铝合金钎焊板制造技术

一种钎焊铝或铝合金材料的方法，该方法包括：使一铝合金钎焊板的一填料合金的一包层表面的一面处于一钎焊组件的内部；将所述钎焊板构成一中空结构；和在一惰性气体气氛中不涂布焊剂而在形成的中空结构的内侧进行钎焊，所述板具有在其一面或两面上都包覆有填料合金层的一铝或铝合金芯部，填料合金层由Ａｌ－Ｓｉ类合金组成，所述板至少在除了填料合金层之外的、构成钎焊板的一层中含有Ｍｇ。一种铝合金钎焊板中铝或铝合金芯材的一面或两面包覆有Ａｌ－Ｓｉ基填料合金，施加到中空结构内侧的填料合金的包层的厚度ａ（μｍ）、芯材的Ｍｇ含量Ｘ（质量％）和填料合金的Ｍｇ含量Ｙ（质量％）满足（Ｘ＋Ｙ）≤ａ／６０＋０．５且Ｘ＞Ｙ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【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钎焊铝或铝合金材料的方法及一种铝合金钎焊板，所述的方法和铝合金钎焊板对于形成用于汽车和各种工业应用的铝合金热交换器的制冷剂通道更为可取。特别是，本专利技术涉及一种不用焊剂涂覆管内侧的钎焊方法。此外，本专利技术还涉及一种铝合金钎焊板，在惰性气体气氛(例如，氮气，氩气等)中不用焊剂该板就能进行中空结构内部的钎焊连接。
技术介绍
通常，制造铝合金热交换器时，将利用Al-Si基合金的钎焊(brazing)方法作为连接铝部件的方法。尤其在利用铝合金板作为原料的钎焊方法中，使用所谓的铝合金钎焊板，该铝合金钎焊板是一种铝合金复合材料，通过将由Ai-Si类合金制得的填料合金置于由铝合金制得的芯材(core material)的表面上，而将其制成一片板材。例如，由两侧面上都包覆有Ai-Si类填料合金的铝合金芯材所制得的钎焊板、用于构成汽车蒸发器芯部的制冷剂通道。图1是具有内散热片的、蒸发器芯部的管散热片(tube fin)部分的装配好的状态的基本结构的实施例的透视图。图1示出了一部分中芯部的内侧。如附图中所显示的，其中设置并形成制冷剂通道16的管材料11、和波纹状的内散热片材料13被安置在制冷剂通道16中，且外散热片材料12被一个接在一个的顶部交替地装配起来，所述外散热片材料12是由铝合金板材被制成波纹状且被安装在芯部外所形成的。图中的附图标记14是管材料11的内接合部分，15显示了连接部分，在接合部分中，被安装在制冷剂通道16中的波纹状内散热片材料13与管材料11相连接。图1中，内散热片材料13与管材料11接合处的内接合部分15所属的侧面、或者管材料的管接合部分14所属的侧面，称作中空结构的内侧，外散热片材料12与管材料11连接处的侧面称作开放部分。同样，图7显示的拉制帽(drawn cap)的结构中，拉制帽的内接合部分74的侧面称作中空结构的内侧，拉制帽的外接合部分75称作开放部分。为了对钎焊板进行钎焊，有必要破坏钎焊加热过程中在填料合金的表面上产生的硬氧化物膜。钎焊方法可大致上分为两种在高真空中进行的真空钎焊方法和利用焊剂的NB(nocolok brazing)方法。在这两种方法中，在高真空中进行的真空钎焊方法是不使用焊剂的钎焊方法。在这种方法中，钎焊板的填料合金中含有约1.5质量％的镁是必需的。当由于钎焊加热Mg从钎焊板中蒸发时，Mg破坏填料合金的硬氧化物膜。而且蒸发的Mg在除去炉子中残留的氧和湿气时起了消气剂的作用作用。结果，利用在高真空中进行的真空钎焊法使得钎焊成为可能。即使对于非常复杂的结构，这种真空钎焊方法也能够进行钎焊，但问题是必须用昂贵的大型设备来控制大气压。另一个问题是不能得到由于Zn而产生的牺牲性防腐蚀效果，因为添加到材料中的Zn在真空钎焊法中蒸发了。同时，目前为主流方法的钎焊方法，即在惰性气体气氛中利用无腐蚀性焊剂的钎焊方法(下文中称作NB方法)，使得钎焊成为可能，因为焊剂破坏填料合金的氧化物膜。在这种方法中，在惰性气体气氛中进行钎焊加热，且填料合金表面上的焊剂涂层是必不可少的。而且，由于这种方法使用无腐蚀性焊剂以便在惰性气体气氛中进行炉内钎焊，因而容易通过利用惰性气体来控制炉气的氧浓度。因此，可容易地进行工业规模的钎焊。另外，由于使用了非腐蚀性焊剂，在钎焊加热后就没有必要除去焊剂。因此，特别在制造汽车的热交换器时，这种方法是最广泛应用的。在利用NB方法进行的的铝合金钎焊中，焊剂是必不可少的，以除去形成在铝合金表面上的氧化物膜，且焊剂必须在熔融填料合金之前接触接合部分。然而，在具有如图1所示结构的热交换器中，如果在装配该管材料和该内散热片材料之后涂布焊剂，钎焊会是有缺陷的，因为焊剂没有完全散布在管中。因此，必须在材料或模压零件装配到芯部之前的阶段涂布焊剂。该方法中，处理用焊剂涂覆的管材料是麻烦的，且由于焊剂不能均匀地散布到必要的部分，也容易产生有缺陷的钎焊，对于工业目的来说，该方法的每一步骤都是不理想的。另外，由于焊剂的残留物保留在以这种方式钎焊的热交换器芯部的管中，有时管就被焊剂的残留物堵塞，这会引起热交换器的性能降低。为了解决上述的问题，业已建议不涂布焊剂来钎焊管内侧的方法。在这种方法中，利用在通常用于NB法的Al-Si系填料合金中进一步含有0.2质量％至1.5质量％Mg的填料合金，在大气压力的惰性气体气氛下不用焊剂来进行钎焊(美国专利5839646的说明书)。由此，不涂覆焊剂而钎焊中空结构，例如管，的内侧是有可能。然而在这种方法中，炉气中存在的微量氧与填料合金中含有的Mg在钎焊加热的过程中发生反应、并在填料合金的表面上形成Mg氧化物膜，因而降低炉气中的氧浓度是必要的。在常规的NB方法中，通过使炉气的氧浓度为200ppm或更低，使得钎焊成为可能。相反，在填料合金含有Mg的方法中，钎焊炉气的氧浓度必须为大约10ppm或更少，因而这种方法没有工业实用性。而且，由于必须在将钎焊气体严格调节到氧浓度为大约10ppm或更少的情况下进行钎焊，因而在难以完全替换气氛的部分如管的深内侧产生不稳定的钎焊性能。此外特别是暴露于炉气流的部分例如管的开口周围的部分，容易被氧化气体所影响，在那里MgO的沉积是值得注意的。可替换地，来自外部的焊剂气氛与填料合金中的Mg互相反应。在容易被炉气影响的例如管的开口周围的部分，产生了不可能钎焊的问题。另一种钎焊方法中，将待钎焊的整个部件置于外壳(housing)中，在其中，例如，放置有Mg使得可以在惰性气体气氛中进行无焊剂的钎焊。(日本专利未公开JP-A-9-85433)。这种方法中，用添加有Mg的材料覆盖待钎焊的部件或者将纯净的Mg置于外壳内部，在这些条件下进行钎焊。在另一种方法中，将置于一外壳中的热交换器部件进行钎焊，其中将Mg加入到待钎焊部件的填料合金中或者待钎焊元件的结构材料中。在利用外壳中的Mg或者利用置于外壳内部的Mg的方法中，由于在大气压下进行钎焊几乎不发生Mg的蒸发，牢固的钎焊是困难的，因为到达待钎焊部分的Mg的量是特别小的。另一方面，在钎焊置于外壳中的热交换器部件的方法中，此时，使用一种材料，在其中，将Mg加入到待钎焊物品(item)的填料合金中或者待钎焊物品(item)的结构材料中，每次钎焊时待钎焊的部件都必须被置于外壳的内部，对工业生产来说这是效率低的方法。此外，除了以上的钎焊方法，有另一种称作VAW法的惰性气体气氛钎焊方法，其中不用焊剂。这种方法中，通过向填料合金中加入微量的Bi、Sb、Ba、Sr、Be等，并在钎焊加热之前利用碱蚀刻或酸蚀刻破坏和除去填料合金表面上的氧化物膜，能够在惰性气体气氛中进行钎焊。然而，这种方法中，必须将气氛严格控制到-65℃或更低的露点，5ppm或更低的氧浓度。而且，材料的预处理是必需的，严格控制气氛也是必需的，因而就实际应用来说这种方法是不合适的。近来，由于材料发展的微细化(slimming)，填料合金的厚度也减小了。因为准备使用的填料合金的量的减少使钎焊质量趋于降低，所以即使在使用薄的填料合金时也要保证好的钎焊质量就成为必需的。因而，在用于工业制造热交换器的钎焊中仍存在一些问题。本专利技术的一个目的是提供一种工业上效率高的钎焊铝或铝合金材料的方法以及一种适用于该方法的钎焊板，由此解决了上述存在的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊铝或铝合金材料的方法，所述的方法包括：　　　　使一铝合金钎焊板的一填料合金的一包层表面的一面处于一钎焊组件的内部；　　　　将所述的钎焊板构成一中空结构；和　　　　在一惰性气体气氛中不涂布焊剂而在形成的所述中空结构的内侧进行钎焊，　　　　其中所述的板具有在其一面或两面上都包覆有填料合金层的一铝或铝合金芯部，所述填料合金层由Ａｌ－Ｓｉ类合金组成，且所述板至少在除了填料合金层之外的、构成钎焊板的一层中含有Ｍｇ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村真哉，柳川裕，土公武宜，长谷川义治，官地汉彦，平尾幸司，
申请(专利权)人：古河SKY株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]