铝合金包层材料及其制造方法、以及使用该铝合金包层材料的热交换器的制造方法_3

文档序号:9620374阅读:来源:国知局
用牺牲防腐蚀 效果来提高耐腐蚀性的效果。而当超过8. 00%时,腐蚀速度加快,牺牲阳极材料提前消失, 耐腐蚀性降低。Zn的优选含量为1.0 O~6. 00%。
[0110] Si:
[0111] Si与Fe -起形成Al - Fe - Si系的金属间化合物,另外在同时含有Mn的情况下, 与Fe、Mn -起形成Al - Fe - Mn - Si系的金属间化合物,通过分散强化使牺牲阳极材料 的强度提高,或者在铝母相中固溶,通过固溶强化使牺牲阳极材料的强度提高。而另一方面 Si使牺牲阳极材料的电位提高,因此妨碍牺牲防腐蚀效果,使耐腐蚀性降低。Si的含量为 0.05~1.50%。低于0.05%时,必须使用高纯度铝基体金属,成本升高。而当超过1.50% 时,牺牲阳极材料的孔蚀电位变高,丧失牺牲防腐蚀效果,耐腐蚀性降低。Si的优选含量为 0· 10 ~1. 20%〇
[0112] Fe:
[0113] Fe与Si -起形成Al - Fe - Si系的金属间化合物,另外在同时含有Mn的情况 下,与Si、Mn -起形成Al - Fe - Mn - Si系的金属间化合物,通过分散强化使牺牲阳极材 料的强度提高。Fe的添加量为0.05~2. 00%。含量低于0.05%时,必须使用高纯度铝基 体金属,成本升高。而当超过2. 00%时,在铸造时容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工 性降低。Fe的优选含量为0. 10~1. 50%。
[0114] Ni:
[0115] Ni形成Al - Ni系、或与Fe -起形成Al - Fe - Ni系的金属间化合物。这些金 属间化合物由于腐蚀电位远高于铝基质,所以发挥作为腐蚀的阴极位点的作用。因此,如果 这些金属间化合物在牺牲阳极材料中分散,腐蚀的起点就会分散,向深度方向的腐蚀难以 进行,耐腐蚀性提高,因此也可以含有。Ni的含量为0.05~2. 00%。含量低于0.05%时, 无法充分得到上述效果。而当超过2. 00%时,在铸造时容易形成巨大金属间化合物,使塑性 加工性降低。Ni的优选含量为0. 10~1. 50%。
[0116] Mn:
[0117] Mn由于使牺牲阳极材料的强度和耐腐蚀性提高,所以也可以含有。Mn的含量为 0. 05~2. 00%。当超过2. 00%时,在铸造时容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降 低。而低于0. 05%时,无法充分得到上述效果。Mn的优选含量为0. 05~1. 80%。
[0118] Mg:
[0119] Mg由于通过Mg2Si的析出使牺牲阳极材料的强度提高,所以也可以含有。另外, 不仅使牺牲阳极材料本身的强度提高,而且通过进行钎焊Mg从牺牲阳极材料扩散到芯材, 使芯材的强度也提高。基于这些理由,也可以含有Mg。Mg的含量为0.05~3. 00%。低于 0. 05%时,无法充分得到上述效果。而当超过3. 00%时,在包层热乳工序中,牺牲阳极材料 与芯材的压接变得困难。Mg的优选含量为0. 10~2. 00%。此外,Mg使Nocolok钎焊中的 焊剂劣化,妨碍钎焊性,因此在牺牲阳极材料含有〇. 5%以上的Mg时,管材彼此之间的接合 不能采用Nocolok钎焊。此时,例如需要在管材彼此之间的接合中使用焊接等手段。
[0120] Ti
[0121] Ti由于通过固溶强化使牺牲阳极材料的强度提高,并且也使耐腐蚀性提高,所以 也可以含有。Ti含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30% 时,容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。Ti的优选含量为0. 05~0. 20%。
[0122] Zr
[0123] Zr由于具有通过固溶强化使牺牲阳极材料的强度提高,并且使Al - Zr系的金属 间化合物析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Zr含量为0. 05~ 0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。而当超过0.30%时,容易形成巨大金属间化合 物,使塑性加工性降低。Zr的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0124] Cr :
[0125] Cr由于具有通过固溶强化使牺牲阳极材料的强度提高,并且使Al - Cr系的金属 间化合物析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Cr含量为0. 05~ 0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时,容易形成巨大金属间化合物, 使塑性加工性降低。Cr的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0126] V :
[0127] V由于通过固溶强化使牺牲阳极材料的强度提高,并且也使耐腐蚀性提高,所以也 可以含有。V含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时, 容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。V的优选含量为0. 05~0. 20%。
[0128] 这些附、111、1%、11、2^(>和¥可以根据需要在牺牲阳极材料中添加至少1种。
[0129] 4.焊料
[0130] 在第二方案和第三方案(第一方式和第二方式)中,焊料使用含有Si :2.50~ 13. 00%、Fe :0. 05~1. 20%作为必须元素,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的铝合 金。
[0131] 另外,焊料也可以使用除了含有上述必须元素以外,还含有选自Zn :0.50~ 8. 00%、Cu :0· 05 ~L 50%、Mn :0· 05 ~2. 00%、Ti :0· 05 ~0· 30%、Zr :0· 05 ~0· 30%、 Cr :0· 05 ~0· 30%、V :0· 05 ~0· 30%、Na :0· 001 ~0· 050%和 Sr :0· 001 ~0· 050% 中的 1 种或2种以上作为选择性的添加元素的铝合金。此外,除了上述必须元素和选择性的添加 元素以外,可以含有分别在〇. 05 %以下、整体为0. 15 %的不可避免的杂质。以下对各成分 进行说明。
[0132] Si :
[0133] 通过添加 Si,焊料的熔点降低,产生液相,由此能够进行钎焊。Si含量为2. 50~ 13. 00%。低于2. 50%时,产生的液相很少,钎焊难以发挥功能。而当超过13. 00%时,例如 在将该焊料用于管材时,向翅片等对象材料中扩散的Si量过量,发生对象材料的熔融。Si 的优选含量为3. 50~12. 00%。
[0134] Fe:
[0135] Fe容易形成Al - Fe系或Al - Fe - Si系的金属间化合物,因此使对于钎焊有效 的Si量降低,导致钎焊性降低。Fe含量为0.05~1.20%。低于0.05%时,必须使用高纯 度铝基体金属,导致成本升高。而当超过1.20%时,使对于钎焊有效的Si量降低,钎焊变得 不充分。Fe的优选含量为0. 10~0. 50%。
[0136] Zn:
[0137] Zn能够降低孔蚀电位,通过形成与芯材的电位差,利用牺牲防腐蚀效果能够使耐 腐蚀性提高,所以也可以含有。Zn的含量为0.50~8. 00%。低于0.50%时,不能充分得到 利用牺牲防腐蚀效果来提高耐腐蚀性的效果。而当超过8. 00%时,腐蚀速度加快,牺牲阳极 材料提前消失,耐腐蚀性降低。Zn的优选含量为1. 00~6. 00%
[0138] Cu:
[0139] Cu由于通过固溶强化使焊料的强度提高,所以也可以含有。Cu含量为0.05~ 1. 50%。低于0. 05 %时,上述效果不充分,当超过1. 50 %时,在铸造时发生铝合金破裂的可 能性增大。Cu的优选含量为0. 30~1. 00%。
[0140] Mn :
[0141] Mn由于使焊料的强度和耐腐蚀性提高,所以也可以含有。Mn的含量为0.05~ 2. 00%。当超过2. 00%时,在铸造时容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。而低 于0. 05 %时,无法充分得到上述效果。Mn的优选含量为0. 05~1. 80%。
[0142] Ti :
[0143] Ti由于通过固溶强化使焊料的强度提高并且也使耐腐蚀性提高,所以也可以含 有。Ti含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时,容易 形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。Ti的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0144] Zr :
[0145] Zr由于具有通过固溶强化使焊料的强度提高,并且使Al - Zr系的金属间化合物 析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Zr含量为0. 05~0. 30%。低 于0. 05%时,得不到上述效果。当超过0. 30%时,容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工 性降低。Zr的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0146] Cr :
[0147] Cr由于具有通过固溶强化使焊料的强度提高,并且使Al - Cr系的金属间化合物 析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Cr含量为0. 05~0. 30%。低 于0. 05%时,得不到上述效果。当超过0. 30%时,容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工 性降低。Cr的优选含量为0. 10~0. 20 %。
[0148] V :
[0149] V由于通过固溶强化使焊料的强度提高,并且也使耐腐蚀性提高,所以也可以含 有。V含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时,容易形 成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。V的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0150] Na、Sr:
[0151] Na、Sr发挥使焊料中的Si颗粒微细化的效果。Na、Sr的含量分别为0. 001~ 0.050%。各自的含量低于0.001 %时,无法充分得到上述效果。而当各自的含量超过 0. 050%时,氧化覆膜变厚,使钎焊性降低。各自的优选含量均为0. 003~0. 020%。
[0152] 这些Zn、Cu、Mn、Ti、Zr、Cr、V、Na和Sr可以根据需要在焊料中添加至少1种。
[0153] 5.中间层材料
[0154] 第三方案的第一方式中的中间层材料使用含有Si :0. 05~1. 50%、Fe :0. 05~ 2. 00%作为必须元素、剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的铝合金。
[0155] 另外,第三方案的第一方式的中间层材料也可以使用还含有选自Zn :0.50~ 8. 00%、Mn :0· 05 ~2. 00%、Cu :0· 05 ~L 50%、Ti :0· 05 ~0· 30%、Zr :0· 05 ~0· 30%、 Cr :0. 05~0. 30%和V :0. 05~0. 30%中的1种或2种以上作为选择性的添加元素的铝合 金。此外,除了上述必须元素和选择性的添加元素以外,还可以含有分别在0. 05%以下、整 体为0. 15%的不可避免的杂质。以下,对各成分进行说明。
[0156] Si :
[0157] Si与Fe -起形成Al - Fe - Si系的金属间化合物,另外在同时含有Mn的情况 下,与Fe、Mn -起形成Al - Fe - Mn - Si系的金属间化合物,通过分散强化使中间层材 料的强度提高,或者在铝母相中固溶,通过固溶强化使中间层材料的强度提高。Si的含量 为0.05~1.50%。含量低于0.05%时,必须使用高纯度铝基体金属,成本升高。而当超 过1. 50%时,中间层材料的熔点降低,在钎焊时发生熔融的可能性增大。Si的优选含量为 0· 10 ~1. 20%〇
[0158] Fe :
[0159] Fe与Si -起形成Al - Fe - Si系的金属间化合物,另外在同时含有Mn的情况 下,与Si、Mn -起形成Al - Fe - Mn - Si系的金属间化合物,通过分散强化使中间层材料 的强度提高。Fe的添加量为0.05~2. 00%。含量低于0.05%时,必须使用高纯度铝基体 金属,成本升高。而当超过2. 00%时,在铸造时容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性 降低。Fe的优选含量为0.10~1.50%以下。
[0160] Zn:
[0161] Zn在钎焊加热时向焊料表面扩散,能够降低钎焊加热后的焊料表面的孔蚀电位, 通过形成焊料表面与芯材的电位差,能够利用牺牲防腐蚀效果来提高耐腐蚀性,所以也可 以含有。Zn的含量为0.50~8. 00%。低于0.50%时,不能充分得到利用牺牲防腐蚀效果 来提高耐腐蚀性的效果。而当超过8. 00%时,腐蚀速度加快,牺牲阳极材料提前消失,耐腐 蚀性降低。Zn的优选含量为1. 00~6. 00%
[0162] Mn:
[0163] Mn与Si -起形成Al - Mn - Si系的金属间化合物,通过分散强化使中间层材料 的强度提高,或者在铝母相中固溶,通过固溶强化使中间层材料的强度提高,所以也可以含 有。Mn含量为0.05~2. 00%。低于0.05%时,上述效果不充分,当超过2. 00%时,在铸造 时容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。Mn的优选含量为0. 10~1. 80%。
[0164] Cu:
[0165] Cu由于通过固溶强化使中间层材料的强度提高,所以也可以含有。Cu含量为 0.05~1.50%。低于0.05%时,上述效果不充分,当超过1.50%时,铸造时发生铝合金破 裂的可能性增大。Cu的优选含量为0. 30~1. 00%。
[0166] Ti :
[0167] Ti由于通过固溶强化使中间层材料的强度提高,并且也使耐腐蚀性提高,所以也 可以含有。Ti含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时, 容易形成巨大金属间化合物,使塑性加工性降低。Ti的优选含量为0. 05~0. 20%。
[0168] Zr :
[0169] Zr具有通过固溶强化使中间层材料的强度提高,并且使Al - Zr系的金属间化合 物析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Zr含量为0. 05~0. 30%。 低于0. 05%时,得不到上述效果。当超过0. 30%时,容易形成巨大金属间化合物,使塑性加 工性降低。Zr的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0170] Cr :
[0171] Cr具有通过固溶强化使中间层材料的强度提高,并且使Al - Cr系的金属间化合 物析出而使钎焊加热后的晶粒粗大化的作用,所以也可以含有。Cr含量为0. 05~0. 30%。 低于0. 05%时,得不到上述效果。当超过0. 30%时,容易形成巨大金属间化合物,使塑性加 工性降低。Cr的优选含量为0. 10~0. 20%。
[0172] V :
[0173] V由于通过固溶强化使中间层材料的强度提高,并且也使耐腐蚀性提高,所以也可 以含有。V含量为0.05~0.30%。低于0.05%时,得不到上述效果。当超过0.30%时,容 易形成巨大
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