JP2009161833A - 熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｓｉを含有するろう成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器の耐食性を向上させることができる熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材を提供すること。
【解決手段】Ｓｉを含有するろう材成分２２を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材１である。アルミニウム合金ベアフィン材１は、少なくとも、Ｓｒ：０．００１〜５．０％（質量％、以下同様）、Ｎａ：０．００１〜５．０％、Ｓｂ：０．００１〜５．０％のうち１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車用コンデンサ、エバポレータ、ラジエータ、ヒータ、インタークーラ、オイルクーラのように、ろう材成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器用のアルミニウム合金フィン材に関する。

軽量性と熱伝導性が良好なアルミニウム合金からなるアルミニウム合金製熱交換器は、例えば、自動車のコンデンサ、エバポレータ、ラジエータ、ヒータ、インタークーラ、オイルクーラとして広く使用されている。アルミニウム合金製の熱交換器は、一般的にフィン材とチューブ材（作動流体通路構成部材）又はプレート材とをろう付け接合することにより構成される。

そして、チューブ材を構成する材料としては、例えば、図２に示すように、Ｓｉ粒９２５を含有するろう材９２２を心材９２１の表面にクラッドしたブレージングシートが挙げられる。
図２、図３に示すように、フィン材９１とチューブ材９２とを組み付けて加熱することにより、心材９２１の表面にクラッドされたろう材９２２が溶融し、それらがフィン材とチューブ材との間隙を充填したり、フィレット９２３を形成することにより、フィン材９１とチューブ材９２のろう付け接合が行われる。

フィン材には、チューブ材やフィレットよりもフィン材が優先的に腐食することによりチューブ材を防食するための犠牲陽極効果が要求されると共に、ろう付け時の高温加熱による変形防止やろうの侵食防止のために耐高温座屈性が要求されており、これまでに、種々の材料が提案されている（特許文献１）。

ろう付け後のチューブ材のろう材組織は、図３に示すように、ろう材に含まれているＳｉが板状や針状の粗大な単体Ｓｉ（９２４）となって点在する不均一な組織を形成する。
この板状や針状の単体Ｓｉは、ろう材マトリックスより貴であるため、局部カソードとなり局部腐食を誘発する。図４（ａ）に示すように、フィレット９２３に局部腐食が発生した場合、図４（ｂ）に示すように、チューブ材９２からフィン材９１が脱落する。そして、フィン材の犠牲陽極効果が失われ、チューブ材に早期の貫通腐食が生じる。また、図５（ａ）に示すように、チューブ材９２平坦部のろう材９２２に局部腐食が発生した場合は、図４（ｂ）に示すように、フィン材９１の犠牲陽極が十分に作用せず、チューブ材９２に早期の貫通腐食が生じる。

局部腐食の改善には、板状や針状の粗大な単体Ｓｉの生成を抑制するのが有効であり、板状や針状の単体Ｓｉの改良処理（単体Ｓｉの微細化）として、チューブ材のろう材にＳｒを添加する手法が知られている（特許文献２）。
しかしながら、板状や針状の粗大な単体Ｓｉの生成を抑制するための効果はある程度は得られるが十分ではなかった。

また、従来のフィン材とチューブ材の組み合わせで生成する板状や針状の粗大な単体Ｓｉは、熱交換器使用時に応力が負荷されると、その部分で応力集中を生じるため、耐久寿命を低下させる要因となっていた。
このような問題は、上述のようなクラッド材よりなるチューブ材を用いた場合のみに限らず、クラッド材よりなるプレート材を用いた場合や、表面にろう材粉末や、ろう付け時にろう材を生成するフラックス等のろう材成分を塗布した押出形材からなるチューブ材又はプレート材を用いた場合にも問題となる。

特開昭６２−１２０４５５号公報 特開２００３−３９１９４号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、Ｓｉを含有するろう成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器の耐食性を向上させることができる熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材を提供しようとするものである。

本発明は、Ｓｉを含有するろう材成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材であって、
該アルミニウム合金ベアフィン材は、少なくとも、Ｓｒ：０．００１〜５．０％（質量％、以下同様）、Ｎａ：０．００１〜５．０％、Ｓｂ：０．００１〜５．０％のうち１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材にある（請求項１）。

本発明の熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（以下、単にフィン材という）は、単体Ｓｉの微細化に有効な元素であるＳｒ、Ｎａ、Ｓｂのうち１種又は２種以上を上述の範囲で含有している。そのため、上記フィン材を、Ｓｉを含有するろう材成分を用いてろう付け接合した場合に、得られる熱交換器の耐食性を向上させることができる。

通常、ろう付け接合を行う場合には、ろう材成分の融点より高く、これによって接合されるフィン材の融点よりも低い温度での加熱が行われる。そのため、従来は溶融する部分であるろう材成分のみに注目して材質改良が進められてきた。
しかしながら、本発明者の多数の実験の結果、ろう付け加熱時にろう材成分に接するフィン材の一部が溶融することが判明した。そして、本発明では、このフィン材のろう付け時の溶融を積極的に利用し、ろう材成分組織の改良を実現したのである。

すなわち、ろう付け加熱により、本発明の上記組成を有する上記フィン材の一部が溶融し、その中のＳｒ、Ｎａ、又はＳｂが、フィン材の他の成分と共に溶融したろう材成分中へ溶け出す。
このように、ろう材成分中に、フィン材側からＳｒ、Ｎａ、Ｓｂの少なくとも１種が供給されることにより、ろう材成分が再凝固する際に、上記Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂがろう材成分中で改良処理材として作用する。これにより、ろう付け後のろう材成分中で晶出する単体Ｓｉを微細化することができ、接合部分における板状や針状の粗大な単体Ｓｉの発生を抑制することができる。

その結果、上述したような、局部腐食の発生や、熱交換器使用時に応力が負荷された際の応力集中等の現象を抑制することができる。すなわち、フィン材とろう付け接合されるチューブ材やプレート材の耐食性を高めると共に、フィン材の犠牲陽極効果をより確実に発揮させることができ、また、熱交換器使用時に応力が負荷される際の応力集中の緩和にも効果を発揮し、熱交換器の耐久寿命を向上することができる。

このような本発明の効果は、ろう材成分自身の中に、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂ等のＳｉ粒微細化元素を含有していない場合に発現されるだけではない。ろう材成分中にＳｉ粒微細化元素が含有されている場合にも、それらが溶融中に酸化消耗や、エロージョン等により減少してもフィン材側から補うことができ、本発明の作用が有効に発現して優れた効果が得られる。

このように、本発明によれば、Ｓｉを含有するろう成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器の耐食性を向上させることができる熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材を得ることができる。

本発明の熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、上述したように、少なくとも、Ｓｒ：０．００１〜５．０％、Ｎａ：０．００１〜５．０％、Ｓｂ：０．００１〜５．０％のうち１種又は２種以上を含有する。

上記フィン材がＳｒを含有する場合には、その含有量は０．００１〜５．０％である必要がある。
Ｓｒの含有量が０．００１％未満である場合には、上述の効果が十分に得られない。一方、上記含有量が５．０％を超える場合には、フィン材の製造が難しくなるおそれがある。Ｓｒの含有量のよりこのましい範囲は、０．０１〜１．０％である。

また、上記フィン材がＮａを含有する場合には、その含有量は０．００１〜５．０％である必要がある。
Ｎａの含有量が０．００１％未満である場合には、上述の効果が十分に得られない。一方、上記含有量が５．０％を超える場合には、フィン材の製造が難しくなるおそれがある。Ｎａの含有量のより好ましい範囲は、０．０１〜１．０％である。

また、上記フィン材がＳｂを含有する場合には、その含有量は０．００１〜５．０％である必要がある。
Ｓｂの含有量が０．００１％未満である場合には、上述の効果が十分に得られない。一方、上記含有量が５．０％を超える場合には、フィン材の製造が難しくなるおそれがある。Ｓｂの含有量のより好ましい範囲は、０．０１〜１．０％である。

また、上記熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる。上記不可避的不純物としては、以下のものを挙げることができ、例えば、Ｆｅ：０．７％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．１％以下、Ｍｇ：０．０５％以下、Ｃｒ：０．１％以下、Ｚｎ：０．３％以下、Ｔｉ：０．１％以下等が挙げられる。

また、本発明の熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、必要に応じて、少量のＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｂ：０．３％以下、Ｃｕ：０．２％以下、Ｍｇ：０．３％以下等が添加されていてもよい。
Ｔｉは、フィン材の板厚方向に濃度の高い領域と低い領域とに分かれ、それらが交互に分布する層状となり、フィン材の防食寿命を高める。
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｂは、ろう付け加熱中の再結晶温度を高め、フィン材の結晶粒度を粗大化させることでろう付け加熱中のエロージョンを抑制する。
Ｃｕは、固溶することでフィン材の強度を向上させる。

また、上記熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材を製造する方法としては、特に限定されるものではないが、連続鋳造により鋳塊を準備し均質化処理を行った後、熱間圧延を行い、その後、適宜、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延を行う方法や、連続鋳造圧延により板材を準備し、その後、適宜冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延を行う方法等が挙げられる。そして、上記熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、特に、アルミニウム合金の溶湯を連続鋳造圧延により直接厚さ１〜２０ｍｍの板材とし、更に適宜冷間圧延と熱処理を施すことにより製造することが好ましい。この場合には、連続鋳造圧延によりＳｒ、Ｎａ、Ｓｂ等のＳｉ粒微細化元素の固溶度を高め、また、Ｓｉ粒微細化元素の晶出物の粒度を微細化することで、フィン材からチューブ材のろう材成分へＳｉ粒微細化元素の溶け出しをより容易にすることができる。

また、上記アルミニウム合金ベアフィン材は、上述したように、Ｓｉを含有するろう材成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材である。
上記熱交換器は、例えば、Ｓｉを含有するろう材成分を用いて、上記アルミニウム合金ベアフィン材と、チューブ材（作動流体通路構成部材）又はプレート材とをろう付け接合することにより製造することができる。

上記チューブ材としては、成形時にチューブ形状（管状）とした押出形材、板状の素材を成形してチューブ形状としたもの等がある。

また、上記アルミニウム合金ベアフィン材と、上記チューブ材又はプレート材は、Ｓｉを含有するろう材成分を用いてろう付け接合されるが、上記ろう材成分は、ろう付け接合時に、上記チューブ材やプレート材と上記アルミニウム合金ベアフィン材との間に存在していればよく、上記チューブ材やプレート材の表面にろう材成分が一体的に配設されている場合や、上記チューブ材やプレート材の表面にろう材成分が塗布されている場合等がある。

上記チューブ材やプレート材の表面にろう材成分が一体的に配設されている例としては、心材の表面に、Ｓｉを含有するろう材（ろう材成分）をクラッドしたブレージングシートからなるプレート板や、上記ブレージングシートを曲成し溶接して扁平チューブ形状としたチューブ材や、ブレージングシート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したチューブ材が挙げられる。

また、上記チューブ材やプレート材の表面にろう材成分が塗布されている例としては、押出成形によりチューブ形状としたチューブ材や、押出成形により板状の形状としたプレート材の表面に、Ｓｉ粉末や、少なくともＳｉを含むアルミニウム合金粉末等のろう材粉末や、Ｓｉを含有し、ろう付け時にろう材を生成するフラックス等のろう材成分が塗布されているものが挙げられる。

また、上記ろう材成分は、アルミニウム合金ベアフィン材、及び上記チューブ材やプレート材よりも低い融点を有していればいずれの合金を用いてもよく、例えば、Ｓｉ粉末、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金等の少なくともＳｉを含むアルミニウム合金粉末等、Ｋ₂ＳｉＦ₆等のＳｉを含有しろう付け時にろう材を生成するフラックス等を用いることができる。
また、上記ろう材成分は、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂのうち１種または２種以上が含有されていることが好ましい。また、上記ろう材成分は、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂのうち、上記アルミニウム合金ベアフィン材が含有している元素と同じ元素を含有していることがより好ましい。

また、上記チューブ材は、熱交換器用のチューブ材として用いることができれば特に限定されるものではないが、純Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金等を用いることができる。

また、上記熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、さらに、Ｚｎ：０．１〜５．０％、Ｉｎ：０．００１〜０．３％、Ｓｎ：０．００１〜０．３％のうち１種又は２種以上を含有することが好ましい（請求項２）。
なお、上記Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎが不可避的不純物として含有されている場合にも、上記範囲を満たす場合には、後述の効果を得ることができる。

上記Ｚｎは、フィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果を与える。
Ｚｎを含有する場合には、その含有量は、０．１〜５．０％である必要がある。
Ｚｎの含有量が０．１％未満の場合には、上述の効果が十分に得られず、一方、上記含有量が５．０％を超える場合には、フィン材自体の自己耐食性が悪くなるおそれがある。

上記Ｉｎ、Ｓｎは、フィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果を与える。
Ｉｎ、Ｓｎを含有する場合には、その含有量は、それぞれ０．００１〜０．３％である必要がある。
上記Ｉｎ、Ｓｎの含有量が０．００１％未満である場合には、上述の効果が十分に得られず、一方、上記含有量が０．３％を超える場合には、フィン材自体の自己耐食性が悪くなるおそれがある。

また、上記熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材は、さらに、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ｆｅ：０．１〜３．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％のうち１種または２種以上を含有することが好ましい（請求項３）。
なお、上記Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｉが不可避的不純物として含有されている場合にも、上記範囲を満たす場合には、後述の効果を得ることができる。

Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ系の化合物（例えば、Ａｌ₆Ｍｎ等）を生成して、ろう付け前及びろう付け後のフィン材の強度を向上させるとともに、耐高温座屈性及び成形加工性を向上させる。
そして、Ｍｎを含有する場合には、その含有量は０．１〜３．０％である必要がある。
Ｍｎの含有量が０．１％未満の場合には、上述の効果を十分に得られないおそれがある。一方、Ｍｎの含有量が３．０％を超える場合には、鋳造時に粗大な晶出物が生成して圧延加工性が害される結果、健全な板材が得難くなるおそれがある。Ｍｎの含有量は、好ましくは０．５〜１．７％である。

また、Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系化合物や、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物や、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系化合物や、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物（具体的には、Ａｌ₃Ｆｅ、α−ＡｌＦｅＳｉ、ＭｎＦｅＡｌ₆等）を生成して、フィン材の強度を向上させると共に、Ｍｎの固溶量を減少させて熱伝導度を向上させる。
そして、Ｆｅを含有する場合には、その含有量は、０．１〜３．０％である必要がある。

Ｆｅの含有量が０．１％未満の場合には、上述の効果が得られないおそれがある。一方、Ｆｅの含有量が３．０％を超える場合には、鋳造時に粗大な晶出物が生成して圧延加工性が害される結果、健全な板材が得難くなるおそれがある。Ｆｅの含有量は、好ましくは０．５〜１．５％である。

また、Ｓｉは、Ｓｉや、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物（具体的には、Ｍｎ₂ＳｉＡｌ₁₀等）を生成し、フィン材強度を向上させると共に、Ｍｎの固溶量を減少させて熱伝導度を向上させる。
そして、Ｓｉを含有する場合には、その含有量は、０．１〜３．０％である必要がある。
Ｓｉの含有量が０．１％未満である場合には、上述の効果が得られないおそれがある。一方、上記含有量が３．０％を越える場合には、ろう付け時にフィン材の溶融が生じるおそれがある。Ｓｉの含有量は、好ましくは０．５〜１．５％である。

また、上記アルミニウム合金ベアフィン材は、心材の表面に上記ろう材成分を含有するろう材をクラッド接合により配設してなるクラッド材よりなる管状のチューブ材及び／又は板状のプレート材にろう付け接合されることが好ましい（請求項４）。

上記チューブ材及びプレート材は、少なくとも上記フィン材と接合する側の面にろう材成分を含有するろう材が配されていればよく、例えば、心材の片面にろう材をクラッドした２層のクラッド材、あるいは、心材の片面にろう材、もう一方の面にろう材又はＡｌ−Ｚｎ系合金からなる犠牲陽極材をクラッドした３層のクラッド材を用いることができる。

上記クラッド材よりなるチューブ材は、上記クラッド材を曲成し溶接して扁平チューブ形状としたり、クラッド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ことにより得ることができる。

２層のクラッド材を用いる場合には、クラッド材の全体の板厚をＴ、ろう材の厚みをｔ１とすると、上記クラッド材の板厚Ｔは０．２〜１．０ｍｍであることが好ましく、上記ろう材のクラッド率（ｔ１／Ｔ）は５〜２０％であることが好ましい。

また、３層のクラッド材を用いる場合には、クラッド材の全体の板厚をＴ、ベアフィンと接合する側の面に配されたろう材の厚みをｔ１、もう一方の面にろう材が配された場合のろう材の厚みをｔ２、犠牲陽極材が配された場合の犠牲陽極材の厚みをｔ３とすると、クラッド材の板厚Ｔは０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。また、クラッド率（ｔ１／Ｔ）は５〜２０％であることが好ましく、クラッド率（ｔ２／Ｔ）は５〜２０％であることが好ましく、クラッド率（ｔ３／Ｔ）は５〜２５％であることが好ましい。

上記クラッド材の心材としては、例えば、純Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金等を用いることができる。

上記クラッド材のろう材は、心材、ベアフィン材よりも低い融点を有していればいずれの合金を用いてもよく、例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金等を用いることができる。
また、上記ろう材は、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂのうち１種または２種以上が含有されていることが好ましい。また、上記ろう材は、Ｓｒ、Ｎａ、Ｓｂのうち、上記ベアフィン材が含有している元素と同じ元素を含有していることがより好ましい。

なお、上記ろう材成分として、上述した、ろう付け時にろう材を生成するＳｉ含有のフラックス以外のろう材成分を用いる場合には、上記チューブ材又はプレート材の表面に、ろう材を生成しない通常のフラックスを塗布しておくことも勿論可能である。
そして、上述したＳｉ含有のフラックスであっても、通常のフラックスであっても、これらのフラックスは、フィン材やチューブ材やプレート材等の素材を、所望の形状に成形し、熱交換器として組み付けた後に、その熱交換器に塗布することができ、また、あらかじめフィン材やチューブ材やプレート材等の素材に塗布しておくこともできる。前者の場合には、熱交換器にフラックスを塗布した後にろう付け加熱を行い、後者の場合には、上記各素材を所望の形状に成形し、熱交換器として組み付けた後、ろう付け加熱を行う。

上記フラックスを熱交換器として組み付けた後に塗布する場合には、フラックス粉末を振りかける方法や、フラックス粉末を水に懸濁してスプレー塗布する方法等がある。あらかじめ素材に塗装する場合には、フラックス粉末にアクリル樹脂等のバインダーを混合して塗布すれば、塗装の密着性を高めることができる。

ろう材成分としてではなく、通常のフラックスの機能を得るために用いるフラックスとしては、ＫＡｌＦ₄、Ｋ₂ＡｌＦ₅、Ｋ₂ＡｌＦ₅・Ｈ₂Ｏ、Ｋ₃ＡｌＦ₆、ＡｌＦ₃、ＫＺｎＦ₃、Ｋ₂ＳｉＦ₆等のフッ化物系フラックスや、Ｃｓ₃ＡｌＦ₆、ＣｓＡｌＦ₄・２Ｈ₂Ｏ、Ｃｓ₂ＡｌＦ₅・Ｈ₂Ｏ等のセシウム系フラックス等が挙げられる。

また、チューブ材又はプレート材の表面にろう材成分を塗布する場合には、ろう材成分と前記通常のフラックス粉末を混合して塗布することもできる。さらに、アクリル樹脂等のバインダーを混合して塗布すれば、塗装の密着性を高めることができる。

（実施例１）
本例は、本発明の熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材にかかる実施例及び比較例について説明する。これらの実施例は、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。
本例では、本発明の実施例として、表３及び表４に示す熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ６１）、及び比較例として、表４に示す熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｃ１、試料Ｃ２）を作製し、耐食性の評価を行った。

熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材の製造方法について説明する。
まず、連続鋳造により、表１及び表２に示す組成を有する鋳塊（鋳塊１〜鋳塊６２）を準備し均質化処理を行った。次いで、熱間圧延を行って所定の厚さとし、その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延を行って、厚さ０．１ｍｍの板材（質別Ｈ１４）とし、熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ６０、試料Ｃ１、試料Ｃ２）を得た。

また、連続鋳造圧延で、上述の鋳塊２７と同一の組成を有する厚さ５ｍｍの板材を準備し、その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延によって厚さ０．１０ｍｍの板材（質別Ｈ１４）とし、熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ６１）を得た。
なお、組成は、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延の前後でほとんど変化がない。
また、表３、表４には、作製した熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ６１、試料Ｃ１、試料Ｃ２）について、用いた鋳塊の種類、製造方法を示す。

表１〜表４より知られるごとく、本発明の実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ６１は、少なくとも、Ｓｒ：０．００１〜５．０％、Ｎａ：０．００１〜５．０％、Ｓｂ：０．００１〜５．０％のうち１種又は２種以上を含有していることがわかる。

次に、得られた熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ６１、試料Ｃ１、試料Ｃ２）を試験材として、以下の方法に従って腐食試験を行い、耐食性を評価した。結果を表３、表４に示す。

＜腐食試験＞
腐食試験について、図１を用いて説明する。
まず、作製した熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材（試料Ｅ１〜試料Ｅ６１、試料Ｃ１、試料Ｃ２）について、所定幅の帯状に切断した後、歯車回転式の成形機を通してコルゲート成形を行った。

また、ＪＩＳ Ａ ３００３合金を心材２１とし、ＪＩＳ Ａ ４０４７合金（Ａｌ−１２Ｓｉ）にＳｒを０．０２％添加した合金をろう材成分を含有するろう材２２として、厚さ０．２５ｍｍのクラッド材（クラッド率１０％）を作製し、板状のプレート材２を準備した。
その後、上記アルミニウムフィン材１と、上記プレート材２とを組み付けて、濃度３％のフッ化物系フラックスを塗布した後、窒素ガス雰囲気中６００℃で３分間加熱して、ろう付け接合を行い、図１に示すような熱交換器のミニコア３を作製した。

作製したミニコア３について、プレート材２の端面と心材面をシリコン樹脂でマスキングした後、ＳＷＡＡＴ試験をＡＳＴＭ Ｇ８５に基づいて１か月間実施し、プレート材２の腐食状況とフィン材１の脱落の有無を観察することによって耐食性の評価を行った。耐食性の良否は、腐食深さが０．１５ｍｍで、フィンの脱落もないものを良好、腐食深さが０．１５ｍｍを超えたり、フィンの脱落が生じたものを不良と判断した。結果を、表３、表４に併せて示す。

表３、表４より知られるごとく、実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ６１は、いずれも良好な耐食性を示した。
このように、本発明によれば、Ｓｉを含有するろう成分を用いてろう付け接合することにより得られる熱交換器の耐食性を向上させることができる熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材を得ることができることがわかる。

また、表４より知られるごとく、比較例としての試料Ｃ１、及び試料Ｃ２は、Ｓｒ，Ｎａ、Ｓｂのいずれも含有していないため、耐食性が不良であった。

なお、本例では、ＪＩＳ Ａ ３００３合金を心材とし、ＪＩＳ Ａ ４０４７合金にＳｒを０．０２％添加した合金をろう材としたクラッド材よりなるプレート材を用いたが、ろう材として、一般的なＡｌ−Ｓｉ系ろう合金、Ａｌ−Ｓｉ系ろう合金にＮａやＳｂを加えたもの等を使用しても同等の効果を得ることができる。

また、本例では、クラッド構造を有するプレート材を用いて行ったが、押出形材からなるチューブ材の表面にＳｉ粉末や、少なくともＳｉを含むアルミニウム合金粉末等のろう材粉末を塗布したもの、また、押出形材からなるチューブ材の表面に、Ｓｉを含有し、ろう付け時にろう材を生成するフラックスを塗布したもの、Ｓｉを含有するろう材をクラッドしたブレージングシートを曲成し溶接して扁平チューブ形状としたチューブ材、ブレージングシート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したチューブ材等を用いる場合にも同様の効果を得ることができる。

実施例１における、熱交換器のミニコアを示す説明図。 従来の、ろう付け接合前のフィン材とチューブ材を示す説明図。 従来の、ろう付け接合後のフィン材とチューブ材を示す説明図。 従来の、フィン材のチューブ材からの脱落を示す説明図。 従来の、チューブ材の貫通腐食を示す説明図。

符号の説明

１ 熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材
２ プレート材
２１ 心材
２２ ろう材（ろう材成分）
３ 熱交換器のミニコア

Claims (4)

1. Ｓｉを含有するろう材成分を用いてろう付け接合することにより製造される熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材であって、
   該アルミニウム合金ベアフィン材は、少なくとも、Ｓｒ：０．００１〜５．０％（質量％、以下同様）、Ｎａ：０．００１〜５．０％、Ｓｂ：０．００１〜５．０％のうち１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材。
2. 請求項１において、上記アルミニウム合金ベアフィン材は、さらに、Ｚｎ：０．１〜５．０％、Ｉｎ：０．００１〜０．３％、Ｓｎ：０．００１〜０．３％のうち１種又は２種以上を含有することを特徴とする熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材。
3. 請求項１又は２において、上記アルミニウム合金ベアフィン材は、さらに、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ｆｅ：０．１〜３．０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％のうち１種または２種以上を含有することを特徴とする熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記アルミニウム合金ベアフィン材は、心材の表面に上記ろう材成分を含有するろう材をクラッド接合により配設してなるクラッド材よりなる管状のチューブ材及び／又は板状のプレート材にろう付け接合されることを特徴とする熱交換器用のアルミニウム合金ベアフィン材。

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