铝合金硬钎焊片材及硬钎焊方法技术

一种硬钎焊方法，其中，对于芯材和钎料中的任意一者或两者含有X原子(X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr)中的任意一种或两种以上，通过硬钎焊加热，相对于硬钎焊加热前的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下的含有X原子的氧化物颗粒形成于表面的铝合金硬钎焊片材，自200℃直至硬钎焊温度为止，首先在管理成露点为‑20℃以下的非活性气体气氛中进行升温，接着在管理成露点为‑40℃以下且氧浓度为100ppm以下的非活性气体气氛中进行升温后，在不使用熔剂的非活性气体气氛中、在580～615℃的温度下进行硬钎焊加热，由此进行硬钎焊。根据本发明专利技术，可以提供硬钎焊性优异的硬钎焊方法以及用于其的铝合金硬钎焊片材，该硬钎焊方法为不使用熔剂的非活性气体气氛中进行硬钎焊的硬钎焊方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝合金硬钎焊片材及硬钎焊方法
本专利技术涉及不使用熔剂的非活性气体气氛中的铝或铝合金的硬钎焊中使用的铝合金硬钎焊片材以及使用其的硬钎焊方法。
技术介绍
作为铝制的热交换器、机械用部件等具有很多细小的接合部的铝产品的接合方法，广泛使用硬钎焊接合。为了将铝或铝合金进行硬钎焊接合，必须将覆盖表面的氧化覆膜破坏、使熔融了的钎料露出、使其用母材或同样地熔融了的钎料润湿，为了破坏氧化覆膜，大致分为在氮气炉中使用熔剂的方法和在真空加热炉中不使用熔剂的方法，都得到实用化。利用在氮气炉中使用熔剂的方法时，在硬钎焊加热中，熔剂与氧化覆膜反应、破坏氧化覆膜。但是，存在熔剂的费用和涂布熔剂的工序的费用增多的问题。另外，不均匀地涂布熔剂的情况下，存在产生硬钎焊不良的危险。另一方面，在真空加热炉中不使用熔剂的方法使用由Al-Si-Mg系合金形成的钎料，通过真空中的加热而钎料中的Mg蒸发，破坏材料表面的氧化覆膜。但是，存在需要昂贵的真空加热设备的缺点。另外，由于所蒸发的Mg附着于炉内，存在去除所附着的Mg的维护费用也高的问题。因此，在氮气炉中不使用熔剂地进行接合的需求升高。为了响应这种需求，例如专利文献1中提出了通过在钎料中含有Mg、能够实现面接合。另外，专利文献2中提出了通过在芯材中含有Mg、在硬钎焊加热中使Mg向钎料中扩散，由此能够以单纯的翅片/管接头形成焊脚。但是，利用这些手法时，在具有缝隙的现实的接头中，不涂布熔剂时不能形成充分的焊脚。即，对于这些手法而言，将氧化覆膜通过Mg分散为颗粒状后，通过熔融了的钎料与氧化覆膜的热膨胀差或者焊料的流动等外力，使熔融了的钎料的新生面露出，产生润湿。因此，利用这些手法时，在现实的接头中形成变形的焊脚。为了即使在现实的接头中也形成均匀的焊脚，需要使熔融了的钎料的新生面在钎料全部表面露出。另外，专利文献1中提出了抑制存在于硬钎焊加热前的氧化覆膜上的MgO覆膜的厚度是有效的。但是，在钎料含有0.1％以上的Mg的专利文献1中，在现实接头中，在硬钎焊加热中部分地形成MgO系覆膜，阻碍焊脚的形成，由此产生焊脚间断。另一方面，专利文献3中提出了在钎料含有0.05％以上的Mg的材料中，在硬钎焊加热之前实施酸洗处理，由此去除MgO系覆膜，能够无熔剂地进行硬钎焊的手法。但是，与专利文献1同样地不能充分抑制硬钎焊加热中的MgO系覆膜的形成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-215797号公报专利文献2：日本特开2004-358519号公报专利文献3：日本特开平11-285817号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供硬钎焊性优异的硬钎焊方法以及用于其的铝合金硬钎焊片材，该硬钎焊方法为不使用熔剂地在非活性气体气氛中进行硬钎焊的硬钎焊方法。用于解决问题的方案上述目的通过下述本专利技术达成。即，本专利技术(1)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，其为用于不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊的铝合金硬钎焊片材，其由铝或铝合金的芯材，和包层于该芯材的单面或两面、含有4.0～13.0质量％的Si的铝合金的钎料形成，该芯材和该钎料中的任意一者或两者含有X原子(X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr)中的任意一种或两种以上，仅该芯材含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％，仅该钎料含有X原子的情况下，该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该芯材和该钎料这两者含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％、并且该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该铝合金硬钎焊片材为如下硬钎焊片材：通过硬钎焊加热，在表面形成有相对于硬钎焊加热前的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下的含有X原子的氧化物颗粒。另外，本专利技术(2)提供一种硬钎焊方法，其特征在于，其为不使用熔剂地在非活性气体气氛中、580～615℃的温度下对铝合金硬钎焊片材进行硬钎焊加热，由此进行硬钎焊的硬钎焊方法，该铝合金硬钎焊片材为(1)的铝合金硬钎焊片材，对于自200℃直至硬钎焊温度为止的升温而言，自200℃直至条件切换温度为止、在管理成露点为-20℃以下的非活性气体气氛中进行升温，并且自该条件切换温度直至硬钎焊温度为止、在管理成露点为-40℃以下且氧浓度为100ppm以下的非活性气体气氛中进行升温，该条件切换温度为450℃以下。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供硬钎焊性优异的硬钎焊方法以及用于其的铝合金硬钎焊片材，该硬钎焊方法为不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊方法。附图说明图1为表示实施例和比较例中的杯突试验片(cuptestpiece)的组装的图。图2为实施例的试验No.30的硬钎焊加热后的试验材料表面的SEM照片。具体实施方式本专利技术的铝合金硬钎焊片材的特征在于，其为用于不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊的铝合金硬钎焊片材，其由铝或铝合金的芯材，和包层于该芯材的单面或两面、含有4.0～13.0质量％的Si的铝合金的钎料形成，该芯材和该钎料中的任意一者或两者含有X原子(X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr)中的任意一种或两种以上，仅该芯材含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％，仅该钎料含有X原子的情况下，该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该芯材和该钎料这两者含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％、并且该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该铝合金硬钎焊片材为如下硬钎焊片材：通过硬钎焊加热，在表面形成有相对于硬钎焊加热前的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下的含有X原子的氧化物颗粒。本专利技术的铝合金硬钎焊片材为用于硬钎焊的铝合金硬钎焊片材：不使用熔剂地在非活性气体气氛中进行硬钎焊加热，由此进行铝或铝合金的硬钎焊。本专利技术的铝合金硬钎焊片材由芯材和钎料形成，所述芯材由铝或铝合金形成，所述钎料由包层于芯材的单面或两面的铝合金形成。本专利技术的铝合金硬钎焊片材中，芯材和钎料中的任意一者或两者含有X原子(X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr。)中的任意一种或两种以上。也就是说，本专利技术的铝合金硬钎焊片材存在(A)仅芯材含有X原子的方式、(B)仅钎料含有X原子的方式、(C)芯材和钎料这两者含有X原子的方式。需要说明的是，本专利技术中，X原子为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr的总称，指的是这些原子中的一种或两种以上。X原子在硬钎焊加热中破坏形成于钎料的表面的氧化覆膜、有效地使熔融钎料的新生面露出。并且X原子的氧化物生成能比Al小，因此在硬钎焊加热中，将以Al作为主要成分的氧化覆膜还原，形成颗粒状的含有X原子的氧化物。本专利技术的铝合金硬钎焊片材为如下铝合金硬钎焊片材：通过不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊加热，相对于硬钎焊前的形成于钎料表面的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下、优选0.70～0.97、特别优选0.70～0.95的含有X原子的氧化物颗粒形成于钎料的表面的铝合金硬钎焊片材。不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊加热中，形成相对于硬钎焊前的形成于钎料表面的氧化覆膜的体积变化率处于上述范围内、并且为颗粒状的含有X原子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，其为用于不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊的铝合金硬钎焊片材，其由铝或铝合金的芯材，和包层于该芯材的单面或两面、含有4.0～13.0质量％的Si的铝合金的钎料形成，该芯材和该钎料中的任意一者或两者含有X原子中的任意一种或两种以上，X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr，仅该芯材含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％，仅该钎料含有X原子的情况下，该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该芯材和该钎料这两者含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％、并且该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该铝合金硬钎焊片材为如下硬钎焊片材：通过硬钎焊加热，在表面形成有相对于硬钎焊加热前的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下的含有X原子的氧化物颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 JP 2015-2043811.一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，其为用于不使用熔剂的非活性气体气氛中的硬钎焊的铝合金硬钎焊片材，其由铝或铝合金的芯材，和包层于该芯材的单面或两面、含有4.0～13.0质量％的Si的铝合金的钎料形成，该芯材和该钎料中的任意一者或两者含有X原子中的任意一种或两种以上，X为Mg、Li、Be、Ca、Ce、La、Y和Zr，仅该芯材含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％，仅该钎料含有X原子的情况下，该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该芯材和该钎料这两者含有X原子的情况下，该芯材中的各X原子的含量为0.01～2.0质量％、并且该钎料中的各X原子的含量为0.001～0.03质量％，该铝合金硬钎焊片材为如下硬钎焊片材：通过硬钎焊加热，在表面形成有相对于硬钎焊加热前的氧化覆膜的体积变化率为0.99以下的含有X原子的氧化物颗粒。2.根据权利要求1所述的铝合金硬钎焊片材，其特征在于，所述芯材为如下铝合金，所述铝合金含有：各X原子的含量为2.0质量％以下的X原子；和1.8质量％以下的Mn、1.2质量％以下的Si、1.0质量％以下的Fe、1.5质量％以下的Cu、3.0质量％以下的Zn和0.2质量％以下的Ti中...

【专利技术属性】
技术研发人员：山吉知树，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