JP2020139217A - 自己耐食性に優れるアルミニウム合金クラッドフィン材及びその製造方法 - Google Patents

自己耐食性に優れるアルミニウム合金クラッドフィン材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【解決課題】犠牲陽極効果を長く維持できる自己耐食性に優れる熱交換器用フィン材となるアルミニウム合金クラッドフィン材を提供すること。【解決手段】心材の両面に皮材がクラッドされているクラッド材であり、該心材は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であるか、あるいは、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、該皮材は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であるアルミニウム合金クラッドフィン材。【選択図】なし

Description

本発明は、ろう付接合により製造されるアルミニウム製熱交換器に用いられる自己耐食性に優れるアルミニウム合金クラッドフィン材に関するものである。
アルミニウム材料は熱伝導率が高く軽量であるため、自動車搭載用をはじめとする熱交換器に多く使用されている。これらの熱交換器では各部材の組み合わせにより構成された流路に水等の冷媒を循環させて熱を移動させ、放熱する構造となっている。そして、冷却器を構成する各部材は、ろう付により金属的に接合されている。
このような熱交換器は、従来、例えばコルゲート成形によって波状に成形されたアルミニウム合金のフィンを他の部材とろう付接合して組み立てられる。アルミニウム合金フィン材としては、熱伝導性に優れるＪＩＳ１０５０合金等の純アルミニウム系合金や、強度及び耐座屈性に優れるＪＩＳ３００３合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金が一般的に用いられてきた。
そして、それぞれの合金にＺｎを含有させて熱交換器のチューブやプレートなどを防食する犠牲陽極フィンとしても使用されている。チューブやプレートを防食する場合、チューブやプレートの外面側、内面側それぞれ必要に応じて犠牲陽極フィンが接合される（例えば、特許文献１、特許文献２）。
また、アルミニウムのろう付を可能にするには、材料表面の酸化皮膜を破壊することが必要であるが、アルミニウムのろう付おいては、酸化皮膜を破壊するために、ろう付部にフラックスを供給している。例えば、フラックスとしてＫ−Ａｌ−Ｆ系化合物粉末を、水や溶媒で縣濁させ、アルミニウム材料のろう付部に塗布するのが一般的である。フラックスは、ろう付の昇温途中において溶融してアルミニウム材料の表面を覆い、表面に存在する酸化皮膜を破壊する。そして、さらに昇温されると、ブレージングシートのＡｌ−Ｓｉ系ろう材が溶融し、ろう材の表面と被接合材の表面は、フラックスの作用により酸化皮膜が破壊されているので、ろう材が被接合部材の表面と金属的に接合し、ろう付が完了する。また、ろう付としては真空ろう付も工業的に用いられてきた。真空ろう付は、ろう材中に含まれるＭｇがろう付加熱中に材料表面の酸化皮膜を破壊することによりろう付を可能にする方法である。
特開２０１３−０４０３６７ 特開２０００−２０２６８１
近年、熱交換器の長寿命化要求にともない、フィン材の犠牲陽極効果を長く維持する必要性が高まっている。
犠牲陽極効果を長く維持するには、フィン材板厚を大きくするか、Ｚｎ濃度を高める必要がある。しかし、フィン材板厚を大きくすると材料コスト増となる。また、Ｚｎ濃度を高めると、電位が卑になり腐食速度が大きくなることに加えて、孔食によりフィン材が貫通し、部分的にフィンの一部が脱落するなど自己腐食量が多くなる。そして、自己腐食量が多くなると、チューブやプレートの内面側にフィン材を接合する場合には、腐食生成物による目詰まりを生じることがある。
従って、本発明の目的は、犠牲陽極効果を長く維持できる自己耐食性に優れる熱交換器用フィン材となるアルミニウム合金クラッドフィン材を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、フィン材の心材の両面に皮材をクラッドし、皮材と心材のＺｎ含有量の差を、特定の範囲に規定することにより、フィン材の自己耐食性が高くなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明（１）は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材の両面に、Ａｌ−Ｚｎ系合金からなる皮材がクラッドされているクラッド材であり、
該心材は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該心材のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：
（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、
（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
のうちのいずれか一つを満たし、
該皮材は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材を提供するものである。
また、本発明（２）は、前記心材が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）のアルミニウム合金クラッドフィン材を提供するものである。
また、本発明（３）は、前記皮材が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）又は（２）いずれかのアルミニウム合金クラッドフィン材を提供するものである。
また、本発明（４）は、前記クラッド材が、少なくとも熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後、及び最終焼鈍後のいずれかで、酸洗浄により表面がエッチング処理されたものであり、
フラックスフリーろう付用であること、
を特徴とする（１）〜（３）いずれかのアルミニウム合金クラッドフィン材を提供するものである。
また、本発明（５）は、前記酸処理によるエッチング処理が、熱間加工後に行われたものであることを特徴とする（４）のアルミニウム合金クラッドフィン材を提供するものである。
また、本発明（６）は、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５％質量以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（７）は、前記心材用鋳塊が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（６）のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（８）は、前記皮材用鋳塊が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（６）又は（７）いずれかのアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（９）は、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５％質量以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であり、
該熱間加工の後、該冷間加工の後、中間焼鈍の後、及び該最終焼鈍の後のうちの少なくともいずれかで、酸洗浄により表面をエッチング処理すること、
を特徴とするフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（１０）は、前記心材用鋳塊が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（９）のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（１１）は、前記皮材用鋳塊が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（９）又は（１０）いずれかのフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
また、本発明（１２）は、前記酸洗浄によるエッチング処理を、前記熱間加工後に行うことを特徴とする（９）〜（１１）いずれかのフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を提供するものである。
本発明によれば、犠牲陽極効果を長く維持できる自己耐食性に優れる熱交換器用フィン材となるアルミニウム合金クラッドフィン材を提供することができる。
ろう付試験用の試験材の組み立て図である。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材の両面に、Ａｌ−Ｚｎ系合金からなる皮材がクラッドされているクラッド材であり、
該心材は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該心材のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：
（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、
（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
のうちのいずれか一つを満たし、
該皮材は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であること、
を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材である。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材の両面に、Ａｌ−Ｚｎ系合金からなる皮材がクラッドされているクラッド材である。つまり、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、心材と、心材の一方の面にクラッドされている皮材（皮材１）と、心材の他方の面にクラッドされている皮材（皮材２）と、からなる。なお、皮材１と皮材２とは、合一の合金組成からなるものであってもよいし、異なる合金組成からなるものであってもよい。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材に係る心材は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
心材のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：
（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、
（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
のうちのいずれか一つを満たす。
心材のＭｎ含有量は、０．４０〜１．４０質量％、好ましくは０．４０〜１．００質量％である。心材に含有されるＭｎは、固溶強化とともに、心材がＳｉを含有する場合は、Ｓｉと共に、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成して、分散強化に寄与し、材料強度を向上させる。心材のＭｎ含有量が、上記範囲にあることにより、アルミニウム合金クラッドフィン材の強度が高くなる。一方、心材のＭｎ含有量が、上記範囲未満だと、強度を向上させる効果が十分に得られず、また、上記範囲を超えると、自己耐食性が低くなる。心材のＭｎ含有量は、自己耐食性が高くなる点で、０．４０〜１．００質量％が好ましい。
心材は、Ｆｅ及びＳｉを含有し、且つ、Ｆｅ含有量とＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）のうちのいずれか一つの要件を満たす。
（ｉ）Ｆｅの含有量が、０．３０質量％を超え１．２０質量％以下、好ましくは０．３５〜１．００質量％であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下である。
（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が、０．３０質量％を超え１．２０質量％以下、好ましくは０.３５〜１.００質量％である。
（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が、０．３０質量％を超え１．２０質量％以下、好ましくは０．３５〜１．００質量％であり、且つ、Ｓｉの含有量が、０．３０質量％を超え１．２０質量％以下、好ましくは０．３５〜１．００質量％である。
上記（ｉ）又は（ｉｉｉ）の場合、心材のＦｅ含有量が上記範囲にあることにより、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物を生成して、分散強化に寄与して強度が高くなる。また、上記（ｉｉ）又は（ｉｉｉ）の場合、心材のＳｉ含有量が上記範囲にあることにより、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物を生成して、分散強化に寄与して強度が高くなる。一方、心材のＦｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、心材のＳｉの含有量が０．３０質量％以下であると、強度が低くなる。また、心材のＦｅ含有量が１．２０質量％を超えると、自己耐食性が低くなる。また、心材のＳｉ含有量が１．２０質量％を超えると、自己耐食性が低くなる。
心材は、Ｚｎを含有していても、Ｚｎを含有していなくてもよい。心材がＺｎを含有する場合、心材のＺｎ含有量は、５．５０質量％以下に制限され、好ましくは２．５０質量％未満に制限され、特に好ましくは１．２０質量％未満に制限されている。心材に含有されるＺｎは、材料の自然電位を卑にし、犠牲防食効果に寄与する。なお、心材は、上記範囲のＺｎを含有していてもよいし、Ｚｎを含有していなくてもよい。心材のＺｎ含有量が上記範囲を超えると、自己耐食性が低下する。そして、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、心材のＺｎ含有量が、皮材のＺｎ含有量よりも低いことにより、皮材が犠牲陽極として優先的に腐食し、次いで、心材が犠牲陽極として腐食することで、長期間、安定した犠牲陽極効果が得られる。
心材は、更に、所定量のＭｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することができる。また、心材は、Ｃｕを含有していてもよいが、その場合、心材のＣｕ含有量は、０．０５質量％未満に制限され、好ましくは０．０１質量％以下に制限されている。
心材のＣｕ含有量は、０．０５質量％未満に制限され、好ましくは０．０１質量％以下に制限されている。心材に含有されるＣｕは、ろう付前及びろう付後の強度を向上させる。心材のＣｕ含有量が、上記範囲を超えると、自己耐食性が低くなる。
心材がＭｇを含有する場合、心材のＭｇ含有量は、１．００質量％以下、好ましくは０．８０質量％以下である。心材に含有されるＭｇは、ろう付前及びろう付後の強度を向上させる。心材のＭｇ含有量が上記範囲を超えると、粒界腐食生じて、自己耐食性が低くなる。
心材の結晶粒径の調整のために、心材はＣｒ、Ｔｉ及びＺｒのうちのいずれか１種又は２種以上を含有してもよい。心材がＣｒを含有する場合、心材のＣｒ含有量は０．２０質量％以下である。心材がＴｉを含有する場合、心材のＴｉ含有量は０．２０質量％以下である。心材がＺｒを含有する場合、心材のＺｒ含有量は０．２０質量％以下である。心材のＣｒ、Ｔｉ又はＺｒの含有量が上記範囲を超えると、鋳造時に粗大晶出物が生成し、健全な板材の製造が困難となる。
心材に含有されるＳｎ、Ｉｎ、Ｂｉは、材料の自然電位を卑にし、犠牲防食効果に寄与する。心材がＳｎを含有する場合、心材のＳｎ含有量は０．１０質量％以下、好ましくは０．０５質量％未満である。心材がＩｎを含有する場合、心材のＩｎ含有量は０．１０質量％以下、好ましくは０．０５質量％未満である。心材がＢｉを含有する場合、心材のＢｉ含有量は０．１０質量％以下である。心材のＳｎ、Ｉｎ又はＢｉの含有量が上記範囲を超えると、自己耐食性が低くなる。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材に係る皮材は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５％質量以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。
皮材のＺｎ含有量は、０．０１〜５．５０質量％、好ましくは０．１０〜２．５０質量％、特に好ましくは０．１０〜１．２０質量％である。皮材に含有されるＺｎは、材料の自然電位を卑にし、犠牲防食効果に寄与し、心材の腐食貫通を抑制する。心材のＺｎ含有量が、上記範囲にあることにより、自己耐食性が高くなる。一方、心材のＺｎ含有量が、上記範囲を超えると、自己耐食性が低くなり、また、上記範囲未満では、Ｚｎの添加効果が得られない。
皮材のＦｅ含有量は、０．３５質量％以下に制限され、好ましくは０．３０質量％以下に制限され、特に好ましくは０．２０質量％以下に制限され、より好ましくは０．１５質量％以下に制限されている。皮材に含有されるＦｅは、Ａｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を生成し易く、皮材のＦｅ含有量が上記範囲を超えると自己耐食性が低くなる。
皮材のＳｉ含有量は、０．３０質量％以下に制限され、好ましくは０．２０質量％以下に制限されている。皮材に含有されるＳｉは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を生成し易く、皮材のＳｉ含有量が上記範囲を超えると自己耐食性が低くなる。
皮材は、更に、所定量のＭｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ及びＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することができる。
皮材は、結晶粒径の調整のために、所定量のＭｎ、Ｃｒ、Ｔｉ又はＺｒを含有することができる。皮材がＭｎを含有する場合、皮材のＭｎ含有量は、０．１０％未満である。また、皮材がＣｒを含有する場合、皮材のＣｒ含有量は、０．２０質量％以下である。また、皮材がＴｉを含有する場合、皮材のＴｉ含有量は、０．２０質量％以下である。また、皮材がＺｒを含有する場合、皮材のＺｒ含有量は、０．２０質量％以下である。
皮材は、皮材の自然電極電位の調整のために、所定量のＣｕ、Ｉｎ、Ｓｎ又はＢｉを含有することができる。皮材がＣｕを含有する場合、皮材のＣｕ含有量は、０．０５質量％以下である。また、皮材がＩｎを含有する場合、皮材のＩｎ含有量は、０．１０質量％以下である。また、皮材がＳｎを含有する場合、皮材のＳｎ含有量は、０．１０質量％以下である。また、皮材がＢｉを含有する場合、皮材のＢｉ含有量は、０．１０質量％以下である。
皮材に含有されるＭｇは、使用環境中の水分と反応して強固な酸化皮膜を生成するため、自己耐食性を向上させる。皮材がＭｇを含有する場合、皮材のＭｇ含有量は、１．００質量％以下、好ましくは０．８０質量％未満である。皮材のＭｇ含有量が上記範囲にあることにより、自己耐食性が高くなる。一方、皮材のＭｇ含有量が、上記範囲を超えると、粒界腐食を生じ、自己耐食性が低くなる。
皮材は、接合される相手材のろうが凝固する際のデンドライト組織の大きさを調整するために、０．２０質量％以下のＳｒを含有していてもよい。
心材又は皮材に含有される不可避的不純物としては、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｖ、Ｈｇ等が挙げられる。本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、これらの不可避不純物を、それぞれ０．０５質量％以下であれば含有していてもよい。
そして、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が、０.０１質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上である。皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が上記範囲にあることにより、自己耐食性が高くなる。一方、皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が、上記範囲未満だと、自己耐食性が低くなる。本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）の上限値は、好ましくは５．５０質量％である。本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、（Ｘ−Ｙ）値は最大５．５０質量％まで可能であり、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材においては、（Ｘ−Ｙ）値は大きいほど、自己耐食性が高くなる。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、心材の一方の面にクラッドされている皮材（皮材１）の組成と、他方の面にクラッドされている皮材（皮材２）の組成は、心材との関係で、「皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が、０．０１質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上である。」との要件を満たしているのであれば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が、０．０１質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上であることにより、心材との電位差が形成され犠牲陽極効果が得られるため、自己耐食性が高くなる。更に、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材では、皮材のＺｎ含有量が、心材のＺｎ含有量より高くなっているため、ろう付加熱の際に、心材から皮材へのＺｎの拡散を防ぐことができるので、心材の電位が皮材の電位よりも卑になることはなく、皮材の表面から心材に近づくにつれ電位が貴化していくため、安定的に犠牲陽極効果を発現することができる。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、フラックスを用いるフラックスろう付に、あるいは、フラックスを用いないフラックスフリーろう付に用いられる。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行い得られる。そして、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材が、フラックスフリーろう付用の場合、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、少なくとも熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後、及び最終焼鈍後のいずれかで、酸洗浄により表面がエッチング処理されたものであることが好ましく、熱間加工後に酸洗浄により表面がエッチング処理されたものであることが特に好ましい。不活性ガス中でフラックスを用いないろう付の場合には、製造工程において、フッ酸などの錯形成剤を含有する酸と硫酸や硝酸などの酸化性の酸の混合液により材料を洗浄し、ろう付性を阻害する酸化皮膜や汚れを除去する必要があるが、フィン材のように薄板に酸洗浄を行ったのではコスト増になるため、熱間加工以降で且つできるだけ上工程の板厚の厚い状態で材料を酸洗浄するのが好ましい。本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後及び最終焼鈍後のうちの複数で、酸洗浄によるエッチング処理が行われたものであってもよい。
ろう付コスト低減要求に伴い、フラックスを使わず、且つ、真空ろう付のように高額の設備投資を必要としない接合方法の必要性が高まっている。このようなろう付接合方法として、特許文献１に示されるように、フッ酸などの錯形成剤を含有する酸により材料を洗浄し、不活性ガス中でフラックスを用いずにろう付する方法がある。しかし、薄肉のフィン材を酸により洗浄する場合には、１コイルの材料長さが長く、洗浄時間が長くなることから、コスト増となるため、コスト低減の必要性が高まっている。それに対し、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材のうち、上記のフラックスフリーろう付用のアルミニウム合金クラッドフィン材は、フィン材の形状加工された後ではなく、フィン材に加工される前の工程、すなわち、熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後、又は最終焼鈍後で、酸洗浄により表面がエッチング処理されたものであるので、コストが低い。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、以下に述べる本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法により好適に製造される。また、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材のうち、フラックスフリーろう付用のアルミニウム合金クラッドフィン材は、以下に述べる本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法により好適に製造される。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法は、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であり、
該熱間加工の後、該冷間加工の後、中間焼鈍の後、及び該最終焼鈍の後のうちの少なくともいずれかで、酸洗浄により表面をエッチング処理すること、
を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法である。
本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法は、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であり、
該熱間加工の後、該冷間加工の後、中間焼鈍の後、及び該最終焼鈍の後のうちの少なくともいずれかで、酸洗浄により表面をエッチング処理すること、
を特徴とするフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法である。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法及び本発明のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法は、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物を熱間で加工する熱間加工と、冷間で加工する冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行い、アルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法である。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法及び本発明のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、先ず、心材及び皮材に用いる所望の成分組成を有するアルミニウム合金を、それぞれ溶解、鋳造することによって、心材用鋳塊及び皮材用鋳塊を作製する。これら溶解、鋳造の方法は、特に限定されるものではなく通常の方法が用いられる。
次いで、皮材用鋳塊については、均質化処理を行わないか、又は６００℃以下で均質化処理を行い、皮材用鋳塊を、それぞれ所定の厚さまで常法に従って、４００〜５００℃で熱間圧延する。次いで、心材用鋳塊及び皮材用鋳塊を面削りした後、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を重ね合わせ、積層物とする。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法及び本発明のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材に係る心材用鋳塊は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たす。また、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材に係る皮材用鋳塊は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。
そして、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物においては、皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が、０.０１質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上である。
心材用鋳塊のＭｎ含有量は、０．４０〜１．４０質量％、好ましくは０．４０〜１．００質量％である。心材用鋳塊は、Ｆｅ及びＳｉを含有し、且つ、Ｆｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）のうちのいずれか一つの要件を満たす。
（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下である。
（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下である。
（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下である。心材用鋳塊は、Ｚｎを含有していても、Ｚｎを含有していなくてもよい。心材用鋳塊がＺｎを含有する場合、心材用鋳塊のＺｎ含有量は、５．５０質量％以下に制限され、好ましくは２．５０質量％未満に制限され、特に好ましくは１．２０質量％未満に制限されている。
心材用鋳塊は、Ｃｕを含有していてもよいが、心材用鋳塊のＣｕ含有量は、０．０５質量％未満に制限され、好ましくは０．０１質量％以下に制限されている。
心材用鋳塊は、更に、１．００質量％以下、好ましくは０．８０質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下、好ましくは０．０５質量％未満のＳｎ、０．１０質量％以下、好ましくは０．０５質量％未満のＩｎ、及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することができる。
本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法に係る皮材用鋳塊のＺｎ含有量は、０．０１〜５．５０質量％、好ましくは０．１０〜２．５０質量％、特に好ましくは０．１０〜１．２０質量％である。皮材用鋳塊のＦｅ含有量は、０．３５質量％以下に制限され、好ましくは０．３０質量％以下に制限され、特に好ましくは０.２０質量％以下に制限され、より好ましくは０．１５質量％以下に制限されている。皮材用鋳塊のＳｉ含有量は、０．３０質量％以下に制限され、好ましくは０．２０質量％以下に制限されている。
皮材は、更に、０．１０％未満のＭｎ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０.０５％以下のＣｕ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ、０．１０質量％以下のＢｉ、１．００質量％以下、好ましくは０．８０質量％未満のＭｇ、及び０．２０質量％以下のＳｒのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することができる。
心材用鋳塊又は皮材用鋳塊に含有される不可避的不純物としては、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｌｉ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｖ、Ｈｇ等が挙げられる。本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材は、これらの不可避不純物を、それぞれ０．０５質量％以下であれば含有していてもよい。
熱間加工では、心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物を、熱間で圧延する。熱間加工では、心材用鋳塊と皮材用鋳塊の積層物を、均質化処理をせずに、あるいは４５０〜６５０℃で、１〜２０時間均質化処理した後、４００〜５５０℃で熱間圧延する。
冷間加工では、熱間加工を行い得られる熱間圧延物を、冷間で圧延する。冷間加工では、冷間での圧延を、１回又は複数回のパスで行う。
本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法及び本発明のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方を行う。つまり、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法及び本発明のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、中間焼鈍及び最終焼鈍のうち、中間焼鈍のみを行ってもよいし、最終焼鈍のみを行ってもよいし、中間焼鈍と最終焼鈍の両方を行ってもよい。なお、冷間加工のパス間に行う焼鈍が中間焼鈍であり、また、冷間加工の最終のパスの後に行う焼鈍が最終焼鈍である。
冷間加工において、複数回のパスで冷間圧延を行う場合、パス間に、中間焼鈍を行うことができる。中間焼鈍の最高到達温度は、１５０〜４５０℃、また、中間焼鈍の時間は、０．５〜１０時間である。
冷間加工後に、最終焼鈍を行ってもよい。最終焼鈍では、冷間加工を行い得られる冷間圧延物を、最高到達温度１５０〜４５０℃で、０．５〜１０時間、焼鈍する。
そして、本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、熱間加工の後、冷間加工の後、中間焼鈍の後、及び最終焼鈍の後のうちの少なくともいずれかで、酸洗浄により表面をエッチング処理するのが好ましい。つまり、本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、アルミニウム合金クラッドフィン材の製造工程のうち、熱間加工の後か、冷間加工の後か、中間焼鈍の後か、最終焼鈍の後か、のいずれかの過程で、少なくとも１回は酸洗浄によるエッチング処理を行う。また、本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、２回以上酸洗浄によるエッチング処理を行うことができる。そして、本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、熱間加工の後に酸洗浄によるエッチング処理を行うことが、製造コストが低くなる点で好ましい。
本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法に係るエッチング処理は、材料の表面を、フッ酸などの錯形成剤を含有する酸と硫酸や硝酸などの酸化性の酸の１種又は２種以上の混合液により洗浄して、ろう付性を阻害する酸化皮膜や汚れを除去する処理である。
酸洗浄に用いられる洗浄液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸及びフッ酸のうち１種または２種以上を含む水溶液が挙げられる。酸化皮膜を脆弱化する効果をより高める観点からは、酸として、フッ酸を含む水溶液を使用することが好ましく、フッ酸と、フッ酸以外の無機酸とを含む硝酸とを含む水溶液またはフッ酸と硫酸とを含む水溶液を使用することがより好ましい。無機酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸及びリン酸などの酸から選択される１種または２種以上が使用される。無機酸としては、硝酸または硫酸を使用することが特に好ましい。酸洗浄の条件は、エッチングされる量が、０．０５〜２．００ｇ／ｍ２であることが好ましい。エッチング量を０．０５ｇ／ｍ２以上、より好ましくは０．１０ｇ／ｍ２以上とすることにより、クラッド板の表面に存在する酸化皮膜を十分に脆弱化し、後に行う冷間圧延において酸化皮膜をより容易に分断することができる。また、エッチング量を２．００ｇ／ｍ２以下、より好ましくは０．５０ｇ／ｍ２以下とすることにより、酸化皮膜を十分に脆弱化しつつ、エッチングに要する時間を短縮し、生産性をより向上させることができる。
不活性ガス中でフラックスを用いないろう付（フラックスフリーろう付）の場合には、製造工程において、ろう付性を阻害する酸化皮膜や汚れを除去するのが好ましい。そこで、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法では、熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後及び最終焼鈍後のうち、少なくともいずれかで、１回は酸洗浄によるエッチング処理を行い、材料表面のろう付性を阻害する酸化皮膜や汚れを除去する。
このようにして、本発明のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を行うことにより、アルミニウム合金クラッドフィン材を得る。また、本発明のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法を行うことにより、フラックスフリーろう付用としてより好ましいアルミニウム合金クラッドフィン材を得る。
以下に、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
表１のクラッドフィンの心材用鋳塊と比較となるベアフィン用鋳塊を、表２の皮材用鋳塊を連続鋳造により造塊した。クラッドフィンについては、心材用鋳塊を所定の厚さまで面削し、皮材用鋳塊については所定厚さまで熱間圧延し、それぞれの材料を表３に示す組み合わせで積層して、熱間圧延、冷間圧延１、中間焼鈍、冷間圧延２を経て厚さ０．１ｍｍとした。このとき、クラッド率は全て１０％とした。
作成したクラッドフィンをコルゲート加工し、相手材に見立てた心材がＡｌ−０．５Ｃｕ−１．２Ｍｎ、皮材がＡｌ−１０Ｓｉで皮材のクラッド率を１０％にした厚さ０．３ｍｍのブレージングシートを図１の通り組み付けてフラックスを塗布した後、不活性ガス中において６００℃でろう付した。
ブレージングシートの心材面側をシリコーン樹脂でマスキングした後、９７５ｐｐｍ塩化物イオン、３００ｐｐｍ硫酸イオン、１５０ｐｐｍ鉄イオン（３価）、５ｐｐｍ銅イオン（２価）を含む水溶液中に温度サイクル８８℃で８ｈ保持した後室温で１６ｈ保持するサイクルで２４０ｈ浸漬した後、質量減少量を測定するとともにブレージングシートの貫通有無を観察した。質量減少量は腐食試験前試験片の質量から試験後腐食生成物を除去した試験片の質量を減じて、試験面積で除したものである。質量減少量と貫通有無の観察結果を表３に合わせて示す。質量減少量とブレージングシートの貫通有無に関して、本発明例と比較例については、本発明のクラッドフィンの心材とベアフィン材のそれぞれのＺｎ含有量が同じもの同士で対比している。これは、Ｚｎ濃度によっても自己耐食性が変化するため、クラッドフィンとベアフィンの性能を同じ前提条件のもとで比較するためである。質量減少量は心材と同じＺｎ含有量のベアフィンに対して７０％以下のものを〇とし、７０％超えるものは×とした。
Figure 2020139217
Figure 2020139217
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試験体Ｃ４は皮材をクラッドしていないため自己耐食性が低下し、また、犠牲陽極効果が十分発揮されず、ブレージングシートに貫通が生じた。Ｃ６は皮材をクラッドしていないため自己耐食性が低下した。試験体Ｃ７は皮材のＳｉ含有量が範囲外であり自己耐食性が低下した。Ｃ８は皮材のＦｅ含有量が範囲外であり自己耐食性が低下した。Ｃ９は心材のＳｉ、Ｆｅ含有量が範囲外であり自己耐食性が低下した。
以上、本発明について、上記実施形態および実施例に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態および実施例の内容に限定されるものではなく、本願発明を逸脱しない限りは、上記実施形態および実施例の内容を適宜変更することができる。

Claims (12)

  1. Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材の両面に、Ａｌ−Ｚｎ系合金からなる皮材がクラッドされているクラッド材であり、
    該心材は、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
    該心材のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：
    （ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、
    （ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
    （ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、
    のうちのいずれか一つを満たし、
    該皮材は、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５質量％以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
    該皮材のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０.０１質量％以上であること、
    を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材。
  2. 前記心材が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を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クラッドフィン材。
  3. 前記皮材が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のアルミニウム合金クラッドフィン材。
  4. 前記クラッド材が、少なくとも熱間加工後、冷間加工後、中間焼鈍後、及び最終焼鈍後のいずれかで、酸洗浄により表面がエッチング処理されたものであり、
    フラックスフリーろう付用であること、
    を特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のアルミニウム合金クラッドフィン材。
  5. 前記酸処理によるエッチング処理が、熱間加工後に行われたものであることを特徴とする請求項４記載のアルミニウム合金クラッドフィン材。
  6. 心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
    該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５％質量以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であること、
    を特徴とするアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  7. 前記心材用鋳塊が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  8. 前記皮材用鋳塊が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項６又は７いずれか１項記載のアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  9. 心材用鋳塊の両面に皮材用鋳塊を積層した積層物の熱間加工と、冷間加工と、中間焼鈍及び最終焼鈍のうちのいずれか一方又は両方と、を行いアルミニウム合金クラッドフィン材を得るアルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法であって、
    該心材用鋳塊が、０．４０〜１．４０質量％のＭｎを含有し、Ｆｅ及びＳｉを含有し、Ｚｎが５．５０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材用鋳塊のＦｅ含有量及びＳｉ含有量が、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）：（ｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％以下であること、（ｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、（ｉｉｉ）Ｆｅの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であり、且つ、Ｓｉの含有量が０．３０質量％を超え１．２０質量％以下であること、のうちのいずれか一つを満たし、該皮材用鋳塊が、０．０１〜５．５０質量％のＺｎを含有し、Ｆｅが０．３５％質量以下に制限され、Ｓｉが０．３０質量％以下に制限されており、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｘ）と該心材用鋳塊のＺｎ含有量（Ｙ）との差（Ｘ−Ｙ）が０．０１質量％以上であり、
    該熱間加工の後、該冷間加工の後、中間焼鈍の後、及び該最終焼鈍の後のうちの少なくともいずれかで、酸洗浄により表面をエッチング処理すること、
    を特徴とするフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  10. 前記心材用鋳塊が、更に、０．０５質量％未満のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項９記載のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  11. 前記皮材用鋳塊が、更に、０．１０質量％未満のＭｎ、０．０５質量％以下のＣｕ、１．００質量％以下のＭｇ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＳｎ及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項９又は１０いずれか１項記載のフラックスフリーろう付用アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
  12. 前記酸洗浄によるエッチング処理を、前記熱間加工後に行うことを特徴とする請求項９〜１１いずれか１項記載のフラックスフリーろう付アルミニウム合金クラッドフィン材の製造方法。
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