KR101743256B1 - 내부의 솔더 층을 구비한 알루미늄 복합재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 두 종류의 상이한 알루미늄 합금으로 구성된 적어도 3개 층의 브레이징 가능한 알루미늄 복합재(1)에 관한 것으로서, 3개 층 중 하나의 내부 층은 알루미늄 브레이징 합금으로 제조된 알루미늄 브레이징 층이고, 나머지 층들은 외각 층으로 형성되며 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금으로 구성되며, 상기 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금은 상기 알루미늄 브레이징 합금의 액상선 온도보다 높은 고상선 온도를 갖는다. 구조가 간단하고, I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부를 생성하기 위한 양호한 브레이징 특성을 구비하고, 브레이징되는 구성품들의 용낙의 위험을 실질적으로 감소시키고, 충분한 기계적 특성을 나타내는 브레이징 가능한 알루미늄 복합재를 제공하는 본 발명의 목적은 개별적인 외각 층(2, 4)들의 두께가 알루미늄 브레이징 층(3)의 두께를 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 5배 초과하는 것에 의해서 달성된다.

Description

내부의 솔더 층을 구비한 알루미늄 복합재{ALUMINIUM COMPOSITE MATERIAL HAVING AN INTERNAL SOLDER LAYER}
본 발명은 적어도 두 종류의 상이한 알루미늄 합금으로 구성된 3개 층의 브레이징 가능한 알루미늄 복합재에 관한 것인데, 3개 층 중 하나의 내부 층은 알루미늄 브레이징 합금으로 제조된 알루미늄 브레이징 층이고, 나머지 층들은 외각 층으로 형성되며 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금으로 구성되며, 상기 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금은 상기 알루미늄 브레이징 합금의 액상선 온도보다 높은 고상선 온도를 갖는다. 또한, 본 발명은 브레이징된 구조물에 관한 것이다.
대안적으로, 또한 본 발명은 알루미늄 브레이징 합금으로 제조된 알루미늄 브레이징 내부 층과 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금으로 제조된 두 개의 외각 층을 구비한 3개 층의 알루미늄 복합재를 포함하는 알루미늄 복합재에 관한 것인데, 상기 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금은 상기 알루미늄 브레이징 합금의 액상선 온도보다 높은 고상선 온도를 가지며, 추가적으로 외각 층에 배치 및/또는 외각 층의 편면 또는 양면에 제공된 내식성 코팅이나 내식성 코팅들을 구비한다.
브레이징 가능한 복합재는 종래 기술에 오래전부터 알려져 있다. 일반적으로 브레이징 접합 기술을 위해 사용되는 알루미늄 복합재는, 알루미늄 브레이징 층을 갖는 구성품이 브레이징 접합에 의해 피접합부와 연결되도록 브레이징 공정 중에 용융하는 알루미늄 브레이징 층을 표면상에 구비한다. 알루미늄 복합재의 나머지 층들은 용융되지 않는다. 상응하는 접합 과정은 예를 들어 액체가 담기는 관 또는 층을 부착하기 위해 다수의 브레이징 접합 조인트를 갖는 예컨대 열교환기의 제조 과정에서 나타난다. 지금까지, 외부에 알루미늄 브레이징 층을 구비된 금속 시트들이 브레이징 열교환기를 위해 사용되었다. 그러나, 특히 I-형상 맞대기 이음을 위해 제공되는 브레이징 접합과 관련하여, 잉여의 알루미늄 브레이징 재료에 기인한 문제들이 발생한다. 국소적인 실리콘 과잉의 결과로서, 피접합재의 액상선 온도가 국소적으로 심하게 저하됨으로써 그 구역에서 구성품의 벽 두께 감소 또는 '용낙(burning through)'이 발생할 수 있다. 실리콘 과잉의 위험은 예컨대 메인 디스트리뷰터 및 물 유동 관의 I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부들에 존재한다. 브레이징 공정 중에 브레이징 되는 관에 용낙이 전혀 없는 경우에도, 벽 두께가 감소된 구역들이 발생할 수 있거나 "액상막 이동" 효과로 알려져 있는 것이 일어날 수 있다. 액상막 이동 효과로, 예컨대 복합재에서 실리콘 확산의 탓일 수 있는 표면의 특정 구역에서 미세 구조 결함이 나타난다. 브레이징된 구성품의 이러한 구역들은 예컨대 브레이징된 열교환기의 수명과 관련하여 문제가 된다. 복합재의 통상적으로 사용되는 외부의 알루미늄 층들은 브레이징 과정 중에 연화되고 그 후에 다시 고화되는 알루미늄 브레이징 층이다. 결과적으로, 알루미늄 브레이징 층의 유동 거동 때문에 열교환기의 다른 구성품 상의 고화된 불규칙한 알루미늄 브레이징 층 표면의 노치 효과와 관련한 역학적인 문제들이 부가적으로 일어날 수 있다. 또한, 용융되고 재-고화되는 외부 층 때문에 열교환기의 후속 코팅은 문제가 있을 수 있다. 외부의 알루미늄 브레이징 층들이 브레이징 접합을 생성하는 동안에 알루미늄 브레이징 재료와 브레이징 접합부의 젖음성과 관련한 문제를 야기할 수 있는 알루미늄 산화물 층으로 피복된다는 사실도 또한 단점이다. 그 결과, 브레이징 접합의 품질을 보증하기 위하여 사용 플러스를 증가시키는 것이 필요하다. 미국 특허출원공보 US 2003/0099856 A1으로부터, 예컨대 전체 5개 층들로 구성된 브레이징 가능한 알루미늄 복합재가 알려져 있는데, 내부의 알루미늄 코어 합금 층은 두 개의 외부 알루미늄 브레이징 층으로 둘러싸이고, 외부 알루미늄 브레이징 층에는 추가로 알루미늄 박막 층이 적용된다. 알루미늄 박막 층은 플럭스의 사용을 생략할 수 있도록 알루미늄 솔더가 산화하지 않는 것을 보장하도록 의도한 것이다. 그러나, 전체적으로 적어도 5개의 층인 알루미늄 합금이 제공되어야 하기 때문에, 공지된 알루미늄 복합재의 층 구조는 비교적 복잡하다. 외부의 박막 외각 층이 브레이징 과정 중에 용융하는데, 이것은 용융된 표면과 관련하여 위에서 설명했던 문제들이 해결되지 않는다는 것을 의미한다. 특히, 알루미늄 브레이징 층 상에 박막 외각 층들을 제공하는 것은 제조 공정에 대한 부담을 가중시키므로 필연적으로 제조 비용도 높아진다는 것이 예상된다. 미국특허 US 4,825,942로부터, I-형상 맞대기 이음 브레이징 접합에 의해서, 액체가 유동하는 평평한 관과 브레이징되는 메인 디스트리뷰터를 구비한 열교환기를 제조하는 것이 공지되어 있다.
이러한 종래 기술을 감안하여, 본 발명의 목적은 구조가 간단하고, I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부를 생성하기 위한 양호한 브레이징 특성을 구비하고, 브레이징되는 구성품들의 용낙의 위험을 실질적으로 감소시키고, 충분한 기계적 특성을 나타내는 브레이징 가능한 알루미늄 복합재를 제공하는 것이다. 또한, 브레이징된 구조물이 제안된다.
본 발명의 제1 교시에 따라, 전술한 본 발명의 목적은 알루미늄 복합재에 의해 달성되는데, 이 알루미늄 복합재에서 개별적인 외각 층들의 두께는 알루미늄 브레이징 층의 두께를 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 5배 초과한다.
간단한 3층 구조의 알루미늄 복합재는 하나의 내부의 알루미늄 브레이징 층과 두 개의 외각 층들을 구비하는데, 알루미늄 브레이징 층에 비해 1.5배 이상 두꺼운 두께를 갖는 외각 층들은 무결점 브레이징 결과를 허용할 뿐만 아니라 용낙의 위험을 현저하게 감소시킨다. 또한, 본 발명의 브레이징 가능한 알루미늄 복합재는 브레이징 후에 표면에서의 결함 및 다른 구성품과의 결과적인 노치 효과와 관련한 어떠한 문제들도 나타내지 않는 압연된 알루미늄 표면을 외부 표면으로서 제공한다. 층 두께의 차이가 5배 이상인 경우, 알루미늄 복합재의 강도는 그 외각 층들에 의해 훨씬 더 높게 결정된다. 본 발명에 따른 알루미늄 복합재는 단지 3개 층의 구조로 되어 있다. 그러나, 적용에 따라 알루미늄 복합재와 관련한 특별한 요건을 보증하기 위하여 추가적인 외각 층들이 추가될 수 있고, 희생 양극 층 또는 추가적인 브레이징 층들이 제공될 수도 있다. 알루미늄 복합재의 외각 층들은 알루미늄 복합재의 기계적 성질에 중대한 기여를 하며, 알루미늄 복합재의 내부의 브레이징 층의 용융에 의해 영향을 받지 않는다. 당연히, 외각 층들이 상이한 알루미늄 합금들로 구성되는 것도 생각할 수 있다.
오직 3개 층인 알루미늄 복합재에 대한 대안으로서, 본 발명의 목적은 내부의 브레이징 층을 구비한 상응하는 3층 구조를 가지며, 개별적인 외각 층들의 두께는 알루미늄 브레이징 층의 두께를 적어도 1.5배 바람직하게는 적어도 5배 초과하고, 희생 양극 층, 부식 방지층 또는 외부 브레이징 층으로 설계된 추가적인 외부 층들이 구비되어 있는 알루미늄 복합재에 의해 또한 달성된다.
바람직하게, 외각 층들의 두께는 알루미늄 복합재의 전체 두께에 대한 비율로 10% 내지 49%, 바람직하게는 15% 내지 47.5%이다. 결과적으로, 앞서 설명한 바와 같이 알루미늄 복합재의 기계적 성질에 대한 외각 층들의 영향은 특히 높으며 브레이징 공정 중에 높은 치수 안정성이 또한 보증될 수 있다.
바람직하게, 예컨대 I-형상 맞대기 이음으로 무결점 브레이징 연결을 제공하기 위한 공정 신뢰성이 향상되도록 알루미늄 브레이징 층의 두께는 적어도 25 ㎛, 바람직하게는 적어도 50 ㎛이다.
특별한 적용에 따라서는, 개별적인 외각 층들은 AA 1xxx, AA 3xxx, AA 5xxx, AA 6xxx 또는 AA 7xxx 계열의 알루미늄 합금으로 구성될 수 있는데, 선택적으로 외각 층들은 동일한 알루미늄 합금이나 상이한 알루미늄 합금으로 만들어진다. 또한, 외각 층들의 두께가 동일해야 하는 것은 아니며, 적용의 경우에 따라 특별하게 선택될 수 있다. 예컨대, 외각 층들은 AA 3003 또는 AA 3005 알루미늄 합금으로 구성하는 것을 생각할 수 있다.
일반적으로, AA 4xxx 계열 알루미늄 합금이 알루미늄 브레이징 층을 위해 선택되는데, 바람직하게 알루미늄 브레이징 층은 6 중량% 내지 13 중량%의 Si 함량을 갖는 AlSi 알루미늄 합금으로 구성된다. 이 알루미늄 브레이징 합금들은 외각 층들을 위해 사용되는 알루미늄 합금들의 고상선 온도보다 상당히 낮은 액상선 온도를 갖기 때문에, 알루미늄 브레이징 클래딩을 제공하기 위하여 사용된다.
다른 실시예에 따라, 바람직하게는 알루미늄 복합재의 전체 두께가 0.2 mm 내지 1.5 mm, 또는 1.5 mm 초과 내지 5 mm 이다. 비록 양호한 브레이징 접합성을 나타내지만, 0.2 mm 내지 1.5 mm의 전체 두께를 갖는 알루미늄 복합재는 브레이징된 구조물의 전체 강도에 중대하게 기여하지 않는 반면에, 1.5 mm 초과 내지 5 mm의 전체 두께를 갖는 알루미늄 복합재는 예컨대 로드를 수용할 수 있는 구조물을 형성할 수 있다. 알루미늄 복합재의 바람직한 두께 범위는 0.3 mm 내지 1.0 mm 이다. 이것은 작은 벽 두께를 갖는 열교환기의 부품을 위한 바람직한 두께 범위가 된다.
알루미늄 복합재의 다른 실시예에 따라, 알루미늄 복합재는 압연 클래딩 또는 동시 주조에 의해서 생산된다. 압연 클래딩으로, 클래딩 재료와 외각 층들이 압연 잉곳으로 적층되고 이어서 열간 압연되며, 개별적인 알루미늄 합금 층들 간에 평탄하고 견고하게 접합된 연결이 생성된다. 알루미늄 복합재를 생산하기 위한 다른 방법은 개별적인 알루미늄 복합재 층들을 동시 주조하는 것이다. 압연 클래딩과 달리, 상이한 알루미늄 합금들의 용탕이 스트립으로 동시에 주조된다. 예컨대 알루미늄 브레이징 층과 외각 층들 사이에 불연속적인 층 전이가 있다는 점에서 압연 클래딩으로 생산된 알루미늄 복합재는 동시 주조에 의해 생산된 알루미늄 복합재와 다르다. 한편, 동시 주조에서는 높은 온도 때문에, 개별적인 층들 간에 실질적인 농도 구배가 불가피하다.
본 발명에 따른 알루미늄 복합재의 다른 실시예에 따라, 외각 층들은 0.25 중량% 미만 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금으로 구성된다. 알루미늄 합금의 외각 층들에서 Mg 함량의 감소는, 플럭스를 사용하면서 브레이징 하는 동안 브레이징 공정이 외각 층의 합금 성분들에 의해 방해받지 않는다는 사실에 기여한다. 특히, 복잡함이 덜한 CAB 브레이징 기술을 위한 적합성이 향상된다.
본 발명의 또 다른 교시에 따라, 전술한 목적은 적어도 일부가 본 발명에 따른 알루미늄 복합재로 구성된 적어도 제1 구성품을 포함하는 브레이징된 구조물에 의해 달성되는데, 상기 제1 구성품은 브레이징 연결에 의해서 적어도 제2 구성품에 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이, 외각 층들에 의해서 브레이징 공정 중에 알루미늄 브레이징 층이 다시 산화하지 않기 때문에 알루미늄 복합재는 브레이징 연결을 제공하기 위하여 매우 적합하다. 더욱이, 외각 층들은 제1 구성품의 기계적 강도에 기여하는 동시에, 브레이징 중에 알루미늄 브레이징 재료의 과잉으로 인한 제2 구성품의 용낙을 방지한다.
바람직하게, I-형상 맞대기 이음 형태로 브레이징 연결하면 본 발명에 따른 알루미늄 복합재는 내부의 알루미늄 브레이징 층 때문에 특히 양호한 브레이징 결과를 나타내므로, 브레이징된 구조물은 I-형상 맞대기 이음 형태로 적어도 하나의 브레이징된 연결부를 갖는다.
브레이징된 구조물의 다른 실시예에 따라, 브레이징된 구조물은 열교환기이거나 열교환기의 일부분이다. 예컨대, 바람직하게는 평탄한 관 또는 냉각 액체를 이송하는 관을 수용하도록 설계된 열교환기의 메인 디스트리뷰터가 I-형상 맞대기 이음에 의해 연결되어 구성된다. 또 다른 바람직한 실시예는 알루미늄 합금 시트로 구성된 접힘 관(folded tube)들인데, 예컨대 B자 형상 단면으로 구부러져 브레이징 된다. 그러므로, 접힘 관도 마찬가지로 항상 적어도 하나의 I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부를 갖는다.
도 1은 제1 실시예의 알루미늄 복합재의 개략적인 단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 브레이징된 구조물의 브레이징 연결부의 개략적인 단면도이다.
도 3은 열교환기 형태인 다른 실시예의 브레이징된 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 4는 접힘 관의 형태인 다른 실시예의 브레이징된 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 다른 두 실시예의 복합재의 개략적인 사시도이다.
이하에서, 도면과 함께 실시예들에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다.
우선, 도 1은 적어도 두 종류의 상이한 알루미늄 합금으로 구성된 세 개의 층을 포함하는 본 발명에 따른 제1 실시예의 알루미늄 복합재를 도시한다. 알루미늄 복합재(1)는 상부 외각 층(2), 내부의 알루미늄 브레이징 층(3) 및 하부 외각 층(4)을 구비하며, 알루미늄 브레이징 층의 외각 층(2, 4)들은 알루미늄 브레이징 층의 두께를 적어도 2배 초과하는 두께를 갖는다. 이 실시예에서, 예컨대 브레이징 층의 두께는 50 ㎛이고 두 개의 외각 층(2, 4)들의 두께는 각각 475 ㎛ 이며, 따라서 알루미늄 복합재의 전체 두께는 1.0 mm이다. 외각 층들은 알루미늄 브레이징 층보다 9.5배 큰 두께를 갖는다. 알루미늄 복합재(1)에는 예컨대 추가적인 기능을 제공하기 위하여 외각 층(2, 4)과 알루미늄 브레이징 층(3) 이외에 추가적인 다른 층, 예컨대 희생 양극 층이 제공되는 것을 생각할 수 있다.
이 실시예에서, 외각 층들은 개별적으로 전체 두께의 47.5%이다. 그러나, 하한으로서 알루미늄 복합재의 전체 두께에 대한 외각 층들의 두께 비율은 15%이다. 이것은 예컨대 희생 양극 층의 추가적인 층들이 부가되는 경우일 수 있다. 또한, 예컨대 AA 1xxx 계열의 알루미늄 합금으로 구성된 다른 부식 방지층들이 제공될 수 있다. 또한, 추가적인 다른 브레이징 층들이 바깥쪽에 제공되는 것도 생각할 수 있다.
도 2는 제1 실시예의 브레이징된 구조물을 개략적인 단면도로 도시하고, 브레이징된 구조물은 각각의 경우에 두 개의 외각 층(2, 4)과 내부의 알루미늄 브레이징 층(3)을 구비한 알루미늄 복합재를 구비하며, 알루미늄 복합재는 브레이징 연결에 의해서 다른 구성품(5)과 I-형상 맞대기 이음으로 연결된다. 알루미늄 복합재(1)의 외각 층들은 예컨대 AA 1xxx, AA 3xxx, AA 5xxx, AA 6xxx 또는 AA 7xxx 계열의 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 열교환기를 위해서, 외각 층들로서 바람직하게는 AA 3003 또는 AA 3005 알루미늄 합금이 유리할 수 있는데, 왜냐하면 이 합금들은 브레이징 후에 필요한 강도를 구비하며 또한 가격도 적당하기 때문이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 내부의 알루미늄 브레이징 층(3)은 알루미늄 브레이징 재료가 브레이징 과정 중에 알루미늄 복합재의 내부에서 액상이 되어 빠져나가서 알루미늄 복합재(1)와 구성품(5) 사이에 브레이징 연결부(6)를 생성할 수 있다. 특히, 이것은 바람직하게는 6 중량% 내지 13 중량%의 Si 함량을 갖는 알루미늄 브레이징 층이 외각 층(2, 4)들의 고상선 온도보다 낮은 액상선 온도를 가지므로 브레이징 온도에서 오직 알루미늄 브레이징 층(3)만이 액상이 되기 때문이다. 내부의 알루미늄 브레이징 재료가 브레이징 연결부를 제공하기 위한 충분한 양의 알루미늄 브레이징 재료를 갖는다는 사실로 인해, 브레이징한 예에서 과잉의 Al-Si 브레이징 재료에 기인한 브레이징 구성품의 '용낙'은 관측되지 않았다. 알루미늄 복합재의 전체 두께는 바람직하게는 0.5 mm 내지 4 mm이고, 여기에서 I-형상 맞대기 이음으로 브레이징 할 때 가능한 높은 공정 신뢰성을 보증하기 위하여 바람직하게는 최소 두께 50 ㎛의 알루미늄 브레이징 층이 사용된다.
본 발명에 따른 알루미늄 복합재와 다른 구성품 간의 브레이징 연결부를 갖는 대표적인 브레이징 구성품이 도 3에 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 도 3은 열교환기의 '헤더(header)'로서 알려져 있는 메인 디스트리뷰터(7)를 도시하고 있는데, 메인 디스트리뷰터는 다수의 평탄한 알루미늄 관(8)을 제 위치에 유지하며, 이에 의해 평탄한 알루미늄 관(8)은 액체를 이송한다. 열교환기의 박막 층들은 도 3에 도시되어 있지 않다.
도 4는 두 개의 외각 층(2, 4)과 내부의 알루미늄 브레이징 층(3)을 구비한 본 발명에 따른 알루미늄 복합재로 구성된, 접힘 관의 형태인 다른 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 도면에서 두 곳의 I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부(10, 11)를 명확하게 확인할 수 있다. 접힘 관들의 알루미늄 복합재의 전체 벽 두께는 0.2 mm 내지 1.2 mm 및/또는 1.5 mm가 될 수 있다.
상이한 두께로 압연 클래드된 알루미늄 복합재는 AA 3017 타입의 알루미늄 합금인 두 개의 외각 층을 포함하며, 상기 알루미늄 합금의 조성은 최대 0.25 중량%의 Si, 0.25 중량% 내지 0.45 중량%의 Fe, 0.3 중량% 내지 0.6 중량%의 Cu, 0.9 중량% 내지 1.5 중량%의 Mn, 최대 0.05 중량%의 Mg, 최대 0.15 중량%의 Cr, 최대 0.10 중량%의 Zn, 최대 0.25 중량%의 Ti, 잔부 Al 및 개별적으로 최대 0.05 중량%이고 합계로 최대 0.15 중량%의 불순물이다. 알루미늄 복합재의 전체 두께의 5%의 두께를 갖는 AA 4045 타입의 내부의 알루미늄 브레이징 층은 메인 디스트리뷰터(7)로 재성형 되었고/되었거나 평탄한 알루미늄 관(8)을 위한 오목부를 구비하였다. 상이한 두께로 압연된 메인 디스트리뷰터(7)는 오목부에 존재하는 평탄한 알루미늄 관(8)과 함께 CAB 브레이징 공정을 거치는데, 제1 변형예에서는 플럭스가 전혀 사용되지 않았으며, 제2 변형예에서는 평탄한 알루미늄 관(8)이 Si-Zn 기반의 플럭스로 코팅되었으며, 제3 변형예에서는 알루미늄 관(8)은 코팅되지 않았으며 수작업으로 플럭스가 적용되었고, 마지막 변형예에서는 Si-Zn 기반의 플럭스 코팅된 알루미늄 관(8)이 사용되었고 추가적으로 브레이징된 연결부들이 플럭스로 코팅되었다. 브레이징 결과들은 표 1에 기재되어 있다.
플럭스를 사용하지 않은 상태에서는 단지 부분적으로 브레이징된 연결만이 가능하였으며 코팅된 평탄한 알루미늄 관(8)의 경우에는 층 두께 50 ㎛의 알루미늄 브레이징 층을 구비한 전체 두께 1 mm의 복합재에서도 결함 없는 브레이징 연결이 제공될 수 있었다는 것을 알 수 있다. 플럭스를 사용하지 않은 채로는, 알루미늄 브레이징 층의 두께와 상관없이 결함 없는 브레이징 연결이 달성되지 않았다. 그러나 알루미늄 브레이징 층 두께가 증가함에 따라, 1.5 mm 두께를 갖는 복합재에 대해 이미 알루미늄 브레이징 층의 75 ㎛ 이상의 두께부터는, 브레이징 연결부의 구역에 수작업으로 플럭스가 적용된 코팅하지 않은 평탄한 알루미늄 관의 경우에도 양호한 브레이징 결과를 나타내었다. CAB 브레이징 공정에서 얻어진 결과들은 플럭스를 사용하지 않는 진공 브레이징 공정에 또한 전이 가능하며, 두께 50 ㎛ 이상의 알루미늄 브레이징 층에 대해서는 진공 브레이징 공정으로 양호한 브레이징 결과가 예상된다.
마지막으로, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 알루미늄 복합재의 두 개의 추가적인 다른 실시예를 도시하는데, 외각 층(2, 4)과 브레이징 층(3)으로 만들어지는 3개 층의 알루미늄 복합재는 도 5a의 추가적인 층(12, 13) 및/또는 도 5b의 추가적인 층(14)에 의해 확장된다. 추가적인 층(12, 13)은 다른 기능들을 구비할 수 있다. 예컨대, 외부 층(12, 13)들이 복합재의 측면 상에서 뿐만 아니라 브레이징 연결을 제공할 수 있도록 추가적인 브레이징 층으로 설계된다면 유리하다. 또한, 부식 방지층과 브레이징 층의 조합 및 두 개의 부식 방지층과 희생 양극 층과의 조합 중의 하나가 추가적인 층(12, 13)들에 의해서 달성될 수 있다. 동일한 것이 하나의 추가적인 층(14)에 적용될 수 있으며, 추가적인 층은 브레이징 재료, 부식 방지층 또는 희생 양극 층으로 구성될 수 있다. 예컨대, 특별한 적용에 대해 추가적인 층들을 제공함으로써 3 층의 알루미늄 복합재의 다른 적합화가 이루어지도록, 도 5a에서의 층(12) 또는 도 5b에서의 층(14)이 이미 두 개의 층으로 구성하는 것도 생각할 수 있다.

전체 두께
1.0 mm
1.5 mm
2.0 mm
2.5 mm
3.0 mm

외각층의 두께
475 ㎛
712.5 ㎛
950 ㎛
1187.5 ㎛
1425 ㎛

브레이징 재료 두께
50 ㎛
75 ㎛
100 ㎛
125 ㎛
150 ㎛

(Si+Zn 플럭스) 코팅된 알루미늄 관
양호
양호
양호
양호
양호

코팅하지 않고 플럭스 적용된 알루미늄 관
일부 경우에 양호
양호
양호
양호
양호

(Si+Zn 플럭스) 코팅 및 플럭스 적용된
알루미늄 관
양호
양호
양호
양호
양호

Claims (15)

  1. I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부를 생성하기 위해 적어도 두 종류의 상이한 알루미늄 합금으로 구성된 3개 층의 브레이징 가능한 알루미늄 복합재(1)로서, 3개 층 중 하나의 내부 층은 알루미늄 브레이징 합금으로 제조된 알루미늄 브레이징 층(3)이고, 나머지 층(2, 4)들은 외각 층으로 형성되며 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금으로 구성되며, 상기 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금은 상기 알루미늄 브레이징 합금의 액상선 온도보다 높은 고상선 온도를 갖는, 상기 알루미늄 복합재에 있어서,
    개별적인 외각 층(2, 4)들의 두께는 알루미늄 브레이징 층(3)의 두께를 적어도 5배 초과하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  2. I-형상 맞대기 이음 브레이징 연결부를 생성하기 위해 알루미늄 브레이징 합금으로 제조된 알루미늄 브레이징 내부 층(3)과 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금으로 제조된 두 개의 외각 층(2, 4)을 구비한 3개 층의 알루미늄 복합재를 포함하는 알루미늄 복합재로서, 상기 적어도 하나의 다른 알루미늄 합금은 상기 알루미늄 브레이징 합금의 액상선 온도보다 높은 고상선 온도를 갖는, 상기 알루미늄 복합재에 있어서,
    개별적인 외각 층(2, 4)들의 두께는 알루미늄 브레이징 층(3)의 두께를 적어도 1.5배 초과하며,
    희생 양극 층, 부식 방지층 또는 외부의 브레이징 층으로 형성된 추가적인 외부 층들이 구비된 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  3. 제2항에 있어서,
    외각 층(2, 4)들의 두께는 알루미늄 복합재의 전체 두께에 대한 비율로 10% 내지 49%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    알루미늄 브레이징 층(3)의 두께는 적어도 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    개별적인 외각 층(2, 4)들은 AA 1xxx, AA 3xxx, AA 5xxx, AA 6xxx 또는 AA 7xxx 계열의 알루미늄 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    알루미늄 브레이징 층(3)은 6 중량% 내지 13 중량%의 Si 함량을 갖는 AlSi 알루미늄 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    알루미늄 복합재(1)의 전체 두께가 0.2 mm 내지 1.5 mm, 또는 1.5 mm 초과 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    알루미늄 복합재(1)는 압연 클래딩 또는 동시 주조에 의해서 생산되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    외각 층(2, 4)들은 0.25 중량% 미만의 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 알루미늄 복합재로 적어도 일부가 구성된 적어도 하나의 제1 구성품(7)을 포함하며, 상기 제1 구성품이 브레이징 연결에 의해서 적어도 하나의 제2 구성품(8)에 연결된 것을 특징으로 하는 브레이징된 구조물.
  11. 제10항에 있어서,
    브레이징된 구조물은 I-형상 맞대기 이음 형태의 적어도 하나의 브레이징 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이징된 구조물.
  12. 제10항에 있어서,
    브레이징된 구조물은 열교환기의 일부인 것을 특징으로 하는 브레이징된 구조물.
  13. 제2항에 있어서,
    개별적인 외각 층(2, 4)들의 두께는 알루미늄 브레이징 층(3)의 두께를 적어도 5배 초과하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    외각 층(2, 4)들은 0.1 중량% 미만의 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 복합재.
  15. 제10항에 있어서,
    브레이징된 구조물은 열교환기의 메인 디스트리뷰터 또는 접힘 관인 것을 특징으로 하는 브레이징된 구조물.
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