铝合金材料及其制造方法以及铝合金复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金材料及其制造方法，该铝合金材料能够在600℃左右的温度下进行钎焊，强度高且耐腐蚀性优异。本发明专利技术的铝合金材料含有Si：不足0.2质量％、Fe：0.1质量％～0.3质量％、Cu：1.0质量％～2.5质量％、Mn：1.0质量％～1.6质量％以及Mg：0.1质量％～1.0质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，当量圆直径为0.1μm以上的Al－Mn系化合物的数密度为1.0×105个/mm2以上，并且，当量圆直径为0.1μm以上的Al2Cu的数密度为1.0×105个/mm2以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为汽车等的换热器的构成构件使用的铝合金材料及其制造方法，以及铝合金复合材料及其制造方法。
技术介绍
如图1所示，散热器等换热器例如具有在形成为扁平状的多根管1之间配置有加工成波纹状的薄壁散热片2的构造。管1和散热片2一体形成。管1的两端分别向由集管3和箱4形成的空间开口。在换热器中，经由管1将高温的制冷剂自一箱侧的空间送往另一箱侧的空间，并使通过管1和散热片2进行热交换而变为低温的制冷剂循环。这样的换热器的管通常使用具有芯材、内衬材料和钎料的硬钎焊薄板(Brazing Sheet)。作为芯材，例如使用JIS3003(Al－0.15wt％Cu－1.1wt％Mn)合金，在芯材的内侧即始终与制冷剂接触的一侧使用JIS7072(Al－1wt％Zn)合金作为内衬材料，在芯材的外侧通常使用JIS4045(Al－10wt％Si)合金等作为钎料。管通过钎焊一体接合于加工成波纹状的散热片等其他构件。作为钎焊法，可举出钎剂钎焊法、使用非腐蚀性钎剂的NOCOLOK钎焊法等，钎焊通过将各构件加热到600℃左右的温度来进行。然而，近年来，换热器向轻量、小型化的方向发展，为此，期望材料薄壁化。但是，在利用现有方法进行薄壁化时，产生了很多问题。例如，对于构成制冷剂通路的构件(管、集管等)，导致外部耐腐蚀性变差。此外，对于散热片，除了在钎焊时发生压曲之外，还会因钎料的扩散而产生熔融。当散热片发生压曲时，通风阻力的增加导致换热器的热效率下降，这是公知的。除了要消除上述问题，还需要特别提高管的强度。以往所采用的设计构思主要是利用Mg2Si的时效析出来强化材料。因此，为了高强度化，采用增加芯材中的Si、Mg的含量的方法。但是，当增加Si的含量时，会导致芯材的熔点大幅降低。因此，由于要在600℃左右的温度进行钎焊，所以不期望大幅增加Si的含量，因此，管的高强度化也处于停滞不前的现状。对此，在专利文献1中，公开了一种铝合金硬钎焊薄板，其包覆了由含有
Cu的铝合金形成的钎料作为复合层。通过使用含有Cu的铝合金作为钎料，使得钎料的熔点降低，使钎焊温度变为570℃～585℃的低温，这样一来就可以增加芯材中的Si、Cu的含量，从而能够实现管的高强度化。当向钎料中添加Cu时，钎料的电位升高，可能导致芯材优先被腐蚀。对此，通过向钎料中添加能使Zn等的电位降低的元素来进行应对。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7－207393号公报
技术实现思路
然而，在专利文献1的铝合金硬钎焊薄板中，未规定芯材的化合物的存在状态。因此，在钎焊加热后，Si和Cu的固溶量可能会降低。由此，钎焊加热后的时效强化得不到有效发挥，强度也会降低。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够在600℃左右的温度下进行钎焊、且强度高、耐腐蚀性优异的铝合金材料及其制造方法，以及铝合金复合材料及其制造方法。本专利技术人对上述课题进行了研究，结果发现，作为材料的设计思想，如果通过控制组织而最大限度地利用Al2CuMg的时效析出，则能够在抑制芯材的熔点降低的情况下，获得更高强度的铝合金材料。本专利技术的铝合金材料其特征在于，含有Si：不足0.2mass％、Fe：0.1mass％～0.3mass％、Cu：1.0mass％～2.5mass％、Mn：1.0mass％～1.6mass％以及Mg：0.1mass％～1.0mass％，余量由Al和不可避免的杂质构成，当量圆直径为0.1μm以上的Al－Mn系化合物的数密度为1.0×105个/mm2以上，且当量圆直径为0.1μm以上的Al2Cu的数密度为1.0×105个/mm2以下。优选的是，本专利技术的铝合金材料还含有Ti：0.05mass％～0.2mass％、Zr：0.05mass％～0.2mass％、V：0.05mass％～0.2mass％以及Cr：0.05mass％～0.2mass％中的1种或2种以上。本专利技术的铝合金复合材料的特征在于，在所述芯材的一面具有钎料或牺牲阳极材料。本专利技术的铝合金复合材料其特征在于，在所述芯材的一面具有钎料，在所述芯材的另一面具有牺牲阳极材料。更优选的是，所述钎料为含有Si：7.0mass％～12.0mass％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si系合金。优选的是，所述钎料优选为含有Si：7.0mass％～12.0mass％以及Cu：1.0mass％～2.5mass％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si－Cu系合金。更优选的是，所述钎料为含有Si：7.0mass％～12.0mass％、Cu：1.0mass％～2.5mass％以及Zn：0.1mass％～3.0mass％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si－Cu－Zn系合金。本专利技术的铝合金材料的制造方法其特征在于，该制造方法包括铸造铝合金的铸造工序、加热铸锭的加热工序以及对加热后的铸锭进行热轧处理和冷轧处理的轧制工序，在所述加热工序中，在420℃～550℃下进行加热处理，在所述加热工序之后，在320℃～400℃下的保持时间为6分钟以下。优选的是，在所述铸造工序之后，还包括在400℃～550℃下对铸锭进行均质化处理的均质化处理工序。优选的是，在所述轧制工序过程中和所述轧制工序之后的至少一个时段，还包括在200℃～320℃下进行退火处理的退火工序。本专利技术的铝合金复合材料的制造方法的特征在于，该制造方法包括：铸造工序，分别铸造作为所述芯材的铝合金材料、以及作为所述钎料和所述牺牲阳极材料的铝合金材料中的至少一种；热轧工序，对铸造后的钎料用铸锭和牺牲阳极材料用铸锭中的至少一种铸锭进行热轧直至达到规定的厚度；组合工序，将热轧后的钎料和热轧后的牺牲阳极材料中的至少一种与芯材用铸锭组合而做成夹层材料；加热工序，对所述夹层材料进行加热；热轧复合工序，对所述夹层材料进行热轧复合；以及冷轧工序，对热轧复合后的夹层材料进行冷轧处理，在所述组合工序中，在所述芯材用铸锭的一面组合所述热轧后的钎料或所述热轧后的牺牲阳极材料；或者，在所述芯材用铸锭的一面组合所述热轧后的钎料，在所述芯材用铸锭的另一面组合所述热轧后的牺牲阳极材料，在所述加热工序中，在420℃～550℃下进行加热处理，在所述加热工序之后，320℃～400℃下的保持时间为6分钟以下。优选的是，在铸造作为所述芯材的铝合金材料的铸造工序之后，还包括在400℃～550℃下对铸造后的芯材用铸锭进行均质化处理的均质化处理工序。优选的是，在所述冷轧工序过程中和所述冷轧工序之后的至少一者，还包括在200℃～320℃下进行退火处理的退火工序。本专利技术的铝合金材料具有高强度，成形性优异。此外，由于本专利技术的铝合金材料熔点高，因此，以该铝合金材料为芯材的铝复合材料能够在600℃左右的温度下进行钎焊。附图说明图1是表示现有的换热器的一部分的分解立体图。具体实施方式以下，具体说明用于实施本专利技术的方式(以下称为本实施方式。)。另外，将“mass％(质量％)”简记为“％”。(铝合金材料的组成)在现有的铝合金材料中，利用Mg2Si的时效析出实现了材料的强化。但是，当Si的含量多时，铝合金材料的熔点会大幅降低，因此，考虑到要在600℃左右的温度下进行钎焊，不期望为了材料的进一步强化而增加Si的含量。因此，本专利技术人发现了通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料含有Si：不足0.2质量％、Fe：0.1质量％～0.3质量％、Cu：1.0质量％～2.5质量％、Mn：1.0质量％～1.6质量％以及Mg：0.1质量％～1.0质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，当量圆直径为0.1μm以上的Al－Mn系化合物的数密度为1.0×105个/mm2以上，并且，当量圆直径为0.1μm以上的Al2Cu的数密度为1.0×105个/mm2以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 JP 2014-0062381.一种铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料含有Si：不足0.2质量％、Fe：0.1质量％～0.3质量％、Cu：1.0质量％～2.5质量％、Mn：1.0质量％～1.6质量％以及Mg：0.1质量％～1.0质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成，当量圆直径为0.1μm以上的Al－Mn系化合物的数密度为1.0×105个/mm2以上，并且，当量圆直径为0.1μm以上的Al2Cu的数密度为1.0×105个/mm2以下。2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料还含有Ti：0.05质量％～0.2质量％、Zr：0.05质量％～0.2质量％、V：0.05质量％～0.2质量％以及Cr：0.05质量％～0.2质量％中的1种或2种以上。3.一种铝合金复合材料，其特征在于，该铝合金复合材料以权利要求1或2所述的铝合金材料为芯材，在所述芯材的一面具有钎料或牺牲阳极材料。4.一种铝合金复合材料，其特征在于，该铝合金复合材料以权利要求1或2所述的铝合金材料为芯材，在所述芯材的一面具有钎料，在所述芯材的另一面具有牺牲阳极材料。5.根据权利要求3或4所述的铝合金复合材料，其特征在于，所述钎料是含有Si：7.0质量％～12.0质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si系合金。6.根据权利要求3或4所述的铝合金复合材料，其特征在于，所述钎料是含有Si：7.0质量％～12.0质量％和Cu：1.0质量％～2.5质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si－Cu系合金。7.根据权利要求3或4所述的铝合金复合材料，其特征在于，所述钎料是含有Si：7.0质量％～12.0质量％、Cu：1.0质量％～2.5质量％以及Zn：0.1质量％～3.0质量％，余量由Al和不可避免的杂质构成的Al－Si－Cu－Zn系合金。8.一种铝合金材料的制造方法，用于制造权利要求1或2所述的铝合金材料，其特征在于，该制造方法包括铸造铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：成田涉，福元敦志，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP