半凝固スラリーの表面に存在する酸化膜の双方を破壊して金属面同士を露呈させ、露呈した金属面同士を拡散接合する工程と、
を有し、
前記ワーク及び前記半凝固スラリーとして、互いに合金種が相違するアルミニウム合金を用いることを特徴とする。

この場合、ワークにおける半凝固スラリーが摺動した端面では、１０ｎｍ程度の薄い酸化膜が破壊される。その一方で、半凝固スラリーがワークの端面に沿って摺動する最中、該半凝固スラリーの表面に存在する酸化膜も破壊される。すなわち、本発明においては、表面の酸化膜が破壊されることで金属面が露呈したワークが、表面から酸化膜が除去されることで金属面が露呈した半凝固スラリーに対向して接触する。

酸化膜が破壊された半凝固スラリーは、ワークにおける酸化膜が存在しない部位、すなわち、金属に対して良好な濡れ性を示す。従って、該ワークに対して半凝固スラリーが濡れ密着し、この状態で、半凝固スラリーが固化物となる。これに伴い、該固化物とワークとが堅牢に接合する。

しかも、この場合、半凝固スラリーの構成元素、例えば、Ｓｉがワークの内部に拡散する。上記から諒解されるように、ワークの温度が、半凝固スラリーに含まれる金属元素が該ワークに拡散することが可能な温度に到達しているからである。同時に、ワークの構成元素、例えば、Ｍｇが半凝固スラリーないしその固化成形体に拡散する。

すなわち、本発明によれば、ワークと半凝固スラリーの固化物とが拡散接合を介して接合する。このため、接合強度が優れた接合部を有する接合成形品を得ることができる。

なお、Ｓｉを主な添加元素として含有するアルミニウム合金からなる半凝固スラリーを用いた場合には、ワークの温度を３９５℃以上に設定すればよい。これにより、半凝固スラリーに含まれるＳｉをワークの内部に十分に拡散させることが可能となる。

半凝固スラリーの摺動距離は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。１０ｍｍ未満であると、ワークの表面の酸化膜が十分に破壊されないことがあるからである。

ワークの温度を上昇させるためには、例えば、該ワークを半凝固スラリーに接触させて待機すればよい。すなわち、この場合、半凝固スラリーからの熱伝達によってワークの温度が上昇する。

又は、成形型からワークに熱を伝達するようにしてもよい。この場合、スタンプ成形を実施する前に成形型を十分に予熱すればよい。さらにまた、成形型外でワークの予熱を行い、その後、成形型内にワークを収容するようにしてもよい。

本発明においては、温度が十分に上昇したワークの端面に沿って半凝固スラリーを摺動させることで該半凝固スラリー及びワークの表面から酸化膜を破壊し、この半凝固スラリーの材質である金属が露呈した部位を、金属面が露呈したワークに対向して接触させるようしている。このため、半凝固スラリーがワークに濡れ密着した状態で固化して固化物となる。

しかも、この場合、半凝固スラリーの金属元素がワークに拡散する一方、ワークの金属元素が半凝固スラリーに拡散するので、ワークと前記固化物との間で拡散接合が形成される。これにより、両者を互いに堅牢に接合することができる。

すなわち、本発明によれば、接合強度が優れた接合部を有する接合成形品を得ることができる。

本実施の形態に係るスタンプ成形方法によって得られた接合成形品としての自動車乗員室用ドアの全体概略縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 前記自動車乗員室用ドアにおいて、連結部材に含まれるＳｉ元素が第２ドア用フレーム部材に拡散して拡散接合が形成された状態を示すＳＥＭ写真である。 図１に示す自動車乗員室用ドアを製造するための金型装置の要部概略縦断面図である。 図４に示す金型装置によってワークを第２ドア用フレーム部材に成形した状態を示す要部概略縦断面図である。 図５に続き、半凝固スラリーの流動を開始させた状態を示す要部概略縦断面図である。 図７Ａ、図７Ｂは、流動の進行の度合いと、半凝固スラリーと第２ドア用フレーム部材の端部との位置関係を示す要部拡大縦断面図である。 半凝固スラリーが第１連結部材の形状に成形された状態を示す前記金型装置の要部概略縦断面図である。 型開きがなされて自動車乗員室用ドアが露呈した状態を示す前記金型装置の要部概略縦断面図である。 半凝固スラリーの温度及びワーク（第２ドア用フレーム部材）の温度を種々変更しながらスタンプ成形を行った場合の接合の度合いを示すグラフである。 スタンプ成形時におけるワーク（第２ドア用フレーム部材）の温度と、継手効率との関係を示すグラフである。 別の金型装置に収容されたワークの上端面に半凝固スラリーを載置した状態を示す要部概略縦断面図である。 図１２に続いて前記半凝固スラリーを成形した状態を示す要部概略縦断面図である。

以下、本発明に係るスタンプ成形方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１を参照し、本実施の形態に係るスタンプ成形方法によって得られた接合成形品としての自動車乗員室用ドア１０について説明する。なお、図１は、自動車乗員室用ドア１０の全体概略縦断面図である。

この場合、自動車乗員室用ドア１０は、ドア本体部１２を有する。このドア本体部１２は、横長の第１ドア用フレーム部材１６と、該第１ドア用フレーム部材１６の各端部に配置されて該第１ドア用フレーム部材１６の長手方向に対して略直交する方向に延在する第２ドア用フレーム部材１８及び第３ドア用フレーム部材２０と、これら第１ドア用フレーム部材１６、第２ドア用フレーム部材１８及び第３ドア用フレーム部材２０とともに略長方形をなす窓用フレーム部材２２で構成される。

第１ドア用フレーム部材１６の一端部と第２ドア用フレーム部材１８の一端部は第１連結部材２６を介して連結され、第２ドア用フレーム部材１８の他端部と窓用フレーム部材２２の一端部は、第２連結部材２８を介して連結されている。また、窓用フレーム部材２２の残余の他端部は第３連結部材３０を介して第３ドア用フレーム部材２０の一端部と連結され、該第３ドア用フレーム部材２０の他端部は第４連結部材３２を介して第１ドア用フレーム部材１６の他端部と連結されている。

本実施の形態において、第１ドア用フレーム部材１６、第２ドア用フレーム部材１８、第３ドア用フレーム部材２０及び窓用フレーム部材２２は同種のアルミニウム合金材であり、第１連結部材２６、第２連結部材２８、第３連結部材３０及び第４連結部材３２は、互いに同種であって且つ第１ドア用フレーム部材１６、第２ドア用フレーム部材１８、第３ドア用フレーム部材２０及び窓用フレーム部材２２とは合金種が異なるアルミニウム合金材である。第１ドア用フレーム部材１６、第２ドア用フレーム部材１８、第３ドア用フレーム部材２０及び窓用フレーム部材２２の材質と、第１連結部材２６、第２連結部材２８、第３連結部材３０及び第４連結部材３２の材質の一例としては、それぞれ、Ａ５１８２、ＡＣ４ＣＨ（ともにＪＩＳ）が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。

ここで、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面の一部を拡大して図２に示す。この図２から諒解されるように、第２ドア用フレーム部材１８の端部は第１連結部材２６の内部に埋入して該第１連結部材２６に接合している。埋入された端部の長さＤ１は、およそ１５ｍｍである。なお、図１から諒解されるように、第１連結部材２６の内部には、第１ドア用フレーム部材１６の一端部も埋入されて該第１連結部材２６に接合している。

図２に示すように、第１連結部材２６の表面には酸化膜３４が存在しており、第２ドア用フレーム部材１８は、この酸化膜３４を押し破るようにして第１連結部材２６の内部に埋入している。すなわち、第２ドア用フレーム部材１８は、第１連結部材２６の内部における酸化膜３４が存在しない箇所、換言すれば、第１連結部材２６の材質であるアルミニウム合金等が露呈した箇所で、該第１連結部材２６と接合している。

一方、第２ドア用フレーム部材１８において、第１連結部材２６から露呈した部位の表面にも酸化膜３６が存在している。なお、第１連結部材２６に埋入した部位には酸化膜３６は存在しない。後述するように、第１連結部材２６となる半凝固スラリーが第２ドア用フレーム部材１８の表面を摺動する際、この摺動によって酸化膜３６が破壊されるからである。

この接合部位においては、図３に示されるように、第１連結部材２６の金属元素であるＡｌが第２ドア用フレーム部材１８に融合している。すなわち、第２ドア用フレーム部材１８と第１連結部材２６とは、拡散接合を介して互いに接合している。

図示は省略するが、第２ドア用フレーム部材１８の残余の端部も窓用フレーム部材２２の一端部とともに第２連結部材２８に鋳ぐるまれており、同様に、窓用フレーム部材２２の他端部は第３ドア用フレーム部材２０の一端部とともに第３連結部材３０に鋳ぐるまれている。さらに、第３ドア用フレーム部材２０の他端部及び第１ドア用フレーム部材１６の他端部は、第４連結部材３２に鋳ぐるまれている。

勿論、これらの連結箇所においても、図２と同様に、各部材１８、２０、２２が各連結部材２６、２８、３０、３２の表面の酸化膜３４を押し破るようにして内部に埋入している。各々の埋入された端部の寸法は、第１連結部材２６に対する第２ドア用フレーム部材１８と同様に、略１５ｍｍである。また、連結部材２６、２８、３０、３２における酸化膜３４が存在しない内部では、各連結部材２６、２８、３０、３２（ＡＣ４ＣＨ）の主要添加元素であるＳｉが各部材１８、２０、２２の内部に拡散する一方、各部材１８、２０、２２（Ａ５１８２）の主要添加元素であるＭｇが各連結部材２６、２８、３０、３２の内部に拡散することにより、拡散接合が形成された状態となっている。

この自動車乗員室用ドア１０（接合成形品）は、その要部概略縦断面が図４に示される金型装置４０によって作製される。ここで、図４は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面に対応する部位を成形する部位を示している。

金型装置４０は、第２ドア用フレーム部材１８となるワーク４２を成形する成形型としての第１ダイ４４及び第１パンチ４６と、第１連結部材２６となる半凝固スラリー４８に対してスタンプ成形を施すための第２ダイ５０及び第２パンチ５２とを有する。この中、第１ダイ４４及び第２ダイ５０は固定盤５４上に設けられ、一方、第１パンチ４６及び第２パンチ５２は、前記固定盤５４に対して接近又は離間可能に設けられた可動盤５６における前記固定盤５４に臨む側の面に設けられる。

第１ダイ４４は、図示しない複数個のシリンダの各ロッド同士によって構成される第１ロッド列５８の先端に支持されている。このため、第１ダイ４４は、前記シリンダが同期して動作することによって第１ロッド列５８が同時に前進動作・後退動作することに追従し、鉛直方向に沿って変位する。

一方の第１パンチ４６は、図示しない複数個のシリンダの各ロッド同士によって構成される第２ロッド列６０の先端に支持されている。従って、第１パンチ４６もまた、前記シリンダが同期して動作することによって第２ロッド列６０が同時に前進動作・後退動作することに追従し、鉛直方向に沿って変位することが可能である。

第２ダイ５０は、固定盤５４上において、第１ダイ４４に隣接するように設置される。前記半凝固スラリー４８は、この第２ダイ５０の幅広な上端面に載置される。

なお、上端面、及び図４における右端部上面のそれぞれには、第１ノックアウトピン６２及び第２ノックアウトピン６４（図９参照）が突出・埋没自在に埋設されている。これら第１ノックアウトピン６２及び第２ノックアウトピン６４が前記上端面及び前記右端部上面から突出することに伴い、接合成形品が離型される。

第２パンチ５２は、半凝固スラリー４８を押圧するための型である。すなわち、半凝固スラリー４８は、第２パンチ５２から押圧されることによって圧潰されるとともに流動する。

以上の構成において、可動盤５６は、図示しない昇降機構の作用下に固定盤５４に対して接近又は離間する。可動盤５６が固定盤５４に対して接近したときに型締めがなされ、一方、可動盤５６が固定盤５４から離間したときに型開きがなされる。

本実施の形態に係るスタンプ成形方法は、上記のように構成された金型装置４０において、以下のようにして実施される。

はじめに、図４に示すように、第１ダイ４４と第１パンチ４６の間にワーク４２が挿入される。その一方で、第２ダイ５０の上端面に半凝固スラリー４８が載置される。半凝固スラリー４８は、第１ダイ４４に対して所定間隔、好ましくは１０ｍｍ以上離間した位置に配置される。また、ワーク４２の端部は、半凝固スラリーの高さ方向下端部と上端部の間に配置される（図５参照）。

上記したように、ワーク４２の材料としては、例えば、アルミニウム合金であるＡ５１８２を選定すればよく、半凝固スラリー４８の材料としては、例えば、Ａ５１８２とは合金種の異なるアルミニウム合金であるＡＣ４ＣＨを選定すればよい。なお、半凝固スラリー４８及びワーク４２の表面には、該表面が大気中の酸素によって酸化されて生成した、いわゆる不動態としての酸化膜３４、３６（図２及び図７参照）がそれぞれ存在する。

次に、図５に示すように、前記昇降機構の作用下に可動盤５６ごと第１パンチ４６及び第２パンチ５２を下降させる。この下降に伴って、先ず、第１ダイ４４と第１パンチ４６によって第１キャビティ６６が形成されるとともに、ワーク４２が該第１キャビティ６６の形状に対応する形状、すなわち、第２ドア用フレーム部材１８に対応する形状に成形される。第２ドア用フレーム部材１８の端部は、半凝固スラリー４８側に向かって延在するように、第１キャビティ６６から突出する。

なお、この時点では、半凝固スラリー４８が圧潰されることはない。

次に、図６に示すように、前記昇降機構の作用下に可動盤５６をさらに降下させる。これにより第２パンチ５２が半凝固スラリー４８を押圧しはじめ、その結果、該半凝固スラリー４８が圧潰されて流動を開始する。なお、第２ロッド列６０は同期して後退動作し、このため、第１キャビティ６６及び第２ドア用フレーム部材１８の位置が保持される。

半凝固スラリー４８中、第１ダイ４４及び第１パンチ４６側に流動した分は、当初は図７Ａに示すように第２ドア用フレーム部材１８の端部から離間しているものの、流動の進行に伴って端部に当接する。流動がさらに進行すると、図７Ｂに示すように、端部が前記半凝固スラリー４８を押圧するようになり、せん断力によって酸化膜３４を破く。

この時点での端部の埋入量は、約５ｍｍである。この状態が、図６に示される状態に対応する。

本実施の形態では、この状態で所定時間待機される。第２ドア用フレーム部材１８の端部が半凝固スラリー４８に埋入した状態であるので、第２ドア用フレーム部材１８に対し、半凝固スラリー４８から熱が伝達される。このため、第２ドア用フレーム部材１８の温度が上昇する。

最終的に、第２ドア用フレーム部材１８の温度が、半凝固スラリー４８の金属元素（例えば、Ｓｉ）が第２ドア用フレーム部材１８に拡散可能となり、且つ第２ドア用フレーム部材１８の金属元素（例えば、Ｍｇ）が半凝固スラリー４８に拡散可能となった時点、半凝固スラリー４８がＡＣ４ＣＨであり、且つ第２ドア用フレーム部材１８がＡ５１８２である場合には３９５℃に到達した時点で、半凝固スラリー４８の成形が行われる。すなわち、図８に示すように、可動盤５６がさらに下降される。

これにより、半凝固スラリー４８がさらに圧潰されて第２ドア用フレーム部材１８の下端面及び上端面の双方に沿っておよそ１０ｍｍ程度摺動する。この摺動によって主に第２ドア用フレーム部材１８の表面の酸化膜３４が破壊されるとともに、第２ドア用フレーム部材１８の端部が先端から約１５ｍｍ程度まで半凝固スラリー４８に埋入される。なお、半凝固スラリー４８の表面に存在する酸化膜３６もまた、前記の摺動に伴って破壊される。

摺動ないし流動した半凝固スラリー４８は、第１ダイ４４及び第１パンチ４６、及び第２パンチ５２のシール部６８によって堰止される。すなわち、半凝固スラリー４８は、第１ダイ４４、第１パンチ４６、第２ダイ５０及び第２パンチ５２によって形成される第２キャビティ７０に対応する形状に成形される。なお、この際、第１ロッド列５８が若干後退動作して第１ダイ４４を下降させ、可動盤５６が容易に下降することができるようにする。

酸化膜３６は、第２ドア用フレーム部材１８の表面にのみ存在し、内部には存在しない。また、上記したように、半凝固スラリー４８の表面の酸化膜３４も破壊される。従って、第２ドア用フレーム部材１８に対する半凝固スラリー４８の濡れ性が良好である。このように濡れ性が良好な半凝固スラリー４８に囲繞された第２ドア用フレーム部材１８の端部は、該半凝固スラリー４８の内部により濡れ密着される（図６参照）。しかも、第２ドア用フレーム部材１８の温度が、例えば、３９５℃以上と十分に上昇しているので、濡れ密着性がさらに良好となり、このために半凝固スラリー４８と第２ドア用フレーム部材１８とが互いに良好になじむようになるので、両者の間に間隙がない状態となる。

そして、第２ドア用フレーム部材１８の酸化膜３４が破壊され、表面にのみ存在し、内部には存在しない。また、上記したように、半凝固スラリー４８の表面の酸化膜が除去されている。この状態で半凝固スラリー４８が第２ドア用フレーム部材１８に濡れ密着するので、半凝固スラリー４８に含まれる元素、例えば、Ｓｉが第２ドア用フレーム部材１８に拡散する。本実施の形態においては、この拡散の進行と同時に、第２ドア用フレーム部材１８に含まれる元素、例えば、Ｍｇの半凝固スラリー４８への拡散も進行する。

この状態で半凝固スラリー４８を冷却固化させて第１連結部材２６とすれば、第２ドア用フレーム部材１８の端部と半凝固スラリー４８との間に新たな酸化膜が生成することを回避しながら、第１連結部材２６に対して該端部を連結することができる。

以上から諒解されるように、第１連結部材２６と第２ドア用フレーム部材１８とは拡散接合によって接合される。上記した通り、半凝固スラリー４８の成形時、該半凝固スラリー４８のＳｉ元素が第２ドア用フレーム部材１８に拡散しているからである。

同様にして、金型装置４０の別の箇所で第１ドア用フレーム部材１６、第３ドア用フレーム部材２０が成形され、且つ、窓用フレーム部材２２とともに第１連結部材２６、第２連結部材２８、第３連結部材３０又は第４連結部材３２中の所定の連結部材に鋳ぐるまれる。以上により、部材１６、１８、２０、２２の端部同士が連結部材２６、２８、３０、３２を介して接合された接合成形品としての自動車乗員室用ドア１０が得られる。

最後に、図９に示すように、前記昇降機構の作用下に可動盤５６が上昇することに伴って第１ダイ４４、第２ダイ５０から第１パンチ４６、第２パンチ５２が離間し、これにより型開きがなされる。そして、第１ノックアウトピン６２及び第２ノックアウトピン６４が第２ダイ５０から突出し、自動車乗員室用ドア１０が離型される。

このようにして得られた自動車乗員室用ドア１０（接合成形品）においては、部材１６、１８、２０、２２の端部と連結部材２６、２８、３０、３２のいずれかとの接合強度が大きい。上記から諒解されるように、部材１６、１８、２０、２２の端部と連結部材２６、２８、３０、３２との間に酸化膜３４、３６が介在することが回避されるとともに、各端部と連結部材２６、２８、３０、３２とが拡散接合を介して接合しているからである。

ここで、半凝固スラリー４８の温度及び第２ドア用フレーム部材１８の温度を種々変更しながらスタンプ成形を行い、第１連結部材２６と第２ドア用フレーム部材１８の接合の度合いを調べた結果をグラフとして図１０に示す。なお、図１０中のＴＳ、ＴＬは、それぞれ、半凝固スラリー４８としてＡＣ４ＣＨを用いたときの固相線温度、液相線温度である。すなわち、ＴＳ−ＴＬ間の温度では、半凝固スラリー４８は固液共存状態である。なお、本実施の形態で使用する半凝固スラリー４８の固相率は、概ね３０〜７０％である。また、この場合、第２ドア用フレーム部材１８の材料はＡ５１８２である。

図１０中、黒丸（●）は良好に接合した温度、白丸（○）は接合が不十分であった温度を示す。この結果から、第２ドア用フレーム部材１８の温度が３９５℃であると、接合結果が良好であることが分かる。

さらに、スタンプ成形時における第２ドア用フレーム部材１８の温度と、継手効率との関係をグラフにして図１１に示す。この図１１から、３９５℃を境に継手効率が急激に向上していることが諒解される。

このように、半凝固スラリー４８がＡＣ４ＣＨであるとき、ワークである第２ドア用フレーム部材１８の温度が３９５℃以上となると接合結果が著しく向上する理由は、上記したように、半凝固スラリー４８のＳｉ元素が第２ドア用フレーム部材１８に拡散するとともに、第２ドア用フレーム部材１８のＭｇ元素が半凝固スラリー４８に拡散することで第１連結部材２６と第２ドア用フレーム部材１８と拡散接合を介して接合するからであると考えられる。

なお、上記した実施の形態では、半凝固スラリー４８としてＡＣ４ＣＨを用いるとともに、ワークである第２ドア用フレーム部材１８（Ａ５１８２）の温度を３９５℃以上に設定するようにしているが、半凝固スラリー４８や第２ドア用フレーム部材１８の材質が相違する場合、該材質に応じて第２ドア用フレーム部材１８の温度を設定すればよい。なお、半凝固スラリー４８とワークとの温度差は、これらの材質に関わらず、２００℃以下であることが好ましい。

また、この実施の形態では、ワーク４２に対してプレス成形を施すことで第２ドア用フレーム部材１８に成形する場合を例示して説明しているが、ワーク４２に対するプレス成形を行うことなく、半凝固スラリー４８に対するスタンプ成形のみを行うようにしてもよい。

さらに、この実施の形態では、半凝固スラリー４８に第２ドア用フレーム部材１８の端部を挿入し、第２ドア用フレーム部材１８の温度が上昇した時点で、半凝固スラリー４８を第２ドア用フレーム部材１８の下端面及び上端面の双方に摺動させ、鋳ぐるみを行うようにしているが、図１２に示すように、下型８０に収容されたワーク８２の上端面に半凝固スラリー４８を載置した後、図１３に示すように、上型８４を降下させてスタンプ成形を行い、半凝固スラリー４８をワーク８２の上端面に沿ってのみ摺動させるようにしてもよい。

この場合においても、ワーク８２に対する摺動によって半凝固スラリー４８の表面の酸化膜及びワーク８２の表面の酸化膜３４が破壊される。これにより両者の露呈した金属部分が互いに濡れ密着するとともに、上記のようにしてワーク８２と半凝固スラリー４８との間で拡散接合が形成されるので、接合強度が良好となる。なお、この場合、ワーク８２の一端面に半凝固スラリー４８の固化物が接合した接合成形品が得られる。

いずれの場合においても、半凝固スラリー４８で各ワークの温度を上昇させることに代替し、成形型である金型を予熱することで該金型の熱を各ワークに伝達させ、これにより各ワークの温度を上昇させるようにしてもよい。又は、金型の外で各ワークを予熱して該ワークの各々の温度を上昇させた後、各ワークを金型内（キャビティ）に収容するようにしてもよい。

そして、接合成形品が自動車乗員室用ドア１０に特に限定されるものでないことはいうまでもない。

１０…自動車乗員室用ドア １６、１８、２０…ドア用フレーム部材
２２…窓用フレーム部材 ２６、２８、３０、３２…連結部材
３４、３６…酸化膜 ４０…金型装置
４２…ワーク ４４、５０…ダイ
４６、５２…パンチ ４８…半凝固スラリー
５８、６０…ロッド列 ６６、７０…キャビティ
８０…下型 ８２…ワーク
８４…上型

Claims (6)

1. 成形型内に収容された半凝固スラリーとワークとを互いに接合することで接合成形品を得るスタンプ成形方法であって、
   前記ワークを前記成形型に収容する前又は収容した後に、該ワークを、該ワークと前記半凝固スラリーとを拡散接合することが可能な温度に到達させる工程と、
   前記ワークとともに前記成形型に収容された前記半凝固スラリーを成形するとともに、前記ワークの少なくとも一端面上において前記半凝固スラリーを摺動させることで、ワークに存在する酸化膜、及び半凝固スラリーの表面に存在する酸化膜の双方を破壊して金属面同士を露呈させ、露呈した金属面同士を拡散接合する工程と、
   を有し、
   前記ワーク及び前記半凝固スラリーとして、互いに合金種が相違するアルミニウム合金を用いることを特徴とするスタンプ成形方法。
2. 請求項１記載の成形方法において、前記ワークの温度を３９５℃以上として前記半凝固スラリーを成形することを特徴とするスタンプ成形方法。
3. 請求項１又は２記載の成形方法において、前記半凝固スラリーの摺動距離を１０ｍｍ以上とすることを特徴とするスタンプ成形方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形方法において、前記半凝固スラリーからの熱伝達によって前記ワークの温度を上昇させることを特徴とするスタンプ成形方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形方法において、前記成形型を予熱することによって前記ワークの温度を上昇させることを特徴とするスタンプ成形方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形方法において、前記成形型外で前記ワークを予熱することによって該ワークの温度を上昇させた後、該ワークを成形型内に収容することを特徴とするスタンプ成形方法。

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