MXPA06000711A

MXPA06000711A - Hoja de soldadura fuerte de aleacion de aluminio de alta resistencia.

Info

Publication number: MXPA06000711A
Application number: MXPA06000711A
Authority: MX
Inventors: Alfred Johann Peter Haszler
Original assignee: Corus Aluminium Walzprod Gmbh
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-04-19
Also published as: DE602004013327D1; CA2531313A1; DE602004013327T2; CN1826220A; EP1648694B1; ES2303641T3; ATE393013T1; KR101199101B1; JP5073290B2; WO2005014274A1; JP2007515293A; EP1648694A1; CA2531313C; KR20120094149A; KR20060033805A

Abstract

La presente invencion se refiere a una hoja de soldadura fuerte de aleacion de aluminio de alta resistencia, que comprende una capa nucleo de Al-Cu y al menos una capa de revestimiento, la capa de nucleo que comprende esencialmente la siguiente composicion (en por ciento en peso): Cu: 1.2 - 4.0, Mn: 0.06 - 1.5, Mg: 0.06 - 1.5, Si: hasta 0.5, Zn: := 0.4, Zr: := 0.25, Fe: := 0.5, Ti: := 0.25, Cr: := 0.25; V:= 0.25; el resto que es esencialmente aluminio e impurezas, la capa de revestimiento que comprende una aleacion de relleno basada en Al-Si y que se aplica en al menos un lado de la capa de nucleo. La invencion se refiere adicionalmente a un montaje soldado en fuerte que comprende la hoja de soldadura fuerte y al uso de la hoja de soldadura para una aplicacion de soldadura fuerte tal como un intercambiador de calor.

Description

1 HOJA DE SOLDADURA FUERTE DE ALEACIÓN DE ALUMINIO DE ALTA RESISTENCIA Campo de la Invención La presente invención se refiere a una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio para soldadura fuerte que tiene alta resistencia, alta capacidad de formación, propiedades mejoradas de- soldadura fuerte y una excelente resistencia a la corrosión. La invención se refiere adicionalmente a un montaje soldado en fuerte que comprende esta hoja de soldadura fuerte y a un método para producir una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio. De manera más especifica, la presente invención se refiere a un material de aluminio de múltiples capas de alta resistencia con propiedades mejoradas 'de soldadura fuerte, que comprende una capa intermedia entre el revestimiento de soldadura fuerte y el núcleo, mejorando de este modo la resistencia a la corrosión y reduciendo la penetración de silicio y magnesio durante el ciclo de soldadura fuerte.

Antecedentes de la Invención Se conoce en la técnica aplicar una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio para el uso por ejemplo en intercambiadores de calor, enfriadores de aceite, inter-enf iadores , evaporadores o condensadores de automóviles u otros vehículos o aplicaciones que usan intercambiadores de calor. De manera convencional, estos montajes se fabrican a partir de hojas de soldadura fuerte para soldadura fuerte usando aleaciones de aluminio basadas en Al-Mn o aleaciones de aluminio basadas en Al-Mg-Si como un material núcleo y aleaciones de aluminio basadas en Al-Si, típicamente de las aleaciones de la Serie 4xxx de la Asociación de Aluminio (AA) , como un material de relleno de soldadura fuerte de revestimiento para aplicaciones convencionales de soldadura fuerte. Una vez que se montan y sueldan en fuerte estas hojas de soldadura fuerte por ejemplo a un intercambiador de calor para automóviles, se carga a través de este montaje un medio de enfriamiento o un medio de calentamiento. Por lo tanto, es crucial impedir la fuga del montaje soldado en fuerte en tanto que al mismo tiempo se reduce el peso y el tamaño de estos montajes. Por lo tanto, los desarrollos recientes mostraron montajes elaborados de hojas de soldadura fuerte, que se mejoraron para reducir el tamaño, peso y costo al disminuir el espesor del material y al cambiar el diseño de la estructura del intercambiador de calor. Para mejorar la calidad de soldadura fuerte y la durabilidad de la hoja de soldadura, tratable con calor, se desarrolló un material de aluminio de revestimiento de múltiples capas, ver, H. Engstróm y L. -O. Gullman, "A Multilayer Ciad Alüminium Material with Improved Brazing Properties", 18° International A S Brazing Conference, de Marzo 24-26, 1987 en Chicago. Este artículo se propone para usar una capa intermedia entre el revestimiento de soldadura fuerte y la capa de núcleo a fin de disminuir la resistencia a la corrosión. Adicionalmente , los resultados mostraron que la penetración de silicio a lo largo de los límites de grano de la capa de núcleo se retrasó de manera significativa en el material de múltiples capas en comparación al material normal de "núcleo/soldadura fuerte" y más silicio permaneció en la capa de revestimiento y se redujo la profundidad de penetración. La JP- 02030394 describe una hoja de soldadura fuerte de aluminio que consiste de un material de núcleo, un material de soldadura fuerte de aleación de Al-Si y una capa intermedia de aleación pura de Al en uno o ambos lados del material de núcleo. La capa de núcleo comprendió esencialmente la siguiente composición (en % en peso) .- Cu: 0.10-1.0 Mn: 0.30-1.5 Mg: 0.10-1.0 el resto aluminio con impurezas inevitable. La JP- 09176767 describe una hoja de soldadura fuerte de aluminio para soldadura fuerte al vacío que 4 comprende una capa núcleo con la siguiente composición (en % en peso) : Cu: 0.10-0.80 n : 0.30-1.5 Ti: 0.01-0.20 el resto aluminio con impurezas inevitables, una capa de relleno de soldadura fuerte que tiene una composición que consiste de (en % en peso) Si: 5.0 a 15, Mg: 0.30 a 2.5, el resto aluminio con impurezás inevitables así como una capa intermedia de corrosión de sacrificio compuesta de una aleación de Al-Zn que contiene (en % en peso) 2.0-5.0 de Zn. La EP-0823305-A2 describe una hoja de soldadura fuerte con buena resistencia a la corrosión para el uso en intercambiadores de calor que comprende una capa núcleo con la siguiente composición (en % en peso) Cu: 0.15-0.35 Mn: 0.50-1.6 Mg: 0.05-0.50 Ti: 0.06-0.30 el resto aluminio es impurezas inevitables, una capa de revestimiento que comprende material de revestimiento tipo Al-Si-Mg y una capa intermedia con (en % en peso) Mn: 0.50-1.2, el resto aluminio e impurezas inevitables asi como Mg: 0.05-1.20 como una opción, de este modo que describe también la adición de Zn en una cantidad de (en % en peso) 1.0-5.0.

Estas hojas de soldadura fuerte y de múltiples capas ó de múltiples revestimientos mostraron propiedades a la tracción después de la soldadura fuerte de 140 MPa a 165 MPa. La EP-0799667-A1 describe una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio para intercambiadores de calor soldados en fuerte que comprende una capa núcleo con la siguiente composición (en % en peso) : Cu: 0.05-1.2 (opcionalmente) Mn: 0.50-1.5 Si: < 0.60 Fe: < 0.70 el resto aluminio e impurezas inevitables, en donde las impurezas inevitables se restringen a 0.60 % en peso o menos de Si y 0.70% en peso o menos de Fe. Adicionalmente, esta hoja de soldadura fuerte incorpora una capa de revestimiento del tipo de aleación de relleno basada en Al-Si y una capa intermedia que comprende aluminio e impurezas inevitables que se limitan a la cantidad total de 1.0% en peso . La EP-1175954-A1 describe una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de múltiples capas con una capa de núcleo que comprende la siguiente composición (en % en peso) : Cu: 0.20-1.0 Mn: 0.30-1.5 Mg: < 0.30 Si: 0.30-1.3 Fe: < 0.20 el resto aluminio e impurezas inevitables, un material de relleno de soldadura fuerte que se forma en una superficie del material núcleo que comprende una aleación de aluminio basada en Al-Si y un material de revestimiento que se forma en el otro lado del material de núcleo y que contiene (en % en peso) : Mg: 2.0-3.5 Zn: 0.50-2.0 Si: < 0.20 el resto aluminio e impurezas inevitables. Adicionalmente , se describe que no se prefiere adicionar magnesio al material de núcleo, aunque la adición del magnesio mejora la resistencia de la hoja de soldadura fuerte, puesto que en un método de soldadura fuerte con fundente de NOCOLOK (marca comercial registrada) , la propiedad de soldadura fuerte de una hoja de soldadura fuerte en la cual se adición magnesio a un material núcleo se degrada de manera significativa. Durante la soldadura fuerte, el magnesio penetra a la superficie de la capa de soldadura fuerte de revestimiento y afecta la sal de fundente de NOCOLOK. La WO-02/49798-A2 describe una hoja soldadura fuerte, tratable con calor, de cuatro capas, para el uso 7 como tubos plegados y/o soldados para intercambiadores de calor tipo calentador. La capa de núcleo es de una aleación de aluminio que contiene (en % en peso) : Mn : 0.5-1.7 Mg: 0.1-1 Cu 0.02-1.2 Si: hasta 0.9 Ti: 0.02-0.25 Las composiciones de aleación de las varias capas distintas se optimizan para proporcionar suficiente resistencia interna a la corrosión para el uso como tubería en un intercambiador de calor. La US-2002/0037426-A1 describe una hoja de soldadura " fuerte de aleación de aluminio para un intercambiador de calor que tiene una estructura de cuatro capas con un material núcleo, una capa de revestimiento con una aleación de relleno de la aleación Al-Si y un material de ánodo de sacrificio para una capa intermedia (inter-capa) de una aleación de Al-Zn, en donde la aleación de núcleo se compone de (en % en peso) : Cu: 0.05-0.50 Mn: 0.05-2.0 Fe: 0.20-0.80 Si: 0.10-0.50 el resto aluminio e impurezas inevitables en donde la capa 8 intermedia . se compone de una composición que comprende esencialmente (en % en peso) : Cu: 0.40-1.0 Mn: 0.50-2.0 Si: 0.10-0.50 Fe: 0.20-0.80 el resto aluminio e impurezas inevitables.

Breve Descripción de la Invención Puesto que ha sido difícil obtener un producto de hoja de soldadura fuerte que no solo tenga buenas propiedades de soldadura fuerte y características de formabilidad lo que también una alta resistencia y una resistencia mejorada a la corrosión, es un objeto de la presente invención obtener éstas. De manera más específica, es , un objeto de la presente invención incrementar la resistencia a la flexión después de la soldadura fuerte y el envejecimiento natural de aproximadamente 50 MPa de la aleación ??3??? convencional a al menos 100 MPa y al mismo tiempo obtener un alto punto de fusión incipiente para la capa núcleo a fin de ser capaces de producir montajes de aceros de soldadura fuerte que tengan menor espesor y menor peso . Es aún otro objeto de la presente invención proporcionar un método para producir una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de alta resistencia y/o un montaje soldado en fuerte, los gastos de fabricación de los cuales son menores que aquellos de métodos regulares usando de este modo materiales más delgados para lograr menor peso y menores costos de fabricación así como producir simultáneamente un material de aluminio de múltiples capas o de múltiples revestimientos. La presente invención cumple con uno o más de estos objetivos por un producto de hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de alta resistencia que comprende una capa de núcleo de aleación de Al-Cu y al menos una capa de revestimiento, la capa núcleo que comprende esencialmente la siguiente composición (en % en peso) : Cu : 1.2 a 4.0 Mn: 0.06 a 1.5 Mg: 0.06 a 1.5 Si: < 0.5 Z : < 0.4 Fe: < 0.5 y opcionalmente uno o más de: Zr: < 0.25 Cr.- < 0.25 V: < 0.25 Ti: 0.25 el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas 10 incidentales (cada uno < 0.05, total a < 0.20), la capa de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si, típicamente del tipo AA4xxx, y que se coloca en al menos un lado de la capa de núcleo. En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método de fabricación de este producto de hoja de soldadura fuerte de aluminio de alta resistencia. Se describen y reivindican modalidades preferidas en las correspondientes reivindicaciones dependientes.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Como se apreciará más adelante en la presente, excepto en donde se indique de otro modo, todos los porcentajes están en peso. Adicionalmente, las designaciones de soldadura y designaciones de estado se refieren a las designaciones de la Asociación de Aluminio en Normas y Datos de Aluminio y los registros, como se publica por la Asociación de Aluminio. Por la adición de Cu, los valores de resistencia del producto de hoja de soldadura fuerte se pueden incrementar. Sin embargo, el contenido de Cu debe ser equilibrado cuidadosamente con el contenido de Mn y Mg puesto que se reduce el punto de fusión del material de núcleo al adicionar demasiado cobre. Al mismo tiempo, el contenido de Cu se debe equilibrar con respecto a la capa 11 intermedia adicional de sacrificio puesto que la adición de Cu incrementa también el potencial de corrosión de la aleación resultante que entonces llega a ser más noble. Por lo tanto, se ha encontrado que la cantidad (en % en peso) de Cu en la capa núcleo está de manera preferente en un intervalo de 1.2 a 2.5, y de manera más preferente en un intervalo de 1.2 a 1.8. Un límite inferior más preferido para el contenido de Cu es 1.3%. El manganeso es un elemento de aleación importante para incrementar la resistencia a la corrosión y la resistencia del material núcleo. Puesto que Mn se adiciona a la resistencia mecánica sin disminuir la resistencia a la corrosión se ha encontrado que la cantidad de Mn en la capa de núcleo están de manera preferente en un intervalo de 0.1 a 1.0% en peso, de manera más preferente en un intervalo de 0.1 a 0.5. Un limite superior más preferido para el contenido de Mn es 0.45% en peso. Sin embargo, cantidades demasiado altas de Mn dan por resultado compuestos intermetálicos grandes, que tienen un efecto adverso en la procesabilidad y la resistencia a la corrosión. Mn también hace mayor el potencial de corrosión del material núcleo, ayudando de este modo a mejorar la resistencia total a la corrosión . El magnesio, junto con Cu, también mejora la resistencia mecánica, en particular después del 12 envejecimiento por la precipitación de un compuesto de AlCuMg. Sin embargo, una cantidad excesiva de Mg da por resultado penetración de Mg en la aleación de relleno de revestimiento y una reacción indeseada con el fundente de sal de soldadura fuerte, por ejemplo, sal NOCOLOK. Se ha encontrado que la cantidad de Mg en la capa de núcleo está de manera preferente en un intervalo de 0.2 a 0.95% en peso, de manera más preferente en un intervalo de 0.3 a 0.8% en peso . El Si contribuye a mejorar la resistencia de la aleación de núcleo por endurecimiento en solución sólida en la matriz después de la soldadura fuerte. También, un compuesto intermetálico compuesto de Mg2Si se precipita por reacción de Si con Mg en la capa núcleo. La cantidad de Si en la capa núcleo está de manera preferente en un intervalo de 0.1 a 0.25% en peso. Cuando el contenido de silicio excede 0.5% en peso, se precipitan compuestos grandes que contienen Si que disminuyen adversamente la resistencia a la corrosión de la aleación núcleo. El hierro mejora la formación de compuestos intermetálicos, grandes, perjudiciales, que se distribuyen de principio a fin de la aleación, promoviendo de este modo el agrietamiento de la aleación durante la formación. Por lo tanto, la cantidad (en % en peso) de hierro en la capa núcleo debe estar de manera preferente en un intervalo de 13 0.1 a 0.4,. y de manera más preferente en un intervalo de 0.10 a 0.30. De manera preferente, el circonio, cromo y/o vanadio, si se adiciona, deben ser menores de 0.25% en peso cada uno puesto que mejoran la formación de compuestos intermetálicos, degradando de este modo la procesabilidad de la hoja de soldadura fuerte y también la resistencia a la corrosión. Esto es igualmente válido para titanio, que se debe mantener por debajo de 0.25% en peso puesto que la adición de titanio por arriba de 0.25% en peso se ha encontrado que da por resultado una menor resistencia a la corrosión y menos formabilidad . Una modalidad preferida de la presente invención comprende una capa núcleo como se describe anteriormente y una capa de revestimiento que se forma en ambos lados de la capa núcleo. Este producto de hoja de soldadura fuerte se puede usar en varias aplicaciones en donde se usen ambos lados para la unión de la hoja de soldadura fuerte . En una modalidad, se aplica la capa intermedia en al menos un lado de la capa núcleo, la capa intermedia que tiene una diferencia de potencial de corrosión contra la capa núcleo como se mide de acuerdo a ASTM-G69 de al menos 10 mV, de manera preferente de al menos 30 mV versus SCE. De acuerdo a otra modalidad preferida de la 14 presente invención, se forma una capa intermedia en al menos un lado de la capa núcleo, en donde la capa intermedia comprende ya sea un material de sacrificio (ánodo) que es menos resistente a la corrosión que' la capa núcleo o un material protector que es más resistente a la corrosión que la capa núcleo. De manera preferente, la capa intermedia comprende ya sea una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx cada uno opcionalmente con la adición de Zn a tanto como aproximadamente 3%, y de manera preferente a tanto como 1.5%. Todos los porcentajes en esta solicitud están en peso a menos que se indique de otro modo . A través del uso de una capa intermedia entre la capa núcleo y la capa de revestimiento que comprende el material de relleno, se obtienen una o más de las siguientes ventajas: Primero, la resistencia total a la corrosión se puede mejorar en tanto que al mismo tiempo se puede usar una cantidad considerable de cobre dentro de la capa núcleo, obteniendo de este modo un desempeño total a la corrosión que es comparable a, o mejor que, los materiales de núcleo convencionales tipo AA3xxx o materiales de núcleo tipo ??d??? y a un materiales de larga vida de alto desempeño, combinados con una alta resistencia total del material . Segundo, la capa intermedia sirve como una capa de 15 barrera e impide la difusión de magnesio de la capa núcleo a la capa de revestimiento y la difusión de silicio desde la capa de revestimiento a la capa núcleo. Por esta reducción de migración de elementos a través de las capas, se logran propiedades mejoradas de la hoja de soldadura fuerte tal como mejores propiedades mecánicas y mejor capacidad de soldadura fuerte . Una capa intermedia preferida de la presente invención comprende una aleación de Al-Mn que comprende esencialmente la siguiente composición (en % en peso) ·. Mn: 0.8 a 1.5 Si: < 0.5 Cu: < 0.5 Mg : < 0.3 Fe: < 0.5 Ti: < 0.2 el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales, cada uno < 0.05% total a < 0.15%. Aún más preferido, la capa intermedia de la presente invención comprende zinc, además de, o en lugar de manganeso, de manera preferente en un intervalo de (en % en peso) 0.50 a 2.5, de manera más preferente en un intervalo de 1.0 a 1.5. La adición de zinc hace al potencial de corrosión del material de ánodo de sacrificio menos noble a fin de mejorar el efecto de protección a la corrosión. Se 16 cree que la capa intermedia desvía la ruta de corrosión, protegiendo de este modo a la capa núcleo de que se afecte. El efecto de adicionar zinc es insuficiente cuando la cantidad no es suficiente. Sin embargo, si se adiciona zinc en una cantidad demasiado alta, se disminuye de manera adversa el punto de fusión de la aleación en la dirección de la temperatura de la soldadura fuerte . De acuerdo a otra modalidad preferida de la presente invención, se forma la capa de revestimiento en ambos lados de la capa núcleo en tanto que la capa intermedia se forma en al menos un lado de la capa núcleo entre la capa núcleo y la capa de revestimiento. Puesto que una hoja de soldadura fuerte en uso tiene comúnmente un lado, que se expone a una atmósfera corrosiva, cada lado debe contener la capa intermedia entre la capa núcleo y la capa de revestimiento a fin de proteger la capa núcleo de la corrosión después de la soldadura fuerte. La relación de espesor de la capa núcleo y la capa intermedia está de manera preferente en un intervalo de 10 = capa núcleo/capa intermedia =50, en donde la capa intermedia tiene de manera preferente un espesor de al menos 40 µta. Este espesor es ventajoso para productos de hoja de soldadura fuerte de múltiples revestimientos de un espesor total de aproximadamente 0.4 a 2.0 mra. El espesor de la capa núcleo (en por ciento en comparación al espesor total de la hoja de soldadura fuerte) está de manera preferente en un intervalo de 60 a 90%, el espesor de la capa intermedia (en por ciento en comparación al espesor total de la hoja de soldadura fuerte) está de manera preferente en un intervalo de 5 a 25% y de espesor de la capa de revestimiento está de manera preferente (en por ciento en comparación al espesor total de la hoja de soldadura fuerte) en un intervalo de 5 a 15%. Un montaje soldado en fuerte de acuerdo a la presente invención comprende una hoja de soldadura fuerte con una capa núcleo como se describe anteriormente, una capa intermedia en uno o ambos lados de la capa núcleo y una capa de revestimiento del tipo Al -Si (aleación de relleno) en al menos una capa intermedia, y significa en al menos un lado de la estructura en capa. La presente invención también comprende el uso de una hoja de soldadura fuerte como se describe anteriormente o de un montaje como se, describe anteriormente para una aplicación de soldadura fuerte tal como un intercambiador de calor, como por ejemplo un radiador, un enfriador de aceite, un inter-enfriador, o un núcleo calentador, un evaporador o un condensador o aplicaciones similares y montajes similares que se producen al unir hoja de soldadura fuerte para formar un montaje compacto, principalmente para el propósito de intercambiar calor. 18 La presente invención también proporciona un método para producir una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio que tiene alta resistencia y buena resistencia a la corrosión, que comprende los pasos de: a) moldear un lingote de núcleo con la siguiente composición que comprende (en por ciento en peso) : Cu : 1.2 a 4.0 Mn: 0.06 a 1.5 Mg: 0.06 a 1.5 Si: < 0.5 Zn: < 0.4 Fe: < 0.5, y opcionalmente uno o más de: Zr: < 0.25 Cr: < 0.25 V: < 0.25 Ti: < 0.25 el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales como un material de núcleo, b) homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de núcleo después del moldeo, c) moldear un lingote de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si, homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de revestimiento después del moldeado y laminar en caliente el lingote de revestimiento a un miembro de revestimiento enrollado, d) sobreponer el lingote de núcleo y el miembro de revestimiento laminado en caliente para formar un miembro en capas e) laminar en caliente el miembro en capas y opcionalmente laminar en frío en un producto enrollado, f) opcionalmente, ínter- ecocer antes y/o entre la laminación en frío, g) opcionalmente, recocido final, y h) opcionalmente, envejecer el producto enrollado y opcionalmente inter-recocido o recocido finalmente. Adicionalmente , es posible moldear adicionalmente un lingote de capa intermedia (lingote para producir la capa intermedia) que comprende de manera preferente ya sea una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx o aluminio puro del tipo AAlxxx o una aleación de AlMgSi del tipo ??6???, opcionalmente con la adición de Zn, homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de capa intermedia después del moleado y laminación en caliente de lingote de capa intermedia a un miembro de capa intermedia, laminado (hoja laminada usada como una capa intermedia) , y sobreponer el lingote de núcleo, el miembro de capa intermedia y el miembro de revestimiento laminado en caliente (hoja laminada 20 usada como una capa de revestimiento, elaborada de otro lingote de revestimiento) para formar un miembro de múltiples capas. Aquí, es ventajoso proporcionar una ranura rectangular en el lingote de núcleo al cortar la ranura al tamaño del miembro intermedio laminado y el miembro de revestimiento laminado en caliente. Entonces, la ranura, se coloca un corte del miembro intermedio laminado y en la parte superior de esto, un corte del miembro de revestimiento laminado, posteriormente usando el borde entre el material de núcleo y el material de revestimiento para el sellado por soldadura de la estructura en capas para laminar en caliente el miembro en capas y opcionalmente laminar en frío a un producto laminado. De acuerdo a otra modalidad preferida de la presente invención, se presenta un nuevo método para producir una hoja de soldadura fuerte de múltiples capas. El método comprende la producción de una hoja de soldadura fuerte de múltiples capas o de múltiples revestimientos de aleación de aluminio, que comprende los pasos de: a) moldear un lingote de revestimiento; usando de este modo una composición como se describe anteriormente como una capa núcleo central y de manera preferente una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx o aluminio puro del tipo AAlxxx o una aleación de AlMgSi del tipo AASxxx, opcionalmente con la adición de Zn, como una capa intermedia en ambos lados de la capa núcleo central, formando de este modo el lingote de revestimiento (lingote con tres capas de material, un material central de núcleo, cubierto en ambos lados con material de capa intermedia) , b) homogeneízar y/o pre-calentar el lingote de revestimiento después del moldeado, c) moldear un lingote, de capa de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si, homogeneízar y/o pre-calentar el lingote de capa de revestimiento después del moldeado y laminación en caliente del lingote de capa de revestimiento a un miembro de revestimiento laminado, y d) sobreponer el lingote de revestimiento y el miembro de capa de revestimiento laminado en caliente para formar el miembro de múltiples capas, e) laminar en caliente el miembro de múltiples capas y opcionalmente laminar en frío el miembro de múltiples capas a un producto laminado f) opcionalmente inter-recocer antes y/o entre los pasos de laminación en frío, g) opcionalmente recocido final, y h) opcionalmente, envejecer el producto laminado y opcionalmente inter-recocido y/o recocido finalmente. Este método tiene la ventaja que el lingote de núcleo y la capa intermedia integrada en ambos lados del lingote de núcleo se moldean al mismo tiempo, reduciendo de este modo costos y ¦ el problema de cambiar las capas durante la laminación en caliente o revestimiento por laminación. Otras técnicas de revestimiento regulares tal como revestimiento por rociado o revestimiento por moldeo continuo se pueden aplicar de una manera análoga para producir el material de múltiples capas de la presente invención. La presente invención describe también un método preferido para producir un montaje soldado en fuerte como se describe anteriormente, al calentar un montaje de hojas de soldadura fuerte, que se sobreponen entre si y que se producen como se describe anteriormente, de manera preferente a través de un método para moldear un lingote de revestimiento, a la temperatura de soldadura fuerte. Un ciclo típico de soldadura fuerte comprende por ejemplo calentar una primera temperatura dentro de un primer intervalo de tiempo y a una segunda temperatura dentro de un segundo intervalo de tiempo, dejar reposar el montaje a la segunda temperatura durante un tercer intervalo de tiempo y enfriar el montaje a una cierta velocidad de enfriamiento . Como un ejemplo, la primera temperatura está en el intervalo de aproximadamente 500°C a 550 °C, la segunda temperatura está en el intervalo de aproximadamente 580 °C a 600 °C, el primer intervalo de temperatura está en un intervalo de aproximadamente 8 a 12 minutos, el segundo intervalo de tiempo está en el intervalo de aproximadamente 3 a 7 minutos, el tercer intervalo de tiempo está en un intervalo de aproximadamente 2 a 4 minutos y la velocidad de enfriamiento está típicamente en un intervalo de aproximadamente 50°C/min a 70°C/min. Se pueden aplicar varios procesos de soldadura fuerte tal como por ejemplo soldadura fuerte al vacío o soldadura fuerte con atmósfera controlada, esta última con el uso de por ejemplo el fundente NOCOLO , o soldadura fuerte sin fundente que usan de manera ventajosa níquel y/o hierro y/o cobalto. La presente invención describe por lo tanto a una hoja de soldadura fuerte, que muestra una capa núcleo en la cual los intermetálicos son pequeños y están uniformemente distribuidos . La estructura de grano de la aleación de núcleo muestra granos recristalizados , ligeramente alargados, el tamaño promedio del grano (ancho x longitud) es de aproximadamente 75 x 150 /¿m. Una concentración disminuida de cobre hacia la superficie de la capa núcleo se puede encontrar. Debido a la baja concentración de cobre en el área superficial, la aleación de núcleo muestra un potencial de corrosión significativamente menor en el área superficial, 24 aproximándose al potencial de corrosión del material de capa intermedia. Se cree que de este modo la capa intermedia protege a la capa núcleo de la corrosión perforante, en particular contra corrosión por formación de hoyuelos. Por la aleación de zinc en la capa intermedia es posible proporcionar un material con una diferencia de potencial de corrosión aún mayor, mejorando de este modo el desempeño total de corrosión, como se muestra en más detalle más adelante y en la Tabla 4.

Breve Descripción de las Figuras Lo mencionado anteriormente y otras características y ventajas de la hoja de soldadura fuerte de acuerdo a la invención llegarán a ser fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de algunas modalidades preferidas. Se muestran algunos ejemplos en las figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 muestra esquemáticamente la estructura básica de la hoja de soldadura fuerte de acuerdo a la invención; La Figura 2 muestra esquemáticamente una estructura de tres capas de la hoja de soldadura fuerte de la presente invención; La Figura 3 muestra esquemáticamente una estructura de cinco capas de acuerdo a la presente 25 invención; La Figura 4 muestra esquemáticamente una sección de un montaje soldado en fuerte con hojas de soldadura fuerte sobrepuestas de la estructura de acuerdo a la Figura 3. La Figura 1 muestra una estructura básica de la hoja de soldadura fuerte de acuerdo a la presente invención con una capa núcleo 1 y una capa 2 de revestimiento, distinta. Como se muestra en las Figuras 2 y 3, la capa 1 de núcleo puede ser revestida en ambos lados con la capa 2 de revestimiento del tipo de aleación de relleno basada a Al-Si o en un lado con la capa 2 de revestimiento y en otro lado con una capa intermedia 3. El otro lado con la capa intermedia 3 se expone a la atmósfera corrosiva. En las Figuras 3 y 4 se muestra una modalidad preferida de la presente invención, la capa 1 de núcleo se incrusta en dos distintas capas intermedias 3 que se revisten con las capas 2 de revestimiento. Al producir un montaje que contiene las hojas de soldadura fuerte de la presente invención, las capas 2 de revestimiento se acumulan en la esquina 4 de las dos hojas de soldadura fuerte, sobrepuestas, durante la soldadura fuerte, que de este modo son soldadas en fuerte conjuntamente.

Ejemplo A una escala de laboratorio, se han moldeado cinco diferentes aleaciones de aluminio de lingotes para ser usados como una capa núcleo de aleación de Al-Cu para una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de alta resistencia que tiene la siguiente composición química como se expone en la Tabla 1. Los lingotes moldeados se han cortado en bloques de laminación de aproximadamente 100 x 80 x 80 mm. Después de un tratamiento de homogenización, los bloques se revisten con una capa de relleno de soldadura fuerte de una aleación AA4045 y se laminan (a 0.4 o 1.0 mm) por una ruta de proceso comparable a una ruta de proceso normal usada para materiales de hoja de soldadura fuerte. Los materiales de múltiple revestimiento o múltiples capas entonces se recosen finalmente a una condición de 0-estado a 350 °C durante 3 horas, la velocidad de calentamiento y enfriamiento fue de aproximadamente 30°C/hora. Entonces, el material de múltiples revestimientos se "sometió a un ciclo típico de soldadura fuerte (tiempo de residencia de 4 minutos a 590 °C) . Las propiedades mecánicas de las aleaciones de múltiples revestimientos en la condición de O-estado y después de la soldadura fuerte y 30 días de envejecimiento natural se dan en la Tabla 2. 27 Tabla 1 Composición química de las aleaciones de aluminio de núcleo moldeadas DC, en por ciento en peso, resto aluminio e impurezas inevitables Tabla 2 Propiedades de tracción y alargamiento de aleaciones núcleo 1 a 5 de la Tabla 1 en condición de O-estado, y resistencia de prueba pos-soldadura fuerte después de 30 días de enve ecimiento natural (Rp(p.b.)), y temperatura de fusión incipiente (T-Fusión, medido por DSC) Aleación Rp (p.b.) T-Fusión Rp (MPa) Rm (MPa) A80 (%) Núcleo (MPa) (°C) 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 La Tabla 2 muestra que en la condición de Crestado, las aleaciones de múltiples-revestimiento son considerablemente blandas. La formabilidad valorada por el ordenamiento de las aleaciones de muíti-revestimiento fue razonablemente buena (14 a 18%) . El punto de fusión incipiente estuvo por arriba de 590 °C, en donde se ha encontrado que la adición de silicio y magnesio disminuye de manera significativa el punto de fusión incipiente donde una adición extra de aproximadamente 0.2% de silicio disminuye el punto de fusión incipiente por aproximadamente 15°C. Por lo tanto, el contenido decreciente de silicio dio por resultado un punto de fusión creciente. Especialmente, las aleaciones 4 y 5 mostraron buenas propiedades (propiedades mecánicas y punto de fusión) con un bajo contenido de silicio. Se probaron las aleaciones 2 y 4 con respecto a la resistencia a la flexión por tracción pos-soldadura fuerte y se midieron muy buenos valores de 140 MPa y 165 MPa. Adicionalmente , la aleación número 4 se ha probado adicionalmente con respecto a dos diferentes aleaciones de capa intermedia interpuestas entre la aleación de núcleo y la aleación de relleno. A una escala de laboratorio, se han moldeado dos diferentes aleaciones de aluminio, que contienen de este modo dos diferentes composiciones de aleación para la capa intermedia. Las composiciones 29 químicas se exponen en la Tabla 3.

Tabla 3 Composición química de las aleaciones de capa intermedia moldeadas DC, en por ciento en peso, Zr = 0.05, Ti = 0.05, resto aluminio e impurezas inevitables Ambas aleaciones como se muestra en la Tabla 3 se usaron en combinación con una capa de núcleo que comprende la aleación número 4 de la Tabla 1. El espesor tanto del relleno como de la capa intermedia fue 10% del espesor total. Las propiedades mecánicas pos-soldadura fuerte de ios varios materiales de muíti -revestimiento después de 35 días de envejecimiento natural se han probado y se dan en la Tabla .

Tabla 4 Propiedades mecánicas pos- soldadura fuerte después de 35 días de envejecimiento natural, desempeño de corrosión (prueba SWAAT de acuerdo a ASTM G85) de los materiales de múl iple-revestimiento, en combinación con varios espesores, fin de prueba después de 50 días Los resultados de la prueba de SWAAT muestran excelente comportamiento a la corrosión de los materiales en comparación a los materiales normales de soldadura fuerte. Además, se ha mostrado que la resistencia a la corrosión cuando se mide en una prueba de SWAAT de un material de múltiples revestimientos con una capa intermedia que comprende zinc es mejor que aquella en una con una capa intermedia que no comprende zinc. La resistencia de prueba pos-soldadura fuerte de 140 MPa de la aleación número 4 es superior a la mayoría de las aleaciones núcleo de la técnica anterior. Por lo tanto, la hoja de soldadura fuerte de 31 múltiples-revestimiento o múltiples-capas de la presente invención tiene una muy alta resistencia pos- soldadura fuerte en combinación con muy buenas propiedades a la corrosión y un punto de fusión incipiente relativamente alto, adicionando de este modo buenas propiedades de soldadura fuerte a la estructura. Habiendo descrito ahora completamente la invención, será evidente para un experto en la técnica que se pueden hacer muchos cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se describe en la presente.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de alta resistencia, que comprende una capa de núcleo de Al-Cu y al menos una capa de ¦ revestimiento, la capa de núcleo que comprende la siguiente composición (en por ciento en peso): Cu: 1.2 a 4.0; Mn: 0.06 a 1.5; Mg: 0.06 a 1.5; Si: < 0.5; Zn : < 0.4; Fe: < 0.5; y opcionalmente uno o más de: Zr: < 0.25; Cr: < 0.25; V: < 0.25; Ti: < 0.25, el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales, la capa de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si y que se aplica en al menos un lado de la capa núcleo. 2. Hoja de soldadura fuerte según la reivindicación 1, en donde la cantidad (en % en peso) de Cu en la capa de núcleo está en un intervalo de 1.2 a
2.5, y de manera más preferente en el intervalo de 1.2 a 1.8.
3. Hoja de soldadura fuerte según la reivindicación 1 o 2, en donde la cantidad (en % en peso) de Mn en la capa núcleo está en el intervalo de 0.1 a 1.0, y de manera preferente en un intervalo de 0.1 a 0.5.
4. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad (en % en peso) de Mg en la capa núcleo (1) está en un intervalo de 0.2 a 0.95, y de manera preferente en un intervalo de 0.3 a 0.8.
5. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las cantidades (en % en peso) de Si en la capa núcleo está en un intervalo de 0.1 a 0.25.
6. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad (en % en peso) de Zn en la capa núcleo está en el intervalo de hasta 0.25.
7. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad (en % en peso) de Fe en la capa núcleo está en el intervalo de hasta 0.1 a 0.4, y de manera preferente en un intervalo de 0.10 a 0.30.
8. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa de revestimiento se aplica en ambos lados de la capa núcleo.
9. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa intermedia se aplica en al menos un lado de la capa núcleo, la capa intermedia que comprende ya sea un material de ánodo de sacrificio que es menos resistente a la corrosión que la capa núcleo o un material protector que es más resistente a la corrosión que la capa núcleo.
10. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una capa intermedia se aplica en al menos un lado de la capa núcleo, la parte intermedia que tiene una diferencia de potencial de corrosión entre a capa núcleo como se mide de acuerdo a ASTM G69 de la menos 10 mV, de manera preferente de al menos 30 mV versus SCE .
11. Hoja de soldadura fuerte según la reivindicación 10, en donde la capa intermedia comprende ya sea una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx o aluminio puro del tipo AAlxxx o una aleación de AlMgSi del tipo AA6xxx, cada uno opcionalmente con la adición de hasta 3% de Zn.
12. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde la capa intermedia que comprende una composición de aleación de Al-Mn que comprende la siguiente composición (en % en peso) : Mn: 0.8 a 1.5; Si: < 0.5; Cu: < 0.5; Mg : < 0.3; Fe: < 0.5; Ti: < 0.2; el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales
13. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde la capa intermedia comprende Zn, además de o en lugar de Mn, en un intervalo de (en % en peso) 0.5 a 2.5 y de manera preferente en un intervalo de 1.0 a 1.5
14. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa de revestimiento se forma en ambos lados de la capa núcleo, en 35 donde la capa intermedia se forma en al menos un lado de la capa núcleo entre la capa núcleo y la capa de revestimiento.
15. Montaje de soldado en fuerte que comprende una hoja de soldadura fuerte como se reivindica en una de las reivindicaciones anteriores, y en donde el montaje está compuesto de cuatro a cinco hojas en capas de soldadura fuerte, que comprende una capa núcleo, una capa intermedia en cada lado de la capa núcleo y una capa de revestimiento en al menos una capa intermedia.
16. Montaje de soldado en fuerte según la reivindicación 15, en donde las múltiples hojas de soldadura fuerte se sobreponen entre sí de modo que la capa intermedia que no está cubierta alternativamente por una capa de revestimiento está dando hacia fuera, y las hojas sobrepuestas soldadas en fuerte se unen conjuntamente al soldar en fuerte capas de revestimiento opuestas.
17. Uso de una aleación de aluminio según una de las reivindicaciones 1 a 7 en un producto de hoja de soldadura fuerte o en un montaje soldado en fuerte según las reivindicaciones 15 o 16.
18. Método para producir una hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio que tiene alta resistencia y buena resistencia a la corrosión, que comprende los pasos de: a) moldear un lingote de núcleo con la siguiente composición (en por ciento en peso) : Cu: 1.2 a 4.0; Mn: 0.06 a 1.5; Mg: 0.06 a 1.5; Si: = 0.5; Fe: = 0.5,; opcionalmente uno o más de: Zr: = 0.25; Cr: = 0.25; V: = 0.25; Ti: = 0.25 el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales como un material de núcleo;b) homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de núcleo después del moldeado; c) moldear un lingote de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si, homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de revestimiento después del moldeado y laminación en caliente del lingote de revestimiento a un miembro de revestimiento laminado; d) sobreponer el lingote de núcleo y el miembro de revestimiento alargado caliente para formar un miembro laminado; e) laminar en caliente el miembro en capas y opcionalmente laminar el frío del miembro en capas en un producto laminado; f) opcionalmente, inter-recocer el miembro en capas entre los pasos de laminación en frío: g) opcionalmente recocido final, y h) envejecer el producto laminado y opcionalmente inter-recocido/recocido final .
19. Método según la reivindicación 18, en donde adicionalmente se moldea un lingote de capa intermedia que comprende de manera preferente ya sea una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx o aluminio puro del tipo AAlxxx o una aleación de AlMgSi del tipo AA6xxx, opcionalmente con la adición de Zn hasta 3% en peso, homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de capa intermedia 37 después del moldeado y laminación en caliente del lingote de capa intermedia a un miembro laminado de capa intermedia y sobreponer el lingote de núcleo, el miembro de capa intermedia y el miembro de revestimiento laminado en caliente para formar el miembro en capas .
20. Método según la reivindicación 18, en donde a) moldear el lingote de múltiple-revestimien o, usando de este modo una composición como se reivindica en la reivindicación 18 con una capa central de núcleo y una composición de aleación de Al-Mn del tipo AA3xxx o aluminio puro del tipo AAlxxx o una aleación de AlMgSi del tipo AA6xxx, opcionalmente con la adición de Zn, como una capa intermedia en ambos lados de la capa central de núcleo, formando de este modo el lingote de múltiple-revestimiento, b) homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de multi-revestimiento después del moldeado; c) moldear un lingote de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al-Si, homogeneizar y/o pre-calentar el lingote de revestimiento después del moldeado y laminación en caliente del lingote de revestimiento a un miembro de revestimiento laminado, y d) sobreponer el lingote de multi-revestimiento y el miembro de revestimiento laminado en caliente para formar el miembro en capas .
21. Hoja de soldadura fuerte de aleación de aluminio de alta resistencia, que comprende una capa núcleo de Al -Cu y al menos una capa de revestimiento, la capa núcleo que consiste esencialmente en la siguiente composición (en por ciento en peso) : Cu: 1.2 a 4.0; Mn: 0.06 a 1.5; Mg: 0.06 a 1.5; Si: < 0.5; Zn : < 0.4; Fe: < 0.5; y opcionalmente uno o más de: Zr: = 0.25; Cr: = 0.25; V: < 0.25; Ti: = 0.25; el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales, la capa de revestimiento que comprende una aleación de relleno basada en Al -Si y que se aplica en al menos un lado de la capa núcleo.
22. Hoja de soldadura fuerte según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde la capa intermedia que comprende una composición de aleación de Al-Mn que consiste esencialmente de la siguiente composición (en por ciento en peso) : Mn: 0.8 a 1.5; Si: = 0.5; Cu: < 0.5; Mg: < 0.3; Fe: < 0.5; Ti: = 0.2, el resto esencialmente aluminio y elementos e impurezas incidentales.