铝合金钎焊板的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是【申请号】201110134641. 2,申请日：2011. 05. 16,发明名称："铝合金钎焊 板"的申请的分案申请
技术领域
[0002] 本发明涉及汽车等的热交换器所使用的铝合金钎焊板。
【背景技术】
[0003] -般来说，作为汽车等的热交换器的原材，使用在芯材的单面或两面配有钎料、牺 牲材的各种铝合金钎焊板（以下有仅称为"钎焊板"的情况）。历来，作为该钎焊板的芯材， 使用Al-Mn系的3003铝合金，但使用该芯材的钎焊板在钎焊后，强度、耐腐蚀性不充分。
[0004] 因此，提出有提高钎焊板在钎焊后强度和耐腐蚀性的技术。例如存在有如下技术： 在钎焊板的牺牲材中添加规定量的Mg，从而不降低钎焊板的钎焊性而提高钎焊后强度（例 如专利文献1)。详细地说，就是添加到牺牲材中的Mg和存在于钎料中的Si在钎焊加热时 扩散，在芯材的内部生成Mg2Si，从而提高钎焊板在钎焊后强度，由于添加到牺牲材中的Mg 没有到达钎料这一情况，避免了钎焊性降低。
[0005] 另外，还存在有如下技术：在钎焊板中添加规定量的Cu，并且一边在牺牲材中添 加规定的Zn，一边使牺牲材达到规定厚度，从而使钎焊板在钎焊后强度和耐腐蚀性提高 (例如专利文献2)。详细地说，该技术就是通过使添加到牺牲材中的Zn和牺牲材达到规定 厚度，由此使耐腐蚀性提高，借用添加到芯材中的Cu带来的固溶强化使钎焊后强度提高。
[0006] 【专利文献1】日本专利第2564190号公报（参照第2页右栏）
[0007]【专利文献2】日本专利第3276790号公报（参照段落0013)
[0008] 然而，近年的对于汽车等的热交换器的要求，不仅是前述的钎焊后强度和耐腐蚀 性的提高，而且还涉及小型化、轻量化。为了顺应该小型化、轻量化的要求，需要使热交换器 的材料薄壁化，但如果使热交换器的材料薄壁化，则越是如此越会致使强度和耐腐蚀性降 低。此外，热交换器的材料的薄壁化还会成为引起电阻焊加工时的焊接缺陷的要因。
【发明内容】
[0009] 本发明鉴于这一点而做，其目的在于，提供一种热交换器用的铝合金钎焊板，其钎 焊后强度和耐腐蚀性优异，并且电阻焊接性也优异。
[0010] 本发明者对于使钎焊板的电阻焊接性提高的要因反复进行锐意实验、研宄。于 是发现，钎焊板的牺牲材的Zn-Mg系金属间化合物的面积占有率或钎焊板的芯材内部的 Al-Cu系金属间化合物的数密度与钎焊板的电阻焊接性存在相关关系，使该Zn-Mg系金属 间化合物的面积占有率或该Al-Cu系金属间化合物的数密度降低，钎焊板的电阻焊接性提 尚。
[0011] 即，为了解决前述的课题，本发明的铝合金钎焊板具有如下：芯材，其含有Si: 0. 1~1. 0质量％、Cu :0. 5~1. 2质量％、Mn :0. 5~2. 0质量％，余量由A1和不可避免的 杂质构成；牺牲材，其配置在所述芯材的一侧表面，含有Si :超过0.2质量％、0. 8质量％以 下，Zn :超过3. 0质量％、5. 0质量％以下，Mg :1. 0~4. 5质量％，余量由A1和不可避免的 杂质构成；钎料，其配置在所述芯材的另一侧表面，由铝合金构成，其中，所述牺牲材表面的 粒径为2. 0 ym以上的Zn-Mg系金属间化合物的面积占有率为1. 0%以下。另外，同铝合金 钎焊板，其特征在于，所述芯材内部的粒径为〇. 5 ym以上的Al-Cu系金属间化合物的数密 度为1.0个/um2以下。此外，所述芯材还含有从Ti :0. 05~0. 25质量％、Cr :0. 25质量％ 以下、Mg :0. 5质量％以下之中选择的至少1种。
[0012] 根据这一构成，铝合金钎焊板使芯材和牺牲材成为规定的组成，由此能够提高钎 焊后强度、钎焊性和耐腐蚀性。另外，通过抑制牺牲材表面的Zn-Mg系金属间化合物或芯材 内部的Al-Cu系金属间化合物的数密度，能够使电阻焊加工时的熔融稳定化。
[0013] 根据本发明的热交换器用的铝合金钎焊板，既能够提高钎焊后强度、钎焊性和耐 腐蚀性，通过使电阻焊加工时的熔融稳定化，还能够提高电阻焊接性。
【具体实施方式】
[0014] 以下，对于实施方式的铝合金钎焊板详细地进行说明。
[0015] 《铝合金钎焊板》
[0016] 所谓铝合金钎焊板，是汽车等的热交换器等所使用的板材，由芯材、压合在芯材的 一侧表面的牺牲材、压合在芯材的另一侧表面的钎料构成。
[0017] 以下，对于芯材、牺牲材和钎焊进行说明。
[0018] 《芯材》
[0019] 芯材含有Si :0? 1~1. 0质量％、Cu :0? 5~1. 2质量％、Mn :0? 5~2. 0质量％，余 量由A1和不可避免的杂质构成。
[0020] 而且，芯材除了所述成分（Si、Cu、Mn)以外，优选还含有从Ti :0.05~0.25质 量％、0 :0. 25质量％以下、Mg :0. 5质量％以下之中选择的至少1种。
[0021] 〈芯材的Si :0? 1~1. 0质量％ >
[0022] Si与Al、Mn -起形成金属间化合物，并微细分布在晶粒的晶内而有助于分散强 化，使强度提高。
[0023] 若Si的含量低于0. 1质量％，则钎焊后强度降低。另一方面，若Si的含量超过 L0质量％，则芯材的固相线温度降低，因此钎焊加热时芯材熔融。因此，芯材所含有的 Si 的量在上述范围内。
[0024] 〈芯材的Cu :0? 5~1. 2质量％ >
[0025] Cu具有提高钎焊后强度的效果，另外通过添加Cu致使电位变高，与牺牲材的电位 差变大，因此使耐腐蚀性提高。
[0026] Cu的含量低于0.5质量％时，钎焊后强度降低，另外，不能确保与牺牲材的电位 差，内面腐蚀性降低。另一方面，若Cu的含量过1. 2质量％，则芯材的固相线温度降低，因 此钎焊加热时芯材熔融。因此，芯材所含有的Cu的量在上述范围内。
[0027] 〈芯材的Mn:0.5~2.0质量％ >
[0028] Mn具有使钎焊后强度提高的效果。
[0029] Mn的含量低于0. 5质量％时，与Al、Si形成的金属间化合物数量降低，钎焊后强 度降低。另一方面，若Mn的含量超过2. 0质量％，则铸造时形成粗大的金属间化合物，加工 性和耐腐蚀性降低。因此，芯材中所含有的Mn的量在上述范围内。
[0030]〈芯材的 Ti :0? 05 ~0? 25 质量％ >
[0031] Ti在芯材中层状分布，使内面和外表面的耐腐蚀性大幅提高。
[0032] Ti的含量低于0. 05质量％时，有不能充分提高耐腐蚀性的状况。另一方面，若Ti 的含量超过〇. 25质量％，则铸造时形成粗大的金属间化合物，加工性和耐腐蚀性降低。因 此，芯材中所含有的Ti的量在上述范围内。
[0033] 〈芯材的Cr :0? 25质量％以下〉
[0034] Cr在芯材内形成金属间化合物，具有使钎焊后强度提高的效果。
[0035]若Cr的含量超过0. 25质量％，则在铸造时形成粗大的金属间化合物，加工性和耐 腐蚀性降低。因此，芯材中所含有的Cr的量在上述范围内。
[0036] 〈芯材的Mg :0? 5质量％以下〉
[0037] Mg与Si -起形成Mg2Si的微细的析出相，使强度提高。
[0038]若Mg的含量超过0. 5质量％，则使用非腐蚀性助焊剂进行钎焊时，助焊剂与Mg反 应，无法进行钎焊。因此，芯材中所含的Mg的量在上述范围内。
[0039] 〈芯材的余量：A1和不可避免的杂质〉
[0040] 芯材的成分除前述以外，余量由A1和不可避免的杂质构成。还有，作为不可避免 的杂质，例如可列举Fe、Zr等，其如果各自为0. 2质量％以下的含量，则不会妨碍本发明的 效果，允许在芯材中含有。
[0041] 〈芯材内部的Al-Cu系金属间化合物的数密度〉
[0042] 通过使粒径0. 5 ym以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度为1. 0个/ ym2以 下，能够使电阻焊加工时的熔融稳定化，其结果是能够良好地进行焊接。另一方面，若粒径 0. 5 y m以上的Al-Cu系金属间化合物的数密度超过1. 0个/ y m2,则电阻焊加工时Al-Cu系 金属间化合物存在的地方局部性地过剩熔融，使对接的状态不稳定化，容易发生焊接不良。 还有，粒径低于0. 5 ym的Al-Cu系金属间化合物在焊接不良方面几乎没有影响。
[0043] 在此，所谓粒径是最大直径。
[0044] 为了如此使存在于芯材内部的粒径0. 5 ym以上的Al-Cu系金属间化合物的数密 度达到1. 〇个/ U m2以下，另外为了确保电阻焊时的成形性，需要控制在冷轧和最终冷轧之 间进行的中间退火和在最终冷轧后进行的最终退火的条件。还有，关于条件的详情后述。
[0045] 还有，Al-Cu系金属间化合物的数密度，例如能够利用机械的研磨和电解蚀刻，制 作芯材的中央部分观察用的试料，使用透射电子显