以单层具有加热接合功能的铝合金材及其制造方法、以及使用了该铝合金材的铝接合体技术

提供一种铝合金材及其接合方法以及使用了该铝材的铝接合体，所述铝合金材不使用钎料或填充材料那样的接合部件，能够以单层形式加热接合。提供一种以单层具有加热接合功能的铝合金材及其制造方法以及使用其的铝接合体，所述铝合金材的特征在于，由铝合金形成，该铝合金含有Si：1.0～5.0mass％、Fe：0.01～2.0mass％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该铝合金材中具有0.01～0.5μm的当量圆直径的Al系金属间化合物以10～1×104个/μm3存在，具有5.0～10μm的当量圆直径的Si系金属间化合物以200个/mm2以下存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种铝合金材及其接合方法、以及使用了该铝材的铝接合体，所述铝合金材不使用钎料或填充材料(溶加材)那样的接合部件，通过材料本身形成半熔融状态而供给接合所需的液相，能够以单层形式与其他部件加热接合；详细而言，涉及接合加热时耐变形性优异的能够以单层形式加热接合的铝合金材及其接合方法、以及使用了该铝材的铝接合体。
技术介绍
在以铝合金材为构成部件的热交换器等结构体的制造中，需要使铝合金材彼此或铝合金材与他种材料接合。作为铝合金材的接合方法，已知各种方法，其中，广泛使用钎焊法(硬焊法)。钎焊法之所以被广泛使用，是因为考虑到能够不使母材熔融而在短时间内获得牢固的接合等优点。作为使用利用钎焊法的铝合金材的接合方法来制造热交换器等的方法，例如已知：使用包覆有由Al-Si合金形成的钎料的钎焊片的方法，使用涂布有粉末钎料的挤出材的方法，在将各材料组装后在需要接合的部分另外涂布钎料的方法等(专利文献1～3)。进而，非专利文献1的“3.2钎料和钎焊片(ろうとブレージングシート)”一章中，说明了这些包覆钎焊片、粉末钎料的详细情况。迄今为止，铝合金材的结构体的制造中，开发了各种钎焊法。例如，在汽车用热交换器中，在将翅片材料以单层形式使用时，采用的是使用在管材上包覆有钎料的钎焊片的方法、在管材上另外涂布Si粉末、含Si的钎料的方法。另一方面，在将管材以单层形式使用时，采用的是使用在翅片材料上包覆有钎料的钎焊片的方法。专利文献4中记载了使用单层钎焊片代替上述包覆材的钎焊片的方法。该方法中，提出了热交换器的管材和箱体材料使用热交换器用单层钎焊片。这里，在本专利技术中，将被称为单层钎焊片的、用于MONOBRAZE法的铝合金材称为以单层具有加热接合功能的铝合金材。专利文献5中提出了下述接合方法：在使用单层铝合金材制造接合体的方法中，通过控制合金组成、接合中的温度、加压、表面性状等，获得良好的接合，同时，几乎不发生变形。本专利技术中，将专利文献5所示的接合法称为MONOBRAZE法。专利文献6中提出了下述结构体：在使用单层铝合金作为管材且通过MONOBRAZE法制造热交换器时，通过控制管材的分散粒子的尺寸来获得良好的接合性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-303405公报专利文献2:日本特开2009-161835号公报专利文献3:日本特开2008-308760号公报专利文献4:日本特开2010-168613号公报专利文献5:日本特许第5021097号公报专利文献6:日本特开2012-51028号公报非专利文献非专利文献1:“铝钎焊手册(アルミニウムブレージングハンドブック)(修订版)”社团法人轻金属熔接结构协会2003年为了制造钎焊片那样的包覆材，需要分别制造各层并进一步将它们重叠接合的工序。钎焊片的使用违背了热交换器等的成本降低的要求。此外，粉末钎料的涂布也按钎料成本的比例反映在制品成本上。与此相对，如上所述，还提出应用以单层具有加热接合功能的铝合金材来代替利用包覆材的钎焊片。该方法中，提出了由以单层具有加热接合功能的铝合金材供给接合所需的液相而维持作为结构体的形状。然而，例如在热交换器制造中，若直接使用以单层具有加热接合功能的铝合金材作为管材、翅片材料，则有可能因制造热交换器时的加热而大幅变形。此外，还提出了上述MONOBRAZE法那样通过控制合金组成、接合时的温度、加压、表面性状等使用以单层具有加热接合功能的铝合金材的接合中，也兼顾了良好的接合和形状维持的方法。然而，期待实现精度更高的接合和接合中的形状维持。尤其在板厚为1mm以下的翅片材料中，容易因板厚方向的弯曲应力而发生变形，为了维持接合中的形状，需要将液相率抑制的较低。然而，由于材料的体积小，若液相率低，则难以充分生成液相，为了兼顾接合和形状维持，需要进一步的改善。如上所述，为了降低热交换器等铝合金结构体的成本，不使用钎料而通过单层彼此的材料进行接合的MONOBRAZE法可以说是优选的。然而，将以单层具有加热接合功能的铝合金材简单地应用于MONOBRAZE法，难以避免部件的变形或接合率的降低的问题。上述专利文献4、6中，通过将单层铝合金材应用于板厚较厚的管材而使得变形不显著，但当将单层铝合金材应用于板厚薄的翅片材料那样的部件时，就存在接合加热中的变形显著的问题。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是根据上述那样的背景而做出的，提出一种耐变形性优异的单层铝合金材及其接合方法、以及使用了该铝合金材的铝接合体，在通过MONOBRAZE法制造使用了单层铝合金材的各种铝合金接合体时，接合加热时加热至固相线温度以上而形成半熔融状态向接合部供给液相。尤其是，本发明适合于在热交换器用翅片材料等板厚薄的材料中使用的情况。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，通过对MONOBRAZE法中使用的铝合金材进行改良，得到了即使在接合加热时加热至固相线温度以上形成半熔融状态，接合加热中的耐变形性也优异的铝合金材，从而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及的铝合金材是以单层具有加热接合功能的铝合金材，其特征在于，由铝合金形成，该铝合金含有Si：1.0～5.0mass％、Fe：0.01～2.0mass％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，所述铝合金材中具有0.01～0.5μm的当量圆直径的Al系金属间化合物以10～1×104个/μm3存在，具有5.0～10μm的当量圆直径的Si系金属间化合物以200个/mm2以下存在。是上述铝合金所含的固溶Si量为0.7％以下的铝合金材。上述铝合金还可以是进一步含有选自Mg：0.05～2.0mass％、Cu：0.05～1.5mass％和Mn：0.05～2.0mass％中的1种或2种以上的铝合金。上述铝合金还可以是进一步含有选自Zn：6.0mass％以下、In：0.3mass％以下和Sn：0.3mass％以下中的1种或2种以上的铝合金。上述铝合金还可以是进一步含有选自Ti：0.3mass％以下、V：0.3mass％以下、Cr：0.3mass％以下、Ni：2.0mass％以下和Zr：0.3mass％以下中的1种或2种以上的铝合金。上述铝合金还可以是进一步含有选自Be：0.1mass％以下、Sr：0.1mass％以下、Bi：0.1mass％以下、Na：0.1mass％以下和Ca：0.05mass％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以单层具有加热接合功能的铝合金材，其特征在于，由铝合金形成，该铝合金含有Si：1.0～5.0mass％、Fe：0.01～2.0mass％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，所述铝合金材中具有0.01～0.5μm的当量圆直径的Al系金属间化合物以10～1×104个/μm3存在，具有5.0～10μm的当量圆直径的Si系金属间化合物以200个/mm2以下存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种以单层具有加热接合功能的铝合金材，其特征在于，
由铝合金形成，该铝合金含有Si：1.0～5.0mass％、Fe：0.01～2.0mass％，
剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，所述铝合金材中具有0.01～0.5μm的当
量圆直径的Al系金属间化合物以10～1×104个/μm3存在，具有5.0～10μm的当
量圆直径的Si系金属间化合物以200个/mm2以下存在。
2.根据权利要求1所述的以单层具有加热接合功能的铝合金材，其中，
所述铝合金中所含的固溶Si量为0.7％以下。
3.根据权利要求1或2所述的以单层具有加热接合功能的铝合金材，其
中，所述铝合金进一步含有选自Mg：0.05～2.0mass％、Cu：0.05～1.5mass％和
Mn：0.05～2.0mass％中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的以单层具有加热接合功能的铝合金
材，其中，所述铝合金进一步含有选自Zn：6.0mass％以下、In：0.3mass％以
下和Sn：0.3mass％以下中的1种或2种以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的以单层具有加热接合功能的铝合金
材，其中，所述铝合金进一步含有选自Ti：0.3mass％以下、V：0.3mass％以下、
Cr：0.3mass％以下、Ni：2.0mass％以下和Zr：0.3mass％以下中的1种或2种
以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的以单层具有加热接合功能的铝合金
材，其中，所述铝合金进一步含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑崎友仁，新仓昭男，寺山和子，村濑崇，松居悠，望月淳一，荒木俊雄，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP