热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法技术

一种热交换器用铝合金材料及其制造方法，其特征在于，热交换器用铝合金材料由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×10

Aluminum alloy material for heat exchanger and its manufacturing method, as well as aluminium alloy cladding material and manufacturing method for heat exchanger

A kind of aluminium alloy material for heat exchanger and its manufacturing method are characterized in that the aluminium alloy material for heat exchanger is composed of aluminium alloy. The aluminium alloy contains Si:0.02-0.40 mass, Cu:1.0-2.5 mass, Mn:0.5-2.0 mass, and the remainder is composed of Al and unavoidable impurities with a mass of 0.1-1.0 um. The Number Density of Al-Cu-Mn Intermetallic Compounds with Circular Equivalent Diameter is 1.0*10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法
本专利技术涉及适合被用作散热器等的热交换器中的冷媒或高温压缩空气的通道构造材料的高强度的热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法。
技术介绍
例如，如图1所示，散热器等热交换器具有在被形成为扁平状的多根管1之间配置有被加工成波纹状的薄壁的翅片2的构造。管1与翅片2通过钎焊而被接合。管1的两端分别向由联管箱3和罐4构成的空间开口。在热交换器中，将高温的冷媒经由管1从一个罐输送到另一个罐，用管1及翅片2进行热交换而使已变成低温的冷媒循环。在这样的热交换器的管上，通常，使用包括芯材、具有牺牲阳极效应的内贴材、以及钎料的钎焊板。作为芯材，例如使用JIS3003(Al－0.15质量％Cu－1.1质量％Mn)合金。在芯材的内侧、即始终与冷媒接触的一侧，作为内贴材，使用JIS7072(Al－1质量％Zn)合金。此外，在芯材的外侧，作为钎料，通常使用JIS4045(Al－10质量％Si)合金等。管与加工成波纹状的翅片等其它构件一起通过钎焊而被一体地接合。作为钎焊法，可举出焊剂钎焊法、使用了非腐蚀性焊剂的不溶性焊剂(Nocolok)钎焊法等，钎焊是通过将各构件加热到600℃附近的温度从而进行的。近年来，为了热交换器的轻量化，需求管用铝材的薄壁化，随之而来，需求高强度化。以往的高强度化的材料设计思想主要是使Al－Si－Mn系析出物微细地分散，并通过分散强化来强化材料。因此，为了高强度化，使用了增加芯材中的Si含量的方法。但是，当增加芯材的Si含量时，熔点会大幅地降低。因为在钎焊中被加热到600℃附近的温度，所以当考虑炉内的温度的偏差时，因为大幅地增加Si的含量会导致变得容易发生材料的熔融，所以是不希望的。因此，管材的高强度化已是达到极限的状态。对此，在专利文献1中记载了在含有Cu的芯材的单面上包覆了含有Zn和Mg的牺牲阳极材料的钎焊板。在从钎焊板的牺牲阳极材料与芯材的界面起向芯材内到30μm深度为止的部分，使Al－Cu－Mg－Zn系析出物分散而提高了强度，但是，对于在管材整体中的强度提高来说效果较小。此外，在专利文献2中记载了如下铝合金制钎焊板：通过增加芯材的Cu含量，从而使钎焊加热后的Cu固溶量增加，并且从牺牲阳极材料扩散的Mg在芯材中促进Mg2Si的时效析出，并实现了钎焊加热后的强度提高。但是，因为当对芯材大量地添加Cu时，会与Mn生成化合物而析出Al－Cu－Mn系化合物，所以即使含有较多的Cu，有的情况下也在钎焊加热后不会得到高强度。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：日本特开平9－95749号公报专利文献2：日本特开2015－190045号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在钎焊加热后表现出高强度的热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法。[用于解决技术课题的技术方案]为了解决上述问题，本专利技术人发现了：通过规定Al－Cu－Mn系金属间化合物的存在状态，从而使得能够最大限度地利用钎焊加热后的析出强化及固溶强化，并得到表现出高强度的铝合金材料。第1专利技术的技术方案1是一种热交换器用铝合金材料，其特征在于，由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。本专利技术的技术方案2，在技术方案1中，上述铝合金进一步含有从Mg：0.1～1.0质量％、Ti：0.05～0.20质量％、V：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％及Cr：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。本专利技术的技术方案3是一种技术方案1或2所述的热交换器用铝合金材料的制造方法，其特征在于，包含：铸造工序，铸造上述铝合金；热轧制工序，对铸造后的铸坯进行热轧制；冷轧制工序，对热轧制板进行冷轧制；以及1次以上的退火工序，在冷轧制工序的中途及冷轧制工序之后的一者或两者对冷轧制板进行退火，在上述热轧制工序中，热轧制板的温度为500～400℃的温度区域中的板厚减少率为90％以上。第2专利技术的第1方式是技术方案4，是一种热交换器用铝合金包覆材料，包括铝合金的芯材、以被包覆在该芯材的单面或两面上的钎料，其特征在于，上述芯材由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，上述钎料由铝合金构成，该铝合金含有Si：2.5～12.5质量％、Fe：0.05～1.20质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，在上述芯材中，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。本专利技术的技术方案5，在技术方案4中，上述芯材进一步含有从Mg：0.1～1.0质量％、Ti：0.05～0.20质量％、V：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％及Cr：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。本专利技术的技术方案6，在技术方案4或5中，上述钎料由铝合金构成，该铝合金进一步含有从Zn：0.5～8.0质量％、Cu：0.05～2.50质量％、Mn：0.05～2.00质量％、Ti：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％、Cr：0.05～0.20质量％及V：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。本专利技术的技术方案7，在技术方案4～6中的任一项中，上述钎料由铝合金构成，该铝合金进一步含有从Na：0.001～0.050质量％及Sr：0.001～0.050质量％中选择的1种或2种。本专利技术的技术方案8是一种技术方案4～7中的任一项所述的热交换器用铝合金包覆材料的制造方法，其特征在于，包含：铸造工序，分别铸造上述芯材用及钎料用的铝合金；热轧制工序，对铸造后的钎料的铸坯进行热轧制到预定的厚度；包层工序，将通过热轧制而成为了预定的厚度的钎料包覆在芯材铸坯的单面或两面上；热包层轧制工序，对包层材料进行热轧制；冷轧制工序，对热包层轧制后的包层材料进行冷轧制；以及1次以上的退火工序，在冷轧制工序的中途及冷轧制工序之后的一者或两者对包层材料进行退火，在上述热包层轧制工序中，包层材料的温度为500～400℃的温度区域中的板厚减少率为90％以上。第2专利技术的第2方式是技术方案9，是一种热交换器用铝合金包覆材料，包括铝合金的芯材、被包覆在该芯材的一个面上的钎料、以及被包覆在另一个面上的牺牲阳极材料，其特征在于，上述芯材由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，上述钎料由铝合金构成，该铝合金含有Si：2.5～12.5质量％、Fe：0.05～1.20质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，上述牺牲阳极材料由铝合金构成，该铝合金在600℃且3分钟的钎焊当量加热后与芯材相比自然电位低，上述芯材的具有0.1～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器用铝合金材料，其特征在于，由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 JP 2016-0595971.一种热交换器用铝合金材料，其特征在于，由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。2.如权利要求1所述的热交换器用铝合金材料，其中，上述铝合金进一步含有从Mg：0.1～1.0质量％、Ti：0.05～0.20质量％、V：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％及Cr：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。3.一种热交换器用铝合金材料的制造方法，是权利要求1或2所述的热交换器用铝合金材料的制造方法，其特征在于，包括：铸造工序，铸造上述铝合金，热轧制工序，对铸造后的铸坯进行热轧制，冷轧制工序，对热轧制板进行冷轧制，以及1次以上的退火工序，在冷轧制工序的中途及冷轧制工序之后的一者或两者对冷轧制板进行退火；在上述热轧制工序中，热轧制板的温度为500～400℃的温度区域中的板厚减少率为90％以上。4.一种热交换器用铝合金包覆材料，包括铝合金的芯材、以及被包覆在该芯材的单面或两面的钎料，其特征在于，上述芯材由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，上述钎料由铝合金构成，该铝合金含有Si：2.5～12.5质量％、Fe：0.05～1.20质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，在上述芯材中，具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。5.如权利要求4所述的热交换器用铝合金包覆材料，其中，上述芯材进一步含有从Mg：0.1～1.0质量％、Ti：0.05～0.20质量％、V：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％及Cr：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。6.如权利要求4或5所述的热交换器用铝合金包覆材料，其中，上述钎料由铝合金构成，该铝合金进一步含有从Zn：0.5～8.0质量％、Cu：0.05～2.50质量％、Mn：0.05～2.00质量％、Ti：0.05～0.20质量％、Zr：0.05～0.20质量％、Cr：0.05～0.20质量％及V：0.05～0.20质量％中选择的1种或2种以上。7.如权利要求4～6中的任一项所述的热交换器用铝合金包覆材料，其中，上述钎料由铝合金构成，该铝合金进一步含有从Na：0.001～0.050质量％及Sr：0.001～0.050质量％中选择的1种或2种。8.一种权利要求4～7中的任一项所述的热交换器用铝合金包覆材料的制造方法，其特征在于，包括：铸造工序，分别铸造上述芯材用及钎料用的铝合金，热轧制工序，对铸造后的钎料的铸坯进行热轧制到预定的厚度，包层工序，将通过热轧制而成为了预定的厚度的钎料包覆在芯材铸坯的单面或两面，热包层轧制工序，对包层材料进行热轧制，冷轧制工序，对热包层轧制后的包层材料进行冷轧制，以及1次以上的退火工序，在冷轧制工序的中途及冷轧制工序之后的一者或两者对包层材料进行退火；在上述热包层轧制工序中，包层材料的温度为500～400℃的温度区域中的板厚减少率为90％以上。9.一种热交换器用铝合金包覆材料，包括铝合金的芯材、被包覆在该芯材的一个面上的钎料、以及被包覆在另一个面上的牺牲阳极材料，其特征在于，上述芯材由铝合金构成，该铝合金含有Si：0.02～0.40质量％、Cu：1.0～2.5质量％、Mn：0.5～2.0质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质果构成，上述钎料由铝合金构成，该铝合金含有Si：2.5～12.5质量％、Fe：0.05～1.20质量％，且剩余部分由Al及不可避免的杂质构成，上述牺牲阳极材料由铝合金构成，该铝合金在600℃且3分钟的钎焊当量加热后与芯材相比自然电位低，上述芯材的具有0.1～1.0μm的圆当量径的Al－Cu－Mn系金属间化合物的数密度为1.0×106个/mm2以上。10.如权利要求9所述的热交换器用铝合金包覆材料，其中，上述芯材进一步含有从Mg：0.1～1.0质量％、Ti：0.05～0....

【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