DE112016005165T5 - Flussmittelfreies Hartlötverfahren - Google Patents

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Bernd JACOBY
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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der durch Löten in einem Hartlötverfahren in kontrollierter Atmosphäre gefügt wird, umfassend die Schritte:(a) Bereitstellen der zu verlötenden Bauteile, von denen mindestens eines aus einem Aluminiumlegierungs-Hartlötblechprodukt hergestellt ist, das eine Kernlegierung umfasst, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial plattiert ist, wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial mittels Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel vorbehandelt wurde, und wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial die folgende Zusammensetzung aufweist, bestehend aus, in Gew.-%: Si 5 % bis 15 %, Mg 0,10 % bis 3 %, Fe bis zu 0,8 %, Cu bis zu 0,3 %, Mn bis zu 0,8 %, Zn bis zu 0,25 %, Ti bis zu 0,3 %, Rest Aluminium,(b) Anordnen der Bauteile zu einer Anordnung,(c) Hartlöten der Anordnung ohne Auftragen von Hartlotflussmittel auf die Anordnungsbauteile und Hartlöten der gesamten Anordnung in einer trockenen Schutzgasatmosphäre bei einer Hartlöttemperatur, und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 35 ppm beträgt, und Kühlen der hartgelöteten Anordnung.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum flussmittelfreien Löten in einem Hartlötverfahren in kontrollierter Atmosphäre mit Hilfe eines vorbehandelten Hartlötblechprodukts. Die Erfindung richtet sich darüber hinaus auf die Verwendung eines vorbehandelten Hartlötblechprodukts in einem flussmittelfreien Hartlötverfahren in kontrollierter Atmosphäre.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei der industriellen Fertigung von Wärmetauschern sind verschiedene Hartlötverfahren in Verwendung.
  • Es gibt das Hartlöten unter Vakuum, das bei relativ niedrigem Atmosphärendruck in der Größenordnung von etwa 1×10-4 mbar oder weniger ausgeführt wird und ein diskontinuierlicher Prozess ist und hohe Anforderungen an die Sauberkeit des Materials stellt. Zur Gewährleistung optimaler Bedingungen für den Fügeprozess enthalten die üblicherweise für das Vakuumhartlöten verwendeten Aluminiumlegierungen gezielte Zugaben von 1 % Mg oder mehr. Das Mg zerbricht den Hartoxidfilm der Lotlegierung, wenn es während des Lötens aus dem Hartlötblech verdampft, und das verdampfte Mg fungiert dann als Fangstoff, der Sauerstoff und im Vakuumlötofen verbliebene Feuchte entfernt. Im Ofen befindet sich immer mehr Magnesium als notwendig. Das überschüssige Magnesium kondensiert an den kalten Stellen im Vakuumlötofen und muss häufig entfernt werden. Die Investitionskosten für geeignete Ausrüstungen sind relativ hoch.
  • Von vielen Herstellern von Wärmetauschern wurde als hauptsächliches Lötverfahren das Hartlöten mit dem Flussmittel NOCOLOK™ (eingetragenes Warenzeichen) verwendet; es sind jedoch auch andere nichtkorrosive Hartlötflussmittel handelsüblich erhältlich. Hauptprobleme beim NOCOLOK-Verfahren waren die Flussmittelkosten, die Flussmittelhandhabung und die vom Flussmittel verursachten Schäden an den Öfen. In komplex geformten Baugruppen wird zudem das Auftragen des Flussmittels vor dem Löten im Inneren der Baugruppen oft als schwierig und problematisch gesehen. Infolgedessen suchen die meisten Hersteller von Wärmetauschern nach Wegen zur Reduzierung des Flussmittelverbrauchs für das Hartlöten.
  • Ein anderes Hartlötverfahren ist das Hartlöten in kontrollierten Atmosphären („CAB“ - Controlled Atmosphere Brazing) ohne Verwendung eines Hartlötflussmittels.
  • Die europäischen Patentschrift EP-1430988-A1 (Furukawa) offenbart, dass für ein solches CAB-Verfahren, bei dem kein Hartlötflussmittel verwendet wird, das eingesetzte Hartlötblechprodukt mindestens in einer Schicht des Lotblechs, die nicht die Lotlegierungsschicht ist, Mg enthält, typischerweise enthält die Kernlegierung Mg in einem Bereich von 0,05 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%. Zwischen der Kernlegierung und der Lotlegierung befindet sich eine eingelegte Antidiffusionsschicht wie eine Mg-freie Aluminiumlegierung der Reihe AA3003.
  • Die europäische Patentschrift EP-1306207-B1 (Furukawa) offenbart ein anderes flussmittelfreies Hartlötverfahren in einer Schutzgasatmosphäre. Ebenfalls offenbart ist ein Hartlötblechprodukt bestehend aus einer Aluminium-Kernlegierung, die auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit einer Al-Si-Lotlegierung mit 0,1-5 % Mg und 0,01-0,5 % Bi als Zwischenschicht plattiert ist, und einem dünnen Deckmaterial, das auf der Außenfläche der Al-Si-Lotlegierung aufplattiert ist. Es wird davon ausgegangen, dass während eines Hartlötvorgangs das Lotmaterial in der Zwischenschicht geschmolzen wird, wenn die Temperatur während des Lötens erhöht ist, aber es zu keiner Oxidierung der Oberfläche des Lotmaterials kommt, da die Oberfläche mit dem fest bleibenden dünnen Deckmaterial bedeckt ist. Wenn die Temperatur weiter erhöht wird, werden die Abschnitte mit niedrigeren Schmelzpunkten, wie ein Absonderungsabschnitt des dünnen Deckmaterials in der Nähe des geschmolzenen Lotmaterials, örtlich geschmolzen und dann sickert das Lotmaterial aus und verteilt sich aufgrund der volumetrischen Ausdehnung über die Oberfläche des dünnen Deckmaterials. Die Oberfläche des Lotmaterials tritt dann als Fläche ohne Oxidationsfilm zutage und aufgrund der Schutzgasatmosphäre kommt es zu keiner neuen intensiven Oxidation.
  • Die Patentschrift EP-2660043-A1 (Hydroaluminium) offenbart ein Aluminium-Hartlötblechprodukt, bei dem die Al-Si-Lotschicht geätzt wurde, um das flussmittelfreie Hartlöten zu fördern. Das Ätzen der Al-Si-Füllschicht umfasst ein alkalisches oder saures Ätzmittel.
  • Die Patentschrift US-2007/0099023-A1 (Alcan) offenbart eine Aluminium-Kernlegierung, die auf mindestens einer Seite mit einer Al-Si-Lotschicht plattiert ist, und wobei der Kern 0,01-0,5 % Bi und/oder 0,05-0,5 % Bi umfasst, um das flussmittelfreie Hartlöten in einer kontrollierten Atmosphäre zu fördern.
  • Die Patentschrift US-2007/0204935-A1 (Alcan) offenbart ein Verfahren zum flussmittelfreien Hartlöten, bei welchem die Bleche vor dem Löten in einer sauren Lösung geätzt werden und dem eine alkalische Ätzung vorangehen kann. Das Blechmaterial umfasst beispielsweise ein Hartlötblechprodukt aus einer AA3916-Kernlegierung, die beidseitig mit einer Lotmaterialschicht einer AA4045-Legierung plattiert ist.
  • Die Patentschrift EP-2883650-A1 (Hydroaluminium) offenbart eine Vorbehandlung eines Aluminium-Hartlötblechs für das flussmittelfreie Hartlöten, wobei die gebeizte Oberfläche der Aluminium-Lotschicht mit einer sauren wässrigen Beizlösung, die mindestens eine mineralische Säure und mindestens einen Komplexbildner oder eine komplexbildende mineralische Säure umfasst, gebeizt wurde und wobei der Materialabtrag beim Beizen bei 0,05-6 g/m2 und bevorzugt bei 0,2-0,4 g/m2 beträgt. Bevorzugte Al-Si-Lotmaterialien sind gewählt aus der Gruppe AA4343, AA4045 und AA4047.
  • Es besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zum flussmittelfreien Hartlöten in einer kontrollierten Atmosphäre.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wie nachstehend ersichtlich, beziehen sich die Bezeichnungen von Aluminiumlegierungen und Werkstoffzuständen auf die von der Aluminum Association verwendeten Bezeichnungen in Aluminium-Standards und Daten sowie Registrierungsunterlagen, wie von der Aluminum Association im Jahr 2015 veröffentlicht und einschlägig fachkundigen Personen bekannt.
  • Bei jeder Beschreibung von Legierungszusammensetzungen oder bevorzugten Legierungszusammensetzungen verstehen sich alle Prozentangaben als Gewichtsprozent, sofern nicht anders angegeben. Der Ausdruck „bis zu“ und „bis zu etwa“ beinhaltet im vorliegenden Sprachgebrauch ausdrücklich, aber nicht ausschließlich, die Möglichkeit von null Gewichtsprozent des besonderen Bestandteils, auf den dieser Ausdruck verweist. Bis zu 0,3 % Ti kann beispielsweise auch eine Legierung mit umfassen, die kein Ti aufweist.
  • Und im Rahmen dieser Erfindung bezieht sich im folgenden Sprachgebrauch der Ausdruck „Hartlöten in (einer) kontrollierten Atmosphäre(n)“ oder „CAB“ auf einen Hartlötprozess, der beim Hartlöten der verschiedenen Legierungsartikel eine Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoff, Argon oder Helium, verwendet und sich vom Hartlöten im Vakuum insbesondere darin unterscheidet, dass sich beim CAB die Hartlötatmosphäre im Ofen während des Lötvorgangs auf etwa normalem Atmosphärendruck befindet, obwohl ein leichter Unterdruck (beispielsweise ein Arbeiten bei einem Druck von 0,1 bar oder mehr) oder ein leichter Überdruck verwendet werden kann, um eine bessere Kontrolle der Schutzgasatmosphäre zu gestatten und ein Einströmen von sauerstoffhaltigem Gas in den Hartlötofen zu verhindern. „Kern“ bedeutet eine Aluminiumlegierung, die die tragende Struktur für die als Lot verwendete Aluminiumlegierung ist. „Lot“ bedeutet eine Aluminium-Silizium-Legierung, die verwendet wird, um den Kern oder andere Aluminiumartikel zu löten. „Hohlkehle“ bedeutet eine konkave Verbindungsstelle zwischen zwei Oberflächen.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum flussmittelfreien Hartlöten beim Hartlöten in einer kontrollierten Atmosphäre mit Hilfe eines vorbehandelten Aluminium-Hartlötblechs.
  • Dieses und andere Ziele sowie weitere Vorteile werden dadurch erreicht oder übertroffen, dass die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereitstellt zur Herstellung einer Anordnung von gefügten Bauteilen, insbesondere eines Wärmetauschers, die durch Löten in einem Hartlötprozess in kontrollierter Atmosphäre gefügt werden, umfassend die Schritte:
  • (a) Bereitstellen der zu verlötenden Bauteile, von denen mindestens eines aus einem Aluminiumlegierungs-Hartlötblechprodukt hergestellt ist, das eine Kernlegierung umfasst, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial plattiert ist, wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial mittels Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel vorbehandelt wurde, und wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial die folgende Zusammensetzung aufweist, bestehend aus, in Gew.-%:
    Si 5 % bis 15 %, bevorzugt 8 bis 14 %,
    Mg 0,10 % bis 3 %, bevorzugt 0,15 % bis 2 %,
    Fe bis zu 0,8 %
    Cu bis zu 0,3 %
    Mn bis zu 0,8 %
    Zn bis zu 0,25 %
    Ti bis zu 0,3 %,
  • Rest Aluminium und unvermeidbare Unreinheiten jeweils < 0,05 %, gesamt < 0,2 %.
  • (b) Anordnen der Bauteile zu einer Anordnung;
  • (c) Hartlöten der Anordnung ohne Auftragen von Hartlotflussmittel auf die Anordnungsbauteile, und Hartlöten der Gesamtanordnung in einer trockenen Schutzgasatmosphäre bei einer Hartlöttemperatur, typischerweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 540 °C bis 615 °C, beispielsweise bei etwa 590 °C oder bei etwa 600 °C, über einen Zeitraum mit einer für das Schmelzen und Verteilen des Aluminium-Hartlotmaterials ausreichenden Dauer, beispielsweise einer Verweildauer von etwa 1 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 6 Minuten, typischerweise etwa 2 oder 4 Minuten, um eine Hohlkehle zwischen dem Lotmaterial und mindestens einem anderen Bauteil auszubilden; und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 35 ppm, bevorzugt unter 25 ppm, beträgt;
  • (d) Kühlen der hartgelöteten Anordnung, typischerweise auf unter etwa 100 °C, zum Beispiel auf Umgebungstemperatur.
  • Die Hartlöt-Schutzgasatmosphäre sollte trocken sein, was bedeutet, dass der Taupunkt kleiner als -40 °C und bevorzugt -45 °C oder niedriger ist.
  • Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass das vorbehandelte Lotmaterial, nachdem es durch Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel vorbehandelt wurde, in einem flussmittelfreien CAB-Verfahren verwendet werden kann. Das Ätzen reduziert die Menge von Oxiden an der Außenfläche des Hartlotmaterials und kann ansonsten eine sachgerechte Ausbildung der Hohlkehle während des Hartlötens behindern. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine zuverlässige praktische Umsetzung und die Ausbildung einer sachgerechten Hohlkehle nur dann gewährleistet werden kann, wenn die Schutzgasatmosphäre trocken ist, und darüber hinaus vorausgesetzt, dass der Sauerstoffgehalt in der Schutzgasatmosphäre niedrig ist und auch das Al-Si-Lotmaterial zwingend einen Mg-Anteil von mindestens 0,10 % aufweist. Ausgehend von einer Versuchsreihe wurde festgestellt, dass bei einem Anteil von weniger als 0,05 % Mg oder bei Nichtvorhandensein von Mg im Al-Si-Lotmaterial, beispielsweise bei Verwendung eines Lotmaterials basierend auf AA4343, AA4045 oder AA4047, eine sachgerechte Ausbildung der Hohlkehle nur erreicht werden kann, wenn der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 4 ppm beträgt und vorzugsweise niedriger ist. In einigen Fällen zeigte sich selbst bei Sauerstoffkonzentrationen von nur 2 ppm eine mangelhafte Hohlkehlbildung. Ist jedoch eine zweckmäßige Zugabemenge von Mg vorhanden, lässt sich eine sachgerechte Ausbildung der Hohlkehle erzielen, wenn ein erheblicher Sauerstoffanteil in der trockenen Schutzgasatmosphäre vorliegt. Bei einem Sauerstoffgehalt von mehr als 35 ppm erfolgt keine sachgerechte Hohlkehlbildung, und bevorzugt ist der Sauerstoffgehalt kleiner als 25 ppm und noch bevorzugter kleiner als 20 ppm. Da es sehr schwierig ist, in großtechnischen Hartlötöfen mit kontrollierter Atmosphäre einen sehr niedrigen Sauerstoffgehalt von unter 5 ppm zu erreichen und aufrechtzuerhalten, ermöglichen die vorliegenden Erkenntnisse ein flussmittelfreies CAB-Hartlöten mit erreichbaren Sauerstoffkonzentrationen in der Schutzgasatmosphäre. Dies gewährleistet einen erheblichen Kostenvorteil.
  • Der Mg-Gehalt im Al-Si-Hartlot beträgt mindestens 0,10 % und vorzugsweise mindestens 0,15 %. Eine noch stärker bevorzugte Untergrenze ist 0,50 %. Bei einem höheren Mg-Anteil lässt sich ein höherer Sauerstoffgehalt in der Schutzgasatmosphäre tolerieren. Ein zu hoher Mg-Anteil ist jedoch für den Hartlötvorgang nachteilig und aus diesem Grund sollten 3 % nicht überschritten werden. Eine noch stärker bevorzugte Obergrenze für den Mg-Gehalt ist 2 % und noch bevorzugter nicht mehr als 1,70 %.
  • Al-Si-Hartlotwerkstoffe mit zwingend vorausgesetztem Vorhandensein von Mg wurden bisher im Bereich des Hartlötens unter Vakuum eingesetzt. Die Nutzung einer kontrollierten Zugabe von Mg zu Hartlotwerkstoffen zur Verwendung in einem flussmittelfreien CAB hat jedoch unerwartete Vorteile.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Al-Si-Hartlotlegierung beziehungsweise das Al-Si-Hartlotmaterial die folgende Zusammensetzung auf, bestehend aus, in Gew.-%:
    Si 5 % bis 15 %, bevorzugt 8 % bis 14 %,
    Mg 0,10 % bis 3 %, bevorzugt 0,15 % bis 2 %,
    Fe bis zu 0,8 %
    Cu bis zu 0,3 %
    Mn bis zu 0,8 %, bevorzugt bis zu 0,2 %,
    Zn bis zu 0,25 %
    Ti bis zu 0,3 %,
  • Rest Aluminium und unvermeidbare Unreinheiten jeweils < 0,05 %, gesamt < 0,2 %.
  • Das Hartlotmaterial ist frei von jeglichen Benetzungselementen oder von die Oberflächenspannung eines geschmolzenen Al-Si-Lotmaterials modifizierenden Elementen, die gewählt sind aus der Gruppe Ag, Be, Bi, Ce, La, Li, Na, Pb, Se, Sb, Sr, Th und Y. Mit „frei“ ist gemeint, dass keine gezielte Zugabe von Ag, Be, Bi, Ce, La, Li, Na, Pb, Se, Sb, Sr, Th oder Y zur chemischen Zusammensetzung vorgenommen wurde, aber dass Spurenanteile von Ag, Be, Bi, Ce, La, Li, Na, Pb, Se, Sb, Sr, Th und Y aufgrund von Verunreinigungen und/oder Kontaktleckage mit Produktionsausrüstungen dennoch ihren Weg in das Lotmaterial finden können.
  • Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das verwendete Hartlötblechmaterial ohne alle weiteren auf die Außenfläche des Al-Si-Lotmaterials aufgetragenen metallischen Schichten ist, die nach dem Stand der Technik hinzugefügt werden, um den Hartlötvorgang in kontrollierter Atmosphäre zu fördern, wie beispielsweise aus den Patentschriften US-4146163 , WO-01/068312 , EP-1306207 , WO-2008/155067 und EP-2477783 bekannt.
  • Das Hartlotmaterial wird auf Aluminium-Kernlegierungen aufplattiert, um ein Aluminium-Hartlötblech auszubilden, einschließlich plattiertes Rippenmaterial (Finstock), und die Kernlegierung wird vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung der Serien 1xxx, 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx oder 7xxx, beispielsweise einer Legierung vom Typ AA3003, AA3103, AA3005, AA3105, AA6060, AA6063 oder AA6951, hergestellt.
  • In einer Ausführungsform kann ein weiteres Metall zwischen der Kernlegierungsschicht und dem Hartlotmaterial vorgesehen werden. Beispielsweise kann eine weitere Aluminiumlegierungsschicht aufgetragen werden, um die Diffusion von Legierungselementen aus der Kernschicht zur Lotschicht zu begrenzen, oder um das Korrosionsverhalten des Hartlötblechmaterials nach dem Löten weiter zu verbessern.
  • Das erfindungsgemäße Hartlötblechmaterial kann über verschiedene Techniken hergestellt werden. Beispielsweise durch das in der Technik bekannte Walzplattieren (Roll-Bonding). Alternativ kann die Lotlegierungsschicht oder das Lotlegierungsmaterial mittels thermischer Sprühtechniken auf die Kernlegierungsschicht aufgebracht werden. Alternativ können die Kernlegierungsschicht und das Lotlegierungsmaterial mittels Gusstechniken hergestellt werden, beispielsweise wie in der internationalen Anmeldung WO-2004/112992 offenbart.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf die Verwendung oder das Verfahren zur Verwendung eines Aluminium-Hartlötblechprodukts, das eine Kernlegierung umfasst, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial plattiert ist, welches besteht aus, in Gew.-%:
    Si 5 % bis 15 %, bevorzugt 8 % bis 14 %,
    Mg 0,10 % bis 3 %, bevorzugt 0,15 % bis 2 %,
    Fe bis zu 0,8 %
    Cu bis zu 0,3 %
    Mn bis zu 0,8 %
    Zn bis zu 0,25 %
    Ti bis zu 0,3 %,
  • Rest Aluminium und unvermeidbare Unreinheiten jeweils < 0,05 %, gesamt < 0,2 %, und nach Vorbehandlung mittels Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel, und nach Auftragen oder Verwendung in einem flussmittelfreien Hartlötverfahren in kontrollierter Atmosphäre, das in einer trockenen Schutzgasatmosphäre bei einer Hartlöttemperatur über eine für das Schmelzen und Verbreiten des Aluminium-Hartlotmaterials ausreichende Dauer erfolgt, um eine Hohlkehle zwischen dem Hartlotmaterial und einem anderen Bauteil auszubilden, und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 35 ppm, bevorzugt unter 25 ppm, bevorzugter unter 20 ppm, beträgt.
  • Beim Beschreiben des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden hier bevorzugte Ausführungsformen des Hartlotmaterials und die Prozessbedingungen des Hartlötverfahrens dargelegt.
  • Das erfindungsgemäße Hartlötverfahren hat sich bei der Produktion von Wärmetauschervorrichtungen, die hohen Anforderungen an die innere Sauberkeit unterliegen, insbesondere von Ölkühlern und Ladeluftkühlern, als besonders zweckdienlich erwiesen. Diese Wärmetauscher eignen sich nicht für eine Produktion durch Hartlöten unter Vakuum, entweder aufgrund ihrer erheblichen Baugröße oder aus ökonomischen Gründen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, die innerhalb des durch die angehängten Ansprüche bestimmten Schutzumfangs der Erfindung weitgehend abgewandelt werden können.
  • 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
    • EP 1430988 A1 [0006]
    • EP 1306207 B1 [0007]
    • EP 2660043 A1 [0008]
    • US 2007/0099023 A1 [0009]
    • US 2007/0204935 A1 [0010]
    • EP 2883650 A1 [0011]
    • US 4146163 [0030]
    • WO 01/068312 [0030]
    • EP 1306207 [0030]
    • WO 2008/155067 [0030]
    • EP 2477783 [0030]
    • WO 2004/112992 [0033]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung von gefügten Bauteilen, insbesondere eines Wärmetauschers, die durch Hartlöten in einem Hartlötprozess in einer kontrollierten Atmosphäre gefügt werden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen der zu verlötenden Bauteile, von denen mindestens eines aus einem Aluminiumlegierungs-Hartlötblechprodukt hergestellt ist, das eine Kernlegierung umfasst, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial plattiert ist, wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial mittels Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel vorbehandelt wurde, und wobei das Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial die folgende Zusammensetzung aufweist, bestehend aus, in Gew.-%: Si 5% bis 15% Mg 0,10 % bis 3 %, bevorzugt 0,15 % bis 2 %, Fe bis zu 0,8 % Cu bis zu 0,3 % Mn bis zu 0,8 % Zn bis zu 0,25 % Ti bis zu 0,3 %,
    Rest Aluminium und unvermeidbare Unreinheiten jeweils < 0,05 %, gesamt < 0,2 %. (b) Anordnen der Bauteile zu einer Anordnung; (c) Hartlöten der Anordnung ohne Auftragen von Hartlotflussmittel auf die Anordnungsbauteile, und Hartlöten der gesamten Anordnung in einer trockenen Schutzgasatmosphäre bei einer Hartlöttemperatur, und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 35 ppm beträgt, (d) Kühlen der hartgelöteten Anordnung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verweildauer bei Hartlöttemperatur in einem Bereich von 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 6 Minuten, liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 25 ppm, und bevorzugt unter 20 ppm, beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre mindestens 5 ppm beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mg-Gehalt im Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial mindestens 0,50 % beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anordnung gefügter Bauteile einen Ladeluftkühler bildet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anordnung gefügter Bauteile einen Ölkühler bildet.
  8. Verwendung eines Aluminium-Hartlötblechprodukts, das eine Kernlegierung umfasst, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Al-Si-Legierungs-Hartlotmaterial plattiert ist, welches besteht aus, in Gew.-%: Si 5 % bis 15 %, bevorzugt 8 % bis 14 %, Mg 0,10 % bis 3 %, bevorzugt 0,15 % bis 2%, Fe bis zu 0,8 % Cu bis zu 0,3 % Mn bis zu 0,8 % Zn bis zu 0,25 % Ti bis zu 0,3 %,
    Rest Aluminium und unvermeidbare Unreinheiten jeweils < 0,05 %, gesamt < 0,2 %, und nach Vorbehandlung mittels Ätzen mit einem alkalischen oder sauren Ätzmittel, und nach Auftragen in einem flussmittelfreien Hartlötverfahren in kontrollierter Atmosphäre, das in einer trockenen Schutzgasatmosphäre bei einer Hartlöttemperatur über eine für das Schmelzen und Verbreiten des Aluminium-Hartlotmaterials ausreichende Dauer erfolgt, um eine Hohlkehle zwischen dem Hartlotmaterial und einem anderen Bauteil auszubilden, und wobei der Sauerstoffgehalt der trockenen Schutzgasatmosphäre unter 35 ppm, und bevorzugt unter 25 ppm, beträgt.
  9. Verwendung nach Anspruch 8, und wobei das Hartlotmaterial und das andere Bauteil einen Teil eines Ölkühlers oder eines Ladeluftkühlers bilden.
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