JP2581868B2 - 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents
熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金クラッド材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は不活性ガス雰囲気中で
弗化物フラックスを用いたろう付やあるいは真空ろう付
によりラジエータやヒーターコアなどのＡｌ熱交換器を
製造するに際して、その構造部材であるチューブ材やヘ
ッダープレート材などとして用いるに適した、ろう付性
が良好で、かつろう付後に高強度および高耐食性を有す
るＡｌ合金クラッド材に関するものであり、特に薄肉で
用いられるチューブ材に適する。
弗化物フラックスを用いたろう付やあるいは真空ろう付
によりラジエータやヒーターコアなどのＡｌ熱交換器を
製造するに際して、その構造部材であるチューブ材やヘ
ッダープレート材などとして用いるに適した、ろう付性
が良好で、かつろう付後に高強度および高耐食性を有す
るＡｌ合金クラッド材に関するものであり、特に薄肉で
用いられるチューブ材に適する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のラジエータやヒーターコアなど
のチューブ材やヘッダープレート材には、３００３など
のＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、片面にＡｌ−Ｓｉ系合
金のろう材、他の片面にＡｌ−Ｚｎ系合金やＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金の犠牲陽極材をクラッドした３層クラッド
材が用いられている。Ａｌ−Ｓｉ系のろう材はチューブ
とフィンの接合、チューブとヘッダープレートとの接合
のためのものである。ろう付は不活性ガス雰囲気中で弗
化物フラックスを用いて行われたり、真空ろう付を用い
て行われることが多い。犠牲陽極材をクラッドした他の
片面は、使用中に内側（水側）になり、犠牲陽極作用を
発揮して芯材の孔食や隙間腐食を防止する。
のチューブ材やヘッダープレート材には、３００３など
のＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、片面にＡｌ−Ｓｉ系合
金のろう材、他の片面にＡｌ−Ｚｎ系合金やＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｇ系合金の犠牲陽極材をクラッドした３層クラッド
材が用いられている。Ａｌ−Ｓｉ系のろう材はチューブ
とフィンの接合、チューブとヘッダープレートとの接合
のためのものである。ろう付は不活性ガス雰囲気中で弗
化物フラックスを用いて行われたり、真空ろう付を用い
て行われることが多い。犠牲陽極材をクラッドした他の
片面は、使用中に内側（水側）になり、犠牲陽極作用を
発揮して芯材の孔食や隙間腐食を防止する。
【０００３】近年ラジエータやヒーターコアなどの軽量
化を求める要求が強く、チューブ材やヘッダープレート
材の薄肉化が必要となっている。そのためには材料の高
強度化特にろう付後の強度の向上が必要であり、高強度
化のために芯材中にＭｇを添加することが多くなってき
ている。しかし、Ｍｇは耐食性を低下させるとともに、
ろう付性を害する。すなわち弗化物フラックスろう付の
場合はＭｇはろう付中に表面に拡散していき、弗化物フ
ラックスと反応するため、綿状生成物（Ｍｇの弗化物）
が生成して付着したり、接合不良を生じたりする。ま
た、真空ろう付の場合も、ろう付性を害する。こうし
て、芯材中へのＭｇの添加量は最大でも０．５％、実用
上は０．２〜０．３に制限され、高強度化の妨げとなっ
ている。
化を求める要求が強く、チューブ材やヘッダープレート
材の薄肉化が必要となっている。そのためには材料の高
強度化特にろう付後の強度の向上が必要であり、高強度
化のために芯材中にＭｇを添加することが多くなってき
ている。しかし、Ｍｇは耐食性を低下させるとともに、
ろう付性を害する。すなわち弗化物フラックスろう付の
場合はＭｇはろう付中に表面に拡散していき、弗化物フ
ラックスと反応するため、綿状生成物（Ｍｇの弗化物）
が生成して付着したり、接合不良を生じたりする。ま
た、真空ろう付の場合も、ろう付性を害する。こうし
て、芯材中へのＭｇの添加量は最大でも０．５％、実用
上は０．２〜０．３に制限され、高強度化の妨げとなっ
ている。
【０００４】チューブ材やヘッダープレート材の強度
は、犠牲陽極材にＭｇを添加することによっても向上す
る可能性がある。犠牲陽極材にＭｇを添加したクラッド
材に関しては、従来からいくつかの提案がある。
は、犠牲陽極材にＭｇを添加することによっても向上す
る可能性がある。犠牲陽極材にＭｇを添加したクラッド
材に関しては、従来からいくつかの提案がある。
【０００５】すなわち、ラジエータ用ヘッダープレート
材やチューブ材の犠牲陽極材に、 ＭｇとＺｎ等を含有させる方法（特公昭６３−２８
７０４号）が、 ＺｎとＭｇを添加する方法（特開昭６１−８９４９
８号）が、 ＳｎとＭｇを同時添加する方法（特開昭５６−１６
６４６号、特開昭６３−８９６４１号）が、 比較的高濃度までのＭｇとＺｎを添加する方法（特
公昭６２−４５３０１）、 ＭｇあるいはＭｇとＺｎなどを添加する方法（特開
平２−１７５０９３）、 が提案されている。
材やチューブ材の犠牲陽極材に、 ＭｇとＺｎ等を含有させる方法（特公昭６３−２８
７０４号）が、 ＺｎとＭｇを添加する方法（特開昭６１−８９４９
８号）が、 ＳｎとＭｇを同時添加する方法（特開昭５６−１６
６４６号、特開昭６３−８９６４１号）が、 比較的高濃度までのＭｇとＺｎを添加する方法（特
公昭６２−４５３０１）、 ＭｇあるいはＭｇとＺｎなどを添加する方法（特開
平２−１７５０９３）、 が提案されている。
【０００６】しかし、上記およびのＭｇの添加は
１．１％あるいは１．５％以下と少なく、孔食や隙間腐
食の防止のために添加されており、強度向上が得られな
い。
１．１％あるいは１．５％以下と少なく、孔食や隙間腐
食の防止のために添加されており、強度向上が得られな
い。
【０００７】上記のＭｇの添加はＳｎの粒界拡散を抑
制し、熱間圧延時の割れを防止することを目的とし、上
記のＭｇの添加は耐孔食性の改善を目的としている
が、いずれもＭｇが高濃度の場合には芯材に拡散してあ
る程度の強度向上効果も得られる可能性がある。また、
上記はＭｇの芯材中への拡散により強度向上をはかっ
たものである。しかし、薄肉のチューブ材（クラッド
材）を作った場合、芯材の強度は犠牲陽極材から拡散す
るＭｇにより高くできても、犠牲陽極材の強度はＭｇ添
加のみでは不足となり、クラッド材全体の強度を高くす
ることができない。すなわち、薄肉になると、芯材のみ
でなく犠牲陽極材の強度への寄与も大きくなり、犠牲陽
極材の強度も高くすることが必要となるのである。
制し、熱間圧延時の割れを防止することを目的とし、上
記のＭｇの添加は耐孔食性の改善を目的としている
が、いずれもＭｇが高濃度の場合には芯材に拡散してあ
る程度の強度向上効果も得られる可能性がある。また、
上記はＭｇの芯材中への拡散により強度向上をはかっ
たものである。しかし、薄肉のチューブ材（クラッド
材）を作った場合、芯材の強度は犠牲陽極材から拡散す
るＭｇにより高くできても、犠牲陽極材の強度はＭｇ添
加のみでは不足となり、クラッド材全体の強度を高くす
ることができない。すなわち、薄肉になると、芯材のみ
でなく犠牲陽極材の強度への寄与も大きくなり、犠牲陽
極材の強度も高くすることが必要となるのである。
【０００８】又、従来は犠牲陽極材としてＡｌ−Ｚｎ系
やＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を用いており、ろう付時にＺ
ｎが芯材中へ拡散して０．１〜０．２ｍｍの深さに及ぶ
濃度勾配を形成し、この拡散層を犠牲陽極層として芯材
を防食している。
やＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を用いており、ろう付時にＺ
ｎが芯材中へ拡散して０．１〜０．２ｍｍの深さに及ぶ
濃度勾配を形成し、この拡散層を犠牲陽極層として芯材
を防食している。
【０００９】この方法は、クラッド材が比較的厚いと
き、即ち０．２５〜０．３ｍｍ以上のときは有効である
が、クラッド材を薄肉化し、例えば０．２５ｍｍ以下に
すると、Ｚｎの拡散深さ、即ち、犠牲陽極層の厚さが
０．１〜０．２ｍｍでは大きすぎ、クラッド材の板厚の
多くが腐食代になってしまう。その結果、使用中、犠牲
陽極層の消耗と共に材料の強度が著しく低下し、問題に
なっている。
き、即ち０．２５〜０．３ｍｍ以上のときは有効である
が、クラッド材を薄肉化し、例えば０．２５ｍｍ以下に
すると、Ｚｎの拡散深さ、即ち、犠牲陽極層の厚さが
０．１〜０．２ｍｍでは大きすぎ、クラッド材の板厚の
多くが腐食代になってしまう。その結果、使用中、犠牲
陽極層の消耗と共に材料の強度が著しく低下し、問題に
なっている。
【００１０】以上の理由で、ろう付用クラッド材の薄肉
化には限界があった。
化には限界があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ろう付性を
害することなく、すなわち、芯材のＭｇ添加量を最大
０．５％に抑えたままで、ろう付後に高強度が得られ、
なおかつ、犠牲陽極層の厚さが大きくなりすぎないよう
なクラッド材を提供しようとするものである。
害することなく、すなわち、芯材のＭｇ添加量を最大
０．５％に抑えたままで、ろう付後に高強度が得られ、
なおかつ、犠牲陽極層の厚さが大きくなりすぎないよう
なクラッド材を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、芯材中の
Ｍｇ添加量を最大０．５％に抑えたままで、ろう付け後
に高強度が得られる方法について検討し、犠牲陽極材中
に高濃度のＭｇとＳｉを添加すると、犠牲陽極材中のＭ
ｇの一部がろう付け中に芯材中へ拡散して、芯材を強化
し、また、犠牲陽極材そのものもＭｇとＳｉにより強化
されること、更に犠牲陽極材中のＳｉが多くなるとろう
付後冷却速度が小さいときに粒界腐食が生ずるが、Ｓｉ
を適量にすれば粒界腐食が防止できることを見出し、本
発明を完成した。
Ｍｇ添加量を最大０．５％に抑えたままで、ろう付け後
に高強度が得られる方法について検討し、犠牲陽極材中
に高濃度のＭｇとＳｉを添加すると、犠牲陽極材中のＭ
ｇの一部がろう付け中に芯材中へ拡散して、芯材を強化
し、また、犠牲陽極材そのものもＭｇとＳｉにより強化
されること、更に犠牲陽極材中のＳｉが多くなるとろう
付後冷却速度が小さいときに粒界腐食が生ずるが、Ｓｉ
を適量にすれば粒界腐食が防止できることを見出し、本
発明を完成した。
【００１３】更に、犠牲陽極材の添加元素について検討
を加えた結果、Ｚｎの様にろう付け中に芯材へ拡散する
速さが大きい元素を添加すると、芯材の表面に生じる拡
散層（犠牲陽極層）が厚くなってしまうのに対して、Ｓ
ｎ、Ｉｎ、Ｇａの１種以上を微量添加すると芯材へ拡散
する速さが小さいために犠牲陽極層の厚さが大きくなら
ないこと、そしてクラッド率を変えることによって犠牲
陽極層の厚さを任意に調節できることを見出した。
を加えた結果、Ｚｎの様にろう付け中に芯材へ拡散する
速さが大きい元素を添加すると、芯材の表面に生じる拡
散層（犠牲陽極層）が厚くなってしまうのに対して、Ｓ
ｎ、Ｉｎ、Ｇａの１種以上を微量添加すると芯材へ拡散
する速さが小さいために犠牲陽極層の厚さが大きくなら
ないこと、そしてクラッド率を変えることによって犠牲
陽極層の厚さを任意に調節できることを見出した。
【００１４】これらの知見に基づいて本発明を完成し
た。
た。
【００１５】すなわち、本発明の構成は、（１）芯材
が、Ｍｎ：０．３〜２．０％（重量％、以下同じ）、Ｃ
ｕ：０．２５〜０．８％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、
Ｍｇ：０．５％以下を含有し、残部Ａｌと不可避不純物
からなるアルミニウム合金で構成され、該芯材の片面に
複合された犠牲陽極材がＭｇ：１．０〜２．５％、Ｓ
ｉ：０．０５以上０．２０％未満を含有し、更に、Ｉ
ｎ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、及びＧａ：
０．２％以下の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌと
不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成され、か
つ、前記芯材の他の片面に複合された皮材がＡｌ−Ｓｉ
系合金のろう材で構成された熱交換器用高強度高耐食性
アルミニウム合金クラッド材である。
が、Ｍｎ：０．３〜２．０％（重量％、以下同じ）、Ｃ
ｕ：０．２５〜０．８％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、
Ｍｇ：０．５％以下を含有し、残部Ａｌと不可避不純物
からなるアルミニウム合金で構成され、該芯材の片面に
複合された犠牲陽極材がＭｇ：１．０〜２．５％、Ｓ
ｉ：０．０５以上０．２０％未満を含有し、更に、Ｉ
ｎ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、及びＧａ：
０．２％以下の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌと
不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成され、か
つ、前記芯材の他の片面に複合された皮材がＡｌ−Ｓｉ
系合金のろう材で構成された熱交換器用高強度高耐食性
アルミニウム合金クラッド材である。
【００１６】
【作用】本発明における組成及び組成範囲の限定理由に
ついて述べる。
ついて述べる。
【００１７】（１）芯材 Ｍｎ：Ｍｎは強度を向上させる。又、芯材の電位を貴に
して犠牲陽極材との電位差を大きくし耐食性を向上させ
る。０．３％未満では効果が十分でなく、２．０％を越
えると鋳造時に粗大な化合物が生成し、健全な板材が得
られない。
して犠牲陽極材との電位差を大きくし耐食性を向上させ
る。０．３％未満では効果が十分でなく、２．０％を越
えると鋳造時に粗大な化合物が生成し、健全な板材が得
られない。
【００１８】Ｃｕ：Ｃｕは芯材の電位を貴にして、犠牲
陽極材およびろう材と芯材との電位差を大きくし、犠牲
陽極材およびろう材の犠牲陽極効果による防食作用を大
きくする。更に、芯材中のＣｕはろう付時に犠牲陽極材
中及びろう材中へ拡散してなだらかな濃度勾配を形成
し、芯材側が貴な電位、犠牲陽極材及びろう材の各々表
面側が卑な電位となり、その間になだらかな電位分布を
形成して腐食形態を全面腐食型にする。
陽極材およびろう材と芯材との電位差を大きくし、犠牲
陽極材およびろう材の犠牲陽極効果による防食作用を大
きくする。更に、芯材中のＣｕはろう付時に犠牲陽極材
中及びろう材中へ拡散してなだらかな濃度勾配を形成
し、芯材側が貴な電位、犠牲陽極材及びろう材の各々表
面側が卑な電位となり、その間になだらかな電位分布を
形成して腐食形態を全面腐食型にする。
【００１９】芯材中のＣｕは強度向上にも寄与する。
【００２０】以上に示したＣｕの防食作用と強度向上効
果は、芯材中のＣｕ量が0.25％未満では発揮されず、一
方、0.8 ％を越えると芯材自体の耐食性が悪くなるとと
もに芯材の融点が下がって、ろう付時に局部的な溶融を
生ずるようになる。
果は、芯材中のＣｕ量が0.25％未満では発揮されず、一
方、0.8 ％を越えると芯材自体の耐食性が悪くなるとと
もに芯材の融点が下がって、ろう付時に局部的な溶融を
生ずるようになる。
【００２１】Ｓｉ：Ｓｉは芯材の強度を向上させる。特
に、ろう付中に犠牲陽極材から拡散してくるＭｇと共存
することになり、ろう付後の時効硬化により強度がより
高くなる。０．０５％未満では効果が十分でなく、１．
０％を越えると耐食性が低下するとともに芯材の融点が
下がってろう付時に局部的な溶融を生ずるようになる。
に、ろう付中に犠牲陽極材から拡散してくるＭｇと共存
することになり、ろう付後の時効硬化により強度がより
高くなる。０．０５％未満では効果が十分でなく、１．
０％を越えると耐食性が低下するとともに芯材の融点が
下がってろう付時に局部的な溶融を生ずるようになる。
【００２２】Ｍｇ：Ｍｇは芯材の強度を向上させる効果
があるが、ろう付け性を劣化させる。このため芯材中の
Ｍｇ含有量は０．５％以下にする必要がある。すなわ
ち、弗化物フラックスろう付の場合は、Ｍｇが０．５％
を越えると、弗化物フラックスと反応して、ろう付性を
阻害したり、Ｍｇの弗化物が生成して外観が悪くなる。
また、真空ろう付の場合は、Ｍｇが０．５％を越えると
ろうが芯材を侵食しやすくなる。
があるが、ろう付け性を劣化させる。このため芯材中の
Ｍｇ含有量は０．５％以下にする必要がある。すなわ
ち、弗化物フラックスろう付の場合は、Ｍｇが０．５％
を越えると、弗化物フラックスと反応して、ろう付性を
阻害したり、Ｍｇの弗化物が生成して外観が悪くなる。
また、真空ろう付の場合は、Ｍｇが０．５％を越えると
ろうが芯材を侵食しやすくなる。
【００２３】Ｔｉ：Ｔｉは芯材の耐食性をより一層向上
させる。すなわちＴｉは濃度の高い領域と低い領域に分
かれ、それらが板厚方向に交互に分布して層状となり、
Ｔｉ濃度が低い領域が高い領域に比べて優先的に腐食す
ることにより、腐食形態を層状にする。その結果板厚方
向への腐食の進行を妨げて材料の耐孔食性を向上させ
る。０．３５％を越えると鋳造時に粗大な化合物が生成
し、健全な板材が得られない。 その他の元素：Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｚｒなどは本発明の
効果を損なわない範囲で含まれてもよい。ただし、Ｆｅ
は多量に含まれると耐食性を害するので０．７％以下に
するのが好ましい。Ｚｎは芯材の電位を卑にし、犠牲陽
極材及びろう材との電位差を小さくするので０．２％以
下にするのが好ましい。
させる。すなわちＴｉは濃度の高い領域と低い領域に分
かれ、それらが板厚方向に交互に分布して層状となり、
Ｔｉ濃度が低い領域が高い領域に比べて優先的に腐食す
ることにより、腐食形態を層状にする。その結果板厚方
向への腐食の進行を妨げて材料の耐孔食性を向上させ
る。０．３５％を越えると鋳造時に粗大な化合物が生成
し、健全な板材が得られない。 その他の元素：Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｚｒなどは本発明の
効果を損なわない範囲で含まれてもよい。ただし、Ｆｅ
は多量に含まれると耐食性を害するので０．７％以下に
するのが好ましい。Ｚｎは芯材の電位を卑にし、犠牲陽
極材及びろう材との電位差を小さくするので０．２％以
下にするのが好ましい。
【００２４】（２）犠牲陽極材 Ｍｇ：犠牲陽極材中のＭｇの一部は、主としてろう付中
に芯材中へ拡散し、芯材中のＳｉやＣｕとともに芯材強
度を向上させる。また、犠牲陽極材中に残存したＭｇは
Ｓｉとともに犠牲陽極材の強度を向上させる。そしてこ
れらの作用により、クラッド材全体の強度向上に寄与す
る。１．０％未満では効果が十分でなく、２．５％を越
えるとろう付時に局部溶融が生じ、好ましくない。
に芯材中へ拡散し、芯材中のＳｉやＣｕとともに芯材強
度を向上させる。また、犠牲陽極材中に残存したＭｇは
Ｓｉとともに犠牲陽極材の強度を向上させる。そしてこ
れらの作用により、クラッド材全体の強度向上に寄与す
る。１．０％未満では効果が十分でなく、２．５％を越
えるとろう付時に局部溶融が生じ、好ましくない。
【００２５】なお、ろう付中に犠牲陽極材中のＭｇは芯
材中へ拡散するが、図１のような濃度分布を有するよう
になり、ろう材側へ大量に拡散して、ろう付性を阻害す
ることはない。また、クラッド製造中にも拡散が起こ
り、芯材と犠牲陽極材との境界では僅かな濃度分布を有
していることはいうまでもない。
材中へ拡散するが、図１のような濃度分布を有するよう
になり、ろう材側へ大量に拡散して、ろう付性を阻害す
ることはない。また、クラッド製造中にも拡散が起こ
り、芯材と犠牲陽極材との境界では僅かな濃度分布を有
していることはいうまでもない。
【００２６】Ｓｉ：Ｓｉは犠牲陽極材の強度を向上さ
せ、クラッド材全体の強度向上に寄与する。特に、犠牲
陽極材中に残存したＭｇとともに、時効硬化を生じて、
強度向上に寄与する。０．０５％未満では効果が十分で
ない。Ｓｉ量が多いほど強度は高くなるが、０．２０％
以上になるとろう付後の冷却速度が小さいときに犠牲陽
極材およびその直下で粒界腐食を生ずる。
せ、クラッド材全体の強度向上に寄与する。特に、犠牲
陽極材中に残存したＭｇとともに、時効硬化を生じて、
強度向上に寄与する。０．０５％未満では効果が十分で
ない。Ｓｉ量が多いほど強度は高くなるが、０．２０％
以上になるとろう付後の冷却速度が小さいときに犠牲陽
極材およびその直下で粒界腐食を生ずる。
【００２７】Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ：Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａは、
微量の添加により犠牲陽極材の電位を卑にし、芯材に対
する犠牲陽極効果を確実にする。その結果、芯材の孔食
や隙間腐食を防止する。その含有量が上限値を越えると
自己耐食性、圧延加工性が劣化するとともにろう付時の
拡散が多くなり、犠牲陽極層が厚くなってしまう。これ
らの元素を微量添加した場合、Ｚｎの場合と異なり拡散
が速くないのでろう付け後の拡散層の厚さがろう付前の
犠牲陽極材の厚さより大巾に大きくなることはない。従
って、腐食代の厚さを任意に、かつ、小さく制御するこ
とができる。
微量の添加により犠牲陽極材の電位を卑にし、芯材に対
する犠牲陽極効果を確実にする。その結果、芯材の孔食
や隙間腐食を防止する。その含有量が上限値を越えると
自己耐食性、圧延加工性が劣化するとともにろう付時の
拡散が多くなり、犠牲陽極層が厚くなってしまう。これ
らの元素を微量添加した場合、Ｚｎの場合と異なり拡散
が速くないのでろう付け後の拡散層の厚さがろう付前の
犠牲陽極材の厚さより大巾に大きくなることはない。従
って、腐食代の厚さを任意に、かつ、小さく制御するこ
とができる。
【００２８】その他の元素：Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｎなどは本発明の効果を損わない範囲で
含まれてもよい。但し、Ｃｕ、Ｍｎは多量に含まれると
犠牲陽極材の電位を貴にするので各々０．０５％、０．
５％以下にするのが好ましい。Ｚｎは犠牲陽極材の電位
を卑にするが、多く含まれると、ろう付中に拡散して犠
牲陽極層が厚くなるので０．５％以下にするのが好まし
い。
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｎなどは本発明の効果を損わない範囲で
含まれてもよい。但し、Ｃｕ、Ｍｎは多量に含まれると
犠牲陽極材の電位を貴にするので各々０．０５％、０．
５％以下にするのが好ましい。Ｚｎは犠牲陽極材の電位
を卑にするが、多く含まれると、ろう付中に拡散して犠
牲陽極層が厚くなるので０．５％以下にするのが好まし
い。
【００２９】（３）ろう材 ろう材は通常用いられるＡｌ−Ｓｉ合金である。通常６
〜１３％のＳｉを含む合金が用いられる。真空ろう付の
場合はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂ
ｉ系合金などが用いられる。
〜１３％のＳｉを含む合金が用いられる。真空ろう付の
場合はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂ
ｉ系合金などが用いられる。
【００３０】
【実施例】以下実施例によって、本発明を具体的に説明
する。
する。
【００３１】下記表１に示す芯材用合金、表２に示す犠
牲陽極材用合金、およびろう材用合金４３４３の鋳塊を
準備し、芯材用合金と犠牲陽極材用合金について均質化
処理を行った。そして、犠牲陽極材用合金およびろう材
用合金を熱間圧延して所定の厚さとし、これらと芯材用
合金の鋳塊とを組み合わせて熱間圧延し、クラッド材を
得た。その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延により厚
さ０．２３ｍｍの板（Ｈ１４材）を作製した。クラッド
の構成はろう材を０．０２５ｍｍ一定とし、犠牲陽極材
を０．０２５〜０．０５０ｍｍとした。
牲陽極材用合金、およびろう材用合金４３４３の鋳塊を
準備し、芯材用合金と犠牲陽極材用合金について均質化
処理を行った。そして、犠牲陽極材用合金およびろう材
用合金を熱間圧延して所定の厚さとし、これらと芯材用
合金の鋳塊とを組み合わせて熱間圧延し、クラッド材を
得た。その後、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延により厚
さ０．２３ｍｍの板（Ｈ１４材）を作製した。クラッド
の構成はろう材を０．０２５ｍｍ一定とし、犠牲陽極材
を０．０２５〜０．０５０ｍｍとした。
【００３２】各材料の合金組成とその組合せは表３に示
すとおりである。
すとおりである。
【００３３】得られたクラッド板材のろう材側に、Ａｌ
−１．２％Ｍｎ−１．５％Ｚｎ合金からなる厚さ０．１
０ｍｍのコルゲートフィンを乗せ、窒素ガス中で弗化物
フラックスを用いてろう付を行った。ろう付温度（材料
温度）は６００℃であった。ろう付後板材とフィンとの
接合状況を目視観察により、また、芯材および犠牲陽極
材の溶融状況を断面金属組織により調べた。
−１．２％Ｍｎ−１．５％Ｚｎ合金からなる厚さ０．１
０ｍｍのコルゲートフィンを乗せ、窒素ガス中で弗化物
フラックスを用いてろう付を行った。ろう付温度（材料
温度）は６００℃であった。ろう付後板材とフィンとの
接合状況を目視観察により、また、芯材および犠牲陽極
材の溶融状況を断面金属組織により調べた。
【００３４】次に厚さ０．２３ｍｍの板材をそのまま
（フィンと接触させることなく）弗化物フラックスろう
付と同じ条件で加熱した後５０℃／ｍｉｎおよび１５℃
／ｍｉｎの速度で冷却し、引張試験と腐食試験を行っ
た。腐食試験の方法は、外面側（ろう材側）については
ＣＡＳＳ試験、３０日間とし、内面側（犠牲陽極材側）
についてはＣｌ-１００ｐｐｍ、ＳＯ4 2-１００ｐｐｍ、
ＨＣＯ3 -１００ｐｐｍ、Ｃｕ2+１０ｐｐｍを含む水溶液
中に浸漬し、８ｈｒの間８８℃に加熱し、その後室温ま
で放冷しながら１６hr放置するというサイクルを繰返
し、３ケ月間行った。
（フィンと接触させることなく）弗化物フラックスろう
付と同じ条件で加熱した後５０℃／ｍｉｎおよび１５℃
／ｍｉｎの速度で冷却し、引張試験と腐食試験を行っ
た。腐食試験の方法は、外面側（ろう材側）については
ＣＡＳＳ試験、３０日間とし、内面側（犠牲陽極材側）
についてはＣｌ-１００ｐｐｍ、ＳＯ4 2-１００ｐｐｍ、
ＨＣＯ3 -１００ｐｐｍ、Ｃｕ2+１０ｐｐｍを含む水溶液
中に浸漬し、８ｈｒの間８８℃に加熱し、その後室温ま
で放冷しながら１６hr放置するというサイクルを繰返
し、３ケ月間行った。
【００３５】以上の結果をまとめて表３に示す。発明例
Ｎo.１〜１７の場合、ろう付性は良好で、引張強さも１
７ｋｇｆ／ｍｍ2以上と高く、最大腐食深さも小さい。
Ｎo.１〜１７の場合、ろう付性は良好で、引張強さも１
７ｋｇｆ／ｍｍ2以上と高く、最大腐食深さも小さい。
【００３６】比較例Ｎo.１８の場合、犠牲陽極材のＭｇ
が少ないために引張強さが低い。
が少ないために引張強さが低い。
【００３７】比較例Ｎo.１９は、Ｍｇが多いためにろう
付時に局部溶融が生じている。
付時に局部溶融が生じている。
【００３８】比較例Ｎo.２０は、犠牲陽極材のＳｉが少
ないために引張強さが低い。
ないために引張強さが低い。
【００３９】比較例Ｎo.２１は、Ｓｉが多いためにろう
付時に局部溶融が生じている。
付時に局部溶融が生じている。
【００４０】Ｎo.２２、２３、２４は犠牲陽極材のＳ
ｎ、ＩｎあるいはＧａが多いために、内面側の腐食深さ
が大きい。
ｎ、ＩｎあるいはＧａが多いために、内面側の腐食深さ
が大きい。
【００４１】Ｎo.２５は犠牲陽極材がＳｎ、Ｉｎ、Ｇａ
を含まないために、内面側の腐食深さが大きい。
を含まないために、内面側の腐食深さが大きい。
【００４２】Ｎo.２６はＺｎを含む犠牲陽極材を使った
ために、内面側の腐食深さが大きい。
ために、内面側の腐食深さが大きい。
【００４３】Ｎo.２７は、芯材のＭｎが少ないために引
張強さが低く、Ｎo.２８は芯材のＭｎが多いために健全
な板材が得られていない。
張強さが低く、Ｎo.２８は芯材のＭｎが多いために健全
な板材が得られていない。
【００４４】Ｎo.２９は芯材のＣｕが少ないために引張
強さが低く、外面側の腐食深さが大きい。
強さが低く、外面側の腐食深さが大きい。
【００４５】Ｎo.３０は、芯材のＣｕが多いためにろう
付時に溶融が生じている。
付時に溶融が生じている。
【００４６】Ｎo.３１は、芯材のＳｉが少ないために引
張強さが低い。
張強さが低い。
【００４７】Ｎo.３２は、芯材のＳｉが多いためにろう
付時に溶融が生じている。
付時に溶融が生じている。
【００４８】Ｎo.３３は、芯材がＭｇを含まないために
引張強さが低い。
引張強さが低い。
【００４９】Ｎo.３４は、芯材のＭｇが多いためにろう
付不良が生じている。
付不良が生じている。
【００５０】Ｎo.３５は、芯材のＴｉが多いために健全
な板材が得られていない。
な板材が得られていない。
【００５１】Ｎo.３６は、芯材が３００３であるため、
引張強さが低く、外面側の腐食深さが大きい。
引張強さが低く、外面側の腐食深さが大きい。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクラッド
材は弗化物フラックスろう付用あるいは真空ろう付用材
料として、高強度、耐食性で、かつ、ろう付性が優れた
Ａｌ熱交換器用クラッド材である。これによって、チュ
ーブ材やヘッダープレート材を薄肉にすることができ、
ラジエータやヒータの軽量化が可能である。
材は弗化物フラックスろう付用あるいは真空ろう付用材
料として、高強度、耐食性で、かつ、ろう付性が優れた
Ａｌ熱交換器用クラッド材である。これによって、チュ
ーブ材やヘッダープレート材を薄肉にすることができ、
ラジエータやヒータの軽量化が可能である。
【図１】本発明の材料のろう付後のＭｇの濃度分布を示
す断面図である。
す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蘇 建堂 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽 金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−303027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−110909（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175093（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 芯材が、Ｍｎ：０．３〜２．０％（重量
％、以下同じ）、Ｃｕ：０．２５〜０．８％、Ｓｉ：
０．０５〜１．０％、Ｍｇ：０．５％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成
され、該芯材の片面に複合された犠牲陽極材がＭｇ：
１．０〜２．５％、Ｓｉ：０．０５以上０．２０％未満
を含有し、更に、Ｉｎ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％
以下、及びＧａ：０．２％以下の１種又は２種以上を含
有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合
金で構成され、かつ、前記芯材の他の片面に複合された
皮材がＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材で構成されたことを特
徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金ク
ラッド材。 - 【請求項２】 芯材が、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｃ
ｕ：０．２５〜０．８％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、
Ｍｇ：０．５％以下、Ｔｉ：０．３５％以下を含有し、
残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金で構
成され、該芯材の片面に複合された犠牲陽極材がＭｇ：
１．０〜２．５％、Ｓｉ：０．０５以上０．２０％未満
を含有し、更に、Ｉｎ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％
以下、及びＧａ：０．２％以下の１種又は２種以上を含
有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合
金で構成され、かつ、前記芯材の他の片面に複合された
皮材がＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材で構成されたことを特
徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金ク
ラッド材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4030648A JP2581868B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金クラッド材 |
| US08/019,127 US5292595A (en) | 1992-02-18 | 1993-02-17 | Clad aluminum alloy material having high strength and high corrosion resistance for heat exchanger |
| EP93102473A EP0556798B1 (en) | 1992-02-18 | 1993-02-17 | Clad aluminum alloy material having high-strength, high-corrosion resistance for heat exchanger |
| DE69307553T DE69307553T2 (de) | 1992-02-18 | 1993-02-17 | Hochfester korrosionsbeständiger Werkstoff aus plattierter Aluminium-Legierung für einen Wärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4030648A JP2581868B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金クラッド材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230576A JPH05230576A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2581868B2 true JP2581868B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=12309630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4030648A Expired - Fee Related JP2581868B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金クラッド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581868B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54110909A (en) * | 1978-02-21 | 1979-08-30 | Sumitomo Light Metal Ind | Aluminum alloy for use as sacrifice anode |
| JPS63303027A (ja) * | 1987-06-01 | 1988-12-09 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウムプレ−ジングシ−ト |
| JP2564190B2 (ja) * | 1988-09-12 | 1996-12-18 | 株式会社神戸製鋼所 | ろう付け用アルミニウム合金複合材 |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP4030648A patent/JP2581868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05230576A (ja) | 1993-09-07 |
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