AT521441B1 - Aluminium-Hartlotblechmaterial, das zum flussmittelfreien Löten in einer Schutzgasatmosphäre geeignet ist - Google Patents
Aluminium-Hartlotblechmaterial, das zum flussmittelfreien Löten in einer Schutzgasatmosphäre geeignet ist Download PDFInfo
- Publication number
- AT521441B1 AT521441B1 ATA9090/2018A AT90902018A AT521441B1 AT 521441 B1 AT521441 B1 AT 521441B1 AT 90902018 A AT90902018 A AT 90902018A AT 521441 B1 AT521441 B1 AT 521441B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- material layer
- aluminum
- alloy brazing
- aluminum alloy
- brazing
- Prior art date
Links
- 238000005219 brazing Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 98
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 title claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 B. 1100 alloy Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/286—Al as the principal constituent
- B23K35/288—Al as the principal constituent with Sn or Zn
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/002—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of light metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0233—Sheets, foils
- B23K35/0238—Sheets, foils layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/286—Al as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
- F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/089—Coatings, claddings or bonding layers made from metals or metal alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt (4), umfassend eine abdeckende Aluminiummaterialschicht (2), umfassend 0,5% bis -5% Zn, eine Aluminium-Kernmaterialschicht (3) und eine AI-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) als ein Zwischenmaterial, das zwischen der abdeckenden Aluminiummaterialschicht (2) und der Aluminium-Kernmaterialschicht (3) angeordnet ist, wobei die Aluminium-Kernmaterialschicht (3) eine Aluminiumlegierung mit einer Solidustemperatur umfasst, die höher als die Liquidustemperatur der AI-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) ist, und wobei die AI-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) 0,01% bis 1% Mg enthält.
Description
ALUMINIUM-HARTLOTBLECHMATERIAL, DAS ZUM FLUSSMITTELFREIEN LÖTEN IN ElNER SCHUTZGASATMOSPHARE GEEIGNET IST
GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein gewalztes Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt, umfassend eine Deckmaterialschicht, eine Kernmaterialschicht und ferner eine Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht als ein Zwischenmaterial, das zwischen der Deckmaterialschicht und der Kernmaterialschicht angeordnet ist.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Lötbaugruppe, die In einem Lötvorgang hergestellt wird, im Idealfall in einem CAB-Vorgang ohne Verwendung eines Hartlötflussmittel-Materials, wobei die Lötbaugruppe verschiedene Komponenten umfasst und mindestens eine Komponente aus dem Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt gemäß dieser Erfindung hergestellt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0003] Substrate aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in Form eines Blechs oder einer Extrusion werden zur Herstellung gestalteter oder geformter Produkte verwendet. Bei einigen dieser Prozesse werden Teile von (gestalteten) Aluminiumsubstraten miteinander verbunden. Ein Ende eines Substrats kann mit dem anderen Ende verbunden werden, oder ein Substrat kann mit einem oder mehreren anderen Substraten zusammengefügt werden. Dies erfolgt üblicherweise durch Löten. In einem Lötprozess wird ein Hartlotmetall oder eine Hartlotlegierung oder eine Zusammensetzung, die beim Erwärmen eine Hartlotlegierung erzeugt, auf mindestens einen Teil des zu lötenden Substrats aufgebracht. Nachdem die Substratteile zusammengefügt sind, werden sie erwärmt, bis das Lötmetall oder die Hartlotlegierung schmilzt. Der Schmelzpunkt des Hartlotmaterials ist niedriger als der Schmelzpunkt des Aluminiumsubstrats oder des Aluminiumkernblechs.
[0004] Hartlotblechprodukte finden breite Anwendung In Wärmetauschern und anderen ähnlichen Geräten. Herkömmliche Hartlotprodukte weisen einen Kern aus gewalztem Blech, typischerweise, aber nicht ausschließlich, aus einer Aluminiumlegierung der 3xxx-Reihe, die auf mindestens einer Oberfläche des Kernblechs eine Aluminiumplattierschicht aufweist, auf. Die Aluminiumplattierschicht besteht aus einer Legierung der 4xxx-Relhe, die Silizium in einer Menge im Bereich von 4% bis 20% enthält. Die Aluminiumplattierschicht kann auf verschiedene Im Stand der Technik bekannte Arten an die Kernlegierung gekoppelt oder gebunden werden, beispielsweise durch Walzplattieren, Sprühformen oder halbkontinuierliche oder kontinuierliche Gießverfahren. Diese Aluminiumplattierschichten der 4xxx-Serie haben eine Liquidustemperatur, die typischerweise Im Bereich von etwa 540 °C bis 610 °C liegt.
[0005] Für die Herstellung von Lötbaugruppen wie Wärmetauschern im industriellen Maßstab werden verschiedene Lötverfahren verwendet.
[0006] Vakuumlöten wird beispielsweise bei sehr niedrigem Atmosphärendruck ausgeführt. Um die optimalen Bedingungen für das Zusammenfügen zu erhalten, enthalten Al-Si-Hartlotlegierungen, die üblicherweise zum Vakuumlöten verwendet werden, zweckmäßige Zusätze von etwa 1 % Mg oder mehr. Der Mechanismus so glaubt man, besteht darin, dass Mg den harten Oxidfilm der Hartlotlegierung zerstört, wenn er während des Lötens vom Hartlotblech verdampft, und ferner spielt das verdampfte Mg eine Rolle bei der Reduzierung von Sauerstoff und Feuchtigkeit, die Im Vakuumhartlotofen verbleiben.
[0007] Das Patentdokument US 3,917,151 (Kaiser Aluminium) offenbart ein Verfahren zum Vakuumlöten von Aluminiumteilen unter Verwendung eines Vakuumlotblechs, das einen Aluminiumlegierungskern umfasst, wobei auf den Kern eine Hartlotlegierung plattiert wird, die im Wesentlichen aus 5 bis 15% Si, 0,5 bis 5% Mg, bis zu 0,8% Fe, bis zu 0,25% Cu, bis zu 0,20% Zn, bis zu 0,20% Mn, anderen Elementen jeweils bis zu 0,1%, Rest Aluminium besteht, und an diese
Lötlegierung eine Mg-freien Aluminiumlegierung, d. h. nicht mehr als 0,1% Mg mit einem Schmelzpunkt von mindestens 1100 °F (593 °C) plattiert wird. Das Mg in der Hartlotlegierung wirkt als eine Mg-Quelle, um den Vakuumhartlötprozess zu erleichtern. Die Mg-freie Legierung und die Kernlegierung sollten weniger als 5% Zn, 0,8% Fe, 1% Si, 3% Mn, 0,5% Cr, 0,05% Ti und jeweils 0,10% andere Elemente enthalten. Offenbarte geeignete Legierungen für die Kernund Mg-freie Legierung sind die Aluminiumlegierungen 1100 und 3003. Aluminiumlegierungen 6951 und 7005 können ebenfalls als Kernlegierungen verwendet werden. Zum leichteren Plattierung können Zwischenschichten aus dünnem, relativ reinem Aluminium, z. B. 1100-Legierung, zwischen den verschiedenen Schichten angeordnet werden.
[0008] Ein anderes Lötverfahren ist das Löten unter kontrollierter Atmosphäre (“CAB"), das in einer trockenen sauerstoffbegrenzten Atmosphäre durchgeführt wird, vorzugsweise unter Verwendung einer inerten Umgebung, es können beispielsweise Stickstoff oder Argon verwendet werden. Zur Erleichterung des Lötens wird vor dem Löten auf die zusammenzufügenden Werkstücke ein nicht-korrosives Hartlotflussmittel, z. B. ein Flussmittel auf Fluoridbasis, wie es im Stand der Technik bekannt ist, aufgebracht. Dieses Hartlotflussmittel entfernt oder stört während des Lötvorgangs die Oxidschicht, damit der geschmolzene Füllstoff mit dem blanken Metall In Kontakt kommt, um die Verbindung zu bilden. Die für CAB verwendeten Aluminiumlegierungen sollten Mg-minimiert sein, da Mg die Hartlot-Flussmittelwirkung hemmen kann. Bei komplex gestalteten Baugruppen wird das Auftragen des nicht-korrosiven Hartlotflussmittels vor dem Löten im Inneren der Baugruppen häufig als problematisch angesehen.
[0009] Noch ein weiteres Lötverfahren ist CAB ohne Verwendung eines Hartlotflussmittels, und dieses Verfahren wird insbesondere zum Zusammenfügen von Oberflächen innerhalb eines Wärmetauschers verwendet, die sehr schwer zu fluxen sind und Im Industriellen Maßstab kostengünstiger als ein Vakuumlötvorgang sind, da Vakuumlöten ein Chargenprozess ist und erhebliche Anlageninvestitionskosten erfordert.
[0010] Es besteht ein Bedarf an weiter verbesserten Hartlotblechmaterialien und Lötverfahren, bei denen mindestens die Innenseite einer Baugruppe nicht mit einem nicht-korrosiven Hartlotflussmittel bereitgestellt werden muss.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0011] Wie hierin nachstehend zu erkennen ist, beziehen sich Bezeichnungen für Aluminiumlegierungen und Zustandsbezeichnungen, sofern nicht anders angegeben, auf die Aluminiumverbandsbezeichnungen in den Aluminiumnormen und -daten und den Registrierungsaufzeichnungen, wie sie von der Aluminium Association im Jahr 2016 veröffentlicht wurden und dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind.
[0012] Für jede Beschreibung von Legierungszusammensetzungen oder bevorzugten Legierungszusammensetzungen beziehen sich Bezugnahmen auf Prozentangaben auf Gewichtsprozent, sofern nichts anderes angegeben ist. Der Ausdruck "bis zu" und "bis zu etwa", wie hier verwendet, schließt explizit die Möglichkeit von null Gewichtsprozent der bestimmten Legierungskomponente, auf die er sich bezieht, ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann bis zu 0,3% Cu eine Legierung sein, die kein Cu aufweist, und daher kann ein solches Element fehlen.
[0013] Und für den Zweck dieser Erfindung und wie nachstehend verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Löten unter kontrollierter Atmosphäre" oder "CAB" auf ein Lötverfahren, das eine inerte Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff oder Argon, beim Löten der verschiedenen Legierungsartikel verwendet, und sich vom Vakuumlöten unterscheidet Insbesondere dadurch, dass bei CAB die Lötatmosphäre im Ofen während des Lötvorgangs bei etwa atmosphärischem Druck liegt, obwohl ein leichter Unterdruck (zum Beispiel ein Arbeiten bei einem Druck von 0,1 bar oder mehr) oder ein leichter Überdruck verwendet werden können, um die Steuerung der internen Atmosphäre zu erleichtern und das Einströmen von Sauerstoff in den Lötofen zu verhindern. "Kern" bedeutet eine Aluminiumlegierung, welche die strukturelle Unterstützung für die als Füllstoff verwendete Aluminiumlegierung Ist. “Füllstoff” bezeichnet eine Aluminium-Silizium-Legierung, die
zum Löten des Kerns oder anderer Aluminiumartikel verwendet wird. "Verrundung" bedeutet eine konkave Verbindung zwischen zwei Oberflächen.
[0014] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Aluminiumlegierungs-Hartlotblechmaterial bereitzustellen, das in einem CAB-Prozess angewendet werden kann, ohne ein nicht-korrosives Hartlotflussmittel aufzutragen.
[0015] Diese und andere Aufgaben und weitere Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung erreicht oder übertroffen, die ein Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt bereitstellt, umfassend eine abdeckende Aluminiummaterialschicht, umfassend 0,5% bis 5% Zn, eine AluminiumKernmaterialschicht und eine Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht als ein Zwischenmaterial, das zwischen der abdeckenden Aluminiummaterialschicht und der Aluminium-Kernmaterialschicht angeordnet ist, wobei die Aluminium-Kernmaterialschicht eine Aluminiumlegierung mit einer Solidustemperatur umfasst, die höher als die Liquidustemperatur der Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht ist, und wobei die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht von 0,01% bis 1% Mg enthält.
[0016] In einer Ausführungsform ist die abdeckende Aluminiummaterialschicht eine dünne Deckmaterialschicht, die Ma-frei ist. und die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht ist als ein Zwischenmaterial zwischen der dünnen Deckmaterialschicht und der Kernmaterialschicht angeordnet, und wobei die dünne Deckmaterialschicht und die Kernmaterialschicht, die aus Aluminiumlegierungen bestehen, eine Solidustemperatur aufweisen, die höher als eine Liquidustemperatur des Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterials ist, sodass das Hartlotmaterial mit der Deckmaterialschicht in Wechselwirkung steht, wenn das Hartlotmaterial in einem Lötvorgang geschmolzen wird.
[0017] Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, dass ein Hartlotblechprodukt mit einer mehrschichtigen Struktur mit einer Aluminium-Deckmaterialschicht, die einen gezielten Zusatz von Zn auf einer Al-Si-Hartlotmaterialschicht aufweist, sehr erfolgreich in einem flussmittelfreien CABVorgang verwendet werden kann. Da die Dicke der Deckschicht in Bezug auf die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht vorzugsweise relativ klein ist, ist die Gesamtmenge an Zn in der gebildeten Verrundung Immer noch klein und hat keine nachteiligen Auswirkungen auf das Löten und die das Ergebnis der Lötkomponente. Das Vorhandensein einer kleinen Menge Zn in dieser Schichtkonstruktion kann sogar dazu beitragen, der Kernlegierung durch Erhöhen der Korrosionsbeständigkeit einen Opferschutz bereitzustellen.
[0018] In einer Ausführungsform des Hartlotblechprodukts enthält die Deck-Aluminiummaterialschicht oder Überzugsschicht mindestens 0,7% Zn. In einer Ausführungsform des Hartlotblechprodukts enthält die Uberzugsschicht höchstens 3,0% Zn und vorzugsweise höchstens 2,5% Zn.
[0019] In der Patentschrift EP 1 306 207 B1 wird berichtet, dass, um ein erfolgreiches CAB-Löten ohne die Verwendung eines Hartlotflussmittels zu erreichen, sowohl die Uberzugsschicht als auch die Aluminium-Kernmaterialschicht eine Solidustemperatur oberhalb der Liquidustemperatur der Zwischen-Hartlotmaterialschicht aufweisen sollten. Auf diese Weise soll das geschmolzene Hartlotmaterial während eines anschließenden Lötvorgangs bei einer Temperatur zwischen der Liquidustemperatur und der Solidustemperatur bewirken, dass die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht schmilzt, während die dünne Deckmaterialschicht fest bleibt, um eine Oxidation des schmelzenden Hartlotmaterials zu verhindern, und dann zu bewirken, dass das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial aufgrund der Volumenausdehnung durch Trennungsbereiche der dünnen Deckmaterialschicht auf eine Oberfläche der dünnen Deckmaterialschicht sickert und sich über die Oberfläche des dünnen Deckmaterials ausbreitet, um eine austretende Oberfläche zu bilden, die zu einer Lötverbindung führt. In der EP-1306207-B1 gibt es jedoch keine Offenbarung über den zweckmäßigen Zusatz von Zn zur UÜberzugsschicht, um den flussmittelfreien CAB-Vorgang zu erleichtern.
[0020] Bei dem Hartlotblechmaterial gemäß der Erfindung ist die Kernmaterialschicht aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Kernlegierungen stammen vorzugsweise aus den Aluminiumlegierungen der 2xxx-, 3xxx-, 5xxx- oder 6xxx-Reihe, insbesondere aus einer Legierung der Reihe 3xxx oder 6xxx, wie einer Legierung des Typs AA3003, AA3103, AA3005, AA3105,
AA6060, AA6063 oder AA6951 oder Modifikationen davon.
[0021] Die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht besteht vorzugsweise aus einer Al-Si-Legierung mit 5% bis 15% Si und eines zweckmäßigen Zusatzes von Mg in einem Bereich von 0,01% bis 1%, um das CAB-Löten in Abwesenheit eines Flussmittels zu erleichtern. Vorzugsweise sind mindestens 0,02% Mg vorhanden, mehr bevorzugt mindestens etwa 0,05% und mehr bevorzugt mindestens etwa 0,09%. Der Mg-Gehalt beträgt höchstens 1,0% und vorzugsweise höchstens etwa 0,25%.
[0022] In einer Ausführungsform enthält die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht ferner einen zweckmäßigen Zusatz von Zn in einem Bereich von etwa 0,05% bis 2%.
[0023] In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Al-Si-Hartlotfüllstoffschicht die folgende Zusammensetzung, bestehend aus
Si 5% bis 15%, vorzugsweise 6% bis 14%
Mg 0,01 % bis 1%, vorzugsweise 0,05% bis 1,0%
Fe bis zu 0,8%,
Cu bis zu 0,3%,
Mn bis zu 0,8%, vorzugsweise bis zu 0,2%
Zn bis zu 2%,
Ti bis zu 0,3%,
Rest Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen jeweils < 0,05%, insgesamt < 0,2%.
[0024] In einer Ausführungsform enthält die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht ferner eines oder mehrere Benetzungselemente oder Elemente, welche die Oberflächenspannung eines geschmolzenen Al-Si-Füllmaterials modifizieren. Vorzugsweise werden die Elemente aus der Gruppe ausgewählt, die Bi, Y, Pb, Li, Na, Sb, Sr und Th umfasst, und wobei die Gesamtmenge des Benetzungselements (der Benetzungselemente) in einem Bereich von etwa 0,01% bis 0,8% liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Obergrenze für die Gesamtmenge an Benetzungselement(en) 0,5%.
[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Element Bi aus der definierten Gruppe von Benetzungselementen ausgewählt und liegt in einem Bereich von etwa 0,01% bis 0,8% und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,01% bis 0,5%, da es sich um das wirksamste Benetzungselement zu diesem Zweck in diesem Legierungssystem während eines Lötvorgangs handelt.
[0026] Das Hartlotblechprodukt gemäß der Erfindung hat eine typische Dicke bei Endmaß Im Bereich von etwa 0,1 mm bis 10 mm, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,1 mm bis 5 mm.
[0027] In einer Ausführungsform hat die dünne Deckmaterialschicht eine Dicke, die etwa 0,1% bis 10% der Gesamtdicke des Aluminiumlegierungs-Hartlotblechs beträgt, und die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht hat eine Dicke, die ungefähr 3% bis 30%, vorzugsweise etwa 4% bis 20% der Gesamtdicke des Aluminiumlegierungs-Hartlotblechs beträgt.
[0028] Ferner beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform das Dickenverhältnis der Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht und der dünnen Deckmaterialschicht 3 oder mehr zu 1, vorzugsweise 4 oder mehr zu 1, beispielsweise beträgt das Dickenverhältnis 3 zu 1 oder 3,5 zu 1 oder 4 zu 1.
[0029] In einer Ausführungsform Ist die Deckmaterialschicht frei von Benetzungselementen oder Elementen, welche die Oberflächenspannung eines geschmolzenen Al-Si-Füllmaterials modifizieren, die ausgewählt sind aus der Gruppe aus Ag, Be, Bi, Ce, La, Li, Na, Pb, Se , Sb, Sr, Th und Y. Mit "frei" ist gemeint, dass kein zweckmäßiger Zusatz von Ag, Be, Bl, Ce, La, Li, Na, Pb, Se, Sb, Sr, Th oder Y zu der chemischen Zusammensetzung erfolgt, dass aber aufgrund von Verunreinigungen und/oder Lecks bei Kontakt mit Fertigungsanlagen Spurenmengen nichtsdestotrotz ihren Weg in die Deckmaterialschicht finden. In der Praxis bedeutet dies, dass die vorliegende Menge, sofern vorhanden, bis zu etwa 0,005% beträgt, typischerweise weniger als etwa 0,001%.
[0030] Die Deckmaterialschicht ist vorzugsweise frei von Mg, was bedeutet, dass der Anteil unter 0,05% und vorzugsweise unter etwa 0,03% und mehr bevorzugt unter etwa 0,01% liegt. Mit "frei" ist gemeint, dass kein zweckmäßiger Zusatz von Mg zur chemischen Zusammensetzung erfolgt, sondern dass aufgrund von Verunreinigungen und/oder Lecks aus dem Kontakt mit Fertigungsanlagen Spurenmengen nichtsdestotrotz ihren Weg in die Deckmaterialschicht finden.
[0031] In einer Ausführungsform ist die dünne Deckmaterialschicht eine Mg-freie Aluminiumlegierung, umfassend
Fe 0 bis 0,6%,
Si 0 bis 4%, vorzugsweise 0 bis 2%. mehr bevorzugt 0 bis 1%,
Mn 0 bis 1,0%, vorzugsweise 0 bis 0,4%
Cu 0 bis 0,5%, vorzugsweise 0 bis 0,15%, mehr bevorzugt 0 bis 0,05%,
Zn 0,5% bis 5%, vorzugsweise 0,7% bis 3,0%,
Ti 0 bis 0,1%,
unvermeidliche Verunreinigungen, Jewells < 0,05%, insgesamt < 0,15%,
Rest Aluminium und mit bevorzugten engeren Zusammensetzungsbereichen wie hierin beschrieben und beansprucht.
[0032] In einer Ausführungsform ist die dünne Deckmaterialschicht eine Mg-freie Aluminiumlegierung, bestehend
Fe 0 bis 0,6%,
Si 0 bis 4%, vorzugsweise 0 bis 2%, mehr bevorzugt 0 bis 1%,
Mn 0 bis 1,0%, vorzugsweise 0 bis 0,4%
Cu 0 bis 0,5%, vorzugsweise 0 bis 0,15%, mehr bevorzugt 0 bis 0,05%,
Zn 0,5% bis 5%, vorzugsweise 0,7% bis 3,0%,
Ti 0 bis 0,1 %,
Rest Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen, jeweils < 0,05%,
insgesamt <0,15%.
Rest Aluminium und mit bevorzugten engeren Zusammensetzungsbereichen wie hierin beschrieben und beansprucht.
[0033] In einer anderen Ausführungsform ist die dünne Deckmaterialschicht eine Mg- freie Aluminiumlegierung und weist neben dem zweckmäßigen Zusatz von Zn eine Zusammensetzung im Bereich von Aluminiumlegierungen der Serie AA1000 und vorzugsweise eine Aluminiumlegierung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend AA1050, AA1070, AA1100, AA1145 und AA1230 auf.
[0034] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Artikel bereitgestellt, der mindestens zwei durch Hartlöten zusammengefügte geformte Elemente, beispielsweise einen Wärmetauscher, umfasst, der mindestens das Aluminiumlegierungs- Hartlotprodukt gemäß dieser Erfindung als eines der geformten Elemente umfasst.
[0035] Das Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt kann in allen bekannten Kraftfahrzeug-Wärmetauschertypen verwendet werden, z. B. Antriebsstrangkühlung und HVAC-Konstruktionen. Ein typisches Beispiel eines Wärmetauschers, der für das Aluminiumlegierungs-Hartlotmaterial gemäß dieser Erfindung von Vorteil ist, Ist ein Olkühler, und wobei idealerweise mindestens die Aluminium-Deckmaterialschicht und die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht einen Hohlraum zusammenfügen, der in dem Artikel gebildet ist. Ein anderes typisches Beispiel ist ein gefalztes Rohr, dessen Konfigurationen dem Fachmann gut bekannt sind, das eine innere Oberfläche aufweist, die nicht gefluxt werden kann, wohingegen an der äußeren Oberfläche Rippen an das Rohr angefügt werden sollten.
[0036] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe aus Lötkomponenten bereitgestellt, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen oder Bilden der Komponenten, von denen mindestens eine aus einem Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt wie oben dargelegt oder beansprucht hergestellt ist;
(b) Zusammenfügen der Komponenten zu einer Baugruppe; und vorzugsweise wird eine Seite des Hartlotblechprodukts der Erfindung, welche die Deckmaterialschicht aufweist, im Inneren der Baugruppe gehalten, die das Hartlotblech bildet, um eine Struktur, vorzugsweise eine hohle Struktur, zu bilden;
(c) Löten der Baugruppe ohne Auftragen von Lötflussmittel in einer Inertgasatmosphäre bei einer Löttemperatur, typischerweise bei einer Temperatur in einem Bereich von ungefähr 540 °C bis 615 °C, zum Beispiel bei etwa 590 °C oder bei etwa 600 °C, für eine ausreichend lange Zeit zum Schmelzen und Verteilen des Aluminiumhartlot-Füllmaterials, zum Beispiel mit einer Verweilzeit von etwa 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 6 Minuten, typischerweise für etwa 2 oder 4 Minuten, um eine Verrundung zwischen dem Füllmaterial und mindestens einer anderen Komponente zu bilden; und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Inertgasatmosphäre auf einem so geringen Pegel wie möglich gesteuert wird, vorzugsweise unter 200 ppm, und mehr bevorzugt unter 100 ppm, und mehr bevorzugt unter 40 ppm; und
(d) Kühlen der Lötbaugruppe, typischerweise auf unter 100 °C; z. B. auf Umgebungstemperatur.
[0037] Idealerweise wird beim Zusammenbauen der Komponenten zu einer Baugruppe, die zum Zusammenfügen durch Löten geeignet ist, eine Seite des Hartlotblechprodukts der Erfindung, welche die relativ dünne Deckmaterialschicht aufweist, im Inneren der Baugruppe gehalten, die das Hartlotblech bildet, um eine Struktur zu bilden. Während der Verwendung des Hartlotblechprodukts gemäß dieser Erfindung ist es nicht erforderlich, ein Lötflussmittel aufzutragen, um nach dem Lötvorgang eine gute Verbindung zu erhalten.
[0038] In einer bevorzugten Ausführungsform sollte die Hartlot-Gasatmosphäre während des Lötvorgangs trocken sein, was bedeutet, dass der Kondensationspunkt weniger als minus 40 °C und mehr bevorzugt minus 45 °C oder sogar weniger beträgt.
[0039] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung oder das Verfahren zur Verwendung des hier beschriebenen und beanspruchten Aluminiumlegierungs- Hartlotblechprodukts in einem flussmittelfreien CAB-Vorgang, wie hier beschrieben und beansprucht, und wobei vorzugsweise eine Seite des Hartlotblechprodukts der Erfindung die Deckmaterialschicht aufweist, die Im Inneren der Baugruppe gehalten wird, um das Hartlotblech zum Bilden einer Struktur zu bauen, vorzugsweise eine hohle Struktur zum Herstellen einer Baugruppe aus Lötkomponenten, vorzugsweise eines Wärmetauschers, mehr bevorzugt eines Olkühlers.
[0040] Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf nicht einschränkende Figuren und Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung veranschaulicht.
[0041] Typische Anordnungen des Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukts 4 gemäß der Erfindung sind in den Fig. 1A, 1B und 1C dargestellt.
[0042] Die Aluminium-Deckmaterialschicht 2 und die dazwischenliegende Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht 1 können auf beiden Seiten oder nur auf einer Seite der Kernmaterialschicht 3 aufgebracht sein, wobei das Deckmaterial 2 die Außenschicht des mehrschichtigen Hartlotblechprodukts bildet. Wenn beide Seiten plattiert sind, hat das Hartlotblechprodukt fünf Schichten, einschließlich der Kernlegierungsschicht, wie in Fig. 1A gezeigt. Wenn eine Seite mit dem Hartlotmaterial plattiert ist, hat das Hartlotblechprodukt eine dreischichtige Konfiguration, wie In Fig. 1B gezeigt.
[0043] In einer anderen Ausführungsform kann, wenn eine Seite mit der Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht plattiert sein, auf der anderen Seite der Kernmaterialschicht eine Außenschicht 5 aufgebracht werden, wie in Fig. 1C gezeigt. Die Außenschicht oder Außenhülle würde Im Allgemeinen aus einer Legierung bestehen, die so zugeschnitten Ist, dass sie eine hohe Korrosionsbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit in Kombination mit einer Erosionsbeständigkeit in der Umgebung bereitstellt, der diese Fläche des Blechs ausgesetzt ist. Ein Beispiel einer geeigneten Außenhülle wäre eine Aluminiumlegierung mit einem zweckmäßigen Zusatz von Zn, wie beispielsweise eine Legierung der AA7072-Reihe.
[0044] In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann eine weitere Aluminiumlegierungsschicht zwischen der Kernmaterialschicht und der mit Al-Si-Legierung überzogenen Hartlotmateralschicht angeordnet sein. Beispielsweise kann eine weitere Aluminiumlegierungsschicht aufgebracht werden, um beispielsweise die Diffusion von Legierungselementen von der Kernschicht zur Al-Si-Hartlotschicht zu begrenzen oder die Korrosionsleistung des Hartlotblechprodukts weiter zu verbessern. Beispiele einer geeigneten weiteren Aluminiumlegierungsschicht schließen Aluminiumlegierungen der Legierungen der Reihe 1xxx, 3xxx oder 5xxx ein. In einer weiteren Ausführungsform können die Legierungen der 1xxx-Reihe einen zweckmäßigen Zusatz von Mg in einem Bereich von 0,1% bis 1,5% aufweisen, und in einer anderen Ausführungsform können die Legierungen der 5xxx-Reihe 0,1% bis 1,5% Mg aufweisen.
[0045] Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht eines Teils einer gelöteten Wärmetauscherbaugruppe.
[0046] Wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein gelöteter Aluminiumwärmetauscher 12 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von fluidführenden Rohren 6 aufweisen, die aus dem Hartlotblechmaterial gemäß dieser Erfindung hergestellt sind. Die Enden der fluidführenden Rohre 6 sind zu einer Sammelplatte 8 und einem Tank 10 hin offen (ein Ende der fluidführenden Rohre 6, eine Sammelplatte 8 und ein Tank 10 sind in Fig. 2 gezeigt). Kühlmittel wird vom Tank 10 durch die fluidführenden Rohre 6 und in einen anderen Tank (nicht gezeigt) zirkuliert. Wie gezeigt, ist eine Vielzahl von Kühlrippen 7 zwischen den fluidführenden Rohren 6 angeordnet, um Wärme von diesen wegzuleiten, wodurch ein Wärmeaustausch erleichtert wird, der das Fluid darin kühlt.
Claims (16)
1. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt (4), umfassend eine abdeckende Aluminiummaterialschicht (2), umfassend 0,5% bis 5% Zn, eine Aluminium-Kernmaterialschicht (3) und eine Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) als ein Zwischenmaterial, das zwischen der abdeckenden Aluminiummaterialschicht (2) und der Aluminium-Kernmaterialschicht (3) angeordnet ist, wobei die Aluminium-Kernmaterialschicht (3) eine Aluminiumlegierung mit einer Solidustemperatur umfasst, die höher als die Liquidustemperatur der Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) ist, und wobei die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) von 0,01% bis 1% Mg enthält.
2. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach Anspruch 1, wobei die abdeckende Aluminiummaterialschicht (2) eine dünne Deckmaterialschicht ist, die Mg-frei ist, und die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) als ein Zwischenmaterial zwischen der Deckmaterialschicht (2) und der Kernmaterialschicht (3) angeordnet ist, und wobei die Deckmaterialschicht (2) und die Kernmaterialschicht (3), die aus Aluminiumlegierungen bestehen, eine Solidustemperatur aufweisen, die höher als eine Liquidustemperatur des Al-Si-LegierungsHartlotmaterials ist, sodass das geschmolzene Hartlotmaterial auf eine Oberfläche der Deckmaterialschicht sickert, wenn das Hartlotmaterial in einem Lötvorgang geschmolzen wird.
3. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Deckmaterialschicht (2) eine Dicke aufweist, die 0,1% bis 10% der Gesamtdicke des Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukts beträgt und wobei die Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) eine Dicke aufweist, die 3% bis 30% der Gesamtdicke des Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukts beträgt.
4. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dickenverhältnis zwischen der Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) und der Deckmaterialschicht (2) 3 oder mehr als 1 beträgt und vorzugsweise 4 oder mehr als 1 beträgt.
5. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Deckmaterialschicht (2) Mg unter 0,05%, vorzugsweise unter 0,03%, mehr bevorzugt unter 0,01% aufweist und mehr bevorzugt frei von Mg ist.
6. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die abdeckende Aluminiumschicht (2) umfasst: Fe 0O0bis 0,6%, Si 0 bis 4%, vorzugsweise 0 bis 2%, mehr bevorzugt 0 bis 1%, Mn 0 bis 1,0%, Cu 0 bis 0,5%, Zn 0,5% bis 5%, Ti Obis 0,1%, Verunreinigungen, jeweils < 0,05% gesamt < 0,15%, Rest Aluminium.
7. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die abdeckende Aluminiumlegierungsschicht (2) eine Mg-freie Aluminiumlegierung ist, die eine Zusammensetzung im Bereich einer Aluminiumlegierung der 1000er-Serie aufweist.
8. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die abdeckende Aluminiumlegierungsschicht (2) einen Zn-Gehalt von mindestens 0,7% aufweist, und vorzugsweise von höchstens 3,0%.
9. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die AlSi-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) aus Folgendem besteht: Si 5% bis 15%, Mg 0,01% bis 1%, Fe bis zu 0,8%, Cu bis zu 0,3%, Mn bis zu 0,8%,
Zn bis zu 2%, Ti bis zu 0,3%, Rest Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen.
10. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die AlSi-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) ferner eines oder mehrere Benetzungselemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Bi, Y, Pb, Li, Na, Sb, Sr und Th, und wobei die Gesamtmenge des Benetzungselements (der Benetzungselemente) in einem Bereich von 0,01% bis 0,8% liegt.
11. Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die AlSi-Legierungs-Hartlotmaterialschicht (1) einen Mg-Gehalt im Bereich von 0,02% bis 1,0% und vorzugsweise im Bereich von 0,05% bis 1,0% und mehr bevorzugt im Bereich von 0,09% bis 0,25% aufweist.
12. Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe aus Lötkomponenten, umfassend die folgenden Schritte: ji. Bereitstellen der Komponenten, von denen mindestens eine aus einem Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist;
il. Zusammenfügen der Komponenten zu einer Baugruppe;
il. Löten der Baugruppe ohne Auftragen von Flussmittel in einer Inertgasatmosphäre bei einer Löttemperatur für einen Zeitraum, der lang genug ist, um das Füllmaterial zu schmelzen und zu verteilen;
iv. Abkühlen der gelöteten Baugruppe.
13. Verwendung eines Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bei der Herstellung einer Baugruppe aus Lötkomponenten in einem flussmittelfreien Lötvorgang unter gesteuerter Atmosphäre.
14. Lötbaugruppe, die in einem Lötvorgang hergestellt wird, wobei die Lötbaugruppe verschiedene Komponenten umfasst und mindestens eine Komponente aus dem Aluminiumlegierungs-Hartlotblechprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
15. Lötbaugruppe nach Anspruch 14, wobei die Lötbaugruppe ein Kraftfahrzeug- Wärmetauscher ist.
16. Lötbaugruppe nach Anspruch 14, wobei die Lötbaugruppe ein Ölkühler oder ein gefalztes Rohr ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17164806 | 2017-04-04 | ||
PCT/EP2018/056441 WO2018184806A1 (en) | 2017-04-04 | 2018-03-14 | Aluminium brazing sheet material suitable for fluxless brazing in a controlled atmosphere |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
AT521441A2 AT521441A2 (de) | 2020-01-15 |
AT521441A5 AT521441A5 (de) | 2020-07-15 |
AT521441B1 true AT521441B1 (de) | 2022-06-15 |
Family
ID=58489255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ATA9090/2018A AT521441B1 (de) | 2017-04-04 | 2018-03-14 | Aluminium-Hartlotblechmaterial, das zum flussmittelfreien Löten in einer Schutzgasatmosphäre geeignet ist |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT521441B1 (de) |
DE (1) | DE112018001845T5 (de) |
WO (1) | WO2018184806A1 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220044796A (ko) * | 2019-09-30 | 2022-04-11 | 아르코닉 테크놀로지스 엘엘씨 | 무플럭스 브레이징을 위한 개선된 알루미늄 합금 브레이징 시트 |
FR3105047B1 (fr) | 2019-12-20 | 2022-11-18 | Constellium Neuf Brisach | Bande ou tôle en alliages d’aluminium pour brasage sans flux ou avec flux réduit |
WO2021152455A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | Aluminium alloy multi-layered brazing sheet material for fluxfree brazing |
CN111394624A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 | 一种冷轧复合法生产的工程机械油冷器隔板用高强度复合铝材及其制造方法 |
EP3925728A1 (de) * | 2020-06-16 | 2021-12-22 | Aleris Rolled Products Germany GmbH | Mehrschichtiges hartlötblechmaterial aus aluminiumlegierung zum flussmittelfreien hartlöten |
CN113770588B (zh) * | 2021-10-19 | 2023-06-27 | 格朗吉斯铝业(上海)有限公司 | 一种层状钎焊复合材料及其制造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1306207A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-02 | Sky Aluminium Co., Ltd. | Hartlotfolie aus Aluminium-Legierung |
US20100151273A1 (en) * | 2007-06-20 | 2010-06-17 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | Aluminium alloy brazing sheet product |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3917151A (en) | 1973-02-08 | 1975-11-04 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Vacuum brazing process |
-
2018
- 2018-03-14 DE DE112018001845.8T patent/DE112018001845T5/de active Pending
- 2018-03-14 AT ATA9090/2018A patent/AT521441B1/de active
- 2018-03-14 WO PCT/EP2018/056441 patent/WO2018184806A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1306207A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-02 | Sky Aluminium Co., Ltd. | Hartlotfolie aus Aluminium-Legierung |
US20100151273A1 (en) * | 2007-06-20 | 2010-06-17 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | Aluminium alloy brazing sheet product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112018001845T5 (de) | 2019-12-19 |
WO2018184806A1 (en) | 2018-10-11 |
AT521441A5 (de) | 2020-07-15 |
AT521441A2 (de) | 2020-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT521441B1 (de) | Aluminium-Hartlotblechmaterial, das zum flussmittelfreien Löten in einer Schutzgasatmosphäre geeignet ist | |
DE602004007034T2 (de) | Verfahren zum schweissen von bändern aus aluminiumlegierung | |
DE60128923T2 (de) | Nickel beschichtetes hartlötblech | |
DE60021619T2 (de) | Hartlötblech | |
DE69428242T2 (de) | Aluminiumlegierung zum Hartlöten; Folie zum Hartlöten von Wärmetauschern und Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern | |
DE60125777T3 (de) | Flussmittelfreies Verfahren zum Hartlöten unter Schutzgas | |
DE202017100499U1 (de) | Aluminium Multi-Schicht Hartlötblechprodukt | |
DE60123127T3 (de) | Mehrschichtiges, wärmebehandlungsfähiges hartlötflächengebilde mit zwischenschicht aus aluminium | |
DE69514890T2 (de) | Hartlotfolie aus einer Aluminiumlegierung, Verfahren zur Herstellung dieser Hartlotfolie, Wärmetauscher mit dieser Hartlotfolie und Verfahren zur Herstellung dieses Wärmetauschers | |
EP2844466B1 (de) | Flussmittelfreies löten von alumiumverbundwerkstoffen | |
EP2883650B1 (de) | Flussmittelfreies Fügen von Aluminiumverbundwerkstoffen | |
DE69402198T2 (de) | Hartlötverfahren | |
DE112012000619T5 (de) | Aluminium Lotblechmaterial für flussmittelfreies Löten | |
DE3031439C2 (de) | Hartlötbares Kühlrippen-Verbundwerkstoff für Wärmetauscher auf Basis von Aluminiumlegierungen | |
EP3026134B1 (de) | Wärmetauscher, verwendung einer aluminiumlegierung und eines aluminiumbands sowie verfahren zur herstellung eines aluminiumbands | |
EP2821173B1 (de) | Aluminiumverbundwerkstoff mit innenliegender Lotschicht | |
DE60112787T2 (de) | Lötverfahren unter verwendung eines lotmaterials mit niedrigem schmelzpunkt | |
DE10029386A1 (de) | Hartlötplatte aus Aluminiumlegierung zum Vakuumhartlöten mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit sowie Wärmetauscher mit Hartlötplatte | |
DE112012001790T5 (de) | Stranggepresstes Rohrprodukt aus Aluminiumlegierung | |
DE112013000740T5 (de) | Hoch korrosionsbeständiges Hartlötblech aus Aluminiumlegierung und daraus hergestellte kanalbildende Komponente für einen Fahrzeugwärmetauscher | |
EP3359326B1 (de) | Aluminiumverbundwerkstoff zur verwendung in thermischen flussmittelfreien fügeverfahren und verfahren zu dessen herstellung | |
DE112012001798T5 (de) | Wärmeableitrippen (fin stock) Material | |
DE102012223252A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers und ein durch ein derartiges Herstellungsverfahren hergestellter Wärmetauscher | |
DE112016005165T5 (de) | Flussmittelfreies Hartlötverfahren | |
EP4132743B1 (de) | Hochfester lotplattierter al-mg-si-aluminiumwerkstoff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HC | Change of the firm name or firm address |
Owner name: NOVELIS KOBLENZ GMBH, DE Effective date: 20240110 |