CN112439961A - 铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法 - Google Patents

铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法，在使用了无镁的钎料的无钎剂钎焊方法中钎焊性优异。一种铝合金材，是对于将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材的钎焊板，不使用钎剂而利用所述钎料进行钎焊的铝合金材，由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。

Description

铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法
技术领域
本发明涉及铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法。
背景技术
汽车所搭载的热交换器，是通过将铝合金构成的钎焊板成形为规定形状，进行组装、钎焊而制造。近年来，使用添加有Mg的钎料的无钎剂钎焊方法的开发推进。所谓无钎剂钎焊，就是不使用钎剂而利用钎料进行钎焊。
例如，在下述专利文献1中公开有一种在钎料中添加Mg而破坏氧化皮膜的铝材的无钎剂钎焊方法和无钎剂钎焊用铝合金构件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6405020号公报
但是，在上述专利文献1所述的无钎剂钎焊方法中，钎料中所包含的Mg使构件的耐腐蚀性降低。例如，由钎焊板成形的管道的耐腐蚀性降低，其结果是，若管道穿孔，则内部的流体有可能漏泄。另一方面，在使用无镁钎料的无钎剂钎焊方法中，不能破坏氧化皮膜，钎焊性降低。
发明内容
因此，本发明其课题在于，提供一种在使用无镁的钎料的无钎剂钎焊方法中，钎焊性优异的铝合金材、无钎剂钎焊结构体和无钎剂钎焊方法。
本发明的铝合金材，是对于将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而得到的钎焊板，不使用钎剂，通过所述钎料进行钎焊的铝合金材，由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。
本发明的无钎剂钎焊结构体，具有：将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而得到的钎焊板；由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成的铝合金材。
本发明的无钎剂钎焊方法，对于将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而得到的钎焊板，和由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金张的任意一种构成的铝合金材，不使用钎剂，通过所述钎料进行钎焊。
本发明的铝合金材、无钎剂钎焊结构体和钎焊方法，在使用无镁的钎料的无钎剂钎焊方法中，钎焊性优异。
附图说明
图1是本发明的实施方式的无钎剂钎焊结构体的立体图。
图2A是实施例中使用的钎焊性评价用试验片的俯视图。
图2B是相当于图2A的IIB－IIB线的剖视图。
符号说明
1 翅片
2 管道
3 翅片
4 钎焊板
10 无钎剂钎焊结构体
20 钎焊性评价用试验片
具体实施方式
以下，适宜参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行说明。
[铝合金材]
本实施方式的铝合金材，是对于将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而得到的钎焊板，不使用钎剂，通过所述钎料进行钎焊的铝合金材。
而且，铝合金材，由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。
在本实施方式中，在铝合金材与钎焊板的钎料的接触部，由于Mg从铝合金材扩散到钎料中，从而钎料表面的氧化皮膜被破坏。即，在钎料中，可以将使耐腐蚀性劣化的Mg的含量停留在所需的最小值。由此，可以使不含有Mg或减少了Mg的钎料与含Mg构件(裸露材)的组合进行钎焊。本实施方式的铝合金材，使用在钎料中不添加Mg或减少了Mg的现有的Nocolok钎焊用钎焊板，可以进行无钎剂钎焊。特别是将钎焊板作为用于使热交换器的制冷剂流通的管材使用，将铝合金材作为翅片材使用时，钎焊板与翅片材相比，要求有高的耐腐蚀性。即，能够将需要耐腐蚀性的钎焊板的钎料的Mg含量减少或使之为0，而相比钎焊板不要求有高耐腐蚀性的铝合金材(没有钎料的裸露材)中可以添加Mg而进行钎焊。其结果是，能够使钎焊板和铝合金材的钎焊性提高。另外，能够使具有钎焊板和铝合金材的无钎剂钎焊结构体的耐腐蚀性提高。
另外，铝合金材中，也可以还含有规定量的Bi。铝合金材通过以规定量含有Bi，钎焊性进一步提高。
此外，铝合金材也可以规定量含有Zn、In、Sn、Cu、Ni、Mn、Si、Fe、Ti、Cr、Zr之中一种以上。
以下，对于各成分的限定理由进行说明。还有，各成分的含量，是在铝合金材整体中的含量。
铝合金材由Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。还有，所谓Al－XX系合金，意思是XX的含量仅次于Al为第二多的合金。例如，Al－Mg系合金是Mg的含量仅次于Al多的合金。另外，Al－XX系合金，优选含有Al为93质量％以上。
例如，Al－Mg系合金中，含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下，余量由Al和不可避免的杂质构成。此外，Al－Mg系合金，也可以含有比Mg的含量少的量的Bi、Zn、In、Sn、Cu、Ni、Mn、Si、Fe、Ti、Cr、Zr之中的一种以上。
另外，例如，Al－Mn系合金，含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下，和Mn：0.40质量％以上且1.80质量％以下，余量由Al和不可避免的杂质构成。此外，Al－Mn系合金，也可以含有比Mn的含量少的量的Bi、Zn、In、Sn、Cu、Ni、Si、Fe、Ti、Cr、Zr之中的一种以上。
另外，例如，Al－Zn系合金，含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下，和Zn：0.80质量％以上且9.00质量％以下，余量由Al和不可避免的杂质构成。此外，Al－Zn系合金，也可以含有比Zn的含量少的量的Bi、In、Sn、Cu、Ni、Mn、Si、Fe、Ti、Cr、Zr之中的一种以上。
以下，对于铝合金材的具体的成分进行说明。
(Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下)
Mg具有促进氧化皮膜的破坏的效果。另外，使Mg与Si共存时，具有通过时效硬化而高强度化的效果。Mg的含量低于0.40质量％时，不能确保充分的钎焊性。另一方面，若Mg的含量高于1.30质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Mg的含量为0.40质量％以上且1.30质量％以下。
Mg的含量，从使所述效果充分发挥的观点出发，优选为0.45质量％以上，更优选为0.50质量％以上、0.55质量％以上、0.60质量％以上、0.70质量％以上、0.80质量％以上。另外，Mg的含量，从使加工性提高的观点出发，优选为1.20质量％以下，更优选为1.15质量％以下、1.10质量％以下、1.00质量％以下、0.90质量％以下。
(Bi：1.00质量％以下)
Bi具有在氧化皮膜的破坏后阻碍氧化皮膜的再生的效果。但是，若Bi的含量高于1.00质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Bi的含量为1.00质量％以下(含0质量％)。
从使所述效果充分发挥的观点出发，Bi的含量，优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上、0.10质量％以上、0.15质量％以上、0.17质量％以上、0.20质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Bi的含量，优选为0.50质量％以下，更优选为0.45质量％以下、0.40质量％以下、0.35质量％以下、0.30质量％以下。
(Zn：0.80质量％以上且9.00质量％以下)
Zn是使铝合金材的电位负移的合金元素。因此，通过添加Zn，可以作为牺牲阳极材起作用而得到牺牲防腐的效果。如果Zn的含量为0.80质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Zn的含量高于9.00质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Zn的含量为0.80质量％以上且9.00质量％以下。
Zn的含量也可以低于0.80质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.80质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Zn的含量，更优选为0.90质量％以上，特别优选为1.00质量％以上、1.10质量％以上、1.20质量％以上、1.25质量％以上、1.50质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Zn的含量，优选为5.00质量％以下，更优选为4.00质量％以下、3.00质量％以下、2.00质量％以下。
(In：0.05质量％以下，Sn：0.05质量％以下)
In和Sn与Zn同样，是使铝合金材的电位负移的合金元素。因此，通过添加In和Sn，可以作为牺牲阳极材起作用而得到牺牲防腐的效果。但是，若In和Sn的含量分别高于0.05质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，In和Sn的含量分别为0.05质量％以下(含0质量％)。
从使所述效果充分发挥的观点出发，In和Sn的含量，分别优选为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，In和Sn的含量，优选为0.04质量％以下，更优选为0.03质量％以下。
(Cu：0.10质量％以上且1.50质量％以下)
Cu具有通过固溶而使抗拉强度提高的效果。如果Cu的含量为0.10质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Cu的含量高于1.50质量％，则有发生烧损(因来自钎料的扩散Si等，合金元素浓度局部性地增加，导致钎焊时发生在芯材合金的局部熔融)的可能性。
因此，Cu的含量为0.10质量％以上且1.50质量％以下。
Cu的含量也可以低于0.10质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.10质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Cu的含量，更优选为0.11质量％以上，特别优选为0.12质量％以上、0.13质量％以上、0.25质量％以上、0.50质量％以上。另外，从抑制过烧发生的观点出发，Cu的含量，优选为1.40质量％以下，更优选为1.30质量％以下、1.20质量％以下、1.00质量％以下、0.90质量％以下。
(Ni：0.10质量％以上且0.50质量％以下)
Ni在铝合金材中使Al－Ni系金属间化合物形成，具有使抗拉强度提高的效果。如果Ni的含量为0.10质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Ni的含量高于0.50质量％，则形成粗大的Al－Ni系金属间化合物，加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Ni的含量为0.10质量％以上且0.50质量％以下。
Ni的含量也可以低于0.10质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.10质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Ni的含量，更优选为0.12质量％以上，特别优选为0.15质量％以上、0.17质量％以上、0.20质量％以上、0.25质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Ni的含量，优选为0.45质量％以下，更优选为0.43质量％以下、0.40质量％以下、0.35质量％以下、0.30质量％以下。
(Mn：0.10质量％以上且1.80质量％以下)
Mn具有通过固溶使抗拉强度提高的效果。另外，使Mn与Si共存时，形成Al－Si－Mn等的析出物，具有使抗拉强度提高的效果。如果Mn的含量为0.10质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Mn含量高于1.80质量％，则粗大的Al－Mn－Si系金属间化合物、Al－Mn系金属间化合物被形成，加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Mn的含量为0.10质量％以上且1.80质量％以下。
Mn的含量也可以低于0.10质量％，但如前述，优选为0.10质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Mn的含量，更优选为0.20质量％以上，特别优选为0.30质量％以上、0.40质量％以上、0.50质量％以上、0.60质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Mn的含量，优选为1.70质量％以下，更优选为1.50质量％以下、1.40质量％以下、1.20质量％以下、1.00质量％以下。
(Si：0.10质量％以上且1.50质量％以下)
Si具有通过固溶而使抗拉强度提高的效果。另外，使Si与Mn、Fe共存时，形成Al－Mn－Si系金属间化合物、Al－Fe－Si系金属间化合物，还具有使钎焊后的强度提高的效果。如果Si的含量为0.10质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Si的含量高于1.50质量％，则由于熔点的降低和低熔点相的增加而发生铝合金材的熔融。
因此，Si的含量为0.10质量％以上且1.50质量％以下。
Si的含量也可以低于0.10质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.10质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Si的含量，更优选为0.12质量％以上，特别优选为0.15质量％以上、0.17质量％以上、0.20质量％以上、0.25质量％以上。另外，从抑制铝合金材的熔融的观点出发，Si的含量，优选为1.30质量％以下，更优选为1.20质量％以下、1.00质量％以下、0.60质量％以下、0.50质量％以下。
(Fe：0.05质量％以上且0.50质量％以下)
Fe具有通过固溶而使抗拉强度提高的效果。另外，Fe使Al－Si－Fe系金属间化合物、Al－Fe系金属间化合物形成，还具有使钎焊后的强度提高的效果。如果Fe的含量为0.05质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Fe含量高于0.50质量，则形成粗大的Al－Si－Fe系金属间化合物、Al－Fe系金属间化合物，耐腐蚀性降低。
因此，Fe的含量为0.05质量％以上且0.50质量％以下。
Fe的含量也可以低于0.05质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.05质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Fe的含量，更优选为0.07质量％以上，特别优选为0.08质量％以上、0.09质量％以上、0.10质量％以上。另外，从使耐腐蚀性提高的观点出发，Fe的含量，优选为0.40质量％以下，更优选为0.35质量％以下、0.30质量％以下、0.20质量％以下、0.15质量％以下、0.12质量％以下。
(Ti：0.01质量％以上且0.35质量％以下)
Ti在铝合金材中形成Al－Ti系金属间化合物，具有使抗拉强度提高的效果。如果Ti的含量为0.01质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Ti的含量高于0.35质量％，则形成粗大的Al－Ti系金属间化合物，加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Ti的含量为0.01质量％以上且0.35质量％以下。
Ti的含量也可以低于0.01质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.01质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Ti的含量，更优选为0.02质量％以上，特别优选为0.03质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Ti的含量，优选为0.30质量％以下，更优选为0.25质量％以下、0.20质量％以下、0.10质量％以下、0.05质量％以下。
(Cr：0.30质量％以下)
Cr具有通过固溶强化而使强度提高的效果。另外，Cr具有通过Al－Cr系金属间化合物的析出，而使加热后的晶粒粗大化的效果。由此，在钎焊时，铝合金材的变形难以发生。若Cr的含量高于0.30质量％，则粗大的Al－Cr系金属间化合物形成，加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Cr的含量为0.30质量％以下(含0质量％)。
从使所述效果充分发挥的观点出发，Cr的含量，优选为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上、0.03质量％以上、0.05质量％以上、0.10质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Cr的含量，优选为0.27质量％以下，更优选为0.25质量％以下、0.20质量％以下、0.17质量％以下、0.15质量％以下。
(Zr：0.30质量％以下)
Zr作为Al－Zr系金属间化合物析出，具有通过分散强化而使接合后的强度提高的效果。另外，Al－Zr系金属间化合物，作用于加热中的晶粒粗大化。若Zr的含量高于0.30质量％，则粗大的Al－Zr系金属间化合物形成，加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Zr的含量为0.30质量％以下(含0质量％)。
从使所述效果充分发挥的观点出发，Zr的含量，优选为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上、0.03质量％以上、0.05质量％以上、0.10质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Zr的含量，优选为0.27质量％以下，更优选为0.25质量％以下、0.20质量％以下、0.17质量％以下、0.15质量％以下。
(余量：Al和不可避免的杂质)
构成本实施方式的铝合金材的基本的化学组成如所述，余量是Al和不可避免的杂质。不可避免的杂质，是原料在熔化时不可避免混入的杂质，可在不损害铝合金材的诸特性的范围内含有。作为不可避免的杂质，例如，可列举V、Na、Sr等。
这些不可避免的杂质，如果分别在0.05质量％以下，合计在0.50质量％以下，则不阻碍本发明的效果。因此，在本发明中，也可以在不阻碍本发明的效果的范围使不可避免的杂质含有，另外，在不阻碍本发明的效果的范围内积极地添加时，也不妨碍本发明的效果。总之，这些方式也包含在本发明的技术范围内。
还有，所述Bi、Zn、In、Sn、Cu、Ni、Mn、Si、Fe、Ti、Cr、Zr也可以作为不可避免的杂质被含有，这种情况下的含量，例如，分别为0.1质量％以下，合计0.3质量％以下。
作为本发明的实施方式的一例，可列举将铝合金材供于与具有Al－Si系钎料的钎焊板的无钎剂钎焊接合。另外，也可以在不供于接合的一侧包覆牺牲阳极材(例如，Al－Zn系合金)、钎料(例如，Al－Si系的现有的钎料，含有Mg、Bi等的无钎剂钎焊用钎料)。此外，铝合金材也可以作为薄壁裸露翅片(单层材)实施。
[钎焊板]
接着，对于钎焊铝合金材的钎焊板进行说明。
钎焊板，例如，是在芯材的至少一个面上包覆钎料而成的钎焊板。
＜芯材＞
作为本实施方式的钎焊板的芯材，没有特别规定。
例如，本实施方式的钎焊板的芯材，能够使用由含有规定元素的铝合金构成的。作为这样的铝合金，能够使用Al－Cu系合金、Al－Mn系合金、Al－Mg系合金、的Al－Mg－Si系合金等。
＜钎料＞
钎料由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金构成。作为Al－Si系合金，例如，能够使用含有Si为5.00质量％以上且12.00质量％以下的。但是，Si的含量不限于这一范围。另外，作为钎料，也可以是含有规定量的Zn的Al－Si－Zn系合金。另外，也可以含有其他的元素。例如，也可以含有规定量的In、Sn、Fe等。以下，对于钎料的各成分进行说明。还有，各成分的含量，是在钎料总体中的含量。
(Mg：低于0.10质量％)
Mg是使耐腐蚀性降低的合金元素。若Mg的含量为0.10质量％以上，则钎焊结构体的耐腐蚀性降低。
因此，Mg的含量低于0.10质量％(含0质量％)，从耐腐蚀性提高的观点出发，优选为0.07质量％以下，更优选为0.05质量％以下、0.03质量％以下、0.02质量％以下、0.01质量％以下，特别优选为0质量％。
(Si：5.00质量％以上且12.00质量％以下)
Si是使铝合金的固相线温度降低的(即，使之低温熔融)合金元素，随着Si量增加，熔融量的比例随之增加。如果Si的含量为5.00质量％以上，则能够确保足够的钎料量。另一方面，如果Si的含量为12.00质量％以下，则可抑制局部熔融等的发生，也可抑制因熔融焊剂造成的侵蚀。
因此，Si的含量优选为5.00质量％以上且12.00质量％以下。
Si的含量也可以低于5.00质量％，但如前述，优选为5.00质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Si的含量，更优选为6.00质量％以上，特别优选为7.00质量％以上、8.00质量％以上、9.00质量％以上。另外，从抑制局部熔融等的发生和熔融焊剂造成的侵蚀的观点出发，Si的含量，更优选为11.00质量％以下，特别优选为10.00质量％以下。
(Zn：1.00质量％以上且9.00质量％以下)
Zn是使铝合金的电位负移的合金元素。因此，通过添加Zn，可以作为牺牲阳极材起作用而得到牺牲防腐的效果。如果Zn的含量为1.00质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Zn的含量高于9.00质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，Zn的含量为1.00质量％以上且9.00质量％以下。
Zn的含量也可以低于1.00质量％(含0质量％)，但如前述，优选为1.00质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Zn的含量，更优选为2.00质量％以上，特别优选为3.00质量％以上、4.00质量％以上、5.00质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，Zn的含量，优选为8.00质量％以下，更优选为7.00质量％以下、6.00质量％以下。
(In：0.05质量％以下、Sn：0.05质量％以下)
In和Sn与Zn同样，是使铝合金的电位负移的合金元素。因此，通过添加In和Sn，可以作为牺牲阳极材起作用而得到牺牲防腐的效果。但是，若In和Sn的含量分别高于0.05质量％，则加工性降低，冷轧中发生裂纹。
因此，In和Sn的含量分别为0.05质量％以下(含0质量％)。
从使所述效果充分发挥的观点出发，In和Sn的含量，分别优选为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上。另外，从使加工性提高的观点出发，In和Sn的含量，优选为0.04质量％以下，更优选为0.03质量％以下。
(Fe：0.05质量％以上且0.50质量％以下)
Fe具有通过固溶而使抗拉强度提高的效果。另外，Fe形成Al－Si－Fe系金属间化合物、Al－Fe系金属间化合物，还具有使钎焊后的强度提高的效果。如果Fe的含量为0.05质量％以上，则能够使所述效果进一步提高。另一方面，若Fe的含量高于0.50质量％，则粗大的Al－Si－Fe系金属间化合物、Al－Fe系金属间化合物形成，耐腐蚀性降低。
因此，Fe的含量为0.05质量％以上且0.50质量％以下。
Fe的含量也可以低于0.05质量％(含0质量％)，但如前述，优选为0.05质量％以上。从使所述效果充分发挥的观点出发，Fe的含量，更优选为0.07质量％以上，特别优选为0.08质量％以上、0.09质量％以上、0.10质量％以上。另外，从使耐腐蚀性提高的观点出发，Fe的含量，优选为0.40质量％以下，更优选为0.35质量％以下、0.30质量％以下、0.20质量％以下、0.15质量％以下、0.12质量％以下。
(余量：Al和不可避免的杂质)
构成本实施方式的钎料的基本的化学组成如前述的，余量是Al和不可避免的杂质。不可避免的杂质，是原料在熔化时不可避免地混入的杂质，可以在不阻碍钎料的诸特性的范围内含有。作为不可避免的杂质，例如，可列举V、Na、Sr等。
这些不可避免的杂质，如果分别在0.05质量％以下，合计0.50质量％以下，则不阻碍本发明的效果。因此，在本发明中，也可以在不阻碍本发明的效果的范围内含有不可避免的杂质，另外，在不阻碍本发明的效果的范围内积极地添加时，也不妨碍本发明的效果。总之，这些方式也包含在本发明的技术范围内。
还有，所述Si、Zn、In、Sn、Fe也可以作为不可避免的杂质被含有，这时的含量，例如，分别为0.1质量％以下，合计0.3质量％以下。
[钎焊板的其他的构成]
钎焊板，根据使用者的要求，例如，也可以是在芯材的另一侧的面上设有牺牲阳极材的3层(钎料/芯材/牺牲阳极材)的钎焊板。另外，也可以在芯材与钎料之间还设有中间牺牲阳极材的4层(钎料/中间牺牲阳极材/芯材/牺牲阳极材)的钎焊板。另外，也可以是在芯材的两面设置钎料，在一侧的芯材与钎料之间设有中间牺牲阳极材的4层(钎料/中间牺牲阳极材/芯材/钎料)的钎焊板。另外，也可以是在芯材的两面设置钎料，在两侧的芯材与钎料之间设有中间牺牲阳极材的5层(钎料/中间牺牲阳极材/芯材/中间牺牲阳极材/钎料)的钎焊板。另外，也可以适宜组合牺牲阳极材和中间牺牲阳极材，作为其他的多层构造。还有，作为牺牲阳极材、中间牺牲阳极材，能够根据要求特性而使用各种铝合金。
作为牺牲阳极材、中间牺牲阳极材，例如，可列举JIS 1000系的纯铝，含有Zn为1.00质量％以上且6.00质量％以下的Al－Zn合金，含有Si为0.10质量％以上且1.00质量％以下和Zn为1.00质量％以上且6.00质量％以下的Al－Si－Zn合金、Al－Mg－Si－Zn合金、Al－Si－Mn－Zn系合金、Al－Mg－Zn系合金等。
还有，本说明书所示的合金编号基于JIS H 4000：2014，JIS Z 3263：2002。
[无钎剂钎焊结构体]
本实施方式的无钎剂钎焊结构体，具有前述说明的钎焊板，和前述说明的铝合金材。关于钎焊板和铝合金材，如前述说明。
还有，所谓无钎剂钎焊结构体，具体来说，就是不使用钎剂，而通过钎料进行钎焊的钎焊结构体。另外，无钎剂钎焊结构体，因为不用钎剂而钎焊，所以不含钎剂残渣。在使用现有的Nocolok钎焊用钎焊板的Nocolok钎焊中，因为使用Nocolok钎剂，所以在钎焊后的材料表面附着有残渣(例如，剩余的钎剂、氧化皮膜等与钎剂的反应生成物质等)，存在对耐腐蚀性和后面工序的表面处理性造成很多不利影响的情况。但是，本实施方式的无钎剂钎焊结构体，因为不含钎剂残渣，所以能够避免这样的问题。
无钎剂钎焊结构体，例如，如图1所示，可列举对于将铝合金材加工成波型形状的翅片1，和以钎料面为外侧的方式加工钎焊板而成的管道2进行了钎焊的结构体。无钎剂钎焊结构体10，例如，能够作为热交换器用的构件使用。
作为热交换器用的构件使用时，因为管道与冷却水接触，所以若耐腐蚀性低，则管道穿孔，内部的流体有可能漏泄。在本实施方式中，限制作为使管道的耐腐蚀性降低的要因的Mg含量。取而代之，为了使钎焊性提高，在翅片材中添加用于破坏氧化皮膜的Mg。即，在本实施方式中，限制例如作为管道被使用的钎焊板的钎料的Mg含量，取而代之，例如在作为翅片材被用的铝合金材中添加Mg。
无钎剂钎焊结构体，能够由后述的无钎剂钎焊方法制造。
[无钎剂钎焊方法]
本实施方式的无钎剂钎焊方法，对于所述说明的钎焊板，和所述说明的铝合金材，不使用钎剂，而利用包覆于所述钎焊板上的钎料进行钎焊。
以下，作为无钎剂钎焊方法的一例，对于在惰性气体气氛中以规定的加热条件加热的方法进行说明。
(加热条件：升温速度)
加热(钎焊)本实施方式的钎焊板和铝合金材时，截至实际的加热温度(后述的加热温度的范围内的规定的最高到达温度)的升温速度没有特别限定，从350℃起到实际的加热温度下的升温速度，例如，为1℃/min以上且500℃/min以下即可。
另外，关于从实际的加热温度起的降温速度也没有特别限定，例如，为5℃/min以上且1000℃/min以下即可。
(加热条件：加热温度、保持时间)
加热本实施方式的钎焊板和铝合金材时的加热温度(焊剂熔融温度)，为钎料恰当熔融的560℃以上且620℃以下，优选为580℃以上且620℃以下。而且，如果该温度域下的保持时间为10秒以上，则能够更确实地确保钎焊现象(氧化皮膜的破坏，气氛的氧浓度的降低，熔融焊剂向接合部的流动)发生所需要的时间。
因此，560℃以上且620℃以下的温度域(优选为580℃以上且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℃以上且620℃以下的温度域(优选为580℃以上且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，关于保持时间的上限虽然没有特别限定，但在1500秒以下即可。
(惰性气体气氛)
加热(钎焊)本实施方式的钎焊板和铝合金材时的气氛，是惰性气体气氛，例如，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，惰性气体气氛，优选氧浓度尽可能低的气氛，具体来说，氧浓度优选为50ppm以下，更优选为10ppm以下。
而且，本实施方式的无钎剂钎焊方法，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，对于本实施方式的钎焊板实施所述的加热之前(钎焊工序之前)，以使铝合金材与钎焊板的钎料相接的方式进行组装(组装工序)。另外，组装工序之前，也可以将钎焊板和铝合金材成形为希望的形状和构造(成形工序)。
本实施方式的无钎剂钎焊方法(换言之，就是钎焊板上钎焊铝合金材而成的无钎剂钎焊结构体的制造方法)，如以上说明，但关于未明示的条件，采用现有公知的条件即可，只要起到由所述处理得到的效果，当然也能够适宜变更其条件。
还有，本实施方式的无钎剂钎焊方法，在惰性气体气氛中进行。但是，无钎剂钎焊方法，也可以在真空气氛或还原性气体气氛中进行。
[铝合金材的制造方法]
铝合金材的制造方法，使用现有公知的制造方法，按以下方式制造。
作为单层材制作时，熔炼铸造规定的化学组成的铝合金，实施端面车削、均质化热处理后，经热轧再冷轧，适宜组合软化处理，由此成为规定的厚度。
作为包覆材使用(层叠在无钎剂钎焊接合的相反面)时，除了芯材用铝合金(本发明中使用的铝合金)以外，还熔炼铸造侧面材用合金，根据需要实施端面车削、均质化热处理，由此制造芯材用铸块和侧面材用铸块。而后，轧制侧面材用铸块而制作规定厚度的板材，与芯材用铸块的一侧的面重合而成为叠合板材。然后，热轧该叠合板材，分别对其压合和轧制，接着冷轧，根据需要实施中间退火而成为包覆材。
还有，即使层叠数增加，通过同样制造、层叠增加的板材(牺牲阳极材用板材、钎料用板材、中间牺牲阳极材用板材)进行制造。
【实施例】
接着，对于本发明的实施例进行说明。
[铝合金材的制作]
熔炼铸造表1所示的化学组成的铝合金(F1～F7)，实施端面车削、均质化热处理后，经热轧再冷轧，经中间退火，通过最终冷轧而达到50μm的厚度。还有，本实施例中作为翅片制作、使用。还有，机理上认为板厚没有大的影响。
[钎焊板的制作]
关于表2所示的钎焊板(钎焊对象材料(B1、B2))，分别熔炼铸造钎料用、芯材用和中间牺牲阳极材用铝合金，实施端面车削、均质化热处理，由此制造钎料用铸块、芯材用铸块和中间牺牲阳极材用铸块。轧制钎料用铸块和中间牺牲阳极材用铸块而制作规定厚度的板材，适宜重合于芯材用铸块而作为叠合板材。而后，通过热轧该叠合板材分别进行压合和轧制，接着，实施冷轧、中间退火，最终冷轧，由此制造钎焊板。
还有，在表2中，关于B1，“Al－10Si”是钎料，“Al－0.3Fe”是中间牺牲阳极材，“Al－0.75Si－1.65Mn－0.50Cu－0.15Ti”是芯材。另外，关于B2，“Al－6Si－3Zn”是钎料，“Al－0.85Si－1.65Mn－0.85Cu－0.15Ti”是芯材。
[钎焊性评价]
参照图2A、图2B进行说明。首先，将铝合金材加工成高5mm、宽13mm的波型形状，以使一侧成为8个峰的方式切割，作为翅片3。另外，如图2A所示，钎焊板4切断为40mm见方。
其次，对于上述供试材全部进行碱脱脂后，如图2A、图2B这样组装。即，俯视时在钎焊板4上上下排列2个翅片3，在其上再载置一张钎焊板4。2个翅片3以分别均等地与钎焊板4相接的方式固定。如此组装后，供于钎焊。钎焊条件为590℃以上(600℃以下)4分钟，氧浓度为10ppm以下的氮气气氛。如此制作钎焊性评价用试验片20。
钎焊后，分解试验片，除去未接合部的翅片。用翅片接合部的合计长度(翅片接合长度)除以翅片总长(未接合部与接合部的合计的长度)的值为翅片接合率，评价钎焊性。关于钎焊性，翅片接合率(翅片接合长度/翅片总长)为80％以上的，判定为钎焊性良好，合格。其结果显示在表3中。还有，在表1中，不满足本发明的范围的，对数值引下划线表示，不含的成分的由“－”表示。
【表1】
Figure BDA0002641534360000161
【表2】
Figure BDA0002641534360000162
【表3】
Figure BDA0002641534360000171
如表3所示，作为实施例的No.5～13，因为满足本发明的构成，所以在钎焊性评价中为合格的结果。
另外，No.5、8、10、12，分别与No.6、9、11、13相比，钎焊板的钎料的Si含量多，因此更容易钎焊，接合率高。
另一方面，作为比较例的No.1～4，因为不满足本发明的构成，所以为以下的结果。
No.1、2因为铝合金材不含Mg，所以接合率低，钎焊性差。
No.3、4因为铝合金材的Mg含量少，所以接合率低，钎焊性差。

Claims (4)

1.一种铝合金材，是对于将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而成的钎焊板，不用钎剂而通过所述钎料进行钎焊的铝合金材，其中，
所述铝合金材由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。
2.根据权利要求1所述的铝合金材，其中，还含有Bi：1.00质量％以下。
3.一种无钎剂钎焊结构体，其具有：
将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的钎料包覆于芯材而成的钎焊板；
由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成的铝合金材。
4.一种无钎剂钎焊方法，其中，
不使用钎剂，而是通过钎料对于钎焊板和铝合金材进行钎焊，其中，所述钎焊板是将由Mg被限制在低于0.10质量％的Al－Si系合金所构成的所述钎料包覆于芯材而成，所述铝合金材由含有Mg：0.40质量％以上且1.30质量％以下的Al－Mg系合金、Al－Mn系合金、Al－Zn系合金中的任意一种构成。
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