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热交换器及其制造方法技术

技术编号:15699824 阅读:158 留言:0更新日期:2017-06-25 03:55
本发明专利技术提供容易小型化、轻量化且热膨胀导致的变形小的热交换器(1)及其制造方法。准备具有心材层(A)和钎料层(B)的复合板(200),心材层(A)由含有Mg的铝合金构成;钎料层(B)由必须含有Si、含有Li、Be及Bi中的1种以上且限制了Mg的含量的铝合金构成。准备由铝或铝合金构成的内翅片(3)。组装具有中空结构体(20)、内翅片(3)、以及助焊剂的被处理物(10),中空结构体(20)由复合板(200)构成,在内侧配置有钎料层(B),并且具有钎料层(B)彼此抵接的抵接部(201);内翅片(3)收容于中空结构体(20)的内部;助焊剂含有Cs,并涂布于抵接部(201)及其附近。在不活泼气体气氛下加热被处理物(10)进行钎焊,制作热交换器(1)。

Heat exchanger and manufacturing method thereof

The present invention provides a heat exchanger (1) which is easy to be miniaturized, lightweight, and caused by thermal expansion, and a manufacturing method thereof. Prepared with heartwood (A) layer and solder layer (B) composite plate (200), heartwood layer (A) composed of Aluminum Alloy containing Mg; solder layer (B) formed by Aluminum Alloy must contain Si, Li, Be and Bi containing more than 1 and restrict the Mg content. An inner fin (3) made of aluminum or aluminum alloy. The assembly has a hollow structure body (20), (3), and the inner fin flux processed object (10), hollow structure (20) by composite plate (200) which is placed inside a solder layer (B), and a solder layer (B) against each other abutting part connected to the (201); (3) the inner fin contained in the hollow structure (20) of the internal flux; containing Cs, and coated on the abutting part (201) and its vicinity. A heat exchanger (1) is brazed by heating the treated material (10) in an inert gas atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
热交换器及其制造方法
本专利技术涉及热交换器及其制造方法。
技术介绍
例如,在搭载于混合动力汽车或电动汽车的驱动用电动机的控制等各种用途中,使用通过IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor:绝缘栅双极晶体管)等半导体元件进行开关的逆变单元。逆变单元具有用于冷却半导体元件、与半导体元件一起构成电力转换电路的电子部件等发热体的热交换器。热交换器具有:外表面具备搭载有发热体的发热体搭载面的中空结构体;和收容于中空结构体的内部的内翅片。中空结构体及内翅片大多由热传导率高且比重小的、铝板或铝合金板构成。另外,内翅片通过钎焊于中空结构体的内表面而与中空结构体以金属方式接合。热交换器的钎焊使用复合板进行,复合板具有由铝或铝合金构成的心材、和包覆于心材的单面或双面的钎料。另外,热交换器的钎焊通常通过在被接合部涂布K-Al-F(钾-铝-氟)系的助焊剂进行、所谓的氟化物钎剂(Nocolok)钎焊法进行。近年来,要求热交换器的小型轻量化,特别是,在汽车用热交换器中强烈要求小型轻量化。另外,伴随电力变换装置的高输出化,半导体元件的发热量增大,因此,难以抑制热膨胀导致的中空结构体或内翅片的变形。因此,为了将热交换器小型化、轻量化的同时抑制热膨胀导致的变形,正在研究对中空构造体或内翅片使用强度更高且板厚薄的板材。为了提高板材的强度且减小板厚,在构成板材的铝合金中添加Mg(镁)是有效的。但是,在要通过氟化物钎剂钎焊法进行含有Mg的铝合金的钎焊时,在钎焊加热过程中,助焊剂与Mg发生反应而消耗。因此,不能通过助焊剂充分破坏存在于被接合部的表面上的氧化膜。另外,通过K-Al-F系的助焊剂和Mg的反应而生成的化合物导致钎料的流动性下降。这样,氟化物钎剂钎焊法存在由于助焊剂的消耗或钎料的流动性的下降而难以进行含有Mg的铝合金的钎焊的问题。针对这样的问题,为了进行含有Mg的铝合金的钎焊,提出了各种不使用助焊剂而进行钎焊的技术。例如,专利文献1中记载有如下技术:由在钎料层以外的钎料片构成层中添加Mg得到的铝合金制钎料片形成中空结构体,在中空结构体的内侧不涂布助焊剂而在不活泼气体气氛中进行钎焊。专利文献2中公开了使用钎料片在不活泼气体气氛中不使用助焊剂而进行钎焊的技术,其中,钎料片具有由添加Li(锂)得到的Al-Si(铝-硅)合金构成的钎料、和由添加Mg得到的铝合金构成的心材。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-25297号公报专利文献2:日本特开2013-233552号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是,专利文献1的技术中,由于在中空结构体的外侧涂布K-Al-F系的助焊剂,所以,因钎焊时的加热而熔融的助焊剂可能会侵入中空结构体的内部。该情况下,由于侵入中空结构体的内部的助焊剂,采用Mg的无助焊剂的钎焊有可能受阻碍。另一方面,由于侵入中空结构体的内部的助焊剂的量较少,所以助焊剂难以破坏氧化膜。因此,专利文献1的技术中,例如中空结构体与内翅片的被接合部等、存在于中空结构体的内部的被接合部的钎焊性可能变差。另外,专利文献2的技术中,存在当气氛中的氧浓度变高时钎焊性变差的问题。因此,在要适用于量产设备时,根据被处理物的形状或构造、及形成钎焊接合的位置,钎焊性可能变差。即,中空结构体的内部由于难以流入中空结构体的外部的气氛,所以能够较容易地维持氧浓度低的状态。因此,例如,在中空结构体与内翅片的被接合部等、存在于中空结构体的内部的被接合部,能够不使用助焊剂而形成良好的钎焊接合。但是,钎焊炉内的氧浓度因各种原因而发生变动,因此,中空结构体的外部难以维持氧浓度低的状态。因此,例如,中空结构体的外壁彼此的被接合部等、露出于中空结构体的外部的被接合部的钎焊性容易变差。进而,中空结构体的外壁彼此的被接合部由于具有在中空结构体的内部和外部之间钎料可流通的结构,所以钎料容易集中在钎焊性优异的中空部内。因此,在钎焊性较差的中空结构体的外部侧钎料不足,可能发生角焊缝断裂(フィレット切れ)等钎焊不良。如上,为了使用含有Mg的铝合金制作热交换器,需要改善中空结构体与内翅片的被接合部的钎焊性以及中空结构体的外壁彼此的被接合部的钎焊性这两者。本专利技术是鉴于该背景而做出的,其提供一种小型化、轻量化容易、热膨胀导致的变形小的热交换器及该热交换器的制造方法。用于解决课题的方案本专利技术的一个方面是一种热交换器的制造方法,准备具有心材层和钎料层的复合板,所述心材层具有含有Mg(镁):0.40~1.0质量%且剩余部分由Al(铝)及不可避免的杂质构成的化学成分;所述钎料层包覆于所述心材层的至少一面并具有下述化学成分,所述化学成分必须含有Si(硅):4.0~13.0质量%,还含有Li(锂):0.0040~0.10质量%、Be(铍):0.0040~0.10质量%及Bi(铋):0.010~0.30质量%中的1种或2种以上,Mg的含量限制在低于0.10质量%,剩余部分由不可避免的杂质构成,准备内翅片,所述内翅片具有含有Si:0.30~0.70质量%及Mg:0.35~0.80质量%且剩余部分由Al(铝)及不可避免的杂质构成的化学成分,组装具有中空结构体、所述内翅片以及助焊剂的被处理物,所述中空结构体由所述复合板构成,在内侧配置有所述钎料层,并且具有所述钎料层彼此抵接的抵接部;所述内翅片收容于该中空结构体的内部;所述助焊剂含有Cs(铯),并涂布于所述抵接部及其附近,通过在不活泼气体气氛下加热所述被处理物而使所述助焊剂及所述钎料层熔融,一并钎焊所述中空结构体及所述内翅片。本专利技术的另一方面是一种热交换器,具有:封套,其由具有含有Mg:0.40~1.0质量%且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的化学成分的板材构成,所述封套的外表面具有搭载发热体的发热体搭载面,并且所述封套的内部具备制冷剂流通的制冷剂流路;内翅片,其由铝合金构成,并配置于所述制冷剂流路;封套接合部,其包含Al-Si合金,并将所述封套的所述板材彼此接合;翅片接合部,其包含Al-Si合金,并将所述封套和所述内翅片接合,仅在所述封套的内表面的、从所述封套接合部至所述内翅片之间存在Cs。专利技术效果所述热交换器具有所述封套和配置于该封套的所述制冷剂流路中的所述内翅片。所述封套由含有Mg的铝合金构成,所以与以往的热交换器的封套相比,能够提高强度。因此,能够容易地进行所述封套的小型化、薄壁化。另外,通过提高所述封套的强度,也能够抑制热膨胀导致的所述封套的变形。所述热交换器可以通过将具有所述特定的构成的所述被处理物在不活泼气体气氛下加热来制作。在所述被处理物的所述中空结构体的所述抵接部及其附近涂布有含有Cs的所述助焊剂。所述助焊剂通过钎焊时的加热而熔融,可以破坏存在于所述抵接部的氧化膜。因此,通过使用所述助焊剂,可以进行所述抵接部的钎焊。另外,构成所述中空结构体的所述复合板具有:由含有Mg的铝合金构成的所述心材层;和由含有Li、Be及Bi中的1种以上的铝合金构成的所述钎料层。所述心材层中的Mg的一部分由于钎焊时的加热而扩散,向所述复合板的表面移动。而且,由于移动到所述复合板的表面中的Mg和所述钎料层中的Li等在钎料中共存,从而能够有效地破坏存在于复合板及所述内翅片的表面上的氧化膜。因此,通过在不活泼气体气氛下加热本文档来自技高网
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热交换器及其制造方法

【技术保护点】
一种热交换器的制造方法,准备具有心材层和钎料层的复合板,所述心材层具有含有Mg:0.40~1.0质量%且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的化学成分;所述钎料层包覆于所述心材层的至少一面并具有下述化学成分,所述化学成分必须含有Si:4.0~13.0质量%,还含有Li:0.0040~0.10质量%、Be:0.0040~0.10质量%及Bi:0.01~0.30质量%中的1种或2种以上,Mg的含量限制在低于0.10质量%,剩余部分由不可避免的杂质构成,准备内翅片,所述内翅片具有含有Si:0.30~0.70质量%及Mg:0.35~0.80质量%且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的化学成分,组装具有中空结构体、所述内翅片以及助焊剂的被处理物,所述中空结构体由所述复合板构成,在内侧配置有所述钎料层,并且具有所述钎料层彼此抵接的抵接部;所述内翅片收容于该中空结构体的内部;所述助焊剂含有Cs,并涂布于所述抵接部及其附近,通过在不活泼气体气氛下加热所述被处理物而使所述助焊剂及所述钎料层熔融,一并钎焊所述中空结构体及所述内翅片。

【技术特征摘要】
2016.01.14 JP 2016-0055541.一种热交换器的制造方法,准备具有心材层和钎料层的复合板,所述心材层具有含有Mg:0.40~1.0质量%且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的化学成分;所述钎料层包覆于所述心材层的至少一面并具有下述化学成分,所述化学成分必须含有Si:4.0~13.0质量%,还含有Li:0.0040~0.10质量%、Be:0.0040~0.10质量%及Bi:0.01~0.30质量%中的1种或2种以上,Mg的含量限制在低于0.10质量%,剩余部分由不可避免的杂质构成,准备内翅片,所述内翅片具有含有Si:0.30~0.70质量%及Mg:0.35~0.80质量%且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成的化学成分,组装具有中空结构体、所述内翅片以及助焊剂的被处理物,所述中空结构体由所述复合板构成,在内侧配置有所述钎料层,并且具有所述钎料层彼此抵接的抵接部;所述内翅片收容于该中空结构体的内部;所述助焊剂含有Cs,并涂布于所述抵接部及其附近,通过在不活泼气体气氛下加热所述被处理物而使所述助焊剂及所述钎料层熔融,一并钎焊所述中空结构体及所述内翅片。2.根据权利要求1所述的热交换器的制造方法,其中,所述心材层还含有由Mn:0.050~1.3质量%、Si:1.0质量%以下、Fe:1.0质量%以下、Cu:0.90质量%以下、Zn:6.5质量%以下、Ti:0.20质量%以下及Zr:0.50质量%以下构成的组中的1种或2种以上。3.根据权利要求1或2所述的热交换器的制造方法,其中,所述内翅片还含有由Mn:0.050~1.3质量%、Fe:1.0质量%以下、Cu:0.90质量%以下、Zn:6.5质量...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳川裕矶村纪寿户谷友贵八木田泰裕秦哲郎
申请(专利权)人:株式会社UACJ
类型:发明
国别省市:日本,JP

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