JP2693181B2 - アルミニウムブレージングシート - Google Patents

アルミニウムブレージングシート

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JP2693181B2 JP63205074A JP20507488A JP2693181B2 JP 2693181 B2 JP2693181 B2 JP 2693181B2 JP 63205074 A JP63205074 A JP 63205074A JP 20507488 A JP20507488 A JP 20507488A JP 2693181 B2 JP2693181 B2 JP 2693181B2
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば、ラジエーター、カーヒーター、
インタークーラー等各種熱交換器のヘッダープレート材
等に使用されるアルミニウムブレージングシート、特に
フッ化物系フラックスを用いてろう付されるアルミニウ
ムブレージングシートに関する。
従来の技術 例えば自動車用のアルミニウムラジエーターは、1対
のタンク部の間に架渡し状態に連通接続された並列状の
アルミニウム製チューブと、各チューブ間に介在状態に
配置されたアルミニウム製コルゲートフィンとを備えて
いる。またタンク部は各チューブの端部が差し通された
アルミニウム製ヘッダープレートと該ヘッダープレート
に液密状態に固着された樹脂製等の膨出状タンク部材と
から構成されている。そしてこのようなラジエーターの
製作は、一般には、ヘッダープレートとチューブとフィ
ンとを所定配置に仮組してろう付したのち、ヘッダープ
レートにタンク部材を組付けることによって行われる。
従って、かかるろう付を行い易くするため、ヘッダープ
レートとしては一般にブレージングシートが用いられる
が、このブレージングシートにはタンク部内の冷媒に対
する耐食性に優れていること、及び耐圧強度に優れてい
ることが併せて要求される。
従来、上記のようなヘッダープレート材には、A6951
アルミニウム合金からなる心材の片面に、A7072アルミ
ニウム合金からなる内側皮材が被覆され、他面にろう材
層としてBA4343アルミニウム合金からなる外側皮材が被
覆されたブレージングシートが用いられていた。そして
内側皮材を冷媒接触側の面に、外側皮材をチューブと接
続される側の面に配置してろう付が行われていた。
ところが、上記のブレージングシートでは次のような
欠点があった。
発明が解決しようとする課題 即ち、熱交換器等のろう付方法として、昨今、腐食性
残渣を残さないフッ化物系フラックスを用いたろう付法
が、ろう付品の耐食性の向上を図れることなどの理由か
ら好んで採用されるようになっているが、上記のブレー
ジングシートでは心材中のMgがろう付過程で皮材に溶出
することがあり、この場合ろう付が前記フッ化物系フラ
ックスろう付であると、溶出したMgとフラックス中のF
とが反応してフラックスの組成が変化し、正常なろう付
ができないという問題があった。
このため、フッ化物系フラックスろう付に適したブレ
ージングシートとして、A3003アルミニウム合金心材の
両面に、前記と同じくA7072、A4343各アルミニウム合金
からなる内外皮材を被覆したものも使用されているが、
このブレージングシートではろう付後の強度が低くな
り、従ってラジエーター等に組込んだ時に十分な耐圧強
度を得るため肉厚を厚くする必要があり、重量の増大と
か材料消費の増加を招くというような欠点を派生するも
のであった。
この発明はかかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、フッ化物系フラックスろう付に対して良好なろ
う付が可能であり、ろう付後の強度にも優れ、しかも耐
食性にも優れたアルミニウムブレージングシートの提供
を目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明に係るアルミニ
ウムブレージングシート(1)は、第1図に示すよう
に、フッ化物系フラックスを用いてろう付されるアルミ
ニウムブレージングシートであって、Mn:0.80wt%を越
え1.50wt%以下、Mg:0.30〜0.50wt%、Si:0.30〜0.60wt
%、Cu:0.10〜0.30wt%を含有し、残部アルミニウム及
び不可避不純物からなる心材(2)の片面に、Zn:0.1〜
2.00wt%、In:0.01〜0.10wt%の1種または2種を含有
するとともにCu:0.05wt%以下にその含有量が規制さ
れ、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる内側皮
材(3)が被覆され、かつ心材の他面にはAl-Si系合金
ろう材からなる外側皮材(4)が被覆されてなることを
特徴とする。
ブレージングシートの心材、皮材における各元素の添
加意義と限定理由を説明すると、まず心材(2)の組成
において、Mnはブレージングシートの強度向上に寄与す
るものである。しかし0.80wt%以下ではその効果がな
く、逆に1.50wt%を超えて含有されると粗大晶出物を発
生し加工性が悪化する。
Mgもブレージングシートの強度向上に寄与するもので
ある。しかし0.30wt%未満ではその効果がなく、逆に0.
50wt%を超えるとMgの皮材への溶出を来しフッ化物系フ
ラックスろう付に際してMgとFとの反応を生じてろう付
不良が発生する。
Siもまたブレージングシートの強度向上に寄与するも
のである。しかし0.30wt%未満ではその効果がなく、逆
に0.60wt%を超えても該効果の格別な増大を望めないば
かりか使用量の増加によりコストアップの要因となる。
Cuは心材の孔食電位を皮材よりも貴として陰極防食効
果を生じさせるものである。しかし0.10wt%未満ではそ
の効果がなく、逆に0.30wt%を超えると心材の融点が下
がり心材としての機能を発揮できなくなる。
心材(2)の片面に被覆される内側皮材(3)の組成
において、Zn及びInは該皮材を心材に対して電気的に卑
として心材に対する陰極防食効果を発揮させるものであ
る。かかる効果の点で両元素は均等物であり、いずれか
1種の含有をもって足りる。勿論両方を含有せしめても
良い。しかしZn:0.10wt%未満、In:0.01wt%未満ではそ
の効果がなく、逆にZn:2.00wtを超え、In:0.10wt%を超
えても該効果の格別な増大を見込めず、却ってコストア
ップとなる。不純物として含有が許容されるCuは、その
含有量が0.05wt%以下に規制されなければならない。0.
05wt%を超えて含有されるとZn、Inの犠牲陽極効果を妨
げるからである。
心材の他方の面に被覆される外側皮材(4)はろう材
層として機能するものであり、このためにSi含有量概ね
6.8〜13wt%程度のAl-Si系合金が用いられる。
この発明に係るアルミニウムブレジングシートは、心
材、皮材の組成を上記のように限定するものであり、該
シートの肉厚、皮材のクラッド率等については何ら限定
されるものではなく適宜設定すれば良い。またブレージ
ングシートの製造も常法に従って行えば良い。例えば溶
解・鋳造、均質化処理の各工程をそれぞれ経た心材と各
皮材とを熱間圧延して圧接したのち、中間焼鈍、冷間圧
延、最終焼鈍を順次的に実施することによって製造すれ
ば良い。また本発明のブレージングシート(1)を、例
えば自動車用ラジエーターのヘッダープレートに使用す
るような場合には、Zn、Inを含む内側皮材(3)が冷媒
と接触する側に、またろう材層としてのAl-Si系合金か
らなる外側皮材(4)がチューブとろう付される側に配
置されるような向きで用いることにより、各皮材の機能
が発揮される。
発明の効果 この発明に係るアルミニウムブレジングシートによれ
ば、ろう付時に心材中のMgが皮材に溶出してフッカ物系
フラッックス中のFと反応するような不都合がなく、フ
ッ化物系フラックスろう付において良好なろう付が可能
となる。さらに心材中の各強化元素により強度的にも優
れたものとなしうるとともに、心材のCuや内側皮材のZ
n、Inの作用による陰極防食効果により、内外皮材を犠
牲的に腐食させることができるから、耐食性にも優れた
ものとなしうる。従って良好なフッ化物系フラックスろ
う付性、優れた耐圧強度、耐食性が求められるラジエー
ターのヘッダープレート等に好適な材料となしうる。
実施例 次にこの発明の実施例について説明する。
上記第1表に示す組成の心材、内側皮材、外側皮材を
組合せて、下記第2表に示す各種アルミニウムブレージ
ングシートを製作した。なお、製作は常法に従う溶解・
鋳造、均質化処理を施した心材、皮材を500℃で熱間圧
延してクラッドしたのち、370℃×2時間の中間焼鈍、
冷間圧延、370℃×2時間の最終焼鈍を順次的に実施す
ることにより行った。またブレージングシートは厚さ:
1.0mm、皮材の片面クラッド率10%とした。
そして各アルミニウムブレージングシートにつき、ろ
う付性、ろう付後の引張強さを調べるとともに、内側皮
材及び外側皮材双方の表面耐食性を調べた。ろう付性、
耐食性の調査は以下の手順に従った。
[ろう付性] 第2図に示すように、縦横各50mmのブレージングシー
ト(1)の内側皮材(3)を下側に、外側皮材(ろう材
層)(4)を上側に向けて配置するとともに、外側皮材
(4)の表面に縦横各50mmのA3003アルミニウム合金薄
板(5)を逆T字状に組付けてろう付を行なったときの
ろう付状態を目視観察した。ここに、ろう付はフッ化物
系フラックスを用いN2ガス雰囲気中で600℃×5分行っ
た。
[内側皮材の表面耐食性試験] 心材の両面に内側皮材を10%両面クラッドした縦横各
50mm、厚さ1.0mmの試験片を新たに用意し、この試験片
を、ASTM10倍水に10ppmCu2+を添加した溶液(90℃)中
に500時間浸漬後、皮材表面の孔食ピット深さを測定し
た。
[外側皮材の表面耐食性試験] 心材の両面に外側皮材(ろう材層)を10%両面クラッ
ドした縦横各50mm、厚さ1.0mmの試験片を新たに用意
し、この試験片にCASS試験を240時間実施し、皮材表面
の孔食ピット深さを測定した。
以上の結果を併せて第2表に示す。
上記第2表の結果において、試料No11、13は心材中の
Mnが多過ぎるため心材の断面において100μm程度のAl-
Fe-Mnの金属間化合物が観察され、これがヘッダープレ
ート等の加工時に割れの起点となると考えられるから、
実用不可能である。また試料No12は心材中にMnを含ま
ず、試料No10、No15は心材中のSi含有量が少な過ぎるた
めともにろう付後の引張強さが小さく、また試料No14は
心材中のCu含有量が少な過ぎるため耐食性に劣り、また
試料No16は心材中のMgの含有量が多過ぎるためMgが皮材
に溶出しフラックス中のFと反応してろう付不良を引起
こし、いずれも実用不可能である。これに対し、本発明
に係る試料No1〜9はろう付性も良く、ろう付後の引張
強さも大きく、かつ耐食性にも優れたものであることを
確認しえた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るアルミニウムブレージングシー
トの断面図、第2図は実施例においてろう付性を調べる
ために用いた試験片の斜視図である。 (1)……アルミニウムブレージングシート、(2)…
…心材、(3)……内側皮材、(4)……外側皮材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−5840(JP,A) 特開 昭59−83741(JP,A) 特開 昭59−205445(JP,A) 特開 昭56−41347(JP,A) 特開 昭60−138037(JP,A) 特開 昭51−25414(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ化物系フラックスを用いてろう付され
    るアルミニウムブレージングシートであって、Mn:0.80w
    t%を越え1.50wt%以下、Mg:0.30〜0.50wt%、Si:0.30
    〜0.60wt%、Cu:0.10〜0.30wt%を含有し、残部アルミ
    ニウム及び不可避不純物からなる心材の片面に、Zn:0.1
    0〜2.00wt%、In:0.01〜0.10wt%の1種または2種を含
    有するとともにCu:0.05wt%以下にその含有量が規制さ
    れ、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる内側皮
    材が被覆され、かつ心材の他面にはAl-Si系合金ろう材
    からなる外側皮材が被覆されてなることを特徴とするア
    ルミニウムブレージングシート。
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