DE102020208143A1

DE102020208143A1 - Aluminiumlegierungs-Plattiermaterial

Info

Publication number: DE102020208143A1
Application number: DE102020208143.3A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Mori; Hideyuki Miyake; Michihide Yoshino; Shohei IWAO; Masakazu Edo; Naoki Sugimoto; Nobuhiro Honma; Shogo Yamada; Hayaki Teramoto; Taketoshi Toyama
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp; MA Aluminum Corp
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20210001435A1; US11020824B2; JP2021011590A; CN112171106A; CN112171106B; JP7252079B2

Abstract

Ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial enthält Si: 6,0% bis 14,0%, Fe: 0,05% bis 0,3%, Mg: 0,02% bis 1,5%, Bi: 0,05% bis 0,25%, Sr: 0,0001% bis 0,1% und einen Rest von Al und unvermeidbaren Verunreinigungen und erfüllt (Bi + Mg) × Sr ≤ 0,1 und ist auf beiden Oberflächen eines Kernmaterials angeordnet, Mg-Bi-basierte Verbindungen des Lötmaterials mit einem Durchmesser von 0,1 µm oder mehr und weniger als 5,0 µm als Äquivalentkreisdurchmesser haben eine Zahl von mehr als 20 in 10.000 µm2und die Mg-Bi-basierten Verbindungen mit einem Durchmesser von 5,0 µm oder mehr haben eine Zahl von weniger als 2 in 10.000 µm2, das Kernmaterial enthält Mn: 0,8% bis 1,8%, Si: 0,01% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5% und einen Rest von Al und unvermeidbaren Verunreinigungen, und eine Kathodenstromdichte einer Lötmaterialschicht nach einer Lötwärmebehandlung ist 0,1 mA/cm2oder weniger.

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 2019-124416 , angemeldet am 3. Juli 2019, deren Inhalt 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 bei einem 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.
Im Stand der Technik wird als Verfahren zum Stabilisieren eines Verbindungszustandes für flussmittelfreies Löten beispielsweise 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 bei 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
Es ist jedoch schwierig zu sagen, dass die Verbindungsfähigkeit, die genügend stabil ist, um das Lötverfahren unter Verwendung des gegenwärtigen hauptsächlichen Fluorid-basierten Flussmittels zu ersetzen, erhalten wird, und eine weitere technische Verbesserung ist 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.
Lösung des Problems
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 von 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 zuversichtlich 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 Lötschmelzverfahren 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 niedrigen Liquidustemperatur und einem kurzen Fest-Flüssig-Koexistenzbereich bevorzugt war, wurde es klar, dass ein hohes Si-Lötmaterial bevorzugt ist, und ein Verfahren zum Unterdrücken eines groben Primärphasen-Si, erzeugt während des Gießens, das ein Problem mit dem Lötmaterial mit hohem Si-Gehalt ist, wurde untersucht.
Bei einer Lötlage nach dem Löten ist weiterhin die Oberfläche eines Materials mit einem Lötmaterial bedeckt, und weiterhin besteht das Lötmaterial aus eutektischen und primären Phasen. Weil die eutektische Phase eine Korrosion eingehen kann und die Korrosion in einem Kernmaterial abläuft, nachdem die eutektische Phase bevorzugt korrodiert ist, gibt es ein Problem, dass die Korrosionsform wahrscheinlich eine lokale Korrosion ist und die Korrosionsresistenz reduziert werden kann. Diese Wirkung ist insbesondere signifikant in einem dünnen Plattierfilm.
Die Korrosionsresistenz wurde ebenfalls untersucht. In einem Al-Si-Mg-Bi-Lötmaterial konzentriert sich Bi auf der Oberfläche während des Lötens und kristallisiert als eine Mg-Bi-Verbindung während des anschließenden Kühlvorgangs. Die kristallisierte Mg-Bi-Verbindung ist verschieden von der Aluminiumprimärphase bezüglich der elektrochemischen Eigenschaften und agiert somit als Ausgangspunkt für die Korrosion. Daher wird in dem Al-Si-Mg-Bi-Lötmaterial, worin der dispergierte Zustand der Mg-Bi-Verbindung vor dem Löten wie oben beschrieben optimiert wird, Bi, das auf der Oberfläche während des Lötens konzentriert wird, gleichmäßig gemacht. Weiterhin kristallisiert das gleichmäßig gemachte Bi als gleichmäßige Mg-Bi-Verbindung während der Verfestigung nach dem Löten. Daher wurde in einem solchen Zustand festgestellt, dass der Ausgangspunkt der Korrosion in dem Lötmaterial nicht nur in der eutektischen Phase vorliegt, sondern überall aufgrund der Addition der Mg-Bi-Verbindung, so dass die Form der Korrosion nicht lokalisiert, sondern gleichmäßig und die Korrosionsresistenz des Plattierfinnenmaterials verbessert wird.
Weiterhin wurde festgestellt, dass durch Steuern der Additivelemente und der Additionsmengen, so dass eine Kathodenstromdichte eines Lötmaterials nach dem Löten ein vorbestimmter Wert oder weniger ist, die Korrosionsbeschleunigung der Lötmaterialschicht unterdrückt wird und die Korrosionsresistenz des Plattierfinnenmaterials weiter verbessert wird.
Weiterhin wurden wiederholte Untersuchungen intensiv bezüglich Komponenten eines Kernmaterials durchgeführt, und durch Optimieren der Komponenten und Kombinieren des Kernmaterials mit dem Al-Si-Mg-Bi-Lötmaterial, in dem der dispergierte Zustand der Mg-Bi-Verbindung angemessen wie oben beschrieben gesteuert ist, wurde ein Plattierfinnenmaterial für flussmittelfreies Löten, mit dem ein stabiler verbundener Zustand bei einer Verbindung mit einem Öffnungsbereich erhalten wird und wobei eine exzellente Korrosionsresistenz und Festigkeit nach dem Löten erzielt werden, erfunden.
Das heißt unter den Aluminiumlegierungsplattiermaterialien gemäß dieser Erfindung ist ein erster Aspekt ein Alumuniumlegierungsplattiermaterial, enthaltend: ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial, das auf beiden Oberflächen eines Kernmaterials angeordnet ist, wobei das Al-Si-Mg-Bi-basierte Lötmaterial als Massen% enthält: Si: 6,0% bis 14,0%, Fe: 0,05% bis 0,3%, Mg: 0,02% 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 (Bi + Mg) × Sr ≤ 0,1 in Mengen der 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 Äquivalentkreisdurchmesser 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, und
worin das Kernmaterial als Massen% enthält: Mn: 0,8% bis 1,8%, Si: 0,01% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen und worin eine Kathodenstromdichte einer Lötmaterialschicht, gemessen bei Raumtemperatur in einer 5%igen NaCl-Lösung bei einem pH von 3 nach einer Lötwärmebehandlung 0,1 mA/cm² oder weniger ist.
In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials eines zweiten Aspektes enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Kernmaterial weiterhin als Massen%: Cu: 0,005% bis 0,3%.
In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials eines dritten Aspektes enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Kernmaterial weiterhin als Massen%: Mg: 0,1% bis 0,7%.
In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials eines vierten Aspektes enthält in der Erfindung des obigen Aspektes das Kernmaterial weiterhin als Massen%: Zn: 0,2% bis 1,6%.
In einer Erfindung eines Aluminiumlegierungsplattiermaterials eines fünften Aspektes ist eine Konzentration von Mg auf einer Oberfläche des Lötmaterials bei einer Lötschmelztemperatur in einem Bereich von 0,15% bis 1,0%.
Nachfolgend wird der Inhalt dieser Beschreibung zusammen mit den Wirkungen davon beschrieben.
Alle unten beschriebenen Komponenten sind in Massen% dargestellt.
Lötmaterial
Lötmaterialien sind auf beiden Oberflächen eines Kernmaterials angeordnet und haben jeweils die folgenden Bedingungen. Jedoch können die Lötmaterialien auf beiden Oberflächen unterschiedliche Zusammensetzungen haben.
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 6,5% bei der unteren Grenze und 13% bei der oberen Grenze eingestellt wird.
Fe: 0,05% bis 0,3%
Fe verbessert die Festigkeit des Materials durch Ausfällen als intermetallische Verbindung wie Al-Mn-Fe und Al-Mn-Si-Fe. Wenn die Menge an zugegebenem Fe groß ist, wird eine große Menge an Fe-Verbindungen erzeugt und die Korrosionsresistenz verschlechtert sich. Daher wird der Fe-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt. Wenn der Fe-Gehalt weniger als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Fe-Gehalt die obere Grenze übersteigt, ist die Menge der erzeugten intermetallischen Verbindung groß und die Korrosionsresistenz verschlechtert sich.
Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,10% und die obere Grenze davon auf 0,20% eingestellt werden.
Mg: 0,02% 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 0,03% bei der unteren Grenze und 1,2% bei der oberen Grenze eingestellt und mehr wünschenswert auf 0,1% 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 auf 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. $(Bi + Mg) \times Sr \leq 0,1$
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. (Bi + Mg) × Sr zeigt den kritischen Zustand für die Erzeugung dieser groben Bi-Mg-Sr-Verbindung an. Durch Einstellen von (Bi + Mg) × Sr ≤ 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 (Bi + Mg) × Sr auf den obigen Bereich eingestellt.
Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass
(Bi + Mg) × Sr ≤ 0,08 erfüllt ist.
Mn: 0,05% bis 0,3%
Mn verbessert die Materialfestigkeit durch Ausfällen als intermetallische Verbindung wie Al-Mn-Fe und Al-Mn-Si-Fe, so dass Mn nach Bedarf enthalten ist. Wenn die Zugabemenge von Mn groß ist, wird eine große Menge an Mn-Verbindungen erzeugt und die Korrosionsresistenz verschlechtert sich. Daher wird der Mn-Gehalt auf den obigen Bereich eingestellt. Wenn der Mn-Gehalt geringer als die untere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Mn-Gehalt die obere Grenze übersteigt, ist die Menge der erzeugten intermetallischen Verbindung groß und die Korrosionsresistenz verschlechtert sich.
Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,10% und die obere Grenze davon auf 0,20% eingestellt wird.
Wenn Mn nicht positiv zugegeben wird, kann Mn als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von weniger als 0,05% enthalten sein.
Mg-Bi-basierte Verbindungen: Solche mit einem Durchmesser von 0,1 bis weniger als 5,0 µm in Bezug auf den Äquivalenzkreisdurchmesser haben eine Zahl von mehr als 20 pro 10.000 µm² Sichtfeld
Die Dispersion der 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. Weiterhin kristallisiert Bi, das auf der Oberfläche des Materials verteilt ist, als Mg-Bi-Verbindung in einem Kühlvorgang nach dem Löten. Diese Verbindung ist signifikant verschieden von der Primärphase bezüglich der elektrochemischen Eigenschaften und wird ein Ausgangspunkt der Korrosion. Weil die Mg-Bi-Verbindung gleichmäßig von dem gleichmäßig verteilten Bi kristallisiert ist, ist der Ausgangspunkt der Korrosion kein spezifischer Punkt auf der Oberfläche des Materials, sondern insgesamt dispergiert, so dass die Form der Korrosion verbessert wird.
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.
Beispielsweise wird die Zahl der Teilchen der Mg-Bi-basierten Verbindungen 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.
Kathodenstromdichte der Lötmaterialschicht nach Löten ist 0,1 mA/cm² oder weniger
Weil das Lötmaterial Si, Fe, Mn, Mg, Bi und dergleichen enthält, sind Si-Teilchen, Al-Fe-intermetallische Verbindungen, Al-Fe-Si-intermetallische Verbindungen, Al-Mn-Fe-intermetallische Verbindungen, Al-Mn-Fe-Si-intermetallische Verbindungen, Mg-Bi-Verbindungen, Bi-Verbindungen und dergleichen vorhanden. Diese Vorhandensein-Zustände (Größe, Verteilungsdichte und dergleichen) agieren auf komplexe Weise, zur Bestimmung der Korrosionsbeschleunigung einer Plattierfinne. Diese Wirkungen agieren auf komplexe Weise und können nicht gleichmäßig bestimmt werden. Jedoch bestimmt die Summe dieser Wirkungen die Kathodenstromdichte des Materials, und diese vermindert sich, die Korrosionsbeschleunigung vermindert. Das heißt die Kathodenstromdichte bedeutet die Summe der Korrosionsbeschleunigung in der Lötmaterialschicht.
Die Kathodenstromdichte kann auf einen bestimmten Wert oder weniger durch Steuern der Arten der Elemente, die zum Lötmaterial gegeben werden, und der Zugabemengen davon reduziert werden. Daher wird die Kathodenstromdichte auf den obigen Bereich eingestellt.
Aus dem gleichen Grund ist die Kathodenstromdichte mehr bevorzugt 0,08 mA/cm² oder weniger. Beispielsweise vermindern sich durch Reduktion der Menge des zu dem Lötmaterial gegebenen Fe die Mengen der Al-Fe-intermetallischen Verbindungen und Al-Fe-Si-intermetallischen Verbindungen, die vorhanden sind, so dass sich die Kathodenstromdichte vermindert. Durch Einstellen der Mengen von Mg und Bi, die in bestimmten Bereichen zugegeben werden, können weiterhin grobe Bi-Teilchen, die in der Lötmaterialschicht nach dem Löten vorhanden sind, reduziert werden, so dass die Kathodenstromdichte sich vermindert.
<Kernmaterial>
Mn: 0,8% bis 1,8%
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 0,9% und die obere Grenze davon auf 1,75% eingestellt werden.
Si: 0,01% 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 0,05% und die obere Grenze davon auf 0,8% 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 (kristallisiertes Produkt) 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: 0,005% bis 0,3%
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 0,01% und die obere Grenze davon auf 0,2% eingestellt werden. Wenn Cu nicht positiv enthalten ist, kann Cu als unvermeidbare Verunreinigung beispielsweise in einer Menge von 0,003% oder weniger enthalten sein.
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 zu hart, wodurch 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 z. B. in einer Menge von 0,05% oder weniger enthalten sein.
Zn: 0,2% bis 1,6%
Zn wird zugegeben, zum Reduzieren des natürlichen Potentials eines Plattierfinnenmaterials und um zu verursachen, dass andere Teile eine Opferkorrosion eingehen. Wenn der Zn-Gehalt weniger als die obere Grenze ist, ist die Wirkung unzureichend. Wenn der Zn-Gehalt die obere Grenze übersteigt, wird das Potential zu gering und die Korrosionsresistenz der Plattierfinne selbst vermindert sich.
Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,3% und die obere Grenze davon auf 1,3% eingestellt werden.
Wenn Zn nicht positiv zugegeben wird, kann Zn als unvermeidbare Verunreinigung in einer Menge von 0,1% oder weniger enthalten sein.
Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Lötmaterials bei der Lötschmelztemperatur ist 0,15% bis 1,0%
Beim flussmittelfreien Löten reduziert und zersetzt bei Verwendung eines Al-Si-Mg-Lötmaterials Mg in dem Lötmaterial, das geschmolzen und aktiviert ist, einen Al-Oxidfilm (Al₂O₃) auf der Oberfläche einer Verbindung, wodurch die Verbindung erzielt wird. Das heißt beim flussmittelfreien Löten für eine Verbindungsform mit einem offenen Bereich reduziert und zersetzt bei Verwendung des Al-Si-Mg-Lötmaterials Mg in dem Lötmaterial, das geschmolzen und aktiviert ist, einen Al-Oxidfilm (Al₂O₃) auf der Oberfläche der Verbindung, wodurch eine Verbindung erzielt wird. Auf der anderen Seite wird, wenn Mg mit Sauerstoff in einer Umgebung reagiert, ein starker MgO-Film erzeugt und die Lötfähigkeit vermindert sich.
Zum Erzielen einer stabilen Verbindung beim flussmittelfreien Löten ist es wichtig, die Oxidation zu unterdrücken, indem dafür gesorgt wird, dass Mg nicht auf der Materialoberfläche (d. h. der Oberfläche des Lötmaterials) mehr als notwendig vorhanden ist, bis die Lötschmelztemperatur erreicht ist, und den Al-Oxidfilm zu reduzieren und zu zersetzen, indem verursacht wird, dass Mg auf der Materialoberfläche (d. h. der Oberfläche des Lötmaterials) bei der Lötschmelztemperatur in einer bestimmten Menge oder mehr vorhanden ist.
In einem Plattiermaterial diffundiert Mg in jede Schicht. Selbst wenn Mg nur zum Lötmaterial gegeben wird, diffundiert Mg spezifisch in eine Richtung zum Kernmaterial, und wenn die Menge an Mg, das auf der Oberfläche des Lötmaterials während des Lötschmelzens verbleibt, ein bestimmter Wert oder niedriger ist, vermindert sich die Flussmittelverbindungsfähigkeit. Das heißt, in dem Plattiermaterial ist zusätzlich zu der Anfangsmenge von zugegebenem Mg die Menge an Mg auf der Oberfläche des Lötmaterials bei der Lötschmelztemperatur wichtig. Indem die Menge an Mg in einem bestimmten Bereich liegt, kann die Reduktion und Zersetzung des Al-Oxidfilmes erzielt werden, während die Oxidation unterdrückt wird. Wenn die Mg-Konzentration weniger als 0,15% ist, ist die Menge an Mg, die für die Zersetzung und Reduktion notwendig ist, unzureichend und die Lötfähigkeit wird vermindert. Wenn auf der anderen Seite die Mg-Konzentration 1,0% übersteigt, wird ein starker MgO-Film durch Oxidation erzeugt, und die Lötfähigkeit wird ebenfalls vermindert.
Aus dem gleichen Grund ist es gewünscht, dass die untere Grenze davon auf 0,17% und die obere Grenze davon auf 0,85% eingestellt werden.
Die Lötschmelztemperatur variiert in Abhängigkeit von den Komponenten des Materials. Aus diesem Grund wird die Temperatur, subtrahiert um 10°C von der Solidustemperatur, als Lötschmelztemperatur behandelt.
Gemäß dieser Erfindung ist ein stabiles Löten bei dem flussmittelfreien Löten möglich, und nach dem Löten kann eine Wirkung erhalten werden, dass eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsresistenz entfaltet wird.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Lötlage für flussmittelfreies 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.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben.
Eine Aluminiumlegierung wird geschmolzen zum Einstellen auf die Zusammensetzung dieser Erfindung. Das Schmelzen kann durch ein semi-kontinuierliches Gießverfahren durchgeführt 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 aufgelöst, indem das Gießen bei einer hohen Kühlrate von einer hohen Temperatur des geschmolzenen Metalls während des Gießens eines Lötmaterials durchgeführt wird. 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, fällt eine grobe Mg-Bi-Verbindung aus, und es ist schwierig, den verteilten Zustand der Mg-Bi-Verbindung dieser Erfindung zum 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.
Danach wird das Lötmaterial mit einem Kernmaterial und dergleichen zusammengebaut und einem Heißplattierwalzen unterworfen. Dann wird in dieser Erfindung die Mg-Bi-Verbindung auf eine bestimmte Größe und Zahldichte eingestellt, indem eine Walzzeit bei einer bestimmten Temperatur während des Heißwalzens, eine äquivalente Belastung von dem Start bis zum Ende des Heißwalzens, eine Heißwalzendtemperatur und eine Kühlrate nach dem Heißwalzen gesteuert werden.
Durch Erfüllen der Walzzeit in einem bestimmten Temperaturbereich während des Heißwalzens wird das Ausfällen der Mg-Bi-Verbindung mit einer bestimmten Größe, die erfindungsgemäß 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 liegt, auf 10 Minuten oder mehr.
Durch Steuern der äquivalenten Belastung von Beginn bis zum Ende des Heißwalzens kann weiterhin ein grobes Mg-Bikristallisiertes Produkt, das während des Gießens erzeugt ist, zerstoßen und raffiniert werden, und die Zahldichte davon kann erhöht werden. Spezifisch wird das Mg-Bikristallisierte 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, wodurch die Zahldichte erhöht wird: $ε= (2 / \sqrt 3) In (t_{0} / t)$

t₀:: Heißwalz-Startdicke (Plattendicke)
t:: Heißwalzenddicke

Wenn die Heißwalzendtemperatur hoch ist und ein Zustand ohne dynamische Belastung aufrechterhalten ist oder wenn die Kühlrate nach dem Heißwalzen niedrig ist, wird eine gröbere Mg-Bi-Verbindung als durch diese Erfindung gewünscht, bei Korngrenzen und dergleichen ausgefällt. Durch Sicherstellen einer Kühlrate mit einem bestimmten Wert oder mehr durch Vermindern der Heißwalzendtemperatur auf eine bestimmte Temperatur wird daher die Ausfällung einer groben Mg-Bi-Verbindung unterdrückt. Spezifisch wird die Ausfällung einer groben Mg-Bi-Verbindung durch Einstellen der Heißwalzendtemperatur auf 250°C bis 350°C und Steuern der Kühlrate von der Endtemperatur auf 200°C auf schneller als -20°C/h unterdrückt.
Danach wird eine Lötlage dieser Erfindung durch Kaltwalzen oder dergleichen erhalten.
Beim Kaltwalzen kann beispielsweise das Kaltwalzen mit einer Gesamtreduktionsrate von 75% oder mehr durchgeführt werden, die Prozessvergütung kann bei einer Temperatur von 200°C bis 450°C durchgeführt werden und dann kann das Endwalzen mit einer Reduktionsrate von 40% durchgeführt werden. Beim Kaltwalzen wird die Mg-Bi-Verbindung weniger wahrscheinlich zerstoßen und weicht nicht von der Größe und der Zahldichte, die durch diese Erfindung beabsichtigt sind, ab, so dass die Bedingungen nicht besonders beschränkt sind. Weiterhin kann die Prozessvergütung nicht durchgeführt werden oder einer H2n-Grad, der durch Endvergüten erhalten wird, kann angewandt werden.
In einem Aluminiumlegierungsplattiermaterial 1 aus der Lötlage, erhalten in dem obigen Verfahren, ist ein Aluminiumlegierungslötmaterial 3A auf einer Oberfläche eines Aluminiumlegierungskernmaterials 2 angeordnet, und ein Aluminiumlegierungslötmaterial 3B ist auf der anderen Oberfläche des Aluminiumlegierungskernmaterials 2 angeordnet. Das Aluminiumlegierungsplattiermaterial 1 wird dem Löten als Zusammenbau, kombiniert mit anderen Bestandteilsmitgliedern 10 (Finne, Rohr, Seitenplatte und dergleichen) als Bestandteile des Wärmetauschers unterworfen. Die Aluminiumlegierungslötmaterialien 3A und 3B können die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben. Weiterhin kann die Dicke davon gleich oder verschieden sein.
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 den 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 Tabellen 1 und 2 oder Tabellen 4 und 5 (Rest bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen) wurden zu heißgewalzten Lagen unter den Gießbedingungen, Homogenisierungsbedingungen (Lötmaterial) und Heißwalzbedingungen gemäß Tabelle 7 erzeugt. „-“ in der Komponente zeigt, dass der Gehalt 0 ist oder dass die Menge eine unvermeidbare Verunreinigung ist.
Danach wurden kaltgewalzte Lagen mit einer Dicke von 0,06 mm und mit einem H14-Äquivalenzgrad durch Kaltwalzen, einschließlich Verfahrensvergütung erzeugt. Das Plattierverhältnis des Lötmaterials war 8% für beide Oberflächen. Als Lötzielteil wurde ein reines Aluminiummaterial (0,3 mm Dicke) einer A3003-Legierung und H14 hergestellt.
Das Aluminiumplattierfinnenmaterial wurde gewellt, und die gewellte Finne und A3003 wurden kombiniert, zur Bildung von Kernen mit einem 15-stufigen Rohr und einer Länge von 300 mm als Lötauswertungsmodelle. Der Kern wurde auf 600°C erwärmt und 5 Minuten in einem Lötofen in einer Stickstoffatmosphäre (Sauerstoffgehalt 30 ppm) gehalten und der Lötzustand wurde bewertet. Eine Wärmeinputmenge von Raumtemperatur bis 550°C (das Integral des Produktes des Diffusionskoeffizienten von Zn und der 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 von einer Löttemperatur von 600°C auf Raumtemperatur wurde bei einer Kühlrate von 100°C/min durchgeführt.
Eine Kathodenstromdichte nach Löten wird durch einen Elementdiffusionszustand nach Löten beeinflusst. Der Elementdiffusionszustand wird durch die Wärmeinputmenge bestimmt, wenn die Materialbeschreibungen (zugegebene Komponenten vor dem Löten und Mengen davon) bestimmt werden. Durch Spezifizieren der Wärmeinputmenge kann die Kathodenstromdichte des Plattiermaterials vor dem Löten bewertet werden. 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. $\begin{array}{l} Diffusionskoeffizient = Frequenzfaktor \times EXP \\ (- Aktivierungsenergie / (Gaskonstante \times Temperatur, \\ ausgedr ckt als absolute Temperatur)) \end{array}$
Frequenzfaktor: 1,77 × 10^-5 (m²/s)
Aktivierungsenergie: 118 (kJ/mol)
Bezüglich der Vollendung des Lötens wird die Vollendung des Lötens auf die Zeit eingestellt, wenn die Temperatur Raumtemperatur nach einer Wärmebehandlung erreicht.
Darüber hinaus sind Lötbedingungen, die die Wärmeinputmenge enthalten, nicht auf die obigen Bedingungen beschränkt, und die obigen Bedingungen können als Messbedingungen für das Plattiermaterial vor dem Löten verwendet werden.
Für jede Probe bei den Beispielen wurde die folgende Auswertung durchgeführt und die Ergebnisse 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. $\begin{array}{l} Finnenverbindungsverh ltnis = (gesamte L tl nge von Finne und \\ Rohr / gesamte Kontakl nge von Finne und Rohr) \times 100 \end{array}$
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 600 µm oder mehr mit A bewertet, 500 µm oder mehr und weniger als 600 µm mit B, 400 µm oder mehr und weniger als 500 µm mit C, 300 µm oder mehr und weniger als 400 µm mit D und weniger als 300 µm mit E.
o Grobe Primärkristallphasen-Si-Teilchen
Eine erzeugte Lötlage wurde in ein Harz eingebettet, ein Querschnitt davon parallel zu einer Walzrichtung wurde spiegelpoliert, und 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 mit 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 160 MPa oder mehr mit A bewertet, 150 MPa oder mehr und weniger als 160 MPa mit B, 140 MPa oder mehr und weniger als 150 MPa mit C und weniger als 140 MPa mit D.
Korrosionsresistenz
Die Lötlage wurde in den Ofen in einer Tropfenform angeordnet und die Lötäquivalentwärmebehandlung wurde unter den Lötbedingungen durchgeführt. Danach wurde die Probe in eine Größe von 30 mm × 80 mm geschnitten und in eine SWAAT-Lösung 2 Tage getaucht. Korrosionsprodukte wurden von der Probe nach dem Korrosionstest mit Chromsäurephosphat entfernt, und der Korrosionsgewichtsverlust wurde von dem Gewicht vor und nach dem Korrosionstest berechnet.
Für den Korrosionsgewichtsverlust wurden weniger als 5 mg/cm² mit A, 5 bis 8 mg/cm² oder weniger mit B, 8 bis 10 mg/cm² oder weniger mit C und mehr als 10 mg/cm² mit D bewertet.
Opferanodenwirkung
Bezüglich der Opferanodenwirkung wurden die anderen Oberflächen als die Opfermaterialoberfläche maskiert und dann SWAAT für 40 Tage ausgesetzt. Korrosionsprodukte wurden von der Probe nach dem Korrosionstest mit Chromsäurephosphat entfernt und die Korrosionstiefe wurde durch Beobachten des Querschnittes eines maximalen Korrosionsbereiches gemessen.
Bezüglich der Korrosionstiefe wurde eine innerhalb der Hälfte der Lagendicke mit A bewertet, eine, die nicht durchdrang, obwohl sie die Hälfte der Lagendicke überstieg, wurde mit B bewertet und wenn sie durchdrang, wurde sie mit C bewertet.
Kathodenstromdichte
Die Kathodenstromdichte wurde durch Schneiden einer Probe für die Polarisierungsmessung von dem Material erhalten, mit dem eine Lötäquivalentwärmebehandlung unter den obigen Lötbedingungen durchgeführt war. Nach Maskieren der anderen Oberflächen als der Messoberfläche wurde die Probe in eine 30%ige HNO₃-Lösung bei Raumtemperatur 5 Sekunden getaucht, mit Leitungswasser oder Ionenaustauschwasser gewaschen und dann einer Kathodenpolarisierungsmessung so wie sie war ohne Trocknen unter Luftfreisetzungsbedingungen in einer 5%igen NaCl-wässrigen Lösung, die auf pH 3 eingestellt war, bei Raumtemperatur unterworfen. Durch Einstellen einer Potential-Sweep-Rate auf 0,5 mV/s wurde die Spannung auf -1200 mV geändert, und die Stromdichte bei -1000 mV wurde als Kathodenstromdichte definiert.

Mg-Konzentration der Oberfläche des Lötmaterials bei der Lötschmelztemperatur
Die Lötäquivalenz-Wärmebehandlung wurde unter den obigen Lötbedingungen durchgeführt, die Probe wurde aus dem Ofen in dem Moment herausgenommen, wenn die Lötschmelztemperatur (Solidustemperatur wurde von den Komponenten unter Verwendung der Phasendiagrammberechnungs-Software JMatPro und einer Temperatur berechnet, die um 10°C von der Solidustemperatur subtrahiert war) erreicht war, die Probe wurde in ein Harz eingebettet und spiegelpoliert, und die Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Lötmaterials wurde durch EPMA-Analyse in einer Querschnittsrichtung gemessen. Bei den gemessenen EPMA-Daten wurde die durchschnittliche Mg-Konzentration in einem Bereich 5 µm von der Oberfläche des Lötmaterials als Mg-Konzentration auf der Oberfläche des Lötmaterials genommen.
Weil die Lötschmelztemperatur in Abhängigkeit von den Komponenten eines Materials variiert, wurde die Solidustemperatur unter Verwendung der Phasendiagrammberechnungs-Software (JMatPro; Marke) erhalten, und die Temperatur, subtrahiert um 10°C von der Solidustemperatur, wurde als Lötschmelztemperatur verwendet. [Tabelle 1]

Proben-Nr.		Zum Lötmaterial gegebene Elemente [Gew.%]						Herstellverfahren	Mg-B- Verbindung [/10,000(µm²]		(Bi+Mg) × Sr
Proben-Nr.		Mg	Si	Bi	Sr	Fe	Mn	Herstellverfahren	Weniger als 5 µm	5 µm oder mehr	(Bi+Mg) × Sr
Beispiel	1	0,02	11,0	0,15	0,0005	0,12	0,07	E	24	0	0,000085
	2	0,03	11,0	0,15	0,0005	0,06	0,01	E	39	0	0,00009
	3	0,1	11,0	0,15	0,0005	0,12	0,07	E	41	0	0,000125
	4	0,6	11,0	0,15	0,0005	0,12	0,07	F	35	0	0,000375
	5	0,8	11,0	0,23	0,007	0,12	0,07	H	44	0	0,00721
	6	1,2	11,0	0,20	0,007	0,09	0,04	H	48	0	0,0098
	7	1,5	11,0	0,20	0,007	0,06	0,01	H	55	0	0,0119
	8	0,5	6,0	0,23	0,008	0,12	0,07	I	54	0	0,00584
	9	0,3	6,5	0,20	0,007	0,15	0,1	B	34	0	0,0035
	10	0,3	13,0	0,10	0,005	0,12	0,07	E	38	0	0,002
	11	0,5	14,0	0,20	0,005	0,12	0,3	G	55	1	0,0035
	12	0,3	11,0	0,05	0,005	0,12	0,2	I	32	0	0,00175
	13	0,5	11,0	0,08	0,008	0,12	0,07	F	33	0	0,00464
	14	0,5	12,0	0,23	0,006	0,15	0,1	A	40	0	0,00438
	15	0,5	11,0	0,25	0,006	0,15	0,1	B	46	0	0,0045
	16	0,5	10,0	0,15	0,0001	0,15	0,1	E	38	0	0,000065
	17	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,15	0,1	F	31	0	0,000325
	18	0,2	10,0	0,15	0,06	0,12	0,07	I	33	0	0,021
	19	0,05	10,0	0,15	0,09	0,12	0,07	E	24	0	0,018
	20	0,1	10,0	0,15	0,1	0,12	0,07	E	35	0	0,025
	21	1,2	11,0	0,20	0,07	0,07	0,02	H	49	0	0,098
	22	1,2	11,0	0,20	0,05	0,12	0,07	H	49	0	0,07
	23	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,05	0,1	E	38	0	0,000325
	24	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,10	0,1	E	38	0	0,000325
	25	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,20	0,1	E	38	0	0,000325
	26	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,30	0,2	E	38	0	0,000325
	27	0,5	11,0	0,15	0,008	0,12	0,07	E	37	0	0,0052
	28	0,5	9,5	0,20	0,006	0,12	0,07	A	38	0	0,0042
	29	0,5	10,0	0,20	0,007	0,12	0,07	D	43	0	0,0049
	30	0,5	10,0	0,20	0,008	0,12	0,07	B	33	0	0,0056
	31	0,5	6,0	0,23	0,008	0,12	0,07	I	54	0	0,00584
	32	0,3	6,5	0,20	0,007	0,15	0,1	B	34	0	0,0035
	33	0,3	13,0	0,10	0,005	0,12	0,07	E	38	0	0,002
	34	0,5	14,0	0,20	0,005	0,06	0,01	G	55	1	0,0035
	35	0,3	11,0	0,05	0,005	0,12	0,07	I	32	0	0,00175
	36	0,5	10,0	0,20	0,01	0,12	0,07	F	47	0	0,007
	37	0,5	11,0	0,20	0,01	0,17	0,12	B	33	0	0,007
	38	0,5	9,5	0,20	0,009	0,12	0,07	J	66	1	0,0063
	39	0,3	11,0	0,20	0,01	0,12	0,07	A	41	0	0,005
	40	0,3	9,5	0,20	0,01	0,12	0,07	B	36	0	0,005
	41	0,3	11,0	0,20	0,004	0,12	0,07	I	55	0	0,002
	42	0,3	8,0	0,15	0,007	0,12	0,07	E	41	0	0,00315
	43	0,3	11,0	0,15	0,005	0,12	0,07	G	33	0	0,00225
	44	0,3	11,5	0,15	0,01	0,12	0,07	J	47	0	0,0045
	45	0,5	11,0	0,15	0,01	0,17	0,12	I	35	0	0,0065
	46	0,5	8,0	0,20	0,01	0,12	0,07	C	38	0	0,007
	47	0,5	11,0	0,20	0,01	0,12	0,07	C	38	0	0,007
	48	0,3	8,8	0,20	0,01	0,12	0,07	B	36	0	0,005
	49	0,5	11,0	0,15	0,008	0,12	0,07	E	37	0	0,0052
	50	0,5	9,5	0,20	0,006	0,12	0,07	A	38	0	0,0042
	51	0,5	10,0	0,20	0,007	0,12	0,07	D	43	0	0,0049
	52	0,3	13,0	0,10	0,005	0,12	0,07	E	38	0	0,002
	53	0,5	14,0	0,20	0,005	0,12	0,07	G	55	1	0,0035
	54	0,3	11,0	0,20	0,004	0,12	0,07	I	55	0	0,002
	55	0,3	11,0	0,15	0,007	0,12	0,07	E	41	0	0,00315
	56	0,3	10,0	0,15	0,005	0,12	0,07	G	33	0	0,00225
	57	0,5	11,0	0,20	0,008	0,17	0,12	D	44	0	0,0056
	58	0,5	8,5	0,15	0,01	0,12	0,07	I	38	0	0,0065
	59	0,5	11,0	0,15	0,009	0,12	0,07	J	42	0	0,00585
	60	0,5	9,2	0,20	0,01	0,12	0,07	H	43	0	0,007
	61	0,5	11,0	0,20	0,006	0,12	0,07	A	41	0	0,0042
	62	0,5	9,0	0,20	0,0002	0,12	0,07	J	66	1	0,00014
	63	0,5	11,0	0,23	0,01	0,12	0,07	B	47	0	0,0073
	64	0,5	8,0	0,12	0,01	0,09	0,04	F	33	0	0,0062
	65	0,5	11,0	0,20	0,008	0,12	0,07	B	34	0	0,0056
	66	0,5	11,0	0,15	0,01	0,12	0,07	G	36	0	0,0065
	67	0,3	11,0	0,20	0,02	0,12	0,07	E	35	0	0,01
	68	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,15	0,1	F	31	0	0,000325
	69	0,5	9,5	0,15	0,0005	0,25	0,2	F	31	0	0,000325
	70	1,0	8,0	0,12	0,0005	0,10	0,05	F	31	0	0,00056
	71	1,2	13,0	0,15	0,0005	0,07	0,02	F	31	0	0,000675
	72	0,3	11,0	0,23	0,0005	0,10	0,05	F	31	0	0,000265

[Tabelle 2]

Proben-Nr.		Kernmaterialzusammensetzung [Gew.%]
Proben-Nr.		Si	Mg	Mn	Cu	Fe	Zn
Beispiel	1	0,7	0,3	1,2	0,01	0,2	0,9
	2	0,7	0,3	1,2	0,01	0,2	0,9
	3	0,7	0,3	1,2	0,05	0,2	0,7
	4	0,7	0,3	1,5	0,05	0,2	0,6
	5	0,7	0,3	1,5	-	0,2	0,6
	6	0,7	0,3	1,5	-	0,2	0,6
	7	0,7	0,3	1,5	-	0,2	0,6
	8	0,04	0,5	1,5	0,02	0,2	0,9
	9	0,1	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	10	0,1	0,5	1,5	0,05	0,2	0,7
	11	0,07	0,5	1,5	0,05	0,2	0,7
	12	0,7	0,5	1,2	0,005	0,2	0,9
	13	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	14	0,7	0,5	1,2	0,01	0,2	0,9
	15	0,7	0,5	1,2	0,03	0,2	0,9
	16	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	17	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	18	0,7	0,5	1,5	0,01	0,2	1,2
	19	0,7	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	20	0,7	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	21	0,7	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	22	0,7	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	23	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	24	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	25	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	26	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	27	0,01	0,5	1,2	0,05	0,2	0,7
	28	0,05	0,5	1,2	0,05	0,2	0,7
	29	0,8	0,5	1,2	0,05	0,2	0,5
	30	1,0	0,5	1,2	0,04	0,2	0,5
	31	0,04	-	1,5	0,02	0,2	0,9
	32	0,1	0,01	1,5	0,05	0,2	0,9
	33	0,1	0,02	1,5	0,05	0,2	0,7
	34	0,07	-	1,5	0,05	0,2	0,7
	35	0,7	0,04	1,2	0,005	0,2	0,9
	36	0,75	0,1	1,2	0,05	0,2	0,9
	37	0,75	0,2	1,2	0,008	0,2	0,9
	38	0,75	0,65	1,2	0,05	0,2	0,9
	39	0,75	0,7	1,2	0,05	0,2	0,9
	40	0,7	0,5	0,8	0,05	0,2	0,6
	41	0,7	0,5	1,0	0,05	0,2	0,7
	42	0,7	0,5	1,7	0,05	0,2	0,6
	43	0,7	0,5	1,8	0,05	0,2	0,6
	44	0,85	0,5	1,2	0,005	0,2	0,6
	45	0,85	0,5	1,2	0,01	0,2	1,3
	46	0,85	0,5	1,4	0,2	0,2	0,9
	47	0,2	0,5	1,2	0,3	0,2	0,9
	48	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	-
	49	0,02	0,5	1,2	0,05	0,2	0,01
	50	0,1	0,5	1,2	0,05	0,2	0
	51	0,8	0,5	1,2	0,05	0,2	0,02
	52	0,1	0,5	1,5	0,05	0,2	-
	53	0,07	0,5	1,5	0,05	0,2	0,05
	54	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,2
	55	0,4	0,5	1,4	0,05	0,2	1,3
	56	0,3	0,5	1,4	0,05	0,2	1,6
	57	0,5	0,5	1,2	0,02	0,1	0,9
	58	0,5	0,5	1,4	0,03	0,12	0,9
	59	0,5	0,5	1,4	0,05	0,4	0,9
	60	0,5	0,5	1,4	0,05	0,5	0,9
	61	0,2	0,5	1,4	0,05	0,2	0,7
	62	0,7	0,5	1,2	0,01	0,2	1,2
	63	0,7	0,5	1,3	0,05	0,2	0,6
	64	0,4	0,5	1,4	0,007	0,2	1,2
	65	0,07	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	66	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	67	0,7	0,2	1,4	0,05	0,2	0,5
	68	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	69	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	70	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	71	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9
	72	0,05	0,5	1,5	0,05	0,2	0,9

[Tabelle 3]

Proben-Nr.		Konzentration von Mg auf der Oberfläche des Lötmaterials (Gew.%)	Lötfähigkeit			Korrosionsristenz			Festigkeit nach Löten
Proben-Nr.			Verbindungsverhältnis	Ausrundungslänge	Grobe Si-Teilchen	Kathodenstromdichte	Korrosionsgewichtsverlust	Opferanodenwirkung	[MPa]	Auswertung
Beispiel	1	0,14	O	D	A	0,06	A	A	148	C
	2	0,18	O	C	A	0,06	A	A	148	C
	3	0,25	O	B	A	0,08	A	A	148	C
	4	0,44	O	A	A	0,08	A	A	158	B
	5	0,54	O	B	A	0,08	A	A	160	A
	6	0,73	O	C	A	0,08	A	A	162	A
	7	0,86	O	D	A	0,08	A	A	165	A
	8	0,5	O	C	A	0,06	A	A	161	A
	9	0,4	O	B	A	0,06	A	A	160	A
	10	0,4	O	B	A	0,09	B	A	160	A
	11	0,5	O	C	B	0,1	C	A	162	A
	12	0,4	O	C	A	0,08	A	A	160	A
	13	0,5	O	B	A	0,08	A	A	162	A
	14	0,5	O	A	A	0,08	A	A	162	A
	15	0,5	O	C	A	0,08	A	A	161	A
	16	0,5	O	A	B	0,08	A	A	162	A
	17	0,5	O	A	A	0,08	A	A	161	A
	18	0,36	O	B	A	0,08	B	A	164	A
	19	0,07	O	D	B	0,08	A	A	163	A
	20	0,32	O	B	B	0,08	A	A	163	A
	21	0,84	O	C	B	0,08	A	A	174	A
	22	0,84	O	C	A	0,08	A	A	174	A
	23	0,5	O	A	B	0,04	A	A	149	C
	24	0,5	O	A	B	0,05	A	A	155	B
	25	0,5	O	A	B	0,08	B	A	162	A
	26	0,5	O	A	B	0,1	C	A	162	A
	27	0,5	O	A	A	0,08	A	A	157	B
	28	0,5	O	A	A	0,08	A	A	160	A
	29	0,5	O	A	A	0,08	A	A	163	A
	30	0,5	O	C	A	0,08	A	A	164	A
	31	0,24	O	C	A	0,06	A	A	161	A
	32	0,14	O	C	A	0,06	A	A	140	C
	33	0,14	O	C	A	0,09	B	A	141	C
	34	0,23	O	C	B	0,08	B	A	140	C
	35	0,15	O	D	A	0,08	A	A	160	A
	36	0,29	O	A	A	0,08	A	A	143	C
	37	0,34	O	B	A	0,08	A	A	148	C
	38	0,58	O	A	A	0,08	A	A	169	A
	39	0,48	O	B	A	0,08	A	A	170	A
	40	0,4	O	B	A	0,08	A	A	157	B
	41	0,4	O	A	A	0,08	A	A	160	A
	42	0,4	O	B	A	0,08	A	A	168	A
	43	0,4	O	B	A	0,08	A	A	169	A
	44	0,4	O	A	A	0,08	A	A	159	B
	45	0,5	O	A	A	0,08	A	A	161	A
	46	0,5	O	A	A	0,08	A	A	172	A
	47	0,5	O	A	A	0,08	B	A	168	A
	48	0,4	O	B	A	0,08	A	B	160	A
	49	0,5	O	A	A	0,08	A	B	156	B
	50	0,5	O	A	A	0,08	A	B	157	B
	51	0,5	O	A	A	0,08	A	B	163	A
	52	0,4	O	B	A	0,09	A	B	160	A
	53	0,5	O	C	B	0,1	B	B	162	A
	54	0,4	O	A	A	0,08	A	A	160	A
	55	0,4	O	B	A	0,08	B	A	161	A
	56	0,4	O	B	A	0,08	C	A	160	A
	57	0,5	O	A	A	0,08	A	A	159	B
	58	0,5	O	A	A	0,08	A	A	163	A
	59	0,5	O	A	A	0,08	A	A	165	A
	60	0,5	O	A	A	0,08	B	A	166	A
	61	0,5	O	B	A	0,08	A	A	161	A
	62	0,5	O	A	A	0,08	B	A	162	A
	63	0,5	O	A	A	0,08	A	A	163	A
	64	0,5	O	B	A	0,08	B	A	163	A
	65	0,5	O	A	A	0,08	A	A	162	A
	66	0,5	O	B	A	0,08	A	A	162	A
	67	0,25	O	B	A	0,08	A	A	149	C
	68	0,5	O	A	A	0,08	A	A	161	A
	69	0,5	O	B	A	0,08	A	A	161	A
	70	0,74	O	C	A	0,08	A	A	166	A
	71	0,83	O	B	A	0,08	A	A	168	A
	72	0,41	O	B	A	0,08	A	A	160	A

[Tabelle 4]

Proben-Nr.		Zum Lötmaterial gegebene Elemente [Gew.%]						Herstellverfahren	Mg-Bi- Verbindung [/10,000 µm²]		(Bi+Mg) × Sr
Proben-Nr.		Mg	Si	Bi	Sr	Fe	Mn	Herstellverfahren	Weniger als 5 µm	5 µm oder mehr	(Bi+Mg) × Sr
Vergleichsbeispiel	1	0,01	11,0	0,11	0,0005	0,17	0,12	B	10	0	0,00006
	2	1,6	11,0	0,15	0,0005	0,06	0,01	E	32	0	0,000875
	3	0,5	5,5	0,23	0,01	0,17	0,12	A	42	0	0,0073
	4	0,3	14,5	0,20	0,008	0,11	0,06	I	55	1	0,004
	5	0,1	11,0	0,04	0,0005	0,17	0,12	C	15	0	0,00007
	6	0,5	8,0	0,28	0,01	0,17	0,12	C	45	1	0,0078
	7	0,5	11,0	0,15	0,00008	0,17	0,12	C	42	0	0,000052
	8	0,5	9,0	0,15	0,13	0,17	0,12	C	-	-	0,0845
	9	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,03	0,04	E	38	0	0,000325
	10	0,5	11,0	0,15	0,0005	0,4	0,20	E	38	0	0,000325
	11	0,5	9,0	0,15	0,01	0,17	0,12	G	33	0	0,0065
	12	0,5	9,0	0,15	0,005	0,17	0,12	I	36	0	0,00325
	13	0,5	10,0	0,20	0,01	0,15	0,10	B	-	-	0,007
	14	0,5	11,0	0,20	0,008	0,12	0,07	C	37	0	0,0056
	15	0,5	10,0	0,20	0,006	0,17	0,12	C	-	-	0,0042
	16	0,3	11,0	0,20	0,01	0,17	0,12	A	42	0	0,005
	17	0,3	11,0	0,20	0,005	0,17	0,12	D	45	0	0,0025
	18	0,3	10,5	0,20	0,01	0,13	0,08	B	-	-	0,005
	19	1,2	9,5	0,20	0,08	0,17	0,12	B	-	-	0,112
	20	1,5	11,0	0,20	0,06	0,17	0,12	B	-	-	0,102
	21	0,3	10,0	0,15	0,01	0,15	0,10	K	12	3	0,0045
	22	0,3	11,0	0,15	0,007	0,17	0,12	N	17	5	0,00315
	23	0,5	11,0	0,20	0,007	0,17	0,12	O	16	4	0,0049
	24	0,5	9,0	0,20	0,01	0,17	0,12	L	15	7	0,007
	25	0,5	9,0	0,15	0,008	0,2	0,15	M	15	6	0,0052
	26	0,5	11,0	0,15	0,01	0,17	0,12	K	13	5	0,0065
	27	0,5	10,5	0,12	0,006	0,17	0,12	N	18	3	0,00372
	28	0,01	11,0	0,15	0,0005	0,17	0,12	E	39	0	0,00008
	29	0,5	14,0	0,20	0,005	0,3	0,25	G	55	1	0,0035
	30	1,5	12,0	0,20	0,007	0,2	0,19	H	55	0	0,0119

[Tabelle 5]

Proben-Nr.		Kernmaterialzusammensetzung [Gew.%]
Proben-Nr.		Si	Mg	Mn	Cu	Fe	Zn
Vergleichsbeispiel	1	0,7	0,2	1,2	0,05	0,2	0,5
	2	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,5
	3	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,5
	4	0,7	0,5	1,1	0,05	0,2	0,5
	5	0,7	0,5	1,2	0,01	0,2	0,5
	6	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	7	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	8	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,6
	9	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	10	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	11	0,005	0,5	1,2	0,05	0,2	0,6
	12	1,2	0,5	1,2	0,02	0,2	0,6
	13	0,7	0,75	1,2	0,05	0,2	0,6
	14	0,7	0,2	0,7	0,05	0,2	0,8
	15	0,7	0,2	1,9	0,05	0,2	0,9
	16	0,1	0,3	1,4	0,35	0,2	0,9
	17	0,5	0,3	1,2	0,05	0,05	0,9
	18	0,5	0,3	1,4	0,05	0,7	0,9
	19	0,7	0,5	1,3	0,05	0,2	0,9
	20	0,7	0,5	1,3	0,05	0,2	0,9
	21	0,4	0,5	1,4	0,05	0,2	0,8
	22	0,4	0,5	1,4	0,03	0,2	0,8
	23	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	24	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	1,1
	25	0,7	0,5	1,2	0,05	0,2	0,9
	26	0,7	0,5	1,2	0,04	0,2	0,9
	27	0,7	0,5	1,3	0,05	0,2	1,1
	28	0,7	0,15	1,1	0,05	0,2	0,9
	29	0,07	0,5	1,5	0,05	0,2	0,7
	30	0,7	0,3	1,5	0,0006	0,2	0,6

[Tabelle 6]

Proben-Nr.		Konzentration von Mg auf der Oberfläche des Lötmaterials (Gew.%)	Lötfähigkeit			Korrosionsresistenz			Festigkeit nach Löten
Proben-Nr.			Verbindungsverhältnis	Ausrundungslänge	Grobe Si-Teilchen	Kathodenstromdichte	Korrosionsgewichtsverlust	Opferanodenwirkung	[MPa]	Bewertung
Vergleichsbeispiel	1	0,1	X	E	A	0,08	B	A	143	C
	2	1,05	X	E	A	0,09	A	A	161	A
	3	0,5	O	E	A	0,08	A	A	162	A
	4	0,4	X	E	C	0,09	C	A	158	B
	5	0,17	O	E	A	0,08	B	A	159	B
	6	0,5	X	E	A	0,08	A	A	162	A
	7	0,5	X	E	C	0,08	A	A	165	A
	8	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
	9	Nicht gut, weil die Grundmetallkosten zu teuer sind.
	10	0,5	O	A	B	0,2	D	A	162	A
	11	Nicht gut, weil die Grundmetallkosten zu teuer sind.
	12	0,5	Schlechtes Löten aufgrund der Erzeugung einer signifikanten Erosion			0,08	A	A	190	A
	13	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
	14	0,5	O	A	A	0,08	A	A	139	D
	15	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.,
	16	0,3	O	B	A	0,08	D	A	161	B
	17	Nicht gut, weil die Grundmetallkosten zu teuer sind.
	18	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
	19	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
	20	Auswertungsmaterial kann nicht hergestellt und ausgewertet werden.
	21	0,4	O	E	A	0,08	B	A	161	A
	22	0,4	O	E	A	0,08	B	A	161	A
	23	0,5	O	E	A	0,08	B	A	162	A
	24	0,5	O	E	A	0,08	B	A	162	A
	25	0,5	O	E	A	0,08	B	A	162	A
	26	0,5	O	E	A	0,08	B	A	162	A
	27	0,5	O	E	A	0,08	B	A	163	A
	28	0,08	X	E	A	0,08	A	A	139	D
	29	0,5	O	C	B	0,13	E	A	162	A
	30	0,86	O	D	A	0,11	E	A	165	A

[Tabelle 7]

Proben-Nr.		(Lötmaterial)		Heißwalzbedingung
		Gießbedingung	Homogenisierbedingung	Heißwalzbedingung
		Temperatur des geschmolzenen Metalls (°C)	Temperatur und Zeit (°C, h)	Heißwalzzeit zwischen 400°C und 500°C (min)	Äquivalenzbelastung 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°C 8h	7	5,7	322	35

Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und oben erläutert wurden, ist zu verstehen, dass diese Beispiele der Erfindung sind und nicht beschränkend sein sollen. Additionen, Weglassungen, Substitutionen und andere Modifizierungen können durchgeführt werden, ohne vom Umfang und Rahmen dieser Erfindung abzuweichen. Demzufolge ist diese Erfindung nicht durch die vorgenannte Beschreibung beschränkt und ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Aluminiumlegierungsplattiermaterial
2: Aluminiumlegierungskernmaterial
3A: Aluminiumlegierungslötmaterial
3B: Aluminiumlegierungslötmaterial
5: Aluminiumwärmetauscher
6: Finne
7: Rohr
10: Andere Komponenten
11: Finne
12: Rohr
13: Verbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019124416 [0002]
JP 201450861 [0006]

Claims

Aluminiumlegierungsplattiermaterial, enthaltend: ein Al-Si-Mg-Bi-basiertes Lötmaterial, das auf beiden Oberflächen eines Kernmaterials angeordnet ist, wobei das Al-Si-Mg-Bi-basierte Lötmaterial als Massen% enthält: Si: 6,0% bis 14,0%, Fe: 0,05% bis 0,3%, Mg: 0,02% 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 (Bi + Mg) × Sr ≤ 0,1 in Mengen der 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 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, und das Kernmaterial als Massen% enthält: Mn: 0,8% bis 1,8%, Si: 0,01% bis 1,0%, Fe: 0,1% bis 0,5% und einen Rest, bestehend aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen und worin eine Kathodenstromdichte einer Lötmaterialschicht, gemessen bei Raumtemperatur in einer 5%igen NaCl-Lösung bei pH 3 nach einer Lötwärmebehandlung 0,1 mA/cm² oder weniger ist.
Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach Anspruch 1, worin das Kernmaterial weiterhin als Massen% enthält: Cu: 0,005% bis 0,3%.
Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach Anspruch 1 oder 2, worin das Kernmaterial weiterhin als Massen% enthält: Mg: 0,1% bis 0,7%.
Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Kernmaterial weiterhin als Massen% enthält: Zn: 0,2% bis 1,6%.
Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Lötmaterial weiterhin als Massen% enthält: Mn: 0,05% bis 0,3%.
Aluminiumlegierungsplattiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin eine Konzentration von Mg auf einer Oberfläche des Lötmaterials bei einer Lötschmelztemperatur in einem Bereich von 0,15% bis 1,0% ist.