专利名称：铝合金钎焊板和热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝合金钎焊板和使用它的汽车等用的热交换器。
背景技术：
搭载于汽车的冷凝器、蒸发器、中冷器等热交换器，其构造主要是，使构成流体通路的偏平管状的管和对板材进行波纹(corrugate)成形的翅片交替地反复重叠组合，以使流体通路集结的方式，使管嵌合并组装在对板材进行了冲压成形的板(集管header)上 (参照图1)。这些部件以组装的状态被钎焊加热，由此，管与翅片、管与板分别接合，热交换器被制造出来。这些管、板和翅片所应用的是钎焊用的铝合金材，或以铝合金为芯材并在其上层叠由Al-Si系合金构成的钎料的包覆材，即铝合金钎焊板。通过钎焊加热而熔融的钎料(熔融钎料)被填充到部件间的连接部位而形成焊脚(fillet)，由此部件彼此被接合。 在热交换器的管和板的钎焊中，特别要求良好的钎焊性，即被钎焊的接合部(嵌合部)不发生间隙，以免在热交换器的流体通路中发生泄漏。为了提高钎焊性，认为有使铝合金钎焊板的钎料的厚度和钎料的Si含量为规定值以上，能够通过钎焊加热而使充分量的钎料熔融而形成焊脚的方法。但是另一方面，若熔融钎料多，则会发生钎料侵蚀芯材的熔蚀(erosion)，因此应该使熔融钎料的量最佳化，以使钎料的Si含量等得到控制。作为热交换器的板，公开有一种铝合金钎焊板，其使钎料的 Si为比较低的浓度，Si :1. 6 5. 0质量％，此外还添加Mn以提高熔融钎料的粘度，抑制流动(参照专利文献1)。专利文献1特开2008-303405号公报(权利要求1，段落0019)在此，由作为板材的铝合金钎焊板形成管时，会形成如下等接头对其进行辊轧成形，使两边重叠，在外侧表面和内侧表面进行钎接，或者使两边朝向经过辊轧成形的内侧而折曲成L形，使外侧表面彼此对接而钎接。使用了成形这样的铝合金钎焊板而成的管的热交换器，在钎焊处理时，在管中，板上的熔融钎料容易在表面传播而向接合翅片的一侧流动，积存在与板的接合部的熔融钎料的量变少，因此在接合部有可能产生间隙。专利文献1所述的技术，因为提高了板表面的熔融钎料的粘度，所以认为从板到翅片邻域几乎没有流动钎料。然而，因为钎料其Si浓度比较低，还添加有Mn，所以即使通过钎焊加热而使之熔融，熔融钎料的流动性仍受到抑制，因此流动到与管的接合部并积存的熔融钎料也少，在接合部有可能产生间隙。由此，就要求一种用于热交换器的部件的铝合金钎焊板，特别是适用于管材的，以达到适当的钎焊性。
发明内容
本发明鉴于所述问题点而做，其目的在于，提供一种适用于热交换器、特别是管材的、钎焊性和耐熔蚀性优异的铝合金钎焊板。为了解决上述课题，本发明的铝合金钎焊板，具有由Al-Mn系合金构成的芯材，和在其单面或两面由Fe的含量为0. 45质量％以下的Al-Si系合金构成的钎料，在以600°C进行3分钟的钎焊处理后，凝固的钎料的截面的共晶Si的面积率为35%以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直径在轧制方向为80 μ m以上。如此，将钎料的Fe含量限制在规定值以下，并且增大钎焊后的芯材的晶粒直径， 由此所形成的铝合金钎焊板，在钎焊中钎料的凝固时，减少了构成钎料的流动通路的芯材表面的共晶Si。据此，在钎焊处理中，既能够充分确保在钎接部流动的熔融钎料，同时到达该钎接部的熔融钎料因为所述钎料流动的通路面积少，所以其传递流出受到抑制。其结果是，充分量的钎料积存在钎接部，能够增多焊脚而使钎焊性提高。而且，本发明的热交换器其构成为，在成形具有由铝合金构成的芯材和在其单面或两面由Al-Si系合金构成的钎料的板材而成的板上，钎接将所述本发明的铝合金钎焊板成形而成的管。此外该热交换器也可以构成为，将铝或铝合金所形成的翅片钎接在管上，另外，板材也可以应用所述本发明的铝合金钎焊板。如此，通过应用钎焊性和耐熔蚀性优异的铝合金钎焊板作为管材，进一步作为板材，从而能够得到不会发生熔蚀，钎焊性良好地组装而成的热交换器。根据本发明的铝合金钎焊板，能够获得良好的钎焊性和耐熔蚀性。而且无论应用这样的铝合金钎焊板作为管材还有板材，能够得到在组装、钎焊时，在管和板的接合部不会发生泄漏的热交换器。
图1是说明热交换器的部件的组装状态的要部放大立体图。图2(a)是本发明的一个实施方式的铝合金钎焊板的截面模式图，(b)、(C)是用于模式化地说明钎焊处理后的铝合金钎焊板的钎焊中的共晶Si的面积率的截面图，(b)是共晶Si的面积率小的图，(C)是是共晶Si的面积率大的图。图3是实施例的用于钎焊性评价的钎接结构体的模式图，(a)是立体图，(b)是表示管_板钎接部的焊脚截面积的测量位置的截面图。图4是实施例的用于钎焊性评价的钎接结构体的模式图，(a)是立体图，(b)、(C)、 (d)是用于说明管的接头的规格的放大截面图。
具体实施例方式以下，对于用于实现本发明的铝合金钎焊板和热交换器的方式进行说明。[铝合金钎焊板]在本发明的铝合金钎焊板中，在由铝合金构成的芯材的单面或两面包覆有钎料， 例如应用于热交换器的管材时，优选在成形时构成外侧的面上具有钎焊。图2(a)中模式化地显示在单面具有钎料的铝合金钎焊板的截面图。铝合金钎焊板的厚度，特别是在管材中越是薄壁化，越能够使所制作的热交换器轻量化，但因为难以维持强度和耐腐蚀性，所以优选为0. 15 0. 50mm的范围。另外，应用于热交换器的板材时，优选使厚度为0. 50 1. 5mm 的范围。以下，对于构成本发明的铝合金钎焊板的各要素进行说明。[芯材](芯材Mn:0· 6质量％以上、2.0质量％以下)
本发明的铝合金钎焊板的芯材，通常作为芯材，另外作为钎焊用的铝合金材使用， 也由铝合金之中强度高、耐腐蚀性比较优异的Al-Mn系合金形成。具体来说，优选含有Mn 0.6 2.0质量％。Mn形成Al-Mn-Si系金属间化合物，提高钎焊后强度。若Mn的含量低于0. 6质量％，则该效果小，另外含有Si时，Al-Mn-Si系金属间化合物减少，固溶Si量增加，因此芯材的固相线温度降低，在铝合金钎焊板进行钎焊加热时，芯材有可能熔融。另一方面，若Mn的含量超过2. 0质量％，则铸造时所形成的粗大的金属间化合物的量增加，铝合金钎焊板的加工性有可能降低。本发明的铝合金钎焊板的芯材，也可以是还含有如下之中的1种以上的铝合金， 即Si :1.0质量％以下、Cu :1.0质量％以下、Mg:低于0.5质量％、Ti :0. 35质量％以下。作为满足这样的条件的铝合金，也可以应用JIS规定的3000系铝合金。(芯材Si:1.0质量％以下)Si在铝合金中固溶而使其强度提高。另外，形成Al-Mn-Si系金属间化合物提高钎焊后强度。此外与Mg共存时形成Mg2Si提高钎焊后强度。为了使这些效果充分，Si含量优选为0. 3质量％以上。另一方面，因为Si使铝合金的固相线温度降低，所以若Si的含量超过1. 0质量％，则铝合金钎焊板在钎焊加热时芯材有可能熔融。(芯材Cu:1.0质量％以下)Cu在铝合金中固溶强化而使其强度提高。为了使该效果充分，Cu的含量优选为 0.3质量％以上。另外，因为Cu具有使铝合金的电位变高的作用，所以芯材比钎料的铝合金的电位高，因此钎料对于芯材进行牺牲防腐，使铝合金钎焊板的耐腐蚀性提高。另一方面， 因为Cu使铝合金的固相线温度降低，所以若Cu的含量超过1. 0质量％，则铝合金钎焊板在钎焊加热时，芯材有可能熔融。(芯材Mg:低于0.5质量％)Mg在铝合金中固溶、析出强化而使其强度提高。特别是与Si共存，形成Mg2Si而提高钎焊后强度。但另一方面，因为Mg具有使钎焊用的助焊剂的功能降低的作用，所以若 Mg的含量达到0. 5质量％以上，则钎焊时Mg扩散到钎料中，钎焊性显著降低。(芯材Ti:0.；35质量％以下)Ti形成Ti-Al系化合物并以层状分散。Ti-Al系化合物其电位高，因此具有使腐蚀形态层状化，向厚度方向的腐蚀(点蚀)难以进展的效果。为了使该效果充分，Ti的含量优选为0. 05质量％以上。另一方面，若Ti的含量超过0. 35质量％，则粗大的金属间化合物形成，因此铝合金钎焊板的加工性有可能降低。本发明的铝合金钎焊板的芯材，作为不可避免的杂质，也可以含有狗0. 5质量％ 以下、Zn 0. 2质量％以下、Cr :0. 2质量％以下。[钎料](钎料Si4 13质量％ )本发明的铝合金钎焊板的钎料，与层叠在一般的铝合金钎焊板上的钎料和钎焊用铝合金材的钎焊通常所使用的钎料用的铝合金同样，由Al-Si系合金构成，Si的含量优选为4 13质量％。Si具有使铝合金的固相线温度降低，提高钎焊温度下的流动性的作用。 Si的含量低于4质量％时，流动的钎焊的量不充分，引起钎焊不良，若超过13质量％，则成为过共晶组成，因此粗大的初晶Si生成，铝合金钎焊板的加工性有可能降低。
(钎焊!^e:0.45质量％以下)形成本发明的铝合金钎焊板的钎料的Al-Si系合金，将狗的含量抑制在0. 45质量％以下。！^e形成Al-Fe系金属间化合物，该Al-Fe系金属间化合物在钎焊处理时的钎焊凝固时作为α相的生成核发挥作用。若钎料的狗含量超过0.45质量％，则作为生成核的 AHe系金属间化合物变多，因此α相的个数变多，其分别都很微细，在α相的界面结晶的共晶Si变多(参照图2(c))。即，在钎焊后的铝合金钎焊板的表层(芯材表面上)，钎料的大部分作为共晶Si结晶，形成焊脚的钎焊变少，钎焊性降低。因此！^的含量为0. 45质量％以下。本发明的铝合金钎焊板的钎料，也可以是还含有如下之中1种以上的铝合金，即 Zn :7. 0质量％以下、Mg :3. 0质量％以下、Ti :0. 3质量％以下。(钎料Si:7.0质量％以下)Zn具有使铝合金的固相线温度降低，提高钎焊温度下的流动性的作用。另外铝合金的电势低，能够提高铝合金钎焊板(芯材)的、来自层叠有该钎焊这侧的耐腐蚀性。为了使这些效果充分，Zn的含量优选为0. 1质量％以上。另一方面，若Si的含量超过7. 0质量％，则铝合金钎焊板的加工性降低，发生自腐蚀，反而有可能使耐腐蚀性降低。(钎料Mg:3.0质量％以下)Mg与Si同样，具有使铝合金的固相线温度降低，提高钎焊温度下的流动性的作用。另外在真空钎焊中，通过在钎焊气氛下蒸发而具有除去钎料表面的氧化皮膜的效果。为了使这些效果充分，Mg的含量优选为0. 1质量％以上。另一方面，若Mg的含量超过3. 0质量％，则在真空钎焊中，气氛的Mg造成的污染被促进，此外助焊剂的功能受损而使钎焊性降低，另外铝合金钎焊板的加工性有可能降低。(钎料Ti:0.3质量％以下)Ti具有使铸造时的晶粒微细化的作用。为了使该效果充分，Ti的含量优选为0. 01 质量％以上。另一方面，若超过0.3质量％，则形成粗大的金属间化合物，因此铝合金钎焊板的加工性有可能降低。本发明的铝合金钎焊板的钎料，作为不可避免的杂质，也可以含有Cu、Mn、Cr各 0. 2质量％以下。在本发明的铝合金钎焊板中，钎料优选在每一面以15μπι以上的厚度且包覆率 1 25%被包覆。钎料厚度低于15μπι时，钎料的绝对量不足，钎焊性有可能降低。另一方面，若钎料厚度变厚而超过25 %的包覆率，则钎料的流动量过剩，一部分会侵蚀芯材，有可能发生芯材的熔蚀。还有，作为两面具有钎料的铝合金钎焊板时，各个面的钎料可以是同成分的铝合金，也可以不同。例如关于应用于热交换器的板材的铝合金钎焊板，组装到热交换器上时，可以使作为外侧(腐蚀环境侧)的面为添加有Si的Al-Si-Si系合金，使另一面为 Al-Si系合金。[牺牲阳极材]在本发明的铝合金钎焊板中，也可以在所述的芯材的一侧的面具有所述钎料，在另一侧的面具有牺牲阳极材，从而使来自该面侧的耐腐蚀性提高。用具有这样的牺牲阳极材的铝合金钎焊板制作热交换器时，使具有牺牲阳极材的面处于腐蚀环境侧而成形部件。本发明的铝合金钎焊板所具有的牺牲阳极材，能够使用由铝或铝合金构成的公知的材料，另外其厚度没有特别限定，但为了得到提高耐腐蚀性的充分效果，优选为15μπι以上，包覆率1 25%。作为铝合金，例如可列举如下含有Zn :6.0质量％以下的Al-Zn系合金，而且在Al-Zn系合金或铝中添加有Mn、Si、Mg等的合金。[热交换器]本发明的热交换器，作为一例以如下方式制造。将本发明的铝合金钎焊板(管材) 辊轧成形为偏平管状而作为管。还有，管材至少在外侧具有钎料。将另外的铝合金钎焊板或本发明的铝合金钎焊板(板材)进行冲压成形而成为板。对于由钎焊用的铝或铝合金构成的板材(称为铝合金板)进行波纹成形而成为翅片。翅片材用的铝合金板没有特别限定，但厚度优选为0. 05 0. 3mm，另外也可以应用在两面具有由Al-Si系合金和Al-Si-Zn 系合金构成的钎料的铝合金钎焊板。如图1所示，使管与翅片交替重叠，使管的各自的管的端部嵌合在板上，以组合的状态通过常规方法钎接而制造。还有所适用的方式是，构成在各个部件的各面所具有的钎料的Al-Si系合金，以同程度的温度进行熔融，使管的接头(管材之间)、管与板和管与翅片同时进行钎接。(凝固的钎料的共晶Si的面积率35%以下)在本发明的热交换器的制造中，通过钎焊加热而熔融的钎料被填充到部件间的连接部位和重叠部分之间，形成焊脚并凝固，由此部件彼此被接合。熔融的钎料(熔融钎料) 在部件、即本发明的铝合金钎焊板的表面流动，大部分从芯材脱离，还有一定程度的量汇集到连接部等，焊脚被形成至足够的大小，钎焊性良好。即，在铝合金钎焊板(芯材)表面，钎料的大部分从连接部等以外的区域流出，因此钎料不会侵蚀到芯材，不会发生熔蚀。铝合金钎焊板在钎焊处理时熔融，直接测量不从表面流出而是积存在连接部位等以外的区域的钎料的量有困难。因此在本发明中，观察钎焊处理后的铝合金钎焊板的截面，根据熔融并凝固的钎料中的共晶Si的比例来估测钎料的流动性。构成钎料的Al-Si合金，通过钎焊加热而熔融，在铝合金钎焊板表面流动，若加热完毕而温度降低，则首先使α相(Al)生长，接着沿着α相的界面使共晶Si结晶而凝固 (参照图2(b))。因此，在钎焊处理后(冷却后)，铝合金钎焊板的芯材上结晶的共晶Si被视为在钎焊加热时确实熔融的区域。相对于在芯材上凝固的钎料即α相和共晶Si的和来说，如果共晶Si少，则判定为使充分量的熔融钎料在铝合金钎焊板之间或与其他部件的接合部流动，并且到达该接合部的熔融钎料传递残存在芯材上的熔融钎料，抑制其从该接合部流出，可判定为能够在接合部形成足够大小的焊脚。具体来说，是指以600°C进行3分钟加热后的冷却状态下，铝合金钎焊板的具有钎焊的一侧的表层的截面中的共晶Si相对于共晶Si与α相的和的面积率为35%以下。在管材这样的薄壁化的铝合金钎焊板中，若所述面积率(指共晶Si的面积率)超过35%，则形成焊脚的钎料的量少，钎焊性不充分。所述共晶Si的面积率的测定，是通过与公知的钎焊处理同样方法加热铝合金钎焊板后(以600°C进行3分钟加热并冷却后)，切下测定片，用光学显微镜观察切断面的铝合金钎焊板具有钎料的一侧，在观察到共晶Si的区域，测定该共晶Si和α相各自的面积， 由此而获得。例如也可以对光学显微镜照片进行图像分析，计算共晶Si的面积率。为了减少在钎焊处理后的铝合金钎焊板的芯材上结晶的共晶Si，优选在熔融钎料的凝固时使α相生成得大而减少个数。如所述，共晶Si沿着先形成的α相的界面结晶， 因此如图2(b)所示，若α相各自很大，铝合金钎焊板表面的单位面积的α相的数量少，则共晶Si能够结晶的α相的界面的总面积也少。在以这样的铝合金钎焊板作为板材时，熔融钎料的大部分在芯材上流动并通过，在与管的接合部形成焊脚的钎料的量也多。在作为管材时，抑制来自板的熔融钎料的流动，与板的接合部相同形成焊脚的钎料的量也多。相对于此，如图2(c)所示，若α相的个数多，其各自很小，则铝合金钎焊板表面的单位面积，共晶Si能够结晶的α相的界面的总面积变大。作为板材时，熔融钎料的大部分不会从这样的芯材上流出，在与管的接合部形成焊脚的钎料的量少。作为管材时，来自板的熔融钎料的流动被促进，在与管的接合部形成焊脚的钎料的量变少。为了抑制熔融钎料凝固时的α相的个数，优选减少作为熔融钎料中的α相的生成核发挥作用的Al-Fe系金属间化合物的数量。即，减少在本发明的铝合金钎焊板的钎料中析出的Al-Fe系金属间化合物的数量。为此，如所述，构成钎料的Al-Si系合金，将其Fe 的含量抑制在0.45质量％以下。另外，如后述，在铝合金钎料板的制造中，优选通过在规定温度以上进行钎料用的Al-Si系合金铸块的均质化热处理，从而使Al-Fe系金属间化合物固溶，使精冷轧率在规定以下，破碎析出的Al-Fe系金属间化合物，以使其数量不会增加。(钎焊处理后的芯材的晶粒直径轧制方向长80μ m以上)另外，钎料(ΑΙ-Si合金)的α相，沿着作为衬底的芯材的晶体取向生长。因此，为了使α相生长得大而减少共晶Si的结晶，本发明的铝合金钎焊板增大芯材的晶粒直径在面方向的长度。具体来说，就是以600°C进行3分钟加热后的冷却的状态下，芯材的板厚方向中心部的晶粒直径在轧制方向为80 μ m以上。钎焊处理后的芯材的晶粒直径低于80 μ m 时，钎料的每1个α相都不会生成到足够的尺寸，为此铝合金钎焊板表面的单位面积的α 相的数量变多，共晶Si的结晶增加，无法形成足够大小的焊脚。为了使芯材的晶粒直径在面方向上足够地长，如后述，在铝合金钎焊板的制造中，优选分别使中间退火温度和精冷轧率处于规定范围。芯材的晶粒直径与所述共晶Si的面积率的测量同样，能够通过与公知的钎焊处理同样方法加热铝合金钎焊板后(以600°C进行3分钟加热并冷却后)，切下测定片来测量。对该测量片进行研磨，从一侧的面研磨至到达芯材的板厚方向中心部的深度，用电解液蚀刻该研磨的面，用光学显微镜以100倍左右进行观察，测量晶粒直径。还有，所谓芯材的板厚方向的中心部，是指在板厚方向，芯材的板厚距其中心士25%的区域。[制造方法]本发明的铝合金钎焊板，根据公知的包覆材的制造方法制造。以下说明其一例。首先，通过连续铸造，熔融、铸造本发明的铝合金钎焊板的芯材的成分，根据需要进行端面切削、均质化处理，得到芯材用铸块。同样，通过所述的芯材用铸块同样的方法，得到钎料用、还有根据需要的牺牲阳极材用铸块。铸块的均质化热处理的温度，基于各个铸块的成分设定，但特别是钎料用的Al-Si 系合金的铸块的均质化热处理，优选以440 570°C进行。低于440°C时，Al-Fe系金属间化合物几乎不会固溶，因此大量存在于作为铝合金钎焊板时的钎料中。因此，钎焊时的α相生成核变多，共晶Si增加，钎焊性降低。另一方面，若超过570°C，则无论钎料的Si含量，铸块熔融，有可能无法作为材料使用。各个铸块根据需要进行热轧或切割，成为厚度比例与铝合金钎焊板的包覆率相匹配的铝合金板(或铝板)。还有，最厚的芯材也可以是铸块的状态。接着，按照预期的铝合金钎焊板的层叠顺序重叠各个铝合金板，以400°C以上的温度加热(热轧的预加热)后，通过热轧压合(复合轧制)而成为一体的板材。其后，根据需要进行退火，通过进行冷轧、中间退火、冷轧而达到预期的板厚。还有，适宜地将中间退火夹在冷轧之间反复进行，直至达到预期的板厚。此外，在达到最终的板厚的精冷轧后实施精退火。在此，中间退火优选以210 460°C进行。低于210°C时，由之前的冷轧积蓄的应变的缓和不充分，晶粒变得微细。另一方面，若超过460°C，则芯材中大量析出粗大的Al-Mn 系金属间化合物，该Al-Mn系金属间化合物作为再结晶核起作用，因此芯材的晶粒的数量变多，晶粒微细。另外，精冷轧(最后的中间退火后的冷轧)的加工率(精冷轧率)优选为20 70%。精冷轧率低于20%时，用于再结晶的驱动力不充分，产生未再结晶(亚晶粒)组织。 特别是若在芯材中形成亚晶粒，则在钎焊时熔融钎料会扩散至芯材的亚晶粒而使熔蚀发生。另一方面，若精冷轧率超过70%，则蓄积的应变过大，因此晶粒微细，特别是芯材的晶粒直径变小，另外，钎料中的AHe系金属间化合物被破碎分散，数密度增加。实施例1以上，对于用于实施本发明的方式进行了阐述，以下，将确认到本发明的效果的实施与不满足本发明的要件的比较例进行比较，具体地进行说明。还有，本发明并不受该实施例限定。(供试材的制作)通过连续铸造，熔化、铸造具有表1所示的组成的芯材(C)用的铝合金和钎料(F) 用的铝合金，还有作为牺牲阳极材( 用的含有ai:3质量％的铝合金，得到铸块。对铸块的表面进行端面切削，钎料用、牺牲阳极材用的铸块切割成与包覆率匹配的规定的厚度而成为厚板之后，进行4小时的均质化热处理。均质化热处理温度为，芯材用的铸块和牺牲阳极材用的铸块(厚板)为500°c，钎料用的铸块(厚板)为表1所示的温度。作为管材和板材的铝合金钎焊板，如表1中结构“F/C”所示，使钎料(F)用的厚板重叠在芯材(C)用的铸块的一面。此外在“F/C/S”所示的结构中，使牺牲阳极材(S)用的厚板重叠在芯材用的铸块的相反侧的一面。以500°C对重叠的铸块等进行4小时的预加热后，通过热轧压合而成为一体的板材。然后连续进行冷轧而达到规定的厚度，以表1所示的温度进行4小时的中间退火后，以表1所示的加工率进行精冷轧，成为规定的最终厚度的铝合金钎焊板(供试材No. 1 21)。但是，在供试材No. 16中，因为钎料用的厚板在均质化热处理中熔融，所以不再进行之后的制作工序和评价(表1中以“_”表示)。还有，管材厚度为0. 3mm，钎料的包覆率为15%，牺牲阳极材的包覆率为10%。板材其厚度为2. 0mm，钎料的包覆率为10%，牺牲阳极材的包覆率为10%。另外，关于翅片材，是通过常规方法，对于JIS3003合金进行铸造、均质化热处理、热轧、冷轧、中间退火和精冷轧，成为厚0. Imm的铝合金板。(钎焊热处理材的制作)在氮气氛中，将得到的铝合金钎焊板(管材、板材)以600°C保持3分钟，由此模拟钎焊加热，制作钎焊热处理材。(芯材的晶粒直径的测量)切下管材的钎焊热处理材，从一侧的面进行研磨至芯材的板厚中心部，用电解液蚀刻该经过研磨的面，用光学显微镜以100倍拍摄照片。用该显微镜照片，根据切片法测量芯材的轧制方向的晶粒直径。晶粒直径在5处进行测量，将平均值显示在表1中。(凝固的钎料中的共晶Si的面积率的测量)分别切下管材和板材各自的钎焊热处理材，用光学显微镜观察具有切断面的钎料一侧，在观察到共晶Si的区域，测量该共晶Si和α相各自的面积。计算共晶Si相对于共晶Si和α相的面积的和的百分比，显示在表1中。(耐熔蚀性的评价)关于管材，使用钎焊热处理材，以及在钎焊加热前的铝合金钎焊板的精冷轧基础上再追加10%的加工率，并对其以钎焊热处理材同样的条件模拟钎焊加热的供试材。分别切割这些供试材并埋入树脂，研磨切割面，用光学显微镜以100倍的倍率观察该研磨面，针对芯材的残存厚度最小的部分进行测量，计算相对于原来(钎焊加热前)的芯材厚度的残存率。芯材的残留率为70%以上以“〇”表示，低于70%以“X”表示。无论是否追加冷轧 (0%、+10% )，芯材的残存率均在70%以上的为合格。(钎接结构体的制作)作为规定的尺寸，将管材切割成轧制方向长30mmX宽25mm的管，将板材切割成轧制方向长20mmX宽25mm的板。另外，切割翅片材(铝合金板)，进行波纹成形而成为翅片。 在管和板的钎料侧的表面涂布氟化物系助焊剂10g/m2并使之干燥，再与翅片合在一起，以表1所示的组合组装成图3(a)所示的形状。详细地说，以具有钎料的一侧为上，水平载置管，在该管之上垂直竖立板，另外装载翅片并将其固定。还有，在管上，以板的具有钎料的一面与翅片相对的方式进行组装。但是，供试材No. 21不具有翅片，只组装管和板(从图3(a) 除去翅片的形状)。还有，使芯材和钎料的各合金组成以及制造条件相同的部件彼此组合。 在氮气氛中以600°C将组装的部件保持3分钟，由此进行钎焊加热，制作钎接结构体的供试材(No. 1 15、17 21)。(钎焊性的评价)沿宽度方向大致中心线切割钎接结构体的供试材，用光学显微镜以100倍的倍率观察切割面(参照图3(b))的管与板(具有钎料的一侧)的接合部，拼接拍摄的照片，测量接合部的焊脚的截面积。焊脚的截面积在0. 2mm2以上为钎焊性合格，2. Omm2以为特别优异， 以“◎”表示，LOmm2以上、低于2. Omm2为优选，以“〇”表示，0. 2mm2以上、低于LOmm2为良好，以“Δ”表示。另一方面，焊脚的截面积低于0. 2mm2为钎焊性不良，以“ X ”表示。表1
权利要求
1.一种铝合金钎焊板，具有由Al-Mn系合金构成的芯材和在该芯材的单面或两面上由 Fe的含量为0. 45质量％以下的Al-Si系合金构成的钎料，其特征在于，在以600°C进行3分钟的钎焊处理后，凝固的钎料的截面的共晶Si的面积率为35%以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直径在轧制方向为80 μ m以上。
2.一种热交换器，其构成为，在成形具有由铝合金构成的芯材和在盖芯材的单面或两面上由Al-Si系合金构成的钎料的板材而成的板上，钎接对所权利要求1所述的铝合金钎焊板进行成形而成的管。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其构成为，将铝或铝合金所形成的翅片钎接在所述管上。
4.根据权利要求2或3所述的热交换器，所述板材是权利要求1所述的铝合金钎焊板。
全文摘要
提供一种适用于热交换器、特别是管材的、钎焊性和耐熔蚀性优异的铝合金钎焊板。一种铝合金钎焊板，具有由Al-Mn系合金构成的芯材，和在其单面或两面由Fe的含量为0.45质量％以下的Al-Si系合金构成的钎料，在以600℃进行3分钟的钎焊处理后，凝固的钎料的截面中的流动通路、即共晶Si的面积率为35％以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直径在轧制方向为80μm以上。
文档编号B23K35/22GK102205676SQ201110083059
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者木村申平, 植田利树, 泉孝裕, 鹤野招弘 申请人:株式会社神户制钢所