[发明专利]耐腐蚀性和钎焊性优异的铝合金包层材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如作为汽车等的热交换器的构成部件使用的铝合金包层材料及其制造方法。进一步详细而言，涉及例如作为散热器或加热器芯等的铝热交换器的构成部件的管、集管或与它们连接的配管材料的原料使用的、在碱性环境下耐腐蚀性和钎焊性优异的铝合金包层材料及其制造方法。

背景技术

图1(a)、(b)表示作为现有的汽车用铝制热交换器之一的散热器。图1的汽车用铝制热交换器，在流通冷却水的管1配置有翅片2，在管1的两端安装有集管板3，而组装芯4。对芯4实施钎焊处理后，经由衬垫6在集管板3上安装树脂罐5A、5B，制成散热器。作为散热器的冷却水，利用包含各种防锈剂且含有防冻液的弱碱性的水溶液、所谓的长效冷却剂(LLC)等。

作为这些部件的材料，翅片2使用在Al－Mn系合金中添加有Zn的厚度约为0.1mm的板材。另外，对于管1而言，为了防止由冷却水造成的贯通孔蚀的发生，使用将Al－Mn系合金作为芯材、在冷却水侧包层Al－Zn系合金作为牺牲阳极材料、在外部大气侧包层Al－Si系合金作为焊料的、厚度约为0.2～0.4mm的铝合金包层材料。集管板3使用约1.0～1.3mm厚的与管1同样构成的铝合金包层材料。

管1和集管板3所使用的铝合金包层材料在钎焊加热时被暴露在约600℃的气氛中。因此，牺牲阳极材料中添加的Zn在芯材中形成Zn的扩散层。已知通过存在该Zn扩散层，在酸性环境下牺牲阳极材料中产生的腐蚀达到芯材后也会侧向扩展，经历长时间也不会产生贯通孔。

如上所述，LLC是含有防锈剂的弱碱性的液体，但除此之外有时也使用井水、江河水等不具有防锈效果的水质差的水作为冷却剂。有时这些水质差的水是酸性的，此时，如上所述，利用牺牲阳极材料的 牺牲阳极效果实现防腐蚀。

另一方面，已知含有防锈剂的弱碱性的LLC在使用中会劣化，变为强碱性，使管材产生腐蚀孔。对于碱性环境下的腐蚀而言，无法发挥上述的通过牺牲阳极材料实现的牺牲阳极效果，腐蚀各向同性地发展。因而提早产生贯通孔。因此，一直研究着对于碱性环境下的各种防腐蚀设计。

专利文献1提出了一种铝合金包层材料，该铝合金包层材料在芯材的一个表面上包层有焊料、在另一个表面上包层有牺牲阳极材料，由牺牲阳极材料中分散有含Ni的Al－Ni系金属间化合物的铝合金构成。

该铝合金包层材料在牺牲阳极材料表面的存在Al－Ni系金属间化合物的部分阻碍作为覆膜成分的氢氧化铝的沉积，抑制覆膜的生成。结果，小的覆膜缺陷增多，腐蚀的发生分散。因此，与覆膜缺陷局部存在的情况相比，这样的分散的小的覆膜缺陷能够抑制腐蚀向深度方向发展，即使在碱性环境下也能够防止贯通孔的产生。

另外，专利文献2中，通过在牺牲阳极材料中一并添加Ni和Si，形成Al－Ni－Si系金属间化合物，该化合物比Al－Ni系金属间化合物更为微细且密集地分散，因而在碱性环境下表现出更高的耐腐蚀性。

但是，近年来热交换器存在轻量、小型化的趋势，为此，期望材料的薄壁化。材料的薄壁化同时意味着牺牲阳极材料的薄壁化。在上述两篇专利文献中，仅对牺牲阳极材料赋予碱性环境下的防腐蚀作用，一旦腐蚀孔达到部分芯材，腐蚀就会以其为起点迅速地发展。因此，如果牺牲阳极材料薄壁化，碱性环境下的耐腐蚀性就会明显降低。

相对于此，专利文献3和4中提出了一种材料，其中，在芯材中也添加Ni，使Al－Ni系金属间化合物均匀分散在芯材中，由此，即使碱性环境下的腐蚀孔达到部分芯材，也能够发挥耐腐蚀性。

但是，这些材料中，由于芯材与牺牲阳极材料以相同的速度腐蚀，因此，不能利用牺牲阳极材料来阻止板厚的减少。结果，存在包层材料的强度降低、以及由于冷却剂替换成水质差的水而变成酸性环境时牺牲阳极作用也降低的问题。另外，由于粗大的Al－Ni系金属间化合物在芯材中大量存在，所以钎焊加热后的晶粒变小，还存在对钎焊性 也造成不良影响的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－34532号公报

专利文献2：日本特开2003－293061号公报

专利文献3：日本特开2000－87170号公报

专利文献4：日本特开2000－96169号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明鉴于上述现有技术的问题，目的在于提供一种即使发生碱性环境下的腐蚀，也会使牺牲阳极材料优先腐蚀、不会发生板厚的减小、钎焊性也良好的铝合金包层材料。

用于解决技术问题的手段