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的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種侶合金材及其接合方法、W及使用了該侶材的侶接合體，所述侶 合金材不使用針料或填充材料（溶加材）那樣的接合部件，通過材料本身形成半烙融狀態(tài) 而供給接合所需的液相，能夠W單層形式與其他部件加熱接合；詳細而言，設及接合加熱時 耐變形性優(yōu)異的能夠W單層形式加熱接合的侶合金材及其接合方法、W及使用了該侶材的 侶接合體。
【背景技術】
[0002] 在W侶合金材為構(gòu)成部件的熱交換器等結(jié)構(gòu)體的制造中，需要使侶合金材彼此或 侶合金材與他種材料接合。作為侶合金材的接合方法，已知各種方法，其中，廣泛使用針焊 法（硬焊法）。針焊法之所W被廣泛使用，是因為考慮到能夠不使母材烙融而在短時間內(nèi)獲 得牢固的接合等優(yōu)點。作為使用利用針焊法的侶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M-Si合金形成的針料的針焊片的方法，使用涂布有粉末針料 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針料的方法等（專利文獻 1~3)。進而，非專利文獻1的"3. 2針料和針焊片（6^ 方k一。シ少シ一h)" -章 中，說明了運些包覆針焊片、粉末針料的詳細情況。
[0003] 迄今為止，侶合金材的結(jié)構(gòu)體的制造中，開發(fā)了各種針焊法。例如，在汽車用熱交 換器中，在將翅片材料W單層形式使用時，采用的是使用在管材上包覆有針料的針焊片的 方法、在管材上另外涂布Si粉末、含Si的針料的方法。另一方面，在將管材W單層形式使 用時，采用的是使用在翅片材料上包覆有針料的針焊片的方法。
[0004] 專利文獻4中記載了使用單層針焊片代替上述包覆材的針焊片的方法。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針焊片。運里，在本發(fā)明中，將 被稱為單層針焊片的、用于M0N0BRAZE法的侶合金材稱為W單層具有加熱接合功能的侶合 金材。
[0005] 專利文獻5中提出了下述接合方法：在使用單層侶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(fā)生 變形。本發(fā)明中，將專利文獻5所示的接合法稱為M0N0BRAZE法。
[0006] 專利文獻6中提出了下述結(jié)構(gòu)體：在使用單層侶合金作為管材且通過M0N0BRAZE 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。
[0007] 現(xiàn)有技術文獻 陽00引專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本特開2008-303405公報
[0010] 專利文獻2:日本特開2009-161835號公報
[0011] 專利文獻3:日本特開2008-308760號公報
[0012] 專利文獻4:日本特開2010-168613號公報
[0013] 專利文獻5:日本特許第5021097號公報
[0014] 專利文獻6:日本特開2012-51028號公報
[0015] 非專利文獻
[0016] 非專利文獻1:"侶針焊手冊（六瓜S二C厶方k一。シ少/、シK方ッ夕）（修訂 版）"社團法人輕金屬烙接結(jié)構(gòu)協(xié)會2003年
[0017] 為了制造針焊片那樣的包覆材，需要分別制造各層并進一步將它們重疊接合的工 序。針焊片的使用違背了熱交換器等的成本降低的要求。此外，粉末針料的涂布也按針料 成本的比例反映在制品成本上。
[0018] 與此相對，如上所述，還提出應用W單層具有加熱接合功能的侶合金材來代替利 用包覆材的針焊片。該方法中，提出了由W單層具有加熱接合功能的侶合金材供給接合所 需的液相而維持作為結(jié)構(gòu)體的形狀。然而，例如在熱交換器制造中，若直接使用W單層具有 加熱接合功能的侶合金材作為管材、翅片材料，則有可能因制造熱交換器時的加熱而大幅 變形。
[0019] 此外，還提出了上述M0N0BRAZE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W單層具有加熱接合功能的侶合金材的接合中，也兼顧了良好的接合和形 狀維持的方法。然而，期待實現(xiàn)精度更高的接合和接合中的形狀維持。尤其在板厚為Imm W下的翅片材料中，容易因板厚方向的彎曲應力而發(fā)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W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。
[0020] 如上所述，為了降低熱交換器等侶合金結(jié)構(gòu)體的成本，不使用針料而通過單層彼 此的材料進行接合的M0N0BRAZE法可W說是優(yōu)選的。然而，將W單層具有加熱接合功能的 侶合金材簡單地應用于M0N0BRAZE法，難W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，通過將單層侶合金材應用于板厚較厚的管材而使得變形不顯著，但當將 單層侶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(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明所要解決的課題
[0022] 本發(fā)明是根據(jù)上述那樣的背景而做出的，提出一種耐變形性優(yōu)異的單層侶合金材 及其接合方法、W及使用了該侶合金材的侶接合體，在通過M0N0BRAZE法制造使用了單層 侶合金材的各種侶合金接合體時，接合加熱時加熱至固相線溫度W上而形成半烙融狀態(tài)向 接合部供給液相。尤其是，本發(fā)明適合于在熱交換器用翅片材料等板厚薄的材料中使用的 情況。
[0023] 用于解決課題的方法
[0024] 為了解決上述課題，本發(fā)明人等進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過對M0N0BRAZE法 中使用的侶合金材進行改良，得到了即使在接合加熱時加熱至固相線溫度W上形成半烙融 狀態(tài)，接合加熱中的耐變形性也優(yōu)異的侶合金材，從而完成了本發(fā)明。
[0025]目P，本發(fā)明設及的侶合金材是W單層具有加熱接合功能的侶合金材，其特征在于， 由侶合金形成，該侶合金含有Si:1. 0~5.Omass%、Fe:0.Ol~2.Omass%，剩余部分由Al 和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述侶合金材中具有0.Ol~0. 5ym的當量圓直徑的Al系金屬間 化合物W10~IXIO4個Ziim3存化具有5.0~IOym的當量圓直徑的Si系金屬間化合 物W200個/mm2W下存在。
[00%] 是上述侶合金所含的固溶Si量為0. 7%W下的侶合金材。 W27] 上述侶合金還可W是進一步含有選自Mg:0. 05~2.Omass%、化：0. 05~ 1. 5mass%和Mn:0. 05~2.Omass%中的1種或2種W上的侶合金。
[0028] 上述侶合金還可W是進一步含有選自化：6.Omass%W下、In:0. 3mass%W下和 Sn:0. 3mass%W下中的1種或2種W上的侶合金。
[0029] 上述侶合金還可W是進一步含有選自Ti:0. 3mass%W下、V:0. 3mass%W下、Cr: 0. 3mass%W下、化：2.Omass%W下和Zr:0. 3mass%W下中的1種或2種W上的侶合金。
[0030] 上述侶合金還可W是進一步含有選自Be:0.Imass%W下、Sr:0.Imass%W下、 Bi:0.Imass%W下、化：0.Imass%W下和Ca:0. 05mass%W下中的1種或2種W上的侶合 金。
[0031] 上述侶合金是加熱接合前的抗拉強度為80~250MPa的侶合金。
[0032] 此外，本發(fā)明還包括W單層具有加熱接合功能的侶合金材的制造方法，其特征在 于，其為上述W單層具有加熱接合功能的侶合金材的制造方法，包括對上述侶合金材用的 侶合金進行雙漉式連續(xù)鑄造社制的鑄造工序、對社制板進行冷社的2次W上冷社工序W及 在冷社工序中對社制板進行1次W上退火的退火工序；全部退火工序中的退火條件為W 250~550°C的溫度退火1~10小時，最終冷社階段的壓下率為50%W下。
[0033] 上述鑄造工序的雙漉式連續(xù)鑄造社制中，在社制板的W侶和氧化侶為主成分的厚 度1~500ym的被摸附著于雙漉表面的狀態(tài)下進行社制，每Imm社制板寬度的社制負荷為 500 ~5000N。
[0034] 本發(fā)明進一步包括具有下述特征的侶接合體：通過使兩個W上的侶部件加熱接合 而制造，上述兩個W上的侶部件中的至少一個使用上述侶合金材。
[0035] 上述加熱接合后，上述兩個W上的部件中的至少一個中使用的上述侶合金材的金 屬組織中的晶體粒徑為100ymW上。
[0036] 發(fā)明的效果
[0037] 本發(fā)明設及的侶合金材是具有與針焊法等現(xiàn)有的接合方法不同的W單層形式加 熱接合功能的侶合金材，能夠W單層的狀態(tài)與各種被接合部件接合。而且是盡管接合加熱 時形成半烙融狀態(tài)但是耐變形性優(yōu)異的侶材。由此，可W迎合接合體的制造中成本降低的 要求。作為例如如熱交換器用翅片材料那樣板厚非常薄的材料是有用的。此外，也能夠適 用于需要精度更高的接合性、尺寸精度的制品。進而，還使具有通過W往的接合方法無法實 現(xiàn)的形狀的接合體的制造、部件的薄壁化成為可能。
【附圖說明】
[0038] 圖1是用于對雙漉式連續(xù)鑄造社制法中注入的侶烙融金屬的冷卻速度進行說明 的說明圖。
[0039] 圖2是用于對雙漉式連續(xù)鑄造社制法中注入的侶烙融金屬的冷卻速度進行說明 的說明圖。
[0040] 圖3是第I~第3實施方式中使用的S層（3段積易）試驗片（微型忍，minicore) 的外觀圖。
【具體實施方式】
[0041] 1.W單層具有加熱接合功能的侶合金材
[0042] W下，具體地對本發(fā)明進行說明。首先，對本發(fā)明設及的W單層具有加熱接合功能 的侶合金材進行說明。該侶合金材化含有Si濃度：1. 0~5.Omass% (W下簡單記為"％ ") 和化：0.Ol~2. 0%作為必需元素、剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的M-Si-Fe系 的侶合金為基本組成，其金屬組織中，存在具有0.Ol~0. 5ym的當量圓直徑的Al系金屬 間化合物。W下，對運些特征進行說明。
[0043] 1-1.關于必需元素
[0044] 1-1-1.關于Si濃度
[0045] 關于Si濃度，Si是生成M-Si系的液相而有助于接合的元素。其中，當Si濃度 低于1.0%時，無法生成充足量的液相，液相的滲出變少，接合不完全。另一方面，若超過 5.0%，則侶合金材中液相的生成量變多，因此，加熱中的材料強度極度降低，難W維持結(jié)構(gòu) 體的形狀。因此，將Si濃度規(guī)定為1.0%~5.0%。該Si濃度優(yōu)選為1.5%~3. 5%，更優(yōu) 選為2.0%~3.0%。此外，體積越大、加熱溫度越高，則滲出液相的量越多，因而，關于加熱 時所需的液相的量，優(yōu)選根據(jù)所制造的結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)