JP2006152380A - 耐エロージョン・コロージョン性と一般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

耐エロージョン・コロージョン性と一般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 Download PDF

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Abstract

【課題】耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れ、薄肉化ための高強度をそなえ、とくに、フッ化物系フラックスやセシウム化物系フラックスを用いた不活性ガス雰囲気ろう付けにより接合されるラジエータ、ヒータ、オイルクーラなどのアルミニウム合金製自動車用熱交換器のチューブ材として好適な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】芯材の片面に中間材を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材をクラッドしてなるアルミニウム合金の3層クラッド材であって、芯材は、少なくともMn:0.8-1.8%を含有するアルミニウム合金で構成され、中間材は、少なくともMn:0.6-1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn: 0.5-10%を含有するアルミニウム合金で構成され、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材は、少なくともSi:3-13%を含有するアルミニウム合金で構成される。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱交換器とくに自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金クラッド材、とくに、フッ化物系フラックスやセシウム系フラックスを用いた不活性ガス雰囲気ろう付けにより接合されるラジエータ、ヒータ、オイルクーラなどのアルミニウム合金製自動車用熱交換器のチューブ材として好適な耐エロージョン・コロージョン性と一般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関する。
自動車用熱交換器、例えばラジエータは、外面にフィンを有し、内面が作動流体(冷媒)の通路となるチューブおよびヘッダーから構成されている。このような自動車のラジエータまたはヒータコアなどのチューブ材としては、JIS A3003などのAl−Mn系合金を芯材とし、芯材の片面にAl−Si系合金ろう材をクラッドした二層構造のアルミニウム合金クラッド材、芯材の一方の面にろう材をクラッドし、他方の面にAl−Zn系合金の犠牲陽極材をクラッドした3層構造のアルミニウム合金クラッド材が用いられている。
アルミニウム合金製熱交換器は、フッ化物系フラックスやセシウム系フラックスを用いた不活性ガス雰囲気ろう付けにより接合されることが多く、クラッド材のAl−Si系ろう材は、アルミニウム合金製熱交換器を製作するとき、チューブとフィンとの接合、チューブとヘッダープレートとの接合、またはクラッド板からチューブを製造する場合のろう付け接合のためにクラッドされている。また、犠牲陽極材は、たとえばチューブの内面側に使用され、作動流体と接して犠牲陽極作用を発揮し、芯材の孔食や隙間腐食の発生を防止する。
これら熱交換器や配管材の作動流体としては、一般にクーラントとして市販されているエチレングリコールを主成分とする不凍液を水で0〜50容量%濃度に希釈した中性〜弱アルカリ性の溶液が使用されているが、地域によっては作動流体として中性〜弱酸性で塩素イオンを含むものが使用される場合もあり、作動流体の種類によっては、チューブ材や配管材を構成する前記アルミニウム合金クラッド材にエロージョン・コロージョンにより芯材を貫通する腐食が生じ、熱交換機能を損なうことがあることがしばしば経験されている。
中性〜弱酸性で塩素イオンを含む作動流体に対して耐食性を有するものとして、Al−Mn系合金の芯材の片面に、Al−Zn系またはAl−Zn−Mn系合金の犠牲陽極層をクラッドし、この犠牲陽極層にAl−Si系合金ろう材をクラッドし、自動車用のラジエータやオイルクーラなどとして用いられるアルミニウム合金クラッド材が提案されている(特許文献1参照)が、このアルミニウム合金クラッド材は、中性〜弱アルカリ性の作動流体に対する耐食性が十分でないという問題がある。
また、中性〜弱アルカリ性の作動流体に対する耐食性に優れ、中性〜弱酸性の作動流体に対しても耐食性を有するチューブ材用アルミニウム合金クラッド材も提案されている(特許文献2、3参照)が、これらのアルミニウム合金クラッド材は、中性〜弱酸性の作動流体に対する腐食深さが小さく、良好な耐食性をそなえているが、犠牲陽極材の自己耐食性が劣り、チューブとして使用した場合、使用中の腐食減量が大きく、多量の腐食生成物が生成してチューブの目詰まりが生じ易いという問題がある。
一方、近年、自動車の軽量化の要請に伴い、自動車用熱交換器においても省エネルギー、省資源の観点から構成材料の薄肉化が要請され、チューブ材についても薄肉化が進行している。チューブ材を薄肉化するためには、材料の強度をさらに高める必要があり、芯材に多量のMn、Cu、Siなどが含有されるが、これらの元素の含有により芯材の耐食性が低下するため、犠牲陽極材に多量のZnを添加して芯材との電位差を確保し、確実に犠牲陽極効果が得られるようにした材料構成が採用され、また、芯材や犠牲陽極材にMgを添加して、さらに強度を高めることも行われている。
しかしながら、芯材や犠牲陽極材にMgが添加された場合、Mgが、ろう付け工程において、ろう材表面に拡散し、フラックスと反応してMgF2 などの化合物が形成され、フラックスとしての機能が損なわれて、ろう付け欠陥が生じたり、材料中のMgが減少するため、十分な強度が得られないという問題がある。
この問題は、前記3層構造のアルミニウム合金クラッド材を曲成して溶接により偏平チューブとし、これにヘッダープレートを組付けて一体ろう付けする場合にも生じるが、近年、省エネルギーや作業効率化の観点から使用が増加している板材を曲げ加工するだけで溶接することなくチューブ形状とするもの、すなわち、図5、図6に示すように、芯材1の片面にろう材3、他の片面に犠牲陽極材5をクラッドしてなるアルミニウム合金クラッド材の両端面6または両端面6と両端部7のろう材3が犠牲陽極材5と当接するように曲げ加工するだけで、B型のチューブ形状AまたはBとし、ヘッダープレートに組付けて一体ろう付けして製造されるろう付け型において、とくに問題となっている。
特開平9−316579号公報 特開2000−190089号公報 特開2000−309837号公報
発明者らは、自動車用のラジエータ、ヒータやオイルクーラのチューブ材として使用される3層構造の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材における上記の問題点を解消し、耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れ、薄肉化のための高強度をそなえ、作動流体として、中性〜弱アルカリ性で高速で熱交換器内を流れる溶液を使用する場合にも、中性〜弱酸性で塩素イオンを含む溶液を使用する場合にも十分な耐食性を有するアルミニウム合金クラッドを得るために、芯材、犠牲陽極層およびろう材の組み合わせについて検討を行った。
試験、検討を重ねた結果、Al−Mn系合金芯材の片面に、中間材を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材をクラッドした3層構造のアルミニウム合金クラッド材において、中間材としてMn、Znを含有し、さらに特定量のFeおよびSiを含有するアルミニウム合金を適用することにより、薄肉化されたクラッド材においても十分な強度を達成することができるとともに、作動流体が中性〜弱アルカリ性の場合の耐エロージョン・コロージョン性、作動流体が中性〜弱酸性の場合の耐孔食性と耐目詰まり性を達成できることを見出した。
本発明は、上記の知見に基づいてさらに検討を加えた結果としてなされたものであり、その目的は、耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れ、薄肉化ための高強度をそなえ、作動流体として、中性〜弱アルカリ性で高速で熱交換器内を流れる溶液を使用する場合にも、中性〜弱酸性で塩素イオンを含む溶液を使用する場合にも十分な耐食性を有し、チューブ材として適用した場合、腐食生成物が生成してチューブの目詰まりが生じるという問題がなく、ろう付け工程において芯材からろう材表面へMgが拡散し、フラックスと反応してろう付け性を害することがなく、熱交換器とくに自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金クラッド材、とくに、フッ化物系フラックスやセシウム系フラックスを用いた不活性ガス雰囲気ろう付けにより接合されるラジエータ、ヒータ、オイルクーラなどのアルミニウム合金製自動車用熱交換器のチューブ材として好適な熱交換器用アルミニウム合金クラッド材を提供することにある。
本発明はさらに、芯材の一方の面に、中間材を介してろう材をクラッドしてなる前記の3層構造のアルミニウム合金クラッド材において、芯材の他方の面に犠牲陽極材またはろう材をクラッドした4層構造のアルミニウム合金クラッド材を提供することをも目的とする。
上記の目的を達成するための請求項1による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、芯材の片面に中間材を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材をクラッドしてなるアルミニウム合金の3層クラッド材であって、芯材は、少なくともMn:0.8〜1.8%を含有するアルミニウム合金で構成され、中間材は、少なくともMn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有するアルミニウム合金で構成され、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材は、少なくともSi:3〜13%を含有するアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。なお、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を作動流体(水)側に配置することにより、内面耐食性に優れたチューブ材を構成するが、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を外気側に配置すれば、外側耐食性に優れたチューブ材が構成される。
請求項2による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1において、前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項3による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1において、前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%、Mg:0.1〜1.0%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項4による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1において、前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%、Mg:0.1〜1.0%を含有し、さらに、Si:0.7〜1.1%、Fe:0.5〜1.0%、Cu:0.8%以下、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項5による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1において、前記中間材が、Mn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項6による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、前記中間材が、Mn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1. 5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有し、さらに、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項7による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、Si:3〜13%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項8による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、Si:3〜13%を含有し、さらに、Fe:0.15〜2.0%、Zn:0.5〜5.0%、Cu:0.5〜5.0%、Sr:0.005〜0.1%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項9による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜8のいずれかにおいて、前記芯材の他の面に犠牲陽極材をクラッドして4層クラッド材とし、該犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項10による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜8のいずれかにおいて、前記犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%、Mn:0.8〜1.8%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項11による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜8のいずれかにおいて、前記犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%、Mn:0.8〜1.8%を含有し、さらに、Si:0.7〜1.1%、Fe:0.5〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項12による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜11のいずれかにおいて、前記芯材の他の面にろう材をクラッドして4層クラッド材とし、該ろう材は、Si:6〜13%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項13による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜11のいずれかにおいて、前記ろう材は、Si:6〜13%を含有し、さらに、Fe:0.8〜2.0%、Zn:0.5〜5.0%、Cu:0.5〜5.0%、Sr:0.005〜0.1%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。
請求項14による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜13のいずれかにおいて、前記中間材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項15による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜14のいずれかにおいて、前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項16による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜15のいずれかにおいて、前記犠牲陽極材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項17による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜16のいずれかにおいて、前記ろう材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項18による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜17のいずれかにおいて、前記芯材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項19による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜18のいずれかにおいて、前記中間材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項20による耐エロージョン・コロージョン性と一般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は、請求項1〜19のいずれかにおいて、前記犠牲陽極材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする。
請求項21によるろう付けによる熱交換器の製造方法は、請求項3〜20のいずれかに記載のアルミニウム合金クラッド材を用いてろう付けすることにより熱交換器を製造する方法において、ろう付け時のヒートパターンを、Mgの拡散係数の時間積分、∫D(t)dt=D0 exp{−Q/RT(t)}(但し、D0 :振動数項(1.24×10-42 /s)、Q:活性化エネルギー(131000J/mol)、気体定数(8.3145J/mol・K)、T:温度(K)、t:時間(s))が、3×10-10 (m2 )以下になるよう制御し、中間材と耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材との界面のMg濃度を0.1%以下とすることを特徴とする。
本発明によれば、耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れ、薄肉化ための高強度をそなえ、作動流体として、中性〜弱アルカリ性で高速で熱交換器内を流れる溶液を使用する場合にも、中性〜弱酸性で塩素イオンを含む溶液を使用する場合にも十分な耐食性を有し、チューブ材として適用した場合、腐食生成物が生成してチューブの目詰まりが生じるという問題がなく、ろう付け工程において芯材からろう材表面へMgが拡散し、フラックスと反応してろう付け性を害することがなく、熱交換器とくに自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金クラッド材、とくに、フッ化物系フラックスやセシウム系フラックスを用いた不活性ガス雰囲気ろう付けにより接合されるラジエータ、ヒータ、オイルクーラなどのアルミニウム合金製自動車用熱交換器のチューブ材として好適な熱交換器用アルミニウム合金クラッド材が提供される。
本発明によるアルミニウム合金クラッド材をチューブ材として適用する場合の形態は、以下のとおりである。
(1)芯材1を外気側とし、中間材4を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材2を作動流体側に配置する形態(図1参照)。
(2)(1)において、芯材1の他の面に犠牲陽極材5を配置して外面耐食性を高め、またはろう材3を配置してフィンとの接合性を高める形態(図2参照)。
(3)芯材1を作動流体側とし、中間材4を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材2を外気側(オイルクーラでは作動流体側)に配置する形態(図3参照)。
(4)(3)において、芯材1の他の面にろう材3配置してインナーフィンとの接合性を高める形態(図4参照)。
以下、本発明のアルミニウム合金クラッド材における芯材1、中間材4、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材2、犠牲陽極材5およびろう材3の成分およびその限定理由について説明する。
(芯材)
Mn:0.8〜1.8%
Mnは、芯材の強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にして犠牲陽極材との電位差を大きくして耐食性を高めるよう機能する。Mnの好ましい含有量は0.8〜1.8%の範囲であり、0.8%未満ではその効果が小さく、1.8%を越えると、鋳造時に粗大な化合物が生成し圧延加工性が低下して健全な板材(芯材)が得難くなる。Mnのさらに好ましい含有範囲は1.0〜1.3%である。
Mg:0.1〜1.0%
Mgは、芯材の強度を向上させる。Mgの好ましい含有量は0.1〜1.0%の範囲であり、0.1%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えて含有すると、フッ化物系フラックスを用いて不活性ガス雰囲気中でろう付け加熱を行う場合、中間材を配しても、ろう付け時にMgがろう材表面まで拡散してフッ化物系フラックスと反応し、ろう付け性が阻害され易く、Mgのフッ化物が生成してろう付け欠陥が生じ易くなる。Mgのさらに好ましい含有範囲は0.1〜0.6%である。
Si:0.7〜1.1%
Siは、芯材の強度を向上させる効果を有する。Siの好ましい含有量は0.7〜1.1%の範囲であり、0.7%未満ではその効果が小さく、1.1%を越えると、芯材の耐食性が低下するとともに、芯材の融点を下げ、ろう付け加熱時に局部溶融が生じ易くなる。Siのさらに好ましい含有範囲は0.8〜1.0%である。
Fe:0.5〜1.0%
Feは、芯材の強度を向上させる効果を有する。Feの好ましい含有量は0.5〜1.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えると、芯材の自己腐食性が増大する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.5〜0.8%である。
Cu:0.8%以下
Cuは、芯材の強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にし、犠牲陽極材のとの電位差を大きくして耐食性を向上させるよう機能する。また、芯材中のCuはろう付け加熱時に犠牲陽極材および中間材中に拡散して、犠牲陽極材および中間材の厚さ方向になだらかなCuの濃度勾配を形成させ、この結果、芯材側の電位は貴となり、犠牲陽極材の表面側および中間材の表面側の電位は卑となって、犠牲陽極材および中間材の厚さ方向になだらかな電位勾配が形成されるため、腐食形態が全面腐食型となる。Cuの好ましい含有量は0.8%以下の範囲であり、0.8%を越えると芯材の耐食性が低下し、また融点が低下して加熱ろう付け時に局部的な溶融が生じ易くなる。Cuのさらに好ましい含有範囲は0.4〜0.6%である。
Ni:0.1〜1.0%
Niは、芯材の強度を向上させよう機能する。Niの好ましい含有量は0.1〜1.0%の範囲であり、0.1%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えると、芯材の自己腐食性が増大する。Niのさらに好ましい含有範囲は0.5〜0.8%である。
Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%
CrおよびZrは、上記の範囲内で含有させた場合、芯材の結晶粒度を粗大にし、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.02%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。CrおよびZrのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.05〜0.2%である。
Ti:0.05〜0.35%
Tiは、芯材の厚さ方向に濃度の高い領域と低い領域に分かれ、これらの領域が層状となって交互に分布し、Ti濃度の低い領域が高い領域に比べ優先的に腐食することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、この効果により板厚方向への粒界腐食の進行が妨げられ材料の耐孔食性が向上する。Tiの好ましい含有量は0.05〜0.35%の範囲であり、0.05%未満ではその効果が小さく、0.35%を越えると、鋳造が困難となり、また加工性が低下して健全な材料の製造が困難となる。Tiのさらに好ましい含有範囲は0.1〜0.2%である。
V:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%
VおよびBは、上記の範囲内で含有させた場合、芯材の結晶粒度を粗大にし、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.01%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。
(中間材)
Mn:0.6〜1.8%
Mnは、中間材の強度を向上させるとともに、Feとともに熱間圧延時(温度:400〜500℃)の中間材の変形抵抗を高め、芯材、ろう材など他の構成材料との変形抵抗の差を小さくして(0.7〜1.4の範囲に調整)熱間圧延性を向上させる。また、腐食が耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を越えて中間材に達したとき、中間材として通常の7072合金などのAl−Zn系合金を使用した場合には、とくに作動流体が弱アルカリ性で高速で熱交換器内を流れる場合、腐食が孔食状に進展して比較的早期に貫通腐食が生じるが、Mnを添加することにより、Al−Mn系、Al−Mn−Fe系の化合物が生成し、この化合物が腐食を分散化させるため、孔食の進展が抑制される。Mnの好ましい含有量は0.6〜1.8%の範囲であり、0.6%未満ではその効果が小さく、1.8%を越えると、鋳造時に粗大な化合物が生成し圧延加工性が低下して健全な板材が得難くなる。Mnのさらに好ましい含有範囲は1.0〜1.4%である。
Fe:0.5%を越え1.5%以下
Feは、中間材の強度を向上させる。また、Mnとともに熱間圧延時(温度:400〜500℃)の中間材の変形抵抗を高め、芯材、ろう材など他の構成材料との変形抵抗の差を小さくして(0.7〜1.4の範囲に調整)熱間圧延性を向上させる。さらに、腐食が耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を越えて中間材に達したとき、中間材として通常の7072合金などのAl−Zn系合金を使用した場合には、とくに作動流体が弱アルカリ性で高速で熱交換器内を流れる場合、腐食が孔食状に進展して比較的早期に貫通腐食が生じるが、Feを添加することにより、Al−Fe系、Al−Fe−Si系の化合物が生成し、この化合物が腐食を分散化させるため、孔食の進展が抑制される。Feの好ましい含有量は0.5%を越え1.5%以下の範囲であり、0.5%以下ではその効果が小さく、1.5%を越えると、外面の耐食性が低下する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.6%を超え1.0%以下である。
Si:0.6%を越え1.1%以下
Siは、Alマトリックス中に固溶し、弱アルカリ環境下におけるAlマトリックスの溶解度を低減するよう機能する。また、Siは水和酸化物皮膜として耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材や中間材の表面に沈着し、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材や中間材を保護する。さらにSiは、中間材の強度を向上させるとともに、熱間圧延時の中間材の変形抵抗を高め、芯材、ろう材など他の構成材料との変形抵抗の差を小さくする。Siの好ましい含有量は0.6%を越え1.1%以下の範囲であり、0.6%未満ではその効果が小さく、1.1%を越えると、中間材の耐食性が低下するとともに、中間材の融点を下げ、ろう付け加熱時に局部溶融が生じ易くなる。Siのさらに好ましい含有範囲は0.8〜1.0%である。
Zn:0.5〜10.0%
Znは、中間材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を保持し、芯材の孔食や隙間腐食を防止する。Znの好ましい含有量は0.5〜10.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、10.0%を越えると中間材の自己腐食性が増大する。Znのさらに好ましい含有範囲は2.0〜5.0%である。
Ni:0.1〜1.0%
Niは、中間材の強度を向上させるとともに、熱間圧延時の変形抵抗を高め、芯材、犠牲陽極材およびろう材との変形抵抗の差を小さくするよう機能する。Niの好ましい含有量は0.1〜1.0%の範囲であり、0.1%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えると、中間材の自己腐食性が増大する。Niのさらに好ましい含有範囲は0.5〜0.8%である。
Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%
CrおよびZrは、上記の範囲内で含有させた場合、中間材の結晶粒度を粗大にし、芯材にMgが含有されている場合、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.02%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。CrおよびZrのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.05〜0.2%である。
Ti:0.05〜0.35%
Tiは、中間材の厚さ方向に濃度の高い領域と低い領域に分かれ、これらの領域が層状となって交互に分布し、Ti濃度の低い領域が高い領域に比べ優先的に腐食することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、この効果により板厚方向への粒界腐食の進行が妨げられ材料の耐孔食性が向上する。Tiの好ましい含有量は0.05〜0.35%の範囲であり、0.05%未満ではその効果が小さく、0.35%を越えると、鋳造が困難となり、また加工性が低下して健全な材料の製造が困難となる。Tiのさらに好ましい含有範囲は0.1〜0.2%である。
V:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%
VおよびBは、上記の範囲内で含有させた場合、芯材の結晶粒度を粗大にし、芯材にMgが含有されている場合、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.01%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。
In:0.05%以下、Sn:0.05%以下
In、Snの添加は中間材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を確実にし、芯材の孔食や隙間腐食を防止するよう機能する。好ましい含有量は0.05%以下の範囲であり、それぞれ0.05%を越えると中間材の自己腐食性が増大する。InとSnのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.01〜0.03%である。
(耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材)
Si:3.0〜13.0%
Siは、Alマトリックス中に固溶し、弱アルカリ環境下におけるAlマトリックスの溶解度を低減するよう機能する。また、Siは、水和酸化物皮膜として耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の表面に沈着し耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を保護する。さらに、共晶Siは、初晶α相や共晶α相よりも固く、耐エロージョン性を高める効果を有する。また、融点を低下させ、ろう材として有効に機能する。Siの好ましい含有量は3.0〜13.0%の範囲であり、3.0%未満ではその効果が小さく、13.0%を越えると造塊が困難となる。
Zn:0.5〜5.0%
Znは、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の電位を卑にし、中間材や芯材に対する犠牲陽極効果を保持させ、芯材や中間材の孔食や隙間腐食を防止する。また、Cuと共存して、ろう材の融点を低下させる。Znの好ましい含有量は0.5〜5.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を越えると、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の自己腐食性が増大する。Znのさらに好ましい含有範囲は1.0〜3.0%である。
Fe:0.15〜2.0%
Feは、Al−Fe系あるいはAl−Fe−Si系化合物を形成し、これらの化合物が腐食の起点となり孔食を分散させるため、耐食性が向上する。Feの好ましい含有量は0.15〜2.0%の範囲であり、0.15%未満ではその効果が小さく、2.0%を越えると耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の自己腐食性が増大する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.8〜1.5%である。
Cu:0.5〜5.0%
Cuは、Znと共存して、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の融点を低下させる。Cuの好ましい含有量は0.5〜5.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を越えると耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の自己腐食性が増大する。Cuのさらに好ましい含有範囲は1〜3%である。
Sr:0.005〜0.1%
Srは、Si粒子の存在形態をより微細且つ均一にする効果があり、その結果、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の溶融が均一になり、ろう付け性が向上する。また、ろう付け後のSi粒子の存在形態も微細且つ均一になるため、耐食性が向上する。Srの好ましい含有量は0.005〜0.1%の範囲であり、0.005%未満ではその効果が小さく、0.1%を越えて含有すると効果が飽和し、これ以上の効果が期待できない。Srのさらに好ましい含有範囲は0.01〜0.03%である。なお、Na:1〜100ppm、Sb:0.001〜0.5%を添加しても、Srを添加した場合と同等の効果が得られる。
In:0.05%以下、Sn:0.05%以下
InとSnは、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の電位を卑にし、中間材や芯材に対する犠牲陽極効果を確実に保持させ、芯材の孔食や隙間腐食を防止するよう機能する。好ましい含有量は0.05%以下の範囲であり、それぞれ0.05%を越えると、ろう材の自己腐食性が増大する。InとSnのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.01〜0.03%である。
(犠牲陽極材)
Zn:0.5〜10.0%
Znは、犠牲陽極材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を保持し、芯材の孔食や隙間腐食を防止する。Znの好ましい含有量は0.5〜10.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、10.0%を越えると犠牲陽極材の自己腐食性が増大する。Znのさらに好ましい含有範囲は2.0〜5.0%である。
Mn:0.8〜1.8%
Mnは、犠牲陽極材の強度を向上させる。また、Al−Mn系化合物が腐食の起点となって孔食が分散される結果、耐食性が向上する。Mnの好ましい含有量は0.8〜1.8%の範囲であり、0.8%未満ではその効果が小さく、1.8%を越えると、鋳造時に粗大な化合物が生成し圧延加工性が低下して健全な板材が得難くなる。Mnのさらに好ましい含有範囲は1.0〜1.3%である。
Si:0.7〜1.1%
Siは、犠牲陽極材の強度を向上させる。また、Al−Mn−Fe−Si系化合物が腐食の起点となって腐食が分散される結果、耐食性が向上する。Siの好ましい含有量は0.7〜1.1%の範囲であり、0.7%未満ではその効果が小さく、1.1%を越えると、犠牲陽極材の耐食性が低下する。Siのさらに好ましい含有範囲は0.8〜1.0%である。
Fe:0.5〜1.0%
Feは、犠牲陽極材の強度を向上させる。また、Al−Mn−Fe−Si系化合物が腐食の起点となって腐食が分散される結果、耐食性が向上する。Feの好ましい含有量は0.5〜1.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えると、犠牲陽極材の自己腐食性が増大する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.5〜0.8%である。
Ni:0.1〜1.0%
Niは、犠牲陽極材の強度を向上させる。Niの好ましい含有量は0.1〜1.0%の範囲であり、0.1%未満ではその効果が小さく、1.0%を越えると、犠牲陽極材の自己腐食性が増大する。Niのさらに好ましい含有範囲は0.5〜0.8%である。
Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%
CrおよびZrは、上記の範囲内で含有させた場合、犠牲陽極材の結晶粒度を粗大にし、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.02%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。CrおよびZrのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.05〜0.2%である。
Ti:0.01〜0.35%
Tiは、犠牲陽極材の厚さ方向に濃度の高い領域と低い領域に分かれ、これらの領域が層状となって交互に分布し、Ti濃度の低い領域が高い領域に比べ優先的に腐食することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、この効果により板厚方向への粒界腐食の進行が妨げられ材料の耐孔食性が向上する。Tiの好ましい含有量は0.01〜0.35%の範囲であり、0.01%未満ではその効果が小さく、0.35%を越えると、鋳造が困難となり、また加工性が低下して健全な材料の製造が困難となる。Tiのさらに好ましい含有範囲は0.1〜0.2%である。
In:0.05%以下、Sn:0.05%以下
InとSnは、犠牲陽極材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を確実にし、芯材の孔食や隙間腐食を防止するよう機能する。好ましい含有量は0.05%以下の範囲であり、それぞれ0.05%を越えると犠牲陽極材の自己腐食性が増大する。InとSnのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.01〜0.03%である。
V:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%
VおよびBは、上記の範囲内で含有させた場合、犠牲陽極材の結晶粒度を粗大にし、ろう付け加熱中のMgの粒界拡散を抑制する。それぞれ0.01%未満では効果が小さく、それぞれ0.3%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。
(ろう材)
Si:6〜13%
ろう材としては、通常使用されるSi6〜13%含有Al−Si系合金が適用される。Siが6%未満では流動性が低下し、ろうとして有効に作用せず、Siが13%を越えると健全な材料の製造が難しくなる。
Zn:0.5〜5.0%
Znは、ろう材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を保持し、外面からの芯材の孔食や隙間腐食を防止する。また、Cuと共存させることにより、ろう材の融点を低下させる。Znの好ましい含有量は0.5〜5.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を越えると、ろう材の自己腐食性が増大する。Znのさらに好ましい含有範囲は1.0〜4.0%である。
Fe:0.8〜2.0%
Feは、Al−Fe系またはAl−Fe−Si系化合物を形成し、これらの化合物が腐食の起点となって腐食が分散される結果、外面(ろう材側)の耐食性が向上する。Feの好ましい含有量は0.8〜2.0%の範囲であり、0.8%未満ではその効果が小さく、2.0%を越えると、外面の耐食性が低下する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.8〜1.0%である。
Cu:0.5〜5.0%
Cuは、Znと共存させることにより、ろう材の融点を低下させる。Cuの好ましい含有量は0.5〜5.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を越えると、ろう材の自己耐食性が増大する。Cuのさらに好ましい含有範囲は1〜3%である。
Sr:0.005〜0.1%
Srは、Si粒子の存在形態をより微細且つ均一にする効果があり、その結果、ろうの溶融が均一になり、ろう付け性が向上する。また、ろう付け後のSi粒子の存在形態も微細且つ均一になるため、外面の耐食性が向上する。Srの好ましい含有量は0.005〜0.1%の範囲であり、0.005%未満ではその効果が小さく、0.1%を越えて含有しても効果が飽和して、それ以上の効果が期待し得ない。Srのさらに好ましい含有範囲は0.01〜0.03%である。なお、Na:1〜100ppm、Sb:0.001〜0.5%を含有させることによっても同等の効果が得られる。
In:0.05%以下、Sn:0.05%以下
InとSnは、ろう材の電位を卑にし、中間材や芯材に対する犠牲陽極効果を確実に保持させ、芯材の孔食や隙間腐食を防止するよう機能する。好ましい含有量は0.05%以下の範囲であり、それぞれ0.05%を越えると、ろう材の自己腐食性が増大する。InとSnのさらに好ましい含有範囲は、それぞれ0.01〜0.03%である。
本発明のアルミニウム合金クラッド材は、芯材、中間材、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材の組み合わせを基本とし、これらを構成するアルミニウム材料、さらに必要に応じて、犠牲陽極材およびろう材を構成するアルミニウム材料を、たとえば、連続鋳造により造塊し、必要に応じて均質化処理後、例えば、中間材、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材、犠牲陽極材およびろう材の鋳塊については、それぞれ所定厚さまで熱間圧延し、ついで、芯材の鋳塊と組み合わせて、常法に従って熱間圧延によりクラッド材とし、その後冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延により所定の厚さとすることによって製造される。芯材の鋳塊も熱間圧延して所定の厚さとし、芯材の熱間圧延材を数枚重ね合わせ、中間材および耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材と組み合わせ、さらに犠牲陽極材およびろう材の熱間圧延材と組み合わせて熱間クラッド圧延することもできる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
連続鋳造によって表1〜2に示す組成を有する芯材用合金、表3〜4に示す組成を有する中間材用合金、表5〜6に示す組成を有する耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材用合金、表7〜8に示す組成を有する犠牲陽極材用合金、および表9〜10に示す組成を有するろう材用合金を造塊し、得られた鋳塊のうち、芯材用合金、中間材用合金および犠牲陽極材用合金の鋳塊については均質化処理を行った。
ついで、中間材用合金、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材用合金、犠牲陽極材用合金およびろう材用合金の鋳塊を所定の厚さまで熱間圧延し、これらの熱間圧延板と芯材用合金の鋳塊とを合わせ材として熱間圧延しクラッド材を得た。その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延によって厚さ0.20mmの板材(クラッド材、調質H14)を得た。クラッド材の構成は、図7〜9に示すとおりであり、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を0.010〜0.030mm、中間材を0.020〜0.040mm、犠牲陽極材は0.010〜0.040mm、ろう材を0.010〜0.040mmとし、残りを芯材とした。
Figure 2006152380
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得られたアルミニウム合金クラッド材を試験材として、窒素ガス中で、フッ化物系フラックスを塗布して、ろう付け温度(600℃:材料温度)に加熱した後、下記に示す方法により内面側(作動流体側)の腐食試験を行った。結果を表11〜18に示す。
腐食試験1(作動流体が弱アルカリ性で、且つ高速で熱交換器内を流れる場合を模擬した腐食試験):
腐食液:SiO3 2- (HSiO3 2- ):150ppm、B4 7 2- :7000ppm(水酸化ナトリウム溶液でpH9に調整)
比液量:200〜2000mL/cm2
シール:ろう材面と端面をシリコン樹脂でシールした。
温度:88℃連続
ノズル流速:10m/s(ジェット試験による)
試験方法:ノズル径2mmの穴から腐食液を吐出させ、ノズル先端から2mm離れた位置に配置した試験材の耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材面に、図10に示すように、ノズルが腐食液に完全に浸漬された状態で、腐食液を96時間の間衝突させ、最大腐食深さを測定した。
腐食試験2(作動流体が中性〜弱酸性で塩素イオンを含んでいる場合を模擬した腐食試験):
腐食液:Cl- :300ppm、SO4 2- :100ppm、Cu2+:10pm
比液量:5mL/cm2
シール:ろう材面と端面をシリコン樹脂でシールした。
試験方法:88℃に加熱した腐食液中に8時間浸漬した後、冷却して25℃で16時間保持するサイクルを4か月間繰り返し、最大腐食深さおよび重量減少量を測定した。
Figure 2006152380
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表11〜18にみられるように、本発明に従う試験材No.1〜150はいずれも、良好な耐エロージョン・コロージョン性をそなえ、腐食試験2(作動流体が比較的低温で且つ中性〜弱酸性で塩素イオンを含んでいる場合を模擬した腐食試験)においても重量減少量が少なく優れた特性を有している。
また、ろう付け性を向上させる方法として、芯材にMgが含有されている場合、芯材中のMgが中間材を通って耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材側へ拡散する量を制御するため、ろう付け時のヒートパターンを、Mgの拡散係数の時間積分、∫D(t)dt=D0 exp{−Q/RT(t)}(但し、D0 :振動数項(1.24×10-42 /s)、Q:活性化エネルギー(131000J/mol)、気体定数(8.3145J/mol・K)、T:温度(K)、t:時間(s))が、3×10-10 (m2 )以下になるよう制御し、中間材と耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材との界面のMg濃度を0.1%以下とすることが有効であり、Mgが含有された芯材を用いたものについて、ろう付け時の拡散係数の時間積分を求めた結果、いずれの試験材についても2×10-10 であった。
比較例1
実施例1の耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材A7、芯材C22、ろう材E2をこの順に組み合わせて熱間圧延してクラッド材とし、その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延によって厚さ0.20mmの板材(クラッド材、調質H14)を得た。クラッド材の構成は、実施例1と同様、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材を0.020mm、ろう材を0.020mmとし、残りを芯材とした。
得られたクラッド材を試験材として、実施例1と同じく、窒素ガス中で、フッ化物系フラックスを塗布して、ろう付け温度(600℃:材料温度)に加熱した後、実施例1と同じ方法により内面側(作動流体側)の腐食試験を行った。結果を表19に示す。
Figure 2006152380
表19に示すように、試験材No.151は、Al−Mn系合金の芯材の片面に、Al−Zn−Si系の犠牲陽極層をクラッドし、他の面にAl−Si系合金ろう材をクラッドした従来構成のものであるが、腐食試験2(作動流体が比較的低温で且つ中性〜弱酸性で塩素イオンを含んでいる場合を模擬した腐食試験)において重量減少量が大きくなっている。
本発明によるアルミニウム合金クラッド材から製造されたチューブ材(B型のチューブ形状)の実施例を示す断面図である。 図1のものにおいて、芯材にろう材または犠牲陽極材がクラッドされた場合を示す断面図である。 本発明によるアルミニウム合金クラッド材から製造されたチューブ材(B型のチューブ形状)の他の実施例を示す断面図である。 図3のものにおいて、芯材にろう材がクラッドされた場合を示す断面図である。 従来のアルミニウム合金クラッド材から製造されたチューブ材(B型のチューブ形状)の例を示す断面図である。 従来のアルミニウム合金クラッド材から製造されたチューブ材(B型のチューブ形状)の他の例を示す断面図である。 本発明の実施例におけ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。 本発明の実施例におけるアルミニウム合金クラッド材の他の構成を示す断面図である。 本発明の実施例におけるアルミニウム合金クラッド材のさらに他の構成を示す断面図である。 本発明における腐食試験1の概要を示す図である。
符号の説明
1 芯材
2 耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材
3 ろう材
4 中間材
5 犠牲陽極材
6 両端部
7 両端面
A B型のチューブ形状
B B型のチューブ形状

Claims (21)

  1. 芯材の片面に中間材を介して耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材をクラッドしてなるアルミニウム合金の3層クラッド材であって、芯材は、少なくともMn:0.8〜1.8%(質量%、以下同じ)を含有するアルミニウム合金で構成され、中間材は、少なくともMn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有するアルミニウム合金で構成され、耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材は、少なくともSi:3〜13%を含有するアルミニウム合金で構成されることを特徴とする耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%、Mg:0.1〜1.0%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材が、Mn:0.8〜1.8%、Mg:0.1〜1.0%を含有し、さらに、Si:0.7〜1.1%、Fe:0.5〜1.0%、Cu:0.8%以下、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記中間材が、Mn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記中間材が、Mn:0.6〜1.8%、Fe:0.5%を越え1.5%以下、Si:0.6%を越え1.1%以下、Zn:0.5〜10%を含有し、さらに、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、Si:3〜13%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、Si:3〜13%を含有し、さらに、Fe:0.15〜2.0%、Zn:0.5〜5.0%、Cu:0.5〜5.0%、Sr:0.005〜0.1%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材の他の面に犠牲陽極材をクラッドして4層クラッド材とし、該犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%、Mn:0.8〜1.8%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記犠牲陽極材は、Zn:0.5〜10%、Mn:0.8〜1.8%を含有し、さらに、Si:0.7〜1.1%、Fe:0.5〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.05〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材の他の面にろう材をクラッドして4層クラッド材とし、該ろう材は、Si:6〜13%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記ろう材は、Si:6〜13%を含有し、さらに、Fe:0.8〜2.0%、Zn:0.5〜5.0%、Cu:0.5〜5.0%、Sr:0.005〜0.1%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記中間材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記犠牲陽極材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記ろう材が、さらにIn:0.05%以下、Sn:0.05%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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. 前記芯材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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。
  19. 前記中間材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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。
  20. 前記犠牲陽極材が、さらにV:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜19のいずれかに記載の耐エロージョン・コロージョン性と一般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。
  21. 請求項3〜20のいずれかに記載のアルミニウム合金クラッド材を用いてろう付けすることにより熱交換器を製造する方法において、ろう付け時のヒートパターンを、Mgの拡散係数の時間積分、∫D(t)dt=D0 exp{−Q/RT(t)}(但し、D0 :振動数項(1.24×10-42 /s)、Q:活性化エネルギー(131000J/mol)、気体定数(8.3145J/mol・K)、T:温度(K)、t:時間(s))が、3×10-10 (m2 )以下になるよう制御し、中間材と耐エロージョン・コロージョン性を有するろう材との界面のMg濃度を0.1%以下とすることを特徴とするろう付けによる熱交換器の製造方法。
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