无助焊剂钎焊用铝钎焊板制造技术

本发明专利技术提供一种无助焊剂钎焊用铝钎焊板，其用于在不使用助焊剂且不伴有减压的非氧化性气氛下供于钎焊，其中，以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、1.5～14.0％的Si及0.005～1.5％的Bi的Al‑Si‑Mg‑Bi系钎料被包覆在芯材的一面或两面而位于最表面，所述Al‑Si‑Mg‑Bi系钎料中所包含的Mg‑Bi系化合物在钎焊前的表层面方向的观察中，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

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无助焊剂钎焊用铝钎焊板
本专利技术涉及一种基于无助焊剂进行接合的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，能够通过经熔融而活化的钎料中的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2014-50861号公报然而，对于管及鳍片接合部等容易受到气氛的影响的接缝形状，虽然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。作为使无助焊剂钎焊的接合状态稳定的方法，例如提出了使用专利文献1所示的Al-Si-Mg-Bi系钎料，并控制钎料中的Bi粒子、Mg-Bi化合物粒子的分布状态的技术。根据该技术，在钎料中分散当量圆直径为5.0～50μm的单质Bi或者Bi-Mg化合物，从而这些化合物在材料制造过程中暴露于钎料表面，在暴露部上的氧化皮膜形成得到抑制，从而短时间的钎焊加热时间内的无助焊剂钎焊性得到提高。然而，很难说获得了能够代替现在主流的使用氟化物系助焊剂的钎焊方法的程度的稳定的接合性，为了广泛应用于一般的热交换器，需要进一步提高技术。
技术实现思路
因此，本专利技术人等鉴于上述课题进行反复深入研究的结果，发现如下内容：为了进一步提高添加Bi的Al-Si-Mg系钎料的钎焊性，在钎料熔融时使Bi均匀地浓集在表面上最为重要，并且，5μm以上的粗大的Mg-Bi化合物对在制造材料时抑制生成氧化皮膜具有效果，但是在钎焊加热时不易熔解，反而使某种程度上微细的0.1μm以上且小于5.0μm的Bi-Mg化合物分散成规定的数密度以上，从而Mg-Bi化合物在钎焊加热时可靠地熔解，生成金属Bi，并且所生成的Bi均匀地浓集在表面，从而获得良好的钎焊性。并且，发现如下内容：若在钎焊前的钎料中存在5.0μm以上的粗大的单质Bi粒子，则Bi在钎焊升温过程的低温区域熔融而浓集在材料表面，从而Bi氧化物等在钎料熔融前堆积在材料表面而阻碍接合，因此抑制钎焊前的粗大的单质Bi粒子是重要的。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在无助焊剂的情况下可获得良好的接合性的无助焊剂钎焊用铝钎焊板。本专利技术人等发现，通过使钎焊前的Al-Si-Mg-Bi系钎料中的Mg-Bi系化合物微细且致密地分散，可以在不伴有减压的非氧化性气氛下的无助焊剂钎焊中获得优异的接合状态。即，在本专利技术的无助焊剂钎焊用铝钎焊板中，第1方式是一种无助焊剂钎焊用铝钎焊板，其在不使用助焊剂且不伴有减压的非氧化性气氛下供于钎焊，其特征在于，钎焊板具有至少两层以上的多层结构，以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、1.5～14.0％的Si及0.005～1.5％的Bi的Al-Si-Mg-Bi系钎料被包覆在一面或两面而位于最表面，关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Mg-Bi系化合物，在钎焊前的表层面方向的观察中，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，关于钎料中所包含的Bi单质的粒子，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钎焊板的专利技术，其特征在于，在所述方式的专利技术中，关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Si粒子，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粒子的数量当中，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钎焊板的专利技术，其特征在于，在所述方式的专利技术中，关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Si粒子中，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。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝钎焊板的专利技术，其特征在于，在所述方式的专利技术中，所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的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钎焊板的专利技术，在所述方式的专利技术中，在所述Al-Si-Mg-Bi系钎料所包含的杂质中，Ca以质量ppm计为100ppm以下。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝钎焊板的专利技术，在所述方式的专利技术中，所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中，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钎焊板的专利技术，在所述方式的专利技术中，所述芯材具有如下组成：以质量％计含有Si：0.05～1.2％、Mg：0.01～2.0％、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％、Bi：0.005～1.5％及Zn：0.1～9.0％中的一种或两种以上，并且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝钎焊板的专利技术，在所述方式的专利技术中，所述芯材具有如下组成：以质量％计含有Si：0.05～1.2％、Mg：0.01～2.0％，进一步含有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％、Bi：0.005～1.5％及Zn：0.1～9.0％中的一种或两种以上，并且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。关于另一方式的无助焊剂钎焊用铝钎焊板的专利技术，在所述方式的专利技术中，所述芯材被牺牲材料包覆，所述牺牲材料以质量％计含有Zn：0.1～9.0％，进一步含有Si：0.05～1.2％、Mg：0.01～2.0％、Mn：0.1～2.5％、Fe：0.05～1.5％、Zr：0.01～0.3％、Ti：0.01～0.3％、Cr：0.01～0.5％、Bi：0.005～1.5％中的一种或两种以上。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。钎料Mg：0.01～2.0％Mg对Al氧化皮膜(Al2O3)进行还原分解。其中，若含量过少，则效果不充分，另一方面，若过多地含有，则与钎焊气氛中的氧进行反应而生成阻碍接合的MgO，或材料变硬且变脆，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝钎焊板，其具有至少两层以上的多层结构，其特征在于，/n以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、1.5～14.0％的Si及0.005～1.5％的Bi的Al-Si-Mg-Bi系钎料被包覆在一面或两面而位于最表面，关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Mg-Bi系化合物，在钎焊前的表层面方向的观察中，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】1.一种铝钎焊板，其具有至少两层以上的多层结构，其特征在于，
以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、1.5～14.0％的Si及0.005～1.5％的Bi的Al-Si-Mg-Bi系钎料被包覆在一面或两面而位于最表面，关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Mg-Bi系化合物，在钎焊前的表层面方向的观察中，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，关于钎料中所包含的Bi单质的粒子，在钎焊前的表层面方向的观察中，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所述的铝钎焊板，其特征在于，
关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Si粒子，在表层面方向的观察中，以当量圆直径计具有0.8μm以上的直径的Si粒子的数量当中，以当量圆直径计具有1.75μm以上的直径的Si粒子的数量为25％以上。


3.根据权利要求1或2所述的铝钎焊板，其特征在于，
关于所述Al-Si-Mg-Bi系钎料所包含的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。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的铝钎焊板，其特征在于，
所述Al-Si-Mg-Bi系钎料中所包含的Mg与Bi的原子浓度比为Mg/Bi＝1.5以上。


5.根据权利要求1至4中任一项所述...

【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，江户正和，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP