[发明专利]高温钎焊用薄钎焊板翅片部件以及使用其的热交换器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于铝合金热交换器的钎焊板翅片部件以及使用其的热交换器的制造方法。更具体地说，作为被实施了波纹加工的翅片部件，涉及适于在超过610℃且为625℃以下的高温达到温度下进行钎焊而使用的翅片部件，并涉及使用其的热交换器的制造方法。

背景技术

铝合金热交换器，由于其原料铝合金较轻且具有良好的热传导性，此外，通过使用预先包覆有焊料(ろう材)的铝钎焊板的炉内钎焊而进行接合的方式还适于批量生产，因此一直被广为利用，特别是广泛应用于汽车用散热器、空调蒸发器、电容器等。

近年来，汽车用热交换器有进一步轻量化的趋势，为此，迫切需要钎焊板翅片部件等各结构材料减薄。钎焊板翅片部件主要用于与多孔挤压管部件等表面不具有焊料的部件相接合的情况，一般使用芯材由Al-Mn系合金形成、在芯材的两面接合有Al-Si系合金形成的焊料的3层包覆材料。

以往，这样的焊板翅片部件主要为板厚100μm以上的材料，但最近也开始使用更薄的翅片部件。在此，将板厚为85μm以下的翅片部件称为薄翅片部件，然而实际上，这样的薄翅片部件在钎焊时焊料对芯材的腐蚀以及抗高温变形等各种特性方面，与现有的厚翅片部件(例如板厚100μm以上的翅片)相比处于不利状态。

此外，在材料减薄的同时，提高热交换器的生产效率也同样是重要的课题，如果能够以短时间的加热结束钎焊工序，可以直接提高批量生产的效率。此外，如果能够在进行翅片部件与管部件等的钎焊的同时也对现有技术中在钎焊之后利用其他工序安装的附属部件进行接合，则可以进一步提高生产效率。

作为这样的提高生产效率的具体方法之一，可以考虑通过使钎焊炉内的温度高于材料温度，即通过附加(设定)所谓的温差(温度ヘツド)，从而使钎焊加热的时间缩短。利用这样的方法，对于热交换器的结构部件中热容量大的集水箱(header tank)等部件，也可以在短时间内升温，对于热容量大的安装部件等附属部件，也可以同时进行钎焊接合。

在上述附加了温差的钎焊加热的情况下，由于在被钎焊的热交换器的结构部件中，热容量最大的部件的升温速度最慢，因此需要升温至足以使这样的大热容量部件的接合部被充分钎焊的温度(例如600℃)。然而翅片部件是热交换器结构部件中最薄且热容量最小的部件，将会达到高于其他部件的温度(例如超过610℃的温度)。因此，在使用这样附加温差的钎焊加热方法的情况下，需要在比通常温度高的温度下可以被正常钎焊的翅片部件，然而现实是，至今还没有利用薄钎焊板实现这种翅片部件的技术。

作为有关薄钎焊钣翅片部件的技术，已提出了如专利文献1、专利文献2所示的技术，然而认为，这些提出的技术所提供的钎焊板翅片部件均不能承受超过610℃的高温钎焊条件。

即，专利文献1所示的技术涉及板厚40μm以上、不足100μm的钎焊板翅片部件，其要点为针对由特定成分的Al-Mn系合金芯材与Al-Si系焊料构成的翅片部件，进一步以特定的不等式限定了焊料以及芯材的Si含量和焊料的包覆率。满足该不等式，则意味着由焊料以及芯材的Si含量和焊料包覆率算出的总Si量超过由板厚确定的某一值，通过形成钎焊时产生的熔融焊料的量多于某一量的状态，可以防止发生焊料不接合，并可以得到良好的耐高温屈曲性(耐下垂性(耐サグ性))。然而，在该专利文献1的权利要求中，限定了在600℃的温度下加热3分钟时的接合情况，正文的记载也仅仅提及了热交换器的钎焊通常在600℃的温度下进行，因此该文献全然未认识到在高于此温度的温度下实施钎焊时所存在的问题，当然针对在超过610℃的高温下进行钎焊时的问题的解决方法不能给出任何启示。

专利文献2所示的技术涉及板厚60μm以下的钎焊板翅片部件，主要通过将焊料中的Si颗粒的平均圆直径(平均円相当径)调整为3μm以下，可以获良好的耐晶界腐蚀性、耐高温屈曲性等。在该专利文献2中，针对钎焊条件也记载了通常升温至约600℃，实施例也为同样条件，因此很明显，专利文献2的技术也未考虑薄翅片部件在超过610℃的高温下被实施钎焊的情况。

(专利文献1)日本特许第3170202号公报

(专利文献2)日本特开2008-6480号公报

为了实现上述利用附加了温差的加热进行的钎焊，需要一种即使材料钎焊时的最高达到温度超过610℃，也能保持正常的波纹加工形状而进行接合的钎焊板翅片部件，且强烈希望以85μm以下的薄翅片部件实现该目的。然而，为了实现这一目的，需要克服现有技术中一般在大约600℃的钎焊温度下进行钎焊时、或利用较厚的翅片部件时所不会产生的技术问题。