多层可钎焊薄板制造技术

包括芯层、中间层、钎焊包层和牺牲层的多层铝钎焊薄板，其中通过控制芯层的锰（Ｍｎ）、硅（Ｓｉ）、铜（Ｃｕ）和镁（Ｍｇ）含量，中间层的Ｍｎ、Ｓｉ和Ｃｕ含量和牺牲层的Ｍｎ、Ｓｉ和Ｚｎ含量及钎焊热周期的细节优化钎焊薄板的钎焊后强度。通过在中间层中应用０．５％－１．２％Ｃｕ，钎焊薄板保持抗腐蚀性，同时优化钎焊后强度。此外，钎焊薄板的中间层和牺牲层含有低量镁或不含镁以保持钎焊薄板的钎焊能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明多层可钎焊薄板 专利
本专利技术涉及可使用基于氟化物的焊剂通过受控气氛钎焊过程进行钎焊的多层钎焊薄板，并提供改善的钎焊后强度同时保持薄板的抗腐蚀性。
技术介绍
由于能在各种形状及类型的铝零件间产生牢固且均匀的连接，所以对铝进行钎焊连接是公知的方法。目前，商业化的重要钎焊方法是下文称为CAB方法的受控气氛钎焊法。顾名思义，在具有受控气氛(低的氧及湿气含量)的炉子中进行CAB过程以使铝在提高的温度下的氧化最小化。在CAB方法中，对要连接的铝零件进行成形，有时进行清洗，加焊剂，然后在接近600℃的温度下进行钎焊。CAB方法需要熔化填充金属，典型为熔化温度比要连接的铝零件低的4XXX系列(Al-Si)铝合金。能够在要连接的铝零件间以箔片形式，以置于连接位置附近的糊料中的粉末形式添加填充金属，或者如果工件由通常称为铝钎焊薄板的包层产品制得，那么填充金属能够作为要连接的工件的组成部分而存在。在填充金属前熔化的焊剂的作用是消除(lift)或溶解铝零件上的氧化物层，并进一步保护下方金属防止其再氧化。适于CAB钎焊的焊剂族的一个例子是无机氟化物焊剂，例如氟铝酸钾。一种广泛使用的这种类型商用焊剂是 的焊剂族。Nocolok是加拿大Alcan Aluminium Ltd的注册商标。 目前，在钎焊的铝零件中产生高强度仍是挑战，其中高强度通常指的是190MPa或更高的极限抗拉强度(UTS)值。铝芯合金的再结晶消除了由变形带来的任何在先强化，铝芯合金中添加的大多数溶质仅提供平庸的强度提高。然而公知的是，在某些浓度及热历程的条件下，铝中的溶质组合能导致析出硬化。一对特别有效的溶质是镁和硅，它们能结合形成非常细小的对零件进行强化的析出物。这通常称为时效硬化。当在室温下析出时，称为“自然时效”，在提高的温度下称为“人工时效”。 尽管Si是铝钎焊合金中的常用元素，并常常存在于通常用作铝钎焊薄板芯层的AA3XXX合金中，然而通常在用于CAB方法的钎焊合金中限制Mg。这是由于已知Mg对 类型焊剂具有不利影响。Mg与焊剂相互作用，使得对钎焊性能具有负面影响。Nocolok焊剂具有低的使MgO溶剂化的能力，且该焊剂与Mg和MgO反应形成镁氟化物，这些镁氟化物提高焊剂熔点并降低其活性。如果在芯层中存在足够高浓度(有时即使低达0.1％也是有害的)的Mg，Mg可能在CAB过程中扩散到钎焊衬里中并与焊剂相互作用。利用Mg、同时在CAB过程中仍然维持好的钎焊性的一种策略是在离开钎焊衬里的芯材相对侧的衬里中引入Mg。这种衬里称为水侧衬里或牺牲层，因为它将与发动机冷却回路中的冷却剂接触。此外，通过适当选择组成，牺牲层也能对下部芯合金提供阴极保护，从而有助于将使用中对管的内部侵蚀的严重程度最小化。这种在牺牲层中引入Mg的策略对于焊接管非常有效，在焊接管中管坯带材被缝焊在一起。管坯的厚芯材提供足够的Mg扩散阻挡层，使得在钎焊操作过程中Mg不能到达填充金属或焊剂。 然而，能够使用不同的管设计对管提供附加强度。这些设计要求将管坯折叠成允许管沿管中间深度具有中心网(web)的结构，将管分隔成两个平行的流动通道。因为它们的截面外观，有时也称其为B-管结构。然而对于B管结构，在钎焊填充金属需要润湿内部牺牲层的位置处，使用高Mg牺牲层会妨碍形成好的钎焊连接。 为了解决该问题，Kilmer美国专利6,555,251通过使用四层管坯构造将含Mg芯材与钎焊包层和牺牲层分隔开。在这种构造中，含Mg芯材在两个表面上被不含Mg的中间层(interliner)限定。该专利技术的关键特征在于一个或两个所述中间层具有比芯合金高的Si含量。这种设计的另一关键特征是在第一中间层(钎焊层和芯材之间的层)中使用适量Cu水平(至多约0.3％)，认为这会形成有助于管的抗外部腐蚀性的腐蚀电位梯度。Kilmer报道在自然时效30天后，钎焊后极限抗拉强度(UTS)值接近150MPa，在提高的温度下经过显著时间后(在90℃下30天)UTS高达210MPa。 考虑上述内容，在本领域中仍然需要具有优异钎焊能力的管坯材料，该管坯材料能以较短的时效时间(优选在室温下)获得较高水平的钎焊后强度，还显示出能用于包括但不限于B管结构的折叠管结构的良好的外部和内部腐蚀特征。 专利技术概述 一般而言，根据本专利技术，提供了一种四层复合结构，该复合结构包括位于铝业协会(“AA”)4XXX系列合金钎焊包层和芯层间的中间层以及位于离开中间层的芯层相对侧上的牺牲层。 多层钎焊薄板包括由下面组分构成的铝合金芯层约0.7-1.2重量％Cu、至多约1.3重量％Si、至多约1.9重量％Mn、至多约0.7重量％Mg、至多约0.2重量％Ti、至多约0.25重量％铁和偶存杂质；位于芯层一侧上的中间层，该中间层由包括下面组分的铝合金构成约0.5-1.2重量％Cu、至多约1.2重量％Si、至多约0.25重量％Fe、至多约1.9重量％Mn和至多约0.25重量％Ti和偶存杂质；位于中间层另一侧上的钎焊包层，和位于与中间层相对的芯层另一侧上的牺牲层，牺牲层由包括下面组分的铝合金构成至多约1.2重量％Si、至多约0.2重量％Cu、至多约0.25重量％Fe、至多约1.9重量％Mn、至多约6重量％Zn和偶存杂质。 在一个实施方案中、多层钎焊薄板包括由含有下面组分的铝合金构成的芯层约1.3-1.9重量％Mn、约0.7-1.3重量％Si、约0.7-1.2重量％Cu、约0.3-0.7重量％Mg、约0.07-0.2重量％Ti、约0.05-0.25重量％Fe和偶存杂质；位于芯层一侧上的中间层，该中间层包含由下面组分构成的铝合金约1.3-1.9重量％Mn、约0.7-1.2重量％Si、约0.5-1.2重量％Cu、约0.05-0.25重量％Fe、约0.07-0.2重量％Ti和偶存杂质；位于中间层另一侧上的钎焊包层，该钎焊包层由包括下面组分的铝合金构成约5-15重量％Si、至多约0.6重量％Fe、至多约0.1重量％Mn、至多约0.3重量％Cu和偶存杂质；位于与中间层相对的芯层另一侧上的牺牲层，牺牲层由包括下面组分的铝合金构成约4.0-6.0重量％Zn、约0.7-1.9重量％Mn、约0.7-1.2重量％Si、约0.05-0.25重量％Fe、至多约0.2重量％Cu和偶存杂质。 在本专利技术的另一方面，提供了一种钎焊方法，该方法处理铝合金例如上述合金以便利用减少的时效时间提供提高的钎焊后强度，同时保持抗腐蚀性。在一个实施方案中，该钎焊方法包括下面步骤提供多层钎焊薄板或由多层钎焊薄板形成的折叠管，其中该钎焊薄板具有由以下组分构成的芯层约0.7-1.2重量％Cu、至多约1.3重量％Si、至多约1.9重量％Mn、至多约0.7重量％Mg、至多约0.2重量％Ti和至多约0.25重量％Fe、余量的Al和偶存杂质；位于芯层一侧上的中间层，该中间层由以下组分构成约0.5-1.2重量％Cu、至多约1.2重量％Si、至多约0.25重量％Fe、至多约1.9重量％Mn和至多约0.2重量％Ti、余量的Al和偶存杂质；位于中间层另一侧上的钎焊包层，位于与中间层相对的芯层另一侧上的牺牲层，该牺牲层由以下组分构成至多约1.2重量％Si、至多约0.2重量％Cu、至多约0.25重本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层钎焊薄板，包括：　芯层，该芯层包含约０．７－１．２重量％Ｃｕ、至多约１．３重量％Ｓｉ、至多约１．９重量％Ｍｎ、至多约０．７重量％Ｍｇ、至多约０．２重量％Ｔｉ、至多约０．２５重量％铁以及余量的Ａｌ和偶存杂质；　位于芯层一侧上的 中间层，该中间层包含约０．５－１．２重量％Ｃｕ、至多约１．２重量％Ｓｉ、至多约０．２５重量％Ｆｅ、至多约１．９重量％Ｍｎ和至多约０．２重量％Ｔｉ以及余量的Ａｌ和偶存杂质；　位于中间层另一侧上的钎焊包层，及　位于与中间层相对的芯层 另一侧上的牺牲层，该牺牲层包含至多约１．２重量％Ｓｉ、至多约０．２重量％Ｃｕ、至多约０．２５重量％Ｆｅ、至多约１．９重量％Ｍｎ、至多约６重量％Ｚｎ以及余量的Ａｌ和偶存杂质。

【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：腰越史浩，鹤野招弘，植田利树，SF鲍曼，
申请(专利权)人：美铝公司，株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：US[美国]