铝合金的钎焊方法和覆盖有焊剂组分的铝合金构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及将铝构件或铝合金构件进行焊剂钎焊的铝合金的钎焊方法，和用于该 方法的焊剂组分涂覆的铝合金构件。
【背景技术】
[0002] 对于由铝制的汽车热交换器期望轻量化以便实现汽车发动机的燃料消耗的减少 和成本的降低，并且期望用于生产热交换器的材料（例如，管材）的厚度减少。然而，当材 料的厚度减少时，由于铝合金构件的点蚀而引起的制冷剂的泄露可能在更短时期内出现， 因此重要的是提供具有耐腐蚀性的材料同时减少材料的厚度。
[0003] 例如，用于汽车热交换器的冷凝器使用具有扁平形状的截面形状的多端口挤压管 作为形成制冷剂通路的管材来生产。当将KZnF 3施涂至管材的外周面，并且将管材钎焊时， KAlF4* Zn和Al之间的置换反应产生，并且除去铝合金的表面上形成的氧化物膜。另一方 面，由置换反应产生的Zn形成铝合金构件的表面上的Zn扩散层，并且改善耐腐蚀性（参见 专利文献1)。具体而言，当将KZnF 3施涂至铝合金构件，并且将铝合金构件钎焊时，KZnF 3与 形成铝合金构件的表面的Al在约550°C下反应，并且分解为Zn和氟铝酸钾盐（例如，KAlF 4 和K2AlF5)(即，通常用于钎焊的非腐蚀性焊剂）。由KZnF3的分解产生的Zn扩散至铝合金 构件的表面，并且形成Zn扩散层。另一方面，氟铝酸钾盐除去铝合金构件的表面上形成的 氧化物膜以致在填充金属和铝合金构件之间出现润湿，并且铝合金构件接合。
[0004] Zn扩散层具有比形成管材的错合金构件低的自然电位（natural electrode potential)，并且由于因电池作用引起的牺牲阳极效果，与铝合金构件相比优先被腐蚀，从 而防止管材经历点蚀。由于KZnF 3确保了 Zn扩散层与Zn电弧喷镀相比具有均一的Zn浓 度，因此可以抑制当热喷射的粉末在管材的表面周围飞散时出现的作业环境的污染，并且 减少施涂量。
[0005] 然而，当钎焊炉中的氧浓度高时KZnF3在钎焊期间可能不能正常地起作用。在这种 情况下，由于未除去氧化物膜，熔融的填充金属可能不能展开，并且可能未形成角焊缝。当 将铝合金构件使用KZnF 3在具有高的氧浓度的氛围中钎焊时，由在钎焊期间与钎焊炉中的 氧反应的以1^3产生的覆盖有厚的氧化物膜的Zn和K 3A1F6 (具有高熔点）可能残留在铝合 金构件的表面上作为残渣，由此铝合金构件的表面可能变黑色，并且外观的劣化可能出现。
[0006] 当KZnF3储存在具有高湿度的氛围中时，KZnF 3可能劣化，并且在钎焊期间不正常 地起作用。在这种情况下，由于未除去氧化物膜，熔融的填充金属可能不能展开，并且可能 未形成角焊缝。
[0007] 为了防止此类状况，必要的是在其中安装除湿设备的储存区域中储存KZnF3。
[0008] 然而，在该情况下，由于必须要总是操作除湿设备，所以电力成本增加，并且要求 除湿设备的频繁维护。这导致生产成本的增加。
[0009] KZnF3容易受到熔融的填充金属的流动的影响，并且当填充金属流向裂缝（fin)时 可以与填充金属一起流动，形成角焊缝。在该情况下，角焊缝（其要求耐腐蚀性）之间的管 材的表面中的Zn浓度降低，并且角焊缝中的Zn浓度增加，由此角焊缝优先被腐蚀，并且裂 缝在早期阶段分离。
[0010] 为了解决上述问题，例如，已经提出了利用KZnFjP非腐蚀性焊剂（例如，KAlF 4或 K2AlF5)的混合物的方法（参见专利文献2)。
[0011] 具体而言，当甚至在具有高氧浓度的氛围中在钎焊期间也不容易劣化并且除去氧 化物膜的非腐蚀性焊剂与和铝合金构件的表面反应从而除去氧化物膜且形成Zn扩散层的 KZnF3混合，以及加热混合物时，焊剂混合物在比填充金属的熔点低的温度下展开，并且角 焊缝之间的Zn扩散层中的Zn浓度变得均一。
[0012] 相关抟术f献
[0013] 专利f献
[0014] 专利文献I :JP-A-61-293699 (权利要求）
[0015] 专利文献 2 :JP-A-2006-255755 (权利要求）
【发明内容】
[0016] 发明要解决的问题
[0017] 然而，当使用专利文献2中公开的焊剂混合物时，当在具有高的氧浓度的氛围或 具有高湿度的氛围中进行钎焊时也可能出现钎焊缺陷或变色。
[0018] 本发明的目的是提供即使当将铝合金在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的 氛围中钎焊时也防止钎焊缺陷或变色发生的铝合金的钎焊方法，以及用于该方法的焊剂组 分涂覆的铝合金构件。
[0019] 用于解决问题的方案
[0020] 本发明的发明人进行广泛研宄以实现上述目的。结果，本发明人发现了通过将特 定量的以等于或大于规定比例的比例包括碱金属锌氟铝酸盐的焊剂组分施涂至铝合金构 件，即使当将铝合金在具有高的氧浓度的氛围或具有高湿度的氛围中钎焊时也可以防止钎 焊缺陷，形成良好的Zn扩散层，并且防止变色。该发现导致本发明的完成。
[0021] (1)根据本发明的一方面，铝合金的钎焊方法包括将焊剂组分施涂至铝合金构件 的表面，并且将已施涂所述焊剂组分的铝合金构件钎焊，
[0022] 所述焊剂组分为组分（A)，所述组分（A)为由下述通式（1)表示的碱金属锌氟铝酸 盐的粉末，
[0023] MwZnxAlyFz ⑴
[0024] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0025] 将所述组分（A)以1至50g/m2的量施涂至所述铝合金构件的表面。
[0026] (2)根据本发明的另一方面，铝合金的钎焊方法包括将焊剂组分施涂至铝合金构 件的表面，并且将已施涂所述焊剂组分的铝合金构件钎焊，
[0027] 所述焊剂组分为组分（A)和除了组分（A)以外的焊剂组分的混合物，所述组分（A) 为由下述通式（1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，
[0028] MwZnxAlyFz ⑴
[0029] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0030] 将所述组分（A)以相对于所述组分（A)和所述除了组分（A)以外的焊剂组分的总 量为50质量％以上的比例施涂至铝合金构件的表面，并且
[0031] 将所述组分（A)和所述除了组分（A)以外的焊剂组分以总计1至50g/m2的量施 涂至所述铝合金构件的表面。
[0032] (3)根据本发明的又一方面，铝合金的钎焊方法包括将焊剂组分施涂至铝合金构 件的表面，并且将已施涂所述焊剂组分的铝合金构件钎焊，
[0033] 所述焊剂组分是组分（A)和组分（B)的混合物，所述组分（A)为由下述通式（1) 表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，和所述组分（B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属 氟锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，
[0034] MwZnxAlyFz ⑴
[0035] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0036] 将所述组分（A)以相对于所述组分（A)和所述组分（B)的总量为50质量％以上 的比例施涂至铝合金构件的表面，并且
[0037] 将所述组分（A)和所述组分（B)以总计1至50g/m2的量施涂至所述铝合金构件 的表面。
[0038] (4)根据⑴至（3)任一项的铝合金的钎焊方法，其可以包括将组分（C)连同所述 焊剂组分一起施涂至铝合金构件的表面，所述组分（C)为选自包括Si、Cu和Zn之中的一种 金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的一种金属 粉末或两种以上的金属粉末，将所述组分（A)以相对于所述焊剂组分和所述组分（C)的总 量为50质量％以上的比例施涂至铝合金构件的表面。
[0039] (5)根据本发明的再一方面，焊剂组分涂覆的铝合金构件包括铝合金构件和焊剂 组分，所述焊剂组分已施涂至铝合金构件的表面，
[0040] 所述焊剂组分是组分（A)，所述组分（A)为由下述通式（1)表示的碱金属锌氟铝酸 盐的粉末，
[0041] MwZnxAlyFz ⑴
[0042] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0043] 将所述组分（A)以1至50g/m2的量施涂至所述铝合金构件的表面。
[0044] (6)根据本发明的另一方面，焊剂组分涂覆的铝合金构件包括铝合金构件和焊剂 组分，所述焊剂组分已施涂至铝合金构件的表面，
[0045] 所述焊剂组分是组分（A)和除了组分（A)以外的焊剂组分的混合物，所述组分（A) 为由下述通式（1)表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，
[0046] MwZnxAlyFz ⑴
[0047] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0048] 将所述组分（A)以相对于所述组分（A)和所述除了组分（A)以外的焊剂组分的总 量为50质量％以上的比例施涂至铝合金构件的表面，并且
[0049] 将所述组分（A)和所述除了组分（A)以外的焊剂组分以总计1至50g/m2的量施 涂至所述铝合金构件的表面。
[0050] (7)根据本发明的又一方面，焊剂组分涂覆的铝合金构件包括铝合金构件和焊剂 组分，所述焊剂组分已施涂至铝合金构件的表面，
[0051] 所述焊剂组分是组分（A)和组分（B)的混合物，所述组分（A)为由下述通式（1) 表示的碱金属锌氟铝酸盐的粉末，所述组分（B)为选自碱金属氟铝酸盐的粉末和碱金属氟 锌酸盐的粉末的一种粉末或两种以上的粉末，
[0052] MwZnxAlyFz (1)
[0053] 其中M为K或Cs，w、X、y和z为正整数，w、X、y和z的最大公约数是1，
[0054] 将所述组分（A)以相对于所述组分㈧和所述组分⑶的总量为50质量％以上 的比例施涂至铝合金构件的表面，并且
[0055] 将所述组分（A)和所述组分（B)以总计1至50g/m2的量施涂至所述铝合金构件 的表面。
[0056] (8)在根据（5)至（7)任一项的焊剂组分涂覆的铝合金构件中，可以将组分（C)连 同所述焊剂组分一起施涂至铝合金构件的表面，所述组分（C)为选自包括Si、Cu和Zn之中 的一种金属元素或两种以上的金属元素的铝合金的粉末、Al粉、Si粉、Cu粉和Zn粉中的 一种金属