JP2012513539A5

JP2012513539A5 -

Info

Publication number: JP2012513539A5
Application number: JP2011542637A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2029-12-16

Description

２００８年７月２日発行のＭｉｎａｍｉらによるヨーロッパ特許公報ＥＰ１９３９３１２Ａ１号は、コアと、コアの１つの表面である外側皮膜と、中間層を介してコア層の他方の表面上にある内側皮膜とを含むクラッド部材を開示している。内側皮膜は、ろう付け工程後消滅するＡｌ−Ｓｉろう付け材である。その後、その中間層は、冷却水に露出した層となり、腐食を防止する。この点において、Ｍｉｎａｍｉらの発明の主題と上述したＶｉｅｒｅｇｇｅらによるそれとは類似している。

この種のクラッド材の構造は、熱交換器に用いられるチューブの内部の腐食を低減させる点においては有益であるものの、腐食や侵食はまだ起こる。それゆえ向上した耐食性および耐侵食性金属の構造を提供することは好都合であろう。

好ましくは、コア層は、Ｍｎ：約０．５〜約２．０重量％と、Ｃｕ：約０．１〜約１．０重量％と、Ｆｅ：０．４重量％以下と、Ｓｉ：０．２５重量％以下と、Ｍｇ：０．８重量％以下と、残部アルミニウムおよび不可避不純物（存在する場合)とを含むアルミニウム合金より成る。好ましくは、中間層は、Ｍｎ：約０．９〜約２．０重量％と、Ｃｕ：約０．００２〜約０．７重量％と、Ｆｅ：０．４重量％以下と、Ｓｉ：０．５〜２．０重量％と、Ｚn：７．０重量％以下と、残部アルミニウムおよび不可避不純物（存在する場合)とを含む合金より成る。好ましくは、水側の外層またはクラッド材は、Ｍｎ：約０．９〜約２．０重量％と、Ｃｕ：約０．００２〜約０．７重量％と、Ｆｅ：０．４重量％以下と、Ｓｉ：０．５〜２．０重量％と、Ｚn：７．０重量％以下と、残部アルミニウムおよび不可避不純物（存在する場合)とを含む合金より成る。好ましくは、外層の合金は、基本は、少なくとも３重量％の亜鉛を含有するＡｌ−Ｚｎ合金である。

産業上に通常用いる用語について、クラッド（またはクラッド材）層は、通常、耐食性やろう付け性のような表面特性を決定する層を示す用語である。コア層は、通常、シート物品全体のバルクの機械的特性に影響を与えることを第１の目的とした層を示す用語である。クラッド層は、通常、いつもでなくてよいが、コア層より薄い。複合シート材または多層シート材は、コア層とクラッド層のみからなる場合があるが、３層以上を有するシート材は、本発明の例示的な実施形態において興味のあるところである。明らかに、３層以上の構造において、コア層は、概して、内部の層になる。用語「中間層（interlayer）」は、例えばコア層とクラッド層との間のような、隣接した２層の間に配置された層のことを言う。それゆえ、中間層は、シート構造の内部になる。用語「ライナー材（liner）」は、概して、チューブまたは他の冷却剤搬送要素の内側を覆うクラッド層のことを言う。

本発明の例示的な実施形態では、アルミニウム合金の層（中間層と言う）が、アルミニウム合金のコア層と、耐食性を有するが犠牲材となるアルミニウムクラッド材または亜鉛を含有するライナー材との間に配置される。中間層は、腐食が進行するにつれてコアへピットが貫通することを防ぐまたは遅らせる組成（formulation）を有するアルミニウム合金である。

３〜７重量％の亜鉛を含有する外側のクラッド材（層Ａ）の開回路腐食電位は中間層（層Ｂ）より電気的に陰性であり、このことは、それらの層が直流的に接続された場合、外側のクラッド材（層Ａ)は、中間層（層Ｂ)に対して犠牲になり得る（そして、従って層Ｂに対して優先的に腐食される。）と考えられる。順に、この中間層は、コアより電気的に陰性であり、このことは、また、中間層がコアの合金に対して優先的に犠牲的に腐食するであろうことを意味する。好ましくは、それぞれの層の間の腐食電位差が、少なくとも５０ｍＶある。試験で、いくらかの孔食/腐食が観察されたがしかし、そのピットは、外層（層Ａ)と中間層（層Ｂ)の間の界面まで貫通しただけであった。

クラッド材および中間層合金のためのブックモールド（または金型）は、同じ炉内（３〜４．５時間均熱加熱する）に配置され、Ｘ９０２合金の圧延に続いて、約４．６ｍｍまで熱間圧延された。それぞれのパッケージにとって必要な材料は、目的のクラッド材または中間層厚さを得るように、所望の厚さまで冷間圧延され、６０℃の苛性ソーダで洗浄され、水道水ですすがれ、５０％の硝酸でスマット除去され、すすがれた後、強制空気乾燥（force air dried）された。パッケージは熱間圧延前に、組み立てられかつ一端を溶接され、その後、すでに４５０℃である炉内で、０．７５〜１時間の範囲内で再加熱され、約５ｍｍまで熱間圧延された。高温バンド（すなわち、熱間金属加工が終わり、さらに冷間の加工/圧延が行われる厚さ）部は、厚さ３００μｍまで冷間圧延され、チューブストックのために用いられる部分的な焼鈍処理が行われた。このことは、１３時間に亘って２５０〜３００℃の範囲まで加熱すること、６時間均熱処理（またはソーキング）することおよび室温まで冷却することを含む。

標準的な試験方法において、ＯＹ水は、ステンレス鋼容器と、ステンレス鋼ポンプと、接続ホースと、７５ｍｍ×２５ｍｍの６つの試料を保持し、溶液に曝すことのできるテフロン（登録商標）セルとから成る流動ループ内で、８５℃で２４０時間、毎分１４０リットルの流量（各々の試料に亘って１．８ｍ／秒の層状の一定速度に相当する）で連続的に循環される。

Claims

第１の面と第２の面とを有するアルミニウム合金のコア層を有する多層金属シートであって、
前記コア層の前記第１の面が、亜鉛を含有する外層と前記コア層との間に位置し、亜鉛を含有するアルミニウム合金より成る中間層を有し、前記外層の合金が前記中間層の前記合金より電気的に陰性であり、
前記中間層が、Ｍｎ：約０．９〜約２．０重量％と、Ｃｕ：約０．００２〜約０．７重量％と、Ｆｅ：０．４重量％以下と、Ｓｉ：０．５〜２．０重量％と、Ｚn：７．０重量％以下と、残部アルミニウムおよび不可避不純物（存在する場合)とを含む合金より成り、前記外層が、少なくとも３重量％の亜鉛を含有するＡｌ−Ｚｎ合金から成ることを特徴とする多層金属シート。
前記外層の前記合金が、前記中間層の前記合金より少なくとも５０ｍＶ電気的に陰性であることを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記コア層が、Ｍｎ：約０．５〜約２．０重量％と、Ｃｕ：約０．１〜約１．０重量％と、Ｆｅ：０．４重量％以下と、Ｓｉ：０．２５重量％以下と、Ｍｇ：０．８重量％以下と、残部アルミニウムおよび不可避不純物（存在する場合)とを含む合金より成ることを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記外層の前記合金が、３〜７重量％の亜鉛を含有することを特徴とする請求項１に記載のシート。
ろう付け合金よりなるコーティングを前記第２の面に有することを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記第２の面の前記コーティングが、ＡＡ４０００系のアルミニウム合金を含むことを特徴とする請求項５に記載のシート。
前記中間層の前記合金が、アルミニウムと、重量％で示される以下の量の元素とを含むことを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記中間層の前記合金が、アルミニウムと、重量％で示される以下の量の元素とを含むことを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記コア層が、アルミニウムと、重量％で示される以下の量の元素とを含むことを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記コア層が、アルミニウムと、重量％で示される以下の量の元素とを含むことを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記中間層の前記合金が、前記コア層の前記合金より電気的に陰性であることを特徴とする請求項１に記載のシート。
前記中間層の前記合金が、前記コア層の前記合金より少なくとも５０mＶ電気的に陰性であることを特徴とする請求項１１に記載のシート。
前記亜鉛を含有する外層がチューブの内面を形成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のクラッド金属シートより成るチューブ。
前記亜鉛を含有する外層がヘッダーの内面を形成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のクラッド金属より成るラジエーターヘッダー。