JP2022517861A - ブレージングシート製品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層で片側または両側がクラッドされた３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有するブレージングシート製品を製造する方法に関する。この方法は、（ｉ）重量％でＭｎ０．５から１．８、Ｓｉ≦１．５、Ｆｅ≦０．７、Ｃｕ≦１．５、Ｍｇ≦１．０、Ｃｒ≦０．２５、Ｚｒ≦０．２５、Ｔｉ≦０．２５、Ｚｎ≦０．５、残部の不純物及びアルミニウムという組成を有する３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層の圧延インゴットを鋳造するステップと、（ｉｉ）圧延インゴットを厚さ２．５から１０ｍｍの熱間圧延されたシートにまで熱間圧延するステップと、（ｉｉｉ）熱間圧延されたシートを０．１から４ｍｍのゲージにまで冷間圧延するステップであって、任意選択的に冷間圧延操作中に中間焼き鈍しするステップを行う、ステップと、（ｉｖ）アルミニウムシートの微細構造を、好ましくは２５０℃から４５０℃の範囲の温度で再結晶化するように軟化焼き鈍しするステップと、（ｖ）軟化焼き鈍しされたシートを、最終的な冷間圧延厚さまで５％から＜１０％の範囲の冷間圧延減少でさらに冷間圧延するステップと、（ｖｉ）最終的な冷間圧延厚さにおける冷間圧延されたアルミニウムシートを２００℃から４２０℃で回復焼き鈍しするステップとを含む。

Description

本発明は、熱交換器の製造に適するブレージングシート製品の製造方法に関するものであり、ブレージングシート製品は、片面または両側が４ｘｘｘシリーズのブレージング層でクラッドされた３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有する。ブレージングシート製品は、液膜移動に対する耐性を強化する。
アルミニウムブレージングシート製品及び市販のブレージングプロセスを利用する軽量のブレージング熱交換器アセンブリの製造において、業界標準はシートの厚さを薄くする傾向があり、それは成形性、ブレージング性、強度及び耐食性などの製品性能特性の向上を必要とする。
液体コア浸透またはコア浸透としても知られる液膜移動（「ＬＦＭ」）は、熱交換器のようなブレージング装置を製造する際のアルミニウム合金ブレージングシート製品の使用における既知であるが永続的な問題である。熱交換器装置を一体となって形成する構成要素のアセンブリのブレージングサイクル中に、溶融ＡｌＳｉフィラー合金が、亜結晶粒界に沿って固体アルミニウム合金コア合金に浸透し、その結果、ブレージング性が低下し、それに伴って侵食面積が増加し、全体的な性能特性が低下する。
完全に焼き鈍しされた（Ｏ－テンパー）製品では、特に同じ完全焼き鈍しされた製品を「わずかに冷間加工」した条件で使用した場合、コア侵入深さに対する材料の感度は比較的低いことが知られている。「わずかに冷間加工した」条件という用語は、蒸発器またはオイルクーラのコアプレート、折り畳まれたチューブ、及び熱伝達フィンなどの熱交換器の構成要素を生産するために通常適用されるスタンピングなどの工業プロセスから生じる変形を指す。コア合金及びＡｌ－Ｓｉブレージング合金（片側または両側がクラッドされた）からなるブレージングシート材料が完全焼き鈍し条件で生産され、変形されて製品を形成し、その後ブレージングサイクルを行うと、「わずかな冷間加工」は、ブレージングシート製品にコア浸透を誘発するのに十分であるように見える。
ＬＦＭ防止は、コアとクラッドＡｌＳｉフィラー層の間に配置されてブレージングサイクルの初期にのみ再結晶化しそれによって液体ブレージング合金がコア合金に接触するのを防ぐアルミニウム合金中間層の使用によって著しく強化されることが当技術分野で知られている。
例えば、欧州特許ＥＰ－２８７７３１７－Ｂ１は、アルミニウムコア、及びアルミニウムコアとＡｌ－Ｓｉブレージングクラッド層の間に位置する定義済みの３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金組成の中間層を有するブレージングシート製品を開示し、この中間層は、ブレージング後の状況において、少なくとも３０％のテクスチャ成分、好ましくはＰテクスチャ｛１１０｝＜１１１＞成分の体積分率を示す。この特許文書はさらに、中間層の厚さが少なくとも９０％減少するようにストリップを熱間圧延、冷間圧延するステップを備え、次いでストリップ全体を熱処理して中間層を再結晶化することなく材料を軟化させる、そうしたブレージングシート製品を製造する方法を開示する。この特許文書は、ブレージング前の状況では、少なくとも中間層は再結晶化されていない微細構造を有し、それはブレージングサイクル中に再結晶化し、それによって、大きな結晶粒及びほんのわずかな（亜）結晶粒界を形成して、ＬＦＭに対する耐性の増加をもたらす、既知の基礎となる冶金メカニズムを対象としている。
特許文書ＥＰ－２２４３５８９－Ａ１は、熱交換器の冷媒通路を形成するために使用されるアルミニウム合金クラッドシートを開示しており、アルミニウム合金クラッドシートは、コア材料、クラッド材料１、及びクラッド材料２を備え、コア材料の一方の側及び反対側は、それぞれクラッド材料１及びクラッド材料２でクラッドされ、コア材料は、（重量％で）０．５から１．２％のＳｉ、０．２から１．０％のＣｕ、及び１．０から１．８％のＭｎ、残部のＡｌ及び不可避の不純物を含み、クラッド材料１は、３から６％のＳｉ、２から８％のＺｎ、及び０．３から１．８％のＭｎと０．０５から０．３％のＴｉのうちの少なくとも１つ、残部のＡｌ及び不可避の不純物を含み、クラッド材料２は、６～１３％のＳｉ、残部のＡｌ及び不可避の不純物を含み、クラッド材料１は使用中、冷媒通路の反対側に配置される。また、アルミニウム合金クラッドシートを製造する方法も開示されており、この方法は、コア材料を形成するアルミニウム合金のインゴットを５５０から６２０℃で２から２０時間均質化することと；インゴットを、クラッド材料１を形成するアルミニウム合金及びクラッド材料２を形成するアルミニウム合金でクラッドすることと；得られた製品を熱間圧延することと；熱間圧延された製品を冷間圧延することであって、熱間圧延された製品を冷間圧延中に３００から４００℃で２から５時間加熱して、コア材料が再結晶化された構造を有するようにする、冷間圧延することと；得られた製品を１０から４０％の圧延減少率で最終的な厚さまで冷間圧延することと；得られた製品を２００から４５０℃で２から５時間加熱することにより、回復処理することとを含む。
特許文書ＥＰ－１９１８３９４－Ａ２は、（ａ）インゴットを得られるように、（重量％で）：０．３から１．５％のＳｉ、≦０．５％のＦｅ、≦０．３％のＣｕ、１．０から２．０％のＭｎ、≦０．５％のＭｇ、≦４．０％のＺｎ、≦０．５％のＮｉ、≦０．３％のグループＩＶｂ、Ｖｂ、またはＶＩｂの分散質形成要素のそれぞれ、及びそれぞれが高々０．０５％で、総量が高々０．１５％の不可避の不純物元素、残部のアルミニウムを備える溶融物を鋳造し、好ましくは双ロール鋳造を用い、（ｂ）インゴットを、分散質粒子を形成するように、５５０℃未満、好ましくは４００から５２０℃の温度で予熱し、（ｃ）ストリップを得るように熱間圧延し、（ｄ）ステップｃ）で得られたストリップを、少なくとも９０％、好ましくは＞９５％の総減少率で、冷間圧延し、第１の耐力値を有するストリップをもたらし、（ｅ）続いて、ストリップ合金を再結晶化することなくテンパリングによって材料を軟化させる目的で供給テンパーに熱処理を行い、第１の耐力値（ステップ（ｄ）での冷間圧延の直後に得られる）よりも１０から５０％低い、好ましくは１５から４０％低い第２の耐力値を有し、１００から２００ＭＰａ、より好ましくは１２０から１８０ＭＰａ、最も好ましくは１４０から１８０ＭＰａの０．２％耐力範囲にあるストリップが得られるようにすることによって生成される耐サグ性ストリップ合金、特に、フィン材料を開示する。
特許文書ＷＯ－２００７／１３１７２７－Ａ１は、（ａ）ある量のブレージングシートスクラップを使用して生成された装入物からコア合金インゴットを鋳造することであって、コア合金は、重量％で：Ｆｅ０．０６から０．６％、Ｓｉ０．４から１．３％、Ｃｕ０．１から１．２％、Ｍｇ≦０．２５％、Ｍｎ０．５から１．５％、Ｚｎ≦０．２５％、Ｔｉ≦０．２％、Ｃｒ０．０５から０．２％、Ｚｒ≦０．２％、任意選択的にＳｎ＜０．２５％、Ｖ＜０．２５％、Ｉｎ＜０．２０％、それぞれ≦０．０５％で合計して≦０．１５％の他の要素、残部のアルミニウムを含む、鋳造することと、（ｂ）コア合金を、クラッド率３から２５％でＡｌ－Ｓｉ合金で少なくとも片側をクラッドすることと、（ｃ）熱間圧延の前に、クラッドされたコア合金を４００℃から５３０℃に１から２５時間予熱することと、（ｄ）熱間圧延することと、（ｅ）最終的な厚さまで冷間圧延することとを含む、ブレージング目的のスクラップ吸収クラッドアルミニウム合金シートを生成する方法を開示する。ブレージングシートスクラップの量は、装入物を準備するために追加される全金属のうち重量で少なくとも２５％である。シートは、（Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｎ）及び（Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ）金属間化合物を含むクロムを含む。ＬＦＭ抵抗については言及されていない。
図１は、多数の積層プレート及び上述の積層プレートの間に配置された金属乱流プレート（乱流インサート）から構成される積層プレートオイルクーラの構造の例を概略的に示す斜視図である。
以下において本明細書中で理解されるように、別段示されない限り、アルミニウム合金及びテンパーという名称は、２０１８年にＡｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎが発行したＡｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｄａｔａ ａｎｄ ｔｈｅ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ＲｅｃｏｒｄｓのＡｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの名称を指し、当業者に周知である。
合金組成物または好ましい合金組成物の記載について、パーセンテージへのすべての言及は、別段示されない限り、重量パーセントを単位とする。
本明細書中で用いられる場合、用語「最大」及び「最大約」とは、それが言及する特定の合金化成分がゼロ重量パーセントである可能性を明示的に含むが、それに限定されない。例えば、最大０．２５％のＺｎは、Ｚｎを有さない合金を含み得る。
本発明の目的は、ＬＦＭに対する耐性が増加したアルミニウム合金ブレージングシート製品を製造する方法を提供することである。
この目的及び他の目的ならびにさらなる利点は、熱交換器を製造するのに適したブレージングシート製品を製造する方法を提供する本発明によって満たされるまたは上回るものであり、このブレージングシート製品は、片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされた３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有し、この方法は次の順でのステップを備える。
（ａ）例えば直接チル鋳造を用いて以下の組成を重量％で有する３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層の圧延インゴットを鋳造するステップ
Ｍｎ ０．５から１．８、
Ｓｉ 最大１．２、
Ｆｅ 最大０．７、
Ｃｕ 最大１．５、
Ｍｇ 最大１．０、
Ｃｒ 最大０．２５、
Ｚｒ 最大０．２５、
Ｔｉ 最大０．２５、
Ｚｎ 最大０．５、
それぞれ＜０．０５であり合計＜０．１５である他の元素及び不純物、残部のアルミニウム。
（ｂ）圧延インゴットを、厚さ２．５から１０ｍｍの熱間圧延されたシートへと熱間圧延するステップであって、熱間圧延の前に、インゴットは、熱間圧延入側温度まで予熱されている。任意選択的に、インゴットは、５５０℃から６３０℃の範囲の温度で少なくとも１時間、好ましくは少なくとも４時間均質化されており、その後、熱間圧延入側温度まで冷却される、または、周囲温度まで冷却され、熱間圧延入側温度まで再加熱される。
（ｃ）熱間圧延されたシートを０．１から４ｍｍのゲージまで冷間圧延するステップであって、任意選択的に、冷間圧延操作中、１つ以上の中間焼き鈍しステップ（複数可）を用い、中間焼き鈍しステップ（複数可）は、好ましくは２００℃から４５０℃の温度範囲にある。
（ｄ）コア層を形成するアルミニウムシートの微細構造を、好ましくは２５０℃から４５０℃の範囲の温度で、より好ましくは３００℃から４００℃の温度範囲で、より好ましくは３５０℃から４２０℃の温度範囲で再結晶化するように軟化焼き鈍しするステップ。
（ｅ）アルミニウムコア合金が５％から＜１０％、好ましくは５％から９％、より好ましくは６％から９％、最も好ましくは６％から８％の範囲で冷間圧延減少を受けるように、軟化焼き鈍しされたシートを、好ましくは０．１ｍｍから３ｍｍの範囲、より好ましくは０．２ｍｍから２．５ｍｍの範囲の最終的な冷間圧延厚さまでさらに冷間圧延するステップ。
（ｆ）最終的な冷間圧延厚さにおける冷間圧延されたアルミニウムシートを最終回復焼き鈍しするステップ。最終回復焼き鈍しは、最大約７時間の期間、２００℃から４２０℃、好ましくは２００℃から４００℃、より好ましくは２５０℃から３８０℃、最も好ましくは２５０℃から３２０℃の温度で行われ、その結果、コア層を形成するアルミニウムシートは、実質的にそれ以上再結晶化されないが、伸び（Ｌ方向のＡ５０）は１０％を超える、好ましくは１２％を超える、より好ましくは１４％を超える値まで増加される。
その後、最終回復焼き鈍しされたシート材料は、コイル状に巻かれ、出荷のために保管される。任意選択的に、当技術分野で知られるように、最終回復焼き鈍しされたシート材料は、シート製品の平坦性を高め、かつ最終幅にスリットする前に残留応力を除去するために、非常に軽く引き伸ばされるまたは水平にされる（約０．５％未満の引き伸ばしにつながる）。
軟化焼き鈍しされたコア層のわずか５％から＜１０％程度までへの冷間圧延とその後の最終回復焼き鈍しの組み合わせにより、最終回復焼き鈍しステップの時間及び温度に依存して成形性が向上されただけでなくＬＦＭに対する感受性が大幅に低下し、それによってブレージング性能、強度、及び耐食性の関連する向上が与えられたブレージングシート製品がもたらされることが見出された。
本発明にしたがって製造された３ｘｘｘシリーズのアルミニウムコア合金は、重量％で、
Ｍｎ ０．５から１．８、好ましくは０．６から１．５、より好ましくは０．６から１．２５、
Ｓｉ 最大１．２、好ましくは≦０．９、より好ましくは≦０．５、
Ｆｅ 最大０．７、好ましくは≦０．５、
Ｃｕ 最大１．５、好ましくは≦１．２、より好ましくは０．２０から１．２または≦０．２５、
Ｍｇ 最大１．０、好ましくは≦０．７、より好ましくは０．１０から０．７または≦０．１５、
Ｃｒ 最大０．２５、好ましくは≦０．１５、
Ｚｒ 最大０．２５、好ましくは≦０．１５、
Ｔｉ 最大０．２５、好ましくは≦０．２、より好ましくは０．００５から０．２０、
Ｚｎ 最大０．５、好ましくは≦０．２５、
それぞれ＜０．０５であり合計＜０．１５である他の元素及び不純物、残部のアルミニウムという組成を有する。
このアルミニウム合金組成物は、高いブレージング前成形性、高いブレージング後強度、及び高いブレージング後耐食性を可能にし、特に、ＳＷＡＡＴ試験結果では３０日を超え、最良の例では４０日を超え、ＬＦＭに対する耐性が高い。
実施形態では、アルミニウムコア合金は、重量％で、Ｍｎ０．５から１．８、Ｓｉ最大１．２、Ｆｅ最大０．７、Ｃｕ最大１．５、Ｍｇ最大１．０、Ｃｒ最大０．２５、Ｚｒ最大０．２５、Ｔｉ最大０．２５、Ｚｎ最大０．５、それぞれが＜０．０５であり全体＜０．１５である他の要素及び不純物；残部のアルミニウムからなり、本明細書中で記載かつ特許請求された好ましい範囲の組成を有する。
本発明にしたがって製造されたブレージングシート製品は、片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされている。実施形態では、各ブレージング層は、ブレージングシートの総厚さの４％から２０％、好ましくは５％から１５％の厚さを有する。コア層がブレージング層またはフィラー合金層で片側のみがクラッドされた実施形態では、必要な場合、コア層に強化された耐食を提供する層で反対側をクラッドすることができる。
４ｘｘｘシリーズのアルミニウムブレージング合金は、その主要な合金化成分として４％から１４％の範囲のＳｉを有する。このシリーズ内の典型的な市販のフィラー合金は、ＡＡ４３４３、ＡＡ４０４５、ＡＡ４０４７、ＡＡ４１４７、ＡＡ４００４、ＡＡ４１０４、またはそれらのいくつかの近い組成変形である。４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、さらに、ブレージング継手またはフィレット内そしてそれに隣接して所望の電気化学ポテンシャルをもたらすように調整された濃度で、選択された１つまたは複数の元素（特にＺｎ、Ｉｎ、及び／またはＳｎ）を含み得る。通常、Ｚｎの意図的な添加は最大約５％である。
実施形態では、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層は、さらに、１つもしくは複数の湿潤元素、またはブレージング操作を容易にするために溶融Ａｌ－Ｓｉフィラー材料の表面張力を変更する要素を含む。好ましくは、元素は、Ｂｉ、Ｙ、Ｐｂ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｓｂ、Ｓｒ、及びＴｈからなる群から選択され、湿潤元素（複数可）の総量は約０．０１％から０．８％の範囲にある。好ましい実施形態では、湿潤元素（複数可）の総量の上限は０．４％である。
本発明にしたがって製造されたブレージングシート製品の場合、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層（複数可）は、様々な方法で、例えば、当技術分野でよく知られ最も使用されている熱間圧延を介したロールボンディングによって、または、例えばＷＯ－２００４／１１２９９２に開示された製造プロセスによってもしくはＵＳ－６，７０５，３８４による鋳造プロセスを介して部分的もしくは完全に製造されたコア及びブレージング層を一緒に鋳造することによって結合することができる。
実施形態では、本発明にしたがって製造されたブレージングシート製品は、本明細書中に記載かつ特許請求されるような片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされている３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有し、コア層とブレージング層の間に配置される中間アルミニウム合金層、例えば１ｘｘｘ、３ｘｘｘ、または５ｘｘｘシリーズの合金を欠いているものである。
本発明の別の態様において、この方法はまた、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層で片側または両側がクラッドされた６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有するブレージングシート製品を製造し、ＬＦＭに対する耐性の同様の向上及び成形性の増加を達成するにも首尾よく適用することができることが分かった。ここで、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、重量％で、
Ｓｉ ０．２％から１．２％、
Ｍｇ ０．３％から１．２％、
Ｃｕ 最大０．４％、好ましくは最大０．２％、
Ｆｅ 最大０．６％、好ましくは０．０５％から０．５％、
Ｍｎ 最大０．４％、好ましくは最大０．２％、
Ｚｒ 最大０．２％、好ましくは最大０．０５％、
Ｃｒ 最大０．２％、好ましくは最大０．１０％、
Ｔｉ 最大０．２％、
Ｚｎ 最大０．５％、好ましくは最大０．２５％、
それぞれ＜０．０５であり合計＜０．１５である他の元素及び不純物、残部のアルミニウムという組成を有する。
この組成範囲内の好ましい６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６０６３、及びＡＡ６０６３Ａである。
本発明はさらに、本発明にしたがって製造されたブレージングシート製品から作製された構成要素を組み込んだブレージングされた熱交換器デバイスに関する。ブレージングシート製品は、とりわけ、ＣＡＢプロセスにおいてかつ真空ブレージングを用いて用いることができる。特定の構成要素とは、そのようなブレージングされた熱交換器デバイスのチューブまたはプレートである。好ましい実施形態では、熱交換器デバイスは、プレート設計を用いたオイルクーラまたは蒸発器または給気冷却器、または電池冷却用の冷却器などの積層プレート熱交換器である。これらのタイプの用途では、通常、約０．２５から０．９ｍｍのゲージ範囲のアルミニウムブレージングシートが使用されており、それらは実際には、組み立て前に、しっかりと成形かつ／または深絞りされている。特に、これらの種類の用途において、本発明にしたがった方法によって得られるブレージングシート製品の利点は顕著であり、評価されている。
さらに、本発明は、熱交換器デバイス、特に積層プレート熱交換器における本発明にしたがった方法によって得られるブレージングシート製品の使用または使用方法に関する。
本発明はまた、部分分解図で積層プレートオイルクーラの構造の図面を示す添付の図１を参照して説明される。
図１は、多数の積層プレート２及び上述の積層プレート２の間に配置された金属乱流プレート３（乱流インサート）から構成される積層プレートオイルクーラ１の構造の例を概略的に示す。積層プレートオイルクーラ１は、ベースプレート４及びカバープレート５を用いて閉じられている。中間金属プレート６は、最上部の金属乱流プレート３とカバープレート５の間に挿入される。オイル及び液体冷却剤への接続部は、比較的厚いベースプレート４に配置されるが、この図１では見ることができない、または図示されていない。対照的に、カバープレート５は閉じており、それは、この実施形態では、刻印された型１０、１２を有する。この例では、特に、積層プレート２は、本発明にしたがった方法によって製造されたブレージングシート製品で作製することができる。
本発明を、ここで、本発明による非限定的な例を参照して例示する。
製造工業規模では、３ｘｘｘシリーズのアルミニウムコア合金は、重量％で、１．０５％のＭｎ、０．４５％のＣｕ、０．２５％のＭｇ、０．２０％のＦｅ、０．０９％のＴｉ、０．０６％のＳｉ、０．１％のＺｎ、残部のアルミニウム及び不可避の不純物の組成でＤＣ鋳造されている。
当技術分野で通常行われているように、ロールボンディングを介して、コア合金は、重量％で、９．９％のＳｉ、０．７％のＭｇ、０．２％のＦｅ、０．０６％のＺｎ、０．０７％のＢｉ、０．０２％のＣｕ、残部のアルミニウム及び不可避の不純物という組成を有する４ｘｘｘシリーズのブレージングフィラー合金層で両側がクラッドされている。各フィラー合金ブレージング層は、ブレージングシート総厚さの１０％の厚さを有する。
ブレージングシートパッケージは、０．３９ｍｍまで熱間圧延かつ冷間圧延され、３７０℃で２時間、軟化焼き鈍しされている（条件１）。
次に、軟化焼き鈍しされた冷間圧延ブレージングシート製品は、約７．７％の減少で最終ゲージ０．３６ｍｍにまで冷間圧延され（条件２）、その後、３７０℃で３時間回復焼き鈍しされている（条件３）。
条件１、２、及び３のブレージングシート製品には、熱交換器の構成要素を生産するためのスタンピング及びロール成形などの工業プロセスから生じる変形をシミュレートするために標準の引張試験装置を使用して約４％引き延ばすことによって、当技術分野で一般的であり当業者に知られているような、シミュレートされた「わずかな冷間加工」処理が与えられた。４％引き延ばされたブレージングシート製品のコア浸透深さ（ＬＦＭ）は、６００℃で３分間浸漬することによって、シミュレートされた不活性ガス雰囲気ブレージングサイクルを利用した後、金属組織切片への標準金属組織法を使用して測定された。
条件１のブレージングシート製品のコア侵入深さは約４０ミクロンであったが、条件２及び条件３のコア侵入深さは約２３ミクロンであった。
各条件に対して、適用可能な業界標準ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２を用いて、伸び（Ａ５０）がＬ方向で測定されている。３回の測定の平均として：
条件１：１４．９％
条件２：９．０％
条件３：１５．１％である。
条件２では、Ｌ方向において、測定されたＲｐ０．２は１４８ＭＰａ、Ｒｍは１５６ＭＰａであり、条件３では、測定されたＲｐ０．２は８４ＭＰａ、Ｒｍは１５２ＭＰａであった。
これらの実験から、Ｏテンパー条件では、ブレージングシート製品は、Ａ５０の伸びで表すと非常に良好な成形性を有するが、ＬＦＭに対する耐性が非常に低いことがわかる。このＬＦＭに対する耐性は、５％から＜１０％の範囲のさらなる冷間圧延減少を適用することで大幅に向上させることができる。しかしながら、このＬＦＭに対する耐性の増加は、成形性の低下、低い伸び、及び高いＲｐ０．２に関連する。しかしながら、５％から＜１０％の範囲の冷間圧延減少と回復最終焼き鈍しの組み合わせにより、Ｏ－テンパー材料と同等またはそれ以上のＬＦＭに対する有益な耐性及び成形性に向上する。
同じブレージングシート材料でのさらなる一連の試験では、プロセスは、条件３に密接に関連するが約３００℃の低温で約３時間の回復焼き鈍しを行って適用されている。同じ合金の組み合わせにおいて、コア浸透深さはさらに１７ミクロン未満まで減少し、同様の成形性能を有することが分かっている。
これにより、本発明にしたがって製造されたブレージングシート製品が、熱交換器での使用、特に積層プレート熱交換器の構成要素の製造に適したものとなる。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内で広く変化し得る。

Claims (15)

  1. 片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされた３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有するブレージングシート製品を製造する方法であって、
    （ａ）重量％で、
    Ｍｎ ０．５から１．８、
    Ｓｉ 最大１．５、
    Ｆｅ 最大０．７、
    Ｃｕ 最大１．５、
    Ｍｇ 最大１．０、
    Ｃｒ 最大０．２５、
    Ｚｒ 最大０．２５、
    Ｔｉ 最大０．２５、
    Ｚｎ 最大０．５、
    それぞれ＜０．０５であり合計＜０．１５である他の元素及び不純物、残部のアルミニウムという組成を有する３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金の前記コア層の圧延インゴットを鋳造するステップと；
    （ｂ）前記圧延インゴットを、厚さ２．５から１０ｍｍの熱間圧延されたシートにまで熱間圧延するステップと；
    （ｃ）前記熱間圧延されたシートを０．１から４ｍｍのゲージにまで冷間圧延するステップであって、任意選択的に、前記冷間圧延操作中に中間焼き鈍しを行うステップと；
    （ｄ）前記アルミニウムシートの微細構造を好ましくは２５０℃から４５０℃の範囲の温度で再結晶化するように軟化焼き鈍しするステップと；
    （ｅ）前記軟化焼き鈍しされたシートを、最終的な冷間圧延厚さまで、５％から＜１０％、好ましくは５％から９％の範囲の冷間圧延減少でさらに冷間圧延するステップと；
    （ｆ）最終的な冷間圧延厚さでの前記冷間圧延されたアルミニウムシートを、２００℃から４２０℃の範囲の温度で回復焼き鈍しするステップとを含む、前記方法。
  2. ステップ（ｆ）の前記回復焼き鈍しが、２００℃から４００℃の範囲、好ましくは２５０℃から３８０℃の範囲の温度で実行される、請求項１に記載の方法。
  3. ステップ（ｆ）の前記回復焼き鈍しが、前記ブレージングシート製品において１０％より大きい、好ましくは１２％より大きい、より好ましくは１４％より大きい伸びに対するものである、請求項１または２に記載の方法。
  4. ステップ（ｃ）の前記冷間圧延操作中の前記中間焼き鈍しが、２００℃から４５０℃の範囲の温度におけるものである、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が、最大０．７％の範囲、好ましくは０．１％から０．７％の範囲のＭｇ含有量を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. ステップ（ｅ）の前記最終的な冷間圧延厚さが、０．１ｍｍから３ｍｍの範囲に対する、好ましくは０．２ｍｍから２．５ｍｍの範囲に対する、より好ましくは０．２５ｍｍから０．９ｍｍの範囲に対するものである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が、０．６％から１．５％の範囲、好ましくは０．６％から１．２５％の範囲のＭｎ含有量を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が、最大０．９％、好ましくは最大０．５％の範囲のＳｉ含有量を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が、最大１．２％の範囲、好ましくは０．２０％から１．２％の範囲のＣｕ含有量を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が、最大０．２５の範囲のＣｕ含有量を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウムシートが、片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされており、各ブレージング層の厚さは、前記ブレージングシートの総厚さの４％から２０％、好ましくは５％から１５％である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 片側または両側が４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金ブレージング層でクラッドされた３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金のコア層を有する前記ブレージングシート製品が、前記コア層と前記ブレージング層の間に配置される中間アルミニウム合金層を欠いている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 請求項１から１２のいずれか１項にしたがって製造されたアルミニウムシートから作製されたチューブまたはプレートを組み込んだ熱交換器。
  14. 前記熱交換器が積層プレート熱交換器である、請求項１３に記載の熱交換器。
  15. 熱交換器において、好ましくは積層プレート熱交換器において、請求項１から１２のいずれか1項にしたがって製造された３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金コア層を有するアルミニウム合金ブレージングシート製品の使用。
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