焊劑組合物及釬焊板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種焊劑組合物，其特征在于，是鋁合金材料的釬焊用焊劑組合物，其中，該組合物含有：[A]包含KAlF4的焊劑成分、和[B]包含第1族元素及第2族元素以外的元素且不包含K的氟化物。另外，本發(fā)明的釬焊板具備：由鋁合金形成的芯材、層疊于該芯材的至少一面的釬料、以及層疊于該釬料的一面且由上述焊劑組合物形成的焊劑層。
【專利說明】焊劑組合物及釬焊板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金材料的釬焊用焊劑組合物、以及使用了該焊劑組合物的釬焊板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來對環(huán)境問題關(guān)注度的提高，在例如汽車產(chǎn)業(yè)界，以燃料消耗率提高等為目標(biāo)的輕質(zhì)化也得到發(fā)展。相應(yīng)于該輕質(zhì)化需求，已積極地展開了對汽車的換熱器用覆鋁材料(釬焊板)的薄壁化及高強(qiáng)度化的研究。作為上述釬焊板，通常具有依次由犧牲材(例如Al-Zn系)、芯材(例如Al-S1-Mn-Cu系)及釬料(例如Al-Si系)構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。為了謀求高強(qiáng)度化，已積極地展開了關(guān)于將鎂(Mg)添加到上述芯材中、即通過析出Mg2Si而進(jìn)行強(qiáng)化的研究。
[0003]另外，就組裝換熱器等時的釬焊板的接合而言，廣泛采用的是焊劑釬焊法。該焊劑是提高釬焊性的材料，通常可使用包含KAlF4作為主成分的材料等。
[0004]但是，在具備由含有鎂的鋁合金制成的芯材的釬焊板使用了上述傳統(tǒng)的焊劑的情況下，存在妨礙釬焊性這樣的不良情況。其理由被歸因于:在用于釬焊的加熱時，芯材中的鎂會擴(kuò)散到釬料表面的焊劑中，而該鎂與焊劑成分會發(fā)生反應(yīng)并形成高熔點(diǎn)化合物(KMgF3及18&等)。這樣一來，焊劑成分被消耗，因而會發(fā)生上述的不良情況。因此，為了實(shí)現(xiàn)汽車用換熱器等的輕質(zhì)化，需要進(jìn)行含有鎂的鋁合金用焊劑組合物的開發(fā)。
[0005]這 其中，為了提高以含鎂鋁合金為芯材的釬焊板的釬焊性，已研究了下述組合物:
(1)在傳統(tǒng)的焊劑成分中添加了CsF的焊劑組合物(參見日本特開昭61-162295號公報(bào))、
(2)在傳統(tǒng)的焊劑成分中添加了CaF2、NaF或LiF的焊劑組合物(參見日本特開昭61-99569號公報(bào))。
[0006]但是，就上述(I)的添加了 CsF的焊劑組合物而言，由于Cs非常昂貴，因而無法實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)等，實(shí)用性低。另一方面，根據(jù)上述(2)的添加了 CaF2等的焊劑組合物，由于可通過添加這些化合物而實(shí)現(xiàn)焊劑的低熔點(diǎn)化，因此焊劑的流動性提高。但由于在該焊劑組合物中，焊劑與鎂會像現(xiàn)有技術(shù)中那樣發(fā)生反應(yīng)，因而無法充分提高釬焊性(日文原文:3付性)。另外還已知，一般可通過增加焊劑的涂布量而提高釬焊性。然而，涂布量的增加成為高成本化的主要原因，因此要求開發(fā)出能夠以低成本實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的釬焊的焊劑。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭61-162295號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭61-99569號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]本發(fā)明基于上述背景而完成，目的在于提供一種在用于含有鎂的鋁合金材料的釬焊時能夠以低涂布量提高釬焊性的焊劑組合物、以及使用了該焊劑組合物的釬焊板。
[0013]解決問題的方法
[0014]本發(fā)明人等著眼于含鎂鋁合金的釬焊性降低的原因。其原因不僅在于現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道的鎂與焊劑成分(KAlF4)發(fā)生反應(yīng)而形成含有鎂的高熔點(diǎn)化合物，還包括伴隨上述反應(yīng)會生成高熔點(diǎn)的K3A1F6?；诖?，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過使能夠有效利用該K3AlF6的特定的氟化物與焊劑成分共存，可以改善釬焊性，進(jìn)而完成了本發(fā)明。
[0015]即，可用以解決上述問題的發(fā)明的特征在于，
[0016]其是鋁合金材料的釬焊用焊劑組合物，其中，該組合物含有:
[0017][A]包含KAlF4的焊劑成分(以下也簡稱為“ [A]焊劑成分”)、和
[0018][B]包含除第I族元素及第2族元素以外的元素且不包含K (鉀)的氟化物(以下也簡稱為“ [B]氟化物”)。
[0019]該焊劑組合物含有[B]氟化物。因此，雖然其機(jī)理尚不完全明確，但可推測如下:將該焊劑組合物用于含鎂鋁合金材料的釬焊時，該[B]氟化物會與釬焊時生成的K3AlF6反應(yīng)。由此，可生成KA1F4。因此，根據(jù)該焊劑組合物，可抑制對于釬焊性提高而言必要的KAlF4的減少，即使焊劑組合物的涂布量少也能夠?qū)崿F(xiàn)釬焊性的提高。另外，該焊劑組合物還能夠?qū)?yīng)于不含鎂的鋁合金材料的釬焊，可以在寬泛的用途中使用。另外，在釬焊加熱中，在[A]焊劑成分與鎂反應(yīng)之前優(yōu)先與[B]氟化物反應(yīng)的情況下，可設(shè)想焊劑的熔點(diǎn)會發(fā)生變化。但如上所述，焊劑的單純的低熔點(diǎn)化不具有提高釬焊性的效果。另一方面，已知焊劑的高熔點(diǎn)化會導(dǎo)致焊劑的流動性降低而阻礙釬焊性。即，可以認(rèn)為，為了提高釬焊性，[B]氟化物與[A]焊劑成分的反應(yīng)性低、且以未經(jīng)預(yù)熔的其它粒子的狀態(tài)存在的情況是有效的。
[0020]上述[B]氟化物可以為A1F3。可以認(rèn)為，通過像這樣使用AlF3作為上述[B]氟化物，能夠有效地進(jìn)行由K3AlF6向KAlF4的生成。
[0021]優(yōu)選該焊劑組合物的熔點(diǎn)為580°C以下。通過這樣地抑制高熔點(diǎn)化，可以使該焊劑組合物發(fā)揮出更高的釬焊性。
[0022]優(yōu)選該焊劑組合物含有包含上述[A]焊劑成分的粒子、和包含上述[B]氟化物的粒子。這樣，通過使[A]焊劑成分和[B]氟化物形成各自不同的粒子，能夠如上所述地抑制由[B]氟化物的存在而引起的[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化。其結(jié)果，該焊劑組合物能夠有效地發(fā)揮出提高上述釬焊性的作用。
[0023]上述[B]氟化物相對于上述[A]焊劑成分100質(zhì)量份的含量優(yōu)選為I質(zhì)量份以上且200質(zhì)量份以下。這樣一來，通過使[B]氟化物的含量在上述范圍內(nèi)，可進(jìn)一步提高釬焊性。
[0024]優(yōu)選該焊劑組合物中進(jìn)一步含有[C]低熔點(diǎn)化劑。這樣一來，通過使焊劑組合物中含有[C]低熔點(diǎn)化劑，可抑制[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化，能夠進(jìn)一步提高釬焊性。
[0025]優(yōu)選上述[C]低熔點(diǎn)化劑為選自NaF及LiF中的至少一種化合物。通過使用上述化合物作為[C]低熔點(diǎn)化劑，能夠更有效地抑制[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化。
[0026]優(yōu)選上述[C]低熔點(diǎn)化劑相對于上述[A]焊劑成分100質(zhì)量份的含量為I質(zhì)量份以上且30質(zhì)量份以下。這樣一來，通過使[C]低熔點(diǎn)化劑的含量在上述范圍內(nèi)，可進(jìn)一步提聞針焊性。
[0027]本發(fā)明的釬焊板具備由鋁合金制成的芯材、層疊于該芯材的至少一面的釬料、以及層疊于該釬料的一面且由上述焊劑組合物形成的焊劑層。由于該釬焊板使用了上述焊劑組合物，因此釬焊性優(yōu)異。
[0028]優(yōu)選上述焊劑層中的焊劑組合物的層疊量以固體成分換算為0.5g/m2以上且100g/m2以下。根據(jù)該釬焊板，由于使焊劑組合物的使用量在上述范圍的低范圍內(nèi)，因此可以在發(fā)揮優(yōu)異釬焊性的同時抑制制造成本。
[0029]優(yōu)選上述鋁合金包含鎂。這樣一來，通過將含鎂鋁合金用于芯材，可謀求該釬焊板的輕質(zhì)化。另一方面，根據(jù)該釬焊板，可利用該焊劑組合物而形成焊劑層，因此，即使使用含鎂鋁合金也能夠發(fā)揮出優(yōu)異的釬焊性。
[0030]發(fā)明的效果
[0031]正如上述說明的，本發(fā)明的焊劑組合物可以廣泛用于鋁合金材料的釬焊而無論是否含有鎂。特別是，根據(jù)該焊劑組合物，在用于含有鎂的鋁合金材料的釬焊時，能夠以較少涂布量實(shí)現(xiàn)釬焊性的提高。另外，本發(fā)明的釬焊板由于使用了上述焊劑組合物，因此釬焊性高。因此，利用本發(fā)明的釬焊板釬焊而成的結(jié)構(gòu)體能夠兼顧高強(qiáng)度和輕質(zhì)化，可以用作例如汽車的換熱器等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1示出了實(shí)施例中的評價方法的模式圖。
[0033]圖2示出實(shí)施例中的評價結(jié)果(I)的坐標(biāo)圖。
[0034]圖3示出實(shí)施例中的評價結(jié)果(2)的坐標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，針對本發(fā)明的焊劑組合物及釬焊板的實(shí)施方式依次進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036][焊劑組合物]
[0037]本發(fā)明的焊劑組合物可用于鋁合金材料的釬焊。該焊劑組合物含有[A]包含KAlF4的焊劑成分、和[B]包含除第I族元素及第2族元素以外的元素且不包含K的氟化物。
[0038]該焊劑組合物含有[B]氟化物?？梢哉J(rèn)為，將該焊劑組合物用于含鎂鋁合金材料的釬焊時，該[B]氟化物可與釬焊時生成的K3AlF6反應(yīng)而生成KA1F4。因此，根據(jù)該焊劑組合物，可抑制對于釬焊性提高而言必要的KAlF4的減少，即使焊劑組合物的涂布量(附著量)少也能夠提高釬焊性。并且，[B]氟化物不會妨礙基于[A]焊劑成分進(jìn)行的釬焊。因此，該焊劑組合物還能夠?qū)?yīng)于不含鎂的鋁合金材料的釬焊，可以在寬泛的用途中使用。以下，針對各成分進(jìn)行說明。
[0039][A]焊劑成分
[0040][A]焊劑成分只要是包含KAlF4的釬焊用焊劑成分即可，沒有特殊限制。該[A]焊劑成分在釬焊時的加熱升溫過程中會先于釬料成分而熔融，發(fā)揮出除去鋁合金材料表面的氧化膜的功能、和覆蓋鋁合金材料表面而防止鋁的再氧化的功能。
[0041][A]焊劑成分也可以包含KAlF4以外的其它成分。該KAlF4以外的成分沒有特殊限制，可列舉在公知的焊劑成分中包含的成分。作為該任意成分，可列舉例如:KF、K2AlF5,K3AlF6等其它氟化物、K2(AlF5) (H2O)等水合物等。在上述其它成分中，例如，K2AlF5等會在釬焊加熱中與Mg反應(yīng)而形成K3A1F6?？烧J(rèn)為該K3AlF6如上所述地與[B]氟化物反應(yīng)而生成KAlF4，其結(jié)果，可提高釬焊性。另外，對于自始存在K3AlF6的情況而言，由于K3AlF6也會與[B]氟化物反應(yīng)，因此可認(rèn)為會起到同樣的效果。這樣，可以認(rèn)為，即使除了作為必要成分的KAlF4以外還包含其它成分，在生成或存在K3AlF6的狀態(tài)下，通過使[B]氟化物存在，可發(fā)揮出本發(fā)明的效果。
[0042][A]焊劑成分中KAlF4的含有率沒有特殊限制，優(yōu)選為50體積％以上、更優(yōu)選為70體積％以上。
[0043][A]焊劑成分的存在形態(tài)沒有特殊限制，優(yōu)選包含[A]焊劑成分的粒子的狀態(tài)。進(jìn)一步優(yōu)選[A]焊劑成分為不含[B]氟化物的粒子(例如僅由[A]焊劑成分構(gòu)成的粒子)的狀態(tài)。該粒子的形狀沒有特殊限制，可采用球形、無定形等。使用包含[A]焊劑成分和[B]氟化物的粒子的情況下，由于[B]氟化物的存在，可能會導(dǎo)致[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化。通過使[A]焊劑成分與[B]氟化物為各自不同的粒子，能夠抑制[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化，其結(jié)果，可以進(jìn)一步提高釬焊性。
[0044]相對于[A]焊劑成分的熔點(diǎn)的該焊劑組合物的熔點(diǎn)上升優(yōu)選為15°C以下、更優(yōu)選為10°C以下。另外，該焊劑組合物的熔點(diǎn)的上限優(yōu)選為580°C、進(jìn)一步優(yōu)選為570°C。通過像這樣地抑制該焊劑組合物的高熔點(diǎn)化，可以發(fā)揮出更高的釬焊性。需要說明的是，該焊劑組合物的熔點(diǎn)的下限沒有特殊限制，可以為例如520°C，優(yōu)選540°C。
[0045][B]氟化物
[0046][B]氟化物只要是包含除第I族元素(氫、鋰、鈉、鉀、銣、銫及鈁)及第2族元素(鈹、鎂、鈣、鍶、鋇及鐳)以外的元素、且不包含K(鉀)的氟化物即可，沒有特殊限制。需要說明的是，雖然機(jī)理尚不完全明確，但優(yōu)選[B]氟化物為能夠與作為含鎂鋁合金材料在釬焊時生成的高熔點(diǎn)化合物的K3AlF6反應(yīng)而生成KAlF4的成分。
[0047]作為上述[B]氟化物，可列舉例如AlF3、CeF3、BaF2等。在這些氟化物中，優(yōu)選包含第13族元素(硼、鋁、鎵、銦等)的氟化物，更優(yōu)選包含鋁的氟化物，也更優(yōu)選第13族元素的氟化物。這些中，特別優(yōu)選A1F3。通過使用AlF3，能夠更為有效地由K3AlF6生成KA1F4。需要說明的是，AlF3也可以是水合物，但優(yōu)選為無水物。
[0048][B]氟化物的含量的上限沒有特殊限制，優(yōu)選相對于[A]焊劑成分100質(zhì)量份為200質(zhì)量份、更優(yōu)選為100質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選為60質(zhì)量份。[B]氟化物的含量超過上述上限時，[A]焊劑成分的含量相對降低，存在導(dǎo)致釬焊性降低的隱患。
[0049][B]氟化物的含量下限也沒有特殊限制，優(yōu)選相對于[A]焊劑成分100質(zhì)量份為I質(zhì)量份、更優(yōu)選為2質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量份。[B]氟化物的含量低于上述下限時，存在無法發(fā)揮出本發(fā)明的效果的隱患。
[0050][B]氟化物的存在形態(tài)沒有特殊限制，優(yōu)選包含[B]氟化物的粒子的狀態(tài)。進(jìn)一步優(yōu)選[B]氟化物為不含[A]焊劑成分的粒子(例如僅由[B]氟化物構(gòu)成的粒子)的狀態(tài)。該粒子的形狀沒有特殊限制，可采用球形、無定形等。通過如上所述地使[A]焊劑成分與
[B]氟化物為各自不同的粒子，能夠抑制[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化，從而可以進(jìn)一步提高釬焊性。
[0051][C]低熔點(diǎn)化劑
[0052]優(yōu)選該焊劑組合物進(jìn)一步含有[C]低熔點(diǎn)化劑。通過使焊劑組合物含有[C]低熔點(diǎn)化劑，可以抑制[A]焊劑成分的高熔點(diǎn)化，進(jìn)一步提高釬焊性。[0053][C]低熔點(diǎn)化劑是具有抑制[A]焊劑成分熔點(diǎn)上升的效果的成分。[C]低熔點(diǎn)化劑只要是具有上述效果的成分即可，沒有特殊限制，可列舉例如:NaF、LiF、CsFXaF2等鉀以外的堿金屬及堿土金屬的氟化物。這些氟化物中，優(yōu)選堿金屬的氟化物，進(jìn)一步優(yōu)選NaF及LiF0通過使用NaF及LiF，可以在抑制高成本化的同時謀求由低熔點(diǎn)化帶來的釬焊性的提高。這些低熔點(diǎn)化劑也可以混合使用I種或2種以上。
[0054][C]低熔點(diǎn)化劑的含量的上限沒有特殊限制，優(yōu)選相對于[A]焊劑成分100質(zhì)量份為30質(zhì)量份、更優(yōu)選為20質(zhì)量份。[C]低熔點(diǎn)化劑的含量超過上述上限時，[A]焊劑成分的含量相對降低，可能導(dǎo)致釬焊性降低。
[0055][C]低熔點(diǎn)化劑的含量的下限也沒有特殊限制，優(yōu)選相對于[A]焊劑成分100質(zhì)量份為0.1質(zhì)量份、更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選為I質(zhì)量份。[C]低熔點(diǎn)化劑的含量低于上述下限時，可能無法充分發(fā)揮出通過含有[C]低熔點(diǎn)化劑而獲得的效果。
[0056][C]低熔點(diǎn)化劑相對于[B]氟化物100質(zhì)量份的含量的上限優(yōu)選為200質(zhì)量份、更優(yōu)選為100質(zhì)量份。[C]低熔點(diǎn)化劑的含量超過上述上限時，[B]氟化物的含量相對降低，可能無法充分發(fā)揮出本發(fā)明的效果。
[0057][C]低熔點(diǎn)化劑相對于[B]氟化物100質(zhì)量份的含量的下限優(yōu)選為0.1質(zhì)量份、更優(yōu)選為I質(zhì)量份。[C]低熔點(diǎn)化劑的含量低于上述下限時，可能無法充分發(fā)揮出含有[C]低熔點(diǎn)化劑的效果。
[0058][C]低熔點(diǎn)化劑的存在狀態(tài)沒有特殊限制，但通常為粒子狀。該粒子的形狀沒有特殊限制，可采用球形、無定形等。
[0059]需要說明的是，在不破壞本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，該焊劑組合物還可以含有除了[A]焊劑成分、[B]氟化物及[C]低熔點(diǎn)化劑以外的成分。
[0060]該焊劑組合物的狀態(tài)沒有特殊限制，通常為粉末狀。但除此之外，該焊劑組合物的狀態(tài)也可以為固態(tài)、糊狀等。
[0061]該焊劑組合物的制造方法沒有特殊限制，只要將[A]焊劑成分、[B]氟化物、及根據(jù)需要而添加的[C]低熔點(diǎn)化劑等以適當(dāng)比例混合即可。作為該混合方法，可列舉例如下述的(I)⑵(3)等方法。
[0062](I)僅僅將各個粉末狀成分混合而得到粉末狀的焊劑組合物的方法。
[0063](2)將各個粉末狀成分混合并在坩堝等中進(jìn)行加熱熔融，然后進(jìn)行冷卻，從而得到固態(tài)或粉末狀的焊劑組合物的方法。
[0064](3)使各個粉末狀成分懸浮于水等溶劑中而得到糊狀或漿狀的焊劑組合物的方法。
[0065]如上所述，為了得到含有包含[A]焊劑成分的粒子、和包含[B]氟化物的粒子的焊劑組合物，優(yōu)選⑴及⑶的方法。
[0066](該焊劑組合物的使用方法)
[0067]針對本發(fā)明的焊劑組合物的使用方法(使用本發(fā)明的焊劑組合物的釬焊方法)進(jìn)行下述說明。本發(fā)明的焊劑組合物以較少涂布量(附著量)即可獲得優(yōu)異釬焊性，因此，其結(jié)果，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的釬焊。
[0068]利用該焊劑組合物進(jìn)行釬焊的鋁合金材料沒有特殊限制，可以含有鎂，也可以不含有鎂。但為了更充分地發(fā)揮出材質(zhì)的輕質(zhì)化及該焊劑組合物的效果，優(yōu)選上述鋁合金材料為含有鎂的鋁合金。上述鋁合金材料可以是僅由鋁合金構(gòu)成的材料、或具備由鋁合金形成的層和由其它材料形成的層的多層復(fù)合材料(釬焊板等)。
[0069]上述鋁合金材料(鋁合金)含有鎂的情況下，鎂的含量的上限優(yōu)選為1.5質(zhì)量％、進(jìn)一步優(yōu)選為1.0質(zhì)量％、特別優(yōu)選為0.5質(zhì)量％。鎂含量超過上述上限時，可能無法充分發(fā)揮出該焊劑組合物的釬焊性。需要說明的是，上述鋁合金材料(鋁合金)中鎂的含量的下限沒有特殊限制，例如可以為0.01質(zhì)量％。
[0070]用于該釬焊方法的釬料沒有特殊限定，可以是公知的釬料。釬料優(yōu)選具有比[A]焊劑成分的熔點(diǎn)高約10?100°C的熔點(diǎn)。作為這樣的釬料，可列舉例如Al-Si合金，更優(yōu)選列舉Si含量為5質(zhì)量份以上且15質(zhì)量份以下的Al-Si合金。這些Al-Si合金(釬料)也可以含有Zn、Cu等其它成分。
[0071]上述焊劑組合物在釬焊部分的附著方法沒有特殊限制?？闪信e例如直接涂布粉末狀的焊劑的方法；使?jié){狀或糊狀的焊劑組合物涂布/浸滲于釬焊部分，并使分散介質(zhì)成分揮發(fā)，從而僅使焊劑組合物附著的方法等。上述分散介質(zhì)成分通常為水，但除此之外也可以使用醇等有機(jī)溶劑等。
[0072]上述焊劑組合物在釬焊部分的附著量的下限以固體成分換算優(yōu)選為0.5g/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為lg/m2。通過使焊劑組合物的附著量在上述下限以上，可以發(fā)揮出充分的釬焊性。另一方面，焊劑組合物的附著量的上限以固體成分換算優(yōu)選為100g/m2、更優(yōu)選為60g/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為20g/m2、特別優(yōu)選為10g/m2。通過使焊劑組合物的附著量在上述上限以下，可以在保持釬焊性的同時抑制焊劑組合物的使用量，從而實(shí)現(xiàn)成本的降低。
[0073]使制成懸浮液(漿或糊)的焊劑組合物附著于釬焊部分之后，通常使釬焊部分干燥。然后，通過在低于芯材鋁合金的熔點(diǎn)且高于焊劑的熔點(diǎn)的溫度(例如580°C以上且615°C以下)下進(jìn)行加熱，可以使焊劑成分及釬料熔融而進(jìn)行釬焊。
[0074]需要說明的是，加熱時的升溫速度例如為10?100°C /min左右。另外，加熱時間沒有特殊限制，但為了降低妨礙釬焊性的鎂的擴(kuò)散量，優(yōu)選加熱時間短者。加熱時間例如為5?20分鐘左右。
[0075]另外，上述加熱可以在公知的環(huán)境條件下進(jìn)行，優(yōu)選在非活潑氣體氛圍等非氧化性氣體氛圍中進(jìn)行。從抑制氧化的觀點(diǎn)出發(fā)，該加熱時的氧濃度優(yōu)選為1，OOOppm以下、更優(yōu)選為400ppm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為IOOppm以下。另外，優(yōu)選進(jìn)行該加熱時環(huán)境的露點(diǎn)為-35°C以下。
[0076]需要說明的是，該焊劑組合物也可以用于不含鎂的鋁合金材料的釬焊。另外，該焊劑組合物還可以用于以不含鎂的鋁合金為芯材的釬焊板的焊劑層。
[0077][釬焊板]
[0078]本發(fā)明的釬焊板具備:由鋁合金形成的芯材、層疊于該芯材的至少一面的釬料、以及層疊于該釬料的一面(表面)且由上述焊劑組合物形成的焊劑層。需要說明的是，該釬焊板的芯材和釬料的層結(jié)構(gòu)包含釬料/芯材/釬料(三層兩面釬料)、或釬料/芯材/中間層/釬料(四層材料)等三層以上的結(jié)構(gòu)。
[0079]該釬焊板在釬料的表面具備由上述焊劑組合物形成的焊劑層。因此，即使在使用由含鎂鋁合金形成的芯材的情況下，也能夠抑制在釬焊時伴隨由芯材中的鎂引起的高熔點(diǎn)化合物的生成而發(fā)生的KAlF4的減少。因此，利用該釬焊板，可提高釬焊性。[0080]上述芯材只要是鋁合金則沒有特殊限制，但優(yōu)選為含有鎂的鋁合金。這樣，通過將含鎂鋁合金用于芯材，可謀求該釬焊板的輕質(zhì)化。另一方面，由于在該釬焊板中利用焊劑組合物形成了焊劑層，因此即使使用含鎂鋁合金也能夠發(fā)揮出優(yōu)異的釬焊性。使用含鎂鋁合金作為芯材的情況下，該芯材中的鎂的含量優(yōu)選為作為上述鋁合金材料而進(jìn)行了說明的范圍。
[0081]作為上述釬料，可列舉在[該焊劑組合物的使用方法]中記載的釬料。
[0082]上述焊劑層是由上述焊劑組合物形成的層。該焊劑層的形成方法沒有特殊限制，可列舉例如將粉末狀、漿狀或糊狀的焊劑組合物涂布于釬料表面的方法等。
[0083]上述焊劑層中焊劑組合物的層疊量的下限沒有特殊限制，但優(yōu)選為0.5g/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為lg/m2。通過使焊劑組合物的層疊量在上述下限以上，
[0084]可以發(fā)揮出充分的釬焊性。另一方面，焊劑組合物的層疊量的上限優(yōu)選為IOOg/m2、更優(yōu)選為60g/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為20g/m2、特別優(yōu)選為10g/m2。通過使焊劑組合物的層疊量在上述上限以下，可以在保持釬焊性的同時抑制焊劑組合物的使用量，實(shí)現(xiàn)成本的降低。
[0085]該釬焊板的芯材等的尺寸沒有特殊限制，可采用公知的尺寸。例如，可使該釬焊板的厚度為例如0.1mm以上且2mm以下。另外，該釬焊板的制造方法也沒有特殊限制，可利用公知的方法制造。
[0086]該釬焊板還可以具備層疊于上述芯材的另一面且電位比芯材低的犧牲材料。該釬焊板具有犧牲材料的情況下，可以進(jìn)一步提高耐蝕性。
[0087]上述犧牲材料的材質(zhì)只要是電位比芯材低的材料則沒有特殊限制。例如，可列舉Zn含量為I?10質(zhì)量％的Al-Zn系合金、或Si含量為0.5?1.1質(zhì)量％、Mn含量為2.0質(zhì)量％以下、Zn含量為0.6?2.0質(zhì)量％的Al合金等。
[0088](本發(fā)明的釬焊板的使用方法)
[0089]該釬焊板可以以公知的方法使用(釬焊)。作為對該釬焊板進(jìn)行釬焊時的加熱條件(溫度、升溫速度、氧濃度等)等，可列舉在上述的釬焊方法中記載的條件。
[0090](結(jié)構(gòu)體)
[0091]利用基于該焊劑組合物所進(jìn)行的鋁合金材料的釬焊而形成的結(jié)構(gòu)體、或是由該釬焊板形成的結(jié)構(gòu)體，釬焊部分被強(qiáng)固地接合。因此，上述結(jié)構(gòu)體作為使用了鋁合金材料、優(yōu)選含鎂鋁合金的結(jié)構(gòu)體，可兼具高強(qiáng)度和輕質(zhì)化。
[0092]作為上述結(jié)構(gòu)體，具體可列舉:散熱器、蒸發(fā)器、冷凝器等汽車用換熱器等。這樣的換熱器優(yōu)選通過使用具備含有鎂的鋁合金材料(芯材)的釬焊板而謀求高強(qiáng)度化及薄壁化。另外，這樣的換熱器由于使用了本發(fā)明的焊劑組合物因而釬焊性優(yōu)異，因此，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)固的釬焊。
[0093][實(shí)施例]
[0094]以下，結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。
[0095][實(shí)施例1?24及比較例I?4]
[0096]將[A]焊劑成分、[B]氟化物及[C]低熔點(diǎn)化劑按照表I中記載的質(zhì)量比添加到IOOmL離子交換水中并使其懸浮，得到了各焊劑組合物。其中，作為[A]焊劑成分，使用了包含80體積％的KAlF4及20體積％的K2 (AlF5) (H2O)的粒子狀的成分。作為[B]氟化物，使用了粒子狀的A1F3。作為[C]低熔點(diǎn)化劑，分別使用了粉末狀的NaF及LiF。
[0097]按照表I中記載的涂布量(固體成分換算)將得到的上述各焊劑組合物涂布于釬焊板基材的表面(釬料表面)，并使其干燥，從而形成了焊劑層。由此得到了實(shí)施例1?24及比較例I?4的釬焊板。其中，涂布懸浮狀的焊劑組合物并將離子交換水干燥除去，以使得粉末狀的各成分能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的涂布。在實(shí)施例1?21及比較例I?3中，作為上述釬焊板基材，使用了由犧牲材料、芯材及層疊于該芯材表面的釬料(JIS4045、包覆率10% )構(gòu)成的材料，且所述芯材由鎂含量0.4質(zhì)量％的鋁合金制成。在另外的實(shí)施例22?24及比較例4中，作為上述釬焊板基材，使用了由犧牲材料、芯材及層疊于該芯材表面的釬料(JIS4045、包覆率10% )構(gòu)成的材料，且所述芯材由不含鎂的鋁制成。另外，這些釬焊板基材的厚度為0.4mm。
[0098][評價]
[0099]利用基于輕金屬焊接構(gòu)造協(xié)會規(guī)格(LWS T8801)的方法對所得各釬焊板的釬焊性進(jìn)行了評價。結(jié)合圖1對具體的評價方法記載如下。將所得釬焊板以使焊劑層為上面的方式靜置，并將其作為下板I。在該下板I的上面安裝板厚1.0mm的3003A1合金(母材)，并作為上板2而配置。需要說明的是，通過在下板I與上板2的一端之間夾持SUS制的棒狀間隔件3，從而在下板I與上板2的一端之間設(shè)置有間隙。
[0100]在上述狀態(tài)下實(shí)施了間隙填充試驗(yàn)。具體地，在露點(diǎn)-40°C、氧濃度IOOppm以下的氣體氛圍下中、于600°C加熱10分鐘，由此進(jìn)行了下板I與上板2之間的釬焊。使從室溫到600°C為止的平均升溫速度為50°C /min。測定通過釬焊加熱而形成的焊角4的長度(焊角形成長度L)，將該焊角形成長度L作為釬焊性的指標(biāo)。焊角形成長度L越長，釬焊性越優(yōu)異。評價結(jié)果(焊角形成長度)如表I所示。
[0101]另外，使用Rigaku公司制造的TG8120對各焊劑組合物的熔點(diǎn)進(jìn)行了測定。測定結(jié)果如表I所示。需要說明的是，熔點(diǎn)表示焊劑組合物的熔融起始溫度。
[0102][表I]
[0103]
【權(quán)利要求】
1.一種焊劑組合物，其特征在于，是鋁合金材料的釬焊用焊劑組合物，該組合物含有: [A]包含KAlF4的焊劑成分、和 [B]包含第I族元素及第2族元素以外的元素且不包含K的氟化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊劑組合物，其中，所述[B]氟化物為A1F3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊劑組合物，其熔點(diǎn)為580°C以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊劑組合物，其含有包含所述[A]焊劑成分的粒子和包含所述[B]氟化物的粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊劑組合物，其中，相對于所述[A]焊劑成分100質(zhì)量份，所述[B]氟化物的含量為I質(zhì)量份以上且200質(zhì)量份以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊劑組合物，其還含有[C]低熔點(diǎn)化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊劑組合物，其中，所述[C]低熔點(diǎn)化劑為選自NaF及LiF中的至少一種化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊劑組合物，其中，相對于所述[A]焊劑成分100質(zhì)量份，所述[C]低熔點(diǎn)化劑的含量為0.1質(zhì)量份以上且30質(zhì)量份以下。
9.一種釬焊板，其具備: 包含鋁合金的芯材、 層疊于該芯材的至少一面的釬料、以及 層疊于該釬料的一面且包含權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的焊劑組合物的焊劑層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的釬焊板，其中，所述焊劑層中的焊劑組合物的層疊量以固體成分換算為0.5g/m2以上且100g/m2以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的釬焊板，其中，所述鋁合金包含鎂。
【文檔編號】B23K35/363GK103889647SQ201280052439
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】小林宣裕, 堀口元宏, 坂本浩一, 植田利樹, 木村申平, 泉孝裕 申請人:株式會社神戶制鋼所