JP2003136278A - リン銅ろう材、ブレージングシート及びそれらの製造方法、並びに熱交換器の流路構造 - Google Patents
リン銅ろう材、ブレージングシート及びそれらの製造方法、並びに熱交換器の流路構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間加工によって容易に薄板状に加工するこ
とができるリン銅ろう合金からなるろう材、同合金のろ
う材層を備えたブレージングシートおよび同合金よって
ろう接された熱交換器の流路構造を提供する。 【解決手段】 本発明のリン銅ろう材は、mass％でＰ：
２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜２．９％を含有
し、残部実質的にＣｕからなるリン銅ろう合金によって
形成されたものである。本発明のブレージングシート１
は、金属板２と、少なくともその一方の表面に圧接一体
化されたろう材層３とを有し、前記ろう材層３が前記リ
ン銅ろう合金によって形成されたものである。前記金属
板２はＣｕまたはＣｕを主成分とするＣｕ合金によって
形成することができる。
とができるリン銅ろう合金からなるろう材、同合金のろ
う材層を備えたブレージングシートおよび同合金よって
ろう接された熱交換器の流路構造を提供する。 【解決手段】 本発明のリン銅ろう材は、mass％でＰ：
２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜２．９％を含有
し、残部実質的にＣｕからなるリン銅ろう合金によって
形成されたものである。本発明のブレージングシート１
は、金属板２と、少なくともその一方の表面に圧接一体
化されたろう材層３とを有し、前記ろう材層３が前記リ
ン銅ろう合金によって形成されたものである。前記金属
板２はＣｕまたはＣｕを主成分とするＣｕ合金によって
形成することができる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱交換器、電気機
器部品、配管接合などにおいて部材同士をろう接する際
に使用されるリン銅ろう材、及びリン銅ろう合金をろう
材層として備えたブレージングシート、並びに前記リン
銅ろう合金によって流路構成部材がろう接された熱交換
器の流路構造に関する。
器部品、配管接合などにおいて部材同士をろう接する際
に使用されるリン銅ろう材、及びリン銅ろう合金をろう
材層として備えたブレージングシート、並びに前記リン
銅ろう合金によって流路構成部材がろう接された熱交換
器の流路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器の流路を構成する各部材は、主
としてＣｕあるいはＣｕを主成分とするＣｕ合金によっ
て形成されており、これらの部材は従来からリン銅ろう
材によってろう接されている。前記リン銅ろう材は、Ｊ
ＩＳ Ｚ ３２６４に規格されており、Ｐ：４．８〜
７．５mass％含有し、一部の種類ではＡｇがさらに添加
され、残部Ｃｕからなる。これらのリン銅ろう材は、加
工性が非常に悪いため、主として線材、棒材、粉末材の
形態をもって供給されている。熱交換器のろう接には、
Ａｇは高価であり、また人体に対して金属アレルギーの
原因になるおそれがあるため、通常、Ａｇを含まないリ
ン銅ろう合金が使用される。
としてＣｕあるいはＣｕを主成分とするＣｕ合金によっ
て形成されており、これらの部材は従来からリン銅ろう
材によってろう接されている。前記リン銅ろう材は、Ｊ
ＩＳ Ｚ ３２６４に規格されており、Ｐ：４．８〜
７．５mass％含有し、一部の種類ではＡｇがさらに添加
され、残部Ｃｕからなる。これらのリン銅ろう材は、加
工性が非常に悪いため、主として線材、棒材、粉末材の
形態をもって供給されている。熱交換器のろう接には、
Ａｇは高価であり、また人体に対して金属アレルギーの
原因になるおそれがあるため、通常、Ａｇを含まないリ
ン銅ろう合金が使用される。
【０００３】リン銅ろう材を用いてろう接作業を行う場
合、ろう材の形態が棒や粉末では使用し難いため、薄板
状のろう材が好ましい。このため、特開昭５８−１２８
２９２号公報に記載されているように、Ｐ：４〜１０wt
％を含有するリン銅ろうの溶湯を直接急冷凝固させて結
晶性薄帯を得て、これを加熱処理して製造された、冷間
加工性に富んだリン銅ろう材が提案されている。
合、ろう材の形態が棒や粉末では使用し難いため、薄板
状のろう材が好ましい。このため、特開昭５８−１２８
２９２号公報に記載されているように、Ｐ：４〜１０wt
％を含有するリン銅ろうの溶湯を直接急冷凝固させて結
晶性薄帯を得て、これを加熱処理して製造された、冷間
加工性に富んだリン銅ろう材が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記リ
ン銅ろう材を製造するには、リン銅ろうの溶湯を直接急
冷凝固させることが必要であり、このため大掛かりで特
殊な製造設備が必要である。また、結晶性薄帯の延性及
び可撓性を改善するには特殊な加熱処理が必要である。
このため、製造コストや生産性が必ずしも良好とは言え
ない。
ン銅ろう材を製造するには、リン銅ろうの溶湯を直接急
冷凝固させることが必要であり、このため大掛かりで特
殊な製造設備が必要である。また、結晶性薄帯の延性及
び可撓性を改善するには特殊な加熱処理が必要である。
このため、製造コストや生産性が必ずしも良好とは言え
ない。
【０００５】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、特殊な製造設備、加熱処理を要することなく、冷間
加工によって容易に薄板状に加工することができるリン
銅ろう合金からなるろう材を提供する。また、かかるリ
ン銅ろう合金からなるろう材層を備えたブレージングシ
ートを提供する。また、かかるリン銅ろう合金よって流
路構成部材がろう接された熱交換器の流路構造を提供す
る。
で、特殊な製造設備、加熱処理を要することなく、冷間
加工によって容易に薄板状に加工することができるリン
銅ろう合金からなるろう材を提供する。また、かかるリ
ン銅ろう合金からなるろう材層を備えたブレージングシ
ートを提供する。また、かかるリン銅ろう合金よって流
路構成部材がろう接された熱交換器の流路構造を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々のＰ含
有範囲のＰＣｕ合金の加工性、ろう接性を詳細に研究し
た結果、Ｐ：２．０〜３．２mass％という特定のＰ含有
領域において、ろう接接合性を犠牲にすることなく、著
しい加工性の改善効果が得られることを知見し、本発明
を完成するに至った。
有範囲のＰＣｕ合金の加工性、ろう接性を詳細に研究し
た結果、Ｐ：２．０〜３．２mass％という特定のＰ含有
領域において、ろう接接合性を犠牲にすることなく、著
しい加工性の改善効果が得られることを知見し、本発明
を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明のリン銅ろう材は、mass
％でＰ：２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜２．９
％を含有し、残部実質的にＣｕからなるリン銅ろう合金
によって形成されたものである。このリン銅ろう材によ
れば、リン銅ろう合金のＰ含有量を２．０〜３．２％に
調整するだけで、ろう接接合性を損なうことなく、極め
て優れた冷間加工性を備えたろう材を得ることができ
る。
％でＰ：２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜２．９
％を含有し、残部実質的にＣｕからなるリン銅ろう合金
によって形成されたものである。このリン銅ろう材によ
れば、リン銅ろう合金のＰ含有量を２．０〜３．２％に
調整するだけで、ろう接接合性を損なうことなく、極め
て優れた冷間加工性を備えたろう材を得ることができ
る。
【０００８】前記リン銅ろう材は、その厚さが０．０１
〜０．１５mmの薄板状に形成することで、優れたろう接
作業性と経済性とを備えることができる。前記薄板状の
リン銅ろう材は、そのリン銅ろう合金が冷間加工性に優
れるため、前記リン銅ろう合金の熱延板を冷間圧延によ
り薄板状に形成するだけで、簡単、容易に製造すること
ができる。
〜０．１５mmの薄板状に形成することで、優れたろう接
作業性と経済性とを備えることができる。前記薄板状の
リン銅ろう材は、そのリン銅ろう合金が冷間加工性に優
れるため、前記リン銅ろう合金の熱延板を冷間圧延によ
り薄板状に形成するだけで、簡単、容易に製造すること
ができる。
【０００９】また、本発明のブレージングシートは、金
属板と、少なくともその一方の表面に圧接一体化された
ろう材層とを有し、前記ろう材層が前記リン銅ろう合金
によって形成されたものである。このブレージングシー
トによれば、Ｐ：２．０〜３．２％、好ましくは２．２
〜２．９％の極めて冷間加工性に優れたリン銅合金から
なるろう材層が金属板に圧接一体化されているので、前
記金属板に他の金属部材をろう接する際、ろう材を別途
に準備し、金属板と金属部材との間に配置するなどの煩
瑣な作業が不要であり、ろう接作業性に優れる。
属板と、少なくともその一方の表面に圧接一体化された
ろう材層とを有し、前記ろう材層が前記リン銅ろう合金
によって形成されたものである。このブレージングシー
トによれば、Ｐ：２．０〜３．２％、好ましくは２．２
〜２．９％の極めて冷間加工性に優れたリン銅合金から
なるろう材層が金属板に圧接一体化されているので、前
記金属板に他の金属部材をろう接する際、ろう材を別途
に準備し、金属板と金属部材との間に配置するなどの煩
瑣な作業が不要であり、ろう接作業性に優れる。
【００１０】このブレージングシートにおいて、前記金
属板をＣｕまたはＣｕを主成分とするＣｕ合金によって
形成することで、金属板とろう材層との圧接性が向上
し、ブレージングシートの生産性が向上する。また、ろ
う接時にける両者の溶着性が向上するため、ろう接接合
性にも優れる。
属板をＣｕまたはＣｕを主成分とするＣｕ合金によって
形成することで、金属板とろう材層との圧接性が向上
し、ブレージングシートの生産性が向上する。また、ろ
う接時にける両者の溶着性が向上するため、ろう接接合
性にも優れる。
【００１１】前記ブレージングシートは、ろう材層が冷
間加工性に優れたリン銅ろう合金によって形成されてい
るので、金属基板の少なくとも一方の表面に前記リン銅
ろう合金によって形成されたろう材基板を重ね合わせ、
重ね合わされた両基板を冷間圧接し、前記金属基板が圧
下された金属板の表面に前記ろう材基板が圧下されたろ
う材層を圧接一体化することによって、簡単、容易に製
造することができる。
間加工性に優れたリン銅ろう合金によって形成されてい
るので、金属基板の少なくとも一方の表面に前記リン銅
ろう合金によって形成されたろう材基板を重ね合わせ、
重ね合わされた両基板を冷間圧接し、前記金属基板が圧
下された金属板の表面に前記ろう材基板が圧下されたろ
う材層を圧接一体化することによって、簡単、容易に製
造することができる。
【００１２】また、本発明の熱交換器の流路構造は、対
向して配置された一対の第１壁部材および第２壁部材
と、前記第１壁部材と第２壁部材との間に形成された流
路を多数の細流領域に仕切る仕切部材とを備え、前記仕
切部材は前記第１壁部材の内面と第２壁部材の内面とに
前記リン銅ろう合金によってろう接されたものである。
この流路構造によると、リン銅ろう合金はＰ：２．０〜
３．２％、好ましくは２．２〜２．９％の極めて冷間加
工性に優れたものであるので、仕切部材のろう接に際
し、第１壁部材および第２壁部材の内面に予め適宜の形
態に形成した前記リン銅ろう合金を付設することができ
る。このため、前記仕切部材のろう接作業性が向上し、
ひいては熱交換器の生産性を向上させることができる。
向して配置された一対の第１壁部材および第２壁部材
と、前記第１壁部材と第２壁部材との間に形成された流
路を多数の細流領域に仕切る仕切部材とを備え、前記仕
切部材は前記第１壁部材の内面と第２壁部材の内面とに
前記リン銅ろう合金によってろう接されたものである。
この流路構造によると、リン銅ろう合金はＰ：２．０〜
３．２％、好ましくは２．２〜２．９％の極めて冷間加
工性に優れたものであるので、仕切部材のろう接に際
し、第１壁部材および第２壁部材の内面に予め適宜の形
態に形成した前記リン銅ろう合金を付設することができ
る。このため、前記仕切部材のろう接作業性が向上し、
ひいては熱交換器の生産性を向上させることができる。
【００１３】この流路構造において、前記第１、第２壁
部材および仕切部材をＣｕあるいはＣｕを主成分とする
Ｃｕ合金で形成することにより、これらの部材をリン銅
ろう合金によって簡単かつ容易にろう接することがで
き、また優れた接合性を得ることができる。さらに、主
成分のＣｕが比較的安価であるため、熱交換器の流路構
造として経済性に優れる。
部材および仕切部材をＣｕあるいはＣｕを主成分とする
Ｃｕ合金で形成することにより、これらの部材をリン銅
ろう合金によって簡単かつ容易にろう接することがで
き、また優れた接合性を得ることができる。さらに、主
成分のＣｕが比較的安価であるため、熱交換器の流路構
造として経済性に優れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】熱交換器などのＣｕあるいはＣｕ
を主成分とするＣｕ合金からなる部材同士をろう接する
場合、ろう接部がＣｕの引張強度と同程度の接合強度を
有し、かつ複雑な部材同士であっても容易にろう接する
ことができ、さらにろう材自体が人体に無害なものが好
ましい。このような作用を有するＣｕ合金の添加元素と
してＰが好適である。Ｐ−Ｃｕ合金は、合金中に含まれ
るＣｕ3Ｐ が酸化銅に対して還元性を有し、セルフフラ
ックス効果を有するため、複雑形状の部材のろう接性に
優れ、またＰは人体に対して無害だからである。リン銅
ろう合金中のＰの含有量（mass％）は、従来、Ｃｕの引
張強度レベルの接合強度を実現するには少なくとも４％
程度以上は必要と考えられており、このため加工性に問
題があった。しかしながら、本発明者の研究により、従
来より低濃度のＰ領域においても接合性（接合強度）を
劣化させることなく、加工性を飛躍的に向上させる領域
があることが知見され、本発明を完成するに至った。以
下、リン銅ろう材を形成するリン銅ろう合金のＰ含有量
とろう接接合性および加工性について詳細に説明する。
を主成分とするＣｕ合金からなる部材同士をろう接する
場合、ろう接部がＣｕの引張強度と同程度の接合強度を
有し、かつ複雑な部材同士であっても容易にろう接する
ことができ、さらにろう材自体が人体に無害なものが好
ましい。このような作用を有するＣｕ合金の添加元素と
してＰが好適である。Ｐ−Ｃｕ合金は、合金中に含まれ
るＣｕ3Ｐ が酸化銅に対して還元性を有し、セルフフラ
ックス効果を有するため、複雑形状の部材のろう接性に
優れ、またＰは人体に対して無害だからである。リン銅
ろう合金中のＰの含有量（mass％）は、従来、Ｃｕの引
張強度レベルの接合強度を実現するには少なくとも４％
程度以上は必要と考えられており、このため加工性に問
題があった。しかしながら、本発明者の研究により、従
来より低濃度のＰ領域においても接合性（接合強度）を
劣化させることなく、加工性を飛躍的に向上させる領域
があることが知見され、本発明を完成するに至った。以
下、リン銅ろう材を形成するリン銅ろう合金のＰ含有量
とろう接接合性および加工性について詳細に説明する。
【００１５】下記表１に示す種々のＰ含有量のＰ−Ｃｕ
合金を真空誘導溶解によって溶製し、その鋳造片を５０
０〜６００℃にて熱間圧延し、これによって得られた熱
延板（板厚８mm、板幅８０mm）をさらに冷間圧延した。
冷間圧延は冷延後の目標板厚を０．４mm（全圧下率９５
％）とし、目標板厚に至るまでに耳割れ、あるいは板割
れが発生したものについては、その割れが発生するまで
の全圧下率を求めた。圧下率が６５％以上で耳割れを発
生した試料については、５００℃×１ｈｒ程度の焼鈍を
行い、目標板厚まで冷間圧延を行った。なお、耳割れと
は圧延材の側縁に高さ１〜２mm程度の鋸歯状の凹凸が発
生することをいい、板割れとは板幅に沿って圧延板が完
全に破断することをいう。板割れが発生すると、それ以
後の圧延は不可能になる。
合金を真空誘導溶解によって溶製し、その鋳造片を５０
０〜６００℃にて熱間圧延し、これによって得られた熱
延板（板厚８mm、板幅８０mm）をさらに冷間圧延した。
冷間圧延は冷延後の目標板厚を０．４mm（全圧下率９５
％）とし、目標板厚に至るまでに耳割れ、あるいは板割
れが発生したものについては、その割れが発生するまで
の全圧下率を求めた。圧下率が６５％以上で耳割れを発
生した試料については、５００℃×１ｈｒ程度の焼鈍を
行い、目標板厚まで冷間圧延を行った。なお、耳割れと
は圧延材の側縁に高さ１〜２mm程度の鋸歯状の凹凸が発
生することをいい、板割れとは板幅に沿って圧延板が完
全に破断することをいう。板割れが発生すると、それ以
後の圧延は不可能になる。
【００１６】目標板厚まで冷間圧延された冷延板は、５
００℃×１ｈｒ程度の焼鈍を行った後、さらに０．１mm
まで冷間圧延し、薄板状のろう材を得た。一方、冷間圧
延の際に板割れが発生した試料および圧下率が１０％以
下で耳割れが発生した試料については、熱延板から板厚
０．１mm（全圧下率９７％）のろう材を機械加工により
採取した。これらのろう材を用いてろう接接合性を調べ
た。ろう接接合性は、断面が１０mm×３mmの純Ｃｕ製の
角棒材を準備し、一方の棒材と他方の棒材とをろう材片
（１０mm×３mm）を介して突き合わせ、水素ガス雰囲気
中で８２０℃×１０分間保持してろう接し、得られた接
合棒材を長さ方向に破断するまで引っ張り、破断時の引
張強さ（接合強さ）を測定した。
００℃×１ｈｒ程度の焼鈍を行った後、さらに０．１mm
まで冷間圧延し、薄板状のろう材を得た。一方、冷間圧
延の際に板割れが発生した試料および圧下率が１０％以
下で耳割れが発生した試料については、熱延板から板厚
０．１mm（全圧下率９７％）のろう材を機械加工により
採取した。これらのろう材を用いてろう接接合性を調べ
た。ろう接接合性は、断面が１０mm×３mmの純Ｃｕ製の
角棒材を準備し、一方の棒材と他方の棒材とをろう材片
（１０mm×３mm）を介して突き合わせ、水素ガス雰囲気
中で８２０℃×１０分間保持してろう接し、得られた接
合棒材を長さ方向に破断するまで引っ張り、破断時の引
張強さ（接合強さ）を測定した。
【００１７】上記Ｐ−Ｃｕ合金の加工性評価、ろう接棒
材の接合強度の測定結果を表１に併せて示す。表１中、
全圧下率は既述のように目標板厚（９５％）まで、ある
いは耳割れ、板割れ発生までの全圧下率を示す。また、
Ｐ含有量と加工性評価（全圧下率）との関係を図１に、
接合強度との関係を図２に示す。
材の接合強度の測定結果を表１に併せて示す。表１中、
全圧下率は既述のように目標板厚（９５％）まで、ある
いは耳割れ、板割れ発生までの全圧下率を示す。また、
Ｐ含有量と加工性評価（全圧下率）との関係を図１に、
接合強度との関係を図２に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１および図１より、Ｐ≦３．２％で冷間
加工性が良好であり、特にＰ＝２．９０％を臨界点とし
てＰ≦２．９０％では板割れは勿論のこと、耳割れも皆
無であり、冷間加工性が飛躍的に向上していることがわ
かる。本発明者はかかる加工性の良否を組織面から検討
した。図３はＰ−Ｃｕ２元系状態図を示しており、１．
７５％＜Ｐ＜１３．９８％（共晶組成）の領域では組織
中に生成した初晶のＰ−Ｃｕ固溶体（Ｃｕリッチ部）
と、Ｃｕ３ＰとＣｕとが層状に形成された共晶組織（Ｐ
リッチ部）とが共存した組織になる。実際のろう材の熱
延板組織を顕微鏡観察したところ、Ｐが３．２％以下で
は大部分のＰリッチ部がＣｕリッチ部内に孤立して存在
しているように観察され、一方Ｐが３．２％超ではＣｕ
リッチ部内のＰリッチ部が相互に連なり、この傾向はＰ
が多くなるほど顕著であった。そして、板割れが生じた
冷延板の組織を観察すると、Ｐ＞３．２％のものでは、
圧延により引き延ばされた前記Ｐリッチ部に沿ってクラ
ックが多数発生していることが観察された。これより、
Ｐ＝３．２％は脆くてクラックの発生し易いＰリッチ部
がＣｕリッチ部の中にほぼ孤立し得る限界のＰ含有量で
あると知見された。
加工性が良好であり、特にＰ＝２．９０％を臨界点とし
てＰ≦２．９０％では板割れは勿論のこと、耳割れも皆
無であり、冷間加工性が飛躍的に向上していることがわ
かる。本発明者はかかる加工性の良否を組織面から検討
した。図３はＰ−Ｃｕ２元系状態図を示しており、１．
７５％＜Ｐ＜１３．９８％（共晶組成）の領域では組織
中に生成した初晶のＰ−Ｃｕ固溶体（Ｃｕリッチ部）
と、Ｃｕ３ＰとＣｕとが層状に形成された共晶組織（Ｐ
リッチ部）とが共存した組織になる。実際のろう材の熱
延板組織を顕微鏡観察したところ、Ｐが３．２％以下で
は大部分のＰリッチ部がＣｕリッチ部内に孤立して存在
しているように観察され、一方Ｐが３．２％超ではＣｕ
リッチ部内のＰリッチ部が相互に連なり、この傾向はＰ
が多くなるほど顕著であった。そして、板割れが生じた
冷延板の組織を観察すると、Ｐ＞３．２％のものでは、
圧延により引き延ばされた前記Ｐリッチ部に沿ってクラ
ックが多数発生していることが観察された。これより、
Ｐ＝３．２％は脆くてクラックの発生し易いＰリッチ部
がＣｕリッチ部の中にほぼ孤立し得る限界のＰ含有量で
あると知見された。
【００２０】また、表１および図２より、Ｐ＝２．０％
以上ではほぼ純Ｃｕと同レベルの引張強さ（１８kgf／m
m2程度）を有し、特に２．２％以上では優れた接合強度
が得られている。一方、Ｐ含有量が２．０未満〜１．２
％程度であっても一応の接合強度が得られている。理論
的には、図３の状態図から明らかなように、１．７５％
以下ではＰ−Ｃｕ固溶体のみが生成し、共晶組織が生成
しないため、ろう材として使用不可のはずであるが、Ｐ
の偏析により部分的にＰ＞１．７５％の領域が生じ、こ
の部分がろう材として寄与しているものと推察される。
なお、引張試験における破断部位は、すべてろう接接合
部であった。
以上ではほぼ純Ｃｕと同レベルの引張強さ（１８kgf／m
m2程度）を有し、特に２．２％以上では優れた接合強度
が得られている。一方、Ｐ含有量が２．０未満〜１．２
％程度であっても一応の接合強度が得られている。理論
的には、図３の状態図から明らかなように、１．７５％
以下ではＰ−Ｃｕ固溶体のみが生成し、共晶組織が生成
しないため、ろう材として使用不可のはずであるが、Ｐ
の偏析により部分的にＰ＞１．７５％の領域が生じ、こ
の部分がろう材として寄与しているものと推察される。
なお、引張試験における破断部位は、すべてろう接接合
部であった。
【００２１】以上より、本発明のリン銅ろう材を形成す
るリン銅ろう合金は、従来レベルの接合強度と、圧下率
が９５％以上の冷間圧延が可能な加工性とを兼備するＰ
含有量として、２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜
２．９％とした。残部は実質的にＣｕからなるが、残部
実質的とは残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる場
合のほか、前記Ｐ含有の作用、効果を妨げない範囲で他
の合金元素の添加を妨げないことを意味する。本発明に
かかるリン銅ろう材（合金）のろう接温度は、Ｐ−Ｃｕ
の共晶温度（７１４℃）超の温度とすればよいが、通
常、７８０〜８５０℃程度とされる。ろう接は真空中、
あるいは水素ガス等の還元ガス雰囲気中で行うことが好
ましい。
るリン銅ろう合金は、従来レベルの接合強度と、圧下率
が９５％以上の冷間圧延が可能な加工性とを兼備するＰ
含有量として、２．０〜３．２％、好ましくは２．２〜
２．９％とした。残部は実質的にＣｕからなるが、残部
実質的とは残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる場
合のほか、前記Ｐ含有の作用、効果を妨げない範囲で他
の合金元素の添加を妨げないことを意味する。本発明に
かかるリン銅ろう材（合金）のろう接温度は、Ｐ−Ｃｕ
の共晶温度（７１４℃）超の温度とすればよいが、通
常、７８０〜８５０℃程度とされる。ろう接は真空中、
あるいは水素ガス等の還元ガス雰囲気中で行うことが好
ましい。
【００２２】本発明にかかる前記Ｐ−Ｃｕろう合金は冷
間加工性に優れるため、種々の形態に容易に加工するこ
とができ、薄板状、線状等の適宜の形態を有するろう材
として提供することができる。板状に冷間圧延する場
合、良好なろう接作業性と必要な接合強度を確保し、接
合に寄与することなく流出するろう材量を抑制するに
は、板厚は０．０１〜０．１５mm程度とすることが好ま
しい。
間加工性に優れるため、種々の形態に容易に加工するこ
とができ、薄板状、線状等の適宜の形態を有するろう材
として提供することができる。板状に冷間圧延する場
合、良好なろう接作業性と必要な接合強度を確保し、接
合に寄与することなく流出するろう材量を抑制するに
は、板厚は０．０１〜０．１５mm程度とすることが好ま
しい。
【００２３】本発明のリン銅ろう材は、それ単独でも使
用することができるが、冷間加工性が良好なため、適宜
の金属板に圧接して、図４および図５に示すように、金
属板２の片面あるいは両面に前記リン銅ろう合金からな
るろう材層３を圧接一体化して積層したブレージングシ
ート１，１Ａとすることができる。この場合において
も、ろう材層３は０．０１〜０．１５mm程度とすること
が好ましい。かかるブレージングシート１，１Ａによれ
ば、このブレージングシートのろう材層３側にろう接す
る金属部材を当接させて加熱するだけで、ブレージング
シート１，１Ａの金属板２と前記金属部材とを容易にろ
う接することができ、ろう接作業性に優れる。
用することができるが、冷間加工性が良好なため、適宜
の金属板に圧接して、図４および図５に示すように、金
属板２の片面あるいは両面に前記リン銅ろう合金からな
るろう材層３を圧接一体化して積層したブレージングシ
ート１，１Ａとすることができる。この場合において
も、ろう材層３は０．０１〜０．１５mm程度とすること
が好ましい。かかるブレージングシート１，１Ａによれ
ば、このブレージングシートのろう材層３側にろう接す
る金属部材を当接させて加熱するだけで、ブレージング
シート１，１Ａの金属板２と前記金属部材とを容易にろ
う接することができ、ろう接作業性に優れる。
【００２４】前記金属板２の材質としては、純Ｃｕある
いはＣｕを主成分としてＣｕ合金（以下、両者を併せて
Ｃｕ基金属と呼ぶ。）が好ましい。これらのＣｕ基金属
からなる金属板を用いることにより、金属板２とろう材
層３との圧接性が向上し、ブレージングシートの生産性
が向上する。また、ろう接時にける両者の溶着性が向上
するため、ろう接接合性にも優れる。
いはＣｕを主成分としてＣｕ合金（以下、両者を併せて
Ｃｕ基金属と呼ぶ。）が好ましい。これらのＣｕ基金属
からなる金属板を用いることにより、金属板２とろう材
層３との圧接性が向上し、ブレージングシートの生産性
が向上する。また、ろう接時にける両者の溶着性が向上
するため、ろう接接合性にも優れる。
【００２５】前記Ｃｕ基金属としては、構成成分が完全
に固溶状態をなす、例えばＣｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｍｎ
−Ｎｉ合金を用いることができる。Ｃｕ含有量は、概ね
８５％程度以上あればよい。前記Ｃｕ基合金には、Ｃｕ
に固溶し、ろう材の加工性、ろう接後のろう材部の特性
を損なわない元素であれば、その微量添加は許容され
る。
に固溶状態をなす、例えばＣｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｍｎ
−Ｎｉ合金を用いることができる。Ｃｕ含有量は、概ね
８５％程度以上あればよい。前記Ｃｕ基合金には、Ｃｕ
に固溶し、ろう材の加工性、ろう接後のろう材部の特性
を損なわない元素であれば、その微量添加は許容され
る。
【００２６】前記ブレージングシート１，１Ａは、金属
基板の片面あるいは両面に前記リン銅ろう合金によって
形成されたろう材基板を重ね合わせ、重ね合わされた両
基板を一対のロールに通してお互いの基板を冷間圧接す
ることによって、簡単、容易に製造することができる。
冷間圧接により、前記金属基板が圧下された金属板２の
片面あるいは両面に、前記ろう材基板が圧下されたろう
材層３が圧接一体化され、積層される。
基板の片面あるいは両面に前記リン銅ろう合金によって
形成されたろう材基板を重ね合わせ、重ね合わされた両
基板を一対のロールに通してお互いの基板を冷間圧接す
ることによって、簡単、容易に製造することができる。
冷間圧接により、前記金属基板が圧下された金属板２の
片面あるいは両面に、前記ろう材基板が圧下されたろう
材層３が圧接一体化され、積層される。
【００２７】本発明にかかるリン銅ろう合金は、ろう材
として従来から知られる継手部材の接合、配管接合、電
気接点のろう接など種々の用途に使用することができる
が、先に説明したように、冷間加工性に優れるため、種
々の形態に容易に加工することができる。このため、特
にろう材を種々の形状に加工して部材接合部に配置し、
ろう接するような用途に好適に使用することができる。
例えば、大径管状部材の端部内側に小径管状部材の端部
を挿入配置してろう接する場合に、これらの管状部材の
端部間にリング状のろう材を挿入配置してろう接するこ
とができる。さらに、端部に形成された筒状孔部の内周
に軸心に平行に複数条の凹部を形成した第１軸部材と、
端部外周に前記凹部に係合する複数の凸部を形成した第
２軸部材とを用いて、前記第１軸部材の筒状孔部内周に
形成された凹部に前記第２軸部材の端部外周に形成され
た凸部を係合配置してろう接する場合に、筒状孔部内周
と端部外周との間に前記複数の凹部と凸部とに係合する
凹凸部が周方向に屈曲形成されたリング状のろう材を挿
入配置してろう接することができる。また、本発明にか
かるリン銅ろう合金は、冷間加工性、冷間圧接性に優れ
るため、前記ブレージングシート１，１Ａのろう材層３
としても好適であることは先に述べた通りであり、本発
明にかかるブレージングシートによれば、ろう接作業性
が容易になることのほか、金属板２とろう材層３とを一
体的に種々の形態に容易に加工することができるので、
種々形態を有するろう材層３付きの各種接合部材を容易
に製作することができる。
として従来から知られる継手部材の接合、配管接合、電
気接点のろう接など種々の用途に使用することができる
が、先に説明したように、冷間加工性に優れるため、種
々の形態に容易に加工することができる。このため、特
にろう材を種々の形状に加工して部材接合部に配置し、
ろう接するような用途に好適に使用することができる。
例えば、大径管状部材の端部内側に小径管状部材の端部
を挿入配置してろう接する場合に、これらの管状部材の
端部間にリング状のろう材を挿入配置してろう接するこ
とができる。さらに、端部に形成された筒状孔部の内周
に軸心に平行に複数条の凹部を形成した第１軸部材と、
端部外周に前記凹部に係合する複数の凸部を形成した第
２軸部材とを用いて、前記第１軸部材の筒状孔部内周に
形成された凹部に前記第２軸部材の端部外周に形成され
た凸部を係合配置してろう接する場合に、筒状孔部内周
と端部外周との間に前記複数の凹部と凸部とに係合する
凹凸部が周方向に屈曲形成されたリング状のろう材を挿
入配置してろう接することができる。また、本発明にか
かるリン銅ろう合金は、冷間加工性、冷間圧接性に優れ
るため、前記ブレージングシート１，１Ａのろう材層３
としても好適であることは先に述べた通りであり、本発
明にかかるブレージングシートによれば、ろう接作業性
が容易になることのほか、金属板２とろう材層３とを一
体的に種々の形態に容易に加工することができるので、
種々形態を有するろう材層３付きの各種接合部材を容易
に製作することができる。
【００２８】次ぎに、上記実施形態にかかるブレージン
グシートを素材として用いたろう接構造物の実施形態に
ついて説明する。図６は実施形態にかかる熱交換器の流
路構造を示す斜視図である。一組のシート部材１１，１
１が所定の間隔を隔てて対向して配置され、その間に断
面が波形に屈曲形成された蛇腹状の仕切り部材１２が装
着されている。前記シート部材１１は上記ブレージング
シート１を適宜の形状に加工したものであり、また前記
仕切り部材１２は、例えば薄銅板を蛇腹状に波形加工し
たものである。なお、この実施形態では、シート部材１
１の素材となるブレージングシート１は、金属板２の片
面にろう材層３を設けたタイプ（図４）が使用される。
グシートを素材として用いたろう接構造物の実施形態に
ついて説明する。図６は実施形態にかかる熱交換器の流
路構造を示す斜視図である。一組のシート部材１１，１
１が所定の間隔を隔てて対向して配置され、その間に断
面が波形に屈曲形成された蛇腹状の仕切り部材１２が装
着されている。前記シート部材１１は上記ブレージング
シート１を適宜の形状に加工したものであり、また前記
仕切り部材１２は、例えば薄銅板を蛇腹状に波形加工し
たものである。なお、この実施形態では、シート部材１
１の素材となるブレージングシート１は、金属板２の片
面にろう材層３を設けたタイプ（図４）が使用される。
【００２９】前記仕切り部材１２は、波形凸部の最上部
とこの仕切り部材１２を挟持する上側のシート部材１１
の金属板２の下面とがシート部材１１のろう材層３によ
ってろう接され、また波形凹部の最下部と仕切り部材１
２を挟持する下側のシート部材１１の金属板２の上面と
が同様にろう材層３によってろう接されている。なお、
前記一対のシート部材１１，１１を構成する金属板２，
２は本発明の第１壁部材および第２壁部材に相当する。
とこの仕切り部材１２を挟持する上側のシート部材１１
の金属板２の下面とがシート部材１１のろう材層３によ
ってろう接され、また波形凹部の最下部と仕切り部材１
２を挟持する下側のシート部材１１の金属板２の上面と
が同様にろう材層３によってろう接されている。なお、
前記一対のシート部材１１，１１を構成する金属板２，
２は本発明の第１壁部材および第２壁部材に相当する。
【００３０】この実施形態では、前記一組のシート部材
１１，１１の間で、前記仕切り部材１２により仕切られ
た多数の部分空間部が水などの被加熱（冷却）流体が流
れる流路とされている。前記シート部材１１の外側に
は、図示省略した加熱（冷却）媒体が流れる加熱装置が
付設されており、これによってシート部材１１を介して
前記流路を流れる被加熱（冷却）流体が加熱（冷却）さ
れる。
１１，１１の間で、前記仕切り部材１２により仕切られ
た多数の部分空間部が水などの被加熱（冷却）流体が流
れる流路とされている。前記シート部材１１の外側に
は、図示省略した加熱（冷却）媒体が流れる加熱装置が
付設されており、これによってシート部材１１を介して
前記流路を流れる被加熱（冷却）流体が加熱（冷却）さ
れる。
【００３１】本発明の熱交換器の流路構造は前記実施形
態により限定的に解釈されるものではない。例えば、シ
ート部材１１の枚数および一対の対向するシート部材１
１の間に形成された被加熱（冷却）流体の流路の段数
（シート部材１１の枚数−１）は、要求に応じて自由に
設定することができる。シート部材１１の両側に仕切り
部材１２をろう接する場合、そのシート部材の素材とな
るブレージングシート１Ａは、金属板２の両面にろう材
層３を接合したタイプ（図５）のものが使用される。ま
た、前記仕切り部材１２が装着された流路には、実施形
態では被加熱（冷却）流体を流すこととしたが、加熱
（冷却）媒体を流すようにして、シート部材１の外側に
被加熱（冷却）物を配置し、加熱（冷却）するようにし
てもよい。本発明の流路構造は、ビル等の空調機器、自
動車・産業機器・電子機器などの加熱・冷却のために使
用される各種熱交換器に適用可能である。
態により限定的に解釈されるものではない。例えば、シ
ート部材１１の枚数および一対の対向するシート部材１
１の間に形成された被加熱（冷却）流体の流路の段数
（シート部材１１の枚数−１）は、要求に応じて自由に
設定することができる。シート部材１１の両側に仕切り
部材１２をろう接する場合、そのシート部材の素材とな
るブレージングシート１Ａは、金属板２の両面にろう材
層３を接合したタイプ（図５）のものが使用される。ま
た、前記仕切り部材１２が装着された流路には、実施形
態では被加熱（冷却）流体を流すこととしたが、加熱
（冷却）媒体を流すようにして、シート部材１の外側に
被加熱（冷却）物を配置し、加熱（冷却）するようにし
てもよい。本発明の流路構造は、ビル等の空調機器、自
動車・産業機器・電子機器などの加熱・冷却のために使
用される各種熱交換器に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】本発明にかかるリン銅ろう材は、Ｐ：
２．０〜３．２％を含み、残部実質的にＣｕからなるリ
ン銅ろう合金で形成されているので、ろう接接合性を損
なうことなく、極めて優れた冷間加工性を備える。この
ため、ろう接作業性、取り扱い性に優れた薄板状のろう
材に容易に加工することができ、また金属板に容易に圧
接してブレージングシートとして用いることができ、ろ
う接構造物、例えば熱交換器の流路構造をろう接する際
に用いられるろう材として好適に利用することができ
る。
２．０〜３．２％を含み、残部実質的にＣｕからなるリ
ン銅ろう合金で形成されているので、ろう接接合性を損
なうことなく、極めて優れた冷間加工性を備える。この
ため、ろう接作業性、取り扱い性に優れた薄板状のろう
材に容易に加工することができ、また金属板に容易に圧
接してブレージングシートとして用いることができ、ろ
う接構造物、例えば熱交換器の流路構造をろう接する際
に用いられるろう材として好適に利用することができ
る。
【図１】Ｐ含有量と加工性（目標板厚あるいは割れ発生
までの全圧下率）との関係を示すグラフである。
までの全圧下率）との関係を示すグラフである。
【図２】Ｐ含有量とろう接接合強度との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図３】Ｐ−Ｃｕ合金の部分状態図である。
【図４】実施形態にかかるブレージングシートの部分断
面図である。
面図である。
【図５】他の実施形態にかかるブレージングシートの部
分断面図である。
分断面図である。
【図６】実施形態にかかる熱交換器の流路構造を示す部
分断面図である。
分断面図である。
１、１Ａ ブレージングシート
２ 金属板
３ ろう材層
１１ シート部材
１２ 仕切り部材
─────────────────────────────────────────────────────
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 Ｅ
(72)発明者 石尾 雅昭
大阪府吹田市南吹田２丁目19番１号 住友
特殊金属株式会社吹田製作所内
(72)発明者 長谷川 剛
大阪府吹田市南吹田２丁目19番１号 住友
特殊金属株式会社吹田製作所内
(72)発明者 山本 憲
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 河地 典秀
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会
社デンソー内
(72)発明者 加門 謙一郎
大阪府堺市出島海岸通４丁４番３号 トー
ヨーメタル株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 mass％でＰ：２．０〜３．２％を含有
し、残部実質的にＣｕからなるリン銅ろう合金によって
形成されたリン銅ろう材。 - 【請求項２】 リン銅ろう合金中のＰ含有量がＰ：２．
２〜２．９％である請求項１に記載したリン銅ろう材。 - 【請求項３】 厚さ０．０１〜０．１５mmの薄板状に形
成された請求項１又は２に記載したリン銅ろう材。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載したリン銅ろう合
金の鋳造片を冷間圧延により薄板状に形成するリン銅ろ
う材の製造方法。 - 【請求項５】 金属板と、少なくともその一方の表面に
圧接一体化されたろう材層とを有し、前記ろう材層が請
求項１又は２に記載したリン銅ろう合金によって形成さ
れたブレージングシート。 - 【請求項６】 金属板がＣｕまたはＣｕを主成分とする
Ｃｕ合金によって形成された請求項５に記載したブレー
ジングシート。 - 【請求項７】 金属基板の少なくとも一方の表面に請求
項１又は２に記載したリン銅ろう合金によって形成され
たろう材基板を重ね合わせ、重ね合わされた両基板を冷
間圧接し、前記金属基板が圧下された金属板の表面に前
記ろう材基板が圧下されたろう材層を圧接一体化するブ
レージングシートの製造方法。 - 【請求項８】 対向して配置された一対の第１壁部材お
よび第２壁部材と、前記第１壁部材と第２壁部材との間
に形成された流路を多数の細流領域に仕切る仕切部材と
を備え、前記仕切部材は前記第１壁部材の内面と第２壁
部材の内面とに請求項１又は２に記載したリン銅ろう合
金によってろう接された熱交換器の流路構造。 - 【請求項９】 前記第１壁部材、第２壁部材および仕切
部材がＣｕあるいはＣｕを主成分とするＣｕ合金で形成
された請求項８に記載した熱交換器の流路構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340152A JP3554305B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ブレージングシートの製造方法並びに熱交換器の流路構造 |
| DE10251466A DE10251466B4 (de) | 2001-11-06 | 2002-11-05 | Verfahren zur Herstellung eines Hartlötblechs aus Kupfer-Phosphor-Hartlötmaterial und Verfahren zur Herstellug einer Durchströmungsanordnung mit diesem Blech |
| US10/287,713 US6761306B2 (en) | 2001-11-06 | 2002-11-05 | Phosphorus-copper brazing material, brazing sheet, methods of manufacturing the material and the sheet, and flow path structure for heat exchangers |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340152A JP3554305B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ブレージングシートの製造方法並びに熱交換器の流路構造 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003377661A Division JP2004114158A (ja) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | リン銅ろう材及びブレージングシート |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003136278A true JP2003136278A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3554305B2 JP3554305B2 (ja) | 2004-08-18 |
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|---|---|---|---|
| JP2001340152A Expired - Fee Related JP3554305B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | ブレージングシートの製造方法並びに熱交換器の流路構造 |
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|---|---|
| US (1) | US6761306B2 (ja) |
| JP (1) | JP3554305B2 (ja) |
| DE (1) | DE10251466B4 (ja) |
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