JP2014189814A - 高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート及び自動車用熱交換器の流路形成部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、Si:0.05〜1.5%(mass%)、Fe:0.05〜2.0%、Mn:0.5〜2.0%を含有し、残部Alのアルミニウム合金からなり心材と、Zn:0.5〜8.0%、Si:0.05〜1.5%、Fe:0.05〜2.0%を含有し、残部Alのアルミニウム合金からなる中間層材と、Si:2.5〜13.0%、Fe:0.05〜1.2%を含有し、残部Alのアルミニウム合金からなるろう材と、Zn:0.5〜8.0%、Si:0.05〜1.5%、Fe:0.05〜2.0%を含有し、残部Alのアルミニウム合金からなり犠牲陽極材とからなり、犠牲陽極材のZn総量が中間層材のZn総量以上である4層構造のアルミニウム合金ブレージングシートに関する。
【選択図】図1
Description
心材には、Si:0.05〜1.5%、Fe:0.05〜2.0%、Mn:0.5〜2.0%を必須元素として含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。本発明の心材に用いるアルミニウム合金は、JIS 3000系合金、例えばJIS 3003合金等のAl−Mn系合金が好適に用いられる。以下、各成分について説明する。
中間層材には、Zn:0.5〜8.0%、Si:0.05〜1.5%、Fe:0.05〜2.0%を必須元素として含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
ろう材には、Si:2.5〜13.0%、Fe:0.05〜1.2%を必須元素として含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
犠牲陽極材には、Zn:0.5〜8.0%、Si:0.05〜1.5%、Fe:0.05〜2.0%を必須元素として含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
厚さ0.07mm、調質H14、合金成分が3003合金に1.0%のZnを添加した組成を有するフィン材を用意し、これをコルゲート成形して熱交換器フィン材とした。このフィン材を上記ブレージングシート試料のろう材面に配置し、5%のフッ化物フラックス水溶液中に浸漬し、600℃で3分のろう付加熱に供して、ミニコア試料を作製した。このミニコア試料のフィン接合率が95%以上であり、かつ、ブレージングシート試料及びフィンに溶融が生じていない場合をろう付性が合格「○」とし、フィン接合率が95%未満である場合、ブレージングシート試料に溶融が生じた場合、フィンに溶融が生じた場合の少なくといずれかに該当する場合をろう付性が不合格「×」とした。
600℃で3分の熱処理(ろう付加熱に相当)を施したブレージングシート試料を、引張速度10mm/分、ゲージ長50mmの条件で、JIS Z2241に従って引張試験に供した。得られた応力−ひずみ曲線から引張強さを読み取った。その結果、引張強さが120MPa以上の場合を合格「○」とし、それ未満を不合格「×」とした。
上記ブレージングシート試料のろう材面と犠牲陽極材面を、図2に示すように重ね合わせ、重なっている部分には5%のフッ化物フラックス水溶液を塗布して乾燥させた。次いで、乾燥させたブレージングシート試料の全体をステンレス箔で覆い、これを600℃で3分のろう付加熱に供して合わせ試料を作製した。純水にNaClを溶解して5重量%のNaCl水溶液とし、これに酢酸を添加してpH3にした水溶液を調整した。
ろう付性の評価にて用いたものと同じミニコア試料を用い、ブレージングシートの犠牲陽極材表面を絶縁樹脂でマスキングしてろう材面を試験面とし、JIS−H8502に基づいて500時間及び1000時間のCASS試験に供した。その結果、1000時間でブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものをCASSの耐食性合格「○」とし、500時間では腐食貫通が生じなかったが1000時間では生じたものを耐食性不十分「△」とし、500時間で腐食貫通が生じたものをCASSの耐食性不合格「×」とした。
上記Zn量測定用試料のろう材側を絶縁樹脂によってマスキングし、犠牲陽極材面を試験面とした。この合せ試料を、Cl−500ppm、SO4 2−100ppm、Cu2+10ppmを含有する88℃の高温水中で8時間浸漬し、次いで室温で16時間放置する工程を1サイクルとするサイクル浸漬試験に3ヶ月間及び6ヶ月間供した。その結果、3ヶ月間で腐食貫通が生じなかったものを一般部の耐食性合格「○」とし、3ヶ月間で腐食貫通が生じたものを一般部の耐食性不合格「×」とした。接合部については、接合部の剥がれが生じなかったものを接合部の耐食性合格(○)とし、腐食によって接合部の剥がれが生じたものを接合部の耐食性不合格(×)とした。
試験No.13では、ろう材のSi成分が少な過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.14では、ろう材のSi成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.15では、ろう材のFe成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.16では、ろう材のCu成分が多過ぎたため液D及びEにおけるろう材側での耐食性が不合格であった。
試験No.17では、ろう材のMn成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.18では、ろう材のTi、Zr、Cr、V成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.19では、ろう材のNa成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.20では、ろう材のSr成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.21では、中間層材のSi成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.22では、中間層材のFe成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.23では、中間層材のTi、Zr、Cr、V成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.24では、中間層材のMn成分が多過ぎたため液D及びEにおけるろう材側での耐食性が不合格であった。
試験No.25では、中間層材のZn成分が少な過ぎたため液D及びEにおけるろう材側での耐食性が不合格であった。
試験No.26では、中間層材のZn成分が多過ぎたため液D及びEにおけるろう材側での耐食性が不合格であった。
試験No.27では、中間層材のMg成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.28〜30では、中間層材を有していないため、液D及びEにおけるろう材側での耐食性が不合格であった。
試験No.31では、心材のSi成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.32では、心材のMg成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.33では、心材のFe成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.34では、心材のTi、Zr、Cr、V成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.35では、心材のMn成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.36では、心材のCu成分が多過ぎたため鋳造時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.37では、心材のMn成分が少な過ぎたためろう付加熱後の引張強さが不合格であった。
試験No.38では、犠牲陽極材のSi成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験No.39では、犠牲陽極材のFe成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.40では、犠牲陽極材のTi、Zr、Cr、V成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.41では、犠牲陽極材のMn成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験No.42では、犠牲陽極材のZn成分が少な過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験No.43では、犠牲陽極材のZn成分が多過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験No.49〜54では、犠牲陽極材におけるZn添加量(%)×厚さ(μm)の値が、前記中間層材におけるZn添加量(%)×厚さ(μm)の値未満となっている。その結果、ろう付後の接合部の孔食電位が犠牲陽極材表面よりも低くなっており、接合部の耐食性が不合格であった。
Claims (8)
- 心材と、
前記心材の一方の面にクラッドされた中間層材と、
前記中間層材にクラッドされたろう材と、
前記心材の他方の面にクラッドされた犠牲陽極材と、を備える高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、
前記心材は、Si:0.05〜1.5mass%、Fe:0.05〜2.0mass%、Mn:0.5〜2.0mass%を含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記中間層材は、Zn:0.5〜8.0mass%、Si:0.05〜1.5mass%、Fe:0.05〜2.0mass%を含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記ろう材は、Si:2.5〜13.0mass%、Fe:0.05〜1.2mass%を含有し、残部Al及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記犠牲陽極材は、Zn:0.5〜8.0mass%、Si:0.05〜1.5mass%、Fe:0.05〜2.0mass%を含有し、残部Al及び不可避的不純物からなり、
更に、前記犠牲陽極材におけるZn添加量(%)×厚さ(μm)の値が、前記中間層材におけるZn添加量(%)×厚さ(μm)の値以上であることを特徴とする、高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。 - 心材は、更に、Cu:0.05〜1.5mass%、Mg:0.05〜0.5mass%、Ti0.05〜0.3smass%、Zr:0.05〜0.3mass%、Cr:0.05〜0.3mass%及びV:0.05〜0.3mass%から選択される1種以上を含有する、請求項1に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- 中間層材は、更に、Mn:0.05〜0.5mass%、Mg:0.05〜0.5mass%、Ti0.05〜0.3mass%、Zr:0.05〜0.3mass%、Cr:0.05〜0.3mass%及びV:0.05〜0.3mass%から選択される1種以上を含有する、請求項1又は2に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- ろう材は、更に、Cu:0.05〜1.5mass%、Mn:0.05〜2.0mass%、Ti:0.05〜0.3mass%、Zr:0.05〜0.3mass%、Cr:0.05〜0.3mass%、V:0.05〜0.3mass%、Na:0.001〜0.05mass%、Sr:0.001〜0.05mass%から選択される1種以上を含有する、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- 犠牲陽極材は、更に、Mg:0.05〜3.0mass%、Mn:0.05〜2.0mass%、Ti0.05〜0.3smass%、Zr:0.05〜0.3mass%、Cr:0.05〜0.3mass%及びV:0.05〜0.3mass%から選択される1種以上を含有する、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- ろう付加熱後におけるろう材表面と心材との孔食電位差が20mV以上であり、かつ、ろう付加熱後における犠牲陽極材表面の孔食電位が、接合部のろう材表面の孔食電位と同一又はそれより卑である、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートでろう付することによって製造される自動車用熱交換器の流路形成部品。
- 請求項7に記載の流路形成部品を用いた熱交換器であって、
前記流路形成部品は、その一方の表面は冷却用液体の流路を形成し、他方の表面は空気に接するように形成されており、
前記他方の表面に溶質濃度の合計値が10000ppm以下であり、かつ、塩化物イオンを5ppm以上500ppm以下含有し、更に、pHが4以下である凝縮水が生成する環境で使用される熱交換器。
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