專利名稱：鋁合金釬焊板和熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金釬焊板和使用它的汽車等用的熱交換器。
背景技術(shù)：
搭載于汽車的冷凝器、蒸發(fā)器、中冷器等熱交換器，其構(gòu)造主要是，使構(gòu)成流體通路的偏平管狀的管和對板材進行波紋(corrugate)成形的翅片交替地反復(fù)重疊組合，以使流體通路集結(jié)的方式，使管嵌合并組裝在對板材進行了沖壓成形的板(集管header)上 (參照圖1)。這些部件以組裝的狀態(tài)被釬焊加熱，由此，管與翅片、管與板分別接合，熱交換器被制造出來。這些管、板和翅片所應(yīng)用的是釬焊用的鋁合金材，或以鋁合金為芯材并在其上層疊由Al-Si系合金構(gòu)成的釬料的包覆材，即鋁合金釬焊板。通過釬焊加熱而熔融的釬料(熔融釬料)被填充到部件間的連接部位而形成焊腳(fillet)，由此部件彼此被接合。 在熱交換器的管和板的釬焊中，特別要求良好的釬焊性，即被釬焊的接合部(嵌合部)不發(fā)生間隙，以免在熱交換器的流體通路中發(fā)生泄漏。為了提高釬焊性，認為有使鋁合金釬焊板的釬料的厚度和釬料的Si含量為規(guī)定值以上，能夠通過釬焊加熱而使充分量的釬料熔融而形成焊腳的方法。但是另一方面，若熔融釬料多，則會發(fā)生釬料侵蝕芯材的熔蝕(erosion)，因此應(yīng)該使熔融釬料的量最佳化，以使釬料的Si含量等得到控制。作為熱交換器的板，公開有一種鋁合金釬焊板，其使釬料的 Si為比較低的濃度，Si :1. 6 5. 0質(zhì)量％，此外還添加Mn以提高熔融釬料的粘度，抑制流動(參照專利文獻1)。專利文獻1特開2008-303405號公報(權(quán)利要求1，段落0019)在此，由作為板材的鋁合金釬焊板形成管時，會形成如下等接頭對其進行輥軋成形，使兩邊重疊，在外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面進行釬接，或者使兩邊朝向經(jīng)過輥軋成形的內(nèi)側(cè)而折曲成L形，使外側(cè)表面彼此對接而釬接。使用了成形這樣的鋁合金釬焊板而成的管的熱交換器，在釬焊處理時，在管中，板上的熔融釬料容易在表面?zhèn)鞑ザ蚪雍铣崞囊粋?cè)流動，積存在與板的接合部的熔融釬料的量變少，因此在接合部有可能產(chǎn)生間隙。專利文獻1所述的技術(shù)，因為提高了板表面的熔融釬料的粘度，所以認為從板到翅片鄰域幾乎沒有流動釬料。然而，因為釬料其Si濃度比較低，還添加有Mn，所以即使通過釬焊加熱而使之熔融，熔融釬料的流動性仍受到抑制，因此流動到與管的接合部并積存的熔融釬料也少，在接合部有可能產(chǎn)生間隙。由此，就要求一種用于熱交換器的部件的鋁合金釬焊板，特別是適用于管材的，以達到適當(dāng)?shù)拟F焊性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于所述問題點而做，其目的在于，提供一種適用于熱交換器、特別是管材的、釬焊性和耐熔蝕性優(yōu)異的鋁合金釬焊板。為了解決上述課題，本發(fā)明的鋁合金釬焊板，具有由Al-Mn系合金構(gòu)成的芯材，和在其單面或兩面由Fe的含量為0. 45質(zhì)量％以下的Al-Si系合金構(gòu)成的釬料，在以600°C進行3分鐘的釬焊處理后，凝固的釬料的截面的共晶Si的面積率為35%以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直徑在軋制方向為80 μ m以上。如此，將釬料的Fe含量限制在規(guī)定值以下，并且增大釬焊后的芯材的晶粒直徑， 由此所形成的鋁合金釬焊板，在釬焊中釬料的凝固時，減少了構(gòu)成釬料的流動通路的芯材表面的共晶Si。據(jù)此，在釬焊處理中，既能夠充分確保在釬接部流動的熔融釬料，同時到達該釬接部的熔融釬料因為所述釬料流動的通路面積少，所以其傳遞流出受到抑制。其結(jié)果是，充分量的釬料積存在釬接部，能夠增多焊腳而使釬焊性提高。而且，本發(fā)明的熱交換器其構(gòu)成為，在成形具有由鋁合金構(gòu)成的芯材和在其單面或兩面由Al-Si系合金構(gòu)成的釬料的板材而成的板上，釬接將所述本發(fā)明的鋁合金釬焊板成形而成的管。此外該熱交換器也可以構(gòu)成為，將鋁或鋁合金所形成的翅片釬接在管上，另外，板材也可以應(yīng)用所述本發(fā)明的鋁合金釬焊板。如此，通過應(yīng)用釬焊性和耐熔蝕性優(yōu)異的鋁合金釬焊板作為管材，進一步作為板材，從而能夠得到不會發(fā)生熔蝕，釬焊性良好地組裝而成的熱交換器。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金釬焊板，能夠獲得良好的釬焊性和耐熔蝕性。而且無論應(yīng)用這樣的鋁合金釬焊板作為管材還有板材，能夠得到在組裝、釬焊時，在管和板的接合部不會發(fā)生泄漏的熱交換器。


圖1是說明熱交換器的部件的組裝狀態(tài)的要部放大立體圖。圖2(a)是本發(fā)明的一個實施方式的鋁合金釬焊板的截面模式圖，(b)、(C)是用于模式化地說明釬焊處理后的鋁合金釬焊板的釬焊中的共晶Si的面積率的截面圖，(b)是共晶Si的面積率小的圖，(C)是是共晶Si的面積率大的圖。圖3是實施例的用于釬焊性評價的釬接結(jié)構(gòu)體的模式圖，(a)是立體圖，(b)是表示管_板釬接部的焊腳截面積的測量位置的截面圖。圖4是實施例的用于釬焊性評價的釬接結(jié)構(gòu)體的模式圖，(a)是立體圖，(b)、(C)、 (d)是用于說明管的接頭的規(guī)格的放大截面圖。
具體實施例方式以下，對于用于實現(xiàn)本發(fā)明的鋁合金釬焊板和熱交換器的方式進行說明。[鋁合金釬焊板]在本發(fā)明的鋁合金釬焊板中，在由鋁合金構(gòu)成的芯材的單面或兩面包覆有釬料， 例如應(yīng)用于熱交換器的管材時，優(yōu)選在成形時構(gòu)成外側(cè)的面上具有釬焊。圖2(a)中模式化地顯示在單面具有釬料的鋁合金釬焊板的截面圖。鋁合金釬焊板的厚度，特別是在管材中越是薄壁化，越能夠使所制作的熱交換器輕量化，但因為難以維持強度和耐腐蝕性，所以優(yōu)選為0. 15 0. 50mm的范圍。另外，應(yīng)用于熱交換器的板材時，優(yōu)選使厚度為0. 50 1. 5mm 的范圍。以下，對于構(gòu)成本發(fā)明的鋁合金釬焊板的各要素進行說明。[芯材](芯材Mn:0· 6質(zhì)量％以上、2.0質(zhì)量％以下)
本發(fā)明的鋁合金釬焊板的芯材，通常作為芯材，另外作為釬焊用的鋁合金材使用， 也由鋁合金之中強度高、耐腐蝕性比較優(yōu)異的Al-Mn系合金形成。具體來說，優(yōu)選含有Mn 0.6 2.0質(zhì)量％。Mn形成Al-Mn-Si系金屬間化合物，提高釬焊后強度。若Mn的含量低于0. 6質(zhì)量％，則該效果小，另外含有Si時，Al-Mn-Si系金屬間化合物減少，固溶Si量增加，因此芯材的固相線溫度降低，在鋁合金釬焊板進行釬焊加熱時，芯材有可能熔融。另一方面，若Mn的含量超過2. 0質(zhì)量％，則鑄造時所形成的粗大的金屬間化合物的量增加，鋁合金釬焊板的加工性有可能降低。本發(fā)明的鋁合金釬焊板的芯材，也可以是還含有如下之中的1種以上的鋁合金， 即Si :1.0質(zhì)量％以下、Cu :1.0質(zhì)量％以下、Mg:低于0.5質(zhì)量％、Ti :0. 35質(zhì)量％以下。作為滿足這樣的條件的鋁合金，也可以應(yīng)用JIS規(guī)定的3000系鋁合金。(芯材Si:1.0質(zhì)量％以下)Si在鋁合金中固溶而使其強度提高。另外，形成Al-Mn-Si系金屬間化合物提高釬焊后強度。此外與Mg共存時形成Mg2Si提高釬焊后強度。為了使這些效果充分，Si含量優(yōu)選為0. 3質(zhì)量％以上。另一方面，因為Si使鋁合金的固相線溫度降低，所以若Si的含量超過1. 0質(zhì)量％，則鋁合金釬焊板在釬焊加熱時芯材有可能熔融。(芯材Cu:1.0質(zhì)量％以下)Cu在鋁合金中固溶強化而使其強度提高。為了使該效果充分，Cu的含量優(yōu)選為 0.3質(zhì)量％以上。另外，因為Cu具有使鋁合金的電位變高的作用，所以芯材比釬料的鋁合金的電位高，因此釬料對于芯材進行犧牲防腐，使鋁合金釬焊板的耐腐蝕性提高。另一方面， 因為Cu使鋁合金的固相線溫度降低，所以若Cu的含量超過1. 0質(zhì)量％，則鋁合金釬焊板在釬焊加熱時，芯材有可能熔融。(芯材Mg:低于0.5質(zhì)量％)Mg在鋁合金中固溶、析出強化而使其強度提高。特別是與Si共存，形成Mg2Si而提高釬焊后強度。但另一方面，因為Mg具有使釬焊用的助焊劑的功能降低的作用，所以若 Mg的含量達到0. 5質(zhì)量％以上，則釬焊時Mg擴散到釬料中，釬焊性顯著降低。(芯材Ti:0.；35質(zhì)量％以下)Ti形成Ti-Al系化合物并以層狀分散。Ti-Al系化合物其電位高，因此具有使腐蝕形態(tài)層狀化，向厚度方向的腐蝕(點蝕)難以進展的效果。為了使該效果充分，Ti的含量優(yōu)選為0. 05質(zhì)量％以上。另一方面，若Ti的含量超過0. 35質(zhì)量％，則粗大的金屬間化合物形成，因此鋁合金釬焊板的加工性有可能降低。本發(fā)明的鋁合金釬焊板的芯材，作為不可避免的雜質(zhì)，也可以含有狗0. 5質(zhì)量％ 以下、Zn 0. 2質(zhì)量％以下、Cr :0. 2質(zhì)量％以下。[釬料](釬料Si4 13質(zhì)量％ )本發(fā)明的鋁合金釬焊板的釬料，與層疊在一般的鋁合金釬焊板上的釬料和釬焊用鋁合金材的釬焊通常所使用的釬料用的鋁合金同樣，由Al-Si系合金構(gòu)成，Si的含量優(yōu)選為4 13質(zhì)量％。Si具有使鋁合金的固相線溫度降低，提高釬焊溫度下的流動性的作用。 Si的含量低于4質(zhì)量％時，流動的釬焊的量不充分，引起釬焊不良，若超過13質(zhì)量％，則成為過共晶組成，因此粗大的初晶Si生成，鋁合金釬焊板的加工性有可能降低。
(釬焊!^e:0.45質(zhì)量％以下)形成本發(fā)明的鋁合金釬焊板的釬料的Al-Si系合金，將狗的含量抑制在0. 45質(zhì)量％以下。！^e形成Al-Fe系金屬間化合物，該Al-Fe系金屬間化合物在釬焊處理時的釬焊凝固時作為α相的生成核發(fā)揮作用。若釬料的狗含量超過0.45質(zhì)量％，則作為生成核的 AHe系金屬間化合物變多，因此α相的個數(shù)變多，其分別都很微細，在α相的界面結(jié)晶的共晶Si變多(參照圖2(c))。即，在釬焊后的鋁合金釬焊板的表層(芯材表面上)，釬料的大部分作為共晶Si結(jié)晶，形成焊腳的釬焊變少，釬焊性降低。因此！^的含量為0. 45質(zhì)量％以下。本發(fā)明的鋁合金釬焊板的釬料，也可以是還含有如下之中1種以上的鋁合金，即 Zn :7. 0質(zhì)量％以下、Mg :3. 0質(zhì)量％以下、Ti :0. 3質(zhì)量％以下。(釬料Si:7.0質(zhì)量％以下)Zn具有使鋁合金的固相線溫度降低，提高釬焊溫度下的流動性的作用。另外鋁合金的電勢低，能夠提高鋁合金釬焊板(芯材)的、來自層疊有該釬焊這側(cè)的耐腐蝕性。為了使這些效果充分，Zn的含量優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以上。另一方面，若Si的含量超過7. 0質(zhì)量％，則鋁合金釬焊板的加工性降低，發(fā)生自腐蝕，反而有可能使耐腐蝕性降低。(釬料Mg:3.0質(zhì)量％以下)Mg與Si同樣，具有使鋁合金的固相線溫度降低，提高釬焊溫度下的流動性的作用。另外在真空釬焊中，通過在釬焊氣氛下蒸發(fā)而具有除去釬料表面的氧化皮膜的效果。為了使這些效果充分，Mg的含量優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以上。另一方面，若Mg的含量超過3. 0質(zhì)量％，則在真空釬焊中，氣氛的Mg造成的污染被促進，此外助焊劑的功能受損而使釬焊性降低，另外鋁合金釬焊板的加工性有可能降低。(釬料Ti:0.3質(zhì)量％以下)Ti具有使鑄造時的晶粒微細化的作用。為了使該效果充分，Ti的含量優(yōu)選為0. 01 質(zhì)量％以上。另一方面，若超過0.3質(zhì)量％，則形成粗大的金屬間化合物，因此鋁合金釬焊板的加工性有可能降低。本發(fā)明的鋁合金釬焊板的釬料，作為不可避免的雜質(zhì)，也可以含有Cu、Mn、Cr各 0. 2質(zhì)量％以下。在本發(fā)明的鋁合金釬焊板中，釬料優(yōu)選在每一面以15μπι以上的厚度且包覆率 1 25%被包覆。釬料厚度低于15μπι時，釬料的絕對量不足，釬焊性有可能降低。另一方面，若釬料厚度變厚而超過25 %的包覆率，則釬料的流動量過剩，一部分會侵蝕芯材，有可能發(fā)生芯材的熔蝕。還有，作為兩面具有釬料的鋁合金釬焊板時，各個面的釬料可以是同成分的鋁合金，也可以不同。例如關(guān)于應(yīng)用于熱交換器的板材的鋁合金釬焊板，組裝到熱交換器上時，可以使作為外側(cè)(腐蝕環(huán)境側(cè))的面為添加有Si的Al-Si-Si系合金，使另一面為 Al-Si系合金。[犧牲陽極材]在本發(fā)明的鋁合金釬焊板中，也可以在所述的芯材的一側(cè)的面具有所述釬料，在另一側(cè)的面具有犧牲陽極材，從而使來自該面?zhèn)鹊哪透g性提高。用具有這樣的犧牲陽極材的鋁合金釬焊板制作熱交換器時，使具有犧牲陽極材的面處于腐蝕環(huán)境側(cè)而成形部件。本發(fā)明的鋁合金釬焊板所具有的犧牲陽極材，能夠使用由鋁或鋁合金構(gòu)成的公知的材料，另外其厚度沒有特別限定，但為了得到提高耐腐蝕性的充分效果，優(yōu)選為15μπι以上，包覆率1 25%。作為鋁合金，例如可列舉如下含有Zn :6.0質(zhì)量％以下的Al-Zn系合金，而且在Al-Zn系合金或鋁中添加有Mn、Si、Mg等的合金。[熱交換器]本發(fā)明的熱交換器，作為一例以如下方式制造。將本發(fā)明的鋁合金釬焊板(管材) 輥軋成形為偏平管狀而作為管。還有，管材至少在外側(cè)具有釬料。將另外的鋁合金釬焊板或本發(fā)明的鋁合金釬焊板(板材)進行沖壓成形而成為板。對于由釬焊用的鋁或鋁合金構(gòu)成的板材(稱為鋁合金板)進行波紋成形而成為翅片。翅片材用的鋁合金板沒有特別限定，但厚度優(yōu)選為0. 05 0. 3mm，另外也可以應(yīng)用在兩面具有由Al-Si系合金和Al-Si-Zn 系合金構(gòu)成的釬料的鋁合金釬焊板。如圖1所示，使管與翅片交替重疊，使管的各自的管的端部嵌合在板上，以組合的狀態(tài)通過常規(guī)方法釬接而制造。還有所適用的方式是，構(gòu)成在各個部件的各面所具有的釬料的Al-Si系合金，以同程度的溫度進行熔融，使管的接頭(管材之間)、管與板和管與翅片同時進行釬接。(凝固的釬料的共晶Si的面積率35%以下)在本發(fā)明的熱交換器的制造中，通過釬焊加熱而熔融的釬料被填充到部件間的連接部位和重疊部分之間，形成焊腳并凝固，由此部件彼此被接合。熔融的釬料(熔融釬料) 在部件、即本發(fā)明的鋁合金釬焊板的表面流動，大部分從芯材脫離，還有一定程度的量匯集到連接部等，焊腳被形成至足夠的大小，釬焊性良好。即，在鋁合金釬焊板(芯材)表面，釬料的大部分從連接部等以外的區(qū)域流出，因此釬料不會侵蝕到芯材，不會發(fā)生熔蝕。鋁合金釬焊板在釬焊處理時熔融，直接測量不從表面流出而是積存在連接部位等以外的區(qū)域的釬料的量有困難。因此在本發(fā)明中，觀察釬焊處理后的鋁合金釬焊板的截面，根據(jù)熔融并凝固的釬料中的共晶Si的比例來估測釬料的流動性。構(gòu)成釬料的Al-Si合金，通過釬焊加熱而熔融，在鋁合金釬焊板表面流動，若加熱完畢而溫度降低，則首先使α相(Al)生長，接著沿著α相的界面使共晶Si結(jié)晶而凝固 (參照圖2(b))。因此，在釬焊處理后(冷卻后)，鋁合金釬焊板的芯材上結(jié)晶的共晶Si被視為在釬焊加熱時確實熔融的區(qū)域。相對于在芯材上凝固的釬料即α相和共晶Si的和來說，如果共晶Si少，則判定為使充分量的熔融釬料在鋁合金釬焊板之間或與其他部件的接合部流動，并且到達該接合部的熔融釬料傳遞殘存在芯材上的熔融釬料，抑制其從該接合部流出，可判定為能夠在接合部形成足夠大小的焊腳。具體來說，是指以600°C進行3分鐘加熱后的冷卻狀態(tài)下，鋁合金釬焊板的具有釬焊的一側(cè)的表層的截面中的共晶Si相對于共晶Si與α相的和的面積率為35%以下。在管材這樣的薄壁化的鋁合金釬焊板中，若所述面積率(指共晶Si的面積率)超過35%，則形成焊腳的釬料的量少，釬焊性不充分。所述共晶Si的面積率的測定，是通過與公知的釬焊處理同樣方法加熱鋁合金釬焊板后(以600°C進行3分鐘加熱并冷卻后)，切下測定片，用光學(xué)顯微鏡觀察切斷面的鋁合金釬焊板具有釬料的一側(cè)，在觀察到共晶Si的區(qū)域，測定該共晶Si和α相各自的面積， 由此而獲得。例如也可以對光學(xué)顯微鏡照片進行圖像分析，計算共晶Si的面積率。為了減少在釬焊處理后的鋁合金釬焊板的芯材上結(jié)晶的共晶Si，優(yōu)選在熔融釬料的凝固時使α相生成得大而減少個數(shù)。如所述，共晶Si沿著先形成的α相的界面結(jié)晶， 因此如圖2(b)所示，若α相各自很大，鋁合金釬焊板表面的單位面積的α相的數(shù)量少，則共晶Si能夠結(jié)晶的α相的界面的總面積也少。在以這樣的鋁合金釬焊板作為板材時，熔融釬料的大部分在芯材上流動并通過，在與管的接合部形成焊腳的釬料的量也多。在作為管材時，抑制來自板的熔融釬料的流動，與板的接合部相同形成焊腳的釬料的量也多。相對于此，如圖2(c)所示，若α相的個數(shù)多，其各自很小，則鋁合金釬焊板表面的單位面積，共晶Si能夠結(jié)晶的α相的界面的總面積變大。作為板材時，熔融釬料的大部分不會從這樣的芯材上流出，在與管的接合部形成焊腳的釬料的量少。作為管材時，來自板的熔融釬料的流動被促進，在與管的接合部形成焊腳的釬料的量變少。為了抑制熔融釬料凝固時的α相的個數(shù)，優(yōu)選減少作為熔融釬料中的α相的生成核發(fā)揮作用的Al-Fe系金屬間化合物的數(shù)量。即，減少在本發(fā)明的鋁合金釬焊板的釬料中析出的Al-Fe系金屬間化合物的數(shù)量。為此，如所述，構(gòu)成釬料的Al-Si系合金，將其Fe 的含量抑制在0.45質(zhì)量％以下。另外，如后述，在鋁合金釬料板的制造中，優(yōu)選通過在規(guī)定溫度以上進行釬料用的Al-Si系合金鑄塊的均質(zhì)化熱處理，從而使Al-Fe系金屬間化合物固溶，使精冷軋率在規(guī)定以下，破碎析出的Al-Fe系金屬間化合物，以使其數(shù)量不會增加。(釬焊處理后的芯材的晶粒直徑軋制方向長80μ m以上)另外，釬料(ΑΙ-Si合金)的α相，沿著作為襯底的芯材的晶體取向生長。因此，為了使α相生長得大而減少共晶Si的結(jié)晶，本發(fā)明的鋁合金釬焊板增大芯材的晶粒直徑在面方向的長度。具體來說，就是以600°C進行3分鐘加熱后的冷卻的狀態(tài)下，芯材的板厚方向中心部的晶粒直徑在軋制方向為80 μ m以上。釬焊處理后的芯材的晶粒直徑低于80 μ m 時，釬料的每1個α相都不會生成到足夠的尺寸，為此鋁合金釬焊板表面的單位面積的α 相的數(shù)量變多，共晶Si的結(jié)晶增加，無法形成足夠大小的焊腳。為了使芯材的晶粒直徑在面方向上足夠地長，如后述，在鋁合金釬焊板的制造中，優(yōu)選分別使中間退火溫度和精冷軋率處于規(guī)定范圍。芯材的晶粒直徑與所述共晶Si的面積率的測量同樣，能夠通過與公知的釬焊處理同樣方法加熱鋁合金釬焊板后(以600°C進行3分鐘加熱并冷卻后)，切下測定片來測量。對該測量片進行研磨，從一側(cè)的面研磨至到達芯材的板厚方向中心部的深度，用電解液蝕刻該研磨的面，用光學(xué)顯微鏡以100倍左右進行觀察，測量晶粒直徑。還有，所謂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%的區(qū)域。[制造方法]本發(fā)明的鋁合金釬焊板，根據(jù)公知的包覆材的制造方法制造。以下說明其一例。首先，通過連續(xù)鑄造，熔融、鑄造本發(fā)明的鋁合金釬焊板的芯材的成分，根據(jù)需要進行端面切削、均質(zhì)化處理，得到芯材用鑄塊。同樣，通過所述的芯材用鑄塊同樣的方法，得到釬料用、還有根據(jù)需要的犧牲陽極材用鑄塊。鑄塊的均質(zhì)化熱處理的溫度，基于各個鑄塊的成分設(shè)定，但特別是釬料用的Al-Si 系合金的鑄塊的均質(zhì)化熱處理，優(yōu)選以440 570°C進行。低于440°C時，Al-Fe系金屬間化合物幾乎不會固溶，因此大量存在于作為鋁合金釬焊板時的釬料中。因此，釬焊時的α相生成核變多，共晶Si增加，釬焊性降低。另一方面，若超過570°C，則無論釬料的Si含量，鑄塊熔融，有可能無法作為材料使用。各個鑄塊根據(jù)需要進行熱軋或切割，成為厚度比例與鋁合金釬焊板的包覆率相匹配的鋁合金板(或鋁板)。還有，最厚的芯材也可以是鑄塊的狀態(tài)。接著，按照預(yù)期的鋁合金釬焊板的層疊順序重疊各個鋁合金板，以400°C以上的溫度加熱(熱軋的預(yù)加熱)后，通過熱軋壓合(復(fù)合軋制)而成為一體的板材。其后，根據(jù)需要進行退火，通過進行冷軋、中間退火、冷軋而達到預(yù)期的板厚。還有，適宜地將中間退火夾在冷軋之間反復(fù)進行，直至達到預(yù)期的板厚。此外，在達到最終的板厚的精冷軋后實施精退火。在此，中間退火優(yōu)選以210 460°C進行。低于210°C時，由之前的冷軋積蓄的應(yīng)變的緩和不充分，晶粒變得微細。另一方面，若超過460°C，則芯材中大量析出粗大的Al-Mn 系金屬間化合物，該Al-Mn系金屬間化合物作為再結(jié)晶核起作用，因此芯材的晶粒的數(shù)量變多，晶粒微細。另外，精冷軋(最后的中間退火后的冷軋)的加工率(精冷軋率)優(yōu)選為20 70%。精冷軋率低于20%時，用于再結(jié)晶的驅(qū)動力不充分，產(chǎn)生未再結(jié)晶(亞晶粒)組織。 特別是若在芯材中形成亞晶粒，則在釬焊時熔融釬料會擴散至芯材的亞晶粒而使熔蝕發(fā)生。另一方面，若精冷軋率超過70%，則蓄積的應(yīng)變過大，因此晶粒微細，特別是芯材的晶粒直徑變小，另外，釬料中的AHe系金屬間化合物被破碎分散，數(shù)密度增加。實施例1以上，對于用于實施本發(fā)明的方式進行了闡述，以下，將確認到本發(fā)明的效果的實施與不滿足本發(fā)明的要件的比較例進行比較，具體地進行說明。還有，本發(fā)明并不受該實施例限定。(供試材的制作)通過連續(xù)鑄造，熔化、鑄造具有表1所示的組成的芯材(C)用的鋁合金和釬料(F) 用的鋁合金，還有作為犧牲陽極材( 用的含有ai:3質(zhì)量％的鋁合金，得到鑄塊。對鑄塊的表面進行端面切削，釬料用、犧牲陽極材用的鑄塊切割成與包覆率匹配的規(guī)定的厚度而成為厚板之后，進行4小時的均質(zhì)化熱處理。均質(zhì)化熱處理溫度為，芯材用的鑄塊和犧牲陽極材用的鑄塊(厚板)為500°c，釬料用的鑄塊(厚板)為表1所示的溫度。作為管材和板材的鋁合金釬焊板，如表1中結(jié)構(gòu)“F/C”所示，使釬料(F)用的厚板重疊在芯材(C)用的鑄塊的一面。此外在“F/C/S”所示的結(jié)構(gòu)中，使?fàn)奚枠O材(S)用的厚板重疊在芯材用的鑄塊的相反側(cè)的一面。以500°C對重疊的鑄塊等進行4小時的預(yù)加熱后，通過熱軋壓合而成為一體的板材。然后連續(xù)進行冷軋而達到規(guī)定的厚度，以表1所示的溫度進行4小時的中間退火后，以表1所示的加工率進行精冷軋，成為規(guī)定的最終厚度的鋁合金釬焊板(供試材No. 1 21)。但是，在供試材No. 16中，因為釬料用的厚板在均質(zhì)化熱處理中熔融，所以不再進行之后的制作工序和評價(表1中以“_”表示)。還有，管材厚度為0. 3mm，釬料的包覆率為15%，犧牲陽極材的包覆率為10%。板材其厚度為2. 0mm，釬料的包覆率為10%，犧牲陽極材的包覆率為10%。另外，關(guān)于翅片材，是通過常規(guī)方法，對于JIS3003合金進行鑄造、均質(zhì)化熱處理、熱軋、冷軋、中間退火和精冷軋，成為厚0. Imm的鋁合金板。(釬焊熱處理材的制作)在氮氣氛中，將得到的鋁合金釬焊板(管材、板材)以600°C保持3分鐘，由此模擬釬焊加熱，制作釬焊熱處理材。(芯材的晶粒直徑的測量)切下管材的釬焊熱處理材，從一側(cè)的面進行研磨至芯材的板厚中心部，用電解液蝕刻該經(jīng)過研磨的面，用光學(xué)顯微鏡以100倍拍攝照片。用該顯微鏡照片，根據(jù)切片法測量芯材的軋制方向的晶粒直徑。晶粒直徑在5處進行測量，將平均值顯示在表1中。(凝固的釬料中的共晶Si的面積率的測量)分別切下管材和板材各自的釬焊熱處理材，用光學(xué)顯微鏡觀察具有切斷面的釬料一側(cè)，在觀察到共晶Si的區(qū)域，測量該共晶Si和α相各自的面積。計算共晶Si相對于共晶Si和α相的面積的和的百分比，顯示在表1中。(耐熔蝕性的評價)關(guān)于管材，使用釬焊熱處理材，以及在釬焊加熱前的鋁合金釬焊板的精冷軋基礎(chǔ)上再追加10%的加工率，并對其以釬焊熱處理材同樣的條件模擬釬焊加熱的供試材。分別切割這些供試材并埋入樹脂，研磨切割面，用光學(xué)顯微鏡以100倍的倍率觀察該研磨面，針對芯材的殘存厚度最小的部分進行測量，計算相對于原來(釬焊加熱前)的芯材厚度的殘存率。芯材的殘留率為70%以上以“〇”表示，低于70%以“X”表示。無論是否追加冷軋 (0%、+10% )，芯材的殘存率均在70%以上的為合格。(釬接結(jié)構(gòu)體的制作)作為規(guī)定的尺寸，將管材切割成軋制方向長30mmX寬25mm的管，將板材切割成軋制方向長20mmX寬25mm的板。另外，切割翅片材(鋁合金板)，進行波紋成形而成為翅片。 在管和板的釬料側(cè)的表面涂布氟化物系助焊劑10g/m2并使之干燥，再與翅片合在一起，以表1所示的組合組裝成圖3(a)所示的形狀。詳細地說，以具有釬料的一側(cè)為上，水平載置管，在該管之上垂直豎立板，另外裝載翅片并將其固定。還有，在管上，以板的具有釬料的一面與翅片相對的方式進行組裝。但是，供試材No. 21不具有翅片，只組裝管和板(從圖3(a) 除去翅片的形狀)。還有，使芯材和釬料的各合金組成以及制造條件相同的部件彼此組合。 在氮氣氛中以600°C將組裝的部件保持3分鐘，由此進行釬焊加熱，制作釬接結(jié)構(gòu)體的供試材(No. 1 15、17 21)。(釬焊性的評價)沿寬度方向大致中心線切割釬接結(jié)構(gòu)體的供試材，用光學(xué)顯微鏡以100倍的倍率觀察切割面(參照圖3(b))的管與板(具有釬料的一側(cè))的接合部，拼接拍攝的照片，測量接合部的焊腳的截面積。焊腳的截面積在0. 2mm2以上為釬焊性合格，2. Omm2以為特別優(yōu)異， 以“◎”表示，LOmm2以上、低于2. Omm2為優(yōu)選，以“〇”表示，0. 2mm2以上、低于LOmm2為良好，以“Δ”表示。另一方面，焊腳的截面積低于0. 2mm2為釬焊性不良，以“ X ”表示。表1
權(quán)利要求
1.一種鋁合金釬焊板，具有由Al-Mn系合金構(gòu)成的芯材和在該芯材的單面或兩面上由 Fe的含量為0. 45質(zhì)量％以下的Al-Si系合金構(gòu)成的釬料，其特征在于，在以600°C進行3分鐘的釬焊處理后，凝固的釬料的截面的共晶Si的面積率為35%以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直徑在軋制方向為80 μ m以上。
2.一種熱交換器，其構(gòu)成為，在成形具有由鋁合金構(gòu)成的芯材和在蓋芯材的單面或兩面上由Al-Si系合金構(gòu)成的釬料的板材而成的板上，釬接對所權(quán)利要求1所述的鋁合金釬焊板進行成形而成的管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其構(gòu)成為，將鋁或鋁合金所形成的翅片釬接在所述管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱交換器，所述板材是權(quán)利要求1所述的鋁合金釬焊板。
全文摘要
提供一種適用于熱交換器、特別是管材的、釬焊性和耐熔蝕性優(yōu)異的鋁合金釬焊板。一種鋁合金釬焊板，具有由Al-Mn系合金構(gòu)成的芯材，和在其單面或兩面由Fe的含量為0.45質(zhì)量％以下的Al-Si系合金構(gòu)成的釬料，在以600℃進行3分鐘的釬焊處理后，凝固的釬料的截面中的流動通路、即共晶Si的面積率為35％以下，并且所述芯材的板厚方向中心部的晶粒直徑在軋制方向為80μm以上。
文檔編號B23K35/22GK102205676SQ201110083059
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者木村申平, 植田利樹, 泉孝裕, 鶴野招弘 申請人:株式會社神戶制鋼所