CN103732350A - 冷却器用的包覆材料、用于发热装置的冷却器和制造用于发热装置的冷却器的方法 - Google Patents

冷却器用的包覆材料、用于发热装置的冷却器和制造用于发热装置的冷却器的方法 Download PDF

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Abstract

通过对包覆原材料施行3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延并可选地在从150℃至400℃的范围内的温度施行1至8小时的热处理来提供冷却器用的包覆材料（20），所述包覆原材料具有由芯材（21）、覆盖该芯材（21）的一个侧面（位于冷却通路（4）侧的表面）的第一硬钎料层（22）、和覆盖另一个侧面（位于与冷却水通路（4）相反的一侧的表面）的第二硬钎料层形成的三层结构。对硬焊前后的某些特性规定了特定的范围。

Description

冷却器用的包覆材料、用于发热装置的冷却器和制造用于发热装置的冷却器的方法
技术领域
本发明涉及一种用在冷却器中的冷却器用的包覆材料，所述冷却器装设在电动汽车或混合动力汽车中或者任意各种电子设备线路上，并冷却诸如半导体装置等的发热装置。本发明还涉及一种用于发热装置的冷却器，在该冷却器中使用了冷却器用的包覆材料，并且还涉及一种制造用于发热装置的冷却器的方法。
背景技术
在电动汽车或混合动力汽车中或者各种电子设备线路上装设有冷却诸如半导体装置等的发热装置的冷却器。已有一种所谓的水冷式冷却器，其中由铝合金板形成的顶板、由铝合金板形成的底板和保持在这些铝合金板之间的内翅片被硬焊在一起，冷却对象安装在顶板上，底板在底板和顶板之间限定出冷却水通路，并且冷却对象通过冷却对象和在冷却水通路内流动的冷却水之间的热交换而被冷却。为了提高该冷却器中冷却水和冷却对象之间的热交换效率，要将冷却对象安装在其上的顶板被构造成充分地比底板薄。近年来也已开发了该种类型的冷却器：其中供半导体装置（冷却对象）结合在其上的绝缘线路用基底（冷却装置用基底）安装在顶板上。该绝缘线路用基底具有结合在导热绝缘陶瓷如AlN或Si3N4的各个侧面上的金属板，例如纯铝板，并具有在通过将由半导体元件产生的热传递到顶板来进行冷却的情况下使半导体装置与顶板绝缘的作用。
近年来提高的环境意识已引起减轻汽车重量的努力，并且由此对装设在汽车中的冷却器也在进行各种结构部件的薄化。另一方面，例如半导体装置的发热量越来越大，这已引起对冷却此类半导体装置的冷却器要求更高的冷却性能。在这样的情况下，已有一种如在日本专利申请公报No.2010-16295（JP-2010-16295A）中所述的冷却器结构，其中半导体装置经由金属板装设在薄板形式的散热器上并与其靠接，并且该散热器被分隔壁分隔出多个冷却剂通路。
需要冷却水流以便提高该类型冷却器的冷却性能。然而，当存在冷却水流时，冷却器的构成部件经受严重腐蚀的环境，并且在薄化顶板的特殊情况下，腐蚀从冷却水通路侧沿厚度方向贯穿板并且迅速发生点蚀。由此，特别需要改善顶板的耐腐蚀性以便同时实现冷却器的提高的冷却性能和薄化。
然而，在用于常规冷却器中的顶板的材料的情况下，要实现与成形性的平衡会使得难以改善耐腐蚀性。实际上，在涉及冷却水流的结构的情况下，薄顶板的耐腐蚀性存在改善空间。具体地，在如上所述的冷却器中，例如，通过用Al-Si硬钎料包覆铝合金板的至少一个侧面（变成冷却水通路侧的表面）而提供的包覆材料被用作顶板的材料，并且该材料被压制成形为规定形状以用于顶板。通过使锻造材料退火而提供的由日本工业标准（JIS）规定的O（回火标识）材被用于包覆材料，因为O材具有适于压制成形的特性，例如大的伸长率和低的强度。
这里，在使用包覆材料的冷却器的制造期间芯材在与硬焊有关的加热过程中发生再结晶。当包覆材料为O材时，由于包覆材料的压制成形而在加工量小的区域中再结晶不完全，并且残留了亚晶粒。结果，熔融的硬钎料随后优先地侵入到亚晶粒边界中并且发生所谓的侵蚀。
当硬钎料侵蚀芯材时，该硬钎料的一部分被消耗并且为了与底板和内翅片相硬焊而供给的硬钎料的量变得不足且无法获得充分的接合强度。此外，由于从顶板的冷却水通路侧的腐蚀优先从硬钎料组分进行，故存在当芯材被硬钎料侵蚀时腐蚀将沿深度方向快速进行的风险。此外，即使在通过向硬钎料添加例如Zn来提供具有牺牲防腐蚀层的功能的结构时，也没有获得满意的防腐蚀效果并且难以获得优良的耐腐蚀性。
还提出了一种具有通过在芯材的一个侧面（形成冷却水通路侧的表面）上包覆牺牲防腐蚀材料并用硬钎料包覆另一个侧面而提供的三层结构的O材形式的顶板材料。然而，即使对于具有这种结构的包覆材料，包覆在另一个侧面上的硬钎料也会侵蚀芯材，且结果在从冷却水通路侧沿深度方向进行的腐蚀从另一个侧面到达硬焊侵蚀区的位置腐蚀迅速进行；于是存在将迅速发生点蚀的风险。因而，当O材被用作顶板材料时，获得了优良的压制成形性，但难以提高顶板的耐腐蚀性。
除O材以外，还使用多种铝合金包覆材料作为顶板材料，但所有这些材料都由于以下原因而很容易发生点蚀。具体地，在冷却器制造期间，在硬焊之前进行使各部件的接合区域暂时彼此接合的暂时接合工序。例如，在已通过激光焊接使绝缘线路用基底与通过压制成形提供的顶板暂时接合之后，组装顶板、底板和内翅片并且通过激光焊接使它们的接合区域暂时接合。
这里，当焊接区域由于因该激光焊接输入的过大的热而扩宽时，容易发生腐蚀，这是因为该焊接区域电化学等级低，从而引起点蚀的发生。为了避免这种情况，必须使所输入的热量尽可能小，但由于在铝合金的情况下材料的表面反射激光，故材料在焊接初期突然熔化并且热导入量容易变得过大。结果，当使用铝合金包覆材料作为顶板时，由于从通过激光焊接而焊接的区域沿深度方向的腐蚀而存在迅速发生点蚀的风险。
发明内容
本发明提供了一种冷却器用的包覆材料，其中该包覆材料具有优良的压制成形性，由此能精确和准确地成形为用在冷却器中的顶板形状，能提供足量的硬钎料以与构成冷却器的其它部件相硬焊，并在用作顶板时发挥优良的耐腐蚀性且由此抑制点蚀的发生。本发明还提供了一种用于发热装置的冷却器，其中该冷却器使用这种冷却器用的包覆材料，并且提供了一种制造这种用于发热装置的冷却器的方法。
作为旨在改善用作顶板材料的包覆材料的压制成形性、硬焊能力和耐腐蚀性的调查研究的结果，发明人获得了如下认知：全部这些特性可通过规定最终压延率和硬焊前后的若干特性而同时提高。本发明基于该认知而得以实现。
本发明的第一方面是一种冷却器用的包覆材料，所述包覆材料包括包覆原材料，所述包覆原材料具有：芯材；第一硬钎料层，所述第一硬钎料层覆盖所述芯材的一个侧面；和第二硬钎料层，所述第二硬钎料层覆盖所述芯材的另一个侧面，其中：所述包覆原材料已施行了3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工；所述冷却器用的包覆材料构造成被硬焊到构成用于发热装置的冷却器的其它部件上，其中所述第一硬钎料层侧配置在流体通路侧；所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Mn：0.4至1.5质量%，Cu：0.05至0.8质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述第一硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si和Zn，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：4.5至11.0质量%，和Zn：0.5至5.0质量%；所述第二硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：6.5至12.6质量%；在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述第一硬钎料层和所述第二硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述第一硬钎料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
本发明的第二方面是一种冷却器用的包覆材料，所述包覆材料设置有：芯材；牺牲材料层，所述牺牲材料层覆盖所述芯材的一个侧面；和硬钎料层，所述硬钎料层覆盖所述芯材的另一个侧面，其中：所述包覆原材料已施行了3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工；所述冷却器用的包覆材料构造成被硬焊到构成用于发热装置的冷却器的其它部件上，其中所述牺牲材料层侧配置在流体通路侧；所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Mn：0.4至1.5质量%，Cu：0.05至0.8质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述牺牲材料层由Al合金牺牲材料形成，所述Al合金牺牲材料以下面的含量包含Zn并且以下面的含量包含选自Si、Fe、Mn、Ti和Zr的至少一者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Zn：0.5至5.0质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Mn：0.05至1.1质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：6.5至12.6质量%；在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述牺牲材料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
在本发明的第一和第二方面中，在所述3%至10%的应变产生之前或者在所述10%至25%的最终压延之前，所述包覆原材料可通过以100至10000℃/分钟的升温速度加热到在从300℃至550℃的范围内的温度、在该温度保持1秒至4小时且此后冷却而被退火。另外，在本发明的第一和第二方面中，所述包覆原材料可在所述3%至10%的应变产生之后或者在所述10%至25%的最终压延之后施行在从150℃至400℃的范围内的温度保持1至8小时的热处理。
本发明的第三方面是一种用于发热装置的冷却器，所述用于发热装置的冷却器包括：顶板，所述顶板是通过对本发明的前述第一或第二方面的冷却器用的包覆材料进行压制成形而获得的；底板，所述底板配置成在所述底板和所述顶板之间限定出流体通路，并具有比所述顶板的板厚大的板厚；和内翅片，所述内翅片保持在所述顶板和所述底板之间，其中所述顶板、所述底板和所述内翅片在它们各自的接合区域被彼此硬焊，并且所述用于发热装置的冷却器构造成通过与在所述流体通路内流动的冷却剂进行的热交换来冷却在与所述流体通路相反的一侧安装在所述顶板上的发热装置。
在根据本发明的第三方面的用于发热装置的冷却器中，在所述顶板的位于与所述流体通路相反的一侧的表面上可硬焊有供所述发热装置安装在其上的冷却装置用基底。
本发明的第四方面是一种制造用于发热装置的冷却器的方法，所述方法包括：对包覆原材料施行3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工，由此获得冷却器用的包覆材料，所述包覆原材料具有芯材、覆盖所述芯材的一个侧面的第一硬钎料层和覆盖所述芯材的另一个侧面的第二硬钎料层；以及将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的其它部件上，其中所述第一硬钎料层侧配置在流体通路侧，其中：所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Mn：0.4至1.5质量%，Cu：0.05至0.8质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述第一硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si和Zn，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：4.5至11.0质量%，和Zn：0.5至5.0质量%；所述第二硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：6.5至12.6质量%；在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述第一硬钎料层和所述第二硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述第一硬钎料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
本发明的第五方面是一种制造用于发热装置的冷却器的方法，所述方法包括：对包覆原材料施行3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工，由此获得冷却器用的包覆材料，所述包覆原材料具有芯材、覆盖所述芯材的一个侧面的牺牲材料层和覆盖所述芯材的另一个侧面的硬钎料层；以及将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的其它部件上，其中所述牺牲材料层侧配置在流体通路侧，其中：所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Mn：0.4至1.5质量%，Cu：0.05至0.8质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述牺牲材料层由Al合金牺牲材料形成，所述Al合金牺牲材料以下面的含量包含Zn并且以下面的含量包含选自Si、Fe、Mn、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Zn：0.5至5.0质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Mn：0.05至1.1质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%；所述硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成：Si：6.5至12.6质量%；在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述牺牲材料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
根据第四或第五方面的制造用于发热装置的冷却器的方法可包括在所述3%至10%的应变产生之前或者在所述10%至25%的最终压延之前通过以100至10000℃/分钟的升温速度加热到在从300℃至550℃的范围内的温度、在该温度保持1秒至4小时且此后冷却来使所述包覆原材料退火。根据第四或第五方面的制造用于发热装置的冷却器的方法可包括在所述3%至10%的应变产生之后或者在所述10%至25%的最终压延之后通过在从150℃至400℃的范围内的温度保持1至8小时来对所述包覆原材料施行热处理。
根据本发明，冷却器用的包覆材料具有优良的压制成形性并且能以优良的精确性和精度压制成形为顶板的形状，这是因为冷却器用的包覆材料是通过以10%至25%的最终压延率压延具有由芯材、覆盖该芯材的一个侧面（位于流体通路侧的表面）的第一硬钎料层或牺牲层、和覆盖另一个侧面的硬钎料层形成的三层结构的包覆原材料而制备的，以及因为对硬焊前后的某些特性指定了规定的范围。
此外，对于该冷却器用的包覆材料，在通过激光焊接提供暂时接合的工序期间，由热输入导致的焊接区域能保持得小，同时在硬焊期间的加热过程中，在由压制成形导致的加工量小的区域和由压制成形导致的加工量大的区域两者中都能可靠地引起芯材的再结晶。结果，该冷却器用的包覆材料可抑制硬钎料对芯材的侵蚀并且使硬钎料能够足量供给以在接合区域之间进行硬焊。此外，该冷却器用的包覆材料在位于流体通路侧的表面附近具备电势梯度，并且这由于牺牲阳极效果而发挥了防腐蚀作用。因此，抑制了由激光焊接区域和硬钎料侵蚀引起的腐蚀并且对冷却器的顶板而言获得了优良的耐腐蚀性。
根据本发明，用于发热装置的冷却器将该冷却器用的包覆材料用于其顶板材料，在构成冷却器的各部件的接合区域之间以及在顶板和冷却装置用基底之间可靠地施行了硬焊，同时抑制了由激光焊接区域和硬钎料侵蚀引起的顶板处的腐蚀，由此提供了优良的耐腐蚀性。结果，即使在高速冷却水流的情况下也可抑制点蚀的发生并且于是能带来冷却性能的更大的提高。
附图说明
下文将参照附图说明本发明的实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是示出使用了根据本发明的冷却器用的包覆材料的用于发热装置的冷却器的第一实施例的示意性剖视图；以及
图2是示出冷却器用的包覆材料的一个示例的示意性剖视图，所述冷却器用的包覆材料被用作图1所示的用于发热装置的冷却器中的顶板的材料。
具体实施方式
下文将说明本发明的具体实施例。
<第一实施例>
首先将说明使用根据本发明的冷却器用的包覆材料的用于发热装置的冷却器的第一实施例。图1是示出使用了根据本发明的冷却器用的包覆材料的用于发热装置的冷却器的第一实施例的示意性剖视图。图2是示出冷却器用的包覆材料的一个示例的示意性剖视图，所述冷却器用的包覆材料被用作图1所示的用于发热装置的冷却器中的顶板的材料。
图1的所示的用于发热装置的冷却器10（下文简称为“冷却器”）是通过以特定次序叠置底板1、内翅片3和顶板2并利用底板1和顶板2各自具有的硬钎料层12、22将底板1和顶板2的接合区域13、23彼此硬焊以及将内翅片3硬焊到表面1a和2a上而构成的，底板1具有被加工成具有凹槽形截面的多个部分沿侧面方向连接的形状，内翅片3收纳在底板1的凹槽形部分中。在该实施例的冷却器10中，与作为冷却对象的发热装置接合的冷却装置用基底6也被硬焊到顶板2的外侧面（位于与冷却水通路4相反的一侧的表面）2b上。
底板1和顶板2用作限定出供冷却水（冷却剂）流过的冷却水通路（流体通路）4的结构部件。底板1呈板状并形成有台阶部（接合区域）23，该台阶部在其外边缘与顶板2的接合区域13结合。底板1比下述的顶板2厚，并且具体而言底板1厚约1.0至4.0mm。顶板2是具有与底板1大致相同的平面形状并形成有台阶部（接合区域）13的板，所述台阶部在其外边缘与底板1的接合区域23结合。顶板2比底板1薄，并且具体而言顶板2厚约0.2至2.0mm。在该实施例中，顶板2的材料是根据本发明的冷却器用的包覆材料20。下文将说明该冷却器用的包覆材料20的结构。底板1和顶板2在台阶部13、23处被彼此硬焊。在底板1和顶板2之间限定出由台阶部13和23的侧壁密封的冷却水通路4。
内翅片3用作有助于冷却水和发热装置之间的热交换的传热表面。内翅片3呈手风琴状并且保持在冷却水通路4内。内翅片3的每个弯曲部（接合区域）33都被硬焊在底板1或顶板2的表面（位于冷却水通路侧的表面）1a、2a上。
发热装置7如半导体装置跨软焊层6b与冷却装置用基底6的表面（位于与顶板相反的一侧的表面）6a接合，并且冷却装置用基底6将由发热装置7产生的热传导到顶板2，同时还使发热装置7与顶板2绝缘。该冷却装置用基底的示例包括其中铝层62结合在导热陶瓷61（如AlN或Si3N4）的各个侧面上的绝缘线路用基底。
在该实施例的冷却器10中，发热装置7由在冷却水通路4中流动的冷却水经由内翅片3、顶板2和冷却装置用基底6冷却。
为了制造该实施例的冷却器10，首先通过将下述的冷却器用的包覆材料20压制成形为顶板的形状来获得成形体（压制成形工序）。然后通过激光焊接使冷却装置用基底6与该成形体暂时接合，并且此后组装成形体、底板1和内翅片3并通过激光焊接使接合区域12、23、33暂时接合（暂时接合工序）。例如用基于氟化物的焊剂（例如，非腐蚀性Nocolok焊剂或Zn置换焊剂）涂覆成形体、底板1、内翅片3和冷却装置用基底6，且然后在具有惰性气氛如高纯度氮气气氛的炉内施行热处理。热处理温度为约590℃至620℃。通过这样做，底板1和冷却器用的包覆材料20所具有的硬钎料层12、22熔化并流动，且然后通过降低炉内的温度来使硬钎料固化。结果，各接合区域12、23和33变得被硬焊并且顶板2的外侧面2b被硬焊到冷却装置用基底6上且由此获得冷却器10（硬焊工序）。
现将说明底板1、顶板2和内翅片3的结构。
<顶板>
首先将说明顶板2的结构。本发明的冷却器10的特征在于顶板2的材料是根据本发明的冷却器用的包覆材料20。亦即，通过将冷却器用的包覆材料20成形为顶板的形状并且将该成形体硬焊到构成冷却器10的其它部件（亦即，底板1、内翅片3和冷却装置用基底6）上来提供顶板2。
如图2所示，冷却器用的包覆材料20是通过对具有由芯材21、覆盖芯材21的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的第一硬钎料层22和覆盖芯材21的另一个侧面（形成与冷却水通路4相反的一侧的表面）的第二硬钎料层24形成的三层结构的包覆原材料施行3%至10%的应变产生或最终压延率为10%至25%的压延而提供的包覆材料。此外，如下所述地对某些特性规定特定的范围。
以下将说明冷却器用的包覆材料20的各部分21、22、24的组成。芯材21由铝合金形成，所述铝合金包含Mn、Cu和Si并且包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成。各成分含量如下：Mn：0.4至1.5质量%，Cu：0.05至0.8质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%。这些各成分的作用如下。
Mn：Mn作为金属间化合物析出或结晶并具有提高顶板2的硬焊后强度的作用。此外，通过形成Al-Mn-Si化合物，其具有降低基体的Si固溶度和升高基体的熔点的效果。当Mn含量小于0.4质量%时，无法满意地获得这些效果。当Mn含量超过1.5质量%时，包覆原材料的铸造性和加工性（压延性）下降。
Si：Si以固溶状态存在于基体中或作为Al-Mn-Si化合物分散并具有提高芯材21的强度的作用。当Si含量小于0.05质量%时，无法满意地获得该效果。当Si含量超过1.0质量%时，芯材21的熔点下降并且于是芯材21可能在硬焊期间熔化。
Cu：Cu以固溶状态存在于基体中并具有提高芯材21的强度的作用。此外，Cu从芯材21沿通路侧硬钎料的方向形成浓度梯度，由此形成对于停止腐蚀和提高包覆材料的耐点蚀性有效的电势梯度。当Cu含量小于0.05质量%时，无法满意地获得这些效果。当Cu含量超过0.8质量%时，已扩散到硬钎料表面的Cu使得硬钎料的电势贵（高），这降低了电势梯度层的牺牲阳极效果，从而导致其耐腐蚀活性的损失。此外，当Cu含量过高时，芯材21的熔点下降并且于是芯材21可能在硬焊期间熔化。
Fe：Fe作为金属间化合物析出或结晶并具有提高顶板2的硬焊后强度的作用。此外，通过形成Al-Mn-Fe、Al-Fe-Si或Al-Mn-Fe-Si化合物，Fe具有降低基体中的Mn和Si固溶度并升高基体的熔点的效果。当Fe含量小于0.05质量%时，无法满意地获得这些效果。当Fe含量超过0.5质量%时，芯材21的腐蚀速度加快。还出现巨大的结晶物，这引起包覆原材料的铸造性和压延性的下降。小于0.05质量%的Fe被视为不可避免的杂质。
Ti、Zr：Ti和Zr在硬焊之后作为微细的金属间化合物分散并具有提高顶板2的强度的作用。当它们的含量小于0.05质量%时，无法满意地获得该效果。此外，当Ti含量超过0.20质量%时或者当Zr含量超过0.15质量%时，芯材21的加工性和耐自腐蚀性下降。小于0.05质量%的Ti和小于0.05质量%的Zr被视为不可避免的杂质。
第一硬钎料层22供给将冷却器用的包覆材料20（顶板2）的接合区域13硬焊到底板1的接合区域23上并且将冷却器用的包覆材料20（顶板2）的表面2a硬焊到内翅片3的弯曲部33上的硬钎料。该第一硬钎料层22由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料包含Si和Zn，其余部分由Al和不可避免的杂质组成。Si和Zn含量为Si：4.5至11.0质量%和Zn：0.5至5.0质量%，并且这些成分中的各种成分的作用如下。
Si：Si由于硬焊工序中的热处理而熔化并流动，并且通过其随后的固化而将接合区域13、23彼此硬焊并将顶板2的表面2a硬焊到内翅片3的弯曲部33上。Si还具有降低硬钎料的熔点的作用和在硬钎料熔化时提高其流动性的作用。当Si含量小于4.5质量%时硬焊能力不足。当Si含量超过11.0质量%时，Si便会参与芯材21或接合部件1、3的大量侵蚀。
Zn：Zn由于伴随硬焊工序的热处理而扩散到芯材21中并从冷却器用的包覆材料20（顶板2）的表面2a沿深度方向形成Zn浓度梯度。由于Zn具有比较低的电势（较低的电离能），故这种浓度梯度的形成从顶板2的表面2a沿深度方向产生电势梯度。在已形成了这种电势梯度层的顶板2的情况下，其牺牲阳极效果使得由冷却水引起的腐蚀优先沿表面方向进行并且抑制了腐蚀沿深度方向的发展。结果能抑制点蚀的发生。当Zn含量小于0.5质量%时，不会形成满意的电势梯度。当Zn含量超过5.0质量%时，电势梯度层的自腐蚀速度将过高并且无法满意地抑制沿顶板2的深度方向的腐蚀。
第二硬钎料层24供给将冷却装置用基底6硬焊到顶板2的外侧面2b上的硬钎料。该第二硬钎料层24由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料包含6.5至12.6质量%的Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成。当Si含量小于6.5质量%时硬焊能力不足。当Si含量超过12.6质量%时，出现粗大的Si粒子并且压延性降低，同时还发生芯材21或冷却装置用基底6的大量侵蚀。
现将说明冷却器用的包覆材料20的包覆原材料、应变产生和压延加工。通过对具有包括前述组成的三层结构的包覆原材料施行3%至10%的应变产生或最终压延率为10%至25%的压延来提供该冷却器用的包覆材料20。这种压延工序的施行使得，当冷却器用的包覆材料20施行压制成形和硬焊工序时，能在由压制成形引起的加工量小的区域和由压制成形引起的加工量大的区域两者中可靠地引起芯材的相关加热过程中的再结晶。结果，抑制了熔融的硬钎料侵入到芯材中的侵蚀并且能供给足量的硬钎料以在接合区域13、23之间进行硬焊、在表面2a和内翅片3的弯曲部33之间进行硬焊以及在外侧面2b和冷却装置用基底6之间进行硬焊。此外，抑制了由芯材21的硬焊侵蚀引起的腐蚀在顶板2中的发展并且于是能获得优良的耐点蚀性。这里的应变产生是在平行于材料的压延方向的方向上产生拉伸应变的工序，并且在工业上例如用张力平整机进行所述产生。应变产生率为材料的伸长率。
这里，在最终压延之前，通过以100至10000℃/分钟的升温速度加热到在从300℃至500℃的范围内的温度、在该温度保持1秒至4小时并且然后冷却来使包覆原材料退火，且此后施行3%至10%的应变产生或10%至25%的压延。这能使芯材的晶粒细化并由此可获得优良的压制成形性。此外，通过在所述3%至10%的应变产生之后或者在所述10%至25%的压延之后在从150℃至400℃的范围内的温度保持1至8小时而进行热处理，还能在也进一步提高压制成形性的情况下抑制熔融的硬钎料如上所述侵入到芯材中。在低于150℃的温度无法获得成形性的提高。在高于400℃的温度，熔融的硬钎料对芯材的侵蚀在压制成形期间施行了加工的那些区域中变得严重，从而导致硬焊能力的下降和耐腐蚀性的损失。在热处理时间不足1小时的情况下无法获得期望效果，而该效果在8小时以上趋于稳定。
现将说明对该冷却器用的包覆材料20所规定的特性。对该冷却器用的包覆材料20规定的硬焊前的特性为伸长率、芯材21的平均晶粒直径、以及硬钎料层22和24中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径），而对该冷却器用的包覆材料20规定的硬焊后的特性为第一硬钎料层22的表面2a和芯材21之间的电势差以及芯材21在冷却器用的包覆材料的总厚度中所占的比例。这里，冷却器用的包覆材料20的硬焊后的特性对应于冷却器10中的顶板2的特性。
（1）硬焊前的特性
A.硬焊前的伸长率和硬焊之前芯材的平均晶粒直径
对冷却器用的包覆材料20规定至少10%的硬焊前的伸长率并对硬焊之前的芯材21规定10至100μm的平均晶粒直径。如上所述，对冷却器用的包覆材料20施行压延加工。这里，当施行压延加工时强度可增大并且结果压制成形性可能受损；然而，当伸长率和芯材21的平均晶粒直径处在所述范围内时，即使施行压延加工，也能获得优良的成形性并且能以优良的精确性和精度形成顶板形状。在本发明中平均晶粒直径测定如下：对平行于压延方向的截面进行抛光并利用例如巴克（Barker）溶液进行电解蚀刻；观察晶体结构并对晶体结构拍照；并且通过JIS G0551中所述的“直线截断法”进行测量。
由于伸长率小，无法使伸长率低于10%的包覆材料成形，因为在执行压制成形时会产生裂纹。尽管对伸长率的上限没有特别的限制，但伸长率优选不超过35%。包覆材料的压制成形性确实往往随着伸长率增大而提高，但该效果在伸长率超过35%时趋于稳定。
当芯材21的平均晶粒直径超过100μm时，无法获得可接受的压制成形性并且在压制成形工序期间产生裂纹。尽管包覆材料的压制成形性确实随着芯材21的平均晶粒直径减小而提高，但该效果在平均晶粒直径小于10μm时饱和。
B.硬钎料层中存在的Si粒子的硬焊前的平均粒径（当量圆直径）
硬焊之前硬钎料层22和24中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）被设定为小于1.8μm。这减慢了在通过激光焊接进行的暂时接合工序中激光向硬钎料层22、24的入射并且有利于由此输入的热量的控制，并且结果能保持焊接区域小。结果，在所获得的冷却器10的顶板2中抑制了从焊接区域产生腐蚀并且能停止由腐蚀从焊接区域的发展引起的点蚀的发生。此外，由于平均粒径小于1.8μm的Si粒子微细，故硬钎料层22、24的熔化整体上均匀地进行。这提高了硬焊能力并且抑制了诸如孔隙等的硬焊缺陷的发生，特别是在顶板2被硬焊到冷却装置用基底6上时。在本发明中Si粒子的平均粒径测定如下：对平行于压延方向的截面进行抛光；使用0.5%HF（氢氟酸）进行蚀刻；观察Si粒子并拍照；并且使用图像分析仪测量当量圆直径。放大系数为100倍并且测量10个视野的平均值。
当硬钎料层22、24中存在的Si粒子的平均粒径大于1.8μm时，对硬钎料层22、24的热输入在激光焊接期间快速进行并且熔融面积于是增大。这导致以下问题的出现：腐蚀从所获得的冷却器10的顶板2中的焊接区域发展并且发生点蚀；顶板2和冷却装置用基底6之间的间隙也增大并且热交换效率下降；并且硬钎料层22、24处的硬钎料的量不足且无法获得满意的硬焊能力。对Si粒子的平均粒径的下限没有特别的限制，但优选至少0.5μm。上述的缓和激光入射并提高硬焊能力的效果确实往往随着Si粒子的平均粒径变细而提高，但这些效果在Si粒子的平均粒径下降到0.5μm以下时趋于稳定。
（2）硬焊后的特性
C.第一硬钎料层的表面和芯材之间的硬焊后的电势差
对第一硬钎料层22的表面2a和芯材21之间在硬焊之后的电势差指定至少50mV的值。当冷却器用的包覆材料20（顶板2）呈现这种电势差（电势梯度）时，在表面2a的附近获得牺牲阳极效果并且抑制了腐蚀沿深度方向的发展。结果能抑制点蚀的发生。当电势差小于50mV时，无法获得该牺牲阳极效果并且无法获得对沿深度方向的腐蚀的抑制。对电势差的上限没有特别的限制，但该电势差优选不超过300mV。尽管由电势梯度提供的防腐蚀效果确实往往随着该电势差增大而提高，但对于在高于300mV的范围内的电势差而言无法获得额外的效果，而诸如腐蚀速度过快等的缺陷却会出现。为了测量该电势差，通过利用2.67%的AlCl3溶液和0.5mV/s的电势扫略速度在40℃执行阳极极化测量来测量点蚀电势。关于芯材，在使用5%的NaOH在50℃进行蚀刻之后在板的中央部附近测量电势。
D.在硬焊之后芯材在总厚度中的比例
在硬焊之后芯材21的厚度在总厚度中的比例t1/T（%）必须满足下式。
t1/T（%）≥85%…式
T：顶板的总厚度
t1：芯材的厚度
通过对平行于压延方向的截面进行抛光、利用巴克溶液进行电解蚀刻、确定芯材和硬钎料之间的界面并测量来测定芯材在总厚度中的比例。对界面使用视野中的平均位置，并测量10个视野的平均值。
由于顶板2的腐蚀易于在硬钎料中的共晶区域进行，故当硬钎料厚度与芯材厚度的比例（芯材包覆率）大时腐蚀容易沿深度方向进行并且快速发生点蚀。相比而言，当芯材21在总厚度中的比例满足规定的条件式时，硬钎料厚度与芯材厚度的比例为小值并且结果抑制了沿深度方向的腐蚀且能抑制点蚀。
由于通过对具有由芯材21、覆盖芯材21的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的第一硬钎料层22和覆盖芯材21的另一个侧面（形成与冷却水通路4相反的一侧的表面）的第二硬钎料层24形成的三层结构的包覆原材料施行了最终压延率为10%至25%的压延而提供了如前所述地构成的冷却器用的包覆材料20以及由于对硬焊前后的某些特性规定了特定的范围，因此能获得优良的压制成形性并且能执行准确和精确地压制成形为顶板的形状。
此外，对于该冷却器用的包覆材料20，由于由激光焊接暂时接合工序中的热输入引起的焊接区域被保持得小以及由于在硬焊工序期间的加热过程中能可靠地引起芯材21的再结晶（在由压制成形引起的加工量小的区域和由压制成形引起的加工量大的区域两者中），故能抑制硬钎料对芯材21的侵蚀并且能供给足量的硬钎料以在接合区域13、23之间进行硬焊、在表面2a和内翅片3的弯曲部33之间进行硬焊以及在外侧面2b和冷却装置用基底6之间进行硬焊。此外，在表面2a附近存在电势梯度并且这由于牺牲阳极效果而发挥防腐蚀作用。结果，抑制了由激光焊接区域和硬钎料侵蚀引起的腐蚀的发展并且对冷却器10的顶板2而言获得了优良的耐腐蚀性。<底板>
能对底板1使用如通常用于该类型的冷却器10中的包覆材料或裸材。以下提供具体示例。如图1所示，例如，能使用具有芯材11和覆盖该芯材11的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的硬钎料层12的包覆材料。
能使用诸如Al-Mn合金或Al-Mn-Cu合金等的铝合金作为芯材的构成材料，并且JIS3203合金和JIS3003合金为具体示例。这些铝合金中的成分含量优选为Mn：1.0至1.5质量%和Cu：0.1至0.7质量%。硬钎料层的硬钎料的示例包括诸如Al-Si-Zn合金硬钎料等的铝合金硬钎料，并且这里优选的成分含量为Si：4至11质量%和Zn：0至5质量%。
当内翅片3具有硬钎料层时，能使用不具有包覆层的裸材，或者能使用具有芯材和涂覆该芯材的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的牺牲材料层的包覆材料。该裸材或带有牺牲材料层的包覆材料的芯材的构成材料可与上述带有硬钎料层的包覆材料的芯材的构成材料相同。牺牲材料层中的牺牲材料的示例包括诸如Al-Zn合金等的铝合金，其中Zn含量优选为0至5质量%。Al-Zn合金能可选地包含Mn、Si或Fe。
<内翅片>
能对内翅片3使用如通常用于该类型的冷却器10中的裸露翅片材料或包覆翅片材料。以下给出具体示例。裸露翅片材料的示例包括由铝合金形成的裸露翅片材料和由纯铝形成的裸露翅片材料。
铝合金可以是例如Al-Mn合金、Al-Mn-Cu合金、Al-Mn-Zn合金或Al-Mn-Cu-Zn合金，并且具体示例为JIS3003合金和JIS3203合金。这些铝合金可包含含量为0.5至3.0质量%的Zn。此外，可使用Al-Zn合金，且其Zn含量优选为0.5至2.0质量%。纯铝的示例包括JIS1050、JIS1100和JIS1200。
能使用具有芯材和覆盖芯材的至少一个侧面的硬钎料层的包覆翅片材料。能使用纯铝或与用于裸露翅片材料的铝合金相同的铝合金作为芯材的构成材料。硬钎料层的构成材料可例如为与用于前述底板1的硬钎料层相同的铝合金硬钎料。
如上所述地构成的冷却器10使用通过对具有由芯材21、覆盖芯材21的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的第一硬钎料层22和覆盖芯材21的另一个侧面（形成与冷却水通路4相反的一侧的表面）的第二硬钎料层24形成的三层结构的包覆原材料施行最终压延率为10%至25%的压延而提供并为其对硬焊前后的某些特性规定了特定范围的冷却器用的包覆材料20作为顶板2，从而施行接合区域13、23之间、表面2a和内翅片3的弯曲部33之间以及外侧面2b和冷却装置用基底6之间的可靠和牢固的硬焊并获得优良的耐腐蚀性，因为抑制了由激光焊接区域和/或硬钎料侵蚀引起的顶板2的腐蚀的发展。结果，即使在高速冷却水流的情况下也能抑制点蚀的发生并且于是能带来冷却性能的进一步提高。
<第二实施例>
用于发热装置的冷却器（根据本发明的用于发热装置的冷却器）的第二实施例使用了根据本发明的冷却器用的包覆材料的另一个示例。第二实施例中与上述第一实施例的结构相似的那些结构将不会再次详述。第二实施例的用于发热装置的冷却器除了被用作顶板2的材料的冷却器用的包覆材料20的结构有变化外与第一实施例相似。
在该实施例中，冷却器用的包覆材料具有代替第一硬钎料层22的牺牲材料层，而其其它要素——即，芯材和硬钎料层（第一实施例中的第二硬钎料层24）的组成、最终压延率以及硬焊前和硬焊后的特性——与第一实施例的冷却器用的包覆材料20相似。在这种情况下，内翅片是具有芯材和涂覆在芯材的一个侧面（顶板侧）或两个侧面上的硬钎料层的包覆材料。以下说明该牺牲材料层的结构。
在硬焊工序中，牺牲材料层在冷却器用的包覆材料20（顶板2）的冷却水通路侧形成电势梯度层，并且通过其牺牲阳极效果而赋予顶板2耐腐蚀性。该牺牲材料层配置成覆盖芯材21的一个侧面（位于冷却水通路4侧的表面）并由铝合金形成，所述铝合金包含Zn和选自Si、Fe、Mn、Ti和Zr的至少一者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成。各成分的含量如下：Zn：0.5至5.0质量%，Si：0.05至1.0质量%，Fe：0.05至0.5质量%，Mn：0.05至1.1质量%，Ti：0.05至0.20质量%，和Zr：0.05至0.15质量%。各成分的作用如下。
Zn：由于伴随硬焊工序的热处理，Zn从冷却器用的包覆材料20（顶板2）的表面2a沿深度方向形成Zn浓度梯度。由于Zn具有比较低的电势（较低的电离能），故这种浓度梯度的形成从顶板2的表面2a沿深度方向产生电势梯度。在已形成了这种电势梯度层的顶板2的情况下，由于其牺牲阳极效果，由冷却水引起的腐蚀优先沿表面方向进行并且抑制了腐蚀沿深度方向发展。这导致对点蚀发生的抑制。当Zn含量小于0.5质量%时，不能形成满意的电势梯度。此外，当Zn含量超过5.0质量%时，电势梯度层的自腐蚀速度将过高并且无法满意地抑制顶板2沿其深度方向的腐蚀。
Si、Fe、Mn：这些成分作为金属间化合物析出或结晶并具有提高顶板2在硬焊之后的强度、耐侵蚀性和耐腐蚀性的作用。当特定成分的含量小于下限时，不能满意地获得这些效果。当特定成分的含量超过上限时，牺牲材料层的腐蚀速度于是过高并且无法充分抑制芯材的腐蚀。对于这些元素中的各者而言，不可避免的杂质范围小于0.05%。
Ti、Zr：这些成分在硬焊之后作为微细的金属间化合物分散并具有提高顶板2的强度的作用。当它们的含量小于0.05质量%时，无法满意地获得该效果。此外，当Ti含量超过0.20质量%时或者当Zr含量超过0.15质量%时，牺牲材料层的加工性下降。小于0.05质量%的Ti和小于0.05质量%的Zr被视为不可避免的杂质。
与第一实施例的情形中一样，在第二实施例的结构中，对牺牲材料层的表面和芯材21之间的硬焊后的电势差规定至少50mV的值。当冷却器用的包覆材料20（顶板2）具有这种电势差（电势梯度）时，在其表面2a附近获得牺牲阳极效果并且抑制了腐蚀沿深度方向的发展。结果能抑制点蚀的发生。
当电势差小于50mV时无法获得该牺牲阳极效果，并且于是无法获得抑制腐蚀沿深度方向发展的效果。对电势差的上限没有特别的限制，但该电势差优选不超过300mV。尽管由电势梯度提供的防腐蚀效果确实往往随着该电势差增大而提高，但对于高于300mV的电势差而言无法获得额外的效果并且诸如腐蚀速度过快等的缺陷却会出现。
由于通过对具有由芯材21、覆盖芯材21的一个侧面（形成冷却水通路4侧的表面）的牺牲材料层和覆盖芯材21的另一个侧面（形成与冷却水通路4相反的一侧的表面）的硬钎料层形成的三层结构的包覆原材料施行最终压延率为10%至25%的压延而提供如上所述地构成的冷却器用的包覆材料20以及由于对硬焊前后的某些特性规定了特定的范围，因此能获得优良的压制成形性并且能执行准确和精确压制成形为顶板的形状。
此外，对于该冷却器用的包覆材料20，由于由激光焊接暂时接合工序中的热输入引起的焊接区域被保持得小以及由于在硬焊工序期间的加热过程中能可靠地引起芯材21的再结晶（在由压制成形引起的加工量小的区域和由压制成形引起的加工量大的区域两者中），故能抑制硬钎料对芯材的侵蚀并且能供给足量的硬钎料以在外侧面2b和冷却装置用基底6之间进行硬焊。此外，在表面2a附近存在电势梯度并且这由于牺牲阳极效果而发挥防腐蚀作用。结果，能抑制由激光焊接区域和硬钎料侵蚀引起的腐蚀的发展并且对于冷却器10的顶板2而言获得优良的耐腐蚀性。
因此，对其顶板2的材料使用上述冷却器用的包覆材料20的冷却器在顶板2和冷却装置用基底6之间具备可靠和牢固的硬焊并且由于对由激光焊接区域和/或硬钎料侵蚀引起的顶板2的腐蚀的抑制而提供了优良的耐腐蚀性。结果，即使在高速冷却水流的情况下也能抑制点蚀的发生并且于是能带来冷却性能的进一步提高。尽管上文已说明了本发明的热交换器的实施例，但这些仅仅是构成该热交换器的各种部件的示例，并且这些部件能在不超出本发明范围的范围内适当进行修改。
以下说明本发明的具体示例，但本发明不限于这些示例。所使用的底板为具有图1所示的截面形状的包覆材料（包覆厚板材）；通过借助于加压结合在具有表1所示的组成的厚3mm的铝合金芯材上包覆具有表1所示的组成的厚150μm的硬钎料层来制备所述包覆材料。所使用的顶板为具有图1所示的截面形状的三层包覆材料（包覆薄板材）；通过借助于加压结合在具有表2所示的组成的厚0.6mm的铝合金芯材的一个侧面上包覆具有表2所示的组成的厚60μm的硬钎料层（通路侧硬钎料）并借助于加压结合在厚0.6mm的铝合金芯材的另一个侧面上包覆具有表2所示的组成的厚60μm的硬钎料层（位于与通路相反的一侧的硬钎料）来制备所述三层包覆材料。将顶板压制成形为具有图1所示截面的结构：100mm×200mm、形状=拉制矩形杯、约2mm的深度、凸缘部=10mm。将底板压制成形为具有图1所示截面的结构：100mm×200mm、形状=拉制矩形杯、约10mm的深度、凸缘部=10mm。使用具有高度60mm×宽度170mm的形状的内翅片。使用具有下表3所示的组成的内翅片样品作为内翅片。如图1所示地组装底板、顶板和内翅片并且通过在高纯度氮气气氛（O2浓度不超过20ppm）中以25℃/分钟的平均升温速度升温并以变化的炉内设定温度和保持时间控制顶板的温度而执行硬焊来制造热交换器。还利用表3所示的具有内侧牺牲材料（通路侧牺牲材料）的包覆薄板材来代替表2所示的包覆薄板材如上所述地制造热交换器。对所获得的热交换器执行腐蚀试验。在腐蚀试验中，使用通过向离子交换水（Cl-：100ppm，SO4 2-：300ppm，Cu++：200ppm）添加NaCl、Na2SO4和CuCl2而制备的腐蚀溶液。这是在使该腐蚀溶液在热交换器中循环（80℃×8h）、然后为16h×室温（循环停止）的试验中改变流量（L/min）的试验。以下各者的测量结果在表4和5中示出：退火条件、应变产生率、伸长率、芯材粒径、Si粒径、硬焊之后的芯材率、电势差和腐蚀试验。关于表4中给出的应变产生率，其表示由拉伸应变产生小于10%的应变，而由压延产生10%以上的应变。其原因如下：当由压延产生小于10%的应变时压延载荷过低并且压延本身困难；当由拉伸产生10%以上的应变时材料断裂。考虑到上述情况，所示的应变视情况而定由拉伸或压延导入。拉伸应变产生和压延在一定加工率呈现相同的加工硬化特性。例如，在不超过15%的加工率（假定不会发生由拉伸引起的断裂的范围），在假设关系[施加10%的拉伸应变之后的强度]=[以10%的压延率压延之后的强度]成立的情况下进行应变的导入。
表1.
表2.
Figure BDA0000464192510000241
（组成:质量%）表3.
表4.
Figure BDA0000464192510000261
表5.
Figure BDA0000464192510000271
示例1-8，对比示例1-5：内翅片C（参照表3）
示例9-10，对比示例6：内翅片B（参照表3）
示例11-12，对比示例7：内翅片A（参照表3）
对于对比示例1的样品，其中包覆薄板材的Mn含量在本发明的范围之外，未实现充分的电势差并且在顶板处发生泄漏；对于对比示例2的样品，在接合区域发生泄漏；而对于Cu含量小的对比示例3的样品，翅片硬焊不良。对于通路侧硬钎料中Si的量过大的对比示例4的样品，压制成形性存在问题，未实现充分的电势差，并且在顶板处发生泄漏，而对于Zn的量低的对比示例5的样品，由于翅片的硬焊不良而在顶板处发生泄漏。对于通路侧牺牲材料中的Zn的量低或过高的对比示例6和7，在顶板或接合区域发生泄漏。即使在使用与示例5中相同的材料的结构的情况下，当以下中的任一者在本发明的范围之外时也发生如表5中给出的缺陷：退火期间的升温速度、退火温度、退火时间、应变产生率（压延率）、伸长率、芯材粒径、Si粒子的平均粒径和硬焊之后的芯材率（参考示例1至5）。与这些样品相比，满足本发明的条件的热交换器样品未产生缺陷。
已仅出于例述的目的参照示例性实施例说明了本发明。应理解的是，该说明并非意图是穷尽的或者限制本发明的形式，并且本发明可适用于其它系统和应用中。本发明的范围涵盖了本领域技术人员可想到的各种改型和等同布置。

Claims (10)

1.一种冷却器用的包覆材料，其特征在于包括包覆原材料，所述包覆原材料包括：
芯材；
第一硬钎料层，所述第一硬钎料层覆盖所述芯材的一个侧面；和
第二硬钎料层，所述第二硬钎料层覆盖所述芯材的另一个侧面，其中：
所述包覆原材料已施行了3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工；
所述冷却器用的包覆材料构造成被硬焊到构成用于发热装置的冷却器的其它部件上，其中所述第一硬钎料层侧配置在流体通路侧；
所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面给出的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面给出的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Mn：0.4至1.5质量%
Cu：0.05至0.8质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述第一硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si和Zn，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：4.5至11.0质量%
Zn：0.5至5.0质量%；
所述第二硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：6.5至12.6质量%；
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述第一硬钎料层和所述第二硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述第一硬钎料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
2.一种冷却器用的包覆材料，其特征在于包括包覆原材料，所述包覆原材料包括：
芯材；
牺牲材料层，所述牺牲材料层覆盖所述芯材的一个侧面；和
硬钎料层，所述硬钎料层覆盖所述芯材的另一个侧面，其中：
所述包覆原材料已施行了3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工；
所述冷却器用的包覆材料被硬焊到构成用于发热装置的冷却器的其它部件上，其中所述牺牲材料层侧配置在流体通路侧；
所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面给出的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面给出的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Mn：0.4至1.5质量%
Cu：0.05至0.8质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述牺牲材料层由Al合金牺牲材料形成，所述Al合金牺牲材料以下面给出的含量包含Zn并且以下面给出的含量包含选自Si、Fe、Mn、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Zn：0.5至5.0质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Mn：0.05至1.1质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：6.5至12.6质量%；
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述牺牲材料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的冷却器用的包覆材料，其中，在所述3%至10%的应变产生之前或者在所述10%至25%的最终压延之前，所述包覆原材料通过以100至10000℃/分钟的升温速度加热到在从300℃至550℃的范围内的温度、在该温度保持1秒至4小时且此后冷却而被退火。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却器用的包覆材料，其中
所述包覆原材料在所述3%至10%的应变产生之后或者在所述10%至25%的最终压延之后施行在从150℃至400℃的范围内的温度保持1至8小时的热处理。
5.一种用于发热装置的冷却器，其特征在于包括：
顶板，所述顶板是通过对根据权利要求1至4中任一项所述的冷却器用的包覆材料进行压制成形而获得的；
底板，所述底板配置成在所述底板和所述顶板之间限定出流体通路，并具有比所述顶板的板厚大的板厚；和
内翅片，所述内翅片保持在所述顶板和所述底板之间，
其中
所述顶板、所述底板和所述内翅片在它们各自的接合区域被彼此硬焊，并且
所述用于发热装置的冷却器构造成通过与在所述流体通路内流动的冷却剂进行的热交换来冷却在与所述流体通路相反的一侧安装在所述顶板上的发热装置。
6.根据权利要求5所述的用于发热装置的冷却器，其中
在所述顶板的位于与所述流体通路相反的一侧的表面上硬焊有供所述发热装置安装在其上的冷却装置用基底。
7.一种制造用于发热装置的冷却器的方法，其特征在于包括：
对包覆原材料施行3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工，由此获得冷却器用的包覆材料，所述包覆原材料包括芯材、覆盖所述芯材的一个侧面的第一硬钎料层和覆盖所述芯材的另一个侧面的第二硬钎料层；以及
将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的其它部件上，其中所述第一硬钎料层侧配置在流体通路侧，其中：
所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面给出的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面给出的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Mn：0.4至1.5质量%
Cu：0.05至0.8质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述第一硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si和Zn，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：4.5至11.0质量%
Zn：0.5至5.0质量%；
所述第二硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：6.5至12.6质量%；
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述第一硬钎料层和所述第二硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述第一硬钎料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
8.一种制造用于发热装置的冷却器的方法，其特征在于包括：
对包覆原材料施行3%至10%的拉伸应变的产生或最终压延率为10%至25%的压延加工，由此获得冷却器用的包覆材料，所述包覆原材料具有芯材、覆盖所述芯材的一个侧面的牺牲材料层和覆盖所述芯材的另一个侧面的硬钎料层；以及
将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的其它部件上，其中所述牺牲材料层侧配置在流体通路侧，其中：
所述芯材由铝合金形成，所述铝合金以下面给出的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面给出的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Mn：0.4至1.5质量%
Cu：0.05至0.8质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述牺牲材料层由Al合金牺牲材料形成，所述Al合金牺牲材料以下面给出的含量包含Zn并且以下面给出的含量包含选自Si、Fe、Mn、Ti和Zr的至少一者或两者或更多者，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Zn：0.5至5.0质量%
Si：0.05至1.0质量%
Fe：0.05至0.5质量%
Mn：0.05至1.1质量%
Ti：0.05至0.20质量%
Zr：0.05至0.15质量%；
所述硬钎料层由铝合金硬钎料形成，所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si，其余部分由Al和不可避免的杂质组成，
Si：6.5至12.6质量%；
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之前，所述冷却器用的包覆材料具有至少10%的伸长率，所述芯材的平均晶粒直径为10至100μm，且所述硬钎料层中存在的Si粒子的平均粒径（当量圆直径）小于1.8μm；并且
在将所述冷却器用的包覆材料硬焊到构成所述冷却器的所述其它部件上之后，所述牺牲材料层的表面和所述芯材之间的电势差为至少50mV且所述芯材的厚度与所述冷却器用的包覆材料的总厚度的比例t1/T（%）满足下式：
t1/T（%）≥85%…式
T：所述冷却器用的包覆材料的总厚度
t1：所述芯材的厚度。
9.根据权利要求7或8所述的制造用于发热装置的冷却器的方法，还包括：
在所述3%至10%的应变产生之前或者在所述10%至25%的最终压延之前通过以100至10000℃/分钟的升温速度加热到在从300℃至550℃的范围内的温度、在该温度保持1秒至4小时且此后冷却来使所述包覆原材料退火。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的制造用于发热装置的冷却器的方法，还包括：
在所述3%至10%的应变产生之后或者在所述10%至25%的最终压延之后通过在从150℃至400℃的范围内的温度保持1至8小时来对所述包覆原材料施行热处理。
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