JP2024064688A - Aluminum alloy brazing sheet - Google Patents

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JP2024064688A JP2022173453A JP2022173453A JP2024064688A JP 2024064688 A JP2024064688 A JP 2024064688A JP 2022173453 A JP2022173453 A JP 2022173453A JP 2022173453 A JP2022173453 A JP 2022173453A JP 2024064688 A JP2024064688 A JP 2024064688A
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隆之 川上
路英 吉野
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Maアルミニウム株式会社
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Abstract

【課題】本発明は、必要な箇所へのろうの供給性を向上させたアルミニウム合金ブレージングシートの提供を目的とする。【解決手段】本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム合金からなる心材の少なくとも一方の面にAl-Si系合金からなるろう材が組み合わされたアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、ドロップ型流動性試験において、加工が施されていない状態のろう流動係数をKsとしたとき、1%以上の加工ひずみを付与した状態において1.5×Ks以上の流動係数を有し、かつ、前記ろう材から前記心材へのろう付後のろう侵食量が心材厚さの10%未満であり、ろう溶融直前温度において前記心材の再結晶率が90%以上であることを特徴とする。【選択図】図1[Problem] The present invention aims to provide an aluminum alloy brazing sheet with improved supply of brazing filler metal to required locations. [Solution] The aluminum alloy brazing sheet of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet in which a brazing filler metal made of an Al-Si alloy is combined with at least one surface of an aluminum alloy core material, and is characterized in that, in a drop type fluidity test, when the brazing filler metal flow coefficient in an unprocessed state is Ks, the brazing filler metal has a flow coefficient of 1.5 x Ks or more in a state in which a processing strain of 1% or more is applied, the amount of brazing filler metal eroded after brazing from the brazing filler metal to the core material is less than 10% of the core material thickness, and the recrystallization rate of the core material is 90% or more at a temperature just before the brazing filler metal melts. [Selected Figure] Figure 1

Description

この発明はアルミニウム合金ブレージングシートに関する。 This invention relates to an aluminum alloy brazing sheet.

自動車用熱交換器には、ろう付という工程において、ろう材である融点の低いアルミニウム合金のみを溶融させて多くの部材を接合する手法が用いられる。ろう材の供給方法は、ろう材成分を直接部材へ塗布する方法、シート状のものを介する方法等が存在する。
ろう材の供給方法として、取り扱い性やコストに優れることから、今日では、高い強度を持ち合わせた融点の高いアルミニウム合金を心材として、その他方に融点の低いアルミニウム合金をろう材として貼り合わせたブレージングシートが用いられる。
In the brazing process, a brazing material, an aluminum alloy with a low melting point, is melted to join many components in an automobile heat exchanger. The brazing material can be applied directly to the components or through a sheet.
As a method of supplying brazing material, brazing sheets are currently used because they are easy to handle and cost-effective. These sheets are made by bonding an aluminum alloy with a high melting point and high strength as the core material to an aluminum alloy with a low melting point as the brazing material.

ブレージングシートに関し、以下の特許文献1に記載の如く、ろう材/中間材/心材/ろう材の4層材であり、中間材と心材とろう材の組成を限定し、流動性試験においてひずみ付加前後の流動係数の比を特定した構成が知られている。
特許文献1に記載のブレージングシートは、ろう付の障害となるアルミニウムの酸化被膜を効果的に破壊し、ろう付性を確保するために添加するMgに関し、溶融ろうに対する拡散性を調整する目的でなされている。
Regarding brazing sheets, as described in the following Patent Document 1, a four-layer material of brazing material/intermediate material/core material/brazing material is known, in which the compositions of the intermediate material, core material, and brazing material are limited, and the ratio of the flow coefficient before and after the application of strain in a flow test is specified.
The brazing sheet described in Patent Document 1 is designed to effectively destroy the aluminum oxide film that hinders brazing and to adjust the diffusivity of Mg, which is added to ensure brazability, in the molten brazing material.

特開2021-021106号公報JP 2021-021106 A

ところで、熱交換器は高性能化に対応するため複雑な形状を有するものが多く、例えばフィンとチューブの接合やチューブとヘッダープレートの接合など、その箇所ごとによって接合に所望されるろうの量は異なる。ブレージングシートに貼り合わされるろう材は、熱交換器の中で最もろうが必要な箇所の接合を補填するために、ろう材のクラッド率やSi添加量を決定するため、接合部にろうを求めない箇所には、ろう量が過多となってしまい、ろう侵食などの問題を引き起こすこととなる。 In order to meet the demands of high performance, heat exchangers often have complex shapes, and the amount of brazing filler required for each joint varies depending on the location, for example, the joint between the fins and tubes or the joint between the tubes and header plate. The brazing filler material attached to the brazing sheet has a cladding rate and Si content determined to compensate for the joints in the areas of the heat exchanger that require the most brazing filler material. However, in areas where brazing is not required, the amount of brazing filler material is excessive, causing problems such as brazing erosion.

また、ブレージングシート特有の現象として、調質O材を使用したい場合、熱交換器部材の加工の際に5~20%程度のひずみが施された場合において、ろう付時にろう材が心材を激しくろう侵食することがある。これらの問題より、心材のろう侵食を抑制しつつ、接合するべき箇所のみへろうを充填することは困難であった。 In addition, a phenomenon specific to brazing sheets is that when using tempered O material, if a strain of about 5 to 20% is applied during processing of the heat exchanger components, the brazing material can severely corrode the core material during brazing. Due to these problems, it has been difficult to suppress brazing corrosion of the core material while filling only the areas to be joined with brazing material.

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、加工ひずみが付加されない箇所にはろうの供給を抑制し、ろうを必要とする箇所にはひずみを付加することでろうの供給を促進してろうを充分に充填できるようにしたアルミニウム合金ブレージングシートの提供を目的とする。 The present invention was made to solve these problems, and aims to provide an aluminum alloy brazing sheet that suppresses the supply of solder to areas where no processing strain is applied, and promotes the supply of solder by applying strain to areas that require solder, allowing the solder to be filled sufficiently.

(1)本形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム合金からなる心材の少なくとも一方の面にAl-Si系合金からなるろう材が組み合わされたアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、ドロップ型流動性試験において、加工が施されていない状態のろう流動係数をKsとしたとき、1%以上の加工ひずみを付与した状態において1.5×Ks以上の流動係数を有し、かつ、前記ろう材から前記心材へのろう付後のろう侵食量が心材厚さの10%未満であり、ろう溶融直前温度において前記心材の再結晶率が90%以上であることを特徴とする。 (1) The aluminum alloy brazing sheet of this embodiment is an aluminum alloy brazing sheet in which a brazing filler metal made of an Al-Si alloy is combined on at least one surface of a core material made of an aluminum alloy, and is characterized in that, in a drop type fluidity test, when the brazing filler metal flow coefficient in an unprocessed state is Ks, the brazing filler metal has a flow coefficient of 1.5 x Ks or more in a state in which a processing strain of 1% or more is applied, the amount of brazing filler metal eroded after brazing from the brazing filler metal to the core material is less than 10% of the core material thickness, and the recrystallization rate of the core material is 90% or more at the temperature just before the brazing filler metal melts.

(2)本形態に係る(1)に記載のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材が、質量%で、Fe:0.05%以上1.0%以下、Mn:0.05%以上1.2%以下、Si:0.05%以上1.0%以下の少なくとも1種以上の元素を含有し、かつ、各添加量をCFe、CMn、CSiとするとき、CFe+1.5CMn+1.6CSi≦3.0の関係を満たす各元素の添加量であることが好ましい。 (2) In the aluminum alloy brazing sheet according to (1) of this embodiment, it is preferable that the core material contains, by mass%, at least one of the elements Fe: 0.05% to 1.0%, Mn: 0.05% to 1.2%, and Si : 0.05% to 1.0%, and that when the amounts of each element added are CFe , CMn , and CSi , the amounts of each element added satisfy the relationship CFe + 1.5CMn + 1.6CSi ≦ 3.0.

(3)本形態に係る(1)または(2)に記載のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記ろう材に、Si:5.0%以上10.0%以下を含有することが好ましい。 (3) In the aluminum alloy brazing sheet according to (1) or (2) of this embodiment, it is preferable that the brazing material contains Si: 5.0% or more and 10.0% or less.

本発明は、加工ひずみが付加されない箇所にはろうの供給がなされず、ろうを必要とする箇所にはひずみを付加することでろうを充填できるようにしたアルミニウム合金ブレージングシートを提供できる。 The present invention provides an aluminum alloy brazing sheet that does not supply solder to areas where processing strain is not applied, and allows solder to be filled in areas that require solder by applying strain.

本発明に係るブレージングシートの一例を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view showing an example of a brazing sheet according to the present invention. 本発明に係るブレージングシートを適用して構成された熱交換器の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of a heat exchanger configured to which a brazing sheet according to the present invention is applied. ろう付相当熱処理を施す場合の熱履歴曲線の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of a thermal history curve when a brazing-equivalent heat treatment is performed. ろう流動係数を測定するために実施するドロップ型流動性試験について示す説明図であり、(A)はろう付相当熱処理前の試験片を示す斜視図、(B)はろう付相当熱処理後の試験片を示す斜視図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drop type fluidity test performed to measure the brazing flow coefficient, in which (A) is a perspective view showing a test piece before brazing-equivalent heat treatment, and (B) is a perspective view showing a test piece after brazing-equivalent heat treatment. 再結晶率90%以上の心材の一例を示す組織写真である。1 is a structural photograph showing an example of a core material having a recrystallization rate of 90% or more. 再結晶率90%未満の心材の一例を示す組織写真である。1 is a structural photograph showing an example of a core material having a recrystallization rate of less than 90%. ろう付相当熱処理後、ろう侵食率7%のブレージングシートの一例を示す断面組織写真である。1 is a cross-sectional structure photograph showing an example of a brazing sheet having a brazing erosion rate of 7% after heat treatment equivalent to brazing. ろう付相当熱処理後、ろう侵食率15%のブレージングシートの一例を示す断面組織写真である。1 is a cross-sectional structure photograph showing an example of a brazing sheet having a brazing erosion rate of 15% after heat treatment equivalent to brazing.

以下、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシート1は、一例として、図1に示すように、アルミニウム合金からなる心材2の両面にアルミニウム合金からなるろう材3をクラッド層としてクラッドした3層構造を採用できる。また、ろう材3を心材2の片面のみに向けた2層構造を採用しても良い。
なお、ブレージングシート1は、ろう材を複層構造とすることができるので、例えば、図1の2点鎖線に示すように心材2とろう材3との間に更に別のろう材3Aを1層以上設けた構造、あるいは、心材2とろう材3との間に犠牲材3Bなどの別の層を1層以上設けた複層構造とすることもできる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
As an example, the aluminum alloy brazing sheet 1 of this embodiment can adopt a three-layer structure in which a brazing material 3 made of an aluminum alloy is clad on both sides of a core material 2 made of an aluminum alloy as a clad layer, as shown in Fig. 1. Alternatively, a two-layer structure in which the brazing material 3 faces only one side of the core material 2 may be adopted.
In addition, since the brazing sheet 1 can have a multi-layer structure of brazing material, it can have, for example, a structure in which one or more layers of another brazing material 3A are provided between the core material 2 and the brazing material 3 as shown by the dotted line in Figure 1, or a multi-layer structure in which one or more layers of another material such as a sacrificial material 3B are provided between the core material 2 and the brazing material 3.

本実施形態の心材2を構成するアルミニウム合金は、特に組成に制限はなく、いずれの組成のアルミニウム合金でもよい。一例を挙げるならば、質量%で、Fe:0.05~1.0%、Mn:0.05~1.2%、Si:0.05~1.0%を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金などを用いることができる。心材用アルミニウム合金には、前述の元素に加え、Mg:0.5%以下と、Cu:1.0%以下と、Zn:3.0%以下のうち少なくとも1種以上を含んでいても良く、これら元素の他にCr、Ti、Zr、Niの少なくとも1種を0.3%以下含有していてもよい。 The aluminum alloy constituting the core material 2 of this embodiment is not particularly limited in composition, and may be an aluminum alloy of any composition. As an example, an aluminum alloy containing, in mass%, Fe: 0.05-1.0%, Mn: 0.05-1.2%, Si: 0.05-1.0%, with the balance being Al and unavoidable impurities may be used. In addition to the elements mentioned above, the aluminum alloy for the core material may contain at least one of Mg: 0.5% or less, Cu: 1.0% or less, and Zn: 3.0% or less, and in addition to these elements, may contain at least one of Cr, Ti, Zr, and Ni in an amount of 0.3% or less.

前記心材2の片面または両面において最表面に位置するように配置されたろう材3(クラッド層)は、質量%で、Si:5.0~10.0%を含有していることが望ましい。また、ろう材3にSiの他に、Zn:6.0%以下、Mg:2.0%以下、Sr:0.05%以下の少なくとも1種を含有していてもよい。ろう材は、前述の元素を含み、残部がAlおよび不可避不純物からなる組成を有する。
なお、本願明細書に記載の数値範囲において「~」を用いて上限値と下限値を規定した場合、特に表記しない限り、以上、以下を意味する。よって、例えば、5.0~10.0%は5.0%以上10.0%以下を意味する。
The brazing filler metal 3 (cladding layer) disposed on one or both surfaces of the core material 2 so as to be located at the outermost surface preferably contains, by mass%, 5.0 to 10.0% Si. The brazing filler metal 3 may contain at least one of the following elements in addition to Si: 6.0% or less Zn, 2.0% or less Mg, and 0.05% or less Sr. The brazing filler metal contains the above elements, with the remainder being Al and unavoidable impurities.
In addition, when the upper and lower limits of a numerical range described in the present specification are specified using "to", it means more than or equal to or less than the limit unless otherwise specified. Thus, for example, 5.0 to 10.0% means 5.0% or more and 10.0% or less.

「心材用アルミニウム合金の組成」
「Fe:0.05~1.0%」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Feを0.05~1.0%含有している。
Feは、Siと共に添加することでAl-Fe-Si系化合物を形成し、ろう溶融直前の心材の再結晶粒を粗大化する働きをしめす。また、固溶強化、Al-Fe系化合物およびAl-Fe-Si系化合物の形成により心材2の材料強度を向上するために添加する。Fe含有量が0.05%未満では、原料に不純物として含まれる濃度以下となるため製造コストが高くなる。
Fe含有量が1.0%を超えると、粗大なAl-Fe系化合物が増加し、ろう溶融直前での再結晶粒が微細となり、心材2がろう侵食されるおそれがある。
「Mn:0.05~1.2%」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Mnを0.05~1.2%含有している。
Mnは、ろう溶融直前の心材の再結晶粒を粗大にするため添加する。また、固溶強化、Al-Mn系化合物およびAl-Mn-Si系化合物の形成により心材2の材料強度を向上するために添加する。Mn含有量が0.05%未満では、熱交換器の構造を維持するための強度が不足する傾向となる。
Mn含有量が1.2%を超えると、化合物が増加し、ろう付時の再結晶を阻害するため、ろう溶融直前温度にて再結晶が完了せず、心材2がろう侵食されるおそれがある。
"Composition of aluminum alloy for core material"
"Fe: 0.05 to 1.0%"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment contains, for example, 0.05 to 1.0% Fe.
Fe is added together with Si to form an Al-Fe-Si compound and to coarsen the recrystallized grains of the core material immediately before melting the brazing material. It is also added to improve the material strength of the core material 2 through solid solution strengthening and the formation of Al-Fe compounds and Al-Fe-Si compounds. If the Fe content is less than 0.05%, it will be below the concentration contained as an impurity in the raw material, and the manufacturing cost will be high.
If the Fe content exceeds 1.0%, the amount of coarse Al--Fe compounds increases, and the recrystallized grains immediately before the brazing material melts become fine, which may cause the core material 2 to be eroded by the brazing material.
"Mn: 0.05 to 1.2%"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment contains, for example, 0.05 to 1.2% Mn.
Mn is added to coarsen the recrystallized grains of the core material immediately before melting the brazing material, and to improve the material strength of the core material 2 by solid solution strengthening and the formation of Al-Mn compounds and Al-Mn-Si compounds. If the Mn content is less than 0.05%, the strength required to maintain the structure of the heat exchanger tends to be insufficient.
If the Mn content exceeds 1.2%, the amount of compounds increases and inhibits recrystallization during brazing, so that recrystallization does not complete at a temperature just before the braze melts, and there is a risk that the core material 2 will be eroded by the braze.

「Si:0.05~1.0%」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Siを0.05~1.0%含有している。
Siは、ろう溶融直前の心材の再結晶粒を粗大にするため添加する。また、固溶強化およびAl-Fe-Si系化合物もしくはAl-Mn-Si系化合物の形成により心材2の材料強度を向上するために添加する。Si含有量が0.05%未満では、熱交換器の構造を維持するための強度が不足する傾向となる。
Si含有量が1.0%を超えると、心材の融点が低下するため、心材2がろう侵食されるおそれがある。また、ろう材からのSi拡散によりろう侵食が生じ易くなる。
「Mg:0.5%以下」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Mgを0.5%以下含有してよい。
Mgは、任意添加成分であるが、固溶強化、Mg-Si系化合物の形成により心材2の材料強度を向上するために添加する。Mgを含んでいない場合、所望の強度向上効果が得られない。Mg含有量が0.5%を超えた場合、ろう付時に使用するフラックスと反応し、化合物を形成するため、ろう付性を低下させるおそれがある。Mg含有量については、0.05~0.5%の範囲であることが好ましい。
"Si: 0.05 to 1.0%"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment contains, for example, 0.05 to 1.0% Si.
Silicon is added to coarsen the recrystallized grains of the core material immediately before melting the brazing material, and to improve the material strength of the core material 2 by solid solution strengthening and the formation of Al-Fe-Si compounds or Al-Mn-Si compounds. If the silicon content is less than 0.05%, the strength required to maintain the structure of the heat exchanger tends to be insufficient.
If the Si content exceeds 1.0%, the melting point of the core material decreases, so there is a risk of the core material 2 being corroded by the brazing filler metal. Also, braze erosion is more likely to occur due to Si diffusion from the brazing filler metal.
"Mg: 0.5% or less"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment may contain, for example, 0.5% or less of Mg.
Mg is an optional component, but is added to improve the material strength of the core material 2 by solid solution strengthening and the formation of Mg-Si compounds. If Mg is not contained, the desired strength improvement effect cannot be obtained. If the Mg content exceeds 0.5%, it reacts with the flux used during brazing to form compounds, which may reduce brazeability. The Mg content is preferably in the range of 0.05 to 0.5%.

「Cu:1.0%以下」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Cuを1.0%以下含有してよい。
Cuは、任意添加成分であるが、固溶強化により心材2の材料強度を向上するために添加する。心材用アルミニウム合金にCuを含んでいない場合、所望の強度向上効果が得られない。Cu含有量が1.0%を超えると母相融点が低下し、ろう付時に局部溶融が生じるおそれがある。また、ろう付後に耐食性が低下するおそれもある。Cu含有量については、0.05~1.0%の範囲であることが好ましい。
「Cr、Ti、Zr、Niの少なくとも1種を0.3%以下」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Cr、Ti、Zr、Niの少なくとも1種を0.3%以下含有してよい。
Cr、Ti、Zr、Niは、いずれも任意添加成分であるが、心材2の材料強度を向上するために添加する。これらが含まれていない場合、所望の強度向上効果を得られない。Cr、Ti、Zr、Niの少なくとも1種について0.3%を超えて含有させると、鋳造時に巨大な金属間化合物を生成し、圧延性が低下するおそれがある。
"Cu: 1.0% or less"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment may contain, for example, 1.0% or less of Cu.
Cu is an optional component, but is added to improve the material strength of the core material 2 by solid solution strengthening. If the aluminum alloy for the core material does not contain Cu, the desired strength improvement effect cannot be obtained. If the Cu content exceeds 1.0%, the parent phase melting point decreases, and there is a risk of local melting during brazing. In addition, there is a risk of corrosion resistance decreasing after brazing. The Cu content is preferably in the range of 0.05 to 1.0%.
"At least one of Cr, Ti, Zr, and Ni is 0.3% or less"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment may contain, for example, 0.3% or less of at least one of Cr, Ti, Zr, and Ni.
Cr, Ti, Zr, and Ni are all optional components, but are added to improve the material strength of the core material 2. If these elements are not included, the desired strength improvement effect cannot be obtained. If at least one of Cr, Ti, Zr, and Ni is contained in an amount exceeding 0.3%, giant intermetallic compounds may be generated during casting, which may reduce rollability.

「Zn:3.0%以下」
本実施形態の心材用アルミニウム合金は、例えば、Znを3.0%以下含有してよい。
Znは、任意添加成分であるが、被防食体と当該犠牲陽極体がろう付された場合に犠牲陽極作用で被防食体を防食するために添加する。Znを含まない場合、所望する犠牲陽極作用が得られず、被防食体の腐食が促進するおそれがある。Zn含有量が3.0%を超えると、自己耐食性が低下するおそれがある。
"Zn: 3.0% or less"
The aluminum alloy for the core material of this embodiment may contain, for example, 3.0% or less of Zn.
Zn is an optional component, but is added to protect the object to be protected from corrosion by its sacrificial anode action when the object to be protected is brazed to the sacrificial anode body. If Zn is not included, the desired sacrificial anode action cannot be obtained, and there is a risk that corrosion of the object to be protected will be accelerated. If the Zn content exceeds 3.0%, there is a risk that the self-corrosion resistance will decrease.

以上、心材用アルミニウム合金に含有される各元素の添加量について説明したが、FeとMnとSiの各添加量をCFe、CMn、CSiと記載するとき、これら添加量は、CFe+1.5CMn+1.6CSi≦3.0の関係を満たす関係であることが好ましい。
Fe含有量とMn含有量とSi含有量が上述の関係式を満たす関係である場合、ろう付熱処理中に再結晶が進行し易く、ろう侵食防止に効果的である。
The amounts of each element contained in the aluminum alloy for the core have been explained above. When the amounts of Fe, Mn and Si added are expressed as CFe , CMn and CSi , it is preferable that these amounts satisfy the relationship CFe + 1.5CMn + 1.6CSi 3.0.
When the Fe content, the Mn content and the Si content satisfy the above-mentioned relational expression, recrystallization easily proceeds during the brazing heat treatment, which is effective in preventing braze erosion.

「ろう材用アルミニウム合金の組成」
「Si:5.0~10.0%」
本実施形態のろう材用アルミニウム合金は、Siを5.0%以上10.0%以下含有している。ろう材用アルミニウム合金において、SiはAlの融点を低下させるので、ろう付中に溶融させ、他部材とろう付するためにSiを添加している。Si含有量が5.0%未満の場合、十分な溶融ろうが得られず、ろう付不良が発生するおそれがある。Si含有量が10.0%を超える場合、溶融ろう量が増加し、溶融ろうの供給量が必要以上に増加するため、目的以外の箇所へのろう供給が施されてしまうおそれがある。
「Zn:6.0%以下」
本実施形態のろう材用アルミニウム合金は、Znを6.0%以下含有することができる。本実施形態のろう材用アルミニウム合金においてZnは任意添加成分であり、Znを添加するのは、心材2もしくは被防食体とろう材がろう付接合された際に、犠牲陽極作用で心材2もしくは被防食体を防食するために添加する。Znを添加しない場合、所望する犠牲陽極作用が得られず耐食性が低下するおそれがある。ただし、6.0%を超える量のZnを添加すると、自己耐食性が低下するおそれがある。
"Composition of aluminum alloys for brazing filler metals"
"Si: 5.0 to 10.0%"
The aluminum alloy for brazing material of this embodiment contains Si in a range of 5.0% to 10.0%. In the aluminum alloy for brazing material, Si lowers the melting point of Al, so Si is added to melt during brazing and braze to other members. If the Si content is less than 5.0%, sufficient molten brazing material cannot be obtained, and brazing defects may occur. If the Si content exceeds 10.0%, the amount of molten brazing material increases, and the amount of molten brazing material supplied increases more than necessary, so that brazing material may be supplied to places other than the intended location.
"Zn: 6.0% or less"
The aluminum alloy for brazing material of this embodiment can contain 6.0% or less Zn. In the aluminum alloy for brazing material of this embodiment, Zn is an optional added component, and Zn is added to protect the core material 2 or the object to be protected from corrosion by sacrificial anode action when the core material 2 or the object to be protected from corrosion is brazed and joined to the brazing material. If Zn is not added, the desired sacrificial anode action cannot be obtained, and corrosion resistance may decrease. However, if Zn is added in an amount exceeding 6.0%, self-corrosion resistance may decrease.

「Mg:2.0%以下」
本実施形態のろう材用アルミニウム合金は、Mgを2.0%以下含有することができる。
本実施形態のろう材用アルミニウム合金においてMgは任意添加成分であるが、Mgを添加することにより、ろう材に含まれるSiと化合物を形成し、材料強度を高めることができる。
また、Mgはろう付時に材料表面のAl酸化被膜を破壊するため、フラックスを使用しないろう付法に使用できる。
ろう材用アルミニウム合金において、Mg含有量が2.0%を超えると表面にMg酸化被膜を形成し、ろう付性を低下させるおそれがある。
"Mg: 2.0% or less"
The aluminum alloy for brazing material of this embodiment may contain 2.0% or less of Mg.
In the aluminum alloy for brazing filler metal of this embodiment, Mg is an optional added component. By adding Mg, it forms a compound with Si contained in the brazing filler metal, and the material strength can be increased.
Furthermore, since Mg destroys the aluminum oxide film on the material surface during brazing, it can be used in brazing methods that do not use flux.
In an aluminum alloy for brazing material, if the Mg content exceeds 2.0%, a Mg oxide film is formed on the surface, which may deteriorate the brazeability.

「Sr:0.05%以下」
本実施形態のろう材用アルミニウム合金は、Srを0.05%以下含有することができる。
本実施形態のろう材用アルミニウム合金においてSrは任意添加成分であるが、Srを添加することにより、鋳造時の共晶Siの微細化を促進できる。Srを添加していない場合、所望する共晶Siの微細化を促進できなくなるおそれがある。Srの含有量が0.05%を超えると、鋳造時に巨大な金属間化合物を生成し、圧延性が低下するおそれがある。
"Sr: 0.05% or less"
The aluminum alloy for brazing material of this embodiment may contain 0.05% or less of Sr.
In the aluminum alloy for brazing material of this embodiment, Sr is an optional component, but adding Sr can promote the refinement of eutectic Si during casting. If Sr is not added, there is a risk that the desired refinement of eutectic Si cannot be promoted. If the Sr content exceeds 0.05%, giant intermetallic compounds are generated during casting, and rollability may be reduced.

「製造条件」
[ろう材の準備]
ろう材は、目的組成の合金溶湯から例えば半連続鋳造により鋳塊を得、均質化処理、面削を経て熱間圧延により目的の厚さの板状のろう材予備体を得ることができる。
[心材の準備]
心材は、目的組成の合金溶湯から例えば半連続鋳造により鋳塊を得、均質化処理、面削を経て目的の厚さの板状の心材予備体を得ることができる。
"Manufacturing conditions"
[Preparation of brazing material]
The brazing filler metal can be produced by, for example, semi-continuous casting an ingot of a molten alloy having a desired composition, homogenizing the ingot, machining the surface, and then hot rolling the ingot to produce a brazing filler metal plate having a desired thickness.
[Heartwood preparation]
The core material can be obtained by, for example, obtaining an ingot from a molten alloy of a desired composition by semi-continuous casting, and then subjecting it to homogenization treatment and facing to obtain a plate-shaped core material preform of a desired thickness.

「均質化処理」
得られた心材の鋳塊あるいは予備体に対し、400℃以上600℃未満、処理時間3時間以上12時間未満の範囲で均質化処理を施すことができる。これにより、所望する特性を得るための適切な金属間化合物の分散状態が得られる。所望温度以下の条件を施すと、所望する金属間化合物の分散状態が得られず、ろう付熱処理中に心材が再結晶しないことでろう侵食が発生するおそれがある。上述の温度範囲を超える温度加熱では、ろう付時に再結晶粒の成長を阻害する金属間化合物の分散量が少なく、早期に再結晶が完了し結晶粒が微細となることでろう付熱処理中に心材をろう侵食するおそれがある。均質化処理温度として、より好ましくは450℃~550℃の範囲である。
ろう材は切削性向上などのため400℃~550℃、1時間以上10時間以下の範囲で均質化処理を行っても良い。
"Homogenization treatment"
The obtained ingot or preliminary core material can be subjected to homogenization treatment at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C for a treatment time of 3 hours or higher and lower than 12 hours. This allows for a suitable dispersion state of intermetallic compounds to obtain desired properties. If conditions below the desired temperature are applied, the desired dispersion state of intermetallic compounds cannot be obtained, and the core material may not recrystallize during brazing heat treatment, which may cause brazing erosion. If the temperature is heated to a temperature exceeding the above-mentioned range, the amount of dispersed intermetallic compounds that inhibit the growth of recrystallized grains during brazing is small, and recrystallization is completed early, resulting in fine crystal grains, which may cause brazing erosion of the core material during brazing heat treatment. The homogenization treatment temperature is more preferably in the range of 450°C to 550°C.
The brazing material may be subjected to homogenization treatment at 400° C. to 550° C. for 1 hour to 10 hours in order to improve machinability.

「貼り合わせ」
板状に加工したろう材予備体を板状に加工した心材予備体に組み合わせ、後述する熱間圧延と冷間圧延により目的のクラッド率のブレージングシートを得る。
貼り合わせを行う場合のクラッド率は、例えば、ろう材:心材=5~20%:80~95%の範囲で設定することができる。
ただし、最終の板厚におけるろう材の厚さを80μm以上に設定する必要がある。ろう材厚さが80μm未満の場合、所望するろう材の特性を得ることができない。
"Pasting"
The brazing material preform processed into a plate shape is combined with a core material preform processed into a plate shape, and a brazing sheet with the desired cladding ratio is obtained by hot rolling and cold rolling as described below.
The cladding ratio when bonding can be set, for example, in the range of brazing material: core material=5-20%:80-95%.
However, the thickness of the brazing filler metal in the final plate thickness must be set to 80 μm or more. If the brazing filler metal thickness is less than 80 μm, the desired properties of the brazing filler metal cannot be obtained.

「熱間圧延」
ろう材用アルミニウム合金または心材予備体とろう材予備体を組み合わせたクラッド材は、熱間圧延を経て板材とされる。熱間圧延では、1パス当たりの圧下率と終了時の仕上げ温度を設定することができる。熱間圧延は500℃前後の温度で負荷され、圧延終了後に貼り合わせた板材はコイル化され室温まで冷却される。
「冷間圧延」
中間焼鈍までの冷間圧延の条件は、特に規定されるものではないが、1パス当たりの圧下率を20~50%の間で実施することが好ましい。
"Hot rolling"
The brazing material aluminum alloy or the clad material made by combining the core material and brazing material is hot-rolled into a plate material. In hot rolling, the reduction rate per pass and the finishing temperature at the end can be set. Hot rolling is performed at a temperature of about 500°C, and after rolling, the laminated plate material is coiled and cooled to room temperature.
"Cold rolling"
The conditions of the cold rolling up to the intermediate annealing are not particularly limited, but it is preferable to carry out the cold rolling at a reduction rate of 20 to 50% per pass.

「中間焼鈍」
中間焼鈍は、心材およびろう材を再結晶させるために施す。
昇温速度20~100℃/時間で250~400℃、処理時間3~10時間の範囲で施すことができる。中間焼鈍温度が250℃未満では再結晶を完了できないおそれがあり、400℃を超える温度の場合、異常粒成長が生じて不均一な再結晶粒となるおそれがある。
「最終冷間圧延」
最終冷間圧延は、中間焼鈍後に圧下率6~13%の範囲で実施される。
中間焼鈍後に最終冷間圧延を実施しない場合、プレート形状へ加工した箇所において微小ひずみが蓄積しエロージョンを生じる。より好ましくは、冷間圧延は2パス以上で実施され、1パス目を5%以上、2パス目以降を2%以下で実施される。これによりろう材の再結晶は粗大化し未加工部のろう流動性が低下する。
製造上、圧下率6%未満でアルミニウム合金を安定的に圧下することができず、製造不可となる。また、圧下率6%未満ではろう付時に心材をエロージョンする恐れがある。圧下率を13%より大きくすると、圧延時にろう材に与えられる加工ひずみが増大するため、ろう付中にろう材の再結晶粒が促進され、再結晶粒が微細となることで、ろう流動性を助長し、成形時における未加工部のろう流動量が増加するため、所望とする特性を得ることができない。
"Intermediate annealing"
The intermediate annealing is performed to recrystallize the core material and the brazing material.
The intermediate annealing can be performed at a heating rate of 20 to 100° C./hour to 250 to 400° C. for a treatment time of 3 to 10 hours. If the intermediate annealing temperature is less than 250° C., recrystallization may not be completed, whereas if the temperature exceeds 400° C., abnormal grain growth may occur, resulting in non-uniform recrystallized grains.
"Final cold rolling"
Final cold rolling is performed after intermediate annealing with a reduction in the range of 6 to 13%.
If final cold rolling is not performed after intermediate annealing, microstrain accumulates in the area processed into a plate shape, causing erosion. More preferably, cold rolling is performed in two or more passes, with the first pass being 5% or more and the second and subsequent passes being 2% or less. This causes the recrystallization of the brazing material to become coarse, decreasing the brazing material fluidity of the unprocessed area.
In manufacturing, the aluminum alloy cannot be stably rolled down at a reduction rate of less than 6%, and manufacturing is impossible. In addition, there is a risk of erosion of the core material during brazing at a reduction rate of less than 6%. If the reduction rate is greater than 13%, the processing strain applied to the brazing material during rolling increases, promoting recrystallization grains of the brazing material during brazing, and the recrystallized grains become finer, which promotes brazing fluidity and increases the amount of brazing fluidity of the unprocessed part during molding, making it impossible to obtain the desired characteristics.

「ろう流動係数:K」
以上説明したブレージングシート1は、加工されていないときのドロップ型流動性試験におけるろう流動係数KをKsとしたとき、1%以上の加工ひずみを付与した箇所のろう流動係数Kが1.5×Ks以上である。
"Brazil flow coefficient: K"
In the brazing sheet 1 described above, when the brazing flow coefficient K in a drop type fluidity test when not processed is Ks, the brazing flow coefficient K at a point where a processing strain of 1% or more has been applied is 1.5 x Ks or more.

本実施形態のブレージングシート1は、ろう付後のろう材3から心材2へのろう侵食が心材2の厚さの10%未満である。
また、本実施形態のブレージングシート1は、ろう付時のろう溶融直前温度において心材2の再結晶率が90%以上である。
以上説明のブレージングシート1は、加工ひずみが付与されていない箇所には、ろう供給は抑制されるか、ほぼなされず、ろうを充填したい箇所に加工ひずみを付与しておくことで、必要な箇所にろうを充填することが可能となる。
In the brazing sheet 1 of this embodiment, the brazing material erosion from the brazing material 3 to the core material 2 after brazing is less than 10% of the thickness of the core material 2 .
Moreover, in the brazing sheet 1 of this embodiment, the recrystallization rate of the core material 2 is 90% or more at a temperature immediately before the brazing material melts during brazing.
In the brazing sheet 1 described above, the supply of solder is suppressed or almost nonexistent in areas where no processing strain has been applied, but by applying processing strain to areas where it is desired to fill the solder, it is possible to fill the necessary areas with solder.

例えば、自動車用バッテリー冷却プレートなどのプレート材料において、窪み加工により部分的にひずみを付加し、窪み部分のみろう付接合することで構成する熱交換器に適用することができる。
あるいは、熱交換器のチューブ材にろう材を供給したい部分のみ加工を施すことで必要な箇所のみろうを供給して接合する構成の熱交換器に適用することができる。
For example, the present invention can be applied to a heat exchanger that is constructed by partially applying strain to plate materials such as cooling plates for automobile batteries by forming depressions in the plate materials and brazing only the depressions.
Alternatively, the present invention can be applied to a heat exchanger having a structure in which only the portions of the tube material of the heat exchanger to which brazing material is to be supplied are processed, and brazing material is supplied only to the necessary portions for joining.

図2は、アルミニウム製の熱交換器4を示している。この熱交換器4は、コルゲート形状のフィン5を有し、アルミニウム合金製のチューブ6と補強材7とヘッダープレート8を組み込み、ろう付によってこれらが一体化されている。 Figure 2 shows an aluminum heat exchanger 4. This heat exchanger 4 has corrugated fins 5 and incorporates aluminum alloy tubes 6, reinforcing members 7, and a header plate 8, which are integrated by brazing.

図2に示す構成の熱交換器4であるならば、ブレージングシート1を加工してヘッダープレート8が構成されている。ヘッダープレート8においてチューブ6が貫通する部分に透孔が形成されているが、この透孔周りの部分が加工ひずみにより、ろう流動係数がその他の部分より大きくなっている。チューブ6が貫通する部分周りにおいて溶融ろうが良好に流動する結果、充分な大きさのフィレットを形成でき、良好なろう付ができる。
従って、本実施形態の構造により、ろう付性に優れ、接合強度が高い優れた熱交換器4を得ることができる。
In the case of a heat exchanger 4 having the configuration shown in Fig. 2, a header plate 8 is formed by processing a brazing sheet 1. A through hole is formed in the header plate 8 at the portion where the tube 6 passes through, and the portion around this through hole has a larger brazing material flow coefficient than other portions due to processing strain. As a result of the molten brazing material flowing well around the portion where the tube 6 passes through, a fillet of sufficient size can be formed, and good brazing can be achieved.
Therefore, with the structure of this embodiment, an excellent heat exchanger 4 having excellent brazing properties and high joint strength can be obtained.

なお、図2に示す例ではヘッダープレート8を例示し、ヘッダープレート8の透孔周りとその近傍の溶融ろうの流れを促進し、充分な大きさのフレット生成を促進できると説明した。しかし、本実施形態の構成は、他の種々の形状のろう付対象物を備えた熱交換器に広く適用可能であり、ろう付対象物において加工ひずみが付与されている部分において溶融ろうの流れを促進できることに意味がある。
熱交換器の構造は種々の構造が知られており、熱交換器の構造により各構成部材の形状も様々である。しかし、いずれにおいてもろう付する構成を採用する場合、形状が複雑となる部分において、溶融ろうを流すための隙間やスペースが小さくなる傾向となる。従って、ブレージングシートによる熱交換器の構成部材において加工ひずみが付与されている領域で溶融ろうの流動性を高めることは、良好なろう付性を確保する上で重要な指標となる。
2 shows an example of a header plate 8, and it has been explained that the flow of molten brazing filler metal around the through hole of the header plate 8 and in its vicinity can be promoted to promote the generation of a fret of sufficient size. However, the configuration of this embodiment is widely applicable to heat exchangers having objects to be brazed of various other shapes, and is significant in that it can promote the flow of molten brazing filler metal in portions of the objects to be brazed that have processing strain.
There are various known structures for heat exchangers, and the shapes of the components vary depending on the structure of the heat exchanger. However, when a brazing structure is adopted in any of them, the gaps and spaces for the flow of molten brazing material tend to become smaller in parts with complex shapes. Therefore, increasing the fluidity of the molten brazing material in areas where processing strain is applied in the components of the heat exchanger made of brazing sheet is an important indicator for ensuring good brazing properties.

ところで、本実施形態のブレージングシート1において、ろう材3と心材2の間にろう材として機能する中間層を設けた構成を採用してもよい。
さらに、Znを添加したアルミニウム合金を犠牲防食層として、ろう材をクラッドしていない心材の表面にクラッドして犠牲防食層を設けてもよい。
本実施形態に適用し得るブレージングシートは、ろう材/心材/犠牲材/ろう材の四層構造でも良いし、ろう材/犠牲材/心材/犠牲材/ろう材の五層構造であっても良い、また、第1のろう材/第2のろう材/心材/ろう材の四層構造、あるいは、第1のろう材/第2のろう材/犠牲材/心材/犠牲材/ろう材の六層構造など、クラッド構成は特に限定されるものではない。
Incidentally, in the brazing sheet 1 of this embodiment, a configuration may be adopted in which an intermediate layer that functions as a brazing material is provided between the brazing material 3 and the core material 2 .
Furthermore, a sacrificial anticorrosion layer may be provided by cladding an aluminum alloy containing Zn onto the surface of the core material that is not clad with a brazing filler metal.
The brazing sheet that can be applied to this embodiment may have a four-layer structure of brazing material/core material/sacrificial material/brazing material, or a five-layer structure of brazing material/sacrificial material/core material/sacrificial material/brazing material, or a four-layer structure of first brazing material/second brazing material/core material/brazing material, or a six-layer structure of first brazing material/second brazing material/sacrificial material/core material/sacrificial material/brazing material, and the clad structure is not particularly limited.

以下の表1~表11に示す組成の心材とろう材を備えたアルミニウム合金ブレージングシートを作製した。表1~表11に示す組成のアルミニウム合金から半連続鋳造により鋳塊を得た後、各鋳塊に対し、表12~表22に示す温度と時間で均質化処理した。
均質化処理後の心材予備体と板状のろう材予備体を重ね合わせて熱間圧延と冷間圧延を施し、冷間圧延の最終圧下率を表12~表22に示す圧下率に設定し、No.1~No.326のブレージングシートを得た。これらブレージングシートの厚さは1.0mmである。
また、これらのブレージングシートは、クラッド率10%の片面ろう材構成である。
各ブレージングシートに対し、以下に示す条件で窒素ガス雰囲気中においてろう付に相当する熱処理を施した。
Aluminum alloy brazing sheets were produced having core materials and brazing materials having the compositions shown in the following Tables 1 to 11. Ingots were obtained from the aluminum alloys having the compositions shown in Tables 1 to 11 by semi-continuous casting, and then each ingot was subjected to homogenization treatment at the temperatures and times shown in Tables 12 to 22.
The homogenized core preform and the plate-shaped brazing filler preform were stacked together and subjected to hot rolling and cold rolling, with the final cold rolling reductions set to those shown in Tables 12 to 22, to obtain brazing sheets No. 1 to No. 326. The brazing sheets had a thickness of 1.0 mm.
Moreover, these brazing sheets have a one-sided brazing material construction with a cladding ratio of 10%.
Each brazing sheet was subjected to a heat treatment equivalent to brazing in a nitrogen gas atmosphere under the conditions shown below.

ろう付相当熱処理は、窒素ガス雰囲気中で図3の温度履歴に示すように平均昇温速度100~400℃/分で400℃を超えるまで昇温し、その後、10分~15分間程度かけて600℃に到達するまで昇温し、585℃~630℃の温度域に2~10分程度保持する。その後、50~100℃/分の速度で300℃まで空冷する条件とした。 The brazing-equivalent heat treatment was carried out in a nitrogen gas atmosphere, with the temperature rising at an average rate of 100-400°C/min until it exceeded 400°C, as shown in the temperature history in Figure 3, and then the temperature was raised to 600°C over a period of 10-15 minutes, and the material was held in the temperature range of 585°C-630°C for 2-10 minutes. The material was then air-cooled to 300°C at a rate of 50-100°C/min.

「ろう溶融直前の心材の再結晶率」
ろう溶融直前の心材の再結晶率は、ろう溶融直前の温度で材料を取り出した後、断面を機械研磨し、バーカー氏液(HBF:HO=1:30)にて陽極酸化処理を実施後、光学顕微鏡にて観察した。各ブレージングシート試料について、再結晶率について以下の基準により判定し、後記する表12~表22に評価結果を示した。図5に再結晶率90%以上の試料の組織写真を示し、図6に再結晶率90%未満の試料の組織写真を示す。
図5と図6を対比して明らかなように、図5に示す試料では再結晶が完了した結果、最終圧延後の再結晶粒とは異なるサイズの再結晶粒が占める組織を示すが、図6に示す試料では中間焼鈍時の再結晶粒を観察できる組織を示す。
×…90%未満
○…90%以上95%未満
◎…95%以上
"Recrystallization rate of core material just before wax melts"
The recrystallization rate of the core material just before the braze melting was measured by removing the material at the temperature just before the braze melting, mechanically polishing the cross section, anodizing it with Barker's solution ( HBF4 : H2O = 1:30), and observing it with an optical microscope. The recrystallization rate of each brazing sheet sample was judged according to the following criteria, and the evaluation results are shown in Tables 12 to 22 below. Figure 5 shows a structural photograph of a sample with a recrystallization rate of 90% or more, and Figure 6 shows a structural photograph of a sample with a recrystallization rate of less than 90%.
As is clear from a comparison of Fig. 5 and Fig. 6, the sample shown in Fig. 5 shows a structure in which recrystallized grains of a different size from the recrystallized grains after final rolling are dominant as a result of the completion of recrystallization, whereas the sample shown in Fig. 6 shows a structure in which recrystallized grains during intermediate annealing can be observed.
×…Less than 90% ○…90% to less than 95% ◎…95% or more

「ろう付後の心材へのろう侵食率」
機械研磨にて断面観察される心材の厚さが、ろう付前の厚さに対して、ろう付後の厚さの減少割合にて10%以下であることが好ましい。10%を超えると部材強度が低下し、熱交換器としての構造強度を保てなくなる。
図7に断面観察の結果、ろう侵食率7%であった試料の一例を示し、図8に断面観察の結果、ろう侵食率15%であった試料の一例を示す。なお、図7、図8に示す試料は、断面観察状況を説明するための参考試料である。
"Brazing erosion rate to core material after brazing"
It is preferable that the thickness of the core material observed by mechanical polishing in cross section is reduced by 10% or less after brazing compared to the thickness before brazing. If the reduction exceeds 10%, the strength of the component is reduced and the structural strength of the heat exchanger cannot be maintained.
An example of a sample in which the braze erosion rate was 7% as a result of cross-sectional observation is shown in Fig. 7, and an example of a sample in which the braze erosion rate was 15% as a result of cross-sectional observation is shown in Fig. 8. The samples shown in Figs. 7 and 8 are reference samples for explaining the cross-sectional observation conditions.

「1%のひずみを付与した場合の流動係数」
ろう付相当熱処理後のブレージングシートに対し、以下のドロップ型流動性試験によりろう流動係数Kを求めた。
引張試験機にて1%ひずみを付与したブレージングシートについて、幅22mm、長さ60mmに裁断した試験片(図4(A)参照)を作製し、この試験片を垂直に保持したまま加熱炉に装入し、上述のろう付相当熱処理を施す。各試験片の上部に吊り下げ用の丸孔を形成し、丸孔を利用し、試験片を吊り下げた状態で加熱炉に装入した。
"Flow coefficient when 1% strain is applied"
For the brazing sheet after the heat treatment equivalent to brazing, the brazing fluidity coefficient K was determined by the following drop type fluidity test.
The brazing sheet was subjected to a 1% strain using a tensile tester, and cut to a width of 22 mm and a length of 60 mm to prepare test pieces (see FIG. 4(A)). These test pieces were held vertically and charged into a heating furnace, where they were subjected to the above-mentioned brazing-equivalent heat treatment. A round hole for hanging was formed in the top of each test piece, and the test pieces were hung using the round hole and charged into the heating furnace.

ろう付熱処理に伴う加熱により、ろう材が溶融して濡れ広がり、濡れ拡がった溶融ろうは重力で試験片下部に流動し、図4(B)に示す肉厚のろう溜り部を生成する。
ここで、ブレージングシート全体の重量(W)と、前述のろう溜り部を含むろう付熱処理後の試験片の下部約1/4(全長に対する1/4=15mm)の重量(W)を求め、以下の計算式から、ろう流動係数(K)を計算により求めた。
K=(4W-W)/(3W×ろう材クラッド率)
The heating associated with the brazing heat treatment causes the brazing material to melt and spread, and the wetted and spread molten braze flows by gravity to the lower part of the test piece, forming a thick braze puddle as shown in FIG. 4(B).
Here, the weight ( W0 ) of the entire brazing sheet and the weight ( Wb ) of approximately 1/4 (1/4 of the total length = 15 mm) of the lower part of the test piece after the brazing heat treatment, including the above-mentioned brazing pool, were obtained, and the brazing flow coefficient (K) was calculated using the following formula.
K=(4W b −W 0 )/(3W 0 × brazing material cladding ratio)

先の計算式に基づき算出された流動係数を以下の基準で評価し、後述する表12~表22に記載した。
×…1.5倍未満
〇…1.5倍以上2.0倍未満
◎…2.0倍以上
以上説明した各ブレージングシートの心材組成とろう材組成について、以下の表1~表11に記載し、各ブレージングシートの均質化温度、均質化時間、最終圧下率について、以下の表12~表22に記載するとともに、各ブレージングシートの心材ろう侵食率と、心材の再結晶率と、ろう流動係数Ksについて以下の表12~表22に記載した。
The flow coefficients calculated based on the above formula were evaluated according to the following criteria and are shown in Tables 12 to 22 below.
×...Less than 1.5 times ◯...1.5 times or more but less than 2.0 times ◎...2.0 times or more The core material composition and brazing material composition of each brazing sheet described above are shown in Tables 1 to 11 below, and the homogenization temperature, homogenization time, and final rolling reduction of each brazing sheet are shown in Tables 12 to 22 below. In addition, the core brazing material erosion rate, core recrystallization rate, and brazing material flow coefficient Ks of each brazing sheet are shown in Tables 12 to 22 below.

Figure 2024064688000002
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Figure 2024064688000003
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Figure 2024064688000004
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表1~表11に示すNo.1~No.288の試料は、ドロップ型流動性試験において、加工が施されていない状態のろう流動係数をKsとしたとき、1%の加工ひずみを付与した状態において1.5×Ks以上の流動係数を有するブレージングシートである。
これらのブレージングシートは、ろう材から心材へのろう付後のろう侵食量が心材厚さの10%未満であり、ろう溶融直前温度において前記心材の再結晶率が90%以上のブレージングシートである。
また、No.1~No.288のブレージングシートは、ろう付相当熱処理後の再結晶率が90%以上であった。
Samples No. 1 to No. 288 shown in Tables 1 to 11 are brazing sheets that, in a drop type fluidity test, have a flow coefficient of 1.5 x Ks or more when subjected to a processing strain of 1%, where Ks is the brazing flow coefficient in an unprocessed state.
These brazing sheets are brazing sheets in which the amount of brazing material eroded after brazing from the brazing material to the core material is less than 10% of the thickness of the core material, and the recrystallization rate of the core material is 90% or more at a temperature just before the brazing material melts.
Moreover, the brazing sheets No. 1 to No. 288 had a recrystallization rate of 90% or more after the heat treatment equivalent to brazing.

No.1~288のブレージングシートは、ろう材から心材へのろう付後のろう侵食量が心材厚さの10%未満であるので、ブレージングシートを用いてろう付を行った場合であっても、心材がろう侵食されていないろう付構造を実現できる。
また、これらのブレージングシートを用いて種々形状のヘッダープレートを構成した場合、加工ひずみを付与した部分のろう流動係数を高くすることができる。このことは、ヘッダープレートとチューブをろう付接合し、熱交換器を製造する場合、加工ひずみを付与した部分とその部分に近接しているチューブとの間の領域で溶融ろうの流動性を高めることができ、ヘッダープレートとチューブの近接部分に溶融ろうを充分に供給することができる。
For the brazing sheets No. 1 to 288, the amount of brazing material eroded after brazing from the brazing material to the core material is less than 10% of the core material thickness, so even when brazing is performed using a brazing sheet, a brazing structure in which the core material is not eroded by the brazing material can be achieved.
Furthermore, when header plates of various shapes are constructed using these brazing sheets, the brazing material flow coefficient can be increased in the portion where processing strain has been applied. This means that when a header plate and a tube are brazed together to manufacture a heat exchanger, the fluidity of the molten brazing material can be increased in the region between the portion where processing strain has been applied and the tube adjacent to that portion, and the molten brazing material can be supplied sufficiently to the portion adjacent to the header plate and the tube.

なお、フィンは種々の形状に加工されて熱交換器に適用されるので、フィンに対しろう付接合される被接合材は種々形状の構成があり、この被接合材とフィンとの接合部形状も様々であるが、被接合材に対しフィンが接近する部分を加工ひずみ付与領域としておくことにより、被接合材とフィンとの良好なろう付性を確保できる。 Fins are processed into various shapes for use in heat exchangers, so the materials to be brazed to the fins come in a variety of configurations, and the shapes of the joints between the materials to be brazed and the fins also vary. However, by designating the area where the fin approaches the materials to be brazed as an area where processing strain is applied, good brazing between the materials to be brazed and the fins can be ensured.

表10に示すNo.289~No.299のブレージングシートは、いずれかの成分が望ましい含有量の上限を超えている試料である。
No.289~No.299のブレージングシートは、表21に示すように心材ろう侵食率が11~20%と高く、加工ひずみを付与した部分の流動係数が、加工ひずみを付与していない部分の流動係数の1.5倍よりも低かった。また、No.291~No.293、No.296~299のブレージングシートは、心材の再結晶率も90%未満であった。
Brazing sheets No. 289 to No. 299 shown in Table 10 are samples in which any of the components exceeds the upper limit of the desired content.
As shown in Table 21, brazing sheets No. 289 to No. 299 had a high core braze erosion rate of 11 to 20%, and the flow coefficient of the portion with processing strain was less than 1.5 times the flow coefficient of the portion without processing strain. Additionally, brazing sheets No. 291 to No. 293 and No. 296 to 299 also had a core recrystallization rate of less than 90%.

表11に示すNo.300~No.308のブレージングシートは、Fe:0.05%以上1.0%以下、Mn:0.05%以上1.2%以下、Si:0.05%以上1.0%以下の望ましい範囲のFe含有量、Mn含有量、Si含有量ではあるが、各添加量の合計量の式の値(CFe+1.5CMn+1.6CSi)が3.0を超える試料である。
表11に示すNo.300~No.308のブレージングシートは、表22に示すように心材ろう侵食率が14~20%と高く、心材の再結晶率が90%未満であり、流動係数の比も1.5倍よりも低かった。
なお、No.300~308のブレージングシートはろう付相当熱処理中に再結晶しきっていないために激しいろう侵食を生じている。
The brazing sheets No. 300 to No. 308 shown in Table 11 are samples whose Fe content, Mn content and Si content are within the desired ranges of Fe: 0.05% or more and 1.0% or less, Mn content: 0.05% or more and 1.2% or less, and Si content: 0.05% or more and 1.0% or less, but whose total amount of each additive, expressed as CFe + 1.5CMn + 1.6CSi , exceeds 3.0.
The brazing sheets No. 300 to No. 308 shown in Table 11 had a high core braze erosion rate of 14 to 20%, as shown in Table 22, a core recrystallization rate of less than 90%, and a flow coefficient ratio of less than 1.5.
In addition, the brazing sheets Nos. 300 to 308 were not completely recrystallized during the heat treatment equivalent to brazing, and therefore suffered from severe braze erosion.

表11に示すNo.309~No.311のブレージングシートは、望ましい範囲のSi含有量、Fe含有量、Mn含有量よりもSi含有量、Fe含有量、Mn含有量が多い試料であり、各添加量の合計量の式の値(CFe+1.5CMn+1.6CSi)が3.0を超える試料である。
表11に示すNo.309~No.311のブレージングシートは、表22に示すように心材ろう侵食率が12~13%と高く、流動係数の比も1.5倍よりも低かった。
No.310のブレージングシートは結晶粒が微細のため、激しいろう侵食を受けた。
No.309、No.311のブレージングシートは、心材の再結晶率が90%未満であった。
Brazing sheets No. 309 to No. 311 shown in Table 11 are samples whose Si content, Fe content, and Mn content are higher than the desired ranges, and whose total amount of each additive ( CFe + 1.5CMn + 1.6CSi ) exceeds 3.0.
As shown in Table 22, the brazing sheets No. 309 to No. 311 shown in Table 11 had a high core braze erosion rate of 12 to 13%, and the flow coefficient ratio was also lower than 1.5 times.
Brazing sheet No. 310 was subject to severe braze erosion due to its fine crystal grains.
In the brazing sheets No. 309 and No. 311, the recrystallization rate of the core material was less than 90%.

No.312~No.314のブレージングシートは、心材成分とろう材成分が望ましい範囲ではあるが、No.312のブレージングシートは、表22に示すように均質化温度が低く、No.313のブレージングシートは最終圧下率が高く、No.314のブレージングシートは最終圧下率が低い試料である。
これらのブレージングシートは、流動係数の比が1.5倍より低く、かつ、心材ろう侵食率が高いか、心材の再結晶率が低い試料であった。
No.311、312、314のブレージングシートは、ろう付相当熱処理中に再結晶しきっていないために激しいろう侵食を生じている。
Brazing sheets No. 312 to No. 314 have core material and brazing material components within the desired range, but brazing sheet No. 312 has a low homogenization temperature as shown in Table 22, brazing sheet No. 313 has a high final rolling reduction, and brazing sheet No. 314 is a sample with a low final rolling reduction.
These brazing sheets were samples having a flow coefficient ratio lower than 1.5 times and a high core braze erosion rate or a low core recrystallization rate.
The brazing sheets Nos. 311, 312 and 314 were not completely recrystallized during the heat treatment equivalent to brazing, and therefore suffered from severe braze erosion.

No.315のブレージングシートは、表11に示すようにろう材のSi含有量が低い試料、No.316のブレージングシートは、ろう材のSi含有量が高い試料であり、表22に示すように流動係数の比が1.5倍より低くなった。
No.317~No.323のブレージングシートは、表11に示すように心材にMg、Cu、Cr、Ti、Zr、Ni、Znのいずれかを各元素の望ましい含有量より多く含有させた試料である。
No.317のブレージングシートは、ろう付性が低下し、No.318のブレージングシートは、心材融点の低下によりろう侵食率が上昇し、No.319~322のブレージングシートは、鋳造時に巨大な金属間化合物が生成し、圧延時に問題を生じた。
No.323のブレージングシートは心材の自己耐食性が低下し、324のブレージングシートは、ろう材の自己耐食性が低下し、No.325のブレージングシートはろう付性が低下し、No.326のブレージングシートは、鋳造時に巨大な金属間化合物が生成し、圧延時に問題を生じた。
No.327のブレージングシートは、2パス目の圧下率が高く、流動係数が1.5倍未満となり、No.328のブレージングシートは、1パス目の圧下率が低く、流動係数が1.5倍未満となった。
Brazing sheet No. 315 is a sample with a low Si content in the brazing material as shown in Table 11, while brazing sheet No. 316 is a sample with a high Si content in the brazing material, and as shown in Table 22, the flow coefficient ratio was lower than 1.5 times.
Brazing sheets No. 317 to No. 323 are samples in which the core material contains any one of Mg, Cu, Cr, Ti, Zr, Ni, and Zn in a content greater than the desired content of each element, as shown in Table 11.
Brazing sheet No. 317 had poor brazing properties, brazing sheet No. 318 had an increased braze erosion rate due to a decrease in the core melting point, and brazing sheets No. 319 to 322 produced large intermetallic compounds during casting, causing problems during rolling.
The No. 323 brazing sheet had reduced self-corrosion resistance of the core material, the No. 324 brazing sheet had reduced self-corrosion resistance of the filler metal, the No. 325 brazing sheet had reduced brazeability, and the No. 326 brazing sheet produced large intermetallic compounds during casting, causing problems during rolling.
The brazing sheet No. 327 had a high rolling reduction in the second pass and a flow coefficient of less than 1.5 times, while the brazing sheet No. 328 had a low rolling reduction in the first pass and a flow coefficient of less than 1.5 times.

以上の説明から、アルミニウム合金の心材とろう材を組み合わせ、加工ひずみを付与したブレージングシートの場合、ひずみを加えていない領域と加工ひずみを付与した領域のろう付処理前後のろう流動係数の比が1.5倍以上であり、ろう熔融直前温度における再結晶率が90%以上のブレージングシートであれば、目的のブレージングシートを提供できることが分かった。 From the above explanation, it has been found that in the case of a brazing sheet made by combining an aluminum alloy core material and a brazing material and applying processing strain, if the ratio of the brazing flow coefficient before and after the brazing process in the area without strain to the area with processing strain is 1.5 times or more, and the recrystallization rate at the temperature just before the brazing melting point is 90% or more, the desired brazing sheet can be provided.

1…アルミニウム合金ブレージングシート、2…心材、3…ろう材、3A…ろう材、3B…犠牲材、4…熱交換器、5…フィン、5a…、折曲部、6…チューブ。


Reference Signs List 1: aluminum alloy brazing sheet, 2: core material, 3: brazing material, 3A: brazing material, 3B: sacrificial material, 4: heat exchanger, 5: fin, 5a: bent portion, 6: tube.


Claims (3)

アルミニウム合金からなる心材の少なくとも一方の面にAl-Si系合金からなるろう材が組み合わされたアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、
ドロップ型流動性試験において、加工が施されていない状態のろう流動係数をKsとしたとき、1%以上の加工ひずみを付与した状態において1.5×Ks以上の流動係数を有し、かつ、前記ろう材から前記心材へのろう付後のろう侵食量が心材厚さの10%未満であり、ろう溶融直前温度において前記心材の再結晶率が90%以上であることを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
An aluminum alloy brazing sheet in which a brazing material made of an Al-Si alloy is combined with at least one surface of a core material made of an aluminum alloy,
An aluminum alloy brazing sheet characterized in that, in a drop-type fluidity test, when the brazing material has a brazing material flow coefficient Ks in an unprocessed state, the brazing material has a flow coefficient of 1.5 x Ks or more when a processing strain of 1% or more is applied, the amount of brazing material eroded after brazing from the brazing material to the core material is less than 10% of the core material thickness, and the recrystallization rate of the core material is 90% or more at a temperature just before the brazing material melts.
前記心材が、質量%で、
Fe:0.05%以上1.0%以下、
Mn:0.05%以上1.2%以下、
Si:0.05%以上1.0%以下
の少なくとも1種以上の元素を含有し、
かつ、各添加量をCFe、CMn、CSiとするとき、
Fe+1.5CMn+1.6CSi≦3.0の関係を満たす各元素の添加量であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
The core material is, in mass %,
Fe: 0.05% or more and 1.0% or less,
Mn: 0.05% or more and 1.2% or less,
Si: Contains at least one element in an amount of 0.05% or more and 1.0% or less;
In addition, when the amounts of each added are CFe , CMn , and CSi ,
2. The aluminum alloy brazing sheet according to claim 1, characterized in that the amounts of the elements added satisfy the relationship: CFe + 1.5CMn +1.6CSi 3.0.
前記ろう材に、
Si:5.0%以上10.0%以下
を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
The brazing material is
3. The aluminum alloy brazing sheet according to claim 1, further comprising: Si: 5.0% or more and 10.0% or less.
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