JP2000297338A - アルカリ環境下および酸性環境下での耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents

アルカリ環境下および酸性環境下での耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材

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JP2000297338A
JP2000297338A JP11102139A JP10213999A JP2000297338A JP 2000297338 A JP2000297338 A JP 2000297338A JP 11102139 A JP11102139 A JP 11102139A JP 10213999 A JP10213999 A JP 10213999A JP 2000297338 A JP2000297338 A JP 2000297338A
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sacrificial anode
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Masakazu Edo
正和 江戸
Shu Kuroda
周 黒田
Ken Toma
建 当摩
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金
クラッド材を提供する。 【解決手段】 Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1
〜1.0%を含有し、必要に応じてFe:0.4〜1.
5%、またはFe:0.4〜1.5%およびSi:0.
1〜1.0%を含有し、さらに必要に応じてTi:0.
05〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%の内の1種
または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成のAl合金からなる芯材と、Al−Si系あ
るいはAl−Si−Zn系ろう材と、Fe:0.3〜
2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種または2
種を含有し、さらに必要に応じてSi:0.1〜0.8
%またはIn:0.005〜0.2%、Sn:0.05
〜0.2%の内の1種もしくは2種を含有し、残りがA
lおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材とか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルカリ環境下
から酸性環境下に至る広範囲pH領域での耐食性に優れ
た熱交換器などの構造用部材として用いるアルミニウム
合金クラッド材に関するものであり、これれらアルミニ
ウム合金クラッド材はフラックスを用いる不活性ガス雰
囲気ろう付けおよび真空ろう付けにより製造される自動
車のラジエーターやヒーターコアなどのアルミニウム製
熱交換器の冷媒流通経路構造部材、例えばチューブ材と
して適用できるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のラジエーターやヒーター
コアのチューブ材としては、Al−Mn系合金からなる
芯材の片面にAl−Si系ろう材あるいはAl−Si−
Zn系ろう材をクラッドし、芯材の他方の片面に、犠牲
陽極皮材としてAl−Zn系合金をクラッドした3層の
アルミニウム合金クラッド材が使用されている。最も一
般的に用いられるアルミニウム合金クラッド材として
は、JIS 3003(重量%で、Mn:1.0〜1.
5%、Cu:0.1〜0.2%、Si:0.6%以下、
Fe:0.75%以下、残部:Alおよび不可避不純物
からなるAl−Mn系合金)を芯材とし、その芯材の片
面にJIS 7072からなるAl−Zn系合金犠牲陽
極皮材をクラッドし、芯材の他方の片面にAl−Si系
あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドしてなる
アルミニウム合金クラッド材は知られている。
【0003】前記アルミニウム合金クラッド材のAl−
Si系あるいはAl−Si−Zn系ろう材は、ろう付け
時にチューブ材とフィン材の接合、およびチューブ材と
ヘッダープレートとの接合に用いられ、犠牲陽極皮材は
芯材との電気化学的性質の違いにより皮材を主として腐
食し、芯材での孔食の成長を抑制する作用をなすもので
ある。これらアルミニウム合金クラッド材は、ラジエー
ターやヒーターコアのチューブ材として熱交換器に使用
した場合、弱酸性から中性領域では優れた犠牲陽極効果
を発揮する。したがって、不凍液と防錆剤からなるLL
C(ロングライフクーラント)を5〜50%程度添加し
た熱交換器の冷却水は中性から弱アルカリ性(pH8以
下)になるように制御されている。しかし、実際に使用
されるLLC(ロングライフクーラント)を添加した冷
却水は、LLCが粗悪品であったり金属イオンが溶け込
むことによってpH9以上の強アルカリ性を示すことが
多々あり、pH9以上の強アルカリ性となった冷却水を
内蔵した熱交換器は早期に孔食が発生して寿命が短くな
る。
【0004】これらを改良するために、重量%で(以下
%は重量%を示す) (a)Mn:1.0〜1.5%、Fe:0.7%以下、
Si:0.6%以下、Cu:0.05〜0.2%、Z
n:0.1%以下を含有し、残りがAlおよび不可避不
純物からなる組成のAl合金からなる芯材の一方の片面
に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn系ろう材を
クラッドし、該芯材の他方の片面に、Zn:0.1〜
1.5%、Fe:0.7を越え〜1.2%を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮
材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミ
ニウム合金クラッド材(特開平10−17967号公報
参照)、 (b)Mn:0.3〜2.0%およびCu:0.10〜
0.8%の1種または2種を含有し、必要に応じてM
g:0.1〜0.5%、Si:0.1〜1%を含有し、
さらに必要に応じてCr:0.05〜0.3%、Zr:
0.05〜0.3%、Ti:0.05〜0.3%、B:
0.01〜0.1%の内の1種または2種以上を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl
合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるい
はAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他
方の片面に、Zn:1.5〜4.0%、Fe:0.5%
を越え3%以下を含有し、必要に応じてMg:0.1〜
2.5%、Sn:0.01〜0.2%、Ga:0.01
〜0.2%の内の1種または2種以上を含有し、さらに
Cr:0.05〜0.3%、Zr:0.05〜0.3
%、Ti:0.05〜0.3%、B:0.01〜0.
1、Mn:0.1〜2.0%、Si:0.1〜1%の内
の1種または2種以上を含有し、残りがAlおよび不可
避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてな
る耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
材(特開平10−72632号公報参照)、などが提案
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の改良された
アルミニウム合金クラッド材で作製したラジエーターや
ヒーターコアのチューブに、弱酸性溶液からアルカリ性
溶液まで広範囲のpH領域の冷却水を流すと良好な耐食
性が得られるが、その耐食性はいまだ十分でなく、更な
る耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材が求めら
れている。特に、近年、自動車の熱交換器は一層の高性
能化、軽量化、低コスト化が求められており、このため
チューブの薄肉化が年々進んでいる。しかし、チューブ
を薄肉化すると、これまで以上に耐食性が必要となる
が、冷却水に添加したLLC(ロングライフクーラン
ト)が粗悪品でpH9以上の強アルカリ性を示す場合、
前記従来の改良された熱交換器用アルミニウム合金クラ
ッド材で作製したラジエーターやヒーターコアのチュー
ブでは早期に貫通孔が発生して十分な寿命が得られない
という課題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、弱
酸性および中性の冷却水を循環させた場合に十分な耐食
性が得られることは勿論のこと、pH9以上の強アルカ
リ性の冷却水を使用して十分な耐食性が得られるアルミ
ニウム合金クラッド材を得るべく研究を行った結果、
(a)従来の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
は、犠牲陽極皮材にZnを多量に含んでおり、このZn
を含む犠牲陽極皮材をクラッドしたアルミニウム合金ク
ラッド材からなるラジエーターやヒーターコアのチュー
ブにpH9以上の強アルカリ性の冷却水を循環させる
と、Znを含む犠牲陽極皮材に形成される水酸化皮膜は
脆い皮膜であってかつ剥がれやすいところから、特にp
H9以上の強アルカリ性の冷却水を高速で循環させると
早期に皮膜が剥がされ、犠牲陽極皮材の消耗が早くなっ
て、結果としてチューブの寿命が短くなる、(b)その
ため、犠牲陽極皮材としてZnを添加せずに脆く剥がれ
やすい皮膜の生成を阻止し、さらにFe、Niの内の1
種または2種を添加して生成する水酸化皮膜を面食型の
腐食形態に制御し、一方、犠牲陽極皮材と芯材との電位
差は芯材にCuを添加して芯材を一層貴にすることによ
り確保し、かかるZnを添加せずFe、Niを添加した
犠牲陽極皮材とCuを添加した芯材をクラッドしたアル
ミニウム合金クラッド材からなるラジエーターやヒータ
ーコアのチューブは、特にpH9以上の強アルカリ性の
冷却水に対する耐食性が向上し、従来よりも一層寿命が
長くなる、(c)前記Cuを添加した組成の芯材にZn
を含まない組成の犠牲陽極皮材をクラッドしたアルミニ
ウム合金クラッド材の具体的構成は、 (i)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成のAl合金からなる芯材、 (ii)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、さらにFe:0.4〜1.5%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金
からなる芯材、 (iii )Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.
0%を含有し、さらにFe:0.4〜1.5%、Si:
0.1〜1.0%を含有し、残りがAlおよび不可避不
純物からなる組成のAl合金からなる芯材、 (iv)前記(i)〜(iii )の芯材にさらにTi:0.
05〜0.2%,Zr:0.05〜0.2%の内の1種
または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成のAl合金からなる芯材と、これら(i)〜
(iv)の内のいずれかの芯材の一方の片面に、Al−S
i系あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、
該(i)〜(iv)の内のいずれかの芯材の他方の片面
に、 (I)Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不
可避不純物からなる組成のAl合金からなる犠牲陽極皮
材、 (II)Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、さらにSi:0.1
〜0.8%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成のAl合金からなる犠牲陽極皮材、 (III )Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.
0%の内の1種または2種を含有し、さらにIn:0.
005〜0.5%,Sn:0.005〜0.5%の内の
1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純
物からなる組成のAl合金からなる犠牲陽極皮材、の内
のいずれかの犠牲陽極皮材をクラッドしてなることが好
ましい、という研究結果が得られたのである。
【0007】この発明は、かかる研究結果に基づいて成
されたものであって、 (1)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si
系あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該
芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、残り
がAlおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材
をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニ
ウム合金クラッド材、 (2)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、残りがAlおよ
び不可避不純物からなる組成のAl合金からなる芯材の
一方の片面に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn
系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:
0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種
または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に
優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、 (3)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、残り
がAlおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材
をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニ
ウム合金クラッド材、 (4)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不
可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドして
なる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
ド材、 (5)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、さらにTi:
0.05〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%の内の
1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純
物からなる組成のAl合金からなる芯材の一方の片面
に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn系ろう材を
クラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜
2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種または2
種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱
交換器用アルミニウム合金クラッド材、 (6)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不
可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドして
なる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
ド材、 (7)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si
系あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該
芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、さら
にSi:0.1〜0.8%を含有し、残りがAlおよび
不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドし
てなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラ
ッド材、 (8)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、残りがAlおよ
び不可避不純物からなる組成のAl合金からなる芯材の
一方の片面に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn
系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:
0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種
または2種を含有し、さらにSi:0.1〜0.8%を
含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成の
犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換
器用アルミニウム合金クラッド材、 (9)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、さら
にSi:0.1〜0.8%を含有し、残りがAlおよび
不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドし
てなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラ
ッド材、 (10)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、さらにSi:0.1
〜0.8%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に
優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、 (11)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、さらにTi:
0.05〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%の内の
1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純
物からなる組成のAl合金からなる芯材の一方の片面
に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn系ろう材を
クラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜
2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種または2
種を含有し、さらにSi:0.1〜0.8%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極
皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アル
ミニウム合金クラッド材、 (12)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、さらにSi:0.1
〜0.8%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物か
らなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に
優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、 (13)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si
系あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該
芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、さら
にIn:0.005〜0.5%,Sn:0.005〜
0.5%の内の1種または2種を含有し、残りがAlお
よび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッ
ドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金
クラッド材、 (14)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、残りがAlおよ
び不可避不純物からなる組成のAl合金からなる芯材の
一方の片面に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn
系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:
0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種
または2種を含有し、さらにIn:0.005〜0.5
%,Sn:0.005〜0.5%の内の1種または2種
を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交
換器用アルミニウム合金クラッド材、 (15)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
材の他方の片面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:
0.1〜1.0%の内の1種または2種を含有し、さら
にIn:0.005〜0.5%,Sn:0.005〜
0.5%の内の1種または2種を含有し、残りがAlお
よび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッ
ドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金
クラッド材、 (16)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、さらにIn:0.0
05〜0.5%,Sn:0.005〜0.5%の内の1
種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物
からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性
に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、 (17)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%を含有し、さらにTi:
0.05〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%の内の
1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純
物からなる組成のAl合金からなる芯材の一方の片面
に、Al−Si系あるいはAl−Si−Zn系ろう材を
クラッドし、該芯材の他方の片面に、Fe:0.3〜
2.0%、Ni:0.1〜1.0%の内の1種または2
種を含有し、さらにIn:0.005〜0.5%,S
n:0.005〜0.5%の内の1種または2種を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成の犠牲
陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用
アルミニウム合金クラッド材、 (18)Mn:0.8〜1.8%、Cu:0.1〜1.0
%、Fe:0.4〜1.5%、Si:0.1〜1.0%
を含有し、さらにTi:0.05〜0.2%、Zr:
0.05〜0.2%の内の1種または2種を含有し、残
りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金か
らなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl
−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片
面に、Fe:0.3〜2.0%、Ni:0.1〜1.0
%の内の1種または2種を含有し、さらにIn:0.0
05〜0.5%,Sn:0.005〜0.5%の内の1
種または2種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物
からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性
に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、に特
徴を有するものである。
【0008】まず、この発明の熱交換器用アルミニウム
合金クラッド材の成分組成を上述のごとく限定した理由
を述べる。 (A)芯材 Mn:芯材に含まれるMnは、芯材素地中にAl−Mn
金属間化合物として分散し、耐食性を低下させることな
く強度を向上せしめる成分であるが、その含有量が0.
8%未満では所望の効果が得られず、一方、1.8%を
越えて含有すると粗大な金属間化合物の生成によって加
工性を劣化させるので好ましくない。したがって、Mn
の含有量を0.8〜1.8%に定めた。Mnの含有量の
いっそう好ましい範囲は1.0〜1.5%である。
【0009】Cu:芯材に含まれるCuは、マトリック
スに固溶して芯材の強度を向上させると共に、芯材の電
位を貴にして、犠牲陽極皮材およびろう材との電位差を
大きくする作用を有するが、その含有量が0.1%未満
では所望の効果が得られず、一方、1.0%を越えて含
有すると芯材の融点が低下するためろう付け時に材料が
溶融しやすく、さらに粒界腐食が起こりやすくなり、耐
食性が低下するので好ましくない。したがって、Cuの
含有量を0.1〜1.0%に定めた。Cuの含有量の一
層好ましい範囲は0.3〜0.7%である。
【0010】Fe:Feは、素地中にAl−Fe金属間
化合物を微細に分散させるために面食の腐食形態とな
り、腐食速度を遅くするが、その含有量が0.4%未満
では所望の効果が得られず、一方、1.5%を越えると
芯材の自己腐食性が増大するので好ましくない。したが
って、Feの含有量は、0.4〜1.5%に定めた。F
eの含有量のいっそう好ましい範囲は0.5〜1.2%
である。
【0011】Si:Siは、Mnと共存させることによ
りAl−Mn−Si金属間化合物となって素地中に分
散、あるいはマトリックスに固溶して芯材の強度を向上
させる作用を有するが、その含有量が0.1%未満では
所望の効果が得られず、一方、1.0%を越えて含有す
ると芯材の融点を低下させるので好ましくない。したが
って、Siの含有量を0.1〜1.0%に定めた。Si
の含有量のいっそう好ましい範囲は0.2〜0.5%で
ある。
【0012】Ti、Zr:芯材に含まれるこれら成分
は、ろう付け後に微細な金属間化合物として素地中に分
散し、芯材の強度を向上させる作用を有するので必要に
応じて添加するが、その含有量がTi:0.05%未
満、Zr:0.05%未満では所望の効果が得られず、
一方、Ti:0.2%、Zr:0.2%をそれぞれ越え
ると加工性を阻害するので好ましくない。したがって、
Ti:0.05〜0.2%、Zr:0.05〜0.2%
に定めた。
【0013】(B)犠牲陽極皮材 Fe:Feは、素地中にAl−Fe金属間化合物を微細
に分散させるために、そこを起点として材料表面に微小
ピットが多数発生するが、その数が多く材料表面に均一
に分布するため腐食深さは浅くなり、腐食形態は面食と
なるため、深い孔食は発生しない。しかし犠牲陽極皮材
に含まれるFeの含有量が0.3%未満では所望の効果
が得られず、一方、2.0%を越えると犠牲陽極皮材の
自己腐食性が増大するので好ましくない。したがって、
Feの含有量は、0.3〜2.0%に定めた。Feの含
有量の一層好ましい範囲は0.5〜1.0%である。
【0014】Ni:Niは、Feと同様に素地中にAl
−Ni金属間化合物を微細に分散させるために、そこを
起点として材料表面に微小ピットが多数発生するが、そ
の数が多く材料表面に均一に分布するため腐食深さは浅
くなり、腐食形態は面食となるため、深い孔食は発生し
ない。しかし犠牲陽極皮材に含まれるNiの含有量が
0.1%未満では所望の効果が得られず、一方、1.0
%を越えると犠牲陽極皮材の自己腐食性が増大するので
好ましくない。したがって、Niの含有量は、0.1〜
1.0%に定めた。Niの含有量の一層好ましい範囲は
0.3〜0.7%である。NiはFeと同様の作用を有
するが、前記効果はNiの方がFeよりも大である。
【0015】Si:Siは、Mnと共存させることによ
りAl−Mn−Si金属間化合物となって素地中に微細
に分散し、孔食の発生起点となることにより特に酸性環
境中での腐食形態を面食にする作用を有するが、その含
有量が0.1%未満では所望の効果が得られず、一方、
0.8%を越えて含有させると、自己腐食性が増大する
ので好ましくない。したがって、Siの含有量を0.1
〜0.8%に定めた。Siの含有量のいっそう好ましい
範囲は0.3〜0.5%である。
【0016】In、Sn:これら成分は、犠牲陽極皮材
の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を一層有効
なものにし、芯材の孔食の発生を防止する作用を有する
ので必要に応じて添加するが、その含有量がIn:0.
005%未満、Sn:0.005%未満では所望の効果
が得られず、一方、In:0.2%、Sn:0.2%を
それぞれ越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好
ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のInおよび
Snの含有量は、それぞれIn:0.005〜0.2
%、Sn:0.005〜0.2%に定めた。
【0017】(C)ろう材 この発明の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材で使
用するろう材は、通常のAl−Si系あるいはAl−S
i−Zn系ろう材であればよく、特に限定されるもので
はないが、ろう材中に含まれるSiは融点を下げると共
に流動性を付与する成分であり、その含有量が5%未満
では所望の効果が得られず、一方、15%を越えて含有
するとかえって流動性が低下するので好ましくない。し
たがって、ろう材中のSiの含有量を5〜15%に定め
た。ろう材中のSiの含有量のいっそう好ましい範囲は
7〜11%である。また、Al−Si−Zn系ろう材に
含まれるZnは1.0〜5.0%が好ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】表1〜表3に示す成分組成のAl
合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このイン
ゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、
厚さ:150mmの熱延板からなる芯材a〜Dを作製し
た。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】 (*印は、この発明の範囲から外れている値を示す)
【0022】さらに、表4〜5に示す成分組成のAl合
金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴ
ットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚
さ:30mmの熱延板からなる犠牲陽極皮材ア〜トを作
製した。
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】一方、表6に示す成分組成のAl合金を溶
解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを
通常の条件で熱間圧延を行い、厚さ:20mmの熱延板
からなるろう材〜を作製した。
【0026】
【表6】
【0027】これら表1〜表3の芯材a〜D、表4〜表
5の犠牲陽極皮材ア〜トおよび表6のろう材〜を表
7〜表10に示される組み合わせにしたがって重ね合わ
せ、熱間圧延にてクラッドし、引き続いて中間焼鈍を行
ったのち、冷間圧延を行うことによりいずれも板厚:
0.25mm、犠牲陽極皮材およびろう材にクラッド率
がそれぞれ15%および10%で調質H14の本発明ク
ラッド材1〜63、比較クラッド材1〜3および従来ク
ラッド材を作製した。これら本発明クラッド材1〜6
3、比較クラッド材1〜3および従来クラッド材を用い
てそれぞれの試験片を作製し、これら試験片を600℃
に3分間保持した後、冷却速度:100℃/min.で
室温まで冷却するろう付けを想定した熱処理を行い、そ
の後、下記の条件の腐食試験を行った。
【0028】腐食試験1 Cl- :100ppm,SO4 2-:300ppm,Fe
3+:50ppmを含む水溶液(pH:3.0)を腐食液
として用意し、前記本発明クラッド材1〜63、比較ク
ラッド材1〜3および従来クラッド材の熱処理した試験
片を自動車用熱交換器の冷却水を想定して、流速:1m
/sec.で流れている温度:80℃の腐食液の中に8
時間浸漬保持した後、室温の静止腐食液の中に16時間
浸漬保持すると云う温度サイクルを加える操作を30日
間行い、30日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの
最大腐食深さを測定し、その測定結果を表7〜表10に
示した。
【0029】腐食試験2 粗悪LLCの使用を想定してCl- :100ppm,S
4 2-:300ppmを含む水溶液をNaOHでpH1
1に調整した水溶液を腐食液として用意し、前記本発明
クラッド材1〜63、比較クラッド材1〜3および従来
クラッド材の熱処理した試験片を流速:1m/sec.
で流れている温度:80℃の腐食液の中に8時間浸漬保
持した後、室温の静止腐食液の中に16時間に浸漬保持
すると云う温度サイクルを加える操作を60日間行い、
60日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの最大腐食
深さを測定し、その測定結果を表7〜表10に示した。
【0030】
【表7】
【0031】
【表8】
【0032】
【表9】
【0033】
【表10】
【0034】表7〜表10に示される結果から、本発明
クラッド材1〜63は、従来クラッド材に比べて、表面
からの最大腐食深さが極めて小さいところから、耐食性
に優れていることが分かる。また、芯材にCuが含まれ
ない比較クラッド材1〜3は耐食性またはその他の特性
が劣ることも分かる。
【0035】
【発明の効果】上述のように、この発明のクラッド材は
耐食性に優れているため、この発明のクラッド材を用い
て作製した熱交換器は、広範囲のpHの冷却水を使用し
ても貫通することなく長期間使用することができ、産業
上優れた効果をもたらすものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F28F 21/08 F28F 21/08 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Mn:0.8〜1.8%、 Cu:0.1〜1.0%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
    あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
    材の他方の片面に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可
    避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてな
    ることを特徴とするアルカリ環境下および酸性環境下で
    の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
    材。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Mn:0.8〜1.8%、 Cu:0.1〜1.0%、 を含有し、さらに、 Fe:0.4〜1.5%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
    あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
    材の他方の片面に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可
    避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてな
    ることを特徴とするアルカリ環境下および酸性環境下で
    の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
    材。
  3. 【請求項3】 重量%で、 Mn:0.8〜1.8%、 Cu:0.1〜1.0%、 を含有し、さらに、 Fe:0.4〜1.5%、 を含有し、さらに、 Si:0.1〜1.0%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系
    あるいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯
    材の他方の片面に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可
    避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてな
    ることを特徴とするアルカリ環境下および酸性環境下で
    の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
    材。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の芯材に、さ
    らに Ti:0.05〜0.2%、 Zr:0.05〜0.2%、 の内の1種または2種を含有する組成のAl合金からな
    る芯材の一方の片面に、Al−Si系あるいはAl−S
    i−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面
    に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、残りがAlおよび不可
    避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてな
    ることを特徴とするアルカリ環境下および酸性環境下で
    の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
    材。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の組成の
    Al合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あ
    るいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材
    の他方の片面に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、さらに、 Si:0.1〜1.0%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    の犠牲陽極皮材をクラッドしてなることを特徴とするア
    ルカリ環境下および酸性環境下での耐食性に優れた熱交
    換器用アルミニウム合金クラッド材。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3または4記載の組成の
    Al合金からなる芯材の一方の片面に、Al−Si系あ
    るいはAl−Si−Zn系ろう材をクラッドし、該芯材
    の他方の片面に、 Fe:0.3〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 の内の1種または2種を含有し、さらに、 In:0.005〜0.2%、 Sn:0.005〜0.2%、 の内の1種または2種をを含有し、残りがAlおよび不
    可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドして
    なることを特徴とするアルカリ環境下および酸性環境下
    での耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
    ド材。
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WO2004054750A1 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Brazing sheet product having a clad layer and a coated layer of iron alloy and method of its manufacture
US7056597B2 (en) 2002-12-13 2006-06-06 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Brazing sheet product and method of its manufacture
US7078111B2 (en) 2002-12-13 2006-07-18 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Brazing sheet product and method of its manufacture
CN103343264A (zh) * 2013-07-15 2013-10-09 南通恒秀铝热传输材料有限公司 家用空调用钎焊式用铝合金材料及其制备方法

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