铝合金硬钎焊片材及其制造方法与流程

本发明涉及铝合金制热交换器中使用的铝合金硬钎焊片材及其制造方法。

背景技术：

1、蒸发器、冷凝器等汽车用热交换器大多使用轻量且具有高导热性的铝合金。热交换器具有：供制冷剂流通的管；和用于在制冷剂与管外侧的空气之间进行热交换的翅片，管和翅片通过硬钎焊而接合。在管与翅片的接合时，大多使用氟化物系的助熔剂在炉中并在非活性气体气氛下进行硬钎焊。

2、另外，近年来，以对搭载于电动汽车的电池进行冷却为目的，将冲压成形的板贴合并通过硬钎焊接合而形成有制冷剂流路的产品也在实用化。在这一情况下，贴合部分配置有钎料，与上述同样，大多使用氟化物系助熔剂在炉中并在非活性气体气氛下进行钎焊。供于类似上述硬钎焊的管材、板材统称为硬钎焊片材。

3、在上述助熔剂硬钎焊中使用氟化物系助熔剂。该助熔剂会在硬钎焊加热中溶解，破坏钎料表面的氧化皮膜，从而促进熔融钎料的流动。不过，如果氟化物系助熔剂与铝合金中所含的镁反应，则形成非活性的化合物并使硬钎焊性降低，因此大多数情况下，供于助熔剂硬钎焊的铝合金通常会对mg浓度进行限制。基于这些情况，硬钎焊片材的芯材经常使用通常不含mg的3003等al-mn系合金。

4、另一方面，想要在硬钎焊后得到高强度时，al-mn系的芯材存在限制，提出了通过在不使助熔剂硬钎焊性降低的范围内将添加有mg的al-mg系、al-mg-si系合金用于芯材从而在硬钎焊后得到高强度的方法。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：wo2002/049798

8、专利文献2：wo2005/010223

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、根据专利文献1和专利文献2的方法，通过限制硬钎焊片材的芯材中添加的mg、si、cu等元素的上限，能够提高硬钎焊性和硬钎焊后的强度、特别是自然时效后的条件屈服强度。

3、但是，这些方法难以得到更高的强度，如果为了得到更高的强度而提高si、mg等的含量，则芯材的固相线温度降低，有可能在硬钎焊中引起部件的熔融。

4、因此，本发明提供一种铝合金硬钎焊片材，其能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况，且能够提高硬钎焊后的部件的强度。

5、用于解决问题的方案

6、本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究，结果发现：通过将铝合金硬钎焊片材的si含量、mn含量和mg含量设为规定范围并进一步将它们的关系设为规定范围，并且在制造铝合金硬钎焊片材的过程中，在规定的温度下对si含量、mn含量和mg的含量在规定范围且它们的关系在规定范围的芯材用铸锭进行均质化处理，从而芯材的固相线温度不会变得过低，且硬钎焊加热后以特定的保持温度和保持时间进行人工时效或室温时效后，与以往的铝合金硬钎焊片材相比强度变高，从而完成了本发明。

7、即，本发明(1)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

8、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

9、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

10、在以平均升温速度50～150℃/分钟升温至加热保持温度，以600±3℃保持5±3分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220mpa以上。

11、另外，本发明(2)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

12、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

13、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

14、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至室温，然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220mpa以上。

15、另外，本发明(3)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

16、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

17、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

18、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至室温，然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220mpa以上。

19、另外，本发明(4)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

20、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

21、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

22、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至室温，然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220mpa以上。

23、另外，本发明(5)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

24、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

25、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，”mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

26、在以平均升温速度50～150℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中，该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220mpa以上。

27、另外，本发明(6)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

28、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

29、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

30、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。

31、另外，本发明(7)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

32、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

33、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

34、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。

35、另外，本发明(8)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

36、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

37、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

38、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。

39、另外，本发明(9)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

40、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

41、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

42、在以平均升温速度10～100℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中，该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。

43、另外，本发明(10)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

44、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

45、该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质，

46、在以平均升温速度50～150℃/分钟升温至加热保持温度，以600±10℃保持3±2分钟，接着，以平均降温速度20～120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度，以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中，该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。

47、另外，本发明(11)提供根据(1)～(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

48、其是以钎料/中间层/芯材的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料的3层材料的铝合金硬钎焊片材，

49、该钎料由含有5.00～13.00质量％的si的铝合金形成，

50、该中间层由mg含量为0.20质量％以下的铝合金形成。

51、另外，本发明(12)提供根据(1)～(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

52、其是以钎料/中间层/芯材/牺牲阳极材料的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在前述芯材的另一个面包覆的牺牲阳极材料的4层材料的铝合金硬钎焊片材，

53、该钎料由含有5.00～13.00质量％的si的铝合金形成，

54、该中间层由mg含量为0.20质量％以下的铝合金形成，

55、该牺牲阳极材料由含有0.50～3.00质量％的zn的铝合金形成。

56、另外，本发明(13)提供根据(1)～(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

57、其是以钎料/中间层/芯材/中间层/钎料的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在前述芯材的另一个面包覆的中间层和钎料的5层材料的铝合金硬钎焊片材，

58、该钎料由含有5.00～13.00质量％的si的铝合金形成，

59、该中间层由mg含量为0.20质量％以下的铝合金形成。

60、另外，本发明(14)提供一种铝合金硬钎焊片材的制造方法，其特征在于，

61、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法，

62、其具有以下的工序：

63、铸造工序，铸造芯材用铸锭，所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质；

64、均质化处理，在400～540℃下对该芯材用铸锭进行加热；

65、热轧工序，在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭，进行热轧；以及

66、冷轧工序。

67、另外，本发明(15)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法，其特征在于，在进行前述冷轧工序后，进行以350℃以上加热的最终退火处理。

68、另外，本发明(16)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法，其特征在于，在进行前述冷轧工序后，进行以低于350℃加热的最终退火处理。

69、另外，本发明(17)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法，其特征在于，在前述冷轧工序的中途，进行以350℃以上加热的中间退火处理。

70、另外，本发明(18)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

71、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

72、该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的：

73、铸造工序，铸造芯材用铸锭，所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质；

74、均质化处理，在400～540℃下对该芯材用铸锭进行加热；

75、热轧工序，在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭，进行热轧；

76、冷轧工序；以及

77、最终退火处理，在进行该冷轧工序后，以350℃以上进行加热。

78、另外，本发明(19)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

79、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

80、该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的：

81、铸造工序，铸造芯材用铸锭，所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质；

82、均质化处理，在400～540℃下对该芯材用铸锭进行加热；

83、热轧工序，在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭，进行热轧；

84、冷轧工序；以及

85、最终退火处理，在进行该冷轧工序后，以低于350℃进行加热。

86、另外，本发明(20)提供一种铝合金硬钎焊片材，其特征在于，

87、其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材，

88、该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的：

89、铸造工序，铸造芯材用铸锭，所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成，所述铝合金含有0.20～1.00质量％的si、0.10～0.80质量％的mn和0.20～1.00质量％的mg，“mn含量(质量％)/si含量(质量％)”的值为0.10以上且小于1.00，“mg含量(质量％)+si含量(质量％)”的值为0.60质量％以上且小于1.60质量％，fe含量为0.40质量％以下、cu含量为0.25质量％以下、cr含量为0.10质量％以下、zn含量为2.00质量％以下、ti含量为0.10质量％以下、zr含量为0.10质量％以下，余量为铝和不可避免的杂质；

90、均质化处理，在400～540℃下对该芯材用铸锭进行加热；

91、热轧工序，在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭，进行热轧；

92、冷轧工序；以及

93、中间退火处理，在该冷轧工序的中途，以350℃以上进行加热。

94、发明的效果

95、根据本发明，能够提供一种铝合金硬钎焊片材，其能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况，且能够提高硬钎焊后的部件的强度。