JP2541995B2 - Al熱交換器構造部材用高強度Al合金複合ブレ−ジングシ−ト - Google Patents

Al熱交換器構造部材用高強度Al合金複合ブレ−ジングシ−ト

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JP2541995B2 JP62197906A JP19790687A JP2541995B2 JP 2541995 B2 JP2541995 B2 JP 2541995B2 JP 62197906 A JP62197906 A JP 62197906A JP 19790687 A JP19790687 A JP 19790687A JP 2541995 B2 JP2541995 B2 JP 2541995B2
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    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、不活性ガス雰囲気中で、フラックスを用
いたろう付けによりAl熱交換器を製造するに際して、こ
れの構造部材であるヘッダープレート材やサイドプレー
ト材、さらに管材などとして用いるのに適した、ろう付
け性が良好で、かつろう付け後も高強度を保持するAl合
金複合プレージングシートに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、Al熱交換器を、不活性ガス雰囲気中で、フラッ
クスを用いるろう付けにより製造するに際して、これの
構造部材であるヘッダープレート材やサイドプレート
材、さらに管材などとして、重量%で(以下%は重量%
を示す)、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 Mg:0.05〜0.5%未満、Cu:0.1〜0.7%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Zr:0.03〜0.2%、 のうちの1種または2種以上、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
るAl合金で構成された芯材の片面に、Si:6.8〜13%を含
有するAl合金で構成されたろう材をクラッドしてなるAl
合金ブレージングシートが用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記の従来Al合金ブレージングシートにおい
ては、Al熱交換器のろう付け組立てに際して、ろう付け
時に芯材中のMgがろう材を介して拡散侵出してフラック
スと反応し、この反応によってろう付け性が低下するよ
うになるばかりでなく、芯材よりのMg含有量の拡散減少
によってシート自体の強度が低下するようになるもので
あり、したがって良好なろう付け性を確保するためにMg
含有量を上記の通り0.5%未満に低く抑えた状態で実用
に供しているのが現状で、この場合には十分満足する強
度が得られないという問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上記の従来Al合金ブレージン
グシートのもつ問題点を解決すべく研究を行なった結
果、Al熱交換器構造部材用Al合金ブレージングシートに
おいて、芯材とろう材の間に、Mgを含有しない以外は、
芯材と同種の組成を有するAl合金で構成された中間材を
介在させると、前記芯材のMg含有量を相対的に高くして
も不活性ガス雰囲気中でのフラックスを用いるろう付け
に際して、芯材中のMgの拡散侵出が前記中間材(以下、
Mg反応防止材という)によって防止されることから、ろ
う付け性の低下が阻止されるばかりでなく、芯材中のMg
含有量を高く保持でき、シートの高強度化が可能となる
という知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
って、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 Mg:0.5〜1%、Cu:0.1〜0.7%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Zr:0.03〜0.2%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
るAl合金で構成された芯材の片面に、Si:6.8〜13%を含
有するAl合金で構成されたろう材をクラッドしてなるAl
合金ブレージングシートにおける前記芯材とろう材の間
に、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ti:0.01〜0.1%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
るAl合金で構成されたMg反応防止材を介在させてなる、
フラックスろう付けによるAl熱交換器を製造するに際し
て構造部材として用いるのに適した高強度Al合金複合ブ
レージングシートに特徴を有するものである。
つぎに、この発明のAl合金複合ブレージングシートに
おいて、芯材およびMg反応防止材の成分組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。
(a) 芯材およびMg反応防止材におけるMnおよびSi 芯材およびMg反応防止材におけるいずれのMnおよびSi
成分にも、室温および高温強度を向上させる作用がある
が、その含有量がそれぞれMn:0.5%未満およびSi:0.7%
未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その含有
量がそれぞれMn:1.5%およびSi:1.3%を越えると加工性
が低下するようになることから、その含有量をそれぞれ
Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%と定めた。
(b) 芯材におけるMg 芯材中のMg成分には、強度を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量が0.5%未満では所望の強度向上効
果が得られず、一方その含有量が1%を越えて多くなる
と、Mg反応防止材があっても、その厚さが薄い場合に
は、芯材中のMgのろう材への拡散侵出を完全に阻止する
ことができなくなり、Mgとフラックスとの反応が起って
ろう付け性の低下をきたすようになることから、芯材中
のMg含有量を0.5〜1%と定めた。
(c) 芯材におけるCu 芯材中のCuには強度を向上させる作用があるが、その
含有量が、0.1%未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が0.7%を越えると耐食性が低下す
るようになることから、その含有量を0.1〜0.7%と定め
た。
(d) 芯材のZrおよびMg反応防止材のTi これらの成分は、高温強度を上げ、かつろう付け性を
向上させる目的で芯材およびMg反応防止材中に必要に応
じて含有されるが、その含有量がそれぞれZr:0.03%未
満およびTi:0.01%未満では、前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量がそれぞれZr:0.2%、および
Ti:0.1%を越えると加工性が劣化するようになることか
ら、その含有量をそれぞれZr:0.03〜0.2%、Ti:0.01〜
0.1%と定めた。
なお、ろう材におけるSi含有量は、JIS規格に定めら
れている範囲のものである。
〔実施例〕
つぎに、この発明のAl合金複合ブレージングシートを
実施例により具体的に説明する。
通常の溶解鋳造法により、それぞれ第1表に示される
芯材用Al合金A,B、ろう材用Al合金ア、およびMg反応防
止材用Al合金a〜cを溶製し、鋳造して鋳塊とした。な
お、これらの鋳塊は、第1表には表示を省略したが、い
ずれも不可避不純物として、0.35%以下のFe、0.02%以
下のMn、0.01%以下のCu、0.01%以下のMg、0.01%以下
のZn、0.01%以下のZr、および0.01%以下のCrをそれぞ
れ含有するものである。
ついで、この結果得られた各種のAl合金鋳塊に、面削
および均質化熱処理を施した後、芯材用Al合金A,Bを板
厚:8mmに、Mg反応防止材用Al合金a〜cおよびろう材用
Al合金アは板厚:3mmにそれぞれ熱間圧延し、さらにMg反
応防止材用Al合金a〜cおよびろう材用Al合金アの熱延
板には冷間加工を施して板厚:1mmとした。
つぎに、上記の板厚:8mmの芯材用Al合金A,Bの熱延
板、並びに板厚:1mmのMg反応防止材用Al合金a〜cおよ
びろう材用Al合金アの冷延板を用い、これらの板材をそ
れぞれ第2表に示される組合せにしたがって重ね合わ
せ、熱間圧延にてクラッドした後、適宜中間焼鈍を加え
ながら冷間圧延(最終圧延率:30%)を施すことによっ
て、いずれも板厚:3mmを有する本発明Al合金複合ブレー
ジングシート(以下本発明ブレージングシート)1〜3
およびMg反応防止材 の存在しない比較Al合金ブレージングシート(以下従来
ブレージングシートという)1,2をそれぞれ製造した。
ついで、これらの各種のブレージングシートより、平
行部長さ:10mm×全長:50mmの寸法をもった引張試験片
と、平面寸法:20mm×50mmの寸法をもったろう付け試験
片を切出し、引張試験片には、760torrの窒素雰囲気
中、温度:610℃に10分間保持後、空冷の熱処理、すなわ
ち通常の不活性ガス雰囲気中でのフラックスを用いるろ
う付け処理に相当する条件での熱処理を施した状態で、
それぞれの試験に供した。
なお、ろう付け試験は、ろう材面を上面にして置いた
上記のろう付け試験片上に、Mn:1.0%、Zn:1.5%を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有し、かつ
幅:20mm×長さ:150mmの長尺片を長さ方向にそって15mm
の間隔で波形に曲げた相手材を、波形の3つの谷部が当
接する状態で載置し、フッ素化合物主体のフラックスを
用い、上記の熱処理条件と同じ条件でろう付け処理を行
ない、ろう付け部に形成されたフィレットの割合を測定
した。これらの測定結果を第2表に示した。
なお、第2表におけるフィレットの割合、例えば80%
は、ろう付け部の80%にフィレットが形成され、残りの
20%にはこれの形成がないことを示すものであり、通常
90%以上のフィレット形成があった場合は良好なろう付
け性として評価するものです。
〔発明の効果〕
第2表に示される結果から、本発明ブレージングシー
ト1〜3は、Mg反応防止材の介在によってろう付け中に
芯材よりのMgの拡散侵出が阻止されるので、ろう付け性
が良好であるばかりでなく、高強度を保持するのに対し
て、比較ブレージングシート1,2では、芯材よりのMgの
拡散侵出によって、ろう付け性が悪く、かつ強度低下も
あることが明らかである。
上述のように、この発明のAl合金複合ブレージングシ
ートは、特にAl熱交換器を、不活性ガス雰囲気中で、フ
ラックスを用いたろう付けにより製造するに際して、そ
れの構造部材として用いた場合に、すぐれたろう付け性
を示すばかりでなく、ろう付け後も高強度を保持するな
ど工業上有用な特性を有するのである。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】いずれも重量%で、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 Mg:0.5〜1%、Cu:0.1〜0.7%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
    るAl合金で構成された芯材の片面に、Si:6.8〜13%を含
    有するAl合金で構成されたろう材をクラッドしてなるAl
    合金ブレージングシートにおける前記芯材とろう材の間
    に、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有するAl合金で構成されたMg反応防止材を介
    在させたことを特徴とするフラックスろう付けによるAl
    熱交換器構造部材用高強度Al合金複合ブレージングシー
    ト。
  2. 【請求項2】いずれも重量%で、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 Mg:0.5〜1%、Cu:0.1〜0.7%、 を含有し、さらに、 Zr:0.03〜0.2%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
    るAl合金で構成された芯材の片面に、Si:6.8〜13%を含
    有するAl合金で構成されたろう材をクラッドしてなるAl
    合金ブレージングシートにおける前記芯材とろう材の間
    に、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有するAl合金で構成されたMg反応防止材を介
    在させたことを特徴とするフラックスろう付けによるAl
    熱交換器構造部材用高強度Al合金複合ブレージングシー
    ト。
  3. 【請求項3】いずれも重量%で、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 Mg:0.5〜1%、Cu:0.1〜0.7%、 を含有し、さらに、 Zr:0.03〜0.2%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有す
    るAl合金で構成された芯材の片面に、Si:6.8〜13%を含
    有するAl合金で構成されたろう材をクラッドしてなるAl
    合金ブレージングシートにおける前記芯材とろう材の間
    に、 Mn:0.5〜1.5%、Si:0.7〜1.3%、 を含有し、さらに、 Ti:0.01〜0.1%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)を有するAl合金で構成されたMg反応防止材を介
    在させたことを特徴とするフラックスろう付けによるAl
    熱交換器構造部材用高強度Al合金複合ブレージングシー
    ト。
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