JP2014015665A - アルミニウム合金複合材および熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】製造性および耐久寿命、特に耐食性に優れた熱交換器用のアルミニウム合金複合材および熱交換器を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金複合材１０は、第１のアルミニウム合金からなる皮材４と、第２のアルミニウム合金からなる心材２と、を備え、皮材４が心材２の一方の面にクラッドされ、第１のアルミニウム合金が、０．６％以上１．４％以下のＳｉ、０．５％以上１．８％以下のＭｎ、および、１．０％以上５．０％以下のＺｎを含有し、第２のアルミニウム合金が、０．１％以上０．８％以下のＣｕ、および、０．５％以上１．８％以下のＭｎを含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、腐食に対する耐久性に優れた熱交換器用のアルミニウム合金複合材および熱交換器に関し、特に、オイルクーラー、ラジエータ、インタークーラなどの冷却水環境における耐食性に優れた熱交換器用のアルミニウム合金複合材および熱交換器に関する。

アルミニウム合金は軽量で熱伝導性に優れていること、適切な処理によって高耐食性が実現できること、ならびに、ブレージングシートを利用したろう付によって効率的な接合が可能であることから、自動車用などの熱交換器用材料として重用されてきた。しかし、近年、自動車の高性能化あるいは環境対応として、より軽量で高い耐久性を有するよう、熱交換器の性能向上が求められており、これに対応できるアルミニウム合金材料の技術が要求されている。

このような自動車用熱交換器の一形態として、ろう材、心材、犠牲防食層をクラッドした３層ブレージングシートを成形加工したチューブと、単層の外部フィン材をコルゲート成形した外部フィンとを組み合わせ、ろう付接合したものが現在用いられている。こういったチューブは冷媒などの流体を通すためのものであるから、熱交換器として使用する際には、孔食によるリークの発生を防ぐ必要がある。チューブの孔食を抑制する有力な防食手法としては、クラッド圧延等の方法でチューブ表面にＡｌ−Ｚｎ層を形成することによって、Ａｌ−Ｚｎ層による犠牲防食効果による心材の防食方法が一般に採用されている。

従来の自動車用のアルミニウム製熱交換器の一つであるラジエータは、冷却水を通すチューブにフィンを配置し、チューブの両端にヘッダープレートを取り付けて、コアを組み立てる。コアにろう付け処理を施した後、ヘッダープレートにバッキングを介して樹脂タンクを取り付けてラジエータとする。ラジエータの冷却水としては不凍液を含有する弱アルカリ性の水溶液、いわゆるロングライフクーラント（ＬＬＣ）等が利用されている。

チューブやヘッダープレートに用いられているアルミニウム合金クラッド材は、ろう付け加熱時に６００℃程度の雰囲気に曝される。このため、犠牲陽極材に添加されているＺｎが、心材中に拡散して、Ｚｎの拡散層を形成する。このＺｎ拡散層が存在することで、犠牲陽極材に発生した腐食は心材に達した後も横広がりに進行するため、長期にわたって貫通孔を生じないことが知られている。

このような犠牲陽極材としては、ＪＩＳ７０７２合金の他に、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｉｎ系合金などが知られている。これらの合金もＪＩＳ７０７２合金と同様、アルミニウム合金クラッド複合材に用いた場合、犠牲陽極材の腐食が横広がりになることが知られている。

ところで、熱交換器としてのラジエータ用の冷却水としては、前述のように不凍液を含有する弱アルカリ性の水溶液、いわゆるＬＬＣが利用されている。アルミニウム合金クラッド材を用いたチューブは、不凍液を含有する弱アルカリ性の水溶液を用いる環境においては、十分な防食効果が得られず、早期に貫通孔食が発生してしまうことがあった。

こういったことを防ぐために、特許文献１、特許文献２には、心材の一方の面に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において、犠牲陽極材が、アルミニウムと結合して犠牲陽極材のマトリックスより貴な化合物を形成する元素を含有し、残部アルミニウム及び不純物からなるアルミニウム合金から構成されているアルミニウム合金クラッド材が記載されている。また、特許文献３には、Ｍｎを０．７％〜２％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金の心材の少なくとも片面に、Ｍｎを０．２％〜０．６％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金の内側皮材と、Ｍｎが０．１％以下の純アルミニウムまたはアルミニウム合金の外側皮材からなる２層皮材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材が記載されている。

特開平１０−０７２６３４号公報 特開平１１−１４０５７１号公報 特開平７−１７９９７０号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のアルミニウム合金クラッド材は、液の流れによる腐食、いわゆるエロージョンコロージョンを考慮しておらず、冷却水環境における腐食対策が十分ではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造性および耐久寿命、特に耐食性に優れた熱交換器用のアルミニウム合金複合材および熱交換器を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係るアルミニウム合金複合材は、
第１のアルミニウム合金からなる皮材と、
第２のアルミニウム合金からなる心材と、
を備え、
前記皮材が前記心材の一方の面にクラッドされ、
前記第１のアルミニウム合金が、０．６％以上１．４％以下のＳｉ、０．５％以上１．８％以下のＭｎ、および、１．０％以上５．０％以下のＺｎを含有し、
前記第２のアルミニウム合金が、０．１％以上０．８％以下のＣｕ、および、０．５％以上１．８％以下のＭｎを含有する、
ことを特徴とする。

前記第１のアルミニウム合金が、さらに、０．８％以上１．５％以下のＦｅ、０．８％以上１．５％以下のＮｉ、０．０５％以上０．５％以下のＭｇ、および、０．０５％以上０．３％以下のＴｉからなる群から選択された元素を１または２以上含有してもよい。

前記第１のアルミニウム合金のＳｉ／Ｍｎの質量比が、０．８以上２．０以下であってもよい。

前記第２のアルミニウム合金が、さらに、０．１％以上０．８％以下のＳｉ、０．０５％以上０．５％以下のＭｇ、および、０．０５％以上０．３％以下のＴｉからなる群の元素を１または２以上含有してもよい。

前記第１のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、前記第２のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなってもよい。

前記心材のもう一方の面に、第３のアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされてもよい。

前記第３のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなってもよい。

前記心材のもう一方の面に、前記皮材がさらにクラッドされてもよい。

本発明の第２の観点に係る熱交換器は、
筐体と、
フィンと、
上記のアルミニウム合金複合材が用いられたチューブと、
を備える。

本発明によれば、製造性および耐久寿命、特に耐食性に優れた熱交換器用のアルミニウム合金複合材および熱交換器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るアルミニウム合金複合材を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るアルミニウム合金複合材を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る熱交換器を模式的に示す断面図である。

本発明者は、従来のＡｌ−Ｚｎ系合金にＭｎを添加することで硬度が上昇し、耐エロージョンコロージョン性を向上できるとともに、この合金にＳｉを添加することで腐食反応速度を減少できることを見出した。Ｓｉを添加することはアルミニウム合金複合材の硬度の上昇にも寄与するため、冷却水環境におけるアルミニウム合金複合材の耐食性を大幅に向上できる。この知見に基づいて、本発明者は本発明を為すに至ったものである。

本明細書において、特にことわらない限り、「％」は質量％（ｍａｓｓ ％）を示す。

（アルミニウム合金複合材）
本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０は、図１に示すように、第２のアルミニウム合金からなる層状の心材２と、第１のアルミニウム合金からなる層状の皮材４と、第３のアルミニウム合金からなる層状のろう材６と、を備え、心材２の一方の面を覆うように皮材４が重ね合わせられ、心材２のもう一方の面を覆うように層状のろう材６が重ね合わされている。皮材４および／またはろう材６のクラッド率（心材２を含めたアルミニウム合金複合材１０全体の厚みに対する皮材４および／またはろう材６の厚みの割合）は、本発明の効果を奏する範囲で適宜選択され、以下に限定されるものではないが、好ましくは０．５％以上３０％以下であり、より好ましくは５％以上２５％以下であり、より一層好ましくは７．５％以上２０％以下である。

以下、本発明の一実施形態に係る皮材４、心材２、ろう材６について詳述する。

（皮材）
皮材４を構成する第１のアルミニウム合金は、以下のＳｉ、ＭｎおよびＺｎを含有する。また、以下のＦｅ、Ｎｉ、ＭｇおよびＴｉからなる群から選択された元素を１または２以上含有することが好ましい。さらに、第１のアルミニウム合金の残部は、アルミニウムおよび不可避不純物からなる。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．６％以上１．４％以下のＳｉを含有する。Ｓｉは、マトリックスに固溶することや、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を生成することによって、ろう付後の強度を向上させる元素である。さらに、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｎ合金にＳｉを添加することによって、アルカリ環境における還元反応速度を大幅に低下させることができる。Ｓｉを添加することによってこれらの効果を得るためには、皮材４が、０．６％以上のＳｉを含有することが必要である。一方、皮材４のＳｉ含有率が１．８％を超えると、第１のアルミニウム合金の融点を低下させて、ろう付時に第１のアルミニウム合金からなる材料の溶融を招いてしまう。そのため、皮材４のＳｉ含有率の上限は、１．４％である。また、皮材４のＳｉ含有率のより好ましい範囲は、０．８％以上１．２％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．５％以上１．８％以下のＭｎを含有する。Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物として晶出又は析出して、ろう付加熱後の強度の向上に寄与し、アルミニウム合金複合材１０の耐エロージョンコロージョン性を向上する。Ｍｎを添加することによってこれらの効果を得るためには、皮材４が、０．５％以上のＭｎを含有することが必要である。一方、皮材４におけるＭｎの含有率が１．８％を超えると、巨大な金属間化合物が晶出し、製造性を阻害するおそれがある。そのため、皮材４におけるＭｎの含有率の上限は１．８％である。また、皮材４のＭｎ含有率のより好ましい範囲は、０．８％以上１．４％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４におけるＳｉ量／Ｍｎ量の比は、質量比で０．８以上２．０以下とすることが好ましい。特に、不凍液などを含有するような液体にさらされる弱アルカリ性の周囲環境においては、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物よりもＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の方が、化合物上（本実施形態においては皮材４の表面）での還元反応速度が遅い。皮材４の表面における還元反応速度が遅いと、それに伴う皮材４の表面でのアルミニウムの溶解を抑制することができる。この効果を十分に得るためには、Ｓｉ量／Ｍｎ量の質量比は、０．８以上とすることが好ましい。また、Ｓｉ量／Ｍｎ量の質量比が２．０以下であることによって、単独のＳｉの分布密度の増大を抑制することができる。Ｓｉ上（Ｓｉ表面）での還元反応速度はＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物より速いが、Ｓｉ量／Ｍｎ量の質量比が２．０以下であることによって、皮材４の表面におけるアルミニウムの溶解の抑制効果の低減を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、１．０％以上５．０％以下のＺｎを含有する。Ｚｎは、アルミニウムの孔食電位を低くし、犠牲防食層として作用する。Ｚｎが１．０％未満では、孔食電位を低下させる効果が不十分である。また、Ｚｎが５．０％を超えると、皮材４の腐食速度が増大しすぎてしまう。そのため、皮材４のＺｎ含有量を、１．０％以上５．０％以下とする必要がある。なお、皮材４のＺｎ含有率のより好ましい範囲は、２．０％以上３．５％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．８％以上１．５％以下のＦｅを含有することが好ましい。Ｆｅはアルミニウムの腐食速度を増大させる作用があるが、Ｆｅ系化合物を均一に分布させると、腐食が分散され、結果として、アルミニウム合金複合材１０を貫通するまでの寿命を伸ばすことができる。皮材４のＦｅ含有率が０．８％以上であることによって、貫通するまでの寿命を伸ばす効果を十分に得ることができ、皮材４のＦｅ含有率が１．５％以下であることによって、腐食速度の過度な増大を防止することができる。皮材４のＦｅ含有率のより好ましい範囲は、１．０％以上１．４％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．８％以上１．５％以下のＮｉを含有することが好ましい。Ｎｉ系化合物もＦｅ系化合物と同様の効果があり、Ｎｉ系化合物を均一に分布させると、腐食が分散され、結果としてアルミニウム合金複合材１０が貫通されるまでの寿命を伸ばすことができる。皮材４のＮｉ含有率が０．８％以上であることによって、貫通されるまでの寿命を伸ばす効果を十分に得ることができ、皮材４のＮｉ含有率が１．５％以下であることによって、腐食速度の過度な増大を防止することができる。皮材４のＮｉ含有率のより好ましい範囲は、１．０％以上１．４％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．０５％以上０．５％以下のＭｇを含有することが好ましい。Ｍｇは、Ｍｇ_２Ｓｉとして微細析出することでアルミニウム合金の強度の向上に寄与する。Ｍｇを添加することによる上記の効果を得るためには、皮材４が、０．０５％以上のＭｇを含有することが好ましい。また、皮材４におけるＭｇ含有率が０．５％以下であることによって、ろう付性の阻害や、粒界腐食発生による耐食性低下を防止することができる。皮材４のＭｇ含有率のより好ましい範囲は、０．１％以上０．３％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４は、皮材４を構成する第１のアルミニウム合金中、０．０５％以上０．３％以下のＴｉを含有することが好ましい。Ｔｉは、アルミニウム合金における耐食性、特に耐孔食性の向上に寄与する。すなわち、アルミニウム合金中に添加されたＴｉは、その濃度の高い領域と濃度の低い領域とに分かれ、それらが板厚方向に交互に積層状に分布する。そして、Ｔｉ濃度の低い領域がＴｉ濃度の高い領域よりも優先的に腐食することにより、腐食形態が層状となり、その結果、板厚方向への腐食の進行が妨げられ、アルミニウム合金の耐孔食性が向上する。このような耐孔食性向上の効果を十分に得るためには、皮材４が０．０５％以上のＴｉを含有することが好ましい。また、皮材４におけるＴｉ含有率が０．３％以下であることによって、鋳造時における粗大な化合物の生成による製造性阻害を防止することができる。皮材４のＴｉ含有率のより好ましい範囲は、０．１％以上０．２％以下である。

（心材）
心材２を構成する第２のアルミニウム合金は、以下のＣｕおよびＭｎを含有する。また、以下のＳｉ、ＭｇおよびＴｉからなる群の元素を１種または２種以上含有することが好ましい。第２のアルミニウム合金の残部は、アルミニウムおよび不可避不純物からなる。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の心材２は、心材２を構成する第２のアルミニウム合金中、０．１％以上０．８％以下のＣｕを含有する。Ｃｕは、アルミニウムの電位を貴にし、アルミニウム合金複合材１０の犠牲防食効果を高める働きがある。Ｃｕによる犠牲防食効果を十分に得るためには、心材２におけるＣｕの含有率が０．１％以上であることが必要である。一方、アルミニウム合金材料製造時の熱履歴およびろう付加熱によって、Ｃｕは、アルミニウム合金中にＣｕ系金属間化合物として析出する。このＣｕ系金属間化合物はカソード反応を促進させるため、犠牲材の腐食速度が増大する。したがって、心材２におけるＣｕの含有率が０．８％以下であることが必要である。なお、心材２のＣｕ含有率のより好ましい範囲は、０．３％以上０．６％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の心材２は、心材２を構成する第２のアルミニウム合金中、０．５％以上１．８％以下のＭｎを含有する。ＭｎはＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物として晶出又は析出して、ろう付加熱後の強度の向上に寄与し、アルミニウム合金複合材１０の強度を向上させる元素である。また、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物は、Ｆｅを取り込むために、Ｆｅによる耐食性阻害効果を抑制する働きがある。Ｍｎを添加することによるこれらの効果を得るためには、心材２におけるＭｎの含有率が０．５％以上であることが必要である。また、巨大な金属間化合物の晶出による製造性阻害を防止するため、心材２におけるＭｎの含有率が１．８％以下であることが必要である。なお、心材２のＭｎ含有率のより好ましい範囲は、０．８％以上１．４％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の心材２は、心材２を構成する第２のアルミニウム合金中、０．１％以上０．８％以下のＳｉを含有することが好ましい。Ｓｉは、マトリックスに固溶することや、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を生成することによって、ろう付後の強度を向上させる元素である。さらに、Ｓｉの添加は、心材の電位を貴にして、心材と犠牲陽極材の電位差を大きくする働きがあり、これによりアルミニウム合金複合材１０の耐食性が向上する。Ｓｉを添加することによる上記の効果を得るためには、心材２のＳｉ含有率が０．１％以上であることが好ましい。また、耐食性低下と、合金の融点低下によるろう付時の材料の溶融とを防ぐため、心材２のＳｉ含有率が０．８％以下であることが好ましい。心材２のＭｇ含有率は、より好ましくは、０．３％以上０．６％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の心材２は、心材２を構成する第２のアルミニウム合金中、０．０５％以上０．５％以下のＭｇを含有することが好ましい。Ｍｇは、Ｍｇ_２Ｓｉとして微細析出することで、心材２の強度の向上に寄与する。心材２にＭｇを添加することによる上記の効果を得るためには、心材２のＭｇ含有率が０．０５％以上であることが好ましい。また、ろう付性の阻害と、粒界腐食発生による耐食性低下とを防止するために、心材２のＭｇ含有率は０．５％以下であることが好ましい。心材２のＭｇ含有率のより好ましい範囲は、０．１％以上０．３％以下である。

本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の心材２は、心材２を構成する第２のアルミニウム合金中、０．０５％以上０．３％以下のＴｉを含有することが好ましい。Ｔｉは、心材２の耐食性、特に耐孔食性の向上に寄与する。すなわち、アルミニウム合金中に添加されたＴｉは、その濃度の高い領域と濃度の低い領域とに分かれ、それらが板厚方向に交互に積層状に分布する。そして、Ｔｉ濃度の低い領域がＴｉ濃度の高い領域よりも優先的に腐食することにより、腐食形態が層状となり、その結果、板厚方向への腐食の進行が妨げられ、心材２の耐孔食性が向上する。Ｔｉを添加することによる耐孔食性向上の効果を十分に得るためには、心材２のＴｉ含有率が０．０５％以上であることが好ましい。また、鋳造時の粗大化合物生成による製造性阻害を防止するために、心材２のＴｉ含有率が０．３％以下であることが好ましい。心材２のＴｉ含有率のより好ましい範囲は、０．１％以上０．２％以下である。

（ろう材）
本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の皮材４の反対側の面（すなわち、心材２の面のうち、皮材４に覆われていない側の面）を覆うように、他部材とのろう付を目的として、Ａｌ−Ｓｉ系合金（第３のアルミニウム合金）からなるろう材６がクラッドされる。ろう材６を構成する第３のアルミニウム合金は、本発明の一実施形態の効果を奏する範囲で適宜選択され、以下に限定されるものではないが、たとえば、ＪＩＳ ４３４３合金、ＪＩＳ ４０４５合金等が挙げられる。さらに必要に応じて、それらの合金にＺｎ、Ｃｕ、Ｍｇ等を添加してもよい。第３のアルミニウム合金の残部は、アルミニウムおよび不可避不純物からなる。

以上に説明したように、耐エロージョンコロージョン性に優れ、なおかつ、腐食速度が遅いため、特に不凍液等を含有する弱アルカリ性の冷却水環境における耐食性に優れたアルミニウム合金複合材１０を実現することができる。

（アルミニウム合金複合材の製造方法）
本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０の製造方法は通常の方法を用いることができ、特に限定されるものではないが、たとえば、以下のように製造される。心材２、皮材４およびろう材６のそれぞれの鋳塊の両面を面削して、心材２の一方の面を覆うように皮材４を重ね合わせ、心材２のもう一方の面を覆うようにろう材６を重ね合わせる。次に、重ね合わせられたクラッド材を炉に入れ、４００℃〜５５０℃の温度で１時間〜１０時間の予備加熱を行い、熱間圧延によって、クラッド材の板厚を５ｍｍ程度まで減少させる。ついで、冷間圧延および３００℃〜４５０℃での１時間〜１０時間の最終焼鈍を行って、厚さ０．３ｍｍ程度のアルミニウム合金複合材を製造する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。たとえば、本実施形態においてはろう材６をクラッドした形態について説明したが（図１）、ろう材６がクラッドされず、図２に示すような心材２と皮材４とからなるアルミニウム合金複合材１２であってもよい。また、図３に示すように、心材２の両方の面を覆うように皮材４がクラッドされたアルミニウム合金複合材１３であってもよい。

また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０、アルミニウム合金複合材１２および／またはアルミニウム合金複合材１３を熱交換器に用いることができる。図４に示すように、熱交換器２０は、筐体１４と、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金複合材を用いたチューブ１６と、フィン部１８と、を備える。フィン部１８は、その内部にフィンを備え、フィンとチューブ１６の外壁とが接触することによって、チューブ１６内を流れる冷却水等の冷媒を用いた熱交換が可能となる。本発明の実施形態に係るアルミニウム合金複合材１０、アルミニウム合金複合材１２および／またはアルミニウム合金複合材１３を用いたチューブ１６を備えることによって、耐エロージョンコロージョン性に優れ、なおかつ、腐食速度が遅いため、特に不凍液等を含有する弱アルカリ性の冷却水環境における耐食性に優れた熱交換器２０を実現することができる。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

表１に示す皮材、表２に示す心材、および、ＪＩＳ ４３４３合金およびＪＩＳ ４０４５合金のろう材を、それぞれ、通常の半連続鋳造を行った後、それぞれの材料の鋳塊の両面を１０ｍｍずつ面削し、表３および表４に示すように、皮材と心材との組合せ（２層）、もしくは、皮材と心材とろう材との組み合わせ（３層）となるように重ね合わせて、それぞれの合計厚さが５５０ｍｍとなるようにした。ついで、上記組み合わせられた材料を炉内に入れ、５００℃において、６時間をかけて、上記組み合わせられた材料の予備加熱を行い、熱間圧延によって板厚が５ｍｍになるまで圧延した。さらに、板厚が０．３ｍｍとなるまで冷間圧延を行った後、３５０℃において３時間の最終焼鈍を行なって、厚さ０．３ｍｍの板状クラッド材をそれぞれ作製した。皮材のクラッド率（心材を含めたクラッド材全体の厚みに対する皮材の厚みの割合）は１０％であった。ろう付加熱相当の熱処理として、窒素雰囲気において、６００℃までは４０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、５８０℃〜６００℃の温度範囲に５分間保持して、ろう付を行った。ついで、これらの材料を室温で冷却して、表３および表４に示す試験用テストピースを作製した。表１および表２に示す合金Ａ１〜合金Ａ２８および合金Ｂ１〜合金Ｂ２１の残部は、アルミニウムおよび不可避不純物から構成された。表３および表４中、ろう材の列の「−」は、ろう材が心材のもう一方の面にクラッドされなかったことを表し、「４０４５」はＪＩＳ ４０４５合金が心材のもう一方の面にクラッドされたことを表し、「４３４３」はＪＩＳ ４３４３合金が心材のもう一方の面にクラッドされたことを表す。また、表４中、耐食性の列の「−」は、耐食性の評価が行われなかったことを表す。

試験用テストピースを、幅３０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの板に切り出し、端部を絶縁テープでマスキングした。サイクル試験として、腐食試験片の試験面に対して、比液量６ｍＬ／ｃｍ^２で、Ｃｌ⁻：１９５ｐｐｍ、ＳＯ_４ ^２−：６０ｐｐｍ、Ｃｕ^２＋：１ｐｐｍ、Ｆｅ^２＋：３０ｐｐｍ（ｐＨ＝１１に水酸化ナトリウムで調整）を含有する水溶液を、液温８８℃、流速２ｍ／秒で８時間にわたって、加熱・循環させた。その後、１６時間放置するサイクル試験を３ヶ月間実施した。

表３および表４に実験結果を示す。耐食性および製造性の合否の基準は以下の通りである。なお、耐食性においては、◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。製造性においては、○、△を合格とし、×を不合格とした。表３および表４における「評価」はアルミニウム合金複合材の本実施例における総合評価を表し、◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。
（耐食性の合否基準）
◎：腐食深さが０μｍ以上３０μｍ以下
○：腐食深さが３０μｍ超過８０μｍ以下
△：腐食深さ８０μｍ超過１５０μｍ以下
×：腐食深さが１５０μｍ超過〜貫通
（製造性の合否基準）
○：問題なし
△：割れが若干発生したが圧延可能
×：割れにより圧延不可

実施例１、３〜６、９〜３８は、耐食性、製造性、強度ともに非常に良好であり、さらにこれら３つの性能のバランスにも非常に優れていた。
実施例２、７、８は、製造性および強度が非常に良好であり、耐食性が良好であった。さらに、これら３つの性能のバランスにも優れていた。
比較例１は、皮材のＳｉ濃度が低いために腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
比較例２は、皮材のＳｉ濃度が高いために、製造性に劣っていた。
比較例３は、皮材のＭｎ濃度が低いために皮材の硬度が低く、耐食性に劣っていた。
比較例４は、皮材のＭｎ濃度が高いために、製造性に劣っていた。
比較例５は、皮材のＺｎ濃度が低いために犠牲防食効果が不十分で、耐食性に劣っていた。
比較例６は、皮材のＺｎ濃度が高いために腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
比較例７は、心材のＣｕ濃度が低いために犠牲防食効果が不十分で、耐食性に劣っていた。
比較例８は、心材のＣｕ濃度が高いために腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
比較例９は、心材のＭｎ濃度が低いために、心材の硬度が低く、耐食性に劣っていた。
比較例１０は、心材のＭｎ濃度が高いために、製造性に劣っていた。

２ 心材
４ 皮材
６ ろう材
１０ アルミニウム合金複合材
１２ アルミニウム合金複合材
１３ アルミニウム合金複合材
１４ 筐体
１６ チューブ
１８ フィン部
２０ 熱交換器

Claims (9)

1. 第１のアルミニウム合金からなる皮材と、
   第２のアルミニウム合金からなる心材と、
   を備え、
   前記皮材が前記心材の一方の面にクラッドされ、
   前記第１のアルミニウム合金が、０．６％以上１．４％以下のＳｉ、０．５％以上１．８％以下のＭｎ、および、１．０％以上５．０％以下のＺｎを含有し、
   前記第２のアルミニウム合金が、０．１％以上０．８％以下のＣｕ、および、０．５％以上１．８％以下のＭｎを含有する、
   ことを特徴とするアルミニウム合金複合材。
2. 前記第１のアルミニウム合金が、さらに、０．８％以上１．５％以下のＦｅ、０．８％以上１．５％以下のＮｉ、０．０５％以上０．５％以下のＭｇ、および、０．０５％以上０．３％以下のＴｉからなる群から選択された元素を１または２以上含有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金複合材。
3. 前記第１のアルミニウム合金のＳｉ／Ｍｎの質量比が、０．８以上２．０以下である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金複合材。
4. 前記第２のアルミニウム合金が、さらに、０．１％以上０．８％以下のＳｉ、０．０５％以上０．５％以下のＭｇ、および、０．０５％以上０．３％以下のＴｉからなる群の元素を１または２以上含有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金複合材。
5. 前記第１のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、前記第２のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金複合材。
6. 前記心材のもう一方の面に、第３のアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされた、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金複合材。
7. 前記第３のアルミニウム合金の残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなる、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアルミニウム合金複合材。
8. 前記心材のもう一方の面に、前記皮材がさらにクラッドされた、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金複合材。
9. 筐体と、
   フィンと、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金複合材が用いられたチューブと、
   を備える熱交換器。

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