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CN1826220A - 高强度铝合金钎焊薄板 - Google Patents

高强度铝合金钎焊薄板 Download PDF

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CN1826220A
CN1826220A CNA2004800208146A CN200480020814A CN1826220A CN 1826220 A CN1826220 A CN 1826220A CN A2004800208146 A CNA2004800208146 A CN A2004800208146A CN 200480020814 A CN200480020814 A CN 200480020814A CN 1826220 A CN1826220 A CN 1826220A
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sandwich layer
clad
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R·贝尔迪克图斯
A·比格尔
W·S·米勒
A·J·P·哈斯勒
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KERRES ALUMINIUM WALZPRODUKTE GmbH
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Abstract

本发明涉及高强度铝合金钎焊薄板，包含Al－Cu芯层和至少一个包覆层，所述芯层主要包含下列组成(以重量百分比计)：Cu：1.2－4.0，Mn：0.06－1.5，Mg：0.06－1.5，Si：最高0.5，Zn：≤0.4，Zr≤0.25，Fe：≤0.5，Ti：≤0.25，Cr：≤0.25，V：≤0.25；余量基本上为铝和杂质，所述包覆层包含Al－Si基填料合金并且可以施用到该芯层的至少一侧。本发明进一步涉及包含所述钎焊薄板的钎焊组件并涉及所述钎焊薄板在钎焊应用例如换热器中的用途。

Description

高强度铝合金钎焊薄板
发明领域
本发明涉及适用于钎焊的铝合金钎焊薄板，该钎焊薄板具有高强度，高可成形性，改良的钎焊性能和优异的耐腐蚀性。本发明进一步涉及包含这种钎焊薄板的钎焊组件并涉及制造这种铝合金钎焊薄板的方法。更具体地，本发明涉及具有改良钎焊性能的高强度多层铝材，该材料在钎焊包覆层和芯层之间包含一个夹层，由此提高耐腐蚀性并减少钎焊循环期间硅和镁的渗透。
相关技术描述
在本领域中已知铝合金钎焊薄板可用于例如换热器，油冷却器，中间冷却器，汽车或其它车辆的蒸发器或冷凝器，或使用换热器的应用。常规上，这些组件是由用于钎焊的钎焊薄板制成，使用Al-Mn基铝合金或Al-Mg-Si基铝合金作为芯材，并使用典型为铝业协会(AA)4xxx-系列合金的Al-Si基铝合金作为包覆钎焊填料用于常规的钎焊应用。一旦将这些钎焊薄板组装并钎焊成例如汽车换热器，便可以将冷却介质或加热介质注入所述组件中。因此至关重要的是，在减小这种组件的重量和尺寸的同时防止该钎焊组件的泄漏。因此，近期的发展显示了由钎焊薄板制成的组件，通过减小材料厚度和改变换热器的结构设计来减小尺寸、重量和成本对其进行了改进。
为了提高可热处理钎焊薄板的钎焊质量和耐久性，开发出多层包覆层铝材，参见H.Engstrom And L.O.Gullman，“A Multilayer CladAluminium Material with Improved Brazing Properties”，18thInternational AWS Brazing Conference，of March 24-26，1987 inChicago。这篇文章中提出在钎焊包覆层和芯层之间使用夹层以便提高耐腐蚀性。进一步的，结果显示与标准的“芯层/钎焊”材料相比，这种多层材料中沿芯层晶界的硅渗透会被显著延缓从而更多的硅保留在包覆层中而且渗透深度减小。
JP-02030394公开了一种铝钎焊薄板，该钎焊薄板由芯材，该芯材一侧或两侧上的Al-Si合金钎焊材料和纯Al合金中间层组成。该芯层主要包含下列组成(以重量百分比计)：
Cu：0.10-1.0
Mn：0.30-1.5
Mg：0.10-1.0
余量是铝及不可避免的杂质。
JP-09176767公开了一种适于真空钎焊的铝钎焊薄板，该钎焊薄板包含具有下列组成的芯层(以重量百分比计)：
Cu：0.10-0.80
Mn：0.30-1.5
Ti：0.01-0.20
余量是铝及不可避免的杂质，钎焊填料层具有如下组成(以重量百分比计)Si：5.0至15，Mg：0.30至2.5，余量是铝及不可避免的杂质，以及由包含2.0-5.0Zn(以重量百分比计)的Al-Zn合金组成的中间牺牲腐蚀层。
EP-0823305-A2公开了具有良好耐腐蚀性适用于换热器的钎焊薄板，该钎焊薄板包含具有下列组成(以重量百分比计)的芯层：
Cu：0.15-0.35
Mn：0.50-1.6
Mg：0.05-0.50
Ti：0.06-0.30
余量是铝及不可避免的杂质，包含Al-Si-Mg型包覆材料的包覆层，以及含有0.50-1.2Mn(以重量百分比计)，余量为铝和不可避免的杂质以及可选包含0.05-1.20Mg的中间层，从而还公开了加入1.0-5.0(以重量百分比计)的Zn。这些多包覆层或多层钎焊薄板在钎焊后显示出140MPa至165MPa的拉伸性能。
EP-0799667-A1公开了适用于钎焊换热器的铝合金钎焊薄板，该钎焊薄板包含具有下列组成(以重量百分比计)的芯层：
Cu：0.05-1.2(可选)
Mn：0.50-1.5
Si：≤0.60
Fe：≤0.70
余量是铝及不可避免的杂质，其中将不可避免的杂质限制到Si的0.60wt％或更低和Fe的0.70wt％或更低。此外，这种钎焊薄板包括Al-Si基填料合金型包覆层和包含铝以及不可避免杂质的中间层，该杂质的总量被限制在1.0wt％。
EP-1175954-A1公开了具有芯层的多层铝合金钎焊薄板，该芯层具有下列组成(以重量百分比计)：
Cu：0.20-1.0
Mn：0.30-1.5
Mg：≤0.30
Si：0.30-1.3
Fe：≤0.20
余量是铝及不可避免的杂质；形成在芯材一个表面上的包含Al-Si基铝合金的钎焊填料，和形成在芯材另一表面上的包含下列成分(以重量百分比计)的包覆材料：
Mg：2.0-3.5
Zn：0.50-2.0
Si：≤0.20
余量是铝及不可避免的杂质。此外，据描述不优选向芯材中添加镁，即使添加镁可以提高该钎焊薄板的强度，因为在NOCOLOK(注册商标)助焊剂钎焊方法中，芯材中添加镁的钎焊薄板的钎焊性能显著降低。在钎焊过程中，镁透过包覆钎焊层的表面并影响NOCOLOK助焊剂盐。
WO-02/49798公开了可用作header/type型换热器的折叠和/或焊接管的四层可热处理钎焊薄板。该芯层是包含下列成分(以重量百分比计)的铝合金：
Mn：0.5-1.7
Mg：0.1-1
Cu：0.02-1.2
Si：最高0.9
Ti：0.02-0.25
对各不同层的合金组成进行优化以提供足够的内部耐腐蚀性以便用作换热器中的管路。
US-2002/0037426-A1公开了适用于换热器的具有四层结构的铝合金钎焊薄板，该钎焊薄板具有芯材，具有Al-Si合金填料合金的包覆层，和Al-Zn合金的中间层牺牲阳极材料(夹层)，其中该芯合金由下列成分组成(以重量百分比计)：
Cu：0.05-0.50
Mn：0.05-2.0
Fe：0.20-0.80
Si：0.10-0.50
余量是铝及不可避免的杂质，其中中间层的组成主要包括(以重量百分比计)：
Cu：0.40-1.0
Mn：0.50-2.0
Si：0.10-0.50
Fe：0.20-0.80
余量是铝及不可避免的杂质。
发明概述
由于难以得到不仅具有良好的钎焊性能和可成形特性而且还具有高强度和提高的耐腐蚀性的钎焊薄板制品，因此本发明的目的是获得这样的薄板制品。更具体地，本发明的目的是将在钎焊和自然时效后的屈服强度从常规AA3xxx合金的大约50MPa提高到至少100MPa，同时获得该芯层的高的初始熔点，以便能够生产具有较小厚度和较小重量的轻质钎焊组件。
本发明的另一个目的是提供生产高强度铝合金钎焊薄板和/或钎焊组件的方法，该方法的加工成本低于常规方法，从而可以使用较薄的材料来实现轻重量和较低的加工成本，同时可生产多包覆层或多层铝材。
通过包含Al-Cu合金芯层和至少一个包覆层的高强度铝合金钎焊薄板制品，本发明满足这些目的中的一个或多个，所述芯层主要包含下列组成(以重量百分比计)：
Cu：1.2-4.0
Mn：0.06-1.5
Mg：0.06-1.5
Si：≤0.5
Zn：≤0.4
Fe：≤0.5
以及可选的下列一种或多种：
Zr：≤0.25
Cr：≤0.25
V：≤0.25
Ti：≤0.25
余量基本上是铝和附带元素及杂质(每种＜0.05，总量＜0.20)，所述包覆层包含典型为AA4xxx型的Al-Si基填料合金，并且位于芯层的至少一侧。
本发明另一方面提供了制造这种高强度铝钎焊薄板制品的方法。
对优选实施方案进行了描述并在相应的从属权利要求中进行了要求。
优选实施方案详述
在下文中应当清楚，除非另外指出，所有的百分数均为重量百分比。此外，合金名称和回火名称参照铝业协会出版的AluminumStandards and Data and the Registration Records中的铝业协会名称。
通过添加Cu，可以提高钎焊薄板制品的强度值。然而，必须仔细平衡Cu含量与Mn和Mg的含量，因为加入过多铜会降低芯材的熔点。与此同时必须相对于附加的牺牲夹层平衡Cu的含量，因为Cu的加入还会提高所得合金的腐蚀电位，这时该合金变得更具惰性(morenoble)。因此，已经发现芯层中Cu含量(以重量百分比计)的优选范围是1.2至2.5，更优选的范围是1.2至1.8。更优选的铜含量下限是1.3％。
锰是提高芯材的耐腐蚀性和强度的重要合金元素。由于Mn可提高机械强度而不会降低耐腐蚀性，已发现芯层中Mn含量的优选范围是0.1至1.0wt％，最优选的范围是0.1至0.5wt％。更优选的Mn含量上限是0.45wt％。然而，过高的Mn含量可产生大的金属间化合物，这对可加工性以及耐腐蚀性具有不利影响。Mn还可使芯材的腐蚀电位更高由此帮助提高总体的腐蚀性能。
镁与铜一起也可以提高机械强度，特别是通过析出AlCuMg化合物提高时效之后的机械强度。然而，过量的Mg会导致Mg渗透到包覆填料合金中并导致与钎焊盐助焊剂如NOCOLOK盐发生不需要的反应。已发现芯层中Mg含量的优选范围是0.2至0.95wt％，更优选的范围是0.3至0.8wt％。
Si在钎焊后通过基体中的固溶强化有助于提高芯合金的强度。此外，通过芯层中Si与Mg的反应可以析出由Mg2Si组成的金属间化合物。芯层中Si含量的优选范围是0.1至0.25wt％。当硅含量超过0.5wt％时，会析出大的含硅化合物，这将有害地降低该芯合金的耐腐蚀性。
铁会促进有害的大金属间化合物的形成，该化合物分布在整个合金中从而促进成型期间合金的开裂。因此，芯层中铁含量(以重量百分比计)的优选范围应为0.1至0.4wt％，更优选的范围是0.10至0.30wt％。
优选的，如果加入锆、铬、和/或钒，它们的每一种应低于0.25wt％，因为它们会促进金属间化合物的形成，从而降低该钎焊薄板的可加工性以及耐腐蚀性。对于钛这是同样适用，应维持钛低于0.25wt％，因为已发现钛的加入量大于0.25wt％会产生较低的耐腐蚀性和较差的可加工性。
本发明的优选实施方案包含如上文所述的芯层，和形成在该芯层两侧的包覆层。这种钎焊薄板制品可用于两侧都用于连接钎焊薄板的各种应用。
在一个实施方案中在芯层的至少一侧施用夹层，所述夹层具有不同于芯层的腐蚀电位，依照ASTM-G69测得该夹层相对于SCE的腐蚀电位至少是10mV，优选至少是30mV。
依照本发明的另一个优选实施方案，在芯层的至少一侧上形成夹层，其中所述夹层或者包含耐腐蚀性小于芯层的牺牲(阳极)材料，或者包含耐腐蚀性大于芯层的保护性材料。该夹层优选包含AA3xxx型的Al-Mn合金组成，或包含AA1xxx型的纯铝合金，或包含AA6xxx型的AlMgSi合金，每一种都可选加入至多约3％的Zn，且优选至多1.5％。除非另外指出，该应用中所有的百分数均为重量百分数。
通过在芯层和包含填料的包覆层之间使用夹层，可以获得一个或多个下列优点：
首先，可以提高总体的耐腐蚀性，与此同时可以在芯层内使用大量的铜，由此获得与常规AA3xxx型芯材或AA6xxx型芯材相当或更高的总体耐腐蚀性，以及甚至高性能的长寿命材料，还具有高的材料总体强度。
其次，该夹层可作为阻挡层并防止镁从芯层扩散到包覆层以及防止硅从包覆层扩散到芯层。通过降低元素在层中的迁移，可以实现钎焊薄板的性能提高，例如更好的可焊性和机械性能。
本发明的优选夹层包含Al-Mn合金，该Al-Mn合金主要包含下列成分(以重量百分比计)：
Mn：0.8至1.5
Si：≤0.5
Cu：≤0.5
Mg：≤0.3
Fe：≤0.5
Ti：≤0.2
余量基本上是铝以及附带元素和杂质，每种＜0.05％，总量＜0.15％。
更加优选的，本发明的夹层除了锰或以代替锰的形式包含锌，其优选范围是(以重量百分比计)0.50至2.5，更优选为1.0至1.5。加入锌可以使牺牲阳极材料的腐蚀电位惰性更低，以便提高腐蚀防护效果。据认为该夹层可使腐蚀路径转向从而保护芯层不受影响。当量不足时，添加锌的效果不充分。然而，如果加入过多量的锌，将在钎焊温度方向上有害地降低该合金的熔点。
依照本发明的另一个优选实施方案，在芯层的两侧形成包覆层，同时在芯层的至少一侧在芯层和包覆层之间形成夹层。由于使用中的钎焊薄板通常其一侧与腐蚀性气氛接触，这个侧面应当在芯层和包覆层之间包含夹层以便保护芯层在钎焊后不被腐蚀。芯层与夹层的厚度比优选范围是10≤芯层/夹层≤50，其中该夹层的厚度优选为至少40μm。这样的厚度对于总厚度约0.4至2.0mm的多包覆层钎焊薄板制品是有利的。
芯层的厚度(以相对钎焊薄板总厚度的百分数表示)优选为60至90％，夹层的厚度(以相对钎焊薄板总厚度的百分数表示)优选为5至25％，而包覆层的厚度(以相对钎焊薄板总厚度的百分数表示)优选为5至15％。
依照本发明的钎焊组件包含钎焊薄板，该钎焊薄板具有上述的芯层，位于该芯层一侧或两侧上的夹层，和位于至少一个夹层上即该层状结构至少一侧上的Al-Si型包覆层(填料合金)。
本发明还包括上述钎焊薄板或上述组件在钎焊应用中的用途，例如换热器，如散热器，油冷却器，中间冷却器，加热器核心，蒸发器或冷凝器或类似应用，以及通过连接钎焊薄板的形成紧凑组件而制成的组件，该组件主要用于热交换用途。
本发明还提供了生产具有高强度和良好耐腐蚀性的铝合金钎焊薄板的方法，该方法包括如下步骤：
a)铸造具有下列组成的芯锭作为芯材，该组成包括(以重量百分比计)：
Cu：1.2至4.0
Mn：0.06至1.5
Mg：0.06至1.5
Si：≤0.5
Zn：≤0.4
Fe：≤0.5
以及可选的下列一种或多种：
Zr：≤0.25
Cr：≤0.25
V：≤0.25
Ti：≤0.25
余量基本上是铝和附带元素及杂质，
b)对铸造后的芯锭进行均匀化和/或预热，
c)铸造包含Al-Si基填料合金的包覆锭，对铸造后的包覆锭进行均匀化和/或预热并将所述包覆锭热轧成轧制包覆构件，
d)将所述芯锭和所述热轧的包覆构件叠置以便形成层状构件，
e)对所述的层状构件进行热轧并可选冷轧成轧制品，
f)可选在冷轧之前和/或之间进行中间退火，
g)可选进行最终退火，和
h)可选对该轧制且可选中间/最终退火制品进行时效。
此外，可以另外铸造夹层坯锭(用于制造夹层的坯锭)，该夹层坯锭优选包含AA3xxx型的Al-Mn合金成分或AA1xxx-型的纯铝或AA6xxx型的AlMgSi合金，并可选加入Zn，对铸造后的该夹层坯锭进行均匀化和/或预热并将所述的夹层坯锭热轧成轧制夹层构件(用作夹层的轧制薄板)，并将所述芯锭，所述夹层构件和所述热轧包覆构件(用作包覆层的轧制薄板，由另外的包覆锭制成)叠置以便形成所述的多层构件。这里，优选通过刮出尺寸为轧制中间构件和所述轧制包覆构件尺寸的槽，在芯锭中提供矩形槽并提供所述的热轧包覆构件。然后，将轧制中间构件片放置到该槽中并将轧制包覆构件片置于该轧制中间构件上，随后利用芯材和包覆材料之间的边缘对该层状结构进行焊接接缝，以将该层状构件热轧并可选冷轧成轧制产品。
依照本发明的另一个优选实施方案，提出了制造多层钎焊薄板的新方法。该方法包括通过下列步骤制造铝合金多包覆层或多层钎焊薄板：
a)铸造包覆锭，由此利用上文所述的组成作为中间的芯层并优选使用AA3xxx型的Al-Mn合金成分或AA1xxx-型的纯铝或AA6xxx型的AlMgSi合金(可选加入Zn)作为中间芯层两侧的夹层，由此形成所述的包覆锭(具有三层材料的坯锭，一个中间芯材，其两侧覆盖有夹层材料)，
b)对铸造后的所述包覆锭进行均匀化和/或预热，
c)铸造包含Al-Si基填料合金的包覆层坯锭，对铸造后的包覆层坯锭进行均匀化和/或预热并将所述包覆层坯锭热轧成轧制包覆构件，和
d)将所述包覆锭和所述热轧包覆层构件叠置以便形成多层构件，
e)对所述的多层构件进行热轧并可选对所述的多层构件进行冷轧形成轧制品，
f)可选在冷轧道次之前和/或之间进行中间退火，
g)可选进行最终退火，和
h)可选对该轧制且可选中间和/或最终退火的制品进行时效。
这种方法的优点是同时铸造芯锭和该芯锭两侧上的集成夹层，由此降低成本并减少热轧或轧制包覆期间的层移位问题。
可以按照类似方式利用本领域中常用的其它包覆技术来生产本发明的多层材料，例如喷敷包覆或连续铸造包覆。
本发明还公开了制造上文所述的钎焊组件的优选方法，该方法包括，按上文所述生产钎焊薄板(优选通过铸造包覆锭的方法)并相互叠置，将钎焊薄板的组件加热至钎焊温度。典型的钎焊循环包含，例如在第一个时间段内加热到第一个温度，并在第二个时间段内加热到第二个温度，将所述组件保持在所述的第二个温度下保持第三个时间段，并以一定冷却速率冷却所述组件。
举例来说，所述的第一个温度的范围是约500℃至550℃，所述的第二个温度的范围是约580℃至600℃，所述的第一个时间段的范围是约8分钟至12分钟，所述的第二个时间段的范围是约3分钟至7分钟，所述的第三个时间段的范围是约2分钟至4分钟，并且所述冷却速率的典型范围是约50℃/min至70℃/min。
可以使用各种钎焊工艺，例如真空钎焊或受控气氛钎焊，后者使用了例如NOCOLOK助焊剂，或优选使用镍和/或铁和/或钴的无助焊剂钎焊。
本发明由此公开了芯层中的金属间化合物小并且均匀分布的钎焊薄板。该芯合金的晶粒组织表现为略伸长、再结晶的晶粒，平均晶粒尺寸(宽×长)约为75×150μm。
可以发现铜浓度向芯层表面的方向降低。由于表面区域中较低的铜浓度，该芯合金在表面区域表现出显著更低的腐蚀电位，接近于夹层材料的腐蚀电位。据认为由此该夹层可保护芯层不发生孔蚀，特别是不发生点蚀。通过在夹层中添加锌，可以向该材料提供更高的腐蚀电位差，由此改善总体的腐蚀性能，如下文的详述和表4所示。
附图简述
根据下面对若干优选实施方案的详述，容易了解依照本发明的钎焊薄板的前述及其它特征和优点。在附图中显示出一些实施例：
图1示意性的显示了依照本发明的基本的钎焊薄板结构。
图2示意性的显示了本发明钎焊薄板的三层结构。
图3示意性的显示了依照本发明的五层结构。
图4示意性的显示了具有依照图3结构的叠置钎焊薄板的钎焊组件的一部分。
图1显示了依照本发明的钎焊薄板的基本结构，具有芯层1和不同的包覆层2。如图2和图3所示，可以在芯层1两侧用Al-Si基填料合金型的包覆层2进行包覆或者一侧具有包覆层2而另一侧具有夹层3。具有夹层3的另一侧暴露于腐蚀性气氛。
图3和图4显示了本发明的优选实施方案。芯层1位于两个不同的夹层3之间，用包覆层2包覆这两个夹层2。通过制造包含本发明钎焊薄板的组件，在钎焊过程中包覆层2在两个叠置钎焊薄板的夹角4处聚集，由此相互钎焊在一起。
实施例
以实验室规模将五种不同的铝合金铸造成锭，这些铸锭可用作高强度铝合金钎焊薄板的Al-Cu合金芯层，这些合金具有表1所列出的如下化学组成。
将铸锭锯成约100×80×80mm的轧制用块体(rolling block)。均匀化处理之后，用AA4045合金的钎焊填料层包覆该块体，并通过与钎焊薄板材料的标准工艺路线相当的工艺路线进行轧制(至0.4或1.0mm)。然后在350℃下对该多包覆层或多层材料最终退火3小时达到O-回火条件，加热速率和冷却速率是大约30℃/hour。然后，对该多包覆层材料进行典型钎焊循环(在590℃下停留4min的时间)。表2中给出处于O-回火条件并经过钎焊和30天自然时效之后该多包覆层合金的机械性能。
  表1：DC-铸造芯材铝合金的化学组成，以重量百分比计，余量为铝和不可避免的杂质
  合金                                   合金元素
  Cu   Si   Mn   Mg   Fe   Ti
  1   1.53   0.37   0.30   0.69   0.25   0.03
  2   1.73   0.28   0.31   0.76   0.25   0.03
  3   1.98   0.20   0.30   0.88   0.26   0.03
  4   1.51   0.18   0.30   0.67   0.25   0.03
  5   2.50   0.18   0.30   0.01   0.25   0.03
  表2：O-回火条件下表1中的芯合金1-5的拉伸性能和延伸率，和30天自然时效之后的后钎焊屈服强度(Rp(p.b.))，和初熔温度(T-Melt，通过DSC测量)
  芯合金   Rp(MPa)   Rm(MPa)   A80(％)   Rp(p.b.)(MPa)   T-Melt(℃)
  1   55   159   14.6   -   594
  2   50   150   15.0   165   596
  3   50   148   14.0   -   592
  4   49   149   17.1   140   610
  5   44   136   17.6   -   608
表2显示在O回火条件下，该多包覆层合金相当柔软。通过该多包覆层合金的延伸率评价的可成形性相当好(14-18％)。初始熔点高于590℃，其中发现加入硅和镁可显著降低该初始熔点，其中另外加入约0.2％的硅可以使初始熔点降低约15℃。因此，降低硅含量可引起熔点升高。特别地具有低硅含量的合金4和合金5显示出良好的性能(机械性能和熔点)。对合金2和合金4的钎焊后拉伸屈服强度进行测试，并测得140MPa和165MPa的极好值。
此外，对在芯合金和填料合金之间插入的两种不同夹层合金，对合金4进行了进一步的测试。以实验室规模铸造两种不同的铝合金，从而夹层包含两种不同的合金组成。表3中列出了该化学组成。
  表3：DC-铸造夹层合金的化学组成，以重量百分比计，Zr≤0.05，Ti≤0.05，余量为铝和不可避免的杂质.
                                     合金元素
  夹层合金   Mn   Si   Cu   Mg   Zn   Fe
  1   1.07   0.19   0.10   0.02   0.00   0.31
  2   1.05   0.19   0.10   0.02   1.34   0.31
与包含表1中合金4的芯层组合使用表3所示的两种合金。填料和夹层的厚度均为总厚度的10％。测试了35天自然时效后不同的多包覆层材料的钎焊后机械性能，结果如表4所示。
  表4：35天自然时效后的钎焊后机械性能，多包覆层材料的腐蚀性能(依照ASTM G85的SWAAT测试)，结合不同厚度，50天后结束测试。
   合金芯/夹层   Rp(MPa)   Rm(MPa)   A80(％)   SWAAT(天)   总厚度(mm)
  4   1   144   272   14.4   29   0.4
  4   2   138   263   15.4   49   0.4
  4   1   141   273   18.3   50   1.0
  4   2   140   275   20.0   50   1.0
与标准钎焊材料相比时，该SWAAT测试结果显示了该材料优异的腐蚀性能。此外，对具有含锌夹层的多包覆层材料进行SWAAT测试时，耐腐蚀性优于具有不含锌的夹层的材料。合金4的140MPa钎焊后屈服强度优于大多数现有技术的芯合金。因此本发明的多包覆层或多层钎焊薄板具有非常高的钎焊后强度，并且兼具非常好的腐蚀性能和相对高的初始熔点，从而可以为结构提供良好的钎焊性能。
现在已完全描述了本发明，本领域的技术人员明白可以在不背离上文所述的本发明的主旨和范围的情况下做出许多变化和改进。

Claims (22)

1.高强度铝合金钎焊薄板，该钎焊薄板包含Al-Cu芯层(1)和至少一个包覆层(2)，所述芯层(1)包含下列组成(以重量百分比计)：
Cu：1.2-4.0
Mn：0.06-1.5
Mg：0.06-1.5
Si：≤0.5
Zn：≤0.4
Fe：≤0.5
以及可选下列的一种或多种：
Zr：≤0.25
Cr：≤0.25
V：≤0.25
Ti：≤0.25
余量基本上是铝和附带元素及杂质，所述包覆层(2)包含Al-Si基填料合金并将该包覆层施用到芯层(1)的至少一侧上。
2.根据权利要求1的钎焊薄板，其中芯层(1)中Cu含量(以重量百分比计)的范围是1.2至2.5，更优选的范围是1.2至1.8。
3.根据权利要求1或2的钎焊薄板，其中芯层(1)中Mn含量(以重量百分比计)的范围是0.1至1.0，更优选的范围是0.1至0.5。
4.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中芯层(1)中Mg含量(以重量百分比计)的范围是0.2至0.95，更优选的范围是0.3至0.8。
5.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中芯层(1)中Si含量(以重量百分比计)的范围是0.1至0.25。
6.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中芯层(1)中Zn含量(以重量百分比计)的范围是至多0.25。
7.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中芯层(1)中Fe含量(以重量百分比计)的范围是0.1至0.4，更优选的范围是0.10至0.30。
8.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中将所述的包覆层(2)施用到芯层(1)的两侧。
9.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中在芯层(1)的至少一侧上施用夹层(3)，所述夹层(3)包含耐腐蚀性小于芯层(1)的牺牲阳极材料或耐腐蚀性大于芯层(1)的保护性材料。
10.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中在芯层(1)的至少一侧上施用夹层(3)，所述夹层(3)具有不同于芯层(1)的腐蚀电位，依照ASTM-G69得的相对于SCE的腐蚀电位是至少10mV，优选为至少30mV。
11.根据权利要求10的钎焊薄板，其中所述夹层(3)包含AA3xxx型的Al-Mn合金组成，或AA1xxx型的纯铝，或AA6xxx型的AlMgSi合金，每一种合金都可选加入至多3％的Zn。
12.根据权利要求9至11任何一个的钎焊薄板，其中所述夹层(3)包含Al-Mn合金组成，该合金组成包含下列成分(以重量百分比计)：
Mn：0.8至1.5
Si：≤0.5
Cu：≤0.5
Mg：≤0.3
Fe：≤0.5
Ti：≤0.2
余量基本上是铝以及附带元素和杂质。
13.根据权利要求9至12任何一个的钎焊薄板，其中除了Mn或代替Mn，所述芯层(3)包含Zn，其范围是(以重量百分比计)0.5至2.5，更优选的范围是1.0至1.5。
14.根据任一前述权利要求的钎焊薄板，其中在芯层(1)的两侧形成所述的包覆层(2)，其中在芯层(1)的至少一侧在芯层(1)和包覆层(2)之间形成夹层(3)。
15.包含前述权利要求之一所要求的钎焊薄板的钎焊组件，且其中所述组件由四层或五层的钎焊薄板组成，该钎焊薄板包含芯层(1)，该芯层每一侧上的夹层(3)和至少一个夹层(3)上的包覆层(2)。
16.根据权利要求15的钎焊组件，其中将多个钎焊薄板相互叠置以便使可以为未被包覆层(2)覆盖的夹层(3)朝向外部，并通过钎焊面对的包覆层(2)将叠置的钎焊薄板接合在一起。
17.权利要求1至7之一所要求的铝合金在钎焊薄板制品或在依照权利要求15或16的钎焊组件中的用途。
18.生产具有高强度和良好耐腐蚀性的铝合金钎焊薄板的方法，该方法包括如下步骤：
a)铸造具有下列组成(以重量百分比计)的芯锭作为芯材：
Cu：1.2至4.0
Mn：0.06至1.5
Mg：0.06至1.5
Si：≤0.5
Zn：≤0.4
Fe：≤0.5
以及可选的下列一种或多种：
Zr：≤0.25
Cr：≤0.25
V：≤0.25
Ti：≤0.25
余量基本上是铝和附带元素及杂质，
b)对铸造后的芯锭进行均匀化和/或预热，
c)铸造包含Al-Si基填料合金的包覆锭，对铸造后的包覆锭进行均匀化和/或预热并将所述包覆锭热轧成轧制包覆构件，
d)将所述芯锭和所述热轧包覆构件叠置以便形成层状构件，
e)对所述层状构件进行热轧并可选对所述层状构件进行冷轧形成轧制品，
f)可选在冷轧道次之间对所述层状构件进行中间退火。
g)可选进行最终退火，和
h)对该轧制且可选中间/最终退火制品进行时效。
19.根据权利要求18的方法，其中另外铸造夹层坯锭，该夹层坯锭优选包含AA3xxx型的Al-Mn合金组成或AA1xxx-型的纯铝或AA6xxx型的AlMgSi合金，可选加入最多3wt％的Zn，对铸造后的该夹层坯锭进行均匀化和/或预热并将所述的夹层坯锭热轧成轧制夹层构件，并将所述芯锭，所述夹层构件和所述热轧包覆构件叠置以便形成所述的层状构件。
20.根据权利要求18的方法，其中
a)铸造多包覆层坯锭，由此利用权利要求18中所要求的组成作为中间的芯层(1)并使用AA3xxx型的Al-Mn合金组成或AA1xxx-型的纯铝或AA6xxx型的AlMgSi合金并可选加入Zn并作为中间芯层(1)两侧的夹层(3)，由此形成所述的多包覆层坯锭，
b)对铸造后的所述多包覆层坯锭进行均匀化和/或预热，
c)铸造包含Al-Si基填料合金的包覆坯锭，对铸造后的包覆锭进行均匀化和/或预热并将所述包覆坯锭热轧成轧制包覆构件，和
d)将所述多包覆层坯锭和所述热轧包覆构件叠置以便形成所述的层状构件。
21.高强度铝合金钎焊薄板，该钎焊薄板包含Al-Cu芯层(1)和至少一个包覆层(2)，所述芯层(1)基本上由下列组成(以重量百分比计)组成：
Cu：1.2至4.0
Mn：0.06至1.5
Mg：0.06至1.5
Si：≤0.5
Zn：≤0.4
Fe：≤0.5
以及可选的下列一种或多种：
Zr：≤0.25
Cr：≤0.25
V：≤0.25
Ti：≤0.25
余量基本上是铝和附带元素及杂质，所述包覆层(2)包含Al-Si基填料合金并将其施用到芯层(1)的至少一侧。
22.根据权利要求9至11任何一个的钎焊薄板，其中所述夹层(3)包含Al-Mn合金组成，该合金基本上由下列成分(以重量百分比计)组成：
Mn：0.8至1.5
Si：≤0.5
Cu：≤0.5
Mg：≤0.3
Fe：≤0.5
Ti：≤0.2
余量基本上是铝以及附带元素和杂质。
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