铝结构体的制造方法技术

提供一种在具有中空结构体和筒状部件的铝结构体中，能够在中空结构体的外表面及内表面两面都容易地形成健全的角焊缝的制造方法。准备复合板，该复合板具有包含由铝材形成的芯材、由Al‑Si系合金形成的第1钎料以及由具有570℃以下的固相线温度的由Al‑Si系合金形成的第2钎料的多层结构，且在多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素。准备由铝材形成的筒状部件(3)。由复合板制造具有贯穿孔(211)并且外表面侧由第1钎料形成的中空结构体(2)。将筒状部件(3)插入贯穿孔(211)组装成筒状部件(3)的端部被配置到中空结构体(2)内部的铝结构体(1)。在不活泼气体气氛中对铝结构体(1)加热，进行中空结构体(2)与筒状部件(3)的钎焊。

Manufacturing method of aluminum structure

The invention provides a manufacturing method for forming the perfect fillet welds on both sides of the outer surface and the inner surface of the hollow structure in the aluminum structure with hollow structure and tubular parts. Preparation of composite plate, the composite plate containing core material, formed by first by aluminum brazing alloy Al Si and formation by a solidus temperature of 570 DEG C by second multilayer structure formation of Al solder alloy Si system, and at least 1 layer multilayer structure containing broken oxide film the element. A cylindrical part (3) prepared from aluminum. A hollow structure (2) which has a perforation (211) and a first filler metal on the outer surface is made from the composite plate. An end part of a cylindrical part (3) inserted through a perforation (211) into a cylindrical part (3) is configured to an aluminum structure (1) inside a hollow structure (2). The aluminum structure (1) is heated in the atmosphere of inactive gas, and the hollow structure (2) is brazed with the cylindrical part (3).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝结构体的制造方法
本专利技术涉及一种铝结构体的制造方法，该铝结构体具有中空结构体和插入该中空结构体的筒状部件。
技术介绍
铝材具有导热系数高、分量轻等种种优点。因此，近年来，为了将组装到空调或汽车等的并流式热交换器形成为铝制的研究在活跃地进行(例如，专利文献1)。被例示为并流式热交换器的具备含贯穿孔的中空结构体以及被插入到上述贯穿孔的筒状部件的铝结构体，通常通过将中空结构体与筒状部件钎焊而制造。作为铝结构体的钎焊方法，经常使用如下的所谓的助焊剂钎焊法，即，使用由Al-Si(铝-硅)系合金构成的钎料，在钎料上涂布氟化物系的助焊剂后，在氮气氛下对被处理物加热从而对其进行钎焊。钎料被设在中空结构体的内表面以及外表面，根据情况有时也被设在筒状部件的外表面。然而，在助焊剂钎焊法中，当助焊剂的涂布量不足时，待钎焊的铝材的表面所存在的氧化膜的破坏可能变得不充分。结果，引起钎焊性的降低，根据情况可能会发生钎焊不良。另外，例如在热交换器中，存在有对铝结构体的外表面实施表面处理的工序，该工序中使用酸等洗去助焊剂残渣的作业的成本负担被视为问题。进一步地，近年来，特别是在汽车用的热交换器中，热交换器的进一步的小型化、轻量化受到强烈期待，热交换器内部的制冷剂流路随之变得细微化。为此，产生了在进行钎焊后，制冷剂流路被助焊剂残渣堵塞的问题。而且，助焊剂钎焊法中使用的氟化物系助焊剂具有因与铝材中所含有的Mg(镁)反应而被消耗，引起钎焊性的恶化的问题。为此，助焊剂钎焊法难以对含Mg的高强度材料进行钎焊。而且，由于不能使用高强度材料，铝材的薄壁化乃至铝结构体的轻量化都存在极限。因此，提出了所谓的无助焊剂钎焊法，即，向钎料中添加具有破坏氧化膜的功能的Mg等，不使用助焊剂而在不活泼气体气氛下进行钎焊。例如在专利文献2中，提出了如下方法，即，使用Al-Si-Mg系合金钎料，在非氧化性气体气氛下以无助焊剂的方式进行钎焊。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-67994号公报专利文献2：日本特开平11-285817号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，与助焊剂钎焊法相比，无助焊剂钎焊法存在如下问题，即，根据被处理物的形状或结构以及形成钎焊接合的位置不同，钎焊接合的质量容易恶化。例如，在利用无助焊剂钎焊法进行中空结构体和筒状部件的钎焊的情况下，存在由加热产生的钎料被引入到中空结构体的内部从而在中空结构体的外表面难以形成角焊缝(fillet)的问题。由于在中空结构体的外表面的角焊缝断裂的产生，有可能成为外观上的问题，因此不为优选。为了改善无助焊剂钎焊法的钎焊性，也考虑到如下方法，即，提高不活泼气体的纯度以使氧浓度或露点降低，或者使用高纯度的氩气作为不活泼气体等方法。然而，这些方法除了使角焊缝形成于中空结构体的外表面的效果不充分以外，还具有生产率或成本方面的问题，从而难以应用于量产设备。另外，在中空结构体与筒状部件的接合中，需要使插入筒状部件的贯穿孔的尺寸比筒状部件略大。因此，在筒状部件的外表面与中空结构体之间形成一定程度的间隙。虽然也对通过严格控制该间隙来改善钎焊性的方法进行研究，但与上述一样，由于对钎焊性的改善效果、生产率以及成本方面的问题，难以在工业规模上应用上述方法。钎料被引入到中空结构体的内部的现象被认为是例如由如下机理引起的。在无助焊剂钎焊法中，通过用添加到钎料或芯材中的Mg等元素破坏存在于钎料以及对象材料表面的氧化膜来进行钎焊。加热开始后到钎料开始熔融为止的期间，Mg等在固体钎料中扩散并移动到表面。因此，到钎料开始熔融为止的期间，对钎料的氧化膜的破坏缓慢进行，对象材料的氧化膜几乎没有被破坏。钎料刚开始熔融后，钎料以及对象材料中的任意一方的氧化膜均没有被充分破坏。因此，角焊缝的形成缓慢进行。此时，在中空结构体的内部，由于中空结构体的内表面等被氧化，从而气氛中的氧减少。而且，气氛难以从外部空间流入中空结构体的内部。结果，与外部空间相比，中空结构体内部的气氛的氧浓度变低。因此，与存在于中空结构体的外部的氧化膜相比，存在于中空结构体的内部的氧化膜更快地被破坏。结果，存在于中空结构体内部的钎料变得能够比存在于外部的钎料更早流动，在中空结构体的内部，即，例如在筒状部件与中空结构体的被接合部的内表面优先形成角焊缝。钎料的熔融进一步进行，当中空结构体的外表面的钎料变得能够流动时，将成为中空结构体的内部与外部通过钎料相连的状态。因此，外表面的钎料被引入到中空结构体的内部，在中空结构体的外表面难以形成角焊缝。基于无助焊剂钎焊法的铝结构体的钎焊除了如上所述难以稳定地形成良好的钎焊接合以外，可使用的材料或钎焊设备的限制也大。因此，利用无助焊剂钎焊法的铝结构体的钎焊在工业规模上长期持续的例子迄今为止都不存在。但是，无助焊剂钎焊法能够避免因助焊剂所致的堵塞或助焊剂残渣的不利影响，能够避免因助焊剂的涂布不均匀所致的钎焊不良的产生，能够应用高强度材料，并且，能够使铝材薄壁化等，能够解决助焊剂钎焊法难以实现的问题。因此，无助焊剂钎焊法的实用化受到强烈期待。本专利技术是鉴于上述背景而做出的，目的在于提供一种在具有中空结构体和筒状部件的铝结构体中，能够在中空结构体的外表面和内表面这两面都容易地形成健全的角焊缝的制造方法。用于解决课题的技术方案本专利技术的一个方式在于一种铝结构体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，即：准备复合板，该复合板具有包含芯材、第1钎料以及第2钎料的多层结构，并且在该多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，芯材由铝材形成，第1钎料由Al-Si系合金形成并配置在所述芯材的一个面，第2钎料由包含Cu及Zn中的至少一方并具有570℃以下的固相线温度的Al-Si合金形成，并配置在所述芯材的另一个面；准备筒状部件，该筒状部件由铝材形成；由所述复合板制造中空结构体，该中空结构体具有使该筒状部件插入的贯穿孔，并且该中空结构体的外表面侧由所述第1钎料形成；将所述筒状部件插入所述贯穿孔而组装成铝结构体，在该铝结构体中，所述筒状部件的端部被配置到所述中空结构体的内部；在不活泼气体气氛中对该铝结构体进行加热，进行将所述中空结构体与所述筒状部件接合的钎焊处理。专利技术效果在上述铝结构体的制造方法中，上述中空结构体被制造为将上述第1钎料配置在外表面侧并将上述第2钎料配置在内表面侧。如上所述，上述第2钎料具有上述特定范围的固相线温度。因此，当上述铝结构体的上述钎焊处理开始时，来源于上述第2钎料的钎料能够比上述第1钎料先流动。其结果，使来源于上述第2钎料的钎料向存在于上述中空结构体的内部的被接合部供给，形成角焊缝。另一方面，来源于上述第1钎料的钎料直至在上述中空结构体内部的被接合部形成角焊缝而停留在上述中空结构体外表面，并在内表面侧形成角焊缝后将能够流动。其结果，来源于上述第1钎料的钎料难以被引入上述中空结构体的内部。而且，由于能够将来源于上述第1钎料的钎料向存在于上述中空结构体的外表面的被接合部供给，因此在中空结构体的外表面能够容易地形成角焊缝。上述的结果为，上述制造方法能够在上述中空结构体与上述筒状部件的被接合部的内表面及外表面两面都容易地形成健全的角焊缝。而且，如上所述，上述制造方法通过将进行钎焊处理前的上述铝结构体设为上述特定构成，从而在上述中空结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝结构体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，即：准备复合板，该复合板具有包含芯材、第1钎料以及第2钎料的多层结构，并且在该多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，芯材由铝材形成，第1钎料由Al‑Si系合金形成并配置在所述芯材的一个面，第2钎料由包含Cu和Zn中的至少一方并具有570℃以下的固相线温度的Al‑Si系合金形成，并配置在所述芯材的另一个面；准备筒状部件，该筒状部件由铝材形成；由所述复合板制造中空结构体，该中空结构体具有使该筒状部件插入的贯穿孔，并且该中空结构体的外表面侧由所述第1钎料形成；将所述筒状部件插入所述贯穿孔而组装成铝结构体，在该铝结构体中，使所述筒状部件的端部被配置到所述中空结构体的内部；在不活泼气体气氛中对该铝结构体进行加热，进行将所述中空结构体与所述筒状部件接合的钎焊处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.29 JP 2015-1496941.一种铝结构体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤，即：准备复合板，该复合板具有包含芯材、第1钎料以及第2钎料的多层结构，并且在该多层结构的至少1层中含有破坏氧化膜的元素，其中，芯材由铝材形成，第1钎料由Al-Si系合金形成并配置在所述芯材的一个面，第2钎料由包含Cu和Zn中的至少一方并具有570℃以下的固相线温度的Al-Si系合金形成，并配置在所述芯材的另一个面；准备筒状部件，该筒状部件由铝材形成；由所述复合板制造中空结构体，该中空结构体具有使该筒状部件插入的贯穿孔，并且该中空结构体的外表面侧由所述第1钎料形成；将所述筒状部件插入所述贯穿孔而组装成铝结构体，在该铝结构体中，使所述筒状部件的端部被配置到所述中空结构体的内部；在不活泼气体气氛中对该铝结构体进行加热，进行将所述中空结构体与所述筒状部件接合的钎焊处理。2.根据权利要求1所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，所述芯材含有Mg：0.2～1.3％(质量％，以下相同)，余量具有由Al以及不可避免的杂质构成的化学成分。3.根据权利要求1或2所述的铝结构体的制造方法，其特征在于，所述复合板还具有配置在所述芯材与所述第1钎料之间的中间材料，该中间材料含有选自Li：0.05％以上、Be：0.05％以上、Ba：0.05％以上以及Ca：0.05％以上中的1种或2种以上，余量具有由Al以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤泰永，柳川裕，山吉知树，二宫淳司，柳本翼，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本,JP