DE602004004428T2 - Verfahren zum Hartlöten einer Aluminium-Magnesium-Legierung mit einem Kalium-Fluorozinkat enthaltenden Flussmittel - Google Patents

Verfahren zum Hartlöten einer Aluminium-Magnesium-Legierung mit einem Kalium-Fluorozinkat enthaltenden Flussmittel Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, wie es z.B. in der JP 03099795 beschrieben wird, wobei die JP 03099795 als nächstkommender Stand der Technik angesehen wird. Gemäß der JP 03099795 werden als Lötblech ein gewalztes Stapelblech 1, aufweisend eine Hartlot-Legierungs-Lot-Plattierung auf einer Seite eines Aluminium-Legierungs-Kernmaterials und eine Aluminium-Magnesium-Legierungs-Platte 2 verwendet. Ein Flussmittel zum Löten erzeugt bei einer Temperatur oberhalb von 575°C den Dampf zum Aufbrechen des Oxidfilms auf der Aluminium- oder der Aluminiumlegierungs-Oberfläche 1, 2. Weiterhin ist der Dampf oder das Reaktionsprodukt, welches auf der Aluminium- oder der Aluminiumlegierungs-Oberfläche verbleibt, nicht korrosiv in Bezug auf die Aluminium- oder die Aluminiumlegierungs-Oberfläche eingestellt, falls ein Abkühlen auf Raumtemperatur erfolgt. Durch dieses Verfahren wird die Qualität, wie z.B. gute Oberflächenbearbeitbarkeit im Rahmen der nachfolgenden Chromierung o.ä. sowie herausragende Korrosionsbeständigkeit, verbessert.
  • Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, aufweisend herausragende Lötbarkeit, wenn es zum Löten eines Aluminium-Legierungs-Materials enthaltend 0,2 % oder mehr an Magnesium (beinhaltend ein Aluminium-Legierungs-Material plattiert mit einem Aluminium-Silizium-Legierungs-Lotmaterial) verwendet wird bei der Plattierung von Bauteilen von Fahrzeugwärmetauscherrohren und Ähnlichem unter Verwendung eines Fluorid-haltigen Flussmittels und eines Aluminium-Silizium-Legierungs-Lotmaterials in inerter Gasatmosphäre.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei der Herstellung von Fahrzeugwärmetauschern hergestellt aus Aluminiumlegierungen wie z.B. Kühlern, Erhitzern, Kondensatoren und Verdampfern werden Aluminiumplatten und extrudierte Bauteile in eine vorgegebene Form gebracht, zu einer vorbestimmten Struktur zusammengebaut und durch Löten unter Verwendung eines Kalium-Fluoroaluminat-basierten Flussmittels in einem beheizten Ofen unter inerter Gasatmosphäre durch Löten verbunden.
  • In den vergangenen Jahren wurde nach Wärmetauscherteilen für Fahrzeuge mit verbesserter Härte nachgefragt, da die Dicke dieser Bauteile im Hinblick auf Energie und Ressourceneinsparung reduziert wurde. Das Hinzufügen von Magnesium war üblicherweise eines der Mittel, das zur Verbesserung der Härte von Aluminiummaterialien vorgeschlagen wurde, wobei weiterhin die Verwendung von Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materialen als Wärmetauschermaterialien vorgeschlagen wurde. Jedoch kann bei dem Verbinden eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, insbesondere eines Aluminium-Legierungs-Materials enthaltend 0,2 % oder mehr an Magnesium, bei Verwendung des zuvor genannten Fluorid-haltigen Flussmittels, das Flussmittel mit dem Magnesium in der Legierung reagieren und Verbindungen wie z.B. MgF2 und KMgF3 bilden, welche die Aktivität des Flussmittels reduzieren und den Lötprozess stören.
  • Ein momentan in Verwendung befindliches Fluorid-haltiges Flussmittel, welches Kaliumfluoroaluminat als Hauptkomponente enthält, wird bei 560° geschmolzen und aktiviert. Daher wird, wenn ein Magnesium enthaltendes Aluminium-Legierungs-Material mit diesem Flussmittel beschichtet und gelötet wird, das geschmolzene Flussmittel sofort mit dem Magnesium auf der Oberfläche des Aluminium-Legierungs-Materials reagieren, um MgF2 und KMgF3 zu erzeugen. Während einer Temperaturerhöhung im Rahmen des Lötprozesses setzt das Flussmittel seine Reaktion fort, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Diffusion von Magnesium vom Inneren zur Oberfläche des Materials bestimmt wird, bis die Löttemperatur (600°C) erreicht wird. Im Ergebnis wird die Aktivität des Flussmittels nachfolgend weiter verringert.
  • Ein Flussmittel enthaltend Cäsiumfluoroaluminat wurde bereits als Flussmittel zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials beschrieben (z.B. US-Patent Nr. 4,670,067). Bei der Verwendung zum Löten von üblichen Wärmetauschern für Fahrzeuge weist dieses Flussmittel jedoch das Problem der hohen Kosten auf.
  • Das US-Patent Nr. 6,432,221 offenbart ein Verfahren zum Löten von Aluminium und Aluminiumlegierungen in einer inerten Gasatmosphäre unter Verwendung eines Flussmittels enthaltend Kaliumfluorozinkat und es wird berichtet, dass Aluminiumteile sowie Aluminiumlegierungsteile (3003 Legierung) und ein weiteres Aluminiumteil erfolgreich verbunden werden konnten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn Kaliumfluorozinkat zum Löten von Aluminium verwendet wird, wird Zink durch eine Substitutions-Reaktion mit Aluminium während des Aufheizens zum Löten erzeugt und das produzierte Zinkmetall bedeckt die gelöteten Teile und stellt eine gute Korrosionsbeständigkeit bereit. Dies ist ein Vorteil bei der Verwendung des Kaliumfluorozinkat-Flussmittels. Unter Beachtung des Kaliumfluorozinkats haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung Kaliumfluorozinkat auf die zu lötenden Teile einer Aluminiumlegierung enthaltend 0,2 % oder mehr an Magnesium aufgebracht, um diese Teile unter Verwendung eines Aluminium-Silizium-Legierungs-Lotmaterials in einer inerten Gasatmosphäre zu löten.
  • Im Verlauf der Experimente haben die Erfinder herausgefunden, dass das Magnesium enthaltende Aluminium-Legierungs-Material unter bestimmten Lötbedingungen nur unzureichend verbunden werden kann, wenn ein Kaliumfluorozinkat-Flussmittel verwendet wird. Als Ergebnis weiterer Experimente und wiederholter Studien haben die Erfinder herausgefunden, dass die Lötbarkeit einer Magnesium enthaltenden Aluminiumlegierung bei Verwendung eines Kaliumfluorozinkat-Flussmittels beeinflusst wird durch die Menge an Kaliumfluorozinkat und die Geschwindigkeit der Temperatursteigerung vom Beginn der Substitutionsreaktion des Kaliumfluorozinkats mit der Aluminiumlegierung an (550°C) bis zur Löttemperatur.
  • Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis dieser Entdeckungen gemacht und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, aufweisend herausragende Lötbarkeit bei Verwendung zum Löten eines Aluminium-Legierungs-Materials enthaltend 0,2 bis 1,0 % an Magnesium (beinhaltend ein Aluminium-Legierungs-Material plattiert mit einer Aluminium-Silizium-Legierung zum Löten) bereitzustellen zur Verwendung bei Plattierungs-Teilen von Fahrzeugwärmetauscherrohren und Ähnlichem unter Verwendung von Kaliumfluorozinkat und einem Aluminium-Silizium-Legierungs-Lot-Material unter inerter Gasatmosphäre.
  • Die vorbeschriebene Aufgabe wird gelöst gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials enthaltend 0,2 bis 1,0 % (Gewichts%) an Magnesium, zusammengesetzt mit einem anderen Aluminiummaterial gemäß Anspruch 1.
  • In der oben genannten Methode zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, kann das Kaliumfluorozinkat auf die zu lötenden Teile in einer Konzentration von 5g/m2 oder mehr und (2,5 mal Mg%/T) g/m2 oder mehr, aufgebracht werden und die Materialien können mit einer mittleren Temperatursteigerungsrate (T) von 0,1°C pro Sekunde oder mehr erwärmt werden. In dem oben genannten Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials, kann das Kaliumfluorozinkat die Zusammensetzung KZnF3 aufweisen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Zeichnung veranschaulichend den zusammengesetzten Zustand vor dem Löten bei Spalt-Ausfüll-Test. 2 ist eine Zeichnung veranschaulichend den Zustand nach dem Löten in dem Spalt-Ausfüll-Test.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Kaliumfluorozinkat schmilzt nicht noch reagiert es mit einer Aluminiumlegierung, wenn Kaliumfluorozinkat allein auf Löttemperatur erhitzt wird (etwa 600°C). Allerdings wird, wenn Kaliumfluorozinkat durch Beschichten oder Ähnliches an einer Aluminiumlegierung anhaftend erhitzt wird, eine Substitutionsreaktion der Aluminiumlegierungs-Oberfläche, auf der das Kaliumfluorozinkat aufliegt, ausgelöst, wobei die Aluminiumlegierung bei ungefähr 550 °C Zink und Kaliumfluoroaluminat ausbildet, wobei Letzteres ein Flussmittelbestandteil ist, und nachfolgend eine Reaktion des Kaliumfluoroaluminats mit dem Magnesium in der Aluminiumlegierung stattfindet.
  • Da die Reaktion des Kaliumfluoroaluminats mit dem Magnesium bis zur Löttemperatur weiterläuft, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit der Substitutionsreaktion des Kaliumfluorozinkats auf der Oberfläche der Aluminiumlegierung bestimmt wird, ist die Menge an umgesetztem Magnesium geringer als die Menge an Magnesium, welche unter Verwendung des herkömmlichen Kaliumfluoroaluminats als Flussmittel, reagiert. Das Ausmaß der Aktivitäts-Absenkung ist ebenfalls geringer als bei der Verwendung des üblichen Kaliumfluoroaluminat-Flussmittels.
  • Eine Aluminiumlegierung enthaltend 0,2 bis 1,0 % an Magnesium ist ein Material, das gemäß der vorliegenden Erfindung gelötet werden kann. Wird ein zusammengesetztes Objekt, hergestellt aus dieser Aluminiumlegierung oder einer plattierten Aluminiumlegierung hergestellt durch Plattieren dieser Aluminiumlegierung mit einem Aluminium-Silizium-Legierungs-Lotmaterial unter Verwendung eines weiteren Aluminiumteils durch Löten unter Verwendung eines Flussmittels in inerter Gasatmosphäre verbunden, so ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Verwendung eines Kaliumfluorozinkats aufweisend die Zusammensetzung KxZnyFz, wobei x, y und z positive Integer sind) auf den zu lötenden Teilen mit einer Konzentration von 5 g/m2 oder mehr und (1,65 mal Mg%/T) g/m2 oder mehr (wobei T die mittlere Temperatursteigerungsrate in (°C/Sekunde) des Alumiunim-Legierungs-Materials von 550 °C auf Löttemperatur bedeutet) und Erhitzen mit einer mittleren Temperatursteigerungsrate (T) von 0,1 °C/Sekunde oder mehr. Als Beispiele einer Kaliumfluorozinkatzusammensetzung können K2ZnF4, K3Zn2F7 und KZnF3 genannt werden. Unter diesen ist KZnF3 besonders zu bevorzugen.
  • Die Menge an Kaliumfluorozinkat, welche gemäß der vorliegenden Erfindung als Schicht aufgebracht wird, ist 5 g/m2 oder mehr. Überschreitet die Menge an aufgebrachtem Kaliumfluorozinkat 30 g/m2, so reagiert nicht die gesamte Menge des Kaliumfluorozinkats innerhalb der Zeitspanne, in der die Löttemperatur erreicht wird (um 600°C) mit der Aluminiumlegierung und ein gewisser Anteil an Kaliumfluorozinkat verbleibt und stört dadurch den Lötprozess. Daher ist die maximale Menge an Flussmittel 30 g/m2.
  • Die Menge an Magnesium, welche mit dem Kaliumfluorozinkat reagiert, steigt mit ansteigendem Anteil an Magnesium in dem Aluminium-Legierungs-Material an. Daher muss die Menge an aufgebrachtem Kaliumfluorozinkat relativ zur Menge an erzeugtem Kaliumfluoroaluminat, erzeugt durch die Substitutionsreaktion mit dem Aluminium-Legierungs-Material, erhöht werden. Die Erhöhung der aufgebrachten Menge an Kaliumfluorozinkat sollte proportional zur Menge an Magnesium erfolgen.
  • Weiterhin sollte, da die Reaktionszeit des Magnesiums mit dem Kaliumfluoroaluminat mit Erhöhen der mittleren Temperatursteigerungsrate von 550 °C auf Löttemperatur abnimmt, und die Menge an verbrauchtem Kaliumfluoroaluminat gleichfalls abnimmt, die Menge an aufgebrachtem Kaliumfluorozinkat entsprechend verringert werden. Die aufgebrachte Menge ist umgekehrt proportional zur mittleren Temperatursteigerungsrate.
  • Die Menge an benötigtem, aufgebrachtem Kaliumfluorozinkat von 5 g/m2 oder mehr und (1,65 mal Mg%/T) in g/m2 oder mehr ist als Ergebnis weiterer Studien der oben beschriebenen Zusammenhänge erhalten worden. Wenn die aufgebrachte Menge an Kaliumfluorozinkat den oben beschriebenen Bereich unterschreitet, ist das Kaliumfluoroaluminat hergestellt durch die Substitutionsreaktion mit der Aluminiumlegierung bereits vollständig durch die Reaktion mit Magnesium verbraucht, wenn die Löttemperatur (um 600°C) erreicht wird, wodurch der Lötvorgang gestört wird.
  • Als Verfahren zum Aufbringen können Verfahren wie das Aufbringen eines Pulvers aus Kaliumfluorozinkat im Rahmen einer elektrostatischen Trocken-Beschichtung oder Ähnliches, das Verfahren zum Aufbringen eines Gemisches aus Kaliumfluorozinkat und Wasser oder eines Lösungsmittels wie z.B. Aceton oder auch ein Verfahren zum Aufbringen einer Mischung aus Kaliumfluorozinkat mit einem Binder oder einem Lösungsmittel über einer Rolle genannt werden. Wird eine Mischung mit Wasser oder einem Lösungsmittel aufgebracht, so wird die aufgebrachte Schicht getrocknet, um das Lösungsmittel vor dem Löten zu verdampfen. Gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich die aufgebrachte Menge auf die effektive, aufgebrachte Menge an Kaliumfluorozinkat.
  • Ist die mittlere Temperatursteigerungsrate der Aluminiumlegierung von 550 °C auf Löttemperatur (um 600°C) geringer als 0,1°C pro Sekunde, so kann das entstehende Kaliumfluoroaluminat über lange Zeit hinweg mit Magnesium reagieren, wodurch eine Absenkung der Aktivität des Flussmittels aufgrund der entstehenden Verbindungen die Folge ist. Die Lötfähigkeit wird dadurch verringert. Wenn mit einer mittleren Temperatursteigerungsrate von 0,1 °C pro Sekunde oder mehr aufgeheizt wird, kann die Zeitspanne vom Beginn der Substitutionsreaktion des Kaliumfluorozinkats mit der Aluminiumlegierung bei ungefähr 550°C bis zum Erreichen der Löttemperatur (um 600°C) so weit reduziert werden, dass die Menge an entstandenem Kaliumfluoroaluminat, welche mit Magnesium reagiert hat, abgesenkt wird. Im Ergebnis wird so die Flussmittelaktivität nicht eingeschränkt und eine ausgezeichnete Lötbarkeit wird erhalten.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann als zu bevorzugende Ausführungsform des Lötens bei einem zusammengesetzten Bauteil mit einem Aluminiumlegierungsteil enthaltend 0,2 bis 0,6 % an Magnesium und einem weiteren Aluminiumteil, unter inerter Gasatmosphäre, ein Kaliumfluorozinkat aufweisend die Zusammensetzung KxZnyFz (wobei x, y und z positive Integer sind) auf die zu lötenden Teile in einer Konzentration von 5 g/m2 oder mehr und (2,5 mal Mg%/T) g/m2 oder mehr, (wobei T die mittlere Temperatursteigerungsrate in (°C/Sekunde) ist) aufgebracht werden, und mit einer mittleren Temperatursteigerungsrate von 0,1°C pro Sekunde oder mehr erhitzt werden. Wenn das Kaliumfluorozinkat vor dem Löten aufgebracht wird, entsteht Zink und bildet eine Diffusionsschicht in der Aluminiumlegierung aus, was zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Materials beiträgt.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Die Beispiele geben nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder und sollten nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend angesehen werden.
  • Beispiel 1
  • Aluminiumlegierungen aufweisend die Zusammensetzungen wie in Tabelle 1 wiedergegeben wurden in Barren gegossen. Die erhaltenen Barren wurden homogenisiert gemäß üblicher Methoden. Die homogenisierten Produkte wurden heiss oder kalt gewalzt, um Platten mit einer Dicke von 1,0 mm zu erhalten, welche nachfolgend einer Lösungsbehandlung bei 360°C für 3 Stunden unterzogen wurden, um Probeplatten zu erhalten. Beide Seiten des Kernmaterials, einer A3003 Legierung (Zusammensetzung: Silizium 0,27%, Eisen 0,6%, Kupfer 0,15%, Mangan 1,2%, Rest Aluminium und Verunreinigungen) wurden plattiert mit einem Al-10%-Si-Legierungs-Lot-Material. Nach dem letzten Walzschritt wurden die gewalzten Produkte einer Lösungsbehandlung bei 360°C für 3 Stunden unterzogen, um ein Lötblech mit einer Dicke von 1,0 mm (Lötmaterialplattierungsdicke: 100 μm auf jeder Seite) zu erhalten.
  • Um die Lötbarkeit der Probeplatten unter Verwendung eines Fluorid-enthaltenen Flussmittels in inerter Gasatmosphäre zu bestimmen, wurde ein Spalt-Ausfüll-Test ausgeführt, wobei das Lötblech als vertikales Element und die Probeplatte als horizontales Element, wie in 1 veranschaulicht, verwendet wurden.
  • Bevor das vertikale Element (Lötblech) und das horizontale Element (Probeplatte) in der vorbeschriebenen Form angeordnet wurden, wurde jedes Element auf eine vorgegebene Größe zurechtgeschnitten, entfettet, mit einer Mischung aus KZnF3-Pulver, dienend als Kaliumfluorozinkat, und Aceton beschichtet und unter Verdampfung des Lösungsmittels getrocknet. Dann wurden die Elemente wie in 1 angeordnet.
  • Nach Anordnung der Elemente wurde der Probekörper in einem Ofen mit Stickstoffgasatmosphäre auf 600°C erwärmt, und anschließend sofort einem Abkühlen und Löten unterzogen. Die ausgefüllte Länge (L) der gelöteten Probekörper (veranschaulicht in 2) wurde bestimmt und durch die Raumlänge L0 dividiert, um das Ausfüllverhältnis L/L0 zu bestimmen, welches als Maßstab für die Lötbarkeit verwendet wird.
  • Die Lötbarkeit wurde als „gut" eingestuft, wenn das Ausfüllverhältnis 0,7 oder mehr betrug, wurde als „akzeptabel" eingestuft, wenn das Ausfüllverhältnis 0,4 oder mehr, aber weniger als 0,7 betrug, und wurde als „schlecht" eingestuft, wenn das Ausfüllverhältnis weniger als 0,4 betrug. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 bis 5 wiedergegeben. Tabelle 1
    Figure 00090001
    Tabelle 2
    Figure 00100001
    Tabelle 3
    Figure 00110001
    Tabelle 4
    Figure 00120001
    Tabelle 5
    Figure 00130001
  • Wie in den Tabellen 2 bis 4 veranschaulicht wiesen die Probeplatten gemäß der vorliegenden Erfindung eine herausragende Lötbarkeit auf, wohingegen die Probeplatten hergestellt aus einer Aluminiumlegierung enthaltend mehr als 1,0 % an Magnesium, keine gute Lötbarkeit aufwiesen, sogar wenn große Mengen an KznF3 wie in Tabelle 5 wiedergegeben aufgebracht worden waren. Um eine gute Lötbarkeit unter Verwendung von Probeplatten hergestellt aus einer Aluminiumlegierung enthaltend 0,2 bis 1,0 % an Magnesium zu erhalten, musste die Menge an aufgebrachtem KZnF3 in dem Ausmaß erhöht werden, in dem der Magnesiumgehalt anstieg, wie die Tabellen 2 bis 4 zeigen.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Die Probeplatten Nr. 2 bis 3, hergestellt in Beispiel 1, wurden als horizontale Elemente verwendet und das Lötblech hergestellt in Beispiel 1, wurde als vertikales Elemente verwendet. Bevor die vertikalen Elemente (Lötbleche) und die horizontalen Elemente (Probebleche) in die vorbeschriebene Form gebracht wurden, wurde jedes Element in eine vorgegebene Größe geschnitten, entfettet und mit Kaliumfluoroaluminat beschichtet. Der Probekörper veranschaulicht in 1 wurde aus den Elementen zusammengesetzt und der Spalt-Ausfüll-Test wurde ausgeführt auf gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 6 bis 7 wiedergegeben.
  • Tabelle 6
    Figure 00150001
  • Tabelle 7
    Figure 00160001
  • Wie in den Tabellen 6 und 7 veranschaulicht muss, um eine gute Lötbarkeit unter Verwendung eines Kaliumfluoroaluminats als Flussmittels beim Löten von Probeplatten hergestellt aus einer Aluminiumlegierung mit einem Magnesiumanteil von 0,6 % oder 1,0 %, das Flussmittel entsprechend in einer Menge von 30 g/m2 oder mehr oder 50 g/m2 oder mehr aufgebracht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Löten eines magnesiumhaltigen Aluminium-Legierungs-Materials, aufweisend hervorragende Lötbarkeit bei dem Löten eines Aluminium-Legierungs-Materials enthaltend 0,2 bis 1,0 % Magnesium bei der Verwendung bei Plattierungs-Teilen von Fahrzeugwärmetauscherröhren und Ähnlichem, unter Verwendung eines Kaliumfluorozinkats und eines Aluminium-Silizium-Legierungs-Lotmaterials in inerter Gasatmosphäre bereitgestellt werden.

Claims (3)

  1. Ein Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials mit einem weiteren Aluminium-Material in einem Ofen in einer inerten Gasatmosphäre, wobei das Aluminium-Legierungs-Material 0,2 bis 1 Gewichtsprozent Magnesium enthält, wobei ein Kalium-Fluoro-Zinkat, aufweisend eine Zusammensetzung von KxZnyFz, wobei x, y und z positive ganze Zahlen sind, angewendet wird auf ein zu lötendes Teil in einer Konzentration größer als 5 g/m2 und (1,65 × Mg%/T) g/m2 und niedriger als 30g/m2, wobei T eine mittlere Temperatur-Steigerungsrate (in °C pro Sekunde) des Aluminium-Legierungs-Materials von 550 °C auf eine Löttemperatur ist, und wobei die Materialien mit einer mittleren Temperatur-Steigerungsrate (Tt) von mindestens 0,1 °C/s erwärmt werden.
  2. Das Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials nach Anspruch 1, wobei das Kalium-Fluoro-Zinkat auf ein zu lötendes Teil angewendet wird mit einer Konzentration von 5 g/m2 oder mehr und (2.5 × Mg%/T) oder mehr und wobei die Materialien mit einer mittleren Temperatur-Steigerungs-Rate (T) von 0,1°C/Sekunde oder mehr erwärmt werden.
  3. Das Verfahren zum Löten eines Magnesium enthaltenden Aluminium-Legierungs-Materials nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kalium-Fluoro-Zinkat eine Zusammensetzung von KZnF3 aufweist.
DE602004004428T 2003-04-08 2004-03-31 Verfahren zum Hartlöten einer Aluminium-Magnesium-Legierung mit einem Kalium-Fluorozinkat enthaltenden Flussmittel Expired - Lifetime DE602004004428T2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007190574A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Calsonic Kansei Corp アルミニウム製熱交換器の製造方法
MY154119A (en) 2010-06-04 2015-05-06 Furukawa Sky Aluminum Corp Method of bonding aluminum alloy materials to each other
CN103958111B (zh) * 2011-11-27 2017-10-24 株式会社Uacj 铝构件的接合方法以及通过该接合方法接合而成的铝结构体
JP6184671B2 (ja) * 2012-09-04 2017-08-23 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム複合材の製造方法
JP6090736B2 (ja) * 2012-10-26 2017-03-08 株式会社Uacj アルミニウム合金のろう付方法及びフラックス成分被覆アルミニウム合金部材
CN105880769A (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 江苏财发铝业股份有限公司 一种高Mg含量铝合金钎焊材料的制备方法
JP6263574B2 (ja) * 2016-05-30 2018-01-17 株式会社Uacj ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2299166A (en) * 1940-07-30 1942-10-20 Aluminum Co Of America Brazing light metals
US4146163A (en) * 1977-11-09 1979-03-27 Aluminum Company Of America Production of aluminum brazing sheet
JPS6015064A (ja) * 1983-07-06 1985-01-25 Hitachi Ltd 熱交換器
JPS61232092A (ja) * 1985-04-09 1986-10-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ろう付け用フラツクス
JPS61293699A (ja) * 1985-06-20 1986-12-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ろう付け用フラツクスおよびその製造方法
JPS626774A (ja) * 1985-07-02 1987-01-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc アルミニウム系材料のろう付け方法
CN86101487B (zh) * 1986-03-12 1987-11-18 电子工业部第二十七研究所 铝和铝合金的硬钎焊法
JPH0616938B2 (ja) * 1986-04-25 1994-03-09 三菱アルミニウム株式会社 反応はんだ付方法
US5806752A (en) * 1996-12-04 1998-09-15 Ford Global Technologies, Inc. Manufacture of aluminum assemblies by open-air flame brazing
JP4991048B2 (ja) * 1998-03-25 2012-08-01 ゾルファイ フルーオル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 新規フラックス
BR0009945B1 (pt) * 1999-04-22 2012-02-22 material laminado compósito bobinado para brasagem e método de fabricação de material laminado.
DE10022840A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-15 Solvay Fluor & Derivate Laserstrahllöten von Aluminiumlegierungen
US6625886B2 (en) * 2001-07-05 2003-09-30 Denso Corporation Manufacturing method of heat exchanger
CN1141200C (zh) * 2001-09-10 2004-03-10 广州有色金属研究院 一种不锈铁－铝钎焊用无腐蚀钎剂
US6815086B2 (en) * 2001-11-21 2004-11-09 Dana Canada Corporation Methods for fluxless brazing

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