[發明專利]鋁合金硬釬焊板材

有效

• 申請號: 200880020737.2
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101715380A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: A·J·威特布魯德
• 申請（專利權）人: 阿勒里斯鋁業科布倫茨有限公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/28;B32B5/01
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 胡強

技術領域

本發明涉及鋁合金硬釬焊板材，包括薄的包覆材料層和芯材層，還包 括作為中間材料置于薄的包覆材料和芯材之間的鋁硅合金硬釬焊材料層。 薄的包覆材料及芯材由其固相線溫度比硬釬焊材料的液相線溫度高的鋁 合金構成，因而在隨后處于液相線溫度和固相線溫度之間的溫度的情況下 的硬釬焊作業中熔化的硬釬焊材料使鋁硅合金硬釬焊材料層熔化，同時使 薄的包覆材料層保持固態，以防止正熔化的硬釬焊材料氧化，然后引起鋁 硅合金硬釬焊材料因體積膨脹而經過薄包覆材料層的熔析部分滲出到薄 包覆材料層的表面上，并在薄包覆材料層的表面上擴散而形成帶來硬釬焊 接頭的新生表面。

本發明進一步涉及在硬釬焊作業中制造的硬釬焊組件，硬釬焊組件包 括各種不同零件，至少一個零件由根據本發明的鋁合金硬釬焊板材制成。

背景技術

將從本文以下說明中理解的是，除非另作說明，否則合金名稱及硬度 標識是指本領域技術人員所公知的、2007年由鋁業協會出版的“鋁的標準 和數據以及登記注冊”中的鋁業協會標識。

除非另作說明，否則關于合金成分或優選合金成分的任何描述用重量 百分比來表示。

呈板或擠壓件形狀的鋁基材或鋁合金基材被用于制造成型產品或成 形產品。在某些加工作業中，包括基材的(成型)鋁材件被相互連接。基材 的一端可以與另一端相互連接，或者一片基材可以與至少另外一片基材組 裝。這通常通過硬釬焊來完成。在硬釬焊過程中，硬焊焊條或硬焊合金或 在加熱時產生硬焊合金的成分被用到待硬焊基材的至少一部分上。在基材 零件組裝后，它們被加熱，直到硬釬焊金屬或硬釬焊合金熔化。硬釬焊金 屬的熔點比包括一種或多種基材的鋁材低。

按照定義，硬釬焊采用具有高于450℃且低于母材金屬固相線的液相 線的焊條(填料金屬)，也被稱為硬焊合金。硬釬焊與軟釬焊的不同在于焊 條熔點：軟釬焊料在450℃以下熔化。

硬釬焊板材在熱交換器中及其它類似設備中有著廣泛的應用。傳統的 硬釬焊產品具有由軋制板構成的芯部，典型但不是唯一地為AA3000系列 鋁合金，在芯部的至少一個表面上有的鋁包覆層(也稱作鋁覆層)。鋁包覆 層由含有2-18重量％且優選為7-14重量％的硅的AA4000系列合金制造。 鋁包覆層可以通過本領域公知的各種方式被連接到芯部上，例如通過輥壓 接合、包覆物噴涂成形或半連續澆鑄或連續澆鑄方法。這些鋁包覆層通常 具有540℃到610℃的液相線溫度。

在工業規模的熱交換器制造中使用了多種硬釬焊方法。

有一種真空硬釬焊(“VB”)，它在相對低的大氣壓下(約1×10^-5毫巴 或更小的大氣壓下)進行。為了獲得接合最佳條件，常用于真空硬釬焊的合 金有目的地添加有1％或更少的鎂。當鎂在硬釬焊過程中從硬焊板材中蒸 發出來時，鎂可以破壞填料合金的堅硬氧化膜，并且蒸發出的鎂可以作為 吸氣劑，用于移除留在硬釬焊爐內的氧氣和水份。

另一種硬釬焊方法是可控氣氛硬釬焊(“CAB”)，其在不含氧氣的干 燥氣氛中完成，優選使用氮氣的惰性環境，也可使用如氬氣。為了便于硬 釬焊，在硬焊待接合部分之前施加非腐蝕性硬釬焊劑。這種硬釬焊劑在硬 釬焊操作中除掉總是存在的氧化層或至少破碎氧化層，從而允許熔化的填 料接觸到裸金屬以形成接合。用于CAB的鋁合金應當是不含鎂的，因為 鎂抑制釬焊料除去氧化層的作用。

另一鐘釬焊方法是不使用釬焊劑的CAB，這種方法目前尤其被用在通 過對很難使用焊劑的熱交換器內表面進行釬焊以形成接合的場合。在歐洲 專利申請EP1430988中公開了，針對這種不使用釬焊劑的CAB工藝，所 用的硬釬焊板材至少在構成硬釬焊板的一層中(而除了在填料合金層中)含 有鎂，通常是芯部合金含有約0.05重量％-1.0重量％的鎂。在芯部合金和 填料合金之間存在防擴散層，如不含鎂的AA3003系列鋁合金。具體說， 硬釬焊板具有鋁芯合金，在其一面或兩面上包覆有鋁硅基填料合金，并且 硬釬焊板具有施加到空心結構內表面上的填料金屬的覆層厚度“a”(μm)、芯 材的鎂含量X(重量％)、和填料合金的鎂含量Y(重量％)，從而按照優選的 更精確范圍來滿足(X+Y)≤a/60+0.5和X＞Y的關系。