用于无焊剂钎焊的改进型铝合金钎焊板制造技术

公开了新的铝合金钎焊板。所述新的铝合金钎焊板可包括芯、与所述芯相邻的中间衬垫层和与所述中间衬垫层相邻的钎焊衬垫。所述中间衬垫层可包括第一铝合金，其具有至少0.35重量％的Si和0.05至2.0重量％的Mg。所述钎焊衬垫可包括第二铝合金，其具有0.05至2.0重量％的Mg。所述第一铝合金和所述第二铝合金可包括足以实现T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无焊剂钎焊的改进型铝合金钎焊板

技术介绍

[0001]铝合金的钎焊涉及熔化填充金属，使得熔化的填充金属流入相邻部件之间的界面(例如，通过毛细作用)并在冷却时硬化以接合金属部件。为了成功地钎焊铝合金，需要防止待接合的表面和填充金属被氧化。真空钎焊是一种炉接合技术，可通过有效去除钎焊中的大部分氧气来防止部件氧化。现今炉钎焊的主要方法是受控气氛钎焊(CAB)，其中部件在马弗炉中在氧气含量相对较低的保护性惰性气体气氛(如氮气)下加热。在CAB钎焊中，必须使用焊剂去除待接合部件上的氧化物，然后保护干净的金属表面免受炉中残留氧气的氧化。当钎焊部件上残留焊剂时，可能会出现环境健康和安全(EHS)问题。
附图说明
[0002]图1a是三层钎焊板的一个实施例的横截面示意图。
[0003]图1b是五层钎焊板的一个实施例的横截面示意图。
[0004]图1c是四层钎焊板的一个实施例的横截面示意图。
具体实施方式
[0005]大体上，本专利申请涉及改进的铝合金钎焊板产品。作为实例并且现参看图1a，钎焊板(100)可包括芯(120)、中间衬垫层(“中间衬垫”或“IL”)(140)和钎焊衬垫层(“钎焊衬垫”或“BL”)(160)。在一个实施例中，钎焊板(100)是用于无焊剂CAB钎焊的板材。在所示实施例中，芯(120)紧邻中间衬垫(140)的第一侧布置，并且钎焊衬垫(160)紧邻中间衬垫(140)的另一侧布置。中间衬垫(140)包含第一铝合金。第一铝合金包含至少0.35重量％的Si和0.05至2.0重量％的Mg。钎焊衬垫(160)包含第二铝合金，且第二铝合金是与第一铝合金不同的成分。第二铝合金包含0.05至2.0重量％的Mg。第一铝合金和第二铝合金均包括足以实现T
固相线
(IL)≥5℃T
液相线
(BL)的量的镁。即，通过在中间衬垫层(140)和钎焊衬垫(160)两者中使用适当量的镁，可以调整中间衬垫的固相线温度(T
固相线
(IL))，使得它至少比钎焊衬垫的液相线温度(T
液相线
(BL))高5℃。因此，在钎焊衬垫达到其液相线温度后，中间衬垫(IL)将发生任何熔化。例如，假设一个钎焊循环的最高温度为T
max
(钎焊循环)，当T
固相线
(IL)>T
max
(钎焊循环)时，则中间衬垫始终保持固态。如果T
max
(钎焊循环)>T
固相线
(IL)>T
液相线
(BL)，则中间衬垫保持固态直到钎焊衬垫达到其液相线温度后。因此，提供了改进的无焊剂钎焊板产品，所述产品通常避免(a)芯的过早溶解/腐蚀，(b)元素从一层过早扩散到另一层，或(c)(a)和(b)两者。
[0006]本专利申请中使用的“无焊剂钎焊”等是指在具有残留氧气的惰性气氛中进行钎焊，但不有意使用氟化物或其它非金属基焊剂。可以容许熔炉中存在的残留焊剂(虽然不是所希望的)。焊剂通常通过将焊剂直接施加到钎焊板(部件)本身或通过将焊剂掺入钎焊合金中来施加。典型的焊剂包括KAlF4和CsAlF4。用于焊剂钎焊的典型焊剂含量约为每平方米4至6克。
[0007]i.中间衬垫
[0008]如上所述，中间衬垫(140)通常包含第一铝合金，且第一铝合金包含至少0.35重量％的Si和0.05至2.0重量％的Mg。例如，镁可以至少部分地促进第一铝合金的适当固相线温度。例如，镁还可以通过限制/防止Al2O3的形成和/或在钎焊循环中清除游离氧来促进无焊剂钎焊。在一个实施例中，第一铝合金包含至少0.10重量％的Mg。在另一实施例中，第一铝合金包含至少0.15重量％的Mg。在另一实施例中，第一铝合金包含至少0.20重量％的Mg。在一个实施例中，第一铝合金包含不大于1.5重量％的Mg。在另一实施例中，第一铝合金包含不大于1.0重量％的Mg。在另一实施例中，第一铝合金包含不大于0.8重量％的Mg。在另一实施例中，第一铝合金包含不大于0.6重量％的Mg。
[0009]第一铝合金的硅可以促进例如滚压结合、硅到芯的受控扩散(例如，使得能够在芯中形成AlSiMn颗粒，这可以限制/防止芯的腐蚀)，和/或第一铝合金的适当固相线温度。在一个实施例中，第一铝合金包含至少0.35重量％的Si和其量足以使得T
固相线
(IL)≥5℃T
液相线
(BL)。在一个实施例中，第一铝合金包括不大于1.0重量％的Si。在一个实施例中，第一铝合金的硅与镁的重量比为不大于1:2(重量％Si:重量％Mg)。不大于1:2的硅与镁的重量比可促进例如滚压结合。
[0010]第一铝合金可任选地包括其它元素。例如，在一个实施例中，第一铝合金包括铋。例如，使用铋可以促进形成溶线温度为约580℃的Mg3Bi2化合物。因此，在一些实施例中，第一铝合金包括至多0.12重量％的Bi。在一个实施例中，第一铝合金包括0.01至0.12重量％的Bi。
[0011]第一铝合金可任选地包括至多2.0重量％的Zn。例如，锌可以提高一些钎焊板产品的耐腐蚀性。第一铝合金可包括至多1.15重量％的Mn和/或至多0.40重量％的Fe。在一个实施例中，第一铝合金包括足以增加第一铝合金的固相线的量的锰和铁(例如，通过形成Al
x
(Mn,Fe)
y
Si
Z
化合物或类似物，其可能会限制固溶体中的硅)。在一个实施例中，第一铝合金包括至少0.05重量％的Mn。在另一实施例中，第一铝合金包括至少0.10重量％的Mn。在一个实施例中，第一铝合金包括至少0.05重量％的Fe。在另一实施例中，第一铝合金包括至少0.10重量％的Fe。第一铝合金可包括至多0.1重量％的Cu和/或至多0.05重量％的Ti。
[0012]在一个实施例中，第一铝合金包括：
[0013]0.05至2.0重量％的Mg(例如上述任何Mg量)；
[0014]0.35至1.0重量％的Si(例如上述任何Si量)；
[0015]至多0.12重量％的Bi(例如上述任何Bi量)；
[0016]至多2.0重量％的Zn；
[0017]至多1.15重量％的Mn(例如上述任何Mn量)；
[0018]至多0.4重量％的Fe(例如上述任何Fe量)；
[0019]至多0.1重量％的Cu；和
[0020]至多0.05重量％的Ti；
[0021]其余部分是铝、偶存元素和杂质。
[0022]如本文所用，“偶存元素”是指除了以上列出的那些之外，可任选地添加至合金中以帮助合金生产那些元素或材料。偶存元素的实例包括铸造助剂，如晶粒细化剂和脱氧剂。
[0023]ii.钎焊衬垫
[0024]如上所述，钎焊衬垫(160)通常包含第二铝合金，其具有0.05至2.0重量％的Mg。类
似于第一铝合金，第二铝的镁可以例如至少部分地促进第二铝合金的适当液相线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钎焊板，其包含：(a)铝合金芯；(b)与所述芯相邻的中间衬垫层(IL)；其中所述中间衬垫层(IL)包含第一铝合金，其中所述第一铝合金包含至少0.35重量％的Si和0.05至2.0重量％的Mg；(c)与所述中间衬垫层(IL)相邻的钎焊衬垫(BL)；其中所述钎焊衬垫(BL)包含第二铝合金，其中所述第二铝合金不同于所述第一铝合金，且其中所述第二铝合金包含0.05至2.0重量％的Mg；其中所述第一铝合金和所述第二铝合金包括足以实现T
固相线
(IL)≥5℃T
液相线
(BL)的量的镁。2.根据权利要求1所述的钎焊板，其中所述第一铝合金的硅与镁的重量比为不大于1:2(重量％Si:重量％Mg)。3.根据权利要求1所述的钎焊板，其中所述第一铝合金和所述第二铝合金均包括至少0.10重量％的Mg。4.根据权利要求3所述的钎焊板，其中所述第一铝合金和所述第二铝合金中的镁的组合量为不大于1.5重量％的Mg。5.根据权利要求1所述的钎焊板，其中所述第一铝合金包含0.01至0.12重量％的Bi。6.根据权利要求1或5所述的钎焊板，其中所述第二铝合金包含0.01至0.12重量％的Bi。7.根据权利要求1或5至6所述的钎焊板，其中所述第一铝合金和所述第二铝合金中的铋的组合量为0.01至0.12重量％的Bi。8.根据权利要求1所述的钎焊板，其中所述第一铝合金包含足够量的硅，使得T
固...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：奥科宁克技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：