JP2008280544A - 強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材および熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】腐食速度を低減させた、強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材およびそれを用いた熱交換器を提供することを目的とする。
【解決手段】ろう材によりチューブ材と接合された放熱用のフィン材であって、前記フィン材がＡｌ合金からなり、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあり、かつ、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることを特徴とする強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材を用いることによって、上記課題を解決できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、腐食速度を低減させた強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材および熱交換器に関するものである。

近年、熱交換器、特に、自動車用熱交換器の部材として、軽量であり、熱伝導度が高い特性を有することからアルミニウム材料が用いられるようになってきている。前記熱交換器の一部材であるフィン材は、アルミニウム材料を所定の形状に加工することによって製造される。具体的には、例えば、アルミニウム材料を矩形状に成型した後、ルーバー加工して、前記フィン材を製造する。前記フィン材を、チューブ間に組付け、ろう付により接合し、熱交換器の製品としている。

前記熱交換器に用いられるフィン材は、高強度であることが必要とされる。特許文献１には、従来のＡｌ−Ｍｎ系合金にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ等を添加するとともにＺｎを添加し、高強度としたフィン材が開示されている。
しかし、前記添加元素はいずれも、フィン材の腐食速度を増大させた。そのため、腐食により比較的早期にフィン材が消失してしまう場合があった。そのため、熱交換器全体としての耐久強度が著しく低下してしまっていた。

また、前記フィン材には、チューブ材に対して犠牲陽極効果を有することも必要とされる。フィン材が犠牲陽極効果を備えることにより、チューブ材の局部腐食を防ぐことができるためである。
具体的には、１．５質量％程度のＺｎをフィン材に添加し、チューブ材に対する犠牲陽極効果を付与していた。しかしながら、Ｚｎも、フィン材の腐食速度を高めた。
逆に、Ｚｎの量を低減すれば、フィン材の腐食速度を低下させることができるが、その場合、犠牲陽極効果が不十分となり、チューブ材に局部腐食が生じることとなった。

近年は、フィン材を薄肉化する傾向なので、前記フィン材の腐食消耗は、よりいっそう顕著なものとなっている。すなわち、使用初期の段階では、自動車用熱交換器に求められる高強度の特性を有し、かつ、チューブ材に対する犠牲陽極効果も有しているが、腐食速度が速いので、腐食環境では、短期でフィン材は腐食消耗してしまうおそれがあった。

また、従来、フィン材の孔食電位とチューブ材の孔食電位との間の電位差を、１６０〜１８０ｍＶとし、チューブ材に対しフィン材が犠牲陽極効果を発揮できるようにして、熱交換器を製造していた。
前記電位差が、犠牲陽極効果に効果的となる記載は、特許文献２にも開示されている。しかしながら、フィン材の腐食量を低減させるのに効果的な前記電位差の範囲については、従来から検討されていなかった。
特開２００４−０５９９３９号公報 特開２０００−２７４９８０号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、腐食速度を低減させた、強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材およびそれを用いた熱交換器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材は、ろう材によりチューブ材と接合された放熱用のフィン材であって、前記フィン材がＡｌ合金からなり、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあり、かつ、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることを特徴とする。

本発明の強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材は、前記フィン材が、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、前記チューブ材が、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることを特徴とする。

本発明の熱交換器は、先に記載された強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、腐食速度を低減させた、強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材およびそれを用いた熱交換器とすることができる。

以下、本発明の実施形態である強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材および熱交換器について説明する。

前記フィン材は、ろう材を介してチューブ材と接合して形成される。前記チューブ材は、ベアチューブ材もしくはクラッドチューブ材など内部に冷媒の流路を備えたチューブ材を用いる。前記流路に冷媒を流すことにより、熱交換を行うことができる構成となっている。

本発明に係るフィン材は、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることが好ましい。

Ｆｅは、０．５％以下であることが望ましい。Ｆｅは、分散強化によってフィン材の強度を向上させる一方、粗大な晶出物を生成しやすく、フィンの腐食速度を増大させる。また、該晶出物が再結晶の核となるため、ろう付時の再結晶粒が微細となり、耐ろう侵食性が低下する。
このため、Ｆｅの含有量は、質量％で０．５％以下であることが望ましい。
Ｆｅの含有量を０．５％以下とすることにより、強度、耐食性、ろう付性を同時に向上させることができる。

Ｓｉは、０．３％〜１．２％であることが望ましい。Ｓｉは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物を生じ、ろう付時に生成される再結晶粒を粗大化させ、ろう付加熱時の耐座屈性を向上させる働きと、フィン材の強度を向上させる働きとがある。Ｓｉ含有量が０．３％未満である場合には、上記効果が小さく、一方、１．２％を超える場合には、融点の低下により、ろう付時にフィン材が溶融する可能性がある。そのため、Ｓｉは０．３〜１．２％であることが好ましい。

Ｍｎは、０．５％〜１．７％であることが好ましい。Ｍｎは、合金の強度を向上させるとともに、Ａｌ−Ｍｎ系析出物（Ａｌ_６Ｍｎ等）あるいはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系析出物等の微細な析出物を生じ、ろう付時生成の再結晶粒を粗大化させ、ろう付加熱時の耐高温座屈性を向上させる働きと、フィン材の強度を向上させる働きとがある。
ただし、Ｍｎの含有量が０．５％未満である場合には、その効果が小さく、一方、１．７％を越える場合には、鋳造時の晶出物が粗大化し、加工性およびフィン材の諸特性が低下する。そのため、Ｍｎは、０．５％〜１．７％であることが好ましく、１．０％〜１．７％がより好ましい。

Ｚｎは、０．３〜１．５％であることが好ましい。Ｚｎは、フィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果を与える効果がある。Ｚｎの含有量が０．３％未満である場合には、前記犠牲陽極効果が小さい。逆に、Ｚｎの含有量が１．５％を超える場合には、フィン材の自己耐食性が低下する。そのため、Ｚｎの含有量は０．３〜１．５％とするのが好ましく、０．５〜１．０％がより好ましい。

なお、また、犠牲陽極効果を付与するには、Ｉｎ、Ｓｎ等の犠牲陽極元素の添加も有効であり、それぞれ０．３％以下添加することが可能であり、その場合、下限を０．０５％とするのが望ましい。
前記添加元素を添加することによって、Ａｌ合金の強度を上げ、耐久性に優れたフィン材とすることができる。また、犠牲陽極効果を付与することもできる。

なお、前記特性を踏まえて、前記フィン材においては、添加元素の種類、および量を適正化するとともに、添加元素の固溶、晶析出状態、さらには晶析出物の種類、サイズ、形状、マトリックスとの整合性、密度分布といった金属組織学的要因に影響を与える種々の因子を適性化して構成する。

本発明の実施形態であるフィン材に用いる前記組成のＡｌ合金を製造する製造方法には、一般に用いられる製造方法を用いることができる。
たとえば、析出物が異なれば、その析出温度範囲が異なってくるので、異なる合金系を用いる場合には、前記析出温度範囲を考慮した製造方法を用いる。
また、添加元素が固溶状態または析出状態のいずれかの状態になるかは、添加元素の種類および検討温度により異なるので、前記添加元素の種類および検討温度を考慮した製造方法を用いる。

前記ろう材は、通常のＡｌ−Ｓｉ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなるろう材を用いることができる。ろう材中に含まれるＳｉは、ろう材の融点を下げるとともに、流動性を付与する成分である。
Ｓｉの含有量が５．０％未満の場合には、所望の効果が得られない。逆に、Ｓｉの含有量が１５．０％の場合には、かえって流動性が低下するので好ましくない。したがって、ろう材中のＳｉの含有量を５．０〜１５．０％とするのが好ましく、７．０〜１１．０％がより好ましい。
また、前記ろう材には、Ｚｎを１．０〜５．０％の範囲で含有させてもかまわない。

前記チューブ材は、前記接合構造においてフィン材と接合させる部材である。前記チューブ材としては、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることが好ましい。
具体的には、ベアチューブ材（Ａｌ−１Ｍｎ−０．５Ｃｕ）、ブレージングシート（４０４５／Ａｌ−１Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ／７０７２）などを用いることができる。

前記チューブ材において、Ｍｎは、０．３〜１．７％であることが好ましい。Ｍｎは、素地中にＡｌ−Ｍｎ系化合物として分散し、耐食性を低下させることなく強度を向上させる作用があるが、その含有量が０．３％未満では所望の効果が得られず、一方、１．７％を超えて含有すると粗大な化合物が生成して加工性が低下するので好ましくない。したがって、Ｍｎ添加量を０．３〜１．７％の範囲に定めた。Ｍｎ含有量の一層好ましい範囲は０．７〜１．７％である。
前記チューブ材において、Ｓｉは、０．３〜１．２％であることが好ましい。Ｓｉは、マトリックスに固溶、またはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物として析出し、強度を向上させる。また、マトリックスに固溶した場合、チューブ材の電位を貴にし、フィン材との電位差を大きくする作用を有するが、０．３％未満では所望の効果が得られず、１．２％を超えて添加すると融点が低下し、ろう付時に材料が溶融しやすくなる。Ｓｉ含有量の一層好ましい範囲は０．５〜１．０％である。
前記チューブ材において、Ｃｕは、０．１〜１．２％であることが好ましい。Ｃｕは、マトリックスに固溶して強度を向上させ、またチューブ材自体の電位を貴にし、フィン材との電位差を大きくする作用を有するが、Ｃｕが０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｃｕを１．２％を超えて添加すると融点が低下するため、ろう付時に材料が溶融しやすく、さらに、粒界腐食が起こりやすくなり耐食性が低下するため好ましくない。したがって、Ｃｕ添加量は上記範囲が好ましい。Ｃｕ含有量の一層好ましい範囲は０．５〜０．９％である。

なお、前記チューブ材は、接合構造において、フィン材の犠牲陽極効果により、チューブ材の腐食が抑制されているので、防食体と呼称することもできる。

前記フィン材の腐食は、Ｓｅａ Ｗａｔｅｒ Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ Ｔｅｓｔ（人工海水噴霧試験、以下、ＳＷＡＡＴ）を行い測定する。

前記ＳＷＡＡＴは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（以下、ＡＳＴＭ）のＧ８５−Ａ３に記載の方法に準拠した。また、この試験に用いる溶液をＳＷＡＡＴ液と呼称する。

前記溶解減量とは、サンプルが溶解する量を暴露面積で除した値のことである。
たとえば、前記ＳＷＡＡＴ液を４０℃に温め、１２０ｒｐｍで攪拌した中に、暴露面積２０ｃｍ^２、被液量１Ｌの条件下で、サンプルを浸漬させ、５時間保持する。この試験を行う前後のサンプルの質量の差を暴露面積で除した値を、溶解減量とする。

前記ＳＷＡＡＴ液は、腐食性の強い液であるので、前記溶解減量を腐食量とみなすことができる。
そのため、前記溶解減量の測定において、サンプルとして、フィン材単独を用いた場合には、前記溶解減量は、フィン材単独の腐食量（以下、自己腐食量）となる。
また、サンプルとして、フィン材とチューブ材とを接合してものを用いた場合には、前記溶解減量は、接合構造におけるフィン材の腐食量（以下、フィン材全体の腐食量）となる。
前記溶解減量の測定においては、たとえば、フィン材を等表面積のチューブ材に導線などを介して触接させたものを用い、それらを両者間の距離１０ｍｍ程度で向かい合わせて、ＳＷＡＡＴ液に浸漬させて行う。

前記フィン材全体の腐食量は、前記自己腐食量と、フィン材が防食体を犠牲防食した腐食量（以下、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量）の和として決まる。
そのため、熱交換器におけるフィン材の腐食量を低減させるためには、前記自己腐食量を低減させるとともに、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量を低減させる必要がある。

前記犠牲陽極効果とは、フィン材において、フィン材が犠牲陽極として作用し、チューブ材の腐食を抑制する効果のことである。この効果が大きければ大きいほど、チューブ材の腐食を抑制することができる。チューブ材の腐食を抑制するためには、この効果が一定以上存在することが好ましい。しかしながら、この効果をあまり大きくすると、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量は増大するので、好ましくない。
たとえば、Ｚｎを添加するに従い、フィン材の犠牲陽極効果を増加させることができるが、多すぎる場合には、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量が増加し、フィン材が腐食して、散逸してしまう。

前記フィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあることが好ましい。

前記溶解減量の割合は、フィン材の腐食量の割合に関連する。また、フィン材の腐食形態は、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合に応じて変化する。
たとえば、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％超である場合、腐食形態は主として孔食状になり、フィン材は前記孔食を起点とした崩落を生じる。その結果、早期にフィン材が消耗・消失してしまう。
逆に、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％以下である場合、全面状の腐食形態となる。つまり、この場合には、自己腐食量を抑制することができるとともに、腐食形態を全面状とし、孔食を起点とした崩落を無くすことができる。そのため、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％以下であることが好ましい。
また、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が２０％未満の場合には、フィン材の強度が低下してしまうので、好ましくない。

そのため、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が２０〜５０％であることが好ましい。この範囲にある場合には、まず、フィン材の自己腐食量を低減させることができる。次に、フィン材の腐食形態を全面状とし、孔食を基点とした崩落による消失をなくすことができる。また、フィン材の犠牲陽極効果も高いので、チューブ材の腐食を抑制することもできる。その結果、フィン材全体の腐食量を低減させることができる。

また、接合構造におけるフィン材の腐食速度（以下、フィン材全体の腐食速度）は、フィン材全体の腐食量を規定する要因に関連し、フィン材単独での腐食速度（以下、自己腐食速度）と、フィン材がチューブ材を犠牲防食した腐食速度（以下、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度）とを組み合わせて決まる。

前記自己腐食速度を低減し、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度を低減すれば、フィン材全体の腐食速度を低減することができる。
また、前記自己腐食速度あるいは犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度のいずれかを低減することによっても、フィン材全体の腐食速度を低減する効果がある。

なお、従来技術のフィン材では、強度を向上させるために種々の元素が添加されている。一方、前記添加元素は、フィン材の自己腐食量を増大させる。フィン材として必要最低限の強度を満足するために、必要最低限の量の前記種々の元素を添加した場合には、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合は、５０％以上となる。
この場合には、前記自己腐食量を低減することによって、フィン材全体の腐食速度を低減させることができる。

前記フィン材の孔食電位が、チューブ材の孔食電位に対して卑（マイナス）であることが好ましい。通常、フィン材は防食体の孔食電位よりも卑に保たれ、チューブ材に対し十分な犠牲陽極効果を発揮するよう電気化学的な設計がなされている。

前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることが好ましい。なお、前記電位差は、チューブ材がベアチューブ材の場合には、フィン材とチューブ材自身との電位差であり、チューブ材がクラッドチューブ材の場合には、フィン材とクラッドチューブ材の芯材との電位差となる。

従来、前記接合構造におけるフィン材の孔食電位とチューブ材の孔食電位との間の電位差を、１６０〜１８０ｍＶとし、チューブ材に対しフィン材が犠牲陽極効果を発揮できるようにして、熱交換器を製造していた。
しかしながら、前記電位差を大きく取りすぎていたことを新たに見出した。

前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、１４０ｍＶ超の範囲である場合には、チューブ材は十分に防食されるものの、チューブ材を過剰に防食することとなり、フィン材の腐食が促進され、早期にフィン材が腐食し、消失してしまう。
逆に、前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、５０ｍＶ未満の範囲である場合には、チューブ材に対する犠牲陽極効果が不十分となり、チューブ材に局部腐食が発生してしまう。

次に、本発明の実施形態であるフィン材の製造方法の一例を示す。
Ａｌ−Ｍｎ系合金に強度を向上する目的で、マトリックスよりも貴な晶出物を形成しやすい元素を添加した場合、フィン材全体に占める自己腐食の割合が５０％以上となる。その場合、鋳造時の冷却速度を速くし、晶出物を微細に形成させるとともに、固溶度を増大させる、さらに均質化処理、中間焼鈍を低温、短時間とし、マトリックスの固溶度を増大させ、晶出物とマトリックスの電位差を小さくすることにより、フィン材全体に占める自己腐食の割合を５０％以下にすることができる。

さらに、本発明の実施形態であるフィン材の製造方法の別の一例を示す。
Ａｌ−Ｍｎ系合金に、フィン材に占める自己腐食量の割合を低減するため、晶出物を形成する元素の添加を抑えた場合、フィン材に占める自己腐食量の割合は５０％以下となるが、強度も著しく低下してしまう。その場合、一回目の均質化処理を高温、二回目の均質化温度を低温とし、さらに中間焼鈍をＣＡＬ焼鈍とし、析出を促進させることにより強度を確保することができる。

なお、本発明の実施形態では、ベアフィン−クラッドチューブの組合せのみ記載したが、クラッドフィン−ベアチューブ等の組合せであっても同様の関係が成り立つ。
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。

本発明のフィン材は、Ｆｅ：０．５％以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなるフィン材を具備するので、高強度のフィン材とすることができ、これを備えた熱交換器の耐久性を向上させることができる。

本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０％以上の範囲にあるので、一定レベル以上の犠牲陽極効果を有し、チューブ材の腐食を抑制することができる。

本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、５０％以下の範囲にあるので、腐食形態を全面状とすることができ、フィン材の腐食速度を低減することができる。

本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、５０％以下の範囲にあるので、過剰にチューブ材の腐食を抑制することなく、一定レベル以上の犠牲陽極効果を示すことができる。

本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあるので、すなわち、フィン材全体の腐食量に対し、フィン材単独の腐食量が２０〜５０％の範囲であるので、所定の犠牲陽極効果を有し、過剰にチューブ材の腐食を抑制することがなく、チューブ材の腐食を抑制することができる。

本発明のフィン材は、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であるので、前記チューブ材に対し、前記フィン材が犠牲陽極効果を有し、前記チューブ材の腐食を抑制することができる。

本発明のフィン材は、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、さらに両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあるので、前記チューブ材に対し、前記フィン材が犠牲陽極効果を有し、チューブ材の腐食を抑制することができるとともに、フィン材の腐食速度を低減することができる。

本発明の熱交換器は、先に記載されたフィン材を備えたことを特徴とするので、腐食速度が低減された高強度のフィン材と、犠牲陽極効果を有するフィン材からなる接合構造を有するので、熱交換器の耐食性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
＜製造工程＞
まず、Ｆｅ：０．２６％、Ｓｉ：０．４５％、Ｍｎ：１．２１％、Ｚｎ：０．３５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金を溶解鋳造し、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍の順序で処理を行い、板厚０．０６ｍｍ、調質Ｈ１４のフィン材を製造した。
なお、前記溶解鋳造における鋳造冷却速度は２〜３℃／ｓｅｃ、前記均質化処理は３８０℃で２時間保持の条件とし、前記中間焼鈍は３６０℃で２時間保持の条件とした。 また、熱間圧延、冷間圧延の条件には、一般的に用いられる条件を用いた。

次に、防食体として、板厚０．２５ｍｍ、調質Ｈ１４のブレージングシートを用意した。前記ブレージングシートは、クラッド構成が、ろう材（１０％）／芯材（７５％）／犠牲材（１５％）であり、ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ、犠牲材：７０７２である。

前記フィン材、および前記防食体は、窒素ガス雰囲気中で６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却するろう付熱処理を行った。
また、前記フィン材と前記防食体を用いてろう付熱処理を行い、ミニコアを作製した。なお、前記ミニコアはフィンピッチを３ｍｍとし、ノコロックフラックスはチューブ材にのみ約４ｇ／ｍ^２塗布した。また、前記ろう付熱処理は、窒素ガス雰囲気中で、６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却を行うものとした。

＜特性測定＞
前記実験サンプルについて、以下に示す５つのパラメーターについて測定を行った。
＜実験１＞全体腐食量に占める自己腐食分の割合の測定
まず、前記フィン材単独のサンプル（以下、サンプルＡ）と、前記フィン材と防食体とを触接させたサンプル（以下、サンプルＢ）を用意した。
前記サンプルＢにおいては、前記フィン材と等表面積とした防食体をフィン材と導線を介して触接させた。また、前記防食体としては、チューブ材（ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ）を用いた。
次に、ＳＷＡＡＴ液を、２つのビーカーに入れ、それぞれ４０℃に温めた後、１２０ｒｐｍで攪拌をした。その後、サンプルＡとサンプルＢを、暴露面積２０ｃｍ^２、被液量１Ｌの条件下で、前記ＳＷＡＡＴ液に浸漬した。このとき、サンプルＢの場合には、両者間の距離１０ｍｍで向かい合わせにした。
５時間後、前記サンプルＡとサンプルＢを取り出し、それぞれのフィン材の溶解量を測定した。サンプルＡの溶解量とサンプルＢの溶解量とを比較し、全体腐食量に占める自己腐食分の割合を算出した。
実施例１のサンプルでは、自己腐食量の割合は、４２％であった。

＜実験２＞電位測定
まず、脱気雰囲気にした２．６７％ＡｌＣｌ_３溶液中を調整した。次に、前記フィン材を前記溶液に浸漬させ、飽和カロメル電極を用いて、前記フィン材の孔食電位を測定した。同様にして、ブレージングシートの芯材の孔食電位を測定した。
実施例１のサンプルでは、前記フィン材と前記ブレージングシートの芯材との電位差は、４５ｍＶであった。

＜実験３＞導電率
まず、前記フィン材を、２０×４００ｍｍのサイズに調整した。次に、２５℃の雰囲気中で、ダブルブリッジ式導電率計を用いて、サイズを調整した前記フィン材の電気伝導度を測定した。実施例１のサンプルでは、３８．９（％ＩＡＣＳ）という値が得られた。導電率が低いため、固溶度は高いと評価した。

＜実験４＞フィン材の腐食消耗程度
まず、前記フィン材をコルゲート加工した。次に、コルゲート加工した前記フィン材を板厚０．２５ｍｍｔのブレージングシート（クラッド構成：ろう材（１０％）／芯材（７５％）／犠牲材（１５％）、ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ、犠牲材：７０７２）のろう材面に組み付けた。
さらに、前記組み付けたサンプルを、ろう付熱処理してミニコアを作製した。なお、前記ろう付熱処理は、窒素ガス雰囲気中で６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却を行う処理を用いた。なお、ノコロックフラックスはチューブ材にのみ約４ｇ／ｍ^２塗布した。また、ミニコアはフィンピッチを３ｍｍとした。
前記ミニコアをＳＷＡＡＴに４０日間供した後、リン酸クロム酸溶液で加熱し、腐食生成物を除去した。

前記フィン材の残存状態を観察するとともに、腐食消耗程度を評価した。ここで、７５％超のフィンが残存したサンプルを○、４０％超〜７５％以下のフィンが残存したサンプルを△、４０％以下しかフィンが残存しなかったサンプルを×と評価した。
実施例１のサンプルは、８３％のフィンが残存していたので、○と評価した。

＜実験５＞犠牲陽極効果
実験４で作製し、ＳＷＡＡＴを行った後、腐食生成物を除去したミニコアのブレージングシート腐食部の断面観察を行い、同部の最大腐食深さを測定した。
実施例１のサンプルでは、ブレージングシート腐食部の最大腐食深さは、４８μｍであった。
表１に、実施例１の実験サンプル条件を示す。また、表２に、実施例１の各種特性の測定結果を示す。また、各種特性から総合評価を行った。その結果についても、表２に合わせて示す。

なお、総合評価は、フィンの残存状況が○であり、チューブ材の最大腐食深さが３０μｍ以下であるものを◎、フィンの残存状況が○であり、チューブ材の最大腐食深さが３１〜５０μｍの範囲にあるものを○、フィンの残存状況が○であり、チューブの最大腐食深さが５１〜１３０μｍの範囲にあるもの、またはフィンの残存状況が△で、チューブの最大腐食深さが３０μｍ以下であるものを△、それ以外を×という評価基準で評価した。

（実施例２〜１０および比較例１〜１０）
表１に示すフィン材の合金組成、均質化処理の条件と、中間焼鈍の条件を用いた他は、実施例１と同様にして、実験サンプルを調整し、各種特性の測定を行った。
また、表２に、各種特性の測定結果を示す。
さらに、各種特性から総合評価を行った。その結果についても、表２に合わせて示す。

本発明は、耐食性を求められるフィン材、また、前記フィン材を具備する熱交換器、特に自動車用熱交換器などの産業において利用可能性がある。本発明は、熱交換器の高耐食化、高耐久化、および軽量化に大きく貢献する可能性がある。

Claims (3)

1. ろう材によりチューブ材と接合された放熱用のフィン材であって、
   前記フィン材がＡｌ合金からなり、
   ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあり、
   かつ、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、
   両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることを特徴とする強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材。
2. 前記フィン材が、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、
   前記チューブ材が、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることを特徴とする請求項１に記載の強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材。
3. 請求項１、および請求項２に記載されたフィン材を備えたことを特徴とする熱交換器。