[发明专利]铝合金层叠板

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金热交换器用的、强度和耐侵蚀性优异的铝合金层叠板(以下，将铝也称为Al)。

背景技术

为了汽车的车体轻量化，在热交换构件中，铝合金材的应用正在增加，并取代一直以来所使用的铜合金材。于是，这些热交换构件用铝合金材，使用的是由多层化的层叠板(也称为包覆板、包覆材)构成的耐腐蚀性铝合金材。在此所谓层叠板，是至少包覆芯材铝合金板和铝合金牺牲防腐材的层叠板。该层叠板是通过钎焊而成为热交换器的热交换器用的原材。因此，仅仅称为铝层叠板(或层叠板)时，是指钎焊处理前或相当于钎焊的加热处理前的铝合金层叠板(也仅称为层叠板)。

所述层叠板，在通过钎焊而组装为热交换器时，作为在芯材(板)的一侧的面包覆有铝合金牺牲防腐材(板)，在另一面包覆有铝合金钎料(板)的层叠板(钎焊板)而构成。

图3中显示铝合金制汽车用热交换器(散热器)的例子。如图3，散热器100一般来说为如下构成：在多根设置的扁平管状的铝合金制管111之间，一体形成加工成波纹状的铝合金制散热翅片112，该管111的两端在联管箱113和水箱(未图示)所构成的空间分别开口。这一构成的散热器100，将从一方的水箱的空间通过管111内而变成高温的制冷剂，送到另一方的水箱侧的空间，在管111和散热翅片112的部分进行热交换，使变成低温的制冷剂再循环。

由该铝合金材构成的管111，在图4中显示截面，由铝合金制钎焊板101构成。在该图4中，钎焊板101，在铝合金制芯材102的一个侧面，层叠(包覆)铝合金制牺牲阳极材(也称为皮材)103，在芯材102的另一侧面，层叠(包覆)铝合金制钎料104。还有，在该图4中，铝合金制包覆板的情况下，作为在一侧的面只包覆有铝合金牺牲防腐材103的层叠板而构成。

将这这样的钎焊板101用成形辊等形成为偏平管状，通过电阻焊接或通过钎焊加热，使钎焊板101自身钎接而形成所述图3的管111的流体通路。

散热器的制冷剂(冷却剂)，水溶性媒体是主要成分，使用的是其中适宜含有市场销售的防锈剂等的制冷剂。但是存在的问题是，防锈剂等经时劣化时生成酸，所述牺牲材和芯材等的铝合金材在这些酸的作用下容易被腐蚀。因此，必须使用对于水溶性媒体具有高耐腐蚀性的铝合金材。

因此，作为用于钎焊板和包覆板的层叠板的铝合金，芯材102，从耐腐蚀性和强度的观点出发，使用的是JISH4000所规定的，例如由Al-0.15质量％Cu-1.1质量％Mn等的组成构成的3003等的Al-Mn系(JIS3000系)合金。另外，在时常与制冷剂接触的皮材103中，着眼于防腐和Mg向芯材102的扩散带来的高强度化，使用的是由Al-1质量％Zn的组成等构成的7072等的Al-Zn系，或Al-Zn-Mg系(JIS7000系)合金。此外，在钎料104中，使用是的作为低熔点的由Al-10质量％Si等的组成构成的4045等的Al-Si系(JIS4000系)合金。

散热器100使用采用了这样的钎焊板101而形成的管111、进行了波纹加工的散热翅片112和其他的构件，通过钎焊而组装成一体。作为钎焊的手法，有助焊剂钎焊法、使用了非腐蚀性的助焊剂的铝钎剂(Nocolok)钎焊法等，加热至600℃左右的高温而进行钎接。

如此组装的散热器100内，特别是管111内，从高温至低温并且从高压至常压的所述液体制冷剂时常流通/循环。即，在管111中，会受到包括这些重复的内压变动和汽车本身的振动在内(加上)的、长时间延续的周期应力，这就要求其有可经受的强度。假如强度低，疲劳破坏发生时，其作为管111的裂缝发生、进展，若贯通管111，则成为液体从散热器液渗漏的原因。因此，散热器管的强度改善被认为是重要课题。

一直以来，提出有各种关于该散热器管的强度或疲劳特性的改善。代表性的是，控制铝合金钎焊板的芯材的平均晶粒直径，改善管111因反复弯曲造成的疲劳破坏性＝汽车的振动下的耐振动疲劳特性。另外，还有在钎焊后的钎焊板的芯材与牺牲材的界面邻域的芯材侧界面部，使特定的析出物(金属间化合物)分布，提高芯材侧界面部的强度，改善疲劳特性。

但是，这些提出的现有的汽车的散热器管的芯材，全部都是板厚远远超过0.20mm的比较厚壁的。相对于此，是从地球环境问题出发，为了提高燃油效率的汽车轻量化，并据此而追求的散热器的轻量化。因此，散热器管，即铝合金钎焊板的更进一步的薄壁化受到研究。