JP2007216283A - 犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材を製造する方法において、犠牲陽極材を、Zn:0.5〜5%、Fe:0.01%以上0.4%未満、Si:0.01〜1.2%、Mn:0.6〜2.0%を含有し、残部Alおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成し、該犠牲陽極材の鋳塊の均質化処理として、570℃以上の温度に5時間以上保持した後、400〜500℃の温度域に8時間以上保持する2段階熱処理を施すことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
ッドし、他方の面に犠牲陽極材7をクラッドしてなるクラッド板材4を曲成し溶接(溶接部W)して偏平チューブ1とし、ヘッダプレートに組み付けた後一体ろう付けして製造されていた(以下、溶接型)が、近年、図2、図3に示すように、クラッド板材4を曲げ加工するだけで溶接することなくチューブ形状2、3とし、ヘッダプレートに組み付けた後一体ろう付けして製造されることが多くなっている(以下、ろう付け型)。
(犠牲陽極材)
Zn:0.5〜5%
Znは、犠牲陽極材の電位を卑にして心材に対する犠牲陽極効果を発揮させ、心材の孔食または隙間腐食の発生を防止する。Znの含有量が0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を越えて含有すると犠牲陽極材の自己耐食性が低下する。Znのより好ましい含有範囲は1.5〜5%であり、Znの含有量の下限を1.5%とすることによりさらに優れた犠牲陽極効果を発揮させることができる。
Feは、犠牲陽極材のろう付け加熱後の結晶粒を微細化するよう機能する。Feの含有量が0.01%未満ではその効果が十分でなく、0.4%以上になると犠牲陽極材の自己耐蝕性が低下する。Feのさらに好ましい含有範囲は0.05〜0.3%である。
Siは、犠牲陽極材の強度を向上させるとともに、牲陽極材のろう付け加熱後の結晶粒を微細化する。Si含有量が1.2%を越えるとろう付け加熱後の結晶粒が微細になりすぎるとともに、ろう付け時に部分的に溶融が生じ、また犠牲陽極材の自己耐蝕性が低下する。0.01%未満では地金コストが高くなり実用上好ましくない。
Mnは犠牲陽極材の強度を向上させるとともに、犠牲陽極材のろう付け加熱後の結晶粒を微細化するよう機能する。Mn含有量が0.1%未満ではその効果が十分でなく、2.0%を越えると犠牲陽極材の自己耐食性が低下する。Mnのさらに好ましい含有範囲は0.6〜1.4%である。
Cr、ZrおよびTiは、材料の板厚方向に濃度の高い領域と濃度の低い領域に分かれ、これらの領域が層状となって交互に分布し、各元素の濃度の低い領域が濃度の高い領域に比べて優先的に腐食するため、腐食形態が層状となり、従って板厚方向への粒界腐食の進行が妨げられて、材料の耐孔食性が向上する。
InとSnは、微量の添加することにより犠牲陽極材の電位を卑とし、犠牲陽極効果によって心材の孔食や隙間腐食の発生を防止する。In、Snの好ましい含有量は0.001〜0.05%の範囲であり、0.001%未満ではその効果が十分でなく、0.05%を越えると自己耐食性および圧延加工性が低下する。InおよびSnのさらに好ましい含有範囲はそれぞれ0.01〜0.02%である。本発明においては、V:0.01〜0.3%、B:0.01〜0.3%、Cu:0.2%以下の1種以上を添加しても本発明の効果が損なわれることはない。
心材としては、A3003に代表されるAl−Mn系合金、より高強度なAl−Si−Mn系合金、Al−Cu−Mn系合金、Al−Si−Cu−Mn系合金などを使用することができる。また、上記の合金にMgを添加した合金を使用することもできる。各合金には、さらにTi、Zn、Cr、Zr、V、Bなどが含まれていてもよい。
ろう材としては、通常用いられているAl−Si系合金、例えばSi:6〜13%を含むAl−Si合金が使用される。ラジエータなどを構成するために行われるろう付けが真空ろう付けの場合には、Al−Si−Mg系合金などが用いられる。これらのAl−Si系合金、Al−Si−Mg系合金には、必要に応じてBi:0.2%以下、Be:0.1%以下、Ca:1.0%以下、Li:1.0%以下、Sr:0.005〜0.1%が添加されてもよい。
連続鋳造によって表1に示す組成を有する心材用合金、表2に示す組成を有する犠牲陽極材用合金および表3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、心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。犠牲陽極材の均質化処理条件(加熱温度(℃)×保持時間(h))を表2に示す。
2 クラッド板材を曲げ加工するだけで形成したチューブの実施例
3 クラッド板材を曲げ加工するだけで形成したチューブの他の実施例
4 クラッド板材
5 心材
6 ろう材
7 犠牲陽極材
Claims (5)
- 犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材を製造する方法において、犠牲陽極材を、Zn:0.5〜5%(質量%、以下同じ)、Fe:0.01%以上0.4%未満、Si:0.01〜1.2%、Mn:0.6〜2.0%を含有し、残部Alおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成し、該犠牲陽極材の鋳塊の均質化処理として、570℃以上の温度に5時間以上保持した後、400〜500℃の温度域に8時間以上保持する2段階熱処理を施すことを特徴とする犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
- 前記犠牲陽極材がさらに、Cr:0.02〜0.3%、Zr:0.02〜0.3%、Ti:0.01〜0.35%のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1記載の犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
- 前記犠牲陽極材がさらに、In:0.001〜0.05%、Sn:0.001〜0.05%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または2記載の犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
- 前記アルミニウム合金クラッド材が、心材の一方の面にろう材をクラッドし、他方の面に犠牲陽極材をクラッドした三層構造であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
- 前記アルミニウム合金クラッド材が、犠牲陽極材面をろう付けして面接合することにより製造される熱交換器用チューブ材として用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法。
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