专利名称：复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料，由芯材、将芯材的一面覆盖的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖的第二表皮材构成，使用在制造例如热交换器用零件中。在本说明书中，“自然电位”意味着，在5% NaCl、pH3(酸性)的水溶液中的、与作为标准电极的饱和甘汞电极(S.C.E)相对的材料所带有的电极电位。
背景技术：
作为由芯材、将芯材的一面覆盖且成为制冷剂通路的内表面的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖且成为与空气接触的外表面的第二表皮材所构成、且使用在制造热交换器用零件中的复合材料，已知如下的热交换器用复合材料:芯材含有0.3 1.5质量％的S1、0.5 1.8质量％的Mn、1.5质量％以下的Mg、1.0质量％以下的Cu、和0.1 0.35质量％的Ti，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成；第一表皮材含有1.5质量％以下的S1、l.8质量％以下的Mn、和1.0质量％以下的Cu，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成；第二表皮材含有1.5质量％以下的S1、1.8质量％以下的Mn、和2.5 7.0质量％的Zn，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成；第一表皮材的Cu含量是所述芯材的Cu含量以上(日本特开2008-240084号公报)。上述公报记载的复合材料使处于腐蚀环境下的成为热交换器外部侧的层(第二表皮材)的自然电位与芯材相比较低，而将该层作为相对于芯材的牺牲阳极层，相反地，使与制冷剂接触的成为热交换器内部侧的层(第一表皮材)的自然电位与芯材相比较高，上述复合材料即使在芯材板厚中心以里也具有牺牲防腐蚀效果。然而，例如如图1所示，作为在车辆用空调装置的冷凝器中适用的热交换器I公知有如下的热交换器，其构成而包括:在上下方向上延伸且沿着左右方向隔开间隔地配置的一对铝制(包括铝合金。下同)集液箱2、3 ;在两个集液箱2、3之间沿着上下方向隔开间隔地配置，且两端部与两个集液箱2、3连接的多个铝制热交换管4 ;配置在相邻的热交换管4彼此之间以及上下两端的热交换管4的外侧，且钎焊在热交换管4上的铝制波纹状散热片5 ;和配置在上下两端的波纹状散热片5的外侧且钎焊在波纹状散热片5上的铝制侧板6，其中，左侧的集液箱2在与高度方向的中央部相比的上方，通过分隔部件7分隔成上下两个集液部2a、2b，而右侧的集液箱3在与高度方向的中央部相比的下方，通过分隔部件7分隔成上下两个集液部3a、3b，在左侧的集液箱2的上集液部2a上形成有流体入口(省略图示)，在上集液部2a上钎焊有具有与流体入口连通的流体流入通路8a的入口部件8，而在右侧的集液箱3的下集液部3b上形成有流体出口(省略图示)，在下集液部3b上钎焊有具有与流体出口连通的流体流出通路9a的出口部件9，左右的集液箱2、3构成而包括:钎焊管10，使由在两面具有钎焊材料层的铝硬钎焊片而构成的原料板成形为筒状，并且以使两侧缘部部分重合的方式相互钎焊；和铝制封闭部件11，钎焊在钎焊管10的两端，且将其两端开口封闭。例如如图2及图3所示，钎焊管10是通过国际公布第2007/114366号小册子所记载的方法而制造的。上述说明书记载的方法如下。首先，准备由复合材料构成的原料板20，该复合材料构成而包括芯材20a、由招合金钎焊材料构成且将芯材20a的一面覆盖的第一表皮材20b、和将芯材20a的另一面覆盖的第二表皮材20c (参照图3 (a))，在原料板20的一侧缘部的上表面上形成朝向前端(右端)且从上面侧向下面侧倾斜的第一倾斜面21，并且，在第一倾斜面21的倾斜下端与下表面之间，形成与第一倾斜面21成钝角且与下表面成直角的第一平坦面22。虽然第一倾斜面21被第一表皮材20b覆盖,但第一平坦面22并没有被第一表皮材20b覆盖(参照图2(a)及图3(b))。另外，在原料板20的另一侧缘部的下表面上形成朝向前端(左端)且从下面侧向上面侧倾斜的第二倾斜面24，并且，在第二倾斜面24的倾斜下端与下表面之间形成与第二倾斜面24成钝角且与下表面成直角的第二平坦面25。第二倾斜面24的第二平坦面25侧的部分以及第二平坦面25被第二表皮材20c覆盖。另外，原料板20的上表面的左侧缘部没有被第一表皮材20b覆盖，第二倾斜面24的左侧部分也没有被第二表皮材20c覆盖(参照图2 (a)及图3 (c))。原料板20的上表面与第二倾斜面24构成的角度和原料板20的上表面与第一倾斜面21构成的角度是互补角的关系。接下来，以使第一表皮材20b处于外侧的方式将原料板20成形为筒状，且使两侧缘部的两倾斜面21、24彼此进行面接触，并且，使两平坦面22、25彼此抵接而得到钎焊管用筒状体26 (参照图2 (b)及图3 (d))，之后通过加热至规定的温度，而对钎焊管用筒状体26的两倾斜面21、24彼此、以及两平坦面22、25彼此进行钎焊来制造钎焊管10。虽然省略了图示，但是在原料板20的宽度方向的中央部形成有热交换管穿插孔，在原料板20的左右两侧缘部形成有用于形成流体入口 30及流体出口的切口、和用于形成分隔部件插入用的狭缝的切槽。此外，钎焊管10与热交换器的制造同时进行。但是，在使用专利文献I记载的复合材料，并通过专利文献2记载的方法制造图1所示的冷凝器I的集液箱2、3的钎焊管10的情况下，具有如下问题:在钎焊之后形成于第一倾斜面21与第二倾斜面24之间的共晶钎焊材料的自然电位，与芯材的自然电位相比较低，从而造成共晶钎焊材料先被腐蚀而使钎焊部的耐腐蚀性降低。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述问题，并提供一种复合材料，其能够提高在使覆盖芯材的一面的第一表皮材与覆盖芯材的另一面的第二表皮材重叠的状态下进行钎焊后的钎焊部的耐腐蚀性。本发明为了达成上述目的而以下述形式构成。I) 一种复合材料,其由芯材、将芯材的一面覆盖的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖的第二表皮材构成，并在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下被钎焊，其中，芯材含有0.05 0.2质量％的(:11、1.0 1.5质量％的Μη、0.3 1.0质量％的Ζη、0.05 0.25质量％的T1、0.2质量％以下的Fe、和0.2质量％以下的Si，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成，第一表皮材含有6.8 11.0质量％的Si和0.05质量％以下的Zn，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成，第二表皮材含有4.0 6.0质量％的Si和0.5 1.0质量％的Cu，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。根据上述I)的复合材料，在通过专利文献2记载的方法制造了如图1所示的冷凝器的集液箱的钎焊管的情况下，钎焊之后形成在第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位与芯材的自然电位相比较高，因此，能够抑制共晶钎焊材料相对于芯材而先被腐蚀的情况，并提高接合部的耐腐蚀性。
图1是表示作为车辆用空调装置的冷凝器使用的热交换器的整体结构的立体图。图2是表示对使用在图1的热交换器的集液箱中的钎焊管用筒状体进行制造的方法的垂直剖视图。图3是图2的局部放大图。
具体实施例方式以下，对本发明的复合材料的实施方式进行说明。 本发明的复合材料由芯材、将芯材的一面覆盖的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖的第二表皮材构成，如图2及图3所示，以使第一表皮材成为外面侧并且使第二表皮材成为内面侧的方式成形为筒状，且使两侧缘部组合，并在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下使两侧缘部被钎焊。因此，在原料板的状态下，由复合材料的第一表皮材覆盖上述第一倾斜面21，并由第二表皮材覆盖上述第二倾斜面24及第二平坦面25。复合材料中，芯材含有0.05 0.2质量％的Cu、1.0 1.5质量％的Μη、0.3 1.0质量％的211、0.05 0.25质量％的11、0.2质量％以下的Fe、和0.2质量％以下的Si，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成，第一表皮材含有6.8 11.0质量％的Si和0.05质量％以下的Zn，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成，第二表皮材含有4.0 6.0质量％的Si和0.5 1.0质量％的Cu，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。在此，优选为，第一表皮材及第二表皮材的复合率分别为4 10%。对复合材料的芯材、第一表皮材及第二表皮材中的各合金成分进行说明。[芯材]Cu具有使芯材的自然电位变高并使芯材的耐腐蚀性提高的性质，但是，若其含量太少则无法获得足够的耐腐蚀性，若太多则芯材的自然电位与钎焊之后存在于钎焊部的第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位相比变高，共晶钎焊材料会先被腐蚀。因此，Cu含量应该为0.05 0.2质量％。Mn具有使芯材的强度增大的性质，但是，若其含量太少则无法获得足够的强度，若太多则芯材的强度会变得过大，会很难将复合材料的两侧缘部加工成图3所示的形状。因此，Mn含量应该为1.0 1.5质量％。Zn使芯材的自然电位降低，并该结果为，具有防止钎焊之后存在于钎焊部的第一倾斜面与第二倾斜面之间的、共晶钎焊材料先被腐蚀的性质，但是，若其含量太少则无法防止上述共晶钎焊材料先被腐蚀，若太多则芯材的自身耐腐蚀性降低。因此，Zn含量应该为0.3 1.0质量％。
Ti在Al合金中形成T1-Al系化合物并分散成层状。由于T1-Al系化合物的自然电位较高，所以具有腐蚀形态层状化，使得难以发展为向深度方向的腐蚀(孔蚀)而使耐腐蚀性提高的性质。但是，若其含量太少则腐蚀形态的层状化效果变小且耐腐蚀性降低，即使太多，耐腐蚀性提高效果也饱和而只会使成本变高。因此，Ti含量应该为0.05 0.25质量％。Fe是作为不可避免的杂质包含在芯材中的，但是若其含量太多则芯材的自身耐腐蚀性会降低，因此，其含量应该为0.2质量％以下。Si是作为不可避免的杂质包含在芯材中的，但是若其含量太多则芯材的自身耐腐蚀性会降低，因此，其含量应该为0.2质量％以下。此外，也可以为，作为不可避免的杂质而含有的Fe及Si的含量为O的情况。[第一表皮材]第一表皮材是一般的Al合金焊料，Si含量为6.8 11.0质量％。Zn是作为不可避免的杂质包含在第一表皮材中的，但是，若其含量太多，则钎焊之后存在于钎焊部的第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位变低，共晶钎焊材料会先被腐蚀。因此，Zn的含量应该为0.05质量％以下。此外，也可以为，作为不可避免的杂质而含有的Zn的含量为O的情况。[第二表皮材]Si具有如下的性质:当在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下对两侧缘部进行钎焊时，第二表皮材成为熔融状态后，使Cu容易从第一表皮材向熔融了的材料中扩散，但是，若其含量太少则第二表皮材的熔融会变得不充分，且Cu从第一表皮材向熔融了的材料中的扩散会不足，其结果为，钎焊之后存在于钎焊部的第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位不会与芯材的自然电位相比变高，共晶钎焊材料会先被腐蚀。因此，Si含量应该为4.0 6.0质量％。Cu具有如下的性质:当在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下对两侧缘部进行钎焊时，通过从第一表皮材向熔融了的材料中扩散，而使钎焊之后存在于钎焊部的第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位，与芯材的自然电位相比较高，但是，若其含量太少则无法获得该效果，若太多则在第二表皮材的铸造时，在第二表皮材上会发生凝固开裂。因此，Cu含量应该为0.5 1.0质量％。此外，复合材料是通过在将芯材、第一表皮材以及第二表皮材分别铸造之后进行压接来制造的。以下，对本发明的具体实施例及比较例进行说明。准备了表I所不的六种复合材料。在各复合材料中，第一表皮材及第二表皮材的
复合率为6%。使用各复合材料，准备了图2及图3所示的原料板20，该原料板20具有第一倾斜面21、第一平坦面22、第二倾斜面24以及第二平坦面25，而且第一倾斜面21由第一表皮材覆盖，第二倾斜面24的第二平坦面25侧的部分以及第二平坦面25由第二表皮材覆盖。接下来，将原料板20成形为筒状，使两侧缘部的两倾斜面21、24彼此之间进行面接触，并且使两平坦面22、25彼此之间抵接，从而得到筒状体34，之后通过加热至规定的温度，对钎焊管用筒状体34的两倾斜面21、24彼此、以及两平坦面22、25彼此进行钎焊，来制造钎焊管10。而且，对所获得的各钎焊管的芯材的自然电位以及形成在第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位进行了测定。其结果也在表I中表示。由表I所示的结果可明显得知，在芯材以及两表皮材的合金组成处于本申请发明的范围内的情况下，形成在第一倾斜面与第二倾斜面之间的共晶钎焊材料的自然电位，与芯材的自然电位相比变高，能够防止共晶钎焊材料先被腐蚀。
权利要求
1.一种复合材料，其由芯材、将芯材的一面覆盖的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖的第二表皮材构成，并在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下被钎焊，其特征在于， 芯材含有0.05 0.2质量％的Cu、1.0 1.5质量％的Μη、0.3 1.0质量％的Zn、.0.05 0.25质量％的11、0.2质量％以下的Fe、和0.2质量％以下的Si，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成， 第一表皮材含有6.8 11.0质量％的Si和0.05质量％以下的Zn，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成， 第二表皮材含有4.0 6.0质量％的Si和0.5 1.0质量％的Cu，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。
全文摘要
本发明提供一种复合材料。该复合材料由芯材、将芯材的一面覆盖的第一表皮材、和将芯材的另一面覆盖的第二表皮材构成，并在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下被钎焊。芯材含有0.05～0.2质量％的Cu、1.0～1.5质量％的Mn、0.3～1.0质量％的Zn、0.05～0.25质量％的Ti、0.2质量％以下的Fe、和0.2质量％以下的Si，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。第一表皮材含有6.8～11.0质量％的Si和0.05质量％以下的Zn，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。第二表皮材含有4.0～6.0质量％的Si和0.5～1.0质量％的Cu，剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的Al合金形成。本发明的复合材料适合使用于，在使第一表皮材与第二表皮材重叠的状态下被钎焊，来对构成车辆用空调装置的热交换器的集液箱进行制造的原材料中。
文档编号B32B33/00GK103158291SQ20121055879
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者寺田隆, 高桥一幸, 井川洋平 申请人:昭和电工株式会社