CN115038546B - 多层铝钎焊板材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含铝芯合金层的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝芯层的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料和至少一种被定位在所述铝芯合金层与所述第一钎焊包覆层材料之间的第二钎焊包覆层材料。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月13日提交的序列号为19216043.0的欧洲申请的优先权和申请权益，该欧洲申请通过引用方式以其整体并入本文。
技术领域
本发明涉及包含铝芯合金层的多层铝合金钎焊板材料或产品，该多层铝合金钎焊板材料或产品在该铝芯层的一侧或两侧具有Al-Si合金钎焊包覆层材料。
本发明进一步涉及在钎焊操作中制造的经钎焊的组件，所述经钎焊的组件包括各种部件，并且至少一个部件由根据本发明的多层铝合金钎焊板材料制成。
背景技术
将处于板或挤出物形式的铝或铝合金的基材用于制备成形或成型的产品。在一些此类工艺中，包括基材在内的(成形的)铝的零件(part)是互连的。基材的一端可以与另一端互连，或者一个基材可以与一个或多个其它基材组装在一起。这通常通过钎焊来完成。在钎焊工艺中，将钎焊填充金属或钎焊合金或者在加热后产生钎焊合金的组合物施加到待钎焊的基材的至少一部分上。在组装基材零件之后，将它们加热直到钎焊填充金属或钎焊合金熔融。钎焊材料的熔点小于铝基材或铝芯板的熔点。
钎焊板产品广泛应用于换热器和其它类似设备。常规的钎焊产品具有轧制板芯(其通常是，但不仅限于3xxx系列的铝合金)，并在该芯板的至少一个表面上具有铝钎焊包覆层(也被称为铝包层)。铝钎焊包覆层由4xxx系列合金制成，该合金包含4重量％至20重量(即，4％至20％)范围的量的硅作为其主要合金成分。可将铝钎焊包覆层以本领域已知的多种方式，例如通过轧制粘结、包覆、喷射成型或者半连续或连续铸造工艺耦接或粘结至铝芯合金。
这些铝钎焊包覆层具有通常在约540℃至615℃范围内的液相线温度。
铝钎焊包覆层一般非常薄以节省材料，并且也不会对与钎焊板产品一起提供的铝芯材料的性质产生不良影响。由于铝钎焊包覆层的厚度和芯材料的厚度不断减小，因此对铝钎焊包覆层的结构的要求增加。在换热器的各种部件的制备中，该部件是例如通过弯曲、折叠、管成形或深拉来形成。如果铝钎焊包覆层中初级Si颗粒太大，这可能导致钎焊包覆层开裂，并且在此情况下开裂可能延伸到芯合金层中。大的初级Si颗粒还可能导致钎焊包覆层中Si的局部过剩，并且芯材料因此同样在初级Si颗粒的周围区域中局部熔融。然后，这在钎焊工艺过程中会导致具有铝钎焊包覆层的产品中出现腐蚀(“烧穿”)或形成孔。避免这些尺寸大于约10μm(特别是大于约20μm)的初级Si颗粒意味着钎焊工艺可以无缺陷地进行，并且不存在铝合金芯材料的局部熔融。这尤其适用于特别薄的铝钎焊包覆层和铝合金芯层。
出于降低成本的原因，存在减少材料厚度的设计压力。这增加了钎焊包覆层的相对厚度，因为整个系统更薄，所以与Si有关的问题变得更加普遍。
因此，需要进一步改善能够应对具有大的初级Si颗粒的铝钎焊层的钎焊板产品。
附图说明
将参考附图来描述本发明，其中：
图1A和图1B是根据本发明的多层钎焊板产品的非限制性实施方案的示意性图示。
图1A示出多层钎焊板产品50，其包括铝合金芯层10，所述铝合金芯层10在一侧上设有第一钎焊包覆层材料30和第二钎焊包覆层材料20，所述第二钎焊包覆层材料20插入在所述铝合金芯层10与所述第一钎焊包覆层材料30之间。这个实施方案提供了3层钎焊板产品。在另一个实施方案(未示出)中，所述第一钎焊包覆层材料30和所述第二钎焊包覆层材料20被施加在所述铝合金芯层10的每一侧上，并且提供了5层钎焊板产品。
图1B示出与图1A的实施方案密切有关的多层钎焊板产品50，其中第三铝合金层40插入在所述芯层10和所述第二钎焊包覆层20之间。在优选的实施方案中，所述第三铝合金层40具有在针对所述第一钎焊包覆层30所描述并要求保护的范围内的组成。在另一个实施例(未示出)中，所述第一钎焊包覆层30、所述第二钎焊包覆层20和第三钎焊包覆层40被施加在所述芯层10的每一侧上并提供了7层钎焊板产品。
具体实施方式
如在下文应理解，除另外指示之外，否则铝合金命名和回火命名是指如铝协会在2019年发布并时常更新的《铝标准和数据以及注册记录》(Aluminium Standards and Dataand the Registration Records)中的铝协会命名，并且是本领域技术人员众所周知的。回火命名在欧洲标准EN515中制定。
对于合金组成或优选合金组成的任何描述，除非另外指示，否则所有对百分比的提及均按重量百分比(重量％)计。
如本文所用的术语“至多”和“至多约”明确包括但不限于其所指代的特定合金元素的重量百分比为零的可能性。例如，至多约0.2％Cr可以包括不具有Cr的铝合金。
本发明的目的是提供这样的钎焊板产品或材料，该钎焊板产品或材料在具有大(通常具有大于20微米的当量直径)的初级Si颗粒出现在铝合金钎焊层中时能够应对一个或多个具有这些初级Si颗粒的铝合金钎焊层。
本发明的另一个目的是提供这样的钎焊板材料，该钎焊板材料在具有大(通常具有大于20微米的当量直径)的初级Si颗粒出现在铝合金钎焊层中并且被用于受控气氛钎焊工艺中时能够应对一个或多个具有这些初级Si颗粒的铝合金钎焊层。
本发明满足或超过这些和其他目的以及进一步的优点，本发明提供了包括铝合金芯层的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料和至少一种被定位在所述铝合金芯层与所述第一钎焊包覆层材料之间的第二钎焊包覆层材料，其中所述第二钎焊包覆层材料是Al-Si合金钎焊材料，所述Al-Si合金钎焊材料具有：
约11％至14％Si(例如，约11％、约11.05％、约11.1％、约11.15％、约11.2％、约11.25％、约11.3％、约11.35％、约11.4％、约11.45％、约11.5％、约11.55％、约11.6％、约11.65％、约11.7％、约11.75％、约11.8％、约11.85％、约11.9％、约11.95％、约12％、约12.05％、约12.1％、约12.15％、约12.2％、约12.25％、约12.3％、约12.35％、约12.4％、约12.45％、约12.5％、约12.55％、约12.6％、约12.65％、约12.7％、约12.75％、约12.8％、约12.85％、约12.9％、约12.95％、约13％、约13.05％、约13.1％、约13.15％、约13.2％、约13.25％、约13.3％、约13.35％、约13.4％、约13.45％、约13.5％、约13.55％、约13.6％、约13.65％、约13.7％、约13.75％、约13.8％、约13.85％、约13.9％、约13.95％或14％)；
至多约7％Zn(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％、约1.5％、约1.55％、约1.6％、约1.65％、约1.7％、约1.75％、约1.8％、约1.85％、约1.9％、约1.95％、约2％、约2.05％、约2.1％、约2.15％、约2.2％、约2.25％、约2.3％、约2.35％、约2.4％、约2.45％、约2.5％、约2.55％、约2.6％、约2.65％、约2.7％、约2.75％、约2.8％、约2.85％、约2.9％、约2.95％、约3％、约3.05％、约3.1％、约3.15％、约3.2％、约3.25％、约3.3％、约3.35％、约3.4％、约3.45％、约3.5％、约3.55％、约3.6％、约3.65％、约3.7％、约3.75％、约3.8％、约3.85％、约3.9％、约3.95％、约4％、约4.05％、约4.1％、约4.15％、约4.2％、约4.25％、约4.3％、约4.35％、约4.4％、约4.45％、约4.5％、约4.55％、约4.6％、约4.65％、约4.7％、约4.75％、约4.8％、约4.85％、约4.9％、约4.95％、约5％、约5.05％、约5.1％、约5.15％、约5.2％、约5.25％、约5.3％、约5.35％、约5.4％、约5.45％、约5.5％、约5.55％、约5.6％、约5.65％、约5.7％、约5.75％、约5.8％、约5.85％、约5.9％、约5.95％、约6％、约6.05％、约6.1％、约6.15％、约6.2％、约6.25％、约6.3％、约6.35％、约6.4％、约6.45％、约6.5％、约6.55％、约6.6％、约6.65％、约6.7％、约6.75％、约6.8％、约6.85％、约6.9％、约6.95％或约7％)；和
至多约0.25％Mg(例如，0.05％至0.25％、0.05％至0.24％、0.1％至0.25％，或约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％、约0.2％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％或约0.25％)；并且
其中所述第一钎焊包覆层材料是这样的Al-Si合金钎焊材料，其具有约6％至9％Si(例如，约6％、约6.05％、约6.1％、约6.15％、约6.2％、约6.25％、约6.3％、约6.35％、约6.4％、约6.45％、约6.5％、约6.55％、约6.6％、约6.65％、约6.7％、约6.75％、约6.8％、约6.85％、约6.9％、约6.95％、约7％、约7.05％、约7.1％、约7.15％、约7.2％、约7.25％、约7.3％、约7.35％、约7.4％、约7.45％、约7.5％、约7.55％、约7.6％、约7.65％、约7.7％、约7.75％、约7.8％、约7.85％、约7.9％、约7.95％、约8％、约8.05％、约8.1％、约8.15％、约8.2％、约8.25％、约8.3％、约8.35％、约8.4％、约8.45％、约8.5％、约8.55％、约8.6％、约8.65％、约8.7％、约8.75％、约8.8％、约8.85％、约8.9％、约8.95％或约9％)；
至多约1.5％Zn(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％或约1.5％)；和
至多约0.25％Mg(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％或约0.25％)。
如本文所详述，在具有约6％至9％Si的轧制的Al-Si合金钎焊材料中，大的初级Si颗粒的量与具有约11％至约14％Si的轧制的Al-Si钎焊材料相比显著更低或甚至不存在。通过在具有显著更高Si含量的第二钎焊包覆层材料的外表面上放置第一钎焊包覆层材料，避免了在成型步骤中因大的初级Si颗粒所导致的多层钎焊板产品的表面上出现裂纹，并且材料成型特性得到显著提高。在钎焊操作过程中，钎焊包覆层材料形成一种填充金属以形成良好的接头(joint)，并使钎焊操作之前存在的任何组成差异达到平衡。此外，它限制Si扩散到相邻的薄铝翅片结构中并减慢任何不良的液膜迁移。
在本文描述的多层钎焊板材料中，芯合金层由铝合金制成。芯合金优选选自2xxx、3xxx、5xxx或6xxx系列铝合金，例如AA3003、AA3005、AA6060或AA6063合金的组。
在实施方案中，铝芯合金层是由3XXX系列铝合金制成。
在实施方案中，铝芯合金层是由3XXX系列铝合金制成，所述3XXX系列铝合金由以重量％计的以下成分组成：
约0.5％至1.8％Mn(例如，约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％、约1.5％、约1.55％、约1.6％、约1.65％、约1.7％、约1.75％或约1.8)，优选约0.6％至1.5％Mn(例如，约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％或约1.5％)；
至多1.25％Cu(例如，0.05％至1.25％、0.05％至1.2％、0.05％至1.1％或0.05％至1％)，优选至多1.1％(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％或约1.1％)，并且优选至多0.25％Cu(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％或约0.25％)，或处于0.2％至1.25％范围内的Cu(例如，约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％或约1.25％)；
至多0.4％Mg(例如，0.05％至0.4％、0.05％至0.35％、0.05％至0.3％、0.1％至0.4％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％或约0.4％)，并且优选至多0.3％Mg(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％或约0.3％)；
至多0.9％Si(例如，0.05％至0.9％、0.05％至0.85％、0.05％至0.5％、0.1％至0.9％、0.1％至0.5％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％或约0.9％)，并且优选至多0.5％Si(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％或约0.5％)；
至多0.7％Fe(例如，0.05％至0.7％、0.05％至0.65％、0.05％至0.5％、0.1％至0.7％、0.1％至0.5％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％或约0.7％)，优选至多0.5％Fe(例如，0.05％至0.5％、0.05％至0.45％、0.05％至0.4％、0.1％至0.5％、0.1％至0.5％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％或约0.5％)，并且更优选处于0.1％至0.5％范围内的Fe(例如，约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％或约0.5％)；
至多0.25％Cr(例如，0.05％至0.25％、0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.1％至0.25％、0.1％至0.2％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％或约0.25％)，优选至多0.2％(例如，0.05％至0.2％、0.05％至0.15％或0.1％至0.2％)，更优选至多0.09％Cr(例如，0.05％至0.09％、0.05％至0.08％或0.05％至0.075％)，并且最优选至多0.04％Cr(例如，0.01％至0.04％、0.01％至0.03％或0.01％至0.02％)；
至多0.25％Zr(例如，0.05％至0.25％、0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.1％至0.25％、0.1％至0.2％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％或约0.25％)，优选至多0.2％Zr(例如，0.05％至0.2％、0.05％至0.15％或0.1％至0.2％)，更优选至多0.09％Zr(例如，0.05％至0.09％、0.05％至0.08％或0.05％至0.075％)，最优选至多0.04％Zr(例如，0.01％至0.04％、0.01％至0.03％或0.01％至0.02％)；
至多0.2％Ti(例如，0.05％至0.2％、0.05％至0.15％，或0.1％至0.2％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％或约0.2％)，优选0.01％至0.2％Ti(例如，约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％、约0.11％、约0.12％、约0.13％、约0.14％、约0.15％、约0.16％、约0.17％、约0.18％、约0.19％或约0.2％)，更优选0.01％至0.12％Ti(例如，约0.01％、约0.02％、约0.03％、约0.04％、约0.05％、约0.06％、约0.07％、约0.08％、约0.09％、约0.1％、约0.11％或约0.12％)；
至多1.7％Zn(例如，0.05％至1.7％、0.05％至1.6％、0.05％至1.5％、0.05％至1.4％、0.1％至1.7％、0.1％至1.6％、0.1％至1.5％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％、约1.5％、约1.55％、约1.6％、约1.65％或约1.7％)，优选至多1.2％Zn(例如，0.05％至1.2％、0.05％至1.1％、0.05％至1％、0.05％至0.9％、0.1％至1.2％、0.1％至1.1％、0.1％至1％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％或约1.2％)，更优选至多0.5％Zn(例如，0.05％至0.5％、0.05％至0.45％、0.05％至0.4％、0.05％至0.35％、0.1％至0.5％、0.1％至0.45％、0.1％至0.4％或0.1％至0.35％)，并且更优选至多0.3％Zn(例如，0.05％至0.3％、0.05％至0.25％、0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.1％至0.3％、0.1％至0.25％、0.1％至0.2％或0.1％至0.15％)；以及
至多0.15％杂质(例如，0.05％至0.15％、0.05％至0.14％、0.05％至0.13％、0.05％至0.12％和铝)。通常，杂质各自最多至多0.05％并且总共最多约0.25％，并且优选总共不超过约0.15％。
根据本发明，第一Al-Si合金钎焊包覆层材料包含约6％至9％Si(例如，6％至8.5％、6.5％至8.5％、7％至9％、7％至8.5％或6.1％至8.4％)、至多约1.5％Zn(例如，0.5％至1.5％、0.05％至1.5％、0.1％至1.5％、0.1％至1％或0.09％至1.45％)，以及至多约0.25％Mg(例如，0.05％至0.25％、0.1％至0.25％、0.075％至0.2％或0.1％至0.22％)。在实施方案中，Si含量的上限为约8.5％。
如本文所详述，第一Al-Si合金钎焊包覆层材料中的Mg含量应保持低，并且应更优选地小于约0.15％。在更优选的基础上，它是不含镁的Al-Si钎焊合金，以限制钎焊操作过程中氧化物层的形成。在实践中这将意指Mg以非常低，通常<0.05％(例如，<0.04％、<0.03％或<0.025％)的杂质或附带元素(incidental element)水平存在，并且理想地以<0.02％的水平(例如，<0.015％、<0.01％、<0.005％或0％)存在。
根据本发明，第二Al-Si合金钎焊包覆层材料包含约11％至14％Si(例如，11.1％至13.9％、11.5％至13.5％、12％至14％或11.6％至13.4％)、至多约7％Zn(例如，1％至7％、0.05％至7％、1.1％至6.9％、1.5％至6.5％、2％至7％、2％至6％或2.5％至5.9％)和至多0.25％Mg(例如，0.05％至0.25％、0.1％至0.25％、0.075％至0.2％或0.1％至0.22％)。在实施方案中，Si含量的上限为小于13％。如本文所详述，第二Al-Si合金钎焊包覆层材料中的Mg含量应保持低并且应更优选地小于约0.15％，并且在最优选的基础上为至多0.05％。
理想地，所述第一和第二Al-Si合金钎焊层材料中的Si含量被选择成使得这两层的Si含量的总和在约7％至12.5％范围内，并且优选在约7.5％至12％(例如，7.75％至11.75％、8％至11.5％、8.25％至11.25％、8.5％至11％、8.75％至10.75％或9％至10.5％)的范围内。在更优选的实施方案中，所述Si含量的总和在9％至12％(例如，9％至11.5％、9.5％至12％、9.1％至11.9％或9.5％至11.5％)，并且更优选9％至11％(例如，9.1％至10.9％、9％至10.5％、9.5％至11％或9.5％至10.5％)的范围内。
对于所述第一和第二钎焊包覆层材料以及任选的第三钎焊包覆层材料来说，存在于钎焊包覆层材料中的铁的量主要取决于铝合金材料的来源，并且可以为至多约0.8％(例如、0.05％至0.8％、0.1％至0.75％或0.11％至0.69％)，并且优选为不超过约0.6％(例如，0.05％至0.6％、0.05％至0.55％、0.05％至0.5％、0.1％至0.6％、0.1％至0.5％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％或约0.8％)。作为晶粒细化剂，元素Ti可以以在至多约0.2％(例如，0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.05％至0.1％或0.1％至0.2％)，优选至多0.15％(例如，0.05％至0.15％、0.05％至0.1％、0.1％至0.15％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％或约0.2％)的范围内的量存在于所述第一和第二钎焊包覆层材料中。另外，Cu可以作为可容许的杂质元素存在，通常达到至多约0.3％(例如，0.05％至0.3％、0.1％至0.3％或0.09％至0.25％)的水平，但优选不超过约0.1％(例如，约0.05％或约0.1％)，并且更优选不超过约0.03％(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％或约0.3％)。其余可包括至多0.15％杂质(例如，0.05％至0.15％、0.05％至0.14％、0.05％至0.13％、0.05％至0.12％和铝)。无法避免的杂质的存在量通常为占每种杂质元素的至多0.05％并且总量为至多0.15％。
在一个实施方案中，Mn可作为可容许的杂质元素存在于所述第一钎焊包覆层材料中和/或存在于所述第二钎焊包覆层材料中，通常达到至多约0.2％(例如，0.05％至0.2％、0.1％至0.2％或0.05％至0.1％)，并且优选至多约0.1％(例如，0.05％至0.1％或0.05％至0.09％)的水平。
在另一个实施方案中，Mn可以以在约0.2％至0.8％(例如，0.21％至0.79％、0.25％至0.75％、0.29％至0.6％或0.3％至0.59％)范围内的量(例如，约0.2％、约0.21％、约0.22％、约0.23％、约0.24％、约0.25％、约0.26％、约0.27％、约0.28％、约0.29％、约0.3％、约0.31％、约0.32％、约0.33％、约0.34％、约0.35％、约0.36％、约0.37％、约0.38％、约0.39％、约0.4％、约0.41％、约0.42％、约0.43％、约0.44％、约0.45％、约0.46％、约0.47％、约0.48％、约0.49％、约0.5％、约0.51％、约0.52％、约0.53％、约0.54％、约0.55％、约0.56％、约0.57％、约0.58％、约0.59％、约0.6％、约0.61％、约0.62％、约0.63％、约0.64％、约0.65％、约0.66％、约0.67％、约0.68％、约0.69％、约0.7％、约0.71％、约0.72％、约0.73％、约0.74％、约0.75％、约0.76％、约0.77％、约0.78％、约0.79％或约0.8％)存在于所述第一钎焊包覆层材料中和/或存在于所述第二钎焊包覆层材料中以提高所述多层铝钎焊板材料的耐腐蚀性。在小于约0.2％(例如，0.19％、0.18％、0.17％、0.16％、0.15％、0.14％、0.13％、0.12％、0.11％、0.1％、0.09％、0.08％、0.07％、0.06％或0.05％)的水平下，未发现通过添加锰来提高耐蚀性的效果。优选地，Mn的量为至少约0.3％(例如，>0.3％、>0.31％、>0.32％、>0.33％、>0.34％或>0.35％)以提供改进的耐腐蚀性。考虑到合金的特性，Mn的量应为不超过0.8％(例如<0.8％、<0.79％、<0.78％、<0.77％、<0.76％、<0.75％，或0.2％至0.8％、0.21％至0.79％、0.25％至0.75％、0.3％至0.8％、0.31％至0.79％或0.35％酯0.75％)，因为高于该水平时，改进的耐腐蚀性可能会更小。在有意添加Mn的实施方案中，优选Mn/Fe的重量百分比比率为至少1(例如，1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1或1.9:1)，并且更优选至少2(例如，2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1或2.9:1)。
在向所述第一钎焊包覆层材料和所述第二钎焊包覆层材料中的一者或两者中有意添加Mn的实施方案中，优选这两个相邻的钎焊包覆层材料之间的Mn水平差异为至少约0.1％(例如，>0.1％、>0.11％、>0.12％或>0.15％)，并且优选至少约0.2％(例如，>0.2％、>0.21％、>0.22％、>0.23％、>0.24％或>0.25％)。Mn水平的差异作为例如借助于本领域常规的蚀刻技术的钎焊包覆层厚度的质量控制手段是有帮助的。在钎焊操作过程中，所述钎焊包覆层材料形成一种填充金属以形成接头，并且使钎焊操作之前存在的任何组成差异达到平衡。
在实施方案中，所述Al-Si钎焊包覆层材料(即第一层、第二层和任选的第三层)中的每一者均具有作为可容许的杂质元素存在的或者至多约0.4％(例如，0.05％至0.4％、0.1％至0.35％或0.09％至0.29％)，并且优选至多约0.2％(例如，0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.1％至0.2％或约0.05％、约0.1％，约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％或约0.4％)的任何Zn。
在另一个实施方案中，所述第二钎焊包覆层材料具有有意添加的在至多约7％或从1％至7％(例如，1％至7％、0.05％至7％、1.1％至6.9％、1.5％至6.5％、2％至7％、2％至6％或2.5％至5.9％)范围内的Zn。例如，所述Zn的有意添加量可为约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％、约1.5％、约1.55％、约1.6％、约1.65％、约1.7％、约1.75％、约1.8％、约1.85％、约1.9％、约1.95％、约2％、约2.05％、约2.1％、约2.15％、约2.2％、约2.25％、约2.3％、约2.35％、约2.4％、约2.45％、约2.5％、约2.55％、约2.6％、约2.65％、约2.7％、约2.75％、约2.8％、约2.85％、约2.9％、约2.95％、约3％、约3.05％、约3.1％、约3.15％、约3.2％、约3.25％、约3.3％、约3.35％、约3.4％、约3.45％、约3.5％、约3.55％、约3.6％、约3.65％、约3.7％、约3.75％、约3.8％、约3.85％、约3.9％、约3.95％、约4％、约4.05％、约4.1％、约4.15％、约4.2％、约4.25％、约4.3％、约4.35％、约4.4％、约4.45％、约4.5％、约4.55％、约4.6％、约4.65％、约4.7％、约4.75％、约4.8％、约4.85％、约4.9％、约4.95％、约5％、约5.05％、约5.1％、约5.15％、约5.2％、约5.25％、约5.3％、约5.35％、约5.4％、约5.45％、约5.5％、约5.55％、约5.6％、约5.65％、约5.7％、约5.75％、约5.8％、约5.85％、约5.9％、约5.95％、约6％、约6.05％、约6.1％、约6.15％、约6.2％、约6.25％、约6.3％、约6.35％、约6.4％、约6.45％、约6.5％、约6.55％、约6.6％、约6.65％、约6.7％、约6.75％、约6.8％、约6.85％、约6.9％、约6.95％或约7％。在实施方案中，Zn含量的上限为约6％。Zn含量的下限优选为至少约1％，并且更优选至少约1.5％，并且最优选至少约2％(例如，1％至6％、1.1％至5.9％、1.2％至6％、1.3％至6％、1％至5.9％、1％至5.5％、1.5％至6％、1.5％至5.9％、1.5％至5.5％、2％至6％、2％至5.9％、2％至5.5％、2.1％至6％或2.1％至5.9％)。这个实施方案的一个重要方面是第一钎焊包覆层材料具有显著更低的Zn量，并且限制钎焊循环期间过多的Zn蒸发。这同样适用于任选的第三钎焊包覆层材料，其中低锌含量防止过多的锌扩散到芯层材料中。第一和任选的第三钎焊包覆层材料具有至多1.5％(例如，<1.5％、<1.4％、<1.3％、<1.2％、<1.1％、<1％、<0.9％、<0.8％、<0.7％、<0.6％、<0.5％、<0.4％、<0.3％、<0.2％或<0.1％)，优选至多约1％(例如，<1％、<0.9％、<0.8％、<0.7％、<0.6％、<0.5％、<0.4％、<0.3％、<0.2％或<0.1％)，最优选至多约0.5％(例如，<0.5％、<0.4％、<0.3％、<0.2％或<0.1％)的Zn含量。
在实施方案中，第二钎焊包覆层材料的Zn含量是所述第一钎焊包覆层材料和任选的第三钎焊包覆层材料中每一者的Zn含量的至少200％(例如，>200％、>205％、>210％、>225％或>250％)。在实施方案中，差异为至少300％(例如>300％、>305％、>310％、>325％或>350％)，并且更优选地至少400％(例如，>400％、>405％、>410％、>425％或>450％)。
在第二Al-Si钎焊层材料的另一个实施方案中，Cu是以在约1％至3％(例如，1.1％至3％、1.1％至2.9％、1％至2.9％、1.2％至2.8％、1％至2.8％或1.5％至2.5％)的范围内，优选在1％至2.5％(例如，1.1％至2.5％、1.1％至2.4％、1％至2.4％、1.5％至2％或1.25％至2.5％)的范围内的量有意添加的。Cu与在1％至6％(例如，1.1％至5.9％、1％至5.9％、1.1％至6％或1.5％至5.5％)，并且优选1％至5％(例如1.1％至4.9％、1％至4.9％、1.1％至5％或1.5％至4.5％)，更优选1％至3％(例如，1.1％至2.9％、1％至2.9％、1.1％至3％或1.5％至2.5％)范围内的有意存在的Zn相组合提供了液相线温度范围为560℃至590℃(例如，560℃至585℃、565℃至590℃、570℃至590℃、570℃至585℃，或约560℃、约561℃、约562℃、约563℃、约564℃、约565℃、约566℃、约567℃、约568℃、约569℃、约570℃、约571℃、约572℃、约573℃、约574℃、约575℃、约576℃、约577℃、约578℃、约579℃、约580℃、约581℃、约582℃、约583℃、约584℃、约585℃、约586℃、约587℃、约588℃、约589℃或约590℃)的钎焊填充合金。
在钎焊操作过程中，所述芯合金层一侧上的多种钎焊包覆层材料形成一种填充金属以形成接头，并使钎焊操作之前存在的任何组成差异达到平衡。Zn的有意添加为多层钎焊板产品提供了增强的钎焊后腐蚀保护。这种合金化元素通过使组合的Al-Si钎焊材料在材料深度上以局部化或分层方式相对于芯材料牺牲得更多而提高了芯材料的耐腐蚀性。当该量低于下限时，牺牲阳极效应不足以产生牺牲阳极效应，并且当存在量超过上限时，它不会对耐腐蚀性有任何进一步的改善，而铝合金则更难以制造并且最终产品可能容易发生锌钎焊焊缝富集(Zn braze fillet enrichment)。为达到这种效果而向钎焊包覆层中有意添加Zn是本领域已知的。然而，各种Al-Si钎焊包覆层材料之间Zn含量的显著差异可防止在钎焊周期的加热阶段和钎焊阶段过度Zn蒸发。由于所述第一钎焊包覆层材料具有显著更低的Zn含量，并且优选没有有意添加Zn，所以它充当了物理屏障，并且因此限制了Zn蒸发。
在下表1中，汇总了关于各种钎焊包覆层材料中的Zn含量的各个实施方案。
表1
在实施方案中，第一或第二Al-Si合金钎焊包覆层材料中的每一者均进一步含有一种或多种润湿元素。优选地，所述润湿元素选自包含Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th的组，并且其中所述润湿元素的总量在约0.01％至0.5％(例如，0.01％至0.49％、0.011％至0.5％、0.011％至0.49％、0.015％至0.5％或0.015％至0.45％)的范围内。在优选实施方案中，元素Bi选自润湿元素的组并且在约0.01％至0.5％(例如，0.01％至0.49％、0.011％至0.5％、0.011％至0.49％、0.015％至0.5％或0.015％至0.45％)的范围内，并且优选在约0.01％至0.25％(例如，0.01％至0.24％、0.011％至0.25％、0.011％至0.24％、0.015％至0.25％或0.015％至0.2％)的范围内，作为在钎焊操作过程中这种合金系统中用于此目的的最有效的润湿元素。
优选地，将润湿剂添加到所述第二钎焊包覆层材料中。
在实施方案中，所述第一、第二和任选的第三Al-Si钎焊包覆层材料中的每一者都基本上不含改性Si的元素Sr和Na，该改性Si的元素Sr和Na经常单独或联合用于Al-Si铸造合金以生产例如压铸产品。如本文所用，“基本上不含”意指未向化学组合物中有意添加Sr和/或Na，但由于杂质和/或来自与生产设备接触的漏出，合成产品中可能存在微量的Sr和/或Na。例如，小于10ppm Sr(例如，<9ppm、<8ppm、<7ppm、<6ppm、<5ppm、<4ppm、<3ppm、<2ppm或<1ppm)，并且优选小于5ppm Sr(例如，<4ppm、<3ppm、<2ppm或<1ppm)是微量的一个实例。此外，小于10ppm Na(例如，<9ppm、<8ppm、<7ppm、<6ppm、<5ppm、<4ppm、<3ppm、<2ppm或<1ppm)，并且优选小于3ppm Na(例如，<2ppm或<1ppm)是微量的另一个实例。
根据本发明的多层钎焊板材料有几种可能的配置，例如，在一个实施方案中，所述铝芯合金层在一侧上具有所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料层，并且具有被定位在所述铝芯合金层与所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料之间的所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料，并且据此，所述芯层的另一侧是裸露的，从而使得所述钎焊板材料包含三层配置。
在本文描述的多层钎焊板材料的替代实施方案中，所述芯合金层在两侧上具有所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料层，并且具有被定位在所述芯合金层与所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料之间的所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料。当所述芯层的两侧以相同方式被包覆时，所述钎焊板材料包含至少五层配置。
在另一个实施方案中，当所述铝芯合金层的一侧包覆有根据本发明的第一和第二Al-Si合金钎焊包覆材料层时，可以在所述芯合金层的另一侧施加外层。外层或外衬层一般为这样的铝合金，其被专门制作成能够在所述多层钎焊板材料的面所暴露于的环境中，例如当用作换热器中水侧的衬层时，提供高的耐腐蚀性或者甚至提供耐腐蚀性与耐侵蚀性组合。合适的外层的实例是具有有意添加的Zn(至多约6％、至多约5％、至多约4％、至多约3％、至多约2％、至多至约1％，或0.05％至6％、0.05％至5％、0.05％至4％、0.05％至3％、0.05％至2％或0.05％至1％)的铝合金，诸如例如AA7072系列合金。
在又一个实施方案中，进一步的铝合金层被插入在所述芯合金层和所述第二Al-Si合金钎焊包覆层材料之间。例如，可以施加进一步的或第三铝合金层，例如，以限制合金化元素从所述芯层向所述钎焊层的扩散，或进一步改善钎焊板产品的腐蚀性能。在特定实施方案中，所述第三铝合金层是被定位在所述铝芯合金层和所述第二钎焊包覆层材料之间的第三钎焊包覆层材料，并且其中所述第三钎焊包覆层材料是具有约6％到9％Si(例如，6％到8.5％、6.1％到8.4％、6.5％到8％或6.25％到8.51％)的Al-Si合金钎焊材料。例如，所述第三钎焊包覆层可以包含约6％、约6.05％、约6.1％、约6.15％、约6.2％、约6.25％、约6.3％、约6.35％、约6.4％、约6.45％、约6.5％、约6.55％、约6.6％、约6.65％、约6.7％、约6.75％、约6.8％、约6.85％、约6.9％、约6.95％、约7％、约7.05％、约7.1％、约7.15％、约7.2％、约7.25％、约7.3％、约7.35％、约7.4％、约7.45％、约7.5％、约7.55％、约7.6％、约7.65％、约7.7％、约7.75％、约7.8％、约7.85％、约7.9％、约7.95％、约8％、约8.05％、约8.1％、约8.15％、约8.2％、约8.25％、约8.3％、约8.35％、约8.4％、约8.45％、约8.5％、约8.55％、约8.6％、约8.65％、约8.7％、约8.75％、约8.8％、约8.85％、约8.9％、约8.95％或约9％)的量的Si，至多约1.5％的Zn(例如，约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％、约0.25％、约0.3％、约0.35％、约0.4％、约0.45％、约0.5％、约0.55％、约0.6％、约0.65％、约0.7％、约0.75％、约0.8％、约0.85％、约0.9％、约0.95％、约1％、约1.05％、约1.1％、约1.15％、约1.2％、约1.25％、约1.3％、约1.35％、约1.4％、约1.45％或约1.5％)，以及至多约0.25％的Mg(例如，0.05％至0.25％、0.05％至0.2％、0.05％至0.15％、0.1％至0.25％、0.1％至0.2％，或约0.05％、约0.1％、约0.15％、约0.2％或约0.25％)。更优选地，所述第三钎焊包覆层材料具有在如本文所阐述和要求保护的第一钎焊包覆层材料的组成范围内的组成。使用与所述第二钎焊包覆层材料相比具有显著更低的Si含量的第三钎焊包覆层材料避免了在成型步骤例如弯曲或管成型操作过程中发生开裂，这是因为所述第二钎焊包覆层中存在的大Si颗粒不会延伸到所述芯层材料中。此外，第三钎焊包覆层材料的使用避免了任何烧穿，特别是对于非常薄的规格(例如，微米或亚微米规格)的钎焊板产品而言。此外，如果在所述第二钎焊包覆层材料中有意添加了Zn，则第三钎焊包覆层材料的使用限制了过多的Zn从所述第二钎焊包覆层材料扩散到所述铝芯层中。它充当物理屏障，并且由于与所述第二钎焊包覆层材料相比更低的Si含量和更低的Zn含量，所述第三钎焊包覆层材料具有更高的液相线温度，并且因此在钎焊周期后期熔融，从而限制该阶段的Zn扩散。它还支持了对多层钎焊板材料生产中的热处理步骤期间Mg和Zn的钎焊前扩散(pre-brazingdiffusion)的控制和限制。
根据本发明的多层钎焊板材料可通过各种技术制造。例如，利用轧制粘结，这是本领域众所周知的，并且是优选的。该工艺一般可包括以下步骤：
-铸造不同的铝合金以获得轧制块；
-在对该块的任一侧面进行去皮处理(scalping)以去除铸造工艺产生的表面偏析区(segregation zone)并提高产品平整度；
-在400℃至550℃下预加热钎焊材料块；
-热轧制各个钎焊材料块直到期望的厚度，以提供多个经热轧制的包覆衬层；
-替代地，热轧制各个钎焊材料块至中间厚度并以中间厚度堆叠各种钎焊材料，并且进一步热轧制该堆叠体以提供由两个或更多个钎焊材料层构成的所需厚度的经热轧制的包覆衬层；
-任选地在500℃至630℃下匀化所述铝芯合金块至少1小时，优选为1至20小时；
-给芯合金块在至少一个面上，任选地在两个面上，组装一个或多个经轧制的包覆衬层以获得夹心体；
-在400℃至550℃下预加热所述夹心体；
-将所述夹心体热轧制至中间厚度，例如2至10mm；将经热轧制的夹心体冷轧制至期望的最终厚度以获得多层钎焊板产品；和
-任选地在200℃至480℃下退火以获得期望回火状态(例如O-回火、H1x-回火、H2x-回火或H3x-回火)的多层钎焊板产品。
替代地，在不太优选的基础上，一个或多个Al-Si钎焊材料层可通过热喷雾技术施加至芯合金层。或者替代地，所述芯铝合金层和所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料可以通过例如如国际专利文档WO-2004/112992中公开的铸造技术来制造，其中在所述第一Al-Si合金钎焊之后可以通过例如轧制粘结或热喷雾技术来施加包覆材料。
根据本发明的多层钎焊板材料在最终规格下具有约0.05mm至10mm(例如，0.05mm至9.9mm、0.1mm至10mm，或0.051mm至9.9mm，或约0.05mm、约0.1mm、约0.15mm、约0.2mm、约0.25mm、约0.3mm、约0.35mm、约0.4mm、约0.45mm、约0.5mm、约0.55mm、约0.6mm、约0.65mm、约0.7mm、约0.75mm、约0.8mm、约0.85mm、约0.9mm、约0.95mm、约1mm、约1.05mm、约1.1mm、约1.15mm、约1.2mm、约1.25mm、约1.3mm、约1.35mm、约1.4mm、约1.45mm、约1.5mm、约1.55mm、约1.6mm、约1.65mm、约1.7mm、约1.75mm、约1.8mm、约1.85mm、约1.9mm、约1.95mm、约2mm、约2.05mm、约2.1mm、约2.15mm、约2.2mm、约2.25mm、约2.3mm、约2.35mm、约2.4mm、约2.45mm、约2.5mm、约2.55mm、约2.6mm、约2.65mm、约2.7mm、约2.75mm、约2.8mm、约2.85mm、约2.9mm、约2.95mm、约3mm、约3.05mm、约3.1mm、约3.15mm、约3.2mm、约3.25mm、约3.3mm、约3.35mm、约3.4mm、约3.45mm、约3.5mm、约3.55mm、约3.6mm、约3.65mm、约3.7mm、约3.75mm、约3.8mm、约3.85mm、约3.9mm、约3.95mm、约4mm、约4.05mm、约4.1mm、约4.15mm、约4.2mm、约4.25mm、约4.3mm、约4.35mm、约4.4mm、约4.45mm、约4.5mm、约4.55mm、约4.6mm、约4.65mm、约4.7mm、约4.75mm、约4.8mm、约4.85mm、约4.9mm、约4.95mm、约5mm、约5.05mm、约5.1mm、约5.15mm、约5.2mm、约5.25mm、约5.3mm、约5.35mm、约5.4mm、约5.45mm、约5.5mm、约5.55mm、约5.6mm、约5.65mm、约5.7mm、约5.75mm、约5.8mm、约5.85mm、约5.9mm、约5.95mm、约6mm、约6.05mm、约6.1mm、约6.15mm、约6.2mm、约6.25mm、约6.3mm、约6.35mm、约6.4mm、约6.45mm、约6.5mm、约6.55mm、约6.6mm、约6.65mm、约6.7mm、约6.75mm、约6.8mm、约6.85mm、约6.9mm、约6.95mm、约7mm、约7.05mm、约7.1mm、约7.15mm、约7.2mm、约7.25mm、约7.3mm、约7.35mm、约7.4mm、约7.45mm、约7.5mm、约7.55mm、约7.6mm、约7.65mm、约7.7mm、约7.75mm、约7.8mm、约7.85mm、约7.9mm、约7.95mm、约8mm、约8.05mm、约8.1mm、约8.15mm、约8.2mm、约8.25mm、约8.3mm、约8.35mm、约8.4mm、约8.45mm、约8.5mm、约8.55mm、约8.6mm、约8.65mm、约8.7mm、约8.75mm、约8.8mm、约8.85mm、约8.9mm、约8.95mm、约9mm、约9.05mm、约9.1mm、约9.15mm、约9.2mm、约9.25mm、约9.3mm、约9.35mm、约9.4mm、约9.45mm、约9.5mm、约9.55mm、约9.6mm、约9.65mm、约9.7mm、约9.75mm、约9.8mm、约9.85mm、约9.9mm、约9.95mm或约10mm)，并且优选约0.05mm至4mm(例如，0.06mm至4mm、0.05mm至3.9mm、0.1mm至4mm或0.06mm至3.9mm，或约0.05mm、约0.1mm、约0.15mm、约0.2mm、约0.25mm、约0.3mm、约0.35mm、约0.4mm、约0.45mm、约0.5mm、约0.55mm、约0.6mm、约0.65mm、约0.7mm、约0.75mm、约0.8mm、约0.85mm、约0.9mm、约0.95mm、约1mm、约1.05mm、约1.1mm、约1.15mm、约1.2mm、约1.25mm、约1.3mm、约1.35mm、约1.4mm、约1.45mm、约1.5mm、约1.55mm、约1.6mm、约1.65mm、约1.7mm、约1.75mm、约1.8mm、约1.85mm、约1.9mm、约1.95mm、约2mm、约2.05mm、约2.1mm、约2.15mm、约2.2mm、约2.25mm、约2.3mm、约2.35mm、约2.4mm、约2.45mm、约2.5mm、约2.55mm、约2.6mm、约2.65mm、约2.7mm、约2.75mm、约2.8mm、约2.85mm、约2.9mm、约2.95mm、约3mm、约3.05mm、约3.1mm、约3.15mm、约3.2mm、约3.25mm、约3.3mm、约3.35mm、约3.4mm、约3.45mm、约3.5mm、约3.55mm、约3.6mm、约3.65mm、约3.7mm、约3.75mm、约3.8mm、约3.85mm、约3.9mm、约3.95mm或约4mm)的范围内的典型厚度。
所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料层和所述任选的第三Al-Si合金钎焊包覆材料中的每一者都优选地具有占多层钎焊板材料的整个厚度的约1％至15％(例如，1％至14.9％、1.1％至15％、1.1％至14.9％、2％至14％或1.5％至14.5％)的厚度。所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料层具有占多层钎焊板材料的整个厚度的约3％至20％(例如，3.1％至20％、3％至19.9％、3.1％至19.9％、3.5％至19.5％或4％至19％)，并且优选约3％至15％(例如，3.1％至15％、3％至14.9％、3.1％至14.9％、3.5％至14.5％或4％至14％)的厚度。
在实施方案中，所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料层和所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料层可具有大约相等的厚度。在实施方案中，所述第一Al-Si合金钎焊包覆材料层和任选的第三Al-Si合金钎焊包覆材料层中的每一者都具有比所述第二Al-Si合金钎焊包覆材料层更薄的厚度。因此，由于组合的高Si含量，在钎焊操作过程中熔融填充金属的良好流体流动得以保持。
施加在所述芯合金层的一侧上的第一Al-Si合金钎焊包覆材料层和第二Al-Si合金钎焊包覆材料层的厚度的总和在占所述铝合金钎焊板材料的整个厚度的约4％至30％(例如，5％至30％、4％至29％、5％至29％或10％至25％，或约4％、约5％、约6％、约7％、约8％、约9％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约16％、约17％、约18％、约19％、约20％、约21％、约22％、约23％、约24％、约25％、约26％、约27％、约28％、约29％或约30％)，并且优选约4％至20％(例如，5％至20％、4％至19％、5％至19％或5％至15％，或约4％、约5％、约6％、约7％、约8％、约9％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约16％、约17％、约18％、约19％或约20％)的范围内。
优选地，施加在所述芯合金层的一侧上的第一、第二和任选的第三Al-Si合金钎焊包覆材料层的厚度的总和在占所述铝合金钎焊板材料的整个厚度的约4％至25％(例如，5％至25％、4％至24％、5％至24％，或6％至23％，或约4％、约5％、约6％、约7％、约8％、约9％、约10％、约11％、约12％、约13％、约14％、约15％、约16％、约17％、约18％、约19％、约20％、约21％、约22％、约23％、约24％、约25％)的范围内。
在本发明的实施方案中，所述多层钎焊板材料是以O-回火状态提供的，并且被完全退火。
在本发明的实施方案中，所述多层钎焊板材料是以H3x-回火、H2x-回火或H1x-回火状态提供的，并且其中x是1、2、3、4、5、6、7或8，诸如例如H14、H18、H22、H24和H26回火。
在本发明的进一步方面，它涉及使用多层钎焊板材料或产品生产(优选通过受控气氛钎焊)例如机动车辆的换热器，并且因而所述多层钎焊板材料适合于施加在动力系统和发动机冷却散热器、低温散热器、直接空-空增压空气冷却(“CAC”)或中冷、空-水CAC、水-空CAC、空-制冷剂CAC、制冷剂-空CAC、空-制冷剂蒸发器、空-制冷剂冷凝器、水-制冷剂蒸发器、水-制冷剂冷凝器、加热器芯、废气冷却、废气再循环系统、混合冷却系统、两相冷却系统、油冷却器、燃料冷却器、电池组冷却系统材料、冷却器、冷板、热回收系统等的换热器中。
在本发明的进一步方面，提供了包括至少两个通过钎焊接合的成型构件的制品(特别是机动车辆的换热器)，其至少并入根据本发明的多层钎焊材料作为成型构件之一。
在本发明的另一个方面，提供了制造通过钎焊接合的制品或经钎焊的部件的组件的方法，该方法包括呈以下顺序的步骤：
-提供所述部件并将其成型，所述部件中的至少一个部件是由根据本发明的多层钎焊板材料制成；
-将所述部件组装成组件；
-在受控惰性气体气氛中，在钎焊温度下，优选在580℃至615℃范围内的温度下，将所述组件钎焊足够长的时间以使填充材料熔融和铺展以形成接头；和
-冷却经钎焊的组件，通常冷却至低于100℃，并且更优选冷却至环境温度。
优选地，钎焊工艺是在干燥的不含氧的气氛中进行，优选使用氮气的惰性环境，但例如也可以使用氩气。
优选地，钎焊工艺使用熔剂(flux)，例如称为的已知工艺，以及其变体，并且为本领域技术人员所熟知。鉴于各种钎焊包覆层材料中的Mg含量非常低，所述多层钎焊板产品不适合用于真空钎焊工艺。
示例性实施方案的说明
说明1是一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11％至14％Si、至多7％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6％至9％Si、至多1.5％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料，其中所述第一钎焊包覆层材料中的Si含量与所述第二钎焊包覆层材料中的Si含量的总和在7％至12.5％Si的范围内。
说明2是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有至多0.1％，并且优选至多0.05％的Mg含量。
说明3是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8％的Fe、至多0.3％的Cu、至多0.8％的Mn、至多0.2％的Ti、至多0.15％的杂质以及铝。
说明4是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8％的Fe、至多0.3％的Cu、至多0.2％的Mn、至多0.2％的Ti、至多0.15％的杂质以及铝。
说明5是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量高于所述第一钎焊包覆层材料(30)中的Zn含量。
说明6是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量为所述第一钎焊包覆材料层中的Zn含量的至少200％。
说明7是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量为至少300％。
说明8是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)具有处于1％至7％范围内的Zn含量。
说明9是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)具有处于1.5％至6％范围内的Zn含量。
说明10是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有在至多1％的范围内，并且优选在至多0.5％的范围内的Zn含量。
说明11是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有一种或多种优选选自由Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th组成的组的润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量处于0.01％至0.5％的范围内，并且优选所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有作为润湿元素的Bi，所述Bi在0.01％至0.5％的范围内，并且优选在0.01％至0.25％的范围内。
说明12是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有一种或多种优选选自由Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th组成的组的润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量处于0.01％至0.5％的范围内，并且优选所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有作为润湿元素的Bi，所述Bi在0.01％至0.5％的范围内，并且优选在0.01％至0.25％的范围内。
说明13是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中提供了被定位在所述铝合金芯层(10)和所述第二钎焊包覆层材料(20)之间的第三钎焊包覆层材料(40)。
说明14是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中提供了被定位在所述铝合金芯层(10)和所述第二钎焊包覆层材料(20)之间的第三钎焊包覆层材料(40)，并且其中所述第三钎焊包覆层材料(40)是具有6％至9％Si、至多1.5％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料。
说明15是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述多层钎焊板材料是轧制粘结的多层钎焊板材料。
说明16是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有占所述多层铝合金钎焊板材料的整个厚度的1％至15％的厚度，并且所述第二钎焊包覆层材料(20)具有占所述多层钎焊板材料的整个厚度的3％至20％的厚度。
说明17是根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料用于优选在受控气氛钎焊工艺中生产机动车辆的换热器的用途。
说明18是一种制造经钎焊的部件的组件的方法，其包括以下步骤：a.)将所述部件成型，所述部件中的至少一个部件由根据任何前述或后续说明的多层钎焊板材料制成；b.)将所述部件组装成组件；c.)在受控的惰性气体气氛中钎焊所述组件；和d.)冷却经钎焊的组件。
说明19是一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11％至14％Si、至多7％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6％至8.5％Si、至多1.5％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料。
说明20是一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11％至14％Si、1％至7％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6％至9％Si、至多1.5％Zn和至多0.25％Mg的Al-Si合金钎焊材料。
以上引用的所有专利、出版物和摘要都通过引用方式以其整体并入本文。为了实现本发明的各个目的，已经描述了本发明的各个实施方案。应该认识到，这些实施方案仅是说明本发明的原理。在不偏离如所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围的情况下，本发明的许多修改和改动对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
Claims (25)
1.一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11重量%至14重量% Si、至多7重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6重量%至9重量%Si、至多1.5重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料，
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；并且
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量高于所述第一钎焊包覆层材料(30)中的Zn含量。
2.根据权利要求1所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有至多0.1重量%的Mg含量。
3.根据权利要求1所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有至多0.05重量%的Mg含量。
4.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.2重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝。
5.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量为所述第一钎焊包覆层材料中的Zn含量的至少200重量%。
6.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量为至少300重量%。
7.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)具有在1重量%至7重量%范围内的Zn含量。
8.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)具有在1.5重量%至6重量%范围内的Zn含量。
9.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有在至多1重量%的范围内的Zn含量。
10.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有在至多0.5重量%的范围内的Zn含量。
11.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)的一种或多种润湿元素选自由Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th组成的组。
12.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)的润湿元素是Bi，并且所述Bi在0.01重量%至0.5重量%的范围内。
13.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)的润湿元素是Bi，并且所述Bi在0.01重量%至0.25重量%的范围内。
14.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)的一种或多种润湿元素选自由Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th组成的组。
15.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)的润湿元素是Bi，所述Bi在0.01重量%至0.5重量%的范围内。
16.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)的润湿元素是Bi，所述Bi在0.01重量%至0.25重量%的范围内。
17.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中提供了被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第二钎焊包覆层材料(20)之间的第三钎焊包覆层材料(40)。
18.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中提供了被定位在所述铝合金芯层(10)和所述第二钎焊包覆层材料(20)之间的第三钎焊包覆层材料(40)，并且其中所述第三钎焊包覆层材料(40)是具有6重量%至9重量% Si、至多1.5重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料。
19.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述多层钎焊板材料是轧制粘结的多层钎焊板材料。
20.根据权利要求1或2所述的多层钎焊板材料，其中所述第一钎焊包覆层材料(30)具有占所述多层钎焊板材料的整个厚度的1重量%至15重量%的厚度，并且所述第二钎焊包覆层材料(20)具有占所述多层钎焊板材料的整个厚度的3重量%至20重量%的厚度。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的多层钎焊板材料用于生产机动车辆的换热器的用途。
22.根据权利要求21的用途，用于在受控气氛钎焊工艺中生产机动车辆的换热器。
23.一种制造经钎焊的部件的组件的方法，所述方法包括以下步骤：
a.) 将所述部件成型，所述部件中的至少一个部件是由根据权利要求1至20中任一项所述的多层钎焊板材料制成；
b.) 将所述部件组装成组件；
c.) 在受控的惰性气体气氛中钎焊所述组件；和
d.) 冷却经钎焊的组件。
24.一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11重量%至14重量% Si、至多7重量% Zn和至多0.25重量%Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6重量%至8.5重量% Si、至多1.5重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料；
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；并且
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量高于所述第一钎焊包覆层材料(30)中的Zn含量。
25.一种包含铝合金芯层(10)的多层钎焊板材料，所述多层钎焊板材料具有处于所述铝合金芯层(10)的一侧或两侧上的第一钎焊包覆层材料(30)和至少一种被定位在所述铝合金芯层(10)与所述第一钎焊包覆层材料(30)之间的第二钎焊包覆层材料(20)，其中所述第二钎焊包覆层材料(20)是具有11重量%至14重量% Si、1重量%至7重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料，并且其中所述第一钎焊包覆层材料(30)是具有6重量%至9重量% Si、至多1.5重量% Zn和至多0.25重量% Mg的Al-Si合金钎焊材料；
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第一钎焊包覆层材料(30)进一步含有一种或多种润湿元素，并且其中所述润湿元素的总量在0.01重量%至0.5重量%的范围内；
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)进一步含有至多0.8重量%的Fe、至多0.3重量%的Cu、至多0.8重量%的Mn、至多0.2重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质以及铝；并且
其中所述第二钎焊包覆层材料(20)中的Zn含量高于所述第一钎焊包覆层材料(30)中的Zn含量。
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