專利名稱：鋁合金釬焊板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車等的熱交換器所使用的鋁合金釬焊板。
背景技術(shù)：
一般來說，作為汽車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(以下有僅稱為“釬焊板”的情況)。歷來，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。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(例如專利文獻(xiàn)1)。詳細(xì)地說，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 沒有到達(dá)釬料這一情況，避免了釬焊性降低。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Si，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 (例如專利文獻(xiàn)2、。詳細(xì)地說，該技術(shù)就是通過使添加到犧牲材中的Si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帶來的固溶強(qiáng)化使釬焊后強(qiáng)度提高。專利文獻(xiàn)1日本專利第2564190號公報(bào)(參照第2頁右欄)專利文獻(xiàn)2日本專利第3276790號公報(bào)(參照段落0013)然而，近年的對于汽車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
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。本發(fā)明者對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)、研究。于是發(fā)現(xiàn)，釬焊板的犧牲材的Si-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Si-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οS卩，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Al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0. 2質(zhì)量％、0. 8質(zhì)量％以下，Zn 超過3. 0質(zhì)量％、5. 0質(zhì)量％以下，Mg :1. 0 4. 5質(zhì)量％，余量由Al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 μ m以上的Si-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0.5μπι以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度為1. 0個(gè)/ μ m2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。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，通過抑制犧牲材表面的ai-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。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)施例方式以下，對于實(shí)施方式的鋁合金釬焊板詳細(xì)地進(jìn)行說明?！朵X合金釬焊板》所謂鋁合金釬焊板，是汽車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。以下，對于芯材、犧牲材和釬焊進(jìn)行說明?！缎静摹沸静暮蠸i 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Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。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％、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。〈芯材的Si:0. 1 1. 0質(zhì)量％ >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。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 1.0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)?！葱静牡腃u:0· 5 1. 2質(zhì)量％ >Cu具有提高釬焊后強(qiáng)度的效果，另外通過添加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。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)?！葱静牡腗n:0· 5 2. 0質(zhì)量％ >Mn具有使釬焊后強(qiáng)度提高的效果。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)?！葱静牡腡i :0· 05 0. 25 質(zhì)量％ >
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。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0.25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)。<芯材的Cr 0. 25質(zhì)量％以下>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。若Cr的含量超過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)。<芯材的Mg 0. 5質(zhì)量％以下>Mg與Si —起形成M&Si的微細(xì)的析出相，使強(qiáng)度提高。若Mg的含量超過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)，無法進(jìn)行釬焊。因此，芯材中所含的Mg的量在上述范圍內(nèi)。<芯材的余量A1和不可避免的雜質(zhì)>芯材的成分除前述以外，余量由Al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、^ 等，其如果各自為0. 2質(zhì)量％以下的含量，則不會妨礙本發(fā)明的效果，允許在芯材中含有。<芯材內(nèi)部的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度>通過使粒徑0.5μπι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 μ m以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過1. 0個(gè)/ μ 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剩熔融，使對接的狀態(tài)不穩(wěn)定化，容易發(fā)生焊接不良。 還有，粒徑低于0. 5 μ m的Al-Cu系金屬間化合物在焊接不良方面幾乎沒有影響。在此，所謂粒徑是最大直徑。為了如此使存在于芯材內(nèi)部的粒徑0. 5 μ m以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度達(dá)到1.0個(gè)/μπι2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。還有，Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度，例如能夠利用機(jī)械的研磨和電解蝕亥lj，制作芯材的中央部分觀察用的試料，使用透射電子顯微鏡觀察組織而進(jìn)行測量?！稜奚摹窢奚谋慌渲迷谛静牡囊粋?cè)表面，含有Si 超過0.2質(zhì)量％、0. 8質(zhì)量％以下，Zn 超過2. 0質(zhì)量％、5. 0質(zhì)量％以下，Mg 1. 0 4. 5質(zhì)量％，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，所述犧牲材表面的粒徑2. Ομπι以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率為1.0%以下。〈犧牲材的Si超過0.2質(zhì)量％、0. 8質(zhì)量％以下〉Si與Mg —起形成Mg2Si的微細(xì)的析出物，使強(qiáng)度提高。Si的含量在0.2質(zhì)量％以下時(shí)，使M&Si析出的效果少。另一方面，若Si的含量超過0.8質(zhì)量％，則犧牲材的固相線溫度降低，在釬焊加熱時(shí)熔融。因此，犧牲材中所含的 Si的量在上述范圍內(nèi)。
<犧牲材的Si 超過2. 0質(zhì)量％、5. 0質(zhì)量％以下>Si是使電位變低的元素，通過添加到犧牲材，具有確保與芯材的電位差而使內(nèi)面耐腐蝕性提高的效果。Si的含量在2.0質(zhì)量％以下時(shí)，與芯材的電位差變小，內(nèi)面耐腐蝕性降低。另一方面，若ai的含量超過5. ο質(zhì)量％，則犧牲材的固相線溫度降低，在釬焊加熱時(shí)熔融。因此， 犧牲材中所含的ai的量在上述范圍內(nèi)?！礌奚牡腗g:1.0 4.5質(zhì)量％ >Mg與Si —起形成Mg2Si的微細(xì)的析出物，使強(qiáng)度提高。Mg的含量低于1. 0質(zhì)量％時(shí)，使M&Si析出的效果少，強(qiáng)度無法充分提高。另一方面，若Mg的含量超過4.5質(zhì)量％，則包覆壓合性降低，難以使側(cè)面材層疊在芯材上。因此， 犧牲材中所含的Mg的量在上述范圍內(nèi)。<犧牲材的余量A1和不可避免的雜質(zhì)>犧牲材的成分除上述以外，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。還有，作為不可避免的雜質(zhì)，可列舉例如Mn、Cr、Zr、i^e、In、Sn等，如果是Mn低于0. 05質(zhì)量％，Cr、Zr分別在 0. 2質(zhì)量％以下，!^e在0. 25質(zhì)量％以下，In,Sn分別在0. 1質(zhì)量％以下的含量，則不妨礙本發(fā)明的效果，允許在犧牲材中含有。<犧牲材表面的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率>通過使粒徑為2. 0 μ m以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率為1. 0%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，若粒徑為 2. Oym以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率超過1. 0%，則電阻焊加工時(shí)Si-Mg系金屬間化合物存在之處局部性地過剩熔融，使對接的狀態(tài)不穩(wěn)定化，容易發(fā)生焊接不良。還有，晶粒低于2. 0 μ m的Si-Mg系金屬間化合物在焊接不良方面幾乎不造成影響。在此，所謂粒徑是最大直徑。另外，所謂犧牲材表面是與配置有芯材的一側(cè)不同的另一側(cè)的表面。為了如此使存在于犧牲材表面的粒徑2. 0 μ m以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率達(dá)到1.0%以下，另外為了確保電阻焊時(shí)的成形性，需要控制最終冷軋后進(jìn)行的最終退火的條件。還有，關(guān)于條件的詳情后述。還有，S1-Mg系金屬間化合物的面積占有率，例如能夠通過研磨犧牲材表面，以掃描型電子顯微鏡觀察而進(jìn)行測量。但是，掃描型電子顯微鏡不能區(qū)別雜質(zhì)水平下所含有的 Fe系金屬間化合物與Si-Mg系金屬間化合物。因此，利用Si-Mg系金屬間化合物的大致全部由最終的冷軋后的最終退火產(chǎn)生這樣的性質(zhì)，和狗系金屬間化合物在中間退火和最終的冷軋后的最終退火中沒有變化這樣的性質(zhì)，分別用掃描型電子顯微鏡觀察最終退火前有材料和最終退火后的材料。然后，求得最終退火后的狗系和Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率和最終退火前的狗系金屬間化合物面積率的差，能夠求得只涉及Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率?！垛F料》釬料配置在芯材的另一側(cè)表面，由鋁合金構(gòu)成。作為該鋁合金，可列舉一般的JIS 合金，例如4343、4045等。而且，所謂鋁合金除了含有Si的合金以外，也包括含有Si的合金。即，作為鋁合金，可列舉Al-Si系合金或Al-Si-Si系合金。而且，例如能夠使用含有Si 7 12質(zhì)量％ WAl-Si系合金。Si的含量低于7質(zhì)量％時(shí)，釬焊溫度下的Al-Si液相量少，釬焊性容易變差。另一方面，若超過12質(zhì)量％，則釬料鑄造時(shí)粗大初晶Si增大，因此釬焊板制造時(shí)的芯材與釬料界面容易發(fā)生過剩熔融，容易使釬焊后強(qiáng)度、耐腐蝕性降低。但是，釬料沒有特別限定，只要是像通常使用的Al系(ΑΙ-Si系、Al-Si-Si系)合金的某一種即可。另外，也可以使用真空釬焊所使用的Al-Si-Mg系、Al-Si-Mg-Bi系合金。 此外，除了 Si、Zn、Mg、Bi以外，也可以含有i^e，Cu，Mn等。接著，對于實(shí)施方式的鋁合金釬焊板的制造方法進(jìn)行說明?！朵X合金釬焊板的制造方法》首先，制造鋁合金釬焊板的材料，即芯材、犧牲材和釬料。該芯材、犧牲材和釬料的制造方法沒有特別限定。例如，能夠通過如下方式制造芯材以規(guī)定的鑄造溫度鑄造前述的組成的芯材用鋁合金后，對于所得到的鑄塊進(jìn)行端面切削，達(dá)到期望的厚度，進(jìn)行均質(zhì)化熱處理。另外，能夠通過如下方式制造犧牲材和釬料以規(guī)定的鑄造溫度鑄造前述的組成的犧牲材用鋁合金和釬料用鋁合金后，對于所得到的鑄塊進(jìn)行端面切削，達(dá)到期望的厚度，進(jìn)行均質(zhì)化熱處理。然后，熱軋至規(guī)定的板后。其后，在芯材的一側(cè)重疊犧牲材，在另一側(cè)重疊釬料，通過實(shí)施熱軋分別使其壓合而成為板材。然后，對于該板材實(shí)施冷軋、中間退火、最終的冷軋、終退火，制造鋁合金釬焊板。<關(guān)于終退火的條件>關(guān)于前述的終退火，需要以如下條件進(jìn)行處理溫度250°C以上、500°C以下，保持時(shí)間10小時(shí)以下，之后的冷卻速度5°C /分以上。通過進(jìn)行該條件的終退火，能夠如前述， 使存在于犧牲材表面的粒徑2. 0 μ m以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率為1. 0%以下。終退火溫度低于250°C時(shí)，得不到使作為退火處理的軋制時(shí)的加工應(yīng)變緩和的效果，另外成形性也變差。另外，若終退火的溫度超過500°C或終退火的時(shí)間超過10小時(shí)， 則Si-Mg系的金屬間化合物粗大地生長，粒徑2. 0 μ m以上的金屬間化合物的面積率超過 1.0%。另外，由于高溫、長時(shí)間熱處理，導(dǎo)致擴(kuò)散促進(jìn)，不僅對其他特性造成不良影響，而且阻礙生產(chǎn)率，因此從確保綜合的材料特性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為450°C以下、10小時(shí)以下。關(guān)于處理溫度，更優(yōu)選為310°C 450°C的范圍。另外，冷卻速度低于5°C /分時(shí)，Zn-Mg系的金屬間化合物粗大化，粒徑2. Ομπι以上大小的金屬間化合物的面積占有率超過1. 0%。〈關(guān)于中間退火的條件〉或者，在所述中間退火中，在最高到達(dá)溫度350 550°C下保持低于1秒，使保持后的冷卻速度為1°C /秒以上。通過在該條件下進(jìn)行中間退火，能夠使存在于芯材內(nèi)部的粒徑 0.5μπι以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度為1.0個(gè)/μ m2以下。還有，中間退火的最高到達(dá)溫度低于350°C時(shí)，固溶化處理不充分，鑄造時(shí)結(jié)晶的粗大的Al-Cu系金屬間化合物無法充分固溶而殘存，因此芯材內(nèi)部的粒徑0. 5 μ m以上的 Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過1. 0個(gè)/ μ m2。另一方面，若超過550°C，則中間退火時(shí)釬料有可能熔融。另外，中間退火的到達(dá)溫度保持時(shí)間在1秒以上時(shí)，芯材的再結(jié)晶晶粒粗大化，電阻焊接時(shí)容易發(fā)生焊接裂紋。另外，冷卻速度低于1°C /秒時(shí)，Al-Cu系金屬間化合物在冷卻時(shí)析出，芯材內(nèi)部的粒徑0.5μπι以上大小的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過 1.0個(gè)"1112。<關(guān)于終退火條件>或者，關(guān)于前述的終退火條件為，處理溫度200°C以上、400°C以下，保持時(shí)間10小時(shí)以下，其后的冷卻速度30°C /hr以上。通過以該條件進(jìn)行終退火，能夠使芯材內(nèi)部的粒徑 0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度在1. 0個(gè)/ μ m2以下。這種情況下，終退火的溫度低于200°C時(shí)，得不到使作為退火處理的軋制時(shí)的加工應(yīng)變緩和的效果。另一方面，若終退火的溫度超過400°C，則調(diào)質(zhì)為0材，在釬焊加熱時(shí)芯材的再結(jié)晶晶粒沒有粗大化，因此熔融釬料向芯材的侵蝕非常大。另外，若終退火處理的時(shí)間超過10小時(shí)，則Al-Cu系金屬間化合物生長，粒徑0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過1. 0個(gè)/ μ m2。另外，冷卻速度低于30°C /hr時(shí)，在冷卻過程中，Al-Cu系金屬間化合物粗大化，粒徑0. 5 μ m以上大小的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過1. 0個(gè)/ μ m2。[實(shí)施例A]接著，就本發(fā)明的鋁合金釬焊板，將滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例和不滿足本發(fā)明的要件的比較例進(jìn)行對比，具體地進(jìn)行說明。<芯材的制造>通過連續(xù)鑄造法，將具有表1所示的組成的Sl S23的芯材用鋁合金進(jìn)行鑄錠， 根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，得到芯材用鑄塊?！礌奚牡闹圃臁低ㄟ^連續(xù)鑄造法，將具有表2所示的組成的Gl G13的犧牲陽極材用鋁合金進(jìn)行鑄錠，根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，熱軋至規(guī)定的板厚，成為犧牲材用板材。<釬料的制造>通過連續(xù)鑄造法，將具有表3所示的組成的Rl R3的釬料用鋁合金進(jìn)行鑄錠，根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，熱軋至規(guī)定的板厚，成為釬料用板材。<鋁合金釬焊板的制造>在制造的Sl S23之中的任意一個(gè)芯材用板板的一側(cè)表面，使包覆率為15%而重疊Gl G13之中的任意一個(gè)犧牲材用板材，并且在芯材用板材的另一側(cè)表面，使包覆率為 15%而重疊Rl R3之中任意一個(gè)釬料用板材，通過熱軋壓合而成為板材。其后，對于該板材進(jìn)行冷軋、中間退火、最終的冷軋、終退火，成為板厚0. 25mm的板材。還有，最終退火以表4、5所述的條件進(jìn)行。接著，將以前述的方法制作的鋁合金釬焊板作為供試材，以后述的方法測量、評價(jià)供試料的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率[%]、電阻焊接性、釬焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐腐蝕性，這些結(jié)果顯示在表4、5中。還有，在表4、5中，不能進(jìn)行測量、評價(jià)的和沒有實(shí)施測量、評價(jià)的由“_”表示。然后，在本實(shí)施例中，這些評價(jià)項(xiàng)目全部評價(jià)為良好的為滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例，這些評價(jià)項(xiàng)目即使有一個(gè)評價(jià)為不良的即為不滿足本發(fā)明的要件的比較例。<Zn-Mg系金屬間化合物的面積占有率>Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率，通過研磨犧牲材表面，用掃描型電子顯微鏡進(jìn)行觀察而測量。詳細(xì)地說，分別以掃描型電子顯微鏡觀察終退火前的供試材和終退火后的供試材。然后，求得終退火后的狗系和Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率和終退火前的狗系金屬間化合物的面積率的差，求得僅Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率。還有，面積占有率是“(觀測位置的粒徑2. 0 μ m以上的Si-Mg系金屬間化合物的總面積/觀測總面積)X100”。<電阻焊接性評價(jià)>使用通常的切割裝置，對于通過前述的方法制造的鋁合金釬焊板進(jìn)行切割加工， 使條材的寬度尺寸為35mm，卷取成卷狀。以電阻焊接管制造裝置將如此得到的條材加工成電阻焊接管，得到長徑16mm、短徑2mm的偏平管。電阻焊接性評價(jià)，是對于所得到的電阻焊接管進(jìn)行外觀檢查IOOm部分，沿縱長方向觀察有無5mm以上的未焊接部。沒有5mm以上的未焊接部時(shí)評價(jià)為焊接性良好(〇)。另一方面，5mm以上的未焊接部有1個(gè)時(shí)評價(jià)為焊接性不良(X)?！粹F焊后強(qiáng)度的評價(jià)〉以墜落試驗(yàn)方式釬焊供試材后(在露點(diǎn)為-40°C，氧濃度200ppm以下的氮?dú)夥罩校?以600°C的溫度加熱5分鐘后)，加工成JIS5號試驗(yàn)片(各供試材各制作3片)。將該試驗(yàn)片在室溫(25°C)下放置周后，通過拉伸試驗(yàn)測量釬焊后強(qiáng)度。3個(gè)試驗(yàn)片的釬焊后強(qiáng)度的平均值為170MPa以上的評價(jià)為良好(〇)，低于170MI^的評價(jià)為不良(X)。還有，釬焊后強(qiáng)度的評價(jià)只對于電阻焊接性的評價(jià)為良好的試驗(yàn)片進(jìn)行?！粹F焊性的評價(jià)〉從供試材上切下幅度25mmX長度60mm大小的試驗(yàn)片，在該試驗(yàn)片的釬料面涂布非腐蝕性的助焊劑FL-7 (森田化學(xué)工業(yè)株式會社制)5g/m2并使之干燥。使涂布有助焊劑的釬料面向上而載置試驗(yàn)片，在其上夾有Φ 2mm的不銹鋼制的圓棒作為隔離物，相對于試驗(yàn)片使厚ImmX寬25mmX長度55mm的3003合金板垂直豎立并用金屬絲固定。這時(shí)，隔離物的位置距試驗(yàn)片的一端為50mm的距離。對此進(jìn)行釬焊(在露點(diǎn)為_40°C，氧濃度200ppm以下的氮?dú)夥罩?，?00°C的溫度加熱5分鐘)。測量填充在試驗(yàn)片和3003合金板的間隙中的焊腳的長度，焊腳長度為30mm以上的評價(jià)為釬焊性良好(〇)，焊腳長度低于30mm的評價(jià)為釬焊性不良(X)。還有，釬焊性的評價(jià)只對電阻焊接性和釬焊后強(qiáng)度的評價(jià)都良好的試驗(yàn)片進(jìn)行?！茨透g性評價(jià)〉以墜落試驗(yàn)方式釬焊供試材后(在露點(diǎn)為-40°C，氧濃度200ppm以下的氮?dú)夥罩校?以600°C的溫度加熱5分鐘后)，切斷成幅50mmX長60mm的大小。再利用幅60mmX長70mm 的大小的掩蔽用密封墊，以板整個(gè)面覆蓋釬料面，并且將該板向后折疊到犧牲材面?zhèn)龋谱鲗τ诰酄奚牡母魃钐?mm的部分也用密封墊覆蓋的試驗(yàn)片。使該試驗(yàn)片浸漬在含有Na+ :118ppm, CF :58ppm，SO, :60ppm, Cu2+ =Ippm, Fe3+ 30ppm的試驗(yàn)液中(88°C X 8小時(shí))，浸漬后自然冷卻至室溫后，在室溫狀態(tài)下保持16小時(shí)， 實(shí)施以上循環(huán)進(jìn)行90個(gè)周期的耐腐蝕試驗(yàn)。目測觀察腐蝕狀況，試驗(yàn)片的最大腐蝕深度為50μπι以下的評價(jià)為良好(〇)，最大腐食深度超過50 μ m的判斷為不良(X)。
還有，耐腐蝕性的評價(jià)只對于電阻焊接性、釬焊后強(qiáng)度和釬焊性的評價(jià)全都良好的試驗(yàn)片進(jìn)行。如表4所示，實(shí)施例No. 1 20的釬焊板滿足本發(fā)明的要件，因此電阻焊接性、釬焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐腐蝕性為良好的評價(jià)。另一方面，如表5所示，比較例No. 1 20的釬焊板，因?yàn)椴粷M足本發(fā)明規(guī)定的某一要件，所以達(dá)不到良好的評價(jià)。具體來說，比較例No. 1 3的釬焊板，犧牲材表面的粒徑為2. 0 μ m以上的Si-Mg 系金屬間化合物的面積占有率超過1.0%，因此電阻焊接加工時(shí)發(fā)生局部性的過剩熔融，成為電阻焊接性不良的結(jié)果。比較例No. 4的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腟i低于0. 1質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外，比較例No. 5的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腟i超過1. 0質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)芯材熔融， 不能測量釬焊后強(qiáng)度。比較例No. 6的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃u低于0. 5質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外比較例No. 7的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃u超過1. 2質(zhì)量％，所以釬焊加熱時(shí)芯材熔融，不能測量釬焊后強(qiáng)度。比較例No. 8的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腗n低于0. 5質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外比較例No. 9的釬焊板，因此芯材中的Mn超過2. 0質(zhì)量％，所以耐腐蝕性不良。比較例No. 10的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃r超過0.25質(zhì)量％，所以耐腐蝕性不良。比較例No. 11的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腡i低于0.05質(zhì)量％，所以成為耐腐蝕性不良的結(jié)果。另外比較例No. 12的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腡i超過0.25質(zhì)量％，所以為耐腐蝕性不良的結(jié)果。比較例No. 13的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腗g超過0. 5質(zhì)量％，所以為釬焊性不良的結(jié)果。比較例No. 14的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i在0. 2質(zhì)量％以下，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外比較例No. 15的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i超過0. 8質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)犧牲材熔融，不能測量釬焊后強(qiáng)度。比較例No. 16的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i低于3. 0質(zhì)量％，所以為耐腐蝕性不良的結(jié)果。另外比較例No. 17的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i超過5. 0質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)犧牲材熔融，不能測量釬焊后強(qiáng)度。比較例No. 18的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腗g低于1. 0質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。 另外比較例No. 19的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腗g超過4.5質(zhì)量％，所以不能使側(cè)材層疊在芯材上，不能進(jìn)行試驗(yàn)。比較例No. 20的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃u低于0. 5質(zhì)量％，并且犧牲材中的Si超過5. 0質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)犧牲材熔融，不能測量釬焊后強(qiáng)度。還有，比較例No. 7,20的釬焊板，設(shè)定為專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所述的面有的釬焊板。如本實(shí)施例所示，這些現(xiàn)有的釬焊板，釬焊后強(qiáng)度、釬焊性、耐腐蝕性、電阻焊接性之中有一個(gè)以上不滿足一定的水平。因此，由本實(shí)施例客觀地表明，本發(fā)明的釬焊板比現(xiàn)有的釬焊板優(yōu)異。[實(shí)施例B]接著，就本發(fā)明的鋁合金釬焊板，將滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例和不滿足本發(fā)明的要件的比較例進(jìn)行對比，具體地進(jìn)行說明?！葱静牡闹圃臁低ㄟ^連續(xù)鑄造法，將具有表6所示的組成的SlOl S123的芯材用鋁合金進(jìn)行鑄錠，根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，得到芯材用鑄塊。〈犧牲材的制造〉通過連續(xù)鑄造法，將具有表7所示的組成的GlOl G113的犧牲陽極材用鋁合金進(jìn)行鑄錠，根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，熱軋至規(guī)定的板厚，成為犧牲材用板材?！粹F料的制造〉通過連續(xù)鑄造法，將與實(shí)施例A同樣具有表3所示的組成的Rl R3的釬料用鋁合金進(jìn)行鑄錠，根據(jù)需要進(jìn)行端面切削、均質(zhì)化處理，熱軋至規(guī)定的板厚，成為釬料用板材。〈鋁合金釬焊板的制造〉在制造的SlOl S123之中的任意一個(gè)芯材用板板的一側(cè)表面，使包覆率為20% 而重疊GlOl Gl 13之中的任意一個(gè)犧牲材用板材，并且在芯材用板材的另一側(cè)表面，使包覆率為15%而重疊Rl R3之中任意一個(gè)釬料用板材，通過熱軋壓合而成為板材。其后，對于該板材進(jìn)行冷軋、中間退火、最終的冷軋、終退火，成為板厚0. 25mm的板材。然后，在最終冷軋后進(jìn)行終退火。還有，中間退火、最終退火處理以表8、9所述的條件進(jìn)行。接著，將以前述的方法制作的鋁合金釬焊板作為供試材，以后述的方法測量、評價(jià)供試料的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度[個(gè)/ μ m2]、電阻焊接性、釬焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐腐蝕性，這些結(jié)果顯示在表8、9中。還有，在表8、9中，不能進(jìn)行測量、評價(jià)的和沒有實(shí)施測量、評價(jià)的由“_”表示。與實(shí)施例A同樣，這些評價(jià)項(xiàng)目全部評價(jià)為良好的為滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例，這些評價(jià)項(xiàng)目即使有一個(gè)評價(jià)為不良的即為不滿足本發(fā)明的要件的比較例。<A1-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度>Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度通過如下方式測量利用機(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，使用透射電子顯微鏡觀察組織而進(jìn)行測量。觀察位置限定為，由等厚干涉條紋測量觀察部的膜厚，膜厚為0. 1 0. 3μπι的位置，在該觀察位置，以1萬倍的倍率觀察Al-Cu系金屬間化合物，運(yùn)用圖像處理測量單位面積(μπι2)中的 Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度。如表8所示，實(shí)施例No. 101 120的釬焊板，因?yàn)闈M足本發(fā)明的要件，所以電阻焊接性、釬焊后強(qiáng)度、釬焊性和耐腐蝕性為良好的評價(jià)。另一方面，如表9所示，比較例No. 101 123的釬焊板，因?yàn)椴粷M足本發(fā)明規(guī)定的某一要件，所以達(dá)不到良好的評價(jià)。具體來說，比較例No. 101的釬焊板，因?yàn)橹虚g退火的溫度高，所以中間退火時(shí)釬料熔融，不能制造。比較例No. 102 107的釬焊板，因?yàn)樾静膬?nèi)部的粒徑0. 5 μ m以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度超過ι. O個(gè)/ μ m2，所以在電阻焊加工時(shí)發(fā)生局部性的過剩熔融，成為電阻不良的結(jié)果。比較例No. 108的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腟i低于0. 1質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。另夕卜，比較例No. 109的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腟i超過1. 0質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)芯材熔融，不能測量釬焊后強(qiáng)度。比較例No. 110的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃u低于0. 5質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。 另外比較例No. 111的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃u超過1.2質(zhì)量％，所以釬焊加熱時(shí)芯材熔融，不能測量釬焊強(qiáng)度。比較例No. 112的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腗n低于0. 5質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。 另外比較例No. 113的釬焊板，因此芯材中的Mn超過2. 0質(zhì)量％，所以為耐腐蝕性不良的結(jié)果。比較例No. 114的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腃r超過0.25質(zhì)量％，所以為耐腐蝕性不
良的結(jié)果。比較例No. 115的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腡i低于0. 05質(zhì)量％，所以成為耐腐蝕性不良的結(jié)果。另外比較例No. 116的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腡i超過0.25質(zhì)量％，所以為耐腐蝕性不良的結(jié)果。比較例No. 117的釬焊板，因?yàn)樾静闹械腗g超過0.5質(zhì)量％，所以為釬焊性不良的結(jié)果。比較例No. 118的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i在0. 2質(zhì)量％以下，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外比較例No. 119的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i超過0.8質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)犧牲材熔融，不能測量釬焊強(qiáng)度。比較例No. 120的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i在2.0質(zhì)量％以下，所以為耐腐蝕性不良的結(jié)果。另外比較例No. 121的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腟i超過5.0質(zhì)量％，所以在釬焊加熱時(shí)犧牲材熔融，不能測量釬焊強(qiáng)度。比較例No. 122的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腗g低于1. 0質(zhì)量％，所以釬焊后強(qiáng)度低。另外比較例No. 123的釬焊板，因?yàn)闋奚闹械腗g超過4. 5質(zhì)量％，所以不能使側(cè)材層疊在芯材上，不能進(jìn)行試驗(yàn)。還有，比較例No. 110、111的釬焊板，設(shè)定為專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所述的面有的釬焊板。如本實(shí)施例B所示，這些現(xiàn)有的釬焊板，釬焊后強(qiáng)度、釬焊性、耐腐蝕性、電阻焊接性之中有一個(gè)以上不滿足一定的水平。因此，由本實(shí)施例客觀地表明，本發(fā)明的釬焊板比現(xiàn)有的釬焊板優(yōu)異。以上，通過用于實(shí)施發(fā)明的方式和實(shí)施例，對于本發(fā)明的鋁合金釬焊板具體地進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的宗旨不受這述記述限定，必須基于專利權(quán)利要求的范圍的記述更廣義地解釋。另外，基于這些記述而進(jìn)行的各種變更、改變等均包含在本發(fā)明的宗旨內(nèi)。表1芯材組成
權(quán)利要求
1.一種鋁合金釬焊板，其特征在于，具有芯材，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Al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0. 2質(zhì)量％但在0. 8質(zhì)量％以下，Zn 超過3. 0質(zhì)量％但在5. 0質(zhì)量％以下，Mg 1. 0 4. 5質(zhì)量％，余量由Al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 μ m以上的Si-Mg系金屬間化合物的面積占有率為 1. 0%以下。
2.—種鋁合金釬焊板，其特征在于，具有芯材，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Al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0. 2質(zhì)量％但在0. 8質(zhì)量％以下，Zn 超過2.0質(zhì)量％但在5.0質(zhì)量％以下，Mg 1. 0 4. 5質(zhì)量％，余量由Al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，所述芯材內(nèi)部的粒徑為0. 5 μ m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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金釬焊板，其特征在于，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。
全文摘要
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。一種鋁合金釬焊板具有以規(guī)定量含有Si、Cu、Mn，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成芯材；配置在所述芯材的一側(cè)表面，以規(guī)定量含有Si、Zn、Mg，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的犧牲材；配置在所述芯材的另一側(cè)表面，由鋁合金構(gòu)成的釬料，其中，所述犧牲材表面的粒徑為2.0μm以上的Zn-Mg系金屬間化合物的面積占有率為1.0％以下?；蛘?，是同一種鋁合金釬焊板，其特征在于，所述芯材內(nèi)部的粒徑為0.5μm以上的Al-Cu系金屬間化合物的數(shù)密度為1.0個(gè)/μm2以下。
文檔編號F28F21/08GK102251154SQ20111013464
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者木村申平, 植田利樹, 泉孝裕 申請人:株式會社神戶制鋼所