鋁合金釬焊板的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是【申請(qǐng)?zhí)枴?01110134641. 2,申請(qǐng)日：2011. 05. 16,發(fā)明名稱(chēng)："鋁合金釬焊 板"的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及汽車(chē)等的熱交換器所使用的鋁合金釬焊板。
【背景技術(shù)】
[0003] -般來(lái)說(shuō)，作為汽車(chē)等的熱交換器的原材，使用在芯材的單面或兩面配有釬料、犧 牲材的各種鋁合金釬焊板（以下有僅稱(chēng)為"釬焊板"的情況）。歷來(lái)，作為該釬焊板的芯材， 使用Al-Mn系的3003鋁合金，但使用該芯材的釬焊板在釬焊后，強(qiáng)度、耐腐蝕性不充分。
[0004] 因此，提出有提高釬焊板在釬焊后強(qiáng)度和耐腐蝕性的技術(shù)。例如存在有如下技術(shù)： 在釬焊板的犧牲材中添加規(guī)定量的Mg，從而不降低釬焊板的釬焊性而提高釬焊后強(qiáng)度（例 如專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。詳細(xì)地說(shuō)，就是添加到犧牲材中的Mg和存在于釬料中的Si在釬焊加熱時(shí) 擴(kuò)散，在芯材的內(nèi)部生成Mg2Si，從而提高釬焊板在釬焊后強(qiáng)度，由于添加到犧牲材中的Mg 沒(méi)有到達(dá)釬料這一情況，避免了釬焊性降低。
[0005] 另外，還存在有如下技術(shù)：在釬焊板中添加規(guī)定量的Cu，并且一邊在犧牲材中添 加規(guī)定的Zn，一邊使?fàn)奚倪_(dá)到規(guī)定厚度，從而使釬焊板在釬焊后強(qiáng)度和耐腐蝕性提高 (例如專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。詳細(xì)地說(shuō)，該技術(shù)就是通過(guò)使添加到犧牲材中的Zn和犧牲材達(dá)到規(guī)定 厚度，由此使耐腐蝕性提高，借用添加到芯材中的Cu帶來(lái)的固溶強(qiáng)化使釬焊后強(qiáng)度提高。
[0006] 【專(zhuān)利文獻(xiàn)1】日本專(zhuān)利第2564190號(hào)公報(bào)（參照第2頁(yè)右欄）
[0007]【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】日本專(zhuān)利第3276790號(hào)公報(bào)（參照段落0013)
[0008] 然而，近年的對(duì)于汽車(chē)等的熱交換器的要求，不僅是前述的釬焊后強(qiáng)度和耐腐蝕 性的提高，而且還涉及小型化、輕量化。為了順應(yīng)該小型化、輕量化的要求，需要使熱交換器 的材料薄壁化，但如果使熱交換器的材料薄壁化，則越是如此越會(huì)致使強(qiáng)度和耐腐蝕性降 低。此外，熱交換器的材料的薄壁化還會(huì)成為引起電阻焊加工時(shí)的焊接缺陷的要因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明鑒于這一點(diǎn)而做，其目的在于，提供一種熱交換器用的鋁合金釬焊板，其釬 焊后強(qiáng)度和耐腐蝕性優(yōu)異，并且電阻焊接性也優(yōu)異。
[0010] 本發(fā)明者對(duì)于使釬焊板的電阻焊接性提高的要因反復(fù)進(jìn)行銳意實(shí)驗(yàn)、研宄。于 是發(fā)現(xiàn)，釬焊板的犧牲材的Zn-Mg系金屬間化合物的面積占有率或釬焊板的芯材內(nèi)部的 Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度與釬焊板的電阻焊接性存在相關(guān)關(guān)系，使該Zn-Mg系金屬 間化合物的面積占有率或該Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度降低，釬焊板的電阻焊接性提 尚。
[0011] 即，為了解決前述的課題，本發(fā)明的鋁合金釬焊板具有如下：芯材，其含有Si: 0. 1~1. 0質(zhì)量％、Cu :0. 5~1. 2質(zhì)量％、Mn :0. 5~2. 0質(zhì)量％，余量由A1和不可避免的 雜質(zhì)構(gòu)成；犧牲材，其配置在所述芯材的一側(cè)表面，含有Si :超過(guò)0.2質(zhì)量％、0. 8質(zhì)量％以 下，Zn :超過(guò)3. 0質(zhì)量％、5. 0質(zhì)量％以下，Mg :1. 0~4. 5質(zhì)量％，余量由A1和不可避免的 雜質(zhì)構(gòu)成；釬料，其配置在所述芯材的另一側(cè)表面，由鋁合金構(gòu)成，其中，所述犧牲材表面的 粒徑為2. 0 ym以上的Zn-Mg系金屬間化合物的面積占有率為1. 0%以下。另外，同鋁合金 釬焊板，其特征在于，所述芯材內(nèi)部的粒徑為〇. 5 ym以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密 度為1.0個(gè)/um2以下。此外，所述芯材還含有從Ti :0. 05~0. 25質(zhì)量％、Cr :0. 25質(zhì)量％ 以下、Mg :0. 5質(zhì)量％以下之中選擇的至少1種。
[0012] 根據(jù)這一構(gòu)成，鋁合金釬焊板使芯材和犧牲材成為規(guī)定的組成，由此能夠提高釬 焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐腐蝕性。另外，通過(guò)抑制犧牲材表面的Zn-Mg系金屬間化合物或芯材 內(nèi)部的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度，能夠使電阻焊加工時(shí)的熔融穩(wěn)定化。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的熱交換器用的鋁合金釬焊板，既能夠提高釬焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐 腐蝕性，通過(guò)使電阻焊加工時(shí)的熔融穩(wěn)定化，還能夠提高電阻焊接性。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下，對(duì)于實(shí)施方式的鋁合金釬焊板詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0015] 《鋁合金釬焊板》
[0016] 所謂鋁合金釬焊板，是汽車(chē)等的熱交換器等所使用的板材，由芯材、壓合在芯材的 一側(cè)表面的犧牲材、壓合在芯材的另一側(cè)表面的釬料構(gòu)成。
[0017] 以下，對(duì)于芯材、犧牲材和釬焊進(jìn)行說(shuō)明。
[0018] 《芯材》
[0019] 芯材含有Si :0? 1~1. 0質(zhì)量％、Cu :0? 5~1. 2質(zhì)量％、Mn :0? 5~2. 0質(zhì)量％，余 量由A1和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0020] 而且，芯材除了所述成分（Si、Cu、Mn)以外，優(yōu)選還含有從Ti :0.05~0.25質(zhì) 量％、0 :0. 25質(zhì)量％以下、Mg :0. 5質(zhì)量％以下之中選擇的至少1種。
[0021] 〈芯材的Si :0? 1~1. 0質(zhì)量％ >
[0022] Si與Al、Mn -起形成金屬間化合物，并微細(xì)分布在晶粒的晶內(nèi)而有助于分散強(qiáng) 化，使強(qiáng)度提高。
[0023] 若Si的含量低于0. 1質(zhì)量％，則釬焊后強(qiáng)度降低。另一方面，若Si的含量超過(guò) L0質(zhì)量％，則芯材的固相線溫度降低，因此釬焊加熱時(shí)芯材熔融。因此，芯材所含有的 Si 的量在上述范圍內(nèi)。
[0024] 〈芯材的Cu :0? 5~1. 2質(zhì)量％ >
[0025] Cu具有提高釬焊后強(qiáng)度的效果，另外通過(guò)添加Cu致使電位變高，與犧牲材的電位 差變大，因此使耐腐蝕性提高。
[0026] Cu的含量低于0.5質(zhì)量％時(shí)，釬焊后強(qiáng)度降低，另外，不能確保與犧牲材的電位 差，內(nèi)面腐蝕性降低。另一方面，若Cu的含量過(guò)1. 2質(zhì)量％，則芯材的固相線溫度降低，因 此釬焊加熱時(shí)芯材熔融。因此，芯材所含有的Cu的量在上述范圍內(nèi)。
[0027] 〈芯材的Mn:0.5~2.0質(zhì)量％ >
[0028] Mn具有使釬焊后強(qiáng)度提高的效果。
[0029] Mn的含量低于0. 5質(zhì)量％時(shí)，與Al、Si形成的金屬間化合物數(shù)量降低，釬焊后強(qiáng) 度降低。另一方面，若Mn的含量超過(guò)2. 0質(zhì)量％，則鑄造時(shí)形成粗大的金屬間化合物，加工 性和耐腐蝕性降低。因此，芯材中所含有的Mn的量在上述范圍內(nèi)。
[0030]〈芯材的 Ti :0? 05 ~0? 25 質(zhì)量％ >
[0031] Ti在芯材中層狀分布，使內(nèi)面和外表面的耐腐蝕性大幅提高。
[0032] Ti的含量低于0. 05質(zhì)量％時(shí)，有不能充分提高耐腐蝕性的狀況。另一方面，若Ti 的含量超過(guò)〇. 25質(zhì)量％，則鑄造時(shí)形成粗大的金屬間化合物，加工性和耐腐蝕性降低。因 此，芯材中所含有的Ti的量在上述范圍內(nèi)。
[0033] 〈芯材的Cr :0? 25質(zhì)量％以下〉
[0034] Cr在芯材內(nèi)形成金屬間化合物，具有使釬焊后強(qiáng)度提高的效果。
[0035]若Cr的含量超過(guò)0. 25質(zhì)量％，則在鑄造時(shí)形成粗大的金屬間化合物，加工性和耐 腐蝕性降低。因此，芯材中所含有的Cr的量在上述范圍內(nèi)。
[0036] 〈芯材的Mg :0? 5質(zhì)量％以下〉
[0037] Mg與Si -起形成Mg2Si的微細(xì)的析出相，使強(qiáng)度提高。
[0038]若Mg的含量超過(guò)0. 5質(zhì)量％，則使用非腐蝕性助焊劑進(jìn)行釬焊時(shí)，助焊劑與Mg反 應(yīng)，無(wú)法進(jìn)行釬焊。因此，芯材中所含的Mg的量在上述范圍內(nèi)。
[0039] 〈芯材的余量：A1和不可避免的雜質(zhì)〉
[0040] 芯材的成分除前述以外，余量由A1和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。還有，作為不可避免 的雜質(zhì)，例如可列舉Fe、Zr等，其如果各自為0. 2質(zhì)量％以下的含量，則不會(huì)妨礙本發(fā)明的 效果，允許在芯材中含有。
[0041] 〈芯材內(nèi)部的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度〉
[0042] 通過(guò)使粒徑0. 5 ym以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度為1. 0個(gè)/ ym2以 下，能夠使電阻焊加工時(shí)的熔融穩(wěn)定化，其結(jié)果是能夠良好地進(jìn)行焊接。另一方面，若粒徑 0. 5 y m以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過(guò)1. 0個(gè)/ y m2,則電阻焊加工時(shí)Al-Cu系 金屬間化合物存在的地方局部性地過(guò)剩熔融，使對(duì)接的狀態(tài)不穩(wěn)定化，容易發(fā)生焊接不良。 還有，粒徑低于0. 5 ym的Al-Cu系金屬間化合物在焊接不良方面幾乎沒(méi)有影響。
[0043] 在此，所謂粒徑是最大直徑。
[0044] 為了如此使存在于芯材內(nèi)部的粒徑0. 5 ym以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密 度達(dá)到1. 〇個(gè)/ U m2以下，另外為了確保電阻焊時(shí)的成形性，需要控制在冷軋和最終冷軋之 間進(jìn)行的中間退火和在最終冷軋后進(jìn)行的最終退火的條件。還有，關(guān)于條件的詳情后述。
[0045] 還有，Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度，例如能夠利用機(jī)械的研磨和電解蝕刻，制 作芯材的中央部分觀察用的試料，使用透射電子顯