JP2002273598A - アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents
アルミニウム合金クラッド材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ろう材層を備え、ろう付性が良好で強度が高
いアルミニウム合金クラッド材を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金クラッド材において、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材からなる第１層１を設け、Ｍｇの含
有量が０．２質量％以下のアルミニウム合金からなり厚
さが５０μｍ以上である第２層２を設け、０．２乃至
３．５質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からな
る第３層３を設ける。
いアルミニウム合金クラッド材を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金クラッド材において、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材からなる第１層１を設け、Ｍｇの含
有量が０．２質量％以下のアルミニウム合金からなり厚
さが５０μｍ以上である第２層２を設け、０．２乃至
３．５質量％のＭｇを含有するアルミニウム合金からな
る第３層３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付によって製
造される熱交換器用のアルミニウム合金部材として好適
なアルミニウム合金クラッド材に関し、特に、コンデン
サ、ラジエータ、ヒータ、エバポレータ等のサイドプレ
ートのように、高強度と高ろう付性とが必要なアルミニ
ウム合金補強部材であって、非腐食性のＦ―Ａｌ／Ｆ―
Ｋ系のフラックスを使用したろう付用のアルミニウム合
金クラッド材に関する。
造される熱交換器用のアルミニウム合金部材として好適
なアルミニウム合金クラッド材に関し、特に、コンデン
サ、ラジエータ、ヒータ、エバポレータ等のサイドプレ
ートのように、高強度と高ろう付性とが必要なアルミニ
ウム合金補強部材であって、非腐食性のＦ―Ａｌ／Ｆ―
Ｋ系のフラックスを使用したろう付用のアルミニウム合
金クラッド材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンデンサ、ラジエータ、ヒータ
及びエバポレータ等に使用される熱交換器を構成する材
料には、熱伝導性が要求されるためアルミニウム合金が
多く使用されている。また、熱交換器はろう付によって
製造されることが多いため、生産性の観点から熱交換器
の構成材料には前記アルミニウム合金の表面にろう材か
らなる層を備えたアルミニウム合金クラッド材が多用さ
れている。特に、前述の熱交換器用ろう付部材におい
て、高強度が要求される部材に対しては、Ｍｇを含有す
るアルミニウム部材が適している。その理由は、Ｍｇの
添加によりアルミニウム材を固溶強化することができる
ためである。
及びエバポレータ等に使用される熱交換器を構成する材
料には、熱伝導性が要求されるためアルミニウム合金が
多く使用されている。また、熱交換器はろう付によって
製造されることが多いため、生産性の観点から熱交換器
の構成材料には前記アルミニウム合金の表面にろう材か
らなる層を備えたアルミニウム合金クラッド材が多用さ
れている。特に、前述の熱交換器用ろう付部材におい
て、高強度が要求される部材に対しては、Ｍｇを含有す
るアルミニウム部材が適している。その理由は、Ｍｇの
添加によりアルミニウム材を固溶強化することができる
ためである。
【０００３】しかしながら、Ｍｇの添加に伴いアルミニ
ウム合金のろう付性が低下するという問題がある。ろう
付性の低下は、ろう付中にＦ―Ａｌ／Ｆ―Ｋ系のフラッ
クスがアルミニウム合金中のＭｇと接触して反応し、高
融点の化合物を形成してしまい前記フラックスの機能を
低下させることによって生じる。
ウム合金のろう付性が低下するという問題がある。ろう
付性の低下は、ろう付中にＦ―Ａｌ／Ｆ―Ｋ系のフラッ
クスがアルミニウム合金中のＭｇと接触して反応し、高
融点の化合物を形成してしまい前記フラックスの機能を
低下させることによって生じる。
【０００４】従来、前記問題に対して、アルミニウム合
金中のＭｇをフラックスと直接接触させないために、Ｍ
ｇ含有量が低いアルミニウム合金層を、Ｍｇ含有量が高
いアルミニウム合金層とろう材層との間及びＭｇ含有量
が高いアルミニウム合金層の表面に設ける方法が採用さ
れてきた。
金中のＭｇをフラックスと直接接触させないために、Ｍ
ｇ含有量が低いアルミニウム合金層を、Ｍｇ含有量が高
いアルミニウム合金層とろう材層との間及びＭｇ含有量
が高いアルミニウム合金層の表面に設ける方法が採用さ
れてきた。
【０００５】具体的には、前記用途のアルミニウム合金
材を、ろう材からなる第１層、低Ｍｇ含有アルミニウム
合金からなる第２層及び高Ｍｇ含有アルミニウム合金か
らなる第３層の３層からなるクラッド材とし、前記第２
層を前記第３層中のＭｇが前記第１層へ拡散することを
抑制するバリア層とする。又は、前記用途のアルミニウ
ム合金材を、ろう材からなる第１層、低Ｍｇ含有アルミ
ニウム合金からなる第２層、高Ｍｇ含有アルミニウム合
金からなる第３層及び低Ｍｇ含有アルミニウム合金から
なる第４層の４層からなるクラッド材とし、前記第２層
を前記第３層中のＭｇが前記第１層へ拡散することを抑
制するバリア層とし、前記第４層を前記第３層中のＭｇ
が非ろう材面の表面へ拡散することを抑制するバリア層
とする。
材を、ろう材からなる第１層、低Ｍｇ含有アルミニウム
合金からなる第２層及び高Ｍｇ含有アルミニウム合金か
らなる第３層の３層からなるクラッド材とし、前記第２
層を前記第３層中のＭｇが前記第１層へ拡散することを
抑制するバリア層とする。又は、前記用途のアルミニウ
ム合金材を、ろう材からなる第１層、低Ｍｇ含有アルミ
ニウム合金からなる第２層、高Ｍｇ含有アルミニウム合
金からなる第３層及び低Ｍｇ含有アルミニウム合金から
なる第４層の４層からなるクラッド材とし、前記第２層
を前記第３層中のＭｇが前記第１層へ拡散することを抑
制するバリア層とし、前記第４層を前記第３層中のＭｇ
が非ろう材面の表面へ拡散することを抑制するバリア層
とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
２層及び前記第４層を設けると、強度への寄与度が高い
第３層の厚さがその分薄くなるため、高強度を得るには
不利になるという問題がある。特に薄肉材においては、
クラッド材全体の厚さの中で第３層以外の層が占める割
合が大きくなるため、より不利になる。Ｍｇはろう付加
熱により１００μｍ以上の深さまで拡散することから、
従来技術では前記第２層及び前記第４層の厚さは夫々１
００μｍ以上とされており、特に前記クラッド材が薄肉
材の場合、高強度を得ることが困難になっていた。
２層及び前記第４層を設けると、強度への寄与度が高い
第３層の厚さがその分薄くなるため、高強度を得るには
不利になるという問題がある。特に薄肉材においては、
クラッド材全体の厚さの中で第３層以外の層が占める割
合が大きくなるため、より不利になる。Ｍｇはろう付加
熱により１００μｍ以上の深さまで拡散することから、
従来技術では前記第２層及び前記第４層の厚さは夫々１
００μｍ以上とされており、特に前記クラッド材が薄肉
材の場合、高強度を得ることが困難になっていた。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、良好なろう付性を確保しつつ高い強度を併
せ持つアルミニウム合金クラッド材を提供することを目
的とする。
のであって、良好なろう付性を確保しつつ高い強度を併
せ持つアルミニウム合金クラッド材を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金クラッド材は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材からなる第１
層と、Ｍｇ：０．２％質量以下を含有するアルミニウム
合金からなり、厚さが５０μｍ以上である第２層と、Ｍ
ｇ：０．２乃至３．５質量％を含有するアルミニウム合
金からなる第３層と、を有することを特徴とする。
ム合金クラッド材は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材からなる第１
層と、Ｍｇ：０．２％質量以下を含有するアルミニウム
合金からなり、厚さが５０μｍ以上である第２層と、Ｍ
ｇ：０．２乃至３．５質量％を含有するアルミニウム合
金からなる第３層と、を有することを特徴とする。
【０００９】また、前記アルミニウム合金クラッド材
は、前記第３層に重ねられ、Ｍｇ：０．２％質量以下を
含有するアルミニウム合金からなり、厚さが５０μｍ以
上である第４層を有することができる。
は、前記第３層に重ねられ、Ｍｇ：０．２％質量以下を
含有するアルミニウム合金からなり、厚さが５０μｍ以
上である第４層を有することができる。
【００１０】更に、前記アルミニウム合金クラッド材
は、ろう付加熱温度の５６０℃に加熱したときに、前記
第１層と前記第２層との間の界面及び前記第４層の表面
のろう付部分におけるＭｇ濃度が０．１質量％以下であ
ることが好ましい。
は、ろう付加熱温度の５６０℃に加熱したときに、前記
第１層と前記第２層との間の界面及び前記第４層の表面
のろう付部分におけるＭｇ濃度が０．１質量％以下であ
ることが好ましい。
【００１１】前記第３層は、更にＺｎ：１．０乃至５．
０質量％を含有してもよい。
０質量％を含有してもよい。
【００１２】本発明では、前記第２層及び前記第４層の
厚さを薄くすることにより、良好なろう付性を維持した
まま前記第３層の厚さを厚くする。これにより、優れた
ろう付性と強度を併せ持つアルミニウム合金クラッド材
を得ることができる。
厚さを薄くすることにより、良好なろう付性を維持した
まま前記第３層の厚さを厚くする。これにより、優れた
ろう付性と強度を併せ持つアルミニウム合金クラッド材
を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成を
示す断面図である。この第１の実施例に係るアルミニウ
ム合金クラッド材は、３層からなるアルミニウム合金ク
ラッド材である。Ａｌ―Ｓｉ系のろう材からなる第１層
１が設けられ、この第１層１に重ねられ、厚さが５０μ
ｍ以上でＭｇ含有量が０．２質量％以下であるアルミニ
ウム合金からなる第２層２が設けられ、この第２層２に
重ねられ、第２層２から見て第１層１の反対側に、Ｍｇ
を０．２乃至３．５質量％含有するアルミニウム合金か
らなる第３層３が設けられている。
付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成を
示す断面図である。この第１の実施例に係るアルミニウ
ム合金クラッド材は、３層からなるアルミニウム合金ク
ラッド材である。Ａｌ―Ｓｉ系のろう材からなる第１層
１が設けられ、この第１層１に重ねられ、厚さが５０μ
ｍ以上でＭｇ含有量が０．２質量％以下であるアルミニ
ウム合金からなる第２層２が設けられ、この第２層２に
重ねられ、第２層２から見て第１層１の反対側に、Ｍｇ
を０．２乃至３．５質量％含有するアルミニウム合金か
らなる第３層３が設けられている。
【００１４】図２は本発明の第２の実施例に係るアルミ
ニウム合金クラッド材の構成を示す断面図である。この
第２の実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成
は、４層からなるアルミニウム合金クラッド材である。
第１層１、第２層２及び第３層３の構成は前述の第１の
実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成と同じ
である。第２の実施例においては、更に第３層３に重ね
られ、第３層３から見て第２層２の反対側に、厚さが５
０μｍ以上でＭｇ含有量が０．２質量％以下であるアル
ミニウム合金からなる第４層４が設けられている。
ニウム合金クラッド材の構成を示す断面図である。この
第２の実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成
は、４層からなるアルミニウム合金クラッド材である。
第１層１、第２層２及び第３層３の構成は前述の第１の
実施例に係るアルミニウム合金クラッド材の構成と同じ
である。第２の実施例においては、更に第３層３に重ね
られ、第３層３から見て第２層２の反対側に、厚さが５
０μｍ以上でＭｇ含有量が０．２質量％以下であるアル
ミニウム合金からなる第４層４が設けられている。
【００１５】次に、本発明の各構成要件における数値限
定理由について説明する。
定理由について説明する。
【００１６】第２層におけるＭｇ含有量：０．２質量％
以下 良好なろう付性を得るためには、ろう付時にろう付面即
ち第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度が十分に低い
必要がある。第２層におけるＭｇ含有量が０．２質量％
を超えると、第２層中のＭｇがフラックスと反応し高融
点の化合物を形成してろう付性が低下する。従って、第
２層におけるＭｇ含有量は０．２質量％以下とする。
以下 良好なろう付性を得るためには、ろう付時にろう付面即
ち第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度が十分に低い
必要がある。第２層におけるＭｇ含有量が０．２質量％
を超えると、第２層中のＭｇがフラックスと反応し高融
点の化合物を形成してろう付性が低下する。従って、第
２層におけるＭｇ含有量は０．２質量％以下とする。
【００１７】第２層の厚さ：５０μｍ以上 本発明における重要な点は第２層及び第４層の厚さであ
る。本発明では、高強度のアルミニウム合金クラッド材
を得るために、従来技術よりこれらの厚さを薄くする。
従来技術ではこれらの厚さは１００μｍ以上であるが、
この場合第３層が薄くなり高強度が得られにくくなる。
本発明者等は種々の条件でろう付加熱試験を実施した結
果、第２層の厚さが５０μｍ以上であればろう付性を低
下させないことを知見した。第２層の厚さが厚くなれば
なるほど、強度に関して不利になるが、第２層の厚さの
上限値は、このアルミニウム合金クラッド材全体の板厚
及び要求される強度によって決まるため、一律に規定す
ることはできない。従って、第２層の厚さは５０μｍ以
上とする。
る。本発明では、高強度のアルミニウム合金クラッド材
を得るために、従来技術よりこれらの厚さを薄くする。
従来技術ではこれらの厚さは１００μｍ以上であるが、
この場合第３層が薄くなり高強度が得られにくくなる。
本発明者等は種々の条件でろう付加熱試験を実施した結
果、第２層の厚さが５０μｍ以上であればろう付性を低
下させないことを知見した。第２層の厚さが厚くなれば
なるほど、強度に関して不利になるが、第２層の厚さの
上限値は、このアルミニウム合金クラッド材全体の板厚
及び要求される強度によって決まるため、一律に規定す
ることはできない。従って、第２層の厚さは５０μｍ以
上とする。
【００１８】第３層におけるＭｇ含有量：０．２乃至
３．５質量％ 第３層は、本発明のアルミニウム合金クラッド材の心材
であり、強度を高く維持するための層である。Ｍｇを含
有させることによりアルミニウム合金材が固溶強化され
第３層の強度が向上し、それにより前記クラッド材の強
度が向上する。高強度化のためにはＭｇ含有量は多いほ
どいいが、３．５質量％を超えて含有させるとクラッド
圧延において圧着性が低下する。また、０．２質量％未
満では高強度化に寄与しない。従って、第３層における
Ｍｇ含有量は０．２乃至３．５質量％とする。
３．５質量％ 第３層は、本発明のアルミニウム合金クラッド材の心材
であり、強度を高く維持するための層である。Ｍｇを含
有させることによりアルミニウム合金材が固溶強化され
第３層の強度が向上し、それにより前記クラッド材の強
度が向上する。高強度化のためにはＭｇ含有量は多いほ
どいいが、３．５質量％を超えて含有させるとクラッド
圧延において圧着性が低下する。また、０．２質量％未
満では高強度化に寄与しない。従って、第３層における
Ｍｇ含有量は０．２乃至３．５質量％とする。
【００１９】以下は前述の本発明の効果を更に高めるた
めの条件である。
めの条件である。
【００２０】第４層におけるＭｇ含有量：０．２質量％
以下 第４層は、例えば、本発明のアルミニウム合金クラッド
材を複数枚重ねてろう付する場合のように、第３層側の
表面にも良好なろう付性が必要な場合に形成される。こ
こで、第４層はろう材層でないため、ろう付は外部から
のろう材によってなされる。第４層のＭｇ含有量の限定
理由は第２層のＭｇ含有量の限定理由と同じである。第
４層におけるＭｇ含有量が０．２質量％を超えると、第
４層中のＭｇがフラックスと反応し高融点の化合物を形
成するため、ろう付性が低下する。従って、第４層にお
けるＭｇ含有量は０．２質量％以下とする。
以下 第４層は、例えば、本発明のアルミニウム合金クラッド
材を複数枚重ねてろう付する場合のように、第３層側の
表面にも良好なろう付性が必要な場合に形成される。こ
こで、第４層はろう材層でないため、ろう付は外部から
のろう材によってなされる。第４層のＭｇ含有量の限定
理由は第２層のＭｇ含有量の限定理由と同じである。第
４層におけるＭｇ含有量が０．２質量％を超えると、第
４層中のＭｇがフラックスと反応し高融点の化合物を形
成するため、ろう付性が低下する。従って、第４層にお
けるＭｇ含有量は０．２質量％以下とする。
【００２１】第４層の厚さ：５０μｍ以上 第４層の厚さの限定理由は、第２層の厚さの限定理由と
同じである。本発明者等は種々の条件でろう付加熱試験
を実施した結果、第４層の厚さが５０μｍ以上であれば
第４層表面のろう付性を低下させないことを知見した。
第４層の厚さが厚くなればなるほど、強度に関して不利
になるが、第４層の厚さの上限値は、このアルミニウム
合金クラッド材全体の板厚、要求される強度及び第２層
の厚さによって決まるため、一律に規定することはでき
ない。従って、第４層の厚さは５０μｍ以上とする。
同じである。本発明者等は種々の条件でろう付加熱試験
を実施した結果、第４層の厚さが５０μｍ以上であれば
第４層表面のろう付性を低下させないことを知見した。
第４層の厚さが厚くなればなるほど、強度に関して不利
になるが、第４層の厚さの上限値は、このアルミニウム
合金クラッド材全体の板厚、要求される強度及び第２層
の厚さによって決まるため、一律に規定することはでき
ない。従って、第４層の厚さは５０μｍ以上とする。
【００２２】５６０℃に加熱したときの第１層と第２層
の界面におけるＭｇ濃度：０．１質量％以下 本発明者等の検討によれば、良好なろう付性を維持する
ためには、ろう付面即ち、３層材では第１層と第２層の
界面、４層材では第１層と第２層の界面及び第４層の表
面におけるＭｇ濃度が重要である。特に、この濃度をろ
う付時においてコントロールすることが重要である。本
発明のアルミニウム合金クラッド材の場合、ろう付温度
は５６０℃である。５６０℃における前記界面のＭｇ濃
度を０．１質量％以下にコントロールすることにより、
良好なろう付性を維持できる。逆に、この濃度が０．１
質量％を超えると、ろう付性が低下する。従って、ろう
付時の第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度は０．１
質量％以下とする。ろう付時には、前記界面において第
１層と第２層が混ざり合うが、第１層はＡｌ―Ｓｉ系ろ
う材により構成されていてＭｇは含有されていないた
め、第２層のＭｇ含有量が０．１質量％より高くても、
前記界面におけるＭｇ濃度を０．１質量％以下とするこ
とが可能である。また、５６０℃を越える温度領域での
Ｍｇ濃度はさほど重要ではない。５６０℃を超える温度
領域でのＭｇ濃度が０．１質量％を超えても、５６０℃
において０．１％質量以下であればろう付性を低下させ
ることはない。
の界面におけるＭｇ濃度：０．１質量％以下 本発明者等の検討によれば、良好なろう付性を維持する
ためには、ろう付面即ち、３層材では第１層と第２層の
界面、４層材では第１層と第２層の界面及び第４層の表
面におけるＭｇ濃度が重要である。特に、この濃度をろ
う付時においてコントロールすることが重要である。本
発明のアルミニウム合金クラッド材の場合、ろう付温度
は５６０℃である。５６０℃における前記界面のＭｇ濃
度を０．１質量％以下にコントロールすることにより、
良好なろう付性を維持できる。逆に、この濃度が０．１
質量％を超えると、ろう付性が低下する。従って、ろう
付時の第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度は０．１
質量％以下とする。ろう付時には、前記界面において第
１層と第２層が混ざり合うが、第１層はＡｌ―Ｓｉ系ろ
う材により構成されていてＭｇは含有されていないた
め、第２層のＭｇ含有量が０．１質量％より高くても、
前記界面におけるＭｇ濃度を０．１質量％以下とするこ
とが可能である。また、５６０℃を越える温度領域での
Ｍｇ濃度はさほど重要ではない。５６０℃を超える温度
領域でのＭｇ濃度が０．１質量％を超えても、５６０℃
において０．１％質量以下であればろう付性を低下させ
ることはない。
【００２３】５６０℃に加熱したときの第４層表面にお
けるろう付部分のＭｇ濃度：０．１質量％以下 第４層表面におけるろう付時のろう付部分のＭｇ濃度の
限定理由は、前述の第１層と第２層の界面におけるＭｇ
濃度の限定理由と同じである。良好なろう付性を得るた
めには、ろう付時にろう付部分のＭｇ濃度が０．１質量
％以下であることが必要である。但し、第４層は第２層
と異なり、外部からのろう材によってろう付されるた
め、第４層表面の全面においてＭｇ濃度が前記範囲を満
たす必要はなく、ろう付部分だけでよい。ろう付時に
は、前記表面において第４層とろう材が混ざり合う。ろ
う材にＭｇが含有されていない場合、第４層のＭｇ含有
量が０．１質量％より高くても、前記界面におけるＭｇ
濃度を０．１質量％以下とすることが可能である。
けるろう付部分のＭｇ濃度：０．１質量％以下 第４層表面におけるろう付時のろう付部分のＭｇ濃度の
限定理由は、前述の第１層と第２層の界面におけるＭｇ
濃度の限定理由と同じである。良好なろう付性を得るた
めには、ろう付時にろう付部分のＭｇ濃度が０．１質量
％以下であることが必要である。但し、第４層は第２層
と異なり、外部からのろう材によってろう付されるた
め、第４層表面の全面においてＭｇ濃度が前記範囲を満
たす必要はなく、ろう付部分だけでよい。ろう付時に
は、前記表面において第４層とろう材が混ざり合う。ろ
う材にＭｇが含有されていない場合、第４層のＭｇ含有
量が０．１質量％より高くても、前記界面におけるＭｇ
濃度を０．１質量％以下とすることが可能である。
【００２４】第３層におけるＺｎ含有量：１．０乃至
５．０質量％ 第３層の強度を更に向上させるために、第３層にＺｎを
含有させることができる。Ｚｎは、ろう付加熱時にＭｇ
Ｚｎ2の析出物を形成し、析出強化により第３層の高強
度化に寄与する。Ｚｎの含有量がｌ．０質量％未満では
強度を上げることができない。５．０質量％を超えて含
有させるとクラッド圧延において圧着性が低下する。ま
た、３層材においては、第３層が腐食雰囲気に触れる場
合、Ｚｎ含有量が５．０％を超えると第３層自体の腐食
消耗量が増加する。従って、Ｚｎ含有量は１．０乃至
５．０質量％とする。
５．０質量％ 第３層の強度を更に向上させるために、第３層にＺｎを
含有させることができる。Ｚｎは、ろう付加熱時にＭｇ
Ｚｎ2の析出物を形成し、析出強化により第３層の高強
度化に寄与する。Ｚｎの含有量がｌ．０質量％未満では
強度を上げることができない。５．０質量％を超えて含
有させるとクラッド圧延において圧着性が低下する。ま
た、３層材においては、第３層が腐食雰囲気に触れる場
合、Ｚｎ含有量が５．０％を超えると第３層自体の腐食
消耗量が増加する。従って、Ｚｎ含有量は１．０乃至
５．０質量％とする。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、その
特許請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。先ず、供試材の作製方法について述べる。供試
材として、常法により図１に示すような３層のクラッド
材を製作した。第１層は厚さが５０μｍのＡｌ―Ｓｉ系
ろう材とし、第２層はＭｇを０．２質量％以下含有する
Ａｌ合金とした。また、第３層はＭｇを０．２乃至３．
５質量％含有するＡｌ―Ｍｇ合金又はＡｌ―Ｍｇ―Ｚｎ
合金とした。このクラッド材の全板厚は１．０ｍｍとし
た。
特許請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。先ず、供試材の作製方法について述べる。供試
材として、常法により図１に示すような３層のクラッド
材を製作した。第１層は厚さが５０μｍのＡｌ―Ｓｉ系
ろう材とし、第２層はＭｇを０．２質量％以下含有する
Ａｌ合金とした。また、第３層はＭｇを０．２乃至３．
５質量％含有するＡｌ―Ｍｇ合金又はＡｌ―Ｍｇ―Ｚｎ
合金とした。このクラッド材の全板厚は１．０ｍｍとし
た。
【００２６】前記クラッド材を炉に入れ、酸素濃度が２
００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中において５６０℃の温度
まで加熱した後、直ちに炉外に取り出した。その後、こ
のクラッド材の第１層と第２層との界面におけるＭｇ濃
度を、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysis）を
使用した線分析により測定した。表１は、室温における
第２層の厚さ、第２層のＭｇ含有量、第３層のＭｇ含有
量、第３層のＺｎ含有量及び５６０℃に加熱時の第１層
と第２層の界面におけるＭｇ濃度を示す。また、図３は
本実施例の供試材における５６０℃でのＭｇ拡散パター
ンを示す模式図であり、また、第１層と第２層の界面に
おけるＭｇ濃度の定義を示す。
００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中において５６０℃の温度
まで加熱した後、直ちに炉外に取り出した。その後、こ
のクラッド材の第１層と第２層との界面におけるＭｇ濃
度を、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysis）を
使用した線分析により測定した。表１は、室温における
第２層の厚さ、第２層のＭｇ含有量、第３層のＭｇ含有
量、第３層のＺｎ含有量及び５６０℃に加熱時の第１層
と第２層の界面におけるＭｇ濃度を示す。また、図３は
本実施例の供試材における５６０℃でのＭｇ拡散パター
ンを示す模式図であり、また、第１層と第２層の界面に
おけるＭｇ濃度の定義を示す。
【００２７】次に、ろう付性及びろう付加熱後の強度の
評価方法について述べる。ろう付性は間隙充填試験によ
り評価した。図４は間隙充填試験の試験片形状を示す側
面図である。図４に示すように、クラッド材である試験
片８の表面に非腐食性フラックスを塗布量が約５ｇ／ｍ
２になるようにスプレー塗布し、乾燥させた。その後、
試験片８を治具１１上に載せ、試験片８上に直径が１ｍ
ｍのステンレス丸棒１０を１本載置し、試験材８及びス
テンレス丸棒１０の上にアルミニウム材７を載せた。即
ち、アルミニウム材７と試験片８との間にはステンレス
丸棒１０が挟まっており、アルミニウム材７と試験片８
との間には楔形の空隙が形成された。アルミニウム材７
は、ＪＩＳＡ１１００Ｐに記載されているアルミニウム
合金により構成されている。また、アルミニウム材７の
形状は、幅が１５ｍｍ、長さが５５ｍｍ、厚さが１ｍｍ
の板状である。次に、アルミニウム材７及び治具１１の
周囲にステンレスワイヤ９を配置し、このステンレスワ
イヤ９により、治具１１、試験片８、ステンレス丸棒１
０及びアルミニウム材７を固定した。ステンレスワイヤ
９、治具１１、試験片８、ステンレス丸棒１０及びアル
ミニウム材７により、間隙充填試験用試験材が構成され
る。次に、この試験材を炉に入れ、酸素濃度が２００ｐ
ｐｍ以下の窒素雰囲気中において、温度が６００℃、加
熱時間が３分の条件で加熱した。その後、この試験材を
炉外に取り出し、隙間充填長さ、即ち、アルミニウム材
７と試験片８との間においてろう材が充填された長さを
測定した。隙間充填長さの判定は、２５ｍｍ未満を
（×）、２５ｍｍ以上４０ｍｍ未満を（△）、４０ｍｍ
以上４７ｍｍ未満を（○）及び４７ｍｍ以上を（◎）と
した。また、ろう付加熱後の強度は、前記クラッド材を
ろう付温度まで加熱してその後室温まで冷却した後で、
引張試験を行い評価した。判定は、１１５Ｎ／ｍｍ2未
満を（×）、１１５Ｎ／ｍｍ2以上２００Ｎ／ｍｍ2未満
を（○）、２００Ｎ／ｍｍ2以上を（◎）とした。ま
た、表２に示す総合判定は、ろう付性の判定及びろう付
加熱後強度の判定の双方が（◎）である場合を（◎）と
し、ろう付性の判定及びろう付加熱後強度の判定のうち
一方が（◎）で他方が（○）、又は双方が（○）である
場合を（○）とし、ろう付性の判定及びろう付加熱後強
度の判定のうち少なくとも一方が（△）である場合を
（△）とし、ろう付性の判定及びろう付加熱後強度の判
定のうち少なくとも一方が（×）である場合を（×）と
した。
評価方法について述べる。ろう付性は間隙充填試験によ
り評価した。図４は間隙充填試験の試験片形状を示す側
面図である。図４に示すように、クラッド材である試験
片８の表面に非腐食性フラックスを塗布量が約５ｇ／ｍ
２になるようにスプレー塗布し、乾燥させた。その後、
試験片８を治具１１上に載せ、試験片８上に直径が１ｍ
ｍのステンレス丸棒１０を１本載置し、試験材８及びス
テンレス丸棒１０の上にアルミニウム材７を載せた。即
ち、アルミニウム材７と試験片８との間にはステンレス
丸棒１０が挟まっており、アルミニウム材７と試験片８
との間には楔形の空隙が形成された。アルミニウム材７
は、ＪＩＳＡ１１００Ｐに記載されているアルミニウム
合金により構成されている。また、アルミニウム材７の
形状は、幅が１５ｍｍ、長さが５５ｍｍ、厚さが１ｍｍ
の板状である。次に、アルミニウム材７及び治具１１の
周囲にステンレスワイヤ９を配置し、このステンレスワ
イヤ９により、治具１１、試験片８、ステンレス丸棒１
０及びアルミニウム材７を固定した。ステンレスワイヤ
９、治具１１、試験片８、ステンレス丸棒１０及びアル
ミニウム材７により、間隙充填試験用試験材が構成され
る。次に、この試験材を炉に入れ、酸素濃度が２００ｐ
ｐｍ以下の窒素雰囲気中において、温度が６００℃、加
熱時間が３分の条件で加熱した。その後、この試験材を
炉外に取り出し、隙間充填長さ、即ち、アルミニウム材
７と試験片８との間においてろう材が充填された長さを
測定した。隙間充填長さの判定は、２５ｍｍ未満を
（×）、２５ｍｍ以上４０ｍｍ未満を（△）、４０ｍｍ
以上４７ｍｍ未満を（○）及び４７ｍｍ以上を（◎）と
した。また、ろう付加熱後の強度は、前記クラッド材を
ろう付温度まで加熱してその後室温まで冷却した後で、
引張試験を行い評価した。判定は、１１５Ｎ／ｍｍ2未
満を（×）、１１５Ｎ／ｍｍ2以上２００Ｎ／ｍｍ2未満
を（○）、２００Ｎ／ｍｍ2以上を（◎）とした。ま
た、表２に示す総合判定は、ろう付性の判定及びろう付
加熱後強度の判定の双方が（◎）である場合を（◎）と
し、ろう付性の判定及びろう付加熱後強度の判定のうち
一方が（◎）で他方が（○）、又は双方が（○）である
場合を（○）とし、ろう付性の判定及びろう付加熱後強
度の判定のうち少なくとも一方が（△）である場合を
（△）とし、ろう付性の判定及びろう付加熱後強度の判
定のうち少なくとも一方が（×）である場合を（×）と
した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】前記表１及び２におけるＮｏ.１乃至９は
本発明の実施例である。表１に示すように、これらの実
施例における第２層のＭｇ含有量、第２層の厚さ及び第
３層のＭｇ含有量は、本発明で規定した範囲を満たして
いた。そのため、第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃
度が０．１０質量％以下となり、表２に示すように良好
なろう付性とろう付加熱後の強度が得られた。
本発明の実施例である。表１に示すように、これらの実
施例における第２層のＭｇ含有量、第２層の厚さ及び第
３層のＭｇ含有量は、本発明で規定した範囲を満たして
いた。そのため、第１層と第２層の界面におけるＭｇ濃
度が０．１０質量％以下となり、表２に示すように良好
なろう付性とろう付加熱後の強度が得られた。
【００３１】前記表１及び２におけるＮｏ.１０乃至１
４は比較例である。以下表１及び２を参照して、これら
の比較例について説明する。比較例Ｎｏ.１０は、第２
層の厚さが薄くＭｇの拡散抑制効果が十分でなかったた
め第１層と第２層の界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付
性が劣っていた。比較例Ｎｏ.１１も、第２層の厚さが
薄くＭｇの拡散抑制効果が十分でなかったため前記界面
のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣っていた。比較例
Ｎｏ.１２は、第２層のＭｇ含有量が高すぎるため前記
界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣っていた。比
較例Ｎｏ.１３も、第２層のＭｇ含有量が高すぎるため
前記界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣ってい
た。比較例Ｎｏ.１４は、第３層のＭｇ含有量が低すぎ
るため、ろう付加熱後のクラッド材の強度が不十分であ
った。
４は比較例である。以下表１及び２を参照して、これら
の比較例について説明する。比較例Ｎｏ.１０は、第２
層の厚さが薄くＭｇの拡散抑制効果が十分でなかったた
め第１層と第２層の界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付
性が劣っていた。比較例Ｎｏ.１１も、第２層の厚さが
薄くＭｇの拡散抑制効果が十分でなかったため前記界面
のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣っていた。比較例
Ｎｏ.１２は、第２層のＭｇ含有量が高すぎるため前記
界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣っていた。比
較例Ｎｏ.１３も、第２層のＭｇ含有量が高すぎるため
前記界面のＭｇ濃度が高くなり、ろう付性が劣ってい
た。比較例Ｎｏ.１４は、第３層のＭｇ含有量が低すぎ
るため、ろう付加熱後のクラッド材の強度が不十分であ
った。
【００３２】本実施例においては３層材の試験結果のみ
を示したが、４層材についても３層材と同様な結果にな
る。本発明の４層材は、例えば本実施例の３層材に、こ
の３層材の第２層を第４層としてクラッドすることによ
り得ることができる。
を示したが、４層材についても３層材と同様な結果にな
る。本発明の４層材は、例えば本実施例の３層材に、こ
の３層材の第２層を第４層としてクラッドすることによ
り得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば第２層及び
第４層の厚さを薄くすることにより、その分第３層を厚
くすることができ、高強度アルミニウム合金クラッド材
を得ることができる。本発明のアルミニウム合金クラッ
ド材は、Ｍｇ含有量が少ない第２層を有しているため第
１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度が低く、ろう付性
が良好である。また、この第２層が従来よりも薄いた
め、その分第３層の厚さを増加させることができ強度を
向上させることができる。更に、本発明で規定した第４
層を形成することにより、非ろう材面におけるろう付性
を向上させることができる。更にまた、必要に応じて第
３層にＺｎを含有させることにより、より強度を上げる
ことができる。本発明によれば、ろう付性を考慮せずに
成分を設計できる第３層を従来よりも厚く設定できるた
め、アルミニウム合金クラッド材の材質設計における自
由度が増大する。また、本発明は薄肉材になるほど有効
である。
第４層の厚さを薄くすることにより、その分第３層を厚
くすることができ、高強度アルミニウム合金クラッド材
を得ることができる。本発明のアルミニウム合金クラッ
ド材は、Ｍｇ含有量が少ない第２層を有しているため第
１層と第２層の界面におけるＭｇ濃度が低く、ろう付性
が良好である。また、この第２層が従来よりも薄いた
め、その分第３層の厚さを増加させることができ強度を
向上させることができる。更に、本発明で規定した第４
層を形成することにより、非ろう材面におけるろう付性
を向上させることができる。更にまた、必要に応じて第
３層にＺｎを含有させることにより、より強度を上げる
ことができる。本発明によれば、ろう付性を考慮せずに
成分を設計できる第３層を従来よりも厚く設定できるた
め、アルミニウム合金クラッド材の材質設計における自
由度が増大する。また、本発明は薄肉材になるほど有効
である。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】５６０℃でのＭｇ拡散パターンを示す模式図で
ある。
ある。
【図４】隙間充填試験の試験片形状を示す側面図であ
る。
る。
１；第１層（Ａｌ―Ｓｉ系ろう材） ２；第２層（アルミニウム合金：厚さ５０μｍ以上、Ｍ
ｇ０．２質量％以下） ３；第３層（アルミニウム合金：Ｍｇ０．２乃至３．５
質量％） ４；第４層（アルミニウム合金：厚さ５０μｍ以上、Ｍ
ｇ０．２質量％以下） ７；アルミニウム合金（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ １×１
５×５５ｍｍ） ８；供試材 ９；ステンレスワイヤ １０；ステンレス丸棒（φ１ｍｍ） １１；治具
ｇ０．２質量％以下） ３；第３層（アルミニウム合金：Ｍｇ０．２乃至３．５
質量％） ４；第４層（アルミニウム合金：厚さ５０μｍ以上、Ｍ
ｇ０．２質量％以下） ７；アルミニウム合金（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ １×１
５×５５ｍｍ） ８；供試材 ９；ステンレスワイヤ １０；ステンレス丸棒（φ１ｍｍ） １１；治具
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｄ Ｊ Ｆターム(参考） 4F100 AB09B AB09C AB09H AB10A AB10B AB10C AB11A AB31A AB31B AB31C BA03 BA13 GB51 JB02 JL01 YY00B YY00C YY00H
Claims (5)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｓｉ系ろう材からなる第１層と、
Ｍｇ：０．２％質量以下を含有するアルミニウム合金か
らなり、厚さが５０μｍ以上である第２層と、Ｍｇ：
０．２乃至３．５質量％を含有するアルミニウム合金か
らなる第３層と、を有することを特徴とするアルミニウ
ム合金クラッド材。 - 【請求項２】 前記第３層に重ねられ、Ｍｇ：０．２％
質量以下を含有するアルミニウム合金からなり、厚さが
５０μｍ以上である第４層を有することを特徴とする請
求項１に記載のアルミニウム合金クラッド材。 - 【請求項３】 ろう付加熱温度の５６０℃に加熱したと
きに、前記第１層と前記第２層との間の界面におけるＭ
ｇ濃度が０．１質量％以下であることを特徴とする請求
項１又は２に記載のアルミニウム合金クラッド材。 - 【請求項４】 ろう付加熱温度の５６０℃に加熱したと
きに、前記第１層と前記第２層との間の界面及び前記第
４層の表面のろう付部分におけるＭｇ濃度が０．１質量
％以下であることを特徴とする請求項２に記載のアルミ
ニウム合金クラッド材。 - 【請求項５】 前記第３層が、更にＺｎ：１．０乃至
５．０質量％を含有することを特徴とする請求項１乃至
４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金クラッド
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078157A JP2002273598A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | アルミニウム合金クラッド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078157A JP2002273598A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | アルミニウム合金クラッド材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273598A true JP2002273598A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18934810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078157A Pending JP2002273598A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | アルミニウム合金クラッド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002273598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8247082B2 (en) | 2010-03-29 | 2012-08-21 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy brazing sheet |
| WO2017208940A1 (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社Uacj | ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法 |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001078157A patent/JP2002273598A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8247082B2 (en) | 2010-03-29 | 2012-08-21 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy brazing sheet |
| WO2017208940A1 (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社Uacj | ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法 |
| JP2017214610A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社Uacj | ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法 |
| US10737357B2 (en) | 2016-05-30 | 2020-08-11 | Uacj Corporation | Brazing sheet, manufacturing method thereof, and aluminum structure brazing method |
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|
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|
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