專利名稱：鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用釬焊片并在不活潑氣體氣氛中以不使用焊劑的方式將鋁合金構(gòu)件彼此面釬焊的方法。
背景技術(shù)：
例如，如在鋁熱交換器的翅片材料和管材的釬焊中可見，目前為止的釬焊技術(shù)，基本是得到釬焊縫形狀那樣的線接觸。在這樣的釬焊法中，例如在下板為釬焊片、在其上垂直地接合板狀的翅片時，熔融的釬料在釬焊片上流動從而形成釬焊縫。在以這樣的線接觸為基本的釬焊技術(shù)中，為了抑制釬焊加熱中的氧化，一般進(jìn)行在大氣中或不活潑氣體氣氛中使用焊劑來釬焊的操作。然而，近年來，開發(fā)出了如下方法形成3層或5層的包覆層，將包覆有作為薄覆層材料和芯材的中間材料的Al-Si類合金釬料的釬焊片在不活潑氣體中以不使用焊劑的方式進(jìn)行釬焊。例如在專利第3780380號公報中，提出了如下在不活潑氣體氣氛中以不使用焊劑的方式進(jìn)行釬焊的鋁合金釬焊片的方案，其中，作為薄覆層材料和芯材的中間材料使用Al-Si類合金釬料，在薄覆層材料和芯材中，使用具有高于釬料的液相線溫度的固相線溫度的鋁合金，釬焊片整體的板厚為0. 05 2. 0mm，上述薄覆層材料的包覆率設(shè)定在0.1 10%，該薄覆層材料是與通過加熱熔融的釬料接觸而熔化的薄覆層材料。然而，近年來，將車載用IGBT等的發(fā)熱以面接觸進(jìn)行冷卻的熱交換系統(tǒng)的需要提高，將鋁板材的面彼此通過釬料進(jìn)行面釬焊的技術(shù)也成為必要。在該面釬焊技術(shù)中，由于在鋁板材的面彼此之間插入釬料進(jìn)行釬焊加熱，所以在接合部容易發(fā)生空隙缺陷等，若使用焊劑則容易形成將焊劑封入的結(jié)構(gòu)。因此，與上述基于釬焊縫形成的釬焊技術(shù)相比，是非常難的技術(shù)。關(guān)于該在大氣中以不使用焊劑的方式進(jìn)行面釬焊的技術(shù)，例如根據(jù)日本專利第3701847號公報，開發(fā)出了鋁合金在大氣中以不使用焊劑的方式的重疊釬焊法，其特征在于，多個鋁母材重合的界面預(yù)先插入鋁薄層合板材，進(jìn)行鋁的重疊釬焊，其中，鋁薄層合板材由3層結(jié)構(gòu)的薄層合板材構(gòu)成，該芯材由熔點(diǎn)為600°C以下的釬料構(gòu)成，其兩覆層材料由熔點(diǎn)比芯材高的鋁合金構(gòu)成，且在至少覆層材料和芯材中的任何一種以上中添加MgO.1 6% (質(zhì)量％，以下相同)或者再添加BiO. 01 1%，以將重合的構(gòu)件整體加壓密合的狀態(tài)，在釬料的液相線溫度以上且不超過釬料以外的各構(gòu)件的固相線溫度之內(nèi)的最低值的范圍進(jìn)行加熱。另外，在日本專利第4547032號公報中，提示了下述方法使用Al-Si類釬料包覆芯材且位于最表面的鋁包覆材料，在不伴隨減壓的非氧化性氣氛中，使上述Al-Si類釬料與釬焊對象構(gòu)件接觸密合，并進(jìn)行加熱，將上述芯材與上述釬焊對象構(gòu)件接合，其中，以質(zhì)量％計(jì)，Al-Si類釬料含有0.1 5. 0%的Mg、3 13%的Si，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

發(fā)明內(nèi)容
然而，根據(jù)上述日本專利第3780380號公報和日本專利第3701847號公報所提出的技術(shù)，雖然能夠在大氣中以不使用焊劑的方式重疊釬焊，但由于使用的釬焊片為3層或5層的包覆材料，成本會提高。另外，在上述日本專利第4547032號公報所提出的技術(shù)中，釬料和釬焊對象構(gòu)件的接觸狀態(tài)僅模糊地規(guī)定為“接觸密合”，因此，難以得到穩(wěn)定的釬焊狀態(tài)。因此，希望開發(fā)出與現(xiàn)有技術(shù)相比成本低且品質(zhì)穩(wěn)定的面釬焊技術(shù)。本發(fā)明是為了解決這樣的課題而提出的，其目的在于提供利用單層型釬焊片將2個鋁合金構(gòu)件彼此以不使用焊劑的方式進(jìn)行面釬焊的技術(shù)。另外，其目的在于提供利用雙層型釬焊片將I個鋁合金構(gòu)件與構(gòu)成雙層型釬焊片的覆層材料以不使用焊劑的方式進(jìn)行面釬焊的技術(shù)。本發(fā)明的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，為了達(dá)成其目的，使用由釬料構(gòu)成的單層釬焊片將鋁合金構(gòu)件彼此面釬焊，其中，以將上述釬焊片夾在固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)件彼此之間并使其面接觸的狀態(tài)，在不活潑氣體氣氛下，邊保持釬焊溫度570°C以上，并且施加0. 6gf/mm2以上的面壓，邊以不使用焊劑的方式釬焊鋁合金構(gòu)件彼此，其中，上述釬料的成分組成為含有Si 3 12質(zhì)量％，Mg 0.1 5. 0質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為15 200 V- m。另外，也可以使用由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層釬焊片，將鋁合金構(gòu)件與上述覆層材料面釬焊，其中，以使上述雙層釬焊片的釬料面與固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)件面接觸的狀態(tài)，在不活潑氣體氣氛下，邊保持釬焊溫度570°C以上，并且施加0. 6gf/mm2以上的面壓，邊以不使用焊劑的方式釬焊上述鋁合金構(gòu)件與上述覆層材料，其中，上述釬料的成分組成為含有S1:3 12質(zhì)量％，Mg 0.1 5. 0質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為15 200 u m,上述覆層材料含有固相線溫度為570°C以上的鋁合金。作為上述釬料所含的不可避免的雜質(zhì)的Cu、Mn、Zn優(yōu)選分別為小于1. 0質(zhì)量％。另外，上述釬料優(yōu)選為厚度15 150 iim，更優(yōu)選為厚度20 100 y m。另外，作為進(jìn)行面釬焊的鋁合金構(gòu)件，優(yōu)選為AA1000類，特別優(yōu)選在釬焊面所形成的氧化被膜的厚度為30nm以下的構(gòu)件。此外，優(yōu)選上述鋁合金構(gòu)件或上述鋁合金構(gòu)件和上述覆層材料的固相線溫度為580°C以上，且上述釬焊溫度為580°C以上。而且，面釬焊時的上述釬焊溫度的保持時間優(yōu)選設(shè)為2分鐘以上，特別優(yōu)選設(shè)為5分鐘以上。另外，面釬焊時的上述不活潑氣體優(yōu)選為氮?dú)猓貏e是上述不活潑氣體的氧濃度優(yōu)選設(shè)為500ppm以下。根據(jù)由本發(fā)明所提供的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，利用單層型釬焊片或雙層型釬焊片，不使用焊劑，且在2個鋁合金構(gòu)件間施加面壓，將2個鋁合金構(gòu)件面釬焊。由于不使用由3層或5層的包覆材料構(gòu)成的釬焊片，而是使用單層型或雙層型的釬焊片，因此，作為整體可以實(shí)現(xiàn)低成本化。另外，由于不使用焊劑，而是在2個鋁合金構(gòu)件間施加面壓來進(jìn)行釬焊，因此，能夠抑制容易在兩鋁合金構(gòu)件間發(fā)生的空隙缺陷等，作為結(jié)果，能夠進(jìn)行品質(zhì)穩(wěn)定的面釬焊。


圖1是說明倒T字試驗(yàn)片的形狀的圖。圖2是說明小型釬焊試驗(yàn)爐的示意圖。圖3是說明剪切試驗(yàn)方法的示意圖。圖4是表示釬焊溫度和保持時間的影響的圖。圖5是表示釬料中的Mg添加量的影響的圖。圖6是表示釬料中的Si添加量的影響的圖。圖7是表示釬料中的雜質(zhì)含量的影響的圖。圖8是表示釬料的厚度的影響的圖。圖9是表示釬焊時的加壓力的影響的圖。圖10是表示被釬焊Al合金材表面的氧化物膜厚的影響的圖。圖11是表示釬焊氣氛中的氧濃度的影響的圖。
具體實(shí)施例方式通常，在進(jìn)行面釬焊時，由于在接合的鋁合金構(gòu)件的面彼此之間插入釬料進(jìn)行釬焊加熱，所以容易在接合部產(chǎn)生空隙缺陷等，當(dāng)使用焊劑時則會成為容易封入焊劑的結(jié)構(gòu)。因此在釬焊制品的品質(zhì)上容易產(chǎn)生波動。另外，在現(xiàn)有的面釬焊法中，因?yàn)槭褂?層或5層的包覆材料作為釬焊片，成本升高。因此，本發(fā)明的發(fā)明人通過反復(fù)深入研究了與現(xiàn)有技術(shù)相比成本低且品質(zhì)穩(wěn)定的面釬焊法，完成了本發(fā)明。以下說明其詳細(xì)內(nèi)容。首先，第I發(fā)明是以在2個鋁合金構(gòu)件彼此之間夾入由釬料構(gòu)成的單層釬焊片使其面接觸的狀態(tài)，使釬焊片充分熔化，以釬料潤濕鋁合金構(gòu)件彼此的界面來進(jìn)行面釬焊的方法。在2個鋁合金構(gòu)件之中，可以是一個鋁合金構(gòu)件為鋁合金板，也可以是兩者均為鋁合金板。例如可以設(shè)置卡合部，使得鋁合金制的部品彼此能夠連結(jié)，在該卡合部設(shè)置夾入釬焊片的部位?？傊?，在本申請第I發(fā)明中，被接合材料不限定于鋁合金板，只要是至少一部分具有能夠釬焊的平滑面的鋁合金制的材料即可，可以是任何被接合材料。另外第2發(fā)明是以使由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層釬焊片的釬料面與鋁合金構(gòu)件面接觸的狀態(tài)，使上述釬料充分熔化，以釬料潤濕鋁合金構(gòu)件和構(gòu)成雙層釬焊片的覆層材料的界面來進(jìn)行面釬焊的方法。作為鋁合金構(gòu)件，可以為鋁合金板。在該第2發(fā)明中，被接合材料不限定于鋁合金板，只要是至少一部分具有能夠釬焊的平滑面的鋁合金制的材料即可，可以是任何被接合材料。作為應(yīng)用本發(fā)明的面釬焊法的鋁合金構(gòu)件，為由固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)成的構(gòu)件。使用在后面詳細(xì)說明的Al-Si類的釬料時，為了充分熔化該釬料，需要570°C以上的釬焊溫度，作為被接合材料的鋁合金構(gòu)件，必須應(yīng)用其固相線溫度為570°C以上的構(gòu)件。如果作為被接合材料的鋁合金構(gòu)件的固相線溫度小于570°C，則在面釬焊的加熱中，有鋁合金構(gòu)件的至少一部分熔化的可能性。更優(yōu)選的鋁合金構(gòu)件的固相線溫度為575°C以上。更加優(yōu)選的鋁合金構(gòu)件的固相線溫度為580°C以上。另外，在第2發(fā)明中使用覆層材料時，作為該覆層材料也需要使用由固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)成的覆層材料。以使由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層釬焊片的釬料面與鋁合金構(gòu)件面接觸的狀態(tài)，充分熔化上述釬料，以釬料潤濕鋁合金構(gòu)件和上述覆層材料的界面來進(jìn)行面釬焊，因此，為了充分地熔化上述釬料，需要570°C以上的釬焊溫度。為了抑制在該釬焊溫度覆層材料的熔化，必須使構(gòu)成雙層釬焊片的覆層材料的固相線溫度為570°C以上。如果覆層材料的固相線溫度小于570°C，有通過面釬焊加熱，覆層材料的一部分熔化的可能性。更優(yōu)選的覆層材料的固相線溫度為575°C以上。更加優(yōu)選的覆層材料的固相線溫度為580°C以上。本發(fā)明的第一特征點(diǎn)在于，為了抑制成本，作為釬焊片，使用由具有規(guī)定厚度和組成的釬料單層構(gòu)成的釬焊片，或使用由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層的釬焊片。因此，首先對釬料進(jìn)行說明。作為釬料，使用合金的成分組成為含有S1:3 12質(zhì)量％、Mg :0.1 5. 0質(zhì)量％、剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成,厚度為15 200 u m的招合金薄板。Si 3 12 質(zhì)量％Si是用于隨著其含量而降低釬焊片的液相線的溫度，并且改善面釬焊中的潤濕性的元素。如果Si含量小于3質(zhì)量％，則釬焊片的液相線的溫度變得過高，即使到達(dá)規(guī)定的釬焊溫度，釬焊片的熔化也不充分，有得不到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)的可能性。如果Si含量超過12質(zhì)量％，鑄造中在鑄塊中央部析出初生晶體Si (析晶)的可能性升高，即使假設(shè)得到正常的熱軋板也難以得到微觀上均質(zhì)的組織的釬焊片。因此，使釬料中的Si含量為3 12質(zhì)量％的范圍。更優(yōu)選的Si含量為4 12質(zhì)量％的范圍。更加優(yōu)選的Si含量為5 12質(zhì)量％的范圍。Mg :0.1 5. 0 質(zhì)量％Mg通過自身被氧化而發(fā)揮作為還原劑的作用，因此可以認(rèn)為是用于抑制由釬焊加熱引起的在鋁合金板和釬焊片的釬料的界面的鋁的氧化、改善面釬焊中的潤濕性的元素。如果Mg含量小于0.1質(zhì)量％，雖然也取決于釬焊溫度和保持時間，但其效果不充分，有得不到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)的可能性。如果Mg含量超過5. 0質(zhì)量％，熱軋鑄塊時對輥的負(fù)荷增加，而且還發(fā)生邊裂，因此熱軋困難。因此，使釬料中的Mg含量為0.1 5.0質(zhì)量％的范圍。更優(yōu)選的Mg含量為0.2
4.0質(zhì)量％的范圍。更加優(yōu)選的Mg含量為0. 3 3. 0質(zhì)量％的范圍。剩余部分A1和不可避免的雜質(zhì)作為不可避免的雜質(zhì)，可以列舉Fe、Cu、Mn、Zn等，但關(guān)于這些元素，只要Fe :小于1. 0質(zhì)量％、Cu :小于1. 0質(zhì)量％、Mn :小于1. 0質(zhì)量％、Zn :小于1. 0質(zhì)量％的范圍，貝U不會妨礙本發(fā)明的效果。因此，優(yōu)選分別使作為不可避免的雜質(zhì)的上述成分含量小于1.0質(zhì)量％。另外，作為其他雜質(zhì)元素，還可以考慮Cr、N1、Zr、T1、V、B、Sr、Sb、Ca、Na等，但只要為Cr :小于0. 5質(zhì)量%、N1:小于0. 5質(zhì)量％、Zr :小于0. 2質(zhì)量%、T1:小于0. 2質(zhì)量%、V 小于0.1質(zhì)量％、B :小于0. 05質(zhì)量％、Sr :小于0. 05質(zhì)量％、Sb :小于0. 05質(zhì)量％、Ca :小于0.05質(zhì)量％、Na :小于0. 01質(zhì)量％的范圍，就不會大幅阻礙本發(fā)明涉及的釬焊片的性能特性，因此也可以作為不可避免的雜質(zhì)含有。關(guān)于Pb、B1、Sn、In，分別小于0. 02質(zhì)量％，其他分別小于0. 02質(zhì)量％，在該范圍即使含有管理外元素也不會妨礙本發(fā)明的效果。構(gòu)成釬焊片的釬料的厚度15 200 U m構(gòu)成第I發(fā)明涉及的單層型釬焊片的釬料的厚度，只要能夠達(dá)到正常的面釬焊的厚度即可。如果厚度小于15um，有得不到充分的釬焊強(qiáng)度的可能性。如果厚度超過200 iim，從接合面滲出的釬料的量過多，成本升高。因此，釬料的厚度的范圍為15 200 Um0更優(yōu)選的厚度的范圍為15 150 iim。更加優(yōu)選的厚度的范圍為20 100 y m。由釬料構(gòu)成的單層型釬焊片的制造方法例如，只要是由100 厚的釬料構(gòu)成的單層型釬焊片，可以如下所述地制造。配合作為原料的坯料、碎屑等，投入熔化爐中，熔制具有規(guī)定的釬料組成的鋁熔融液。熔化爐一般為通過燃燒器的火炎直接將原料加熱熔化的燃燒爐。鋁熔融液在達(dá)到規(guī)定的溫度、例如800°C后，投入適量的除渣用焊劑，利用攪拌棒進(jìn)行熔融液的攪拌，將全部的原料熔化。然后，為了調(diào)整成分，投入追加的原料、例如Mg等，進(jìn)行30 60分鐘左右的靜置后，將在表面漂浮的金屬渣除去。鋁熔融液冷卻到規(guī)定的溫度、例如740°C后，從排液口排出到溝中，根據(jù)需要，通過在線旋轉(zhuǎn)脫氣裝置、CFF過濾器等開始鑄造。此外，在同時設(shè)置熔化爐和保持爐時，將在熔化爐熔制得到的熔融液轉(zhuǎn)移到保持爐中后，在保持爐中再進(jìn)行靜置等，然后開始鑄造。 DC鑄造機(jī)的夾套可以為I根澆注，但也可以為重視生產(chǎn)效率的多根澆注。例如，在700mmX450mm尺寸的水冷式模具內(nèi)，邊通過汲取管、浮筒進(jìn)行澆注熔液，邊以鑄造速度60mm/min降低下部模具,在水冷式模具下部對凝固殼層進(jìn)行直接水冷(Direct Chill),并且使貯液槽內(nèi)的熔融液凝固冷卻，得到規(guī)定尺寸、例如700mm X 450mm X 4500mm尺寸的坯體。鑄造結(jié)束后，將坯體的前端、后端切斷，實(shí)施單面25mm的兩面平面切削，將所得到的400mm厚的還體插入均熱爐，實(shí)施450 540°C X I 12小時的均質(zhì)化處理(HO處理)。均質(zhì)化處理后，從均熱爐取出坯體，利用熱軋機(jī)實(shí)施數(shù)次熱軋，例如，在為40mm厚的狀態(tài)下，切斷，確保一張40mm厚的熱軋板(平板)700mmX40mmX4000mm。然后,剩余的大部分的熱延板接著利用熱軋機(jī)實(shí)施數(shù)次熱軋，例如，得到6mm厚的熱軋板卷(Reroll，再軋)。對該6mm厚的熱軋板卷實(shí)施數(shù)次冷軋，得到由規(guī)定厚度、例如100 U m厚的釬料構(gòu)成的單層型釬焊片。此外，在冷軋工序中，在冷軋板的加工硬化顯著時，希望根據(jù)需要，將卷插入退火爐中，實(shí)施保持溫度300 450°C的中間退火處理，使冷軋板軟化。關(guān)于構(gòu)成第2發(fā)明涉及的雙層型釬焊片的釬料的厚度，也相同。為15 200 ym。此外，關(guān)于第2發(fā)明涉及的雙層型釬焊片中的覆層材料，只要為固相線溫度為570°C以上的鋁合金即可，關(guān)于其厚度沒有特別限定。然而，雖然也取決于釬焊加熱溫度，如果覆層材料過薄，熔化的釬料有可能從覆層材料滲出，因此，覆層材料的厚度優(yōu)選為100 i! m以上。更優(yōu)選的覆層材料的厚度為150 u m以上。更加優(yōu)選的覆層材料的厚度為200 以上。這樣，在第2發(fā)明中，優(yōu)選覆層材料的厚度大于釬料的厚度。例如，在釬料的材料種類為AA4045合金、厚度為60 ii m時，也可以使用覆層材料的材料種類為AAllOO合金、厚度為500 u m的雙層釬焊片。由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層型釬焊片的制造方法
例如，如果是由40 ii m厚的釬料和400 U m厚的覆層材料構(gòu)成的雙層型釬焊片，如下所述地制造。如上所述，通過DC鑄造得到由規(guī)定的覆層材料組成構(gòu)成的700mmX 450mmX 4500mm尺寸的還體。將還體的前端、后端切斷，實(shí)施單面25mm的兩面平面切削后，將由上述覆層材料組成構(gòu)成的400mm厚的平面切削后坯體和由如上所述確保的釬料組成構(gòu)成的40mm厚的熱軋板(平板)700mmX40mmX4000mm (I張)以700_X4000mm面貼合的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)接合。將該雙層包覆坯體插入均熱爐，實(shí)施450 540°C X I 12小時的均質(zhì)化處理(HO處理)。均質(zhì)化處理后，將坯體從均熱爐取出，利用熱軋機(jī)實(shí)施數(shù)次熱軋，例如，得到6_厚的熱軋板卷(Reroll,再軋)。對該熱軋板卷實(shí)施數(shù)次冷軋，得到由規(guī)定的厚度、例如440 iim厚的釬料(厚度40 u m)和覆層材料(厚度400 u m)構(gòu)成的雙層型釬焊片。此外，在冷軋工序中，在冷軋板的加工硬化顯著時，希望根據(jù)需要，將卷插入退火爐，實(shí)施保持溫度300 450°C的中間退火處理,使冷軋板軟化。本發(fā)明的第二特征點(diǎn)在于，為了以不使用焊劑的方式進(jìn)行面釬焊且在接合面得到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)，在不活潑氣體氣氛下施加特定的面壓來進(jìn)行面釬焊。不活潑氣體氣氛下如上所述，為了充分熔化釬焊片(釬料)，潤濕鋁合金構(gòu)件彼此的界面、或覆層材料和鋁合金構(gòu)件的界面來進(jìn)行面釬焊，需要至少在保持溫度570°C以上保持規(guī)定時間。因此，為了在釬焊加熱中也能夠抑制鋁合金構(gòu)件的釬焊面的表面或釬焊片的釬料面的氧化，需要在不活潑氣體氣氛下進(jìn)行面釬焊。作為不活潑氣體,能夠使用氮?dú)?、氬氣、氦氣等。另?不活潑氣體中的氧濃度優(yōu)選為500ppm以下。如果不活潑氣體中的氧濃度超過500ppm,面釬焊后的接合強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)降低。更優(yōu)選的不活潑氣體中的氧濃度為lOOppm。更加優(yōu)選的不活潑氣體中的氧濃度為IOppm以下。具體而言，對于工業(yè)用氮?dú)?，由于在?guī)格中規(guī)定為氧濃度IOppm以下，因此，從成本方面最優(yōu)選使用工業(yè)用氮?dú)狻．?dāng)然，釬焊加熱中、釬焊溫度保持中和冷卻中，優(yōu)選預(yù)先在加熱裝置內(nèi)以不活潑氣體氣氛充滿。然而，在如電磁感應(yīng)加熱那樣進(jìn)行急速加熱時，在到達(dá)規(guī)定的保持溫度前，也可以噴射不活潑氣體將加熱裝置內(nèi)的大氣置換為不活潑氣體。施加面壓0.6gf/mm2 以 h在本發(fā)明涉及的面釬焊方法中，將規(guī)定組成的釬焊片(釬料)熔化，在使釬料和鋁合金構(gòu)件面接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行釬焊加熱，但此時需要邊對接合面施加0. 6gf/mm2以上的面壓，邊保持在規(guī)定的釬焊溫度。當(dāng)然，也可以在釬焊加熱時不施加面壓，而達(dá)到規(guī)定的保持溫度，之后對接合面施加0. 6gf/mm2以上的面壓進(jìn)行面釬焊。在面壓小于0.6gf/mm2時，不能得到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)。當(dāng)然，為了充分確保面釬焊后的釬焊強(qiáng)度(剪切應(yīng)力)，優(yōu)選對接合面施加的面壓高。因此，更優(yōu)選的面壓為1.Ogf/mm2以上。更加優(yōu)選的面壓為2. Ogf/mm2以上。釬焊的溫度條件；保持在570°C以上在本發(fā)明涉及的面釬焊方法中，為了將規(guī)定的組成的釬焊片(釬料)熔化，潤濕鋁合金構(gòu)件彼此的界面或覆層材料和鋁合金構(gòu)件的界面，可靠地進(jìn)行面釬焊，確保充分的釬焊強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)，需要至少釬焊溫度為570°C以上。在釬焊溫度小于570°C時，釬料的熔化不充分，得不到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)。當(dāng)然，保持溫度高的話可以得到更充分的釬焊強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)。因此，保持溫度設(shè)為575°C以上。更加優(yōu)選的保持溫度為580°C以上。釬焊的保持時間釬焊溫度的保持時間優(yōu)選為2分鐘以上。雖然也取決于釬焊溫度，但如果保持時間小于2分鐘，由于接合面的溫度的不均勻，得不到充分的釬焊強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)。更加優(yōu)選的保持時間為5分鐘以上。實(shí)施例0087] 釬焊片的制作測量、配合規(guī)定的各種坯料，在涂布了脫模材料的# 30坩鍋中各裝入9kg(合計(jì)13試樣)的原材料進(jìn)行裝填。將這些坩鍋插入電爐內(nèi)，在760°C進(jìn)行熔化，除去渣，然后，將熔融液溫度保持在740V。接著，利用小型旋轉(zhuǎn)脫氣體裝置，在熔融液中以流量1Nl/分鐘吹入10分鐘氮?dú)猓M(jìn)行脫氣體處理。然后進(jìn)行30分鐘的靜置，用攪拌棒除去在熔融液表面浮上來的渣，再用勺在成分分析用模具中收集盤狀樣品。接著，使用夾具順次將坩鍋從電爐內(nèi)取出，在預(yù)先預(yù)熱到200°C的5個模具(70mmX70mmX 15mm)中燒注招熔融液。各試樣的盤狀樣品通過發(fā)光分光分析進(jìn)行組成分析。其結(jié)果表不在表I。表1:所使用的試樣的成分組成(質(zhì)量％)
權(quán)利要求
1.一種鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 其是使用由釬料構(gòu)成的單層釬焊片將鋁合金構(gòu)件彼此面釬焊的方法，以將所述釬焊片夾在固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)件彼此之間并使其面接觸的狀態(tài)，在不活潑氣體氣氛下，邊保持釬焊溫度570°C以上，并且施加0. 6gf/mm2以上的面壓，邊以不使用焊劑的方式釬焊鋁合金構(gòu)件彼此，其中，所述釬料的成分組成為含有Si 3 12質(zhì)量％，Mg :0.1 5. 0質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為15 200 ii m。
2.—種鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 其是使用由釬料和覆層材料構(gòu)成的雙層釬焊片，將鋁合金構(gòu)件與所述覆層材料面釬焊的方法，以使所述雙層釬焊片的釬料面與固相線溫度為570°C以上的鋁合金構(gòu)件面接觸的狀態(tài)，在不活潑氣體氣氛下，邊保持釬焊溫度570°C以上，并且施加0. 6gf/mm2以上的面壓，邊以不使用焊劑的方式釬焊所述鋁合金構(gòu)件與所述覆層材料，其中，所述釬料的成分組成為含有Si 3 12質(zhì)量％，Mg :0.1 5. 0質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為15 200 u m,所述覆層材料含有固相線溫度為570°C以上的鋁合金。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于作為所述釬料所含的不可避免的雜質(zhì)的Cu被限制為小于1. 0質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 作為所述釬料所含的不可避免的雜質(zhì)的Mn被限制為小于1. 0質(zhì)量％。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 作為所述釬料所含的不可避免的雜質(zhì)的Zn被限制為小于1. 0質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 構(gòu)成所述釬焊片的釬料厚度為15 150 V- m。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 所述鋁合金構(gòu)件中，在其釬焊面形成有厚30nm以下厚度的氧化被膜。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 所述釬焊溫度的保持時間為2分鐘以上。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 所述釬焊溫度的保持時間為5分鐘以上。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 所述不活潑氣體為氮?dú)狻?br> 11.如權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的鋁合金構(gòu)件的面釬焊方法，其特征在于 所述不活潑氣體的氧濃度為500ppm以下。
全文摘要
使用單層型的釬焊片將兩個鋁合金構(gòu)件彼此以不使用焊劑的方式進(jìn)行面釬焊。以將由釬料構(gòu)成的單層釬焊片夾在固相線溫度為570℃以上的鋁合金構(gòu)件彼此之間并使其面接觸的狀態(tài)，在不活潑氣體氣氛下，邊保持釬焊溫度570℃以上，并且施加0.6gf/mm2以上的面壓，邊以不使用焊劑的方式釬焊鋁合金構(gòu)件彼此，其中，上述釬料的成分組成為含有Si3～12質(zhì)量%，Mg0.1～5.0質(zhì)量%，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為15～200μm。
文檔編號B23K35/22GK103068512SQ20118004050
公開日2013年4月24日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者小久保貴訓(xùn), 堀久司, 佐佐木智浩 申請人:日本輕金屬株式會社