以单层具有加热接合功能的铝合金材及其制造方法、以及使用了该铝合金材的铝接合体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种侣合金材及其接合方法、W及使用了该侣材的侣接合体，所述侣 合金材不使用针料或填充材料（溶加材）那样的接合部件，通过材料本身形成半烙融状态 而供给接合所需的液相，能够W单层形式与其他部件加热接合；详细而言，设及接合加热时 耐变形性优异的能够W单层形式加热接合的侣合金材及其接合方法、W及使用了该侣材的 侣接合体。
【背景技术】
[0002] 在W侣合金材为构成部件的热交换器等结构体的制造中，需要使侣合金材彼此或 侣合金材与他种材料接合。作为侣合金材的接合方法，已知各种方法，其中，广泛使用针焊 法（硬焊法）。针焊法之所W被广泛使用，是因为考虑到能够不使母材烙融而在短时间内获 得牢固的接合等优点。作为使用利用针焊法的侣合金材的接合方法来制造热交换器等的方 法，例如已知：使用包覆有由M-Si合金形成的针料的针焊片的方法，使用涂布有粉末针料 的挤出材的方法，在将各材料组装后在需要接合的部分另外涂布针料的方法等（专利文献 1~3)。进而，非专利文献1的"3. 2针料和针焊片（6^ 方k一。シ少シ一h)" -章 中，说明了运些包覆针焊片、粉末针料的详细情况。
[0003] 迄今为止，侣合金材的结构体的制造中，开发了各种针焊法。例如，在汽车用热交 换器中，在将翅片材料W单层形式使用时，采用的是使用在管材上包覆有针料的针焊片的 方法、在管材上另外涂布Si粉末、含Si的针料的方法。另一方面，在将管材W单层形式使 用时，采用的是使用在翅片材料上包覆有针料的针焊片的方法。
[0004] 专利文献4中记载了使用单层针焊片代替上述包覆材的针焊片的方法。该方法 中，提出了热交换器的管材和箱体材料使用热交换器用单层针焊片。运里，在本发明中，将 被称为单层针焊片的、用于M0N0BRAZE法的侣合金材称为W单层具有加热接合功能的侣合 金材。
[0005] 专利文献5中提出了下述接合方法：在使用单层侣合金材制造接合体的方法中， 通过控制合金组成、接合中的溫度、加压、表面性状等，获得良好的接合，同时，几乎不发生 变形。本发明中，将专利文献5所示的接合法称为M0N0BRAZE法。
[0006] 专利文献6中提出了下述结构体：在使用单层侣合金作为管材且通过M0N0BRAZE 法制造热交换器时，通过控制管材的分散粒子的尺寸来获得良好的接合性。
[0007] 现有技术文献 阳00引专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开2008-303405公报
[0010] 专利文献2:日本特开2009-161835号公报
[0011] 专利文献3:日本特开2008-308760号公报
[0012] 专利文献4:日本特开2010-168613号公报
[0013] 专利文献5:日本特许第5021097号公报
[0014] 专利文献6:日本特开2012-51028号公报
[0015] 非专利文献
[0016] 非专利文献1:"侣针焊手册（六瓜S二C厶方k一。シ少/、シK方ッ夕）（修订 版）"社团法人轻金属烙接结构协会2003年
[0017] 为了制造针焊片那样的包覆材，需要分别制造各层并进一步将它们重叠接合的工 序。针焊片的使用违背了热交换器等的成本降低的要求。此外，粉末针料的涂布也按针料 成本的比例反映在制品成本上。
[0018] 与此相对，如上所述，还提出应用W单层具有加热接合功能的侣合金材来代替利 用包覆材的针焊片。该方法中，提出了由W单层具有加热接合功能的侣合金材供给接合所 需的液相而维持作为结构体的形状。然而，例如在热交换器制造中，若直接使用W单层具有 加热接合功能的侣合金材作为管材、翅片材料，则有可能因制造热交换器时的加热而大幅 变形。
[0019] 此外，还提出了上述M0N0BRAZE法那样通过控制合金组成、接合时的溫度、加压、 表面性状等使用W单层具有加热接合功能的侣合金材的接合中，也兼顾了良好的接合和形 状维持的方法。然而，期待实现精度更高的接合和接合中的形状维持。尤其在板厚为Imm W下的翅片材料中，容易因板厚方向的弯曲应力而发生变形，为了维持接合中的形状，需要 将液相率抑制的较低。然而，由于材料的体积小，若液相率低，则难W充分生成液相，为了兼 顾接合和形状维持，需要进一步的改善。
[0020] 如上所述，为了降低热交换器等侣合金结构体的成本，不使用针料而通过单层彼 此的材料进行接合的M0N0BRAZE法可W说是优选的。然而，将W单层具有加热接合功能的 侣合金材简单地应用于M0N0BRAZE法，难W避免部件的变形或接合率的降低的问题。上述 专利文献4、6中，通过将单层侣合金材应用于板厚较厚的管材而使得变形不显著，但当将 单层侣合金材应用于板厚薄的翅片材料那样的部件时，就存在接合加热中的变形显著的问 题。
【发明内容】
[0021] 发明所要解决的课题
[0022] 本发明是根据上述那样的背景而做出的，提出一种耐变形性优异的单层侣合金材 及其接合方法、W及使用了该侣合金材的侣接合体，在通过M0N0BRAZE法制造使用了单层 侣合金材的各种侣合金接合体时，接合加热时加热至固相线溫度W上而形成半烙融状态向 接合部供给液相。尤其是，本发明适合于在热交换器用翅片材料等板厚薄的材料中使用的 情况。
[0023] 用于解决课题的方法
[0024] 为了解决上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过对M0N0BRAZE法 中使用的侣合金材进行改良，得到了即使在接合加热时加热至固相线溫度W上形成半烙融 状态，接合加热中的耐变形性也优异的侣合金材，从而完成了本发明。
[0025]目P，本发明设及的侣合金材是W单层具有加热接合功能的侣合金材，其特征在于， 由侣合金形成，该侣合金含有Si:1. 0~5.Omass%、Fe:0.Ol~2.Omass%，剩余部分由Al 和不可避免的杂质构成，所述侣合金材中具有0.Ol~0. 5ym的当量圆直径的Al系金属间 化合物W10~IXIO4个Ziim3存化具有5.0~IOym的当量圆直径的Si系金属间化合 物W200个/mm2W下存在。
[00%] 是上述侣合金所含的固溶Si量为0. 7%W下的侣合金材。 W27] 上述侣合金还可W是进一步含有选自Mg:0. 05~2.Omass%、化：0. 05~ 1. 5mass%和Mn:0. 05~2.Omass%中的1种或2种W上的侣合金。
[0028] 上述侣合金还可W是进一步含有选自化：6.Omass%W下、In:0. 3mass%W下和 Sn:0. 3mass%W下中的1种或2种W上的侣合金。
[0029] 上述侣合金还可W是进一步含有选自Ti:0. 3mass%W下、V:0. 3mass%W下、Cr: 0. 3mass%W下、化：2.Omass%W下和Zr:0. 3mass%W下中的1种或2种W上的侣合金。
[0030] 上述侣合金还可W是进一步含有选自Be:0.Imass%W下、Sr:0.Imass%W下、 Bi:0.Imass%W下、化：0.Imass%W下和Ca:0. 05mass%W下中的1种或2种W上的侣合 金。
[0031] 上述侣合金是加热接合前的抗拉强度为80~250MPa的侣合金。
[0032] 此外，本发明还包括W单层具有加热接合功能的侣合金材的制造方法，其特征在 于，其为上述W单层具有加热接合功能的侣合金材的制造方法，包括对上述侣合金材用的 侣合金进行双漉式连续铸造社制的铸造工序、对社制板进行冷社的2次W上冷社工序W及 在冷社工序中对社制板进行1次W上退火的退火工序；全部退火工序中的退火条件为W 250~550°C的溫度退火1~10小时，最终冷社阶段的压下率为50%W下。
[0033] 上述铸造工序的双漉式连续铸造社制中，在社制板的W侣和氧化侣为主成分的厚 度1~500ym的被摸附着于双漉表面的状态下进行社制，每Imm社制板宽度的社制负荷为 500 ~5000N。
[0034] 本发明进一步包括具有下述特征的侣接合体：通过使两个W上的侣部件加热接合 而制造，上述两个W上的侣部件中的至少一个使用上述侣合金材。
[0035] 上述加热接合后，上述两个W上的部件中的至少一个中使用的上述侣合金材的金 属组织中的晶体粒径为100ymW上。
[0036] 发明的效果
[0037] 本发明设及的侣合金材是具有与针焊法等现有的接合方法不同的W单层形式加 热接合功能的侣合金材，能够W单层的状态与各种被接合部件接合。而且是尽管接合加热 时形成半烙融状态但是耐变形性优异的侣材。由此，可W迎合接合体的制造中成本降低的 要求。作为例如如热交换器用翅片材料那样板厚非常薄的材料是有用的。此外，也能够适 用于需要精度更高的接合性、尺寸精度的制品。进而，还使具有通过W往的接合方法无法实 现的形状的接合体的制造、部件的薄壁化成为可能。
【附图说明】
[0038] 图1是用于对双漉式连续铸造社制法中注入的侣烙融金属的冷却速度进行说明 的说明图。
[0039] 图2是用于对双漉式连续铸造社制法中注入的侣烙融金属的冷却速度进行说明 的说明图。
[0040] 图3是第I~第3实施方式中使用的S层（3段積易）试验片（微型忍，minicore) 的外观图。
【具体实施方式】
[0041] 1.W单层具有加热接合功能的侣合金材
[0042] W下，具体地对本发明进行说明。首先，对本发明设及的W单层具有加热接合功能 的侣合金材进行说明。该侣合金材化含有Si浓度：1. 0~5.Omass% (W下简单记为"％ ") 和化：0.Ol~2. 0%作为必需元素、剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的M-Si-Fe系 的侣合金为基本组成，其金属组织中，存在具有0.Ol~0. 5ym的当量圆直径的Al系金属 间化合物。W下，对运些特征进行说明。
[0043] 1-1.关于必需元素
[0044] 1-1-1.关于Si浓度
[0045] 关于Si浓度，Si是生成M-Si系的液相而有助于接合的元素。其中，当Si浓度 低于1.0%时，无法生成充足量的液相，液相的渗出变少，接合不完全。另一方面，若超过 5.0%，则侣合金材中液相的生成量变多，因此，加热中的材料强度极度降低，难W维持结构 体的形状。因此，将Si浓度规定为1.0%~5.0%。该Si浓度优选为1.5%~3. 5%，更优 选为2.0%~3.0%。此外，体积越大、加热溫度越高，则渗出液相的量越多，因而，关于加热 时所需的液相的量，优选根据所制造的结构体的结构