[發明專利]以單層具有加熱接合功能的鋁合金材及其制造方法、以及使用了該鋁合金材的鋁接合體

有效

• 申請號: 201380076617.5
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN105229182B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 黑崎友仁;新倉昭男;寺山和子;村瀨崇;松居悠;望月淳一;荒木俊雄
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/02;C22F1/04;C22F1/043;C22F1/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 金鮮英,馬鐵軍

技術領域

本發明涉及一種鋁合金材及其接合方法、以及使用了該鋁材的鋁接合體，所述鋁合金材不使用釬料或填充材料(溶加材)那樣的接合部件，通過材料本身形成半熔融狀態而供給接合所需的液相，能夠以單層形式與其他部件加熱接合；詳細而言，涉及接合加熱時耐變形性優異的能夠以單層形式加熱接合的鋁合金材及其接合方法、以及使用了該鋁材的鋁接合體。

背景技術

在以鋁合金材為構成部件的熱交換器等結構體的制造中，需要使鋁合金材彼此或鋁合金材與他種材料接合。作為鋁合金材的接合方法，已知各種方法，其中，廣泛使用釬焊法(硬焊法)。釬焊法之所以被廣泛使用，是因為考慮到能夠不使母材熔融而在短時間內獲得牢固的接合等優點。作為使用利用釬焊法的鋁合金材的接合方法來制造熱交換器等的方法，例如已知：使用包覆有由Al-Si合金形成的釬料的釬焊片的方法，使用涂布有粉末釬料的擠出材的方法，在將各材料組裝后在需要接合的部分另外涂布釬料的方法等(專利文獻1～3)。進而，非專利文獻1的“3.2釬料和釬焊片(ろうとブレージングシート)”一章中，說明了這些包覆釬焊片、粉末釬料的詳細情況。

迄今為止，鋁合金材的結構體的制造中，開發了各種釬焊法。例如，在汽車用熱交換器中，在將翅片材料以單層形式使用時，采用的是使用在管材上包覆有釬料的釬焊片的方法、在管材上另外涂布Si粉末、含Si的釬料的方法。另一方面，在將管材以單層形式使用時，采用的是使用在翅片材料上包覆有釬料的釬焊片的方法。

專利文獻4中記載了使用單層釬焊片代替上述包覆材的釬焊片的方法。該方法中，提出了熱交換器的管材和箱體材料使用熱交換器用單層釬焊片。這里，在本發明中，將被稱為單層釬焊片的、用于MONOBRAZE法的鋁合金材稱為以單層具有加熱接合功能的鋁合金材。

專利文獻5中提出了下述接合方法：在使用單層鋁合金材制造接合體的方法中，通過控制合金組成、接合中的溫度、加壓、表面性狀等，獲得良好的接合，同時，幾乎不發生變形。本發明中，將專利文獻5所示的接合法稱為MONOBRAZE法。

專利文獻6中提出了下述結構體：在使用單層鋁合金作為管材且通過MONOBRAZE法制造熱交換器時，通過控制管材的分散粒子的尺寸來獲得良好的接合性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2008-303405公報

專利文獻2:日本特開2009-161835號公報

專利文獻3:日本特開2008-308760號公報

專利文獻4:日本特開2010-168613號公報

專利文獻5:日本特許第5021097號公報

專利文獻6:日本特開2012-51028號公報

非專利文獻

非專利文獻1:“鋁釬焊手冊(アルミニウムブレージングハンドブック)(修訂版)”社團法人輕金屬熔接結構協會2003年

為了制造釬焊片那樣的包覆材，需要分別制造各層并進一步將它們重疊接合的工序。釬焊片的使用違背了熱交換器等的成本降低的要求。此外，粉末釬料的涂布也按釬料成本的比例反映在制品成本上。

與此相對，如上所述，還提出應用以單層具有加熱接合功能的鋁合金材來代替利用包覆材的釬焊片。該方法中，提出了由以單層具有加熱接合功能的鋁合金材供給接合所需的液相而維持作為結構體的形狀。然而，例如在熱交換器制造中，若直接使用以單層具有加熱接合功能的鋁合金材作為管材、翅片材料，則有可能因制造熱交換器時的加熱而大幅變形。

此外，還提出了上述MONOBRAZE法那樣通過控制合金組成、接合時的溫度、加壓、表面性狀等使用以單層具有加熱接合功能的鋁合金材的接合中，也兼顧了良好的接合和形狀維持的方法。然而，期待實現精度更高的接合和接合中的形狀維持。尤其在板厚為1mm以下的翅片材料中，容易因板厚方向的彎曲應力而發生變形，為了維持接合中的形狀，需要將液相率抑制的較低。然而，由于材料的體積小，若液相率低，則難以充分生成液相，為了兼顧接合和形狀維持，需要進一步的改善。

如上所述，為了降低熱交換器等鋁合金結構體的成本，不使用釬料而通過單層彼此的材料進行接合的MONOBRAZE法可以說是優選的。然而，將以單層具有加熱接合功能的鋁合金材簡單地應用于MONOBRAZE法，難以避免部件的變形或接合率的降低的問題。上述專利文獻4、6中，通過將單層鋁合金材應用于板厚較厚的管材而使得變形不顯著，但當將單層鋁合金材應用于板厚薄的翅片材料那樣的部件時，就存在接合加熱中的變形顯著的問題。

發明內容