JP2013220434A - Method for manufacturing aluminum brazing sheet and aluminum brazing sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムブレージングシートの製造方法およびアルミニウムブレージングシートに関する。以下、アルミニウムとはアルミニウム合金を含む。 The present invention relates to an aluminum brazing sheet manufacturing method and an aluminum brazing sheet. Hereinafter, aluminum includes an aluminum alloy.
航空機、自動車などの輸送機器用の熱交換器には、アルミニウム合金心材の片面あるいは両面に皮材としてＡｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしたブレージングシートが多く用いられている。ブレージングシートは、心材用のアルミニウム合金鋳塊と皮材用のろう材を積層して熱間圧延することにより製造される。 In heat exchangers for transportation equipment such as airplanes and automobiles, brazing sheets in which an Al—Si alloy brazing material is clad as a skin material on one side or both sides of an aluminum alloy core are often used. The brazing sheet is manufactured by laminating an aluminum alloy ingot for a core material and a brazing material for a skin material and hot rolling.
心材用のアルミニウム合金鋳塊は、所定の成分に調整したアルミニウム合金の溶湯を連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を必要に応じて均質化処理した後、皮材との接合面となる面を面削して心材用鋳塊とする。皮材用のろう材は、所定の成分に調整したＡｌ−Ｓｉ合金の溶湯を連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を熱間圧延して皮材の板厚に調整し、心材用鋳塊の大きさに応じた寸法に切断して皮材とする。 The aluminum alloy ingot for the core material is formed by continuous casting of an aluminum alloy melt adjusted to a predetermined component, and the obtained ingot is homogenized as necessary. The resulting surface is chamfered to form a core material ingot. The brazing material for the skin material is formed by continuously casting a molten Al-Si alloy adjusted to a predetermined component, and the resulting ingot is hot-rolled to adjust the thickness of the skin material. Cut into dimensions according to the size of the ingot to make the skin material.
このようにして準備された心材用鋳塊と皮材用ろう材を積層して、クラッド用積層体とし、クラッド用積層体の周囲を溶接などの方法で固定してから所定温度に加熱して、熱間クラッド圧延し、その後、冷間圧延して所望の板厚に仕上げている。皮材としては、上記のＡｌ−Ｓｉ合金ろう材の他、Ｚｎを含むＡｌ−Ｚｎ合金犠牲陽極材など、用途に応じて各種の合金や純アルミニウムが適用されている。 The core material ingot thus prepared and the brazing material brazing material are laminated to form a clad laminate, and the periphery of the clad laminate is fixed by a method such as welding and then heated to a predetermined temperature. Then, hot clad rolling is performed, and then cold rolling is performed to obtain a desired plate thickness. As the skin material, in addition to the Al—Si alloy brazing material described above, various alloys and pure aluminum such as an Al—Zn alloy sacrificial anode material containing Zn are applied depending on applications.
しかしながら、熱間圧延によって製造するアルミニウムブレージングシートにはつぎのような製造上の制約がある。
（１）皮材のクラッド率が低いとクラッド圧延時の皮材の厚さが薄くなり、皮材の厚さが薄くなると、熱間圧延の途中で圧延ロールによって皮材に反りが生じ易くなり、心材用鋳塊と皮材が剥がれてしまうという問題が起き易い。また、皮材の厚さが薄いために、圧延ロールによって温度が急激に低下し易く、反ってしまった皮材が平坦に戻り難く、そのため、クラッド積層体の心材と皮材の界面を全周溶接していても、皮材が反って心材から剥がれてしまい、良好なクラッド材が得られ難い。皮材の反りを抑えるために、クラッド圧延の最初の数パスの圧下量を極めて低くし、且つ低速で圧延を行う方法もるが、圧延時間が長くなるため能率が低下し、量産するには問題がある。このため、従来、クラッド率は５％以下のクラッド材の製造は困難であった。
However, the aluminum brazing sheet manufactured by hot rolling has the following manufacturing restrictions.
(1) When the cladding ratio of the skin material is low, the thickness of the skin material during clad rolling becomes thin. When the thickness of the skin material becomes thin, warping of the skin material is likely to occur by the rolling roll during hot rolling. The problem is that the core material ingot and the skin material are peeled off. In addition, since the thickness of the skin material is thin, the temperature is likely to drop sharply by the rolling roll, and the warped skin material is difficult to return to a flat state, so that the interface between the core material and the skin material of the clad laminate is entirely covered. Even if it is welded, the skin material is warped and peeled off from the core material, and it is difficult to obtain a good clad material. In order to suppress the warping of the skin material, there is a method in which the rolling reduction of the first few passes of the clad rolling is extremely low and the rolling is performed at a low speed. There's a problem. For this reason, conventionally, it was difficult to produce a clad material having a clad rate of 5% or less.
（２）皮材のクラッド率が高いと、圧延ロールと接合面との距離が遠くなり、熱間圧延時に接合面にかかる応力が分散してしまい、皮材と心材が良好に接合できないという問題点がある。また、皮材と心材との間にある程度の強度差が必要であり、強度の等しい材料同士のクラッド材の製造は特に困難であり、皮材のクラッド率は２５％未満とすることが一般的であった。 (2) When the cladding ratio of the skin material is high, the distance between the rolling roll and the joint surface becomes long, the stress applied to the joint surface during hot rolling is dispersed, and the skin material and the core material cannot be satisfactorily joined. There is a point. In addition, a certain degree of strength difference is required between the skin material and the core material, and it is particularly difficult to produce a clad material of materials having the same strength, and the clad rate of the skin material is generally less than 25%. Met.
（３）皮材と心材の強度差が大きすぎると、クラッド圧延時に強度の低い方の材料が極端に伸びてしまい、界面が健全に接合されないばかりか、クラッド率の制御も不能となりクラッド材を製造することができなかった。
（４）皮材あるいは心材にＭｇを多く含む場合、材料表面にＭｇ酸化物（主としてＭｇＯ）が形成され、接合が妨げられる。Ｍｇを多く含む材料では熱間圧延を失敗する危険性が高くなるため、Ｍｇの添加量が制限されることもあった。
(3) If the difference in strength between the skin material and the core material is too large, the material with the lower strength will be stretched extremely during clad rolling, and not only the interface will be soundly bonded, but also the control of the cladding rate will be impossible. Could not be manufactured.
(4) When the skin material or the core material contains a large amount of Mg, Mg oxide (mainly MgO) is formed on the surface of the material, and bonding is hindered. In a material containing a large amount of Mg, there is a high risk that hot rolling will fail, so the amount of Mg added may be limited.
近年、熱交換器の軽量化が進んで、使用される材料の厚さにも極限的な薄さが求められており、過剰なろうが供給されると熱交換器の構成部材が溶融してしまうという問題が生じてくるようになった。一方、強度的な観点から構成部材の厚さがある程度必要である場合もあるため、ある程度の板厚を必要としつつもクラッドされるろうは過剰にならない程度に抑えなければならず、低クラッド率のブレージングシートが求められるようになってきた。 In recent years, weight reduction of heat exchangers has progressed, and the thickness of the materials used is also required to be extremely thin. If excessive brazing is supplied, the components of the heat exchanger will melt. The problem of ending came to arise. On the other hand, there is a case where the thickness of the structural member is required to some extent from the viewpoint of strength. The brazing sheet is now required.
本発明は、熱間圧延によるブレージングシートの製造における上記従来の問題を解決するとともに、上記の要求にも答えることができるアルミニウムブレージングシートの製造方法およびアルミニウムブレージングシートを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an aluminum brazing sheet manufacturing method and an aluminum brazing sheet that can solve the above-described conventional problems in the manufacture of a brazing sheet by hot rolling and can also satisfy the above-described requirements.
上記の目的を達成するための請求項１によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）の心材の片面または両面に、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法において、心材とろう材を積層して加熱し、心材、ろう材の少なくとも一方に液相を生成させて心材とろう材を部分的且つ面状に接合した後、熱間クラッド圧延することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing an aluminum brazing sheet comprising: aluminum (including an aluminum alloy; the same shall apply hereinafter); In a method for producing a brazing sheet, a core material and a brazing material are laminated and heated, a liquid phase is generated in at least one of the core material and the brazing material, and the core material and the brazing material are joined in a partial and planar shape. It is characterized by clad rolling.
請求項２によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１において、前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％（質量％、以下同じ）を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金ろう材であり、ろう材に液相を生成させて心材とろう材を部分的且つ面状に接合することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the brazing material contains Si: 4 to 13% (mass%, the same applies hereinafter), and Cu: 0.05 to 1.5. %, Mg: 0.05-2%, Zn: 0.5-6%, an Al—Si alloy brazing material consisting of the balance Al and unavoidable impurities, and a liquid phase in the brazing material And the core material and the brazing material are partially and planarly joined.
請求項３によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１または２において、前記心材が、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなり、心材に液相を生成させることを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein the core material is selected from Si: 1 to 4%, Cu: 0.5 to 7%, and Mg: 0.5 to 6%. 1 type or more, or Zn: 0.5-6% and Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: It contains 1 or more types of 0.5-6%, A liquid phase is generated in the core material.
請求項４によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１において、前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、中間層ろう材に液相を生成させて心材と中間層ろう材、中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 4 is the method according to claim 1, wherein the brazing material contains Si: 4 to 13%, further Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05. An intermediate layer brazing material of an Al—Si alloy containing at least one of ˜2%, Zn: 0.5-6%, the balance Al and inevitable impurities, and Si: 6-20%, It is composed of an Al-Si alloy surface brazing material composed of the remaining Al and inevitable impurities, and a liquid phase is generated in the intermediate layer brazing material so that the core material and the intermediate layer brazing material, the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material are partially and It is characterized by being joined in a planar shape.
請求項５によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１において、前記心材に、Ｚｎ：１〜１０％を含有し、さらに、Ｓｉ：２％以上４％未満、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％のうちの１種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる中間層犠牲陽極材を介して、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材をクラッドしてなり、中間層犠牲陽極材に液相を生成させて心材と中間層犠牲陽極材、中間層犠牲陽極材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 5 is the method according to claim 1, wherein the core material contains Zn: 1 to 10%, Si: 2% or more and less than 4%, Cu: 0.05 to 1. 5%, Mg: containing one or more of 0.05 to 2%, and containing an intermediate layer sacrificial anode material composed of the remaining Al and inevitable impurities, Si: 4 to 13%, and the remaining Al And clad with an Al—Si alloy surface brazing material composed of unavoidable impurities, and a liquid phase is generated in the intermediate layer sacrificial anode material to form a core material, an intermediate layer sacrificial anode material, an intermediate layer sacrificial anode material, and a surface layer brazing material. It is characterized by being partially and planarly joined.
請求項６によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、アルミニウムの心材の片面にＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材をクラッドし、他の片面に表層犠牲陽極材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法において、表層ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金ろう材、表層犠牲陽極材が、Ｚｎ：１〜１０％を含有し、さらに、Ｓｉ：２％以上４％未満、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％のうちの１種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｚｎ合金であり、表層ろう材、心材および表層犠牲陽極材を積層して加熱し、表層ろう材と表層犠牲陽極材に液相を生成させて心材と表層ろう材、心材と表層犠牲陽極材を部分的且つ面状に接合した後、熱間クラッド圧延することを特徴とする。 A method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 6 is a method for producing an aluminum brazing sheet comprising a surface layer brazing material of an Al-Si alloy clad on one side of an aluminum core and a surface layer sacrificial anode material on the other side. The brazing filler metal contains Si: 4-13%, and Cu: 0.05-1.5%, Mg: 0.05-2%, Zn: 0.5-6% The Al—Si alloy brazing material, the surface sacrificial anode material, which contains one or more of the remaining Al and inevitable impurities, contains Zn: 1 to 10%, and further Si: 2% to less than 4%, Cu: 0.05-1.5%, Mg: Al-Zn alloy containing at least one of 0.05-2%, the balance being Al and unavoidable impurities, surface brazing material, core material and surface layer sacrifice Layered anode material Heating, generating a liquid phase in the surface brazing material and the surface sacrificial anode material, and joining the core material and the surface layer brazing material, and the core material and the surface layer sacrificial anode material partially and planarly, and hot clad rolling To do.
請求項７によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、アルミニウムの心材の片面または両面に、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法において、ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、中間層ろう材および表層ろう材のいずれか一方に、さらに、添加元素として、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有させ、中間層ろう材と表層ろう材を積層して加熱し、添加元素を含有するろう材に液相を生成させて中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合して、中間層ろう材と表層ろう材からなる２層ろう材を作製した後、心材に２層ろう材を積層して熱間クラッド圧延することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 7 is a method for producing an aluminum brazing sheet in which one or both surfaces of an aluminum core material are clad with an Al-Si alloy brazing material, wherein the brazing material is Si: 4-13. Al-Si alloy intermediate layer brazing material containing the remaining Al and unavoidable impurities, and Al: Si alloy surface brazing material containing 6-20% Si and the remaining Al and unavoidable impurities In addition to any one of the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material, Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to One or more of 6% is contained, the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material are laminated and heated, and a liquid phase is generated in the brazing material containing the additive element to generate the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material. It joined to the partially and planar, after producing the intermediate layer brazing material and the surface layer the brazing material 2-layer brazing material consisting of, characterized by hot clad rolling by laminating two layers braze heartwood.
請求項８によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項４〜７のいずれかにおいて、前記心材が、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなり、心材中にも液相を生成させることを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 8 is the method according to any one of claims 4 to 7, wherein the core material is Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6%. 1 or more of these, or Zn: 0.5 to 6% and Si: 1 to 4%, Cu: 0.5 to 7%, and Mg: 0.5 to 6% It is characterized by generating a liquid phase in the core material.
請求項９によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１において、前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、前記心材が、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなり、表層ろう材と心材に液相を生成させて心材と中間層ろう材、中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 9 is the method according to claim 1, wherein the brazing material contains an Al-Si alloy intermediate layer brazing material containing Si: 4 to 13%, and the balance being Al and inevitable impurities. , Si: 6 to 20%, further including one or more of Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to 6%, It is composed of an Al-Si alloy surface brazing material composed of the balance Al and inevitable impurities, and the core material is Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6% Or one or more of Zn: 0.5-6% and Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6% , By generating a liquid phase in the surface brazing material and the core material, the core material and the intermediate layer brazing material, the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material are partially Characterized by joining the One surface.
請求項１０によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記心材、ろう材、中間層ろう材、表層ろう材、犠牲陽極材に各材料の重量に対して２〜４０％（質量％、以下同じ）の液相を生成させることを特徴とする。 A method for producing an aluminum brazing sheet according to a tenth aspect is the method according to any one of the first to ninth aspects, wherein the core material, the brazing material, the intermediate layer brazing material, the surface brazing material, and the sacrificial anode material are 2 to 2 based on the weight of each material. A liquid phase of 40% (mass%, the same shall apply hereinafter) is produced.
請求項１１によるアルミニウムブレージングシートの製造方法は、請求項１〜１０のいずれかにおいて、クラッドする材料を積層し、１．０×１０−３ＭＰａ以上の圧力で積層方向に加圧しながら加熱し、積層した材料に液相を生成させて積層した材料を部分的且つ面状に接合した後、熱間クラッド圧延することを特徴とする。 The method for producing an aluminum brazing sheet according to claim 11 is the method according to any one of claims 1 to 10, wherein the material to be clad is laminated and heated while being pressed in the laminating direction at a pressure of 1.0 × 10 −3 MPa or more. A liquid phase is generated in the laminated material, and the laminated material is partially and planarly bonded, and then hot clad rolled.
請求項１２によるアルミニウムブレージングシートは、請求項１〜３のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to a twelfth aspect is manufactured by the method according to any one of the first to third aspects.
請求項１３によるアルミニウムブレージングシートは、請求項４〜９のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to a thirteenth aspect is manufactured by the method according to any one of the fourth to ninth aspects.
請求項１４によるアルミニウムブレージングシートは、請求項１０または１１に記載の方法により製造されることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 14 is manufactured by the method according to claim 10 or 11.
請求項１５によるアルミニウムブレージングシートは、請求項１〜３のいずれかに記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの５％未満であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 15 is manufactured by the method according to any one of claims 1 to 3, and the thickness of the brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is less than 5% of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項１６によるアルミニウムブレージングシートは、請求項１〜３のいずれかに記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 16 is manufactured by the method according to any one of claims 1 to 3, and the thickness of the brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項１７によるアルミニウムブレージングシートは、請求項４〜９のいずれかに記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの５％未満であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 17 is manufactured by the method according to any one of claims 4 to 9, and the thickness of the surface brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is less than 5% of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項１８によるアルミニウムブレージングシートは、請求項４〜９のいずれかに記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 18 is manufactured by the method according to any one of claims 4 to 9, and the thickness of the surface brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項１９によるアルミニウムブレージングシートは、請求項６に記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層犠牲陽極材の厚さがブレージングシートの厚さの５％未満であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 19 is manufactured by the method according to claim 6, and the thickness of the surface sacrificial anode material disposed on the surface of the brazing sheet is less than 5% of the thickness of the brazing sheet. Features.
請求項２０によるアルミニウムブレージングシートは、請求項６に記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層犠牲陽極材および表層ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの５％未満であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 20 is manufactured by the method according to claim 6, and the thickness of the surface layer sacrificial anode material and the surface layer brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is less than 5% of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項２１によるアルミニウムブレージングシートは、請求項６に記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層犠牲陽極材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 21 is manufactured by the method according to claim 6, and the thickness of the surface sacrificial anode material disposed on the surface of the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. Features.
請求項２２によるアルミニウムブレージングシートは、請求項６に記載の方法により製造され、ブレージングシートの表面に配置される前記表層犠牲陽極材および表層ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 22 is manufactured by the method according to claim 6, and the thickness of the surface layer sacrificial anode material and the surface layer brazing material disposed on the surface of the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
請求項２３によるアルミニウムブレージングシートは、請求項５に記載の方法により製造され、ブレージングシートに配置される前記中間層犠牲陽極材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 23 is manufactured by the method according to claim 5, wherein the thickness of the intermediate layer sacrificial anode material disposed on the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. And
請求項２４によるアルミニウムブレージングシートは、請求項５に記載の方法により製造され、ブレージングシートに配置される前記中間層犠牲陽極材および表層ろう材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上であることを特徴とする。 An aluminum brazing sheet according to claim 24 is manufactured by the method according to claim 5, and the thickness of the intermediate layer sacrificial anode material and the surface brazing material disposed on the brazing sheet is 25% or more of the thickness of the brazing sheet. It is characterized by being.
本発明によれば、熱間クラッド圧延によるアルミニウムブレージングシートの製造において、接合性を顕著に向上させることができ、クラッド率にかかわらずクラッド接合不良を低減させることができる。さらに、クラッド率の精度を向上させることもでき、非クラッド材に比べて圧延能率が低かったクラッド圧延の圧延能率を向上させることも可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in manufacture of the aluminum brazing sheet by hot clad rolling, bondability can be improved notably and a clad junction defect can be reduced irrespective of a clad rate. Furthermore, it is possible to improve the accuracy of the cladding rate, and it is also possible to improve the rolling efficiency of the cladding rolling, which has a lower rolling efficiency than the non-cladding material.
従来製造が困難であった低クラッド率、高クラッド率のブレージングシートの製造が可能であり、熱間クラッド圧延前に部分接合されるため、熱間圧延時に生じる好ましくない伸びが未然に防がれて、低クラッド率、高クラッド率のブレージングシートのクラッド率の精度が大きく向上する。ブレージングシートに頻繁に生じる膨れの発生頻度も著しく減少する。 Brazing sheets with low cladding ratio and high cladding ratio, which were difficult to manufacture in the past, can be manufactured and partially bonded before hot cladding rolling, thus preventing undesired elongation that occurs during hot rolling. Thus, the accuracy of the clad rate of the brazing sheet having a low clad rate and a high clad rate is greatly improved. The frequency of occurrence of blisters frequently occurring in the brazing sheet is also significantly reduced.
ブレージングシートを構成する心材、ろう材、あるいは犠牲陽極材を積層して加熱し、材料中に液相を生成させて材料同士を部分的に接合する場合、均質化処理あるいは熱間圧延前の加熱工程を利用することにより、新たな加熱工程の追加は不要となる。 When the core material, brazing material, or sacrificial anode material constituting the brazing sheet is laminated and heated to form a liquid phase in the material and the materials are partially joined together, heating prior to homogenization or hot rolling By using the process, it is not necessary to add a new heating process.
本発明は、熱間クラッド圧延に先立って、アルミニウムブレージングシートを構成する材料に液相を発生させて材料同士を部分的且つ面状に接合することにより、熱間クラッド圧延におけるクラッド材の接合性を向上させるアルミニウムブレージングシートの製造方法および該製造方法により得られるアルミニウムブレージングシートを提供するものである。 In the present invention, prior to hot clad rolling, a liquid phase is generated in the material constituting the aluminum brazing sheet, and the materials are joined partially and planarly, thereby joining the clad material in hot clad rolling. The manufacturing method of the aluminum brazing sheet which improves, and the aluminum brazing sheet obtained by this manufacturing method are provided.
本発明による第１の実施形態は、アルミニウムの心材の片面または両面に、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法であり、心材とろう材を積層して加熱し、心材、ろう材の少なくとも一方に液相を生成させる。加熱は、液相が心材面、ろう材面に部分的に生成する温度で行われ、心材面とろう材面は部分的且つ面状に接合される。心材とろう材を接合した後、熱間クラッド圧延する（請求項１）。 1st Embodiment by this invention is a method of manufacturing the aluminum brazing sheet which clad Al-Si alloy brazing material on the single side | surface or both surfaces of the aluminum core material, a core material and a brazing material are laminated | stacked and heated. A liquid phase is generated in at least one of the core material and the brazing material. The heating is performed at a temperature at which the liquid phase is partially generated on the core material surface and the brazing material surface, and the core material surface and the brazing material surface are partially and planarly joined. After the core material and the brazing material are joined, hot clad rolling is performed (claim 1).
具体的な液相生成の手法はつぎのとおりである。アルミニウムに、アルミニウムと低融点の共晶組成を有する例えばＳｉなどの元素を添加すると、純アルミニウムと比べて固相線温度が低下する。固相線温度の低下によって、合金全体に溶融が開始するのではなく、添加元素の晶出物、析出物、金属間化合物などがアルミニウムと共晶組成に近い成分となった部分で溶融（局部溶融）が始まる。本発明においては、この局部溶融を利用して心材、ろう材、犠牲陽極材を接合する。 The specific liquid phase generation method is as follows. When an element such as Si having a eutectic composition having a low melting point with aluminum is added to aluminum, the solidus temperature is lowered as compared with pure aluminum. Due to the decrease in the solidus temperature, melting does not start in the entire alloy, but it melts at the part where the crystallized substances, precipitates, intermetallic compounds, etc. of the additive element become components close to the eutectic composition with aluminum (locally) Melting) begins. In the present invention, the core material, the brazing material, and the sacrificial anode material are joined using this local melting.
アルミニウムの固相線温度を下げる元素のうち、コストなどを考慮して実用可能な元素としてはＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎがある。アルミニウムとの共晶温度と組成は、Ａｌ−Ｓｉ合金では５７７℃（Ａｌ−１２．６％Ｓｉ）、Ａｌ−Ｃｕ合金では５４８℃（Ａｌ−３３％Ｃｕ）、Ａｌ−Ｍｇ合金では４５０℃（Ａｌ−３５％Ｍｇ）、Ａｌ−Ｚｎ合金では３８２℃（Ａｌ−９５％Ｚｎ）である。圧延によって製造される展伸材として用いる場合は、鋳造性や圧延性を考慮して、アルミニウムへの各元素の添加量は、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％であり、これらの元素のうちの１種以上を含有させる。Ｚｎの単独添加ではアルミニウムの固相線温度を下げることができず、Ｚｎを添加する場合は、Ｚｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有させる。説明において、成分％は質量％を示す。 Among the elements that lower the solidus temperature of aluminum, Si, Cu, Mg, and Zn are elements that can be used in consideration of cost and the like. The eutectic temperature and composition with aluminum are 577 ° C. (Al-12.6% Si) for Al—Si alloys, 548 ° C. (Al-33% Cu) for Al—Cu alloys, and 450 ° C. for Al—Mg alloys ( For Al-35% Mg) and Al-Zn alloys, the temperature is 382 ° C (Al-95% Zn). When used as a wrought material produced by rolling, in consideration of castability and rollability, the amount of each element added to aluminum is Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg : 0.5 to 6%, and one or more of these elements are contained. When Zn is added alone, the solidus temperature of aluminum cannot be lowered. When Zn is added, Zn: 0.5-6%, Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: One or more of 0.5 to 6% are contained. In the description, the component% indicates mass%.
Ｓｉ含有量が４％を超えると、液相線温度が低下するため加熱温度の制御が困難となる。また、Ｃｕ含有量、Ｍｇ含有量、Ｚｎ含有量のいずれかが上限値を超えると、板材の製造が困難となる。 If the Si content exceeds 4%, the liquidus temperature is lowered, so that it is difficult to control the heating temperature. Moreover, when any of Cu content, Mg content, and Zn content exceeds an upper limit, manufacture of a board | plate material will become difficult.
心材には、用途などに応じて、上記の元素以外に、Ｍｎ：２％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｚｒ：０．５％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｆｅ：１．５％以下などが含まれていてもよく、例えば、心材として３０００系のＡｌ−Ｍｎ系合金を用いる場合には、Ｍｎ：０．８〜１．８％を含有させることができ、心材に液相を生成させる場合には、Ｍｎとともに固相線温度を下げるための上記元素を添加する。 For the core material, Mn: 2% or less, Cr: 0.5% or less, Zr: 0.5% or less, Ti: 0.2% or less, Fe: 1. 5% or less or the like may be included. For example, when a 3000 series Al—Mn alloy is used as the core material, Mn: 0.8 to 1.8% can be contained. In the case of generating a phase, the above elements for lowering the solidus temperature are added together with Mn.
具体的実施形態は以下のとおりである。
（１）前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金ろう材であり、ろう材に液相を生成させて心材とろう材を部分的且つ面状に接合する（請求項２）。この場合の心材としては、Ｍｎ：１．０〜１．５％を含む３００３合金など、３０００系のアルミニウム合金などが用いられる。
Specific embodiments are as follows.
(1) The brazing material contains Si: 4 to 13%, and Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to 6% An Al—Si alloy brazing material comprising the balance Al and inevitable impurities, and forming a liquid phase in the brazing material to join the core material and the brazing material partially and planarly. ). As the core material in this case, a 3000 series aluminum alloy such as a 3003 alloy containing Mn: 1.0 to 1.5% is used.
前記ろう材において、Ｓｉ含有量が４％未満では、ろう付け部の接合不良が生じ易くなり、１３％を超えると、粗大な初晶出Ｓｉが生成し易くなる。Ｃｕ含有量が０．０５％未満では液相の生成が不十分となり易く、１．５％を超えると、ろう付け接合部の電位が貴になり過ぎて接合部周辺の耐食性が低下する。Ｍｇの含有量が０．０５％未満では液相の生成が不十分となり易く、２％を超えると、ろう付け性が低下する。Ｚｎ含有量が０．５％未満では液相の生成が不十分となり易く、６％を超えると、ろう付け接合部の電位が卑になり過ぎて接合部の耐食性が低下する。 In the brazing material, if the Si content is less than 4%, poor bonding of the brazed portion is likely to occur, and if it exceeds 13%, coarse primary crystal Si is likely to be generated. If the Cu content is less than 0.05%, the generation of the liquid phase tends to be insufficient, and if it exceeds 1.5%, the potential of the brazed joint becomes too noble and the corrosion resistance around the joint is lowered. If the Mg content is less than 0.05%, the formation of the liquid phase tends to be insufficient, and if it exceeds 2%, the brazing property is lowered. If the Zn content is less than 0.5%, the generation of the liquid phase tends to be insufficient, and if it exceeds 6%, the potential of the brazed joint becomes too low and the corrosion resistance of the joint is lowered.
（２）前記心材が、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなり、心材に液相を生成させて心材とろう材を部分的且つ面状に接合する（請求項３）。この場合のろう材としては、Ｓｉ：４〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ合金ろう材や、これにさらに少量のＢｉ、Ｂｅなどを含有するＡｌ−Ｓｉ合金ろう材が適用される。 (2) The core material is Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6%, or Zn: 0.5-6% and Si: 1 to 4%, Cu: 0.5 to 7%, Mg: 0.5 to 6% of one or more, containing a liquid phase in the core material to partially and core material and brazing material Joining in a planar shape (Claim 3). As the brazing material in this case, an Al—Si alloy brazing material containing Si: 4 to 13% and an Al—Si alloy brazing material further containing a small amount of Bi, Be and the like are applied.
（３）前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、中間層ろう材に液相を生成させて心材と中間層ろう材、中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合する（請求項４）。 (3) The brazing material contains Si: 4 to 13%, and Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to 6% An intermediate layer brazing material of an Al-Si alloy composed of the balance Al and unavoidable impurities, and a surface layer of the Al-Si alloy composed of Si: 6 to 20% and composed of the balance Al and unavoidable impurities It is composed of a brazing material, and a liquid phase is generated in the intermediate layer brazing material, and the core material and the intermediate layer brazing material, and the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material are joined partially and planarly.
（４）前記ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、前記心材が、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなり、表層ろう材と心材に液相を生成させて心材と中間層ろう材、中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合する（請求項９）。 (4) The brazing material contains Si: 4 to 13%, the intermediate layer brazing material of Al-Si alloy composed of the balance Al and inevitable impurities, Si: 6 to 20%, and further Cu : 0.05-1.5%, Mg: 0.05-2%, Zn: The surface layer of an Al-Si alloy comprising at least one of 0.5-6%, the balance being Al and inevitable impurities It is composed of a brazing material, and the core material is one or more of Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6%, or Zn: 0.5-6% And Si: 1 to 4%, Cu: 0.5 to 7%, Mg: 0.5 to 6%, containing a liquid phase in the surface brazing material and the core material to produce the core material And the intermediate layer brazing material, and the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material are joined partially and planarly.
本発明による第２の実施形態は、心材に犠牲陽極材を介してろう材をクラッドする形態、ろう材と反対側に犠牲陽極材をクラッドする形態で、具体的実施形態は以下のとおりである。
（５）前記心材に、Ｚｎ：１〜１０％を含有し、さらに、Ｓｉ：２％以上４％未満、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％のうちの１種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる中間層犠牲陽極材を介して、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材をクラッドしてなり、中間層犠牲陽極材に液相を生成させて心材と中間層犠牲陽極材、中間層犠牲陽極材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合する（請求項５）。
In the second embodiment according to the present invention, the brazing material is clad with the core material via the sacrificial anode material, and the sacrificial anode material is clad on the opposite side of the brazing material. The specific embodiment is as follows. .
(5) The core material contains Zn: 1 to 10%, Si: 2% or more and less than 4%, Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2% Surface layer brazing material of Al-Si alloy containing Si: 4 to 13% and containing the balance Al and inevitable impurities through an intermediate layer sacrificial anode material containing at least one kind and the balance Al and inevitable impurities The core material and the intermediate layer sacrificial anode material, and the intermediate layer sacrificial anode material and the surface layer brazing material are joined in a partial and planar manner by forming a liquid phase in the intermediate layer sacrificial anode material.
（６）アルミニウムの心材の片面にＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材をクラッドし、他の片面に表層犠牲陽極材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法において、表層ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金ろう材、表層犠牲陽極材が、Ｚｎ：１〜１０％を含有し、さらに、Ｓｉ：２％以上４％未満、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％のうちの１種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｚｎ合金であり、表層ろう材、心材および表層犠牲陽極材を積層して加熱し、表層ろう材と表層犠牲陽極材に液相を生成させて心材と表層ろう材、心材と表層犠牲陽極材を部分的且つ面状に接合した後、熱間クラッド圧延する（請求項６）。 (6) In a method of manufacturing an aluminum brazing sheet in which an aluminum-core alloy surface brazing material is clad on one surface of an aluminum core and a surface sacrificial anode material is clad on the other surface, the surface brazing material is Si: 4 to 13%, further including one or more of Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to 6%, and the balance Al and The Al—Si alloy brazing material composed of inevitable impurities, the surface layer sacrificial anode material contains Zn: 1 to 10%, Si: 2% or more and less than 4%, Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: an Al—Zn alloy containing at least one of 0.05 to 2%, and the balance being Al and inevitable impurities, and laminating and heating the surface brazing material, the core material, and the surface layer sacrificial anode material, A liquid phase is formed on the surface brazing material and the surface sacrificial anode material. Core and the surface layer the brazing material, after bonding the core and the surface sacrificial anode material partially and planar and hot clad rolling (claim 6).
犠牲陽極材には、用途などに応じて、上記の元素以外に、Ｍｎ：２％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｚｒ：０．５％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｆｅ：１．５％以下などが含まれていてもよい。 For the sacrificial anode material, Mn: 2% or less, Cr: 0.5% or less, Zr: 0.5% or less, Ti: 0.2% or less, Fe: 1.5% or less may be included.
前記（３）、（５）および（６）に示す実施形態においては、前記心材を、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなるアルミニウム合金として、心材中にも液相を生成させるようにすることもできる（請求項８）。 In the embodiments shown in the above (3), (5) and (6), the core material is made of Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6% Aluminum which contains one or more of Zn: 0.5-6% and Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6% As an alloy, a liquid phase can also be generated in the core material (claim 8).
本発明における他の実施形態としては、アルミニウムの心材の片面または両面に、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしてなるアルミニウムブレージングシートを製造する方法において、ろう材が、Ｓｉ：４〜１３％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の中間層ろう材と、Ｓｉ：６〜２０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ合金の表層ろう材から構成され、中間層ろう材および表層ろう材のいずれか一方に、さらに、添加元素として、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜２％、Ｚｎ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有させ、中間層ろう材と表層ろう材を積層して加熱し、添加元素を含有するろう材に液相を生成させて中間層ろう材と表層ろう材を部分的且つ面状に接合して、中間層ろう材と表層ろう材からなる２層ろう材を作製した後、心材に２層ろう材を積層して熱間クラッド圧延し、ブレージングシートを製造することもできる（請求項７）。 In another embodiment of the present invention, in the method of manufacturing an aluminum brazing sheet in which one or both surfaces of an aluminum core material are clad with an Al—Si alloy brazing material, the brazing material contains Si: 4 to 13%. An intermediate layer brazing material of Al—Si alloy containing the balance Al and inevitable impurities, and a surface layer brazing material of Al—Si alloy containing Si: 6 to 20% and the balance Al and inevitable impurities Furthermore, Cu: 0.05 to 1.5%, Mg: 0.05 to 2%, Zn: 0.5 to 6% as an additional element in any one of the intermediate layer brazing material and the surface layer brazing material The brazing filler metal containing the intermediate layer brazing filler metal and the surface brazing filler metal is laminated and heated to form a liquid phase in the brazing filler metal containing the additive element, and the intermediate brazing filler metal and the superficial brazing filler metal are partially formed. And joined in plane Then, after producing a two-layer brazing material comprising an intermediate layer brazing material and a surface layer brazing material, the two-layer brazing material can be laminated on the core material and hot-clad rolled to produce a brazing sheet (Claim 7). .
この場合、心材を、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上、またはＺｎ：０．５〜６％とＳｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜７％、Ｍｇ：０．５〜６％のうちの１種以上を含有してなるアルミニウム合金として、心材中にも液相を生成させるようにしてもよい。 In this case, the core material is Si: 1-4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6%, or Zn: 0.5-6% and Si: 1 As an aluminum alloy containing one or more of -4%, Cu: 0.5-7%, Mg: 0.5-6%, a liquid phase may also be generated in the core material. .
本発明においては、前記心材、ろう材、中間層ろう材、表層ろう材、犠牲陽極材に各材料の重量に対して、２〜４０％の質量の液相を生成させて材料を部分的且つ面状に接合することが望ましく（請求項１０）、液相量が２％未満では、接合が十分でなく、ブレージングシートの接合性の向上効果が得難い。４０％を超えると液相量が多くなり、液相を生じる材料の流動性が高くなって変形し易くなり、クラッド率の精度の向上効果が得難くなる。液相量は、液相を生じる材料の成分に応じた加熱温度を設定することによって調整する。 In the present invention, the core material, the brazing material, the intermediate layer brazing material, the surface layer brazing material, and the sacrificial anode material are partially and partially formed by generating a liquid phase having a mass of 2 to 40% with respect to the weight of each material. It is desirable to bond in a planar form (claim 10). If the liquid phase amount is less than 2%, the bonding is not sufficient, and it is difficult to obtain the effect of improving the bonding property of the brazing sheet. If it exceeds 40%, the amount of the liquid phase increases, the fluidity of the material that generates the liquid phase becomes high and becomes easily deformed, and it becomes difficult to obtain the effect of improving the accuracy of the cladding rate. The amount of liquid phase is adjusted by setting the heating temperature according to the component of the material that produces the liquid phase.
本発明によるブレージングシートの製造によれば、材料を積層し、何ら拘束することなしに加熱して積層した材料を接合した後、熱間クラッド圧延を行うことが可能である。従来と同じく、材料を積層した後、この積層体の周囲を溶接などの方法で固定してから加熱してもよい。 According to the production of the brazing sheet according to the present invention, it is possible to perform hot clad rolling after laminating materials and joining the laminated materials by heating without any restraint. As in the prior art, after laminating the materials, the periphery of the laminate may be fixed by a method such as welding and then heated.
材料を積層した後、積層体を加圧しながら加熱することにより接合を一層効果的に行うことができる。加圧方法としては、積層体に重量物を載置する方法、積層体を冶具により拘束する方法、プレス機により積層体を加圧する方法が適用される。心材の鋳塊と熱間圧延した皮材を積層した場合、熱間圧延した皮材に反りが生じて両者の密着性が損なわれることがあるが、加圧しながら加熱することにより、この問題を解消することができる。 After laminating the materials, bonding can be more effectively performed by heating the laminate while applying pressure. As a pressurizing method, a method of placing a heavy object on the laminate, a method of restraining the laminate with a jig, and a method of pressurizing the laminate with a press are applied. When the ingot of the core material and the hot-rolled skin material are laminated, the hot-rolled skin material may be warped and the adhesiveness between the two may be impaired. Can be resolved.
加圧力は１．０×１０−３ＭＰａ以上とするのが好ましく、この圧力で積層方向に加圧しながら加熱し、積層した材料に液相を生成させて積層した材料を部分的且つ面状に接合した後、熱間クラッド圧延する（請求項１１）。 The applied pressure is preferably 1.0 × 10 −3 MPa or more, and is heated while being pressurized in the laminating direction at this pressure to generate a liquid phase in the laminated material to partially and planarize the laminated material. After joining, hot clad rolling is performed (claim 11).
本発明によれば、ブレージングシートの表面に配置される前記ろう材の厚さ、表層ろう材および／または表層犠牲陽極材の厚さがブレージングシートの厚さの５％未満のもの（請求項１５、１７、１９、２０）、ブレージングシートの表面に配置される前記ろう材の厚さ、表層ろう材、表層犠牲陽極材および／または中間層犠牲陽極材の厚さがブレージングシートの厚さの２５％以上のもの（請求項１６、１８、２１〜２４）も製造可能である。 According to the present invention, the thickness of the brazing material, the surface brazing material and / or the surface sacrificial anode material disposed on the surface of the brazing sheet is less than 5% of the thickness of the brazing sheet (claim 15). 17, 19, 20), the thickness of the brazing material arranged on the surface of the brazing sheet, the thickness of the surface brazing material, the surface sacrificial anode material and / or the intermediate layer sacrificial anode material is 25 of the thickness of the brazing sheet. % Or more (claims 16, 18, 21 to 24) can also be manufactured.
アルミニウム材の製造においては、通常、鋳造凝固時に発生する偏析などの不均一な組織を除去するために、鋳塊を５００〜６００℃程度の温度に加熱する均質化処理が行われる。アルミニウムブレージングシートの製造工程においては、均質化処理した心材用鋳塊、所定の厚さに熱間圧延したろう材や犠牲陽極材を一旦冷却した後に積層し、接合界面の周囲を適宜溶接した後、再び４５０〜５００℃程度に加熱して熱間クラッド圧延するが、本発明における接合時の加熱には、これらの均質化処理あるいは熱間圧延前の加熱工程を利用することができ、接合のための特別な加熱工程を必要としない。 In the production of an aluminum material, a homogenization treatment is usually performed in which the ingot is heated to a temperature of about 500 to 600 ° C. in order to remove non-uniform structures such as segregation that occur during casting solidification. In the manufacturing process of the aluminum brazing sheet, the ingot for the core material that has been homogenized, the brazing material hot-rolled to a predetermined thickness and the sacrificial anode material are once cooled and then laminated, and the periphery of the joint interface is appropriately welded Further, it is heated to about 450 to 500 ° C. and hot clad rolled, but for the heating at the time of joining in the present invention, these homogenization treatments or heating steps before hot rolling can be used. No special heating process is required.
以下、本発明の実施例を説明し、本発明の効果を実証する。なお、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ない。 Examples of the present invention will be described below to demonstrate the effects of the present invention. In addition, these Examples show one embodiment of this invention, and this invention is not limited to these.
実施例１
表１に示す合金成分を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる心材とろう材から構成されたブレージングシート（試験材１〜１７、２６）、表１に示す合金成分を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる心材、中間層ろう材および表層ろう材から構成されたブレージングシート（試験材１８〜１９、２５）、表１に示す合金成分を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる心材、中間層犠牲陽極材および表層ろう材から構成されたブレージングシート（試験材２０〜２１、２３）、および、表１に示す合金成分を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる心材、心材の一方の面にクラッドされた表層ろう材、心材の他の面にクラッドされた表層犠牲陽極材から構成されたブレージングシート（試験材２２および２４）を本発明の方法に従って製造した。心材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を厚さ２６ｍｍ×１７５ｍｍ×１７５ｍｍに面削し、ろう材、中間層ろう材、表層ろう材、中間層犠牲陽極材、表層犠牲陽極材については、鋳造後所定厚さまで熱間圧延して、１７５ｍｍ×１７５ｍｍの寸法に切断した。
Example 1
A brazing sheet (test materials 1 to 17 and 26) composed of a core material and a brazing material containing the alloy components shown in Table 1 and the balance Al and inevitable impurities, the alloy components shown in Table 1 and the balance Al And brazing sheets (test materials 18 to 19 and 25) composed of a core material composed of inevitable impurities, an intermediate layer brazing material, and a surface layer brazing material, and the alloy components shown in Table 1, with the balance being Al and inevitable impurities A brazing sheet (test materials 20 to 21 and 23) composed of a core material, an intermediate layer sacrificial anode material and a surface brazing material, and a core material and core material containing the alloy components shown in Table 1 and the balance Al and inevitable impurities The brazing sheet (the test material 22 and the surface layer brazing material clad on one surface of the core material) and the surface layer sacrificial anode material clad on the other surface of the core material 4) was prepared according to the method of the present invention. For the core material, the ingot formed by continuous casting is chamfered to a thickness of 26 mm x 175 mm x 175 mm. After casting, it was hot-rolled to a predetermined thickness and cut to a size of 175 mm × 175 mm.
面削した心材の接合面にろう材、中間層ろう材と表層ろう材、中間層犠牲陽極材と表層ろう材、表層ろう材と表層犠牲陽極材を積層し、積層体をスプリング冶具で拘束し、大気炉中で、表１に示す接合温度に達するまでは約５０℃／ｈで昇温し、接合温度に達した後に３ｈ保持して、３００℃まで炉内冷却し、その後、４８０℃の温度で熱間クラッド圧延した。なお、スプリング冶具による拘束は、耐熱性スプリングを使用し、表１に示す加圧力を与えた。 Laminate brazing material, intermediate layer brazing material and surface layer brazing material, intermediate layer sacrificial anode material and surface layer brazing material, surface layer brazing material and surface layer sacrificial anode material on the joint surface of the face-cut core material, and restrain the laminated body with a spring jig. In an atmospheric furnace, the temperature was raised at about 50 ° C./h until reaching the bonding temperature shown in Table 1, and after reaching the bonding temperature, held for 3 h, cooled to 300 ° C., and then cooled to 480 ° C. Hot clad rolled at temperature. The restraint by the spring jig used a heat-resistant spring and applied the pressure shown in Table 1.
接合温度への加熱により生成した液相の重量の各材料の重量に対する割合である液相率（質量％）は、英国、Ｓｅｎｔｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ社により開発された金属、合金の物理的、熱力学的物性および機械的性質を、化学成分より計算することができるソフトウエア、ＪＭａｔＰｒｏ ｖｅｒｓｉｏｎ ６．２．１を用いて計算により求めた。 The liquid phase ratio (% by mass), which is the ratio of the weight of the liquid phase generated by heating to the bonding temperature to the weight of each material, is the physical and thermodynamic properties of metals and alloys developed by Sente Software, UK The mechanical properties were determined by calculation using JMatPro version 6.2.1, software capable of calculating from chemical components.
積層体の接合状況、熱間クラッド圧延結果を表１に示す。積層体の接合状況については、積層された材料に部分的且つ面状に接合が生じて、積層体の周囲を溶接することなしに熱間クラッド圧延することができたものは合格（○）、接合が十分でなく、積層体の周囲を溶接することなしに熱間クラッド圧延することができなかったものは不合格（△）、接合されず、積層体の周囲を溶接することなしに熱間クラッド圧延することができなかったものも不合格（×）と評価した。熱間クラッド圧延結果については、ブレージングシートの材料間の接合性が良好で、精度の良いクラッド率が達成されたものは合格（○）、接合性、クラッド率のいずれもが劣るもの（×）は不合格と評価した。 Table 1 shows the joining state of the laminates and the hot clad rolling results. Regarding the bonding state of the laminated body, the bonded material is partially and planarly bonded, and those that can be hot-clad rolled without welding the periphery of the laminated body are acceptable (O), Those that could not be hot-clad rolled without welding around the laminate due to insufficient joining were rejected (△), not joined, and hot without welding around the laminate Those that could not be clad rolled were also evaluated as rejected (x). As for the hot clad rolling results, the bonding performance between the materials of the brazing sheet is good, and the one with the accurate cladding ratio is acceptable (○), the bonding performance and the cladding ratio are both poor (×). Rated as rejected.
表１に示すように、本発明に従う試験材１〜２６はいずれも、材料中に適量の液相が生成された結果として、積層された材料の接合が生じ、積層体の周囲を溶接することなしに熱間クラッド圧延することができ、クラッド率に場所によるバラツキを生じることなく、精度の良いクラッド率が達成された。接合温度への加熱後の積層体の断面を調査した結果、局部溶融によって部分的且つ面状に接合されていることが確認され、得られたブレージングシートの断面を調査した結果、ブレージングシートの中央部と端部におけるクラッド率の差は０．５％以内であり、クラッド率の精度は満足すべきものであった。 As shown in Table 1, all of the test materials 1 to 26 according to the present invention result in the joining of the laminated materials as a result of the generation of an appropriate amount of liquid phase in the material, and the periphery of the laminated body is welded. It was possible to perform hot-clad rolling without the need, and a high-accuracy cladding ratio was achieved without causing variations in the cladding ratio depending on the location. As a result of investigating the cross section of the laminate after heating to the joining temperature, it was confirmed that it was partially and planarly joined by local melting, and as a result of examining the cross section of the obtained brazing sheet, the center of the brazing sheet was obtained. The difference in clad rate between the part and the end was within 0.5%, and the accuracy of the clad rate was satisfactory.
比較例１
表２に示す合金成分を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる心材とろう材から構成されたブレージングシート（試験材２７〜２９）を本発明の方法に従って製造した。心材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を厚さ２６ｍｍ×１７５ｍｍ×１７５ｍｍに面削し、ろう材については、鋳造後所定厚さまで熱間圧延して、１７５ｍｍ×１７５ｍｍの寸法に切断した。
Comparative Example 1
Brazing sheets (test materials 27 to 29) containing the alloy components shown in Table 2 and composed of a core material and a brazing material composed of the balance Al and inevitable impurities were produced according to the method of the present invention. For the core material, the ingot formed by continuous casting was chamfered to a thickness of 26 mm × 175 mm × 175 mm, and the brazing material was hot-rolled to a predetermined thickness after casting and cut to a size of 175 mm × 175 mm.
面削した心材の接合面にろうを積層し、積層体をスプリング冶具で拘束し、大気炉中で、表２に示す接合温度に達するまでは約５０℃／ｈで昇温し、接合温度に達した後に３ｈ保持して、３００℃まで炉内冷却し、その後、４８０℃の温度で熱間クラッド圧延した。なお、スプリング冶具による拘束は、耐熱性スプリングを使用し、表２示す加圧力を与えた。積層体の接合状況、熱間クラッド圧延結果を表２に示す。なお、液相率は実施例１と同じ方法により計算で求めた。 Wax is laminated on the joint surface of the face material that has been chamfered, the laminate is constrained by a spring jig, and the temperature is raised at about 50 ° C./h in the atmospheric furnace until the joining temperature shown in Table 2 is reached. After reaching the temperature, it was held for 3 hours, cooled in the furnace to 300 ° C., and then hot-clad rolled at a temperature of 480 ° C. In addition, the restraint by a spring jig used the heat-resistant spring and gave the pressurizing force shown in Table 2. Table 2 shows the joining status of the laminates and the hot clad rolling results. The liquid phase ratio was calculated by the same method as in Example 1.
表２に示すように、試験材２７はろう材、心材のいずれにも液相が生成しないため接合せず、試験材２８はろう材に生成する液相量が十分でないため十分に接合せず、熱間クラッド圧延結果において劣るものとなった。試験材２９はろう材に生成する液相量が多く、液相を生じるろう材の流動性が高くなって変形し易くなったため、クラッド率の精度がわるく熱間クラッド圧延結果において劣るものとなった。 As shown in Table 2, the test material 27 is not joined because the liquid phase is not generated in either the brazing material or the core material, and the test material 28 is not sufficiently joined because the amount of the liquid phase generated in the brazing material is not sufficient. The hot clad rolling results were inferior. Since the test material 29 has a large amount of liquid phase generated in the brazing material and the flowability of the brazing material that generates the liquid phase becomes high and easily deforms, the accuracy of the clad rate is poor and the hot clad rolling result is inferior. It was.
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