CN108431260B - 铝合金硬钎焊板和铝合金制热交换器的制造方法 - Google Patents

铝合金硬钎焊板和铝合金制热交换器的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种铝合金硬钎焊板，其特征在于，用于在非活性气体气氛中进行的不使用助熔剂的硬钎焊，该铝合金硬钎焊板在含有0.8～1.8质量％的Mn和0.05～0.20质量％的Mg、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的芯材的单面或双面上包覆有含有6～13质量％的Si、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的钎料，该硬钎焊板的厚度为0.12mm以下，该钎料的厚度为0.012mm以下。根据本发明，可提供一种无助熔剂硬钎焊用铝合金硬钎焊板，该铝合金硬钎焊板是板厚度为0.12mm以下的薄板，并且在硬钎焊加热时，不会发生翅片前端部分弯曲变形或填角形成不全之类的缺陷。

Description

铝合金硬钎焊板和铝合金制热交换器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在不使用助熔剂的非活性气体气氛中进行的铝或铝合金的硬钎焊中使用的铝合金硬钎焊板和使用该硬钎焊板的铝合金制热交换器的制造方法。
背景技术
对于具有多个细小接合部的铝制热交换器(主要是汽车用热交换器)，其接合方法多采用硬钎焊接合。为了将铝进行硬钎焊接合，需要破坏覆盖于钎料表面的氧化皮膜，使熔融的钎料与母材或同样熔融的钎料接触。
要破坏氧化皮膜，一般会用到助熔剂，涂覆氟化物类的助熔剂并在氮气等非活性气体气氛中进行硬钎焊的方法，在以汽车用热交换器为代表的铝硬钎焊产品的接合中广泛使用。然而近年来，由于汽车的电子化迅猛发展，与电子零件接触的热交换器中存在的助熔剂残渣成了问题。另外，由于助熔剂残渣会损害表面处理性，也有一些热交换器会在硬钎焊后清洗掉助熔剂残渣，但其清洗工序的成本负担也是个问题。
为此，在非活性气体气氛中进行接合而不涂覆助熔剂的无助熔剂硬钎焊法的实用化倍受期待。为了在不使用助熔剂的情况下破坏氧化皮膜(主要是Al2O3)，需要在材料中含有氧化物生成自由能低的、即易氧化的元素，而最具代表性使用的是Mg。
在铝产品的硬钎焊中，经常使用在芯材的表面包覆有钎料的硬钎焊板。作为Mg的添加部位，可大致分为芯材与钎料这两大类，为了避免在硬钎焊气氛中微量存在的氧和水蒸汽导致的氧化的不良影响，将Mg添加于芯材中是更有利的。(参见日本特开2004-358519，日本特开2006-043735，日本特开2011-025276，日本特开2011-230128，日本特开2013-123749，日本特开2013-233552，日本特开2015-30861，日本特开2015-58466)。虽然添加于芯材的Mg在硬钎焊加热过程中会向钎料层中扩散，在到达钎料表面的阶段，会将氧化皮膜还原，形成尖晶石型的氧化物(Al2MgO4)，使得氧化皮膜脆弱化，但如果Mg到达钎料表面的时间点延迟或到达的Mg量少，则氧化皮膜的脆弱化不能充分进行，从而无法得到理想的硬钎焊性。因此，如上述公开专利中所示，为了保证接合性，芯材中往往需要添加0.2质量％以上的Mg。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-358519
专利文献2：日本特开2006-043735
专利文献3：日本特开2011-025276
专利文献4：日本特开2011-230128
专利文献5：日本特开2013-123749
专利文献6：日本特开2013-233552
专利文献7：日本特开2015-30861
专利文献8：日本特开2015-58466
发明内容
发明要解决的问题
现在，作为无助熔剂硬钎焊研发对象的热交换器，大多具有中空结构，形成中空结构的部件的板厚度，在并流型热交换器的箱体和集管部分为0.6mm以上，在管部分为略大于0.2mm，在层叠型热交换器的主体管部分为0.4mm以上。并且，在这些厚度超过0.2mm的部件所使用的硬钎焊板中，为了能够进行无助熔剂硬钎焊，需要芯材中含有0.2质量％以上的Mg。
另一方面，并流型热交换器或层叠型热交换器中，管与管之间设置的硬钎焊翅片(统称外翅片)、管的内部设置的硬钎焊翅片(统称内翅片)的板厚度薄至0.1mm以下。
并且，板厚度0.1mm的薄板硬钎焊翅片材中，对于上述并流型热交换器的箱体和集管部分的厚度为0.6mm以上的硬钎焊板、管部分的厚度为略大于0.2mm的硬钎焊板、层叠型热交换器的主体管部分的厚度为0.4mm以上的硬钎焊板，仅仅是单纯地降低板厚度的情况下，会频繁发生翅片前端部分弯曲、填角(fillet)形成不全之类的缺陷。
因此，本发明的目的在于，提供一种在不涂覆助熔剂的情况下进行硬钎焊的铝合金硬钎焊板，其是板厚度为0.12mm以下的薄板，并且该铝合金硬钎焊板在硬钎焊加热时，不会发生翅片前端部分弯曲变形或填角形成不全之类的缺陷。
用于解决问题的方案
对此，本发明人等通过深入研究发现，尽管现有技术中认为在无助熔剂硬钎焊中，芯材中的Mg的含量需要在0.2质量％以上，但通过将钎料的厚度控制在0.012mm以下，即使芯材中的Mg含量在0.2质量％以下，也可保证有足够的Mg扩散到钎料表面，并且，对于钎料的厚度降至0.012mm以下所导致的熔化钎料绝对量减少引起的硬钎焊不良，通过将芯材中的Mg的含量控制在0.2质量％以下，可抑制硬钎焊加热时芯材中的再结晶晶粒微细化，减少熔化钎料向芯材的晶界渗透，从结果来看，可保证有助于形成完整硬钎焊所需填角的熔化钎料的绝对量，因此可形成完整的填角，同时由于可以减少硬钎焊加热时钎料向芯材中的晶界渗透，从而可以防止翅片前端的弯曲变形，本发明人基于以上发现，完成了本发明。
即，本发明(1)旨在提供一种铝合金硬钎焊板，其特征在于，该铝合金硬钎焊板用于在非活性气体气氛中进行的不使用助熔剂的硬钎焊，
该铝合金硬钎焊板在含有0.8～1.8质量％的Mn和0.05～0.20质量％的Mg、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的芯材的单面或双面上包覆有含有6～13质量％的Si、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的钎料，
该硬钎焊板的厚度为0.12mm以下，
该钎料的厚度为0.012mm以下。
另外，本发明(2)旨在提供一种铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，将(1)的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的管之间，随后在氧浓度控制为20ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。
另外，本发明(3)旨在提供一种铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，将(1)的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的成型管的内部，随后在氧浓度控制为50ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。
发明的效果
根据本发明，可提供一种在不涂覆助熔剂的情况下进行硬钎焊的铝合金硬钎焊板，该铝合金硬钎焊板在板厚度薄至0.12mm以下的同时，硬钎焊加热时不会出现翅片前端部分弯曲变形，且可形成完整的填角。
附图说明
图1是以外翅片为对象的试验片。
图2是以内翅片为对象的试验片的截面图。
具体实施方式
本发明涉及一种铝合金硬钎焊板，该铝合金硬钎焊板用于在非活性气体气氛中进行的不使用助熔剂的硬钎焊，
该铝合金硬钎焊板在含有0.8～1.8质量％的Mn和0.05～0.20质量％的Mg、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的芯材的单面或双面上包覆有含有6～13质量％的Si、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的钎料，
该硬钎焊板的厚度为0.12mm以下，
该钎料的厚度为0.012mm以下。
本发明的铝合金硬钎焊板是用于无助熔剂硬钎焊的铝合金硬钎焊板，无助熔剂硬钎焊是在不使用助熔剂的情况下，在非活性气体气氛中进行的硬钎焊。
本发明的铝合金硬钎焊板由芯材和在芯材的单面或双面上包覆的钎料构成。即，本发明的铝合金硬钎焊板在芯材的单面或双面上包覆有钎料。
芯材是含有0.8～1.8质量％的Mn和0.05～0.20质量％的Mg、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金芯材。芯材含有Mn和Mg作为必要元素。
芯材中的Mn含量为0.8～1.8质量％，优选为1.0～1.4质量％。芯材中的Mn含量在上述范围内时，可保证翅片所需的强度，另外可提高翅片的电位，降低翅片的腐蚀速度，同时由于可以通过Mn抑制晶核的产生，还可抑制芯材的晶粒微细化。另一方面，芯材中的Mn含量低于上述范围时，将导致翅片强度过低，且晶粒容易微细化；而超出上述范围时，容易在材料的轧制制造时产生裂纹。
芯材中的Mg含量为0.05～0.2质量％，优选为0.1～0.16质量％。芯材中的Mg含量在上述范围内的情况下，在硬钎焊加热时，使氧化皮膜脆弱化所需的量的Mg可扩散到钎料的表面，实现硬钎焊性良好的同时，可以防止硬钎焊加热时芯材中的晶粒微细化，因此可减少钎料向芯材的晶界渗透，最终可获得理想的硬钎焊性，且可防止翅片前端弯曲变形。另一方面，芯材中的Mg含量低于上述范围时，将导致硬钎焊性不良，无法获得理想的硬钎焊性；而超出上述范围时，由于硬钎焊加热时会发生芯材的晶粒微细化，导致钎料向芯材的晶界渗透增加，最终导致硬钎焊性不良，且容易发生翅片前端弯曲变形。
芯材中的Mg含量与Mn含量的比(Mg/Mn)优选为0.04～0.18，尤其优选为0.08～0.16。芯材中的Mg含量与Mn含量的比在上述范围内时，可获得理想的硬钎焊性且可防止翅片前端弯曲变形的效果会更好。
芯材是在含有0.8～1.8质量％、优选为1.0～1.4质量％的Mn和0.05～0.20质量％、优选为0.1～0.16质量％的Mg的基础上，进一步含有1.0质量％以下、优选为0.05～0.6质量％的Si，1.0质量％以下、优选为0.05～0.5质量％的Fe，0.5质量％以下、优选为0.05～0.2质量％的Cu，3.0质量％以下、优选为0.05～2.5质量％的Zn，0.2质量％以下、优选为0.05～0.08质量％的Ti和0.5质量％以下、优选为0.05～0.08质量％的Zr之中的任意1种或2种以上，余量为铝和不可避免的杂质的铝合金芯材。芯材含有Mn和Mg作为必要元素，进而根据需要含有Si、Fe、Cu、Zn、Ti和Zr之中的任意1种或2种以上作为任意元素。
芯材可含有Si，也可不含Si。芯材含有Si的情况下，芯材中的Si含量为1.0质量％以下，优选为0.05～0.6质量％。芯材含有上述范围的Si时，翅片的强度提高，且可减少硬钎焊时钎料中的Si向芯材的扩散量，可抑制钎料的流动量减少。另一方面，芯材中的Si的含量超出上述范围时，由于熔化钎料引起的芯材的溶解量增加，且芯材的熔点降低，因此尤其在硬钎焊温度较高的情况下，翅片将容易发生变形。
芯材可含有Fe，也可不含Fe。芯材含有Fe的情况下，芯材中的Fe含量为1.0质量％以下，优选为0.05～0.5质量％。芯材含有上述范围的Fe时，翅片的强度提高。另一方面，芯材中的Fe的含量超出上述范围时，腐蚀速度加快，容易导致翅片的加速腐蚀。
芯材可含有Cu，也可不含Cu。芯材含有Cu的情况下，芯材中的Cu含量为0.5质量％以下，优选为0.05～0.2质量％。芯材含有上述范围的Cu时，翅片的强度提高。另一方面，芯材中的Cu的含量超出上述范围时，翅片的熔点降低，硬钎焊加热时容易发生翅片变形，同时翅片的电位提高，可能导致管的腐蚀速度加快。
芯材可含有Zn，也可不含Zn。芯材含有Zn的情况下，芯材中的Zn含量为3.0质量％以下，优选为0.05～2.5质量％。芯材含有上述范围的Zn时，翅片的电位下降，发挥牺牲阳极效果。另一方面，芯材中的Zn的含量超出上述范围时，翅片的电位将变得过低，容易发生翅片加速腐蚀或翅片提早剥落。
芯材可含有Ti，也可不含Ti。芯材含有Ti的情况下，芯材中的Ti含量为0.2质量％以下，优选为0.05～0.08质量％。芯材含有上述范围的Ti时，腐蚀以层状发展，从而延长腐蚀寿命。另一方面，芯材中的Ti的含量超出上述范围时，铸造时容易产生粗大颗粒，耐腐蚀性和成型性变差。
芯材可含有Zr，也可不含Zr。芯材含有Zr的情况下，芯材中的Zr含量为0.5质量％以下，优选为0.05～0.08质量％。芯材含有上述范围的Zr时，再结晶延迟，晶体粒径增大。另一方面，芯材中的Zr的含量如果超出上述范围，则制造材料时容易产生裂纹。
钎料是由含有6～13质量％的Si、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金构成的铝合金钎料。
钎料含有Si作为必要元素。钎料中的Si含量为6～13质量％，优选为7.5～12质量％。钎料中的Si含量在上述范围内时，熔化钎料的流动性良好，可获得完全的接合性。另一方面，钎料中的Si含量低于上述范围时，熔化钎料的流动性降低导致不能完全接合；而钎料中的Si含量超出上述范围时，熔化钎料引起的芯材的溶解量增加，翅片顶端容易塌弯，且材料的轧制制造时钎料层破裂的风险升高。
钎料进而可根据需要含有Li、Bi和Mg之中的任意1种或2种以上作为任意元素。
钎料可含有Li，也可不含Li。钎料含有Li的情况下，钎料中的Li含量为0.05质量％以下，优选为0.004～0.04质量％。Li与Mg一样是氧化物生成自由能低的元素，与Mg相比是微量的，发挥使氧化皮膜脆弱的效果，因此钎料含有上述范围的Li时，接合性提高。另一方面，钎料中的Li的含量超出上述范围时，加热中容易氧化，硬钎焊性降低。
钎料可含有Bi，也可不含Bi。钎料含有Bi的情况下，钎料中的Bi含量为0.1质量％以下，优选为0.004～0.05质量％。钎料含有上述范围的Bi时，熔化钎料的表面张力降低，钎料的流动性变好，缝隙填充性提高。另一方面，钎料中的Bi的含量超出上述范围时，加热中钎料表面容易氧化，损害接合性。
钎料可含有Mg，也可不含Mg。钎料含有Mg的情况下，钎料中的Mg含量为0.1质量％以下，优选为0.02～0.1质量％。钎料含有上述范围的Mg时，熔化钎料的表面张力降低，钎料的流动性变好，缝隙填充性提高。另一方面，钎料中的Mg的含量超出上述范围时，在加热气氛中的氧浓度高的条件下，加热中的氧化导致接合性降低。
本发明的铝合金硬钎焊板的厚度为0.12mm以下，优选为0.05～0.12mm。本发明的铝合金硬钎焊板是厚度为0.12mm以下的薄板，因此适合用于在并流型热交换器及层叠型热交换器的管与管之间设置的硬钎焊翅片(外翅片)、以及在管的内部设置的硬钎焊翅片(内翅片)。
钎料的厚度为0.012mm以下，优选为0.005～0.010mm。钎料的厚度为上述范围时，硬钎焊性良好，可形成完整的填角。另一方面，钎料的厚度超出上述范围时，Mg向钎料表面的扩散将会不足，导致氧化皮膜不能充分脆弱化，不能获得理想的硬钎焊性。
芯材的厚度为0.11mm以下，优选为0.04～0.1mm。由于本发明的铝合金硬钎焊板中，芯材的厚度薄至0.11mm以下，优选为0.04～0.1mm，钎料的厚度为0.012mm以下，优选为0.005～0.010mm，因此芯材中的Mg的含量即使低至0.05～2.0质量％，优选为0.1～0.16质量％，仍可获得理想的硬钎焊性。
本发明的铝合金硬钎焊板的钎料的包覆率为5～15％，优选为7～12％。
本发明的铝合金硬钎焊板中，优选由在595℃的加热试验中、试验后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成芯材。本发明的铝合金硬钎焊板，通过由在595℃的加热试验中、试验后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成芯材，可实现硬钎焊加热时，即使在577～610℃的硬钎焊加热温度下进行加热，晶粒也不会过小，从而熔化钎料的晶界渗透减少，最终可获得理想的硬钎焊性，同时可防止翅片前端弯曲变形。并且，通过将芯材中的Mn含量控制在0.8～1.8质量％，优选为1.0～1.4质量％，且将Mg含量控制在0.05～0.2质量％，优选为0.1～0.16质量％，可得到由在595℃的加热试验中、试验后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成的芯材。
本发明的铝合金硬钎焊板中，优选由在577～610℃下的硬钎焊加热后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成芯材。本发明的铝合金硬钎焊板，通过由在577～610℃下的硬钎焊加热后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成芯材，可实现硬钎焊加热时，晶粒不会过小，从而熔化钎料的晶界渗透减少，最终可获得理想的硬钎焊性，同时可防止翅片前端弯曲变形。并且，通过将芯材中的Mn含量控制在0.8～1.8质量％，优选为1.0～1.4质量％，且将Mg含量控制在0.05～0.2质量％，优选为0.1～0.16质量％，可得到由在577～610℃下的硬钎焊加热后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成的芯材。
本发明的铝合金硬钎焊板可以是经过蚀刻处理的，具体为：通过酸处理，将表面氧化皮膜或表面氧化皮膜和钎料蚀刻5nm以上的厚度。钎料表面经过蚀刻处理的，由于钎料表面的氧化皮膜已脆弱化，因此可提高硬钎焊性。如果在制造材料时的热轧之后的阶段实施蚀刻处理，则硬钎焊产品生产工厂中的蚀刻处理就可以省略。另外，也可以在材料完成后，在实施硬钎焊加热之前的工序中进行蚀刻处理。需要说明的是，基于碱溶液的蚀刻处理是不优选的，这是因为在蚀刻处理时生成的氢氧化铝等会在硬钎焊加热时分解释放水分。为了长期保持蚀刻效果，在蚀刻处理后涂覆油剂是有效的。为了使涂覆的油剂不损害硬钎焊性，其在非活性气体气氛中的分解温度需要在380℃以下，如果涂覆了分解温度超过380℃的油剂，则硬钎焊前需要进行脱脂处理。如果对热轧后的卷材进行蚀刻处理，则由于在冷轧时会涂覆轧制油而不需要进行特別处理，但也可以在制造材料的最终阶段实施蚀刻处理和涂油处理。为了保证硬钎焊性，蚀刻深度需要达到包括表面氧化皮膜在内的5nm以上。蚀刻深度如果低于5nm，则蚀刻的效果不足，难以保证硬钎焊性。
本发明的铝合金制热交换器的制造方法之一的特征在于，将本发明的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的管之间，随后在氧浓度控制为20ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。在热交换器的管与管之间设置的翅片，由于与硬钎焊气氛直接接触，因此在加热中会因硬钎焊气氛中所含的氧而氧化。因此，硬钎焊气氛中的氧浓度需要控制在20ppm以下，如果硬钎焊气氛中的氧浓度超过20ppm，则难以保证理想的硬钎焊性。
本发明的铝合金制热交换器的制造方法之二的特征在于，将本发明的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的成型管的内部，随后在氧浓度控制为50ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。在热交换器的管的内部设置的翅片，可避免与硬钎焊气氛的直接接触。因此，硬钎焊气氛中的氧浓度的影响，与翅片在管与管之间设置的情况相比是缓慢的，但由于硬钎焊气氛会从管的各部分所设的出入口等进入管内部，因此硬钎焊气氛中的氧浓度需要控制在50ppm以下，如果硬钎焊气氛中的氧浓度超过50ppm，则难以保证理想的硬钎焊性。
本发明人等对翅片的前端部弯曲变形、填角形成不全的缺陷进行仔细研究后发现，因含有Mg引起的芯材的熔点下降、和因钎料层薄而引起的流动性下降不是主要原因。对于翅片前端部弯曲变形，发现并不是由于熔化钎料中的芯材溶解量增大而产生的，而是熔化钎料向芯材的晶界渗透的结果。另外发现，接合部中的填角形成不良，是由于翅片常规部分中的熔化钎料向芯材晶界的渗透导致的对接合部的钎料供给不足所引起的。并且发现，这些缺陷均起因于芯材的晶体粒径微细化。
为此，尽管现有技术中一直认为要保证接合性则芯材的Mg含量至少需要0.2质量％，但本发明人等发现，通过大胆的将芯材中的Mg含量降到0.2质量％以下，并将钎料的厚度降到0.012mm以下，可使得即使芯材中的Mg含量在0.2质量％以下，也可保证有足够的Mg扩散到钎料表面，且对于钎料的厚度为0.012mm以下导致的熔化钎料的绝对量减少引起的硬钎焊不良，通过使芯材中的Mg的含量在0.2质量％以下，可抑制硬钎焊加热时的芯材中的再结晶晶粒微细化，减少熔化钎料的晶界渗透，从结果来看，可保证有助于形成完整硬钎焊所需填角的熔化钎料的绝对量，因此可形成完整的填角，同时由于可以减少硬钎焊时钎料向芯材中的晶界渗透，从而可以防止翅片前端的弯曲变形。
以下，对本发明的实施例进行说明，验证其效果。这些实施例仅是本发明的一个实施方式的示例，本发明不限于此。
实施例
将评价材料示于表1(实施例)和表2(比较例)。通过常规方法制作了芯材两面包覆有钎料的厚度为0.05mm、0.07mm、0.074mm、0.1mm的硬钎焊板A1～A32(实施例)、B1～B19(比较例)。制造工序按照铸造、面铣(芯材，钎料)、热轧(钎料)、热轧复合、冷轧、中途软化、冷轧的顺序进行实施，将H14调质精轧后的材料用翅片成型机加工成翅片。对于一部分材料，在热轧复合后、中途软化后、翅片成型前的任意阶段，浸渍于酸或碱溶液中进行蚀刻处理。由蚀刻处理前后的GD-OES分析结果求出蚀刻深度。
并流型热交换器或层叠型热交换器中，以在管与管之间设置的外翅片为对象的试验片如图1所示。与3003材料之间的接合部在左右两边，以这两处的接合部作为评价对象。以在管的内部设置的内翅片为对象的试验片的截面图如图2所示。图2的截面图中，与成型为杯型的3003材料(具有用于调整气氛的通气孔)之间的接合部在上下两边，以这两处的接合部作为评价对象。与由双面硬钎焊板构成的中间板之间的接合部不属于评价的对象。
按照下述方式实施硬钎焊接合。使用具备内容积0.4m3的预热室和硬钎焊室的两室炉构成的氮气炉，将在预热室中升温到450℃的试验片放入硬钎焊室。在硬钎焊室中用320秒或160秒从450℃升温至577℃，以最终温度595℃进行硬钎焊之后，在预热室冷却至570℃后，取出至炉外。通过改变氮气流量来调整硬钎焊时的氧浓度。
按照下述方式实施硬钎焊性的评价。将上述硬钎焊板成型而成的翅片，与3003材料的板或压制成型材料、4045/3003/4045的硬钎焊板组合而成的试验片进行硬钎焊，从与3003材料之间的接合部剥下翅片。只要形成了填角，接合部就会残留有硬钎焊填角的痕跡，将填角的痕跡长度的总和与接合部长度的总和之间的比率作为翅片接合率(％)。根据接合率的大小进行如下评价。将小数点第一位四舍五入，将接合率80％以上判定为可用合格。
◎◎◎：接合率100％
◎◎：接合率95～99％
◎：接合率90～94％
〇：接合率80～89％
▲：接合率50～79％
×：接合率＜50％
需要说明的是，对制造中产生了缺陷的材料未进行试验评价。
另外，对于595℃加热试验后的芯材的平均晶体粒径，按以下方法进行了测量。
将硬钎焊板以未成型成翅片形状的状态，在非活性气体气氛中，以595℃加热3分钟，然后冷却。随后，研磨硬钎焊板的表面，使芯材露出，拍摄表面偏光显微照片，对该照片内的晶粒数量进行计数，采用换算成等效圆直径的值。
＜实施例的评价结果＞
实施例的评价结果如表3所示。表3所示的实施例中，均确认了80％以上的接合率，证明了本发明的实用性。在热轧复合之后的阶段通过酸进行5nm以上蚀刻处理的No.C14～19、C24～26，均确认了接合性的提升。
对于芯材的Mg含量控制在0.1～0.2质量％的本发明材料的芯材的平均晶体粒径，由硬钎焊后调査的结果确认了平均晶体粒径均超过50μm。因此，未发生熔化钎料向芯材的晶界渗透，得到完整接合。
＜以外翅片为对象的比较例的评价结果＞
比较例的评价结果如表4所示。芯材的Mg含量为0.25质量％的No.B2的试验片中，由于熔化钎料向芯材的晶界渗透，在翅片前端部产生了明显的塌弯。在硬钎焊后的试验片调査中发现，平均晶体粒径为小于50μm的细小状态，尤其是熔化钎料集中的翅片前端部，严重出现向芯材的晶界渗透。
钎料中的Si含量小于6质量％的No.B5的试验片中，流动的钎料不足导致接合率小于80％。Si含量超过13质量％的No.B6由于在材料的轧制时产生了裂纹，因此没有用于实验。
钎料中的Li含量大于0.05质量％的No.B7、Bi含量大于0.1质量％的No.B8、Mg含量大于0.1质量％的No.9的试验片中，Li、Bi、Mg引起的加热中的氧化加剧使得接合率小于80％。
＜以内翅片为对象的比较例的评价结果＞
比较例的评价结果如表4所示。使用了芯材的Mg含量小于0.05质量％的No.B3的试验片(No.D9)中翅片接合率小于80％。芯材中的Mg含量大于0.2质量％的No.B4的试验片中，由于熔化钎料向芯材的晶界渗透，导致翅片前端部产生了明显的塌弯。虽然硬钎焊后的平均晶体粒径是50μm的细小状态，但由于芯材厚度较厚，因此翅片前端部的塌弯程度比较轻微。但是，由于翅片前端部的塌弯涉及到高度的问题，尤其在层叠的层数多的热交换器中，会增大其它接合部的间隙，成为诱发接合不良的原因，因此是不希望出现的。
[表1-1]
Figure BDA0001711717050000131
[表1-2]
Figure BDA0001711717050000141
[表2]
Figure BDA0001711717050000151
[表3-1]
Figure BDA0001711717050000161
[表3-2]
Figure BDA0001711717050000162
[表4]
Figure BDA0001711717050000171

Claims (11)

1.一种铝合金硬钎焊板，其特征在于，该铝合金硬钎焊板用于在非活性气体气氛中进行的不使用助熔剂的硬钎焊，
该铝合金硬钎焊板在含有0.8～1.8质量％的Mn和0.05～0.16质量％的Mg、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的芯材的单面或双面上包覆有含有6～13质量％的Si、余量为铝和不可避免的杂质的铝合金的钎料，所述芯材中的Mg/Mn比为0.04～0.18，
该硬钎焊板的厚度为0.12mm以下，
该钎料的厚度为0.012mm以下。
2.根据权利要求1所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述芯材还含有1.0质量％以下的Si、1.0质量％以下的Fe，0.5质量％以下的Cu、3.0质量％以下的Zn、0.2质量％以下的Ti和0.5质量％以下的Zr之中的任意1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述钎料还含有0.05质量％以下的Li。
4.根据权利要求1或2所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述钎料还含有0.004～0.1质量％的Bi和0.02～0.1质量％的Mg之中的任意1种或2种。
5.根据权利要求3所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述钎料还含有0.004～0.1质量％的Bi和0.02～0.1质量％的Mg之中的任意1种或2种。
6.根据权利要求1或2所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述芯材是由595℃下的加热试验中、试验后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成的，所述试验是将所述硬钎焊板以未成型成翅片形状的状态，在非活性气体气氛中，以595℃加热3分钟，然后冷却，随后，研磨所述硬钎焊板的表面，使芯材露出，拍摄表面偏光显微照片，对该照片内的晶粒数量进行计数，采用换算成等效圆直径的值。
7.根据权利要求1或2所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，所述芯材是由577～610℃下的硬钎焊加热后的平均晶体粒径达到50μm以上的铝合金形成的。
8.根据权利要求1或2所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，在制造材料时的热轧复合之后的工序或材料完成后，通过酸洗进行了表面氧化皮膜的剥离去除处理。
9.根据权利要求1或2所述的铝合金硬钎焊板，其特征在于，通过酸洗对表面氧化皮膜或表面氧化皮膜和钎料进行了达到5nm以上厚度的蚀刻处理。
10.一种铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，将权利要求1～9中的任意一项所述的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的管之间，随后在氧浓度控制为20ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。
11.一种铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，将权利要求1～9中的任意一项所述的铝合金硬钎焊板成型为翅片形状从而制成翅片，随后将该翅片设置于由铝合金形成的成型管的内部，随后在氧浓度控制为50ppm以下的非活性气体气氛中进行硬钎焊而不涂覆助熔剂。
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