钎焊用铝合金及铝钎焊板制造技术

本发明专利技术提供一种无助焊剂钎焊用铝合金，其在不伴有减压的非氧化性气氛中通过Al‑Si系钎料供于以无助焊剂的方式进行的钎焊，其中，以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、0.005～1.5％的Bi，关于所述铝合金中所包含的Mg‑Bi系化合物，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有0.01μm以上且小于5.0μm的直径的Mg‑Bi系化合物在每10000μm

Aluminum alloy and plate for brazing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钎焊用铝合金及铝钎焊板
本专利技术涉及一种用于无助焊剂的钎焊的无助焊剂钎焊用铝合金及无助焊剂钎焊用铝钎焊板。
技术介绍
关于散热器等铝制汽车用热交换器，随着迄今为止的小型轻量化，铝材料变得越来越薄且高强度。在铝制热交换器的制造过程中，进行钎焊以接合接缝，但在现在主流的使用氟化物系助焊剂的钎焊方法中，由于助焊剂与材料中的Mg进行反应而非活性化且容易产生钎焊不良，因此，添加Mg的高强度部件的利用受到限制。因此，期望在不使用助焊剂的情况下接合添加Mg的铝合金的钎焊方法。在使用Al-Si-Mg钎料的无助焊剂钎焊中，能够通过经熔融而成为活性的钎料中的Mg对接合部表面的Al氧化皮膜(Al2O3)进行还原分解而进行接合。在封闭的面接合接缝等中，以通过基于Mg的氧化皮膜的分解作用而组合具有钎料的钎焊板彼此的接缝、或组合钎焊板和不具有钎料的被接合部件(裸材)的接缝获得良好的接合状态。专利文献1：日本特开2014-37576号公报然而，对于具有容易受到气氛的影响的开放部的接缝形状，MgO皮膜容易在添加Mg的钎料的表面生长，但由于MgO皮膜是不易分解的稳定的氧化皮膜，因此接合受到明显阻碍。因此，强烈期望一种以具有开放部的接缝获得稳定的接合状态的无助焊剂钎焊方法。由于上述原因，材料表面的钎料合金中的Mg含量越多，进而钎焊炉内的氧浓度变得越高，则在钎焊升温过程中MgO皮膜在材料表面生长，从而接合状态越容易变得不稳定。为了抑制MgO皮膜的生长，不添加或以少量添加所要制作的钎料合金中的Mg是有效的。然而，公开有如下技术：由于在钎料熔融时，将Al氧化皮膜(Al2O3)进行还原分解的Mg量不充分，因此相较于钎料而在内部的芯材中添加Mg，且能够利用在钎焊升温过程中扩散到钎料中的Mg进行接合(专利文献1)。然而，即使在使用该技术的情况下，MgO皮膜也在熔融钎材表面生长，从而接合状态容易变得不稳定。
技术实现思路
本专利技术是以上述情况为背景而完成的，其目的在于提供一种即使在具有容易受到气氛的影响的开放部的接缝形状下，也可获得无助焊剂时的良好接合性的无助焊剂钎焊用铝合金、无助焊剂钎焊用钎焊板。本专利技术人等发现，在用于无助焊剂钎焊的单层铝合金或钎焊板的芯材等中添加Mg和Bi，并且将以当量圆直径计具有小于0.01～5μm的直径的Mg-Bi化合物分散成规定的数密度以上，从而在钎焊加热时Mg-Bi化合物熔解，生成金属Bi，并且，所生成的Bi扩散到材料表面并均匀地浓集，从而使氧化皮膜变质而成为容易还原分解的结构，并且混入到熔融钎材来降低表面张力，从而获得良好的钎焊性。此时，判明如下内容：在制造原材料时，若生成5μm以上的粗大的Mg-Bi化合物，则微细的Mg-Bi化合物的数量减少，并且上述效果降低。进而，明确了如下内容：若未与Mg形成化合物的当量圆直径为5.0μm以上的单质Bi以一定以上的数密度存在于钎焊前的材料中，则在钎焊加热过程的低温区域熔解并浓缩在材料表面，但在钎料熔融之前Bi在材料表面氧化而堆积，并且氧化皮膜在早期阶段变得不稳定而容易进行再氧化，从而阻碍接合，因此变得难以获得良好的接合状态。即，在本专利技术的无助焊剂钎焊用铝合金中，第1方式的特征在于，以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、0.005～1.5％的Bi，并且，关于所述铝合金中所包含的Mg-Bi系化合物，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有0.01μm以上且小于5.0μm的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视场中存在多于10个，并且，具有5.0μm以上的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视场中为小于2个，进而，关于铝合金中所包含的Bi单质的粒子，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有5.0μm以上的直径的Bi单质的粒子在每10000μm2视场中为小于5个。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝合金，其特征在于，在所述方式的本专利技术中，所述铝合金中的Mg与Bi的原子浓度比为Mg/Bi＝1.5以上。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝合金，在所述方式的本专利技术中，所述铝合金中所包含的Ca以质量ppm计设为100ppm以下。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝合金，其特征在于，在所述方式的本专利技术中，所述铝合金以质量％计进一步含有Si：0.05～1.2％、Mn：0.1～2.5％、Cu：0.01～2.5％、Fe：0.05～1.5％、Zr：0.01～0.3％、Ti：0.01～0.3％、Cr：0.01～0.5％、Zn：0.1～9.0％中的一种或两种以上。关于本专利技术的无助焊剂钎焊用钎焊板，第1方式的特征在于，具有多层结构，所述多层结构由至少一层以上的所述方式中的任一方式所述的铝合金层叠而成，且进一步层叠有Al-Si系钎料而位于最表面。关于另一方式的无助焊剂钎焊用钎焊板，其特征在于，在所述方式的专利技术中，所述Al-Si系钎料以质量％计含有Si：1.5～14％，进一步含有Mg：0.01～2.0％、Bi：0.005～1.5％中的一种或两种。关于另一方式的无助焊剂钎焊用钎焊板，在所述方式的专利技术中，所述Al-Si系钎料中所包含的Ca以质量ppm计设为100ppm以下。关于另一方式的无助焊剂钎焊用钎焊板，其特征在于，在所述方式的专利技术中，所述Al-Si系钎料以质量％计进一步含有0.1～9.0％的Zn。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝合金，其特征在于，在所述方式的本专利技术中，关于所述Al-Si系钎料中所包含的Si粒子中，从表层面方向观察时，以当量圆直径计具有0.8μm以上的直径的Si粒子的数量中，以当量圆直径计具有1.75μm以上的直径的数量为25％以上。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝合金，其特征在于，在所述方式的本专利技术中，关于所述Al-Si系钎料中所包含的Si粒子，相对于总表面积的以当量圆直径计具有1.75μm以上的直径的Si粒子的面积率为0.1～1.5％的范围。以下，对本专利技术中规定的组成等进行如下说明。另外，含量的记载均以质量比表示。·无助焊剂用铝合金以下，对用于裸材或钎焊板的芯材或牺牲材料等中的无助焊剂用铝合金进行说明。Mg：0.01～2.0％一部分Mg扩散到材料表面而对氧化皮膜(Al2O3)进行还原分解。并且，通过析出与Si等的化合物来提高材料强度。进而，通过强化氧化皮膜来提高耐腐蚀性。其中，若含量过少，则效果不充分，另一方面，若过多地含有，则不仅效果饱和，而且材料变硬且变脆，因此难以制造原材料。由于这些原因，Mg含量设为上述范围。另外，出于相同的原因，优选将Mg含量设为下限为0.05％、上限为1.5％。Bi：0.005～1.5％Bi通过一部分扩散到材料表面而抑制材料表面的致密的氧化皮膜的生长。并且，通过与流动到材料表面的熔融钎材混合而降低熔融钎材的表面张力，并且提高钎料的润湿扩散性。其中，若含量小于下限，则效果不充分，另一方面，若过多，则效果饱和，并且容易在材料表面生成Bi的氧化物而阻碍接合。由于这些原因，将Bi含量设为上述范围。另外，出于相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钎焊用铝合金，其通过Al-Si系钎料供于钎焊，其特征在于，/n以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、0.005～1.5％的Bi，并且，/n关于所述铝合金中所包含的Mg-Bi系化合物，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有0.01μm以上且小于5.0μm的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钎焊用铝合金，其通过Al-Si系钎料供于钎焊，其特征在于，
以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、0.005～1.5％的Bi，并且，
关于所述铝合金中所包含的Mg-Bi系化合物，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有0.01μm以上且小于5.0μm的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视场中存在多于10个，并且，具有5.0μm以上的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视场中为小于2个，
进而，关于铝合金中所包含的Bi单质的粒子，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有5.0μm以上的直径的Bi单质的粒子在每10000μm2视场中为小于5个。


2.根据权利要求1所述的钎焊用铝合金，其特征在于，
所述铝合金中的Mg与Bi的原子浓度比为Mg/Bi＝1.5以上。


3.根据权利要求1或2所述的钎焊用铝合金，其中，
所述铝合金中所包含的Ca以质量ppm计设为100ppm以下。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的钎焊用铝合金，其特征在于，
所述铝合金以质量％计进一步含有Si：0.05～1.2％、Mn：0.1～2.5％、Cu：0.01～2.5％、Fe：0.05～1.5％、Zr：0.01～0.3％、Ti：0.01～0.3％、Cr：0.01～0.5％、Zn：0.1～9.0％中的一种或两种以...

【专利技术属性】
技术研发人员：森祥基，三宅秀幸，吉野路英，岩尾祥平，江戸正和，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP