铝合金包覆材制造技术

本发明专利技术提供一种铝合金包覆材，其用于以无助焊剂的方式稳定地进行钎焊。在芯材的一面配置有牺牲材料，在芯材的另一面配置有钎料，所述钎料含有Si：6.0～14.0%、Mg：0.05～1.5%、Bi：0.05～0.25%、Sr：0.0001～0.1%，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且满足（Bi+Mg）×Sr≤0.1，关于钎料的Mg‑Bi系化合物，在钎焊前的表层面方向上，具有0.1μm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】
铝合金包覆材
本专利技术涉及一种以无助焊剂的方式进行接合的无助焊剂钎焊用的铝合金包覆材。
技术介绍
关于冷凝器或蒸发器等铝制汽车用热交换器，随着迄今为止的小型化和轻量化，铝材料变得越来越薄且高强度。在铝制热交换器的制造中，进行钎焊以接合连接器(継手，接头)，但在现在成为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进行反应而惰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。在封闭的面接合连接器等中，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连接器、或组合钎焊板和不具有钎料的被接合部件(裸材)的连接器获得良好的接合状态(参考专利文献1)。然而，在作为冷凝器或蒸发器等一般的热交换器的代表性连接器形状的管及翘片接合部等中容易受到气氛的影响，MgO皮膜容易在添加Mg的钎料的表面生长。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，为了在一般的热交换器中应用无助焊剂技术，强烈期望一种以具有开放部的连接器获得稳定的接合状态的无助焊剂钎焊用钎焊板。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2所示的Al-Si-Mg-Bi系钎料，并控制钎料中的Bi粒子或Mg-Bi化合物粒子的分布状态的技术。根据该技术，预先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，从而这些化合物在制造材料时暴露于钎料表面，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。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公报第4547032号说明书；专利文献2：日本特开2014-50861号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在以往提出的无助焊剂钎焊方法中，很难说获得了能够代替现在成为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。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能够以无助焊剂的方式稳定地进行钎焊的无助焊剂钎焊用的铝合金包覆材。用于解决课题的手段本专利技术人鉴于上述课题进行反复深入研究的结果，发现如下内容：在添加Bi的Al-Si-Mg系钎料中，为了进一步提高钎焊性，在钎熔融时使Bi均匀地浓集(濃化)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，调查了无助焊剂钎焊中的钎熔融行为与钎焊性的关系，在无助焊剂钎焊中抑制氧化且在短时间内生成活性熔融钎材，并且形成圆角(fillet)非常重要，因此优选液相线温度低、且固液共存区域短的钎料，因此明确了优选为高Si钎料，并且对于在使用高Si钎料而成为问题的铸造时生成的粗大的初晶Si的抑制方法也进行了反复研究。进而，为了更进一步提高无助焊剂钎焊的稳定性而进行研究的结果，表明了通过同时使用轻微的减压而钎焊稳定性得到提高，并且可获得与使用氟化物系助焊剂的钎焊法相同或更高的钎焊稳定性的可能性。然而，在这种情况下，产生一种新的问题，即，虽然不及真空钎焊的程度，但高蒸气压的Zn蒸发，从而耐腐蚀性变差。在Al钎焊板中包覆有添加了Zn的Al牺牲材料，通过其牺牲阳极效应而防止芯材腐蚀，因此若产生Zn蒸发，则钎焊板的耐腐蚀性变差。因此，本专利技术人从即使在Zn蒸发的情况下也获得高耐腐蚀性的观点考虑，反复进行深入研究的结果，发现能够通过将含有Zn的部件表面的钎焊中的Mg浓度抑制在规定值以下而抑制Zn蒸发，进而，通过优化牺牲材料的成分，从而即使在产生Zn蒸发的情况下耐腐蚀性也不易变差，通过与如上述那样适当地控制了Mg-Bi化合物的分散状态的Al-Si-Mg-Bi钎料进行组合，从而以具有开放部的连接器获得稳定的接合状态，并且完成了耐腐蚀性优异的无助焊剂钎焊用铝合金包覆材的专利技术。即，在铝合金包覆材中，第1方式的特征在于，在芯材的一面配置有牺牲材料，在所述芯材的另一面配置有Al-Si-Mg-Bi系钎料，所述Al-Si-Mg-Bi系钎料以质量％计含有Si：6.0～14.0％、Mg：0.05～1.5％、Bi：0.05～0.25％、Sr：0.0001～0.1％，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且，满足(Bi+Mg)×Sr≤0.1的关系，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0.1μm以上且小于5.0μm的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视野中存在多于30个，并且，具有5.0μm以上的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视野中为小于2个，进而，所述芯材以质量％计含有Mn：1.0～1.7％、Si：0.2～1.0％、Fe：0.1～0.5％、Cu：0.08～1.0％、Mg：0.1～0.7％，余量由Al和不可避免的杂质构成，所述牺牲材料以质量％计含有Zn：0.5～6.0％，并且Mg含量限制在0.1％以下，钎焊后的牺牲材料表面的Mg浓度为0.15％以下。关于另一方式的铝合金包覆材的专利技术，在所述方式的专利技术中，其特征在于，所述芯材进一步含有Mg：0.1～0.7％。关于另一方式的铝合金包覆材的专利技术，在所述方式的专利技术中，其特征在于，所述芯材进一步含有Ti：0.05～0.3％。关于另一方式的铝合金包覆材的专利技术，在所述方式的专利技术中，其特征在于，关于钎焊后的所述牺牲材料的最基部和所述芯材的中心部的自然电位，牺牲材料最基部的自然电位相对低，并且自然电位差在120～280mV的范围，进而，所述牺牲材料的最表面与最基部的电位差在50mV以内。关于另一方式的铝合金包覆材的专利技术，在所述方式的专利技术中，其特征在于，所述牺牲材料以质量％计进一步含有Si：0.2～0.8％、Cr：0.05～0.5％、Ti：0.05～0.3％中的1种或者2种以上。以下，关于本专利技术中所规定的内容，与其作用一同进行说明。在以下进行说明的成分均以质量％表示。＜钎料＞Si：6.0～14.0％Si的添加是为了在钎焊时形成熔融钎材，并形成接合部的圆角。在开放部的无助焊剂钎焊过程中，抑制氧化且在短时间内生成活性熔融钎材，并且形成圆角非常重要，因此优选液相线温度低、固液共存区域短的钎料。若含量小于下限，则生成熔融钎材的时间变长，并且熔融钎材不足。另一方面，若大于上限，则生成熔融钎材的时间仍然变长，并且材料变硬且变脆，因此难以制造原材料。因此，将Si的含量设定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金包覆材，其特征在于，/n在芯材的一面配置有牺牲材料，在所述芯材的另一面配置有Al-Si-Mg-Bi系钎料，所述Al-Si-Mg-Bi系钎料以质量%计含有Si：6.0～14.0%、Mg：0.05～1.5%、Bi：0.05～0.25%、Sr：0.0001～0.1%，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且，在成分含量的质量%中，满足（Bi+Mg）×Sr≤0.1的关系，/n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0.1μm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】
20190703 JP 2019-124415;20200427 JP 2020-0781871.一种铝合金包覆材，其特征在于，
在芯材的一面配置有牺牲材料，在所述芯材的另一面配置有Al-Si-Mg-Bi系钎料，所述Al-Si-Mg-Bi系钎料以质量%计含有Si：6.0～14.0%、Mg：0.05～1.5%、Bi：0.05～0.25%、Sr：0.0001～0.1%，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且，在成分含量的质量%中，满足（Bi+Mg）×Sr≤0.1的关系，
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0.1μm以上且小于5.0μm的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视野中存在多于20个，并且，具有5.0μm以上的直径的Mg-Bi系化合物在每10000μm2视野中为小于2个，
进而，所述芯材以质量%计含有Mn：1.0～1.7%、Si：0.2～1.0%、Fe：0....

【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，杉本尚规，本间伸洋，山田诏悟，寺本勇树，外山猛敏，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP