[发明专利]高耐蚀性铝合金钎焊片材及其制造方法，以及使用其的高耐蚀性热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及高耐蚀性铝合金钎焊片材及其制造方法，以及使用其的高耐蚀性热交换器，详细地说，涉及作为中间冷却器等热交换器的高温压缩空气或制冷剂的通道构成材料使用的高耐蚀性铝合金钎焊片材及其制造方法，以及使用其的高耐蚀性热交换器。

背景技术

铝合金具备轻量且高的热传导性，通过适当处理能实现高耐蚀性，因此，用于汽车用热交换器，例如，散热器，冷凝器，蒸发器，加热器，中间冷却器等。作为汽车用热交换器的管材，使用以3003合金等的Al-Mn系合金作为心材，在一面上包覆Al-Si系合金钎焊材料或Al-Zn系合金的牺牲阳极材料的二层包材，或进一步在另一面上包覆Al-Si系合金钎焊材料的三层包材等。通常组合该包材和波纹成形的散热片，在600℃左右的高温下通过钎焊接合。当使得内散热片接合在使用包材的管材内场合，需要在管材的内面侧、外面侧的两侧，赋与钎焊功能。

如果在该热交换器的管材内存在具有腐蚀性的液体，则存在因发生点腐蚀引起管材贯通，或因均一腐蚀引起管材厚度减少，耐压强度降低，管材破裂的危险。其结果，存在内部循环的空气或冷却水、制冷剂发生泄漏的危险性。以往，所谓存在于管材内的具有腐蚀性的液体是发动机的冷却水或冷却器的制冷剂等中性或弱酸性的液体，在这种腐蚀环境下，为了满足外部钎焊功能及管材耐蚀性两方面，使用包层添加Zn的Al-Si系钎焊材料的钎焊片材，构成热交换器。

但是，近年，为了满足EU及美国的排气限制，以提高汽车的燃料消耗率为目的，开发排出气体通过热交换器的系统。排出气体通过热交换器的管材内场合，若冷却管材内因热交换而冷却，因结露生成包含排出气体成份的冷凝水(以下，称为“排气冷凝水”)。该冷凝水为强酸性场合，以往那样的使用包层添加Zn的Al-Si系钎焊材料的钎焊片材，耐蚀性不充分。

铝的腐蚀速度受pH值影响很大，pH值越低，腐蚀速度增大。若根据电位-pH值图，一般地说，在pH值4以下，Al³⁺稳定，难以作为铝的耐蚀材料使用。又，钎焊片材表面添加Zn的Al-Si系钎焊材料场合，表层的Si粒子成为阴极，且Zn促进Al的溶解，腐蚀速度进一步增大。再有，若溶液中存在氯化物离子，则氯化物离子破坏钝化膜，发生点腐蚀。排气冷凝水含有氯化物离子，因此，具有引起点腐蚀的性质。即，排出气体通过热交换器的管材内场合，需要抑制因pH值低引起的腐蚀，同时，使得管材也具有牺牲防蚀作用，需要抑制点腐蚀的发生/成长。排气冷凝水的成份因各种各样条件而不同，有时成为pH值为3以下的强酸性，有时成为氯化物离子浓度成为具有点腐蚀诱发性的5ppm以上。

对于一方面在管材两面使其具有钎焊功能，一方面使其具有比以往那样的包层添加Zn的Al-Si系钎焊材料的钎焊片材高的耐蚀性的课题，使用Si添加量比以往多1.5～6.0％的材料，作为牺牲阳极材料，将其包层在心材上的钎焊片材记载在专利文献1～3中。这样，在牺牲阳极材料中添加多量的Si的场合，钎焊加热时，熔解牺牲阳极材料的一部分，起着作为钎焊材料作用，能与裸露散热片(bare fin)钎焊，另一方面，一部分保持固体状态残存，因此，能得到比以往那样的添加Zn的Al-Si系钎焊材料高的耐蚀性。但是，由上述技术得到的钎焊片材，作为管材内部的腐蚀环境，设想散热器、冷凝器、蒸发器那样的流动中性或弱酸性的液体的装置，在排气冷凝水那样的pH值极低液体存在的腐蚀环境下，耐蚀性不充分。

即，在专利文献1所示技术中，虽然能钎焊牺牲阳极材料和内散热片，但是，关于Zn添加量，仅仅设定为7％以下，没有显示限制其添加量的见解。如上所述，Zn促进铝的熔解，因此，为了抑制腐蚀速度，必须严格限制Zn添加量，但是，关于这种问题，没有完全被认识，对于管材置于排气冷凝水那样的pH值低的液体场合问题的解决对策，没有任何记载，也没有任何暗示。

另一方面，在专利文献2所示技术中，为了提高牺牲阳极材料的钎焊性，在牺牲阳极材料中含有0.1～1.0μm的Si粒子15000～40000个/mm²。如上所述，Si粒子在腐蚀反应中成为阴极，使得腐蚀速度增大。0.1～1.0μm的Si粒子在钎焊加热时熔解，成为钎焊材料，不会使得熔解残存的牺牲阳极材料的腐蚀速度增大，但是，1.0μm以上的Si粒子在熔解残存的牺牲阳极材料中在钎焊加热后也残存，使得腐蚀速度增大。因此，对于1.0μm以上的Si粒子，需要限制其数密度，但是，在专利文献2的技术中，对于这种情况没有任何考虑。且也没有记载为了得到所定的Si粒子的数密度的制造方法。