DE102020208138A1 - Aluminiumlegierungs-Plattiermaterial - Google Patents

Abstract

Ein Opfermaterial ist auf einer Oberfläche eines Kernmaterials angeordnet, ein Al-Lötmaterial, enthaltend Si: 6,0% bis 14,0%, Mg:0,05% bis 1,5%, Bi: 0,05% bis 0,25%, Sr: 0,0001% bis 0,1% und Al als Rest und das (Bi + Mg) × Sr ≤ 0,1 erfüllt, ist auf der anderen Oberfläche angeordnet, Mg-Bi-basierte Verbindungen des Lötmaterials mit einem Durchmesser von 0,1-5,0 µm haben eine Zahl von mehr als 20 pro 10.000 µm2und die Mg-Bi-basierten Verbindungen mit einem Durchmesser von 5,0 µm oder mehr haben eine Zahl von weniger als 2 vor dem Löten, das Kernmaterial enthält: Mn: 1,0% bis 1,7%, Si: 0,2% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5%, Cu: 0,08% bis 1,0%, Mg: 0,1% bis 0,7% und Al als Rest, das Opfermaterial enthält Zn: 0,5% bis 6,0% und Mg, wobei ein Gehalt davon auf 0,1% oder weniger eingestellt ist, und eine Mg-Konzentration auf einer Oberfläche des Opfermaterials nach dem Löten 0,15% oder weniger ist.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• GEBIET DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung betrifft ein Plattiermaterial aus Aluminiumlegierung für flussmittelfreies Löten, das ohne Flussmittel verbunden ist.
• Die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2019-124415 , angemeldet am 3. Juli 2019, und der japanischen Patentanmeldung 2020-078187 , angemeldet am 27. April 2020, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme eingefügt sind, wird beansprucht.
• BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
• Weil die Größe und das Gewicht von Aluminiumwärmetauschern für Fahrzeuge wie Kondensatoren und Verdampfern vermindert wurden, lief die Verdünnung und starke Verstärkung von Aluminiummaterialien ab. Bei der Herstellung von Aluminiumwärmetauschern wird ein Löten durchgeführt, um Verbindungen zu verbinden. Bei einem Lötverfahren unter Verwendung des gegenwärtig hauptsächlich verwendeten Flussmittels auf Fluoridbasis, reagiert das Flussmittel mit Mg in einem Material unter Deaktivierung und kann leicht Lötmängel verursachen, so dass die Verwendung eines mit Mg versetzten Hochfestigkeitsteils begrenzt ist. Daher ist ein Lötverfahren zum Verbinden einer mit Mg versetzten Aluminiumlegierung ohne Verwendung eines Flussmittels gewünscht.
• Bei dem flussmittelfreien Löten unter Verwendung eines Al-Si-Mg-Lötmaterials, reduziert und zersetzt Mg in dem Lötmaterial, das geschmolzen und aktiviert ist, einen Al-Oxidfilm (Al₂O₃) auf der Oberfläche einer Verbindung, wodurch eine Verbindung erzielt wird. In einer geschlossenen Oberflächenverbindung oder dergleichen wird ein guter Verbindungszustand bei einer Verbindung erhalten, bei der Lötlagen mit Lötmaterialien durch eine Zersetzungswirkung eines Oxidfilmes durch Mg kombiniert werden, und eine Verbindung, bei der eine Lötlage und ein Teil (blankes Material), das verbunden werden soll, das kein Lötmaterial aufweist, kombiniert werden (vergleiche die (erteilte) japanische Patentveröffentlichung 4547032).
• Jedoch wird eine Rohr-Finnen-Verbindung, die eine repräsentative Verbindungsform eines allgemeinen Wärmetauschers wie eines Kondensators und eines Verdampfers ist, leicht durch eine Atmosphäre beeinflusst, und ein MgO-Film neigt auf der Oberfläche eines mit Mg versetzten Lötmaterials zum Wachsen. Weil der MgO-Film ein stabiler Oxidfilm ist, der weniger wahrscheinlich zersetzt wird, wird die Verbindung signifikant behindert.
• Zum Anwenden einer flussmittelfreien Technik auf einen allgemeinen Wärmetauscher ist daher eine Lötlage für flussmittelfreies Löten, die in der Lage ist, einen stabilen Verbindungszustand bei einer Verbindung zu erhalten, die einen offenen Bereich aufweist, stark erwünscht.
• Als Verfahren zum Stabilisieren eines Verbindungszustandes für flussmittelfreies Löten wird eispielsweise eine Technik vorgeschlagen, worin ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial verwendet wird, das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung, erste Veröffentlichung 2014-50861 beschrieben ist, um einen Verteilungszustand von Bi-Teilchen und Mg-Bi-Verbindungsteilchen im Lötmaterial zu steuern. Gemäß dieser Technik wird überlegt, dass durch Dispergieren von einfachem Bi oder einer Bi-Mg-Verbindung mit einem Äquivalenzkreisdurchmesser von 5,0 bis 50 µm im Lötmaterial diese Verbindungen an der Oberfläche des Lötmaterials während der Herstellung eines Materials frei liegen, und die Bildung eines Oxidfilmes an dem freiliegenden Bereich somit unterdrückt wird, so dass die flussmittelfreie Lötmöglichkeit innerhalb einer kurzen Löterwärmungszeit verbessert wird.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Bei dem flussmittelfreien Lötverfahren, das im Stand der Technik vorgeschlagen ist, ist es jedoch schwierig, auszusagen, dass die Verbindungsfähigkeit, die stabil genug ist, um das Lötverfahren unter Verwendung des gegenwärtig hauptsächlich verwendeten Fluorid-basierten Flussmittels zu ersetzen, erhalten wird, und weiterhin ist eine technische Verbesserung notwendig für eine breite Anwendung für allgemeine Wärmetauscher.
• Diese Erfindung wurde auf der Basis der obigen Umstände durchgeführt, und ein Ziel davon ist, ein Aluminiumlegierungs-Plattiermaterial für flussmittelfreies Löten anzugeben, wobei das Löten stabil ohne ein Flussmittel durchgeführt werden kann.
• Daher haben diese Erfinder intensive Untersuchungen im Hinblick auf die obigen Probleme durchgeführt und als Ergebnis festgestellt, dass es am wichtigsten ist, gleichmäßig Bi auf der Oberfläche während des Lötschmelzens zu konzentrieren, um weiter die Lötfähigkeit in einem mit Bi versetzten Al-Si-Mg-basierten Lötmaterial zu verbessern. Obwohl eine grobe Mg-Bi-Verbindung mit 5 µm oder mehr wirksam ist für die Unterdrückung der Erzeugung eines Oxidfilmes während der Herstellung eines Materials, ist es zusätzlich schwierig, die Mg-Bi-Verbindung während des Löterwärmens aufzulösen, aber durch Dispergieren einer ziemlich feinen Bi-Mg-Verbindung mit 0,1 µm oder mehr und weniger als 5,0 µm auf eine bestimmte Zahlendichte oder mehr wird die Mg-Bi-Verbindung zuverlässig während des Löterwärmens aufgelöst, unter Erzeugung von metallischem Bi. Weil das erzeugte Bi gleichzeitig auf der Oberfläche konzentriert ist, wird eine gute Lötfähigkeit erhalten.
• Weiterhin wurde die Beziehung zwischen einem Lötschmelzverhalten in flussmittelfreiem Löten und der Lötfähigkeit untersucht, und es war wichtig, ein aktives geschmolzenes Lötmaterial innerhalb einer kurzen Zeitperiode zu erzeugen und eine Ausrundung zu bilden, während die Oxidation in dem flussmittelfreien Löten unterdrückt wird. Weil ein Lötmaterial mit einer geringen Liquidustemperatur und einem kurzen Fest-Flüssig-Koexistenzbereich bevorzugt war, wurde es daher klar, dass ein Lötmaterial mit hohem Si-Gehalt bevorzugt ist, und wiederholte Untersuchungen wurden bei einem Verfahren durchgeführt, zum Unterdrücken der groben Primärphase von Si, die während des Gießens erzeugt wurde, was ein Problem bei dem Lötmaterial mit hohem Si-Gehalt ist.
• Wenn eine Forschung durchgeführt wurde, zur weiteren Verbesserung der Stabilität des flussmittelfreien Lötens wurde nahegelegt, dass die Lötstabilität erhöht wurde durch Verwendung einer geringen Druckreduktion, und eine Lötstabilität, die äquivalent oder besser war wie ein Lötverfahren unter Verwendung eines Fluorid-basierten Flussmittels, konnte erhalten werden. In diesem Fall tritt jedoch ein neues Problem auf, obwohl es nicht so stark ist wie beim Vakuumlöten, dass Zn mit einem hohen Dampfdruck verdampft und die Korrosionsresistenz sich verschlechtert. In einer Al-Lötlage wird ein Al-Opfermaterial, zu dem Zn gegeben wird, plattiert, zum Verhindern, dass das Kernmaterial durch die Opferanodenwirkung korrodiert wird. Wenn die Zn-Verdampfung auftritt, verschlechtert sich daher die Lötresistenz der Lötlage.
• Daher führten diese Erfinder intensive Untersuchungen im Hinblick auf den Erhalt einer hohen Korrosionsresistenz selbst dann, wenn Zn verdampft wird, durch und fanden als Ergebnis, dass die Zn-Verdampfung durch Unterdrückung der Konzentration von Mg auf der Oberfläche eines Teils, das Zn enthält, während des Lötens auf einen bestimmten Wert oder weniger unterdrückt werden kann und dass selbst dann, wenn die Zn-Verdampfung auftritt, die Korrosionsresistenz sich unwahrscheinlich verschlechtert, indem die Komponenten eines Opfermaterials optimiert werden. Demzufolge würde ein Aluminiumlegierungsplattiermaterial für flussmittelfreies Löten, das in der Lage ist, einen stabilen Verbindungszustand an einer Verbindung mit einem offenen Bereich zu erzielen und eine ausgezeichnete Korrosionsresistenz aufweist, erfunden, indem ein Al-Si-Mg-Bi-Lötmaterial kombiniert wurde, worin ein dispergierter Zustand einer Mg-Bi-Verbindung angemessen gesteuert wird.
• Das heißt unter Aluminiumlegierungsplattiermaterialien gemäß dieser Erfindung ist ein erster Aspekt ein Aluminiumlegierungsplattiermaterial, enthaltend: ein Opfermaterial, das auf einer Oberfläche eines Kernmaterials angeordnet ist, und ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial, das auf der anderen Oberfläche des Kernmaterials angeordnet ist, als Massen% enthält: Si: 6,0% bis 14,0%, Mg:0,05% bis 1,5%, Bi: 0,05% bis 0,25%, Sr: 0,0001% bis 0,1% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen, und eine Beziehung von (Bi + Mg) x Sr ≤ 0,1 in Mengen von Elemente als Massen% erfüllt,
  worin Mg-Bi-basierte Verbindungen, die in dem Al-Si-Mg-Bi-basierten Lötmaterial enthalten sind und einen Durchmesser von 0,1 µm oder mehr und weniger als 5,0 µm als Äquivalenzkreisdurchmesser haben, eine Zahl von mehr als 30 pro 10.000 µm² Sichtfeld haben und die Mg-Bi-basierten Verbindungen mit einem Durchmesser von 5,0 µm oder mehr eine Zahl von weniger als 2 pro 10.000 µm² Sichtfeld haben, wenn in einer Oberflächenschichtebenen-Richtung vor dem Löten beobachtet wird,
  wobei das Kernmaterial als Massen% enthält: Mn: 1,0% bis 1,7%, Si: 0,2% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5%, Cu: 0,08% bis 1,0%, Mg: 0,1% bis 0,7% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen, und
  das Opfermaterial als Massen% enthält: Zn: 0,5% bis 6,0% und Mg, bei dem der Gehalt auf 0,1% oder weniger begrenzt ist und eine Mg-Konzentration auf einer Oberfläche des Lötmaterials nach dem Löten 0,15% oder weniger ist.
• In einer Erfindung eines AluminiumlegierungsPlattiermaterials eines anderen Aspektes enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Kernmaterial weiterhin: Mg: 0,1% bis 0,7%.
• In einer Erfindung eines AluminiumlegierungsPlattiermaterials eines anderen Aspektes enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Kernmaterial weiterhin: Ti: 0,05% bis 0,3%.
• In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials gemäß einem anderen Aspekt ist in der Erfindung des obigen Aspekts von natürlichen Potentialen eines untersten Bereiches des Opfermaterials und eines zentralen Bereiches des Kernmaterials nach dem Löten das natürliche Potential des untersten Bereiches des Opfermaterials niedriger, ein Unterschied zwischen den natürlichen Potentialen ist im Bereich von 120 bis 280 mV und ein Potentialunterschied zwischen einer äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials ist 50 mV oder weniger.
• In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials gemäß einem anderen Aspekt enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Opfermaterial weiterhin als Massen% ein oder zwei oder mehrere von Si: 0,2% bis 0,8%, Cr: 0,05% bis 0,5% und Ti: 0,05% bis 0,3%.
• Nachfolgend wird der Inhalt, der durch diese Erfindung spezifiziert ist, zusammen mit den Wirkungen davon beschrieben.
• Alle Komponenten, die unten beschrieben sind, werden in Massen% dargestellt.
• <Lötmaterial>
• Si: 6, 0% bis 14,0%
  Si wird zugegeben, zur Bildung eines geschmolzenen Lötmaterials während des Lötens und zur Bildung einer Ausrundung an einer Verbindung. Bei dem flussmittelfreien Löten an einem offenen Bereich ist es wichtig, ein aktives geschmolzenes Lötmaterial innerhalb einer kurzen Zeitperiode zu erzeugen und eine Ausrundung zu bilden, während die Oxidation unterdrückt wird. Daher ist ein Lötmaterial mit einer geringen Liquidustemperatur und einem kurzen Fest-Flüssig-Koexistenzbereich bevorzugt. Wenn der Si-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, erhöht sich die Zeit zum Erzeugen des geschmolzenen Lötmaterials, und das geschmolzene Lötmaterial ist unzureichend. Wenn auf der anderen Seite der Si-Gehalt die obere Grenze übersteigt, erhöht sich die Zeit zur Erzeugung des geschmolzenen Lötmaterials ebenfalls, und ein Material wird hart und spröde, wodurch es schwierig wird, das Material herzustellen. Daher wird der S-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt.
• Aus dem gleichen Grund ist es erwünscht, dass der Si-Gehalt auf 9,0% bei der unteren Grenze und 13,0% bei der oberen Grenze eingestellt wird.
• Mg: 0,05% bis 1,5%
  Mg wird zugegeben zum Reduzieren und Zersetzen eines Al-Oxidfilmes (Al₂O₃). Wenn der Mg-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Mg-Gehalt die obere Grenze übersteigt, reagiert Mg mit Sauerstoff in einer Lötatmosphäre und erzeugt MgO, das die Verbindung beeinträchtigt, und das Material wird hart und spröde, wodurch es schwierig wird, das Material herzustellen. Daher wird der Mg-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt.
• Aus dem gleichen Grund wird der Mg-Gehalt wünschenswert auf 0,1% bei der unteren Grenze und 1,2% bei der oberen Grenze eingestellt und mehr wünschenswert auf 0,2% bei der unteren Grenze und 1,0% bei der oberen Grenze.
• Bi: 0,05% bis 0,25%
  Bi wird zugegeben, um die Oxidation während des Lötens durch Konzentration an der Oberfläche des Materials in einem Lötvorgang mit zunehmender Temperatur zu unterdrücken, und die Verbindungsfähigkeit bei dem offenen Bereich durch Reduktion der Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmaterials zu verbessern. Wenn der Bi-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Bi-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird nicht nur die Wirkung gesättigt, sondern ebenfalls werden Bi-Oxide leicht auf der Materialoberfläche erzeugt, wodurch das Verbinden beeinträchtigt wird. Daher wird der Bi-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass der Bi-Gehalt auf 0,08% an der unteren Grenze und 0,23% an der oberen Grenze eingestellt wird.
• Sr: 0,0001% bis 0,1%
  Sr wird zugegeben, zum Unterdrücken der Erzeugung einer groben Primärphase von Si, die in einem Lötmaterial mit einem hohen Si-Gehalt erzeugt wird. Wenn der Sr-Gehalt geringer als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Sr-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird Sr auf der Oberfläche eines geschmolzenen Metalls während des Gießens oxidiert und die Menge an Schlacken erhöht sich oder grobe Verbindungen werden gebildet und die Gießfähigkeit vermindert sich. Daher wird der Sr-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass der Sr-Gehalt auf 0,0005% als untere Grenze und 0,06% als obere Grenze eingestellt wird.
• Als unvermeidbare Verunreinigung des Lötmaterials kann Fe: 0,3% oder weniger enthalten sein.
• $$\left(\text{Bi}+\text{Mg}\right)\times \text{Sr}\le \mathrm{0,1}$$

  

  Ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial für flussmittelfreies Löten enthält aktives Mg und Bi. Wenn das Al-Si-Mg-Bi-basierte Lötmaterial mit einer bestimmten Menge oder mehr Sr koexistiert, wird eine grobe Bi-Mg-Sr-Verbindung in dem geschmolzenen Metall während des Gießens erzeugt, so dass die Gießfähigkeit sich vermindert. Diese Verbindung wird leichter erzeugt, wenn die Gesamtmenge von Bi und Mg sich erhöht und wenn sich der Sr-Gehalt erhöht.
• $\left(\text{Bi}+\text{Mg}\right)\times \text{Sr}$

  

  zeigt den kritischen Zustand für die Erzeugung dieser groben Bi-Mg-Sr-Verbindung an. Durch Einstellen von $\left(\text{Bi}+\text{Mg}\right)\times \text{Sr}\le \mathrm{0,1}$

  

  wird eine grobe Bi-Mg-Sr-Verbindung nicht erzeugt, selbst wenn Sr zu dem Al-Si-Mg-Bi-basierten Lötmaterial gegeben wird, und die Wirkung zum Unterdrücken der Erzeugung eines Primärphasen-Si, was der ursprüngliche Zweck der Zugabe von Sr ist, kann erhalten werden. Daher wird $\left(\text{Bi}+\text{Mg}\right)\times \text{Sr}$

  

  auf den obigen Bereich eingestellt.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass $\left(\text{Bi}+\text{Mg}\right)\times \text{Sr}\le \mathrm{0,08}$

  

  erfüllt ist.
• Mg-Bi-basierte Verbindungen: Solche mit einem Durchmesser von 0,1 bis weniger als 5,0 µm als Äquivalenzkreisdurchmesser haben eine Zahl von mehr als 20 pro 10.000 µm² Sichtfeld
  Die Dispersion von feinen Mg-Bi-basierten Verbindungen erleichtert die gleichmäßige Konzentration von Bi auf der Materialoberfläche, wenn die Verbindung in dem Lötvorgang mit zunehmender Temperatur schmilzt, und unterdrückt somit die Oxidation des Materials. Selbst wenn Verbindungen mit weniger als 0,1 µm aufgelöst werden, kann die obige Wirkung nicht erhalten werden, weil die aufgelöste Menge unzureichend ist; Verbindungen mit 5,0 µm oder mehr sind schwierig in dem Lötvorgang mit zunehmender Temperatur zu schmelzen und verbleiben als Verbindungen, so dass die obige Wirkung nicht erhalten werden kann. Wenn die Verbindungen eine Zahl von 20 oder weniger pro 10.000 µm² Sichtfeld haben, ist die Zahl der aufgelösten Bereiche unzureichend, und es ist schwierig, dass Bi sich gleichmäßig auf der Materialoberfläche konzentriert. Aus dem gleichen Grund ist die Zahl davon wünschenswert 30 oder mehr und mehr bevorzugt 40 oder mehr.
• Die Zahl der Teilchen der Mg-Bi-basierten Verbindungen wird auf der Oberfläche des Lötmaterials erhalten, indem die Oberfläche des Lötmaterials des erzeugten Materials mit 0,1 µm abrasiven Körnchen spiegelbearbeitet wird, wobei eine vollständig automatische Teilchenanalyse unter Verwendung eines Elektronenstrahlmikroanalysegerätes vom Feldemissionstyp (FE-EPMA) verwendet wird, ein dünner Film von der Oberfläche einer Lötmaterialschicht erzeugt wird, der durch Durchführen von mechanischem Polieren und elektrolytischem Polieren geschnitten wird, zum Messen von feinen Verbindungen mit 1 µm oder weniger, der dünne Film mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet wird und die Zahl der Teilchen der Mg-Bi-basierten Verbindungen mit 0,1 bis 5,0 µm in einem Beobachtungssichtfeld von 10.000 µm² (100 µm Quadrat) in einer Oberflächenrichtung gezählt wird.
• Als Mittel zum feinen und dichten Verteilen der Mg-Bi-basierten Verbindungen kann die Einstellung erzielt werden durch angemessenes Kombinieren während des Gießens, Durchführen des Gießens bei einer hohen Kühlrate von einer hohen Temperatur des geschmolzenen Metalls, (grobe Kristallisierung der Mg-Bi-Verbindungen wird unterdrückt, feste Lösung von Mg und Bi während des Gießens wird gefördert, und Mg und Bi werden in einem gewünschten Zustand durch anschließende Wärmebehandlungen dispergiert), wobei während des Heißwalzens eine große Gesamtreduktionsrate eines bestimmten Niveaus oder mehr durchgeführt wird (Raffinierung und Erhöhung der Zahldichte werden erzielt durch Fördern der Zerstoßung von kristallisierten Produkten), eine lange Walzzeit in einem hohen Temperaturbereich durchgeführt wird (dynamisches Ausfällen während des Heißwalzens wird gefördert), eine Heißwalzendtemperatur reduziert und die anschließende Kühlrate erhöht wird (grobe Ausfällung aufgrund des langsamen Kühlens wird unterdrückt) und dergleichen.
• Mg-Bi-basierte Verbindungen: Solche mit einem Durchmesser von 5,0 µm oder mehr als Äquivalenzkreisdurchmesser haben eine Zahl von weniger als 2 pro 10.000 µm² Sichtfeld
  Grobe Mg-Bi-basierte Verbindungen sind während des Lötvorgangs mit zunehmender Temperatur schwierig zu schmelzen, Bi ist schwierig auf der Materialoberfläche gleichmäßig zu konzentrieren und die Erzeugung von groben Verbindungen reduziert die Erzeugung von feinen Mg-Bi-Verbindungen mit weniger als 5,0 µm. Daher muss die Zahl davon weniger als ein bestimmter Wert sein.
• Die Zahl der Teilchen der Mg-Bi-basierten Verbindungen auf der Oberfläche des Lötmaterials wird erhalten durch vollständig automatische Teilchenanalyse durch FE-EPMA wie oben beschrieben. Als Mittel zur Unterdrückung der Erzeugung von groben Mg-Bi-basierten Verbindungen kann die Einstellung erzielt werden durch angemessenes Steuern der oben erwähnten Gießbedingungen und Heißwalzbedingungen.
• Zum Beispiel kann die Einstellung durch angemessenes Kombinieren während des Gießens, Durchführen des Gießens bei einer hohen Kühlrate von einer hohen Temperatur des geschmolzenen Metalls (grobe Kristallisierung der Mg-Bi-Verbindungen wird unterdrückt) während des Heißwalzens, durch Anwendung einer großen Gesamtreduktionsrate eines bestimmten Niveaus oder mehr (Raffinierung wird erzielt durch Fördern des Zerstoßens von kristallisierten Produkten), Reduzieren einer Heißwalzendtemperatur und Erhöhung der anschließenden Kühlrate (grobes Ausfällen aufgrund der langsamen Kühlung wird unterdrückt) und dergleichen erzielt werden.
• Opfermaterial
• Zn: 0,5% bis 6,0%
  Zn wird nach Bedarf zugegeben, unter Entfaltung einer Opfer-Antikorrosionswirkung, indem das natürliche Potential des Materials niedriger gemacht wird als das der anderen Teile, und zum Verbessern der Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials. Wenn der Zn-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Zn-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird das Potential zu niedrig, die Korrosionsverbrauchsrate des Opfermaterials erhöht sich und die Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials wird durch den Verlust des Opfermaterials bei einer frühen Stufe reduziert.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,7% und die obere Grenze davon auf 5,7% eingestellt wird.
• Mg-Gehalt ist 0,1% oder weniger
  Mg hat einen hohen Dampfdruck und reduziert und zersetzt den Al-Oxidfilm weiterhin. Daher wird, je größer die Menge an Mg ist, umso leichter der Oxidfilm auf der Materialoberfläche während des Lötens zerstört. Wenn Zn unter dem zerstörten Oxidfilm vorhanden ist, verdampft Zn von den Zwischenräumen des zerstörten Oxidfilmes. In einer Umgebung, bei der die Zn-Verdampfung auftreten kann, wird daher die Menge an zu einer Zn-haltigen Schicht zugegebenem Mg auf einen bestimmten Wert oder weniger eingestellt, wodurch die Verdampfung von Zn aufgrund der Verdampfung von Mg und die Zerstörung des Oxidfilmes unterdrückt werden kann.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass der Mg-Gehalt auf 0,05% oder weniger eingestellt wird.
• Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials nach Löten ist 0,15% oder weniger
  Mg hat einen hohen Dampfdruck und reduziert und zersetzt weiterhin den Al-Oxidfilm. Je größer die Menge an Mg ist, umso leichter wird daher der Oxidfilm auf der Materialoberfläche während des Lötens zerstört. Wenn Zn unter dem zerstörten Oxidfilm vorhanden ist, verdampft Zn von den Zwischenräumen des zerstörten Oxidfilmes. Wenn die Menge an Mg, die auf der Oberfläche des Opfermaterials vorhanden ist, während des Lötens sich erhöht, verdampft Zn konstant. Als Ergebnis erhöht sich die Menge an verdampftem Zn. Bei dem Plattiermaterial diffundiert selbst dann, wenn die Menge an zu dem Opfermaterial zugegebenem Mg unzureichend ist, Mg von anderen Schichten wie dem Kernmaterial. Daher ist ein Materialdesign, das die Diffusion während des Lötens berücksichtigt, erforderlich. Je höher die Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials nach dem Löten ist, umso höher ist die Menge an Mg, das auf der Oberfläche des Opfermaterials während des Lötens vorhanden ist und umso größer ist die Menge an verdampftem Zn. Daher ist die Menge an Mg auf der Oberfläche des Opfermaterials nach Löten das Kriterium für die Leichtigkeit der Zn-Verdampfung, und indem die Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials nach dem Löten auf einen bestimmten Wert oder weniger eingestellt wird, kann die Verdampfung von Zn aufgrund der Verdampfung von Mg und Zerstörung des Oxidfilmes unterdrückt werden.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die Mg-Konzentration auf 0,1% oder weniger eingestellt wird.
• Si: 0,2% bis 0,8%
  Si wird nach Bedarf zugegeben, zur Verbesserung der Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials durch Ausfällung als einfaches Si oder eine intermetallische Verbindung wie Al-Fe-Si, Al-Mn-Si und Al-N-Si-Fe und Auflösen der Ausgangspunkte für die Korrosion. Wenn der Si-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Si-Gehalt die obere Grenze übersteigt, erhöht sich das Korrosionsverhältnis, und die Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials wird durch den Verlust des Opfermaterials bei einer früheren Stufe reduziert.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,3% und die obere Grenze davon auf 0,7% eingestellt werden.
• Wenn Si nicht positiv zugegeben ist, kann Si als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von 0,05% oder weniger enthalten sein.
• Cr: 0,05% bis 0,5%
  Cr wird nach Bedarf zugegeben, zur Verbesserung der Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials durch Ausfällen als eine Al-Cr-basierte intermetallische Verbindung und Auflösen von Ausgangspunkten der Korrosion oder durch Bildung von dunklen und hellen Punkten der festen Lösung aus Cr und Erzeugung der Form der Korrosion als eine geschichtete Form. Wenn der Cr-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Cr-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird eine große intermetallische Verbindung während des Gießens gebildet, und die Walzfähigkeit vermindert sich.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,1% und die obere Grenze davon auf 0,4% eingestellt werden.
• Wenn Cr nicht positiv zugegeben ist, kann Cr als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von weniger als 0,05% enthalten sein.
• Ti: 0,05% bis 0,3%
  Ti wird nach Wunsch zugegeben, zur Verbesserung der Lochfraskorrosionsresistenz des Plattiermaterials durch Ausfällen als eine Al-Ti-basierte intermetallische Verbindung und Auflösen von Ausgangspunkten der Korrosion oder durch Bildung von dunklen und hellen Bereichen der festen Lösung aus Ti und Erzeugung einer geschichteten Form als Form der Korrosion. Wenn der Ti-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Ti-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird eine große intermetallische Verbindung während des Gießens gebildet, und die Walzfähigkeit vermindert sich.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,07% und die obere Grenze davon auf 0,25% eingestellt wird.
• Wenn Ti nicht positiv zugegeben ist, kann Ti als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von weniger als 0,05% enthalten sein.
• <Kernmaterial>
• Mn: 1,0% bis 1,7%
  Mn wird zugegeben zur Verbesserung der Festigkeit des Materials durch Ausfällen als eine intermetallische Verbindung wie Al-Mn, Al-Mn-Si, Al-Mn-Fe und Al-Mn-Si-Fe. Wenn der Mn-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Mn-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird eine große intermetallische Verbindung (kristallisiertes Produkt) während des Gießens gebildet, und die Walzfähigkeit vermindert sich.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 1,1% und die obere Grenze davon auf 1,6% eingestellt werden. Es ist mehr gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 1,2% eingestellt wird.
• Si: 0,2% bis 1,0%
  Si wird zugegeben, zur Verbesserung der Materialfestigkeit durch Auflösen als feste Lösung und ebenfalls zur Verbesserung der Materialfestigkeit durch Ausfällen als Mg₂Si- oder Al-Mn-Si- und Al-Mn-Si-Fe-intermetallische Verbindungen. Wenn der Si-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Si-Gehalt die obere Grenze übersteigt, vermindert sich der Schmelzpunkt des Materials.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,6% und die obere Grenze davon auf 0,9% eingestellt werden.
• Fe: 0,1% bis 0,5%
  Fe wird zugegeben, zur Verbesserung der Materialfestigkeit durch Ausfällung als intermetallische Verbindung wie Al-Mn-Fe und Al-Mn-Si-Fe. Wenn der Fe-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Fe-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird eine große intermetallische Verbindung während des Gießens gebildet und die Walzfähigkeit vermindert sich.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze auf 0,12% und die obere Grenze davon auf 0,4% eingestellt werden.
• Cu: 0,08% bis 1,0%
  Cu wird zur Verbesserung der Materialfestigkeit durch Auflösung als feste Lösung zugegeben. Wenn der Cu-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Cu-Gehalt die obere Grenze übersteigt, vermindert sich die Korrosionsresistenz.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,10% und die obere Grenze davon auf 0,6% eingestellt werden. Es ist mehr wünschenswert, dass die untere Grenze deshalb auf 0,15% eingestellt ist.
• Mg: 0,1% bis 0,7%
  Mg verbessert die Materialfestigkeit durch Ausfällung als Verbindungen mit Si und dergleichen und verbessert die Verbindungsfähigkeit durch Diffusion auf der Oberfläche des Lötmaterials und Reduktion und Zersetzung des Oxidfilmes (Al₂O₃), so dass Mg nach Bedarf zugegeben wird. Wenn der Mg-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Mg-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird das Material so hart, dass es schwierig wird, das Material herzustellen.
• Aus dem gleichen Grund ist es wünschenswert, dass die untere Grenze davon auf 0,2% und die obere Grenze davon auf 0,65% eingestellt werden.
• Wenn Mg nicht positiv enthalten ist, kann Mg als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von 0,05% oder weniger enthalten sein.
• Ti: 0,05% bis 0,3%
  Ti wird nach Wunsch zugegeben zur Verbesserung der Lochfraskorrosionsresistenz eines Plattiermaterials durch Ausfällen als eine Al-Ti-basierte intermetallische Verbindung und Auflösen von Startpunkten der Korrosion oder durch Bilden von dunklen und hellen Bereichen einer festen Lösung von Ti und Erzeugung einer geschichteten Form als Form der Korrosion, so dass Ti nach Wunsch zugegeben wird. Wenn der Ti-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Ti-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird eine große intermetallische Verbindung während des Gießens gebildet, und die Walzfähigkeit vermindert sich.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,07% und die obere Grenze davon auf 0,25% eingestellt wird.
• Wenn Ti nicht positiv zugegeben wird, kann Ti als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von weniger als 0,05% enthalten sein.
• Unterschied des natürlichen Potentials zwischen dem untersten Bereich des Opfermaterials nach dem Löten und dem zentralen Bereich des Kernmaterials ist im Bereich von 70 bis 280 mV (Unterster Bereich des Opfermaterials ist geringer)
  Der Unterschied des natürlichen Potentials zwischen dem untersten Bereich des Opfermaterials und dem zentralen Bereich des Kernmaterials ist das Kriterium für das Ausmaß des Opferns des Kernmaterials durch das Opfermaterial. Wenn der Unterschied weniger als die untere Grenze ist, ist der Potentialunterschied unzureichend, es kann die Korrosion des Kernmaterials nicht verhindert werden und die Korrosion läuft in einer Richtung zum Kernmaterial ab. Wenn der Unterschied die obere Grenze übersteigt, tritt eine Überkorrosion auf, was zu einer Alkalikorrosion führt. Daher ist es gewünscht, den natürlichen Potentialunterschied einzustellen.
• Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 120 mV und die obere Grenze davon auf 250 mV eingestellt werden.
• Potentialunterschied zwischen der äußersten Oberfläche und dem niedrigsten Bereich des Opfermaterials ist 50 mV oder weniger
  Eine normale Potentialverteilung ist die geringste an der Oberfläche des Opfermaterials in dem Opfermaterial und erhöht sich in Richtung zum Kernmaterial. Weil die äußerste Oberfläche und der unterste Bereich des Opfermaterials miteinander koinzidieren, ist der Potentialunterschied in diesem Fall zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials null. Daher bedeutet der Potentialunterschied zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials die Magnitude des Umkehrpotentialgradienten in dem Opfermaterial. Durch Verursachung des Potentialunterschiedes auf 50 mV oder weniger, kann eine gute Korrosionsresistenz erhalten werden.
• Zum Vermindern des Potentialunterschiedes zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials ist es notwendig, die Zn-Verdampfung zu unterdrücken oder Opfermaterialkomponenten anzugeben, mit denen das Potential sich nicht stark verändert, selbst wenn Zn verdampft. Wie oben beschrieben, wird die Unterdrückung der Zn-Verdampfung durch Einstellen der Menge von zu dem Opfermaterial gegebenem Mg auf einen bestimmten Wert oder weniger erzielt oder durch Vermindern der Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials nach dem Löten.
• Für den Erhalt eines Opfermaterials, dessen Potential sich nicht stark verändert, selbst wenn Zn verdampft, sind auf der anderen Seite die Komponenten, die das Opfermaterial konstituieren, wichtig. Das heißt andere Elemente werden zu dem Opfermaterial zusammen mit Zn gegeben, das normalerweise das Potential erniedrigt. Wenn andere Elemente ausgeschlossen werden, wird das Potential vermindert durch die Addition von Zn, aber nach Addition von Zn im gewissen Ausmaß wird die Reduktion im Potential verlangsamt (die Wirkung der Menge von Zn auf das Potential wird gesättigt). Durch Verursachen, dass das Opfermaterial eine Al-Zn-Legierung ist und durch Einstellen der Zn-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials auf einen bestimmten Wert oder mehr, kann der Potentialunterschied zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials reduziert werden, selbst wenn dann, wenn die Zn-Verdampfung auftritt.
• Unter den anderen Komponenten ist, selbst wenn Si, Cr, Ti und dergleichen, die kaum die Reduktion des Potentials aufgrund von Zn beeinflussen, zugegeben werden, die nachteilige Wirkung bei der obigen Wirkung unzureichend.
• Wenn der Potentialunterschied zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials mehr als 50 mV ist, ist die Oberfläche des Opfermaterials höher als der unterste Bereich, und die Oberfläche des Opfermaterials verbleibt geschmolzen und die Korrosion läuft ab. Demzufolge funktioniert das Opfermaterial nicht effektiv, und die Korrosion erreicht das Opfermaterial bei einer frühen Stufe, was zu einer Reduktion der Korrosionsresistenz des Plattiermaterials führt. Aus diesem Grund ist es gewünscht, den Potentialunterschied zwischen der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials auf 50 mV oder weniger einzustellen.
• Aus dem gleichen Grund ist der Potentialunterschied bevorzugt auf 40 mV oder weniger und mehr bevorzugt 25 mV oder weniger eingestellt.
• Aluminiumlegierungen des Kernmaterials, Lötmaterial und Opfermaterial dieser Erfindung enthalten zusätzlich unvermeidbare Verunreinigungen. Beispielsweise kann das Opfermaterial Fe oder Mn als unvermeidbare Verunreinigungen enthalten.
• Gemäß dieser Erfindung ist ein stabiles Löten bei dem flussmittelfreien Löten möglich, und nach dem Löten kann eine Wirkung für den Erhalt einer hohen Festigkeit und ausgezeichneten Korrosionsresistenzgehalten erhalten werden.
• Figurenliste
• 1 ist eine Ansicht, die eine Lötlage für das flussmittelfreie Löten gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt.
• 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Aluminiumwärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt.
• 3 ist eine Ansicht, die ein Lötauswertungsmodell in einem Beispiel dieser Erfindung zeigt.
• 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Potentialunterschieden zwischen einer äußersten Oberfläche und einem untersten Bereich eines Opfermaterials und einem zentralen Bereich eines Kernmaterials in einem Beispiel dieser Erfindung zeigt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben.
• Eine Aluminiumlegierung wird geschmolzen, zum Einstellen der Zusammensetzung dieser Erfindung. Das Schmelzen kann durch ein semi-kontinuierliches Gießverfahren hergestellt werden.
• In diesem Ausführungsbeispiel werden zum Dispergieren einer feinen Mg-Bi-Verbindung zu der Zeit vor dem Löten Mg und Bi in einem Barren als feste Lösung durch Durchführen des Gießens bei einer hohen Kühlrate von einer hohen geschmolzenen Metalltemperatur während des Gießens des Lötmaterials aufgelöst.
• Spezifisch kann die feste Löslichkeit von Mg und Bi erhöht werden durch Einstellen der Temperatur des geschmolzenen Metalls auf 700°C oder mehr.
• Der erhaltene Aluminiumlegierungsbarren wird einer Homogenisierungsbehandlung unter bestimmten Bedingungen unterworfen. Wenn die Homogenisierungsbehandlungstemperatur niedrig ist, wird eine grobe Mg-Bi-Verbindung ausgefällt, und es ist schwierig, den verteilten Zustand der Mg-Bi-Verbindung dieser Erfindung zu dem Zeitpunkt vor dem Löten zu erhalten. Daher ist es gewünscht, die Behandlung bei einer Behandlungstemperatur von 400°C oder mehr für 1 bis 10 Stunden durchzuführen.
• Dann wird das Lötmaterial mit dem Kernmaterial und dem Opfermaterial verbunden und einem Heißplattierwalzen unterworfen. Zu dieser Zeit werden in dieser Erfindung die Mg-Bi-Verbindung auf eine bestimmte Größe und Zahldichte durch Steuern einer Walzzeit bei einer bestimmten Temperatur während des Heißwalzens, einer äquivalenten Belastung von Beginn bis zum Ende des Heißwalzens, einer Heißwalz-Endtemperatur und einer Kühlrate nach dem Heißwalzen eingestellt.
• Durch Erfüllen der Walzzeit in einem bestimmten Temperaturbereich während des Heißwalzens wird das Ausfällen der Mg-Bi-Verbindung mit einer bestimmten Größe, die in dieser Erfindung definiert ist, in einer Umgebung gefördert, bei der eine dynamische Belastung auferlegt wird. Spezifisch wird die Ausfällung der feinen Mg-Bi-Verbindung gefördert durch Einstellen der Walzzeit, während der die Materialtemperatur während des Heißwalzens zwischen 400 und 500°C ist, auf 10 Minuten oder mehr.
• Durch Steuern der äquivalenten Belastung von Beginn bis zum Ende des Heißwalzens kann ein grobes Mg-Bi-kristallisiertes Produkt, das während des Gießens erzeugt ist, zerstoßen und raffiniert werden und die Zahldichte davon kann erhöht werden. Insbesondere wird das Mg-Bi-kristallisierte Produkt ausreichend raffiniert durch Einstellen einer Plattendicke und einer Enddicke, so dass die äquivalente Belastung ε, dargestellt durch die Formel (1) ε>5,0 erfüllt ist, wodurch die Zahldichte erhöht wird: $$\mathrm{\epsilon =}\left(2\text{/}\surd \text{3}\right)\text{ln}\left({\text{t}}_0/\text{t}\right)$$

  
• t₀: Heißwalzstartdicke (Plattendicke)
• t: Heißwalzenddicke
• Wenn die Heißwalz-Endtemperatur hoch ist und ein Zustand ohne dynamische Belastung aufrechterhalten wird oder wenn die Kühlrate nach dem Heißwalzen gering ist, wird eine grobere Mg-Bi-Verbindung als sie durch diese Erfindung gewünscht ist, bei Korngrenzen und dergleichen ausgefällt. Durch Sicherstellen einer Kühlrate mit einem bestimmten Wert oder mehr durch Vermindern der Heißwalz-Endtemperatur auf eine bestimmte Temperatur wird die Ausfällung einer groben Mg-Bi-Verbindung unterdrückt. Spezifisch wird die Ausfällung einer groben Mg-Bi-Verbindung unterdrückt durch Einstellen der Heißwalz-Endtemperatur auf 250 bis 350°C und Steuern der Kühlrate von der Endtemperatur auf 200°C, so dass sie schneller ist als -20°C/h.
• Durch Kaltwalzen oder dergleichen wird danach ein Aluminiumlegierungsplattiermaterial 1 dieser Erfindung, worin ein Lötmaterial 3 auf einer Oberfläche eines Kernmaterials 2 und ein Opfermaterial 4 auf der anderen Oberfläche des Kernmaterials 2 angeordnet ist, wie in 1 erläutert, erhalten.
• Bei dem Kaltwalzen kann beispielsweise das Kaltwalzen mit einer gesamten Reduktionsrate von 75% oder mehr durchgeführt werden, die Verarbeitungsvergütung kann bei einer Temperatur von 200 bis 450°C durchgeführt werden, und dann kann ein endgültiges Walzen mit einer Reduktionsrate von 40% durchgeführt werden. Beim Kaltwalzen wird die Mg-Bi-Verbindung weniger wahrscheinlich zerstoßen und weicht von der Größe und Zahldichte, wie durch diese Erfindung beabsichtigt, nicht ab, so dass die Bedingungen nicht besonders beschränkt sind. Weiterhin muss eine Verfahrensvergütung nicht durchgeführt werden oder ein H2n-Grad, der durch Endvergüten erzielt ist, kann angewandt werden.
• Das Aluminiumlegierungsplattiermaterial 1 aus der Lötlage, erhalten in dem obigen Verfahren, wird einem Löten als Zusammenbau unterworfen, der mit anderen Bestandteilsmitgliedern 10 (Finne, Rohr, Seitenplatte und dergleichen, wie in 1 erläutert ist) als Bestandteilsmitglieder des Wärmetauschers kombiniert ist.
• Der Zusammenbau wird in einem Wärmeofen mit einer nichtoxidierenden Atmosphäre unter normalem Druck angeordnet. Ein nicht-oxidierendes Gas kann unter Verwendung eines Inertgases wie Stickstoffgas, Argongas, eines reduzierenden Gases wie Wasserstoff oder Ammoniak oder eines gemischten Gases daraus konstituiert sein. Obwohl der Druck der Atmosphäre in einem Lötofen grundsätzlich der normale Druck ist, kann beispielsweise zur Verbesserung einer Gasersatzeffizienz im Inneren eines Produktes ein mittleres bis niedriges Vakuum von etwa 100 kPa bis 0,1 Pa in einem Temperaturbereich vor dem Schmelzen des Lötmaterials angewandt werden, oder ein positiver Druck von 5 bis 100 Pa von dem atmosphärischen Druck kann verwendet werden, zum Unterdrücken der Infiltration von Außenluft (Atmosphäre) in dem Ofen.
• Der Wärmeofen muss keinen abgedichteten Raum haben und kann ein Tunneltyp mit einem Eintrageanschluss und Austrageanschluss für das Lötmaterial sein. Selbst in einem solchen Wärmeofen werden nicht-oxidierende Eigenschaften aufrechterhalten, indem kontinuierlich Inertgas in den Ofen eingeblasen wird. Die nicht-oxidierende Atmosphäre hat wünschenswert eine Sauerstoffkonzentration von 50 ppm oder weniger als Volumenverhältnis.
• In der obigen Atmosphäre wird beispielsweise das Erwärmen bei einer Temperaturerhöhungsrate von 10 bis 200°C/min durchgeführt, und die Lötverbindung wird unter Wärmebehandlungsbedingungen durchgeführt, wobei eine Erreichungstemperatur des Zusammenbaus 559°C bis 630°C ist.
• Unter den Lötbedingungen wird die Lötzeit verkürzt, wenn die Temperaturerhöhungsrate erhöht wird, so dass das Wachstum eines Oxidfilmes auf einer Materialoberfläche unterdrückt und die Lötfähigkeit verbessert wird. Löten ist möglich, wenn die Erreichungstemperatur gleich oder höher ist als zumindest die Solidustemperatur des Lötmaterials. Jedoch erhöht sich die Menge des Lötmaterials, das fließt, wenn die Temperatur die Liquidustemperatur erreicht, und ein guter Verbindungszustand wird leicht bei einer Verbindung mit einem offenen Bereich erhalten. Wenn die Temperatur zu hoch ist, neigt eine Löterosion dazu, abzulaufen, und die strukturelle Dimensionsgenauigkeit des Zusammenbaus nach Löten vermindert sich, was nicht bevorzugt ist.
• 2 erläutert einen Aluminiumwärmetauscher 5, worin Finnen 6 gebildet sind, wobei das Aluminiumlegierungsplattiermaterial 1 verwendet wird, und ein Rohr 7 aus einer Aluminiumlegierung wird als Lötzielmaterial verwendet. Die Finne 6 und das Rohr 7 werden mit einem Verstärkungsteil 8 und einer Kopfplatte 9 zusammengebaut, unter Erhalt des Aluminiumwärmetauschers 5 für ein Fahrzeug oder dergleichen durch flussmittelfreies Löten.
• BEISPIEL 1
• Verschiedene Lötlagen mit den Zusammensetzungen gemäß den Tabellen 1 und 2 und den Tabellen 4 und 5 (Rest besteht aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen) wurden zu heiß gewalzten Lagen unter den Gussbedingungen, Homogenisierbedingungen (Lötmaterial) und Heißwalzbedingungen gemäß Tabelle 7 hergestellt. Zusätzlich zeigt „-“ in der Komponente an, dass der Gehalt 0 ist oder dass die Menge eine unvermeidbare Verunreinigung ist.
• Danach wurden kaltgewalzte Lagen mit einer Dicke von 0,30 mm und mit einem H14-Äquivalentgrad durch Kaltwalzen, einschließlich Verfahrensvergütung, erzeugt. Das Plattierverhältnis einer jeden Schicht war 10% für das Opfermaterial und 8% für das Lötmaterial. Als Lötzielteil wurde darüber hinaus eine gewellte Finne aus einem blanken Aluminiummaterial (0,06 mm Dicke) einer JIS A3003-Legierung und H14 hergestellt.
• Ein Rohr mit einer Breite von 25 mm wurde unter Verwendung des Aluminiumlegierungsplattiermaterials hergestellt, und das Rohr und die gewellte Finne wurden kombiniert, so dass das Rohrlötmaterial und die gewellte Finne miteinander im Kontakt sind, unter Erzeugung eines Kerns mit einem 15-stufigen Rohr und einer Länge von 300 mm als Lötauswertungsmodell. Der Kern wurde auf 600°C in einem Lötofen in einer Stickstoffatmosphäre (Vakuum 100 kPa, Sauerstoffgehalt 30 ppm) erwärmt und der Lötzustand wurde ausgewertet. Eine Wärmeinputmenge während der Temperaturerhöhung von Raumtemperatur auf 550°C (Integral des Produktes des Diffusionskoeffizienten von Zn und Zeit während einer Lötwärmebehandlung) wurde auf 6 × 10^-11 m² eingestellt, eine Wärmeinputmenge bis zur Vollendung des Lötens wurde auf 8 × 10^-10 m² eingestellt und das Kühlen auf Raumtemperatur wurde nach dem Ende des Lötens bei einer Kühlrate von 100°C/min durchgeführt.
• Das Potential nach dem Löten und die Elementkonzentration auf der Oberfläche des Materials werden durch einen Elementdiffusionszustand nach dem Löten beeinflusst. Der Elementdiffusionszustand wird bestimmt durch die Wärmeinputmenge, wenn die Materialspezifizierungen (zugegebene Komponenten vor dem Löten und Mengen davon) bestimmt werden. Daher wird die Wärmeinputmenge spezifiziert. Die Wärmeinputmenge ist ein Parameter, der die Leichtigkeit der Elementdiffusion anzeigt und wird hierin als Integration des Produktes des Diffusionskoeffizienten von Zn und der Zeit ausgedrückt. Der Diffusionskoeffizient wird durch die folgende Formel erhalten. $$\begin{array}{l}\text{Diffusionskoeffizient = Frequenzfaktor }\times \text{ EXP}\\ (-\text{Aktivierungsenergie }/(\text{Gaskonstante }\times \text{ Temperatur},\\ \text{ausgedrückt in absoluter Temperatur}))\end{array}$$

  

  Frequenzfaktor: $\mathrm{1,77}\times 10-5\left({\text{m}}^{\text{2}}\text{/s}\right)$

  

  
  Aktivierungsenergie: 118 (kJ/mol)
• Die Wärmeinputmenge bis zur Vollendung des Lötens wird berechnet durch die Wärmeinputmenge des vollständigen Lötvorgangs, bis Raumtemperatur erreicht wird und durch Kühlen, nachdem die Löttemperatur erreicht ist, erreicht.
• Darüber hinaus sind die Lötbedingungen, einschließlich die Wärmeinputmenge, nicht auf die obigen Bedingungen in dieser Erfindung beschränkt, und die obigen Bedingungen können als Messbedingungen für die Auswertung des Plattiermaterials vor dem Löten verwendet werden.
• Die Lötbedingungen sind nicht auf die obigen beschränkt.
• Für jede Probe bei den Beispielen wurde die folgende Auswertung durchgeführt, und die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 3 und 6 gezeigt.
• Lötfähigkeit
• o Verbindungsverhältnis
• Ein Verbindungsverhältnis wurde durch die folgende Formel erhalten, und die Überlegenheit und die Unterlegenheit zwischen den Proben wurden bewertet. $$\begin{array}{l}\text{Finnenverbindungsverhältnis = }(\text{gesamte Lötl}\text{änge von Finne und}\\ \text{Rohr / gesamte Kontaktlänge von Finne und Rohr})\times 100\end{array}$$

  
• Bezüglich des Verbindungsverhältnisses wurden 90% oder mehr mit O bewertet, und weniger als 90% wurden mit X bewertet.
• o Ausrundungslänge
• Eine Probe, die von dem Kern ausgeschnitten war, wurde in einem Harz eingebettet und spiegelpoliert, und eine Ausrundungslänge bei einer Verbindung 13 zwischen einer Finne 11 und einem Rohr 12 wurde unter Verwendung eines optischen Mikroskops wie in 3 gezeigt ist, gemessen. Die Zahl der zu messenden Verbindungen war 20, und der Durchschnitt davon wurde als Ausrundungslänge verwendet, zum Auswerten der Überlegenheit oder Unterlegenheit.
• Bei der Ausrundungslänge wurden 800 µm oder mehr mit A bewertet, 700 µm oder mehr und weniger als 800 µm mit B, 600 µm oder mehr und weniger als 700 µm mit C, 500 µm oder mehr und weniger als 600 µm mit D und weniger als 500 µm mit E.
• o Grobe Primärphasen-Si-Teilchen
• Eine erzeugte Lötlage wurde in ein Harz eingebettet, ein Querschnitt davon parallel zu einer Walzrichtung wurde spiegelpoliert, die Struktur davon wurde mit Barker-Lösung offengelegt und dann mit einem optischen Mikroskop beobachtet, zum Bewerten des Bildungszustandes von grobem Primärphasen-Si in einer Lötmaterialschicht. Die Beobachtung wurde bei einem Sichtfeld von 300 µm bei 10 Punkten durchgeführt.
• Ein Fall, bei dem grobe Si-Teilchen mit einem Äquivalenzkreisdurchmesser von 30 µm oder mehr eine Zahl von weniger als 2 aufwiesen, wurde mit A bewertet, ein Bereich von 2 bis 9 wurde mit B bewertet und ein Fall von 10 oder mehr Teilchen wurde mit C bewertet.
• Festigkeit nach Löten
• Die Lötlage wurde in einem Ofen in einer Tropfenform angeordnet, und eine Lötäquivalenzwärmebehandlung wurde unter den Lötbedingungen durchgeführt. Danach wurde die Probe ausgeschnitten, ein Zugtest bei Raumtemperatur durch ein normales Verfahren auf der Basis von JIS durchgeführt, und eine Zugfestigkeit wurde ausgewertet.
• Bezüglich der Festigkeit nach Löten wurden 190 MPa oder mehr mit A bewertet, 180 MPa oder mehr und weniger als 190 MPa mit B, 145 MPa oder mehr und weniger als 180 MPa mit C und weniger als 145 MPa mit D.
• Korrosionsresistenz
• Die Lötlage wurde in dem Ofen in einer Tropfenform angeordnet und die Lötäquivalenz-Wärmebehandlung wurde unter den Lötbedingungen durchgeführt. Danach wurde die Probe zu einer Größe von 30 mm × 80 mm geschnitten, maskiert mit Ausnahme einer Opfermaterialoberfläche und dann einem Korrosionstest 60 Tage unterworfen. Der Korrosionstest wurde unter Verwendung einer 1%igen wässrigen NaCl-Lösung, die auf pH 3 eingestellt war, als Korrosionslösung durchgeführt, und ein Sprühen für 30 Minuten und Einstellen für 90 Minuten wurden als ein Zyklus des Tests angegeben (der Zyklus, die Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen des Korrosionstests sind gleich wie bei SWAAT).
• Die Korrosionsprodukte wurden von der Probe nach dem Korrosionstest mit Chromsäurephosphat entfernt und die Korrosionstiefe wurde durch Beobachtung des Querschnittes eines maximalen Korrosionsbereiches gemessen.
• Bezüglich der Korrosionsresistenz wurde ein Fall, wenn die Korrosionstiefe innerhalb von 20 µm war, mit A bewertet, und ein Fall, bei dem Korrosionstiefe innerhalb der Opfermaterialschicht war, wurde mit B bewertet. Wenn die Korrosionstiefe die Opfermaterialschicht überstieg und innerhalb der Hälfte der Lagendicke war, wurde dies mit C bewertet. Unter den Testmaterialien, bei denen beim SWAAT für 60 Tage eine Penetration erfolgte, wurde ein Fall, bei dem keine Penetration in 40 Tagen vorlag, aber eine Penetration nach 40 Tagen auftrat, mit D bewertet, und ein Fall, bei dem die Penetration in 40 Tagen auftrat, wurde mit E bewertet.
• Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials nach Löten
  Die Lötäquivalenzwärmebehandlung wurde unter den Lötbedingungen durchgeführt, die Probe nach dem Löten wurde in ein Harz eingebettet und spiegelbearbeitet und die Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials durch EPMA-Analyse in einer Querschnittsrichtung gemessen. Bei dem gemessenen EPMA-Daten wurde die durchschnittliche Mg-Konzentration in einem Bereich von 5 µm von der Oberfläche des Opfermaterials als Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Opfermaterials genommen. Es gibt Fälle, bei denen die Mg-Konzentration als hoch ermittelt wird aufgrund der Erzeugung von MgO auf der Oberfläche des Opfermaterials. Daher wurde die durchschnittliche Mg-Konzentration berechnet, nachdem Daten aufgeschlossen wurden, bei denen 1,0% oder mehr ermittelt werden.
• Andere Auswertungspunkte
• Potentialunterschied zwischen dem untersten Bereich des Opfermaterials und dem zentralen Bereich des Kernmaterials
  Eine Probe für die Polarisierungsmessung wurde von dem Material ausgeschnitten, das der Lötäquivalenzwärmebehandlung unter den obigen Lötbedingungen unterworfen war. Nach Maskieren von anderen Oberflächen als der Messoberfläche wurde die Probe in eine 5%ige NaOH-Lösung, die auf 50°C erwärmt war, 10 Sekunden getaucht, dann 60 Sekunden in eine 30%ige HNO₃-Lösung getaucht und danach mit Leitungswasser oder Ionenaustauschwasser gewaschen. Danach wurde das natürliche Potential (Referenzelektrode ist eine Silber/Silberchloridelektrode) der Probe so wie sie war ohne Trocknen in einer 5%igen wässrigen NaCl-Lösung, die auf pH 3 eingestellt war, bei Raumtemperatur unter Luftfreisetzungsbedingungen für 120 Minuten gemessen. Als natürliches Potential wurde ein Durchschnittswert während 100 bis 120 Minuten erhalten, wo der Wert reguliert war.
• Für den zentralen Bereich des Kernmaterials wurde die obige Messung durchgeführt, nachdem der zentrale Bereich des Kernmaterials einem vorhergehenden Ätzen unter Verwendung von NaOH oder dergleichen ausgesetzt war, und das natürliche Potential davon wurde erhalten.
• Potentialunterschied zwischen äußerster Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials
  Eine Probe zur Polarisierungsmessung wurde aus dem Material geschnitten, mit dem die Lötäquivalenzwärmebehandlung unter den obigen Lötbedingungen durchgeführt war. Nach Maskieren der anderen Oberflächen als der Messoberfläche wurde die Probe 10 Sekunden in eine 5%ige NaOH-Lösung, die auf 50°C erwärmt war, getaucht, dann 60 Sekunden in eine 30%ige HNO₃-Lösung getaucht und danach mit Leitungswasser oder Ionenaustauschwasser gewaschen. Danach wurde das natürliche Potential (Referenzelektrode ist eine Silber/Silberchloridelektrode) der Probe so wie sie war ohne Trocknen in einer wässrigen 5%igen NaCl-Lösung, die auf pH 3 eingestellt war, bei Raumtemperatur unter Luftfreisetzungsbedingungen für 120 Minuten gemessen. Als natürliches Potential wurde ein Durchschnittswert während 100 bis 120 Minuten, wo der Wert reguliert war, erhalten.
• Für den untersten Bereich des Opfermaterials wurde das natürliche Potential davon erhalten durch Durchführen der obigen Messung nach Freilegen von Positionen alle 3 µm von der Oberfläche des Opfermaterials durch vorhergehendes Ätzen unter Verwendung von NaOH oder dergleichen. Nach dem Erhalt einer Potentialverteilung in einer Querschnittsrichtung wurde eine Position, bei der das unterste natürliche Potential erhalten wurde, als unterster Bereich des Opfermaterials bestimmt.
• Die Freisetzung zwischen Potentialunterschieden zwischen der der äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials und dem zentralen Bereich des Kernmaterials ist in einem schematischen Referenzdiagramm von 4 gezeigt.
• [Tabelle 1]

  Proben-Nr.		Zum Lötmaterial gegebene Elemente [Gew.%]				Herstellverfahren	Mg-Bi-Verbindung [/10000 µm2]		(Bi+Mg) × Sr
  		Mg	Si	Bi	Sr		Weniger als 5 µm	5 µm oder mehr
  Beispiel	1	0,05	11,0	0,15	0,0005	E	24	0	0,0001
  	2	0,1	11,0	0,15	0,0005	E	39	0	0,000125
  	3	0,2	11,0	0,15	0,0005	E	41	0	0,000175
  	4	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	5	0,8	11,0	0,20	0,0005	F	35	0	0,0005
  	6	1,2	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000675
  	7	1,2	12,0	0,15	0,05	F	35	0	0,0675
  	8	1,2	12,0	0,15	0,07	F	35	0	0,0945
  	9	1,4	11,0	0,23	0,007	H	44	0	0,01141
  	10	0,5	6,0	0,23	0,008	I	54	0	0,00584
  	11	0,3	9,0	0,20	0,007	B	34	0	0,0035
  	12	0,3	13,0	0,10	0,005	E	38	0	0,002
  	13	0,5	14,0	0,20	0,005	G	55	1	0,0035
  	14	0,3	11,5	0,05	0,005	I	32	0	0,00175
  	15	0,5	11,5	0,08	0,008	F	33	0	0,00464
  	16	0,5	11,5	0,23	0,006	A	40	0	0,00438
  	17	0,5	11,5	0,25	0,006	B	46	0	0,0045
  	18	0,5	12,5	0,15	0,0001	E	38	0	0,000065
  	19	0,5	12,5	0,15	0,0005	F	31	0	0,000325
  	20	0,2	12,5	0,15	0,04	I	33	0	0,014
  	21	0,05	12,5	0,15	0,1	E	22	0	0,02
  	22	0,1	12,5	0,15	0,1	E	35	0	0,025
  	23	0,5	11,5	0,15	0,008	E	37	0	0,0052
  	24	0,5	11,5	0,20	0,006	A	38	0	0,0042
  	25	0,5	11,5	0,20	0,007	D	43	0	0,0049
  	26	0,5	11,5	0,20	0,008	B	33	0	0,0056
  	27	0,5	11,5	0,20	0,01	F	47	0	0,007
  	28	1,2	11,5	0,20	0,01	B	33	0	0,014
  	29	1,2	11,5	0,20	0,009	J	66	1	0,0126
  	30	1,0	11,5	0,20	0,01	A	41	0	0,012
  	31	1,0	11,5	0,20	0,08	B	36	0	0,096
  	32	0,3	11,5	0,20	0,004	I	55	0	0,002
  	33	0,3	11,5	0,15	0,007	E	41	0	0,00315
  	34	0,3	11,5	0,15	0,005	G	33	0	0,00225
  	35	0,3	11,5	0,15	0,01	J	47	0	0,0045
  	36	0,8	11,5	0,15	0,01	I	35	0	0,0095
  	37	0,8	11,5	0,20	0,08	C	38	0	0,08
  	38	0,5	11,5	0,20	0,008	D	44	0	0,0056
  	39	0,5	11,5	0,15	0,01	I	38	0	0,0065
  	40	0,5	11,5	0,15	0,009	J	42	0	0,00585
  	41	0,5	11,5	0,20	0,01	H	43	0	0,007
  	42	0,5	11,5	0,20	0,006	A	41	0	0,0042
  	43	0,5	11,5	0,20	0,0002	J	66	1	0,00014
  	44	0,5	11,5	0,20	0,0002	J	66	1	0,00014
  	45	0,5	11,5	0,20	0,0002	J	66	1	0,00014
  	46	0,5	11,5	0,20	0,0002	J	66	1	0,00014
  	47	0,5	11,5	0,23	0,01	B	47	0	0,0073
  	48	0,5	11,5	0,12	0,01	F	33	0	0,0062
  	49	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	50	0,5	11,5	0,15	0,01	G	36	0	0,0065
  	51	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	52	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	53	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	54	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	55	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	56	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	57	0,5	11,5	0,20	0,008	B	34	0	0,0056
  	58	0,5	11,5	0,15	0,01	G	36	0	0,0065
  	59	0,5	11,5	0,20	0,01	D	44	0	0,007
  	60	0,5	11,5	0,20	0,01	F	49	0	0,007
  	61	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	62	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	63	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	64	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  65	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  66	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  67	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  68	0,3	11,0	0,20	0,02	E	35	0	0,01
  69	0,5	11,5	0,15	0,008	E	37	0	0,0052
  70	0,8	11,5	0,20	0,08	C	38	0	0,08
  71	0,5	11,5	0,15	0,01	G	33	0	0,0065
  72	0,5	11,5	0,20	0,008	C	37	0	0,0056
  73	0,5	11,5	0,20	0,007	H	44	0	0,0049
  74	0,3	11,5	0,20	0,01	A	42	0	0,005

• [Tabelle 2]

  Proben-Nr.		Kernmaterialzusammensetzung [Gew.%]						Kozentration von Mg auf der Oberfläche des Opfermaterials (Gew.%)	Opfermaterialzusammensetzung [Gew.%]
  		Si	Mg	Mn	Cu	Ti	Fe		Zn	Si	Cr	Ti	Mg
  Beispiel	1	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	2	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	3	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	4	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	5	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	6	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	7	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	8	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	9	0,7	0,2	1,2	0,4	0,15	0,2	0,04	3	-	-	-	-
  	10	0,7	0,5	1,2	0,4	0,15	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	11	0,7	0,5	1,2	0,4	0,15	0,2	0,11	1,5	-	-	-	-
  	12	0,7	0,5	1,2	0,4	0,15	0,2	0,11	1,5	-	-	-	-
  	13	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	0,7	-	-	-	-
  	14	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	15	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	3	0,4	-	-	-
  	16	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	3	0,4	-	-	-
  	17	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	3	0,4	-	-	-
  	18	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	0,7	0,4	-	-	-
  	19	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3	0,4	-	-	-
  	20	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	2	-	-	-	-
  	21	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	2	-	-	-	-
  	22	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	2	-	-	-	-
  	23	0,2	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	-	-
  	24	0,6	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3			0,1
  	25	0,9	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	0,1
  	26	1,0	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	0,1	-
  	27	0,75	0,1	1,2	0,6	-	0,2	0,02	2	-	-	0,05	-
  	28	0,75	0,2	1,2	0,6	-	0,2	0,04	2	-	-	0,3	-
  	29	0,75	0,65	1,2	0,6	-	0,2	0,14	3	-	-	-	-
  	30	0,75	0,7	1,2	0,6	-	0,2	0,14	3	-	-	-	-
  	31	0,7	0,5	1,1	0,55	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	32	0,7	0,5	1,2	0,55	-	0,2	0,11	2	-	0,05	-	-
  	33	0,7	0,5	1,6	0,55	-	0,2	0,11	2	-	0,5	-	-
  	34	0,7	0,5	1,7	0,55	-	0,2	0,11	3	-	0,2	-	-
  	35	0,85	0,5	1,2	0,1	-	0,2	0,11	0,5	-	0,2	-	-
  	36	0,85	0,5	1,2	0,15	-	0,2	0,11	0,5	-	0,2	-	-
  	37	0,85	0,5	1,2	1,0	-	0,2	0,11	0,5	-	0,2	-	-
  	38	0,5	0,5	1,2	0,4	-	0,1	0,11	3	-	0,2	-	-
  	39	0,5	0,5	1,2	0,4	-	0,12	0,11	3	0,3	-	-	-
  	40	0,5	0,5	1,2	0,4	-	0,4	0,11	3	0,2	-	-	-
  	41	0,5	-	1,2	0,4	-	0,5	0,11	3	0,1	-	-	-
  	42	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	0,6	-	0,1	-	-
  	43	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	0,1	-	-
  	44	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	45	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,13	3	-	-	-	0,03
  	46	0,7	0,4	1,2	0,4	-	0,2	0,14	6,0	-	-	-	0,1
  	47	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	48	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	49	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	2	0,2	-	-	-
  	50	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	2	0,8	-	-	-
  	51	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,11	2	0,3	-	-	-
  	52	0,7	-	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	0,3	0,2	-	-
  	53	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	0,3	0,2	0,2	-
  	54	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	0,3	0,2	0,2	-
  	55	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	0,3	-	0,2	-
  	56	0,7	0,5	1,2	0,4	0,08	0,2	0,11	2	0,3	0,2	-	-
  	57	0,7	0,5	1,2	0,4	0,08	0,2	0,11	2	0,3	-	-	-
  	58	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	-	-	-	-
  	59	0,75	0,2	1,2	0,6	0,2	0,2	0,04	3	-	-	0,3	-
  	60	0,75	0,2	1,2	0,6	0,2	0,2	0,04	3	-	-	0,3	-
  	61	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	0,5	-	-	-	-
  	62	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	1	-	-	-	-
  	63	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	2	-	-	-	-
  	64	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  65	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	4	-	-	-	-
  66	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	5	-	-	-	-
  67	0,7	0,5	1,2	0,4	0,2	0,2	0,11	6,0	-	-	-	-
  68	0,7	0,2	1,4	0,4	0,2	0,2	0,04	3	-	-	-	-
  69	0,2	-	1,2	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	-	-
  70	0,85	0,5	1,2	1,0	-	0,2	0,11	1	-	0,2	-	-
  71	0,4	0,5	1,2	0,2	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  72	0,5	-	1,0	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	-	-
  73	0,7	-	1,2	0,08	0,15	0,2	0,01	3	-	0,2	-	-
  74	0,1	-	1,4	0,9	0,15	0,2	0,01	3	-	0,2	-	-

• [Tabelle 3]

  Proben-Nr.		Lötfähigkeit			Potentialdifferenz	Potentialunterschied zwischen Oberfläche und dem untersten Bereich (Umkehrpotential)	Korrosionsresistenz	Festigkeit nach dem Löten
  		Verbindungsverhält - nis	Ausrundungslänge	Grobe Si-Teilchen			Korrosionstiefe	[MPa]	Auswertung
  Beispiel	1	O	D	A	240	20	A	182	B
  	2	O	C	A	240	20	A	185	B
  	3	O	B	A	240	20	A	185	B
  	4	O	B	A	240	20	A	187	B
  	5	O	A	A	240	20	A	188	B
  	6	O	C	A	240	20	A	190	B
  	7	O	C	A	240	20	A	190	B
  	8	O	C	B	240	20	A	190	B
  	9	O	D	A	250	15	A	178	C
  	10	O	D	A	240	20	A	187	B
  	11	O	B	A	150	20	B	186	B
  	12	O	B	A	150	20	B	186	B
  	13	O	D	A	100	20	C	187	B
  	14	O	C	A	240	20	A	186	B
  	15	O	B	A	240	20	A	188	B
  	16	O	B	A	240	20	A	188	B
  	17	O	C	A	240	20	A	188	B
  	18	O	B	B	100	20	C	188	B
  	19	O	B	A	240	8	A	166	C
  	20	O	B	A	190	7	A	163	C
  	21	O	D	A	180	10	A	162	C
  	22	O	B	A	180	6	A	162	C
  	23	O	B	A	240	7	A	152	C
  	24	O	B	A	240	9	A	160	C
  	25	O	B	A	240	8	A	172	C
  	26	O	C	A	240	7	A	175	C
  	27	O	A	A	200	10	A	178	C
  	28	O	B	A	200	15	A	186	B
  	29	O	A	A	210	30	B	206	A
  	30	O	B	A	210	35	B	207	A
  	31	O	B	B	220	20	A	193	A
  	32	O	A	A	200	20	A	191	A
  	33	O	B	A	200	20	A	197	A
  	34	O	B	A	220	20	A	199	A
  	35	O	A	A	120	20	B	180	C
  	36	O	B	A	120	20	B	184	B
  	37	O	B	B	80	20	C	201	A
  	38	O	B	A	240	20	A	178	C
  	39	O	B	A	240	20	A	180	B
  	40	O	B	A	240	20	A	181	B
  	41	O	A	A	240	20	A	159	C
  	42	O	B	A	85	20	C	164	C
  	43	O	A	A	250	20	A	164	C
  	44	O	A	A	260	25	A	164	C
  	45	O	A	A	230	30	A	187	B
  	46	O	A	A	220	35	C	182	B
  	47	O	A	A	240	20	A	164	C
  	48	O	B	A	240	20	A	164	C
  	49	O	B	A	210	20	A	165	C
  	50	O	B	A	210	20	A	168	C
  	51	O	B	A	210	20	A	165	C
  	52	O	B	A	210	20	A	165	C
  	53	O	B	A	210	20	A	188	B
  	54	O	B	A	210	20	A	188	B
  	55	O	B	A	210	20	A	188	B
  	56	O	B	A	210	20	A	188	B
  	57	O	B	A	210	20	A	188	B
  	58	O	B	A	210	20	A	187	A
  	59	O	A	A	230	15	A	182	A
  	60	O	A	A	230	15	A	182	A
  	61	O	B	A	80	10	C	187	B
  	62	O	B	A	130	20	B	187	A
  	63	O	B	A	170	20	B	187	A
  	64	O	B	A	240	20	A	187	A
  65	O	B	A	245	20	A	187	A
  66	O	B	A	250	20	A	187	A
  67	O	B	A	270	20	A	187	A
  68	O	B	A	260	15	A	175	A
  69	O	B	A	240	7	A	151	C
  70	O	B	B	80	20	D	210	A
  71	O	C	A	240	20	A	145	C
  72	O	C	A	260	10	A	149	C
  73	O	C	A	260	7	A	152	C
  74	O	C	A	260	9	D	162	C

• [Tabelle 4]

  Proben-Nr.		Zum Lötmaterial gegebene Elemente [Gew.%]				Herstellverfahren	Mg-Bi- Verbindung [/10000 µm2]		(Bi+Mg) × Sr
  		Mg	Si	Bi	Sr		Weniger als 5 µm	5 µm oder mehr
  Vergleichsbeispiel	1	0,02	11,0	0,11	0,0005	B	16	0	0,000065
  	2	1,55	11,0	0,15	0,0005	E	32	0	0,00085
  	3	0,5	5,5	0,23	0,01	A	42	0	0,0073
  	4	1,3	14,5	0,20	0,08	I	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,12
  	5	0,1	11,5	0,03	0,0005	C	24	0	0,000065
  	6	0,5	11,5	0,28	0,01	C	45	1	0,0078
  	7	0,5	12,5	0,15	0,00008	C	42	0	0,000052
  	8	0,5	12,5	0,20	0,15	C	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,105
  	9	0,5	11,5	0,15	0,005	I	36	0	0,00325
  	10	0,5	11,5	0,20	0,006	C	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,0042
  	11	0,3	11,5	0,20	0,005	D	45	0	0,0025
  	12	0,3	11,5	0,20	0,01	B	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,005
  	13	1,2	11,5	0,20	0,08	B	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,112
  	14	1,2	11,5	0,15	0,09	B	Kann nicht hergestellt und nicht ausgewertet werden.		0,1215
  	15	0,3	11,5	0,15	0,01	K	12	3	0,0045
  	16	0,3	11,5	0,15	0,007	N	19	5	0,00315
  	17	0,5	11,5	0,20	0,007	O	16	4	0,0049
  	18	0,5	11,5	0,20	0,01	L	18	7	0,007
  	19	0,5	11,5	0,15	0,008	M	15	6	0,0052
  	20	0,5	11,5	0,15	0,01	K	13	5	0,0065
  	21	1,0	11,5	0,12	0,006	N	18	3	0,00672
  	22	1,6	11,5	0,23	0,007	H	44	0	0,01281
  	23	0,03	11,0	0,15	0,0005	E	23	0	0,00009
  	24	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	25	0,6	11,0	0,15	0,0005	F	35	0	0,000375
  	26	0,5	11,5	0,20	0,008	C	37	0	0,0056
  	27	0,5	11,5	0,20	0,007	H	44	0	0,0049
  	28	0,5	11,5	0,15	0,01	G	33	0	0,0065
  	29	0,3	11,5	0,20	0,01	A	42	0	0,005
  Referenzbeispiel	1	0,5	11,5	0,50	0,0007	C	38	0	0,0007
  	2	0,5	11,5	0,15	0,25	C	40	0	0,1625
  	3	0,3	10,0	0,20	0,01	B	40	0	0,005

• [Tabelle 5]

  Proben-Nr.		Kernmaterialzusammensetzung [Gew.%)						Kozentration von Mg auf der Oberfläche des Opfermaterials (Gew.%)	Opfermaterialzusammensetzung [Gew.%]
  		Si	Mg	Mn	Cu	Ti	Fe		Zn	Si	Cr	Ti	Mg
  Vergleichsbeispiel	1	0,7	0,7	1,2	0,4	-	0,2	0,22	3	-	-	-	0,1
  	2	0,7	0,7	1,2	0,4	-	0,2	0,3	3	-	-	-	0,2
  	3	0,7	0,7	1,2	0,4	-	0,2	0,23	3	-	-	-	0,15
  	4	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	Kann nicht ausgewertet werden.	3	-	-	-	-
  	5	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	6	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	0,06	3	0,5	-	-	0,08
  	7	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	0,5	-	-	-
  	8	0,7	-	1,2	0,4	-	0,2	Kann nicht ausgewertet werden.	3	0,5	-	-	-
  	9	1,2	0,5	1,2	0,2	-	0,2	0,11	3	-	-	0,1	-
  	0,7	0,2	1,8	0,4	-	0,2	0,7	Kann nicht ausgewertet werden.	3	-	0,1	-	-
  	11	0,5	0,3	1,2	0,4	0,15	0,08	0,06	3	-	0,2	-	-
  	12	0,5	0,3	1,2	0,4	0,15	0,7	Kann nicht ausgewertet werden.	3	0,5	-	-	-
  	13	0,7	0,5	1,7	0,4	0,2	0,4		0,2	-	0,1	-	-
  	14	0,7	0,5	1,5	0,4	0,5	0,2		6,0	-	0,1	-	0,03
  	15	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	16	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11 0,11 0,11	3	0,2	-	-	-
  	17	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2		3	-	-	-	-
  	18	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2		3	-	-	-	-
  	19	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	0,4	-	-	-
  	20	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	0,3	-	-	-
  	21	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	0,11	3	0,4	-	-	-
  	22	0,7	0,7	1,2	0,4	-	0,2	0,20	3	-	-	-	0,1
  	23	0,7	0,2	1,2	0,4	-	0,2	0,04	3	-	-	-	-
  	24	0,7	0,5	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	0,4	-	-	-	-
  	25	0,7	0,2	1,2	0,4	0,1	0,2	0,11	7	-	-	-	-
  	26	0,5	-	0,8	0,4	-	0,2	0,01	3	-	-	-	-
  	27	0,7	-	1,2	0,02	0,15	0,2	0,01	3	-	0,2	-	-
  	28	0,15	0,5	1,2	0,2	-	0,2	0,11	3	-	-	-	-
  	29	0,1	-	1,4	1,2	0,15	0,2	0,01	3	-	0,2	-	-
  Referenzbeispiel	1	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2	Kann nicht ausgewertet werden.	3	0,4	-	-	0,02
  	2	0,7	0,5	1,2	0,4	-	0,2		3	0,4	0,1	-	0,09
  	3	0,7	0,5	1,2	1,2	-	0,2		-	-	-	-	0,4

• [Tabelle 6]

  Proben-Nr.		Lötfähigkeit			Potentialdifferenz	Potentialunterschied zwischen Oberfläche und dem untersten Bereich (Umkehrpotential)	Korrosionsresistenz	Festigkeit nach Löten
  		Verbindungsverhält - nis	Ausrundungslänge	Grobe Si-Teilchen			Korrosionstiefe	[MPa]	Auswertung
  Vergleichsbeispiel	1	X	E	A	180	60	E	193	A
  	2	X	E	A	130	80	E	201	A
  	3	O	E	A	185	55	E	196	A
  	4	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	5	O	E	A	240	20	A	185	B
  	6	X	E	A	240	20	A	166	C
  	7	X	E	C	240	20	A	166	C
  	8	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	9	Schlechtes Löten aufgrund der Erzeugung einer signifikanten Erosion.			240	20	A	198	A
  	10	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	11	O	A	A	250	15	A	168	C
  	12	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	13	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	14	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	15	O	E	A	240	20	A	186	B
  	16	O	E	A	240	20	A	187	B
  	17	O	E	A	240	20	A	187	B
  	18	O	E	A	240	20	A	187	B
  	19	O	E	A	240	20	A	188	B
  	20	O	E	A	240	20	A	188	B
  	21	O	E	A	240	20	A	191	B
  	22	X	E	A	230	55	E	197	A
  	23	X	E	A	250	15	A	171	C
  	24	O	C	A	65	20	E	187	B
  	25	O	C	A	300	20	E	174	C
  	26	O	C	A	260	10	A	144	D
  	27	O	C	A	260	7	A	143	D
  	28	O	C	A	240	2	A	140	D
  	29	O	C	A	220	9	E	170	C
  Referenzbeispiel	1	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	2	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
  	3	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.

• [Tabelle 7]

  Proben-Nr.		(Lötmaterial)		Heißwalzbedingungen
  		Gießbedingung	Homogenisierbedingung
  		Temperatur des geschmolzenen Material (°C)	Temperatur und Zeit (°C, h)	Walzzeit zwischen 400°C und 500°C (min)	Äquivalente Belastung ε	EndTemperatur (°C)	Kühlrate (°C/h)
  Zielbereich	A	710	450°C,5h	15	5,7	320	25
  	B	715	450°C,5h	14	5,4	334	21
  	C	715	500°C,2h	10	5,5	355	35
  	D	725	550°C,2h	14	5,5	274	28
  	E	725	400°C,8h	18	5,9	290	38
  	F	735	400°C,8h	22	5,7	252	35
  	G	735	450°C,8h	15	6,1	315	42
  	H	720	450°C,8h	24	5	340	34
  	I	755	500°C,5h	14	6,4	347	52
  	J	745	500°C,5h	30	5	290	32
  Außerhalb des Zielbereiches	K	695	400°C,8h	15	5,3	267	18
  	L	680	380°C,8h	8	5,2	220	12
  	M	715	380°C,8h	22	4,8	337	36
  	N	670	350°C,8h	15	4,6	395	22
  	O	705	350°C8h	7	5,7	322	35

• Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und oben erläutert wurden, ist zu verstehen, dass diese beispielhaft für die Erfindung sind und nicht beschränkend sind. Additionen, Weglassungen, Substitutionen und andere Modifizierungen können durchgeführt werden, ohne vom Umfang oder Rahmen dieser Erfindung abzuweichen. Demzufolge soll diese Erfindung nicht so verstanden werden, dass sie durch die vorgenannte Beschreibung beschränkt wird, und sie wird nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2019124415 [0002]
• JP 2020078187 [0002]
• JP 201450861 [0007]

Claims (5)

1. Aluminiumlegierungsplattiermaterial, enthaltend: ein Opfermaterial, das auf einer Oberfläche eines Kernmaterials angeordnet ist, und ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial, das auf der anderen Oberfläche des Kernmaterials angeordnet ist, das als Massen% enthält: Si: 6,0% bis 14,0%, Mg:0,05% bis 1,5%, Bi: 0,05% bis 0,25%, Sr: 0,0001% bis 0,1% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen, und das eine Beziehung von (Bi + Mg) × Sr ≤ 0,1 in Mengen von Elementen als Massen% erfüllt, worin Mg-Bi-basierte Verbindungen, die in dem Al-Si-Mg-Bi-basierten Lötmaterial enthalten sind und einen Durchmesser von 0,1 µm oder mehr und weniger als 5,0 µm als Äquivalentkreisdurchmesser haben, eine Zahl von mehr als 20 pro 10.000 µm² Sichtfeld haben und die Mg-Bi-basierten Verbindungen mit einem Durchmesser von 5,0 µm oder mehr eine Zahl von weniger als 2 pro 10.000 µm² Sichtfeld haben, wenn in einer Oberflächenschichtebenen-Richtung vor dem Löten beobachtet wird, das Kernmaterial als Massen% enthält: Mn: 1,0% bis 1,7%, Si: 0,2% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5%, Cu: 0,08% bis 1,0% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen, und das Opfermaterial als Massen% enthält: Zn: 0,5% bis 6,0% und Mg, bei dem der Gehalt auf 0,1% oder weniger begrenzt ist, und eine Mg-Konzentration auf einer Oberfläche des Lötmaterials nach dem Löten 0,15% oder weniger ist.
2. Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach Anspruch 1, worin das Kernmaterial weiterhin als Massen% enthält: Mg: 0,1% bis 0,7%.
3. Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach Anspruch 1 oder 2, worin das Kernmaterial weiterhin als Massen% enthält: Ti: 0,05% bis 0,3%.
4. Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin von natürlichen Potentialen eines untersten Bereiches des Opfermaterials und eines zentralen Bereiches des Kernmaterials nach dem Löten das natürliche Potential des untersten Bereiches des Opfermaterials niedriger ist, ein Unterschied zwischen den natürlichen Potentialen in einem Bereich von 70 bis 280 mV ist und ein Potentialunterschied zwischen einer äußersten Oberfläche und dem untersten Bereich des Opfermaterials 50 mV oder weniger ist.
5. Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Opfermaterial weiterhin als Massen% ein oder zwei oder mehrere von Si: 0,2% bis 0,8%, Cr: 0,05% bis 0,5% und Ti: 0,05% bis 0,3% enthält.

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