CN108202188A - 铝合金钎焊板 - Google Patents

Abstract

本发明的铝合金钎焊板(1)，是具备芯材(2)，和设于所述芯材(2)的一侧的面上的钎料(3)的铝合金钎焊板(1)，所述芯材(2)由Mn：0.5质量％以上并在2.5质量％以下、Mg：高于0.5质量％并在2.5质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成，所述钎料(3)由Si：3质量％以上并在13质量％以下、Bi：0.01质量％以上并在1.00质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成。

Description

铝合金钎焊板

技术领域

本发明涉及铝合金钎焊板，特别是涉及适用于不使用焊剂的钎焊即所谓无焊剂钎焊的铝合金钎焊板。

背景技术

在钎焊铝合金制的热交换器等的构件时，存在在真空中不使用焊剂而进行钎焊的真空钎焊这样的方法。该真空钎焊若与使用焊剂的焊剂钎焊比较，则有如下这样的优点，即不需要涂布焊剂的处理，避免伴随焊剂的涂布量不当而发生的问题等。

但是，真空钎焊需要在钎焊时使炉内处于真空的状态下实施加热的昂贵的真空炉，因此作业成本高，同时由于达到真空的炉内的控制困难，所以作业的困难性也会提高。

为了解决这样的问题，关于在非真空中的气氛下，不使用焊剂的无焊剂钎焊的研究进行，提出有以下这样的技术。

具体来说，在专利文献1中，提出有一种具有细流路内翅片的热交换器的无焊剂钎焊方法，其特征在于，是使用以质量％计含有Mg为0.1～5.0％、Si为3～13％的Al－Si系钎料位于最表面的铝包覆材的具有细流路内翅片的热交换器的无焊剂钎焊方法，所述Al－Si系钎料中包含的Si粒子中，以当量圆直径计具有0.8μm以上的直径的粒子数之内，1.75μm以上的直径的粒子数为25％以上，在不伴随减压的非氧化性气氛中，使所述Al－Si系钎料与钎焊对象构件紧密接触，在加热温度559～620℃下，接合所述铝包覆材与所述钎焊对象构件。

另外，在专利文献2中，公开有一种铝材的钎焊方法，其特征在于，在进行使用铝合金钎焊板的钎焊时，所使用的钎焊板，其芯材使用的是含有0.2质量％以上、1质量％以下的Mg的铝合金，并使钎料合金的Mg量为0.05质量％以下，在从高于200℃至570℃的升温时间为12分钟以内的加热条件的不活泼气体气氛中，使用至少由2室以上构成的钎焊炉进行钎焊。

另外，在专利文献3中，公开有一种铝合金板材的接合组装方法，其包括如下过程：以包含在580℃与620℃之间的温度，在氮和/或氩所管理的气氛下进行的无焊剂的钎焊过程；和急速冷却过程，在该方法中，该铝合金板材的至少一个含有组成如下的芯材用合金，其组成为，以质量百分比计，从Si：0.3～1.0％、Cu：0.3～1.0％、Mn：0.3～2.0％、Mg：0.3～3.0％、Fe＜1.0％、Ti＜0.1％、Zr＜0.3％、Cr＜0.3％、Bi＜0.5％、Y＜0.5％中选择一种或两种以上，其他的元素分别＜0.05％，合计为0.15％，余量为铝，并被覆在含有4～15％的硅，和0.01～0.5％的Bi、Y元素的至少一个的钎焊用铝合金的至少一面。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国专利第5619538号公报

【专利文献2】日本国专利第4537019号公报

【专利文献3】日本国专利第4996255号公报

专利文献1～3的技术均是关于非真空的不活泼气体气氛中的无焊剂钎焊的技术，分别对规定的效果进行研究。但是，专利文献1的技术，使钎料中含有0.1～5.0质量％的Mg，该Mg在钎焊加热的升温时在钎料表面会促进MgO的生成。其结果是，根据专利文献1的技术，钎料表面的MgO在焊料熔融时成为阻碍，有可能会使钎焊性降低。

专利文献2的技术中，钎料中几乎不含Mg，而使芯材中含有Mg(专利文献2的实施例)，但在钎焊加热时的升温过程中，芯材的Mg向钎料扩散，扩散后的Mg的一部分到达钎料表面，由此在钎料表面生成MgO。其结果是，根据专利文献2的技术，钎料表面的MgO在焊料熔融时成为阻碍，有可能会使钎焊性降低。

专利文献3的技术与专利文献2同样，使芯材中含有Mg，但含量少至0.47质量％、0.49质量％(专利文献3的实施例)，因此含有Mg带来的吸气作用不能充分发挥。还有，所谓吸气作用，就是在气氛中将Mg蒸发时形成于钎料表面的氧化膜破坏掉，并且通过该Mg与氧反应，使气氛中的氧浓度降低这样的作用。其结果是，根据专利文献3的技术，熔融焊料的再氧化无法被充分抑制，有可能会使钎焊性降低。

另外，在专利文献1～3中并未作为课题列举，但若铝合金钎焊板实施钎焊加热之后的强度(以下，适宜称为“钎焊加热后强度”)低，则可适用的制品领域和技术领域受到限制。

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供一种钎焊性和钎焊加热后强度优异的铝合金钎焊板。

即，本发明的铝合金钎焊板，是具备芯材，和设于所述芯材的一侧的面的钎料的铝合金钎焊板，其中，所述芯材由Mn：0.5质量％以上并在2.5质量％以下、Mg：高于0.5质量％并在2.5质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成，所述钎料由Si：3质量％以上并在13质量％以下、Bi：0.01质量％以上并在1.00质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成。

如此，本发明的铝合金钎焊板，由于特定芯材的成分的含量(特别是Mg的含量)，并且特定钎料的成分的含量(特别是Bi的含量)，所以从芯材扩散到钎料的Mg与钎料的Bi反应(被捕获)，可抑制钎料表面的MgO的生成。此外，在钎焊加热时的焊料熔融时，与Bi反应的Mg在母相(钎料)中熔化，因此Mg的蒸发被促进，形成于钎料表面的氧化膜在Mg的蒸发时正好被破坏，同时气氛中的氧浓度降低，熔融焊料的再氧化受到抑制。另外，在母相中熔化的Bi提高熔融焊料的流动性。其结果是，本发明的铝合金钎焊板，其钎焊性优异。另外，本发明的铝合金钎焊板由于特定芯材的成分的含量(特别是Mn的含量)，所以钎焊加热后强度优异。

另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有Mg：0.10质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有Mn：2.0质量％以下、Ti：0.3质量％以下、Cr：0.3质量％以下、Zr：0.3质量％以下之中的一种以上。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有Li：0.3质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有Zn：5.0质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有Sr：0.10质量％以下、Na：0.050质量％以下、Sb：0.5质量％以下之中的一种以上。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述钎料也可以再含有稀土类元素：1.0质量％以下。

如此，本发明的铝合金钎焊板，即使钎料含有Mg、Mn、Ti、Cr、Zr、Li、Zn、Sr、Na、Sb、稀土类元素，钎焊性和钎焊加热后强度也优异。

另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述芯材也可以再含有Cu：1.0质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述芯材也可以再含有Si：1.0质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述芯材也可以再含有Fe：1.5质量％以下。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述芯材也可以再含有Ti：0.5质量％以下、Cr：0.5质量％以下、Zr：0.5质量％以下之中的一种以上。另外，本发明的铝合金钎焊板中，所述芯材也可以再含有Li：0.3质量％以下。

如此，本发明的铝合金钎焊板中，即使芯材含有Cu、Si、Fe、Ti、Cr、Zr、Li，钎焊性和钎焊加热后强度也优异。

本发明的铝合金钎焊板中，通过特定芯材、钎料的各成分的含量，从而钎焊性和钎焊加热后强度优异。

附图说明

图1是本发明的实施方式的铝合金钎焊板的剖面图。

图2是钎焊性评价中在试验片上钎焊接合翅片材的状态的立体图。

图3是钎焊性评价中从试验片上剥离翅片材后的状态的试验片表面的图，是用于说明接合部与未接合部的图。

【符号说明】

1 铝合金钎焊板(钎焊板)

2 芯材

3 钎料

具体实施方式

以下，适宜参照附图面，对用于实施本发明的铝合金钎焊板方式(实施方式)进行说明。

[铝合金钎焊板]

本实施方式的铝合金钎焊板(以下，适宜称为“钎焊板”)的构成，例如，如图1所示，具备芯材2、和设于芯材2的一侧的面上的钎料3。而且，本实施方式的钎焊板1特定芯材2、钎料3的各成分的含量。以下，详细说明关于本实施方式的钎焊板的芯材和钎料的各成分进行的数值限定的理由。

[芯材]

本实施方式的钎焊板的芯材由Mn：0.5质量％以上并在2.5质量％以下，Mg：高于0.5质量％并在2.5质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成。另外，本实施方式的钎焊板的芯材，也可以再含有Cu：1.0质量％以下，可以再含有Si：1.0质量％以下，可以再含有Fe：1.5质量％以下。另外，本实施方式的钎焊板的芯材，可以再含有Ti：0.5质量％以下、Cr：0.5质量％以下、Zr：0.5质量％以下之中的一种以上，可以再含有Li：0.3质量％以下。

(芯材的Mn：0.5质量％以上并在2.5质量％以下)

芯材的Mn使强度提高。如果Mn的含量为0.5质量％以上，则能够得到所述效果。另一方面，如果Mn的含量为2.5质量％以下，则铸造时可抑制巨大的金属间化合物的晶化，从而能够降低阻碍制造的可能性和使塑性加工性降低的可能性。因此，芯材的Mn的含量为0.5质量％以上并在2.5质量％以下。

(芯材的Mg：高于0.5质量％并在2.5质量％以下)

芯材的Mg在材料制造工序中、和钎焊加热时的达到焊料熔融开始温度的升温过程中，向钎料中扩散。然后，扩散到钎料中的Mg，在钎焊加热时的焊料熔融温度下在气氛中蒸发，与气氛中的氧反应。其结果是，形成于钎料表面的氧化膜在Mg的蒸发时正好被破坏，并且气氛中的氧浓度降低，熔融焊料的再氧化得到抑制(吸气作用)，由此使钎焊性提高。若芯材的Mg的含量在0.5质量％以下，则吸气作用不充分，钎焊性降低。另一方面，若芯材的Mg的含量高于2.5质量％，则无法由后述的钎料的Bi捕获Mg，钎料表面的MgO的生成被促进，钎焊性降低。因此，芯材的Mg的含量高于0.5质量％并在2.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Mg而取得的吸气作用更确实，芯材的Mg的含量优选为1.1质量％以上。

(芯材的Cu：1.0质量％以下)

芯材的Cu使芯材的电位正移，使耐腐蚀性提高。但是，若Cu的含量高于1.0质量％，则芯材的固相线温度降低，因此抗侵蚀性降低，并且由于焊料流动性降低，所以钎焊性降低。因此，使芯材中含有Cu时，Cu的含量为1.0质量％以下。

还有，为了使通过含有Cu而取得的效果(耐腐蚀性的提高)更确实，芯材的Cu的含量优选为0.05质量％以上。另外，从抑制钎焊性的降低这一观点出发，芯材的Cu的含量优选为0.5质量％以下，更优选低于0.3质量％。

(芯材的Si：1.0质量％以下)

芯材的Si与Mn一起形成Al－Mn－Si系化合物，从而使强度提高。但是，若Si的含量高于1.0质量％，则芯材的固相线温度降低，因此抗侵蚀性降低，并且焊料流动性降低，所以钎焊性降低。因此，使芯材中含有Si时，Si的含量为1.0质量％以下。

还有，为了使通过含有Si而取得的效果(强度的提高)更确实，芯材的Si的含量优选为0.05质量％以上。

(芯材的Fe：1.5质量％以下)

芯材的Fe通过固溶强化作用使强度提高。但是，若Fe的含量高于1.5质量％，则形成粗大的金属间化合物，从而有可能使成形性降低。因此，使芯材含有Fe时，Fe的含量为1.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Fe而取得的效果(强度的提高)更确实，芯材的Fe的含量优选为0.05质量％以上。

(芯材的Ti：0.5质量％以下)

芯材的Ti，使芯材的电位正移而使耐腐蚀性提高。但是，若Ti的含量高于0.5质量％，则形成粗大的金属间化合物，从而有可能使成形性降低。因此，使芯材中含有Ti时，Ti的含量为0.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Ti而取得的效果(耐腐蚀性的提高)更确实，芯材的Ti的含量优选为0.01质量％以上。

(芯材的Cr：0.5质量％以下)

芯材的Cr形成Al－Cr系的分散粒子，使芯材的强度提高。但是，若Cr的含量高于0.5质量％，则形成粗大的金属间化合物，从而有可能使成形性降低。因此，使芯材中含有Cr时，Cr的含量为0.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Cr而取得的效果(强度的提高)更确实，芯材的Cr的含量优选为0.01质量％以上。

(芯材的Zr：0.5质量％以下)

芯材的Zr形成Al－Zr系的分散粒子，使芯材的强度提高。但是，若Zr的含量高于0.5质量％，则形成粗大的金属间化合物，从而有可能使成形性降低。因此，使芯材中含有Zr时，Zr的含量为0.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Zr而取得的效果(强度的提高)更确实，芯材的Zr的含量优选为0.01质量％以上。

所述芯材的Ti、Cr、Zr如果不超出所述上限值，则即使芯材中含有一种以上，即不仅含有一种的情况，而且即使含有两种以上，也不会妨碍本发明的效果。

(芯材的Li：0.3质量％以下)

芯材的Li使钎焊性进一步提高。虽然Li使钎焊性提高的详细机理不能阐明，但推测是在钎焊加热时的焊料熔融时，Li破坏形成于钎料表面的氧化膜，由此使Mg的吸气作用更适宜地发挥。但是，若Li的含量高于0.3质量％，则在钎焊加热时的升温过程中，由于Li向钎料表层部扩散，促进氧化膜的生长，所以钎焊性降低。因此，使芯材含有Li时，Li的含量为0.3质量％以下。

(芯材的余量：Al和不可避免的杂质)

芯材的余量是Al和不可避免的杂质。而且，作为芯材的不可避免的杂质，可列举V、Ni、Ca、Na、Sr等，这些元素也可以在不妨碍本发明的效果范围内含有。详细地说，就是也可以在如下范围内含有，V：0.05质量％以下、Ni：0.05质量％以下、Ca：0.05质量％以下、Na：0.05质量％以下、Sr：0.05质量％以下、其他的元素：低于0.01质量％。而且，关于这些元素，只要不超过所述规定的含量，则不仅作为不可避免的杂质含有时，即使积极地添加时，也不会妨碍本发明的效果而被允许。另外，关于所述Cu、Si、Fe、Ti、Cr、Zr、Li，可以积极地添加，但也可以作为不可避免的杂质包含。

[钎料]

本实施方式的钎焊板的钎料由Si：3质量％以上并在13质量％以下、Bi：0.01质量％以上并在1.00质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成。另外，本实施方式的钎焊板的钎料，也可以再含有Mg：0.10质量％以下，也可以再含有Mn：2.0质量％以下、Ti：0.3质量％以下、Cr：0.3质量％以下、Zr：0.3质量％以下之中的一种以上。另外，本实施方式的钎焊板的钎料，也可以再含有Li：0.3质量％以下，也可以再含有Zn：5.0质量％以下。另外，本实施方式的钎焊板的钎料，也可以再含有Sr：0.10质量％以下、Na：0.050质量％以下、Sb：0.5质量％以下之中的一种以上，也可以再含有稀土类元素：1.0质量％以下。

(钎料的Si：3质量％以上并在13质量％以下)

钎料的Si使钎料的固相线温度降低，由此使钎焊加热温度下的液相率提高，从而提高焊料的流动性。如果Si的含量为3质量％以上，则焊料的流动性高，能够得到钎焊性提高这样的效果。另一方面，若Si的含量高于13质量％，则粗大Si粒形成，并且流动焊料过剩地生成，有可能导致芯材熔融等的钎焊不良发生。因此，钎料的Si的含量为3质量％以上并在13质量％以下。

(钎料的Bi：0.01质量％以上并在1.00质量％以下)

钎料的Bi与材料制造工序、和钎焊加热时的达到焊料熔融开始温度的升温过程中扩散到钎料中的芯材的Mg反应，生成Mg－Bi系化合物(例如，Bi₂Mg₃)，由此捕获Mg。而且，从芯材扩散到钎料中的Mg的大部分在到达钎料表面之前被Bi捕获，由此抑制钎料表面的MgO的生成·生长，使钎焊性提高。另外，在钎焊加热时的焊料熔融温度下，Mg－Bi系化合物在母相(钎料)中熔化，因此Mg的蒸发被促进，形成于钎料表面的氧化膜在Mg的蒸发时正好被破坏，并且气氛的氧浓度降低，抑制熔融焊料的再氧化的作用(吸气作用)提高，从而使钎焊性提高。此外，钎料的Bi提高焊料的流动性，使钎焊性提高。若钎料的Bi的含量低于0.01质量％，则所述作用不充分，钎焊性降低。另一方面，若钎料的Bi的含量高于1.00质量％，则材料制造工序时有可能发生热轧裂纹，材料制造困难。因此，钎料的Bi的含量为0.01质量％以上并在1.00质量％以下。

还有，为了使通过含有Bi而取得的作用(Mg的捕获，吸气作用的促进，焊料的流动性的提高)更确实，钎料的Bi的含量优选高于0.20质量％，更优选在0.30质量％以上。另外，从抑制热轧裂纹发生这一观点出发，钎料的Bi的含量优选为0.80质量％以下，更优选为0.60质量％以下。

(钎料的Mg：0.10质量％以下)

钎料的Mg在钎焊加热时，在气氛中蒸发并与氧反应，其结果是，不仅形成于钎料表面的氧化膜被破坏，而且气氛中的氧浓度降低，可抑制熔融焊料的再氧化，由此使钎焊性提高。还有，从所述芯材扩散到钎料中的Mg，在到达钎料表面之前由Bi捕获的可能性高，但也有钎料中所含的Mg在钎焊加热时存在于钎料的表面附近的情况，因此难以被Bi捕获。而且，若Mg的含量高于0.10质量％，则钎料表面的MgO的生成被促进的可能性高，钎焊性有可能降低。因此，使钎料中含有Mg时，钎料的Mg的含量为0.10质量％以下。

还有，从抑制钎料表面的MgO的生成这一观点出发，钎料的Mg的含量优选低于0.05质量％。

(钎料的Mn：2.0质量％以下)

钎料的Mn使耐腐蚀性提高。虽然Mn使耐腐蚀性提高的详细机理未能阐明，但推测为其生成Al－Mn－Si系化合物，化合物周围的Mn、Si贫化层成为电位低的部分，腐蚀优先进行，因此腐蚀被分散，耐腐蚀性提高。但是，若Mn的含量高于2.0质量％，则Al－Mn－Si系化合物的生成消耗Si，因此Si浓度降低，钎焊性降低。

因此，使钎料中含有Mn时，钎料的Mn的含量为2.0质量％以下。

还有，为了使通过含有Mn而取得的耐腐蚀性提高这一效果更确实，优选钎料的Mn的含量为0.05质量％以上。另外，从抑制伴随Si浓度的降低而钎焊性降低这一观点出发，钎料的Mn的含量优选为1.2质量％以下。

(钎料的Ti：0.3质量％以下)

钎料的Ti使耐腐蚀性提高。虽然Ti使耐腐蚀性提高的详细的机理未能阐明，但推测是其生成Al－Ti系化合物，化合物周围的Ti贫化层成为电位低的部分，腐蚀优先进行，因此腐蚀被分散，耐腐蚀性提高。但是，若Ti的含量高于0.3质量％，则熔化、铸造时生成粗大的化合物，材料制造时容易发生裂纹，制造困难。因此，使钎料中含有Ti时，钎料的Ti的含量为0.3质量％以下。

还有，为了使通过含有Ti而取得的耐腐蚀性的提高这一效果更确实，优选钎料的Ti的含量为0.05质量％以上。另外，从抑制材料制造时的裂纹的发生这一观点出发，优选钎料的Ti的含量为0.2质量％以下。

(钎料的Cr：0.3质量％以下)

钎料的Cr使耐腐蚀性提高。虽然Cr使耐腐蚀性提高的详细的机理未能阐明，但推测是其生成Al－Cr系和Al－Cr－Si系化合物，化合物周围的Cr、Si贫化层成为电位低的部分，腐蚀优先进行，因此腐蚀被分散，耐腐蚀性提高。但是，若Cr的含量高于0.3质量％，则熔化、铸造时生成粗大的化合物，材料制造时容易发生裂纹，制造困难。因此，使钎料中含有Cr时，钎料的Cr的含量为0.3质量％以下。

还有，为了使通过含有Cr而取得的耐腐蚀性的提高这一效果更确实，优选钎料的Cr的含量为0.05质量％以上。另外，从抑制材料制造时的裂纹的发生这一观点出发，钎料的Cr的含量优选为0.2质量％以下。

(钎料的Zr：0.3质量％以下)

钎料的Zr使耐腐蚀性提高。虽然Zr使耐腐蚀性提高的详细机理未能阐明，但推测是其生成Al－Zr系化合物，化合物周围的Zr贫化层成为电位低的部分，腐蚀优先进行，因此腐蚀被分散，耐腐蚀性提高。但是，若Zr的含量高于0.3质量％，则熔化、铸造时生成粗大的化合物，材料制造时容易发生裂纹，制造困难。因此，使钎料中含有Zr时，钎料的Zr的含量为0.3质量％以下。

还有，为了使通过含有Zr而取得的耐腐蚀性的提高这一效果更确实，优选钎料的Zr的含量为0.05质量％以上。另外，从抑制材料制造时的裂纹的发生这一观点出发，优选钎料的Zr的含量为0.2质量％以下。

所述钎料的Mn、Ti、Cr、Zr，如果不超过所述上限值，则即使钎料中含有一种以上，即不仅含有一种的情况，而且即使含有两种以上，也不会妨碍本发明的效果。

(钎料的Li：0.3质量％以下)

钎料的Li与芯材的Li同样，使钎焊性进一步提高。Li使钎焊性提高的详细的机理未能阐明，但推测是不是因为在钎焊加热时的焊料熔融时，Li破坏钎料表面所形成的氧化膜，从而使Mg的吸气作用更适宜地发挥。但是，若Li的含量高于0.3质量％，则Li促进氧化膜的生长，所以钎焊性降低。因此，使钎料中含有Li时，Li的含量为0.3质量％以下。

(钎料的Zn：5.0质量％以下)

钎料的Zn能够使钎料的电位变低，与芯材形成电位差，从而借助牺牲防腐效果使耐腐蚀性提高。但是，若Zn的含量高于5.0质量％，则有可能引起钎角的早期腐蚀。因此，使钎料中含有Zn时，Zn的含量为5.0质量％以下。

还有，为了使通过含有Zn而取得的效果(耐腐蚀性的提高)更确实，钎料的Zn的含量优选为0.1质量％以上。

(钎料的Sr：0.10质量％以下)

钎料的Sr通过使共晶Si微细化，抑制钎焊加热时作为芯材熔融的原因的粗大的Si粒结晶。但是，若Sr的含量高于0.10质量％，则焊料的流动性降低，钎焊加热时钎角的形成有可能不充分。因此，使钎料含有Sr时，Sr的含量为0.10质量％以下。

还有，为了使通过含有Sr而取得的效果(共晶Si的微细化)更确实，钎料的Sr的含量优选为0.001质量％以上。

(钎料的Na：0.050质量％以下)

钎料的Na通过使共晶Si微细化，抑制钎焊加热时作为芯材熔融原因的粗大的Si粒的结晶。但是，若Na的含量高于0.050质量％，则焊料的流动性降低，钎焊加热时钎角的形成有可能不充分。因此，使钎料中含有Na时，Na的含量为0.050质量％以下。

还有，为了使通过含有Na而取得的效果(共晶Si的微细化)更确实，钎料的Na的含量优选为0.0001质量％以上。

(钎料的Sb：0.5质量％以下)

钎料的Sb通过使共晶Si微细化，抑制钎焊加热时作为芯材熔融原因的粗大的Si粒的结晶出来。但是，若Sb的含量高于0.5质量％，则焊料的流动性降低，钎焊加热时钎角的形成有可能不充分。因此，使钎料中含有Sb时，Sb的含量为0.5质量％以下。

还有，为了使通过含有Sb而取得的效果(共晶Si的微细化)更确实，钎料的Sb的含量优选为0.001质量％以上。

所述钎料的Sr、Na、Sb，如果没有超出所述上限值，则钎料中即使含有一种以上，即不仅含有一种时，而且即使含有两种以上，也不妨碍本发明的效果。

(稀土类元素：1.0质量％以下)

所谓稀土类元素，就是周期表3族之中Sc和Y加上镧系元系(15种元素)的17种元素的总称，例如，可列举Sc、Y、La、Ce、Nd、Dy等。而后，使钎料中含有稀土类元素时，可以含有一种，也可以含有两种以上。还有，使钎料中含有稀土类元素的方法虽然没有特别限定，但例如，能够添加Al－稀土类系的中间合金，或者通过添加混合稀土而使其同时含有两种以上的稀土类元素。

钎料的稀土类元素，在钎焊加热时，钎料的表面氧化膜(Al₂O₃)与稀土类元素或含有稀土类元素的氧化物反应，使钎料的表面氧化膜发生体积收缩而破坏氧化膜，因此使钎焊性提高。但是，若稀土类元素的含量(含两种以上时为总量)高于1.0质量％，则含有稀土类元素的氧化膜过剩生成，氧化膜破坏的效果降低，因此钎焊性降低。因此，使钎料含有稀土类元素时，稀土类元素的含量(含有两种以上时为总量)为1.0质量％以下。

还有，为了使通过含有稀土类元素而取得的效果(氧化膜破坏)更确实，钎料的稀土类元素的含量(含两种以上时为总量)优选为0.001质量％以上。

(钎料的余量：Al和不可避免的杂质)

钎料的余量优选为Al和不可避免的杂质。而后，作为钎料的不可避免的杂质，可列举Fe、Ca、Be等，这些元素也可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有。详细地说，也可以在如下范围含有，即Fe：0.35质量％以下、Ca：0.05质量％以下、Be：0.01质量％以下、其他的元素：低于0.01质量％。而且，关于这些元素，如果不超出所述规定的含量，则不仅作为不可避免的杂质而含有的情况，即使是积极地添加时，也不会妨碍本发明的效果而被允许。另外，关于所述Mg、Mn、Ti、Cr、Zr、Li、Zn、Sr、Na、Sb、稀土类元素，可以积极地添加，但也可以作为不可避免的杂质含有。

[铝合金钎焊板的厚度]

本实施方式的钎焊板的厚度，没有特别限定，但用于管材时，优选为0.5mm以下，更优选为0.4mm以下，另外，优选为0.05mm以上。而且，本实施方式的钎焊板的厚度，在用于侧面支承材、管材、槽材时，优选为2.0mm以下，更优选为1.5mm以下，另外，优选为0.5mm以上。另外，本实施方式的钎焊板的厚度，在用于翅片材时，优选为0.2mm以下，更优选为0.15mm以下，另外，优选为0.01mm以上。还有，钎料的厚度，适用于任意板材时都没有特别限定，但优选为2μm以上，另外，优选为250μm以下。而且，钎料的包覆率也没有特别限定，但优选为40％以下。

[铝合金钎焊板的其他的构成]

关于本实施方式的钎焊板，例示图1所示的双层结构的构成进行了说明，但不排除其他的构成。例如，本实施方式的钎焊板的构成，根据使用者的要求，也可以在图1所示的芯材2的另一侧(设有钎料3一侧的相反侧)上设置牺牲材(牺牲防腐材、牺牲材)、中间材。另外，也可以在芯材2的另一侧还设置钎料。另外，也可以在芯材2的另一侧设置牺牲材和中间材，并且在其外侧再设置钎料。还有，本实施方式的钎焊板的构成为在芯材的两侧具备钎料的构成时，只要任意一方的钎料满足本发明的发明特定方案，则另一方的钎料也可以是不满足本发明的发明特定方案的钎料(例如，JIS 4045、4047、4343等的Al－Si系合金、Al－Si－Zn系合金、Al－Si－Mg系合金等)。另外，对于不满足本发明的发明特定方案的钎料，也可以在该钎料表面涂布焊剂而进行钎焊。

作为牺牲材，能够发挥牺牲防腐能力的公知的成分组成即可，例如，能够使用JIS1000系的纯铝、JIS 7000系的Al－Zn系合金。另外，作为中间材，根据要求特性，能够使用各种铝合金。还有，本说明书所示的合金编号基于JIS H 4000：2014，JIS Z 3263：2002。

接下来，对于本实施方式的铝合金钎焊板的钎焊方法进行说明。

[铝合金钎焊板的钎焊方法]

本实施方式的铝合金钎焊板的钎焊方法，是不使用焊剂的所谓无焊剂钎焊，即是在不活泼气体气氛中以规定的加热条件加热的方法。

(加热条件：升温速度)

加热(钎焊)本实施方式的钎焊板时，若从350℃至560℃的升温速度低于1℃/min，则在该升温过程中，芯材的Mg向钎料中过剩地扩散，在钎料表面生成MgO的可能性变高，钎焊性有可能降低。另一方面，若从350℃至560℃的升温速度高于500℃/min，则在此升温过程中，芯材的Mg无法适当地扩散到钎料中，吸气作用变得不充分可能性变高，钎焊性有可能降低。因此，从350℃至560℃的升温速度优选为1℃/min以上并在500℃/min以下。

还有，为了更确实地避免Mg从芯材向钎料的扩散量达到过剩的量，从350℃至560℃的升温速度优选为10℃/min以上。另外，为了更确实地避免Mg从芯材向钎料的扩散量不足，从350℃至560℃的升温速度优选为300℃/min以下。另一方面，关于从560℃起的降温速度没有特别限定，例如，为5℃/min以上并在1000℃/min以下即可。

从560℃至实际的加热温度(后述的加热温度的范围内的规定的最高到达温度)的升温速度虽然没有特别限定，但是与从350℃至560℃的升温速度为相同的范围内的速度即可。另外，关于从实际的加热温度至560℃的降温速度虽然也没有特别限定，但从560℃的降温速度为相同的范围内的速度即可。

(加热条件：加热温度、保持时间)

加热本实施方式的钎焊板时的加热温度(焊料熔融温度)，为钎料适当熔融的560℃以上并在620℃以下，优选为580℃以上并在620℃以下。而且，若该温度域中的保持时间低于10秒，则存在钎焊现象(氧化膜的破坏、气氛的氧浓度的降低、熔融焊料向接合部的流动)发生所需的时间不足的可能性。因此，560℃以上并在620℃以下的温度域(优选为580℃以上并在620℃以下的温度域)的保持时间优选为10秒以上。

还有，为了使钎焊现象更确实地发生，560℃以上并在620℃以下的温度域(优选为580℃以上并在620℃以下的温度域)的保持时间优选为30秒以上，更优选为60秒以上。另一方面，对于保持时间的上限没有特别限定，在1000秒以下即可。

(不活泼气体气氛)

加热(钎焊)本实施方式的钎焊板时的气氛，是不活泼气体气氛，例如，是氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛、混合此多种气体的混合气体气氛。另外，不活泼气体气氛优选氧浓度尽可能低的气氛，具体来说，优选氧浓度为50ppm以下的，更优选为10ppm以下的。而且，本实施方式的铝合金钎焊板的钎焊方法，不需要使气氛达到真空，能够在常压(大气压)下进行。

还有，通常，在对于本实施方式的钎焊板实施所述的加热之前(加热工序之前)，会使被接合构件接合到钎焊板的钎料上而进行组装(组装工序)。另外，在组装工序之前，也可以将钎焊板成形为预期的形状·构造(成形工序)。

本实施方式的钎焊板的钎焊方法(换言之，就是在钎焊板上钎焊有被接合构件的结构体的制造方法)，如以上说明的那样，关于未明示的条件，采用现有公知的条件即可，只要起到通过所述处理而得到的效果，当然也能够适宜变更其条件。

接着，对于本实施方式的铝合金钎焊板的制造方法进行说明。

[铝合金钎焊板的制造方法]

本实施方式的钎焊板的制造方法未特别限定，例如由公知的包覆材的制造方法制造。以下说明其一例。首先，对于芯材、钎料的各自的成分组成的铝合金进行熔炼、铸造，再根据需要进行端面车削(铸块的表面平滑化处理)、均质化处理，得到各自的铸块。然后，对于钎料的铸块，实施热轧至规定厚度，与芯材的铸块组合，遵循常规方法，通过热轧成为包覆材。之后，对于该包覆材，实施冷轧，根据需要实施中间退火，再找实施最终冷轧，根据需要实施最终退火。还有，优选均质化处理以400～600℃实施1～20小时，中间退火以300～450℃实施1～20小时。另外，优选最终退火以150～450℃实施1～20小时。然后，实施最终退火时，可以省略中间退火。另外，调质是H1n、H2n、H3n、O(JIS H 0001：1998)的任意一种均可。

本实施方式的铝合金钎焊板的制造方法，如以上说明，但在所述各工序中，关于未明示的条件，使用现有公知的条件即可，只要起到经所述各工序的处理而得到的效果，当然也能够适宜变更其条件。

【实施例】

接下来，对于本发明的铝合金钎焊板的钎焊方法，比较满足本发明的要件的实施例和不满足本发明的要件的比较例而具体加以说明。

[供试材制作]

铸造表1所示的组成的芯材，实施500℃×10小时的均质化处理，对两面进行端面车削至规定的厚度。另外，铸造表2所示的组成的钎料，实施500℃×10小时的均质化处理，实施热轧至规定的厚度，制作热轧板。然后，组合钎料与芯材而实施热轧，得到包覆材。其后，实施冷轧，成为0.3mm的厚度(钎料的包覆率为10％)，实施400℃×5小时的最终退火，制作双层构造的钎焊板(O调质材)，作为供试材。

接着，展示相当于钎焊加热的条件，和钎焊性评价、抗侵蚀性评价、耐腐蚀性评价、钎焊加热后强度评价的评价方法及评价标准。

[相当于钎焊的加热]

相当于钎焊的加热，以如下这样的条件实施：在氧浓度10ppm的氮气氛中，350～560℃的升温速度30℃/min，580～620℃范围的保持时间180s。

还有，从560℃至最高到达温度的升温速度，与350～560℃的升温速度相同，从最高到达温度起的降温速度均为100℃/min。

[钎焊性评价]

从相当于钎焊的加热前的供试材上，切下面尺寸为50mm×30mm的试验片。然后，将祼露翅片材(JIS A3003，板厚100μm，翅片间距：3.5mm，与试验片接合的翅片片数15个)设置在试验片的钎料表面上(图2)。而后，以所述相当于钎焊的加热的条件进行钎焊接合。钎焊后，从试验片上剥离翅片材，目视测定未接合部，计算接合率(＝(接合部总长度/(接合部总长度+未接合部总长度))×100)(图3)。

作为钎焊性评价，接合率为95％以上的评价为“☆”，90％以上、低于95％的评价为“◎”，80％以上、低于90％的评价为“○”，70％以上、低于80％的评价为“△”，低于70％的评价为“×”，“☆”、“◎”、“○”、“△”评价为合格，“×”评价为不合格。

[抗侵蚀性评价]

从相当于钎焊的加热前的供试材上，切下面尺寸2cm×10cm的试验片。然后，以使试验片的纵方向为上下方向而悬吊试验片的状态进行所述相当于钎焊的加热(所谓的落下试验)。其后，将所得到的试验片的中央部分(纵长·横宽方向中央部分)切割成1cm见方，使相当于钎焊的加热时处于下侧的切截面作为观察对象，使之朝向上方并埋入树脂，研磨切截面并以Keller试剂蚀刻后，以光学显微镜观察其研磨面。

作为抗侵蚀性评价，未观察到侵蚀的芯材部的面积比为90％以上的评价为“◎”，80％以上、低于90％的评价为“○”，70％以上、低于80％的评价为“△”，低于70％的评价为“×”，“◎”、“○”、“△”评价为合格，“×”评价为不合格。

[耐腐蚀性评价]

从相当于钎焊的加热后的供试材上，切下面尺寸50mm×50mm的试验片。对于该试验片，使钎料侧为试验面(40mm×40mm)，将芯材面整体与端面整体和钎料表面的外缘5mm宽的区域，使用密封胶带密封。然后，将密封的试验片浸渍在OY水中(Cl^－：195质量ppm，SO₄ ^2－：60质量ppm，Cu²⁺：1质量ppm，Fe³⁺：30质量ppm，pH：3.0)20天，实施浸渍试验。详细地说，该浸渍试验中，将OY水从室温用1小时加热到88℃，在此88℃保持7小时后，以1小时冷却至室温，以此室温保持15小时，将此一系列的流程一天一个循环，进行20天。浸渍试验后，在试验面之中，对于腐蚀最显著的区域用光学显微镜进行截面观察，求得腐蚀形态和腐蚀深度。

作为耐腐蚀性评价，腐蚀深度在20μm以下的评价为“◎”，高于20μm并在50μm以下的评价为“〇”，高于50μm并在100μm以下的评价为

“△”，高于100μm的评价为“×”，“◎”、“○”、“△”评价为合格，“×”评价为不合格。还有，钎焊性评价为“×”的，不进行耐腐蚀性评价。

[钎焊加热后强度评价]

将相当于钎焊的加热后的供试材在室温下保持7天。然后，从供试材上，使拉伸方向与轧制方向平行而切下JIS5号试验片。使用该试验片，依据JIS Z 2241：2011，以室温实施拉伸试验，测量抗拉强度。还有，十字头速度为10mm/分钟，以固定的速度进行直至试验片断裂。

作为钎焊加热后强度的评价，220MPa以上的评价为“☆”，200MPa以上、低于220MPa的评价为“◎”，180MPa以上、低于200MPa和评价为“○”，160MPa以上、低于180MPa的评价为“△”，低于160MPa的评价为“×”，“☆”、“◎”、“○”、“△”评价为合格，“×”评价为不合格。还有，钎焊性评价为“×”的，不进行钎焊加热后强度评价。

以下，表1中显示芯材的组成，表2中显示钎料的组成，表3中显示供试材的构成及评价结果。还有，表1的芯材、表2的钎料的余量是Al和不可避免的杂质，表中的“-”表示不含有(检测极限以下)。

【表1】

※余量：Al和不可避免的杂质

【表2】

【表3】

[结果的研究]

关于供试材1～44，由于完全满足本发明所规定的要件，所以为“钎焊性”和“钎焊加热后强度”合格这样的结果。此外，在供试材1～44中，为“抗侵蚀性”、“耐腐蚀性”的评价也合格的结果。

另一方面，关于供试材45～52，由于不满足本发明的规定，所以结果是无法获得希望的效果。详情如下。

供试材45因为芯材的Mg的含量少，所以可设想到吸气作用不充分，其结果是，钎焊性为“×”。供试材46因为芯材的Mg的含量多，所以从芯材扩散到钎料的Mg未被钎料的Bi捕获，可设想到在钎料表面MgO的生成被促进，其结果是，钎焊性为“×”。

供试材47因为芯材的Mg的含量少，所以可设想到吸气作用不充分，其结果是，钎焊性为“×”。供试材48因为芯材的Mg的含量多，所以从芯材扩散到钎料的Mg未被钎料的Bi捕获，可设想到在钎料表面MgO的生成被促进，其结果是，钎焊性为“×”。

供试材49因为芯材的Mn的含量少，所以钎焊加热后强度为“×”。供试材50因为芯材的Mn的含量多，所以铸造时巨大的金属间化合物结晶，不能对材料进行制造。

供试材51因为钎料中不含Bi，所以从芯材扩散到钎料的Mg到达钎料表面，可设想到MgO的生成被促进，其结果是，钎焊性为“×”。供试材52因为钎料的Bi的含量多，所以材料制造工序时发生热轧裂纹，不能进行制造。

由以上的结果能够确认，关于本发明的铝合金钎焊板，钎焊性和钎焊加热后强度优异，并且抗侵蚀性和耐腐蚀性也优异。

参照特定的方式详细地说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围可以进行各种变更和修改，这对从业者来说很清楚。还有，本申请基于2016年12月16日申请的日本专利申请(专利申请2016－244918)和2017年3月31日申请的日本专利申请(专利申请2017－072548)，其整体通过引用而援引。

Claims (4)

1.一种铝合金钎焊板，其特征在于，是具备芯材、和设于所述芯材的一侧的面上的钎料的铝合金钎焊板，

所述芯材由Mn：0.5质量％以上并在2.5质量％以下、Mg：高于0.5质量％并在2.5质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成，

所述钎料由Si：3质量％以上并在13质量％以下、Bi：0.01质量％以上并在1.00质量％以下、余量为Al和不可避免的杂质构成。

2.根据权利要求1所述的铝合金钎焊板，其特征在于，所述钎料还含有以下(a)～(f)中的任一种以上，

(a)Mg：0.10质量％以下；

(b)Mn：2.0质量％以下、Ti：0.3质量％以下、Cr：0.3质量％以下、Zr：0.3质量％以下之中的一种以上；

(c)Li：0.3质量％以下；

(d)Zn：5.0质量％以下；

(e)Sr：0.10质量％以下、Na：0.050质量％以下、Sb：0.5质量％以下之中的一种以上；

(f)稀土类元素：1.0质量％以下。

3.根据权利要求1所述的铝合金钎焊板，其特征在于，所述芯材还含有以下(a)～(e)中的任一种以上

(a)Cu：1.0质量％以下；

(b)Si：1.0质量％以下；

(c)Fe：1.5质量％以下；

(d)Ti：0.5质量％以下、Cr：0.5质量％以下、Zr：0.5质量％以下之中的一种以上；

(e)Li：0.3质量％以下。

4.根据权利要求2所述的铝合金钎焊板，其特征在于，所述芯材还含有以下(a)～(e)中的任一种以上

(a)Cu：1.0质量％以下；

(b)Si：1.0质量％以下；

(c)Fe：1.5质量％以下；

(d)Ti：0.5质量％以下、Cr：0.5质量％以下、Zr：0.5质量％以下之中的一种以上；

(e)Li：0.3质量％以下。