硬钎焊接合结构体的制作方法_2

文档序号:9354554阅读:来源:国知局
一方面,若高于2.0 质量%,则铸造时形成的粗大的金属间化合物的量增加,有可能使成形性降低。因此,Mn的 含量的下限为〇. 6质量%以上,优选为0. 7质量%以上。另外,上限为2. 0质量%以下,优 选为1.7质量%以下。
[0039] (芯材的Cu:高于0.3并在1.0质量%以下)
[0040] Cu固溶而具有使抗拉强度提高的效果。在0. 3质量%以下时,铝合金的抗拉强度 的提高效果不充分。另一方面,若高于1. 〇质量%,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,Cu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0.9质量%以下。
[0041] (芯材的Mg:高于0? 15并在0.5质量%以下)
[0042] 使Mg与Si共存时,形成Mg2Si,使硬钎焊后的铝合金的抗拉强度提高。在0. 15质 量%以下时,该效果小。另一方面,若高于0. 5质量%,则硬钎焊加热时在助焊剂中熔化的 Mg量增加,使助焊剂的功能受损,因此硬钎焊性有可能降低。因此,Mg的含量的下限高于 0. 15质量%。另外,上限为0. 5质量%以下,优选为0. 3质量%以下。
[0043] (芯材的Fe :低于0? 15质量% )
[0044] Fe在铸造时形成粗大的Al-Fe系、Al-Fe-Si系、Al_(Fe、Mn)_Si系等的化合物。 在0. 15质量%以上时,粗大的Al-Fe系、Al-Fe-Si系、Al-(Fe、Mn)-Si系等的化合物的量 增加,硬钎焊加热后的芯材的平均晶粒直径变小,晶界腐蚀容易发生。因此,Fe的含量优选 限制在低于〇. 15质量%。
[0045] (芯材的Ti :高于0? 05并在0? 25质量%以下)
[0046] Ti在A1合金中形成Ti-Al系化合物而层状分散。Ti-Al系化合物因为电位高,所 以具有腐蚀形态呈层状化、腐蚀(点腐蚀)难以朝向厚度方向进展的效果。在0.05质量% 以下时,腐蚀形态的层状化效果小,若高于〇. 25质量%,则由于粗大的金属间化合物形成, 导致成形性有可能降低。因此,添加Ti时,Ti的含量为高于0.05并在0.25质量%以下。
[0047] (余量为A1和不可避免的杂质)
[0048] 作为31111、(:11、1%和41以外的元素,是上述的?6、11和不可避免的杂质。作为不 可避免的杂质,可设想有Zn、C、Ni、Na、Ca、V等元素。为了使这些元素均不阻碍本发明的特 征,优选各个元素的含量分别低于〇. 3质量%,这些元素的合计的含量为1. 0质量%以下。
[0049] (芯材的平均晶粒直径)
[0050] 在硬钎焊加热后的芯材中,即,在对于硬钎焊板进行硬钎焊而成的硬钎焊接合结 构体的芯材中,平均晶粒直径需要为50 ym以上。若平均晶粒直径低于50 ym,则晶界的体 积率增加,晶界腐蚀容易发生。优选的平均晶粒直径为100 ym以上。
[0051] 在硬钎焊加热后的芯材中,即,在对于硬钎焊板进行硬钎焊而成的硬钎焊接合结 构体的芯材中,为了使平均晶粒直径为50 ym以上,需要使制造硬钎焊板时的热乳后的卷 材卷取温度(结束热乳而刚刚卷取成卷材之后的温度)为高于250°C的温度。如果为250°C 以下的温度,则在热乳后的芯材中应变过剩地积累,使硬钎焊加热后的芯材的晶粒微细化, 晶界腐蚀容易发生。热乳后的卷材卷取温度能够在刚刚卷取之后的卷材的端面触碰接触式 的温度计进行测量。
[0052] (存在于芯材的晶界的金属间化合物的占有率)
[0053] 在硬钎焊加热后的芯材中,即,在对于硬钎焊板进行硬钎焊而成的硬钎焊接合结 构体的芯材中,存在于晶界的、Mg-Si系金属间化合物和Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物的占 有率需要为40%以下。
[0054] 在硬钎焊加热后的冷却时,若Mg-Si系金属间化合物和Al-Mg-Si-Cu系的金属间 化合物在晶界析出,则会在晶界邻域形成Si、Cu的固溶元素缺乏层。该缺乏层比晶粒内电 位低,容易优先腐蚀。因此,若金属间化合物的占有率高于40%,则Si、Cu固溶元素缺乏层 增大,容易成为晶界腐蚀形态,耐腐蚀性降低。
[0055] 在硬钎焊加热后的芯材中,为了使存在于晶界的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,有效的是使从作为通常的硬钎焊加热 保持温度的580~630°C至100°C的冷却速度为130°C /分以上。冷却速度低于130°C /分 时,冷却时Mg-Si系金属间化合物和Al-Mg-Si-Cu系金属间化合物在晶界析出,容易生长, 因此所述金属间化合物的占有率将增大。优选的冷却速度高于200°C /分。
[0056] 在此,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,根据以下的方法测量。
[0057] 以600°C、3分钟这样的条件,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加热处理。以既定的冷却速度进行冷却后,沿 厚度方向从两面研磨板面至芯材中央部,利用透射型电子显微镜(TEM)进行观察。由等厚 干涉条纹测量观察部的厚度,观察位置仅为厚度为〇. 1~〇. 3 y m的位置。以10000倍观察 各试样的晶界邻域各10个视野,对于各个视野的TEM照片进行图像分析,以从10个视野得 到的金属间化合物的占有率的平均值作为金属间化合物的占有率。
[0058] 以下说明金属间化合物的占有率的具体的计算方法。
[0059] 图2A和图2B都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TCM照片的示意图,图2A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,图2B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。
[0060] 无论在任一示意图中,均显示了合金的结晶粒子的晶界B和存在于晶界附近的金 属间化合物C。测量金属间化合物的占有率时作为测量对象的金属间化合物C,是存在于晶 界B上的金属间化合物C,是与晶界B稍有接触的金属间化合物C。
[0061] 图3A、图3B和图3C,均是用于说明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TEM照片的示意图。
[0062] 图3A、图3B分别与图2A、图2B对应,图3A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,图3B是对于硬钎焊板进行加热处 理后,以100°C /分的冷却速度进行冷却时的TEM照片的示意图。
[0063] 图3C与图3A和图3B对应,是只显示晶界B的示意图。
[0064] 首先,如图3C所示,测量图上存在的3条晶界B的各自的长度Lbl、Lb2、Lb3,求得它 们的和Lb(式⑴)。
[0065] Lb= L bl+Lb2+Lf (1)
[0066] 其次,在图3A中,测量存在于晶界B上的5个金属间化合物C的各自的纵长方向 的长度L P1、LP2、LP3、LP4、LP5,求得它们的和L P (式⑵)。
[0067] LP=LP1+Lp2+Lp3+Lp4+Lp5... (2)
[0068] 图3A中的金属间化合物C的占有率A,作为LP除以Lb的比率(%)计算(式(3))。
[0069] A=LP/LbX100(% )- (3)
[0070] 同样,如图3C所示,测量图上存在的3条晶界B的各自的长度Lbl、Lb2、Lb3,求得它 们的和Lb (式⑷)。
[0071] Lb= L bl+Lb2+Lb,..(4)
[0072] 其次,在图3B中,测量存在于晶界B上的7个金属间化合物C的各自的纵长方向 的长度 LP1。、LP11、LP12、LP13、L P14、LP15、LP16,求得它们和 LP'(式(5))。
[0073]Lp-Lp10+Lpn+Lp12+Lp13+Lp14+Lp15+Lp16". (5)
[0074] 图3B的金属间化合物C
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