專利名稱：鍍鎳釬焊板產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其中含鎳層鍍覆在由硅含量為2-18wt.％的Al-Si合金制成的包覆層表面上的釬焊板(brazing sheet)產(chǎn)品，而且，其中，該釬焊板產(chǎn)品在所述一個(gè)或多個(gè)鋁包覆層的外表面與所述含鎳層之間不存在作為結(jié)合層的含鋅或錫的層。本發(fā)明也涉及一種包括至少一個(gè)由所述釬焊板產(chǎn)品制成的部件的釬焊組合件(assembly)，并且涉及一種由釬焊部件構(gòu)成的組合件的制備方法。
可控氣氛釬焊(“CAB”)和真空釬焊(“VB”)是用于工業(yè)規(guī)模鋁釬焊的兩種主要方法。工業(yè)真空釬焊自二十世紀(jì)五十年代開始使用，而CAB則是在二十世紀(jì)八十年代早期引入NOCOLOK(商標(biāo))釬焊熔劑之后才得到普及。真空釬焊是一種基本不連續(xù)方法，對(duì)材料的清潔程度要求很高。氧化物層的破裂主要由包覆合金中的鎂蒸發(fā)引起。包覆合金中存在的鎂總比所需要的量高。過量的鎂在爐內(nèi)冷點(diǎn)處凝固，必須經(jīng)常加以去除。適當(dāng)設(shè)備的資金投入相當(dāng)高。
與VB法相比，CAB要求在釬焊之前進(jìn)行附加的處理步驟，因?yàn)樵阝F焊之前必須先涂覆釬焊熔劑。CAB基本是一種連續(xù)方法，該方法中，如果采用適當(dāng)?shù)拟F焊熔劑，則可以制備大量的釬焊組合件。在釬焊溫度下釬焊熔劑溶解氧化物層，從而使得包覆合金適當(dāng)流動(dòng)。當(dāng)使用Nocolok熔劑時(shí)，在涂覆熔劑之前需對(duì)表面進(jìn)行徹底清理。為了獲得良好的釬焊效果，必須將釬焊熔劑涂覆在釬焊組合件的整個(gè)表面上。由于組合件設(shè)計(jì)方面的緣故，某些類型的組合件可能難于采用所述方法進(jìn)行處理。例如，蒸發(fā)器型熱交換器具有大的內(nèi)表面，由于熔劑不易到達(dá)內(nèi)部，因此可能會(huì)引起一些問題。為了獲得良好的釬焊效果，釬焊之前，必須將熔劑粘附在鋁表面上。不幸的是，干燥之后的釬焊熔劑由于較小的機(jī)械震動(dòng)很容易脫落。在釬焊循環(huán)期間，會(huì)產(chǎn)生腐蝕性煙氣HFr。這就要求爐體材料具有很高的耐腐蝕性。
理想地，應(yīng)該擁有可用于CAB方法但又不存在釬焊熔劑涂覆方面的限制和缺陷的材料?？梢詫⑦@種材料提供給釬焊組合件的制造商，并且能夠在組合件部件成形之后直接使用。不必再進(jìn)行附加的釬焊助熔操作。目前，只有一種熔劑較少的釬焊方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。該方法中的材料可以是例如標(biāo)準(zhǔn)釬焊板，所述標(biāo)準(zhǔn)釬焊板是由其兩面存在AA4xxx系列合金包覆層的AA3xxx系列核心合金制成。在使用釬焊板之前，必須對(duì)表面進(jìn)行處理，以便在釬焊循環(huán)期間，自然產(chǎn)生的氧化物層不會(huì)起妨礙作用。獲得良好釬焊效果的方法是在包覆合金的表面上沉積特定量的鎳。如果涂覆適當(dāng)，鎳會(huì)與下面的鋁反應(yīng)，該反應(yīng)大概是放熱反應(yīng)。鎳可以通過使用位于兩個(gè)待結(jié)合部件之間的鎳墊片來施加或者可以通過電鍍進(jìn)行沉積。當(dāng)采用電鍍時(shí)，鎳的粘附程度應(yīng)該足于承受在例如熱交換器的制造中使用的典型成形操作。
從美國專利3,970,237，美國專利4,028,200，美國專利4,388,159，美國專利4,602,731以及B.E.Cheadle和K.F.Dockus的SAE論文No.880446中的每一個(gè)均可以了解鋁釬焊板鍍鎳的方法。根據(jù)這些文件，鎳與鉛共同沉積。或者，鈷與鉛共同沉積。目前已知，除了鎳、鈷或者它們的組合之外，還可以使用鐵。鉛的添加是用來改善包覆合金在釬焊期間的可潤濕性。這些鍍覆方法的重要特征在于鎳或鈷優(yōu)先沉積在鋁包覆合金中的硅粒子上。為了使釬焊時(shí)表面上有充分多的鎳或鈷，鋁包覆合金應(yīng)該含有較多的硅粒子作為鎳的沉積核心?？梢哉J(rèn)定，為了獲得充分多的形核部位，在鍍覆之前，應(yīng)該通過化學(xué)和/或機(jī)械預(yù)處理將部分其中嵌有硅粒子的鋁去除。據(jù)認(rèn)為這是獲得充分的鎳和/或鈷覆蓋層以便作為對(duì)填充合金或鋁包覆合金起潤濕作用的核心的必要條件。
然而，在釬焊板上制備合適的鎳或鈷層時(shí)使用鉛存在幾個(gè)不足。用于電鍍的鍍液相當(dāng)復(fù)雜，而且，由于存在含鉛組元如含鉛的鹽類，這類鍍液的環(huán)境不友好性遠(yuǎn)大于只含有鎳或鈷組元的鍍液。不希望采用鉛制備產(chǎn)品如汽車產(chǎn)品，而且，可以想象，在最近的將來，甚至有可能禁止含鉛產(chǎn)品或者通過一個(gè)或多個(gè)包含鉛組元或鉛基組元的處理步驟制備的產(chǎn)品。
下面介紹現(xiàn)有文獻(xiàn)中有關(guān)鍍鎳的一些其它描述。
Wernick和Pinner在其編著的通用教材“The SurfaceTreatment and Finishing of Aluminium and its Alloys”(第5版，第2卷，第1023-1071頁)中大體介紹了對(duì)鋁進(jìn)行鍍覆的浸漬過程。
FR-A-2,617,868介紹了一種具有錫或錫-鉍合金的可釬焊表面覆層的鋁產(chǎn)品的制備方法，其中，該產(chǎn)品帶有一個(gè)中間層。所述中間層由第一個(gè)鋅層和第二個(gè)鎳層構(gòu)成，鎳通過電解由中性電解質(zhì)沉積而成。這里，底下的鋁或鋁合金在隨后的釬焊過程中未熔化。
發(fā)明簡述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有核心板和填充材料、將在釬焊期間熔化的釬焊板產(chǎn)品，所述填充材料包含一個(gè)由Al-Si合金構(gòu)成的鋁包覆層和一個(gè)位于鋁包覆層上的鎳層，其中，不需要再向含鎳層中添加鉛，但同樣能使釬焊板產(chǎn)品保持良好的形成組合件的可釬焊性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鍍鎳釬焊板產(chǎn)品，該釬焊板可用于不存在釬焊熔劑的可控氣氛釬焊方法及真空釬焊方法，但理想的是適于不存在釬焊熔劑的CAB方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品制備由釬焊部件構(gòu)成的組合件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所提供的釬焊板產(chǎn)品包括由鋁合金制成的核心板(1)、包覆在所述核心板的至少一個(gè)表面上的鋁包覆層(2)、以及位于所述一個(gè)或兩個(gè)包覆層(2)外表面上的含鎳層(3)，并且其中，所述釬焊板不存在作為結(jié)合層位于所述一個(gè)或兩個(gè)包覆層(2)外表面與所述含鎳層(3)之間的含鋅層或含錫層，其特征在于鋁包覆合金層含有(以重量百分比計(jì))Si2-18，Mg最多8.0，Zn最多5.0，Cu最多5.0，Mn最多0.30，In最多0.30，F(xiàn)e最多0.80，Sr0.20，下述元素之至少一種(Bi0.01-1.0，Pb0.01-1.0，Li0.01-1.0，Sb0.01-1.0)(當(dāng)鎂的存在基本僅僅是起提高釬焊合金的潤濕作用時(shí)，優(yōu)選包覆層中鎂含量不高于2.0％，即Mg0.2-2.0)，其它的元素或雜質(zhì)每種最多0.05，總量最多0.20，余者為鋁。
本發(fā)明基于下述認(rèn)識(shí)，即鋁包覆層可以含有一種或多種選自于鉍、鉛、鋰和銻的元素，每種元素含量為0.01-1.0％，并且，兩種或多種元素的總含量不超過1.0％，而且還可以含有0.2-2.0％的鎂。鎂與一種或多種選自上述其它元素的總量優(yōu)選不高于2.5％。因此，鋁包覆層中的鎂含量最多8.0％，其優(yōu)選范圍在下面給出，以提高鋁包覆層的機(jī)械性能，但是，也已發(fā)現(xiàn)含量為0.2-2.0％的鎂也可以起與選自于鉍、鉛、鋰和銻的元素相類似的作用。當(dāng)鎂的存在基本僅僅是和優(yōu)選無鉛的鎳層共同起提高釬焊合金的潤濕作用時(shí)，優(yōu)選包覆層中的鎂含量不高于2.0％。另外，可以填充合金元素以改善鋁合金包覆層的特定性能。美國專利3,970,237指出優(yōu)選在包覆層上電鍍一個(gè)由鎳、鎳-鉛、鈷、鈷-鉛或者它們的組合構(gòu)成的鍍層。所獲得的釬焊板產(chǎn)品適于在可控氣氛條件下進(jìn)行熔劑較少的釬焊。據(jù)認(rèn)為鉛的添加是為了改善釬焊期間的潤濕性。然而，本發(fā)明中，已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)優(yōu)選通過電鍍鍍覆的鎳層和/或鈷層本身不需要將鉛作為強(qiáng)制性合金添加元素。已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)如果在鋁包覆層本身添加一種或多種給定量的選自于Bi，Pb，Li和Sb的元素以及Mg，也能夠獲得相當(dāng)或者甚至更好的結(jié)果。在包覆層中添加一種或多種上述合金元素的優(yōu)點(diǎn)在于鍍液組成的復(fù)雜程度下降，這是其本身具有的一個(gè)主要進(jìn)展，而在制備包覆層時(shí)，向覆層中填充合金元素非常簡單。而且，也避免使用環(huán)境不友好的鉛組元，如鉛基鹽。結(jié)果，所鍍覆的鎳層可以主要含有鎳和不可避免的雜質(zhì)。從操作角度考慮，鉍是添加至鋁包覆層中的最優(yōu)選合金元素。而且，已發(fā)現(xiàn)元素鉍是提高潤濕性的最優(yōu)選合金元素，結(jié)果，需要添加較少量的該元素就能獲得與在鎳和/或鈷層中添加鉛相似的效果。雖然在包覆層中添加給定量的鉛能夠獲得所要求的效果，但是優(yōu)選避免添加該元素，因?yàn)閺沫h(huán)境角度考慮，它是一種不受歡迎的元素。
然而，還有一些現(xiàn)有文獻(xiàn)在不同場合對(duì)一種或多種選自于前述元素族的元素進(jìn)行了介紹，這些文獻(xiàn)是美國專利5,422,191公開了一種釬焊板復(fù)合體，該復(fù)合體包含位于鋁-硅核心材料上的含鋰填充合金覆層。鋰的含量為0.01-0.30％，鎂含量不高于0.05％。所述釬焊板復(fù)合體可以通過真空釬焊法或可控氣氛釬焊法進(jìn)行使用。當(dāng)填充合金用于CAB法時(shí)，需使用釬焊熔劑，例如著名的NOCOLOK(商標(biāo))。此外，未述及含鎳層的使用。
美國專利5,069,980公開了一種用于真空釬焊的包覆鋁合金。該包覆材料被用于核心板的兩邊。其含有6-14％的硅，0-0.6％的鎂，余者為鋁，而且，另外，為了改善耐腐蝕性，包覆合金中還可以添加至少一種下述元素Pb，Sn，Ni，Cu，Zn，Be，Li和Ge。就改善耐腐蝕性的效果而言，這些添加元素在包覆合金中的作用相同。
美國專利4,721,653公開了一種釬焊板產(chǎn)品，該釬焊板產(chǎn)品具有核心板，在核心板的一邊或兩邊存在一種釬焊合金，該釬焊合金主要含有11-13wt.％的硅，1.0-2.0wt.％的鎂，余者為鋁。這種含鎂的包覆層僅僅用于真空釬焊法，并且，未述及含鎳層的使用。
法國專利申請(qǐng)F(tuán)R-2354171公開了一種鋁釬焊板產(chǎn)品，其上存在的包覆層含有(以重量百分比計(jì))7-14％的硅，0.02-2％的鎂，0.05-0.3％的鉛，最多0.6％的鐵，最多0.3％的Mn，余者為鋁和雜質(zhì)。這種含鎂的包覆層僅僅用于真空釬焊法，并且，未述及含鎳層的使用。
歐洲專利申請(qǐng)EP-0227261公開了一種應(yīng)用于釬焊板產(chǎn)品的核心合金。該釬焊板產(chǎn)品用于真空釬焊法。該鋁核心合金含有0.02-0.4％(重量)的釩，以改善合金的耐腐蝕性。
含鎳層優(yōu)選是一種電鍍層。優(yōu)選在釬焊板產(chǎn)品中，含鎳層的厚度最多2.0μm，優(yōu)選最多1.0μm，更優(yōu)選最多0.5μm。鍍層厚度大于2.0μm要求更長的鍍覆時(shí)間，并且可能會(huì)導(dǎo)致在釬焊期間已熔化的填充材料起皺。該含鎳層的優(yōu)選最小厚度為0.3μm。優(yōu)選該含鎳層基本不含鉛，并且更優(yōu)選不含鉍。但是，可以使用其它技術(shù)如軋制結(jié)合、非電解鍍、熱噴涂、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積或者用于由氣體或蒸汽相沉積金屬或金屬合金的其它技術(shù)。
在所述釬焊板產(chǎn)品的一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)鋁包覆層的厚度約為釬焊板產(chǎn)品總厚度的2-20％。
在根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，鋁包覆層中的鉍添加上限為0.5％。鉍添加的適當(dāng)下限是0.01％，更優(yōu)選0.05％。
在根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品的一個(gè)實(shí)施方案中，鋁包覆層中的鋰添加上限為0.5％。鋰添加的適當(dāng)范圍是0.01-0.3％。
在根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品的一個(gè)實(shí)施方案中，鋁包覆層中的銻添加上限為0.5％。銻添加的適當(dāng)范圍是0.01-0.3％。
在一個(gè)實(shí)施方案中，鋁包覆層含有(以重量百分比計(jì))2-18％，優(yōu)選7-18％的合金元素硅，以及最多8.0％，優(yōu)選最多5.0％的鎂。優(yōu)選鎂含量為0.2-5.0％，更優(yōu)選0.5-2.5％。還可以添加適量的其它合金元素。已發(fā)現(xiàn)在釬焊循環(huán)中使用所述釬焊板產(chǎn)品時(shí)，鋁包覆層中存在鎂在釬焊期間沒有有害作用。這比起已知鍍Ni釬焊板產(chǎn)品來是一個(gè)主要改進(jìn)。它能夠使包覆層的設(shè)計(jì)有利于提高整個(gè)釬焊板產(chǎn)品的強(qiáng)度或者有利于獲得包覆層更薄的釬焊板產(chǎn)品。另外，它允許含Mg釬焊板可以用于真空釬焊和熔劑較少的可控氣氛釬焊。能夠用于熔劑較少的可控氣氛釬焊具有許多的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的優(yōu)點(diǎn)。此外，已發(fā)現(xiàn)由于合金元素鉍和鎂的添加，不再需要向順序鍍覆的鎳層添加起潤濕或結(jié)合促進(jìn)作用的合金元素。根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品可以容易地用于現(xiàn)有工業(yè)釬焊生產(chǎn)線中。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，鋁包覆層含有(以重量百分比計(jì))2-18％，優(yōu)選7-18％的合金元素硅，以及最多5.0％的鋅。優(yōu)選鋅含量為0.5-3％。還可以添加適量的其它合金元素，例如，但不僅限于此Mg，In和Cu。本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用所述釬焊板產(chǎn)品時(shí)，包覆層中存在鋅在釬焊期間沒有有害作用。據(jù)認(rèn)為這比起已知釬焊板產(chǎn)品來是一個(gè)主要改進(jìn)。它能夠使包覆層的設(shè)計(jì)有利于提高整個(gè)釬焊板產(chǎn)品的強(qiáng)度。另外，包覆層中含有有意添加的合金元素鋅的釬焊板產(chǎn)品可以用于目前正得到工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的兩種方法-真空釬焊和熔劑較少的可控氣氛釬焊。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，鋁包覆層含有(以重量百分比計(jì))2-18％，優(yōu)選7-18％的合金元素硅，以及最多5.0％的銅。優(yōu)選銅含量為3.2-4.5％。還可以添加適量的其它合金元素，例如，但不僅限于此Mg，In和Zn。本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn)當(dāng)在釬焊循環(huán)中使用所述釬焊板產(chǎn)品時(shí)，包覆層中存在銅在釬焊期間沒有有害作用。這比起已知釬焊板產(chǎn)品來是一個(gè)主要改進(jìn)。它能夠使包覆層的設(shè)計(jì)有利于提高整個(gè)釬焊板產(chǎn)品的強(qiáng)度。另外，包覆層中含有有意添加的合金元素銅的釬焊板產(chǎn)品可以用于目前正得到工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的兩種方法-真空釬焊和熔劑較少的可控氣氛釬焊。
在所述鋁包覆層的所有實(shí)施方案中，作為合金元素，可以存在最多0.30％的銦，以便與鋁核心合金相比，使包覆合金具有負(fù)電性更大的腐蝕電位。已發(fā)現(xiàn)與添加元素鋅相比，銦能夠更有效地降低合金的腐蝕電位。典型地，0.1％In的效果與2.5％Zn相同。
在所述鋁包覆層的所有實(shí)施方案中，作為雜質(zhì)元素，在鋁包覆層中可以存在的錳含量最多0.30％，優(yōu)選僅僅最多0.10％，更優(yōu)選最多0.05％。
在所述鋁包覆層的所有實(shí)施方案中，作為鋁合金中的典型雜質(zhì)元素，在包覆層中可以存在的鐵含量最多0.8％，優(yōu)選最多0.4％。
在所述鋁包覆層的所有實(shí)施方案中，可以添加最多0.20％的鍶，以便在澆注鋁包覆合金時(shí)的凝固期間以及釬焊期間對(duì)存在于鋁包覆層中的硅進(jìn)行改性。更優(yōu)選鍶的最高添加量最多0.05％。
在根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品的實(shí)施方案中，核心板是一種鎂含量最多8.0％的鋁合金。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，鎂含量為0.5-5.0％。還可以添加適量的其它合金元素。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品時(shí)，包覆層中存在的鎂在釬焊期間沒有有害作用。據(jù)認(rèn)為這比起已知的鍍鎳釬焊板來是一個(gè)主要改進(jìn)。在制造釬焊板本身以及將其應(yīng)用于隨后的釬焊過程期間，Mg從核心擴(kuò)散至包覆層似乎對(duì)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品的可釬焊性沒有不利影響。這樣便能夠設(shè)計(jì)具有鋁核心板的高強(qiáng)度釬焊板產(chǎn)品，所述鋁核心板含有給定量的重要強(qiáng)化元素-鎂。所述釬焊板產(chǎn)品可以用于目前正得到工業(yè)規(guī)模廣泛應(yīng)用的兩種方法-真空釬焊和熔劑較少的可控氣氛釬焊。
在根據(jù)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品中，核心板可以通過一個(gè)或多個(gè)中間層與鋁包覆層結(jié)合。存在這種中間層或夾層的好處已在例如美國專利2,821,014中進(jìn)行了介紹，在此引入該專利內(nèi)容作為參考。
本發(fā)明還提供一種包括至少一個(gè)由上述本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品制成的部件的釬焊組合件。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種使用一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品制備釬焊組合件的方法，其順序包括下述處理步驟(a)部件成形，至少一個(gè)所述部件由上述本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品制成；(b)將所述部件組裝成一個(gè)組合件；(c)在沒有釬焊熔劑的真空或者惰性氣氛中，高溫下對(duì)所述組合件釬焊足夠長時(shí)間，以使填充合金熔化并鋪展，由此，所述填充合金由至少根據(jù)本發(fā)明的鋁包覆合金(2)和Ni層(3)形成；(d)冷卻已釬焊的組合件。冷卻速度可處于典型的釬焊爐冷速度范圍。典型的冷卻速度至少10℃/min或更高，典型地為40℃/min或更高。
依據(jù)核心板中的鋁合金，上述過程還可以包括下述處理步驟(e)對(duì)已釬焊并冷卻的組合件進(jìn)行時(shí)效，以優(yōu)化所獲組合件的機(jī)械和/或腐蝕性能。已發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的釬焊板產(chǎn)品能夠使釬焊溫度降低約10℃。這一釬焊溫度的降低對(duì)于整個(gè)釬焊循環(huán)而言，能夠顯著縮短工業(yè)規(guī)模處理時(shí)間，已發(fā)現(xiàn)典型的時(shí)間縮短程度達(dá)20％或更高。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種在釬焊板產(chǎn)品中使用上述以及在本說明書的其它地方提出的鋁包覆合金的使用方法。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種在借助不存在釬焊熔劑的惰性氣氛釬焊(CAB)制造釬焊組合件的方法中，在釬焊板產(chǎn)品中使用上述以及在本說明書的其它地方提出的鋁包覆合金的使用方法。
圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的釬焊板，其中，在含有Al-Si-Bi合金的包覆層2與鎳層3之間，該釬焊板的優(yōu)越之處如前所述。圖2中，鍍層3僅僅在釬焊板的一側(cè)示出，但是，對(duì)于專業(yè)人員顯而易見的是，鍍層也可以鍍覆在釬焊板產(chǎn)品的兩側(cè)。各種鍍層的組成及其優(yōu)點(diǎn)已在前面給出。
圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)釬焊板，其具有圖2中的鍍層以及位于核心板1和其兩側(cè)上的鋁包覆層2之間的中間層4。圖3中，鍍層3僅僅在釬焊板產(chǎn)品的一側(cè)示出，但是，對(duì)于專業(yè)人員顯而易見的是，鍍層也可以鍍覆在釬焊板產(chǎn)品的兩側(cè)。此外，中間層4也可以只鍍覆在釬焊板產(chǎn)品的一側(cè)。各種鍍層的可能組成及其優(yōu)點(diǎn)已在前面給出。
所述處理順序包括如下處理步驟-清洗，其過程為在ChemTec 30014(市售的堿性脫脂劑和堿性腐蝕清洗劑)浸泡180秒并隨后沖洗；-室溫下，在ChemTec 30203(市售的堿性腐蝕清洗劑)中浸泡20秒進(jìn)行堿性腐蝕，并隨后沖洗；-任選地，室溫下，在含有ChemTec 11093(市售的酸洗活性劑)的氧化性酸液，典型的是25-50％(體積)的硝酸中進(jìn)行去酸洗泥處理4秒鐘，并隨后沖洗；-電鍍鎳，并沖洗。
在電鍍鎳時(shí)，使用的是不含任何鉛或鉍的基本鍍液，其在表2中標(biāo)示為“L-”。該無鉛和無鉍基本鍍液含有50g/l的硫酸鎳，50g/l的氯化鎳，30g/l的檸檬酸鈉和75ml/l的氫氧化銨(30％)。26℃下的鍍覆條件為電流密度3A/dm2；電鍍時(shí)間50秒；獲得的鎳鍍層厚度0.5μm。
對(duì)可釬焊性進(jìn)行如下評(píng)價(jià)。在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用小石英爐進(jìn)行釬焊實(shí)驗(yàn)。由鍍鎳片切制出25mm×25mm的小試樣。將尺寸為30mm×7mm×1mm的AA3003合金小窄帶在中間彎成45°角并放在試樣上。在流動(dòng)氮?dú)庀拢瑢?duì)位于試樣上的窄帶進(jìn)行加熱，其中，約用10分鐘從室溫加熱至580℃，在580℃保溫1分鐘，再從580℃冷卻至室溫。根據(jù)皺褶的可能形成、毛細(xì)下降和角焊縫的形成判斷釬焊過程。給出總的評(píng)價(jià)結(jié)果，其中(-)＝可釬焊性差，(-/±)＝可釬焊性一般，(±)＝可釬焊性良好，(+)＝可釬焊性優(yōu)異。所獲結(jié)果列于表2中。
2#包覆層的結(jié)果證實(shí)向包覆層中添加Bi能獲得優(yōu)異的可釬焊性。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明可以免去向鎳層直接添加鉛和/或鉍。3#包覆層的結(jié)果證實(shí)同時(shí)向鋁包覆層中添加Bi和Mg仍然能夠獲得優(yōu)異的可釬焊性。4#包覆層的結(jié)果證實(shí)同時(shí)向鋁包覆層中添加Bi和Zn仍然能夠獲得優(yōu)異的可釬焊性。然而，如果包覆層中既沒有Bi又沒有Pb而在鎳層中也沒有Pb，則可釬焊性較差(參見1#包覆合金)。
表1包覆合金的化學(xué)組成(wt.％)，余者為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
表2實(shí)施的預(yù)處理和試驗(yàn)結(jié)果
雖然現(xiàn)在已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了充分介紹，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通專業(yè)人員顯而易見的是只要不偏離此處述及的本發(fā)明的精神或范圍，可以進(jìn)行多種改變和修正。
權(quán)利要求
1.釬焊板產(chǎn)品，包含鋁合金制的核心板(1)、包覆在所述核心板的至少一個(gè)表面上的鋁包覆層(2)以及位于所述一個(gè)或兩個(gè)包覆層(2)外表面上的含鎳層(3)，并且，其中，所述釬焊板產(chǎn)品不存在作為結(jié)合層位于所述一個(gè)或兩個(gè)鋁包覆層(2)的外表面與所述含鎳層(3)之間的含鋅層或含錫層，其特征在于所述鋁包覆合金層含有，以重量百分比計(jì)Si2-18Mg最多8.0Zn最多5.0Cu最多5.0Mn最多0.30In最多0.30Fe最多0.80Sr最多0.20至少一種下述元素Bi0.01-1.0Pb0.01-1.0Li0.01-1.0Sb0.01-1.0雜質(zhì)每種最多0.05，總量最多0.20余者為鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述含鎳層(3)基本無鉛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述含鎳層(3)基本無鉍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述含鎳層(3)的厚度不大于2.0μm，優(yōu)選不大于1.0μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述鋁包覆層(2)含有，以重量計(jì)，0.2-5.0％的Mg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述鋁包覆層(2)含有(以重量計(jì))0.2-2.0％的Mg。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述鋁包覆層(2)含有(以重量計(jì))0.5-3.0％的Zn。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述鋁包覆層(2)含有(以重量計(jì))0.01-0.5％的Bi。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述鋁包覆層(2)中含有的Bi，Pb，Li和Sb總量(以重量計(jì))等于或低于1.0％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述核心板(1)借助中間層(4)與所述鋁包覆層(2)結(jié)合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中之任一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品，其中，所述核心板(1)是鎂含量最多8.0％的鋁合金。
12.由通過釬焊結(jié)合的部件構(gòu)成的組合件，至少一個(gè)所述部件是根據(jù)權(quán)利要求1-11中之任何一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品。
13.由釬焊部件構(gòu)成的組合件的制備方法，其順序包括下述步驟(a)形成所述部件，至少一個(gè)所述部件由根據(jù)權(quán)利要求1-11中之任何一項(xiàng)的釬焊板產(chǎn)品制成；(b)將所述部件組裝成一個(gè)組合件；(c)在沒有釬焊熔劑的惰性氣氛或真空中，高溫下對(duì)所述組合件釬焊足夠長時(shí)間，以使包覆層熔化并鋪展；(d)冷卻已釬焊的組合件。
14.鋁包覆合金在根據(jù)權(quán)利要求1-11中之任一項(xiàng)的釬焊板中的使用方法。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-11中之任一項(xiàng)的鋁包覆合金在無釬焊熔劑的惰性氣氛釬焊過程中的使用方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊板產(chǎn)品，其包含鋁合金制的核心板、包覆在所述核心板的至少一個(gè)表面上的鋁包覆層以及位于所述包覆層外表面上的含鎳層，并且，其中，所述釬焊板產(chǎn)品不存在作為結(jié)合層位于所述鋁包覆層的外表面與所述含鎳層之間的含鋅層或含錫層，而且，其中，所述鋁包覆層含有(以重量百分比計(jì))Si2－18；Mg最多8.0；Zn最多5.0；Cu最多5.0；Mn最多0.30；In最多0.30；Fe最多0.80；Sr最多0.20；至少一種下述元素Bi0.01－1.0，Pb0.01－1.0，Li0.01－1.0，Sb0.01－1.0；雜質(zhì)每種最多0.05，總量最多0.20；余者為鋁。
文檔編號(hào)B23K35/20GK1444515SQ01813282
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者A·J·威特布魯?shù)? J·H·O·J·威詹伯格 申請(qǐng)人:克里斯鋁軋制品有限公司