JP2022102282A - Brazing sheet for heat exchanger, junction structure of brazing sheet for heat exchanger, and heat exchanger - Google Patents

Brazing sheet for heat exchanger, junction structure of brazing sheet for heat exchanger, and heat exchanger Download PDF

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Abstract

To provide a brazing sheet for a heat exchanger effectively suppressing or preventing preferential corrosion of a fillet even when the fillet caused by adjacency to junction parts of respective brazing sheets contains copper and zinc, and improving corrosion resistance of the heat exchanger.SOLUTION: A brazing sheet 10A includes at least a core material 11, brazing material layers 12, 13 and an intermediate sacrificial layer 14. The brazing material layers 12, 13 are located on the outside of the brazing sheet 10A viewed from each of both surfaces of the core material 11, and the intermediate sacrificial layer 14 is laminated on at least one surface of the core material 11. Neither of the brazing material nor a sacrificial anode material contains copper (Cu). The core material 11 contains copper (Cu) within a range of 0.3-1.2 mass%. The thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is equal to or less than 50 μm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換器を構成する部材に用いられるブレージングシートと、当該ブレージングシート同士を接合する接合構造と、当該接合構造を有する熱交換器と、に関する。 The present invention relates to a brazing sheet used for a member constituting a heat exchanger, a joining structure for joining the brazing sheets to each other, and a heat exchanger having the joining structure.

一般的な熱交換器は、通常、管およびフィンを備えており、管の外周に複数のフィンが取り付けられた構成を有している。管の材料としては、銅(Cu)またはその合金(便宜上「銅材」と称する)が用いられてきたが、近年ではアルミニウム(Al)またはその合金(アルミニウム材)も用いられている。フィンの材料としては、一般的にはアルミニウム材が用いられている。 A general heat exchanger usually includes a tube and fins, and has a configuration in which a plurality of fins are attached to the outer circumference of the tube. As the material of the tube, copper (Cu) or an alloy thereof (referred to as "copper material" for convenience) has been used, but in recent years, aluminum (Al) or an alloy thereof (aluminum material) has also been used. As the material of the fin, an aluminum material is generally used.

熱交換器の製造に際して、管にフィンを取り付けるためには、一般的にはろう材による接合が用いられる。管およびフィンのいずれもアルミニウム材製であれば、例えば、アルミニウム合金製の心材の少なくとも一方の面にろう材層がクラッド(被覆)されたブレージングシートが用いられる。管およびフィンの防食性を考慮すれば、心材の一方の面にろう材がクラッドされ他方の面に犠牲陽極材からなる層(犠牲層)がクラッドされたブレージングシートが用いられる。 In the manufacture of heat exchangers, brazing filler metal joints are commonly used to attach fins to pipes. If both the pipe and the fin are made of aluminum, for example, a brazing sheet in which a brazing material layer is clad (coated) on at least one surface of a core material made of aluminum alloy is used. Considering the corrosion resistance of the pipe and fins, a brazing sheet in which a brazing material is clad on one surface of the core material and a layer (sacrificial layer) made of a sacrificial anode material is clad on the other surface is used.

犠牲層がクラッドされたブレージングシートの一例としては、例えば、特許文献1に開示されるものが知られている。特許文献1は、自動車用熱交換器、特に流体(冷却水または冷媒等)の通路構成材に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートを開示しており、良好なろう付け性と、ろう付け後の優れた強度および耐食性を実現するために、心材および犠牲陽極材の成分を調整している。 As an example of the brazing sheet in which the sacrificial layer is clad, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 discloses an aluminum alloy brazing sheet used for a heat exchanger for an automobile, particularly a passage component of a fluid (cooling water, a refrigerant, etc.), and has good brazing property and excellent post-brazing property. The components of the core material and the sacrificial anode material are adjusted to achieve the strength and corrosion resistance.

このブレージングシートでは、犠牲陽極材において、シリコン、鉄(Fe)およびマンガン(Mn)の含有量を0.15質量%以下に規制している。これは、Al-Mn-Si系またはAl-Fe-Mn-Si系の化合物の生成を抑制し、ろう付け後の強度低下を抑制するためである。また、このブレージングシートでは、心材においてもシリコンの含有量を0.15質量%以下に規制するとともに、心材には銅が0.40~1.2重量%の範囲内で添加されている。銅を添加する理由は、心材の強度向上とともに、心材の電位を貴にして犠牲陽極層等との電位差を大きくし、犠牲陽極作用による防食効果を向上させるためである。 In this brazing sheet, the content of silicon, iron (Fe) and manganese (Mn) in the sacrificial anode material is regulated to 0.15% by mass or less. This is to suppress the formation of Al—Mn—Si or Al—Fe—Mn—Si compounds and suppress the decrease in strength after brazing. Further, in this brazing sheet, the silicon content of the core material is restricted to 0.15% by mass or less, and copper is added to the core material in the range of 0.40 to 1.2% by weight. The reason for adding copper is to improve the strength of the core material, increase the potential difference between the core material and the sacrificial anode layer, and improve the anticorrosion effect due to the sacrificial anode action.

また、犠牲層がクラッドされたブレージングシートの他の例としては、例えば、特許文献2に開示されるものが知られている。特許文献2も、自動車用熱交換器、特に流体の通路構成材に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートを開示しており、両面に犠牲防食効果を備え、かつ、その片面にろう付機能を有し、さらに接合部の優先腐食を防止するために、心材および犠牲陽極材だけでなくろう材の成分も調整している。 Further, as another example of the brazing sheet in which the sacrificial layer is clad, for example, the one disclosed in Patent Document 2 is known. Patent Document 2 also discloses an aluminum alloy brazing sheet used for heat exchangers for automobiles, particularly fluid passage constituents, has a sacrificial anticorrosion effect on both sides, and has a brazing function on one side thereof. Furthermore, in order to prevent preferential corrosion of the joint, not only the core material and the sacrificial anode material but also the components of the brazing material are adjusted.

このブレージングシートでは、犠牲陽極材だけでなくろう材にも亜鉛(Zn)が添加されているとともに、ろう材にはさらに銅が0.1~0.6mass%の範囲内で添加されており、心材にも銅が0.05~1.2mass%の範囲内で添加されている。それぞれの材料に対する銅の添加目的は異なっており、ろう材については、当該ろう材の電位を貴にするためであり、心材については、当該心材の強度を向上させるためである。 In this brazing sheet, zinc (Zn) is added not only to the sacrificial anode material but also to the brazing material, and copper is further added to the brazing material in the range of 0.1 to 0.6 mass%. Copper is also added to the core material in the range of 0.05 to 1.2 mass%. The purpose of adding copper to each material is different, for the brazing material, to make the potential of the brazing material noble, and for the core material, to improve the strength of the core material.

特開2010-163674号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-163674 特開2013-155404号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-155404

特許文献1に開示のブレージングシートでは、心材への銅の添加により強度向上と犠牲陽極作用による防食効果の向上とを図っている。しかしながら、このブレージングシートでは、犠牲陽極材および心材のいずれもシリコンの含有量を0.15質量%以下に制限している上に、心材については、銅以外の種々の金属元素の含有量についても細かく特定されている。そのため、心材および犠牲陽極材として用いることが可能な材料の選択肢の幅が小さくなってしまう。しかも、このブレージングシートでは、犠牲陽極材のシリコンの含有量をごく少量に規制している。そのため、この犠牲層は、一般的なろう材としての機能を有さないと考えられる。 In the brazing sheet disclosed in Patent Document 1, the strength is improved by adding copper to the core material, and the anticorrosion effect is improved by the sacrificial anode action. However, in this brazing sheet, the silicon content of both the sacrificial anode material and the core material is limited to 0.15% by mass or less, and the core material also contains various metal elements other than copper. It is specified in detail. Therefore, the range of material choices that can be used as the core material and the sacrificial anode material is reduced. Moreover, in this brazing sheet, the silicon content of the sacrificial anode material is restricted to a very small amount. Therefore, it is considered that this sacrificial layer does not function as a general brazing material.

特許文献2に開示のブレージングシートでは、ろう材に亜鉛とともに銅を添加することで、ろう付けの接合部に亜鉛が濃縮されるだけでなく銅も同様に濃縮される。そのため、この銅の濃縮(含有)により当該接合部の電位が亜鉛により卑化し過ぎることの防止を図っている。しかしながら、銅と亜鉛とを併用すると、本発明者らの鋭意検討の結果、犠牲層の優先腐食作用が低減して耐食性の低下が生じることが明らかとなった。 In the brazing sheet disclosed in Patent Document 2, by adding copper together with zinc to the brazing material, not only zinc is concentrated at the brazing joint but also copper is concentrated in the same manner. Therefore, it is intended to prevent the potential of the joint portion from being overly based by zinc due to the concentration (containing) of copper. However, when copper and zinc are used in combination, as a result of diligent studies by the present inventors, it has been clarified that the preferential corrosive action of the sacrificial layer is reduced and the corrosion resistance is lowered.

例えば、熱交換器の種類によっては、ブレージングシート同士を互いに接合したときに、それぞれの接合面により形成される角度が鋭角となるような構造が含まれる。便宜上、このような構造を「鋭角接合構造」とし、ブレージングシートの接合面に隣接して接合されない面を「非接合隣接面」とすると、このような鋭角接合構造では、互いに鋭角を成す非接合隣接面の間にフィレットが形成される。このフィレットは、本明細書では、接合時に接合面から流出したろう材または犠牲陽極材が固化したものとして定義する。 For example, depending on the type of heat exchanger, a structure is included such that when the brazing sheets are joined to each other, the angle formed by the respective joining surfaces becomes an acute angle. For convenience, such a structure is referred to as an "acute-angled joining structure", and a surface adjacent to the joining surface of the brazing sheet and not joined is referred to as a "non-joining adjacent surface". Fillets are formed between adjacent surfaces. This fillet is defined herein as a solidified wax or sacrificial anode material that has flowed out of the joint surface during joining.

特許文献2に開示のブレージングシートでは、ろう付けした後にフィレットの表面に銅が偏析する。偏析した銅は腐食反応におけるカソードとして機能するが、フィレット表面に偏析した銅の周辺に存在する犠牲層は貴化することになる。これにより犠牲層と心材との電位差が小さくなるため、犠牲層の機能(優先腐食作用)が低下する。状況によっては、心材の粒界腐食により早期貫通するおそれもある。 In the brazing sheet disclosed in Patent Document 2, copper segregates on the surface of the fillet after brazing. The segregated copper functions as a cathode in the corrosion reaction, but the sacrificial layer around the segregated copper on the fillet surface becomes noble. As a result, the potential difference between the sacrificial layer and the core material becomes smaller, so that the function of the sacrificial layer (priority corrosion action) is reduced. Depending on the situation, there is a risk of early penetration due to intergranular corrosion of the core material.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、ブレージングシート同士の接合部に隣接して生じるフィレットが銅および亜鉛を含有する場合であっても、当該フィレットの優先腐食を有効に抑制または防止し、熱交換器の耐食性を良好なものとすることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and even when the fillet generated adjacent to the joint between the brazing sheets contains copper and zinc, the preferential corrosion of the fillet is performed. The purpose is to effectively suppress or prevent it and to improve the corrosion resistance of the heat exchanger.

本開示に係るブレージングシートは、前記の課題を解決するために、熱交換器に用いられ、アルミニウム合金製の心材と、シリコン(Si)を含有するアルミニウム合金のろう材からなるろう材層と、亜鉛(Zn)を0.5~6.0質量%の範囲内、および、シリコン(Si)を3.0~11質量%の範囲内で含有するアルミニウム合金の犠牲陽極材からなる中間犠牲層と、を備え、前記ろう材層は、前記心材の両面それぞれから見て外側に位置するとともに、前記心材における少なくとも一方の面には、前記中間犠牲層が積層され、前記ろう材および前記犠牲陽極材は、いずれも銅(Cu)を含有せず、前記心材には、銅(Cu)が0.3~1.2質量%の範囲内で含有されており、前記中間犠牲層の厚さは50μm以下である構成である。 The brazing sheet according to the present disclosure is used in a heat exchanger in order to solve the above-mentioned problems, and includes a core material made of an aluminum alloy, a brazing material layer made of a brazing material of an aluminum alloy containing silicon (Si), and a brazing material layer. An intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material of an aluminum alloy containing zinc (Zn) in the range of 0.5 to 6.0% by mass and silicon (Si) in the range of 3.0 to 11% by mass. , The brazing filler metal layer is located outside when viewed from both sides of the core wood, and the intermediate sacrificial layer is laminated on at least one surface of the core wood, and the brazing filler metal and the sacrificial anode material are laminated. Does not contain copper (Cu), the core material contains copper (Cu) in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the thickness of the intermediate sacrificial layer is 50 μm. The configuration is as follows.

また、本開示に係るブレージングシートの接合構造は、前記構成のブレージングシートを用いて構成され、前記ブレージングシートは、互いに接合されることにより接合部を構成する接合面と、この接合面に隣接する非接合隣接面とを有し、前記接合面同士が接合されたときに、それぞれの前記非接合隣接面の間であって前記接合面に隣接する部位には、前記接合面から流出して前記ろう材が固化したフィレットが形成される構成である。 Further, the joining structure of the brazing sheet according to the present disclosure is configured by using the brazing sheet having the above-mentioned configuration, and the brazing sheet is adjacent to a joining surface that constitutes a joining portion by being joined to each other and the joining surface. It has a non-joining adjacent surface, and when the joining surfaces are joined to each other, the portion between the non-joining adjacent surfaces and adjacent to the joining surface flows out from the joining surface and is said to be the same. It is a structure in which a fillet in which the brazing material is solidified is formed.

また、本開示に係る熱交換器は、前記構成のブレージングシートの接合構造を有する構成である。 Further, the heat exchanger according to the present disclosure has a structure having a bonding sheet bonding structure having the above-mentioned structure.

前記構成によれば、その外面にろう材層を有するブレージングシートにおいて、少なくとも一方のろう材層と心材との間に犠牲陽極材からなる中間犠牲層を配置するとともに、ろう材層および中間犠牲層には銅が含有せず、心材のみに銅を所定範囲内で含有している。これにより、ブレージングシートのろう材層同士を接合したときには、ブレージングシートの接合部を構成するろう材層に対して、心材から中間犠牲層を介して銅が拡散するとともに、接合部に隣接して形成されるフィレットにも心材の銅が拡散し、端部のフィレットで銅が偏析しやすくなる。 According to the above configuration, in the brazing sheet having a brazing material layer on its outer surface, an intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material is arranged between at least one brazing material layer and the core material, and the brazing material layer and the intermediate sacrificial layer are arranged. Does not contain copper, but contains copper only in the core material within a predetermined range. As a result, when the brazing sheet layers of the brazing sheet are joined together, copper diffuses from the core material through the intermediate sacrificial layer to the brazing material layer constituting the joining portion of the brazing sheet, and is adjacent to the joining portion. Copper in the core material is also diffused into the formed fillets, and the copper is easily segregated at the fillets at the ends.

ここで、高温での接合時には、ろう材は液相化するが中間犠牲層は液相化しない。そのため、フィレットには銅が偏析しやすいが、フィレットの周囲には中間犠牲層により亜鉛が好適な濃度で存在することになる。これにより、銅が偏析するフィレットの周囲に亜鉛が適度に存在する状態が実現されるので、フィレットにおける良好な犠牲陽極作用を実現することができるとともに、亜鉛による電位の適度な卑化を銅が妨げることがなく、良好な犠牲陽極作用を実現することができる。 Here, at the time of joining at a high temperature, the brazing material becomes liquid phase, but the intermediate sacrificial layer does not become liquid phase. Therefore, copper is likely to segregate in the fillet, but zinc is present in a suitable concentration around the fillet due to the intermediate sacrificial layer. As a result, a state in which zinc is appropriately present around the fillet in which copper segregates is realized, so that a good sacrificial anodic action can be realized in the fillet, and copper can moderately reduce the potential by zinc. Good sacrificial anode action can be achieved without hindrance.

その結果、従来のように銅の偏析により周辺に存在する犠牲陽極材の腐食優先作用が低減するようなおそれが回避され、フィレットから接合部に腐食が進行して接合部の接合強度の低下を招くおそれを有効に抑制または防止することができる。これにより、熱交換器の接合部における耐食性をより一層良好なものとすることができる。 As a result, it is possible to avoid the possibility that the corrosion priority of the sacrificial anode material existing in the vicinity is reduced due to the segregation of copper as in the conventional case, and the corrosion progresses from the fillet to the joint to reduce the joint strength of the joint. The risk of inviting can be effectively suppressed or prevented. This makes it possible to further improve the corrosion resistance at the joint portion of the heat exchanger.

本発明では、以上の構成により、ブレージングシート同士の接合部に隣接して生じるフィレットが銅および亜鉛を含有する場合であっても、当該フィレットの優先腐食を有効に抑制または防止し、熱交換器の耐食性を良好なものとすることができる、という効果を奏する。 In the present invention, according to the above configuration, even when the fillet generated adjacent to the joint between the brazing sheets contains copper and zinc, the preferential corrosion of the fillet is effectively suppressed or prevented, and the heat exchanger is used. It has the effect that the corrosion resistance of the material can be improved.

(A)は、本発明の代表的な実施の形態に係るブレージングシートの概略構成を示す模式的断面図であり、(B)は、本発明の代表的な実施の形態に係るブレージングシートの接合構造の概略構成を示す模式的断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of a brazing sheet according to a typical embodiment of the present invention, and (B) is a joining of a brazing sheet according to a typical embodiment of the present invention. It is a schematic cross-sectional view which shows the schematic structure of the structure. (A)~(C)は、図1(A)に示すブレージングシートの他の構成を示す模式的断面図である。(A) to (C) are schematic cross-sectional views showing other configurations of the brazing sheet shown in FIG. 1 (A). (A)は、図1に示すブレージングシートを用いて構成されるプレートフィン積層型熱交換器のヘッダの一例を示す模式的断面図であり、(B)は、(A)に示すヘッダが有するブレージングシートの接合構造を拡大した模式的部分断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing an example of a header of a plate fin laminated heat exchanger configured by using the brazing sheet shown in FIG. 1, and (B) is a schematic cross-sectional view having the header shown in (A). It is a schematic partial sectional view which expanded the joining structure of a brazing sheet. (A)は、図1に示すブレージングシートを用いて構成されるパラレルフローコンデンサ(PFC)の一例を示す模式的部分断面図であり、(B)は、(A)に示すPFCが有するブレージングシートの接合構造を拡大した模式的部分断面図である。(A) is a schematic partial cross-sectional view showing an example of a parallel flow capacitor (PFC) configured by using the brazing sheet shown in FIG. 1, and (B) is a brazing sheet possessed by PFC shown in (A). It is a schematic partial cross-sectional view which expanded the joint structure of. (A)は、図4(B)に示すブレージングシートを用いて構成されるプレートフィン積層型熱交換器のヘッダの一例を示す模式的断面図であり、(B)は、(A)に示すヘッダが有するブレージングシートの接合構造を拡大した模式的部分断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing an example of a header of a plate fin laminated heat exchanger configured by using the brazing sheet shown in FIG. 4 (B), and (B) is shown in (A). It is a schematic partial sectional view which expanded the joining structure of the brazing sheet which a header has. 本発明における実施例、比較例または参考例に係るブレージングシートの概略構成および耐食性試験結果を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure and the corrosion resistance test result of the brazing sheet which concerns on Example, comparative example or reference example in this invention. (A)は、図6に示す実施例1、比較例1、および参考例に係るブレージングシートの接合部における銅の濃度を示すグラフであり、(B)は、(A)に示すグラフの横軸である、接合部の位置を模式的に説明する図である。(A) is a graph showing the concentration of copper in the joint portion of the brazing sheet according to Example 1, Comparative Example 1 and Reference Example shown in FIG. 6, and (B) is a graph showing the side of the graph shown in (A). It is a figure which schematically explains the position of the joint part which is an axis.

本開示に係るブレージングシートは、熱交換器に用いられるブレージングシートであって、アルミニウム合金製の心材と、シリコン(Si)を含有するアルミニウム合金のろう材からなるろう材層と、亜鉛(Zn)を0.5~6.0質量%の範囲内、および、シリコン(Si)を3.0~11質量%の範囲内で含有するアルミニウム合金の犠牲陽極材からなる中間犠牲層と、を備え、前記ろう材層は、前記心材の両面それぞれから見て外側に位置するとともに、前記心材における少なくとも一方の面には、前記中間犠牲層が積層され、前記ろう材および前記犠牲陽極材は、いずれも銅(Cu)を含有せず、前記心材には、銅(Cu)が0.3~1.2質量%の範囲内で含有されており、前記中間犠牲層の厚さは50μm以下である構成である。 The brazing sheet according to the present disclosure is a brazing sheet used for a heat exchanger, which is a core material made of an aluminum alloy, a brazing material layer made of a brazing material of an aluminum alloy containing silicon (Si), and zinc (Zn). A sacrificial layer made of a sacrificial anode material of an aluminum alloy containing silicon (Si) in the range of 0.5 to 6.0% by mass and silicon (Si) in the range of 3.0 to 11% by mass. The brazing filler metal layer is located outside when viewed from both sides of the core material, and the intermediate sacrificial layer is laminated on at least one surface of the core wood, and both the brazing filler metal and the sacrificial anode material are laminated. The core material does not contain copper (Cu), but the core material contains copper (Cu) in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the thickness of the intermediate sacrificial layer is 50 μm or less. Is.

前記構成によれば、その外面にろう材層を有するブレージングシートにおいて、少なくとも一方のろう材層と心材との間に犠牲陽極材からなる中間犠牲層を配置するとともに、ろう材層および中間犠牲層には銅が含有せず、心材のみに銅を所定範囲内で含有している。これにより、ブレージングシートのろう材層同士を接合したときには、ブレージングシートの接合部を構成するろう材層に対して、心材から中間犠牲層を介して銅が拡散するとともに、接合部に隣接して形成されるフィレットにも心材の銅が拡散するとともに、端部のフィレットで銅が偏析しやすくなる。 According to the above configuration, in the brazing sheet having a brazing material layer on its outer surface, an intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material is arranged between at least one brazing material layer and the core material, and the brazing material layer and the intermediate sacrificial layer are arranged. Does not contain copper, but contains copper only in the core material within a predetermined range. As a result, when the brazing sheet layers of the brazing sheet are joined together, copper diffuses from the core material through the intermediate sacrificial layer to the brazing material layer constituting the joining portion of the brazing sheet, and is adjacent to the joining portion. Copper in the core material diffuses into the formed fillets, and copper tends to segregate at the fillets at the ends.

ここで、高温での接合時には、ろう材は液相化するが中間犠牲層は液相化しない。そのため、フィレットには銅が偏析しやすいが、フィレットの周囲には中間犠牲層により亜鉛が好適な濃度で存在することになる。これにより、銅が偏析するフィレットの周囲に亜鉛が適度に存在する状態が実現されるので、フィレットにおける良好な犠牲陽極作用を実現することができるとともに、亜鉛による電位の適度な卑化を銅が妨げることがなく、良好な犠牲陽極作用を実現することができる。 Here, at the time of joining at a high temperature, the brazing material becomes liquid phase, but the intermediate sacrificial layer does not become liquid phase. Therefore, copper is likely to segregate in the fillet, but zinc is present in a suitable concentration around the fillet due to the intermediate sacrificial layer. As a result, a state in which zinc is appropriately present around the fillet in which copper segregates is realized, so that a good sacrificial anodic action can be realized in the fillet, and copper can moderately reduce the potential by zinc. Good sacrificial anode action can be achieved without hindrance.

その結果、従来のように銅の偏析により周辺に存在する犠牲陽極材の腐食優先作用が低減するようなおそれが回避され、フィレットから接合部に腐食が進行して接合部の接合強度の低下を招くおそれを有効に抑制または防止することができる。これにより、熱交換器の接合部における耐食性をより一層良好なものとすることができる。 As a result, it is possible to avoid the possibility that the corrosion priority of the sacrificial anode material existing in the vicinity is reduced due to the segregation of copper as in the conventional case, and the corrosion progresses from the fillet to the joint to reduce the joint strength of the joint. The risk of inviting can be effectively suppressed or prevented. This makes it possible to further improve the corrosion resistance at the joint portion of the heat exchanger.

前記構成のブレージングシートにおいては、前記心材の一方の面には前記ろう材層が積層され、前記心材の他方の面には積層された前記中間犠牲層の上に、前記ろう材層が積層されている構成であってもよい。 In the brazing sheet having the above configuration, the brazing filler metal layer is laminated on one surface of the core material, and the brazing filler metal layer is laminated on the intermediate sacrificial layer laminated on the other surface of the core metal. It may be the configuration that is used.

また、前記構成のブレージングシートにおいては、前記心材の両方の面にそれぞれ前記中間犠牲層が積層され、これら中間犠牲層に対して、前記ろう材層がそれぞれ積層されている構成であってもよい。 Further, in the brazing sheet having the above configuration, the intermediate sacrificial layer may be laminated on both surfaces of the core material, and the brazing filler metal layer may be laminated on each of the intermediate sacrificial layers. ..

また、前記構成のブレージングシートにおいては、さらに、ろう付用フラックス材を含有するフラックス含有層、または、前記ろう材層とは独立した層として構成され、前記ろう材に対して少なくともマグネシウム(Mg)が添加されたマグネシウム含有層を備え、前記フラックス含有層または前記マグネシウム含有層は、前記中間犠牲層から見て外側に位置する構成であってもよい。 Further, in the brazing sheet having the above structure, it is further configured as a flux-containing layer containing a flux material for brazing or a layer independent of the brazing material layer, and at least magnesium (Mg) is used with respect to the brazing material. The flux-containing layer or the magnesium-containing layer may be configured to be located outside the intermediate sacrificial layer.

また、前記構成のブレージングシートにおいては、前記フラックス含有層または前記マグネシウム含有層は、前記ろう材層に隣接している構成であってもよい。 Further, in the brazing sheet having the above structure, the flux-containing layer or the magnesium-containing layer may have a structure adjacent to the brazing filler metal layer.

また、前記構成のブレージングシートにおいては、前記心材は、3000系、5000系、または6000系のいずれかのアルミニウム合金に対して、前記の範囲内で銅を添加したものであり、前記中間犠牲層は、1000系または3000系のアルミニウム合金に対して、前記の範囲内で亜鉛を添加したものである構成であってもよい。 Further, in the brazing sheet having the above structure, the core material is made by adding copper within the above range to any of 3000 series, 5000 series, or 6000 series aluminum alloys, and the intermediate sacrificial layer. May be a structure in which zinc is added within the above range to a 1000 series or 3000 series aluminum alloy.

また、前記構成のブレージングシートにおいては、前記ろう材層は、4000系のアルミニウム合金である構成であってもよい。 Further, in the brazing sheet having the above configuration, the brazing filler metal layer may be configured to be a 4000 series aluminum alloy.

また、本開示に係るブレージングシートの接合構造は、前記構成のブレージングシートを用いて構成され、前記ブレージングシートは、互いに接合されることにより接合部を構成する接合面と、この接合面に隣接する非接合隣接面とを有し、前記接合面同士が接合されたときに、それぞれの前記非接合隣接面の間であって前記接合面に隣接する部位には、前記接合面から流出して前記ろう材が固化したフィレットが形成される構成であればよい。 Further, the joining structure of the brazing sheet according to the present disclosure is configured by using the brazing sheet having the above-mentioned configuration, and the brazing sheet is adjacent to a joining surface that constitutes a joining portion by being joined to each other and the joining surface. It has a non-joining adjacent surface, and when the joining surfaces are joined to each other, the portion between the non-joining adjacent surfaces and adjacent to the joining surface flows out from the joining surface and is said to be the same. Any structure may be used as long as the fillet formed by solidifying the brazing material is formed.

前記構成のブレージングシートの接合構造においては、それぞれの前記非接合隣接面により形成される角度は鋭角である構成であってもよい。 In the joining structure of the brazing sheet having the above structure, the angle formed by the respective non-joining adjacent surfaces may be an acute angle.

また、本開示に係る熱交換器は、前記構成のブレージングシートの接合構造を有する構成であればよい。前記構成の熱交換器は、プレートフィン積層型熱交換器またはパラレルフローコンデンサ(PFC)であればよい。 Further, the heat exchanger according to the present disclosure may have a structure having a bonding sheet bonding structure having the above-mentioned structure. The heat exchanger having the above configuration may be a plate fin laminated heat exchanger or a parallel flow capacitor (PFC).

以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals throughout all the figures, and the overlapping description thereof will be omitted.

[ブレージングシート]
本開示に係るブレージングシートは、熱交換器に用いられるアルミニウム合金製である。具体的には、例えば、図1(A)に示すように、本開示に係るブレージングシート10Aは、心材11、ろう材層12およびろう材層13、並びに中間犠牲層14を備えている。ろう材層12,13は、図1(A)では、ブレージングシート10Aの両面の外側に位置するように形成されており、図1(A)下側の面(第一面)にはろう材層12が位置し、図1(A)上側の面(第二面)にはろう材層13が位置する。
[Blazing sheet]
The brazing sheet according to the present disclosure is made of an aluminum alloy used for a heat exchanger. Specifically, for example, as shown in FIG. 1A, the brazing sheet 10A according to the present disclosure includes a core material 11, a brazing material layer 12, a brazing material layer 13, and an intermediate sacrificial layer 14. In FIG. 1A, the brazing filler metal layers 12 and 13 are formed so as to be located on the outer sides of both sides of the brazing sheet 10A, and the brazing filler metal layer 12 and 13 are formed on the lower surface (first surface) of FIG. 1A. The layer 12 is located, and the brazing filler metal layer 13 is located on the upper surface (second surface) of FIG. 1 (A).

図1(A)では、ろう材層12は、心材11の一方の面(第一面)に被覆(クラッド)されている。心材11の他方の面(第二面)には、中間犠牲層14が積層され、この中間犠牲層14の外側にろう材層13が被覆されている。したがって、中間犠牲層14は、心材11とろう材層13との間に介在するように位置している。心材11、ろう材層12,13を構成するろう材、および、中間犠牲層14を構成する犠牲陽極材はいずれもアルミニウム合金である。 In FIG. 1A, the brazing filler metal layer 12 is coated (clad) on one surface (first surface) of the core material 11. An intermediate sacrificial layer 14 is laminated on the other surface (second surface) of the core material 11, and the brazing filler metal layer 13 is coated on the outside of the intermediate sacrificial layer 14. Therefore, the intermediate sacrificial layer 14 is positioned so as to intervene between the core material 11 and the brazing material layer 13. The core material 11, the brazing material constituting the brazing filler metal layers 12 and 13, and the sacrificial anode material constituting the intermediate sacrificial layer 14 are all aluminum alloys.

本開示に係るブレージングシート10Aでは、心材11における接合面となる側に中間犠牲層14およびろう材層13が積層されている。この接合面同士を互いに接合することで、ブレージングシート10A同士が接合された接合部が形成される。ブレージングシート10A同士を接合面で接合した構造が、本開示に係るブレージングシート10Aの接合構造である。本開示に係るブレージングシート10Aは、接合面に隣接する非接合隣接面を有する。ブレージングシート10A同士を接合して接合構造を形成したときには、それぞれの非接合隣接面により形成される角度は鋭角となっている。 In the brazing sheet 10A according to the present disclosure, the intermediate sacrificial layer 14 and the brazing material layer 13 are laminated on the side of the core material 11 which is the joint surface. By joining the joint surfaces to each other, a joint portion in which the brazing sheets 10A are joined to each other is formed. The structure in which the brazing sheets 10A are joined together at the joining surface is the joining structure of the brazing sheet 10A according to the present disclosure. The brazing sheet 10A according to the present disclosure has a non-joining adjacent surface adjacent to the joining surface. When the brazing sheets 10A are joined together to form a joined structure, the angle formed by the respective non-joined adjacent surfaces is an acute angle.

具体的には、例えば、図1(B)に示すように、本開示に係るブレージングシート10Aの接合構造20は、ブレージングシート10Aの接合面11a同士を接合して構成され、接合面11aに隣接する非接合隣接面11b同士で形成される角度θ1は特に限定されないが、好ましい一例としては鋭角すなわち90°未満(θ1<90°)を挙げることができる。なお、接合構造20を構成する各非接合隣接面11bにより形成される角度θ1を、説明の便宜上「隣接面形成角」と称し、図1(B)では点線で図示する。 Specifically, for example, as shown in FIG. 1 (B), the joining structure 20 of the brazing sheet 10A according to the present disclosure is configured by joining the joining surfaces 11a of the brazing sheet 10A to each other and adjacent to the joining surface 11a. The angle θ1 formed between the non-joined adjacent surfaces 11b is not particularly limited, but an acute angle, that is, less than 90 ° (θ1 <90 °) can be mentioned as a preferable example. The angle θ1 formed by each of the non-joining adjacent surfaces 11b constituting the joining structure 20 is referred to as an “adjacent surface forming angle” for convenience of explanation, and is shown by a dotted line in FIG. 1 (B).

隣接面形成角θ1の好ましい範囲は前記の通り鋭角すなわち直角未満(90°未満)であれば特に限定されないが、熱交換器の種類、ブレージングシート10Aが用いられる熱交換器の構造等の諸条件によっては、例えば40°~80°の範囲内であればよく(40°≦θ1≦80°)、50°~70°の範囲内であってもよい(50°≦θ1≦70°)。あるいは、例えば、下限のみ15°以上であってもよいし(15°≦θ1)、20°以上であってもよい(20°≦θ1)。 The preferable range of the adjacent surface forming angle θ1 is not particularly limited as long as it is an acute angle, that is, less than a right angle (less than 90 °) as described above, but various conditions such as the type of heat exchanger and the structure of the heat exchanger in which the brazing sheet 10A is used. Depending on the case, for example, it may be in the range of 40 ° to 80 ° (40 ° ≦ θ1 ≦ 80 °), or may be in the range of 50 ° to 70 ° (50 ° ≦ θ1 ≦ 70 °). Alternatively, for example, only the lower limit may be 15 ° or more (15 ° ≦ θ1), or 20 ° or more (20 ° ≦ θ1).

本開示に係る接合構造20では、ブレージングシート10A同士を接合して接合部21を構成したときに、図1(B)に示すように、非接合隣接面11b同士の間にフィレット22が形成される。熱交換器には、このようなフィレット22が形成される部材または構造等を含んでおり、このような部材または構造等においては、非接合隣接面11b同士が鋭角を成していることが多い。このフィレット22は、本実施の形態では、接合時に接合面11aから流出したろう材が固化したものとして定義される。 In the joint structure 20 according to the present disclosure, when the brazing sheets 10A are joined to each other to form the joint portion 21, a fillet 22 is formed between the non-joined adjacent surfaces 11b as shown in FIG. 1 (B). To. The heat exchanger includes a member or structure on which such a fillet 22 is formed, and in such a member or structure, the non-joined adjacent surfaces 11b often form an acute angle. .. In the present embodiment, the fillet 22 is defined as a solidified wax material flowing out from the joint surface 11a at the time of joining.

本開示では、ブレージングシート10Aを用いた熱交換器において、このフィレット22が優先的に腐食することを有効に抑制または回避するものである。隣接面形成角θ1が大きくなり過ぎると、例えば180°すなわち水平に近づくと構造上フィレット22が形成されにくくなる。また、隣接面形成角θ1が小さ過ぎると、熱交換器の構造等にもよるが、非接合隣接面11b同士が平行に近づくためフィレット22が形成されにくくなる。それゆえ、隣接面形成角θ1の好適な一例としては、前述した上限値および下限値の範囲内、あるいは、下限値以上の角度が挙げられる。 In the present disclosure, in a heat exchanger using the brazing sheet 10A, it is intended to effectively suppress or prevent the fillet 22 from being preferentially corroded. If the adjacent surface formation angle θ1 becomes too large, for example, when it approaches 180 °, that is, horizontal, it becomes difficult to form the fillet 22 structurally. Further, if the adjacent surface forming angle θ1 is too small, the fillet 22 is difficult to be formed because the non-joined adjacent surfaces 11b approach parallel to each other, although it depends on the structure of the heat exchanger and the like. Therefore, as a preferable example of the adjacent surface forming angle θ1, an angle within the range of the above-mentioned upper limit value and the lower limit value, or an angle equal to or larger than the lower limit value can be mentioned.

本開示に係るブレージングシート10Aでは、接合面11aに隣接して非接合隣接面11bが設定されている。非接合隣接面11bは、前記の通り、ブレージングシート10A同士を接合したときに、互いに成す角度(隣接面形成角θ1)が例えば鋭角となる。それゆえ、例えば、図1(B)に示すように、接合面11aに対して非接合隣接面11bは傾斜してもよい。 In the brazing sheet 10A according to the present disclosure, a non-joining adjacent surface 11b is set adjacent to the joining surface 11a. As described above, the non-joined adjacent surfaces 11b have an acute angle (adjacent surface forming angle θ1) formed with each other when the brazing sheets 10A are joined to each other. Therefore, for example, as shown in FIG. 1B, the non-joining adjacent surface 11b may be inclined with respect to the joining surface 11a.

図1(B)に示す例では、非接合隣接面11bは接合面11aに対して角度θ2を形成するように傾斜している。そのため、接合面11a同士を接合して接合部21を形成すれば、それぞれの接合面11aに隣接する非接合隣接面11b同士が鋭角の隣接面形成角θ1を形成する。なお、接合面11aに対する非接合隣接面11bの傾斜角度θ2を、説明の便宜上「隣接面傾斜角」と称し、図1(B)では、接合面11aの延長線とともに点線で図示する。 In the example shown in FIG. 1B, the non-joining adjacent surface 11b is inclined so as to form an angle θ2 with respect to the joining surface 11a. Therefore, if the joint surfaces 11a are joined to form the joint portion 21, the non-joint adjacent surfaces 11b adjacent to the respective joint surfaces 11a form an acute-angled adjacent surface formation angle θ1. The inclination angle θ2 of the non-joint adjacent surface 11b with respect to the joint surface 11a is referred to as an “adjacent surface inclination angle” for convenience of explanation, and is shown by a dotted line in FIG. 1B together with an extension line of the joint surface 11a.

隣接面傾斜角θ2の具体的な角度は特に限定されないが、例えば、図1(B)に示すように、互いに接合されるブレージングシート10A同士の形状が、接合面11aを基準に線対称となっていれば、隣接面形成角θ1は、隣接面傾斜角θ2の2倍となる(θ1=θ2×2)。それゆえ、隣接面形成角θ1が鋭角であれば、隣接面傾斜角θ2は45°未満であればよい。ただし、ブレージングシート10Aの形状が線対称である必要はなく、熱交換器の種類またはる熱交換器の構造等の諸条件によっては、さまざまな形状のブレージングシート10A同士を接合面11aで接合することになる。また、隣接面形成角θ1は必ずしも鋭角である必要はない。それゆえ、隣接面傾斜角θ2は45°未満に限定されない。 The specific angle of the adjacent surface inclination angle θ2 is not particularly limited, but for example, as shown in FIG. 1B, the shapes of the brazing sheets 10A joined to each other are line-symmetrical with respect to the joining surface 11a. If so, the adjacent surface forming angle θ1 becomes twice the adjacent surface inclination angle θ2 (θ1 = θ2 × 2). Therefore, if the adjacent surface forming angle θ1 is an acute angle, the adjacent surface inclination angle θ2 may be less than 45 °. However, the shape of the brazing sheet 10A does not have to be line-symmetrical, and depending on various conditions such as the type of heat exchanger and the structure of the heat exchanger, the brazing sheets 10A having various shapes are joined together at the joint surface 11a. It will be. Further, the adjacent surface forming angle θ1 does not necessarily have to be an acute angle. Therefore, the adjacent surface inclination angle θ2 is not limited to less than 45 °.

例えば、略平坦なブレージングシート10Aの接合面11aに対して、異なる形状のブレージングシート10Aを傾斜させた状態で接合する接合構造20もあり得る。この場合には、略平坦なブレージングシート10Aの非接合隣接面11bは、接合面11aに対して傾斜しておらず、それぞれろう材層13上の異なる領域として設定される。それゆえ、隣接面傾斜角θ2は0°であってもよい(θ2=0°)。すなわち、非接合隣接面11bは接合面11aに対して傾斜しておらず連続する平坦面の異なる領域であってもよい(後述するパラレルフローコンデンサの接合構造参照)。 For example, there may be a joining structure 20 in which the brazing sheet 10A having a different shape is joined to the joining surface 11a of the substantially flat brazing sheet 10A in an inclined state. In this case, the non-joining adjacent surfaces 11b of the substantially flat brazing sheet 10A are not inclined with respect to the joining surface 11a, and are set as different regions on the brazing filler metal layer 13. Therefore, the adjacent surface inclination angle θ2 may be 0 ° (θ2 = 0 °). That is, the non-junction adjacent surface 11b may be a region of a continuous flat surface that is not inclined with respect to the junction surface 11a (see the junction structure of a parallel flow capacitor described later).

本開示に係るブレージングシート10Aの接合構造20においては、図1(B)においてブロック矢印C1およびC2に示す方向に腐食が進行する可能性がある。ブロック矢印C1の方向は、非接合隣接面11b(および接合面11aに隣接しない非接合面(接合面11aの反対側の面等))から心材11の方向に対して進行する腐食方向であり、ブロック矢印C2の方向は、フィレット22を含む接合部21において、接合面11aの方向に沿って進行する腐食方向である。 In the joint structure 20 of the brazing sheet 10A according to the present disclosure, corrosion may proceed in the directions shown by the block arrows C1 and C2 in FIG. 1 (B). The direction of the block arrow C1 is the corrosion direction traveling from the non-joining adjacent surface 11b (and the non-joining surface not adjacent to the joining surface 11a (the surface opposite to the joining surface 11a, etc.)) toward the core material 11. The direction of the block arrow C2 is the corrosion direction that progresses along the direction of the joint surface 11a at the joint portion 21 including the fillet 22.

このうち、腐食方向C1に進行する腐食は、接合面11aを構成するろう材層13から見て内側(心材11側)に位置する中間犠牲層14による犠牲陽極作用によって抑制(回避または防止)されるが、腐食方向C2に進行する腐食は、フィレット22に亜鉛が濃縮されることで、当該フィレット22を含む接合部21の電位が卑化され過ぎて進行するおそれがある。本開示に係るブレージングシート10Aでは、心材11に銅を所定範囲内で含有させるとともに、ろう材層12,13および中間犠牲層14に対して、実質的に銅を含有させないことにより、腐食方向C2の腐食を有効に抑制(回避または防止)することができる。 Of these, the corrosion that progresses in the corrosion direction C1 is suppressed (avoided or prevented) by the sacrificial anode action of the intermediate sacrificial layer 14 located inside (on the core 11 side) when viewed from the brazing filler metal layer 13 constituting the joint surface 11a. However, the corrosion that progresses in the corrosion direction C2 may progress because the potential of the joint portion 21 including the fillet 22 is too low due to the concentration of zinc in the fillet 22. In the brazing sheet 10A according to the present disclosure, the core material 11 contains copper within a predetermined range, and the brazing material layers 12 and 13 and the intermediate sacrificial layer 14 do not substantially contain copper, whereby the corrosion direction C2. Corrosion can be effectively suppressed (avoided or prevented).

本開示に係るブレージングシート10Aは、心材11、ろう材層12,13および中間犠牲層14を備え、心材11の接合面11a側に中間犠牲層14およびろう材層13が位置している構成であればよく、図1(A)に示す4層構造に限定されない。例えば、図2(A)~(C)に示すブレージングシート10B~10D等のように5層以上の積層構造であってもよい。 The brazing sheet 10A according to the present disclosure includes a core material 11, a brazing material layer 12, 13 and an intermediate sacrificial layer 14, and the intermediate sacrificial layer 14 and the brazing material layer 13 are located on the joint surface 11a side of the core material 11. It suffices, and is not limited to the four-layer structure shown in FIG. 1 (A). For example, it may have a laminated structure of five or more layers as shown in the brazing sheets 10B to 10D shown in FIGS. 2A to 2C.

例えば、図2(A)に示すブレージングシート10Bは、心材11の一方の面(第二面)にろう材層12aが積層され、心材11の他方の面(第二面)に中間犠牲層14が積層され、当該中間犠牲層14の外側(第二面側)にろう材層13が位置している点で、図1(A)に示すブレージングシート10Aと同様であるが、さらにフラックス含有層15を備えている点で異なっている。 For example, in the brazing sheet 10B shown in FIG. 2A, the brazing material layer 12a is laminated on one surface (second surface) of the core material 11, and the intermediate sacrificial layer 14 is laminated on the other surface (second surface) of the core material 11. Is the same as the brazing sheet 10A shown in FIG. 1A in that the brazing material layer 13 is located on the outside (second surface side) of the intermediate sacrificial layer 14 but further, the flux-containing layer is further laminated. It differs in that it has 15.

より具体的には、ブレージングシート10Bでは、心材11の第二面側には、中間犠牲層14、フラックス含有層15およびろう材層13が積層(被覆)されており、心材11の第一面側には、ろう材層12a、フラックス含有層15、およびろう材層12bが積層(被覆)されている。したがって、図2(A)に示すブレージングシート10Bは7層の積層構造を有している。 More specifically, in the brazing sheet 10B, the intermediate sacrificial layer 14, the flux-containing layer 15 and the brazing material layer 13 are laminated (coated) on the second surface side of the core material 11, and the first surface of the core material 11 is laminated. A brazing filler metal layer 12a, a flux-containing layer 15, and a brazing filler metal layer 12b are laminated (coated) on the side. Therefore, the brazing sheet 10B shown in FIG. 2A has a seven-layer laminated structure.

フラックス含有層15は、後述するように、公知のろう付用フラックス材を含有する層であればよく、かつ、ろう材層12,13に隣接するように積層されていればよい。図2(A)に示すブレージングシート10Bでは、第二面側は、外側からろう材層13およびフラックス含有層15の2層の積層構造となっており、第一面側は、外側からろう材層12b、フラックス含有層15およびろう材層12aの3層構造となっているが、フラックス含有層15を含むろう材層12,13の積層構造はこれに限定されない。例えば、ブレージングシート10Bの第二面側が3層構造であってもよいし第一面側が2層構造であってもよいし、第一面および第二面のいずれも2層または3層構造であってもよいし、ろう材層12,13とフラックス含有層15の積層構造が4層以上であってもよい。 As will be described later, the flux-containing layer 15 may be a layer containing a known brazing flux material, and may be laminated so as to be adjacent to the brazing material layers 12 and 13. In the brazing sheet 10B shown in FIG. 2A, the second surface side has a laminated structure of two layers of the brazing material layer 13 and the flux-containing layer 15 from the outside, and the first surface side is the brazing material from the outside. It has a three-layer structure of a layer 12b, a flux-containing layer 15 and a brazing filler metal layer 12a, but the laminated structure of the brazing filler metal layers 12 and 13 including the flux-containing layer 15 is not limited to this. For example, the second surface side of the brazing sheet 10B may have a three-layer structure, the first surface side may have a two-layer structure, or both the first surface and the second surface have a two-layer or three-layer structure. It may be present, or the laminated structure of the brazing filler metal layers 12 and 13 and the flux-containing layer 15 may be four or more layers.

あるいは、図2(B)に示すブレージングシート10Cは、フラックス含有層15を備えず、心材11、ろう材層12,13および中間犠牲層14を備える点で図1(A)に示すブレージングシート10Aと同様であるが、中間犠牲層14が心材11の第二面側だけでなく第一面側にも積層されている点で異なっている。 Alternatively, the brazing sheet 10C shown in FIG. 2 (B) does not include the flux-containing layer 15, but includes the core material 11, the brazing material layers 12, 13 and the intermediate sacrificial layer 14, and the brazing sheet 10A shown in FIG. 1 (A). The same as above, except that the intermediate sacrificial layer 14 is laminated not only on the second surface side of the core material 11 but also on the first surface side.

より具体的には、ブレージングシート10Cでは、心材11の第二面側には、中間犠牲層14およびろう材層13が積層(被覆)されており、心材11の第一面側にも、中間犠牲層14およびろう材層12が積層(被覆)されている。したがって、図2(B)に示すブレージングシート10Cは5層の積層構造を有している。 More specifically, in the brazing sheet 10C, the intermediate sacrificial layer 14 and the brazing material layer 13 are laminated (covered) on the second surface side of the core material 11, and are also intermediate on the first surface side of the core material 11. The sacrificial layer 14 and the brazing filler metal layer 12 are laminated (coated). Therefore, the brazing sheet 10C shown in FIG. 2B has a five-layer laminated structure.

言い換えれば、図1(A)に示すブレージングシート10Aは、心材11の第二面側に中間犠牲層14が積層されているので第二面が接合面11aであるということができるが、図2(B)に示すブレージングシート10Cは、心材11の両面いずれにも中間犠牲層14が積層されているので、第一面および第二面のいずれも接合面11aであるということができる。 In other words, in the brazing sheet 10A shown in FIG. 1 (A), since the intermediate sacrificial layer 14 is laminated on the second surface side of the core material 11, it can be said that the second surface is the joint surface 11a. In the brazing sheet 10C shown in (B), since the intermediate sacrificial layer 14 is laminated on both sides of the core material 11, it can be said that both the first surface and the second surface are the joint surfaces 11a.

あるいは、図2(C)に示すブレージングシート10Dは、心材11の一方の面(第二面)にろう材層12が積層され、心材11の他方の面(第二面)に中間犠牲層14が積層され、当該中間犠牲層14の外側(第二面側)にろう材層13が積層される点で、図1(A)に示すブレージングシート10Aと同様であるが、さらにろう材層12,13の外側にマグネシウム含有層16が積層される点で異なっている。 Alternatively, in the brazing sheet 10D shown in FIG. 2C, the brazing material layer 12 is laminated on one surface (second surface) of the core material 11, and the intermediate sacrificial layer 14 is laminated on the other surface (second surface) of the core material 11. Is laminated, and the brazing material layer 13 is laminated on the outside (second surface side) of the intermediate sacrificial layer 14, which is the same as the brazing sheet 10A shown in FIG. 1 (A), but further the brazing material layer 12. , 13 is different in that the magnesium-containing layer 16 is laminated on the outside.

マグネシウム含有層16は、後述するように、ろう材に対して少なくともマグネシウム(Mg)が添加された(好ましくはMgに加えてビスマス(Bi)等が添加された)「ろう材層」である。このようなマグネシウム含有層16を備えることで、フラックスを用いなくてもブレージングシート10D同士を接合することが可能となる(いわゆるフラックスフリーまたはフラックスレス)。 As will be described later, the magnesium-containing layer 16 is a “brazing material layer” in which at least magnesium (Mg) is added to the brazing material (preferably, bismuth (Bi) or the like is added in addition to Mg). By providing such a magnesium-containing layer 16, it is possible to bond the brazing sheets 10D to each other without using flux (so-called flux-free or fluxless).

なお、図示しないが、図1(A)または図2(A)~(C)に示すブレージングシート10A~10Dの積層構造は適宜組み合わせることも可能であり、積層順を変更することも可能である。例えば、図2(B)に示す5層構造のブレージングシート10Cの第一面または第二面に、フラックス含有層15またはマグネシウム含有層16が位置してもよい。あるいは、図2(A)に示すブレージングシート10Bは、フラックス含有層15が最外層であるろう材層13またはろう材層12bから見て内側に位置しているが、フラックス含有層15が外側に位置してもよい。 Although not shown, the laminated structures of the brazing sheets 10A to 10D shown in FIGS. 1 (A) or 2 (A) to 2 (C) can be appropriately combined, and the stacking order can be changed. .. For example, the flux-containing layer 15 or the magnesium-containing layer 16 may be located on the first surface or the second surface of the brazing sheet 10C having a five-layer structure shown in FIG. 2 (B). Alternatively, the brazing sheet 10B shown in FIG. 2A is located inside the brazing material layer 13 or the brazing material layer 12b in which the flux-containing layer 15 is the outermost layer, but the flux-containing layer 15 is on the outside. It may be located.

したがって、本開示に係るブレージングシート10A~10Dでは、ろう材層12,13は、必ずしも最外層(最表面層)でなくてもよいので、ろう材層12,13は、心材11の両面から見て外側に位置していればよい、また、中間犠牲層14は、心材11の両面のうち少なくとも一方の面に積層されていればよく、中間犠牲層14とろう材層13(またはろう材層12)とは直接接してもよいし、これらの間にフラックス含有層15等の他の層が介在してもよい。 Therefore, in the brazing sheets 10A to 10D according to the present disclosure, the brazing filler metal layers 12 and 13 do not necessarily have to be the outermost layer (outermost surface layer), so that the brazing filler metal layers 12 and 13 are viewed from both sides of the core material 11. The intermediate sacrificial layer 14 may be laminated on at least one of both sides of the core material 11, and the intermediate sacrificial layer 14 and the brazing filler metal layer 13 (or the brazing filler metal layer 13) may be laminated. It may be in direct contact with 12), or another layer such as the flux-containing layer 15 may intervene between them.

また、フラックス含有層15またはマグネシウム含有層16は、中間犠牲層14から見て外側に位置すればよく、代表的な一例としては図2(A)または図2(C)に示すように、ろう材層12,13に隣接して位置していればよいが、フラックス含有層15またはマグネシウム含有層16は、必ずしもろう材層12,13に直接接していなくてもよい。 Further, the flux-containing layer 15 or the magnesium-containing layer 16 may be located outside when viewed from the intermediate sacrificial layer 14, and as a typical example, as shown in FIG. 2 (A) or FIG. 2 (C), wax The flux-containing layer 15 or the magnesium-containing layer 16 may not necessarily be in direct contact with the brazing material layers 12 and 13, although they may be located adjacent to the material layers 12 and 13.

[ブレージングシートの材料]
本開示に係るブレージングシート10Aは、前記の通りアルミニウム合金製であり、心材11、ろう材、および犠牲陽極材のいずれもアルミニウム合金である。具体的には、心材11は、熱交換器の種類または構造等の諸条件に応じて求められる物性を実現し得る公知のアルミニウム合金であればよいが、本開示においては、銅(Cu)が0.3~1.2質量%の範囲内で添加(含有)されている。
[Blazing sheet material]
The brazing sheet 10A according to the present disclosure is made of an aluminum alloy as described above, and the core material 11, the brazing material, and the sacrificial anode material are all aluminum alloys. Specifically, the core material 11 may be a known aluminum alloy that can realize the physical characteristics required according to various conditions such as the type or structure of the heat exchanger, but in the present disclosure, copper (Cu) is used. It is added (contained) in the range of 0.3 to 1.2% by mass.

心材11として用いられるアルミニウム合金としては、例えば、熱交換器の分野では、代表的には、3000系(アルミニウム-マンガン(Al-Mn)系合金)、5000系(アルミニウム-マグネシウム(Al-Mg)系合金)、または6000系(アルミニウム-マグネシウム-シリコン(Al-Mg-Si)系合金)等を挙げることができるが、これらに限定されない。本開示においては、これらアルミニウム合金または他のアルミニウム合金に対して、Cuを前記の範囲内となるように公知の手法で添加したものを心材11として用いればよい。 As the aluminum alloy used as the core material 11, for example, in the field of heat exchanger, 3000 series (aluminum-manganese (Al-Mn) based alloy) and 5000 series (aluminum-magnesium (Al-Mg)) are typically used. (Based alloy), 6000 series (aluminum-magnesium-silicon (Al-Mg-Si) based alloy) and the like can be mentioned, but the present invention is not limited thereto. In the present disclosure, the core material 11 may be obtained by adding Cu to these aluminum alloys or other aluminum alloys by a known method so as to be within the above range.

Cuを添加する前のアルミニウム合金を便宜上「母材」とすれば、母材においては、不可避的不純物として予めCuが含有されてもよい。不可避的不純物としてCuが含有されるとしても、その濃度は例えば0.2質量%以下であればよい。ただし、2000系合金等にように、予め1.2質量%を超える濃度でCuを含有するアルミニウム合金は心材11の母材として使用することはできない。 If the aluminum alloy before adding Cu is used as the "base material" for convenience, Cu may be contained in advance as an unavoidable impurity in the base material. Even if Cu is contained as an unavoidable impurity, its concentration may be, for example, 0.2% by mass or less. However, an aluminum alloy containing Cu at a concentration exceeding 1.2% by mass in advance, such as a 2000 series alloy, cannot be used as a base material for the core material 11.

本開示に係るブレージングシート10Aでは、心材11におけるCuの含有量(濃度)が0.3質量%未満であれば、後述するように、心材11からフィレット22に対してCuが十分な濃度で拡散しないおそれがある。また、心材11におけるCuの含有量が1.2質量%を超えると、犠牲陽極材の犠牲陽極作用の強さにもよるが、心材11の粒界腐食感受性が高くなり、腐食の進行を有効に抑制できなくなる可能性がある。 In the brazing sheet 10A according to the present disclosure, if the Cu content (concentration) in the core material 11 is less than 0.3% by mass, Cu is diffused from the core material 11 to the fillet 22 at a sufficient concentration, as will be described later. There is a risk of not doing so. Further, when the Cu content in the core material 11 exceeds 1.2% by mass, the intergranular corrosion sensitivity of the core material 11 becomes high and the progress of corrosion is effective, although it depends on the strength of the sacrificial anode action of the sacrificial anode material. It may become uncontrollable.

心材11におけるCuの含有量は0.3~1.2質量%の範囲内であればよいが、好ましい一例としては、0.3~0.7質量%の範囲内を挙げることができる。すなわち、Cuの含有量の上限は1.2質量%以下であればよいが、諸条件によっては0.7質量%以下であってもよい。Cuの含有量が0.7質量%以下であれば、犠牲陽極材の犠牲陽極作用が相対的に弱い場合であっても、心材11の粒界腐食感受性が高くなるおそれを有効に抑制することができる。 The Cu content in the core material 11 may be in the range of 0.3 to 1.2% by mass, but a preferred example thereof is in the range of 0.3 to 0.7% by mass. That is, the upper limit of the Cu content may be 1.2% by mass or less, but may be 0.7% by mass or less depending on various conditions. When the Cu content is 0.7% by mass or less, the possibility that the intergranular corrosion sensitivity of the core material 11 becomes high can be effectively suppressed even when the sacrificial anode action of the sacrificial anode material is relatively weak. Can be done.

ろう材として用いられるアルミニウム合金は、本開示においては、シリコン(ケイ素、Si)を含有するもの、すなわち、アルミニウム-シリコン(Al-Si)系合金であればよい。ろう材におけるSiの含有量(濃度)は特に限定されず、ろう材として好適な使用が可能な程度の範囲内であればよい。具体的には、例えば、ろう材におけるSiの含有量としては、2.5~13質量%の範囲内を挙げることができ、3.5~12質量%の範囲内であってもよい。Siの含有量が少なすぎると、Al-Si系合金がろう材として十分に機能しなくなるおそれがある。一方、Siの含有量が多すぎると、心材11または相手材にSiが拡散してブレージングシート10Aそのものに溶融が生じるおそれがある。 In the present disclosure, the aluminum alloy used as the brazing material may be an alloy containing silicon (silicon, Si), that is, an aluminum-silicon (Al-Si) based alloy. The content (concentration) of Si in the brazing material is not particularly limited, and may be within a range suitable for use as a brazing material. Specifically, for example, the content of Si in the brazing filler metal may be in the range of 2.5 to 13% by mass, and may be in the range of 3.5 to 12% by mass. If the Si content is too low, the Al—Si alloy may not function sufficiently as a brazing material. On the other hand, if the Si content is too high, Si may diffuse into the core material 11 or the mating material and melt the brazing sheet 10A itself.

ろう材としてのAl-Si系合金には、ろう材としての機能に影響を及ぼさない範囲で、Si以外の元素を含有してもよい。また、ろう材としてのAl-Si系合金には、不可避的不純物として種々の元素が含有されてもよい。ただし、ろう材としてのAl-Si系合金には、実質的にCuは含有されない。実質的にCuが含有されないとは、不可避的不純物を超える濃度でCuが含有されないことを意味する。不可避的不純物として許容される濃度の上限は、諸条件によっても異なるが、一般的には、Al-Si系合金全体における0.1質量%未満を挙げることができる。 The Al—Si alloy as the brazing filler metal may contain an element other than Si as long as it does not affect the function as the brazing filler metal. Further, the Al—Si alloy as the brazing filler metal may contain various elements as unavoidable impurities. However, Cu is not substantially contained in the Al—Si alloy as the brazing material. Substantially free of Cu means that Cu is not contained at a concentration exceeding the unavoidable impurities. The upper limit of the concentration allowed as an unavoidable impurity varies depending on various conditions, but generally, less than 0.1% by mass in the entire Al—Si alloy can be mentioned.

犠牲陽極材として用いられるアルミニウム合金は、犠牲陽極作用を発揮するために、亜鉛(Zn)を0.5~6.0質量%の範囲内で含有している。すなわち、中間犠牲層14の代表的な一例としてAl-Zn系合金を挙げることができる。犠牲陽極材におけるZnの含有量(濃度)が0.5質量%未満であれば、良好な犠牲陽極作用を発揮することができない。一方、Znの含有量が6.0質量%を超えると、犠牲陽極作用が早期に進行し過ぎてブレージングシート10Aから中間犠牲層14が消失してしまい、ブレージングシート10Aの耐食性が低下するおそれがある。 The aluminum alloy used as the sacrificial anode material contains zinc (Zn) in the range of 0.5 to 6.0% by mass in order to exhibit the sacrificial anode action. That is, an Al—Zn-based alloy can be mentioned as a typical example of the intermediate sacrificial layer 14. If the Zn content (concentration) in the sacrificial anode material is less than 0.5% by mass, a good sacrificial anode action cannot be exhibited. On the other hand, if the Zn content exceeds 6.0% by mass, the sacrificial anode action proceeds too early and the intermediate sacrificial layer 14 disappears from the brazing sheet 10A, which may reduce the corrosion resistance of the brazing sheet 10A. be.

なお、犠牲陽極材としてのAl-Zn系合金には、犠牲陽極作用に影響を及ぼさない範囲でZn以外の元素を含有してもよい。また、犠牲陽極材としてのAl-Zn系合金には、不可避的不純物として種々の元素が含有されてもよい。ただし、犠牲陽極材としてのAl-Zn系合金においても、実質的にCuは含有されない。実質的にCuが含有されないとは、ろう材としてのAl-Si系合金と同様に、不可避的不純物を超える濃度でCuが含有されないことを意味し、一般的には、Al-Zn系合金全体における0.1質量%未満の濃度であればよい。あるいは、不可避的不純物の濃度の上限は、JIS等の公知の規格に規定される合金組成に準じてもよい。 The Al—Zn-based alloy as the sacrificial anode material may contain an element other than Zn as long as it does not affect the sacrificial anode action. Further, the Al—Zn-based alloy as the sacrificial anode material may contain various elements as unavoidable impurities. However, even in the Al—Zn-based alloy as the sacrificial anode material, Cu is substantially not contained. The fact that Cu is not substantially contained means that Cu is not contained at a concentration exceeding the unavoidable impurities, as in the case of the Al—Si alloy as a brazing material, and generally, the entire Al—Zn alloy is contained. The concentration may be less than 0.1% by mass. Alternatively, the upper limit of the concentration of unavoidable impurities may be based on the alloy composition specified in a known standard such as JIS.

ろう材として具体的に用いられるアルミニウム合金の種類は特に限定されないが、代表的には、4000系(アルミニウム-シリコン(Al-Si)系合金)を用いることができる。また、犠牲陽極材として用いられるアルミニウム合金の種類も特に限定されないが、代表的には、1000系(工業用純アルミニウム)または3000系(アルミニウム-マンガン(Al-Mn)系合金)を用いることができる。犠牲陽極材では、1000系または3000系のアルミニウム合金に対して、含有量が0.5~6.0質量%の範囲内となるように、公知の手法でZnを添加したものを用いればよい。 The type of aluminum alloy specifically used as the brazing filler metal is not particularly limited, but a 4000 series (aluminum-silicon (Al-Si) series alloy) can be typically used. The type of aluminum alloy used as the sacrificial anode material is also not particularly limited, but 1000 series (industrial pure aluminum) or 3000 series (aluminum-manganese (Al-Mn) series alloy) can be typically used. can. As the sacrificial anode material, a material to which Zn is added by a known method so that the content is in the range of 0.5 to 6.0% by mass with respect to the 1000 series or 3000 series aluminum alloy may be used. ..

ろう付用フラックス材は、アルミニウムまたはその合金のろう付の分野で公知のフラックス材(アルミニウム系材料の酸化被膜を除去する材料)を好適に用いることができる。フラックス材の主成分としては、例えばCsF,CaF2 ,NaF,LiF,KF等の周期表1族または2族の金属元素のフッ化物等が挙げることができるが、特に限定されない。フラックス含有層15は、このようなろう付用フラックス材を含有する層として構成されていればよく、本実施の形態では、アルミニウムまたはその合金粉末とろう付用フラックス材とを混合した層を挙げることができる。 As the flux material for brazing, a flux material known in the field of brazing of aluminum or an alloy thereof (a material for removing an oxide film of an aluminum-based material) can be preferably used. Examples of the main component of the flux material include fluorides of metal elements of Group 1 or Group 2 of the periodic table such as CsF, CaF 2 , NaF, LiF, and KF, but are not particularly limited. The flux-containing layer 15 may be configured as a layer containing such a brazing flux material, and in the present embodiment, a layer in which aluminum or an alloy powder thereof and a brazing flux material are mixed is mentioned. be able to.

また、このようなろう付用フラックス材を含有するフラックス含有層15として形成する方法も公知の方法を好適に用いることができ、特に限定されない。代表的な例としては、参考文献1: TRILLIUM (R) ACTIVE BRAZING,グレンゲス社(Granges AB)、<https://www.granges.com/globalassets/09.-kampanjer/01.-trillium/05.-learn-more/granges _trillium_brochure_180124. pdf>、(令和2年(2020)11月5日検索)に記載される手法を挙げることができる。 Further, a known method can be preferably used for forming the flux-containing layer 15 containing such a brazing flux material, and the method is not particularly limited. Typical examples are Reference 1: TRILLIUM (R) ACTIVE BRAZING, Granges AB, <https://www.granges.com/globalassets/09.-kampanjer/01.-trillium/05. -learn-more / grans _trillium_brochure_180124. pdf>, (Searched on November 5, 2020) can be mentioned.

フラックスフリーまたはフラックスレスのろう材であるマグネシウム含有層16についても、アルミニウムまたはその合金のろう付の分野で公知の材料を好適に用いることができる。具体的には、例えば、参考文献2:特許第3701847号公報(特開2002-18570号公報)に記載される、マグネシウムを0.1~6質量%含有するろう材、あるいは、マグネシウム0.1~6質量%かつビスマス0.01~1質量%を含有するろう材等を挙げることができる。 As for the magnesium-containing layer 16 which is a flux-free or fluxless brazing material, a material known in the field of brazing of aluminum or an alloy thereof can be preferably used. Specifically, for example, the brazing material containing 0.1 to 6% by mass of magnesium described in Reference 2: Patent No. 3701847 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-18570), or magnesium 0.1. Examples thereof include brazing materials containing up to 6% by mass and 0.01 to 1% by mass of bismuth.

なお、ろう付用フラックス材およびフラックス含有層15の代表的な構成例を記載する参考文献1、または、フラックスフリーのマグネシウム含有ろう材およびマグネシウム含有層16の代表的な構成例を記載する参考文献2の内容は、本明細書で参照することにより本明細書の記載の一部とする。 Reference 1 that describes a typical configuration example of the flux material for brazing and the flux-containing layer 15, or reference that describes a typical configuration example of the flux-free magnesium-containing brazing material and the magnesium-containing layer 16. The content of 2 is a part of the description of the present specification by reference in the present specification.

[ブレージングシートの接合に伴う銅の拡散]
本開示では、複数枚のブレージングシート10A~10Dを接合面11a同士で重ね合わせて、高温(例えば580℃以上)の温度でろう材および犠牲陽極材を溶融させてろう付けすることにより、複数のブレージングシート10A~10D同士が接合される。例えば図1(B)に示すように、ブレージングシート10Aの接合構造20では、非接合隣接面11bの間で接合面11a(接合部21)に隣接する部位には、接合面11aを構成するろう材層13から流出した犠牲陽極材が固化してフィレット22が形成される。
[Diffusion of copper due to joining of brazing sheets]
In the present disclosure, a plurality of brazing sheets 10A to 10D are superposed on each other at the joint surfaces 11a, and the brazing material and the sacrificial anode material are melted and brazed at a high temperature (for example, 580 ° C. or higher) to braze the plurality of brazing sheets 10A to 10D. The brazing sheets 10A to 10D are joined to each other. For example, as shown in FIG. 1 (B), in the joint structure 20 of the brazing sheet 10A, a joint surface 11a may be formed at a portion adjacent to the joint surface 11a (joint portion 21) between the non-joint adjacent surfaces 11b. The sacrificial anode material flowing out of the material layer 13 solidifies to form a fillet 22.

ブレージングシート10A(あるいはブレージングシート10B~10D)同士の接合時には、接合面11aを構成するろう材層13の下層に位置する中間犠牲層14からろう材層13に対してZnが拡散する。さらに、心材11から中間犠牲層14を介してCuがろう材層13に拡散する。そのため、フィレット22は、中間犠牲層14由来のZnと心材11由来のCuを含有している。 When the brazing sheets 10A (or the brazing sheets 10B to 10D) are joined to each other, Zn is diffused from the intermediate sacrificial layer 14 located under the brazing filler metal layer 13 constituting the joining surface 11a to the brazing filler metal layer 13. Further, Cu diffuses from the core material 11 to the brazing material layer 13 via the intermediate sacrificial layer 14. Therefore, the fillet 22 contains Zn derived from the intermediate sacrificial layer 14 and Cu derived from the core material 11.

フィレット22(接合部21)におけるCu濃度は、心材11およびろう材層13(並びに中間犠牲層14)を超える濃度となっており、実質的にCuは、実質的にフィレット22に局在するような濃度分布を示す。後述する実施例および比較例の結果から、心材11におけるCu濃度が所定範囲内であり、かつ、ろう材層13および中間犠牲層14が実質的にCuを含有しない場合には、高温での接合に際して、接合部21およびフィレット22の液相部に心材11のCuが拡散するような挙動を示す。 The Cu concentration in the fillet 22 (joint portion 21) is higher than that of the core material 11 and the brazing material layer 13 (and the intermediate sacrificial layer 14), so that Cu is substantially localized in the fillet 22. Shows a high concentration distribution. From the results of Examples and Comparative Examples described later, when the Cu concentration in the core material 11 is within a predetermined range and the brazing material layer 13 and the intermediate sacrificial layer 14 do not substantially contain Cu, the bonding at a high temperature is performed. At the same time, it exhibits a behavior in which Cu of the core material 11 diffuses into the liquid phase portion of the joint portion 21 and the fillet 22.

液相部は固相部よりも多量にCuを含有することができるので、液相部が凝固するときにCuが最終的な凝固箇所である端部のフィレット22で偏析しやすくなる。これにより、フィレット22は周囲よりも電位が高くなり、接合部21の優先腐食による貫通を防ぐことができる。ここで、ブレージングシート10Aは中間犠牲層14を備えており、この中間犠牲層14は高温での接合時には液相化しない。そのため、フィレット22の周囲にZnを好適な濃度で存在させることができる。これにより、フィレット22周囲の腐食に対して、より一層良好に耐え得ることができる。 Since the liquid phase portion can contain a larger amount of Cu than the solid phase portion, when the liquid phase portion solidifies, Cu is likely to segregate at the fillet 22 at the end, which is the final solidification site. As a result, the fillet 22 has a higher potential than the surroundings, and penetration of the joint portion 21 due to preferential corrosion can be prevented. Here, the brazing sheet 10A includes an intermediate sacrificial layer 14, and the intermediate sacrificial layer 14 does not become liquid phase at the time of joining at a high temperature. Therefore, Zn can be present at a suitable concentration around the fillet 22. This makes it possible to withstand corrosion around the fillet 22 even better.

本開示に係るブレージングシート10Aの接合構造20において、フィレット22におけるCu濃度およびZn濃度は特に限定されないものの、Cu濃度は2.0質量%以下であればよく、Zn濃度はCu濃度未満であればよい。フィレット22におけるCu濃度が2.0質量%を超えると、熱交換器の寿命に比較して短期間でCuを含有する中間化合物相の時効析出が生じる。このような析出物は、腐食反応におけるカソードとして機能するため、フィレット22における腐食電流密度が増大し、当該フィレット22周辺の耐食性が大幅に劣化するおそれがある。 In the bonding structure 20 of the brazing sheet 10A according to the present disclosure, the Cu concentration and the Zn concentration in the fillet 22 are not particularly limited, but the Cu concentration may be 2.0% by mass or less, and the Zn concentration is less than the Cu concentration. good. When the Cu concentration in the fillet 22 exceeds 2.0% by mass, aging precipitation of the intermediate compound phase containing Cu occurs in a short period of time as compared with the life of the heat exchanger. Since such a precipitate functions as a cathode in a corrosion reaction, the corrosion current density in the fillet 22 increases, and the corrosion resistance around the fillet 22 may be significantly deteriorated.

本発明者らが実験的に検証した結果、心材11のCu濃度(初期Cu濃度)に対して、接合構造20における接合部21(フィレット22)のCu濃度との間には比例関係が見られる。そのため、心材11のCu濃度が1.2質量%以下であればフィレット22のCu濃度は2.0質量%以下となると考えられる。一方、心材11のCu濃度は0.3質量%以上であればよいが、このとき接合構造20におけるフィレット22のCu濃度は0.5質量%以上になると考えられる。それゆえ、接合構造20におけるフィレット22のCu濃度の下限は、Zn濃度以上であればよいものの、好ましくは0.5質量%以上であればよい。 As a result of experimental verification by the present inventors, a proportional relationship can be seen between the Cu concentration (initial Cu concentration) of the core material 11 and the Cu concentration of the bonding portion 21 (fillet 22) in the bonding structure 20. .. Therefore, if the Cu concentration of the core material 11 is 1.2% by mass or less, the Cu concentration of the fillet 22 is considered to be 2.0% by mass or less. On the other hand, the Cu concentration of the core material 11 may be 0.3% by mass or more, but at this time, it is considered that the Cu concentration of the fillet 22 in the bonded structure 20 is 0.5% by mass or more. Therefore, the lower limit of the Cu concentration of the fillet 22 in the bonding structure 20 may be Zn concentration or more, but preferably 0.5% by mass or more.

なお、前述したように、特許文献2に開示される従来のブレージングシートにおいても、心材には0.05~1.2mass%の範囲内でCuを含有しているが、このブレージングシートでは、ろう材もCuを0.1~0.6mass%の範囲内で含有している。このようにろう材がCuを含有する場合、フィレットの周囲あるいは犠牲陽極材の層が貴化して心材との電位差が小さくなるため、犠牲防食性能(優先腐食作用)が低下してしまう。また、特許文献2に開示される従来のブレージングシートは中間犠牲層を有していないため、フィレットに偏析したCuの周辺では中間犠牲層によるなZnの好適な濃度での存在が期待できない。 As described above, even in the conventional brazing sheet disclosed in Patent Document 2, the core material contains Cu in the range of 0.05 to 1.2 mass%, but in this brazing sheet, wax is used. The material also contains Cu in the range of 0.1 to 0.6 mass%. When the brazing material contains Cu in this way, the periphery of the fillet or the layer of the sacrificial anode material becomes noble and the potential difference from the core material becomes smaller, so that the sacrificial anticorrosion performance (priority corrosion action) deteriorates. Further, since the conventional brazing sheet disclosed in Patent Document 2 does not have an intermediate sacrificial layer, it cannot be expected that Zn is present at a suitable concentration due to the intermediate sacrificial layer around Cu segregated in the fillet.

なお、本開示では、ブレージングシート10Aが例えば曲げ加工した部分を有する場合(図1(B)等参照)、当該部分については転位密度が増大するため、周囲よりもCuの拡散が促進される(拡散係数が大きくなる)と考えられる。本開示では、ブレージングシート10A~10Dが中間犠牲層14を有するため、高温での接合時には、固相である中間犠牲層14を介して心材11から液相部にCuが拡散する。ブレージングシート10A~10Dに曲げ加工等の加工部分が存在すると、心材11と液相部とが直接接触する場合に比べて、当該加工部分においてCuの拡散量に大きく影響が生じると考えられる(後述する実施例1と参考例との対比参照)。 In the present disclosure, when the brazing sheet 10A has, for example, a bent portion (see FIG. 1B, etc.), the dislocation density increases in the portion, so that the diffusion of Cu is promoted more than the surroundings (see FIG. 1B). The diffusion coefficient increases). In the present disclosure, since the brazing sheets 10A to 10D have the intermediate sacrificial layer 14, Cu diffuses from the core material 11 to the liquid phase portion via the intermediate sacrificial layer 14 which is a solid phase at the time of joining at a high temperature. If the brazing sheets 10A to 10D have a processed portion such as a bending process, it is considered that the diffusion amount of Cu in the processed portion is significantly affected as compared with the case where the core material 11 and the liquid phase portion are in direct contact with each other (described later). Comparison between Example 1 and Reference Example).

また、接合部21以外の部位では、心材11にCuが残存する。心材11がCuを所定範囲内で含有することで当該心材11が貴化されるので、中間犠牲層14との電位差を拡大することができる。これにより、中間犠牲層14による犠牲陽極作用をより良好に発現させることができる。また、心材11にCuを添加することで、当該心材11の強度を向上させることもできる。そのため、ブレージングシート10Aの薄肉化を図ったり熱交換器の耐圧強度を向上したりすることに有利に働く。 Further, Cu remains in the core material 11 at a portion other than the joint portion 21. When the core material 11 contains Cu within a predetermined range, the core material 11 is noble, so that the potential difference from the intermediate sacrificial layer 14 can be increased. Thereby, the sacrificial anode action by the intermediate sacrificial layer 14 can be better exhibited. Further, by adding Cu to the core material 11, the strength of the core material 11 can be improved. Therefore, it is advantageous for thinning the brazing sheet 10A and improving the withstand voltage of the heat exchanger.

なお、接合部にCuを含有させずに当該接合部の優先腐食を抑制または回避させる手法としては、塗装したりろう材層および中間犠牲層を部分的に除去したりすることで周囲から遮断することが考えられる。ただし、このような手法では、塗装または各層の部分的な除去という工程が追加で必要となるため、製造コストの上昇、製造工程全体の煩雑化または複雑化、塗装の場合には塗膜の剥離および飛散等の問題点が生じる。これに対して、本開示では、心材11にCuを含有させて接合するだけでフィレット22のCu濃度を好適化できるため、追加工程が不要であり、容易な製造が可能となる。 As a method of suppressing or avoiding preferential corrosion of the joint portion without containing Cu in the joint portion, it is shielded from the surroundings by painting or partially removing the brazing filler metal layer and the intermediate sacrificial layer. Can be considered. However, such a method requires an additional step of painting or partial removal of each layer, which increases the manufacturing cost, complicates or complicates the entire manufacturing process, and peels off the coating film in the case of painting. And problems such as scattering occur. On the other hand, in the present disclosure, since the Cu concentration of the fillet 22 can be optimized only by adding Cu to the core material 11 and joining the core material 11, no additional step is required and easy production is possible.

ここで、本開示に係るブレージングシート10A~10Dにおいては、その具体的な厚さは特に限定されず、ブレージングシート10A~10Dを構成する各層の厚さも特に限定されない。ただし、フィレット22の優先腐食を良好に抑制または防止する観点から、中間犠牲層14の厚さの上限を既定することが好ましい。 Here, in the brazing sheets 10A to 10D according to the present disclosure, the specific thickness thereof is not particularly limited, and the thickness of each layer constituting the brazing sheets 10A to 10D is also not particularly limited. However, from the viewpoint of satisfactorily suppressing or preventing the preferential corrosion of the fillet 22, it is preferable to set the upper limit of the thickness of the intermediate sacrificial layer 14.

後述する実施例(比較例1,2、実施例1,2および参考例)の結果から明らかなように、本開示に係るブレージングシート10A~10Dにおいては、心材11がCuを0.3~1.2質量%の範囲内で含有しており、ろう材および犠牲陽極材がCuを含有していなければ、中間犠牲層14を備えることでフィレット22の優先腐食を良好に抑制または防止することができる(後述する実施例1,2)。 As is clear from the results of Examples (Comparative Examples 1, 2, Examples 1, 2 and Reference Examples) described later, in the brazing sheets 10A to 10D according to the present disclosure, the core material 11 contains Cu at 0.3 to 1. If it is contained in the range of 2% by mass and the brazing material and the sacrificial anode material do not contain Cu, the preferential corrosion of the fillet 22 can be satisfactorily suppressed or prevented by providing the intermediate sacrificial layer 14. It can be done (Examples 1 and 2 described later).

ここで、必ずしも中間犠牲層14を備えていないブレージングシート(後述する参考例のブレージングシート10E)であっても、ろう材層13が犠牲陽極材を兼ねることで、接合構造20においてフィレット22の優先腐食を抑制または防止することができる(後述する参考例)。ただし、接合時に液相化しない中間犠牲層14を有することで、フィレット22においてCuが高濃度に偏析したときに、その周辺にZnを好適な濃度で存在させることができる。その結果、フィレット22の優先腐食を良好に抑制または防止することができる。 Here, even if the brazing sheet does not necessarily have the intermediate sacrificial layer 14 (the brazing sheet 10E of the reference example described later), the brazing material layer 13 also serves as the sacrificial anode material, so that the fillet 22 has priority in the joint structure 20. Corrosion can be suppressed or prevented (reference example described later). However, by having the intermediate sacrificial layer 14 that does not become liquid phase at the time of joining, when Cu segregates at a high concentration in the fillet 22, Zn can be present in a suitable concentration around the intermediate sacrificial layer 14. As a result, the preferential corrosion of the fillet 22 can be satisfactorily suppressed or prevented.

ブレージングシート10A~10Dが中間犠牲層14を備えることにより、ブレージングシート10A~10Dの表層であるろう材層13(あるいはろう材層12)が中間犠牲層14のZnの炉中揮発を抑制する。さらには、炉中ではろう材層13(並びにろう材層12)は流動するもののろう材層13から見て内側に位置する中間犠牲層14そのものは流動しない。そのため、中間犠牲層14は犠牲陽極材として安定的に機能させることができる。 Since the brazing sheets 10A to 10D are provided with the intermediate sacrificial layer 14, the brazing material layer 13 (or the brazing material layer 12), which is the surface layer of the brazing sheets 10A to 10D, suppresses the volatilization of Zn of the intermediate sacrificial layer 14 in the furnace. Further, although the brazing filler metal layer 13 (and the brazing filler metal layer 12) flows in the furnace, the intermediate sacrificial layer 14 itself located inside the brazing filler metal layer 13 does not flow. Therefore, the intermediate sacrificial layer 14 can stably function as a sacrificial anode material.

ただし、中間犠牲層14の厚さが大きすぎる(厚すぎる)と、心材11から拡散するCuがろう材層13(あるいはろう材層12)にまで達しにくくなる。この場合、接合部21およびフィレット22の液相部にCuが拡散しにくくなり、フィレット22の優先腐食防止作用を実現することが困難となる(後述する比較例1)。一方、中間犠牲層14の厚さが小さすぎる(薄すぎる)と、犠牲陽極材としての機能を十分に実現できなくなるおそれがある。 However, if the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is too large (too thick), it becomes difficult for Cu diffused from the core material 11 to reach the brazing filler metal layer 13 (or the brazing filler metal layer 12). In this case, it becomes difficult for Cu to diffuse into the liquid phase portion of the joint portion 21 and the fillet 22, and it becomes difficult to realize the preferential corrosion prevention action of the fillet 22 (Comparative Example 1 described later). On the other hand, if the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is too small (too thin), the function as the sacrificial anode material may not be sufficiently realized.

また、心材11におけるCu濃度が低すぎる(薄すぎる)と、中間犠牲層14を介してろう材層13までCuが良好に拡散できなくなり、フィレット22の優先腐食防止を実現できなくなるおそれがある(後述する比較例2)。一方、心材11におけるCu濃度が高すぎる(濃すぎる)と、Cuイオンの存在によって耐食性が低下するおそれがある。 Further, if the Cu concentration in the core material 11 is too low (too thin), Cu cannot be satisfactorily diffused to the brazing material layer 13 via the intermediate sacrificial layer 14, and there is a possibility that priority corrosion prevention of the fillet 22 cannot be realized (). Comparative example 2) described later. On the other hand, if the Cu concentration in the core material 11 is too high (too high), the corrosion resistance may decrease due to the presence of Cu ions.

そのため、心材11におけるCu濃度を前述した通り0.3~1.2質量%の範囲内に設定した上で、中間犠牲層14の厚さの上限を50μm以下とすることで、フィレット22から接合部21に腐食が進行して当該接合部21の接合強度の低下を招くおそれを有効に抑制または防止することができる。 Therefore, the Cu concentration in the core material 11 is set within the range of 0.3 to 1.2% by mass as described above, and the upper limit of the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is set to 50 μm or less to join from the fillet 22. It is possible to effectively suppress or prevent the possibility that corrosion progresses to the portion 21 and the joint strength of the joint portion 21 is lowered.

中間犠牲層14の厚さの上限は、数学モデルに基づいて設定することが想定される。具体的には、例えばフィックの第二法則に基づく溶質濃度式により、心材11からろう材層13へのCuの拡散を算出し、この算出結果に基づいて中間犠牲層14の厚さを設定することが考えられる。しかしながら、本発明者らの鋭意検討の結果、単純な数学モデルでは、中間犠牲層14の厚さを算出することが困難であることが明らかとなった。 It is assumed that the upper limit of the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is set based on a mathematical model. Specifically, for example, the diffusion of Cu from the core material 11 to the brazing material layer 13 is calculated by the solute concentration formula based on Fick's second law, and the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is set based on the calculation result. Can be considered. However, as a result of diligent studies by the present inventors, it has become clear that it is difficult to calculate the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 with a simple mathematical model.

ブレージングシート10A~10Dの接合時には、ろう材層13が溶融して液化するが、心材11から拡散したCuは、液相のろう材中では濃度がほぼ一定であるが、ろう材が凝固すると固相のろう材(フィレット22等)の表面にCuが偏析しやすくなる。このような状況では、単純な数学モデルに基づいた予測は難しくなる。そこで、本開示では、ブレージングシート10A~10Dの具体的な積層構造および接合条件等に基づいて、フィックの第二法則に基づく溶質濃度式における拡散係数Dを調整するとともに、ろう材層13にCuが拡散したときに、中間犠牲層14とろう材層13との境界におけるCu濃度に着目し、この境界におけるCu濃度を溶質濃度式に利用して、後述する実験結果に基づいてシミュレーションを実施することにより、中間犠牲層14の厚さの上限値を50μmに設定している。 When the brazing sheets 10A to 10D are joined, the brazing filler metal layer 13 melts and liquefies. Cu diffused from the core material 11 has a substantially constant concentration in the brazing filler metal of the liquid phase, but solidifies when the brazing filler metal solidifies. Cu is likely to segregate on the surface of the phase brazing material (fillet 22 or the like). In such situations, predictions based on simple mathematical models are difficult. Therefore, in the present disclosure, the diffusion coefficient D in the solute concentration formula based on Fick's second law is adjusted based on the specific laminated structure and joining conditions of the brazing sheets 10A to 10D, and Cu is added to the brazing filler metal layer 13. Focus on the Cu concentration at the boundary between the intermediate sacrificial layer 14 and the brazing filler metal layer 13, and use the Cu concentration at this boundary in the solute concentration formula to carry out a simulation based on the experimental results described later. Therefore, the upper limit of the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is set to 50 μm.

なお、中間犠牲層14の厚さの下限値は特に限定されず、ろう材層13と心材11との間で犠牲陽極材として機能することができる程度の厚さ以上であればよい。Znを用いた犠牲陽極材が良好な耐食性を発揮できる下限値としては、例えば0.05μmを挙げることができるが、ブレージングシート10A~10Dの具体的な積層構造またはブレージングシート10A~10Dの接合条件等によっては、0.05μm以下であってもよい。 The lower limit of the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is not particularly limited as long as it is thick enough to function as a sacrificial anode material between the brazing material layer 13 and the core material 11. As a lower limit value at which the sacrificial anode material using Zn can exhibit good corrosion resistance, for example, 0.05 μm can be mentioned, but a specific laminated structure of the brazing sheets 10A to 10D or the joining conditions of the brazing sheets 10A to 10D can be mentioned. Etc., it may be 0.05 μm or less.

本開示に係るブレージングシート10A~10Dにおいては、ろう材および犠牲陽極材のクラッド率は特に限定されず、一般的な範囲内を挙げることができる。一般的なクラッド率としては、例えば、2~30質量%の範囲内を挙げることができ、3~20質量%の範囲内であってもよい。また、ブレージングシート10A~10Dの厚さ、並びに、心材11およびろう材層12,13のそれぞれの厚さ(中間犠牲層14の厚さを除く)についても特に限定されず、当該ブレージングシート10Aの構成または製造しようとする熱交換器の種類または部品等に応じて適宜設定することができる。 In the brazing sheets 10A to 10D according to the present disclosure, the clad ratio of the brazing material and the sacrificial anode material is not particularly limited, and may be mentioned within a general range. As a general clad ratio, for example, it may be in the range of 2 to 30% by mass, and may be in the range of 3 to 20% by mass. Further, the thicknesses of the brazing sheets 10A to 10D and the thicknesses of the core material 11 and the brazing material layers 12 and 13 (excluding the thickness of the intermediate sacrificial layer 14) are not particularly limited, and the brazing sheet 10A. It can be appropriately set according to the type or parts of the heat exchanger to be configured or manufactured.

また、フィレット22を含む接合部21、ろう材層13、または中間犠牲層14等の電位の評価方法は特に限定されず、公知の方法を好適に用いることができる。代表的には、ポテンショスタット/ガルバノスタットに、電位測定用の試料(例えば、ブレージングシート10A、もしくは、心材11、ろう材層13、中間犠牲層14、フィレット22または接合部21、あるいはこれらを模擬した組成の合金等)と、対極と、参照電極(例えば銀/塩化銀(Ag/AgCl)電極)とを接続して電解液(例えば5重量%の塩化ナトリウム(NaCl)溶液)に浸漬し、試料と参照電極との電位差を測定する方法を挙げることができる。 Further, the method for evaluating the potential of the joint portion 21 including the fillet 22, the brazing filler metal layer 13, the intermediate sacrificial layer 14, etc. is not particularly limited, and a known method can be preferably used. Typically, a sample for potential measurement (for example, a brazing sheet 10A, or a core material 11, a brazing material layer 13, an intermediate sacrificial layer 14, a fillet 22 or a joint portion 21, or these are simulated on a potato stat / galvanostat). The reference electrode (for example, silver / silver chloride (Ag / AgCl) electrode) is connected and immersed in an electrolytic solution (for example, 5% by weight of sodium chloride (NaCl) solution). A method of measuring the potential difference between the sample and the reference electrode can be mentioned.

このような本開示に係るブレージングシート10Aの製造方法は特に限定されず、公知の製造方法を好適に用いることができる。具体的には、例えば、0.3~1.2質量%の範囲内でCuを含有するアルミニウム合金を公知の方法で板状に成形して心材11とし、この心材11の一方に対して、Znを含有するアルミニウム合金の犠牲陽極材を公知の方法でクラッドして中間犠牲層14を形成し、この中間犠牲層14の上面にSiを含有するアルミニウム合金のろう材を公知の方法でクラッドするとともに、心材11の他方の面に対してアルミニウム合金のろう材を公知の方法でクラッドすることで、ろう材層13およびろう材層12を形成すればよい。本開示においては、ブレージングシート10Aの製造における諸条件は、当該ブレージングシート10Aの構成または製造しようとする熱交換器の種類または部品等に応じて適宜設定することができる。 The method for producing the brazing sheet 10A according to the present disclosure is not particularly limited, and a known production method can be preferably used. Specifically, for example, an aluminum alloy containing Cu in the range of 0.3 to 1.2% by mass is formed into a plate shape by a known method to form a core material 11, and one of the core materials 11 is used. The sacrificial anode material of the aluminum alloy containing Zn is clad by a known method to form the intermediate sacrificial layer 14, and the brazing material of the aluminum alloy containing Si is clad on the upper surface of the intermediate sacrificial layer 14 by a known method. At the same time, the brazing filler metal layer 13 and the brazing filler metal layer 12 may be formed by clad the brazing filler metal of the aluminum alloy to the other surface of the core wood 11 by a known method. In the present disclosure, the conditions for manufacturing the brazing sheet 10A can be appropriately set according to the configuration of the brazing sheet 10A, the type or part of the heat exchanger to be manufactured, and the like.

[ブレージングシートの接合構造および熱交換器]
本開示に係るブレージングシート10Aは、前記の通り熱交換器の製造に特に好適に用いることができる。本開示に係るブレージングシート10Aを熱交換器に適用した場合に形成される接合構造20は、前述したように、図1(B)に例示するような構造であるが、より具体的には、図3(A),(B)に示すような構造を有するプレートフィン積層型熱交換器、図4(A),(B)に示すような構造を有するパラレルフローコンデンサ(PFC)、あるいは、図5(A),(B)に示すような構造を有するAir To Waterヒートポンプ用積層型熱交換器等を挙げることができる。
[Blazing sheet joint structure and heat exchanger]
The brazing sheet 10A according to the present disclosure can be particularly suitably used for manufacturing a heat exchanger as described above. As described above, the bonding structure 20 formed when the brazing sheet 10A according to the present disclosure is applied to the heat exchanger has a structure as illustrated in FIG. 1 (B), but more specifically, it has a structure as illustrated in FIG. 1 (B). A plate fin laminated heat exchanger having a structure as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), a parallel flow capacitor (PFC) having a structure as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), or FIG. 5 (A), (B), a laminated heat exchanger for an Air To Water heat pump having a structure as shown in (B) and the like can be mentioned.

プレートフィン積層型熱交換器は、図示しないが、第1流体である冷媒が流れる流路を有するプレートフィン積層体において、各プレートフィン積層間に第2流体である空気を流して、これら第1流体および第2流体との間で熱交換を行うものである。この熱交換器が備えるプレートフィンは、第1流体が並行に流れる複数の第1流体流路を有する流路領域と、この流路領域における各第1流体流路に連通するヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備えている。 Although not shown, the plate fin laminated heat exchanger is a plate fin laminated body having a flow path through which a refrigerant, which is a first fluid, flows, and air, which is a second fluid, is flowed between each plate fin laminated body to cause these first fluids. It exchanges heat with the fluid and the second fluid. The plate fins included in this heat exchanger have a flow path region having a plurality of first fluid flow paths through which the first fluid flows in parallel, and a header flow path communicating with each first fluid flow path in this flow path region. It has a header area and.

プレートフィン積層型熱交換器では、プレートフィン積層体の積層方向の両側に、当該プレートフィンと平面視が略同一形状のエンドプレートが設けられており、これら一対のエンドプレートとこれらの間に介在する複数のプレートフィンとは、積層された状態でろう付けにより接合されて一体化している。図3(A)は、このプレートフィン積層体30におけるヘッダ部分の概略構造を部分断面として示しており、図中最上部に位置するエンドプレート31に対して複数のプレートフィン32が積層されている。 In the plate fin laminated heat exchanger, end plates having substantially the same shape as the plate fins in a plan view are provided on both sides of the plate fin laminated body in the laminating direction, and these pair of end plates and the interposition between them. The plurality of plate fins to be formed are joined and integrated by brazing in a laminated state. FIG. 3A shows a schematic structure of a header portion in the plate fin laminated body 30 as a partial cross section, and a plurality of plate fins 32 are laminated with respect to an end plate 31 located at the uppermost part in the drawing. ..

エンドプレート31およびプレートフィン32には、それぞれ開口部が設けられており、これらプレートが積層されてプレートフィン積層体30を形成することにより、ヘッダ開口33が形成される。図3(A)に示す構成では、ヘッダ開口33の外側から図中ブロック矢印で示す方向に第1流体である冷媒が流入し、さらにプレートフィン32の間に冷媒が流入する。各プレートフィン32には、前記の通り、第1流体流路が設けられているので、プレートフィン32の間に流入した冷媒は、第1流体流路を流れる。また、第2流体である空気は、プレートフィン32の間に形成される空間を、冷媒の流れる方向(第1流体流路の方向)に交差するように流れる。これにより、空気が冷媒により冷却される。 An opening is provided in each of the end plate 31 and the plate fin 32, and the header opening 33 is formed by laminating these plates to form the plate fin laminated body 30. In the configuration shown in FIG. 3A, the refrigerant, which is the first fluid, flows in from the outside of the header opening 33 in the direction indicated by the block arrow in the figure, and further flows in between the plate fins 32. As described above, each plate fin 32 is provided with the first fluid flow path, so that the refrigerant flowing between the plate fins 32 flows through the first fluid flow path. Further, the air, which is the second fluid, flows so as to intersect the space formed between the plate fins 32 in the direction in which the refrigerant flows (the direction of the first fluid flow path). As a result, the air is cooled by the refrigerant.

図3(B)は、図3(A)に示すプレートフィン積層体30の部分拡大図であり、本開示に係るブレージングシート10Aの接合構造20の一例を模式的に示す。図3(A),(B)に示す例では、プレートフィン32が本開示に係るブレージングシート10A(図1(A)参照)であり、本開示に係る接合構造20は、ヘッダ開口33側に位置する接合部21である。図3(B)では、ブレージングシート10Aであるプレートフィン32について、接合面11a側(第二面側)のろう材層13をハッチングで強調して図示するとともに、フィレット22もハッチングで強調して図示している。 FIG. 3B is a partially enlarged view of the plate fin laminate 30 shown in FIG. 3A, and schematically shows an example of the joint structure 20 of the brazing sheet 10A according to the present disclosure. In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the plate fin 32 is the brazing sheet 10A according to the present disclosure (see FIG. 1A), and the joint structure 20 according to the present disclosure is on the header opening 33 side. It is a joint portion 21 located. In FIG. 3B, for the plate fin 32 which is the brazing sheet 10A, the brazing material layer 13 on the joint surface 11a side (second surface side) is emphasized by hatching, and the fillet 22 is also emphasized by hatching. It is shown in the figure.

ヘッダ開口33側の接合部21では、プレートフィン32の接合面11a同士が接合されており、この接合面11aに隣接する非接合隣接面11bの間にフィレット22が形成されている。本開示では、プレートフィン32の心材11がCuを0.3~1.2質量%の範囲内で含有し、プレートフィン32におけるろう材層12,13および中間犠牲層14がいずれもCuを実質的に含有していない。そのため、フィレット22は、心材11、ろう材層12,13、および中間犠牲層14を超える濃度であって、2.0質量%以下のCuを含有している。これにより接合部21の優先腐食が良好に抑制(回避または防止)されるので、プレートフィン積層型熱交換器の耐食寿命を向上することができる。 At the joint portion 21 on the header opening 33 side, the joint surfaces 11a of the plate fins 32 are joined to each other, and a fillet 22 is formed between the non-joint adjacent surfaces 11b adjacent to the joint surface 11a. In the present disclosure, the core material 11 of the plate fin 32 contains Cu in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the brazing material layers 12 and 13 and the intermediate sacrificial layer 14 in the plate fin 32 both substantially contain Cu. Does not contain. Therefore, the fillet 22 contains Cu having a concentration exceeding 2.0% by mass or less of the core material 11, the brazing material layers 12, 13 and the intermediate sacrificial layer 14. As a result, the preferential corrosion of the joint portion 21 is satisfactorily suppressed (avoided or prevented), so that the corrosion resistance life of the plate fin laminated heat exchanger can be improved.

このようなプレートフィン積層型熱交換器の具体的な構成例としては、例えば、特開2017-180856号公報、特開2018-066531号公報、特開2018-066532号公報、特開2018-066533号公報、特開2018-066534号公報、特開2018-066535号公報、特開2018-066536号公報等に記載されており、これら公開公報の記載内容は、本明細書で参照することにより本明細書の記載の一部とする。 Specific configuration examples of such a plate fin laminated heat exchanger include, for example, JP-A-2017-180856, JP-A-2018-066531, JP-A-2018-066532, JP-A-2018-066533. It is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-066534, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-066535, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-066536, etc. It shall be a part of the description of the specification.

なお、図3(B)に示す接合構造20においては、ブレージングシート10Aであるプレートフィン32は2段階の曲げ部を有する構成である。すなわち、図中右側の接合面11aに対して、非接合隣接面11bが鋭角の隣接面傾斜角θ2を成すように傾斜しており、さらに非接合隣接面11bの左側には、接合面11aに対して平行な非接合面が存在する。しかしながら、ブレージングシート10Aの具体的な形状は、このような2段階の曲げ部を有する形状に限定されず、曲げ部を有さないような平坦な形状であってもよいし、図1(B)に模式的に示すような1段階の曲げ部を有する形状であってもよいし、3段階以上の曲げ部を有する形状であってもよいし、湾曲部等の他の立体構造を有する形状であってもよい。ブレージングシート10Aの具体的な形状は、熱交換器の種類または構造等の諸条件によって適宜設定される。 In the joint structure 20 shown in FIG. 3B, the plate fin 32, which is the brazing sheet 10A, has a structure having a two-step bent portion. That is, the non-joining adjacent surface 11b is inclined so as to form an acute-angled adjacent surface inclination angle θ2 with respect to the joint surface 11a on the right side in the drawing, and further, on the left side of the non-joining adjacent surface 11b, the joint surface 11a is formed. There is a non-joining surface parallel to it. However, the specific shape of the brazing sheet 10A is not limited to the shape having such a two-step bent portion, and may be a flat shape having no bent portion, and FIG. 1 (B). ) May be a shape having a one-step bent portion, a shape having three or more steps of bent portions, or a shape having another three-dimensional structure such as a curved portion. It may be. The specific shape of the brazing sheet 10A is appropriately set depending on various conditions such as the type and structure of the heat exchanger.

また、図3(A),(B)に示すプレートフィン32の具体的構成は、図1(A)に示すブレージングシート10Aに限定されず、本開示の範囲内のブレージングシートであればよい。例えば、プレートフィン32は、図2(A)~図2(C)に示すブレージングシート10B~10Dのいずれかであってもよいし、これらブレージングシート10A~10Dの積層構造を適宜組み合わせたり変更したりしたブレージングシートであってもよい。 Further, the specific configuration of the plate fin 32 shown in FIGS. 3A and 3B is not limited to the brazing sheet 10A shown in FIG. 1A, and any brazing sheet within the scope of the present disclosure may be used. For example, the plate fin 32 may be any of the brazing sheets 10B to 10D shown in FIGS. 2 (A) and 2 (C), and the laminated structure of these brazing sheets 10A to 10D may be appropriately combined or changed. It may be a loose brazing sheet.

パラレルフローコンデンサ(PFC)は、カーエアコン(自動車用空気調和装置)用に広く用いられる熱交換器であり、一対のヘッダ管の間に複数の扁平管が配置され、これら扁平管の間に放熱用のコルゲートフィンが配置されている。これらヘッダ管、扁平管、コルゲートフィン等がろう付けにより接合されている。図4(A)は、このPFC40におけるヘッダ管41と扁平管42との連結部分の概略構造を部分断面として示している。扁平管42の間にはコルゲートフィン43が設けられ、これらもろう付けにより接合されているが、本開示に係る接合構造20は、図4(B)に拡大図示するように、ヘッダ管41と扁平管42との連結部分である。 A parallel flow condenser (PFC) is a heat exchanger widely used for car air conditioners (air conditioners for automobiles). Multiple flat tubes are arranged between a pair of header tubes, and heat is dissipated between these flat tubes. Corrugated fins are arranged. These header tubes, flat tubes, corrugated fins, etc. are joined by brazing. FIG. 4A shows a schematic structure of a connecting portion between the header pipe 41 and the flat pipe 42 in the PFC 40 as a partial cross section. Corrugated fins 43 are provided between the flat tubes 42, and these are also joined by brazing. However, the joining structure 20 according to the present disclosure is joined to the header tube 41 as shown in an enlarged view in FIG. 4 (B). It is a connecting portion with the flat tube 42.

図4(B)に示す例では、ヘッダ管41および扁平管42がいずれもブレージングシート10Aであり、ヘッダ管41および扁平管42については、接合面11a側(第二面側)のろう材層13をハッチングで強調して図示している。また、フィレット22もハッチングで強調して図示している。扁平管42のろう材層13は平坦であるため、接合面11aと非接合隣接面11bとは連続した単一面(ろう材層13の面あるいは第二面)において異なる領域として設定される。したがって、扁平管42は、ブレージングシート10Aとしては、曲げ部を有さないような平坦な形状のものである。 In the example shown in FIG. 4B, the header pipe 41 and the flat pipe 42 are both the brazing sheet 10A, and the header pipe 41 and the flat pipe 42 are the brazing material layer on the joint surface 11a side (second surface side). 13 is emphasized by hatching and illustrated. The fillet 22 is also highlighted by hatching. Since the brazing filler metal layer 13 of the flat tube 42 is flat, the joining surface 11a and the non-joining adjacent surface 11b are set as different regions on a continuous single surface (the surface or the second surface of the brazing filler metal layer 13). Therefore, the flat tube 42 has a flat shape such that the brazing sheet 10A does not have a bent portion.

ヘッダ管41は、扁平管42を貫通挿入するための開口部を有しており、この開口部に接合面11aおよび非接合隣接面11bが設けられている。図4(B)では、ヘッダ管41の接合面11aは、扁平管42の接合面11a(外面)と平行になるような面として図示しているが、これに限定されず、扁平管42の外面に平行にならない面であってもよい。ヘッダ管41の開口部は、ブレージングシート10Aとしては、1段階の曲げ部を有する形状のものである。 The header pipe 41 has an opening for penetrating and inserting the flat pipe 42, and the joint surface 11a and the non-joint adjacent surface 11b are provided in the opening. In FIG. 4B, the joint surface 11a of the header tube 41 is shown as a surface parallel to the joint surface 11a (outer surface) of the flat tube 42, but the present invention is not limited to this, and the joint surface 11a of the flat tube 42 is shown. It may be a surface that is not parallel to the outer surface. The opening of the header tube 41 has a shape having a one-step bent portion as the brazing sheet 10A.

図4(B)に示す接合構造20では、ヘッダ管41の接合面11aに隣接する非接合隣接面11bと、扁平管42の接合面11aに隣接する非接合隣接面11bとの間に、フィレット22が形成されている。本開示では、ヘッダ管41および扁平管42の心材11がCuを0.3~1.2質量%の範囲内で含有し、ヘッダ管41および扁平管42のろう材層12,13および中間犠牲層14がいずれもCuを実質的に含有していない。そのため、フィレット22は、心材11、ろう材層12,13、および中間犠牲層14を超える濃度であって、2.0質量%以下のCuを含有している。これにより接合部21の優先腐食が良好に抑制(回避または防止)されるので、プレートフィン積層型熱交換器の耐食寿命を向上することができる。 In the joining structure 20 shown in FIG. 4B, a fillet is formed between the non-joining adjacent surface 11b adjacent to the joining surface 11a of the header pipe 41 and the non-joining adjacent surface 11b adjacent to the joining surface 11a of the flat pipe 42. 22 is formed. In the present disclosure, the core material 11 of the header tube 41 and the flat tube 42 contains Cu in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the brazing material layers 12 and 13 of the header tube 41 and the flat tube 42 and the intermediate sacrifice. None of the layers 14 contains substantially Cu. Therefore, the fillet 22 contains Cu having a concentration exceeding 2.0% by mass or less of the core material 11, the brazing material layers 12, 13 and the intermediate sacrificial layer 14. As a result, the preferential corrosion of the joint portion 21 is satisfactorily suppressed (avoided or prevented), so that the corrosion resistance life of the plate fin laminated heat exchanger can be improved.

また、図4(A),(B)に示すヘッダ管41および扁平管42の具体的構成は、図1(A)に示すブレージングシート10Aに限定されず、本開示の範囲内のブレージングシートであればよい。例えば、ヘッダ管41または扁平管42は、図2(A)~図2(C)に示すブレージングシート10B~10Dのいずれかであってもよいし、これらブレージングシート10A~10Dの積層構造を適宜組み合わせたり変更したりしたブレージングシートであってもよい。 Further, the specific configuration of the header tube 41 and the flat tube 42 shown in FIGS. 4A and 4B is not limited to the brazing sheet 10A shown in FIG. 1A, and the brazing sheet is within the scope of the present disclosure. All you need is. For example, the header tube 41 or the flat tube 42 may be any of the brazing sheets 10B to 10D shown in FIGS. 2A to 2C, and the laminated structure of these brazing sheets 10A to 10D may be appropriately used. It may be a brazing sheet that has been combined or changed.

このようなブレージングシート10A~10Dの接合構造20の製造方法は特に限定されず、公知のろう付け方法等を好適に用いることができる。例えば、ブレージングシート10A~10Dの接合面11aに対して公知のフラックスを塗布し、その後、窒素雰囲気炉において例えば600℃程度の温度で加熱する方法が挙げられる。特に、本開示に係る接合構造20においてフィレット22(および接合部21)におけるCuの含有量は、詳細な接合条件には実質的な影響を受けることはない。 The method for producing the bonded structure 20 of the brazing sheets 10A to 10D is not particularly limited, and a known brazing method or the like can be preferably used. For example, a method of applying a known flux to the joint surface 11a of the brazing sheets 10A to 10D and then heating at a temperature of, for example, about 600 ° C. in a nitrogen atmosphere furnace can be mentioned. In particular, in the bonding structure 20 according to the present disclosure, the Cu content in the fillet 22 (and the bonding portion 21) is not substantially affected by the detailed bonding conditions.

Air To Waterヒートポンプ用積層型熱交換器を構成するプレートフィン積層体34は、図5(A)に示すように、その基本構成は、一般的なプレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体30と同様である。ただし、図5(B)に示すように、プレートフィン積層体34を構成するプレートフィン35は、その両面が接合面11aとなりうる構成となっている。したがって、図5(A),(B)では、プレートフィン35として図2(B)に示すブレージングシート10C(心材11の両面に中間犠牲層14が積層され、その外側にそれぞれろう材層12,13が位置する構成)を挙げることができる。そのため、図5(A),(B)では、フィレット22は、ヘッダ開口33側(内側)に位置する接合部21だけでなく、ヘッダ開口33側とは反対側(外側)に位置する接合部21にも形成されている。 As shown in FIG. 5A, the plate fin laminate 34 constituting the laminated heat exchanger for an Air To Water heat pump has a basic configuration of a plate fin laminate of a general plate fin laminated heat exchanger. It is the same as 30. However, as shown in FIG. 5B, the plate fins 35 constituting the plate fin laminated body 34 have a configuration in which both sides thereof can be joint surfaces 11a. Therefore, in FIGS. 5A and 5B, the brazing sheet 10C (intermediate sacrificial layer 14 is laminated on both sides of the core material 11 as shown in FIG. The configuration in which 13 is located) can be mentioned. Therefore, in FIGS. 5A and 5B, the fillet 22 is not only the joint portion 21 located on the header opening 33 side (inside), but also the joint portion located on the opposite side (outside) of the header opening 33 side. It is also formed in 21.

本開示では、プレートフィン35の心材11がCuを0.3~1.2質量%の範囲内で含有し、プレートフィン35のろう材層12,13および中間犠牲層14がいずれもCuを実質的に含有していない。そのため、フィレット22は、心材11、ろう材層12,13、および中間犠牲層14を超える濃度であって、2.0質量%以下のCuを含有している。これにより接合部21の優先腐食が良好に抑制(回避または防止)されるので、プレートフィン積層型熱交換器の耐食寿命を向上することができる。なお、図5(A),(B)に示す構成は、プレートフィン35およびフィレット22の形成位置以外は図3(A),(B)に示す構成と同様であるので、その説明を省略する。 In the present disclosure, the core material 11 of the plate fin 35 contains Cu in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the brazing material layers 12 and 13 and the intermediate sacrificial layer 14 of the plate fin 35 both substantially contain Cu. Does not contain. Therefore, the fillet 22 contains Cu having a concentration exceeding 2.0% by mass or less of the core material 11, the brazing material layers 12, 13 and the intermediate sacrificial layer 14. As a result, the preferential corrosion of the joint portion 21 is satisfactorily suppressed (avoided or prevented), so that the corrosion resistance life of the plate fin laminated heat exchanger can be improved. The configurations shown in FIGS. 5A and 5B are the same as the configurations shown in FIGS. 3A and 3B except for the formation positions of the plate fins 35 and the fillets 22, and the description thereof will be omitted. ..

このように、本開示に係るブレージングシートは、熱交換器に用いられ、アルミニウム合金製の心材と、シリコン(Si)を含有するアルミニウム合金のろう材からなるろう材層と、亜鉛(Zn)を0.5~6.0質量%の範囲内、および、シリコン(Si)を3.0~11質量%の範囲内で含有するアルミニウム合金の犠牲陽極材からなる中間犠牲層と、を備え、ろう材層は、前記心材の両面それぞれから見て外側に位置するとともに、心材における少なくとも一方の面には、中間犠牲層が積層され、ろう材および犠牲陽極材は、いずれも銅(Cu)を含有せず、心材には、銅(Cu)が0.3~1.2質量%の範囲内で含有されており、中間犠牲層の厚さは50μm以下である構成である。 As described above, the brazing sheet according to the present disclosure is used for a heat exchanger and contains a core material made of an aluminum alloy, a brazing material layer made of a brazing material of an aluminum alloy containing silicon (Si), and zinc (Zn). It comprises an intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material of an aluminum alloy containing in the range of 0.5 to 6.0% by mass and in the range of 3.0 to 11% by mass of silicon (Si). The material layer is located outside when viewed from both sides of the core material, and an intermediate sacrificial layer is laminated on at least one surface of the core material, and both the brazing material and the sacrificial anode material contain copper (Cu). Instead, the core material contains copper (Cu) in the range of 0.3 to 1.2% by mass, and the thickness of the intermediate sacrificial layer is 50 μm or less.

このような構成によれば、その外面にろう材層を有するブレージングシートにおいて、少なくとも一方のろう材層と心材との間に犠牲陽極材からなる中間犠牲層を配置するとともに、ろう材層および中間犠牲層には銅が含有せず、心材のみに銅を所定範囲内で含有している。これにより、ブレージングシートのろう材層同士を接合したときには、ブレージングシートの接合部を構成するろう材層に対して、心材から中間犠牲層を介して銅が拡散するとともに、接合部に隣接して形成されるフィレットにも心材の銅が拡散し、端部のフィレットで銅が偏析しやすくなる。 According to such a configuration, in the brazing sheet having a brazing material layer on its outer surface, an intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material is arranged between at least one brazing material layer and the core material, and the brazing material layer and the intermediate are arranged. The sacrificial layer does not contain copper, and only the core material contains copper within a predetermined range. As a result, when the brazing sheet layers of the brazing sheet are joined together, copper diffuses from the core material through the intermediate sacrificial layer to the brazing material layer constituting the joining portion of the brazing sheet, and is adjacent to the joining portion. Copper in the core material is also diffused into the formed fillets, and the copper is easily segregated at the fillets at the ends.

ここで、高温での接合時には、ろう材は液相化するが中間犠牲層は液相化しない。そのため、フィレットには銅が偏析しやすいが、フィレットの周囲には中間犠牲層により亜鉛が好適な濃度で存在することになる。これにより、銅が偏析するフィレットの周囲に亜鉛が適度に存在する状態が実現されるので、フィレットにおける良好な犠牲陽極作用を実現することができるとともに、亜鉛による電位の適度な卑化を銅が妨げることがなく、良好な犠牲陽極作用を実現することができる。 Here, at the time of joining at a high temperature, the brazing material becomes liquid phase, but the intermediate sacrificial layer does not become liquid phase. Therefore, copper is likely to segregate in the fillet, but zinc is present in a suitable concentration around the fillet due to the intermediate sacrificial layer. As a result, a state in which zinc is appropriately present around the fillet in which copper segregates is realized, so that a good sacrificial anodic action can be realized in the fillet, and copper can moderately reduce the potential by zinc. Good sacrificial anode action can be achieved without hindrance.

その結果、従来のように銅の偏析により周辺に存在する犠牲陽極材の腐食優先作用が低減するようなおそれが回避され、フィレットから接合部に腐食が進行して接合部の接合強度の低下を招くおそれを有効に抑制または防止することができる。これにより、熱交換器の接合部における耐食性をより一層良好なものとすることができる。 As a result, it is possible to avoid the possibility that the corrosion priority of the sacrificial anode material existing in the vicinity is reduced due to the segregation of copper as in the conventional case, and the corrosion progresses from the fillet to the joint to reduce the joint strength of the joint. The risk of inviting can be effectively suppressed or prevented. This makes it possible to further improve the corrosion resistance at the joint portion of the heat exchanger.

本発明について、実施例、比較例、および参考例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。なお、以下の実施例、比較例または参考例における各種の評価方法等は次に示すようにして行った。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples, but the present invention is not limited thereto. One of ordinary skill in the art can make various changes, modifications, and modifications without departing from the scope of the present invention. In addition, various evaluation methods and the like in the following Examples, Comparative Examples or Reference Examples were carried out as shown below.

(評価方法等)
[ブレージングシートの接合面および非接合隣接面]
実施例、比較例、または参考例では、図6に示すように、中間犠牲層14を含む4層構造のブレージングシート10A、または、中間犠牲層14を含まない3層構造のブレージングシート10Eを用いた。これらブレージングシート10A,10Eの厚さはいずれも200μmである。
(Evaluation method, etc.)
[Jointed surface and non-joined adjacent surface of brazing sheet]
In Examples, Comparative Examples, or Reference Examples, as shown in FIG. 6, a four-layered brazing sheet 10A including the intermediate sacrificial layer 14 or a three-layered brazing sheet 10E not including the intermediate sacrificial layer 14 is used. board. The thickness of each of these brazing sheets 10A and 10E is 200 μm.

また、ブレージングシート10Aの接合面および非接合隣接面は、中間犠牲層14に隣接するろう材層13の側の面(第二面)とし、ブレージングシート10Eの接合面および非接合隣接面は、犠牲陽極材を兼ねるろう材を用いたろう材層13の側の面とした。 Further, the bonded surface and the non-joined adjacent surface of the brazing sheet 10A are the surfaces (second surface) on the side of the brazing filler metal layer 13 adjacent to the intermediate sacrificial layer 14, and the bonded surface and the non-joined adjacent surface of the brazing sheet 10E are the surfaces. The surface on the side of the brazing material layer 13 using a brazing material that also serves as a sacrificial anode material was used.

なお、接合面に対する非接合隣接面の角度は、それぞれのブレージングシートによって多少の違いはあるが、基本的には約30°±5°(25~35°の範囲内)程度であり、接合面同士を接合した場合には、非接合隣接面により形成される角度は約60°±10°(50~70°の範囲内)程度である。 The angle of the non-joint adjacent surface with respect to the joint surface is basically about 30 ° ± 5 ° (within the range of 25 to 35 °), although there are some differences depending on each brazing sheet, and the joint surface. When they are joined together, the angle formed by the non-joined adjacent surfaces is about 60 ° ± 10 ° (within the range of 50 to 70 °).

[接合部の元素濃度分析]
電子線マイクロアナライザー(EPMA)として、株式会社島津製作所製の製品名EMPA-1600型を用いて、ブレージングシート10A(またはブレージングシート10E)同士の接合部(ブレージングシートの接合構造)におけるCu濃度を分析した。図7(B)に示すように、接合部21のCu濃度は、フィレット22を基準として(位置:0mm)、接合面11a方向に沿ってフィレット22の反対側の端部(位置:0.7mm)に向かって、加速電圧15kV,ビーム径2μm,ステップ間隔2μm,積算時間1秒の分析条件で分析した。
[Elemental concentration analysis of joints]
Using the product name EMPA-1600 manufactured by Shimadzu Corporation as an electron probe microanalyzer (EPMA), the Cu concentration at the joint between the brazing sheets 10A (or the brazing sheet 10E) (the joining structure of the brazing sheet) is analyzed. did. As shown in FIG. 7B, the Cu concentration of the joint portion 21 is the opposite end portion (position: 0.7 mm) of the fillet 22 along the direction of the joint surface 11a with respect to the fillet 22 (position: 0 mm). ), The analysis was performed under the analysis conditions of an acceleration voltage of 15 kV, a beam diameter of 2 μm, a step interval of 2 μm, and an integration time of 1 second.

[耐食性試験]
ブレージングシートの接合構造の耐食性は、ASTM G85-A3で規定されるSWAAT試験(Sea Water Acidified Test)に基づいて評価した。
[Corrosion resistance test]
The corrosion resistance of the bonded structure of the brazing sheet was evaluated based on the SWAAT test (Sea Water Acidified Test) defined by ASTM G85-A3.

(比較例1)
図6最上段に示すように、比較例1に係るブレージングシート10Aは、心材11、ろう材層12,13および中間犠牲層14を備える4層構造である(図1(A)参照)。
(Comparative Example 1)
As shown in the uppermost part of FIG. 6, the brazing sheet 10A according to Comparative Example 1 has a four-layer structure including a core material 11, brazing material layers 12, 13 and an intermediate sacrificial layer 14 (see FIG. 1 (A)).

心材11の厚さは116μmで、心材11に用いられるアルミニウム合金は、銅(Cu)0.5質量%を含有するA3003(3003-0.5%Cu、Mn含有)である。ろう材層12,13の厚さはいずれも12μmで、ろう材層12,13に用いられるろう材は、シリコン(Si)10質量%、残部アルミニウムのアルミニウム合金(Al-10%Si)である。中間犠牲層14の厚さは60μmで、中間犠牲層14に用いられる犠牲陽極材は、亜鉛(Zn)1%のアルミニウム合金(Al-1%Zn)である。 The thickness of the core material 11 is 116 μm, and the aluminum alloy used for the core material 11 is A3003 (containing 3003-0.5% Cu and Mn) containing 0.5% by mass of copper (Cu). The thickness of the brazing filler metal layers 12 and 13 is 12 μm, and the brazing filler metal used for the brazing filler metal layers 12 and 13 is silicon (Si) 10% by mass and the balance aluminum alloy (Al-10% Si). .. The thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is 60 μm, and the sacrificial anode material used for the intermediate sacrificial layer 14 is an aluminum alloy (Al-1% Zn) containing 1% zinc (Zn).

この比較例1に係るブレージングシート10Aを2枚、互いの接合面11aで、610℃でろう付けして接合部21を形成することにより、比較例1に係るブレージングシートの接合構造を製造した(図1(B)参照)。 Two brazing sheets 10A according to Comparative Example 1 were brazed at 610 ° C. on the joint surfaces 11a of each other to form a joint portion 21, whereby a joint structure of the brazing sheet according to Comparative Example 1 was manufactured (). See FIG. 1 (B)).

得られた比較例1に係るブレージングシートの接合構造に対して、前述した耐食性試験を実施し、その耐食性を評価した。その結果を図6に示す。また、当該接合構造について、前記の通り、接合部21のCu濃度を分析した。その結果を図7(A)の実線グラフで示す。 The above-mentioned corrosion resistance test was carried out on the obtained bonded structure of the brazing sheet according to Comparative Example 1 and the corrosion resistance was evaluated. The results are shown in FIG. Further, with respect to the bonded structure, the Cu concentration of the bonded portion 21 was analyzed as described above. The result is shown by the solid line graph of FIG. 7 (A).

(比較例2)
図6第二段に示すように、比較例2に係るブレージングシート10Eは、中間犠牲層14を有さない(心材11、ろう材層12,13を備える)3層構造である。
(Comparative Example 2)
As shown in the second stage of FIG. 6, the brazing sheet 10E according to Comparative Example 2 has a three-layer structure having no intermediate sacrificial layer 14 (including a core material 11 and brazing material layers 12 and 13).

心材11の厚さは160μmで、心材11に用いられるアルミニウム合金は、銅(Cu)0.16質量%を含有するA3003(3003-0.16%Cu、Mn含有)である。ろう材層12,13の厚さはいずれも20μmで、このうち、第一面を被覆するろう材層12に用いられるろう材は、シリコン(Si)7.5質量%、残部アルミニウムのアルミニウム合金(Al-7.5%Si)であり、第二面を被覆するろう材層13に用いられるろう材は、シリコン(Si)4質量%、亜鉛4質量%、残部アルミニウムのアルミニウム合金(Al-4%Si-4%Zn)である。したがって、ろう材層13は、犠牲陽極材の層を兼ねている。 The thickness of the core material 11 is 160 μm, and the aluminum alloy used for the core material 11 is A3003 (containing 3003-0.16% Cu, Mn) containing 0.16% by mass of copper (Cu). The thickness of the brazing filler metal layers 12 and 13 is 20 μm, and the brazing filler metal used for the brazing filler metal layer 12 covering the first surface is an aluminum alloy containing 7.5% by mass of silicon (Si) and the balance of aluminum. (Al-7.5% Si), and the brazing material used for the brazing material layer 13 covering the second surface is an aluminum alloy (Al-) of silicon (Si) 4% by mass, zinc 4% by mass, and the balance aluminum. 4% Si-4% Zn). Therefore, the brazing filler metal layer 13 also serves as a layer of the sacrificial anode material.

この比較例2に係るブレージングシート10Eを用いた以外は、比較例1と同様にして、比較例2に係るブレージングシートの接合構造を製造した。得られたブレージングシートの接合構造に対して、比較例1と同様に耐食性試験を実施した。その結果を図6に示す。 A joining structure of the brazing sheet according to Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the brazing sheet 10E according to Comparative Example 2 was used. A corrosion resistance test was carried out on the obtained bonded structure of the brazing sheet in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in FIG.

(実施例1)
図6第三段に示すように、実施例1に係るブレージングシート10Aは、心材11、ろう材層12,13および中間犠牲層14を備える4層構造である(図1(A)参照)。
(Example 1)
As shown in the third stage of FIG. 6, the brazing sheet 10A according to the first embodiment has a four-layer structure including a core material 11, brazing material layers 12, 13 and an intermediate sacrificial layer 14 (see FIG. 1 (A)).

心材11の厚さは152μmで、心材11に用いられるアルミニウム合金は、比較例1と同じ銅含有A3003(3003-0.5%Cu、Mn含有)である。ろう材層12(第一面側)の厚さは18μm、ろう材層13(第二面側)の厚さは5μmで、これらろう材層12,13に用いられるろう材は、比較例1と同じシリコン含有アルミニウム合金(Al-10%Si)である。中間犠牲層14の厚さは25μmで、中間犠牲層14に用いられる犠牲陽極材は、亜鉛(Zn)4%のアルミニウム合金(Al-4%Zn)である。 The thickness of the core material 11 is 152 μm, and the aluminum alloy used for the core material 11 is the same copper-containing A3003 (3003-0.5% Cu, Mn-containing) as in Comparative Example 1. The thickness of the brazing filler metal layer 12 (first surface side) is 18 μm, the thickness of the brazing filler metal layer 13 (second surface side) is 5 μm, and the brazing filler metal used for the brazing filler metal layers 12 and 13 is Comparative Example 1. It is the same silicon-containing aluminum alloy (Al-10% Si) as above. The thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is 25 μm, and the sacrificial anode material used for the intermediate sacrificial layer 14 is an aluminum alloy (Al-4% Zn) containing 4% zinc (Zn).

この実施例1に係るブレージングシート10Aを用いた以外は、比較例1と同様にして、実施例1に係るブレージングシートの接合構造を製造した。得られたブレージングシートの接合構造に対して、比較例1と同様に、耐食性試験および接合部21のCu濃度の分析を実施した。耐食性試験の結果を図6に示し、Cu濃度の分析結果を図7(A)の破線グラフで示す。 A joining structure of the brazing sheet according to Example 1 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the brazing sheet 10A according to Example 1 was used. For the bonded structure of the obtained brazing sheet, a corrosion resistance test and an analysis of the Cu concentration of the bonded portion 21 were carried out in the same manner as in Comparative Example 1. The result of the corrosion resistance test is shown in FIG. 6, and the analysis result of the Cu concentration is shown by the broken line graph of FIG. 7 (A).

(実施例2)
図6第四段に示すように、実施例2に係るブレージングシート10Aは、心材11、ろう材層12,13および中間犠牲層14を備える4層構造である(図1(A)参照)。
(Example 2)
As shown in the fourth stage of FIG. 6, the brazing sheet 10A according to the second embodiment has a four-layer structure including a core material 11, brazing material layers 12, 13 and an intermediate sacrificial layer 14 (see FIG. 1 (A)).

心材11の厚さが160μm、中間犠牲層14の厚さが17μmであること以外は、実施例1に係るブレージングシート10Aと同様である(心材11、ろう材層12,13、中間犠牲層14の材質は実施例1と同じであり、ろう材層12,13の厚さも実施例1と同じである)。 It is the same as the brazing sheet 10A according to Example 1 except that the thickness of the core material 11 is 160 μm and the thickness of the intermediate sacrificial layer 14 is 17 μm (core material 11, brazing material layers 12, 13, intermediate sacrificial layer 14). The material of is the same as that of Example 1, and the thicknesses of the brazing filler metal layers 12 and 13 are also the same as those of Example 1).

この実施例2に係るブレージングシート10Aを用いた以外は、比較例1と同様にして、実施例2に係るブレージングシートの接合構造を製造した。得られたブレージングシートの接合構造に対して、比較例1と同様に耐食性試験を実施した。その結果を図6に示す。 A joining structure of the brazing sheet according to Example 2 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the brazing sheet 10A according to Example 2 was used. A corrosion resistance test was carried out on the obtained bonded structure of the brazing sheet in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in FIG.

(参考例)
図6最下段(第五段)に示すように、参考例に係るブレージングシート10Eは、中間犠牲層14を有さない(心材11、ろう材層12,13を備える)3層構造である。
(Reference example)
As shown in the lowermost stage (fifth stage) of FIG. 6, the brazing sheet 10E according to the reference example has a three-layer structure without the intermediate sacrificial layer 14 (including the core material 11 and the brazing material layers 12 and 13).

心材11に用いられるアルミニウム合金が、比較例1、実施例1または実施例2と同じ銅濃度の銅含有A3003(3003-0.5%Cu、Mn含有)であること以外は、比較例2に係るブレージングシート10Eと同様である(ろう材層12,13の材質は比較例2と同じであり、心材11およびろう材層12,13の厚さも比較例2と同じである)。 In Comparative Example 2, except that the aluminum alloy used for the core material 11 is A3003 (3003-0.5% Cu, containing Mn) having the same copper concentration as that of Comparative Example 1, Example 1 or Example 2. It is the same as the brazing sheet 10E (the materials of the brazing filler metal layers 12 and 13 are the same as those of Comparative Example 2, and the thicknesses of the core material 11 and the brazing filler metal layers 12 and 13 are also the same as those of Comparative Example 2).

この参考例に係るブレージングシート10Eを用いた以外は、比較例1と同様にして、参考例に係るブレージングシートの接合構造を製造した。得られたブレージングシートの接合構造に対して、比較例1と同様に、耐食性試験および接合部21のCu濃度の分析を実施した。耐食性試験の結果を図6に示し、Cu濃度の分析結果を図7(A)の点線グラフで示す。 A joining structure of the brazing sheet according to the reference example was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the brazing sheet 10E according to the reference example was used. For the bonded structure of the obtained brazing sheet, a corrosion resistance test and an analysis of the Cu concentration of the bonded portion 21 were carried out in the same manner as in Comparative Example 1. The result of the corrosion resistance test is shown in FIG. 6, and the analysis result of the Cu concentration is shown by the dotted line graph in FIG. 7 (A).

(比較例、実施例および参考例の対比)
図6に示す耐食性試験の結果から明らかなように、実施例1または実施例2では、ブレージングシートの接合構造においてフィレット22に腐食が発生せず、良好な耐食性を実現できることがわかる。
(Comparison of Comparative Examples, Examples and Reference Examples)
As is clear from the results of the corrosion resistance test shown in FIG. 6, in Example 1 or Example 2, it can be seen that the fillet 22 does not corrode in the joint structure of the brazing sheet, and good corrosion resistance can be realized.

一方、比較例2のように、中間犠牲層14が存在せず、心材11のCu濃度が低いブレージングシート10Eでは、ブレージングシートの接合構造において矢印で示すように優先腐食が発生している。また、比較例1のように、中間犠牲層14が存在しても、その厚さが大きすぎる(厚すぎる)場合にも、ブレージングシートの接合構造において矢印で示すように優先腐食が発生している。比較例1および比較例2の対比からも明らかなように、中間犠牲層14が厚すぎる比較例1の方が腐食の程度が大きくなっている。 On the other hand, as in Comparative Example 2, in the brazing sheet 10E in which the intermediate sacrificial layer 14 does not exist and the Cu concentration of the core material 11 is low, preferential corrosion occurs in the joining structure of the brazing sheet as shown by an arrow. Further, even if the intermediate sacrificial layer 14 is present as in Comparative Example 1, even if the thickness is too large (too thick), preferential corrosion occurs in the joining structure of the brazing sheet as shown by the arrow. There is. As is clear from the comparison between Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the degree of corrosion is larger in Comparative Example 1 in which the intermediate sacrificial layer 14 is too thick.

参考例では、中間犠牲層14を備えていない3層構造のブレージングシート10Eであっても、ブレージングシートの接合構造においてフィレット22に腐食が発生せず、良好な耐食性を実現できることがわかる。参考例と比較例2との対比から明らかなように、心材11におけるCu濃度が低すぎると、良好な耐食性を実現できないと考えられる。 In the reference example, it can be seen that even in the brazing sheet 10E having a three-layer structure without the intermediate sacrificial layer 14, corrosion does not occur in the fillet 22 in the joining structure of the brazing sheet, and good corrosion resistance can be realized. As is clear from the comparison between the reference example and the comparative example 2, if the Cu concentration in the core material 11 is too low, it is considered that good corrosion resistance cannot be realized.

図7(A)に示すように、比較例1、実施例1および参考例における接合部21のCu濃度を比較すると、参考例または実施例1では、フィレット22におけるCu濃度が高く、フィレット22以外の接合部21ではCu濃度が低い。これに対して比較例1では、位置0.1~0.2mmの間に高いCu濃度が局所的に確認されるものの、全体的にCu濃度は0.2質量%前後であり、フィレット22にCuが集中(偏析)していない。 As shown in FIG. 7A, when the Cu concentrations of the joints 21 in Comparative Example 1, Example 1 and Reference Example are compared, in Reference Example or Example 1, the Cu concentration in the fillet 22 is high, and other than the fillet 22. The Cu concentration is low at the joint portion 21 of the above. On the other hand, in Comparative Example 1, although a high Cu concentration was locally confirmed between the positions of 0.1 to 0.2 mm, the Cu concentration was about 0.2% by mass as a whole, and the fillet 22 had a high Cu concentration. Cu is not concentrated (segregated).

また、実施例1および参考例を対比すると、実施例1の方がフィレット22にCuが集中(偏析)しやすいことがわかる。中間犠牲層14を有さない参考例では、位置0.3mm程度までCu濃度が相対的に高いが、中間犠牲層14を有する実施例1では、フィレット22以外のほとんどの接合部21では、Cu濃度は0.2質量%程度である。 Further, when comparing Example 1 and Reference Example, it can be seen that Cu is more likely to concentrate (segregate) on the fillet 22 in Example 1. In the reference example having no intermediate sacrificial layer 14, the Cu concentration is relatively high up to a position of about 0.3 mm, but in Example 1 having the intermediate sacrificial layer 14, most of the joints 21 other than the fillet 22 have Cu. The concentration is about 0.2% by mass.

このように、本開示に係るブレージングシートであれば、心材のみ銅を含有し、中間犠牲層およびろう材層が銅を含有せず、かつ、中間犠牲層の厚さを好適化している。そのため、ブレージングシートのろう材層同士を接合したときには、接合部に隣接して形成されるフィレットにも心材の銅が拡散し、端部のフィレットで銅が偏析しやすくなるが、フィレットの周囲には中間犠牲層により亜鉛が好適な濃度で存在することになる。これにより、銅が偏析するフィレットの周囲に亜鉛が適度に存在する状態が実現されるので、フィレットにおける良好な犠牲陽極作用を実現することができるとともに、亜鉛による電位の適度な卑化を銅が妨げることがなく、良好な犠牲陽極作用を実現することができる。 As described above, in the brazing sheet according to the present disclosure, only the core material contains copper, the intermediate sacrificial layer and the brazing material layer do not contain copper, and the thickness of the intermediate sacrificial layer is optimized. Therefore, when the brazing sheet layers of the brazing sheet are joined together, the copper of the core material diffuses into the fillet formed adjacent to the joint, and the copper tends to segregate at the fillet at the end. Will have a suitable concentration of zinc due to the intermediate sacrificial layer. As a result, a state in which zinc is appropriately present around the fillet in which copper segregates is realized, so that a good sacrificial anodic action can be realized in the fillet, and copper can moderately reduce the potential by zinc. Good sacrificial anode action can be achieved without hindrance.

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the description of the embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the present invention is disclosed in different embodiments and a plurality of modifications. Embodiments obtained by appropriately combining the above technical means are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、中間犠牲層を有する熱交換器用のブレージングシートの分野だけでなく、当該ブレージングシートを用いた熱交換器の分野に広く好適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely and suitably used not only in the field of a brazing sheet for a heat exchanger having an intermediate sacrificial layer, but also in the field of a heat exchanger using the brazing sheet.

10A~10E:ブレージングシート
11:心材
11a:接合面
11b:非接合隣接面
12,12a,12b:ろう材層(非接合面側)
13:ろう材層(接合面側)
14:中間犠牲層
15:フラックス含有層
16:マグネシウム含有層
20:ブレージングシートの接合構造
21:接合部
22:フィレット
30:プレートフィン積層体
31:エンドプレート
32:プレートフィン
33:ヘッダ開口
34:プレートフィン積層体
35:プレートフィン
40:パラレルフローコンデンサ(PFC)
41:ヘッダ管
42:扁平管
43:コルゲートフィン
10A to 10E: Brazing sheet 11: Core material 11a: Bonding surface 11b: Non-joining adjacent surfaces 12, 12a, 12b: Brazing material layer (non-joining surface side)
13: Wax layer (joint surface side)
14: Intermediate sacrificial layer 15: Flux-containing layer 16: Magnesium-containing layer 20: Blazing sheet joint structure 21: Joint portion 22: Fillet 30: Plate fin laminate 31: End plate 32: Plate fin 33: Header opening 34: Plate Fin laminate 35: Plate fin 40: Parallel flow capacitor (PFC)
41: Header tube 42: Flat tube 43: Corrugated fin

Claims (11)

熱交換器に用いられるブレージングシートであって、
アルミニウム合金製の心材と、
シリコン(Si)を含有するアルミニウム合金のろう材からなるろう材層と、
亜鉛(Zn)を0.5~6.0質量%の範囲内、および、シリコン(Si)を3.0~11質量%の範囲内で含有するアルミニウム合金の犠牲陽極材からなる中間犠牲層と、
を備え、
前記ろう材層は、前記心材の両面それぞれから見て外側に位置するとともに、前記心材における少なくとも一方の面には、前記中間犠牲層が積層され、
前記ろう材および前記犠牲陽極材は、いずれも銅(Cu)を含有せず、
前記心材には、銅(Cu)が0.3~1.2質量%の範囲内で含有されており、
前記中間犠牲層の厚さは50μm以下であることを特徴とする、
ブレージングシート。
A brazing sheet used in heat exchangers,
Aluminum alloy core material and
A brazing filler metal layer made of an aluminum alloy brazing filler metal containing silicon (Si),
An intermediate sacrificial layer made of a sacrificial anode material of an aluminum alloy containing zinc (Zn) in the range of 0.5 to 6.0% by mass and silicon (Si) in the range of 3.0 to 11% by mass. ,
Equipped with
The brazing filler metal layer is located outside when viewed from both sides of the core wood, and the intermediate sacrificial layer is laminated on at least one surface of the core wood.
Neither the brazing material nor the sacrificial anode material contains copper (Cu).
The core material contains copper (Cu) in the range of 0.3 to 1.2% by mass.
The thickness of the intermediate sacrificial layer is 50 μm or less.
Blazing sheet.
前記心材の一方の面には前記ろう材層が積層され、
前記心材の他方の面には積層された前記中間犠牲層の上に、前記ろう材層が積層されていることを特徴とする、
請求項1に記載のブレージングシート。
The brazing filler metal layer is laminated on one surface of the core wood.
The brazing filler metal layer is laminated on the intermediate sacrificial layer laminated on the other surface of the core material.
The brazing sheet according to claim 1.
前記心材の両方の面にそれぞれ前記中間犠牲層が積層され、これら中間犠牲層に対して、前記ろう材層がそれぞれ積層されていることを特徴とする、
請求項1に記載のブレージングシート。
The intermediate sacrificial layer is laminated on both surfaces of the core material, and the brazing filler metal layer is laminated on each of the intermediate sacrificial layers.
The brazing sheet according to claim 1.
さらに、ろう付用フラックス材からなるフラックス含有層、または、前記ろう材層とは独立した層として構成され、前記ろう材に対して少なくともマグネシウム(Mg)が添加されたマグネシウム含有層を備え、
前記フラックス含有層または前記マグネシウム含有層は、前記中間犠牲層から見て外側に位置することを特徴とする、
請求項2または3に記載のブレージングシート。
Further, a flux-containing layer made of a flux material for brazing or a magnesium-containing layer having a layer independent of the brazing material layer and having at least magnesium (Mg) added to the brazing material is provided.
The flux-containing layer or the magnesium-containing layer is characterized in that it is located outside the intermediate sacrificial layer.
The brazing sheet according to claim 2 or 3.
前記フラックス含有層または前記マグネシウム含有層は、前記ろう材層に隣接していることを特徴とする、
請求項4に記載のブレージングシート。
The flux-containing layer or the magnesium-containing layer is adjacent to the brazing filler metal layer.
The brazing sheet according to claim 4.
前記心材は、3000系、5000系、または6000系のいずれかのアルミニウム合金に対して、前記の範囲内で銅を添加したものであり、
前記中間犠牲層は、1000系または3000系のアルミニウム合金に対して、前記の範囲内で亜鉛を添加したものであることを特徴とする、
請求項1から5のいずれか1項に記載のブレージングシート。
The core material is made by adding copper within the above range to any of 3000 series, 5000 series, or 6000 series aluminum alloys.
The intermediate sacrificial layer is characterized in that zinc is added within the above range to a 1000 series or 3000 series aluminum alloy.
The brazing sheet according to any one of claims 1 to 5.
前記ろう材層は、4000系のアルミニウム合金であることを特徴とする、
請求項1から6のいずれか1項に記載のブレージングシート。
The brazing filler metal layer is a 4000 series aluminum alloy.
The brazing sheet according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれか1項に記載のブレージングシートを用いて構成され、
前記ブレージングシートは、互いに接合されることにより接合部を構成する接合面と、この接合面に隣接する非接合隣接面とを有し、
前記接合面同士が接合されたときに、それぞれの前記非接合隣接面の間であって前記接合面に隣接する部位には、前記接合面から流出して前記ろう材が固化したフィレットが形成されることを特徴とする、
ブレージングシートの接合構造。
It is configured by using the brazing sheet according to any one of claims 1 to 7.
The brazing sheet has a joint surface that constitutes a joint portion by being joined to each other, and a non-joint adjacent surface adjacent to the joint surface.
When the joint surfaces are joined together, a fillet that flows out of the joint surface and solidifies the brazing material is formed at a portion between the non-joint adjacent surfaces and adjacent to the joint surface. Characterized by that
Blazing sheet joint structure.
それぞれの前記非接合隣接面により形成される角度は鋭角であることを特徴とする、
請求項8に記載のブレージングシートの接合構造。
The angle formed by each of the non-joining adjacent surfaces is an acute angle.
The joining structure of the brazing sheet according to claim 8.
請求項8または9に記載のブレージングシートの接合構造を有する、
熱交換器。
It has the joining structure of the brazing sheet according to claim 8 or 9.
Heat exchanger.
プレートフィン積層型熱交換器またはパラレルフローコンデンサ(PFC)であることを特徴とする、
請求項10に記載の熱交換器。
It is characterized by being a plate fin laminated heat exchanger or a parallel flow capacitor (PFC).
The heat exchanger according to claim 10.
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