JP2002273597A - 非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシート - Google Patents
非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシートInfo
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- JP2002273597A JP2002273597A JP2001074258A JP2001074258A JP2002273597A JP 2002273597 A JP2002273597 A JP 2002273597A JP 2001074258 A JP2001074258 A JP 2001074258A JP 2001074258 A JP2001074258 A JP 2001074258A JP 2002273597 A JP2002273597 A JP 2002273597A
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Abstract
させることができる非腐食性フラックスろう付け用アル
ミニウム合金製ブレージングシートを提供する。 【解決手段】 第1のアルミニウム合金層1の相異なる
表面上に、夫々第2及び第3のアルミニウム合金層2、
3が形成され、第2のアルミニウム合金層の表面上にS
iを含有するろう材層4が形成されている。第1のアル
ミニウム合金層は、Mg:0.4乃至1.0質量%、S
i:0.4乃至1.0質量%及びMn:0.3乃至1.
0質量%を含有するか、又はMg:0.8乃至1.5質
量%、Zn:4.5乃至6.5質量%及びMn:0.3
乃至1.0質量%を含有する。第2及び第3のアルミニ
ウム合金層は、Si:0.3乃至1.3質量%、Cu:
0.3乃至1.0質量%及びMn:0.3乃至1.5質
量%を含有しMg含有量が0.2質量%以下に規制さ
れ、その厚さは50乃至100μmである。
Description
タコア等の熱交換器用部材に好適な非腐食性フラックス
ろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシートに関
し、特に、ろう付け性を阻害することなく高強度化を図
った非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製
ブレージングシートに関する。
強度を高める必要がある。しかし、ノコロック法による
ろう付けにおいては、心材及びろう材に強度向上の効果
が大きいMgが含有されていると、ろう付け性が低下す
るため、Mgの含有量が規制されている。このため、高
強度化の障害となっている。
せることを目的として、心材とろう材との間にMgの拡
散を防止する拡散防止層を設けたブレージングシートが
提案されている(特開平2−11291号公報及び特公
平7−4662号公報)。
ラジエータ等に使用される材料のより一層の薄肉化及び
これに伴う高強度化の要請が高まっており、これらの公
報に開示された従来のブレージングシートでは、十分な
強度が得られないという問題点がある。
のであって、ろう付け性を維持しつつ強度をより一層向
上させることができる非腐食性フラックスろう付け用ア
ルミニウム合金製ブレージングシートを提供することを
目的とする。
ラックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシ
ートは、Mg:0.4乃至1.0質量%、Si:0.4
乃至1.0質量%及びMn:0.3乃至1.0質量%を
含有する第1のアルミニウム合金層と、Si:0.3乃
至1.3質量%、Cu:0.3乃至1.0質量%及びM
n:0.3乃至1.5質量%を含有しMg含有量が0.
2質量%以下に規制され厚さが50乃至100μmであ
り夫々前記第1のアルミニウム合金層の相異なる表面上
に形成された第2及び第3のアルミニウム合金層と、前
記第2のアルミニウム合金層の表面上に形成されSiを
含有するろう材層と、を有することを特徴とする。
付け用アルミニウム合金製ブレージングシートは、M
g:0.8乃至1.5質量%、Zn:4.5乃至6.5
質量%及びMn:0.3乃至1.0質量%を含有する第
1のアルミニウム合金層と、Si:0.3乃至1.3質
量%、Cu:0.3乃至1.0質量%及びMn:0.3
乃至1.5質量%を含有しMg含有量が0.2質量%以
下に規制され厚さが50乃至100μmであり夫々前記
第1のアルミニウム合金層の相異なる表面上に形成され
た第2及び第3のアルミニウム合金層と、前記第2のア
ルミニウム合金層の表面上に形成されSiを含有するろ
う材層と、を有することを特徴とする。
ニウム合金層の組成並びに第2及び第3のアルミニウム
合金層の厚さを適正な値に規定しているので、ろう付け
性を維持しながら、強度がより一層向上する。
Cu:0.1乃至1.0質量%を含有することが好まし
い。
からなるろう材を前記第2のアルミニウム合金層の表面
上にクラッドすることにより、又はAl−Si系合金粉
末若しくはSi粉末を前記第2のアルミニウム合金層の
表面上に塗布することにより形成することができる。
記ろう材層と前記第2のアルミニウム合金層との界面及
び前記第3のアルミニウム合金層の表面におけるMg濃
度が0.2質量%以下であることが好ましい。
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、図1に示すように、
適切な組成の第1のアルミニウム合金層1の相異なる表
面上に、夫々適切な組成の第2及び第3のアルミニウム
合金層2、3を形成し、第2のアルミニウム合金層の表
面上にSiを含有するろう材層4を形成することによ
り、ろう付け性を阻害することなく高強度化することが
できることを見出した。
う付け用アルミニウム合金製ブレージングシートについ
て、更に説明する。先ず、第1のアルミニウム合金層に
含有される化学成分及び組成限定理由について説明す
る。
4乃至1.0質量%、Si:0.4乃至1.0質量%及
びMn:0.3乃至1.0質量%を含有するか、又はM
g:0.8乃至1.5質量%、Zn:4.5乃至6.5
質量%及びMn:0.3乃至1.0質量%を含有し、い
ずれの場合にも好ましくはCu:0.1乃至1.0質量
%を含有している。
乃至1.5質量% MgはSi又はZnと結合してMg2Si又はMgZn
2を生成すると共に、ろう付け加熱によって第2及び第
3のアルミニウム合金層中に拡散し、そこで第2及び第
3のアルミニウム合金層に含有されているSiと結合し
てMg2Siを生成する。これらの結果、強度が向上す
る。
れる場合、Mg含有量が0.4質量%未満であると、強
度の向上が不足する。一方、Mg含有量が1.0質量%
を超えると、融点の低下に伴ってバーニングが発生する
危険性がある。従って、第1のアルミニウム合金層にS
iが含有される場合のMg含有量は0.4乃至1.0質
量%とする。
れる場合、Mg含有量が0.8質量%未満であると、強
度の向上が不足する。一方、Mg含有量が1.5質量%
を超えると、融点の低下に伴ってバーニングが発生する
危険性がある。従って、第1のアルミニウム合金層にZ
nが含有される場合のMg含有量は0.8乃至1.5質
量%とする。
に寄与する。Si含有量が0.4質量%未満であると、
強度の向上が不足する。一方、Si含有量が1.0質量
%を超えると、融点の低下に伴ってバーニングが発生す
る危険性がある。従って、第1のアルミニウム合金層の
Si含有量は0.4乃至1.0質量%とする。
に寄与する。Zn含有量が4.5質量%未満であると、
強度の向上が不足する。一方、Zn含有量が6.5質量
%を超えると、融点の低下に伴ってバーニングが発生す
る危険性がある。従って、第1のアルミニウム合金層の
Zn含有量は4.5乃至6.5質量%とする。
し、これに伴って強度低下が低下することがあるが、M
nはこのような強度の低下を防止することができる。M
n含有量が0.3質量%未満であると、その効果が小さ
い。一方、Mn含有量が1.0質量%を超えると、Si
との間で金属間化合物を生成し、逆に強度を低下させ
る。従って、第1のアルミニウム合金層のMn含有量は
0.3乃至1.0質量%とする。
%未満であると、その効果は小さい。一方、Cu含有量
が1.0質量%を超えると、融点の低下に伴ってバーニ
ングが発生する危険性がある。従って、第1のアルミニ
ウム合金層のCu含有量は0.1乃至1.0質量%であ
ることが好ましい。
に含有される化学成分及び組成限定理由について説明す
る。第2及び第3のアルミニウム合金層は、第1のアル
ミニウム合金層の組成に拘わらず、Si:0.3乃至
1.3質量%、Cu:0.3乃至1.0質量%及びM
n:0.3乃至1.5質量%を含有し、且つMgの含有
量が0.2質量%以下に規制されている。また、第2及
び第3のアルミニウム合金層の厚さは50乃至100μ
mである。
と結合してMgSi2を生成し、強度の向上に寄与す
る。Si含有量が0.3質量%未満であると、強度の向
上が不足する。一方、Si含有量が1.3質量%を超え
ると、融点の低下に伴ってバーニングが発生する危険性
がある。従って、第2及び第3のアルミニウム合金層の
Si含有量は0.3乃至1.3質量%とする。
量が0.3質量%未満であると、強度の向上が不足す
る。一方、Cu含有量が1.0質量%を超えると、融点
の低下に伴ってバーニングが発生する危険性がある。従
って、第2及び第3のアルミニウム合金層のCu含有量
は0.3乃至1.0質量%とする。
%未満であると、強度の向上が不足する。一方、Mn含
有量が1.5質量%を超えると、粗大晶出物を生成して
圧延加工性、プレス加工性及び耐食性を低下させる虞が
ある。従って、第2及び第3のアルミニウム合金層のM
n含有量は0.3乃至1.5質量%とする。
ージングシートの表面に存在していると、フラックスと
反応してしまう。このため、ろう付け性が著しく低下
し、特にMg含有量が0.2質量%を超えたときに顕著
になる。従って、第2及び第3のアルミニウム合金層の
Mg含有量は0.2質量%以下に規制する。
満であると、第1のアルミニウム合金層から第2及び第
3のアルミニウム合金層中に拡散してきたMgが第2の
アルミニウム合金層のろう材層との界面及び第3のアル
ミニウム合金層の表面に容易に到達してしまう。このた
め、フラックスの溶融温度(例えば560℃)におい
て、前記界面及び表面におけるMg濃度が0.2質量%
を超え、ろう付け性が低下する。一方、第2及び第3の
アルミニウム合金層の厚さが100μmを超えると、強
度の向上に大きく寄与する第1のアルミニウム合金層の
相対的な厚さが小さくなるため、十分な強度が得られな
くなる。従って、第2及び第3のアルミニウム合金層の
厚さは50乃至100μmとする。
にCr、Zr及び/又はTiを添加してもよい。これら
の元素の添加により、耐食性が向上する。但し、総添加
量は0.3質量%以下であることが好ましい。
にZn、In及び/又はSn等を添加してもよい。これ
らの元素の添加により、第2及び第3のアルミニウム合
金層の腐食電位が低下するため、第1のアルミニウム合
金層に対する犠牲防食層となる。この結果、耐食性が向
上する。
このようなろう付け層は、例えばAl−Si系合金から
なるろう材を第2のアルミニウム合金層の表面上にクラ
ッドする方法、又はAl−Si系合金粉末若しくはSi
粉末を第2のアルミニウム合金層の表面上に塗布する方
法により形成することができる。
う材層と第2のアルミニウム合金層との界面及び第3の
アルミニウム合金層の表面におけるMg濃度は0.2質
量%以下であることが好ましい。即ち、560℃の温度
でのろう付けは、ろう付け後にろう材層と第2のアルミ
ニウム合金層との界面及び第3のアルミニウム合金層の
表面におけるMg濃度が0.2質量%以下となる条件の
下で行うことが好ましい。ろう付け性を維持するために
は、ろう付け後のろう材層と第2のアルミニウム合金層
との界面及び第3のアルミニウム合金層の表面における
Mg濃度が低くなっていることが重要である。特に、非
腐食性フラックスの溶融温度(例えば560℃)におけ
るMg濃度が低くなっていることが重要である。即ち、
通常ろう付け加熱は600℃程度で行われるが、例えろ
う付け加熱後にMgが前記界面又は表面に到達していた
としても、フラックスの溶融温度においてMg濃度が低
く、例えば0.2質量%以下となっていれば、フラック
スとMgとの結合による化合物の生成量は極めて少な
く、フラックスは適正に作用するため、ろう付け性が高
く維持される。従って、前記界面及び表面におけるMg
濃度は0.2質量%以下に規制することが好ましい。
求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明す
る。
有する第1乃至第3のアルミニウム合金層を組み合わせ
て心材を形成し、これらにJIS 4045に規定され
ているろう材(皮材)をクラッドして下記表3及び表4
に示すアルミニウム合金製ブレージングシートを作製し
た。なお、各ブレージングシートの総板厚は1.4mm
とした。
の評価を行った。図2はろう付け性の評価方法を示す図
であって、(a)は上面図、(b)は(a)中のA−A
線に沿った断面図である。
ルミニウム合金製ブレージングシートを酸素濃度が20
0ppm以下の雰囲気中で600℃の温度で5分間加熱
し、その後7日間室温に放置した。その後、引張試験を
行うことにより、引張強度を測定した。
に、ブレージングシートから厚さが1.4mm、幅が2
0mm、長さが60mmの試験材11を切り出し、その
上に、厚さが1.0mm、幅が15mm、長さが55m
mの被接合材12を載置した。このとき、試験材11と
被接合材12との間に直径が2mmのステンレス棒13
を介在させた。また、一のブレージングシートに対し、
試験材11のろう材層を上側にした場合の間隙充填長さ
及び第3のアルミニウム合金層を上側にした場合の間隙
充填長さの測定を行った。ここで、間隙充填長さとは、
ステンレス棒13の介在により試験材11と被接合材1
2との間に形成された間隙が充填された長さを示す。被
接合材12としては、ろう材層を上側にする場合には、
JIS 3000系アルミニウム合金板を使用し、第3
のアルミニウム合金層を上側にする場合には、JIS
3000系アルミニウム合金製の心材にJIS 404
5に規定する皮材を、皮材の厚さが全板厚に対して10
%となるようにクラッドしたブレージングシートを使用
した。
示す。なお、ろう付け後の強度の評価では、引張強度が
250N/mm2以上のものを◎、引張強度が200N
/mm2以上250N/mm2未満のものを○、引張強
度が150N/mm2以上200N/mm2未満のもの
を△、引張強度が150N/mm2未満のものを×と判
定した。また、ろう付け性の評価では、間隙充填長さが
32mm以上のものを○、間隙充填長さが32mm未満
のものを×と判定した。
1乃至No.23においては、適当な組成の第1のアル
ミニウム合金層の両面に、夫々適切な組成及び厚さの第
2及び第3のアルミニウム合金層が形成されているの
で、高い強度(200N/mm 2以上)及び良好なろう
付け性が得られた。
おいては、第2及び第3のアルミニウム合金層のSi含
有量が本発明範囲の下限未満であるので、ろう付け後の
強度が低かった。
は、第2及び第3のアルミニウム合金層のCu含有量が
本発明範囲の下限未満であるので、ろう付け後の強度が
低かった。
は、第2及び第3のアルミニウム合金層のMn含有量が
本発明範囲の下限未満であるので、ろう付け後の強度が
低かった。
は、第2及び第3のアルミニウム合金層のMg含有量が
本発明範囲の上限を超えているので、ろう付け性が低下
した。
ミニウム合金層のSi含有量が本発明範囲(請求項1)
の下限未満であるので、ろう付け後の強度が低かった。
ミニウム合金層のMn含有量が本発明範囲(請求項1)
の下限未満であるので、ろう付け後の強度が低かった。
ミニウム合金層のMg含有量が本発明範囲(請求項1)
の下限未満であるので、ろう付け後の強度が低かった。
ミニウム合金層のMg含有量が本発明範囲(請求項2)
の下限未満であるので、ろう付け後の強度が低かった。
ミニウム合金層のZn含有量が本発明範囲(請求項2)
の下限未満であるので、ろう付け後の強度が低かった。
は、第2及び第3のアルミニウム合金層の厚さが本発明
範囲の下限未満であるので、十分なろう付け性が得られ
なかった。一方、比較例No.32及びNo.40にお
いては、第2及び第3のアルミニウム合金層の厚さが本
発明範囲の上限を超えているので、ろう付け後の強度が
低かった。
トを560℃に加熱し、その加熱時間を調整することに
より、ろう材層と第2のアルミニウム合金層との界面及
び第3のアルミニウム合金層の表面におけるMg濃度を
変化させ、前述の方法によりろう付け性の評価を行った
ところ、下記表8に示す結果が得られた。
アルミニウム合金層との界面及び第3のアルミニウム合
金層の表面におけるMg濃度が0.2質量%以下となる
時間だけ加熱した場合には長い間隙充填長さ、即ち良好
なろう付け性が得られたが、界面及び表面におけるMg
濃度が0.2質量%を超える条件で加熱した場合にはろ
う付け性が低下した。
第1乃至第3のアルミニウム合金層の組成並びに第2及
び第3のアルミニウム合金層の厚さを適正な値に規定し
ているので、ろう付け性の低下を防止しながら強度を向
上させることができる。
す断面図である。
(a)は上面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った
断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 Mg:0.4乃至1.0質量%、Si:
0.4乃至1.0質量%及びMn:0.3乃至1.0質
量%を含有する第1のアルミニウム合金層と、Si:
0.3乃至1.3質量%、Cu:0.3乃至1.0質量
%及びMn:0.3乃至1.5質量%を含有しMg含有
量が0.2質量%以下に規制され厚さが50乃至100
μmであり夫々前記第1のアルミニウム合金層の相異な
る表面上に形成された第2及び第3のアルミニウム合金
層と、前記第2のアルミニウム合金層の表面上に形成さ
れSiを含有するろう材層と、を有することを特徴とす
る非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブ
レージングシート。 - 【請求項2】 Mg:0.8乃至1.5質量%、Zn:
4.5乃至6.5質量%及びMn:0.3乃至1.0質
量%を含有する第1のアルミニウム合金層と、Si:
0.3乃至1.3質量%、Cu:0.3乃至1.0質量
%及びMn:0.3乃至1.5質量%を含有しMg含有
量が0.2質量%以下に規制され厚さが50乃至100
μmであり夫々前記第1のアルミニウム合金層の相異な
る表面上に形成された第2及び第3のアルミニウム合金
層と、前記第2のアルミニウム合金層の表面上に形成さ
れSiを含有するろう材層と、を有することを特徴とす
る非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブ
レージングシート。 - 【請求項3】 前記第1のアルミニウム合金層は、C
u:0.1乃至1.0質量%を含有することを特徴とす
る請求項1又は2に記載の非腐食性フラックスろう付け
用アルミニウム合金製ブレージングシート。 - 【請求項4】 前記ろう材層は、Al−Si系合金から
なるろう材を前記第2のアルミニウム合金層の表面上に
クラッドすることにより、又はAl−Si系合金粉末若
しくはSi粉末を前記第2のアルミニウム合金層の表面
上に塗布することにより形成されていることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか1項に記載の非腐食性フラ
ックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシー
ト。 - 【請求項5】 560℃の温度でのろう付け後の前記ろ
う材層と前記第2のアルミニウム合金層との界面及び前
記第3のアルミニウム合金層の表面におけるMg濃度が
0.2質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至
4のいずれか1項に記載の非腐食性フラックスろう付け
用アルミニウム合金製ブレージングシート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001074258A JP3749136B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシート及びろう付け方法 |
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JP2001074258A JP3749136B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 非腐食性フラックスろう付け用アルミニウム合金製ブレージングシート及びろう付け方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3749136B2 JP3749136B2 (ja) | 2006-02-22 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005125406A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-05-19 | Mitsubishi Materials Corp | アルミニウム系材料のろう付け用フラックス粉末及び該フラックス粉末の塗工方法 |
-
2001
- 2001-03-15 JP JP2001074258A patent/JP3749136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005125406A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-05-19 | Mitsubishi Materials Corp | アルミニウム系材料のろう付け用フラックス粉末及び該フラックス粉末の塗工方法 |
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