JP2024516697A - ろう付けされた熱交換器の製造のためのアルミニウム合金製の帯材または板材 - Google Patents
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Abstract
（質量％で）Ｓｉ：０．２５％超で０．７０％未満；Ｆｅ：０．２５％未満で少なくとも０．０８％；Ｃｕ：０．６０％超で１．１０％未満；Ｍｎ：１．４０％超で２．００％未満；Ｔｉ：０．１５％未満で０．０５％超；Ｍｇ：０．０５％未満；Ｚｒ：０．０１％未満；Ｃｒ：０．０１％未満；Ｚｎ：０．２０％未満；不純物：各々０．０５％未満でかつ合計０．１５％未満；残りはアルミニウム、という組成のアルミニウム合金製のコア層を有する、ろう付けされた熱交換器製造を目的とする帯材または板材。【選択図】なし
Description
本発明は、場合によっては、一方または両方の面上において、被覆用合金、最も多くの場合アルミニウム－ケイ素ろう付け用合金（アルミニウム協会の命名法による４ｘｘｘ系）および／またはコアと任意のろう付け用合金の間に設置されたアルミニウム－マンガン合金（アルミニウム協会の命名法による３ｘｘｘ系）製の層間合金でクラッドされた、アルミニウム－マンガンコア合金（アルミニウム協会の命名法による３ｘｘｘ系）製の（概して０．０５～３ｍｍ好ましくは０．１５～２．５ｍｍの厚みの）薄い帯材または板材に関する。これらの帯材または板材は特に、エンジンの冷却用ラジエータ、蒸発器、暖房用ラジエータおよびチャージエアクーラ、コレクタ、電気自動車のバッテリ冷却器などの自動車向けの、ならびに空調システム内における、ろう付けによって組立てられた熱交換器の管、コレクタおよびプレートなどの要素の製造を目的としている。これらの熱交換器は、特に自動車のエンジンの冷却システムおよび車室の空調システム内にある。
アルミニウム合金のろう付け技術は、例えばＳｏｕｄａｇｅ ｅｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｃｏｎｎｅｘｓ、１９９１年１１月～１２月、ｐ１８～２９で発表されたＪ．Ｃ．Ｋｕｃｚａ、Ａ．ＵｈｒｙおよびＪ．Ｃ．Ｇｏｕｓｓａｉｎの論文「アルミニウムおよびその合金の強力なろう付け」中に記載されている。本発明に係る帯材または板材は特に、ＮＯＣＯＬＯＫ（登録商標）またはＣＡＢ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｒａｚｉｎｇ（制御雰囲気ろう付け））タイプの非腐食性フラックスでのろう付け技術において使用可能である。
ろう付けされた交換器の製造に使用されるアルミニウム合金製の帯材または板材に必要な特性は、特に、ろう付け前に管、コレクタフィンおよびプレートを容易に成形するために十分な成形性、優れたろう付け適性、可能なかぎり薄い厚みを使用できるようにするための、ろう付け後の高い機械的強度、使用中の優れた疲労応力耐性、およびろう付け後の優れた耐食性である。当然のことながら、選択された合金が鋳造および圧延し易いものであること、そして帯材または板材の製造コストが自動車産業の要求と相容れるものであることが重要である。
（ラジエータなどの）熱交換器用の管の厚みの減少に有利に作用するためには、特に、ろう付け後の材料の機械的特性（詳細には、疲労耐性の主要な因子である、ＩＳＯ ６８９２－１規格にしたがって得られた引張り曲線の最大荷重（Ｒｍ）（英語で「Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（極限引張強度）」または「ＵＴＳ」））を、耐食性もろう付け性も減少させることなく、増大させることが有利である。
すでにこの方向性で解決法が提案されてきた。例えば、下記の組成を開示する以下の特許出願を挙げることができる：
－ 国際公開第２０２０／１７８５０７号：０．１～０．３％のＳｉ；＜０．２％のＦｅ；０．７５～１．０５％のＣｕ；１．２～１．７％のＭｎ；＜０．０３％のＭｇ；＜０．１５％のＴｉ；＜０．１％のＺｎ；
－ 欧州特許第１１８３１５１号明細書；０．４～０．８％のＳｉ；＜０．４％のＦｅ；０．５～２％のＣｕ；０．５～１．５％のＭｎ；
－ 欧州特許第２０１７０３２号明細書：０．３～１．２％のＳｉ；０．０５～０．４％のＦｅ；０．３～１．２％のＣｕ；０．３～１．８％のＭｎ；０．０５～０．６％のＭｇ；＜０．３％のＴｉ；＜０．３％のＺｒ；＜０．３％のＣｒ。
－ 国際公開第２０２０／１７８５０７号：０．１～０．３％のＳｉ；＜０．２％のＦｅ；０．７５～１．０５％のＣｕ；１．２～１．７％のＭｎ；＜０．０３％のＭｇ；＜０．１５％のＴｉ；＜０．１％のＺｎ；
－ 欧州特許第１１８３１５１号明細書；０．４～０．８％のＳｉ；＜０．４％のＦｅ；０．５～２％のＣｕ；０．５～１．５％のＭｎ；
－ 欧州特許第２０１７０３２号明細書：０．３～１．２％のＳｉ；０．０５～０．４％のＦｅ；０．３～１．２％のＣｕ；０．３～１．８％のＭｎ；０．０５～０．６％のＭｇ；＜０．３％のＴｉ；＜０．３％のＺｒ；＜０．３％のＣｒ。
しかしながら、提案されている解決法は、ろう付け後の優れた機械的強度、優れた耐食性および優れたろう付け性の間の優れたトレードオフを必ずしも解決するものではない。
市場の要求の増大に直面して、耐食性またはろう付け性の劣化なく、既存の合金に比べて改善された機械的強度を有する新規のコア合金の必要性が依然としてある。このようなコア合金は、製品の厚みの減少といういまだに存在する要求に応えることができるものと思われる。
意外にも、出願人は、耐食性またはろう付け性の劣化なく、機械的強度を改善できるようにする組成領域を決定した。
一例として、本発明に係る目標は、ろう付け後の工業用帯材または板材について、１４０ＭＰａ超、好ましくは１４５ＭＰａ超、好ましくは１５０ＭＰａ超、好ましくは１６０ＭＰａ超の引張強度Ｒｍを達成することであり得る。
実施例において実証されるように、本発明はさらに、耐食性例えばＳＷＡＡＴ試験での腐食に対する耐性を改善するという予想外の利点を有する。
したがって本発明は、ろう付けされた熱交換器の製造を目的とし、コア層、場合によってはコア層の一方または両方の面上の被覆層、および場合によってはコア層と任意の被覆層との間に設置された、コア層の一方または両方の面上の中間層を有する帯材または板材において、コア層が、
－ Ｓｉ：０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超で、かつ０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満；
－ Ｆｅ：０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満で、かつ少なくとも０．０８％、好ましくは０．１０％超；
－ Ｃｕ：０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超で、かつ１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満；
－ Ｍｎ：１．４０％超、好ましくは１．５０％超で、かつ２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満；
－ Ｔｉ：０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満で、かつ０．０５％超；
－ Ｍｇ：０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満；
－ Ｚｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｃｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満；
－ 不純物：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
という組成（質量％）のアルミニウム合金製である、帯材または板材を目的とする。
－ Ｓｉ：０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超で、かつ０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満；
－ Ｆｅ：０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満で、かつ少なくとも０．０８％、好ましくは０．１０％超；
－ Ｃｕ：０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超で、かつ１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満；
－ Ｍｎ：１．４０％超、好ましくは１．５０％超で、かつ２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満；
－ Ｔｉ：０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満で、かつ０．０５％超；
－ Ｍｇ：０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満；
－ Ｚｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｃｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満；
－ 不純物：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
という組成（質量％）のアルミニウム合金製である、帯材または板材を目的とする。
本発明は、本発明に係る帯材または板材の製造方法において：
－ コア合金製プレートの鋳造ステップ、
－ 場合によっては、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の１～２４時間にわたるプレートの均質化ステップ、
－ コア層の一方または両方の面上における被覆用アルミニウム合金での、そして場合によってはコア層の一方または両方の面上における層間アルミニウム合金での任意のクラッドステップ、
－ ３０時間未満にわたる、好ましくは２０時間未満にわたる、好ましくは１２時間未満にわたる、より好適には３時間未満にわたる最高温度での維持を好ましくは伴う、４５０～５５０℃の温度での予熱ステップ、
－ ２～６ｍｍの厚みまでの、４２０～５３０℃の温度での、場合によっては均質化され場合によってはクラッドされたプレートの熱間圧延ステップ、
－ 所望される厚みへの冷間圧延ステップであって、冷間圧延後の帯材または板材の厚みが、好ましくは０．１５～３ｍｍであるステップ、
－ １０分～１５時間にわたる、好ましくは２０分～３時間にわたる最高温度での維持を伴う、２４０～４５０℃、好ましくは２４０～４００℃、好ましくは２８０～３７０℃の温度での焼鈍ステップ、
という連続ステップを含む方法も目的とする。
－ コア合金製プレートの鋳造ステップ、
－ 場合によっては、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の１～２４時間にわたるプレートの均質化ステップ、
－ コア層の一方または両方の面上における被覆用アルミニウム合金での、そして場合によってはコア層の一方または両方の面上における層間アルミニウム合金での任意のクラッドステップ、
－ ３０時間未満にわたる、好ましくは２０時間未満にわたる、好ましくは１２時間未満にわたる、より好適には３時間未満にわたる最高温度での維持を好ましくは伴う、４５０～５５０℃の温度での予熱ステップ、
－ ２～６ｍｍの厚みまでの、４２０～５３０℃の温度での、場合によっては均質化され場合によってはクラッドされたプレートの熱間圧延ステップ、
－ 所望される厚みへの冷間圧延ステップであって、冷間圧延後の帯材または板材の厚みが、好ましくは０．１５～３ｍｍであるステップ、
－ １０分～１５時間にわたる、好ましくは２０分～３時間にわたる最高温度での維持を伴う、２４０～４５０℃、好ましくは２４０～４００℃、好ましくは２８０～３７０℃の温度での焼鈍ステップ、
という連続ステップを含む方法も目的とする。
本発明は、少なくとも部分的に、本発明に係る帯材または板材から製造された熱交換器も目的とする。
本発明は、熱交換器の製造のための、本発明に係る帯材または板材の使用において、前記帯材または板材が、耐食性またはろう付け性の劣化なく改善された機械的強度を有している使用も目的とする。
明細書および請求の範囲において、相反する表示のないかぎり：
－ アルミニウム合金の呼称は、アルミニウム協会の命名法に準拠する；
－ 化学元素の含有量は、質量％で表わされる。
－ アルミニウム合金の呼称は、アルミニウム協会の命名法に準拠する；
－ 化学元素の含有量は、質量％で表わされる。
コアアルミニウム合金
本発明に係る帯材または板材は、ろう付けされた熱交換器の製造を目的としており、コア層、場合によってはコア層の一方または両方の面上の被覆層、および場合によってはコア層と任意の被覆層との間に設置されたコア層の一方または両方の面上の中間層を有し、コア層は、
－ Ｓｉ：０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超で、かつ０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満；
－ Ｆｅ：０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満で、かつ少なくとも０．０８％、好ましくは０．１０％超；
－ Ｃｕ：０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超で、かつ１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満；
－ Ｍｎ：１．４０％超、好ましくは１．５０％超で、かつ２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満；
－ Ｔｉ：０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満で、かつ０．０５％超；
－ Ｍｇ：０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満；
－ Ｚｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｃｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満；
－ 不純物：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
という組成（質量％）のアルミニウム合金製である。
本発明に係る帯材または板材は、ろう付けされた熱交換器の製造を目的としており、コア層、場合によってはコア層の一方または両方の面上の被覆層、および場合によってはコア層と任意の被覆層との間に設置されたコア層の一方または両方の面上の中間層を有し、コア層は、
－ Ｓｉ：０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超で、かつ０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満；
－ Ｆｅ：０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満で、かつ少なくとも０．０８％、好ましくは０．１０％超；
－ Ｃｕ：０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超で、かつ１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満；
－ Ｍｎ：１．４０％超、好ましくは１．５０％超で、かつ２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満；
－ Ｔｉ：０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満で、かつ０．０５％超；
－ Ｍｇ：０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満；
－ Ｚｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｃｒ：０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満；
－ 不純物：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
という組成（質量％）のアルミニウム合金製である。
コア合金の組成限界は、以下のように理由付けされ得る。
ケイ素最小含有量を０．１０％とすることによって、コストが高い純粋なベースの使用を回避することができる。０．２５％超のＳｉ含有量は、例えばＳＷＡＡＴ試験での耐食性の改善を可能にすることが観察された。したがって、ケイ素含有量は、好ましくは０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超である。
過度に高いケイ素含有量は、コアの固相線温度を低下させ、ろう付けを危うくする可能性がある。ケイ素を０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満に限定することが好ましい。
鉄含有量を０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満に限定することは、特に鉄を含有する粗大析出物の画分を削減することによって、耐食性および成形性にも有利である。しかしながら、高い原価を導くと考えられる、例えば０．０８％未満といった非常に低い含有量に下げる必要はない。したがって、鉄含有量は、０．０８％以上、好ましくは０．１０％超である。
銅は、機械的強度に寄与する硬化元素であるが、１．１％を超えると、鋳造時に亀裂を形成するリスクがより高くなる。鋳造時に粗大金属間化合物が形成される可能性もあり、これらの化合物は、金属の均質性の妨げとなり、腐食の開始部位を形成し得る。高い機械的強度を得るためには、銅の含有量は、０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超である。好ましくは、銅含有量は１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満である。
マンガンは、固溶体によって、およびＡｌ－Ｍｎ－Ｓｉ分散質の形成によって機械的強度に寄与する。有意な硬化を得るためには、マンガン含有量は、好ましくは１．４０％超、好ましくは１．５０％超である。成形性を低下させ得る鋳造時の多数の粗大相の形成を回避するため、Ｍｎ含有量を２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満に限定することが推奨される。
亜鉛の限定的添加は、特に銅の含有量が最も高い合金について、電気化学的メカニズムを修正することによって、耐食性に有益な効果を及し得る。しかしながら、この添加は、コアの全体的腐食に対する過度に強い感受性を回避するために０．２０％未満にとどめるべきである。好ましくは、Ｚｎ含有量は、０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満に限定される。
マグネシウムは、機械的強度の有意な増加をもたらす。しかしながら、フラックスを用いた制御雰囲気下での炉内ろう付け（ＣＡＢ）の場合、マグネシウムの含有量を０．２％未満に限定することが好ましい。本発明によると、マグネシウム含有量は０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満である。
チタンは、鋳造時の粒径の制御を可能にする。チタンの含有量は、０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満である。好ましくは、Ｔｉ含有量は、０．０５％超である。
ジルコニウムおよびクロムは、任意に添加可能である。しかしながら、これらは好ましくは存在しないか、あるいは不純物に対応する含有量、すなわち各々０．０１％未満、好ましくは各々０．００５％未満の含有量で存在する。
被覆用アルミニウム合金
本発明に係る帯材または板材は、製造される部品のタイプに応じて概して０．０５～３ｍｍ、好ましくは０．１５～２．５ｍｍの厚みを有し、コア層の一方または両方の面上および／または任意の中間層の自由面上において、ろう付け用合金かまたは部品を腐食から保護するために犠牲陽極の役割を果たす合金であり得る被覆用合金、例えば好ましくは０．７０から２．５０％未満、好ましくは０．７０から１．３０％未満、好ましくは０．７０から１．００％未満のＺｎを含む７ｘｘｘ系、または例えば０．５０～１．６０％、好ましくは０．９０～１．２０％のＺｎを含む３ｘｘｘ系の、亜鉛含有合金などでクラッドされていてよい。７ｘｘｘ系の合金は例えば、ＡＡ７０７２合金であってよい。任意の中間層の自由面は、コア層と接触していない中間層の面に対応する。ろう付け層は、コア層の一方または両方の面上および／または中間層の自由面上においてクラッドされていてよく、一方で犠牲陽極は、コア層と犠牲陽極の間の中間層なしで、好ましくはコア層の一方または両方の面上のみにおいてクラッドされていてよいということに留意すべきである。
本発明に係る帯材または板材は、製造される部品のタイプに応じて概して０．０５～３ｍｍ、好ましくは０．１５～２．５ｍｍの厚みを有し、コア層の一方または両方の面上および／または任意の中間層の自由面上において、ろう付け用合金かまたは部品を腐食から保護するために犠牲陽極の役割を果たす合金であり得る被覆用合金、例えば好ましくは０．７０から２．５０％未満、好ましくは０．７０から１．３０％未満、好ましくは０．７０から１．００％未満のＺｎを含む７ｘｘｘ系、または例えば０．５０～１．６０％、好ましくは０．９０～１．２０％のＺｎを含む３ｘｘｘ系の、亜鉛含有合金などでクラッドされていてよい。７ｘｘｘ系の合金は例えば、ＡＡ７０７２合金であってよい。任意の中間層の自由面は、コア層と接触していない中間層の面に対応する。ろう付け層は、コア層の一方または両方の面上および／または中間層の自由面上においてクラッドされていてよく、一方で犠牲陽極は、コア層と犠牲陽極の間の中間層なしで、好ましくはコア層の一方または両方の面上のみにおいてクラッドされていてよいということに留意すべきである。
一変形形態によると、犠牲陽極タイプの被覆用合金は、本発明によると、好ましくは質量％で：０．５０％未満のＳｉ；０．５０％未満のＦｅ；０．２５％未満のＣｕ；０．３０％未満のＭｎ；０．２０％未満、好ましくは０．１５％未満のＭｇ；０．７０～５．００％、好ましくは０．７０から２．５０％未満、好ましくは０．７０から１．３０％未満、好ましくは０．７０から１．００％未満のＺｎ；０．１５％未満のＴｉ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウム、という組成を有する、７ｘｘｘ系の合金であり得る。
一例として、ＡＡ７０７２組成物は、本発明に係る犠牲陽極として適切であり得るアルミニウム合金である。その組成は、質量％で：０．０５％未満のＳｉ；０．０５％未満のＦｅ；０．１０％未満のＣｕ；０．１０％未満のＭｎ；０．１０％未満のＭｇ；０．８０～１．３０％のＺｎ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウム、である。
一変形形態によると、ＡＡ７０７２組成物は、好ましくは１．００％未満のＺｎを含む。
別の変形形態によると、犠牲陽極タイプの被覆用合金は、本発明によると、好ましくは質量％で：０．１０～０．３５％のＳｉ、０．７０％未満のＦｅ；０．２０％未満のＣｕ；０．７０～２．００％、好ましくは０．９０～１．３０％のＭｎ；０．５０～１．６０％、好ましくは０．９０～１．２０％のＺｎ；０．１５％未満のＴｉ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウムという組成を有する、３ｘｘｘ系の合金であり得る。
本発明に係る犠牲陽極として適切であり得る３ｘｘｘ系または７ｘｘｘ系の合金の各元素の好適な値は、一例として下表１（３ｘｘｘ－１、７ｘｘｘ－１、および７ｘｘｘ－２の欄）内に、質量％で示されている。
ろう付け用合金は好ましくは、４ｘｘｘ系の合金、好ましくは、ろう付けのために十分な温度間隔を得るためコア合金の固相線に比べて十分低い液相線温度、許容可能な機械的強度および優れた濡れ性を伴う、０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満のＺｎを含む４ｘｘｘ系の合金である。これらの合金は、添加元素、例えばストロンチウムを、好ましくは０．０５％未満の質量分率にしたがって含有し得る。
一変形形態によると、本発明のろう付け用合金は、Ｙ、Ｓｎおよび／またはＢｉを含む。この変形形態は、詳細には、フラックスレスのろう付けにとっての利点を有する。好ましくは、ろう付け用合金は、以下のものを含む：
－ ０．０１～０．１０％、好ましくは０．０１５～０．０８％、好ましくは０．０２～０．０６５％のＹ；
－ ０．０１～０．１０％、好ましくは０．０１５～０．０８％、好ましくは０．０２～０．０６５％のＳｎ；
および／または
－ 第１の変形形態によると、多くとも０．０４％、好ましくは多くとも０．０３％、好ましくは多くとも０．０２％のＢｉ；または第２の変形形態によると、多くとも０．１５％、好ましくは多くとも０．１２％、そして好ましくは少なくとも０．０５％のＢｉ。
－ ０．０１～０．１０％、好ましくは０．０１５～０．０８％、好ましくは０．０２～０．０６５％のＹ；
－ ０．０１～０．１０％、好ましくは０．０１５～０．０８％、好ましくは０．０２～０．０６５％のＳｎ；
および／または
－ 第１の変形形態によると、多くとも０．０４％、好ましくは多くとも０．０３％、好ましくは多くとも０．０２％のＢｉ；または第２の変形形態によると、多くとも０．１５％、好ましくは多くとも０．１２％、そして好ましくは少なくとも０．０５％のＢｉ。
好ましくは、本発明に係る帯材または板材は、コア層の一方または両方の面上および／または任意の中間層の自由面上において、ろう付け用アルミニウム合金、好ましくは４．００～１３．００質量％のＳｉ、１．００質量％未満のＦｅ、そして好ましくは０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満のＺｎを含む４ｘｘｘ系の合金でクラッドされている。
好ましくは、４ｘｘｘ系のろう付け用アルミニウム合金は（質量％で）；
－ Ｓｉ：５．００～１３．００％、好ましくは６．００～１１．００％、好ましくは７．５０～１０．５０％；
－ Ｆｅ：０．６０％未満、好ましくは０．５０％未満、好ましくは０．３０％未満；
－ Ｃｕ：０．４０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ Ｍｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ Ｍｇ：第１の変形形態によると、０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；または第２の変形形態によると、０．５０％～２．５０％、好ましくは１．００～２．００％；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満；
－ Ｔｉ：０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ 場合によっては、Ｂｉ、Ｙ、Ｓｒおよび／またはＳｎ；
－ 他の元素：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム、
を含む。
－ Ｓｉ：５．００～１３．００％、好ましくは６．００～１１．００％、好ましくは７．５０～１０．５０％；
－ Ｆｅ：０．６０％未満、好ましくは０．５０％未満、好ましくは０．３０％未満；
－ Ｃｕ：０．４０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ Ｍｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ Ｍｇ：第１の変形形態によると、０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；または第２の変形形態によると、０．５０％～２．５０％、好ましくは１．００～２．００％；
－ Ｚｎ：０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満；
－ Ｔｉ：０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満；
－ 場合によっては、Ｂｉ、Ｙ、Ｓｒおよび／またはＳｎ；
－ 他の元素：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム、
を含む。
一例として、ＡＡ４０４５組成物は、本発明に係るろう付け用合金として適切であり得るアルミニウム合金である。その組成は、質量％で：９．０～１１．０％のＳｉ；０．８０％未満のＦｅ；０．３０％未満のＣｕ；０．０５％未満のＭｎ；０．０５％未満のＭｇ；０．１０％未満のＺｎ；０．２０％未満のＴｉ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウムである。
一例として、先行の組成物は、好ましくは０．６０％未満のＦｅを含む。
一例として、先行の組成物は、好ましくは０．１０％未満のＣｕを含む。
一例として、先行の組成物は、好ましくは０．１０％未満のＣｕを含む。
一例として、ＡＡ４３４３組成物は、本発明に係るろう付け用合金として適切であり得るアルミニウム合金である。その組成は、質量％で：６．８０～８．２０％のＳｉ；０．８０％未満のＦｅ；０．２５％未満のＣｕ；０．１０％未満のＭｎ；０．０５％未満のＭｇ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウムである。
一例として、先行の組成物は、好ましくは０．３０％未満のＦｅを含む。
一例として、先行の組成物は、好ましくは０．１０％未満のＣｕを含む。
一例として、ＡＡ４００４組成物は、本発明に係るろう付け用合金として適切であり得るアルミニウム合金である。その組成は、質量％で：９．００～１０．５０％のＳｉ；０．８０％未満のＦｅ；０．２５％未満のＣｕ；０．１０％未満のＭｎ；１．００～２．００％のＭｇ；０．２０％未満のＺｎ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウムである。
一例として、ＡＡ４１０４組成物は、本発明に係るろう付け用合金として適切であり得るアルミニウム合金である。その組成は、質量％で：９．００～１０．５０％のＳｉ；０．８０％未満のＦｅ；０．２５％未満のＣｕ；０．１０％未満のＭｎ；１．００～２．００％のＭｇ；０．２０％未満のＺｎ；０．０２～０．２０％のＢｉ；各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素；残りはアルミニウムである。
層間アルミニウム合金
一実施形態によると、本発明に係る帯材または板材は、コア層の一方または両方の面上において、好ましくは（質量％で）：
－ Ｓｉ：０．５０％未満、より好適には０．２０％未満；
－ Ｆｅ：０．７０％未満、より好適には０．３０％未満、さらに一層好適には０．２０％未満；
－ Ｍｎ：０．３０～１．４０％、より好適には０．５０～０．９０％、より好適には０．６０～０．８０％、または一変形形態によると１．００～１．３０％；
－ Ｃｕ：０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、さらに一層好適には０．０５％未満；
－ 場合によっては、Ｍｇ、Ｚｎおよび／またはＩｎ；
－ 他の元素：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
を含む、コアと任意のろう付け用合金の間に設置された、好ましくは１ｘｘｘまたは３ｘｘｘ系の、いわゆる層間アルミニウム合金でクラッドされている。
一実施形態によると、本発明に係る帯材または板材は、コア層の一方または両方の面上において、好ましくは（質量％で）：
－ Ｓｉ：０．５０％未満、より好適には０．２０％未満；
－ Ｆｅ：０．７０％未満、より好適には０．３０％未満、さらに一層好適には０．２０％未満；
－ Ｍｎ：０．３０～１．４０％、より好適には０．５０～０．９０％、より好適には０．６０～０．８０％、または一変形形態によると１．００～１．３０％；
－ Ｃｕ：０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、さらに一層好適には０．０５％未満；
－ 場合によっては、Ｍｇ、Ｚｎおよび／またはＩｎ；
－ 他の元素：各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満；
－ 残りはアルミニウム；
を含む、コアと任意のろう付け用合金の間に設置された、好ましくは１ｘｘｘまたは３ｘｘｘ系の、いわゆる層間アルミニウム合金でクラッドされている。
好ましくは、本発明に係る帯材または板材の層間アルミニウム合金は（質量％で）：Ｓｉ＜０．１５％；Ｆｅ＜０．２０％；Ｃｕ＜０．１０％；０．６０～０．８０％のＭｎ；第１の変形形態によると＜０．０２％のＭｇ、または第２の変形形態によると＜０．５０％、好ましくは＜０．２５％のＭｇ；各々＜０．０５％で、かつ合計＜０．１５％の他の元素、残りはアルミニウム、を含む。
好ましくは、層間アルミニウム合金は、ＡＡ３ｘｘｘ系の合金である。
一変形形態によると、層間アルミニウム合金は、さらに以下のものを含むことができる：
－ １．５～２．３％の含有量にしたがったＺｎ；および／または
－ ０．００５～０．０４％の含有量にしたがったＩｎ。
－ １．５～２．３％の含有量にしたがったＺｎ；および／または
－ ０．００５～０．０４％の含有量にしたがったＩｎ。
帯材または板材
本発明に係る帯材または板材は、熱交換器の異なる部分、例えば管、プレート、コレクタ、電気車両向けバッテリ冷却システムなどの製造に使用され得る、いわゆるろう付け用帯材または板材である。
本発明に係る帯材または板材は、熱交換器の異なる部分、例えば管、プレート、コレクタ、電気車両向けバッテリ冷却システムなどの製造に使用され得る、いわゆるろう付け用帯材または板材である。
本発明に係る帯材または板材は、複数の層を伴う、詳細には２、３、４または５層を伴う構成を有することができる。
２層を伴う構成は、唯一の面上において１つの被覆層で、詳細には１つのろう付け層または１つの犠牲陽極でクラッドされた１つのコアを含む。
３層を伴う構成は：
－ その両方の面上において１つのろう付け層でクラッドされている１つのコア層；または、
－ その両方の面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層；または
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、唯一の面上においてクラッドされている１つのコア層；または、
－ 第１の面上において１つのろう付け層でクラッドされ、もう１つの面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層、
を含む。
－ その両方の面上において１つのろう付け層でクラッドされている１つのコア層；または、
－ その両方の面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層；または
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、唯一の面上においてクラッドされている１つのコア層；または、
－ 第１の面上において１つのろう付け層でクラッドされ、もう１つの面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層、
を含む。
４層を伴う構成は：
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、第１の面上においてクラッドされ、もう一方の面上において１つのろう付け層でクラッドされている、１つのコア層；または
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、第１の面上においてクラッドされ、もう一方の面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層、
を含む。
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、第１の面上においてクラッドされ、もう一方の面上において１つのろう付け層でクラッドされている、１つのコア層；または
－ それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、第１の面上においてクラッドされ、もう一方の面上において１つの犠牲陽極でクラッドされている１つのコア層、
を含む。
５層を伴う構成は、それ自体１つのろう付け層でクラッドされている１つの中間層で、その両方の面上においてクラッドされた１つのコア層を含む。
以上で挙げた構成の各々において、２つのろう付け層、２つの中間層または２つの犠牲陽極が具備されている場合には、それらは、したがって組成および厚みに関して同一であっても異なっていてもよい。詳細には、コア層以外の各層の厚み、すなわちろう付け層、中間層および犠牲陽極の厚みは、本発明に係る帯材または板材の総厚みの、好ましくは４～１５％、好ましくは４～１１％である。好ましくは、犠牲陽極の組成は、同一である。
方法
本発明は、帯材または板材の製造方法において：
－ コア合金製プレートの鋳造ステップ；
－ 任意には、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の１～２４時間にわたるプレートの均質化ステップ；
－ コア層の一方または両方の面上における被覆用アルミニウム合金での、そして場合によってはコア層の一方または両方の面上における層間アルミニウム合金での任意のクラッドステップ；
－ ３０時間未満にわたる、好ましくは２０時間未満にわたる、好ましくは１２時間未満にわたる、より好適には３時間未満にわたる最高温度での維持を好ましくは伴う、４５０～５５０℃の温度での予熱ステップ；
－ ２～６ｍｍの厚みまでの、４２０～５３０℃の温度での、場合によっては均質化され場合によってはクラッドされたプレートの熱間圧延ステップ；
－ 所望される厚みへの冷間圧延ステップであって、冷間圧延後の帯材または板材の厚みが好ましくは０．１５～３ｍｍであるステップ；および、
－ １０分～１５時間にわたる、好ましくは２０分～３時間にわたる最高温度での維持を伴う、２４０～４５０℃、好ましくは２４０～４００℃、好ましくは２８０～３７０℃の温度での焼鈍ステップ、
という連続ステップを含む方法も目的としている。
本発明は、帯材または板材の製造方法において：
－ コア合金製プレートの鋳造ステップ；
－ 任意には、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の１～２４時間にわたるプレートの均質化ステップ；
－ コア層の一方または両方の面上における被覆用アルミニウム合金での、そして場合によってはコア層の一方または両方の面上における層間アルミニウム合金での任意のクラッドステップ；
－ ３０時間未満にわたる、好ましくは２０時間未満にわたる、好ましくは１２時間未満にわたる、より好適には３時間未満にわたる最高温度での維持を好ましくは伴う、４５０～５５０℃の温度での予熱ステップ；
－ ２～６ｍｍの厚みまでの、４２０～５３０℃の温度での、場合によっては均質化され場合によってはクラッドされたプレートの熱間圧延ステップ；
－ 所望される厚みへの冷間圧延ステップであって、冷間圧延後の帯材または板材の厚みが好ましくは０．１５～３ｍｍであるステップ；および、
－ １０分～１５時間にわたる、好ましくは２０分～３時間にわたる最高温度での維持を伴う、２４０～４５０℃、好ましくは２４０～４００℃、好ましくは２８０～３７０℃の温度での焼鈍ステップ、
という連続ステップを含む方法も目的としている。
本発明に係る方法の前記被覆用合金は、詳細には、１つのろう付け用合金、または１つの犠牲陽極、または２つのろう付け用合金、または２つの犠牲陽極、または１つのろう付け用合金と１つの犠牲陽極であってよい。
好ましくは、本発明に係る方法においては、中間焼鈍は存在しない。帯材または板材は、大きな成形を伴う部品向けである場合、連続炉またはバッチ炉で３００～４５０℃の温度での最終焼鈍を行うことによって、焼鈍状態（質別Ｏ）で使用可能である。バッチ炉において、焼鈍は、３２５～４００℃、好ましくは３３０～４００℃の温度で好ましくは行われる。この焼鈍により、成形性が改善される。
他の事例においては、帯材または板材は、より優れた機械的強度を導く加工硬化または回復状態、例えば質別Ｈ１４またはＨ２４（ＮＦ ＥＮ ５１５規格による）で使用することができ、この後者の質別は、２５０～３２５℃、好ましくは３１０℃未満の温度での回復焼鈍によって得られる。
任意のクラッド材料の設置の前に、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の温度でのコア合金プレートの均質化を行うことができる。この均質化は、圧延された帯材または板材の延性にとって有利であり、帯材または板材が質別Ｏで使用される場合に推奨される。この均質化は、Ｍｎに対する分散質の併合に有利に作用する。
使用
本発明は、少なくとも部分的に本発明に係る帯材または板材から製造された熱交換器も目的としている。
本発明は、少なくとも部分的に本発明に係る帯材または板材から製造された熱交換器も目的としている。
本発明は、熱交換器の製造のための、本発明に係る帯材または板材の使用において、前記帯材または板材が、耐食性またはろう付け性の劣化なく改善された機械的強度を有している、使用も目的とする。
本発明に係る帯材または板材は、特に自動車向けの、ろう付けされた熱交換器、例えばエンジンの冷却用ラジエータ、蒸発器、暖房用ラジエータおよびチャージエアクーラ、コレクタ、電気自動車のバッテリ冷却器などの製造、ならびに空調システム内で使用され得る。
実施例１
下表２に質量％で示された組成を有するアルミニウム合金で、竪型半連続鋳造（ＤＣ鋳造）で、異なるコアインゴットを鋳造した。
下表２に質量％で示された組成を有するアルミニウム合金で、竪型半連続鋳造（ＤＣ鋳造）で、異なるコアインゴットを鋳造した。
コアインゴットを次に、片面上のみにおいて、組立て総厚みの７．５％を占めるＡＡ４０４５タイプの合金（９．７％のＳｉ；０．２％のＦｅ；＜０．０５％のＣｕ；＜０．０５％のＭｇ；＜０．０５％のＭｎ；＜０．０５％のＳｒ；０．０２％のＴｉ）製のろう付けクラッドを伴って組立てた。アセンブリを５００℃で１２時間予熱し、約４９０℃の温度で熱間圧延し、その後、４ｍｍから０．４ｍｍまで冷間圧延した。３２０℃で１時間の最終焼鈍により、治金学的質別Ｈ２４を得ることができた。
その後、６００℃で２分間の加熱を用いて、５０ｐｐｍ未満のＯ２を有する制御雰囲気下でのろう付け（ＣＡＢ）の条件を再現するために、２１ｃｍ×３０ｃｍの試料に対して、ろう付けのシミュレーションを実施した。
クラッドされた面上の、異なる温度（２０℃、１１０℃および１３０℃）での引張強度およびＳＷＡＡＴ試験にしたがった耐食性の測定を、ろう付けされた試料に対して実施した。
引張強度の測定は、ＩＳＯ ６８９２－１規格にしたがって実施した。
以下のプロトコルを使用して、耐食性を決定した：
－ 各構成について、アセトンを染み込ませた白色吸収紙で予め脱脂した１２６ｍｍ（Ｌ方向）×９０ｍｍ（ＴＬ方向）の寸法の試料を調製する；
－ 非試験対象面ならびに４つの縁を約０．５ｃｍの幅にわたり、透明なビニル接着テープ（例えば３Ｍビニル７６４タイプのもの）で保護する；
－ 試験すべき面を、アセトンを染み込ませた吸収紙で清浄する；
－ このように調製した試料を、水平に対し約６０℃の傾斜を付けて、ラック上に設置する；
－ 各試料について、ＡＳＴＭ Ｇ８５ Ａ３規格にしたがって、４９℃の温度で３０分間の塩水噴霧段階と１時間３０分の湿潤段階の交番を特に含むＳＷＡＡＴサイクル試験（海水酸性化酢酸試験）を実施する。
－ 各構成について、アセトンを染み込ませた白色吸収紙で予め脱脂した１２６ｍｍ（Ｌ方向）×９０ｍｍ（ＴＬ方向）の寸法の試料を調製する；
－ 非試験対象面ならびに４つの縁を約０．５ｃｍの幅にわたり、透明なビニル接着テープ（例えば３Ｍビニル７６４タイプのもの）で保護する；
－ 試験すべき面を、アセトンを染み込ませた吸収紙で清浄する；
－ このように調製した試料を、水平に対し約６０℃の傾斜を付けて、ラック上に設置する；
－ 各試料について、ＡＳＴＭ Ｇ８５ Ａ３規格にしたがって、４９℃の温度で３０分間の塩水噴霧段階と１時間３０分の湿潤段階の交番を特に含むＳＷＡＡＴサイクル試験（海水酸性化酢酸試験）を実施する。
試験期間全体、つまり１３日間にわたり、各試料について、毎日、食孔数を読み取った。食孔は、図１に例示されているように、非試験対象面上に適用された接着テープ内に膨れを形成したことから、各試料の裏面で目視できた。図１において、参照番号６は、試料に対応し；参照番号７は接着テープに対応し；参照番号８は孔食に対応し；参照番号９は孔食によって形成された膨れに対応する。
食孔数の調査の結果は、下表３に示されている。
上表３で示された情報を補足して、ＳＷＡＡＴ試験後の顕微鏡による観察に応じて、各合金について腐食の形態を決定した：
－ 比較例－１：深い腐食孔；
－ 比較例－２：深い腐食孔；
－ 本発明１：腐食深さが基準のものを下回ったことから、基準より優れている；
－ 本発明２：腐食深さが基準のものを下回ったことから、基準より優れている。
－ 比較例－１：深い腐食孔；
－ 比較例－２：深い腐食孔；
－ 本発明１：腐食深さが基準のものを下回ったことから、基準より優れている；
－ 本発明２：腐食深さが基準のものを下回ったことから、基準より優れている。
上表３によると、以下の結論を導き出すことが可能である：
－ 本発明は、基準合金よりも優れた機械的強度を得ることを可能にする；
－ 本発明は、ＳＷＡＡＴ試験後の耐食性および孔食感受性に関して基準合金と少なくとも同じ性能レベルを得ることを可能にする。
－ 本発明は、基準合金よりも優れた機械的強度を得ることを可能にする；
－ 本発明は、ＳＷＡＡＴ試験後の耐食性および孔食感受性に関して基準合金と少なくとも同じ性能レベルを得ることを可能にする。
実施例２
質量％で下表４に示された組成を有するアルミニウム合金を用いて、竪型半連続鋳造（ＤＣ鋳造）で、異なるコアインゴットを鋳造した。
質量％で下表４に示された組成を有するアルミニウム合金を用いて、竪型半連続鋳造（ＤＣ鋳造）で、異なるコアインゴットを鋳造した。
コアインゴットを１～２４時間、５５０～６３０℃の温度で均質化した。
その後、一方の側にはアセンブリ総厚みの５％を占めるＡＡ４０４５タイプの合金製のろう付けクラッドを伴い、他方側にはアセンブリ総厚みの１０％を占めるＡＡ７０７２タイプの合金製の犠牲陽極を伴って、コアインゴットを組立てた。ろう付け用合金および犠牲陽極の組成は、質量％で下表５に示されている。
ろう付け用合金および犠牲陽極Ｎｏ．１を、コア－比較例－３のコア上にクラッドした（アセンブリ１）。ろう付け用合金および犠牲陽極Ｎｏ．２を、コア－比較例－４のコア上にクラッドした（アセンブリ２）。ろう付け用合金および犠牲陽極Ｎｏ．３を、コア－比較例－５のコア上にクラッドした（アセンブリ３）。ろう付け用合金および犠牲陽極Ｎｏ．４を、コア－本発明－３のコア上にクラッドした（アセンブリ４）。
アセンブリを、４５０～５５０℃の温度で予熱し、３０時間未満の間最高温度に維持し、約５００℃の温度で３ｍｍの厚みまで熱間圧延し、その後、サンドイッチ構造の最終総厚み１ｍｍまで冷間圧延した。３４０℃で３０分間の最終焼鈍により、治金学的質別Ｏを得ることができた。
その後、６００℃で２分間の加熱を用いて、５０ｐｐｍ未満のＯ２を有する制御雰囲気下でのろう付け（ＣＡＢ）の条件を再現するために、２１ｃｍ×３０ｃｍの試料に対して、ろう付けのシミュレーションを実施した。
引張強度ＵＴＳ（＝Ｒｍ）、弾性限界ＴＹＳ（＝Ｒｐ０．２）および伸びＥ％（＝Ａ％）の測定を、ろう付けの前後の試料に対して行った。ろう付け用合金ＡＡ４０４５でクラッドした面上でのＳＷＡＡＴ試験にしたがった耐食性の測定を、ろう付けした試料について実施した。
引張強度ＵＴＳ（＝Ｒｍ）、弾性限界ＴＹＳ（＝Ｒｐ０．２）および伸びＥ％（＝Ａ％）の測定を、ＩＳＯ ６８９２－１規格にしたがって実施した。
ろう付け前後の機械的性能測定の結果は、下表６中に示されている。
以下のプロトコルを使用して、耐食性を決定した：
－ 各構成について、アセトンを染み込ませた白色吸収紙で予め脱脂した１２６ｍｍ（Ｌ方向）×９０ｍｍ（ＴＬ方向）の寸法の試料を調製する；
－ 非試験対象面ならびに４つの縁を約０．５ｃｍの幅にわたり、透明なビニル接着テープ（例えば３Ｍビニル７６４タイプのもの）で保護する；
－ 試験すべき面を、アセトンを染み込ませた吸収紙で清浄する；
－ このように調製した試料を、水平に対し約６０℃の傾斜を付けて、ラック上に設置する；
－ 各試料について、ＡＳＴＭ Ｇ８５ Ａ３規格にしたがって、４９℃の温度で３０分間の塩水噴霧段階と１時間３０分の湿潤段階の交番を特に含むＳＷＡＡＴサイクル試験を実施する。
－ 各構成について、アセトンを染み込ませた白色吸収紙で予め脱脂した１２６ｍｍ（Ｌ方向）×９０ｍｍ（ＴＬ方向）の寸法の試料を調製する；
－ 非試験対象面ならびに４つの縁を約０．５ｃｍの幅にわたり、透明なビニル接着テープ（例えば３Ｍビニル７６４タイプのもの）で保護する；
－ 試験すべき面を、アセトンを染み込ませた吸収紙で清浄する；
－ このように調製した試料を、水平に対し約６０℃の傾斜を付けて、ラック上に設置する；
－ 各試料について、ＡＳＴＭ Ｇ８５ Ａ３規格にしたがって、４９℃の温度で３０分間の塩水噴霧段階と１時間３０分の湿潤段階の交番を特に含むＳＷＡＡＴサイクル試験を実施する。
並行して、ＳＷＡＡＴ試験期間全体、つまり２９日間、４１日間、５８日間および６３日間にわたり、各試料について、毎日、食孔数を読み取った。食孔は、図１に例示されているように、非試験対象面上に適用された接着テープ内に膨れを形成したことから、各試料の裏面で目視できた。
食孔数の調査の結果は、下表７に示されている。
上表６および７によると、本発明は、満足のいく機械的強度、詳細には１４０ＭＰａ超のＲｍ（＝ＵＴＳ）と、改善された耐食性、例えば腐食に起因する食孔のより長い期間にわたる不在との間の、最も優れたトレードオフを得ることを可能にする、という結論を導き出すことができる。
６ 試料
７ 接着テープ
８ 孔食
９ 膨れ
７ 接着テープ
８ 孔食
９ 膨れ
Claims (10)
- ろう付けされた熱交換器の製造を目的とし、コア層、任意にはコア層の一方または両方の面上の被覆層、および任意にはコア層と任意の被覆層との間に設置された、コア層の一方または両方の面上の中間層を有する帯材または板材において、コア層が、
－ ０．２５％超、好ましくは０．３０％超、好ましくは０．３５％超、好ましくは０．４０％超で、かつ０．７０％未満、好ましくは０．６５％未満、好ましくは０．６０％未満、好ましくは０．５５％未満のＳｉ、
－ ０．２５％未満、好ましくは０．２０％未満で、かつ少なくとも０．０８％、好ましくは０．１０％超のＦｅ、
－ ０．６０％超、好ましくは０．７０％超、好ましくは０．８０％超、好ましくは０．８５％超で、かつ１．１０％未満、好ましくは１．００％未満、好ましくは０．９５％未満のＣｕ、
－ １．４０％超、好ましくは１．５０％超で、かつ２．００％未満、好ましくは１．８０％未満、好ましくは１．６５％未満のＭｎ、
－ ０．１５％未満、好ましくは０．１２％未満、好ましくは０．１０％未満で、かつ０．０５％超のＴｉ、
－ ０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満、好ましくは０．０１％未満、好ましくは０．００１％未満のＭｇ、
－ ０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満のＺｒ、
－ ０．０１％未満、好ましくは０．００５％未満のＣｒ、
－ ０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０１％未満のＺｎ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の不純物、
－ 残りはアルミニウム、
という組成（質量％）のアルミニウム合金製である、帯材または板材。 - コア層の一方または両方の面上および／または任意の中間層の自由面上において、ろう付け用アルミニウム合金、好ましくは、４．００～１３．００質量％のＳｉ、１．００質量％未満のＦｅ、および好ましくは０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満のＺｎを含む４ｘｘｘ系の合金である被覆用合金でクラッドされていることを特徴とする、請求項１に記載の帯材または板材。
- ４ｘｘｘ系のろう付け用アルミニウム合金が（質量％で）、
－ ５．００～１３．００％、好ましくは６．００～１１．００％、好ましくは７．５０～１０．５０％のＳｉ、
－ ０．６０％未満、好ましくは０．５０％未満、好ましくは０．３０％未満のＦｅ、
－ ０．４０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満のＣｕ、
－ ０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満のＭｎ、
－ 第１の変形形態によると、０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、または第２の変形形態によると、０．５０％～２．５０％、好ましくは１．００～２．００％のＭｇ、
－ ０．２０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満、好ましくは０．０２％未満のＺｎ、
－ ０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、好ましくは０．０５％未満のＴｉ、
－ 任意には、Ｂｉ、Ｙ、Ｓｒおよび／またはＳｎ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素、
－ 残りはアルミニウム、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の帯材または板材。 - コア層の一方または両方の面上において、好ましくは、質量％で、
－ ０．５０％未満のＳｉ、
－ ０．５０％未満のＦｅ、
－ ０．２５％未満のＣｕ、
－ ０．３０％未満のＭｎ、
－ ０．２０％未満、好ましくは０．１５％未満のＭｇ、
－ ０．７０～５．００％、好ましくは０．７０から２．５０％未満、好ましくは０．７０から１．３０％未満、好ましくは０．７０から１．００％未満のＺｎ、
－ ０．１５％未満のＴｉ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素、
－ 残りはアルミニウム、
という組成を有する、好ましくは７ｘｘｘ系の合金である、犠牲陽極タイプの被覆用合金でクラッドされていることを特徴とする、請求項１に記載の帯材または板材。 - コア層の一方または両方の面上において、好ましくは、質量％で、
－ ０．１０～０．３５％のＳｉ、
－ ０．７０％未満のＦｅ、
－ ０．２０％未満のＣｕ、
－ ０．７０～２．００％、好ましくは０．９０～１．３０％のＭｎ、
－ ０．５０～１．６０％、好ましくは０．９０～１．２０％のＺｎ、
－ ０．１５％未満のＴｉ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素、
－ 残りはアルミニウム、
という組成を有する、好ましくは３ｘｘｘ系の合金である、犠牲陽極タイプの被覆用合金でクラッドされていることを特徴とする、請求項１に記載の帯材または板材。 - コア層の一方または両方の面上において、好ましくは（質量％で）、
－ ０．５０％未満、より好適には０．２０％未満のＳｉ、
－ ０．７０％未満、より好適には０．３０％未満、さらに一層好適には０．２０％未満のＦｅ、
－ ０．３０～１．４０％、より好適には０．５０～０．９０％、より好適には０．６０～０．８０％、または一変形形態によると１．００～１．３０％のＭｎ、
－ ０．３０％未満、好ましくは０．１０％未満、さらに一層好適には０．０５％未満のＣｕ、
－ 任意にはＭｇ、Ｚｎおよび／またはＩｎ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素、
－ 残りはアルミニウム、
を含む、コアとろう付け用合金の間に設置された、好ましくは１ｘｘｘまたは３ｘｘｘ系のいわゆる層間アルミニウム合金でクラッドされていることを特徴とする、請求項２または３に記載の帯材または板材。 - 層間アルミニウム合金が（質量％で）、
－ ０．１５％未満のＳｉ、
－ ０．２０％未満のＦｅ、
－ ０．１０％未満のＣｕ、
－ ０．６０～０．８０％のＭｎ、
－ 第１の変形形態によると０．０２％未満のＭｇ、または第２の変形形態によると０．５０％未満のＭｇ、好ましくは０．２５％未満のＭｇ、
－ 各々０．０５％未満で、かつ合計０．１５％未満の他の元素、
－ 残りはアルミニウム、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載の帯材または板材。 - 請求項１から７のいずれか一つに記載の帯材または板材の製造方法において、
－ コア合金製プレートの鋳造ステップ、
－ 任意には、５５０～６３０℃、好ましくは５８０～６３０℃の１～２４時間にわたるプレートの均質化ステップ、
－ コア層の一方または両方の面上における被覆用アルミニウム合金での、そして任意にはコア層の一方または両方の面上における層間アルミニウム合金での任意のクラッドステップ、
－ ３０時間未満にわたる、好ましくは２０時間未満にわたる、好ましくは１２時間未満にわたる、より好適には３時間未満にわたる最高温度での維持を好ましくは伴う、４５０～５５０℃の温度での予熱ステップ、
－ ２～６ｍｍの厚みまでの、４２０～５３０℃の温度での、任意には均質化され任意にはクラッドされたプレートの熱間圧延ステップ、
－ 所望される厚みへの冷間圧延ステップであって、冷間圧延後の帯材または板材の厚みが、好ましくは０．１５～３ｍｍである、ステップ、
－ １０分～１５時間にわたる、好ましくは２０分～３時間にわたる最高温度での維持を伴う、２４０～４５０℃、好ましくは２４０～４００℃、好ましくは２８０～３７０℃の温度での焼鈍ステップ、
という連続ステップを含む、方法。 - 請求項１から７のいずれか一つに記載の帯材または板材から少なくとも部分的に製造された熱交換器。
- 前記帯材または板材が、耐食性またはろう付け性の劣化なく改善された機械的強度を有している、熱交換器の製造のための、請求項１から７のいずれか一つに記載の帯材または板材の使用。
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