热交换器用硬钎焊散热片材料、热交换器及其制造方法

摘要

本发明提供一种热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚即使达到0.06mm以下的极薄的程度，芯材的晶粒边界腐蚀也难以发生，硬钎焊接合部的接合性也良好，耐高温压屈性优良，并且，由于波纹状加工而引起的模具的摩耗少的热交换器用硬钎焊散热片材料。本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料在芯材的两表面上包覆钎料，其特征在于，该芯材是含锰的铝合金，该钎料为含6～9.5质量％的硅的铝合金，该钎料中的硅粒子的平均圆相当径在3μm以下，该热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚在0.06mm以下。

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金制的热交换器用硬钎焊散热片材料、安装了该热交换器用硬钎焊散热片材料的热交换器及其制造方法，其中，具体地说，该铝合金制的热交换器用硬钎焊散热片材料，是散热器、加热器芯、油冷却器、中间冷却器、车辆空调机的冷凝器、蒸发器等的，通过硬钎焊法把散热片材料与工作流体通路材料加以接合的铝合金制的热交换器用硬钎焊散热片材料，特别是散热片成型时，模具难以摩耗、耐晶粒边界腐蚀性及接合性优良的热交换器用硬钎焊散热片材料。

背景技术

铝合金制的热交换器，作为汽车的散热器、加热器芯、油冷却器、中间冷却器、车辆空调机的蒸发器或冷凝器等的热交换器，已被广泛使用。铝合金制的热交换器，通过以下方式进行制造：在Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Mn-Cu合金等构成的挤出扁平管上(工作流体通路材料)或在将在这些合金的单表面上包覆钎料的硬钎焊片材成型为扁平状的管上，装配铝合金制的散热片材料或铝合金的两表面上包覆了钎料的硬钎焊散热片材料，通过使用氯化物类钎剂的钎剂硬钎焊法、使用氟化物类钎剂的惰性氛围气硬钎焊法、或真空硬钎焊法，通过钎料使両者接合。

该钎料，在工作流体通路材料的单表面或散热片材料的两表面上配置，作为该钎料，一般使用由含硅的铝合金构成的钎料。

在钎料包覆芯材的热交换器用硬钎焊散热片材料中的硬钎焊，是通过钎料在硬钎焊接合部流动来进行，该钎料在通过硬钎焊加热而熔融的该硬钎焊散热片材料上包覆。而且，该钎料中的硅，在硬钎焊加热时，扩散至该芯材，但由于与扩散至该芯材的结晶晶粒内相比，硅易扩散至结晶晶粒界面，在结晶晶粒界面附近生成易氧化区域，因此，在硬钎焊后，在该芯材上易发生晶粒边界腐蚀。

该芯材的晶粒边界腐蚀，与热交换器芯的强度降低有关，但是，如果钎料的扩散停留在芯材的表层区域，则晶粒边界腐蚀没有进行到芯材的中心，因此，当热交换器用硬钎焊散热片材料的板的厚度大时，可以确保热交换器芯的强度。

然而，近年来，从环境问题考虑，要求进一步改善汽车的燃烧消耗率，对汽车用热交换器的轻质化要求愈来愈强烈。因此，作为热交换器的构成部件材料的散热片材料、工作流体通路材料(导管材料)等的薄壁化在不断进展，故要求板的厚度薄的散热片材料。

然而，当散热片材料厚度变薄时，在硬钎焊时，钎料向芯材扩散，在该芯材的全部厚度方向发生，因此，硬钎焊后，晶粒边界腐蚀在该芯材的全部厚度方向发生，存在不能确保热交换器芯的强度的问题。

针对该问题，例如，特开平2004-84060号公报(专利文献1)公开了，通过把热交换器用硬钎焊散热片材料的芯材的硬钎焊前的组织作为纤维组织，并使硬钎焊后的组织的结晶粒径达到50～250μm，进一步地，通过使芯材及钎料中含有的金属种类及含量达到特定的范围，进行降低硬钎焊散热片材料的晶粒边界腐蚀的尝试。

然而，当热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚达到0.06mm以下的极薄时，专利文献1的热交换器用硬钎焊散热片材料，也会产生晶粒边界腐蚀的防止不充分的问题。

另外，在热交换器用硬钎焊散热片材料中，为了提高以空气为代表的冷却介质的传热效率，通过成型模具，对该热交换器用硬钎焊散热片材料的条状卷材，进行切口(slit)加工及波纹状加工，使表面积增大，产生湍流，在提高热交换性能方面下功夫。然而，将该热交换器用硬钎焊散热片材料采用成型模具进行成型时，与没有包覆钎料的散热片材料相比，有模具的摩耗大、模具的寿命短的问题。

另外，当热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚变薄时，在硬钎焊时，因在硬钎焊接合部流动的钎料变少，硬钎焊接合部的接合性变差，或者，容易发生高温加热引起的变形(高温压屈)。因此，对热交换器用硬钎焊散热片材料的另一要求是，即使板的厚度变薄，硬钎焊接合部的接合性良好以及耐高温压屈性优异。

另外，采用原来的热交换器用硬钎焊散热片材料时，当板厚达到0.06mm以下的极薄时，由于芯材的晶粒边界腐蚀防止不充分，故有热交换器芯的强度难以确保的问题。

因此，本发明的课题是提供一种即使热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚达到0.06mm以下的极薄时，芯材的晶粒边界腐蚀也难以发生，硬钎焊接合部的接合性也良好的，耐高温压屈性优异，并且，通过波纹状加工，模具的摩耗少的热交换器用硬钎焊散热片材料；以及，提供一种具有晶粒边界腐蚀难以发生的散热片材料的热交换器。

另外，特开平2003-39194号公报(专利文献2)公开了一种，钎料中的粗大硅粒子的最大粒径在20μm以下的硬钎焊散热片。然而，专利文献2的课题，是在硬钎焊加工时在硬钎焊片材上不产生熔融孔，因此，与防止硬钎焊后的硬钎焊散热片材料的晶粒边界腐蚀的本发明的对象及课题不同。另外，由于专利文献2是硬钎焊片材的发明，故不能推测其进行波纹状加工。

【专利文献1】特开平2004-84060号公报(权利要求书)

【专利文献2】特开平2003-39194号公报(权利要求书)

发明内容

本发明人等为了解决上述现有技术中的课题，进行悉心研究的结果发现：(1)通过使钎料中含有的硅粒子的粒径微细化，并且，使硅的含量达到特定的范围，可以得到芯材上难以发生晶粒边界腐蚀，并且，波纹状加工时的模具的摩耗少的热交换器用硬钎焊散热片材料；以及，(2)采用该热交换器用硬钎焊散热片材料，在特定的硬钎焊条件下进行硬钎焊，可以得到具有晶粒边界腐蚀少的散热片材料的热交换器，从而完成了本发明。

即，本发明(1)提供一种热交换器用硬钎焊散热片材料，该热交换器用硬钎焊散热片材料在芯材的两表面上包覆钎料，其特征在于，

该芯材为含锰的铝合金；

该钎料为含6～9.5质量％的硅的铝合金；

该钎料中的硅粒子的平均圆相当径在3μm以下；

该热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚在0.06mm以下。

另外，本发明(2)提供一种热交换器，其特征在于，其是对上述本发明(1)记载的热交换器用硬钎焊散热片材料进行波纹状加工，得到波纹状的硬钎焊散热片材料，然后，装配该波纹状的硬钎焊散热片材料、工作流体通路材料及水箱(header)，在于450℃以上的温度区域加热3～10分钟的硬钎焊条件下，进行硬钎焊而得到的。

另外，本发明(3)提供一种热交换器的制造方法，其特征在于，其是对上述本发明(1)记载的热交换器用硬钎焊散热片材料进行波纹状加工，得到波纹状的硬钎焊散热片材料，然后，装配该波纹状的硬钎焊散热片材料、工作流体通路材料及水箱，在于450℃以上的温度区域加热3～10分钟的硬钎焊条件下，进行硬钎焊而得到热交换器的方法。

按照本发明，能够提供一种即使热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚为0.06mm以下的极薄的情形，芯材的晶粒边界腐蚀也难以发生，硬钎焊接合部的接合性也良好的，耐高温压屈性优异，并且，由于波纹状加工引起的模具的摩耗少的热交换器用硬钎焊散热片材料，另外，能够提供一种具有晶粒边界腐蚀少的散热片材料的热交换器。

具体实施方式

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，在芯材的两表面包覆钎料。

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料涉及的该芯材是含锰的铝合金。

优选该芯材是含1.0～1.8质量％的锰、0.3～1.0质量％的硅、0.05～0.3质量％的铁、1.0～3.0质量％的锌的铝合金。

通过使该芯材含锰，该芯材的强度升高。另外，当该芯材中的锰的含量过多时，在芯材用的合金铸块的铸造中，易生成粗大的结晶物。因此，从该芯材的强度高并且铸造中难生成粗大的结晶物方面考虑，优选该芯材中的锰的含量为1.0～1.8质量％。

该芯材中的硅与锰结合，生成铝-锰-硅的微细化合物，使该芯材的强度提高。另外，当该芯材中的硅的含量过多时，该芯材的熔点变得过低，硬钎焊时散热片材料易熔融或压屈。因此，从该芯材的强度高并且硬钎焊时散热片材料难以熔融或压屈方面考虑，优选该芯材中的硅的含量为0.3～1.0质量％。

通过使该芯材含铁，该芯材的强度升高。另外，当该芯材中的铁的含量过多时，硬钎焊后的该芯材中的铝结晶晶粒易变小，因此，芯材的晶粒边界腐蚀易发生。因此，从该芯材的强度高并且晶粒边界腐蚀难发生方面考虑，优选该芯材中的铁的含量为0.05～0.3质量％。

通过使该芯材含锌，散热片材料的牺牲阳极效果升高。另外，当该芯材的锌的含量过多时，散热片材料的自腐蚀量增多。因此，从散热片材料的牺牲阳极效果高并且自腐蚀量少方面考虑，优选该芯材中的锌的含量为1.0～3.0质量％。

特别优选该芯材进一步含有0.05～0.3质量％的铬、0.05～0.3质量％的钛及0.05～0.3质量％锆中的1种或2种以上。另外，当芯材含铬、钛及锆中的2种以上时，这些元素的含量为各种元素的含量。

通过使该芯材含铬、钛及锆中的1种或2种以上，硬钎焊后的该芯材中的铝结晶晶粒加大，因此，芯材的晶粒边界腐蚀难以发生。另外，当该芯材中的铬、钛及锆的含量过多时，热交换器用硬钎焊散热片材料的加工易变得困难。因此，从芯材的晶粒边界腐蚀难以发生并且散热片材料的加工性良好方面考虑，特别优选该芯材进一步含有0.05～0.3质量％的铬、0.05～0.3质量％的钛及0.05～0.3质量％的锆中的1种或2种以上。

另外，当该芯材含铜时，硬钎焊后，芯材的晶粒边界腐蚀容易发生，因此，优选该芯材中的铜的含量在0.1质量％以下。

另外，从散热片材料的热传导度几乎不下降、及散热片材料的牺牲阳极效果升高方面考虑，优选该芯材中以0.3质量％以下的比例含有铟、锡或钾。

另外，为了提高该芯材的强度，该芯材可以以0.01质量％以下的比例含有钒、钼或镍。另外，为防止氧化，该芯材可以以0.1质量％以下的比例含有硼。另外，该芯材也可分别以0.1质量％以下的比例含有铅、锂、锶、钙或钠。另外，采用真空硬钎焊进行硬钎焊时，为了提高该芯材的强度，该芯材可以以0.5质量％以下的比例含有镁。

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料涉及的该钎料为含6～9.5质量％的硅的铝合金。该钎料中的硅使该钎料的熔点降低，使熔融的钎料的流动性提高。而且，当该钎料中的硅的含量低于6质量％时，熔融的钎料的流动性降低，因而，接合部的接合性易变低，另外，当大于9.5质量％时，扩散至该芯材的硅的量增多，因此，芯材的晶粒边界腐蚀易发生。

该钎料中的硅粒子的平均圆相当径在3μm以下、优选为0.2～3μm。当该钎料中的硅粒子的平均圆相当径大于3μm时，硅向芯材的扩散增多，故芯材的晶粒边界腐蚀易发生，另外，热交换器用硬钎焊散热片材料的波纹状加工时，模具易摩耗，另外，由于钎料的流动性变低，因而接合部的接合性变低。

该钎料中的硅粒子的平均圆相当径，例如，可向该钎料包覆该芯材中使用的芯材用的合金铸块中添加锶、钠或锑，通过选择这些元素的含量，将其设定在所希望的值内。

该钎料中的硅粒子的粒径范围，为圆相当径在20μm以下、优选为0.1～15μm。另外，该钎料中的硅粒子的正态分布中的平均值设定为μ、标准偏差设定为σ时，优选(μ+3σ)值在15μm以下，特别优选为4～10μm。通过使该钎料中的硅粒子的粒径范围及(μ+3σ)值处在上述范围，进一步提高芯材的晶粒边界腐蚀难以发生的本发明的效果。另外，该钎料中的硅粒子的平均圆相当径、圆相当径的粒径范围及(μ+3σ)值，是通过后述的微组织观察而测定的值。

优选该钎料是含有(a)及(b)的铝合金，(a)6～9.5质量％的硅，(b)0.01～0.03质量％的锶、0.001～0.02质量％的钠及0.05～0.4质量％的锑中的1种或2种以上。

通过使向该芯材包覆该钎料中使用的钎料用的合金铸块含有锶、钠或锑，包覆芯材后的该钎料中的硅粒子变得微细。另外，当该钎料中的锶、钠或锑的含量过多时，钎料的流动性容易变低，故接合部的接合性容易变低。因此，从该钎料中的硅粒子微细并且该钎料的流动性变高方面考虑，优选该钎料含0.01～0.03质量％的锶、0.001～0.02质量％的钠及0.05～0.4质量％的锑中的1种或2种以上。

另外，当该钎料含铁时，芯材容易发生自腐蚀，故优选该钎料的铁含量为0.8质量％以下。另外，为使钎料用的合金铸块的铸造组织的微细化，该钎料可以以0.3质量％以下的比例含有钛或0.01质量％以下的比例含有硼。另外，为提高牺牲阳极效果，该钎料可以以0.1质量％以下的比例含有铟、锡或钾。另外，为了抑制表面氧化皮膜的成长，该钎料可以以0.1质量％以下的比例含有铍。另外，为提高该钎料的流动性，该钎料可以以0.4质量％以下的比例含有铋。另外，该钎料也可分别以0.3质量％以下的比例含有铬、铜、锰，另外，也可分别以0.1质量％以下的比例含有铅、锂、钙。另外，采用真空硬钎焊进行硬钎焊时，该钎料可以以2.0质量％以下的比例含有镁，另外，采用氟化物类钎剂进行硬钎焊时，该钎料可以以0.5质量％以下的比例含有镁。

另外，在本发明中，该芯材或该钎料中的锰、硅、铁、锌、铬、钛、锆、锶、钠、锑等的含量意指各元素的含量。

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，通过在该芯材的两表面包覆该钎料而得到。作为在该芯材上包覆该钎料的方法，可以举出：把具有与该芯材或该钎料中的各元素的组成相同的组成的芯材用的合金铸块及钎料用的合金铸块进行铸造，然后对该芯材用的合金铸块，按通常的方法进行均质化処理，对该钎料用的合金铸块进行热轧，然后，把均质化処理后的该芯材用的合金铸块与该钎料用的合金铸块的热轧物叠合，依次进行热轧→退火→冷轧，或依次进行热轧→冷轧→退火，然后进行精加工的冷轧的方法。

从该钎料中的硅粒子变得微细方面考虑，优选该钎料用的合金铸块含有0.01～0.03质量％的锶、0.001～0.02质量％的钠及0.05～0.4质量％的锑中的1种或2种以上。

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料的板厚在0.06mm以下、优选为0.04～0.06mm。

优选本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料的单表面的包覆率，平均为5～20％。当该单表面的包覆率小于5％时，由于芯材上包覆的钎料的厚度小，故难以得到良好的硬钎焊焊脚。另外，当该单表面的包覆率大于20％时，难以得到均匀的包覆率，或者，由于钎料的熔融量增多，芯材易溶解或浸蚀，同时，由于硅对芯材的扩散量增多，芯材的晶粒边界腐蚀容易发生。

本发明的热交换器通过如下方式而得到，对本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料进行波纹状加工，得到波纹状的热交换器用硬钎焊散热片材料，然后，装配该波纹状的热交换器用硬钎焊散热片材料、工作流体通路材料及水箱，然后进行硬钎焊。

在该硬钎焊中，硬钎焊条件为，在450℃以上的温度区域进行加热、加热的时间为3～10分钟、优选为5～7分钟。该硬钎焊中，对该波纹状的热交换器用硬钎焊散热片材料、工作流体通路材料及水箱的装配物，于低于450℃的低温开始加热，通常，升温至600℃左右后，冷却至比450℃低的低温，所以，将从加热温度达到450℃时的时点至冷却温度达到450℃时的时点的时间设定为3～10分钟、优选为5～7分钟。通过在将在450℃以上的温度区域进行加热的时间设定为3～10分钟、优选为5～7分钟的硬钎焊条件下进行硬钎焊，可以得到散热片材料的晶粒边界腐蚀少的热交换器。

本发明的热交换器，可在进行波纹状加工前，将本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料进行切口加工至规定的宽度。

该工作流体通路材料是用于内部流通冷介质的管，例如，可通过将JIS1100合金或JIS 3003合金等挤出成型为扁平管状而得到。另外，该工作流体通路材料也可通过将JIS 3003合金等含锰的铝合金板材成型为扁平管而得到。另外，为了提高耐贯通腐蚀性，也可在该工作流体通路材料的表面上喷镀锌，或向表面赋予含锌的钎剂，或也可进一步包覆含锌的层。

本发明的热交换器，例如，通过交替叠层该波纹状的热交换器用硬钎焊散热片材料与该工作流体通路材料，再装配水箱，通过硬钎焊而得到，此时，该波纹状的热交换器用硬钎焊散热片材料与该工作流体通路材料的层压物的硬钎焊接合物，形成热交换器芯。

由于芯材中的结晶晶粒边界变少，从芯材的晶粒边界腐蚀难以发生方面考虑，优选本发明的热交换器中，硬钎焊后的芯材中的铝结晶粒径为100μm以上、优选为100～3000μm。另外，该硬钎焊后的芯材中的铝结晶粒径，系通过后述的微组织观察所测定的值。

在本发明的热交换器中，例如，通过调整本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料的制造条件，具体地说，例如，通过调整中间退火条件与精加工冷轧条件，可以将硬钎焊后的芯材的组织的铝结晶粒径设定到100μm以上。

为了提高制造效率，硬钎焊散热片材料的硬钎焊，通常以一定的温度梯度对硬钎焊散热片材料、工作流体通路材料及水箱等的组装物进行加热。因此，钎料熔融、向接合部的流动时间愈长，钎料在芯材上的停留愈长，因此，加热时间必需加长，芯材上的钎料的温度升高。而且，芯材上的钎料的温度愈升高，钎料中的硅向芯材扩散愈容易。另外，钎料熔融、向接合部的流动时间愈长，高温的钎料与芯材的接触时间愈长。高温的钎料与芯材的接触时间愈长，则向芯材扩散的硅量愈多。

本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，通过使钎料中的硅粒子的平均圆相当径达到3μm以下的微细，硬钎焊升温时，因硅粒子易溶解在铝合金中，故钎料在短时间内熔融，在未达到高温时，向接合部流动。因此，钎料中的硅含量即使少到6～9.5质量％，钎料熔融时的流动性仍然能够良好。由此可见，采用本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，由于钎料在未达到高温时，不会快速地由芯材消失，而且钎料中的硅含量少，因而，扩散至散热片芯材的硅量变少，可以降低扩散至芯材中心的硅的量。因此，芯材的晶粒边界腐蚀难以发生。另外，本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料中，由于钎料在未达到高温时不会迅速地由芯材消失，扩散至芯材的钎料的量变少，因此，本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料的耐高温压屈性增高。另外，本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料中，由于钎料的流动性良好，故接合部的接合性变得良好。另外，由于钎料中的硅粒子微细，如采用本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，则能够减少波纹状加工时的模具的摩耗。

即，本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，通过使钎料中的硅粒子的平均圆相当径为3μm，并且，钎料中的硅的含量为6～9.5质量％，使芯材的晶粒边界腐蚀难以发生，耐高温压屈性升高，接合部的接合性良好，能够减少波纹状加工时的模具摩耗。

另一方面，由于当钎料中的硅粒子的平均圆相当径大于3μm时，在硬钎焊时硅粒子变得难溶解于铝合金，因此，由于到钎料完成熔融的时间变长，芯材上的钎料的温度过高，并且，高温的钎料与芯材的接触时间也加长。因此，当钎料中的硅粒子的平均圆相当径大于3μm时，扩散至散热片的芯材的硅的量增多，扩散至芯材中心的硅的量增多。另外，当钎料中的硅粒子的平均圆相当径大于3μm时，由于钎料的流动性升高，钎料中的硅的含量必需增多，因此，扩散至散热片的芯材的硅的量增多，扩散至芯材中心的硅的量增多。

另外，由于本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料中，硬钎焊时的钎料的流动性高，因此，在450℃以上的温度区域加热的时间即使短至3～10分钟，也可确实进行硬钎焊。通过采用本发明的热交换器用硬钎焊散热片材料，在短时间内进行硬钎焊，能够减少钎料中的硅向芯材的扩散，因此，可以制造芯材的晶粒边界腐蚀难以发生的热交换器。因此，本发明的热交换器，起因于散热片材料的晶粒边界腐蚀的热交换器芯的强度降低少，可靠性高。

下面，对本发明的实施例与比较例加以比较进行说明，验证其效果。这些实施例示出本发明的一实施方式，但本发明并不限于此。

实施例

实施例1及比较例1

热交换器用硬钎焊散热片材料的制造

通过连续铸造方式铸造表1所示的组成的芯材用合金铸块及表2所示的组成的钎料用合金铸块，对芯材用合金铸块进行均质化処理。对钎料用合金铸块，实施热轧，达到规定的厚度，将其与芯材用合金铸块的两表面合在一起进行热轧，得到钎料包覆芯材的两表面包覆原材料。然后，进行冷轧、中间退火、冷轧，得到厚度为0.06mm的硬钎焊散热片材料(实施例No.A～T、比较例No.a～p)。包覆率达到10％。通过微组织观察进行测定所得到的硬钎焊散热片材料的钎料中的硅粒子的平均圆相当径、圆相当径的粒径范围及(μ+3σ)值。另外，评价所得到硬钎焊散热片材料导致的模具的摩耗性。其结果示于表3及表5。

钎料中的硅粒子的分析

研磨硬钎焊散热片材料的表面后，用1％氟酸水溶液进行蚀刻，采用图像処理装置，测定每1mm2的面积上的硅粒分布(微组织观察)，由此，测定钎料中的硅粒子的粒径分布。作为此时的硅粒径的定义，采用圆相当径。求出硅粒子的平均圆相当径、圆相当径的粒径范围及(μ+3σ)值。

评价硬钎焊散热片材料导致的模具的摩耗性

使用材质为不锈钢SUS 304的新剪刀，重复剪断该硬钎焊散热片材料，用显微镜放大观察剪断400次后的刀刃。无摩耗的为○、摩耗的程度少的为△、摩耗的程度大的为×。

供试验用芯的制造

对该硬钎焊散热片材料进行波纹状成型加工，安装在表面实施过锌処理的纯铝多孔扁平管(50段)构成的导管(工作流体通路材料)上，与预先设置了嵌合部的水箱(header tank)及侧板进行装配，喷镀氟化物类钎剂后，加热至600℃(到达温度)，进行惰性氛围气硬钎焊，得到供试验用芯。此时，于在450℃以上的温度区域进行加热、加热时间为8分钟的硬钎焊条件下进行硬钎焊。评价硬钎焊后的接合率、接合部的接合长度、接合部有无熔融压屈、耐晶粒边界腐蚀性及导管的腐蚀深度。其结果示于表4及表6。

接合率

用夹具夹住硬钎焊后的波纹状硬钎焊散热片材料，使散热片材料断裂，观察导管材料表面与硬钎焊散热片材料的接合部痕跡，计数接合的散热片山部的数，依下式(1)求出接合率：

接合率(％)＝(接合的散热片山部数/全部波纹数)×100

(1)

接合长度

取接合部的代表部分，嵌入树脂中，测定接合部的接合长度的平均值。接合长度的平均值为1.0mm以上的为○、小于1.0mm的为×。

接合部有无熔融压屈

取接合部的代表部分，嵌入树脂中，观察接合部是否熔融压屈。无1处熔融压屈的为○、即使有1处熔融压屈的也为×。

耐晶粒边界腐蚀性

对该供试验用芯，进行SWAAT腐蚀试验(ASTM G85-85)4周后，观察散热片材料的剖面组织，判断耐晶粒边界腐蚀性。晶粒边界腐蚀未达到芯材中心部的为○、晶粒边界腐蚀即使有一处达到芯材中心部的也为×。另外，散热片全体发生腐蚀不能进行剖面组织的观察的情形为自腐蚀性×。

导管的腐蚀深度

用实体显微镜进行观察上述SWAAT腐蚀试验后的导管表面，通过焦点深度法测定腐蚀部的腐蚀深度。

另外、在相同的硬钎焊条件下加热该硬钎焊散热片材料的单块板材，测定硬钎焊加热后的散热片材料的强度及散热片材料中的铝结晶粒径。其结果示于表4及表6。

硬钎焊加热后的散热片材料的强度

由硬钎焊加热后的散热片材料制成JIS 5号试验片(JIS Z 2201)，按照JIS Z 2241进行拉伸试验，测定散热片材料的强度。

硬钎焊加热后的散热片材料中的铝结晶粒径

硬钎焊加热后的散热片材料中的铝结晶粒径的测定，采用结晶组织观察法进行。首先，研磨硬钎焊加热后的散热片材料的表面，除去钎料层，然后，进行电解蚀刻，用偏光显微镜观察微组织。用ASTM卡测定晶粒的大小。

表1

  Mn  Si  Fe  Zn  Cr    Ti  Zr  实  施  例  芯  材芯1  1.65  0.82  0.18  1.5  -    -  -芯2  1.08  0.82  0.18  1.5  -    -  -芯3  1.76  0.82  0.18  1.5  -    -  -芯4  1.65  0.35  0.18  1.5  -    -  -芯5  1.65  0.95  0.18  1.5  -    -  -芯6  1.65  0.82  0.08  1.5  -    -  -芯7  1.65  0.82  0.25  1.5  -    -  -芯8  1.65  0.82  0.18  1.1  -    -  -芯9  1.65  0.82  0.18  2.8  -    -  -芯10  1.65  0.82  0.18  1.5  0.14    -  -芯11  1.65  0.82  0.18  1.5  -    0.13  -芯12  1.65  0.82  0.18  1.5  -    -  0.16  比  较  例  芯  材芯13  0.95  0.82  0.18  1.5  -    -  -芯14  2.3  0.88  0.18  1.5  -    -  -芯15  1.65  0.26  0.18  1.5  -    -  -芯16  1.65  1.22  0.18  1.5  -    -  -芯17  1.65  0.80  0.60  1.5  -    -  -芯18  1.65  0.81  0.18  0.4  -    -  -芯19  1.65  0.85  0.18  3.8  -    -  -芯20  1.65  0.85  0.18  1.5  0.4    -  -芯21  1.65  0.85  0.18  1.5  -    0.4  -芯22  1.65  0.85  0.18  1.5  -    -  0.4

表2

    Si  Sr    Na    Sb    实    施    例    钎    料钎料1    8.9  0.021    -    -钎料2    7.5  0.021    -    -钎料3    9.4  0.021    -    -钎料4    8.9  0.013    -    -钎料5    8.9  0.030    -    -钎料6    8.9  -    0.003    -钎料7    8.9  -    0.015    -钎料8    8.9  -    -    0.003钎料9    8.9  -    -    0.34    比    较    例    钎    料钎料10    5.3  0.021    -    -钎料11    10.1  0.021    -    -钎料12    8.9  -    -    -钎料13    8.9  0.05    -    -钎料14    8.9  -    0.03    -钎料15    8.9  -    -    0.6

表3

  实施例  No.    芯材  钎料  钎料中  的硅粒子的  平均粒径  (μm)¹⁾  钎料中的  硅粒子的  粒径范围  (μm)²⁾  (μ+3σ)值  (μm)  摩耗性  A    1  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  B    2  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  C    3  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  D    4  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  E    5  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  F    6  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  G    7  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  H    8  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  I    9  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  J    10  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  K    11  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  L    12  1  1.8  0.3～8.5  5.2  ○  M    1  2  1.8  0.3～8.3  5.0  ○  N    1  3  1.8  0.3～8.8  6.3  ○  O    1  4  2.3  0.3～9.4  8.5  ○  P    1  5  1.7  0.3～8.0  4.8  ○  Q    1  6  2.1  0.3～10.2  9.5  ○  R    1  7  1.9  0.3～8.5  7.4  ○  S    1  8  2.3  0.3～10.8  10.2  ○  T    1  9  1.8  0.3～8.0  7.2  ○

1)钎料中的硅粒子的平均圆相当径

2)钎料中的硅粒子的圆相当径的粒径范围

表4

  实施例  No.    芯    材  钎  料  硬钎焊后  的散热片  材料强度  (MPa)  硬钎焊后  的铝结晶  粒径¹⁾  (μm)    接合率    (％)  接合  长度  熔融  压屈  耐晶粒  边界腐  蚀性    导管的    腐蚀深度    (mm)  A    1  1  165  250    100  ○  ○  ○    0.03  B    2  1  150  270    100  ○  ○  ○    0.02  C    3  1  170  250    100  ○  ○  ○    0.03  D    4  1  158  350    100  ○  ○  ○    0.03  E    5  1  172  240    100  ○  ○  ○    0.03  F    6  1  165  350    100  ○  ○  ○    0.01  G    7  1  168  120    100  ○  ○  ○    0.03  H    8  1  163  240    100  ○  ○  ○    0.04  I    9  1  166  230    100  ○  ○  ○    0.03  J    10  1  165  320    100  ○  ○  ○    0.03  K    11  1  164  320    100  ○  ○  ○    0.03  L    12  1  163  350    100  ○  ○  ○    0.03  M    1  2  163  250    95  ○  ○  ○    0.03  N    1  3  169  260    100  ○  ○  ○    0.02  O    1  4  164  250    100  ○  ○  ○    0.03  P    1  5  165  240    100  ○  ○  ○    0.03  Q    1  6  165  240    100  ○  ○  ○    0.04  R    1  7  166  250    100  ○  ○  ○    0.03  S    1  8  164  260    100  ○  ○  ○    0.03  T    1  9  164  260    100  ○  ○  ○    0.02

1)硬钎焊后的散热片材料中的铝结晶粒径

表5

  比较例  No.    芯材    钎料  钎料中的  硅粒子的  平均粒径  (μm)¹⁾  钎料中的  硅粒子的  粒径范围  (μm)²⁾    (μ+3σ)值    (μm)  摩耗性  a    13    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  b    14    1  1.8  因压延不良而不能评价  c    15    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  d    16    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  e    17    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  f    18    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  g    19    1  1.8  0.3～8.5    5.2  ○  h    20    1  1.8  因压延不良而不能评价  i    21    1  1.8  因压延不良而不能评价  j    22    1  1.8  因压延不良而不能评价  k    1    10  1.8  0.3～7.8    4.6  ○  l    1    11  1.8  0.3～10.5    8.2  ○  m    1    12  4.8  0.3～20    14.8  ×  n    1    13  1.5  0.3～8.0    4.8  ○  o    1    14  1.4  0.3～8.0    4.9  ○  p    1    15  1.6  0.3～8.0    5.2  ○

1)钎料中的硅粒子的平均圆相当径

2)钎料中的硅粒子的圆相当径的粒径范围

表6

  比较例  No.  芯  材    钎    料硬钎焊后的散热片材料强度(MPa)    硬钎焊后    的铝结晶    粒径¹⁾    (μm)    接合率    (％)    接合    长度    熔融    压屈  耐晶粒  边界腐  蚀性    导管的    腐蚀深度    (mm)  a  13    1  145    280    100    ○    ○  ○    0.03  b  14    1    因压延不良而不能评价  c  15    1  138    400    100    ○    ○  ○    0.03  d  16    1  130    120    100    ○    ×  ×    0.03  e  17    1  166    70    100    ○    ×  ×    0.03  f  18    1  167    240    100    ○    ○  ○    0.07  g  19    1  165    230    100    ○    ○  自腐蚀  性X²⁾    0.01  h  20    1  因压延不良而不能评价  i  21    1  因压延不良而不能评价  j  22    1  因压延不良而不能评价  k  1    10  160    220    70    ×    ○  ○    0.03  l  1    11  164    260    100    ○    ×  ×    0.03  m  1    12  167    240    100    ○    ○  ×    0.03  n  1    13  166    250    85    ×    ○  ○    0.03  o  1    14  166    250    80    ×    ○  ○    0.03  p  1    15  168    250    85    ×    ○  ○    0.03

1)硬钎焊后的散热片材料中的铝结晶粒径

2)自腐蚀多，不能评价耐晶粒边界腐蚀性。

实施例No.A～T

即使是板厚薄到0.06mm的硬钎焊散热片材料，硬钎焊后的散热片材料的强度也高，硬钎焊性也良好，耐晶粒边界腐蚀性也良好。

比较例No.a～p

a：由于芯材中的锰少，硬钎焊后的强度低。

b：由于芯材中的锰多，未得到硬钎焊片材。

c：由于芯材中的硅少，硬钎焊后的强度低。

d：由于芯材中的硅多，硬钎焊时发生熔融压屈，硬钎焊后的芯材的强度低，晶粒边界腐蚀达到芯材中心部。

e：由于芯材中的铁多，硬钎焊后的晶粒小，硬钎焊时发生熔融压屈，晶粒边界腐蚀达到芯材中心部。

f：由于芯材中的锌少，导管的腐蚀深度加大。

g：由于芯材中的锌多，散热片的自腐蚀增多。

h：由于芯材中的铬多，得不到硬钎焊片材。

i：由于芯材中的钛多，得不到硬钎焊片材。

j：由于芯材中的锆多，得不到硬钎焊片材。

k：由于钎料中的硅少，接合率低，接合长度也差。

l：由于钎料中的硅多，晶粒边界腐蚀达到芯材中心部。

m：由于钎料中的硅的粒径大，可见到摩耗。另外，晶粒边界腐蚀达到芯材中心部。

n：由于钎料中的锶多，接合率低，接合长度也差。

o：由于钎料中的钠多，接合率低，接合长度也差。

p：由于钎料中的锑多，接合率低，接合长度也差。

比较例2

热交换器用硬钎焊散热片材料的制造

通过连续铸造的方式铸造表1所示组成的芯材用合金铸块及表2所示组成的钎料用合金铸块，对芯材用合金铸块进行均质化処理。对钎料用合金铸块，进行热轧，使达到规定的厚度，将其与芯材用合金铸块的两表面合在一起，进行热轧，得到在芯材的两表面上包覆钎料的包覆原材料。然后，进行冷轧、中间退火、冷轧，得到厚度为0.06mm的硬钎焊散热片材料(比较例No.q～s)。包覆率为10％。

供试验用芯的制造

对该硬钎焊散热片材料进行波纹状成型加工，安装在表面实施过锌処理的纯铝多孔扁平管(50段)构成的导管(工作流体通路材料)上，与预先设置了嵌合部的水箱(header tank)及侧板进行装配，喷镀氟化物类钎剂后，加热至600℃(到达温度)，进行惰性氛围气硬钎焊，得到供试验用芯。此时，于在450℃以上的温度区域进行加热、加热时间为20分钟的硬钎焊条件下进行硬钎焊。评价硬钎焊后的接合率、接合部的接合长度、接合部有无熔融压屈、耐晶粒边界腐蚀性及导管的腐蚀深度。其结果示于表7。

表7

  实施例  No.  芯  材    钎    料  硬钎焊后  的散热片  材料强度  (MPa)  硬钎焊后  的铝结晶  粒径  (μm)    接合率    (％)  接合  长度  熔融  压屈  耐晶粒  边界腐  蚀性  导管的  腐蚀深度  (mm)  q  1    1  170  250    100  ○  ○  ×  0.03  r  1    7  172  250    100  ○  ○  ×  0.03  s  1    9  169  260    100  ○  ○  ×  0.02

比较例No.q～s

由于任何一例在450℃以上的加热时间均长，因此，晶粒边界腐蚀达到芯材中心部。