[发明专利]钎焊用铝合金及铝钎焊板

说明书

本发明提供一种无助焊剂钎焊用铝合金，其在不伴有减压的非氧化性气氛中通过Al‑Si系钎料供于以无助焊剂的方式进行的钎焊，其中，以质量％计含有0.01～2.0％的Mg、0.005～1.5％的Bi，关于所述铝合金中所包含的Mg‑Bi系化合物，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有0.01μm以上且小于5.0μm的直径的Mg‑Bi系化合物在每10000μm²视场中存在多于10个，并且，具有5.0μm以上的直径的Mg‑Bi系化合物在每10000μm²视场中为小于2个，进而，关于铝合金中所包含的Bi单质的粒子，在与钎焊前的轧制方向平行的截面中，以当量圆直径计具有5.0μm以上的直径的Bi单质的粒子在每10000μm²视场中成为小于5个。

技术领域

本发明涉及一种用于无助焊剂的钎焊的无助焊剂钎焊用铝合金及无助焊剂钎焊用铝钎焊板。

背景技术

关于散热器等铝制汽车用热交换器，随着迄今为止的小型轻量化，铝材料变得越来越薄且高强度。在铝制热交换器的制造过程中，进行钎焊以接合接缝，但在现在主流的使用氟化物系助焊剂的钎焊方法中，由于助焊剂与材料中的Mg进行反应而非活性化且容易产生钎焊不良，因此，添加Mg的高强度部件的利用受到限制。因此，期望在不使用助焊剂的情况下接合添加Mg的铝合金的钎焊方法。

在使用Al-Si-Mg钎料的无助焊剂钎焊中，能够通过经熔融而成为活性的钎料中的Mg对接合部表面的Al氧化皮膜(Al₂O₃)进行还原分解而进行接合。在封闭的面接合接缝等中，以通过基于Mg的氧化皮膜的分解作用而组合具有钎料的钎焊板彼此的接缝、或组合钎焊板和不具有钎料的被接合部件(裸材)的接缝获得良好的接合状态。

专利文献1：日本特开2014-37576号公报

然而，对于具有容易受到气氛的影响的开放部的接缝形状，MgO皮膜容易在添加Mg的钎料的表面生长，但由于MgO皮膜是不易分解的稳定的氧化皮膜，因此接合受到明显阻碍。因此，强烈期望一种以具有开放部的接缝获得稳定的接合状态的无助焊剂钎焊方法。

由于上述原因，材料表面的钎料合金中的Mg含量越多，进而钎焊炉内的氧浓度变得越高，则在钎焊升温过程中MgO皮膜在材料表面生长，从而接合状态越容易变得不稳定。为了抑制MgO皮膜的生长，不添加或以少量添加所要制作的钎料合金中的Mg是有效的。然而，公开有如下技术：由于在钎料熔融时，将Al氧化皮膜(Al₂O₃)进行还原分解的Mg量不充分，因此相较于钎料而在内部的芯材中添加Mg，且能够利用在钎焊升温过程中扩散到钎料中的Mg进行接合(专利文献1)。然而，即使在使用该技术的情况下，MgO皮膜也在熔融钎材表面生长，从而接合状态容易变得不稳定。

发明内容

本发明是以上述情况为背景而完成的，其目的在于提供一种即使在具有容易受到气氛的影响的开放部的接缝形状下，也可获得无助焊剂时的良好接合性的无助焊剂钎焊用铝合金、无助焊剂钎焊用钎焊板。

本发明人等发现，在用于无助焊剂钎焊的单层铝合金或钎焊板的芯材等中添加Mg和Bi，并且将以当量圆直径计具有小于0.01～5μm的直径的Mg-Bi化合物分散成规定的数密度以上，从而在钎焊加热时Mg-Bi化合物熔解，生成金属Bi，并且，所生成的Bi扩散到材料表面并均匀地浓集，从而使氧化皮膜变质而成为容易还原分解的结构，并且混入到熔融钎材来降低表面张力，从而获得良好的钎焊性。此时，判明如下内容：在制造原材料时，若生成5μm以上的粗大的Mg-Bi化合物，则微细的Mg-Bi化合物的数量减少，并且上述效果降低。

进而，明确了如下内容：若未与Mg形成化合物的当量圆直径为5.0μm以上的单质Bi以一定以上的数密度存在于钎焊前的材料中，则在钎焊加热过程的低温区域熔解并浓缩在材料表面，但在钎料熔融之前Bi在材料表面氧化而堆积，并且氧化皮膜在早期阶段变得不稳定而容易进行再氧化，从而阻碍接合，因此变得难以获得良好的接合状态。