[发明专利]铝合金层合板

说明书

本申请是分案申请，其母案申请的申请号：200980102028.3，申请日：2009年2月5日，发明名称：铝合金层合板。

技术领域

本发明涉及铝合金热交换器用的铝合金层合板(以下也将铝叫做Al)，尤其是涉及疲劳特性优异的铝合金层合板。本发明中，提供一种至少包括芯材铝合金板和包覆在所述芯材铝合金板上的铝合金板牺牲防腐材料的层合板，将通过钎焊使用于热交换器的热交换器用原材料也叫做铝合金层合板、进行与钎焊相当的加热前的铝合金层合板、或只叫做原材料层合板。另外，将至少包括芯材铝合金板和包覆在所述芯材铝合金板上的铝合金板牺牲防腐材料，实施了相当于钎焊的加热处理的层合板也叫做进行了与钎焊相当的加热后的铝合金层合板、或只叫做进行了与钎焊相当的加热后的层合板。

背景技术

为了汽车的车身轻量化，汽车的热交换部件中，代替目前所使用的铜合金材料而使用铝合金材料的情况也正在增加。而且，这些热交换部件用铝合金材料使用由被多层化的层合板(也叫做包覆板、包覆材料)构成的抗蚀性铝合金材料。

这种层合板在通过钎焊组装成热交换器的情况下，构成为在铝合金制芯材的一面包覆了铝合金牺牲防腐材料(板)、在另一面包覆了铝合金钎焊料(板)的硬钎焊片的结构。

图4表示铝合金制汽车用热交换器(散热器)的例子。如图4所示，散热器100通常是在多根设置的扁平管状的铝合金制散热器管111之间，一体形成有加工成波纹状的铝合金制散热片112。该管111的两端为分别向由集管(header)113和贮水箱(未图示)构成的空间开口的结构。这种结构的散热器100将从一边的贮水箱的空间通过管111内而达到高温的制冷剂，输送到另一贮水箱一侧的空间，在管111及散热片112的部分进行热交换，使变为低温的制冷剂进行再循环。

该铝合金材制管111由铝合金制硬钎焊片101构成。图5表示铝合金制硬钎焊片101的剖面。在该图5中，硬钎焊片101在铝合金制芯材102的一侧面层叠(包覆)有铝合金制牺牲阳极材料(也叫做皮材)103，在芯材102的另一侧面层叠(包覆)有铝合金制钎料104。还有，在为铝合金制包覆片材的情况下，构成为仅在一侧的面包覆有铝合金牺牲防腐材料103的层合板。

这种铝合金制硬钎焊片101通过成形辊等形成扁平管状，通过电阻焊或钎焊加热，硬钎焊片101自身被钎焊，形成如图4的管111那样的流体通路。

散热器的制冷剂(冷却剂)的主成分为水溶性媒体，使用其中适当含有市售的防锈剂等的制冷剂。但是，在使用这样的制冷剂的情况下，存在由于防锈剂等历时劣化后所生成的酸，导致所述牺牲材料或芯材等铝合金材料容易被腐蚀之类的问题。因此，必须使用对水溶性媒体具有高抗蚀性的铝合金材料。

因此，从抗蚀性和强度的观点考虑，硬钎焊片及用于包覆片的层合板的铝合金制芯材102，使用JISH4000中所规定的例如由Al－0.15质量％Cu－1.1质量％Mn等成分构成的3003等Al－Mn系(3000系)合金。另外，以抗蚀和Mg向芯材102的扩散而形成的高强度化为目的，时常与制冷剂接触的皮材103中，使用由Al－1质量％Zn组成等构成的7072等Al－Zn系、或者Al－Zn－Mg系(7000系)合金。此外，钎料104使用由低熔点的Al－10质量％Si等的组成构成的4045等Al－Si系(4000系)合金。

散热器100采用使用这种硬钎焊片101形成的管111、进行了波纹加工的散热片112和其它部件，通过硬钎焊组装为一体。作为硬钎焊的手法，有助焊剂硬钎焊(flux brazing)法、使用非腐蚀性的助焊剂的铝钎剂(Nocolok)硬钎焊法等，加热到600℃左右的高温进行钎焊。

如此组装成的散热器100内、特别是管111内，从高温到低温、且从高压到常压的前述的液体制冷剂时常进行流通循环。即，由于这些内压变动或汽车自身的振动等长时间附加重复应力，因此要求管111具有耐受这些应力的疲劳特性。假设在疲劳特性低、产生疲劳破坏的情况下，疲劳破坏作为管111的裂纹发生、进展，若贯通管111，则成为来自散热器渗漏的原因。因此，散热器管的疲劳特性的改善是重要的课题。