铝合金钎焊板的制作方法

文档序号:4530629阅读:338来源:国知局
专利名称:铝合金钎焊板的制作方法
技术领域
本发明涉及汽车等的热交换器所使用的铝合金钎焊板。
背景技术
一般来说,作为汽车等的热交换器的原材,使用在芯材的单面或两面配有钎料、牺牲材的各种铝合金钎焊板(以下有仅称为“钎焊板”的情况)。历来,作为该钎焊板的芯材, 使用Al-Mn系的3003铝合金,但使用该芯材的钎焊板在钎焊后,强度、耐腐蚀性不充分。因此,提出有提高钎焊板在钎焊后强度和耐腐蚀性的技术。例如存在有如下技术 在钎焊板的牺牲材中添加规定量的Mg,从而不降低钎焊板的钎焊性而提高钎焊后强度(例如专利文献1)。详细地说,就是添加到牺牲材中的Mg和存在于钎料中的Si在钎焊加热时扩散,在芯材的内部生成Mg2Si,从而提高钎焊板在钎焊后强度,由于添加到牺牲材中的Mg 没有到达钎料这一情况,避免了钎焊性降低。另外,还存在有如下技术在钎焊板中添加规定量的Cu,并且一边在牺牲材中添加规定的Si,一边使牺牲材达到规定厚度,从而使钎焊板在钎焊后强度和耐腐蚀性提高 (例如专利文献2、。详细地说,该技术就是通过使添加到牺牲材中的Si和牺牲材达到规定厚度,由此使耐腐蚀性提高,借用添加到芯材中的Cu带来的固溶强化使钎焊后强度提高。专利文献1日本专利第2564190号公报(参照第2页右栏)专利文献2日本专利第3276790号公报(参照段落0013)然而,近年的对于汽车等的热交换器的要求,不仅是前述的钎焊后强度和耐腐蚀性的提高,而且还涉及小型化、轻量化。为了顺应该小型化、轻量化的要求,需要使热交换器的材料薄壁化,但如果使热交换器的材料薄壁化,则越是如此越会致使强度和耐腐蚀性降低。此外,热交换器的材料的薄壁化还会成为引起电阻焊加工时的焊接缺陷的要因。

发明内容
本发明鉴于这一点而做,其目的在于,提供一种热交换器用的铝合金钎焊板,其钎焊后强度和耐腐蚀性优异,并且电阻焊接性也优异。本发明者对于使钎焊板的电阻焊接性提高的要因反复进行锐意实验、研究。于是发现,钎焊板的牺牲材的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率或钎焊板的芯材内部的 Al-Cu系金属间化合物的数密度与钎焊板的电阻焊接性存在相关关系,使该Si-Mg系金属间化合物的面积占有率或该Al-Cu系金属间化合物的数密度降低,钎焊板的电阻焊接性提
尚οS卩,为了解决前述的课题,本发明的铝合金钎焊板具有如下芯材,其含有Si 0. 1 1. 0质量%、Cu :0. 5 1. 2质量%、Mn :0. 5 2. 0质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;牺牲材,其配置在所述芯材的一侧表面,含有Si 超过0. 2质量%、0. 8质量%以下,Zn 超过3. 0质量%、5. 0质量%以下,Mg :1. 0 4. 5质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;钎料,其配置在所述芯材的另一侧表面,由铝合金构成,其中,所述牺牲材表面的粒径为2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率为1. 0%以下。另外,同铝合金钎焊板,其特征在于,所述芯材内部的粒径为0.5μπι以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1. 0个/ μ m2以下。此外,所述芯材还含有从Ti 0. 05 0. 25质量%、Cr :0. 25质量% 以下、Mg :0. 5质量%以下之中选择的至少1种。根据这一构成,铝合金钎焊板使芯材和牺牲材成为规定的组成,由此能够提高钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性。另外,通过抑制牺牲材表面的ai-Mg系金属间化合物或芯材内部的Al-Cu系金属间化合物的数密度,能够使电阻焊加工时的熔融稳定化。根据本发明的热交换器用的铝合金钎焊板,既能够提高钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性,通过使电阻焊加工时的熔融稳定化,还能够提高电阻焊接性。
具体实施例方式以下,对于实施方式的铝合金钎焊板详细地进行说明。《铝合金钎焊板》所谓铝合金钎焊板,是汽车等的热交换器等所使用的板材,由芯材、压合在芯材的一侧表面的牺牲材、压合在芯材的另一侧表面的钎料构成。以下,对于芯材、牺牲材和钎焊进行说明。《芯材》芯材含有Si 0. 1 1. 0质量%、Cu :0. 5 1. 2质量%、Mn :0. 5 2. 0质量%,余
量由Al和不可避免的杂质构成。而且,芯材除了所述成分(Si、Cu、Mn)以外,优选还含有从Ti :0. 05 0. 25质量%、Cr 0. 25质量%以下、Mg 0. 5质量%以下之中选择的至少1种。〈芯材的Si:0. 1 1. 0质量% >Si与Al、Mn—起形成金属间化合物,并微细分布在晶粒的晶内而有助于分散强化,使强度提高。若Si的含量低于0. 1质量%,则钎焊后强度降低。另一方面,若Si的含量超过 1.0质量%,则芯材的固相线温度降低,因此钎焊加热时芯材熔融。因此,芯材所含有的Si 的量在上述范围内。〈芯材的Cu:0· 5 1. 2质量% >Cu具有提高钎焊后强度的效果,另外通过添加Cu致使电位变高,与牺牲材的电位差变大,因此使耐腐蚀性提高。Cu的含量低于0. 5质量%时,钎焊后强度降低,另外,不能确保与牺牲材的电位差,内面腐蚀性降低。另一方面,若Cu的含量过1. 2质量%,则芯材的固相线温度降低,因此钎焊加热时芯材熔融。因此,芯材所含有的Cu的量在上述范围内。〈芯材的Mn:0· 5 2. 0质量% >Mn具有使钎焊后强度提高的效果。Mn的含量低于0. 5质量%时,与Al、Si形成的金属间化合物数量降低,钎焊后强度降低。另一方面,若Mn的含量超过2. 0质量%,则铸造时形成粗大的金属间化合物,加工性和耐腐蚀性降低。因此,芯材中所含有的Mn的量在上述范围内。〈芯材的Ti :0· 05 0. 25 质量% >
Ti在芯材中层状分布,使内面和外表面的耐腐蚀性大幅提高。Ti的含量低于0.05质量%时,有不能充分提高耐腐蚀性的状况。另一方面,若Ti 的含量超过0.25质量%,则铸造时形成粗大的金属间化合物,加工性和耐腐蚀性降低。因此,芯材中所含有的Ti的量在上述范围内。<芯材的Cr 0. 25质量%以下>Cr在芯材内形成金属间化合物,具有使钎焊后强度提高的效果。若Cr的含量超过0. 25质量%,则在铸造时形成粗大的金属间化合物,加工性和耐腐蚀性降低。因此,芯材中所含有的Cr的量在上述范围内。<芯材的Mg 0. 5质量%以下>Mg与Si —起形成M&Si的微细的析出相,使强度提高。若Mg的含量超过0. 5质量%,则使用非腐蚀性助焊剂进行钎焊时,助焊剂与Mg反应,无法进行钎焊。因此,芯材中所含的Mg的量在上述范围内。<芯材的余量A1和不可避免的杂质>芯材的成分除前述以外,余量由Al和不可避免的杂质构成。还有,作为不可避免的杂质,例如可列举Fe、^ 等,其如果各自为0. 2质量%以下的含量,则不会妨碍本发明的效果,允许在芯材中含有。<芯材内部的Al-Cu系金属间化合物的数密度>通过使粒径0.5μπι以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1.0个/ym2以下,能够使电阻焊加工时的熔融稳定化,其结果是能够良好地进行焊接。另一方面,若粒径 0. 5 μ m以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过1. 0个/ μ m2,则电阻焊加工时Al-Cu系金属间化合物存在的地方局部性地过剩熔融,使对接的状态不稳定化,容易发生焊接不良。 还有,粒径低于0. 5 μ m的Al-Cu系金属间化合物在焊接不良方面几乎没有影响。在此,所谓粒径是最大直径。为了如此使存在于芯材内部的粒径0. 5 μ m以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度达到1.0个/μπι2以下,另外为了确保电阻焊时的成形性,需要控制在冷轧和最终冷轧之间进行的中间退火和在最终冷轧后进行的最终退火的条件。还有,关于条件的详情后述。还有,Al-Cu系金属间化合物的数密度,例如能够利用机械的研磨和电解蚀亥lj,制作芯材的中央部分观察用的试料,使用透射电子显微镜观察组织而进行测量。《牺牲材》牺牲材被配置在芯材的一侧表面,含有Si 超过0.2质量%、0. 8质量%以下,Zn 超过2. 0质量%、5. 0质量%以下,Mg 1. 0 4. 5质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成。另外,所述牺牲材表面的粒径2. Ομπι以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率为1.0%以下。〈牺牲材的Si超过0.2质量%、0. 8质量%以下〉Si与Mg —起形成Mg2Si的微细的析出物,使强度提高。Si的含量在0.2质量%以下时,使M&Si析出的效果少。另一方面,若Si的含量超过0.8质量%,则牺牲材的固相线温度降低,在钎焊加热时熔融。因此,牺牲材中所含的 Si的量在上述范围内。
<牺牲材的Si 超过2. 0质量%、5. 0质量%以下>Si是使电位变低的元素,通过添加到牺牲材,具有确保与芯材的电位差而使内面耐腐蚀性提高的效果。Si的含量在2.0质量%以下时,与芯材的电位差变小,内面耐腐蚀性降低。另一方面,若ai的含量超过5. ο质量%,则牺牲材的固相线温度降低,在钎焊加热时熔融。因此, 牺牲材中所含的ai的量在上述范围内。〈牺牲材的Mg:1.0 4.5质量% >Mg与Si —起形成Mg2Si的微细的析出物,使强度提高。Mg的含量低于1. 0质量%时,使M&Si析出的效果少,强度无法充分提高。另一方面,若Mg的含量超过4.5质量%,则包覆压合性降低,难以使侧面材层叠在芯材上。因此, 牺牲材中所含的Mg的量在上述范围内。<牺牲材的余量A1和不可避免的杂质>牺牲材的成分除上述以外,余量由Al和不可避免的杂质构成。还有,作为不可避免的杂质,可列举例如Mn、Cr、Zr、i^e、In、Sn等,如果是Mn低于0. 05质量%,Cr、Zr分别在 0. 2质量%以下,!^e在0. 25质量%以下,In,Sn分别在0. 1质量%以下的含量,则不妨碍本发明的效果,允许在牺牲材中含有。<牺牲材表面的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率>通过使粒径为2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率为1. 0%以下, 能够使电阻焊加工时的熔融稳定化,其结果是能够良好地进行焊接。另一方面,若粒径为 2. Oym以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率超过1. 0%,则电阻焊加工时Si-Mg系金属间化合物存在之处局部性地过剩熔融,使对接的状态不稳定化,容易发生焊接不良。还有,晶粒低于2. 0 μ m的Si-Mg系金属间化合物在焊接不良方面几乎不造成影响。在此,所谓粒径是最大直径。另外,所谓牺牲材表面是与配置有芯材的一侧不同的另一侧的表面。为了如此使存在于牺牲材表面的粒径2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率达到1.0%以下,另外为了确保电阻焊时的成形性,需要控制最终冷轧后进行的最终退火的条件。还有,关于条件的详情后述。还有,S1-Mg系金属间化合物的面积占有率,例如能够通过研磨牺牲材表面,以扫描型电子显微镜观察而进行测量。但是,扫描型电子显微镜不能区别杂质水平下所含有的 Fe系金属间化合物与Si-Mg系金属间化合物。因此,利用Si-Mg系金属间化合物的大致全部由最终的冷轧后的最终退火产生这样的性质,和狗系金属间化合物在中间退火和最终的冷轧后的最终退火中没有变化这样的性质,分别用扫描型电子显微镜观察最终退火前有材料和最终退火后的材料。然后,求得最终退火后的狗系和Si-Mg系金属间化合物的面积占有率和最终退火前的狗系金属间化合物面积率的差,能够求得只涉及Si-Mg系金属间化合物的面积占有率。《钎料》钎料配置在芯材的另一侧表面,由铝合金构成。作为该铝合金,可列举一般的JIS 合金,例如4343、4045等。而且,所谓铝合金除了含有Si的合金以外,也包括含有Si的合金。即,作为铝合金,可列举Al-Si系合金或Al-Si-Si系合金。而且,例如能够使用含有Si 7 12质量% WAl-Si系合金。Si的含量低于7质量%时,钎焊温度下的Al-Si液相量少,钎焊性容易变差。另一方面,若超过12质量%,则钎料铸造时粗大初晶Si增大,因此钎焊板制造时的芯材与钎料界面容易发生过剩熔融,容易使钎焊后强度、耐腐蚀性降低。但是,钎料没有特别限定,只要是像通常使用的Al系(ΑΙ-Si系、Al-Si-Si系)合金的某一种即可。另外,也可以使用真空钎焊所使用的Al-Si-Mg系、Al-Si-Mg-Bi系合金。 此外,除了 Si、Zn、Mg、Bi以外,也可以含有i^e,Cu,Mn等。接着,对于实施方式的铝合金钎焊板的制造方法进行说明。《铝合金钎焊板的制造方法》首先,制造铝合金钎焊板的材料,即芯材、牺牲材和钎料。该芯材、牺牲材和钎料的制造方法没有特别限定。例如,能够通过如下方式制造芯材以规定的铸造温度铸造前述的组成的芯材用铝合金后,对于所得到的铸块进行端面切削,达到期望的厚度,进行均质化热处理。另外,能够通过如下方式制造牺牲材和钎料以规定的铸造温度铸造前述的组成的牺牲材用铝合金和钎料用铝合金后,对于所得到的铸块进行端面切削,达到期望的厚度,进行均质化热处理。然后,热轧至规定的板后。其后,在芯材的一侧重叠牺牲材,在另一侧重叠钎料,通过实施热轧分别使其压合而成为板材。然后,对于该板材实施冷轧、中间退火、最终的冷轧、终退火,制造铝合金钎焊板。<关于终退火的条件>关于前述的终退火,需要以如下条件进行处理温度250°C以上、500°C以下,保持时间10小时以下,之后的冷却速度5°C /分以上。通过进行该条件的终退火,能够如前述, 使存在于牺牲材表面的粒径2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率为1. 0%以下。终退火温度低于250°C时,得不到使作为退火处理的轧制时的加工应变缓和的效果,另外成形性也变差。另外,若终退火的温度超过500°C或终退火的时间超过10小时, 则Si-Mg系的金属间化合物粗大地生长,粒径2. 0 μ m以上的金属间化合物的面积率超过 1.0%。另外,由于高温、长时间热处理,导致扩散促进,不仅对其他特性造成不良影响,而且阻碍生产率,因此从确保综合的材料特性的观点出发,优选为450°C以下、10小时以下。关于处理温度,更优选为310°C 450°C的范围。另外,冷却速度低于5°C /分时,Zn-Mg系的金属间化合物粗大化,粒径2. Ομπι以上大小的金属间化合物的面积占有率超过1. 0%。〈关于中间退火的条件〉或者,在所述中间退火中,在最高到达温度350 550°C下保持低于1秒,使保持后的冷却速度为1°C /秒以上。通过在该条件下进行中间退火,能够使存在于芯材内部的粒径 0.5μπι以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1.0个/μ m2以下。还有,中间退火的最高到达温度低于350°C时,固溶化处理不充分,铸造时结晶的粗大的Al-Cu系金属间化合物无法充分固溶而残存,因此芯材内部的粒径0. 5 μ m以上的 Al-Cu系金属间化合物的数密度超过1. 0个/ μ m2。另一方面,若超过550°C,则中间退火时钎料有可能熔融。另外,中间退火的到达温度保持时间在1秒以上时,芯材的再结晶晶粒粗大化,电阻焊接时容易发生焊接裂纹。另外,冷却速度低于1°C /秒时,Al-Cu系金属间化合物在冷却时析出,芯材内部的粒径0.5μπι以上大小的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过 1.0个"1112。<关于终退火条件>或者,关于前述的终退火条件为,处理温度200°C以上、400°C以下,保持时间10小时以下,其后的冷却速度30°C /hr以上。通过以该条件进行终退火,能够使芯材内部的粒径 0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金属间化合物的数密度在1. 0个/ μ m2以下。这种情况下,终退火的温度低于200°C时,得不到使作为退火处理的轧制时的加工应变缓和的效果。另一方面,若终退火的温度超过400°C,则调质为0材,在钎焊加热时芯材的再结晶晶粒没有粗大化,因此熔融钎料向芯材的侵蚀非常大。另外,若终退火处理的时间超过10小时,则Al-Cu系金属间化合物生长,粒径0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过1. 0个/ μ m2。另外,冷却速度低于30°C /hr时,在冷却过程中,Al-Cu系金属间化合物粗大化,粒径0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过1. 0个/ μ m2。[实施例A]接着,就本发明的铝合金钎焊板,将满足本发明的要件的实施例和不满足本发明的要件的比较例进行对比,具体地进行说明。<芯材的制造>通过连续铸造法,将具有表1所示的组成的Sl S23的芯材用铝合金进行铸锭, 根据需要进行端面切削、均质化处理,得到芯材用铸块。〈牺牲材的制造〉通过连续铸造法,将具有表2所示的组成的Gl G13的牺牲阳极材用铝合金进行铸锭,根据需要进行端面切削、均质化处理,热轧至规定的板厚,成为牺牲材用板材。<钎料的制造>通过连续铸造法,将具有表3所示的组成的Rl R3的钎料用铝合金进行铸锭,根据需要进行端面切削、均质化处理,热轧至规定的板厚,成为钎料用板材。<铝合金钎焊板的制造>在制造的Sl S23之中的任意一个芯材用板板的一侧表面,使包覆率为15%而重叠Gl G13之中的任意一个牺牲材用板材,并且在芯材用板材的另一侧表面,使包覆率为 15%而重叠Rl R3之中任意一个钎料用板材,通过热轧压合而成为板材。其后,对于该板材进行冷轧、中间退火、最终的冷轧、终退火,成为板厚0. 25mm的板材。还有,最终退火以表4、5所述的条件进行。接着,将以前述的方法制作的铝合金钎焊板作为供试材,以后述的方法测量、评价供试料的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率[%]、电阻焊接性、钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性,这些结果显示在表4、5中。还有,在表4、5中,不能进行测量、评价的和没有实施测量、评价的由“_”表示。然后,在本实施例中,这些评价项目全部评价为良好的为满足本发明的要件的实施例,这些评价项目即使有一个评价为不良的即为不满足本发明的要件的比较例。<Zn-Mg系金属间化合物的面积占有率>Si-Mg系金属间化合物的面积占有率,通过研磨牺牲材表面,用扫描型电子显微镜进行观察而测量。详细地说,分别以扫描型电子显微镜观察终退火前的供试材和终退火后的供试材。然后,求得终退火后的狗系和Si-Mg系金属间化合物的面积占有率和终退火前的狗系金属间化合物的面积率的差,求得仅Si-Mg系金属间化合物的面积占有率。还有,面积占有率是“(观测位置的粒径2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的总面积/观测总面积)X100”。<电阻焊接性评价>使用通常的切割装置,对于通过前述的方法制造的铝合金钎焊板进行切割加工, 使条材的宽度尺寸为35mm,卷取成卷状。以电阻焊接管制造装置将如此得到的条材加工成电阻焊接管,得到长径16mm、短径2mm的偏平管。电阻焊接性评价,是对于所得到的电阻焊接管进行外观检查IOOm部分,沿纵长方向观察有无5mm以上的未焊接部。没有5mm以上的未焊接部时评价为焊接性良好(〇)。另一方面,5mm以上的未焊接部有1个时评价为焊接性不良(X)。〈钎焊后强度的评价〉以坠落试验方式钎焊供试材后(在露点为-40°C,氧浓度200ppm以下的氮气氛中, 以600°C的温度加热5分钟后),加工成JIS5号试验片(各供试材各制作3片)。将该试验片在室温(25°C)下放置周后,通过拉伸试验测量钎焊后强度。3个试验片的钎焊后强度的平均值为170MPa以上的评价为良好(〇),低于170MI^的评价为不良(X)。还有,钎焊后强度的评价只对于电阻焊接性的评价为良好的试验片进行。〈钎焊性的评价〉从供试材上切下幅度25mmX长度60mm大小的试验片,在该试验片的钎料面涂布非腐蚀性的助焊剂FL-7 (森田化学工业株式会社制)5g/m2并使之干燥。使涂布有助焊剂的钎料面向上而载置试验片,在其上夹有Φ 2mm的不锈钢制的圆棒作为隔离物,相对于试验片使厚ImmX宽25mmX长度55mm的3003合金板垂直竖立并用金属丝固定。这时,隔离物的位置距试验片的一端为50mm的距离。对此进行钎焊(在露点为_40°C,氧浓度200ppm以下的氮气氛中,以600°C的温度加热5分钟)。测量填充在试验片和3003合金板的间隙中的焊脚的长度,焊脚长度为30mm以上的评价为钎焊性良好(〇),焊脚长度低于30mm的评价为钎焊性不良(X)。还有,钎焊性的评价只对电阻焊接性和钎焊后强度的评价都良好的试验片进行。〈耐腐蚀性评价〉以坠落试验方式钎焊供试材后(在露点为-40°C,氧浓度200ppm以下的氮气氛中, 以600°C的温度加热5分钟后),切断成幅50mmX长60mm的大小。再利用幅60mmX长70mm 的大小的掩蔽用密封垫,以板整个面覆盖钎料面,并且将该板向后折叠到牺牲材面侧,制作对于距牺牲材的各深处5mm的部分也用密封垫覆盖的试验片。使该试验片浸渍在含有Na+ :118ppm, CF :58ppm,SO, :60ppm, Cu2+ =Ippm, Fe3+ 30ppm的试验液中(88°C X 8小时),浸渍后自然冷却至室温后,在室温状态下保持16小时, 实施以上循环进行90个周期的耐腐蚀试验。目测观察腐蚀状况,试验片的最大腐蚀深度为50μπι以下的评价为良好(〇),最大腐食深度超过50 μ m的判断为不良(X)。
还有,耐腐蚀性的评价只对于电阻焊接性、钎焊后强度和钎焊性的评价全都良好的试验片进行。如表4所示,实施例No. 1 20的钎焊板满足本发明的要件,因此电阻焊接性、钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性为良好的评价。另一方面,如表5所示,比较例No. 1 20的钎焊板,因为不满足本发明规定的某一要件,所以达不到良好的评价。具体来说,比较例No. 1 3的钎焊板,牺牲材表面的粒径为2. 0 μ m以上的Si-Mg 系金属间化合物的面积占有率超过1.0%,因此电阻焊接加工时发生局部性的过剩熔融,成为电阻焊接性不良的结果。比较例No. 4的钎焊板,因为芯材中的Si低于0. 1质量%,所以钎焊后强度低。另外,比较例No. 5的钎焊板,因为芯材中的Si超过1. 0质量%,所以在钎焊加热时芯材熔融, 不能测量钎焊后强度。比较例No. 6的钎焊板,因为芯材中的Cu低于0. 5质量%,所以钎焊后强度低。另外比较例No. 7的钎焊板,因为芯材中的Cu超过1. 2质量%,所以钎焊加热时芯材熔融,不能测量钎焊后强度。比较例No. 8的钎焊板,因为芯材中的Mn低于0. 5质量%,所以钎焊后强度低。另外比较例No. 9的钎焊板,因此芯材中的Mn超过2. 0质量%,所以耐腐蚀性不良。比较例No. 10的钎焊板,因为芯材中的Cr超过0.25质量%,所以耐腐蚀性不良。比较例No. 11的钎焊板,因为芯材中的Ti低于0.05质量%,所以成为耐腐蚀性不良的结果。另外比较例No. 12的钎焊板,因为芯材中的Ti超过0.25质量%,所以为耐腐蚀性不良的结果。比较例No. 13的钎焊板,因为芯材中的Mg超过0. 5质量%,所以为钎焊性不良的结果。比较例No. 14的钎焊板,因为牺牲材中的Si在0. 2质量%以下,所以钎焊后强度低。另外比较例No. 15的钎焊板,因为牺牲材中的Si超过0. 8质量%,所以在钎焊加热时牺牲材熔融,不能测量钎焊后强度。比较例No. 16的钎焊板,因为牺牲材中的Si低于3. 0质量%,所以为耐腐蚀性不良的结果。另外比较例No. 17的钎焊板,因为牺牲材中的Si超过5. 0质量%,所以在钎焊加热时牺牲材熔融,不能测量钎焊后强度。比较例No. 18的钎焊板,因为牺牲材中的Mg低于1. 0质量%,所以钎焊后强度低。 另外比较例No. 19的钎焊板,因为牺牲材中的Mg超过4.5质量%,所以不能使侧材层叠在芯材上,不能进行试验。比较例No. 20的钎焊板,因为芯材中的Cu低于0. 5质量%,并且牺牲材中的Si超过5. 0质量%,所以在钎焊加热时牺牲材熔融,不能测量钎焊后强度。还有,比较例No. 7,20的钎焊板,设定为专利文献1或专利文献2所述的面有的钎焊板。如本实施例所示,这些现有的钎焊板,钎焊后强度、钎焊性、耐腐蚀性、电阻焊接性之中有一个以上不满足一定的水平。因此,由本实施例客观地表明,本发明的钎焊板比现有的钎焊板优异。[实施例B]接着,就本发明的铝合金钎焊板,将满足本发明的要件的实施例和不满足本发明的要件的比较例进行对比,具体地进行说明。〈芯材的制造〉通过连续铸造法,将具有表6所示的组成的SlOl S123的芯材用铝合金进行铸锭,根据需要进行端面切削、均质化处理,得到芯材用铸块。〈牺牲材的制造〉通过连续铸造法,将具有表7所示的组成的GlOl G113的牺牲阳极材用铝合金进行铸锭,根据需要进行端面切削、均质化处理,热轧至规定的板厚,成为牺牲材用板材。〈钎料的制造〉通过连续铸造法,将与实施例A同样具有表3所示的组成的Rl R3的钎料用铝合金进行铸锭,根据需要进行端面切削、均质化处理,热轧至规定的板厚,成为钎料用板材。〈铝合金钎焊板的制造〉在制造的SlOl S123之中的任意一个芯材用板板的一侧表面,使包覆率为20% 而重叠GlOl Gl 13之中的任意一个牺牲材用板材,并且在芯材用板材的另一侧表面,使包覆率为15%而重叠Rl R3之中任意一个钎料用板材,通过热轧压合而成为板材。其后,对于该板材进行冷轧、中间退火、最终的冷轧、终退火,成为板厚0. 25mm的板材。然后,在最终冷轧后进行终退火。还有,中间退火、最终退火处理以表8、9所述的条件进行。接着,将以前述的方法制作的铝合金钎焊板作为供试材,以后述的方法测量、评价供试料的Al-Cu系金属间化合物的数密度[个/ μ m2]、电阻焊接性、钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性,这些结果显示在表8、9中。还有,在表8、9中,不能进行测量、评价的和没有实施测量、评价的由“_”表示。与实施例A同样,这些评价项目全部评价为良好的为满足本发明的要件的实施例,这些评价项目即使有一个评价为不良的即为不满足本发明的要件的比较例。<A1-Cu系金属间化合物的数密度>Al-Cu系金属间化合物的数密度通过如下方式测量利用机械的研磨和电解蚀刻,制作芯材的中央部分观察用的试料,使用透射电子显微镜观察组织而进行测量。观察位置限定为,由等厚干涉条纹测量观察部的膜厚,膜厚为0. 1 0. 3μπι的位置,在该观察位置,以1万倍的倍率观察Al-Cu系金属间化合物,运用图像处理测量单位面积(μπι2)中的 Al-Cu系金属间化合物的数密度。如表8所示,实施例No. 101 120的钎焊板,因为满足本发明的要件,所以电阻焊接性、钎焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性为良好的评价。另一方面,如表9所示,比较例No. 101 123的钎焊板,因为不满足本发明规定的某一要件,所以达不到良好的评价。具体来说,比较例No. 101的钎焊板,因为中间退火的温度高,所以中间退火时钎料熔融,不能制造。比较例No. 102 107的钎焊板,因为芯材内部的粒径0. 5 μ m以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过ι. O个/ μ m2,所以在电阻焊加工时发生局部性的过剩熔融,成为电阻不良的结果。比较例No. 108的钎焊板,因为芯材中的Si低于0. 1质量%,所以钎焊后强度低。另夕卜,比较例No. 109的钎焊板,因为芯材中的Si超过1. 0质量%,所以在钎焊加热时芯材熔融,不能测量钎焊后强度。比较例No. 110的钎焊板,因为芯材中的Cu低于0. 5质量%,所以钎焊后强度低。 另外比较例No. 111的钎焊板,因为芯材中的Cu超过1.2质量%,所以钎焊加热时芯材熔融,不能测量钎焊强度。比较例No. 112的钎焊板,因为芯材中的Mn低于0. 5质量%,所以钎焊后强度低。 另外比较例No. 113的钎焊板,因此芯材中的Mn超过2. 0质量%,所以为耐腐蚀性不良的结果。比较例No. 114的钎焊板,因为芯材中的Cr超过0.25质量%,所以为耐腐蚀性不
良的结果。比较例No. 115的钎焊板,因为芯材中的Ti低于0. 05质量%,所以成为耐腐蚀性不良的结果。另外比较例No. 116的钎焊板,因为芯材中的Ti超过0.25质量%,所以为耐腐蚀性不良的结果。比较例No. 117的钎焊板,因为芯材中的Mg超过0.5质量%,所以为钎焊性不良的结果。比较例No. 118的钎焊板,因为牺牲材中的Si在0. 2质量%以下,所以钎焊后强度低。另外比较例No. 119的钎焊板,因为牺牲材中的Si超过0.8质量%,所以在钎焊加热时牺牲材熔融,不能测量钎焊强度。比较例No. 120的钎焊板,因为牺牲材中的Si在2.0质量%以下,所以为耐腐蚀性不良的结果。另外比较例No. 121的钎焊板,因为牺牲材中的Si超过5.0质量%,所以在钎焊加热时牺牲材熔融,不能测量钎焊强度。比较例No. 122的钎焊板,因为牺牲材中的Mg低于1. 0质量%,所以钎焊后强度低。另外比较例No. 123的钎焊板,因为牺牲材中的Mg超过4. 5质量%,所以不能使侧材层叠在芯材上,不能进行试验。还有,比较例No. 110、111的钎焊板,设定为专利文献1或专利文献2所述的面有的钎焊板。如本实施例B所示,这些现有的钎焊板,钎焊后强度、钎焊性、耐腐蚀性、电阻焊接性之中有一个以上不满足一定的水平。因此,由本实施例客观地表明,本发明的钎焊板比现有的钎焊板优异。以上,通过用于实施发明的方式和实施例,对于本发明的铝合金钎焊板具体地进行了说明,但本发明的宗旨不受这述记述限定,必须基于专利权利要求的范围的记述更广义地解释。另外,基于这些记述而进行的各种变更、改变等均包含在本发明的宗旨内。表1芯材组成
权利要求
1.一种铝合金钎焊板,其特征在于,具有芯材,其含有Si 0. 1 1. 0质量%、Cu 0. 5 1. 2质量%、Mn :0. 5 2. 0质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;牺牲材,其配置在所述芯材的一侧表面,含有Si 超过0. 2质量%但在0. 8质量%以下,Zn 超过3. 0质量%但在5. 0质量%以下,Mg 1. 0 4. 5质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;钎料,其配置在所述芯材的另一侧表面,由铝合金构成,其中,所述牺牲材表面的粒径为2. 0 μ m以上的Si-Mg系金属间化合物的面积占有率为 1. 0%以下。
2.—种铝合金钎焊板,其特征在于,具有芯材,其含有Si 0. 1 1. 0质量%、Cu 0. 5 1. 2质量%、Mn :0. 5 2. 0质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;牺牲材,其配置在所述芯材的一侧表面,含有Si 超过0. 2质量%但在0. 8质量%以下,Zn 超过2.0质量%但在5.0质量%以下,Mg 1. 0 4. 5质量%,余量由Al和不可避免的杂质构成;钎料,其配置在所述芯材的另一侧表面,由铝合金构成,其中,所述芯材内部的粒径为0. 5 μ m以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1. 0个 /ym2以下。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金钎焊板,其特征在于,所述芯材还含有从Ti 0. 05 0. 25质量%、Cr :0. 25质量%以下、Mg :0. 5质量%以下之中选择的至少1种。
全文摘要
提供一种热交换器用的铝合金钎焊板,其钎焊后强度和耐腐蚀性优异,并且电阻焊接性也优异。一种铝合金钎焊板具有以规定量含有Si、Cu、Mn,余量由Al和不可避免的杂质构成芯材;配置在所述芯材的一侧表面,以规定量含有Si、Zn、Mg,余量由Al和不可避免的杂质构成的牺牲材;配置在所述芯材的另一侧表面,由铝合金构成的钎料,其中,所述牺牲材表面的粒径为2.0μm以上的Zn-Mg系金属间化合物的面积占有率为1.0%以下。或者,是同一种铝合金钎焊板,其特征在于,所述芯材内部的粒径为0.5μm以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1.0个/μm2以下。
文档编号F28F21/08GK102251154SQ20111013464
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2010年5月18日
发明者木村申平, 植田利树, 泉孝裕 申请人:株式会社神户制钢所
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