JP2016172897A - アルミニウム合金製ブレージングシート - Google Patents

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Abstract

【課題】薄肉化しても、優れたろう付後強度と耐食性を維持できるアルミニウム合金製ブレージングシートを提供する。【解決手段】ブレージングシート１Ａは、心材２と、心材２の少なくとも一面側に設けられたろう材４と、心材２と少なくとも一面側のろう材４との間に設けられた中間層３とを備え、心材２は、Ｃｕ：０．５０〜１．１０質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．１０質量％、Ｍｎ：０．６０〜２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、中間層３は、Ｚｎ：０．５０〜１０．００質量％、Ｓｉ：０．２０質量％を越えて１．１０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、ろう材４は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなる。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金製ブレージングシートに関する。
自動車に搭載される熱交換器のプレート材には、心材に中間層およびろう材をクラッドした構成のアルミニウム合金製ブレージングシートが用いられる。例えば、特許文献１には、Ｍｎ：０．５〜２．０ｍａｓｓ％（以下単に％と記す）、Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｍｇ：０〜１．０％、Ｔｉ：０〜０．３％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ合金芯材の片面あるいは両面に、Ｍｎ：０．０１〜２．０％、Ｚｎ：０．０５〜５．０％、Ｔｉ：０〜０．３％を含有し、更にＭｇ：０．０５％以下、Ｃｕ：０．０５％以下に規制し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ合金であって、厚さが３０〜１５０μｍの中間層を設け、前記中間層の上にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を３０〜１５０μｍのクラッド厚さで合わせたことを特徴とするＡｌ合金製ブレージングシートが提案されている。
特開平１０−１５８７６９号公報
近年、自動車の小型・軽量化の要求にともない、熱交換器にも小型化、軽量化、高性能化が求められており、実現には熱交換器を構成するプレート材の薄肉化を図る必要がある。また、プレート材には高強度だけでなく、ろう付性、耐食性の維持が必要である。従来のプレート材に用いられているブレージングシートでは、犠牲防食機能を持つ中間層を設けることによって、耐食性を確保している。しかしながら、従来のブレージングシートでは、薄肉化に伴い芯材比率も小さくなるため、芯材によるろう付後強度の維持ができないという問題がある。また、従来のブレージングシートでは、中間層の強度は芯材よりも低いため、中間層を設けるだけでは薄肉化されたブレージングシートのろう付後強度の低下を補うことができないという問題がある。
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、薄肉化しても、優れたろう付後強度と耐食性を維持できるアルミニウム合金製ブレージングシートを提供することにある。
前記課題を解決するため、本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、前記心材の少なくとも一面側に設けられたろう材と、前記心材と少なくとも一面側の前記ろう材との間に設けられた中間層とを備えるアルミニウム合金製ブレージングシートであって、前記心材は、Ｃｕ：０．５０〜１．１０質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．１０質量％、Ｍｎ：０．６０〜２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記中間層は、Ｚｎ：０．５０〜１０．００質量％、Ｓｉ：０．２０質量％を越えて１．１０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなることを特徴とする。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材が所定量のＣｕ、ＳｉおよびＭｎを含有し、かつ、中間層が所定量のＳｉを含有することによって、ブレージングシートのろう付後強度が向上する。それにより、ブレージングシートの薄肉化、すなわち、心材比率の減少によるろう付後強度の低下を、心材および中間層の高強度化により補うことができる。また、心材が所定量のＣｕを含有すること、中間層が所定量のＺｎを含有することによって、心材と中間層との電位差が大きくなり、中間層の犠牲陽極効果が向上する。それにより、中間層が薄肉化されても、ブレージングシートの耐食性が維持できる。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記中間層は、その厚さが０．０５ｍｍ以上、かつ、前記ブレージングシートの全体の厚さの３５％以下であることが好ましい。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、中間層が所定の厚さであることによって、ろう付後強度および耐食性がさらに向上する。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記中間層が、さらにＭｎ：０．１０〜１．５０質量％を含有してもよい。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、中間層が所定量のＭｎをさらに含有することによって、ブレージングシートのろう付後強度が向上する。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記心材が、さらにＭｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％およびＺｒ：０．０５〜０．３０質量％の少なくとも１種以上を含有してもよい。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材が所定量のＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種以上をさらに含有することによって、ブレージングシ−トのろう付後強度が向上する。また、心材が所定量のＴｉをさらに含有する場合には、ブレージングシートの耐食性が向上する。また、心材が所定量のＭｇをさらに含有する場合には、ブレージングシートのろう付性が向上する。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記中間層が、さらにＭｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％およびＺｒ：０．０５〜０．３０質量％の少なくとも１種以上を含有してもよい。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、中間層が所定量のＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種以上をさらに含有することによって、ブレージングシ−トのろう付後強度が向上する。また、中間層が所定量のＴｉをさらに含有する場合には、ブレージングシートの耐食性が向上する。また、中間層が所定量のＭｇをさらに含有する場合には、ブレージングシートのろう付性が向上する。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートによれば、薄肉化しても、優れたろう付後強度、耐食性およびろう付性を奏することができる。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートの構成を模式的に示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートの他の構成を模式的示す断面図である。 本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートの他の構成を模式的に示す断面図である。 アルミニウム合金製ブレージングシートのろう付性評価方法を示す斜視図である。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシート（以下、ブレージングシートと称す）の第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、ブレージングシート１Ａは、心材２と、心材２の片面側に設けられたろう材４と、心材２とろう材４との間に設けられた中間層３とを備える。また、ブレージングシート１Ａのシート全体の厚さは、ブレージングシート１Ａの軽量化とろう付後強度の向上を両立化するために、０．３０〜１．００ｍｍが好ましい。シート全体の厚さは、薄肉による軽量化の観点から、０．８０ｍｍ以下が好ましく、０．６０ｍｍ以下がさらに好ましい。以下、各構成について説明する。
＜心材＞
心材２は、所定量のＣｕ、ＳｉおよびＭｎを含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる。以下、成分組成の数値限定理由について説明する。
（心材のＣｕ：０．５０〜１．１０質量％）
Ｃｕは、心材の電位を貴化し、また固溶強化により耐食性とろう付後強度の向上に寄与する。Ｃｕの含有量が０．５０質量％未満では、ろう付後強度が不十分である。一方、Ｃｕの含有量が１．１０質量％を超えると、心材２の固相線温度が低くなり、ろう付加熱時に局部溶融が生じる。したがって、心材２のＣｕの含有量は、０．５０〜１．１０質量％である。
（心材のＳｉ：０．１０〜１．１０質量％）
Ｓｉは、固溶強化によって、また、Ｍｎと分散粒子を形成することによる分散強化によって、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｓｉの含有量が０．１０質量％未満では、ろう付後強度が不十分である。一方、Ｓｉの含有量が１．１０質量％を超えると心材２の固相線温度が低くなり、ろう付加熱時に局部溶融が生じる。したがって、心材２のＳｉの含有量は、０．１０〜１．１０質量％である。また、心材２のろう付後強度を向上させる観点から、Ｓｉの含有量の下限値は０．２０質量％を越えて、上限値は１．００質量％以下であることが好ましい。
（心材のＭｎ：０．６０〜２．００質量％）
Ｍｎは、Ｓｉと分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｍｎの含有量が０．６０質量％未満では、ろう付後強度が不十分である。一方、Ｍｎの含有量が２．００質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、心材２のＭｎの含有量は、０．６０〜２．００質量％である。
（心材の残部：Ａｌおよび不可避的不純物）
心材２の成分組成は、前記の他に残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物としては、例えば、Ｆｅ、Ｚｎ等が挙げられる。Ｆｅの含有量は、０．７０質量％以下、好ましくは０．５０質量％以下である。Ｚｎの含有量は、０．１０質量％以下である。前記のような含有量であれば、本発明の効果を妨げないため、心材２に含有することが許容される。
心材２は、前記成分組成に所定量のＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種以上をさらに含有してもよい。以下、Ｍｇ量等の数値限定理由について説明する。
（心材のＭｇ：０．０５〜０．５０質量％）
Ｍｇは、ろう付後にＳｉと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｍｇの含有量が０．５０質量％を超えると、心材２の片面側にろう材が直接配置される場合や接合部材が存在する場合は、ろう付時に拡散したＭｇとフラックスが反応し、高融点化合物を形成することで、フラックスの機能が損なわれるために、ろう付性が低下する。したがって、心材２にＭｇを含有させる場合、Ｍｇの含有量は、０．０５〜０．５０質量％である。なお、安定したろう付性を得るためには、Ｍｇの含有量の上限値は、０．３０質量％以下が好ましい。
（心材のＣｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｃｒは、Ａｌ３Ｃｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、心材２にＣｒを含有させる場合、Ｃｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
（心材のＴｉ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｔｉは、アルミニウム合金中において層状に分布することにより、心材２の腐食形態が層状化し、厚さ方向への腐食進行速度を低減することができるため、耐食性の向上に寄与する。Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、耐食性の向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、心材２にＴｉを含有させる場合、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
（心材のＺｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｚｒは、Ａｌ３Ｚｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｚｒの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、心材２にＺｒを含有させる場合、Ｚｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
心材２は、成分組成としてＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種以上を含有する場合には、ろう付後強度および耐食性を向上させる観点から、含有された成分の合計量は０．０５〜０．５０質量％であることが好ましい。
＜中間層＞
中間層３は、所定量のＺｎおよびＳｉを含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる。以下に、中間層３の成分組成の数値限定理由について説明する。
（中間層のＺｎ：０．５０〜１０．００質量％）
Ｚｎは、中間層３の電位を卑化させ、心材２との電位差を生じさせることにより、耐食性の向上に寄与する。Ｚｎの含有量が０．５０質量％未満では、心材２との電位差が小さくなり、耐食性を確保するのが困難になる。一方、Ｚｎの含有量が１０．００質量％を超えると、中間層３と心材２との電位差が過大となり、中間層３が早期に消耗することで、結果的に犠牲陽極効果が低下する。したがって、中間層３のＺｎの含有量は、０．５０〜１０．００質量％である。また、中間層３の耐食性を向上させる観点から、Ｚｎの含有量の下限値は２．５０質量％、上限値は６．００質量％であることが好ましい。
（中間層のＳｉ：０．２０質量％を越え１．１０質量％以下）
Ｓｉは、固溶強化によって、ろう付後強度の向上に寄与する。また、中間層３がＭｎを含有する場合には、ＳｉとＭｎとの分散粒子を形成することによる分散強化によって、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｓｉの含有量が０．２０質量％以下では、ろう付後強度が不十分である。一方、Ｓｉの含有量が１．１０質量％を超えると、中間層３の固相線温度が低くなり、ろう付加熱時に局部溶融が生じることで耐食性が低下する。したがって、中間層３のＳｉの含有量は、０．２０質量％を越えて１．１０質量％以下である。
また、中間層３の強度を向上させる観点から、Ｓｉの含有量の上限値は１．００質量％であることが好ましい。
（中間層の残部：Ａｌおよび不可避的不純物）
中間層３の成分組成は、前記の他に残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物としては、例えば、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉが挙げられ、Ｆｅの含有量は、０．７０質量％以下、好ましくは０．５０質量％以下である。また、Ｆｅ以外の元素の含有量は、それぞれ０．０５質量％未満、好ましくはそれぞれ０．０３質量％以下である。前記の含有量であれば、本発明の効果を妨げないため、中間層３に含有することが許容される。
中間層３は、所定の厚さを有することが好ましい。以下、中間層３の厚さの数値限定理由について説明する。
（中間層厚さ：０．０５ｍｍ以上、かつ、シート全体の厚さの３５％以下）
中間層３は、心材２とろう材４との間に犠牲防食層として配置される。中間層３の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、犠牲防食層の量が不足することで耐食性の確保が困難となる。一方、中間層３の厚さがブレージングシート１Ａのシート全体の厚さの３５％を超える、すなわち、中間層３のクラッド率が３５％を超えると、シート全体の厚さに占める心材２の比率が小さくなり、要求されるろう付後強度水準の維持が困難となる。また、中間層３は、耐食性を向上させる観点から、その厚さの下限値は０．０７ｍｍが好ましい。また、中間層３は、ろう付後強度を向上させる観点から、その厚さの上限値はシート全体の厚さの３５％、すなわち、中間層のクラッド率が３５％以下であることが好ましい。
中間層３は、前記成分組成に所定量のＭｎをさらに含有してもよい。以下、Ｍｎ量の数値限定理由について説明する。
（中間層のＭｎ：０．１０〜１．５０質量％）
Ｍｎは、Ｓｉと分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｍｎの含有量が０．１０質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｍｎの含有量が１．５０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、中間層３にＭｎを含有させる場合、Ｍｎの含有量は、０．１０〜１．５０質量％である。
中間層３は、前記成分組成に所定量のＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺの少なくとも１種以上をさらに含有してもよい。以下、Ｍｇ量等の数値限定理由について説明する。
（中間層のＭｇ：０．０５〜０．５０質量％）
Ｍｇは、ろう付後にＳｉと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｍｇの含有量が０．５０質量％を超えると、ろう付時にろう材側に拡散したＭｇとフラックスが反応し高融点化合物を形成することで、フラックスの機能を損なわせる結果、ろう付性が低下する。したがって、中間層にＭｇを含有させる場合、Ｍｇの含有量は、０．０５〜０．５０質量％である。なお、安定したろう付性を得るためには、Ｍｇの含有量の上限値は、０．３０質量％以下が好ましい。
（中間層のＣｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｃｒは、Ａｌ３Ｃｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、中間層にＣｒを含有させる場合、Ｃｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
（中間層のＴｉ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｔｉは、アルミニウム合金中において層状に分布することにより、中間層３の腐食形態が層状化し、厚さ方向への腐食進行速度を低減することができるため、耐食性の向上に寄与する。Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、耐食性の向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、中間層にＴｉを含有させる場合、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
（中間層のＺｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｚｒは、Ａｌ３Ｚｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後強度の向上に寄与する。Ｚｒの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分である。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、素材の圧延が困難となる。したがって、中間層にＺｒを含有させる場合、Ｚｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。
中間層３は、成分組成としてＭｇ、Ｃｒ、ＴｉおよびＺｒの少なくとも１種以上を含有する場合には、ろう付後強度および耐食性を向上させる観点から、含有された成分の合計量は０．０５〜０．５０質量％であることが好ましい。
＜ろう材＞
ろう材４は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなる。このＡｌ−Ｓｉ系合金としては、特に限定されないが、ＪＩＳ規定のＡｌ−Ｓｉ系合金、例えば４３４３合金、４０４５合金等が挙げられる。そして、Ａｌ−Ｓｉ系合金とは、Ｓｉを含有した合金の他に、Ｚｎを含有した合金も含むものが挙げられる。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ系合金としては、通常使用されているＡｌ−Ｓｉ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金であればどのようなものでもよい。また、真空ろう付用に用いられるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金を使用することも可能である。さらに、Ａｌ−Ｓｉ系合金は、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｂｉの他に、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含有してもよい。
ろう材４として、具体的には、Ｓｉ：４．００〜１３．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるものを用いることが好ましい。また、ろう付性を確保する観点から、ろう材４のＳｉの含有量は、７．００〜１２．００質量％であることが望ましい。
ブレージングシート１Ａの製造方法は、ブレージングシート１Ａの材料である心材、中間層、およびろう材を製造する。この心材、中間層、およびろう材の製造方法は特に限定されない。例えば、前記した組成の心材用アルミニウム合金を所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理することで、心材を製造することができる。また、前記した組成の中間層用アルミニウム合金、およびろう材用アルミニウム合金を所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理する。そして、所定の板厚まで熱間圧延することで、中間層、およびろう材を製造することができる。
その後、心材の一面側に中間層を重ね、中間層の外側にろう材を重ねて合わせ板材とする。そして、当該合わせ板材に熱間圧延を施すことによりそれぞれを圧着・圧延させ、次いで冷間圧延を施すことで、心材２、中間層３およびろう材４を備えたブレージングシート１Ａを製造する。なお、前記製造方法においては、必要に応じて冷間圧延途中、または冷間圧延後に焼鈍工程を行っても良い。
次に、本発明に係るブレージングシートの第２の実施形態について説明する。
図２に示すように、ブレージングシート１Ｂは、心材２と、心材２の一面側に設けられた第１ろう材４ａと、心材２の他面側に設けられた第２ろう材４ｂと、心材２と第１ろう材４ａとの間に設けられた中間層３とを備える。また、ブレージングシート１Ｂのシート全体の厚さは、前記ブレージングシート１Ａと同様である。以下、各構成について説明する。
心材２は、成分組成および厚さにおいて前記と同様である。第１および第２ろう材４ａ、４ｂは、成分組成および厚さにおいて前記ろう材４と同様である。中間層３は、成分組成および厚さにおいて前記と同様である。また、第１ろう材４ａ、第２ろう材４ｂのそれぞれの材質および厚さは、同一であっても、異なっていてもよい。
次に、本発明に係るブレージングシートの第３の実施形態について説明する。
図３に示すように、ブレージングシート１Ｃは、心材２と、心材２の一面側に設けられた第１ろう材４ａと、心材２の他面側に設けられた第２ろう材４ｂと、心材２と第１ろう材４ａとの間に設けられた第１中間層３ａと、心材２と第２ろう材４ｂとの間に設けられた第２中間層３ｂを備える。また、ブレージングシート１Ｃのシート全体の厚さは、前記ブレージングシート１Ａと同様である。以下、各構成について説明する。
心材２は、成分組成および厚さにおいて前記と同様である。第１および第２ろう材４ａ、４ｂは、成分組成および厚さにおいて前記ろう材４と同様である。第１および第２中間層３ａ、３ｂは、成分組成および厚さにおいて前記中間層３と同様である。また、第１ろう材４ａ、第２ろう材４ｂのそれぞれの材質および厚さは、同一であっても、異なっていてもよい。また、第１中間層３ａ、第２中間層３ｂのそれぞれの材質および厚さは、同一であっても、異なっていてもよい。
ブレージングシート１Ｂの製造方法は、心材、中間層、第１ろう材および第２ろう材を重ねて合わせ板材とすること以外は前記したブレージングシート１Ａの製造方法と同様である。ブレージングシート１Ｃの製造方法は、心材、第１中間層、第２中間層、第１ろう材および第２ろう材を重ねて合わせ板材とすること以外は前記したブレージングシート１Ａの製造方法と同様である。
本発明に係るブレージングシートおよびその製造方法は以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、明示していない条件等については、従来公知のものであればよく、前記条件によって得られる効果を奏する限りにおいて、限定されないことは言うまでもない。
本発明の実施例について説明する。
表１に示す成分組成の心材用アルミニウム合金を鋳造した後、得られた鋳塊を面削し、均質化熱処理することで、心材（Ｎｏ．１〜１６）を製造した。また、表２に示す成分組成の中間層用アルミニウム合金を鋳造した後、得られた鋳塊を面削し、均質化熱処理し、熱間圧延することで、中間層（Ｎｏ．１〜１７）を製造した。さらに、Ｓｉ：１０．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるろう材用アルミニウム合金を鋳造した後、得られた鋳塊を面削し、均質化熱処理し、熱間圧延することで、ろう材を製造した。
Figure 2016172897
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前記心材（Ｎｏ．１〜１６）の一面側に前記中間層（Ｎｏ．１〜１７）を重ね、当該中間層の外側に前記ろう材を重ねて合わせ板材とした。当該合わせ板材に熱間圧延を施すことによりそれぞれを圧着・圧延させ、次いで冷間圧延を施すことで、図１に示す心材２、中間層３およびろう材４を備えた３層のブレージングシート１Ａ（供試材Ｎｏ．１〜３８）を製造した。ブレージングシート１Ａの層構成を表３、４に示す。
また、前記心材（Ｎｏ．１，２，８）の一面側に前記中間層（Ｎｏ．１，１２）を重ね、当該中間層（Ｎｏ．１）の外側に前記ろう材を重ね、前記心材（Ｎｏ．１，２，８）の他面側に前記ろう材を重ねて合わせ板材とした。当該合わせ板材に熱間圧延を施すことによりそれぞれを圧着・圧延させ、次いで冷間圧延を施すことで、図２に示す心材２、中間層３、第１ろう材４ａおよび第２ろう材４ｂを備えた４層のブレージングシート１Ｂ（供試材Ｎｏ．３９〜４２）を製造した。ブレージングシート１Ｂの層構成を表５に示す。
また、前記心材（Ｎｏ．１）の一面側に中間層（Ｎｏ．１）を重ね、当該中間層（Ｎｏ．１）の外側に前記ろう材を重ね、心材（Ｎｏ．１）の他面側に中間層（Ｎｏ．１）を重ね、当該中間層（Ｎｏ．１）の外側に前記ろう材を重ねて合わせ板材とする。そして、当該合わせ板材に熱間圧延を施すことによりそれぞれを圧着・圧延させ、次いで冷間圧延を施すことで、図３示す心材２、第１中間層３ａ、第２中間層３ｂ、第１ろう材４ａおよび第２ろう材４ｂを備えた５層のブレージングシート１Ｃ（供試材Ｎｏ．４３）を製造する。ブレージングシート１Ｃの層構成を表６に示す。
製造されたブレージングシート（供試材Ｎｏ．１〜４３）を用いて、ろう付後強度、中間層側耐食性およびろう付性について以下のとおり測定、評価した。その結果を表３〜６に示す。
（ろう付後強度）
供試材について、窒素雰囲気の下、６００℃で５分間保持のろう付を模擬した熱処理を施した。その後、室温で７日間保持し、引張方向が圧延方向と平行となるように、ＪＩＳ５号試験片に加工して、室温にて引張試験を実施することによりろう付後強度を測定した。
ろう付後強度は、引張強さが１５５ＭＰａ以上のものを極めて良好（◎）と評価し、１５５ＭＰａ未満１４５ＭＰａ以上のものを良好（○）と評価し、１４５ＭＰａ未満のものを不良（×）と評価した。
（中間層側耐食性）
供試材について、窒素雰囲気の下、６００℃×５分間のろう付相当の加熱を行なった後に、試験片（縦幅６０ｍｍ×横幅５０ｍｍ）に加工した。その試験片について、図１に示す心材２側、図２または図３に示す第２ろう材４ｂ側の全面をマスキング用シールで覆い、図１または図２に示す中間層３側、図３に示す第１中間層３ａ側を試験面とした。そして、ＯＹ水浸漬試験を行い、腐食深さを測定することにより評価した。
このＯＹ水浸漬試験とは、８８℃のＯＹ水に８時間浸漬し（使用時を想定）、室温のＯＹ水に１６時間浸漬（保管時を想定）するという一連の作業を１サイクルとし、これを６０サイクル繰り返した後の最大腐食深さを測定するというものである。なお、ＯＹ（Ｏｌｄ Ｙｏｋｏｈａｍａ ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒ）水とは、代表的な日本の河川に含有される塩素イオン及び硫酸イオン等を模擬した腐食試験液であり、このＯＹ水の組成（Ｃｌ−：１９５ｐｐｍ、ＳＯ４２ −：６０ｐｐｍ、Ｃｕ２＋：１ｐｐｍ、Ｆｅ３＋：３０ｐｐｍ）が規定されている（Ｙ．Ａｎｄｏ．ｅｔ．ａｌ．，ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ８７０１８０（１９８７））。
中間層側耐食性は、試験後の腐食深さが中間層厚さ以下のものを極めて良好（◎）、腐食深さが中間層厚さを超えるが板厚を貫通する腐食が発生しなかったものを良好（○）、板厚を貫通する腐食が発生したものを不良（×）とした。
（ろう付性）
ろう付性は、竹本正ら著、「アルミニウムブレージングハンドブック（改訂版）」、軽金属溶接構造協会（２００３年３月発行）の１３２〜１３６頁に記載されている評価方法により評価した。供試材を縦幅２５ｍｍ×横幅６０ｍｍに加工し下板とした。図４に示すように、ろう材４面（図１参照）または第１ろう材４ａ面（図２または図３参照）が上向きとなるように水平に置いた下板１１と、この下板１１に対して垂直に立てて配置した上板１２（ＪＩＳ３００３−Ｏ材、厚さ２．０ｍｍ×縦幅２５ｍｍ×横幅５５ｍｍ））との間に、φ２ｍｍのステンレス製スペーサ１３を挟んで、一定の間隙１４を設定した。なお、スペーサ１３の位置は、上板１２の一端（下板１１への接地点）から５０ｍｍの距離に挟んだ。また、下板１１は、ろう材４面側または第１ろう材４ａ面側にフラックス（森田化学工業株製ＦＬ−７）を５ｇ／ｍ２塗布した。そして、窒素雰囲気下、６００℃で５分間という条件の加熱処理を行った後、下板１１と上板１２との間隙１４がフィレットにより充填された長さ（間隙充填長さ）をノギスで測定してろう付性を数値化した。なお、第２ろう材４ｂ面についても、第１ろう材面４ａと同様にしてろう付性を測定、評価した。
間隙充填長さが２５ｍｍ以上のものを極めて良好（◎）と評価し、２５ｍｍ未満１５ｍｍ以上のものを良好（○）と評価し、１５ｍｍ未満のものを不良（×）と評価した。
Figure 2016172897
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表３、５、６に示すように、本発明の要件を満足する供試材Ｎｏ．１〜２７、３９〜４３（実施例）は、ろう付後強度、中間層側耐食性およびろう付性において優れていた。
一方、表４に示すように、本発明の要件を満足しない供試材Ｎｏ．２８〜３８は、以下に示すように実施例に比べて劣っていた。
具体的には、供試材Ｎｏ．２８（比較例）は、心材のＳｉ量が下限値未満であるため、ろう付後強度が劣っていた。供試材Ｎｏ．２９（比較例）は、心材のＭｎ量が下限値未満であるため、ろう付後強度が劣っていた。供試材Ｎｏ．３０（比較例）は、心材のＣｕ量が下限値未満であるため、ろう付後強度が劣っていた。供試材Ｎｏ．３１（比較例）は、
心材のＳｉ量が上限値を超えるため、局部溶融が発生した。供試材Ｎｏ．３２（比較例）は、心材のＣｕ量が上限値を超えるため、局部溶融が発生した。供試材Ｎｏ．３３（比較例）は、心材のＭｎ量が上限値を超えるため、素材の圧延が困難であった。
供試材Ｎｏ．３４（比較例）は、中間層のＺｎ量が下限値未満であるため、中間層側耐食性が劣っていた。供試材Ｎｏ．３５（比較例）は、中間層のＳｉ量が下限値未満であるため、ろう付後強度が劣っていた。供試材Ｎｏ．３６（比較例）は、中間層のＺｎ量が上限値を超えるため、中間層側耐食性が劣っていた。供試材Ｎｏ．３７（比較例）は、中間層のＳｉ量が上限値を超えるため、局部溶融が発生し中間層側耐食性が低下した。
供試材Ｎｏ．３８（比較例）は、心材のＳｉ量と中間層のＳｉ量のいずれもが下限値未満であるため、ろう付後強度が劣っていた。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ ブレージングシート
２ 心材
３ 中間層
３ａ 第１中間層
３ｂ 第２中間層
４ ろう材
４ａ 第１ろう材
４ｂ 第２ろう材
前記課題を解決するため、本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、前記心材の少なくとも一面側に設けられたろう材と、前記心材と少なくとも一面側の前記ろう材との間に設けられた中間層とを備えるアルミニウム合金製ブレージングシートであって、前記心材は、Ｃｕ：０．５０〜１．１０質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．１０質量％、Ｍｎ：０．６０〜２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記中間層は、Ｚｎ：０．５０〜１０．００質量％、Ｓｉ：０．２０質量％を越えて１．１０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなり、前記中間層は、その厚さが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材が所定量のＣｕ、ＳｉおよびＭｎを含有し、かつ、中間層が所定量のＳｉを含有することによって、ブレージングシートのろう付後強度が向上する。それにより、ブレージングシートの薄肉化、すなわち、心材比率の減少によるろう付後強度の低下を、心材および中間層の高強度化により補うことができる。また、心材が所定量のＣｕを含有すること、中間層が所定量のＺｎを含有することによって、心材と中間層との電位差が大きくなり、中間層の犠牲陽極効果が向上する。それにより、中間層が薄肉化されても、ブレージングシートの耐食性が維持できる。
また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、中間層が所定の厚さであることによって、耐食性がさらに向上する。
本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記中間層は、その厚さが前記ブレージングシートの全体の厚さの３５％以下であることが好ましい。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、中間層が所定の厚さであることによって、ろう付後強度がさらに向上する。

Claims (5)

  1. 心材と、前記心材の少なくとも一面側に設けられたろう材と、前記心材と少なくとも一面側の前記ろう材との間に設けられた中間層とを備えるアルミニウム合金製ブレージングシートであって、
    前記心材は、Ｃｕ：０．５０〜１．１０質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．１０質量％、Ｍｎ：０．６０〜２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、
    前記中間層は、Ｚｎ：０．５０〜１０．００質量％、Ｓｉ：０．２０質量％を越えて１．１０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、
    前記ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
  2. 前記中間層は、その厚さが０．０５ｍｍ以上、かつ、前記ブレージングシートの全体の厚さの３５％以下であ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製ブレージングシート。
  3. 前記中間層が、さらにＭｎ：０．１０〜１．５０質量％を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
  4. 前記心材が、さらにＭｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％およびＺｒ：０．０５〜０．３０質量％の少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
  5. 前記中間層が、さらにＭｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％およびＺｒ：０．０５〜０．３０質量％の少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
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