JP2010075964A - Compound material - Google Patents

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秀幸 三宅
Shu Kuroda
周 黒田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy compound material in which a brazing filler metal layer is hardly separated by forming work even in a method of applying brazing filler metal powders. <P>SOLUTION: The compound material has a base material 11 composed of aluminum or an aluminum alloy, and a brazing filler metal layer 12 formed on the base material 11. The brazing filler metal layer 12 is formed by melting and solidifying Al-Si alloy powder coated on the base material 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材とろう材層とを備えた複合材に関する。   The present invention relates to a composite material including a base material made of aluminum or an aluminum alloy and a brazing material layer.

これまでラジエータやヒーターコア等の自動車用熱交換器に用いられるチューブ材は、一方の面にAl−Si系合金からなるろう材、他方の面にJIS 7072等のアルミニウム合金からなる犠牲陽極皮材をクラッドしたブレージングシートが使用されており、ベアフィン材と組合されてろう付されている。また、コンデンサ等のカーエアコン用材料には押出多穴管と、両面にろう材をクラッドしたいわゆるクラッドフィン材が組み合わされてろう付されている。ろう付法には真空ろう付と、ろう付前にフラックスを塗布し、Nガス等の不活性雰囲気中で行うろう付がある。 Conventionally, tube materials used for automotive heat exchangers such as radiators and heater cores are a brazing material made of an Al-Si alloy on one side and a sacrificial anode skin made of an aluminum alloy such as JIS 7072 on the other side. The brazing sheet which clad is used, and it is brazed in combination with the bare fin material. In addition, car air conditioner materials such as capacitors are brazed with a combination of an extruded multi-hole tube and a so-called clad fin material clad with brazing material on both sides. Brazing methods include vacuum brazing and brazing by applying flux before brazing and performing in an inert atmosphere such as N 2 gas.

ここで使用されるクラッド材は、鋳造された芯材合金及び皮材合金のスラブを面削によって所定の厚みとし、芯材と皮材を組付けた状態で熱間圧延して帯状体のクラッド材を得、さらに、冷間圧延を経て所望の厚みとしている。
また、最近ではこのようなクラッド材を使用しないでろう付する技術が開発されてきており、特許文献1にはアルミニウム、銅、黄銅、鋼などの基材の表面にSi、Cu、Geのいずれかからなる金属粒子とフラックスとからなる組成物を塗布し、加熱してろう付する方法(粉末ろう付け)が開示されている。この技術はカーエアコンのコンデンサ等に応用され、押出多穴管に塗布したろう材組成物と、ベアフィンとを組み合わせた熱交換器が実用化されている。
The clad material used here is a strip-shaped clad obtained by hot rolling the slab of the core material alloy and skin material alloy to a predetermined thickness by chamfering and assembling the core material and skin material. A material is obtained, and further, cold rolled to a desired thickness.
Further, recently, a technique for brazing without using such a clad material has been developed, and Patent Document 1 discloses any of Si, Cu, and Ge on the surface of a base material such as aluminum, copper, brass, and steel. A method (powder brazing) is disclosed in which a composition comprising such metal particles and a flux is applied and heated to be brazed. This technology is applied to a condenser of a car air conditioner and the like, and a heat exchanger in which a brazing material composition applied to an extruded multi-hole pipe is combined with a bare fin has been put into practical use.

特許文献1に開示されている粉末ろう付は以下の過程で進行する。
(1)ろう付熱処理の昇温過程においてフラックスが活性化する。
(2)活性化したフラックスが基材表面とろう材粉末(例えばSi粉末)表面の双方の酸化皮膜を破壊する。
(3)基材とろう材粉末それぞれの金属が接触することにより固相拡散が進行し、Al−Si合金共晶組成となった部分から溶解し、ろう材層を形成する。
The powder brazing disclosed in Patent Document 1 proceeds in the following process.
(1) The flux is activated in the temperature raising process of the brazing heat treatment.
(2) The activated flux destroys the oxide film on both the surface of the base material and the surface of the brazing filler metal powder (for example, Si powder).
(3) Solid phase diffusion proceeds when the metal of each of the base material and the brazing material powder comes into contact with each other, and melts from the portion having the Al-Si alloy eutectic composition to form a brazing material layer.

また、ろう材中にMgを0.5〜2.0%程度添加し、真空中でろう付加熱する接合方法もある。これは、ろう材中のMgが雰囲気中の酸素と結合し、酸素濃度を下げるゲッター作用を利用したもので、酸素濃度が低いことにより、加熱による材料表面上の酸化皮膜成長が抑えられる。そうすることにより、ろう材と基材との接合に有害なバリアー膜(酸化皮膜)の成長を妨げるので、溶融したろう材が容易に酸化膜を破り、ろう材と基材材料との接合が可能となる。   There is also a joining method in which about 0.5 to 2.0% of Mg is added to the brazing material and brazing heat is applied in a vacuum. This is because the Mg in the brazing material is combined with oxygen in the atmosphere and uses the getter action to lower the oxygen concentration. Oxygen film growth on the material surface due to heating is suppressed by the low oxygen concentration. By doing so, the growth of the barrier film (oxide film) harmful to the joining of the brazing material and the base material is prevented, so that the molten brazing material easily breaks the oxide film, and the joining of the brazing material and the base material is prevented. It becomes possible.

特許第2648021号公報Japanese Patent No. 2648021

上述した熱間圧延、冷間圧延を経る従来のクラッド材製作工程では、単一合金によるベア材製作時と比べて、皮材面削による材料損失や、熱間圧延時の歩留まり低下分等によりコストが増加する。また、複数段の圧延を経ることにより材料の幅方向でクラッド率がばらつく傾向もあり、品質管理に手間がかかる。なお、クラッド率とは、クラッド材全体の垂直断面厚みに対する、各構成層(ろう材、芯材、犠牲材等)の厚みを百分率で称したものとして定義される。
一方、特許文献1で示されるろう材粉末塗布法については、従来のクラッド材製作工程に比べて、熱間圧延時の歩留まり低下が無く、また、適切な塗布方法を選択すれば、クラッド材のクラッド率に相当する塗布量が板幅方向でばらつく要素を容易に排除できるメリットがある。しかし、粉末を塗布しただけでは、基材が成形加工されたときにろう材粉末からなる塗布層(ろう材層)が剥離してしまい、剥離した部分でろう付不良や耐食性劣化の問題が生じてしまう。これに対し、例えば特許文献2では、樹脂バインダを用いてろう材層を基材に固定することにより、基材の成形加工時にろう材層の剥離を低減しようとしている。ところが、樹脂バインダによる固定では、当然ではあるが、金属的な結合の強度には及ばず、成形加工によるろう材層の耐剥離性は必ずしも十分ではない。
本発明は、以上のような問題に基づいてなされたもので、ろう材粉末塗布法であっても成形加工によるろう材層の剥離が生じないアルミニウム合金複合材を提供することを目的とする。
In the conventional clad material manufacturing process that undergoes hot rolling and cold rolling as described above, compared to the case of bare material manufacturing with a single alloy, due to material loss due to skin chamfering, yield reduction during hot rolling, etc. Cost increases. In addition, there is a tendency that the clad rate varies in the width direction of the material through multiple stages of rolling, and it takes time and effort for quality control. The clad rate is defined as the percentage of the thickness of each constituent layer (brazing material, core material, sacrificial material, etc.) with respect to the vertical cross-sectional thickness of the entire clad material.
On the other hand, the brazing material powder coating method disclosed in Patent Document 1 does not cause a decrease in yield during hot rolling compared to the conventional cladding material manufacturing process, and if an appropriate coating method is selected, the cladding material There is an advantage that an element in which the coating amount corresponding to the clad rate varies in the plate width direction can be easily eliminated. However, if the powder is only applied, the coating layer (the brazing material layer) made of the brazing material powder is peeled off when the base material is molded, and there is a problem of brazing failure or corrosion resistance deterioration at the peeled portion. End up. On the other hand, in Patent Document 2, for example, a brazing filler metal layer is fixed to a base material using a resin binder to reduce the peeling of the brazing filler metal layer during the molding process of the base material. However, fixing with a resin binder naturally does not reach the strength of the metallic bond, and the peeling resistance of the brazing material layer by molding is not always sufficient.
The present invention has been made based on the above problems, and an object of the present invention is to provide an aluminum alloy composite material in which the brazing filler metal layer is not peeled off by the molding process even by the brazing powder coating method.

特開2005−28400号公報JP 2005-28400 A

かかる目的のもと、本発明の複合材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材と、基材上に形成されたろう材層と、を備え、ろう材層は、基材上に塗布されたAl−Si合金粉末を溶融、凝固して形成されたことを特徴とする。
本発明の複合材は、ろう材が基材上に塗布されたAl−Si合金粉末を溶融、凝固して形成されているので、ろう材層が基材に金属結合され、そのためにろう材層は強固に基材に固着される。したがって、樹脂バインダを使用した特許文献2で懸念される剥離のおそれがなく、また、適切な塗布方法により厚さの均一なろう材層が得られる。さらに、従来のクラッド材工程では、ろう材として使用される過共晶Siのアルミニウム合金は一般に基材(芯材)に使用されるAl−Mn系合金(3000系合金)よりも機械的強度が高く、クラッド圧延工程で基材とろう材層との間で均等な圧延率が得られにくいために、クラッド材を作製すること自体が難しいとされる。しかし、本発明によれば、粉末の塗布と溶融・凝固により、過共晶Siのアルミニウム合金からなるろう材層を備えた複合材を容易に製作できる。
For this purpose, the composite material of the present invention includes a base material made of aluminum or an aluminum alloy, and a brazing material layer formed on the base material, and the brazing material layer is made of Al coated on the base material. -Si alloy powder is formed by melting and solidifying.
The composite material of the present invention is formed by melting and solidifying the Al-Si alloy powder in which the brazing material is applied on the base material, so that the brazing material layer is metal-bonded to the base material. Is firmly fixed to the substrate. Therefore, there is no fear of peeling which is feared in Patent Document 2 using a resin binder, and a brazing material layer having a uniform thickness can be obtained by an appropriate application method. Furthermore, in the conventional clad material process, an aluminum alloy of hypereutectic Si used as a brazing material has a mechanical strength generally higher than that of an Al-Mn alloy (3000 alloy) used for a base material (core material). Since it is difficult to obtain a uniform rolling rate between the base material and the brazing material layer in the clad rolling process, it is difficult to produce the clad material itself. However, according to the present invention, a composite material including a brazing filler metal layer made of a hypereutectic Si aluminum alloy can be easily manufactured by powder application, melting, and solidification.

本発明によれば、ろう材粉末塗布法であっても成形加工によるろう材層の剥離が生じないアルミニウム合金複合材が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an aluminum alloy composite material in which the brazing filler metal layer is not peeled off by the molding process even by the brazing powder coating method.

図1は、本実施の形態における複合材10の断面を模式的に示す図である。
複合材10は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材11と、基材11上に形成されるろう材層12と、基材11とろう材層12との間に介在される金属結合層13とから構成される。なお、図1ではろう材層12は、基材11の一方の面の全面に形成された例を示しているが、本発明は他方の面にもろう材層12を設けることもできるし、基材11の一方又は双方の面の一部にろう材層12を設けることもできる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a composite material 10 in the present embodiment.
The composite material 10 includes a base material 11 made of aluminum or an aluminum alloy, a brazing material layer 12 formed on the base material 11, and a metal bonding layer 13 interposed between the base material 11 and the brazing material layer 12. Consists of In addition, in FIG. 1, although the brazing filler metal layer 12 has shown the example formed in the whole surface of one side of the base material 11, this invention can also provide the brazing filler metal layer 12 also in the other side, The brazing filler metal layer 12 can also be provided on a part of one or both surfaces of the substrate 11.

<基材11>
基材11は、公知のアルミニウム又はアルミニウム合金を広く適用できる。つまり、純アルミニウム(1000系合金)、Al−Cu系合金(2000系合金)、Al−Mn系合金(3000系合金)、Al−Mg系合金(5000系合金)、Al−Mg−Si系合金(6000系合金)、Al−Zn−Mg系合金(7000系合金)のいずれをも基材11に用いることができる。複合材10を自動車用熱交換器のチューブに用いることを考慮すると、JIS 1050合金に代表される1000系合金やJIS 3003合金に代表される3000系合金が基材11にとって好ましい。
基材11の形状、寸法も本発明で限定される要素ではなく、いかなる形状、寸法についても本発明を適用できる。複合材10を自動車用熱交換器のチューブに用いることを考慮すると、厚さ0.1〜
1.0mmの板材を基材11とすることが好ましい。また、ヘッダープレートやサイドサポートに用いる場合には、0.5〜2.0mm程度が好ましい。また、フィン材に用いる場合には、0.05〜0.2mm程度が望ましい。
<Substrate 11>
As the base material 11, known aluminum or aluminum alloy can be widely applied. That is, pure aluminum (1000 series alloy), Al-Cu series alloy (2000 series alloy), Al-Mn series alloy (3000 series alloy), Al-Mg series alloy (5000 series alloy), Al-Mg-Si series alloy Any of (6000 series alloy) and Al—Zn—Mg series alloy (7000 series alloy) can be used for the substrate 11. Considering that the composite material 10 is used for a tube of a heat exchanger for automobiles, a 1000 series alloy represented by a JIS 1050 alloy and a 3000 series alloy represented by a JIS 3003 alloy are preferable for the base material 11.
The shape and dimensions of the substrate 11 are not limited by the present invention, and the present invention can be applied to any shapes and dimensions. Considering that the composite material 10 is used for a tube of an automotive heat exchanger, the thickness is 0.1
The base material 11 is preferably a 1.0 mm plate material. Moreover, when using for a header plate or a side support, about 0.5-2.0 mm is preferable. Moreover, when using for a fin material, about 0.05-0.2 mm is desirable.

<ろう材層12>
ろう材層12は、基材11上に塗布されたAl−Si系合金粉末を溶融、凝固することにより形成される。したがって、ろう材層12は、Al−Si合金から構成される。
Al−Si系合金粉末は、従来のクラッド材の皮材として使用される合金を粉末の形態として用いることができる。具体的には、Si:1.6〜99質量%、残部が不可避不純物及びAlからなる組成を有するアルミニウム合金を本発明に適用できる。但し、ろう付温度での液相量や、実用的な粉末製造工程を考慮すれば、5〜50質量%程度が望ましい。
このアルミニウム合金には、ろう付性や耐食性の改良、または材料強度の向上を目的として、Zn:0.1〜5.0%、Fe:0.1〜1.2%、Cu:0.01〜1.0%、Mn:0.01〜2.5%、Mg:0.01〜2.0%、Cr:0.01〜0.4%、Ti:0.01〜0.25%、Bi:0.01〜0.2%、Be:1〜10ppm、Zr:0.01〜0.2%、V:0.01〜0.15%、Ni:0.01〜1.5%、In:0.01〜0.05%、Co:0.01〜0.15%及びSc:0.01〜0.5%の1種または2種を以上加えても本発明の効果及びろう材としての効果を阻害することがない。また、本発明の効果及びろう材としての効果を阻害しない限り、上記元素以外の元素をろう材層12が含むことを許容する。
<Braze material layer 12>
The brazing filler metal layer 12 is formed by melting and solidifying the Al—Si based alloy powder applied on the base material 11. Therefore, the brazing filler metal layer 12 is composed of an Al—Si alloy.
As the Al—Si based alloy powder, an alloy used as a skin material of a conventional clad material can be used as a powder form. Specifically, an aluminum alloy having a composition of Si: 1.6 to 99% by mass, the balance being inevitable impurities and Al can be applied to the present invention. However, considering the amount of liquid phase at the brazing temperature and a practical powder production process, about 5 to 50% by mass is desirable.
This aluminum alloy has Zn: 0.1-5.0%, Fe: 0.1-1.2%, Cu: 0.01 for the purpose of improving brazing and corrosion resistance, or improving material strength. -1.0%, Mn: 0.01-2.5%, Mg: 0.01-2.0%, Cr: 0.01-0.4%, Ti: 0.01-0.25%, Bi: 0.01 to 0.2%, Be: 1 to 10 ppm, Zr: 0.01 to 0.2%, V: 0.01 to 0.15%, Ni: 0.01 to 1.5%, Even if one or more of In: 0.01 to 0.05%, Co: 0.01 to 0.15% and Sc: 0.01 to 0.5% are added, the effect of the present invention and the brazing material As an effect. Moreover, unless the effect of this invention and the effect as a brazing material are inhibited, the brazing filler metal layer 12 is allowed to contain elements other than the above elements.

本発明におけるAl−Si系合金粉末の塗布量は任意であるが、1〜150g/mの範囲で選択することが好ましい。1g/m未満では十分な厚さのろう材層12を形成することが容易でなく、また、150g/mを超えると、ろう付時のろう流動による収縮量が大きく、製品の形状不良を招く恐れがある。好ましいAl−Si系合金粉末の塗布量は2〜75g/mである。
Al−Si系合金粉末の粒径も、本発明において任意である。一つの指標として、ろう材層12の目標厚さ、さらに均一に塗布できるか否かを考慮し、適切な粒径を選択すべきである。複合材10を自動車用熱交換器のチューブに用いることを考慮すると、Al−Si系合金粉末の粒径は0.1〜75μmとすることが好ましく、0.1〜30μmとすることがより好ましい。
The coating amount of the Al—Si based alloy powder in the present invention is arbitrary, but is preferably selected in the range of 1 to 150 g / m 2 . If it is less than 1 g / m 2, it is not easy to form a brazing filler metal layer 12 having a sufficient thickness. If it exceeds 150 g / m 2 , the amount of shrinkage caused by brazing during brazing is large, resulting in poor product shape. There is a risk of inviting. A preferable coating amount of the Al—Si based alloy powder is 2 to 75 g / m 2 .
The particle diameter of the Al—Si based alloy powder is also arbitrary in the present invention. As an index, an appropriate particle size should be selected in consideration of the target thickness of the brazing filler metal layer 12 and whether or not it can be applied uniformly. In consideration of using the composite material 10 for a tube of an automobile heat exchanger, the particle diameter of the Al—Si based alloy powder is preferably 0.1 to 75 μm, more preferably 0.1 to 30 μm. .

本発明において、Al−Si系合金粉末を基材11上に塗布する方法は任意であり、静電塗布法、粉体スプレー塗布法等、基材11上に粉末を塗布させられる方法であれば何れの方法でも選択が可能である。溶媒を用いた湿式塗装も選択できるが、溶媒使用によるコストアップを考えれば、溶媒を用いない乾式法による塗布が好適である。   In this invention, the method of apply | coating Al-Si type alloy powder on the base material 11 is arbitrary, If it is the method of making powder apply | coat on the base material 11, such as an electrostatic coating method and a powder spray coating method, etc. Any method can be selected. Although wet coating using a solvent can be selected, in view of cost increase due to the use of a solvent, coating by a dry method without using a solvent is preferable.

Al−Si系合金粉末が塗布された基材11を加熱してAl−Si系合金粉末を溶融、凝固させると、基材11上にろう材層12が形成される。加熱の際にAl−Si系合金粉末の飛散を防ぐために、遠赤外線加熱装置、誘導加熱装置、または低風速の熱風炉を使用して加熱するのが適当である。
加熱は、大気中でも十分実施可能であるが、塗布量が多い場合等で、加熱中の基材や粉末の酸化膜成長により、基材と粉末の結合が十分に得られない場合には、不活性ガス等の非酸化性雰囲気を用いることも可能である。
加熱温度は、Al−Si系合金の融点以上であることが要件となる。ただし、この加熱により基材11が溶融することは避けたいので、基材11の融点未満の温度で加熱する必要がある。具体的な温度は、Al−Si系合金粉末の組成、基材11の組成によって定められるべきであるが、Al−Si系合金粉末がSi:5〜50%、残部がAl及び不可避的不純物からなり、基材11がJIS 3003合金の場合には、加熱温度は好ましくは577〜640℃、より好ましくは580〜620℃の範囲から選択される。
加熱時間は、加熱方法及び温度によっても左右されるが、全てのAl−Si系合金粉末を溶融させるために、融点以上の温度に達してから好ましくは1秒〜10分、より好ましくは10秒〜5分保持する。
本発明によれば、従来は圧延事情によりクラッド材製作が困難な基材11の合金とろう材層12の合金の組み合わせが存在するが、そのような合金の組み合わせであっても、Al−Si系合金粉末を溶融、凝固させることによりろう材層12を有する複合材10を容易に形成できる。
When the base material 11 coated with the Al—Si based alloy powder is heated to melt and solidify the Al—Si based alloy powder, a brazing filler metal layer 12 is formed on the base material 11. In order to prevent the Al—Si based alloy powder from scattering during heating, it is appropriate to heat using a far-infrared heating device, an induction heating device, or a low-speed hot air furnace.
Heating can be carried out sufficiently in the air, but it is not possible when the coating amount is large and the substrate and powder are not sufficiently bonded due to the growth of the oxide film on the substrate or powder being heated. It is also possible to use a non-oxidizing atmosphere such as an active gas.
The heating temperature is required to be equal to or higher than the melting point of the Al—Si alloy. However, since it is desired to avoid melting of the base material 11 by this heating, it is necessary to heat at a temperature lower than the melting point of the base material 11. The specific temperature should be determined by the composition of the Al—Si based alloy powder and the composition of the substrate 11, but the Al—Si based alloy powder is Si: 5 to 50%, the balance is Al and inevitable impurities. When the substrate 11 is a JIS 3003 alloy, the heating temperature is preferably selected from the range of 577 to 640 ° C, more preferably 580 to 620 ° C.
The heating time depends on the heating method and temperature, but preferably 1 second to 10 minutes, more preferably 10 seconds after reaching a temperature equal to or higher than the melting point in order to melt all Al—Si alloy powder. Hold for ~ 5 minutes.
According to the present invention, there is conventionally a combination of an alloy of the base material 11 and an alloy of the brazing filler metal layer 12 which is difficult to produce a clad material due to rolling circumstances. The composite material 10 having the brazing filler metal layer 12 can be easily formed by melting and solidifying the system alloy powder.

<金属結合層13>
基材11とろう材層12との間に介在する金属結合層13は、Al−Si系合金粉末を溶融、凝固させてろう材層12を形成する過程で生成される。金属結合層13は、基材11とろう材層12との間で生じた金属結合組織を有する。熱間圧延、冷間圧延による従来のクラッド材にも、芯材(基材11に相当)と皮材(ろう材層12に相当)との間に金属結合組織を有する結合層が存在するが、本発明による金属結合層13は、従来のクラッド材は熱間圧延時に生成される固相拡散による層であるのに対して、合金溶融層である点で相違する。なお、図3(a)に本発明による複合材10の断面組織写真を、また図3(b)に従来のクラッド材の断面組織写真を示しておくが、両者の差異は明確である。
<Metal bonding layer 13>
The metal bonding layer 13 interposed between the base material 11 and the brazing material layer 12 is generated in the process of forming the brazing material layer 12 by melting and solidifying the Al—Si based alloy powder. The metal bond layer 13 has a metal bond structure generated between the base material 11 and the brazing material layer 12. A conventional clad material obtained by hot rolling or cold rolling also has a bonding layer having a metal bonding structure between a core material (corresponding to the base material 11) and a skin material (corresponding to the brazing material layer 12). The metal bonding layer 13 according to the present invention is different from the conventional clad material in that it is an alloy molten layer, whereas the conventional clad material is a layer formed by solid phase diffusion generated during hot rolling. FIG. 3 (a) shows a cross-sectional structure photograph of the composite material 10 according to the present invention, and FIG. 3 (b) shows a cross-sectional structure photograph of a conventional clad material. The difference between the two is clear.

従来の自動車用熱交換器部材に用いられるクラッド材は、ろう材としてAl−Si合金が使われており、複合材10はこの従来のクラッド材と同様に、そのままO調質材として、または、適当な条件の冷間圧延、焼鈍を経て、所望の厚みや調質された複合材として使用できる。
自動車熱交換器用部材としては、ろう材層12が形成される面の裏側の面に犠牲防食層を設ける。この犠牲防食層は、Siを含まないAl−Zn系合金をクラッドして形成する場合がある。複合材10にこの犠牲防食層を適用できる。その場合には、ろう材層12が形成される面の裏側の面に、Zn粉末、または、KZnFを主成分とする粉末、或は、その混合物とからなる組成物粉末を塗布した後に、適宜な温度で組成物粉末を溶融、凝固させればよい。他の方法としては、Al−Si系合金粉末を塗布する前に、基材11の片面に、Al−Zn合金板を熱間圧延、冷間圧延によりクラッドすることができる。
犠牲防食層が、ろう材層12を兼ねる場合には、Al−Si系合金をベースとして、これにZnを添加した合金の粉末を作製し、これを基材11の片面又は両面に溶融、凝固させればよい。
A clad material used for a conventional automotive heat exchanger member uses an Al-Si alloy as a brazing material, and the composite material 10 is used as it is as an O tempered material, as in the conventional clad material, or It can be used as a composite material having a desired thickness and tempering after cold rolling and annealing under appropriate conditions.
As a member for an automobile heat exchanger, a sacrificial anticorrosion layer is provided on the back surface of the surface on which the brazing material layer 12 is formed. This sacrificial anticorrosion layer may be formed by cladding an Al—Zn alloy that does not contain Si. This sacrificial anticorrosion layer can be applied to the composite material 10. In that case, after applying a composition powder comprising Zn powder, powder containing KZnF 3 as a main component, or a mixture thereof to the back surface of the surface on which the brazing filler metal layer 12 is formed, The composition powder may be melted and solidified at an appropriate temperature. As another method, before applying the Al—Si based alloy powder, an Al—Zn alloy plate can be clad on one side of the substrate 11 by hot rolling or cold rolling.
In the case where the sacrificial anticorrosive layer also serves as the brazing filler metal layer 12, an Al—Si alloy is used as a base, and an alloy powder obtained by adding Zn thereto is prepared, and this is melted and solidified on one or both surfaces of the base material 11. You can do it.

基材11として厚さ1.2mmのJIS 3003−O材からなるアルミニウム合金板を用意し、この基材11の片面に表1に示すAl−Si系合金粉末を、表1に示す量だけ塗布した。塗布は静電塗布によって行った。
Al−Si系合金粉末を塗布した後に、580℃で30秒保持してAl−Si系合金粉末を溶融させ、しかる後室温まで冷却して凝固させてろう材層12を形成した。溶融、凝固は以下の手順とした。すなわち、加熱は窒素雰囲気中で誘導加熱により行い、所定時間保持後、大気中で室温まで空冷した。なお、比較例として樹脂バインダでAl−Si系合金粉末を基材の片面に固定した複合材を作製した。
An aluminum alloy plate made of a JIS 3003-O material having a thickness of 1.2 mm is prepared as the base material 11, and an Al—Si based alloy powder shown in Table 1 is applied to one side of the base material 11 by an amount shown in Table 1. did. Application was performed by electrostatic application.
After applying the Al—Si based alloy powder, the Al—Si based alloy powder was melted by holding at 580 ° C. for 30 seconds, and then cooled to room temperature and solidified to form the brazing filler metal layer 12. Melting and solidification were performed as follows. That is, heating was performed by induction heating in a nitrogen atmosphere, and after holding for a predetermined time, it was air-cooled to room temperature in the atmosphere. As a comparative example, a composite material in which an Al—Si alloy powder was fixed to one side of a base material with a resin binder was produced.

上記で作製した複合材を用いて、ラジエータのヘッダープレートの形状にプレス成形加工を実施して、最終工程後(ピアス工程後)にろう材層の剥離状況を目視にて観察して評価した。プレス成形加工は、図2に示すように、ドロー → トリム → 曲げ → ピアスの計4工程からなる。結果を表1に示す。なお、評価基準は以下のとおりである。
評価基準: ○;剥離なし △;若干剥離あり ×;剥離大
また、成形加工後、チューブと組み合わせてろう付処理を行い、以下の基準でろう付性を判定した。
なお、ろう付熱処理については、窒素ガス雰囲気中において605℃の温度で3分間保持した後、100℃/分の冷却速度で室温(25℃)まで冷却して行った。結果を表1に示す。
○:接合部の残存数/接合部の全数の割合が100%であった。
×:接合部の残存数/接合部の全数の割合が100%未満であった。
Using the composite material produced above, press molding was performed on the shape of the header plate of the radiator, and the peeling state of the brazing material layer was visually observed and evaluated after the final process (after the piercing process). As shown in FIG. 2, the press forming process includes a total of four steps: draw → trim → bend → pierce. The results are shown in Table 1. The evaluation criteria are as follows.
Evaluation criteria: ○: No peeling Δ: Some peeling ×: Large peeling Also, after molding, brazing was performed in combination with a tube, and brazing was determined according to the following criteria.
In addition, about brazing heat processing, after hold | maintaining for 3 minutes at the temperature of 605 degreeC in nitrogen gas atmosphere, it cooled to room temperature (25 degreeC) with the cooling rate of 100 degreeC / min. The results are shown in Table 1.
○: The ratio of the remaining number of joints / the total number of joints was 100%.
X: The ratio of the remaining number of joints / the total number of joints was less than 100%.

Figure 2010075964
Figure 2010075964

基材11として厚さ1.2mmのJIS 1100−O材からなるアルミニウム合金板を用意した以外は、実施例1と同様にして評価した。結果を表2に示す。   Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that an aluminum alloy plate made of a JIS 1100-O material having a thickness of 1.2 mm was prepared as the substrate 11. The results are shown in Table 2.

Figure 2010075964
Figure 2010075964

本発明による複合材の断面構造を模式的な示す図である。It is a figure which shows typically the cross-section of the composite material by this invention. 実施例で行ったプレス加工の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of the press work performed in the Example. (a)は本発明による複合材の断面組織写真を示し、また(b)は従来のクラッド材の断面組織写真を示す。(A) shows a cross-sectional structure photograph of a composite material according to the present invention, and (b) shows a cross-sectional structure photograph of a conventional clad material.

符号の説明Explanation of symbols

10…複合材、11…基材、12…ろう材層、13…金属結合層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Composite material, 11 ... Base material, 12 ... Brazing material layer, 13 ... Metal bonding layer

Claims (1)

アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材と、
前記基材上に形成されたろう材層と、を備え、
前記ろう材層は、前記基材上に塗布されたAl−Si合金粉末を溶融、凝固して形成されたことを特徴とする複合材。
A substrate made of aluminum or an aluminum alloy;
A brazing material layer formed on the substrate,
The brazing material layer is formed by melting and solidifying an Al-Si alloy powder applied on the base material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015517911A (en) * 2012-03-26 2015-06-25 エルプスロー・アルミニウム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Solder powder

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