JP2022044503A - Aluminum brazing sheet and aluminum member brazing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラックスを用いることなく減圧を伴わない非酸化性雰囲気中でろう付を行う場合に用いるアルミニウムブレージングシート及びアルミニウム部材のろう付方法に関するものである。 The present invention relates to an aluminum brazing sheet and an aluminum member brazing method used when brazing is performed in a non-oxidizing atmosphere without using flux and without decompression.
自動車用熱交換器をはじめとしたろう付分野において、アルミニウム合金ろう材を用いたフラックスフリーろう付工法が種々提案されている。
フラックスフリーろう付は、ろう材中に添加したＭｇによる、Ａｌ酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）の還元分解作用によって接合を可能としている（例えば特許文献１、２参照）。
In the field of brazing such as heat exchangers for automobiles, various flux-free brazing methods using aluminum alloy brazing materials have been proposed.
Flux-free brazing enables bonding by the reducing decomposition action of the Al oxide film (Al 2 O 3 ) by Mg added in the brazing material (see, for example,
フラックスフリーろう付は、積層構造などの閉塞部の接合ではろう材への適切な量のＭｇ添加により良好な接合性が得られている。しかし、フィン／チューブなどの開放部を有する継手構造では、ろう付熱処理中に雰囲気により再酸化が生じてしまうため、接合性と安定性が低下する問題がある。そのため、一般的な熱交換器に広く適用するためには、さらなる技術の向上が必要である。 In flux-free brazing, good bonding properties are obtained by adding an appropriate amount of Mg to the brazing material when joining closed parts such as laminated structures. However, in a joint structure having an open portion such as a fin / tube, reoxidation occurs due to the atmosphere during brazing heat treatment, so that there is a problem that bondability and stability are deteriorated. Therefore, further technical improvement is required in order to widely apply it to general heat exchangers.
フラックスフリーろう付においては、ろう材中に添加したＭｇがＡｌ酸化皮膜（Ａｌ２Ｏ３）を還元分解し、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を形成する。スピネルは、アルミニウムの初期酸化皮膜であるＡｌ２Ｏ３よりも体積が小さいため、スピネル形成時にアルミニウムの酸化皮膜を収縮させるため、溶融したアルミニウムろう材の新生面を露出させることができ、ろう付接合を可能とする。 In flux-free brazing, Mg added to the brazing material reduces and decomposes the Al oxide film (Al 2 O 3 ) to form spinel (Mg Al 2 O 4 ). Since spinel has a smaller volume than Al 2 O 3 which is the initial oxide film of aluminum, the oxide film of aluminum shrinks during spinel formation, so that the new surface of the molten aluminum brazing material can be exposed, and brazing bonding is possible. Is possible.
上記に関して本発明者らが研究したところ、スピネルの形成が開始される温度は、ろう材の融点よりも低温であるため、早期にスピネル化が進み過ぎると、スピネル化により露出したろう材の新生面が再酸化してしまい、ろう付接合性が低下することが判明した。
また、再酸化された酸化皮膜の一部もろう溶融時にスピネルを形成するが、形成されたスピネル量が多すぎると、スピネルはこれ以上分解することが出来ないため、スピネルの粒子によってろうの流動が阻害され、ろう付接合性が低下することを知見した。
According to the research by the present inventors regarding the above, the temperature at which the formation of spinel is started is lower than the melting point of the brazing material. Was reoxidized, and it was found that the brazing bondability was reduced.
In addition, a part of the reoxidized oxide film also forms spinel when the brazing melts, but if the amount of spinel formed is too large, the spinel cannot be further decomposed, so that the flow of the brazing is caused by the particles of the spinel. Was inhibited, and it was found that the brazing bondability was reduced.
さらに、本発明者らが研究したところ、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材に添加されているＭｇを、材料の製造工程や添加元素により化合物化し、その粒子サイズを制御することで、ろう材中に固溶しているＭｇ量を減らし、ろう付熱処理中のろう溶融温度以下におけるスピネル生成量を低減させることで、良好なろう付接合性が得られることを見出した。 Furthermore, as a result of research by the present inventors, Mg added to an Al—Si—Mg-based brazing material is compounded by the material manufacturing process and additive elements, and the particle size thereof is controlled in the brazing material. It has been found that good brazing bondability can be obtained by reducing the amount of Mg that is solidly dissolved in the aluminum and reducing the amount of spinel produced below the brazing melting temperature during the brazing heat treatment.
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、ろう付熱処理過程における材料表面におけるスピネル化を制御することで、ろう付性を向上することができる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の一つとしている。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an aluminum brazing sheet capable of improving brazing property by controlling spinelization on a material surface in a brazing heat treatment process. It is one.
（１）本形態に係るアルミニウムブレージングシートは、少なくとも心材及びろう材の二層以上の複層構造を有するアルミニウムブレージングシートであって、質量％で、Ｍｇを０．１０～２．０％、Ｓｉを１．５～１４．０％含有するＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材が上記心材の片面または両面に前記複層構造の最表面に位置するようにクラッド層として配置され、上記ろう材の表層面方向の観察において示されるスピネルの面積率が７０％を超える際の温度が、上記ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内であることを特徴とする。 (1) The aluminum brazing sheet according to the present embodiment is an aluminum brazing sheet having a multi-layer structure of at least two or more layers of a core material and a brazing material, and has a mass% of Mg of 0.10 to 2.0% and Si. An Al—Si—Mg-based brazing material containing 1.5 to 14.0% of the above is arranged as a clad layer on one side or both sides of the core material so as to be located on the outermost surface of the multi-layer structure, and is the surface of the brazing material. It is characterized in that the temperature when the area ratio of the spinel shown in the observation in the layer surface direction exceeds 70% is within −40 ° C. with respect to the solidus line temperature of the brazing filler metal.
（２）本形態に係るアルミニウムブレージングシートにおいて、上記ろう材に含まれるＭｇを含有する化合物であって、表層面方向の観察において１００００μｍ２あたりに、円相当径で０．２０μｍ以下のサイズを有する化合物が５０個未満、円相当径で０．５０μｍ以上のサイズを有する化合物が２５０個／Ｍｇ（上記化合物の個数を上記ろう材のＭｇ添加量の数値で除したパラメーター）以上であることを特徴とする。
ただし、上記パラメーターは、ろう材０．１％Ｍｇで２５個あった場合２５０個／Ｍｇとなり、同様に、ろう材０．６％Ｍｇで１５０個あった場合２５０個／Ｍｇとなる。
(2) In the aluminum brazing sheet according to the present embodiment, the Mg-containing compound contained in the brazing filler metal has a size of 0.20 μm or less in a circle-equivalent diameter per 10,000 μm 2 when observed in the surface layer direction. The feature is that the number of compounds is less than 50, and the number of compounds having a size equivalent to a circle of 0.50 μm or more is 250 / Mg (a parameter obtained by dividing the number of the compounds by the numerical value of the amount of Mg added to the brazing material) or more. And.
However, the above parameter is 250 pieces / Mg when there are 25 pieces of the brazing material 0.1% Mg, and similarly, 250 pieces / Mg when there are 150 pieces of the brazing material 0.6% Mg.
（３）本形態に係るアルミニウムブレージングシートは、上記ろう材において、さらに、質量％でＢｉを０．０１～０．４％含有することが好ましい。 (3) The aluminum brazing sheet according to the present embodiment preferably further contains 0.01 to 0.4% of Bi in mass% in the brazing material.
（４）本形態に係るアルミニウム部材のろう付方法は、（１）～（３）のいずれかに記載のアルミニウムブレージングシートを用い、酸素濃度３００ｐｐｍ以下の非酸化性ガス雰囲気中で、加熱温度５５９～６３０℃において、フラックスを用いることなくアルミニウム部材同士の接合を行うことを特徴とする。 (4) The method for brazing an aluminum member according to this embodiment uses the aluminum brazing sheet according to any one of (1) to (3), and has a heating temperature of 559 in a non-oxidizing gas atmosphere having an oxygen concentration of 300 ppm or less. It is characterized in that aluminum members are joined to each other at ~ 630 ° C. without using flux.
本発明によれば、ろう材に含まれているＭｇを一部化合物の状態とて析出させ、材料製造工程や添加元素によりその化合物サイズおよび数密度を制御し、ろう付熱処理過程におけるろう材表面におけるスピネル化を制御したブレージングシートを提供することができる。
これにより、フラックスを用いることなく良好なろう付性を得ることができるアルミニウムブレージングシートを提供することができる。
更に、このアルミニウムブレージングシートを用いるならば、フラックスを用いることなくアルミニウム部材同士を良好なろう付性でもって接合することができるろう付方法を提供できる。
According to the present invention, Mg contained in a brazing material is precipitated as a part of a compound, and the compound size and number density are controlled by a material manufacturing process and additive elements, and the brazing material surface in a brazing heat treatment process is performed. It is possible to provide a brazing sheet in which the spinelization in the control is controlled.
This makes it possible to provide an aluminum brazing sheet capable of obtaining good brazing property without using flux.
Further, if this aluminum brazing sheet is used, it is possible to provide a brazing method capable of joining aluminum members with good brazing property without using flux.
以下、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施形態のブレージングシートは、少なくとも心材及びろう材の二層以上の複層構造を有するアルミニウムブレージングシートである。
上記心材の片面または両面に前記複層構造の最表面に位置するように配置されたろう材（クラッド層）は、質量％で、Ｍｇを０．１０～２．０％、Ｓｉを１．５～１４．０％含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材である。また、所望により上記元素に加え、Ｂｉを質量％で０．０１～０．４％含有するＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｂｉ系ろう材であってもよい。
上記Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材は、ろう付熱処理中に材料表面に形成されるスピネルの面積率が、表層面方向の観察において、７０％を超える温度が、上記ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内であることを特徴とする。
なお、本願明細書に記載の数値範囲において「～」を用いて上限値と下限値を規定した場合、特に表記しない限り、以上、以下を意味する。よって、例えば、０．１０～２．０％は０．１０％以上２．０％以下を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments.
The brazing sheet of the present embodiment is an aluminum brazing sheet having a multi-layer structure of at least two or more layers of a core material and a brazing material.
The brazing material (clad layer) arranged on one side or both sides of the core material so as to be located on the outermost surface of the multi-layer structure is 0.10 to 2.0% by mass of Mg and 1.5 to 1.5% of Si. It is an Al—Si—Mg-based brazing material containing 14.0% and having a composition in which the balance is Al and unavoidable impurities. Further, if desired, an Al—Si—Mg—Bi-based brazing material containing 0.01 to 0.4% by mass of Bi in addition to the above elements may be used.
In the Al—Si—Mg-based brazing material, the temperature at which the area ratio of spinel formed on the surface of the material during the brazing heat treatment exceeds 70% when observed in the surface direction is the solidus temperature of the brazing material. It is characterized by being within −40 ° C.
In addition, when the upper limit value and the lower limit value are specified by using "-" in the numerical range described in the present specification, the above means the following unless otherwise specified. Therefore, for example, 0.10 to 2.0% means 0.10% or more and 2.0% or less.
本形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、質量％で、Ｍｎ：０．１～３．０％、Ｓｉ：０．１～１．２％、Ｃｕ：０．１～３．０％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成に調製したアルミニウム合金を用いることができる。心材用アルミニウム合金には、その他に、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂｉなどを既知の量で含有してもよい。 The aluminum alloy for core material of this embodiment contains, for example, Mn: 0.1 to 3.0%, Si: 0.1 to 1.2%, and Cu: 0.1 to 3.0% in mass%. , An aluminum alloy prepared to have a composition in which the balance is Al and unavoidable impurities can be used. In addition, the aluminum alloy for the core material may contain Si, Mn, Fe, Mg, Bi and the like in a known amount.
本実施形態において、心材用アルミニウム合金の組成は特に限定されるものではないが、Ｍｇ２Ｓｉなどを微細析出させることで材料の大幅な高強度化が図れるため、ＭｇとＳｉを積極添加した合金を好適に用いることができる。
従来のフッ化物系フラックスを用いるろう付方法は、フラックスがＭｇと反応して高融点のフッ化Ｍｇを生成し不活性化するため、ろう付性が低下することや、この反応によりＭｇを消費するため、高強度Ｍｇ添加合金に適用することが難しかったが、フラックスフリーろう付では高強度Ｍｇ添加合金が利用可能となる。
In the present embodiment, the composition of the aluminum alloy for the core material is not particularly limited, but since the material can be significantly increased in strength by finely precipitating Mg 2 Si and the like, the alloy to which Mg and Si are positively added is achieved. Can be preferably used.
In the conventional brazing method using a fluoride-based flux, the flux reacts with Mg to generate high-melting fluoride Mg and inactivates it, so that the brazing property is lowered and Mg is consumed by this reaction. Therefore, it was difficult to apply it to high-strength Mg-added alloys, but high-strength Mg-added alloys can be used for flux-free brazing.
なお、ろう材と心材の間にろう材として機能する中間層を設けた構成を採用してもよい。
さらに、Ｚｎが添加されたアルミニウム合金を犠牲防食層として、ろう材がクラッドされていない心材表面にクラッドしてもよい。
本実施形態のアルミニウムブレージングシートは、ろう材/心材/犠牲材/ろう材の四層構造でも良いし、ろう材/犠牲材/心材/犠牲材/ろう材の五層構造であっても良い、また、第１のろう材／第２のろう材／心材／ろう材の四層構造、あるいは、第１のろう材／第２のろう材／犠牲材／心材／犠牲材／ろう材の六層構造など、クラッド構成は特に限定されるものではない。
本実施形態のアルミニウムブレージングシートは、シート状の心材と上述のろう材、犠牲材などとのクラッド圧延によりシート状に製造される。このアルミニウムブレージングシートにおいて、ろう材と犠牲材はクラッド層として心材に積層される。
In addition, a configuration in which an intermediate layer functioning as a brazing material is provided between the brazing material and the core material may be adopted.
Further, the aluminum alloy to which Zn is added may be used as a sacrificial anticorrosion layer and clad on the surface of the core material to which the brazing material is not clad.
The aluminum brazing sheet of the present embodiment may have a four-layer structure of brazing material / core material / sacrificial material / brazing material, or may have a five-layer structure of brazing material / sacrificial material / core material / sacrificial material / brazing material. Further, a four-layer structure of a first brazing material / a second brazing material / a core material / a brazing material, or a six-layer structure of a first brazing material / a second brazing material / a sacrificial material / a core material / a sacrificial material / a brazing material. The clad structure, such as the structure, is not particularly limited.
The aluminum brazing sheet of the present embodiment is manufactured in the form of a sheet by clad rolling of a sheet-shaped core material and the above-mentioned brazing material, sacrificial material, or the like. In this aluminum brazing sheet, the brazing material and the sacrificial material are laminated on the core material as a clad layer.
以下、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材のＭｇ含有量とＳｉ含有量、その他、望ましい添加元素の含有量について各々説明する。
「Ｍｇ：０．１０～２．０％」
Ｍｇは、Ａｌ酸化皮膜をスピネル化（還元分解）することで新生面を露出させ、フラックスフリーろう付を実現するためにろう材に含有させる。ただし、Ｍｇ含有量が上記下限未満であるとろう付効果が不十分であり、上限を超えるとろう付効果が飽和する上に、材料が硬く脆くなるため、製造が困難になる。上記理由によりＭｇ含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で、Ｍｇ含有量の下限を０．１％、上限を１．５％とするのがより望ましい。
Hereinafter, the Mg content and Si content of the Al—Si—Mg-based brazing material, and the content of other desirable additive elements will be described.
"Mg: 0.10 to 2.0%"
Mg is contained in the brazing material in order to expose the new surface by spinelizing (reducing decomposition) the Al oxide film and to realize flux-free brazing. However, if the Mg content is less than the above lower limit, the brazing effect is insufficient, and if it exceeds the upper limit, the brazing effect is saturated and the material becomes hard and brittle, which makes production difficult. For the above reasons, the Mg content is set in the above range. For the same reason, it is more desirable to set the lower limit of the Mg content to 0.1% and the upper limit to 1.5%.
「Ｓｉ：１．５～１４．０％」
Ｓｉは、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材に添加されたＭｇと化合物を形成することで、ろう材中に固溶しているＭｇを低減させ、ろう付熱処理時の早期スピネル化を抑制する。また、Ｓｉは、ろう付時に溶融ろうを形成し、ろう付接合部のフィレットを形成するので必要量含有させる。ただし、Ｓｉ含有量が下限未満であるとＭｇと十分に化合物を形成せず、フィレットを形成するための溶融ろうも不足するため、ろう付性が低下する。また、Ｓｉ含有量が上記範囲の上限を超えると早期スピネル化抑制効果とフィレット形成効果が飽和する上に、材料が硬く脆くなるため製造が困難になる。上記理由によりＭｇ含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で、下限を５．０％、上限を１２．５％とするのが望ましい。
"Si: 1.5-14.0%"
Si forms a compound with Mg added to the Al—Si—Mg-based brazing material to reduce the amount of Mg dissolved in the brazing material and suppress early spinelization during brazing heat treatment. Further, Si forms a molten braze at the time of brazing and forms a fillet of the brazed joint portion, so that it is contained in a required amount. However, if the Si content is less than the lower limit, the compound is not sufficiently formed with Mg, and the molten brazing for forming the fillet is also insufficient, so that the brazing property is lowered. Further, when the Si content exceeds the upper limit of the above range, the effect of suppressing early spinelization and the effect of forming fillets are saturated, and the material becomes hard and brittle, which makes production difficult. For the above reasons, the Mg content is set in the above range. For the same reason, it is desirable that the lower limit is 5.0% and the upper limit is 12.5%.
「Ｂｉ：０．０１～０．４％」
Ｂｉは、ろう材に添加されたＭｇと化合物を形成することで、ろう材中に固溶しているＭｇを低減させ、ろう付熱処理時の早期スピネル化を抑制する。さらに、Ｂｉは溶融ろうの表面張力を低下させることで隙間充填性を向上させる。但し、Ｂｉ含有量が過小であると、効果が不十分であり、一方、過剰にＢｉを含有すると、早期スピネル化抑制効果と隙間充填性効果が飽和するだけでなく、材料表面でＢｉの酸化物が生成し易くなり、ろう付接合が阻害される。このため、Ｂｉの含有量を上記範囲に定める。
なお、同様の理由によりＢｉ含有量の下限を０．０５％、上限を０．３％とするのが望ましい。
"Bi: 0.01-0.4%"
By forming a compound with Mg added to the brazing material, Bi reduces the amount of Mg dissolved in the brazing material and suppresses early spinelization during brazing heat treatment. Further, Bi improves the gap filling property by lowering the surface tension of the molten wax. However, if the Bi content is too small, the effect is insufficient, while if the Bi content is excessive, not only the early spinelization suppressing effect and the gap filling effect are saturated, but also the Bi oxidation on the material surface. It becomes easy to form an object, and brazing joining is hindered. Therefore, the Bi content is set within the above range.
For the same reason, it is desirable that the lower limit of the Bi content is 0.05% and the upper limit is 0.3%.
また、本実施形態においてろう材には、他の元素として、各々０．３％以下のＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂなどの一種以上を含有してもよい。 Further, in the present embodiment, the brazing filler metal may contain one or more of Ca, Sr, Ba, Sb and the like as other elements of 0.3% or less.
「ろう付熱処理中に材料表面に形成されるスピネルの面積率が７０％を超える温度が、上記ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内」
ろう付熱処理中には、ろう材に固溶しているＭｇが材料表面に存在しているＡｌ酸化皮膜を還元分解し、スピネルを形成する。スピネルの形成が開始される温度は、一般にろう溶融温度以下であることから、ろう溶融前に過剰にスピネルが生成してしまうと、スピネル粒子によってろうの流動が阻害され、ろう付接合性が低下する。
さらに、ろう付熱処理時に早期にスピネル化が進行してしまうと、スピネル化によって生じたＡｌの新生面が再酸化してしまうため、ろう付接合性が低下する。そのため、ろう付熱処理中に材料表面に形成されるスピネルの面積率が７０％を超える温度が、ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内とすることで、過剰なスピネルの形成、および再酸化を抑制することができ、これらによりろう付性を向上させる。
"The temperature at which the area ratio of spinel formed on the surface of the material during the brazing heat treatment exceeds 70% is within -40 ° C with respect to the solid phase temperature of the brazing material."
During the brazing heat treatment, Mg dissolved in the brazing material reduces and decomposes the Al oxide film existing on the surface of the material to form spinel. Since the temperature at which spinel formation starts is generally lower than the brazing melting temperature, if excessive spinel is generated before brazing melting, the spinel particles inhibit the flow of the brazing and the brazing bondability deteriorates. do.
Further, if spinelization proceeds at an early stage during the brazing heat treatment, the new surface of Al generated by the spinelization is reoxidized, so that the brazing bondability is deteriorated. Therefore, the temperature at which the area ratio of spinel formed on the surface of the material during the brazing heat treatment exceeds 70% is within -40 ° C with respect to the solidus temperature of the brazing material, so that excessive spinel is formed. And reoxidation can be suppressed, thereby improving brazing property.
ろう材表面のスピネルの面積率は、ろう材表面層を機械研磨あるいはバフ研磨などにより鏡面加工し、加工面について、Ｅ－ＳＥＭ（環境制御走査型電子顕微鏡）などを用いて３０００倍などの倍率で二次電子像を得、この二次電子像から析出物を除いたアルミニウム母材中に生成するスピネルを観察することで求めることができる。二次電子像について、画像解析ソフトを用いてアルミニウム母材中に生成するスピネルの面積率を求め、視野全体の面積の７０％を超える時点の温度をスピネル化温度と定義することができる。 The area ratio of the spinel on the surface of the brazing material is such that the surface layer of the brazing material is mirror-processed by mechanical polishing or buffing, and the processed surface is magnified to 3000 times using an E-SEM (environmental control scanning electron microscope) or the like. It can be obtained by obtaining a secondary electron image in the above and observing the spinnel formed in the aluminum base metal from which the precipitate is removed from the secondary electron image. For the secondary electron image, the area ratio of spinel generated in the aluminum base material can be obtained using image analysis software, and the temperature at a time point exceeding 70% of the area of the entire field can be defined as the spinelization temperature.
前述のスピネル化温度を求めたならば、該当するろう材の個相線温度と対比し、スピネル化温度が、上記ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内であるか否か把握することができる。ろう材の固相線温度は、例えば、ＴＧ－ＤＴＡ測定（熱重量・示差熱測定）により求めることができる。 If the above-mentioned spinelization temperature is obtained, compare it with the individual phase line temperature of the corresponding brazing material and grasp whether or not the spinelization temperature is within -40 ° C with respect to the solid-phase line temperature of the above-mentioned brazing material. can do. The solid phase temperature of the brazing filler metal can be determined by, for example, TG-DTA measurement (thermogravimetric / differential thermal measurement).
「Ｍｇを含有する化合物：円相当径０．２０μｍ以下のＭｇ含有化合物が５０個未満（/１００００μｍ２）」
ろう材に添加されたＭｇは、材料の製造工程や添加元素により化合物を形成するが、ろう付熱処理過程で、化合物は再度ろう材中に固溶する。また、Ｍｇを含有する化合物のサイズが小さいものほど容易に固溶しやすい。そのため、Ｍｇを含有する化合物のうち、円相当径０.２０μｍ以下の大きさであるものを５０個未満とすることで、ろう付熱処理過程におけるＭｇの再固溶を抑制し早期スピネル化を抑制することができ、これによりろう付接合性が向上する。
Ｍｇを含有する化合物とは、Ｍｇ－Ｓｉ系化合物、Ｍｇ－Ｂｉ系化合物、Ａｌ－Ｍｇ系化合物（例えば、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ３Ｂｉ２、Ａｌ３Ｍｇ２など）などを例示することができる。
Ｍｇを含有する化合物の粒径の測定は、ろう材最表面層を砥粒を用いた研磨法で必要厚さ研磨し、研磨面に対し表層面方向からＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）などの分析装置を用いて粒子解析を行うことで実施できる。
この方法により、円相当径０．２０μｍ以下のＭｇ含有化合物数と、後述する円相当径０．５０μｍ以上のＭｇ含有化合物数を計測することができる。
"Mg-containing compounds: Less than 50 Mg-containing compounds with a circle-equivalent diameter of 0.20 μm or less (/ 10000 μm 2 )"
The Mg added to the brazing material forms a compound by the manufacturing process of the material and the added element, and the compound is solid-solved in the brazing material again in the brazing heat treatment process. Further, the smaller the size of the compound containing Mg, the easier it is to dissolve in solid solution. Therefore, among the compounds containing Mg, by reducing the number of compounds having a diameter equivalent to a circle of 0.20 μm or less to less than 50, resolidification of Mg in the brazing heat treatment process is suppressed and early spinel formation is suppressed. This can improve brazing bondability.
Examples of the Mg-containing compound include Mg-Si compounds, Mg-Bi compounds, Al-Mg compounds (for example, Mg 2 Si, Mg 3 Bi 2 , Al 3 Mg 2 and the like). ..
To measure the particle size of the Mg-containing compound, the outermost surface layer of the brazing material is polished to the required thickness by a polishing method using abrasive grains, and analysis such as EPMA (electron probe microanalyzer) is performed from the surface direction of the polished surface. It can be carried out by performing particle analysis using an apparatus.
By this method, the number of Mg-containing compounds having a circle-equivalent diameter of 0.20 μm or less and the number of Mg-containing compounds having a circle-equivalent diameter of 0.50 μm or more, which will be described later, can be measured.
「Ｍｇを含有する化合物：円相当径０．５０μｍ以上が２５０個／Ｍｇ以上（／１００００μｍ２）」
Ｍｇを含有する化合物が少ない場合に、添加したＭｇは金属素地（アルミニウム合金母材）に多く固溶している状態となる。その場合に早期スピネル化が生じてろう付接合性が低下する。したがって、粗大なＭｇを含有する化合物の状態にして析出させておくことで、アルミニウム素地に対する固溶Ｍｇ量が減少し、ろう付接合性が向上する。円相当径で０．５０μｍ以上のサイズを有するＭｇ含有化合物が２５０個／Ｍｇ（化合物の個数をろう材Ｍｇ添加量の数値で除したパラメーター）以上であることが望ましい。
上記パラメーターは、ろう材０．１％Ｍｇで２５個あった場合２５０個／Ｍｇとなり、同様に、ろう材０．６％Ｍｇで１５０個あった場合２５０個／Ｍｇとなる。
"Compound containing Mg: 250 pieces / Mg or more (/ 10000 μm 2 ) with a circle equivalent diameter of 0.50 μm or more"
When the amount of the compound containing Mg is small, the added Mg is in a state of being dissolved in a large amount in the metal base material (aluminum alloy base material). In that case, early spinelization occurs and the brazing bondability deteriorates. Therefore, by precipitating the compound in the state of a compound containing coarse Mg, the amount of solid solution Mg with respect to the aluminum substrate is reduced, and the brazing bondability is improved. It is desirable that the number of Mg-containing compounds having a diameter equivalent to a circle and having a size of 0.50 μm or more is 250 / Mg (a parameter obtained by dividing the number of compounds by the numerical value of the amount of brazing filler metal added) or more.
The above parameters are 250 pieces / Mg when there are 25 pieces of the brazing material 0.1% Mg, and similarly, 250 pieces / Mg when there are 150 pieces of the brazing material 0.6% Mg.
ただし、元々、ろう材にＭｇ添加量が少ない場合、Ｍｇを含有する化合物の生成量が少なくても固溶Ｍｇ量は少ない状態となっている。一方、添加Ｍｇ量が多い場合には、Ｍｇを含有する化合物を多量に生成させていないと固溶Ｍｇ量を少なくできない。
したがって、粗大なＭｇを含有する化合物の数密度のしきい値は、ろう材Ｍｇ添加量によって変化する。そのため、Ｍｇ添加量と早期スピネル化を抑制するためのＭｇを含有する化合物の数を調査した結果、Ｍｇを含有する化合物の数密度が２５０個／Ｍｇ以上（／１００００μｍ２）であれば、素地に固溶しているＭｇが減少し、良好なろう付接合性が得られたため、上述の範囲を規定した。
However, when the amount of Mg added to the brazing filler metal is originally small, the amount of solid solution Mg is small even if the amount of the compound containing Mg is small. On the other hand, when the amount of added Mg is large, the amount of solid solution Mg cannot be reduced unless a large amount of the compound containing Mg is produced.
Therefore, the threshold value of the number density of the compound containing coarse Mg changes depending on the amount of brazing filler metal added. Therefore, as a result of investigating the amount of Mg added and the number of compounds containing Mg for suppressing early spinelization, if the number density of the compounds containing Mg is 250 / Mg or more (/ 10000 μm 2 ), the substrate is used. Since the amount of Mg dissolved in the solid solution decreased and good brazing bondability was obtained, the above range was defined.
「ブレージングシートの製造方法」
これら心材を構成する合金とろう材を構成する合金に対し、熱間圧延を行うことにより心材の一方または両方の面に、ろう材を重ね合わせて接合した複層構造のクラッド材を得ることができる。
熱間圧延では、仕上げ温度を設定することができる。通常熱間圧延は５００℃前後の高温で負荷されるが、圧延終了後に圧延材はコイル化され、室温まで冷却される。この場合、熱間圧延の仕上げ温度により高温で保持される時間が変わるため、Ｍｇを含有する化合物の析出挙動に影響を及ぼす。
例えば、仕上げ温度が高く、冷却速度が遅い場合には、Ｍｇを含有する化合物が粗大かつ多量に析出する。
具体的に、熱間圧延の仕上げ温度は３００～４００℃の範囲、冷却速度は３０℃／ｈ以下で実施することが好ましい。
"Manufacturing method of brazing sheet"
By hot rolling the alloys constituting the core material and the alloys constituting the brazing material, it is possible to obtain a clad material having a multi-layer structure in which the brazing material is laminated and joined to one or both surfaces of the core material. can.
In hot rolling, the finishing temperature can be set. Normally, hot rolling is loaded at a high temperature of about 500 ° C., but after the rolling is completed, the rolled material is coiled and cooled to room temperature. In this case, the time held at a high temperature changes depending on the finishing temperature of hot rolling, which affects the precipitation behavior of the compound containing Mg.
For example, when the finishing temperature is high and the cooling rate is slow, the compound containing Mg is deposited in a coarse and large amount.
Specifically, it is preferable that the finishing temperature of hot rolling is in the range of 300 to 400 ° C. and the cooling rate is 30 ° C./h or less.
クラッド材は、熱間圧延後、冷間圧延によって、所定の厚さまで圧延した後、中間焼鈍を行う。中間焼鈍では、Ｍｇを含有する化合物が析出、成長する。ただし、低温で焼鈍を行うと、化合物が微細に析出してしまう。そのため、中間焼鈍の条件は、１５０～４００℃、１～１２時間の範囲で行うが、可能な限り高温で長時間の焼鈍条件を選択することが望ましい。
具体的には、中間焼鈍の温度は２５０～４００℃の範囲、保持時間は４～１０ｈの範囲で実施することが好ましい。
The clad material is hot-rolled, then cold-rolled to a predetermined thickness, and then intermediately annealed. In the intermediate annealing, the compound containing Mg precipitates and grows. However, when annealing is performed at a low temperature, the compound is finely precipitated. Therefore, the intermediate annealing conditions are carried out in the range of 150 to 400 ° C. for 1 to 12 hours, but it is desirable to select the annealing conditions at the highest possible temperature for a long time.
Specifically, it is preferable to carry out the intermediate annealing in the range of 250 to 400 ° C. and the holding time in the range of 4 to 10 hours.
中間焼鈍後のクラッド材は、再度冷間圧延を行う事によって所定の厚さまで圧延される。厚みは特に限定されることは無いが、例えば厚さ０．０５～１.０ｍｍとする。 The clad material after intermediate annealing is rolled to a predetermined thickness by cold rolling again. The thickness is not particularly limited, but is, for example, 0.05 to 1.0 mm.
本実施形態において、クラッド材のクラッド率は特に限定されるものではないが、例えばろう材の片面の厚さ５～１５％、心材厚さ７０～９０％などが用いられる。
なお、上記の例では、心材の一方または両方にろう材がクラッド層として重ね合わされたものとして説明したが、心材の一方に犠牲材がクラッド層として積層されたブレージングシートや、心材とろう材の間に他の層が介在されたブレージングシートとしてもよい。
上記工程を経ることにより、図１に示すように、アルミニウム合金からなる心材２の両面にアルミニウム合金からなるろう材３がクラッド層としてクラッドされた３層構造の熱交換器用のブレージングシート１が得られる。
なお、本実施形態のブレージングシート１において、ろう材を複層構造とすることができるので、例えば、図１の２点鎖線に示すように心材２とろう材３との間に別のろう材３Ａを１層以上設けた構造、あるいは、心材２とろう材３との間に犠牲材３Ｂなどの別の層を１層以上設けた複層構造とすることができる。
In the present embodiment, the clad ratio of the clad material is not particularly limited, but for example, a brazing material having a thickness of 5 to 15% on one side and a core material having a thickness of 70 to 90% is used.
In the above example, the brazing material is described as one in which the brazing material is laminated as a clad layer on one or both of the core materials. It may be a brazing sheet in which another layer is interposed between them.
Through the above steps, as shown in FIG. 1, a
In the
得られたクラッド材としてのブレージングシート１は、例えば、熱交換器のチューブ、ヘッダ、タンク、アウターフィン、インナーフィンなどとして用いることができる。
The obtained
一方、ろう付対象部材として、例えば、質量％で、Ｍｎ：０．１～１．８％、Ｓｉ：０．１～１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金を調製し、適宜形状に加工される。ろう付対象部材は、本形態のアルミニウム部材に相当する。
なお、ろう付対象部材の組成は本形態として特に限定されるものではなく、適宜組成のものを用いることができる。
On the other hand, as a member to be brazed, for example, an aluminum alloy containing Mn: 0.1 to 1.8% and Si: 0.1 to 1.2% in mass%, with the balance being Al and unavoidable impurities. It is prepared and processed into a suitable shape. The brazing target member corresponds to the aluminum member of this embodiment.
The composition of the member to be brazed is not particularly limited as this embodiment, and an appropriate composition can be used.
上記ブレージングシート１とろう付対象部材とは、フラックスフリーで、アルミニウム合金からなる心材２とろう付対象部材との間に、ろう材３が介在するように配置する。これらを組み付けてろう付用アルミニウム合金の組付体とする。
The
上記の組付体は、常圧下の非酸化性雰囲気とされた加熱炉内に配置される。非酸化性ガスには窒素ガス、あるいは、アルゴンなどの不活性ガス、または、水素、アンモニアなどの還元性ガス、あるいはこれらの混合ガスを用いて構成することができる。
ろう付炉内雰囲気の圧力は常圧を基本とする。しかし、例えば、製品内部のガス置換効率を向上させるためにろう材溶融前の温度域で１００ｋＰａ～０．１Ｐａ程度の中低真空としてもよい。また、炉内への外気（大気）混入を抑制するために大気圧よりも５～１００Ｐａ程度陽圧としてもよい。
The above assembly is placed in a heating furnace having a non-oxidizing atmosphere under normal pressure. The non-oxidizing gas can be composed of a nitrogen gas, an inert gas such as argon, a reducing gas such as hydrogen or ammonia, or a mixed gas thereof.
The pressure in the atmosphere inside the brazing furnace is basically normal pressure. However, for example, in order to improve the gas replacement efficiency inside the product, a medium-low vacuum of about 100 kPa to 0.1 Pa may be used in the temperature range before the brazing filler metal is melted. Further, in order to suppress the mixing of outside air (atmosphere) into the furnace, the positive pressure may be about 5 to 100 Pa higher than the atmospheric pressure.
加熱炉は密閉した空間を有することを必要とせず、ろう付材の搬入口、搬出口を有するトンネル型であってもよい。このような加熱炉でも、不活性ガスを炉内に吹き出し続けることで非酸化性が維持される。該非酸化性雰囲気としては、酸素濃度として体積比で３００ｐｐｍ以下が望ましい。 The heating furnace does not need to have a closed space, and may be a tunnel type having an inlet and an outlet for brazing material. Even in such a heating furnace, the non-oxidizing property is maintained by continuously blowing the inert gas into the furnace. As the non-oxidizing atmosphere, it is desirable that the oxygen concentration is 300 ppm or less in volume ratio.
上記雰囲気下で、例えば、昇温速度１０～２００℃／ｍｉｎで加熱して、組み付け体の到達温度が５５９～６３０℃となる熱処理条件にてろう付接合を行う。
ろう付条件において、ろう材の固相線温度までの昇温速度が速くなるほど、過剰なスピネルの形成が抑制され、かつ、Ｍｇの酸化皮膜であるＭｇＯの成長が抑制されてろう付性が向上する。到達温度は少なくともろう材の固相線温度以上とすればろう付可能であるが、液相線温度に近づけることで流動ろう材が増加し、開放部を有する継手で良好な接合状態が得られ易くなる。ただし、あまり高温にするとろう浸食が進み易く、ろう付後の組付け体の構造寸法精度が低下するため好ましくない。
Under the above atmosphere, for example, heating is performed at a heating rate of 10 to 200 ° C./min, and brazing joining is performed under heat treatment conditions where the ultimate temperature of the assembled body is 559 to 630 ° C.
Under brazing conditions, the faster the rate of temperature rise to the solidus temperature of the brazing material, the more the formation of excess spinel is suppressed, and the growth of MgO, which is the oxide film of Mg, is suppressed and the brazing property is improved. do. Brazing is possible if the ultimate temperature is at least the solidus temperature of the brazing material or higher, but the fluid brazing material increases as the temperature approaches the liquidus line temperature, and a good joint state can be obtained with a joint having an open portion. It will be easier. However, if the temperature is too high, brazing erosion is likely to proceed, and the structural dimensional accuracy of the assembled body after brazing is lowered, which is not preferable.
図２は、上記ブレージングシート１を用いてフィン５を形成し、ろう付対象部材としてアルミニウム合金製のチューブ６を用いたアルミニウム製自動車用熱交換器４を示している。図２に示す構造では、フィン５、チューブ６を、補強材７、ヘッダプレート８と組み付け、ろう付によってアルミニウム製自動車用熱交換器４を得ることができる。
FIG. 2 shows an aluminum
熱交換器４を製造する場合、上述のブレージングシート１からなるフィン５を用い、酸素濃度３００ｐｐｍ以下の非酸化性ガス雰囲気中において、加熱温度５５９～６３０℃に加熱してろう付を行うことにより、フラックスを用いることなくフィン５とチューブ６というアルミニウム部材同士のろう付を行うことができる。
When manufacturing the
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に制限されるものではない。
以下の表１に示す組成（残部：Ａｌと不可避不純物）に基づいて、半連続鋳造によりろう材用アルミニウム合金を鋳造した。心材用アルミニウム合金には、ＪＩＳＡ３００３を用いた。
次に、表１に示す各実施例に示す条件で熱間圧延、冷間圧延を行った後、中間焼鈍を実施し、冷間圧延にて板厚０．３ｍｍまで圧延を行うことで質別Ｈ１４の板材を作製した。クラッド圧延では、ろう材片面のクラッド率が５％となるように供試材（アルミニウムクラッド材）を作製した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the examples described below.
Based on the composition shown in Table 1 below (remaining: Al and unavoidable impurities), an aluminum alloy for brazing filler metal was cast by semi-continuous casting. JIS A3003 was used as the aluminum alloy for the core material.
Next, after performing hot rolling and cold rolling under the conditions shown in each example shown in Table 1, intermediate annealing is performed, and cold rolling is performed to roll to a plate thickness of 0.3 mm for quality classification. A plate material of H14 was produced. In the clad rolling, a test material (aluminum clad material) was prepared so that the clad ratio on one side of the brazing material was 5%.
得られた供試材について以下の評価方法を実施した。各評価結果は表２に示した。 The following evaluation method was carried out on the obtained test materials. The evaluation results are shown in Table 2.
［ろう材の固相線温度］
ろう材の固相線温度は、ＴＧ－ＤＴＡ測定（熱重量・示差熱測定）により測定を行った。
[Solid phase temperature of brazing material]
The solidus temperature of the brazing filler metal was measured by TG-DTA measurement (thermogravimetric / differential thermal measurement).
[Ｍｇを含有する化合物の粒径］
作製したアルミニウムクラッド材について、ろう材最表面を０．１μｍの砥粒で研磨し、表面方向からＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）を用いた全自動粒子解析を各サンプル１００００μｍ２（１００μｍ角相当）の観察視野で実施した。
[Particle size of compound containing Mg]
For the prepared aluminum clad material, the outermost surface of the brazing material was polished with 0.1 μm abrasive grains, and fully automatic particle analysis using EPMA (electron probe microanalyzer) was performed from the surface direction for each sample of 10000 μm 2 (equivalent to 100 μm square). It was carried out in the observation field.
［スピネル化温度の測定］
最終圧延後のアルミニウムクラッド材のろう材を、環境制御型ＳＥＭにてろう付相当の熱処理を行いながら、表層面方向からその場観察を行い、スピネル化の面積率が７０％となる温度の測定を行った。測定画像の一例を図３に示す。
アルミニウムクラッド材に対し、ある温度を超えたところから、ろう材表面でスピネル化による白点が広がっていく。図３（ａ）はスピネル化開始前（４５０℃）の観察画像を示すが、灰色の面積の広い部分がアルミニウム母材であり、黒いガラス様の部分はＳｉやＭｇの化合物粒子を示す。
[Measurement of spinelization temperature]
The brazing material of the aluminum clad material after the final rolling is subjected to in-situ observation from the surface layer direction while performing heat treatment equivalent to brazing with an environment-controlled SEM, and the temperature at which the area ratio of spinelization becomes 70% is measured. Was done. An example of the measurement image is shown in FIG.
With respect to the aluminum clad material, white spots due to spinelization spread on the surface of the brazing material from a place where a certain temperature is exceeded. FIG. 3A shows an observation image before the start of spinelization (450 ° C.). The large gray area is the aluminum base material, and the black glass-like part is Si or Mg compound particles.
図３（ｂ）はスピネル化開始後（４９７℃）の観察画像を示すが、図３（ａ）に示した灰色の面積の広いアルミニウム母材の部分において、白色のまだら模様状の白点が拡がっている状況が判る。アルミニウム母材の部分に生成した白色のまだら模様状の白点が、加熱温度の上昇と時間経過とともに徐々に拡がってゆくことが、図３（ｂ）に示す観察画像から明らかである。
この白点の広がりが観察視野の７０％を超えた時の温度を本願明細書ではスピネル化温度と定義した。なお、熱処理条件は、室温から６００℃まで１０分間で昇温した。
FIG. 3B shows an observation image after the start of spinelization (497 ° C.), and white mottled white spots are found in the gray base material having a large area shown in FIG. 3A. You can see the expanding situation. It is clear from the observation image shown in FIG. 3 (b) that the white mottled white spots formed on the aluminum base material gradually expand with the rise of the heating temperature and the passage of time.
The temperature when the spread of the white spot exceeds 70% of the observation field of view is defined as the spinelization temperature in the present specification. The heat treatment conditions were such that the temperature was raised from room temperature to 600 ° C. in 10 minutes.
その他の条件は以下の通りとした。
サンプルの前処理：機械研磨＆バフ研磨等で鏡面仕上げ
環境制御型ＳＥＭは、ＦＥＩ社製：Ｑｕａｎｔａ４５０ＦＥＧを用い、温度補正は銀の融点を元に実施し、雰囲気はＮ２ガス雰囲気、２００Ｐａとし、観察倍率：３０００倍（二次電子像）、昇温条件：１０℃／ｍｉｎとしている。
像観察モード：二次電子像
測定視野：１００００μｍ２（一回の測定で満たない場合は、別視野について複数回観察した。）
面積率の測定：画像処理ソフトで二値化処理を行って定量化
Other conditions are as follows.
Sample pretreatment: Mirror finish by mechanical polishing & buffing, etc. For the environment-controlled SEM, use FEI's Quanta450FEG, temperature correction is performed based on the melting point of silver, and the atmosphere is N2 gas atmosphere, 200 Pa. The observation magnification is 3000 times (secondary electron image), and the temperature rise condition is 10 ° C./min.
Image observation mode: Secondary electron image measurement field of view: 10000 μm 2 (If one measurement is not enough, another field of view was observed multiple times.)
Area ratio measurement: Quantified by binarizing with image processing software
［接合性の評価］
上記アルミニウムクラッド材を用いて幅２０ｍｍの扁平型のチューブ１２を製作し、図４（ａ）に示すように、ＪＩＳ Ａ３００３からなるベア材のコルゲートフィンと組合せてコア形状（組み立て体）とした。コアサイズは、チューブ１５段、長さ３００ｍｍの熱交換器用組み立て体（コア）である。
[Evaluation of bondability]
A
[ろう付加熱条件]
このコアを窒素雰囲気中（酸素含有量３０ｐｐｍ）のろう付炉にて、室温から６００℃まで１０分間で加熱し、６００℃で３分間保持し、その後空冷にて冷却を行った。
[Brazed heat conditions]
This core was heated from room temperature to 600 ° C. for 10 minutes in a brazing furnace in a nitrogen atmosphere (oxygen content 30 ppm), held at 600 ° C. for 3 minutes, and then cooled by air cooling.
［フィン接合率］
ろう付後のコアの接合率を以下の式にて求め、ろう付性を評価した。
フィン接合率（％）＝（フィンとチューブの総ろう付長さ／フィンとチューブの総接触長さ）×１００
なお、フィン接合率の判定基準を以下に示す。
×：８０％未満
○：８０％以上９０％未満
○○：９０％以上９５％未満
○○○：９５％以上
[Fin joint rate]
The joining ratio of the core after brazing was calculated by the following formula, and the brazing property was evaluated.
Fin bonding ratio (%) = (total brazed length of fin and tube / total contact length of fin and tube) x 100
The criteria for determining the fin joint ratio are shown below.
×: Less than 80% ○: 80% or more and less than 90% ○○: 90% or more and less than 95% ○○○: 95% or more
［接合部幅評価］
ろう付接合状態は上記接合率のみではなく、フィレット形成能の向上を確認するため、図４（ｂ）に示したような接合部の幅Ｗ（フィレット形成幅）を各試料で２０点計測し、その平均値をもって優劣を評価した。
なお、ろう付後のフィレット長さの判定基準を以下に示す。
×：０．３ｍｍ未満
○：０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満
○○：０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ未満
○○○：０．８ｍｍ以上
[Joint width evaluation]
In the brazed bonding state, not only the above bonding rate but also the width W (fillet forming width) of the bonding portion as shown in FIG. 4 (b) was measured at 20 points for each sample in order to confirm the improvement of the fillet forming ability. , The superiority or inferiority was evaluated based on the average value.
The criteria for determining the fillet length after brazing are shown below.
×: Less than 0.3 mm ○: 0.3 mm or more and less than 0.5 mm ○ ○: 0.5 mm or more and less than 0.8 mm ○ ○ ○: 0.8 mm or more
表１に示すＮｏ.１～１９の実施例は、表２に示すように個相線温度と、７０％以上スピネル化する場合の温度の差が、何れも４０℃以内である。
Ｎｏ.１～１９の実施例はろう付性（接合率）に優れ、フィレット長さも十分な長さとなった。
In the examples of Nos. 1 to 19 shown in Table 1, the difference between the individual phase line temperature and the temperature when spinelized by 70% or more is within 40 ° C. as shown in Table 2.
The examples of Nos. 1 to 19 were excellent in brazing property (bonding ratio), and the fillet length was also sufficient.
実施例の中でも、表層面方向の観察において１００００μｍ２あたりに、円相当径で０．２０μｍ以下のサイズを有するＭｇ含有化合物が５０個未満あることが重要であり、円相当径で０．５０μｍ以上のサイズを有するＭｇ含有化合物が２５０個／０．１％Ｍｇ以上であることが重要である。
これら２つの条件を満足する実施例２、５～８、１０、１１、１３、１５、１７～１９は実施例の中でもろう付性、フィレット長さとも特に優れていた。
これらの試料に対し、円相当径で０.２０μｍ以下のサイズを有するＭｇ含有化合物が５０個以上の試料、あるいは、Ｍｇ含有化合物が２５０個／Ｍｇ未満の試料は、ろう付性、フィレット長さのいずれかが若干悪化している。
Among the examples, it is important that there are less than 50 Mg-containing compounds having a size of 0.20 μm or less in the equivalent circle diameter per 10,000 μm 2 in the observation in the surface direction, and 0.50 μm or more in the equivalent circle diameter. It is important that the number of Mg-containing compounds having the size of is 250 / 0.1% Mg or more.
Examples 2, 5 to 8, 10, 11, 13, 15, 17 to 19 satisfying these two conditions were particularly excellent in brazing property and fillet length among the examples.
With respect to these samples, a sample having 50 or more Mg-containing compounds having a diameter equivalent to a circle and a size of 0.20 μm or less, or a sample containing 250 Mg-containing compounds / less than Mg, has brazing properties and fillet length. One of them is a little worse.
比較例１はＳｉ含有量が望ましい範囲より少ない試料であるが、フィレット長さが不十分であり、比較例２はＳｉ含有量が望ましい範囲より多い試料であるが、硬くなりすぎてブレージングシートを作製できなかった。
比較例３はＭｇ含有量が望ましい範囲より少ない試料であるが、フィレット長さが不十分であり、比較例４はＭｇ含有量が望ましい範囲より多い試料であるが、硬くなりすぎてブレージングシートを作製できなかった。
Comparative Example 1 is a sample having a Si content lower than the desired range, but the fillet length is insufficient, and Comparative Example 2 is a sample having a Si content higher than the desirable range, but the brazing sheet becomes too hard. I couldn't make it.
Comparative Example 3 is a sample in which the Mg content is less than the desired range, but the fillet length is insufficient, and Comparative Example 4 is a sample in which the Mg content is higher than the desirable range, but the brazing sheet becomes too hard. I couldn't make it.
比較例５、６、７は熱間圧延仕上がり温度を低くし過ぎた試料であるが、７０％以上スピネル化する温度が低く、スピネル化の進行が早いので、固相線温度と、７０％以上スピネル化する場合の温度の差が、何れも４０℃を超えて大きい試料であり、フィレット長さが不充分となった。 Comparative Examples 5, 6 and 7 are samples in which the hot rolling finish temperature is too low, but the temperature at which spinelization is 70% or more is low and the progress of spinelization is rapid, so that the solidus temperature and 70% or more are used. The temperature difference in the case of spinelization was large in all cases exceeding 40 ° C., and the fillet length was insufficient.
以上の対比から明らかなように、良好なろう付性を得るとともに、充分なフィレット長さを確保するためには、ろう材表面に形成されるスピネルの面積率（％）が７０％を超える場合の温度が、ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内であることが望ましいことが明らかである。
また、表層面方向の観察において１００００μｍ２あたりに、円相当径で０.２０μｍ以下のサイズを有するＭｇ含有化合物が５０個未満あることが重要であり、円相当径で０．５０μｍ以上のサイズを有するＭｇ含有化合物が２５０個／Ｍｇ以上であることが重要であることもわかった。これらの条件を満足することにより、良好なろう付性とより充分なフィレット長さを具備するろう付処理ができる。
As is clear from the above comparison, when the area ratio (%) of the spinel formed on the surface of the brazing material exceeds 70% in order to obtain good brazing property and secure a sufficient fillet length. It is clear that the temperature of the brazing material is preferably within −40 ° C. with respect to the solidus temperature of the brazing material.
Further, when observing the surface layer direction, it is important that there are less than 50 Mg-containing compounds having a size of 0.20 μm or less in the equivalent circle diameter per 10,000 μm 2 , and the size of 0.50 μm or more in the equivalent circle diameter is important. It was also found that it is important that the number of Mg-containing compounds contained is 250 / Mg or more. By satisfying these conditions, a brazing treatment having good brazing property and a more sufficient fillet length can be performed.
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、本発明の技術的範囲が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、本発明の範囲を逸脱しない限りは上記実施形態および実施例に対する適宜の変更が可能である。 Although the present invention has been described above based on the above embodiments and examples, the technical scope of the present invention is not limited to the contents of the above embodiments and examples, and does not deviate from the scope of the present invention. As long as it is possible, appropriate changes can be made to the above embodiments and examples.
１…ブレージングシート、
２…アルミニウム合金心材、
３…アルミニウム合金ろう材（クラッド層）、
３Ａ…ろう材（クラッド層）、３Ｂ…犠牲材（クラッド層）、
４…アルミニウム製自動車用熱交換器、
５…フィン、
６…チューブ。
1 ... Brazing sheet,
2 ... Aluminum alloy core material,
3 ... Aluminum alloy brazing material (clad layer),
3A ... Wax material (clad layer), 3B ... Sacrificial material (clad layer),
4 ... Aluminum heat exchanger for automobiles,
5 ... Fin,
6 ... tube.
Claims (4)
質量％で、Ｍｇを０．１０～２．０％、Ｓｉを１．５～１４．０％含有するＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材が上記心材の片面または両面に前記複層構造の最表面に位置するようにクラッド層として配置され、
上記ろう材の表層面方向の観察において示されるスピネルの面積率が７０％を超える際の温度が、上記ろう材の固相線温度に対して－４０℃以内であることを特徴とするアルミニウムブレージングシート。 An aluminum brazing sheet having a multi-layer structure of at least two or more layers of a core material and a brazing material.
Al-Si-Mg-based brazing material containing 0.10 to 2.0% of Mg and 1.5 to 14.0% of Si in mass% is the outermost surface of the multi-layer structure on one side or both sides of the core material. Arranged as a clad layer to be located in
Aluminum brazing characterized in that the temperature when the area ratio of the spinel shown in the observation in the surface direction of the brazing filler metal exceeds 70% is within −40 ° C. with respect to the solid phase line temperature of the brazing filler metal. Sheet.
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