[发明专利]无钎剂钎焊用钎料片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在热交换器、电子设备冷却用的结构体等的制造中有用的铝合金钎料片。尤其涉及一种为了使在非氧化性气体气氛下不使用钎剂而稳定地钎焊接合成为可能的铝合金钎料片及其制造方法。

背景技术

铝合金钎料片用于热交换器、电子设备冷却用的结构体等的制造。铝合金钎料片是在由Al-Mn系合金等构成的芯材上设置由Al-Si系合金等构成的钎料的包层板，通过钎料实施与接合构件的接合。这里，作为使用铝合金钎料片的钎焊方法，在氮等非氧化性气体气氛炉中适用钎剂进行钎焊的纳克洛克法(NB法)是现在的主流。NB法中广泛使用非氧化性气体气氛炉，其原因是与真空炉等相比更容易作为连续式生产设备，在量产性上优良。

但是，NB法也有一些问题。例如，NB法中，利用钎剂破坏铝表面的氧化皮膜，使其成为能够通过钎焊接合的材料，但该钎剂与Mg反应生成高熔点的物质，有可能失去其效果。为此，有不适于添加了Mg的Al合金的钎焊的问题。此外，还有钎剂及其涂布工序花费成本、处理后的接合部或其它表面上存在钎剂残渣的问题。

于是，一直以来对在非氧化性气体气氛炉中不使用钎剂而使钎焊接合成为可能的无钎剂钎焊技术进行着讨论。专利文献1中，揭示了将Al-Si-Mg系合金钎料置于中间，由以熔点高于钎料的Al合金构成的芯材和同样地以熔点高于钎料的Al合金构成的薄皮材料构成的钎料片，以及使用该钎料片使无钎剂钎焊成为可能的技术。

在使用具备该薄皮材料的无钎剂钎焊用钎料片的钎焊接合中，在钎料熔融时钎料从薄皮材料的晶界等渗出，以钎料中所含的Mg对对象材料铝合金的表面进行改质，即使没有钎剂也确保了钎料的浸润扩散，使完整接合成为可能。在该现有技术中，不含Mg的纯铝系合金等特别适合作为薄皮材料，要求钎料熔融前抑制表面的Mg氧化物形成，钎料熔融时钎料可迅速从晶界等渗出。这样的带保护皮膜的钎料片也可以经过通常的方法，即、将芯材的平板与各层的材料组合，在热轧时包层接合，进行冷轧等后续工序进行制作。此外，对于该薄皮材料的作用，在没有薄皮材料、含Mg钎料合金暴露的情况下，在钎焊升温时表面上形成大量含Mg氧化物，预计将阻碍钎料熔融后的浸润或钎料流动。

本发明人对使用工业规模的热轧机制作上述无钎剂钎焊用钎料片进行了进一步讨论。其结果是确认了能够通过使用该结构的钎料片实现在非氧化性气体气氛炉中的无钎剂钎焊，该现有技术基本有效。

然而，在该进一步讨论中，发现在以各种接合接头形状进行试验时，有时不能稳定接合。即，即使是同一条件下制作的使用薄皮材料的钎料片，根据部位不同也有时会产生钎焊性的偏差。此外，确认即使是同一结构的带薄皮材料的钎料片，根据制造批次的不同钎焊性也存在差异。上述钎焊性的不均匀性发生频率虽然并不高，但由于是使热交换器等最终产品的品质下降和成品率变差的主要原因，为了确保无钎剂钎焊用钎料片的可靠性不能对其无视。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3780380号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

于是，本发明提供一种具有薄皮材料的无钎剂钎焊用钎料片，该材料可确保均匀的钎焊性并实现稳定的接合。此外，也提供该无钎剂钎焊用钎料片的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

发明人为了解决上述问题进行了认真研究，认为由具有薄皮材料的无钎剂钎焊用钎料片的接合工序而引起的不稳定性的主要原因是薄皮材料的包层率所产生的不均匀，由此薄皮材料的厚度存在偏差是主要原因。如果对该包层率的不均匀进行说明，则如后所述薄皮材料的厚度的适当范围为5～30μm左右，但对这样的厚度的薄皮材料所设定的包层率，对钎料片整体的板厚而言是非常低的值。例如，板厚3.0mm的钎料片中包层率为1％以下，要求以这样的低包层率对薄皮的厚度进行控制。从这方面看，在工业规模的生产中，预计难以对薄皮材料整体保持如上所述的低包层率。为此，在局部上根据部位不同而在包层率上产生差距，薄皮材料的厚度产生偏差。于是，如果薄皮材料的厚度存在偏差，则根据部位不同钎料的渗出容易度不同，作为结果接合的健全性产生差距，认为这是现有技术的问题所在。

所以，本发明人对难以形成低包层率的薄皮材料的原因进行研究的结果是，发现与薄皮材料和Al-Si-Mg钎料的界面上存在的氧化物的存在有很大关系。并且，进一步进行各种研究的结果是，想到了通过控制薄皮材料和钎料之间的氧化物量，使在非氧化性气体气氛下稳定地无钎剂钎焊成为可能的钎料片，从而完成了本发明。