JP2003293064A - ろう付け用アルミニウム合金複合材及びそれを使用した熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度であると共に、ラジエータチューブと
して使用された場合の内面側（クーラント側）の耐食性
が優れており、薄肉化が可能なろう付用アルミニウム合
金複合材を提供する。 【解決手段】 心材は、Ｍｇ：０．２％以下、Ｃｒ：
０．３％以下、Ｆｅ：０．２％以下、Ｃｕ：０．２〜
１．０％、Ｓｉ：０．０５〜１．３％、Ｍｎ：０．３〜
１．８％、Ｔｉ：０．０２〜０．３％を含有し、Ｃｕ＋
Ｓｉが２．０％以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純
物からなる組成を有する。皮材は、Ｚｎ：２〜９％、Ｍ
ｎ：０．３〜１．８％及びＳｉ：０．５〜１．２％を含
有し、更に、Ｆｅ：０．０２〜０．２５％、Ｃｒ：０．
０１〜０．３０％、Ｍｇ：０．００５〜０．１５％、及
びＣｕ：０．００１〜０．１５％からなる群から選択さ
れた少なくとも１種を含有する組成を有し、皮材中の平
均Ｓｉ組成がＳｉ含有量の０．５倍以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のラジエー
タのチューブ及びヘッダプレートやヒータコア等に使用
されるブレージングシートとして好適のアルミニウム合
金複合材及び熱交換器に関し、特に、高強度であると共
に、ラジエータ及びヒータコアとして使用された場合の
内面側（クーラント側）の耐食性が優れており、薄肉化
が可能なろう付用アルミニウム合金複合材及びそれを使
用した熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、心材の片面にろう材をクラッド
し、心材の他面に皮材をクラッドしたろう付け用アルミ
ニウム合金複合材において、皮材にＭｎ及びＳｉを添加
することにより、高強度化を図っている。（特開平１１
−６１３０６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、皮材に
Ｓｉを添加した場合、ろう付け時にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系
析出物が粒界に析出するため、皮材自体の耐食性が劣化
し、皮材が犠牲陽極層として作用する期間が短くなり、
その結果、クラッド材の内面側（クーラント側）の耐食
性が劣化するという問題点がある。また、心材には通常
Ｃｕが含有されており、このＣｕがろう付け時に皮材に
拡散するため、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系析出物又はＡｌ−Ｍ
ｎ−Ｃｕ−Ｓｉ系析出物が皮材の粒界に析出し、皮材自
体の耐食性を劣化させる。これによっても、クラッド材
の内面耐食性が劣化する。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高強度であると共に、ラジエータのチュー
ブ、ヘッダプレート及びコータコアとして使用された場
合の内面側（クーラント側）の耐食性が優れており、薄
肉化が可能なろう付用アルミニウム合金複合材を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るろう付け用
アルミニウム合金複合材は、心材の片面にＡｌ−Ｓｉ系
のアルミニウム合金からなるろう材が形成され、前記心
材の他面に皮材が全板厚の６乃至３０％のクラッド率で
形成されたアルミニウム合金複合材において、前記心材
は、Ｍｇ：０．２質量％以下、Ｃｒ：０．３質量％以
下、Ｆｅ：０．２質量％以下、Ｃｕ：０．２乃至１．０
質量％、Ｓｉ：０．０５乃至１．３質量％、Ｍｎ：０．
３乃至１．８質量％、Ｔｉ：０．０２乃至０．３質量％
を含有し、Ｃｕ＋Ｓｉが２．０質量％以下であり、残部
がＡｌ及び不可避不純物からなる組成を有し、前記皮材
は、Ｚｎ：２乃至９質量％、Ｍｎ：０．３乃至１．８質
量％及びＳｉ：０．５乃至１．２質量％を含有し、更
に、Ｆｅ：０．０２〜０．２５質量％、Ｃｒ：０．０１
〜０．３０質量％、Ｍｇ：０．００５〜０．１５質量
％、及びＣｕ：０．００１〜０．１５質量％からなる群
から選択された少なくとも１種を含有する組成を有し、
皮材中の平均Ｓｉ組成がＳｉ含有量の０．５倍以下であ
ることを特徴とする。

【０００６】このろう付け用アルミニウム合金複合材に
おいて、前記皮材は、Ｚｎ含有量が３質量％以上で、Ｚ
ｎ／Ｓｉ比が４以上であることが好ましい。

【０００７】また、本発明に係る熱交換器は、前記ろう
付け用アルミニウム合金複合材をブレージングシートと
して使用してろう付けすることにより組み立てられ、１
００℃／分以上の冷却速度でろう付けされたものである
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明者等が前記課題を解決すべ
く種々実験研究した結果、皮材にＭｎ及びＳｉを所定の
範囲で含有させ、更に皮材の厚さを所定の割合にし、更
に、皮材に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃｕの少なくとも１種
を含有させることにより、ろう付性、耐食性及び強度を
維持したまま、アルミニウム合金複合材の大幅な薄肉化
を図ることができることを見いだした。

【０００９】また、「皮材の平均Ｓｉ組成」を「Ｓｉ含
有量」×０．５以下とすることにより、耐食性を向上で
きる。更に、ろう付け時の冷却速度を１００℃／分以下
とすることにより、内面側（クーラント側）の耐食性を
向上させることができる。

【００１０】以下、本発明のろう付用アルミニウム合金
複合材の心材、皮材及びろう材における成分添加理由及
び組成限定理由について説明する。先ず、心材の組成に
ついて説明する。

【００１１】Ｍｇ（マグネシウム）：０．２質量％以下 Ｍｇは心材の強度を向上させる元素であるが、０．２質
量％を超えて添加されると、ろう付性を低下させてしま
う。特に、ノコロック法によるろう付けではその低下が
極めて大きい。従って、Ｍｇの含有量は０．２質量％以
下に制限する。なお、より一層ろう付性の低下を抑制す
るためには、Ｍｇの含有量を０．１質量％以下とするこ
とが好ましい。

【００１２】Ｃｕ（銅）：０．２乃至１．０質量％ Ｃｕは心材の強度を向上させる元素であり、また、ろう
材側の耐食性も向上させる。しかし、心材にＣｕを添加
すると、粒界腐食感受性を増大させるため、皮材面側の
耐食性を低下させてしまう。そこで、皮材にＺｎを２質
量％以上添加することにより、皮材の電位を粒界に対し
て卑に設定することができると共に、粒界腐食を防止す
ることができる。つまり、皮材におけるＺｎの添加量を
多くすることにより、心材に対する皮材の電位を心材の
マトリックスのみならず、粒界に対しても低く設定する
ことができるため、粒界腐食を防止することができる。
Ｃｕの添加量が０．２質量％未満では心材の強度を向上
させるには不十分である。一方、Ｃｕが１．０質量％を
超えて添加されると、心材の融点を低下させるため、ろ
う付時に心材の溶融が生じてしまう。従って、Ｃｕの含
有量は０．２乃至１．０質量％とする。

【００１３】Ｓｉ（シリコン）：０．０５乃至１．３質
量％ Ｓｉは心材の強度を向上させる元素であり、特にＭｎ−
Ｓｉ系析出物により心材の強度が向上する。しかし、Ｓ
ｉの添加量が０．０５質量％未満では、心材の強度を向
上させるには不十分である。一方、Ｓｉが１．３質量％
を超えて添加されると、心材の融点を低下させると共
に、低融点相の増加に起因してろう付け時に心材の溶融
が生じてしまう。従って、Ｓｉの含有量は０．０５乃至
１．３質量％とする。

【００１４】Ｃｕ及びＳｉの総量：２．０質量％以下 上述のように、Ｃｕ及びＳｉはいずれも所定量を超えて
添加されると、心材の融点を低下させ、ろう付時に心材
が溶融してしまう。これを防止するため、Ｓｉ及びＣｕ
の添加量の総計を２．０質量％以下に制限する必要があ
る。従って、Ｓｉ及びＣｕの総量を２．０質量％以下と
する。

【００１５】Ｍｎ（マンガン）：０．３乃至１．８質量
％ Ｍｎは心材の耐食性、ろう付性及び強度を向上させる元
素である。Ｍｎの添加量が０．３質量％未満の場合は、
強度を向上させることができない。しかし、Ｍｎの添加
量が１．８質量％を超えると、結晶粒が粗大化した化合
物を生成するため、加工性が低下してしまう。従って、
Ｍｎの含有量は０．３乃至１．８質量％とする。

【００１６】Ｔｉ（チタン）：０．０２乃至０．３質量
％ Ｔｉは心材の耐食性をより一層向上させる元素である。
Ｔｉの添加量が０．０２質量％未満であると、心材の耐
食性を十分に向上させることができない。一方、Ｔｉが
０．３質量％を超えて添加されても、それ以上は心材の
耐食性を向上させることができず、却って結晶粒が粗大
化した化合物を生成するため、加工性が低下してしま
う。従って、Ｔｉの含有量は０．０２乃至０．３質量％
とする。このように、Ｔｉは心材の耐食性を向上させる
ためには不可欠の元素であり、Ｔｉを添加すると、心材
において層状に析出して、孔食が深さ方向へ進行するこ
とを抑制すると共に、Ｔｉの添加により心材電位を貴に
移行させることができる。また、Ｔｉはアルミニウム合
金において拡散速度が小さく、ろう付時の移動も少ない
ため、Ｔｉを添加することは、心材とろう材、又は心材
と皮材の電位差を維持して、電気化学的に心材を防食す
ることに有効である。

【００１７】Ｃｒ（クロム）：０．３質量％以下 Ｃｒは心材の耐食性、強度及びろう付性を向上させる元
素である。Ｃｒが０．３質量％を超えて添加されても、
それ以上は心材の耐食性、強度及びろう付性を向上させ
ることができず、却って化合物の結晶の粗大化により加
工性を低下させてしまう。従って、Ｃｒの含有量は０．
３質量％以下とする。なお、より好ましいＣｒの添加量
は０．０２乃至０．３質量％である。

【００１８】Ｆｅ（鉄）：０．２質量％以下 Ｆｅは心材における結晶粒を微細化させると共に、心材
の強度及び溶接性を向上させる元素である。Ｆｅの添加
量が０．２質量％を超えると、心材の耐食性が低下して
しまう。従って、Ｆｅの含有量は０．２質量％以下とす
る。なお、より好ましいＦｅの添加量は、０．０２乃至
０．２質量％である。

【００１９】次に、皮材の組成について説明する。

【００２０】Ｍｎ（マンガン）：０．３乃至１．８質量
％ Ｍｎは皮材の強度を向上させる元素である。即ち、Ｍｎ
が皮材中に固溶することにより材料強度が向上する。Ｍ
ｎの添加量が０．３質量％よりも少ないと十分なＭｎ固
溶量が得られず、強度が確保されない。一方、Ｍｎの添
加量が１．８質量％よりも多いと化合物が増加すること
により、皮材の加工性を低下させ、クラックの起点とな
るため、クラッド材全体の加工性を低下させる。従っ
て、皮材にＭｎを添加する場合は、皮材のＭｎ量は０．
３乃至１．８質量％とする。

【００２１】Ｓｉ（シリコン）：０．５乃至１．２質量
％ Ｓｉは、Ｍｎと同様に皮材に添加することにより強度が
向上する。また、Ｍｎ及びＳｉを共添加（双方を添加）
することにより、強度の向上効果がより大きくなる。Ｓ
ｉの添加量が０．５質量％より少ないと、強度の向上効
果が十分でない。Ｓｉの添加量が１．２質量％より多い
と、粒界腐食感受性が高まり、耐食性が低下する。従っ
て、皮材にＳｉを添加する場合は、Ｓｉ含有量の範囲は
０．５乃至１．２質量％とする。なお、Ｍｎ及びＳｉは
同様の効果を有し、少なくともいずれか１方を添加すれ
ばよい。

【００２２】Ｚｎ（亜鉛）：２乃至９質量％ 皮材の電位を卑とするために、皮材にＺｎを添加する。
この場合、心材におけるＣｕの添加量が０．２質量％以
下であると、皮材におけるＺｎの添加量が２質量％未満
で十分な犠牲陽極効果を得ることができると共に、耐食
性を維持することができる。しかし、上述したように、
心材におけるＣｕの添加量が０．２質量％を超えて、
１．０質量％以下である場合には、皮材におけるＺｎの
添加量を２乃至９質量％とすることが必要である。これ
は、皮材におけるＺｎの添加量が２質量％未満である
と、皮材の電位は粒界に対して十分な電位差をとること
ができず、粒界腐食が発生して、皮材側の耐食性が低下
してしまうからであり、一方、Ｚｎを皮材に９質量％を
超えて添加すると、皮材自身の自己腐食速度が上昇する
ため、皮材が早期に消耗し、犠牲陽極効果を示す期間が
短くなり、耐食性が劣化する。なお、Ｓｉ量を上げた状
態で強度及び耐食性のバランスを得るために、Ｚｎ量は
３質量％以上とするのが好ましい。

【００２３】上記Ｍｎ及びＳｉを共添加することと合わ
せて、Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｇ及びＣｕからなる群から選択さ
れた少なくとも１種を合わせて添加することにより、皮
材の強度を更に一層向上させることができ、板厚全体の
強度向上に有効である。

【００２４】Ｆｅ：０．０２〜０．２５質量％ Ｆｅは皮材の結晶粒を微細化させるため、及び、Ｆｅが
固溶することにより、皮材の強度を向上させる元素であ
る。Ｆｅの含有量が０．０２質量％未満であると、結晶
粒微細化及び強度向上の効果が不十分である。Ｆｅの添
加量が０．２５質量％を超えると、皮材中のＦｅを含有
する金属間化合物及び晶出物の量が増大するため、カソ
ードサイトが増大する。このため、皮材自体の腐食速度
が増大し、耐食性が低下する。従って、Ｆｅを添加する
場合は、Ｆｅの含有量は０．２５質量％以下とする。な
お、より好ましいＦｅの添加量は、０．０２乃至０．２
質量％である。

【００２５】Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％ Ｃｒは皮材中で耐食性及び強度を向上させる元素であ
る。Ｃｒが０．３質量％を超えて添加されても、それ以
上は皮材の耐食性及び強度を向上させることができず、
また、Ｃｒを含有する晶出物量が増大することによりカ
ソードサイトが増大するため、皮材自体の腐食速度が増
大し、耐食性が低下する。従って、Ｃｒの含有量は０．
３質量％以下とする。一方、Ｃｒが０．０１以下の場
合、強度及び耐食性の向上効果が得られない。このた
め、Ｃｒを添加する場合は、そのＣｒの含有量は０．０
１乃至０．３０質量％とする。

【００２６】Ｍｇ：０．００５〜０．１５質量％ Ｍｇは皮材中に固溶することにより、皮材の強度を向上
させる。更に、Ｓｉが共存する場合には、Ｍｇ_２Ｓｉの
析出物が分散することによる効果により、更に一層強度
を向上させることができる。Ｍｇが０．１５質量％を超
える場合は、皮材側が接合される部位でのろう付性を劣
化させるため、Ｍｇの含有量は０．１５％以下とする。
また、Ｍｇ含有量が０．００５％未満では強度向上の効
果が小さい。よって、Ｍｇを添加する場合は、その添加
量は、０．００５乃至０．１５質量％とする。

【００２７】Ｃｕ：０．００１〜０．１５質量％ Ｃｕは皮材中に固溶することにより、皮材の強度を向上
させる。皮材中のＣｕが０．１５質量％を超える場合
は、皮材の電位が貴となるため、心材のＣｕが０．２〜
１質量％で皮材のＺｎを２〜７％に制御した場合でも、
心材に対する犠牲陽極効果が低下するため、皮材側の耐
食性が劣化する。また、Ｃｕ量が０．００１質量％未満
の場合は、強度の上昇効果が小さく、皮材側の十分な強
度増大効果が得られない。

【００２８】皮材中の「平均Ｓｉ組成」が（Ｓｉ含有
量）×１／２以下 アルミニウム合金中にＳｉが存在する場合、Ｓｉの存在
形態は大きく３種類に分けられる。先ず、Ｓｉのみで
存在する。Ｓｉ含有量が１質量％以下の程度では、通
常、固溶しており、又は１μｍ以下の単体Ｓｉ析出物と
して存在する。約１質量％のＳｉと、約１質量％のＭ
ｎとが共存するとき、鋳造時に、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の
晶出物（粒径：数μｍ〜数１０μｍ）が晶出する。約
１質量％のＳｉと、約１質量％のＭｎが共存する場合、
上記鋳造時の晶出物とは別に、熱処理(均熱)条件及び冷
却条件により、粒径が数μｍ以下のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系
析出物が析出する。「平均Ｓｉ組成」とは、の粒径の
晶出物のうち、１０μｍ以上の粗大晶出物を除いた晶出
物、及びとに含まれるＳｉの総含有量をいう。この
「平均Ｓｉ組成」は、市販のＥＰＭＡ（Electron Probe
Micro-analyzer）分析装置を使用して、Ｓｉ及びＭｎ
のライン分析を実施した場合に、ＭｎとＳｉとが１０μ
ｍ以上の範囲で同時に強度を示すピーク（粒径が１０μ
ｍ以上の粗大な晶出物からのピークと考えられる）を除
いたＳｉ濃度を「平均Ｓｉ組成」として測定することが
できる。

【００２９】素材のＳｉ固溶量が大きい場合、ろう付け
の冷却時にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系析出物の粒界への析出を促進
する効果が大きい。これは粒内固溶Ｓｉが拡散しやすい
ためである。また上記のうち微小な析出物につい
ては、ろう付け加熱時に再固溶しやすいため、固溶Ｓｉ
と同様にふるまい、冷却時にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系、Ａｌ
−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系析出物とな
って粒界へ析出促進する効果がある。そこで、本発明に
おいては、Ｓｉ固溶量及び微小な析出物の比率を低下さ
せること、即ち平均Ｓｉ組成をＳｉ含有量×０．５以下
にすることにより、ろう付けの冷却時に粒界に到達する
Ｓｉ量を抑制し、粒界析出物が生じにくくなる効果を生
じさせる。平均Ｓｉ組成がＳｉ含有量×０．５を超える
と、粒界析出物が増大し、皮材の自己耐食性が低下し、
その結果、ブレージングシートの皮材側の耐食性が劣化
してしまう。

【００３０】なお、平均Ｓｉ組成を制御するためには、
Ｓｉを予めＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系晶出物として安定化させ
ておくことができる。具体的な手段としては、皮材の鋳
塊の均熱温度を５２０乃至６３０℃の温度とすることに
より、平均Ｓｉ組成を（Ｓｉ含有量）×０．５以下とす
ることができる。また、均熱温度を４００乃至５２０℃
とした場合でも、鋳造時の冷却を０．１乃至５℃／時と
することにより、同様の効果を得ることができる。

【００３１】ろう付け時の冷却速度：１００℃／分以上 上述の如くしてＳｉ固溶量を制御した上で、更に、冷却
速度を１００℃／分以上とすることにより、Ａｌ−Ｍｎ
−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ系析出物の粒界への析出を抑制することができる。ろ
う付け時の冷却速度を１００℃／分以上とすることによ
り、Ｓｉ及びＣｕ等の拡散に要する時間が短縮されるた
め、粒界析出物を減少させることができ、Ｓｉ固溶量の
抑制と合わせてろう付け時の冷却速度を規定することに
より、耐食性が向上する。

【００３２】皮材のクラッド率：アルミニウム合金複合
材の全板厚の６乃至３０％ 本発明の組成からなる皮材のクラッド率を６％以上とす
ることにより、大幅な薄肉化を行なっても、耐食性を維
持したままで十分な強度が得られる。クラッド率が６％
より小さいと、皮材の犠牲陽極効果が不十分となるた
め、耐食性が低下する。従って、本発明の組成を有する
皮材のクラッド率は全板厚の６％以上とする。

【００３３】また、皮材をクラッド率３０％以上に厚く
した場合、相対的に心材の厚さが減少し、外面側の耐食
性が劣化するため、クラッド率の上限は３０％とする。
よって、皮材のクラッド率は６乃至３０％とする。

【００３４】好ましくは、Ｚｎが３質量％以上、Ｚｎ／
Ｓｉ比が４以上 皮材にＳｉを添加することにより強度は向上するが、耐
食性（粒界腐食性）が低下する。Ｚｎ／Ｓｉ比を４以上
にすれば、大幅に薄肉化を行なっても、耐食性と強度を
好ましい範囲で両立させることができる。従って、Ｚｎ
は３質量％以上、Ｚｎ／Ｓｉ比は４以上であることが好
ましい。

【００３５】次に、ろう材について説明する。ろう材に
は、従来使用されているろう材と同様のＡｌ−Ｓｉ系合
金、例えばＡ４０４５合金等を使用することができる。
また、ろう材にＺｎを添加することにより、ろう材を積
極的に犠牲陽極として作用させることもできる。この場
合には、Ｚｎの添加量を皮材におけるＺｎの添加量と同
量、即ち２乃至５質量％とすることが好ましい。また、
ろう材面の耐食性を確保するために、フィン材と外面と
の電位差を確保することも必要であるため、ろう材にＣ
ｕ等の電位を上昇させる金属元素を微量添加しても良
い。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、本発
明の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明す
る。

【００３７】下記表１は心材の組成、表２は皮材の組成
を示す。表１に示す心材Ｎｏ．１乃至５は本発明の実施
例、心材Ｎｏ．６乃至１８は本発明の比較例である。ま
た、表２に示す皮材Ｎｏ．１乃至４及び皮材Ｎｏ．１１
乃至１３は本発明の実施例であり、皮材Ｎｏ．５乃至１
０は本発明の特許請求の範囲から外れる比較例である。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】上記表１及び２に示す各心材及び皮材と、
ろう材（ＪＩＳ４０４５合金；Ｓｉ：１０．５質量％、
Ｆｅ：０．０５質量％、Ｃｕ：０．０５質量％、Ｔｉ：
０．０２質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純
物）とを使用して、図１に示すようなろう付用アルミニ
ウム合金複合材を製造した。図１は本発明の実施例に係
るろう付用アルミニウム合金複合材を示す断面図であ
る。図１に示すように、このアルミニウム合金複合材４
は心材１の両面に夫々皮材２及びろう材３を積層するこ
とにより構成されている。また、下記表３はこの複合材
における心材と皮材との組み合わせ並びにそれらの厚
さ、ろう材の厚さ及び複合材の厚さを示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】この表３において、実施例１乃至１０及び
４１と比較例１１乃至４０及び４２は、ろう付け時の冷
却速度が３０乃至７０℃／分であった。また、比較例４
２はろう付け時の冷却速度が１２０℃／分であった。

【００４３】この表３の各複合材について、ろう付け性
試験、引張り強度測定及び耐食性試験を行った。試験方
法は以下のとおりである。即ち、ろう付性試験において
は、ろう付用アルミニウム合金複合材のろう材側の面に
おいて、ノコロック用フラックスを５ｇ／ｍ^２塗布し、
乾燥させた後、露点が−４０℃の温度である窒素雰囲気
中において、到達温度６００℃、６００℃での保持時間
２分の条件にて加熱した。

【００４４】図２はラジエータのチューブの一部を示す
断面図である。この図２に示すように、実際のラジエー
タの製造においては、心材３１、皮材３２及びろう材３
３からなるチューブ３４と、熱を放出するためのフィン
３５と、チューブ３４を連結するヘッダ３６とを組み合
わせた状態においてろう付けを行うが、ろう付け評価の
簡易化及び定量化を考慮して、ドロップ試験による流動
係数（アルミニウムブレージングハンドブック （平成
４年１月発行）、軽金属構造溶接協会 Ｐ１２６記載の
「ドロップ型流動性試験」の方法）によりろう付性を評
価した。

【００４５】このろう付け性の評価結果を下記表４に示
す。表４において、流動性が６５％以上の場合が○、６
５％未満の場合が×である。

【００４６】

【表４】

【００４７】ろう付後強度を求めるために、上述のろう
付性試験と同様に、ろう付け加熱した後のアルミニウム
合金複合材について引張試験（ＪＩＳ○○○）を行っ
た。その結果を上記表４に併せて示す。このろう付け後
強度は、引張強さが１５８ＭＰａを超えるものが○、引
張強さが１５８ＭＰａ以下のものが×である。

【００４８】ろう材側腐食試験は、ろう付性試験と同様
に、加熱したろう付用アルミニウム合金複合材につい
て、ＣＡＳＳ試験（ＪＩＳ○○○）を連続２５０時間試
験した。その結果を上記表４に示す。表４のろう材側腐
食深さ欄において、ろう材側侵食深さが７０μｍ以下の
場合が○、ろう材側侵食深さが７０μｍを超えるものが
×である。

【００４９】皮材側耐食性を求めるために、皮材側腐食
試験を行った。この皮材側腐食試験は、ろう付性試験と
同様に、加熱したろう付用アルミニウム合金複合材にう
いて、人工水（Ｃｌ：３００質量ｐｐｍ、ＳＯ_４：１０
０質量ｐｐｍ及びＣｕ：５質量ｐｐｍ）を使用して腐食
試験を行った。人工水にアルミニウム合金複合材を浸漬
し、８８℃で８時間（室温から８８℃への加熱時間を含
む）、室温保持１６時間（８８℃から室温への冷却時間
を含む）のサイクル試験３０日実施した。このような手
順で３０日間及び５０日間の腐食試験を行った。その結
果を上記表４に示す。表４の皮材腐食深さ欄において、
３０日後に、皮材腐食深さが３０μｍ以下の場合が○、
皮材腐食深さが３０μｍを超える場合が×であり、５０
日後においても、皮材腐食深さが３０μｍ以下の場合が
◎である。なお、３０日後に皮材腐食深さが３０μｍ以
下であったが、５０日後に３０μｍ以上になった場合は
○である。

【００５０】この表４に示すように、本発明の実施例１
乃至１０は、ろう付け性、引張り強さ、ろう材側腐食深
さ及び皮材側腐食深さの全てにおいて優れたものであっ
た。これに対し、比較例１１は心材のＳｉ量が下限値未
満であるので、ろう付け後の強度が不十分であった。比
較例１２は心材のＣｕ量が下限値未満であるので、ろう
付け後の強度が不十分であった。比較例１３は心材のＭ
ｎ量が下限値未満であるので、ろう付け後の強度が不十
分であった。比較例１４は心材のＭｇ量が上限値を超え
るので、ろう付け性が劣るものであった。比較例１５は
心材のＣｒ量が下限値未満であるので、強度が若干劣る
ものであった。比較例１６は心材のＴｉ量が下限値未満
であるので、心材の耐食性が劣化した。比較例１７は心
材のＳｉ量が上限値を超えるものであるので、心材の溶
融が生じた。比較例１８は心材のＦｅ量が上限値を超え
るので、心材の耐食性が劣化した。比較例１９は心材の
Ｃｕ量が上限値を超えるので、心材の溶融が生じた。比
較例２０は心材のＭｎが上限値を超えるので、加工性が
劣化した。比較例２１は心材のＴｉ量が上限値を超える
ので、加工性が劣化した。比較例２２は心材のＣｒ量が
上限値を超えるので、加工性が低下した。比較例２３は
心材のＣｕ＋Ｓｉが上限値を超えるので、心材の溶融が
生じた。

【００５１】また、比較例２４は皮材のＳｉが下限値未
満であるので、ろう付け後強度が不十分であった。比較
例２５は皮材のＳｉが上限値を超えるので、皮材側の耐
食性が劣化した。比較例２６は皮材のＭｎが下限値未満
であるので、ろう付け後強度が不十分であった。比較例
２７は皮材のＭｎが上限値を超えるので、加工性が低下
した。比較例２８は皮材のＺｎ／Ｓｉが下限値未満であ
るので、皮材側の耐食性が劣化した。比較例２９は皮材
のＺｎが下限値未満であるので、皮材側の耐食性が劣化
した。比較例３０は皮材のＺｎが上限値を超えるので、
皮材側の耐食性が劣化した。比較例３１は皮材のＦｅが
上限値を超えるので、皮材側の耐食性が劣化した。比較
例３２は皮材のＦｅが下限値未満であるので、ろう付け
後の強度が不足した。比較例３３は皮材のＣｒ量が上限
値を超えるので、皮材側の耐食性が劣化した。比較例３
４は皮材のＣｒ量が下限値未満であるので、ろう付け後
の強度が不十分であると共に、皮材側の耐食性が劣化し
た。比較例３５は皮材のＭｇ量が上限値を超えるから、
皮材側のろう付け部位のろう付け性が劣化した。比較例
３６は皮材のＭｇ量が下限値未満であるので、ろう付け
後の強度が不十分であった。比較例３７は皮材のＣｕ量
が上限値を超えるので、皮材側の耐食性が劣化した。比
較例３８は皮材のＣｕが下限値未満であるので、ろう付
け後の強度が劣化した。比較例３９は皮材のクラッド率
が下限値未満であるので、皮材側の耐食性が劣化した。
比較例４０は皮材のクラッド率が上限値を超えるので、
ろう材側の耐食性が劣化した。

【００５２】更に、実施例４１及び４３は皮材がＮｏ．
２２のものであり、平均Ｓｉ組成が（Ｓｉ含有量）×
０．５以下のものである。これに対し、比較例４２は皮
材がＮｏ．２３のものであり、平均Ｓｉ組成が（Ｓｉ含
有量）×０．５を超えるものである。このため、実施例
４１及び４３はろう付け性、引張り強さ、ろう材側腐食
深さ及び皮材側腐食深さが優れており、特に、皮材側腐
食深さが極めて良好であった。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高強度及び高耐食性を有し、薄肉化が可能なろう付け用
アルミニウム合金複合材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るろう付け用アルミニウム
合金複合材を示す断面図である。

【図２】ラジエータのチューブの一部を示す斜視図であ
る。

【図３】チューブを構成するアルミニウム合金複合材の
積層構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１、３１：心材 ２、３２：皮材 ３、３３：ろう材 ４：アルミニウム合金複合材 ３４：チューブ ３５：フィン ３６：ヘッダ

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 文博 栃木県真岡市鬼怒ヶ丘15番地 株式会社神 戸製鋼所真岡製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心材の片面にＡｌ−Ｓｉ系のアルミニウ
   ム合金からなるろう材が形成され、前記心材の他面に皮
   材が全板厚の６乃至３０％のクラッド率で形成されたア
   ルミニウム合金複合材において、前記心材は、Ｍｇ：
   ０．２質量％以下、Ｃｒ：０．３質量％以下、Ｆｅ：
   ０．２質量％以下、Ｃｕ：０．２乃至１．０質量％、Ｓ
   ｉ：０．０５乃至１．３質量％、Ｍｎ：０．３乃至１．
   ８質量％、Ｔｉ：０．０２乃至０．３質量％を含有し、
   Ｃｕ＋Ｓｉが２．０質量％以下であり、残部がＡｌ及び
   不可避不純物からなる組成を有し、前記皮材は、Ｚｎ：
   ２乃至９質量％、Ｍｎ：０．３乃至１．８質量％及びＳ
   ｉ：０．５乃至１．２質量％を含有し、更に、Ｆｅ：
   ０．０２〜０．２５質量％、Ｃｒ：０．０１〜０．３０
   質量％、Ｍｇ：０．００５〜０．１５質量％、及びＣ
   ｕ：０．００１〜０．１５質量％からなる群から選択さ
   れた少なくとも１種を含有する組成を有し、皮材中の平
   均Ｓｉ組成がＳｉ含有量の０．５倍以下であることを特
   徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材。
2. 【請求項２】 前記皮材は、Ｚｎ含有量が３質量％以上
   で、Ｚｎ／Ｓｉ比が４以上であることを特徴とする請求
   項１に記載のろう付用アルミニウム合金複合材。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２に記載のろう付け用
   アルミニウム合金複合材をブレージングシートとして使
   用してろう付けすることにより組み立てられ、１００℃
   ／分以上の冷却速度でろう付けされたものであることを
   特徴とする熱交換器。