CN118176082A - 铝合金硬钎焊片材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,Mn/Si为0.10以上且小于1.00,Mg+Si为0.60以上且小于1.60,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,加热和低温保持试验后或加热和高温保持试验后换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。根据本发明,能够提供一种铝合金硬钎焊片材,其能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,且能够提高硬钎焊后的部件的强度。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制热交换器中使用的铝合金硬钎焊片材及其制造方法。
背景技术
蒸发器、冷凝器等汽车用热交换器大多使用轻量且具有高导热性的铝合金。热交换器具有:供制冷剂流通的管;和用于在制冷剂与管外侧的空气之间进行热交换的翅片,管和翅片通过硬钎焊而接合。在管与翅片的接合时,大多使用氟化物系的助熔剂在炉中并在非活性气体气氛下进行硬钎焊。
另外,近年来,以对搭载于电动汽车的电池进行冷却为目的,将冲压成形的板贴合并通过硬钎焊接合而形成有制冷剂流路的产品也在实用化。在这一情况下,贴合部分配置有钎料,与上述同样,大多使用氟化物系助熔剂在炉中并在非活性气体气氛下进行钎焊。供于类似上述硬钎焊的管材、板材统称为硬钎焊片材。
在上述助熔剂硬钎焊中使用氟化物系助熔剂。该助熔剂会在硬钎焊加热中溶解,破坏钎料表面的氧化皮膜,从而促进熔融钎料的流动。不过,如果氟化物系助熔剂与铝合金中所含的镁反应,则形成非活性的化合物并使硬钎焊性降低,因此大多数情况下,供于助熔剂硬钎焊的铝合金通常会对Mg浓度进行限制。基于这些情况,硬钎焊片材的芯材经常使用通常不含Mg的3003等Al-Mn系合金。
另一方面,想要在硬钎焊后得到高强度时,Al-Mn系的芯材存在限制,提出了通过在不使助熔剂硬钎焊性降低的范围内将添加有Mg的Al-Mg系、Al-Mg-Si系合金用于芯材从而在硬钎焊后得到高强度的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2002/049798
专利文献2:WO2005/010223
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1和专利文献2的方法,通过限制硬钎焊片材的芯材中添加的Mg、Si、Cu等元素的上限,能够提高硬钎焊性和硬钎焊后的强度、特别是自然时效后的条件屈服强度。
但是,这些方法难以得到更高的强度,如果为了得到更高的强度而提高Si、Mg等的含量,则芯材的固相线温度降低,有可能在硬钎焊中引起部件的熔融。
因此,本发明提供一种铝合金硬钎焊片材,其能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,且能够提高硬钎焊后的部件的强度。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究,结果发现:通过将铝合金硬钎焊片材的Si含量、Mn含量和Mg含量设为规定范围并进一步将它们的关系设为规定范围,并且在制造铝合金硬钎焊片材的过程中,在规定的温度下对Si含量、Mn含量和Mg的含量在规定范围且它们的关系在规定范围的芯材用铸锭进行均质化处理,从而芯材的固相线温度不会变得过低,且硬钎焊加热后以特定的保持温度和保持时间进行人工时效或室温时效后,与以往的铝合金硬钎焊片材相比强度变高,从而完成了本发明。
即,本发明(1)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±3℃保持5±3分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
另外,本发明(2)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
另外,本发明(3)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
另外,本发明(4)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
另外,本发明(5)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,”Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
另外,本发明(6)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
另外,本发明(7)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
另外,本发明(8)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
另外,本发明(9)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
另外,本发明(10)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
另外,本发明(11)提供根据(1)~(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料的3层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成。
另外,本发明(12)提供根据(1)~(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材/牺牲阳极材料的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在前述芯材的另一个面包覆的牺牲阳极材料的4层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成,
该牺牲阳极材料由含有0.50~3.00质量%的Zn的铝合金形成。
另外,本发明(13)提供根据(1)~(10)中任一者的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材/中间层/钎料的顺序具有在前述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在前述芯材的另一个面包覆的中间层和钎料的5层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成。
另外,本发明(14)提供一种铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;以及
冷轧工序。
另外,本发明(15)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在进行前述冷轧工序后,进行以350℃以上加热的最终退火处理。
另外,本发明(16)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在进行前述冷轧工序后,进行以低于350℃加热的最终退火处理。
另外,本发明(17)提供根据(14)的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在前述冷轧工序的中途,进行以350℃以上加热的中间退火处理。
另外,本发明(18)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以350℃以上进行加热。
另外,本发明(19)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以低于350℃进行加热。
另外,本发明(20)提供一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
中间退火处理,在该冷轧工序的中途,以350℃以上进行加热。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种铝合金硬钎焊片材,其能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,且能够提高硬钎焊后的部件的强度。
具体实施方式
本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±3℃保持5±3分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
本发明的第4方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
本发明的第5方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
本发明的第6方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
本发明的第7方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
本发明的第8方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
本发明的第9方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
本发明的第10方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
本发明中,“XX质量%以下”这一记载包括0.00质量%。即,“XX质量%以下”是指“0.00~XX质量%”。
即,本发明的铝合金硬钎焊片材的特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
该铝合金硬钎焊片材满足以下(a1)~(a4)中的任一者:
(a1)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上;
(a2)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上;
(a3)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上;
(a4)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,
或者,
铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,
或者,
铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
该铝合金硬钎焊片材满足以下(b1)~(b4)中的任一者:
(b1)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上;
(b2)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上;
(b3)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上;
(b4)在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上,
或者,
铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
需要说明的是,下面将本发明的第1~第10方式的铝合金硬钎焊片材的共同点统称为本发明的第1~第10方式的铝合金硬钎焊片材,并作为本发明的铝合金硬钎焊片材进行记载说明。
本发明的铝合金硬钎焊片材是通过在铝合金制热交换器的制造中成形为热交换器的构成部件的形状并进行硬钎焊加热从而硬钎焊而成的硬钎焊片材,即铝合金制热交换器用的铝合金硬钎焊片材。
本发明的铝合金硬钎焊片材是在芯材上包覆有1个以上包覆材料的多层的铝合金硬钎焊片材。另外,本发明的铝合金硬钎焊片材具有1个以上的钎料。另外,本发明的铝合金硬钎焊片材只要是具有芯材和至少1个钎料,除此以外的包覆材料没有特别限制。
作为本发明的铝合金硬钎焊片材,可举出以下。
(1)3层材料的铝合金硬钎焊片材,其具有:芯材、以及以钎料/中间层/芯材的顺序在芯材的一个面包覆的中间层和钎料;
(2)4层材料的铝合金硬钎焊片材,其具有:芯材、以钎料/中间层/芯材/牺牲阳极材料的顺序在芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在芯材的另一个面包覆的牺牲阳极材料;
(3)5层材料的铝合金硬钎焊片材,其具有:芯材、以钎料/中间层/芯材/中间层/钎料的顺序在芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在芯材的另一个面包覆的中间层和钎料。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材含有Si。Si在硬钎焊加热中固溶于Al(铝)母相中,然后与室温时效期间同样,在固溶Mg之间形成细微的Mg2Si析出物,在母相中析出分散,从而具有提高强度的作用。芯材中的Si含量为0.20~1.00质量%、优选为0.40~0.90质量%。芯材中的Si含量在上述范围内,由此能够得到强度提高效果,另外,不易发生因Si在母相中过剩地固溶导致固相线温度的降低所引起的、在硬钎焊加热中部件部分熔融等不良情况。另一方面,芯材中的Si含量低于上述范围时,无法得到上述强度提高效果,另外,超过上述范围时,Si在母相中过剩地固溶导致固相线温度降低,会发生在硬钎焊加热中部件部分熔融等不良情况。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材含有Mn。Mn是与Si一起形成Al-Mn-Si系的金属间化合物而以分散强化的形式发挥作用、或者固溶于铝母相中通过固溶强化来提高强度的添加元素。芯材中的Mn含量为0.10~0.80质量%、优选为0.30~0.80质量%。芯材中的Mn含量在上述范围内,由此能够得到强度提高效果。另一方面,芯材中的Mn含量低于上述范围时,上述强度提高效果变得不充分,另外,超过上述范围时,过度形成Al-Mn-Si系化合物,会降低硬钎焊后室温时效期间的Mg2Si析出带来的强度提高效果。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材含有Mg。Mg在硬钎焊加热中固溶于Al(铝)母相中,然后与室温时效期间同样,在固溶Si之间形成细微的Mg2Si析出物,在母相中析出分散,从而具有提高强度的作用。芯材中的Mg含量为0.20~1.00质量%、优选为0.40~0.90质量%。芯材中的Mg含量在上述范围内,由此能够得到提高强度的效果。另一方面,芯材中的Mg含量低于上述范围时,上述强度提高效果变得不充分,另外,超过上述范围时,在硬钎焊加热中扩散至钎料表面的Mg会与氟化物系助熔剂反应并形成高熔点的化合物,结果,助熔剂无法作用于氧化皮膜,因此基于硬钎焊的部件接合变得明显困难。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材中,Si、Mn和Mg的含量处于以下关系。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00、优选为0.20以上且小于0.90。Si与Mn形成Al-Mn-Si系的金属间化合物,以分散强化的形式有助于强度提高,芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值在上述范围内,由此可形成提高强度所需的Al-Mn-Si化合物。另一方面,芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值超过上述范围时,会过剩地形成Al-Mn-Si系的金属间化合物,有降低Mg2Si析出所带来的强度提高效果的担忧,另外,低于上述范围时,Al-Mn-Si系的金属间化合物所带来的强度提高效果变得不充分。
本发明的铝合金硬钎焊片材之中,本发明的第1~第4方式和第6~第9方式的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值更优选为0.25以上且小于0.85、进一步优选为0.30以上且小于0.80。本发明的第1~第4方式和第6~第9方式的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值在上述范围内,由此硬钎焊加热后通过人工时效提高强度的效果增加。
另外,本发明的铝合金硬钎焊片材之中,本发明的第5方式和第10方式的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值更优选为0.25以上且小于0.85、进一步优选为0.30以上且小于0.80。本发明的第5方式和第10方式的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值在上述范围内,由此硬钎焊加热后通过室温时效提高强度的效果增加。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材中的“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%、优选为0.80质量%以上且小于1.50质量%。芯材中的“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值在上述范围内,由此能够得到强度提高效果,且不易发生因母相中过度固溶导致固相线温度的降低所引起的、在硬钎焊加热中部件部分熔融等不良情况。另一方面,芯材中的“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值低于上述范围时,无法得到强度提高的效果,另外,超过上述范围时,Mg和Si在母相中过度固溶导致固相线温度降低,存在发生在硬钎焊加热中部件部分熔融等不良情况的担忧。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材的Fe含量为0.40质量%以下、优选为0.35质量%以下。Fe是由基材金属、各种原料以杂质的形式混入的物质。虽然对强度、硬钎焊质量的直接影响小,但在Fe的含量超过上述范围时,存在铸造时产生粗大的析出物而使加工性降低的担忧。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材的Cu含量为0.25质量%以下、优选为0.20质量%以下、更优选为0.05~0.20质量%。Cu是固溶于基质中而提高强度的添加元素。因此,芯材中的Cu含量在上述范围内,由此可期待进一步提高硬钎焊后的强度。另一方面,芯材中的Cu含量超过上述范围时,母相中过剩地固溶导致固相线温度降低,可能发生在硬钎焊加热中部件部分熔融等不良情况。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材的Zn含量为2.00质量%以下、优选为1.50质量%以下、更优选为0.05~1.50质量%。本发明中,若为上述范围内的Zn,则能够允许由基材金属、各种原料以杂质的形式混入芯材中的Zn。另外,为了调整与牺牲阳极材料的电位,也可以在芯材中添加Zn。不过,芯材中的Zn含量超过上述范围时,存在无法确保与牺牲阳极材料的电位差的担忧。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材的Ti含量为0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下、更优选为0.10质量%以下。Ti是出于使铸造时的组织变得细微的目的而添加于铝合金中的。另外,也可以以提高芯材的耐腐蚀性为目的而将Ti添加于芯材中。另一方面,芯材的Ti含量超过上述范围时,铸造时生成巨大晶析物,存在热加工性降低的担忧。另外,芯材的Ti含量的下限值优选为0.001质量%。
本发明的铝合金硬钎焊片材的芯材的Cr和Zr的含量分别为0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下、更优选为0.001~0.05质量%以下。Cr和Zr由基材金属和各种原料以杂质的形式混入。另外,在积极添加的情况下,通过析出Al-Cr系或Al-Zr系的金属间化合物而作用于硬钎焊加热后的晶粒粗大化。另一方面,芯材中的Cr或Zr的含量超过0.10质量%时,易形成粗大的金属间化合物,使热加工性降低。
本发明的铝合金硬钎焊片材的钎料是由含有5.00~13.00质量%、优选为6.00~13.00质量%的Si的铝合金形成的。作为钎料,只要是能够在硬钎焊加热中熔融而向部件间的缝隙间供给钎料,然后冷却中凝固从而实现硬钎焊接合的材料,就没有特别限制,例如可举出包括4343合金、4045合金、4047合金等在内的Al-Si系合金。
作为钎料,可举出以下所示的钎料(1)。钎料(1)由含有5.00~13.00质量%、优选为6.00~13.00质量%的Si且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,钎料(1)还可以含有:0.80质量%以下、优选为0.70质量%以下的Fe;0.30质量%以下、优选为0.25质量%以下的Cu;0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Mn;0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下的Mg;0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下的Cr;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Zn;以及0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
本发明的铝合金硬钎焊片材的中间层由Mg含量为0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的铝合金形成。中间层是插入到芯材与钎料之间的层,在硬钎焊加热中主要具有防止Mg从芯材向钎料表层扩散而使助熔剂硬钎焊性降低的作用。因此,中间层需要Mg含量为0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下。中间层的Mg含量为上述范围,由此能够减少从中间层和芯材中扩散至钎料表层的Mg的总量,因而能够防止硬钎焊性的降低。另一方面,中间层的Mg含量超过上述范围时,在硬钎焊加热中Mg从中间层过度扩散至钎料表面,存在硬钎焊性降低的担忧。作为中间层,只要Mg含量少且在硬钎焊加热中Mg不会从芯材过度扩散至钎料表层,就没有特别限制,例如可举出:1000系合金、Al-Mn系合金、Al-Zn系合金等。
作为中间层,可举出以下所示的中间层(1)。中间层(1)由Mg含量为0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,中间层(1)还可以含有:0.60质量%以下、优选为0.50质量%以下的Si;0.70质量%以下、优选为0.60质量%以下的Fe;0.50质量%以下、优选为0.30质量%以下的Cu;1.50质量%以下、优选为1.20质量%以下的Mn;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cr;2.0质量%以下、优选为1.5质量%以下的Zn;以及0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
本发明的铝合金硬钎焊片材的牺牲阳极材料由含有0.50~3.00质量%、优选为0.50~2.50质量%的Zn的铝合金形成。本发明的铝合金硬钎焊片材的牺牲阳极材料是指,与芯材相比电化学活性即电位低的层。作为牺牲阳极材料,没有特别限制,只要是电位比芯材低即可,例如可举出:7072合金等Al-Zn合金等。
作为牺牲阳极材料,可举出以下所示的牺牲阳极材料(1)。牺牲阳极材料(1)由含有0.50~3.00质量%、优选为0.50~2.50质量%的Zn且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,牺牲阳极材料(1)还可以含有:0.60质量%以下、优选为0.50质量%以下的Si;0.50质量%以下、优选为0.40质量%以下的Fe;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cu;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Mn;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Mg;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cr;以及0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
在本发明的铝合金硬钎焊片材具有2个以上钎料的情况下,这些钎料可以是同一组成,也可以是不同组成。另外,在本发明的铝合金硬钎焊片材具有2个以上中间层的情况下,这些中间层可以是同一组成,也可以是不同组成。
本发明的铝合金硬钎焊片材中,芯材的厚度相对于铝合金硬钎焊片材的厚度的比例(%)((芯材的厚度/铝合金硬钎焊片材的厚度)×100)为60~95%、优选为70~90%。芯材的厚度相对于铝合金硬钎焊片材的厚度的比例在上述范围内,由此能够提高硬钎焊片材整体的强度。另一方面,芯材的厚度相对于铝合金硬钎焊片材的厚度的比例低于上述范围时,存在硬钎焊片材整体的强度降低的担忧。另外,超过上述范围时,钎料层、中间层的厚度不足,会产生硬钎焊性降低的担忧。
本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上、优选为230MPa以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在140~160℃下60~120分钟的时效处理中,与室温下进行低温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值越高越优选,上限值例如为300MPa。
本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上、优选为230MPa以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在160~180℃下40~80分钟的时效处理中,与室温下进行低温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值越高越优选,上限值例如为300MPa。
本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上、优选为230MPa以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在180~200℃下3~60分钟的时效处理中,与室温下进行低温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值越高越优选,上限值例如为300MPa。
本发明的第4方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上、优选为230MPa以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在200~220℃下3~60分钟的时效处理中,与室温下进行低温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值越高越优选,上限值例如为300MPa。
本发明的第5方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上、优选为230MPa以上。在本发明的加热和低温保持试验中,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的室温时效、优选为硬钎焊后的168~336小时、25±5℃的温度下的室温时效中,能够提高部件的强度。另外,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值越高越优选,上限值例如为300MPa。
需要说明的是,在本发明中,铝合金硬钎焊片材的换算成自身的拉伸强度的值是依据JISZ2241对加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材进行拉伸强度试验,测定铝合金硬钎焊片材断裂时的应力值(拉伸强度),基于所得的值并通过下面的计算式(1)而算出的值。
σc=(σt-(rf×σf+ri×σi+rs×σs))/rc (1)
(式中,σc为铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值(MPa),σt为铝合金硬钎焊片材的拉伸强度(MPa),σf为钎料的拉伸强度(MPa)、σi为中间层的拉伸强度(MPa),σs为牺牲阳极材料的拉伸强度(MPa)。另外,rc为芯材的厚度的比例(“芯材的厚度/总板厚”的值),rf为钎料层的厚度的比例(“钎料的厚度/总板厚”的值),ri为中间层的厚度的比例(“中间层的厚度/总板厚”的值),rs为牺牲阳极材料的厚度的比例(“牺牲阳极材料的厚度/总板厚”的值)。)
其中,在芯材的一个面与另一个面对钎料、中间层应用组成不同的合金的情况下,例如在芯材的一个面侧以rf1的厚度比包覆有拉伸强度为σf1(MPa)的钎料且在另一个面侧以rf2的厚度比包覆有拉伸强度为σf2(MPa)的钎料的情况下,上述式(1)中,“rf×σf”的值使用如“rf1×σf1(一个面侧)+rf2×σf2(另一个面侧)”一样分别使各层的拉伸强度与厚度的比例相乘得到的数值之和。另外,例如在芯材的一个面以ri1的厚度比包覆有拉伸强度为σi1(MPa)的中间层且在另一个面以ri2的厚度比包覆有拉伸强度为σi2(MPa)的中间层的情况下,上述式(1)中,“ri×σi”的值使用如“ri1×σi1(一个面侧)+ri2×σi2(另一个面侧)”一样分别使各层的拉伸强度与厚度的比例相乘得到的数值之和。另外,对于各层的拉伸强度,在使用常规合金的情况下,也可以使用各材质的拉伸强度的文献值。例如,钎料使用4343、4045、4047等、中间层使用1100、3003等的情况下,也可以使用它们的已公布的文献值进行计算。
本发明的第6方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上、优选为69以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在140~160℃下60~120分钟的时效处理中,与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度越高越优选,上限值例如为90。
本发明的第7方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上、优选为69以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在160~180℃下40~80分钟的时效处理中,与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度越高越优选,上限值例如为90。
本发明的第8方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持20±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上、优选为69以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在180~200℃下3~60分钟的时效处理中,与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度越高越优选,上限值例如为90。
本发明的第9方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持20±5分钟的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。在本发明的加热和高温保持试验中,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上、优选为69以上,由此在硬钎焊后的高温时效、具体而言在200~220℃下3~60分钟的时效处理中,与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。另外,加热和高温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度越高越优选,上限值例如为90。
本发明的第10方式的铝合金硬钎焊片材在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。在本发明的加热和低温保持试验中,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上、优选为69以上,由此在硬钎焊后的室温时效、优选为硬钎焊后的168~336小时、25±5℃的温度下的室温时效中,能够提高部件的强度。另外,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度越高越优选,上限值例如为90。
需要说明的是,在本发明中,加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度通过依据JIS Z2244的方法来测定。另外,已知拉伸强度与维氏硬度之间的近似式“σ=3.34Hv”是成立的,也可以用拉伸试验求出的芯材的拉伸强度除以3.34来求出维氏硬度。
作为本发明的第1~第4和第6~第9方式的铝合金硬钎焊片材的加热和高温保持试验的条件,以平均升温速度10~100℃/分钟从300℃升温至400℃,用2~10分钟从400℃升温至580℃,在5分钟以内从580℃升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟(第1方式和第6方式)、以170±5℃保持40±5分钟(第2方式和第7方式)、以190±5℃保持5±2分钟(第3方式和第8方式)或者以210℃±5℃保持5±2分钟(第4方式和第9方式)的条件是优选的。
作为本发明的第5和第10方式的铝合金硬钎焊片材的加热和低温保持试验的条件,以平均升温速度20~100℃/分钟从300℃升温至400℃,用2~10分钟从400℃升温至580℃,在5分钟以内从580℃升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的条件是优选的。
本发明的第1~第4方式的铝合金硬钎焊片材具有上述化学组成,由此固相线温度不会变得过低,因而能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,并且,在上述加热和高温保持试验中,铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。
本发明的第5方式的铝合金硬钎焊片材具有上述化学组成,由此固相线温度不会变得过低,因而能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,并且,在上述加热和低温保持试验中,铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,由此在硬钎焊后的室温时效、优选为硬钎焊后的168~336小时、25±5℃的温度下的室温时效中能够提高部件的强度。
本发明的第6~第9方式的铝合金硬钎焊片材具有上述化学组成,由此固相线温度不会变得过低,因而能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,并且,在上述加热和高温保持试验中铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上,由此与室温时效的情况相比能够在短时间内提高部件的强度。
本发明的第10方式的铝合金硬钎焊片材具有上述化学组成,由此固相线温度不会变得过低,因而能够防止在硬钎焊中部件熔融导致的不良情况,并且,在上述加热和低温保持试验中铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上,由此在硬钎焊后的室温时效、优选为硬钎焊后的168~336小时、25±5℃的温度下的室温时效中能够提高部件的强度。
作为制造本发明的第1~第10方式的铝合金硬钎焊片材的方法,没有特别限制,通过以下叙述的本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法、本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法或者本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法而适宜地制造。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;以及
冷轧工序。
本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法中,在进行冷轧工序后,进行以350℃以上加热的最终退火处理,另外,本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法中,在进行冷轧工序后,进行以低于350℃加热的最终退火处理,另外,本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法中,在冷轧工序的中途,进行以350℃以上加热的中间退火处理。
即,本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以350℃以上进行加热。
本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以低于350℃进行加热。
本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
中间退火处理,在该冷轧工序的中途,以350℃以上进行加热。
需要说明的是,下面将本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法、本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法以及本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的共同点统称为本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法、本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法以及本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法,并作为本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法进行记载说明。
在本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法中,制造芯材上包覆有1个以上包覆材料的多层的铝合金硬钎焊片材。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法的铸造工序是通过DC(直冷,DirectChill)铸造法制作分别具有规定成分组分的铝合金的铸锭(板坯)、即芯材用铸锭和包覆材料用铸锭的工序。DC(DirectChill)铸造法没有特别限定,可使用通常的方法。
芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有:0.20~1.00质量%、优选为0.40~0.90质量%的Si;0.10~0.80质量%、优选为0.30~0.80质量%的Mn;0.20~1.00质量%、优选为0.40~0.90质量%,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00、优选为0.20以上且小于0.90,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%、优选为0.80质量%以上且小于1.50质量%,Fe含量为0.40质量%以下、优选为0.35质量%以下;Cu含量为0.25质量%以下、优选为0.20质量%以下、更优选为0.05~0.20质量%;Cr含量为0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下、更优选为0.001~0.05质量%以下;Zn含量为2.00质量%以下、优选为1.50质量%以下、更优选为0.05~1.50质量%;Ti含量为0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下、更优选为0.10质量%以下(Ti含量优选为0.001质量%以上);Zr含量为0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下、更优选为0.001~0.05质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质。
另外,在制造本发明的第1~第4方式和第6~第9方式的铝合金硬钎焊片材的情况下,芯材用铸锭的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值更优选为0.25以上且小于0.85、进一步优选为0.30以上且小于0.80。
另外,在制造本发明的第5方式和第10方式的铝合金硬钎焊片材的情况下,芯材用铸锭的“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值更优选为0.25以上且小于0.85、进一步优选为0.30以上且小于0.80。
包覆材料用铸锭为钎料用铸锭、中间层用铸锭或牺牲阳极材料用铸锭,可根据制造目的的铝合金硬钎焊片材的包覆材料的构成进行选择。
钎料用铸锭由含有5.00~13.00质量%、优选为6.00~13.00质量%的Si的铝合金形成。作为钎料用铸锭,例如可举出包括4343合金、4045合金、4047合金等在内的Al-Si系合金。
作为钎料用铸锭,可举出以下所示的钎料(1)铸锭。钎料(1)由含有5.00~13.00质量%、优选为6.00~13.00质量%的Si且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,钎料(1)还可以含有:0.80质量%以下、优选为0.70质量%以下的Fe;0.30质量%以下、优选为0.25质量%以下的Cu;0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Mn;0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下的Mg;0.10质量%以下、优选为0.05质量%以下的Cr;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Zn;以及0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
中间层用铸锭由Mg含量为0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的铝合金形成。作为中间层用铸锭,例如可举出:1000系合金、Al-Mn系合金、Al-Zn系合金等。
作为中间层用铸锭,可举出以下所示的中间层(1)铸锭。中间层(1)由Mg含量为0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,中间层(1)还可以含有:0.60质量%以下、优选为0.50质量%以下的Si;0.70质量%以下、优选为0.60质量%以下的Fe;0.50质量%以下、优选为0.30质量%以下的Cu;1.50质量%以下、优选为1.20质量%以下的Mn;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cr;2.0质量%以下、优选为1.5质量%以下的Zn;以及0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
牺牲阳极材料用铸锭由含有0.50~3.00质量%、优选为0.50~2.50质量%的Zn的铝合金形成。作为牺牲阳极材料用铸锭,可举出:7072合金等Al-Zn合金等。
作为牺牲阳极材料用铸锭,可举出以下所示的牺牲阳极材料(1)铸锭。牺牲阳极材料(1)由含有0.50~3.00质量%、优选为0.50~2.50质量%的Zn且余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成。另外,牺牲阳极材料(1)还可以含有:0.60质量%以下、优选为0.50质量%以下的Si;0.50质量%以下、优选为0.40质量%以下的Fe;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cu;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Mn;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Mg;0.20质量%以下、优选为0.10质量%以下的Cr;以及0.20质量%以下、优选为0.15质量%以下的Ti中的任意1种或2种以上。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法的均质化处理是在400~540℃下对芯材用铸锭进行加热的处理。均质化处理的加热温度为400~540℃、优选为420~520℃。均质化处理的加热温度在上述范围内,由此能够促进铸造时生成的粗大晶析物的细微分割化而提高热加工性,并且能够使铸造时固溶于母相中的Si、Mn以Al-Mn-Si化合物的形式细微地析出,由此,能够得到本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、或者本发明的加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。另一方面,均质化处理的加热温度低于上述范围时,晶析物的细微分割化变得不充分,存在热加工性降低的担忧,另外,超过上述范围时,由于Al-Mn-Si化合物粗大析出,因而存在硬钎焊和室温时效后无法得到充分强度的担忧。另外,均质化处理的加热时间为4小时以上、优选为6小时以上。均质化处理的加热时间在上述范围内,由此能够得到本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、以及本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。另一方面,均质化处理的加热时间低于上述范围时,无法得到本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、以及本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。需要说明的是,若均质化处理的加热时间超过24小时,均质化处理的效果饱和,即便处理超过24小时也无法期待进一步的效果,从经济性方面并不优选。从经济性方面出发,均质化处理的加热时间优选为18小时以下。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法的热轧工序是在实施过均质化处理的芯材用铸锭上叠置经过热轧的规定的包覆材料用铸锭,并对芯材用铸锭上叠置有经过热轧的包覆材料用铸锭的铸锭进行热轧的工序。
作为实施过均质化处理的芯材用铸锭和经过热轧的包覆材料用铸锭的叠置方式,可举出以下方式。
(1)钎料用铸锭/中间层用铸锭/芯材用铸锭
(2)钎料用铸锭/中间层用铸锭/芯材用铸锭/牺牲阳极材料用铸锭
(3)钎料用铸锭/中间层用铸锭/芯材用铸锭/中间层用铸锭/钎料用铸锭
热轧工序中,热轧的轧制温度可以根据常规方法,在不超过各材质的固相线温度的范围内进行设定。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法的冷轧工序是对进行热轧工序得到的热轧后的板材进行冷轧的工序。冷轧工序中以1次或2次以上的道次进行冷轧。并且,冷轧中,冷轧进行至板材的厚度达到规定的厚度。冷轧工序中,冷轧的道次数没有特别限制,可适当选择。
本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有:在进行冷轧工序后以350℃以上进行加热的最终退火处理(1)。在最终退火处理(1)中,加热温度为350℃以上、优选为360~450℃,加热时间为1~5小时。并且,本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有最终退火处理(1),由此能够得到O材的铝合金硬钎焊片材。
本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有:在进行冷轧工序后以低于350℃进行加热的最终退火处理(2)。在最终退火处理(2)中,加热温度低于350℃、优选为250~340℃,加热时间为1~10小时。并且,本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有最终退火处理(2),由此能够得到H2n材的铝合金硬钎焊片材。
本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有:在冷轧工序的中途以350℃以上进行加热的中间退火处理。本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法在冷轧工序中进行2个以上冷轧道次的情况下,冷轧的道次间至少进行1次中间退火处理。在中间退火处理中,加热温度为350℃以上、优选为360~450℃,加热时间为1~5小时。并且,本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法具有中间退火处理,由此能够得到H1n材的铝合金硬钎焊片材。
本发明的铝合金硬钎焊片材的制造方法中,通过使芯材用铸锭的化学组成为前述组成,且进行对芯材用铸锭在400~540℃、优选为420~520℃下加热4小时以上、优选为4~24小时、更优选6~18小时的均质化处理,由此能够得到本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、或者本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。
并且,本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法能够得到为O材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、或者为O材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。
另外,本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法能够得到为H2n材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、或者为H2n材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。
另外,本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法能够得到为H1n材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上的铝合金硬钎焊片材、或者为H1n材且本发明的加热和高温保持试验或加热和低温保持试验后的铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上的铝合金硬钎焊片材。
本发明的第11方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以350℃以上进行加热。
本发明的第11方式的铝合金硬钎焊片材的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、最终退火处理与本发明的第1方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、最终退火处理是同样的。
本发明的第12方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以低于350℃进行加热。
本发明的第12方式的铝合金硬钎焊片材的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、最终退火处理与本发明的第2方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、最终退火处理是同样的。
本发明的第13方式的铝合金硬钎焊片材的特征在于,其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
中间退火处理,在该冷轧工序的中途,以350℃以上进行加热。
本发明的第13方式的铝合金硬钎焊片材的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、中间退火处理与本发明的第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法的铸造工序、均质化处理、热轧工序、冷轧工序、中间退火处理是同样的。
通过对本发明的第1~第13方式的铝合金硬钎焊片材以及进行本发明的第1~第3方式的铝合金硬钎焊片材的制造方法而得的铝合金硬钎焊片材进行冲压成形并组合,或者成型为管,组装翅片管(fin header)等其他部件,对它们进行加热来进行硬钎焊加热,从而能够进行硬钎焊并制作热交换器。作为硬钎焊条件,例如可举出600±10℃下1~5分钟的加热条件,但对于硬钎焊时的气氛、加热温度、时间没有特别限定,硬钎焊方法也没有特别限定。
硬钎焊加热而成的热交换器、例如硬钎焊加热而成的第1和第6方式的铝合金硬钎焊片材的成型体在硬钎焊加热后实施以140~160℃保持60~120分钟的人工时效处理,由此强度提高,时效后的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,能够实现比以往更高的强度。
因此,作为本发明的热交换器的制造方法,例如可举出以下的热交换器的制造方法,其特征在于,对第1或第6方式的铝合金硬钎焊片材的成型体进行硬钎焊加热、例如以600±10℃进行加热,然后进行以140~160℃保持60~120分钟的人工时效处理,得到热交换器。600±10℃下的加热时间例如为1~5分钟。
另外,硬钎焊加热而成的热交换器、例如硬钎焊加热而成的第2和第7方式的铝合金硬钎焊片材的成型体在硬钎焊加热后实施以160~180℃保持40~80分钟的人工时效处理,由此强度提高,时效后的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,能够实现比以往更高的强度。
因此,作为本发明的热交换器的制造方法,例如可举出以下的热交换器的制造方法,其特征在于,对第2或第7方式的铝合金硬钎焊片材的成型体进行硬钎焊加热、例如以600±10℃加热,然后进行以160~180℃保持40~80分钟的人工时效处理,得到热交换器。600±10℃下的加热时间例如为1~5分钟。
另外,硬钎焊加热而成的热交换器、例如硬钎焊加热而成的第3和第8方式的铝合金硬钎焊片材的成型体在硬钎焊加热后实施以180~200℃保持5~60分钟的人工时效处理,由此强度提高,时效后的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,能够实现比以往更高的强度。
因此,作为本发明的热交换器的制造方法,例如可举出以下的热交换器的制造方法,其特征在于,对第3或第8方式的铝合金硬钎焊片材的成型体进行硬钎焊加热、例如以600±10℃加热,然后进行以180~200℃保持5~60分钟的人工时效处理,得到热交换器。600±10℃下的加热时间例如为1~5分钟。
另外,硬钎焊加热而成的热交换器、例如硬钎焊加热而成的第4和第9方式的铝合金硬钎焊片材的成型体在硬钎焊加热后实施以200~220℃保持5~60分钟的人工时效处理,由此强度提高,时效后的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,能够实现比以往更高的强度。
因此,作为本发明的热交换器的制造方法,例如可举出以下的热交换器的制造方法,其特征在于,对第4或第9方式的铝合金硬钎焊片材的成型体进行硬钎焊加热、例如以600±10℃进行加热,然后进行以200~220℃保持5~60分钟的人工时效处理,得到热交换器。600±10℃下的加热时间例如为1~5分钟。
另外,硬钎焊加热而成的热交换器、例如硬钎焊加热而成的第5和第10的铝合金硬钎焊片材的成型体在硬钎焊加热后实施2周以上(336小时以上)的室温时效,由此强度提高,时效后的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上,能够实现比以往更高的强度。
因此,作为本发明的热交换器的制造方法,例如可举出以下的热交换器的制造方法,其特征在于,对第5或第10方式的铝合金硬钎焊片材的成型体进行硬钎焊加热、例如以600±10℃进行加热,然后进行2周以上(336小时以上)的室温时效处理,得到热交换器。600±10℃下的加热时间例如为1~5分钟。
本发明的热交换器的制造方法在规定条件下的加热后经过规定条件下的人工时效处理或室温时处理,得到了具有强度比以往高的部件的热交换器。
下面,示出实施例并对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于以下所示的实施例。
实施例
(实施例1~2)
通过连续铸造将表1所示的合金成分铸造成厚度30mm的板厚,然后在450℃下实施10小时的均质化处理,在480℃下实施热轧直至厚度3mm。然后,实施冷轧直至厚度1.0mm,在400℃下实施1小时的最终退火处理,得到铝合金硬钎焊片材的芯材试样。需要说明的是,比较例1中与实施例1一样在550℃下对铸锭进行了10小时均质化处理,均质化处理之后的工序全部相同。
对所得的芯材试样进行固相线温度的计算、硬钎焊加热和室温时效(加热和低温保持试验)、拉伸试验以及硬度测定。该结果示于表2。
需要说明的是,为了使评价内容简单化,未包覆钎料、中间层、牺牲阳极材料,仅以芯材进行评价。
<硬钎焊加热和室温时效(加热和低温保持试验)>
将芯材样品以平均升温速度50℃/分钟从300℃升温至400℃,以3分钟从400℃升温至580℃,以1.5分钟从580℃升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度70℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336小时。
需要说明的是,上述硬钎焊加热和室温时效的条件相当于本发明的加热和低温保持试验的条件。
<拉伸强度的测定>
依据JISZ2241,对硬钎焊加热和室温时效后(加热和低温保持试验后)的芯材试样进行拉伸试验,测定拉伸强度。将拉伸强度低于220MPa的判定为×,将220MPa以上的判定为○。
需要说明的是,铝合金硬钎焊片材的拉伸强度与仅芯材的拉伸强度的关系如先前所述,只要知道各层的拉伸强度和包覆率,则也可以根据硬钎焊片材的拉伸强度算出芯材的拉伸强度。
<芯材部截面的维氏硬度的测定>
对硬钎焊加热和室温时效后(加热和低温保持试验后)的芯材试样实施拉伸试验,用所得拉伸强度的值除以3.34,从而求出芯材的维氏硬度。需要说明的是,本次是通过计算求出维氏硬度,也可以对硬钎焊加热和室温时效后的芯材试样、硬钎焊片材的截面进行镜面研磨并依据JIS Z2244求出维氏硬度。将得到的维氏硬度小于66的判定为×,将66以上的判定为○。
<固相线温度计算>
使用热力学计算软件(JMatPro)计算芯材试样的固相线温度。固相线温度低于605℃的情况下,热交换器的实际硬钎焊中会存在因温度不均而发生部件部分熔融的担忧,因此,将固相线温度为605℃以上的判定为○,将低于605℃的判定为×。
(比较例1~4)
通过连续铸造将表1所示的合金成分铸造成厚度30mm的板厚,然后在450℃下实施10小时的均质化处理,在480℃下实施热轧直至厚度3mm。然后,实施冷轧直至厚度1.0mm,在400℃下实施1小时的最终退火处理,得到铝合金硬钎焊片材的芯材试样。
对所得的芯材试样进行固相线温度的计算、硬钎焊加热和室温时效(加热和低温保持试验)、拉伸试验以及硬度测定。该结果示于表2。
需要说明的是,为了使评价内容简单化,未包覆钎料、中间层、牺牲阳极材料,仅以芯材进行评价。
<拉伸强度的测定和芯材部截面的维氏硬度的测定>
与实施例1~2同样地进行。该结果示于表4。
<评价结果>
本发明的实施例1~2的固相线温度的计算值为605℃以上,且拉伸强度为220MPa以上,均为合格。
而本发明的比较例1~3的固相线温度的计算值虽为605℃以上,但拉伸强度低于220MPa,为不合格。另外,比较例4的固相线温度的计算值低于605℃,为不合格。
[表1]
需要说明的是,表1所示的构成铸锭的各成分量是指基于JIS H 1305并通过电感耦合等离子体(ICP)发射光谱分析法测定得到的值,具体是指,将铸锭的全部原料投入铸造炉进行熔化和搅拌,然后从所得金属熔液向分析用铸模中注入少量的金属熔液而制作分析用试样,通过电感耦合等离子体(ICP)发射光谱分析装置对该试样进行测定得到的值。
[表2]
(实施例3~8)
通过连续铸造将表3所示的合金成分铸造成厚度30mm的板厚,然后在450℃下实施10小时的均质化处理,在480℃下实施热轧直至厚度3mm。然后,实施冷轧直至厚度1.0mm,在400℃下实施1小时的最终退火处理,得到铝合金硬钎焊片材的芯材试样。
对所得的芯材试样进行固相线温度的计算、硬钎焊加热和人工时效(加热和高温保持试验)、拉伸试验以及硬度测定。该结果示于表4。
需要说明的是,为了使评价内容简单化,未包覆钎料、中间层、牺牲阳极材料,仅以芯材进行评价。
<硬钎焊加热和人工时效(加热和高温保持试验)>
将芯材样品以平均升温速度50℃/分钟从300℃升温至400℃,以3分钟从400℃升温至580℃,以1.5分钟从580℃升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度70℃/分钟从加热保持温度降温至室温。然后,实施人工时效处理,以表4所示的温度和时间进行保持(实施例3、4、5、7)。
需要说明的是,上述实施例3、4、5、7的硬钎焊加热和人工时效的条件相当于本发明的加热和高温保持试验的条件。
<拉伸强度的测定>
依据JISZ2241对硬钎焊加热和人工时效后(加热和高温保持试验后)的芯材试样进行拉伸试验,测定拉伸强度。将拉伸强度低于220MPa的判定为×,将220MPa以上的判定为○。
需要说明的是,铝合金硬钎焊片材的拉伸强度与仅芯材的拉伸强度的关系如先前所述,只要知道各层的拉伸强度和包覆率,则也可以根据硬钎焊片材的拉伸强度算出芯材的拉伸强度。
<芯材部截面的维氏硬度的测定>
对硬钎焊加热和人工时效后(加热和高温保持试验后)的芯材试样实施拉伸试验,用所得拉伸强度的值除以3.34,从而求出芯材的维氏硬度。需要说明的是,本次是通过计算求出维氏硬度,也可以对硬钎焊加热和室温时效后的芯材试样、硬钎焊片材的截面进行镜面研磨并依据JIS Z2244求出维氏硬度。将得到的维氏硬度小于66的判定为×,将66以上的判定为○。
(比较例5~7)
通过连续铸造将表3所示的合金成分铸造成厚度30mm的板厚,然后在450℃下实施10小时的均质化处理,在480℃下实施热轧直至厚度3mm。然后,实施冷轧直至厚度1.0mm,在400℃下实施1小时的最终退火处理,得到铝合金硬钎焊片材的芯材试样。
对所得的芯材试样进行硬钎焊加热和人工时效(加热和高温保持试验)、拉伸试验以及硬度测定。该结果示于表4。
需要说明的是,为了使评价内容简单化,未包覆钎料、中间层、牺牲阳极材料,仅以芯材进行评价。
<拉伸强度的测定和芯材部截面的维氏硬度的测定>
与实施例3~8同样地进行。该结果示于表4。
<评价结果>
本发明的实施例3~8的拉伸强度为220MPa以上,均为合格。另外,基于合金1的组成求出的固相线温度为605℃以上,为合格。
而本发明的比较例5~7的拉伸强度低于220MPa,为不合格。
[表3]
Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | Al | Mn/Si | MMg+Si | 固相线温度 | |
合金1 | 0.75 | 0.24 | 0.19 | 0.48 | 0.50 | 0.01 | 0.27 | 0.03 | 余量 | 0.64 | 1.25 | 607℃ |
[表4]
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Claims (20)
1.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
2.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
3.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
4.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至室温,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
5.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的换算成芯材自身的拉伸强度的值为220MPa以上。
6.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以150±5℃保持60±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
7.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以170±5℃保持40±5分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
8.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以190±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
9.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度10~100℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,然后以210±5℃保持5±2分钟的加热和高温保持试验中,该加热和高温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
10.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材的芯材由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质,
在以平均升温速度50~150℃/分钟升温至加热保持温度,以600±10℃保持3±2分钟,接着,以平均降温速度20~120℃/分钟从加热保持温度降温至低温保持温度,以25±5℃保持336±5小时的加热和低温保持试验中,该加热和低温保持试验后的该铝合金硬钎焊片材的芯材部截面的维氏硬度为66以上。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材的顺序具有在所述芯材的一个面包覆的中间层和钎料的3层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成。
12.根据权利要求1~10中任一项所述的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材/牺牲阳极材料的顺序具有在所述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在所述芯材的另一个面包覆的牺牲阳极材料的4层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成,
该牺牲阳极材料由含有0.50~3.00质量%的Zn的铝合金形成。
13.根据权利要求1~10中任一项所述的铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其是以钎料/中间层/芯材/中间层/钎料的顺序具有在所述芯材的一个面包覆的中间层和钎料、以及在所述芯材的另一个面包覆的中间层和钎料的5层材料的铝合金硬钎焊片材,
该钎料由含有5.00~13.00质量%的Si的铝合金形成,
该中间层由Mg含量为0.20质量%以下的铝合金形成。
14.一种铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材的制造方法,
其具有以下的工序:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;以及
冷轧工序。
15.根据权利要求14所述的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在进行所述冷轧工序后,进行以350℃以上加热的最终退火处理。
16.根据权利要求14所述的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在进行所述冷轧工序后,进行以低于350℃加热的最终退火处理。
17.根据权利要求14所述的铝合金硬钎焊片材的制造方法,其特征在于,在所述冷轧工序的中途,进行以350℃以上加热的中间退火处理。
18.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
最终退火处理,在进行该冷轧工序后,以350℃以上进行加热。
19.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
中间退火处理,在该冷轧工序的中途,以350℃以上进行加热。
20.一种铝合金硬钎焊片材,其特征在于,
其为铝合金制热交换器用的多层的铝合金硬钎焊片材,
该铝合金硬钎焊片材是进行以下的工序而得到的:
铸造工序,铸造芯材用铸锭,所述芯材用铸锭由如下的铝合金形成,所述铝合金含有0.20~1.00质量%的Si、0.10~0.80质量%的Mn和0.20~1.00质量%的Mg,“Mn含量(质量%)/Si含量(质量%)”的值为0.10以上且小于1.00,“Mg含量(质量%)+Si含量(质量%)”的值为0.60质量%以上且小于1.60质量%,Fe含量为0.40质量%以下、Cu含量为0.25质量%以下、Cr含量为0.10质量%以下、Zn含量为2.00质量%以下、Ti含量为0.10质量%以下、Zr含量为0.10质量%以下,余量为铝和不可避免的杂质;
均质化处理,在400~540℃下对该芯材用铸锭进行加热;
热轧工序,在该芯材用铸锭上叠置经过热轧的包覆材料用铸锭,进行热轧;
冷轧工序;以及
中间退火处理,在该冷轧工序的中途,以350℃以上进行加热。
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