硬钎焊接合结构体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车用热交换器等所适用的硬钎焊接合结构体。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为汽车等的热交换器的原材，使用的是在芯材的一面或两面配置有 钎料、牺牲材的铝合金（以下，有仅称为"A1合金"的情况）所构成的硬钎焊板（以下，有仅 称为"硬钎焊板"的情况）。
[0003] 近年来，强烈要求汽车用热交换器的轻量化，对于硬钎焊板要求进一步的薄壁化。 为了薄壁化，需要提高硬钎焊后的硬钎焊板的抗拉强度。因此，作为硬钎焊板的芯材，开发 出Al-Si-Cu-Mn系合金和进一步添加有Mg的合金等抗拉强度优异的错合金。
[0004] 例如，在专利文献1中，公开有一种作为硬钎焊板的芯材使用了 Al-Si-Fe-Cu-Mn-Mg系合金的、硬钎焊后的抗拉强度优异的硬钎焊板。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本国特开2009-22981号公报
[0008] 发明要解决课题
[0009] -般，作为汽车等的热交换器的原材，要求硬钎焊后的抗拉强度和耐腐蚀性。因 此，在薄壁化的要求之中，不仅希望硬钎焊后的抗拉强度，对于耐腐蚀性也希望在性能上更 进一步提高。专利文献1所公开的硬钎焊板虽然硬钎焊后的抗拉强度优异，但关于耐腐蚀 性未必称得上充分。
【发明内容】
[0010] 本发明鉴于这样的状况而形成，其课题在于，提供一种既维持着硬钎焊性、成形 性，硬钎焊后的抗拉强度和耐腐蚀性又优异的硬钎焊接合结构体。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 作为硬钎焊后的抗拉强度优异的铝合金，由于存在Al-Si-Cu-Mn-Mg系的高强度 合金，所以，本发明人等以使用该合金作为硬钎焊板的芯材的原材为前提，就硬钎焊后的构 成硬钎焊板的芯材的微观的结晶结构与耐腐蚀性的关系进行研究。
[0013] 其结果发现，若芯材的平均晶粒直径低于50 y m，则晶界的体积率增加，耐腐蚀性 降低。此外，在使用了 Al-Si-Cu-Mn-Mg系的铝合金的硬钎焊板的芯材中，在硬钎焊加热后 的冷却时，Mg-Si系和Al-Mg-Si-Cu系的金属间化合物在晶界优先析出，以及在晶界邻域形 成Si和Cu的固溶元素缺乏层。然后，由于该缺乏层其电位比晶粒内低，所以容易优先腐蚀， 因此发现，该缺乏层的晶界腐蚀敏感性高，耐腐蚀性降低。
[0014] 在晶界邻域之所以形成Si和Cu的固溶元素缺乏层，被认为是由于Mg-Si系和 Al-Mg-Si-Cu系的金属间化合物在晶界析出。因此，为了实现耐腐蚀性的提高，推定重点是 抑制这样的金属间化合物的析出。
[0015] 因此，在讨论Mg-Si系和Al-Mg-Si-Cu系的金属间化合物的析出的程度与耐 腐蚀性的关系时，发现具有良好的关联性。此外还发现，为了适当地抑制Mg-Si系和 Al-Mg-Si-Cu系的金属间化合物的析出，在各种各样的制造条件之中，最有效的是将硬钎焊 加热后的冷却速度控制在特定的速度以上，从而达到了本发明。
[0016] 即，本发明是将Al-Si-Cu-Mn-Mg系的铝合金用于芯材的硬钎焊板所构成的硬钎 焊接合结构体，通过将芯材的平均晶粒直径控制在既定的数值以上，将存在于芯材的晶界 的Mg-Si系金属间化合物和Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的占有率控制在既定的数值以 下，成功地开发出不仅硬钎焊后的抗拉强度优异，而且耐腐蚀性也优异的硬钎焊接合结构 体。
[0017] 为了解决所述课题，本发明的硬钎焊接合结构体，是对于在由铝合金构成的芯材 的至少一侧的面包覆有由Al-Si系合金构成的钎料的硬钎焊板进行硬钎焊而成的硬钎焊 接合结构体，其特征在于，构成所述芯材的铝合金含有高于Si :0. 3并在1. 0质量％以下、 Mn :高于0. 6并在2. 0质量％以下、Cu :高于0. 3并在1. 0质量％以下、Mg :高于0. 15产在 〇. 5质量％以下，余量由A1和不可避免的杂质构成，所述芯材的平均晶粒直径为50 ym以 上，存在于所述芯材的晶界的Mg-Si系金属间化合物和Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的占 有率为40%以下。
[0018] 如此，通过以具有特定的组成的铝合金作为硬钎焊板的芯材，将芯材的平均晶粒 直径控制在既定的数值以上，将金属间化合物的占有率控制在40%以下，可以使硬钎焊而 成的硬钎焊接合结构体的抗拉强度和耐腐蚀性提高。
[0019] 另外，本发明的硬钎焊接合结构体中，优选构成所述芯材的铝合金进一步限定为 Fe :低于0. 15质量％。
[0020] 另外，本发明的硬钎焊接合结构体中，优选构成所述芯材的铝合金，还含有Ti :高 于0. 05并在0. 25质量％以下。
[0021] 根据这样的构成，能够使耐腐蚀性进一步提高。
[0022] 此外，本发明的硬钎焊接合结构体，优选在与所述芯材的钎料相反侧的面包覆有 牺牲阳极材。根据这样的构成，成为作为汽车等的热交换器的原材，耐腐蚀性优异的硬钎焊 接合结构体。
[0023] 发明效果
[0024] 本发明的硬钎焊接合结构体是既维持着硬钎焊性、成形性，硬钎焊后的抗拉强度 和耐腐蚀性又优异硬钎焊接合的结构体。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的硬钎焊接合结构体形成的热交换器的要部的放大立体图。
[0026] 图2A是表示存在于硬钎焊后的芯材的晶界的Mg-Si系金属间化合物和 Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的分布状态的TEM照片的示意图，是对于硬钎焊板进行加热 处理后，以250°C /分的冷却速度进行冷却时的TEM照片的示意图。
[0027] 图2B是表示存在于硬钎焊后的芯材的晶界的Mg-Si系金属间化合物和 Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的分布状态的TEM照片的示意图，是对于硬钎焊板进行加热 处理后，以l〇〇°C /分的冷却速度进行冷却时的TEM照片的示意图。
[0028] 图3A是表示存在于硬钎焊后的芯材的晶界的Mg-Si系金属间化合物和 Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的占有率的测量方法的一例的TEM照片的示意图，是对于硬 钎焊板进行加热处理后，以250°C /分的冷却速度进行冷却时的TEM照片的示意图。
[0029] 图3B是表示存在于硬钎焊后的芯材的晶界的Mg-Si系金属间化合物和 Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的占有率的测量方法的一例的TEM照片的示意图，是对于硬 钎焊板进行加热处理后，以l〇〇°C /分的冷却速度进行冷却时的TEM照片的示意图。
[0030] 图3C是与图3A和图3B对应，只显示晶界B的示意图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，就用于实施本发明的硬钎焊接合结构体的方式详细地加以说明。首先，对于 构成本发明的芯材的铝合金进行说明。
[0032] (芯材）
[0033] 构成本发明的芯材的铝合金含有Si :高于0.3并在1.0质量％以下、Mn:高于0.6 并在2. 0质量％以下、Cu :高于0. 3并在1. 0质量％以下、Mg :高于0. 15并在0. 5质量％以 下，余量由A1和不可避免的杂质构成。另外，构成本发明的芯材的铝合金优选限制为Fe: 低于0. 15质量％，优选还含有Ti :高于0.05并在0.25质量％以下。
[0034] 以下，对于构成本发明的芯材的铝合金的各构成元素进行说明。
[0035] (芯材的Si :高于0.3并在1.0质量％以下）
[0036] 使Si与Mg共存时，形成Mg2Si，具有使硬钎焊后的铝合金的抗拉强度提高的效果。 在0. 3质量％以下时，该效果小。另一方面，若高于1. 0质量％，则芯材的固相线温度降低， 因此硬钎焊时芯材有可能熔融。因此，Si的含量的下限为0. 3质量％以上，优选为0. 5质 量％以上。另外，上限为1. 0质量％以下，优选为0. 8质量％以下。
[0037] (芯材的Mn :高于0? 6并在2. 0质量％以下）
[0038] Mn形成Al-Mn-Si系金属间化合物，具有使硬钎焊后的铝合金的抗拉强度提高的 效果。在0.6质量％以下时，铝合金的抗拉强度的提高效果不充分。另