DE112016006100T5

DE112016006100T5 - Aluminiumlegierung-Lötblech und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist

Info

Publication number: DE112016006100T5
Application number: DE112016006100.5T
Authority: DE
Inventors: Yasunaga Itoh; Tomoki Yamayoshi; Shingo Oono; Tomohiro Shimazu; Shin Takewaka
Original assignee: Denso Corp; UACJ Corp
Current assignee: Denso Corp; UACJ Corp
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-09-13
Also published as: JP2017119292A; CN108431260A; JP6463262B2; US20190151973A1; WO2017115597A1; CN108431260B

Abstract

Es wird ein Aluminiumlegierung-Lötblech bereitgestellt, das zum Löten in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittel verwendet wird. Bei dem Aluminiumlegierung-Lötblech ist ein Lötmaterial, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 6 Massen-% bis 13 Massen-% Si umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, auf eine Seitenoberfläche oder beide Seitenoberflächen eines Kernmaterials plattiert, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% Mn und 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% Mg umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, das Lötblech eine Dicke von 0,12 mm oder weniger aufweist und das Lötmaterial eine Dicke von 0,012 mm oder weniger aufweist.Diese Struktur stellt ein Aluminiumlegierung-Lötblech zum flussmittellosen Löten bereit, das keine Defekte des Knickens von distalen Endabschnitten von Rippen oder einer schlechten Bildung einer Kehlnaht beim Löterwärmen selbst bei einer geringen Dicke von 0,12 mm oder weniger aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aluminiumlegierung-Lötblech, das zum Löten von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittels verwendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, und dessen Verwendung.
STAND DER TECHNIK
Ein Lötverbinden wird verbreitet als Verbindungsverfahren für Wärmetauscher verwendet (vorwiegend Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge), die aus Aluminium ausgebildet sind und eine Anzahl von feinen Verbindungsteilen umfassen. Das Lötverbinden von Aluminium erfordert das Aufbrechen eines Oxidfilms, der eine Oberfläche eines Lötmaterials bedeckt, und das Inkontaktbringen des geschmolzenen Lötmaterials mit einem Basismaterial oder einem anderen geschmolzenen Lötmaterial.
Zum Aufbrechen eines Oxidfilms wird im Allgemeinen ein Flussmittel verwendet. Ein Verfahren zum Anwenden eines Flussmittels zur Durchführung eines Lötens in einer Inertgasatmosphäre, wie z.B. Stickstoffgas, wird verbreitet zum Verbinden von Aluminiumlötprodukten, wie z.B. Wärmetauschern für Kraftfahrzeuge, verwendet. In den letzten Jahren hat jedoch die Computerisierung von Kraftfahrzeugen schnelle Fortschritte gemacht und ein Flussmittelrückstand wurde als Problem bei Wärmetauschern erachtet, die elektronische Komponenten kontaktieren. Darüber hinaus werden Flussmittelrückstände nach dem Löten bei einigen Wärmetauschern weggewaschen, da Flussmittelrückstände das Oberflächenbehandlungsvermögen verschlechtern. Die Kosten für den Waschvorgang wurden ebenfalls als Problem erachtet.
Aus diesem Grund wird die praktische Verwirklichung eines flussmittellosen Lötverfahrens erwartet. Das flussmittellose Lötverfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Verbinden in einer Inertgasatmosphäre ohne Anwenden eines Flussmittels durchgeführt wird.
Zum Zerstören eines Oxidfilms (vorwiegend Al₂O₃) ohne die Verwendung eines Flussmittels erfordert ein Material, das ein Element mit einer geringen freien Oxiderzeugungsenergie umfasst, d.h., ein Element, das leicht oxidiert werden kann. Als das repräsentativste Beispiel des Elements wird Mg verwendet.
Beim Löten von Aluminiumprodukten wird häufig ein Lötblech verwendet, bei dem ein Lötmaterial auf eine Oberfläche eines Kernmaterials plattiert ist. Bereiche, denen Mg zugesetzt wird, werden grob in zwei Typen klassifiziert, d.h., das Kernmaterial und das Lötmaterial. Das Zusetzen von Mg zu dem Kernmaterial ist vorteilhafter, um einen nachteiligen Einfluss einer Oxidation aufgrund von Sauerstoff und/oder Wasserdampf, der oder die in einer sehr geringen Menge in der Lötatmosphäre vorliegt oder vorliegen, zu vermeiden (vgl. die japanischen Patentanmeldungen mit den Veröffentlichungsnummern 2004-358519 A, 2006-043735 A, 2011-025276 A, 2011-230128 A, 2013-123749 A, 2013-233552 A, 2015-30861 A und 2015-58466 A ). Mg, das dem Kernmaterial zugesetzt wird, diffundiert während des Löterwärmens in die Lötmaterialschicht und reduziert den Oxidfilm auf der Stufe, bei der es die Oberfläche des Lötmaterials erreicht, so dass ein Oxid des Spinell-Typs (Al₂MgO₄) gebildet und der Oxidfilm spröde gemacht wird. Wenn jedoch der Zeitpunkt, zu dem Mg die Oberfläche des Lötmaterials erreicht, verzögert ist, oder wenn die Menge von Mg, das die Oberfläche erreicht, gering ist, schreitet die Versprödung des Oxidfilms nicht ausreichend fort und eine gute Lötbarkeit wird nicht erhalten. Aus diesem Grund ist, wie es in den vorstehend genannten Patentveröffentlichungen offenbart ist, das Zusetzen von 0,2 Massen-% oder mehr Mg zu dem Kernmaterial erforderlich, um die Verbindungseigenschaften sicherzustellen.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-358519 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer2006-043735 A
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2011-025276 A
Patentdokument 4: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer2011-230128-A
Patentdokument 5: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer2013-123749 A
Patentdokument 6: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013-233552 A
Patentdokument 7: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2015-30861 A
Patentdokument 8: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2015-58466 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Gegenwärtig weisen die meisten Wärmetauscher, die als Ziele für die Entwicklung eines flussmittellosen Lötens dienen, eine hohle Struktur auf. Die Dicke der Elemente, die eine hohle Struktur bilden, beträgt 0,6 mm oder mehr in dem Tank und dem Kopfabschnitt eines Wärmetauschers des Parallelströmungstyps, mehr als 0,2 mm in dessen Röhrenabschnitt und 0,4 mm oder mehr in einem Hauptelementröhrenabschnitt eines Wärmetauschers des gestapelten Typs. Um ein flussmittelloses Löten in einem Lötblech zu ermöglichen, das für diese Elemente mit einer Dicke von mehr als 0,2 mm verwendet wird, muss das Kernmaterial 0,2 Massen-% oder mehr Mg umfassen.
Im Gegensatz dazu weisen in Wärmetauschern des Parallelströmungstyps und/oder Wärmetauschern des gestapelten Typs Lötrippen (üblicherweise als „äußere Rippen“ bezeichnet), die zwischen Röhren eingesetzt sind, und/oder Lötrippen (üblicherweise als „innere Rippen“ bezeichnet), die innerhalb der Röhre eingesetzt sind, eine geringe Dicke von 0,1 mm oder weniger auf.
In Lötrippenmaterialien mit einer geringen Dicke von 0,1 mm tritt häufig ein Versagen, wie z.B. ein Knicken von distalen Endabschnitten der Rippen sowie eine schlechte Bildung einer Kehlnaht auf. Solche Defekte werden nicht einfach durch Vermindern der Dicke des Lötblechs mit einer Dicke von 0,6 mm oder mehr in dem Tank und dem Kopfabschnitt eines Wärmetauschers des Parallelströmungstyps, des Lötblechs mit einer Dicke von mehr als 0,2 mm in dessen Röhrenabschnitt oder des Lötblechs mit einer Dicke von 0,4 mm oder mehr in dem Hauptelementröhrenabschnitt eines Wärmetauschers des gestapelten Typs verhindert.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aluminiumlegierung-Lötblech bereitzustellen, das ohne die Verwendung eines Flussmittels gelötet wird, und bei dem ein Versagen, wie z.B. ein Knicken eines distalen Endabschnitts der Rippe und ein schlechtes Bilden einer Kehlnaht, bei einem Löterwärmen selbst bei einer geringen Dicke von 0,12 mm oder weniger verhindert wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Unter diesen Umständen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung als Ergebnis von wiederholten sorgfältigen Untersuchungen gefunden, dass das Einstellen der Dicke des Lötmaterials auf 0,012 mm oder weniger eine ausreichende Diffusion von Mg in eine Oberfläche des Lötmaterials selbst dann sicherstellt, wenn der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial auf 0,2 Massen-% oder weniger eingestellt ist, obwohl der Stand der Technik beim flussmittellosen Löten einen Mg-Gehalt in dem Kernmaterial von 0,2 Massen-% erfordert. Darüber hinaus haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf ein fehlerhaftes Löten, das durch eine Verminderung der Absolutmenge eines geschmolzenen Lötmaterials aufgrund des Einstellens der Dicke des Lötmaterials auf 0,012 mm oder weniger verursacht wird, gefunden, dass das Einstellen des Mg-Gehalts in dem Kernmaterial auf 0,2 Massen-% oder weniger eine Verkleinerung von rekristallisierten Körnern in dem Kernmaterial beim Löterwärmen unterdrückt, ein Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial vermindert und folglich die absolute Menge des geschmolzenen Lötmaterials, das zur Bildung einer Kehlnaht beiträgt, die für ein gutes Löten erforderlich ist, sicherstellt. Diese Struktur ermöglicht die Bildung einer guten Kehlnaht und vermindert das Korngrenzeneindringen des Lötmaterials in das Kernmaterial beim Löterwärmen, so dass ein Knicken von distalen Endabschnitten von Rippen verhindert wird. Auf der Basis der vorstehend beschriebenen Erkenntnisse haben die Erfinder die vorliegende Erfindung gemacht.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung (1) ein Aluminiumlegierung-Lötblech bereit, das zum Löten in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittels verwendet wird, wobei
ein Lötmaterial, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 6 Massen-% bis 13 Massen-% Si umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, auf eine Seitenoberfläche oder beide Seitenoberflächen eines Kernmaterials plattiert ist, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% Mn und 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% Mg umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt,
das Lötblech eine Dicke von 0,12 mm oder weniger aufweist und das Lötmaterial eine Dicke von 0,012 mm oder weniger aufweist.
Die vorliegende Erfindung (2) stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, bereit, umfassend:

Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs von (1) zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen;
Einsetzen der Rippen zwischen Röhren, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind; und
Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 20 ppm oder weniger beschränkt ist.

Die vorliegende Erfindung (3) stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, bereit, umfassend:

Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs von (1) zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen;
Einsetzen der Rippen innerhalb einer Röhre, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist; und
Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 50 ppm oder weniger beschränkt ist.

EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Aluminiumlegierung-Lötblech bereit, das ohne Anwenden eines Flussmittels gelötet wird, und das beim Löterwärmen selbst mit einer geringen Dicke von 0,12 mm oder weniger ein Verhindern eines Knickens von distalen Endabschnitten von Rippen und eine gute Bildung einer Kehlnaht ermöglicht.
Figurenliste

1 ist ein Prüfkörper für äußere Rippen; und
2 ist eine Schnittansicht eines Prüfkörpers für innere Rippen.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Aluminiumlegierung-Lötblech, das zum Löten in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittels verwendet wird, wobei ein Lötmaterial, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 6 Massen-% bis 13 Massen-% Si umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, auf eine Seitenoberfläche oder beide Seitenoberflächen eines Kernmaterials plattiert ist, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% Mn und 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% Mg umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, das Lötblech eine Dicke von 0,12 mm oder weniger aufweist und das Lötmaterial eine Dicke von 0,012 mm oder weniger aufweist.
Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumlegierung-Lötblech, das für ein flussmittelloses Löten verwendet wird, bei dem ein Löten in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittels durchgeführt wird.
Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kernmaterial und eine Lötmaterialplattierung auf einer Seitenoberfläche oder beiden Seitenoberflächen des Kernmaterials. Insbesondere plattiert bei dem Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung das Lötmaterial eine Seitenoberfläche oder beide Seitenoberflächen des Kernmaterials.
Das Kernmaterial ist ein Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% Mn und 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% Mg umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt. Das Kernmaterial umfasst Mn und Mg als unverzichtbare Elemente.
Der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial beträgt 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% und vorzugsweise 1,0 Massen-% bis 1,4 Massen-%. Ein Mn-Gehalt in dem Kernmaterial, der innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, stellt die für Rippen erforderliche Festigkeit sicher und erhöht das Potenzial der Rippen, so dass die Korrosionsrate der Rippen vermindert wird. Darüber hinaus unterdrückt Mn die Erzeugung von Kernen und unterdrückt die Verkleinerung von Körnern des Kernmaterials. Im Gegensatz dazu vermindert dann, wenn der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial geringer als der vorstehend beschriebene Bereich ist, der Mn-Gehalt übermäßig die Festigkeit der Rippen und verursacht leicht eine Verkleinerung von Körnern. Darüber hinaus verursacht ein Mn-Gehalt, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, ein leichtes Auftreten von Rissen beim Walzen bei der Herstellung des Materials.
Der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial beträgt 0,05 Massen-% bis 0,2 Massen-% und vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 0,16 Massen-%. Der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial, der innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, ermöglicht eine Diffusion von Mg in einer Menge, die zum Sprödemachen des Oxidfilms in der Oberfläche des Lötmaterials beim Löterwärmen erforderlich ist, und verbessert die Lötbarkeit. Der in dem Bereich liegende Mg-Gehalt verhindert auch eine Verkleinerung von Körnern in dem Kernmaterial beim Löterwärmen und vermindert das Korngrenzeneindringen des Lötmaterials in das Kernmaterial. Als Ergebnis stellt diese Struktur eine gute Lötbarkeit sicher und verhindert ein Knicken von distalen Endabschnitten von Rippen. Wenn im Gegensatz dazu der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial geringer als der vorstehend beschriebene Bereich ist, verursacht der Mg-Gehalt eine fehlerhafte Lötbarkeit und eine gute Lötbarkeit kann nicht sichergestellt werden. Darüber hinaus verursacht ein Mg-Gehalt, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, eine Verkleinerung von Körnern des Kernmaterials beim Löterwärmen und verstärkt das Korngrenzeneindringen des Lötmaterials in das Kernmaterial. Als Ergebnis verursacht ein Mg-Gehalt, der den Bereich übersteigt, eine fehlerhafte Lötbarkeit und verursacht leicht ein Knicken von distalen Endabschnitten von Rippen.
Das Verhältnis (Mg/Mn) des Mg-Gehalts zu dem Mn-Gehalt in dem Kernmaterial beträgt vorzugsweise 0,04 bis 0,18 und mehr bevorzugt 0,08 bis 0,16. Das Verhältnis des Mg-Gehalts zu dem Mn-Gehalt in dem Kernmaterial, das in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, verstärkt den Effekt des Sicherstellens einer guten Lötbarkeit und verhindert ein Knicken von distalen Endabschnitten von Rippen.
Das Kernmaterial ist ein Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% und vorzugsweise 1,0 Massen-% bis 1,4 Massen-% Mn, 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% und vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 0,16 Massen-% Mg und eines oder zwei oder mehr von 1,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,6 Massen-% Si, 1,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,5 Massen-% Fe, 0,5 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,2 Massen-% Cu, 3,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 2,5 Massen-% Zn, 0,2 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,08 Massen-% Ti und 0,5 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,08 Massen-% Zr umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt. Das Kernmaterial umfasst Mn und Mg als unverzichtbare Elemente und kann gegebenenfalls eines oder zwei oder mehr von Si, Fe, Cu, Zn, Ti und Zr als gewünschte Elemente umfassen.
Das Kernmaterial kann Si umfassen oder kann kein Si umfassen. Wenn das Kernmaterial Si umfasst, beträgt der Si-Gehalt in dem Kernmaterial 1,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,6 Massen-%. Bei dem Kernmaterial, das Si in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, wird die Festigkeit der Rippen erhöht, die Diffusionsmenge von Si in dem Lötmaterial in das Kernmaterial beim Löten wird vermindert und eine Verminderung der Fließmenge des Lötmaterials wird verhindert. Im Gegensatz dazu, erhöht ein Si-Gehalt in dem Kernmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, die Lösungsmenge des Kernmaterials, die durch das geschmolzene Lötmaterial verursacht wird, und vermindert den Schmelzpunkt des Kernmaterials. Ein Si-Gehalt, der den Bereich übersteigt, führt leicht zu einer Verformung der Rippen, insbesondere wenn die Löttemperatur hoch ist.
Das Kernmaterial kann Fe umfassen oder kann kein Fe umfassen. Wenn das Kernmaterial Fe umfasst, beträgt der Fe-Gehalt in dem Kernmaterial 1,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,5 Massen-%. Das Kernmaterial, das Fe in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, erhöht die Festigkeit der Rippen. Wenn im Gegensatz dazu der Fe-Gehalt in dem Kernmaterial den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, kann die Korrosionsrate erhöht werden und eine frühe Korrosion von Rippen kann stattfinden.
Das Kernmaterial kann Cu umfassen oder kann kein Cu umfassen. Wenn das Kernmaterial Cu umfasst, beträgt der Cu-Gehalt in dem Kernmaterial 0,5 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,2 Massen-%. Das Kernmaterial, das Cu in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, erhöht die Festigkeit der Rippen. Im Gegensatz dazu vermindert ein Cu-Gehalt in dem Kernmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, den Schmelzpunkt der Rippen, so dass leicht eine Verformung der Rippen beim Löterwärmen verursacht wird. Darüber hinaus kann ein Cu-Gehalt, der den Bereich übersteigt, das Potenzial der Rippen erhöhen und die Korrosionsrate der Röhre erhöhen.
Das Kernmaterial kann Zn umfassen oder kann kein Zn umfassen. Wenn das Kernmaterial Zn umfasst, beträgt der Zn-Gehalt in dem Kernmaterial 3,0 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 2,5 Massen-%. Das Kernmaterial, das Zn in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, vermindert das Potenzial der Rippen, so dass ein Opferanodeneffekt bereitgestellt wird. Im Gegensatz dazu vermindert ein Zn-Gehalt in dem Kernmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, übermäßig das Potenzial der Rippen und verursacht leicht eine frühe Korrosion der Rippen und eine frühe Trennung der Rippen.
Das Kernmaterial kann Ti umfassen oder kann kein Ti umfassen. Wenn das Kernmaterial Ti umfasst, beträgt der Ti-Gehalt in dem Kernmaterial 0,2 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,08 Massen-%. Das Kernmaterial, das Ti in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, verursacht ein schichtweises Fortschreiten einer Korrosion und verlängert die Korrosionslebensdauer. Im Gegensatz dazu verursacht ein Ti-Gehalt in dem Kernmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, eine leichte Erzeugung von groben Körnern beim Gießen und verschlechtert die Korrosionsbeständigkeit und/oder die Formbarkeit.
Das Kernmaterial kann Zr umfassen oder kann kein Zr umfassen. Wenn das Kernmaterial Zr umfasst, beträgt der Zr-Gehalt in dem Kernmaterial 0,5 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,05 Massen-% bis 0,08 Massen-%. Das Kernmaterial, das Zr in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, verzögert die Rekristallisation und erhöht die Korngröße. Im Gegensatz dazu verursacht ein Zr-Gehalt in dem Kernmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, bei der Herstellung des Materials leicht Risse.
Das Lötmaterial ist ein Aluminiumlegierung-Lötmaterial, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 6 Massen-% bis 13 Massen-% Si umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt.
Das Lötmaterial umfasst Si als unverzichtbares Element. Der Si-Gehalt in dem Lötmaterial beträgt 6 Massen-% bis 13 Massen-% und vorzugsweise 7,5 Massen-% bis 12 Massen-%. Ein Si-Gehalt in dem Lötmaterial, der in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, verbessert die Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials und stellt gute Verbindungseigenschaften sicher. Im Gegensatz dazu verursacht ein Si-Gehalt in dem Lötmaterial, der geringer ist als der vorstehend beschriebene Bereich, eine schlechte Fließfähigkeit des geschmolzenen Lötmaterials und verursacht ein schlechtes Verbinden. Darüber hinaus erhöht ein Si-Gehalt in dem Lötmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, die Lösungsmenge des Kernmaterials, die durch das geschmolzene Lötmaterial verursacht wird, verursacht ein leichtes Zusammenfallen der Spitze der Rippe und erhöht das Risiko, dass das Lötmaterial beim Walzen bei der Herstellung des Materials reißt.
Das Lötmaterial umfasst gegebenenfalls auch eines oder zwei oder mehr von Li, Bi und Mg als erwünschte Elemente.
Das Lötmaterial kann Li umfassen oder kann kein Li umfassen. Wenn das Lötmaterial Li umfasst, beträgt der Li-Gehalt in dem Lötmaterial 0,05 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,004 Massen-% bis 0,04 Massen-%. Li ist wie Mg ein Element mit einer niedrigen freien Oxiderzeugungsenergie und zeigt einen Effekt des Sprödemachens eines Oxidfilms mit einer Menge, die geringer ist als diejenige von Mg. Aus diesem Grund verbessert das Lötmaterial, das Li in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, die Verbindungseigenschaften. Im Gegensatz dazu verursacht ein Li-Gehalt in dem Lötmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, leicht eine Oxidation während des Erwärmens und vermindert die Lötbarkeit.
Das Lötmaterial kann Bi umfassen oder kann kein Bi umfassen. Wenn das Lötmaterial Bi umfasst, beträgt der Bi-Gehalt in dem Lötmaterial 0,1 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,004 Massen-% bis 0,05 Massen-%. Das Lötmaterial, das Bi in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, vermindert die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmaterials, verbessert die Fließfähigkeit des Lötmaterials und verbessert die Zwischenraumfülleigenschaften. Im Gegensatz dazu verursacht ein Bi-Gehalt in dem Lötmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, leicht eine Oxidation der Oberfläche des Lötmaterials während des Erwärmens und verschlechtert die Verbindungseigenschaften.
Das Lötmaterial kann Mg umfassen oder kann kein Mg umfassen. Wenn das Lötmaterial Mg umfasst, beträgt der Mg-Gehalt in dem Lötmaterial 0,1 Massen-% oder weniger und vorzugsweise 0,02 Massen-% bis 0,1 Massen-%. Das Lötmaterial, das Mg in dem vorstehend beschriebenen Bereich umfasst, vermindert die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmaterials, verbessert die Fließfähigkeit des Lötmaterials und verbessert die Zwischenraumfülleigenschaften. Im Gegensatz dazu verschlechtert ein Mg-Gehalt in dem Lötmaterial, der den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, die Verbindungseigenschaften unter der Bedingung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Erwärmungsatmosphäre hoch ist.
Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Dicke von 0,12 mm oder weniger und vorzugsweise 0,05 mm bis 0,12 mm auf. Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegende Erfindung weist eine geringe Dicke von 0,12 mm oder weniger auf und wird zweckmäßig für Lötrippen (äußere Rippen), die zwischen Röhren eines Wärmetauschers des parallelen Typs oder eines Wärmetauschers des gestapelten Typs eingesetzt werden, und/oder Lötrippen (innere Rippen), die innerhalb einer Röhre davon eingesetzt werden, verwendet.
Das Lötmaterial weist eine Dicke von 0,012 mm oder weniger und vorzugsweise 0,005 mm bis 0,010 mm auf. Das Lötmaterial mit einer Dicke, die innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt, verbessert die Lötbarkeit und ermöglicht die Bildung einer guten Kehlnaht. Im Gegensatz dazu verursacht das Lötmaterial mit einer Dicke, die den vorstehend beschriebenen Bereich übersteigt, eine unzureichende Diffusion von Mg in die Oberfläche des Lötmaterials, verursacht eine unzureichende Versprödung des Oxidfilms und kann keine gute Lötbarkeit ermöglichen.
Das Kernmaterial weist eine Dicke von 0,11 mm oder weniger und vorzugsweise 0,04 mm bis 0,1 mm auf. Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der das Lötmaterial eine Dicke von 0,012 mm oder weniger und vorzugsweise 0,005 mm bis 0,010 mm aufweist, obwohl das Kernmaterial eine geringe Dicke von 0,11 mm oder weniger und vorzugsweise 0,04 mm bis 0,1 mm aufweist. Diese Struktur ermöglicht eine gute Lötbarkeit, selbst wenn der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial gering ist, d.h., 0,05 Massen-% bis 2,0 Massen-% und vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 0,16 Massen-%.
Das Lötmaterial des Aluminiumlegierung-Lötblechs gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Plattierungsverhältnis von 5 % bis 15 % und vorzugsweise 7 % bis 12 % auf.
In dem Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Kernmaterial vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Erwärmungstest bei 595 °C ausgebildet. Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der das Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Erwärmungstest bei 595 °C ausgebildet ist. Diese Struktur verhindert, dass die Körner zu klein werden, selbst wenn das Aluminiumlegierung-Lötblech bei einer Löterwärmungstemperatur von 577 °C bis 610 °C beim Löterwärmen erwärmt wird. Diese Struktur vermindert das Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials. Folglich ermöglicht diese Struktur eine gute Lötbarkeit und verhindert ein Knicken von distalen Endabschnitten der Rippen. Darüber hinaus ist der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial auf 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% und vorzugsweise 1,0 Massen-% bis 1,4 Massen-% eingestellt, und der Mg-Gehalt ist auf 0,05 Massen-% bis 0,2 Massen-% und vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 0,16 Massen-% eingestellt. Diese Struktur stellt das Kernmaterial sicher, das aus der Aluminiumlegierung mit der durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach dem Erwärmungstest bei 595 °C ausgebildet ist.
In dem Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Kernmaterial vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Löterwärmen bei 577 °C bis 610 °C ausgebildet. Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, in der das Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Löterwärmen bei 577 °C bis 610 °C ausgebildet ist. Diese Struktur verhindert, dass die Körner beim Löterwärmen zu klein werden, und vermindert das Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials. Folglich ermöglicht diese Struktur eine gute Lötbarkeit und verhindert ein Knicken von distalen Endabschnitten der Rippen. Darüber hinaus ist der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial auf 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% und vorzugsweise 1,0 Massen-% bis 1,4 Massen-% eingestellt, und der Mg-Gehalt ist auf 0,05 Massen-% bis 0,2 Massen-% und vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 0,16 Massen-% eingestellt. Diese Struktur stellt das Kernmaterial sicher, das aus der Aluminiumlegierung mit der durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Löterwärmen bei 577 °C bis 610 °C ausgebildet ist.
Das Aluminiumlegierung-Lötblech gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Struktur aufweisen, in der ein Oberflächenoxidfilm oder der Oberflächenoxidfilm und das Lötmaterial durch eine Säurebehandlung bis zu einer Dicke von 5 nm oder mehr geätzt werden können. Da die Struktur, bei der die Oberfläche des Lötmaterials geätzt ist, eine Struktur ist, bei der ein Oxidfilm auf der Oberfläche des Lötmaterials spröde gemacht worden ist, wird die Lötbarkeit verbessert. Das Durchführen eines Ätzens auf der Stufe des Warmwalzens oder nach dem Warmwalzen bei der Herstellung des Materials beseitigt das Erfordernis zur Durchführung eines Ätzens in einer Herstellungsanlage für ein gelötetes Produkt. Als weiteres Beispiel kann ein Ätzen bei einem Schritt vor dem Durchführen des Löterwärmens nach der Fertigstellung des Materials durchgeführt werden. Ein Ätzen mit einer alkalischen Lösung ist nicht bevorzugt, da Aluminiumhydroxid oder dergleichen, das beim Ätzen erzeugt wird, beim Löterwärmen zersetzt wird, so dass Feuchtigkeit abgegeben wird. Das Aufbringen eines Öls nach dem Ätzen ist effektiv, um den Ätzeffekt für einen langen Zeitraum zu bewahren. Um zu verhindern, dass das aufzubringende Öl die Lötbarkeit verschlechtert, ist es erforderlich, dass die Zersetzungstemperatur in der Inertgasatmosphäre 380 °C oder weniger beträgt. In dem Fall, bei dem ein Öl mit einer Zersetzungstemperatur von mehr als 380 °C aufgebracht wird, ist vor dem Löten ein Entfetten erforderlich. Obwohl das Ätzen eines warmgewalzten Coils keine spezielle Behandlung erfordert, da beim Kaltwalzen ein Walzöl aufgebracht wird, können ein Ätzen und Ölaufbringen bei der letzten Stufe der Herstellung des Materials durchgeführt werden. Eine Ätztiefe von 5 nm oder mehr ist erforderlich, einschließlich der Oberflächenoxidfilm, um die Lötbarkeit sicherzustellen. Eine Ätztiefe von weniger als 5 nm verursacht einen schwachen Ätzeffekt und führt zu Schwierigkeiten beim Sicherstellen der Lötbarkeit.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, gemäß der vorliegende Erfindung ist ein Verfahren, umfassend: Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen, Einsetzen der Rippen zwischen Röhren, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind, und Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 20 ppm oder weniger beschränkt ist. Die Rippen, die zwischen den Röhren des Wärmetauschers eingesetzt sind, kontaktieren die Lötatmosphäre direkt und werden während des Erwärmens mit Sauerstoff oxidiert, der in der Lötatmosphäre enthalten ist. Aus diesem Grund muss die Sauerstoffkonzentration in der Lötatmosphäre auf 20 ppm oder weniger eingestellt werden. Eine Sauerstoffkonzentration in der Lötatmosphäre von mehr als 20 ppm verursacht Schwierigkeiten beim Sicherstellen einer guten Lötbarkeit.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, gemäß der vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, umfassend das Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen, das Einsetzen der Rippen innerhalb einer Röhre, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, und das Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 50 ppm oder weniger beschränkt ist. Es wird verhindert, dass die Rippen, die innerhalb einer Röhre des Wärmetauschers eingesetzt sind, direkt die Lötatmosphäre kontaktieren. Aus diesem Grund ist der Einfluss der Sauerstoffkonzentration in der Lötatmosphäre geringer als in dem Fall, bei dem die Rippen zwischen Röhren eingesetzt werden. Da jedoch die Lötatmosphäre in die Röhre durch einen Einlass/Auslass eintritt, der in Teilen der Röhre bereitgestellt ist, muss die Sauerstoffkonzentration in der Lötatmosphäre auf 50 ppm oder weniger eingestellt werden. Eine Sauerstoffkonzentration in der Lötatmosphäre von mehr als 50 ppm verursacht Schwierigkeiten beim Sicherstellen einer guten Lötbarkeit.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine detaillierte Untersuchung des Defekts eines Knickens von distalen Endabschnitten der Rippen und einer schlechten Bildung einer Kehlnaht durchgeführt und gefunden, dass diese nicht vorwiegend durch eine Verminderung des Schmelzpunkts aufgrund des Gehalts von Mg oder eine Verminderung der Fließfähigkeit aufgrund einer geringen Dicke der Lötmaterialschicht verursacht werden. Die Erfinder haben gefunden, dass das Knicken von distalen Endabschnitten der Rippen nicht durch eine Zunahme der Lösungsmenge des Kernmaterials in das geschmolzene Lötmaterial verursacht wird, sondern durch ein Eindringen des geschmolzenen Lötmaterials in die Korngrenze des Kernmaterials. Die Erfinder haben auch gefunden, dass eine fehlerhafte Bildung einer Kehlnaht in dem Verbindungsabschnitt durch ein unzureichendes Zuführen eines Lötmaterials zu dem Verbindungsabschnitt aufgrund eines Eindringens des geschmolzenen Lötmaterials in die Korngrenze des Kernmaterials in dem allgemeinen Abschnitt der Rippen verursacht wird. Die Erfinder haben gefunden, dass jeder der Defekte durch die Verkleinerung der Korngröße des Kernmaterials verursacht wird.
Aus diesem Grund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung, obwohl der Mg-Gehalt des Kernmaterials zum Sicherstellen der Verbindungseigenschaften im Stand der Technik auf mindestens 0,2 Massen-% eingestellt wird, den Mg-Gehalt in dem Kernmaterial auf 0,2 Massen-% oder weniger eingestellt und die Dicke des Lötmaterials auf 0,012 mm oder weniger eingestellt. Auf diese Weise haben die Erfinder gefunden, dass eine ausreichende Diffusion von Mg in die Oberfläche des Lötmaterials selbst dann sichergestellt werden kann, wenn der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial auf 0,2 Massen-% oder weniger eingestellt wird. Darüber hinaus haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein fehlerhaftes Löten, das durch eine Verminderung der absoluten Menge von geschmolzenem Lötmaterial aufgrund des Einstellens der Dicke des Lötmaterials auf 0,012 mm oder weniger verursacht wird, gefunden, dass das Einstellen des Mg-Gehalts in dem Kernmaterial auf 0,2 Massen-% oder weniger eine Verkleinerung von rekristallisierten Körnern in dem Kernmaterial beim Löterwärmen unterdrückt, das Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial vermindert und folglich die absolute Menge des geschmolzenen Lötmaterials, das zur Bildung einer Kehlnaht, die für ein gutes Lötes erforderlich ist, sicherstellt. Die Erfinder haben gefunden, dass diese Struktur die Bildung einer guten Kehlnaht ermöglicht und das Korngrenzeneindringen des Lötmaterials in das Kernmaterial beim Löterwärmen vermindert, so dass ein Knicken von distalen Endabschnitten von Rippen vermindert wird.
Das Folgende ist eine Erläuterung von Beispielen der vorliegenden Erfindung, um deren Effekt zu zeigen. Diese Beispiele sind eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
BEISPIELE
Die Tabelle 1 (Beispiele) und die Tabelle 2 (Vergleichsbeispiele) geben bewertete Materialien an. Lötbleche A1 bis A32 (Beispiele) und B1 bis B19 (Vergleichsbeispiele) mit Dicken von 0,05 mm, 0,07 mm, 0,074 mm und 0,1 mm wurden mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellt. Jedes der Lötbleche weist eine Struktur auf, in der ein Lötmaterial beide Seitenoberflächen eines Kernmaterials plattiert. Das Herstellungsverfahren wurde in der Reihenfolge eines Gießens, eines Bearbeitens (des Kernmaterials und des Lötmaterials), eines Warmwalzens (Lötmaterials), eines Plattierungswarmwalzens, eines Kaltwalzens, eines Zwischenglühens und eines Kaltwalzens durchgeführt und das auf H14 fein fertigbearbeitete Material wurde einer Rippenverarbeitung mit einer Rippenbildungsmaschine unterzogen. Einige der Materialien wurden bei jedweder der Stufe nach dem Plattierungswarmwalzen, der Stufe nach dem Zwischenglühen und der Stufe vor dem Rippenbilden zur Durchführung eines Ätzens in eine Säurelösung oder eine alkalische Lösung eingetaucht. Die Ätztiefe wurde aus GD-OES-Analyseergebnissen vor und nach dem Ätzen bestimmt.
Die 1 zeigt einen Prüfkörper für äußere Rippen, die zwischen Röhren in einem Wärmetauscher des Parallelströmungstyps oder einem Wärmetauscher des gestapelten Typs eingesetzt sind. Verbindungsabschnitte mit den 3003-Elementen lagen links und rechts vor und beide Verbindungsabschnitte wurden bewertet. Die 2 zeigt einen Prüfkörper für innere Rippen, die innerhalb einer Röhre eingesetzt sind. In der Schnittansicht von 2 sind Verbindungsabschnitte mit den 3003-Elementen (mit Belüftungslöchern zum Einstellen der Atmosphäre), die zu einer Becherform ausgebildet sind, in oberen und unteren Abschnitten angeordnet und beide Verbindungsabschnitte wurden bewertet. Ein Verbindungsabschnitt mit einer Zwischenplatte, die beide Seitenoberflächen umfasst, die aus Lötblechen ausgebildet sind, wurde von den Bewertungszielen ausgeschlossen.
Ein Lötverbinden wurde in der folgenden Weise durchgeführt. Ein Stickstoffgasofen, der aus einem Zweikammerofen mit einem Innenvolumen von 0,4 m³ ausgebildet war und eine Vorwärmkammer und eine Lötkammer umfasste, wurde verwendet, und jeder Prüfkörper mit einer in der Vorwärmkammer auf 450 °C erhöhten Temperatur wurde in die Lötkammer eingebracht. Jeder der Prüfkörper wurde in der Lötkammer von 450 °C für 320 Sekunden oder 160 Sekunden auf 577 °C gebracht und bei einer Temperatur von 595 °C, die der Prüfkörper erreichte, gelötet. Danach wurde jeder der Prüfkörper in der Vorwärmkammer auf 570 °C abgekühlt und aus dem Ofen entnommen. Die Sauerstoffkonzentration beim Löten wurde durch Ändern der Flussrate des Stickstoffgases eingestellt.
Die Lötbarkeit jedes der Prüfkörper wurde in der folgenden Weise bewertet. Ein Löten wurde mit jedem der Prüfkörper durchgeführt, die durch Kombinieren von Rippen, die durch Formen des Lötblechs erhalten worden sind, von Platten der 3003-Elemente oder formgepressten Elementen, und eines Lötblechs aus 4045/3003/4045 erhalten worden sind, und die Rippen wurden von den Verbindungsabschnitten mit den 3003-Elementen getrennt. Da eine Spur einer gelöteten Kehlnaht in Verbindungsabschnitten zurückblieb, wenn die Kehlnaht gebildet wurde, wurde das Verhältnis der Gesamtsumme der Längen der Spuren einer Kehlnaht zu der Gesamtsumme der Längen der Verbindungsabschnitte als Rippenverbindungsverhältnis (%) betrachtet. Eine Bewertung wurde in der folgenden Weise. gemäß der Größe des Verbindungsverhältnisses durchgeführt. Die erste Dezimalstelle wurde abgerundet und die Prüfkörper mit einem Verbindungsverhältnis von 80 % oder höher wurden als praxistaugliche Prüfkörper erachtet, die den Test bestanden.

⊙⊙⊙: Verbindungsverhältnis von 100 %
⊙⊙: Verbindungsverhältnis von 95 % bis 99 %
⊙: Verbindungsverhältnis von 90 % bis 94 %
○: Verbindungsverhältnis von 80 % bis 89 %
▲: Verbindungsverhältnis von 50 % bis 79 %
× : Verbindungsverhältnis < 50 %

Keine Testbewertung wurde mit den Materialien durchgeführt, bei denen ein Defekt während der Herstellung auftrat.
Darüber hinaus wurde die durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials nach dem Erwärmungstest bei 595 °C mit dem folgenden Verfahren gemessen.
Das Lötblech wurde für drei Minuten bei 595 °C in einer Inertgasatmosphäre erwärmt, ohne zu einer Rippenform geformt zu werden, und danach abgekühlt. Danach wurde die Oberfläche des Lötblechs poliert, um das Kernmaterial freizulegen. Danach wurde eine Oberflächenpolarisationsmikrofotografie aufgenommen und die Anzahl von Körnern wurde gezählt, wobei der in einen Durchmesser, der einem Kreis entspricht, umgerechnete Wert verwendet wurde.
Bewertungsergebnisse der Beispiele
Die Tabelle 3 gibt Bewertungsergebnisse der Beispiele an. Es wurde gezeigt, dass jedes der in der Tabelle 3 angegebenen Beispiele das Verbindungsverhältnis von 80 % oder höher aufwies, und die Praxistauglichkeit der vorliegenden Erfindung wurde gezeigt. Eine Verbesserung der Verbindungseigenschaften wurde in jeder von Nr. C14 bis C19 und C24 bis C26, die einem Ätzen um 5 nm oder mehr durch eine Säure auf der Stufe nach dem Plattierungswarmwalzen oder später unterzogen worden sind, gezeigt.
Eine Untersuchung nach dem Löten zeigte, dass die durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials von jedem der Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen der Mg-Gehalt des Kernmaterials auf 0,1 Massen-% bis 0,2 Massen-% eingestellt war, eine durchschnittliche Korngröße von mehr als 50 µm war. Aus diesem Grund wurde ein gutes Verbinden durchgeführt, ohne dass ein Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial verursacht wurde.
Bewertungsergebnisse von Vergleichsbeispielen für äußere Rippen
Die Tabelle 4 zeigt Bewertungsergebnisse von Vergleichsbeispielen. In dem Prüfkörper von Nr. B2, bei dem der Mg-Gehalt des Kernmaterials auf 0,25 Massen-% eingestellt war, trat in den distalen Endabschnitten der Rippen aufgrund eines Korngrenzeneindringens des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial ein ausgeprägtes Zusammenfallen auf. Bei einer Untersuchung des Prüfkörpers nach dem Löten lag die durchschnittliche Korngröße in einem feinen Zustand von kleiner als 50 µm vor. Insbesondere trat in den distalen Endabschnitten der Rippe, auf denen sich das geschmolzene Lötmaterial konzentrierte, ein Korngrenzeneindringen des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial intensiv auf.
In dem Prüfkörper von Nr. B5, bei dem der Si-Gehalt in dem Lötmaterial kleiner als 6 Massen-% war, war das Verbindungsverhältnis aufgrund eines unzureichenden Fließens des Lötmaterials niedriger als 80 %. Der Prüfkörper von Nr. B6, bei dem der Si-Gehalt 13 Massen-% überstieg, wurde nicht dem Experiment unterzogen, da beim Walzen des Materials Risse auftraten.
In den Prüfkörpern von Nr. B7, bei dem der Li-Gehalt in dem Lötmaterial 0,05 Massen-% überstieg, Nr. B8, bei dem der Bi-Gehalt 0,1 Massen-% überstieg, und Nr. B9, bei dem der Mg-Gehalt 0,1 Massen-% überstieg, schritt die Oxidation mit Li, Bi und Mg während des Erwärmens fort und das Verbindungsverhältnis war niedriger als 80 %.
Bewertungsergebnisse von Vergleichsbeispielen für innere Rippen

Die Tabelle 4 zeigt Bewertungsergebnisse von Vergleichsbeispielen. In dem Prüfkörper (Nr. D9), bei dem Nr. B3 verwendet wurde, der das Kernmaterial mit einem Mg-Gehalt von weniger als 0,05 Massen-% umfasst, war das Rippenverbindungsverhältnis niedriger als 80 %. In dem Prüfkörper von Nr. B4, bei dem der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial 0,2 Massen-% überstieg, trat in den distalen Endabschnitten der Rippen aufgrund eines Korngrenzeneindringens des geschmolzenen Lötmaterials in das Kernmaterial ein ausgeprägtes Zusammenfallen auf. Die durchschnittliche Korngröße nach dem Löten lag in einem feinen Zustand von weniger als 50 µm vor, jedoch war der Grad des Zusammenfallens der distalen Endabschnitte der Rippen gering, da das Kernmaterial eine große Dicke aufwies. Da jedoch das Zusammenfallen der distalen Endabschnitte der Rippen mit einer Höhenverminderung einhergeht, ist das Zusammenfallen nicht bevorzugt, da es den Zwischenraum von anderen Verbindungsabschnitten erhöht, insbesondere in Wärmetauschern mit einer großen Anzahl von gestapelten Schichten, und führt zu einem fehlerhaften Verbinden. [0059] [Tabelle 1-1]

Nr.	Struktur	Dicke (mm)		Chemische Komponenten (Massen-%)										Mg/Mn
Nr.	Struktur	Jeweilige Bereiche	Blechdicke	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Ti	Zr	Li	Bi	Mg/Mn	Angewandter Bereich
A1	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04			0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A2	Lötmaterial	0,005	0,05	10		-				-	-	-	-	0,167	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04			0,2	-	1,2	0,2	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10		-				-	-	-	-
A3	Lötmaterial	0,01	0,1	10		-			-	-	-	-	-	0,083	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08			0,2	-	1,2	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10		-			-	-	-	-	-
A4	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,2	0,2	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A5	Lötmaterial	0,007	0,07	6		-				-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056			0,2	-	1,2	0,15	2,9	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		6		-				-	-	-	-
A6	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A7	Lötmaterial	0,007	0,07	13	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		13	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A8	Lötmaterial	0,007	0,07	10		-				-	-	0,004	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056			0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-		-
	Lötmaterial	0,007		10		-				-	-	0,004	-
A9	Lötmaterial	0,007	0,07	10		-				-	-	0,05	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056			0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-		-
	Lötmaterial	0,007		10		-				-	-	0,05	-
A10	Lötmaterial	0,007	0,07	10		-				-	-	-	0,004	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056			0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10		-				-	-	-	0,004
A11	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	-	0,1	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	-	-	-	-	-	0,1
A12	Lötmaterial	0,007	0,07	10		-		0,02		-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056			0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10		-		0,02		-	-	-	-
A13	Lötmaterial	0,007	0,07	10		-		0,1		-	-	-	-
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	0,1	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
A14	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	0,02	0,02	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	-	-	-	-	0,02	0,02
A15	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	- -	- -	- -	0,02	0,02	0,083	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,2	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	0,02	0,02
A16	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	0,02	0,02	0,125	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,2	0,15	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0.01		10	-	-	-	-	-	-	-	0,02	0,02

[Tabelle 1-2]

Nr.		Dicke (mm)		Chemische Komponenten (Massen-%)										Mg/Mn	Angewandter Bereich
Nr.	Struktur	Jeweilige Bereiche	Blechdicke	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Ti	Zr	Li	Bi	Mg/Mn	Angewandter Bereich
A17	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	0,8	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A18	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,2	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A19	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,056	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,8	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-		-	-	-	-	-	-
A20	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	0,8	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A21	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,083	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	1,2	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A22	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,056	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	1,8	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A23	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,042	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,2	0,05	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A24	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,2	0,2	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A25	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	1,2	0,2	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A26	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	0,2	-	0,8	-	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	0,1	1,2	-	-	-	-
A27	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,111	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	0,2	-	1,8	0,2	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A28	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Innere Rippe
A28	Kernmaterial	0,08	0,1	-	0,2	-	0,8	0,1	-	-	-	-	-	0,125	Innere Rippe
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A29	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,111	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,8	0,2	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A30	Lötmaterial	0,012	0,074	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,05		-	-	-	1,2	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,012		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A31	Lötmaterial	0,012	0,074	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,042	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,05		-	-	-	1,2	0,05	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,012		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
A32	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,058	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	0,2	-	1,2	0,07	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-

[Tabelle 2]

Nr.	Struktur	Dicke (mm)		Chemische Komponenten (Massen-%)										Mg/Mn	Angewandter Bereich
Nr.	Struktur	Jeweilige Bereiche	Blechdicke	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Ti	Zr	Li	Bi	Mg/Mn	Angewandter Bereich
B2	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,208	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	0,2	-	1,2	0,25	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B3	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,025	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,2	0,03	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B4	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,250	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	0,2	-	1,2	0,3	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B5	Lötmaterial	0,007	0,07	4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	2,9	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		4	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B6	Lötmaterial	0,007	0,07	16	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		16	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B7	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	0,08	-	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	-	-	-	-	0,08	-
B8	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	-	0,15	0,083	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,1	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	-	-	-	-	-	0,15
B9	Lötmaterial	0,007	0,07	10	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-	0,125	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,056		-	0,2	-	1,2	0,15	1,2	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,007		10	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-
B10	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	0,6	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B11	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,050	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	2,0	0,1	-	-	-		-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	- -	- -	- -	- -	- -
B12	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	0,6	0,1	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B13	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,050	Innere Rippe
B13	Kernmaterial	0,08	0,1	-	-	-	2,0	0,1	-	-	-	-	-	0,050	Innere Rippe
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B14	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,025	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,2	0,03	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B15	Lötmaterial	0,005	0,05	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,208	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,04		-	-	-	1,2	0,25	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,005		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B16	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,025	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	1,2	0,03	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B17	Lötmaterial	0,01	0,1	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,208	Innere Rippe
	Kernmaterial	0,08		-	-	-	1,2	0,25	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,01		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B18	Lötmaterial	0,018	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,042	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,034		-	-	-	1,2	0,05	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,018		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
B19	Lötmaterial	0,018	0,07	10	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,167	Äußere Rippe
	Kernmaterial	0,034		-	-	-	1,2	0,2	-	-	-	-	-
	Lötmaterial	0,018		10	-	-	-	-	-	-	-	-	-

[Tabelle 3-1]

Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Ätzen			Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis	Zusammenfallen und Verformen des distalen Endabschnitts der Rippe	Bewertung
Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Behandlungslösung	Behandlungstiefe	Ausführungszeitraum	Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis		Bewertung
C1	Äußere Rippe	A1	-	-	-	320 Sekunden	28	110	82 %	Lagen nicht vor	○
C2	↑	A2	-	-	-	↑	30	60	81 %	Lagen nicht vor	○
C3	↑	A2	-	-	-	160 Sekunden	30	65	83 %	Lagen nicht vor	○
C4	↑	A5	-	-	-	320 Sekunden	28	80	84 %	Lagen nicht vor	○
C5	↑	A6	-	-	-	↑	18	90	90 %	Lagen nicht vor	⊙
C6	↑	A7	-	-	-	↑	18	85	93 %	Lagen nicht vor	⊙
C7	↑	A8	-	-	-	↑	16	120	96 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C8	↑	A9	-	-	-	↑	16	120	93 %	Lagen nicht vor	⊙
C9	↑	A10	-	-	-	↑	17	105	93 %	Lagen nicht vor	⊙
C10	↑	A11	-	-	-	↑	17	110	92 %	Lagen nicht vor	⊙
C11	↑	A12	-	-	-	↑	16	70	92 %	Lagen nicht vor	⊙
C12	↑	A13	-	-	-	↑	16	75	94 %	Lagen nicht vor	⊙
C13	↑	A14	-	-	-	↑	17	115	96 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C14	↑	A2	1 % Fluorwasserstoffsäure	5nm	Vor der Rippenbildung	160 Sekunden	18	65	92 %	Lagen nicht vor	⊙
C15	↑	↑	↑	100 nm	↑	↑	18	55	96 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C16	↑	↑	↑	130 nm	Nach dem Warmwalzen	↑	18	60	93 %	Lagen nicht vor	⊙
C17	↑	↑	↑	110 nm	Nach dem Zwischenglühen	↑	18	60	95 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C18	↑	A8	↑	90 nm	Vor der Rippenbildung	320 Sekunden	18	125	100 %	Lagen nicht vor	⊙⊙⊙
C19	↑	A14	↑	80 nm	↑	↑	18	110	100 %	Lagen nicht vor	⊙⊙⊙
C20	Innere Rippe	A3	-	-	-	320 Sekunden	42	60	82 %	Lagen nicht vor	○
C21	↑	A4	-	-	-	↑	42	50	86 %	Lagen nicht vor	○

[Tabelle 3-2]

Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Ätzen			Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis	Zusammenfallen und Verformen des distalen Endabschnitts der Rippe	Bewertung
Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Behandlungslösung	Behandlungstiefe	Ausführungszeitraum	Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis		Bewertung
C22	↑	A15	-	-	-	↑	42	120	91 %	Lagen nicht vor	⊙
C23	↑	A16	-	-	-	↑	42	80	95 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C24	↑	A3	3 % Phosphorsäure 5 % Schwefelsäure	150 nm	Vor der Rippenbildung	↑	46	115	96 %	Lagen nicht vor	⊙⊙
C25	↑	A15	1 % Fluorwasserstoffsäure	160 nm	↑	↑	46	110	100 %	Lagen nicht vor	⊙⊙⊙
C26	↑	A16	↑	180 nm	↑	↑	46	85	100 %	Lagen nicht vor	⊙⊙⊙
C27	Äußere Rippe	A17	3 % Phosphorsäure 5 % Schwefelsäure	160 nm	Nach der Rippenbildung	160 Sekunden	18	60	92 %	Lagen nicht vor	⊙
C28	↑	A18	1 % Fluorwasserstoffsäure	170 nm	↑	↑	24	115	93 %	Lagen nicht vor	⊙
C29	↑	A19	↑	160 nm	↑	↑	20	100	100 %	Lagen nicht vor	⊙⊙⊙
C30	Innere Rippe	A20	-	-	-	320 Sekunden	43	55	82 %	Lagen nicht vor	○
C31	↑	A21	-	-	-	↑	43	120	88 %	Lagen nicht vor	○
C32	↑	A22	-	-	-	↑	43	105	83 %	Lagen nicht vor	○
C33	Äußere Rippe	A23	-	-	-	160 Sekunden	19	140	86 %	Lagen nicht vor	○
C34	↑	A24	-	-	-	↑	19	55	81 %	Lagen nicht vor	○
C35	Innere Rippe	A25	-		-	320 Sekunden	43	60	92 %	Lagen nicht vor	⊙
C36	Äußere Rippe	A26	-		-	160 Sekunden	19	55	84 %	Lagen nicht vor	○
C37	↑	A27	-		-	↑	19	65	86 %	Lagen nicht vor	○
C38	Innere Rippe	A28	-		-	320 Sekunden	36	65	84 %	Lagen nicht vor	○
C39	↑	A29	-		-	↑	36	60	89 %	Lagen nicht vor	○
C40	Äußere Rippe	A30	-		-	160 Sekunden	17	110	84%	Lagen nicht vor	○
C41	↑	A31	-	-	-	↑	17	130	81%	Lagen nicht vor	○
C42	Äußere Rippe	A32	-	-	-	160 Sekunden	18	70	82 %	Lagen nicht vor	○
C43	↑	A32	1 % Fluorwasserstoffsäure	160 nm	Nach der Rippenbildung	↑	18	70	84 %	Lagen nicht vor	○

[Tabelle 4]

Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Ätzen			Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis	Zusammenfallen und Verformen des distalen Endabschnitts der Rippe	Bewertung
Nr.	Bereich	Rippenmaterial	Behandlungslösung	Behandlungstiefe	Ausführungszeitraum	Erwärmungszeit (450 °C → 577 °C)	Sauerstoffkonzentration (ppm)	Durchschnittliche Korngröße des Kernmaterials (µm)	Rippenverbindungsverhältnis		Bewertung
D3	Äußere Rippe	B2	-	-	-	320 Sekunden	18	42	81 %	Lagen ausgeprägt vor	×
D4	↑	B5	-	-	-	↑	18	65	65 %	Lagen nicht vor	▲
D5	↑	B6	-	-	-	-	-	-	-	-	Beim Walzen des Materials traten Risse auf
D6	↑	B7	-	-	-	320 Sekunden	18	115	68 %	Lagen nicht vor	▲
D7	↑	B8	-	-	-	↑	18	120	55 %	Lagen nicht vor	▲
D8	↑	B9	-	-	-	↑	18	75	78 %	Lagen nicht vor	▲
D9	Innere Rippe	B3	-	-	-	↑	42	140	0 %	-	×
D10	↑	B4	-	-	-	↑	42	35	81 %	Lagen vor	×
D11	Äußere Rippe	A14	5 % NaOH	80 nm	Vor der Rippenbildung	↑	16	115	78 %	Lagen nicht vor	▲
D12	Innere Rippe	A16	↑	85 nm	↑	↑	42	80	68 %	Lagen nicht vor	▲
D13	Äußere Rippe	B10	-	-	-	160 Sekunden	19	40	75 %	Lagen vor	▲
D14	↑	B11	-	-	-	-	-	-	-	-	Beim Walzen des Materials traten Risse auf
D15	Innere Rippe	B12	-	-	-	320 Sekunden	42	38	77 %	Lagen vor	▲
D16	↑	B13	-		-	-	-	-	-	-	Beim Walzen des Materials traten Risse auf
D17	Äußere Rippe	B14	-	-	-	160 Sekunden	19	145	45 %	-	×
D18	↑	B15	-	-	-	↑	19	42	70 %	Lagen vor	▲
D19	Innere Rippe	B16	-	-	-	320 Sekunden	42	140	52 %	-	▲
D20	↑	B17	-	-	-	↑	42	38	76 %	Lagen vor	▲
D21	Äußere Rippe	B18	-	-	-	160 Sekunden	19	130	79 %	Lagen vor	▲
D22	↑	B19	-	-	-	↑	19	55	66 %	Lagen ausgeprägt vor	▲

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004358519 A [0006]
JP 2006043735 A [0006]
JP 2011025276 A [0006]
JP 2011230128 A [0006]
JP 2013123749 A [0006]
JP 2013233552 A [0006]
JP 201530861 A [0006]
JP 201558466 A [0006]

Claims

Aluminiumlegierung-Lötblech, das zum Löten in einer Inertgasatmosphäre ohne die Verwendung eines Flussmittels verwendet wird, wobei ein Lötmaterial, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 6 Massen-% bis 13 Massen-% Si umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, auf eine Seitenoberfläche oder beide Seitenoberflächen eines Kernmaterials plattiert ist, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die 0,8 Massen-% bis 1,8 Massen-% Mn und 0,05 Massen-% bis 0,20 Massen-% Mg umfasst, wobei es sich bei dem Rest um Al und unvermeidbare Verunreinigungen handelt, das Lötblech eine Dicke von 0,12 mm oder weniger aufweist und das Lötmaterial eine Dicke von 0,012 mm oder weniger aufweist.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach Anspruch 1, bei dem das Kernmaterial ferner eines oder zwei oder mehr von 1,0 Massen-% oder weniger Si, 1,0 Massen-% oder weniger Fe, 0,5 Massen-% oder weniger Cu, 3,0 Massen-% oder weniger Zn, 0,2 Massen-% oder weniger Ti und 0,5 Massen-% oder weniger Zr umfasst.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Lötmaterial ferner 0,05 Massen-% oder weniger Li umfasst.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lötmaterial ferner eines oder zwei von 0,004 Massen-% bis 0,1 Massen-% Bi und 0,02 Massen-% bis 0,1 Massen-% Mg umfasst.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Erwärmungstest bei 595 °C ausgebildet ist.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm oder mehr nach einem Löterwärmungstest bei 577 °C bis 610 °C ausgebildet ist.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Oberflächenoxidfilm einer Trennungsentfernungsbehandlung durch ein Säurereinigen in einem Schritt nach dem Plattierungswarmwalzen bei der Herstellung eines Materials oder nach dem Fertigstellen des Materials unterzogen wird.
Aluminiumlegierung-Lötblech nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein Oberflächenoxidfilm oder ein Oberflächenoxidfilm und das Lötmaterial bis zu einer Dicke von 5 nm oder mehr durch Säurereinigen geätzt wird oder werden.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, umfassend: Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen; Einsetzen der Rippen zwischen Röhren, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind; und Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 20 ppm oder weniger beschränkt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, umfassend: Ausbilden des Aluminiumlegierung-Lötblechs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zu einer Rippenform zur Herstellung von Rippen; Einsetzen der Rippen innerhalb einer geformten Röhre, die aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist; und Durchführen eines Lötens ohne Anwenden eines Flussmittels in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die auf 50 ppm oder weniger beschränkt ist.