[發(fā)明專利]高溫釬焊用薄釬焊板翅片部件以及使用其的熱交換器的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010136514.1
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101839666A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鈴木義和;鹿野浩;大原伸昭
• 申請（專利權(quán)）人: 古河SKY株式會社
• 主分類號: F28F3/00
• 分類號: F28F3/00;F28F21/08;C22C21/00;B23P15/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于鋁合金熱交換器的釬焊板翅片部件以及使用其的熱交換器的制造方法。更具體地說，作為被實施了波紋加工的翅片部件，涉及適于在超過610℃且為625℃以下的高溫達(dá)到溫度下進(jìn)行釬焊而使用的翅片部件，并涉及使用其的熱交換器的制造方法。

背景技術(shù)

鋁合金熱交換器，由于其原料鋁合金較輕且具有良好的熱傳導(dǎo)性，此外，通過使用預(yù)先包覆有焊料(ろう材)的鋁釬焊板的爐內(nèi)釬焊而進(jìn)行接合的方式還適于批量生產(chǎn)，因此一直被廣為利用，特別是廣泛應(yīng)用于汽車用散熱器、空調(diào)蒸發(fā)器、電容器等。

近年來，汽車用熱交換器有進(jìn)一步輕量化的趨勢，為此，迫切需要釬焊板翅片部件等各結(jié)構(gòu)材料減薄。釬焊板翅片部件主要用于與多孔擠壓管部件等表面不具有焊料的部件相接合的情況，一般使用芯材由Al-Mn系合金形成、在芯材的兩面接合有Al-Si系合金形成的焊料的3層包覆材料。

以往，這樣的焊板翅片部件主要為板厚100μm以上的材料，但最近也開始使用更薄的翅片部件。在此，將板厚為85μm以下的翅片部件稱為薄翅片部件，然而實際上，這樣的薄翅片部件在釬焊時焊料對芯材的腐蝕以及抗高溫變形等各種特性方面，與現(xiàn)有的厚翅片部件(例如板厚100μm以上的翅片)相比處于不利狀態(tài)。

此外，在材料減薄的同時，提高熱交換器的生產(chǎn)效率也同樣是重要的課題，如果能夠以短時間的加熱結(jié)束釬焊工序，可以直接提高批量生產(chǎn)的效率。此外，如果能夠在進(jìn)行翅片部件與管部件等的釬焊的同時也對現(xiàn)有技術(shù)中在釬焊之后利用其他工序安裝的附屬部件進(jìn)行接合，則可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

作為這樣的提高生產(chǎn)效率的具體方法之一，可以考慮通過使釬焊爐內(nèi)的溫度高于材料溫度，即通過附加(設(shè)定)所謂的溫差(溫度ヘツド)，從而使釬焊加熱的時間縮短。利用這樣的方法，對于熱交換器的結(jié)構(gòu)部件中熱容量大的集水箱(header?tank)等部件，也可以在短時間內(nèi)升溫，對于熱容量大的安裝部件等附屬部件，也可以同時進(jìn)行釬焊接合。

在上述附加了溫差的釬焊加熱的情況下，由于在被釬焊的熱交換器的結(jié)構(gòu)部件中，熱容量最大的部件的升溫速度最慢，因此需要升溫至足以使這樣的大熱容量部件的接合部被充分釬焊的溫度(例如600℃)。然而翅片部件是熱交換器結(jié)構(gòu)部件中最薄且熱容量最小的部件，將會達(dá)到高于其他部件的溫度(例如超過610℃的溫度)。因此，在使用這樣附加溫差的釬焊加熱方法的情況下，需要在比通常溫度高的溫度下可以被正常釬焊的翅片部件，然而現(xiàn)實是，至今還沒有利用薄釬焊板實現(xiàn)這種翅片部件的技術(shù)。

作為有關(guān)薄釬焊鈑翅片部件的技術(shù)，已提出了如專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所示的技術(shù)，然而認(rèn)為，這些提出的技術(shù)所提供的釬焊板翅片部件均不能承受超過610℃的高溫釬焊條件。

即，專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)涉及板厚40μm以上、不足100μm的釬焊板翅片部件，其要點為針對由特定成分的Al-Mn系合金芯材與Al-Si系焊料構(gòu)成的翅片部件，進(jìn)一步以特定的不等式限定了焊料以及芯材的Si含量和焊料的包覆率。滿足該不等式，則意味著由焊料以及芯材的Si含量和焊料包覆率算出的總Si量超過由板厚確定的某一值，通過形成釬焊時產(chǎn)生的熔融焊料的量多于某一量的狀態(tài)，可以防止發(fā)生焊料不接合，并可以得到良好的耐高溫屈曲性(耐下垂性(耐サグ性))。然而，在該專利文獻(xiàn)1的權(quán)利要求中，限定了在600℃的溫度下加熱3分鐘時的接合情況，正文的記載也僅僅提及了熱交換器的釬焊通常在600℃的溫度下進(jìn)行，因此該文獻(xiàn)全然未認(rèn)識到在高于此溫度的溫度下實施釬焊時所存在的問題，當(dāng)然針對在超過610℃的高溫下進(jìn)行釬焊時的問題的解決方法不能給出任何啟示。

專利文獻(xiàn)2所示的技術(shù)涉及板厚60μm以下的釬焊板翅片部件，主要通過將焊料中的Si顆粒的平均圓直徑(平均円相當(dāng)徑)調(diào)整為3μm以下，可以獲良好的耐晶界腐蝕性、耐高溫屈曲性等。在該專利文獻(xiàn)2中，針對釬焊條件也記載了通常升溫至約600℃，實施例也為同樣條件，因此很明顯，專利文獻(xiàn)2的技術(shù)也未考慮薄翅片部件在超過610℃的高溫下被實施釬焊的情況。

(專利文獻(xiàn)1)日本特許第3170202號公報

(專利文獻(xiàn)2)日本特開2008-6480號公報

為了實現(xiàn)上述利用附加了溫差的加熱進(jìn)行的釬焊，需要一種即使材料釬焊時的最高達(dá)到溫度超過610℃，也能保持正常的波紋加工形狀而進(jìn)行接合的釬焊板翅片部件，且強(qiáng)烈希望以85μm以下的薄翅片部件實現(xiàn)該目的。然而，為了實現(xiàn)這一目的，需要克服現(xiàn)有技術(shù)中一般在大約600℃的釬焊溫度下進(jìn)行釬焊時、或利用較厚的翅片部件時所不會產(chǎn)生的技術(shù)問題。