JP2764909B2 - ブレージングシート及び熱交換器 - Google Patents
ブレージングシート及び熱交換器Info
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- JP2764909B2 JP2764909B2 JP63033287A JP3328788A JP2764909B2 JP 2764909 B2 JP2764909 B2 JP 2764909B2 JP 63033287 A JP63033287 A JP 63033287A JP 3328788 A JP3328788 A JP 3328788A JP 2764909 B2 JP2764909 B2 JP 2764909B2
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- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，耐食性に優れたブレージングシート及び該
ブレージングシートを用いたアルミニウム製熱交換器に
関する。
ブレージングシートを用いたアルミニウム製熱交換器に
関する。
従来，ドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器に使
用するブレージングシートとしては,Al−Mn系のアルミ
ニウム合金を芯材とした材料が知られている。また，こ
の従来のブレージングシートは，腐食環境が厳しい条件
で使用される場合には腐食による孔食が生じ易いことも
知られている。
用するブレージングシートとしては,Al−Mn系のアルミ
ニウム合金を芯材とした材料が知られている。また，こ
の従来のブレージングシートは，腐食環境が厳しい条件
で使用される場合には腐食による孔食が生じ易いことも
知られている。
そこで，孔食が生じないブレージングシートを提供す
るための試みが幾つくかなされている。例えば，特開昭
62−40412号公報には，「高強度アルミニウム真空ブレ
ージングシート」が開示されている。この真空ブレージ
ングシートは，一定量のZn,Mg,Mn,Crなどを含有するア
ルミニウム合金を芯材とし，その片面には拡散防止層ａ
及びろう材を，また他の片面には拡散防止層ｂのみを有
する合計４層構造のクラッド材からなるものである。
るための試みが幾つくかなされている。例えば，特開昭
62−40412号公報には，「高強度アルミニウム真空ブレ
ージングシート」が開示されている。この真空ブレージ
ングシートは，一定量のZn,Mg,Mn,Crなどを含有するア
ルミニウム合金を芯材とし，その片面には拡散防止層ａ
及びろう材を，また他の片面には拡散防止層ｂのみを有
する合計４層構造のクラッド材からなるものである。
上記拡散防止層ａは，純アルミニウム又はMn1.5重量
％以下と通常の不純物と残部アルミニウムとからなるア
ルミニウム合金である。また，上記ろう材は,Al−Si−M
g系からなるアルミニウム合金ろう材である。また，上
記拡散防止層ｂは，上記ａ層と同様の純アルミニウム又
はアルミニウム合金である。
％以下と通常の不純物と残部アルミニウムとからなるア
ルミニウム合金である。また，上記ろう材は,Al−Si−M
g系からなるアルミニウム合金ろう材である。また，上
記拡散防止層ｂは，上記ａ層と同様の純アルミニウム又
はアルミニウム合金である。
ところで，ブレージングシートをプレート材として使
用するドロンカップ型熱交換器（後述する第１図）は，
一般にブレージングシートを所定の形状にプレス成形
し，その成形物であるプレートをそれぞれ２つ１組でろ
う付けして１ユニットの液体タンク形成部分とチューブ
部分とを作製する。そして，これらのユニットをフィン
と交互にサンドイッチ構造に多数積層して，ろう付け加
熱により接合し，その全体を構成する。このろう付け
は，上記ブレージングシートの表面のろう材をフィンと
接合することにより行うものである。そして，このとき
使用する上記フィンは，一般にAl−Mg−Si系又はAl−Mn
−Zn−Sn系のアルミニウム合金が使用される。
用するドロンカップ型熱交換器（後述する第１図）は，
一般にブレージングシートを所定の形状にプレス成形
し，その成形物であるプレートをそれぞれ２つ１組でろ
う付けして１ユニットの液体タンク形成部分とチューブ
部分とを作製する。そして，これらのユニットをフィン
と交互にサンドイッチ構造に多数積層して，ろう付け加
熱により接合し，その全体を構成する。このろう付け
は，上記ブレージングシートの表面のろう材をフィンと
接合することにより行うものである。そして，このとき
使用する上記フィンは，一般にAl−Mg−Si系又はAl−Mn
−Zn−Sn系のアルミニウム合金が使用される。
しかしながら，上記フィンに使用されるアルミニウム
合金は，上記ブレージングシートの芯材よりも電極電位
が卑である。そのため，従来のブレージングシートは，
ドロンカップ型熱交換器のプレート材として使用する場
合，上記フィンの犠牲腐食作用の働きによりプレート材
の耐食性向上を図ってきている。
合金は，上記ブレージングシートの芯材よりも電極電位
が卑である。そのため，従来のブレージングシートは，
ドロンカップ型熱交換器のプレート材として使用する場
合，上記フィンの犠牲腐食作用の働きによりプレート材
の耐食性向上を図ってきている。
しかし，従来のブレージングシートにおいては，特に
フィンが接合されていないプレート材の部分，例えばタ
ンク部分には，犠牲腐食作用が働く上記フィンが接触し
ていないため，耐食性が低下する。
フィンが接合されていないプレート材の部分，例えばタ
ンク部分には，犠牲腐食作用が働く上記フィンが接触し
ていないため，耐食性が低下する。
その結果，タンク部分などのように，フィンが接合さ
れていない部分に孔食を生ずる場合がある。それ故，上
記従来のブレージングシートよりも更に耐食性に優れた
ブレージングシート，更には耐食性に優れた熱交換器の
出現が要望されている。
れていない部分に孔食を生ずる場合がある。それ故，上
記従来のブレージングシートよりも更に耐食性に優れた
ブレージングシート，更には耐食性に優れた熱交換器の
出現が要望されている。
本発明は，かかる従来技術の問題点鑑みてなされたも
ので，耐食性に優れたブレージングシート及びこれを用
いたアルミニウム製熱交換器を提供しようとするもので
ある。
ので，耐食性に優れたブレージングシート及びこれを用
いたアルミニウム製熱交換器を提供しようとするもので
ある。
本発明におけるブレージングシートは，下記に示す組
成からなる第１アルミニウム合金を芯材とし，該芯材の
両面に純アルミニウム又はCu（銅）含有量が0.25重量％
以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう付け用
の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外方
へ拡散させるための中間層をクラッドし，更にその両面
にAl（アルミニウム）−Si（シリコン）系又はAl−Si−
Mg（マグネシウム）系のろう材をクラッドしてなること
を特徴とする耐食性に優れたブレージングシートにあ
る。
成からなる第１アルミニウム合金を芯材とし，該芯材の
両面に純アルミニウム又はCu（銅）含有量が0.25重量％
以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう付け用
の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外方
へ拡散させるための中間層をクラッドし，更にその両面
にAl（アルミニウム）−Si（シリコン）系又はAl−Si−
Mg（マグネシウム）系のろう材をクラッドしてなること
を特徴とする耐食性に優れたブレージングシートにあ
る。
即ち，上記第１アルミニウム合金は,Cu0.2〜0.7重量
％と,Mn（マンガン）1.5重量％以下,Mg0.5重量％以下,C
r（クロム）0.2重量％以下,Ti（チタン）0.2重量％以
下,Zr（ジルコン）0.2重量％以下の群より選ばれたいず
れか１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，残部
アルミニウムとからなるアルミニウム合金である。
％と,Mn（マンガン）1.5重量％以下,Mg0.5重量％以下,C
r（クロム）0.2重量％以下,Ti（チタン）0.2重量％以
下,Zr（ジルコン）0.2重量％以下の群より選ばれたいず
れか１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，残部
アルミニウムとからなるアルミニウム合金である。
本発明にかかるブレージングシートは，簡潔に言え
ば，特定組成の芯材の両面に特定の中間層を，更にその
上にろう材をクラッドした５層からなる複合材である。
そして，上記中間層は，該ブレージングシートを熱交換
器のフィン等にろう付け加熱接合する際に芯材中のCuを
外方へ拡散させるための,Cu濃度勾配形成層としての役
割を有する。
ば，特定組成の芯材の両面に特定の中間層を，更にその
上にろう材をクラッドした５層からなる複合材である。
そして，上記中間層は，該ブレージングシートを熱交換
器のフィン等にろう付け加熱接合する際に芯材中のCuを
外方へ拡散させるための,Cu濃度勾配形成層としての役
割を有する。
しかして，芯材としては，前記第１アルミニウム合金
を使用する。ここにCuを0.2〜0.7％（重量比，以下同
じ）としたのは，この範囲を外れるとブレージングシー
トの耐食性が著しく低下するからである（第５図〜第７
図参照）。また,Mnを1.5％以下としたのはMnをそれ以上
含有すると成形性が悪化するため,Mgを0.5％以下とした
のはMgをそれ以上含有すると成形性が悪化するため，更
にCr,Ti,Zrを0.2％以下としたのはCr,Ti,Zrをそれ以上
含有すると鋳造不可能になるためである。
を使用する。ここにCuを0.2〜0.7％（重量比，以下同
じ）としたのは，この範囲を外れるとブレージングシー
トの耐食性が著しく低下するからである（第５図〜第７
図参照）。また,Mnを1.5％以下としたのはMnをそれ以上
含有すると成形性が悪化するため,Mgを0.5％以下とした
のはMgをそれ以上含有すると成形性が悪化するため，更
にCr,Ti,Zrを0.2％以下としたのはCr,Ti,Zrをそれ以上
含有すると鋳造不可能になるためである。
また，該芯材両面には，芯材のCuを拡散するための中
間層をクラッドする。この中間層は，上記Cu濃度勾配形
成層としての役割を有する純アルミニウム，又は第２ア
ルミニウム合金により形成する。上記純アルミニウム
は，通常の不可避的な不純物を含有していても良い。ま
た，上記第２アルミニウム合金は0.25％以下のCuを含有
している。これは，上記芯材から中間層へCuを拡散し易
くするためである。Cu含有量を0.25％以下としたのは，
これより多くするとろう材加熱によって芯材中により拡
散してくるCuとの合計のCu量が多くなりすぎ，耐食性が
劣化するためである。
間層をクラッドする。この中間層は，上記Cu濃度勾配形
成層としての役割を有する純アルミニウム，又は第２ア
ルミニウム合金により形成する。上記純アルミニウム
は，通常の不可避的な不純物を含有していても良い。ま
た，上記第２アルミニウム合金は0.25％以下のCuを含有
している。これは，上記芯材から中間層へCuを拡散し易
くするためである。Cu含有量を0.25％以下としたのは，
これより多くするとろう材加熱によって芯材中により拡
散してくるCuとの合計のCu量が多くなりすぎ，耐食性が
劣化するためである。
また，更に該中間層の両面に所定のろう材をクラッド
する。該ろう材としては，従来も用いられているAl−Si
系合金又はAl−Si−Mg系合金ろう材を使用する。
する。該ろう材としては，従来も用いられているAl−Si
系合金又はAl−Si−Mg系合金ろう材を使用する。
しかして，上記の芯材，中間層及びろう材からなる５
層は互いにクラッドされている。かかるクラッドは，こ
れらの５層の材料を積層し，約500℃の高温下で高温圧
延することなどにより，互いに結合することにより行
う。
層は互いにクラッドされている。かかるクラッドは，こ
れらの５層の材料を積層し，約500℃の高温下で高温圧
延することなどにより，互いに結合することにより行
う。
次に，上記ブレージングシートを用いた熱交換器につ
き述べる。
き述べる。
該熱交換器は，プレート材としてブレージングシート
を用い，該ブレージングシートにフィンをろう付けして
なるドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器におい
て，上記ブレージングシートは，下記に示す組成からな
る第１アルミニウム合金を芯材とし，該芯材の両面に純
アルミニウム又はCu含有量が0.25重量％以下である第２
アルミニウム合金からなり，ろう付け用の加熱をする際
に上記芯材中のCuをろう材側である外方へ拡散させるた
めの中間層をクラッドし，また更にその両面にAl−Si系
又はAl−Si−Mg系のろう材をクラッドしてなり，かつ該
ブレージングシートは芯材から中間層を経てろう材に至
るにしたがってCu含有量が漸次減少していることを特徴
とする耐食製に優れたアルミニウム製熱交換器である。
を用い，該ブレージングシートにフィンをろう付けして
なるドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器におい
て，上記ブレージングシートは，下記に示す組成からな
る第１アルミニウム合金を芯材とし，該芯材の両面に純
アルミニウム又はCu含有量が0.25重量％以下である第２
アルミニウム合金からなり，ろう付け用の加熱をする際
に上記芯材中のCuをろう材側である外方へ拡散させるた
めの中間層をクラッドし，また更にその両面にAl−Si系
又はAl−Si−Mg系のろう材をクラッドしてなり，かつ該
ブレージングシートは芯材から中間層を経てろう材に至
るにしたがってCu含有量が漸次減少していることを特徴
とする耐食製に優れたアルミニウム製熱交換器である。
また，上記第１アルミニウム合金は,Cu0.2〜0.7重量
％と,Mn1.5重量％以下,Mg0.5重量％以下,Cr0.2重量％以
下,Ti0.2重量％以下,Zr0.2重量％以下の群より選ばれた
いずれか１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，
残部アルミニウムとからなるアルミニウム合金である。
％と,Mn1.5重量％以下,Mg0.5重量％以下,Cr0.2重量％以
下,Ti0.2重量％以下,Zr0.2重量％以下の群より選ばれた
いずれか１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，
残部アルミニウムとからなるアルミニウム合金である。
ここに重要なことは，上記熱交換器は，前述したろう
付け用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側であ
る外方へ拡散させるための中間層を有するブレージング
シートをそのプレート材として用いるものである。ま
た，該熱交換器においてはフィンと接合されているプレ
ート材，即ちブレージングシートは内側から表面に至る
にしたがって徐々にそのCu含有量が減少していることで
ある（第３図参照）。しかして，ブレージングシートに
おけるCu含有量は，その基材としての芯材中においては
中央及びその周辺部はろう付け加熱の前とほぼ同様のCu
含有量を有しているが，その外側は中間層に向かうにし
たがって減少している。更に，中間層においては芯材と
接している側はその接している部分の芯材外面と同様の
Cu含有量を示し，外面に至るにしたがって減少してい
る。更に，ろう材においては中間層と接している部分は
その接している部分の中間層と同様のCu含有量を示し，
表面に至るにしたがって減少している。しかして，後述
のごとく，上記のごときCu含有量の漸次減少が熱交換器
の耐食性向上の大きく貢献しているのである。
付け用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側であ
る外方へ拡散させるための中間層を有するブレージング
シートをそのプレート材として用いるものである。ま
た，該熱交換器においてはフィンと接合されているプレ
ート材，即ちブレージングシートは内側から表面に至る
にしたがって徐々にそのCu含有量が減少していることで
ある（第３図参照）。しかして，ブレージングシートに
おけるCu含有量は，その基材としての芯材中においては
中央及びその周辺部はろう付け加熱の前とほぼ同様のCu
含有量を有しているが，その外側は中間層に向かうにし
たがって減少している。更に，中間層においては芯材と
接している側はその接している部分の芯材外面と同様の
Cu含有量を示し，外面に至るにしたがって減少してい
る。更に，ろう材においては中間層と接している部分は
その接している部分の中間層と同様のCu含有量を示し，
表面に至るにしたがって減少している。しかして，後述
のごとく，上記のごときCu含有量の漸次減少が熱交換器
の耐食性向上の大きく貢献しているのである。
また，芯材，中間層，ろう材の材質，クラッド等に関
しては前記ブレージングシートにおいて説明したものと
同様である。
しては前記ブレージングシートにおいて説明したものと
同様である。
次に，前記ブレージングシートを用いたもう１つの熱
交換器について述べる。
交換器について述べる。
該熱交換器は，プレート材としてブレージングシート
を用い，該ブレージングシートにフィンをろう付けして
なるドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器におい
て，該熱交換器は，前記第１アルミニウム合金を芯材と
し，該芯材の両面に純アルミニウム又はCu含有量が0.25
重量％以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう
付け用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側であ
る外方へ拡散させるための中間層をクラッドし，更にそ
の両面にAl−Si系又はAl−Si−Mg系のろう材をクラッド
してなるブレージングシートを用いてなると共に，該ブ
レージングシートにフィンをろう付け加熱により接合し
てなることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム製
熱交換器である。
を用い，該ブレージングシートにフィンをろう付けして
なるドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器におい
て，該熱交換器は，前記第１アルミニウム合金を芯材と
し，該芯材の両面に純アルミニウム又はCu含有量が0.25
重量％以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう
付け用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側であ
る外方へ拡散させるための中間層をクラッドし，更にそ
の両面にAl−Si系又はAl−Si−Mg系のろう材をクラッド
してなるブレージングシートを用いてなると共に，該ブ
レージングシートにフィンをろう付け加熱により接合し
てなることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム製
熱交換器である。
即ち，上記熱交換器は前述した，ろう付け用の加熱を
する際に上記芯材中のCuをろう材側である外方へ拡散さ
せるための中間層を有するブレージングシートをそのプ
レート材として用い，これとフィンとをろう付け加熱に
より接合したものである。かかるろう付け加熱によっ
て，プレート材としてのブレージングシートとフィンと
がろう付けされると共に，該ブレージングシートはその
中央から外部にかけてCuが拡散し，漸次Cu含有量が減少
している状態となる。また，芯材，中間層，ろう材，ク
ラッド等に関しては，前記ブレージングシートにおいて
説明したものと同様である。
する際に上記芯材中のCuをろう材側である外方へ拡散さ
せるための中間層を有するブレージングシートをそのプ
レート材として用い，これとフィンとをろう付け加熱に
より接合したものである。かかるろう付け加熱によっ
て，プレート材としてのブレージングシートとフィンと
がろう付けされると共に，該ブレージングシートはその
中央から外部にかけてCuが拡散し，漸次Cu含有量が減少
している状態となる。また，芯材，中間層，ろう材，ク
ラッド等に関しては，前記ブレージングシートにおいて
説明したものと同様である。
本発明にかかるブレージングシートは,Cu含有量0.2〜
0.7％など前記特定組成の芯材の両面に，純Al又はCu含
有量0.25％以下の第２アルミニウム合金からなる中間層
をクラッドし，更にその両面に特定のろう材をクラッド
してなるものである。そして，特に重要なことは，該ブ
レージングシートはその中央ブレージングに上記ろう付
用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外
方へ拡散させるための中間層を有することである。しか
して，該ブレージングシートは，これを例えば熱交換器
のプレート材として用い，ろう付け加熱によりフィンと
接合する場合には，このろう付け加熱時の高温度（例え
ば580〜630℃）により，その芯材中のCuが中間層及びろ
う材の方向に拡散する。
0.7％など前記特定組成の芯材の両面に，純Al又はCu含
有量0.25％以下の第２アルミニウム合金からなる中間層
をクラッドし，更にその両面に特定のろう材をクラッド
してなるものである。そして，特に重要なことは，該ブ
レージングシートはその中央ブレージングに上記ろう付
用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外
方へ拡散させるための中間層を有することである。しか
して，該ブレージングシートは，これを例えば熱交換器
のプレート材として用い，ろう付け加熱によりフィンと
接合する場合には，このろう付け加熱時の高温度（例え
ば580〜630℃）により，その芯材中のCuが中間層及びろ
う材の方向に拡散する。
そして，その拡散の結果，前記のごとくブレージング
シート中のCu含有量が中央付近から外表面に向かって漸
次減少した状態となる（第３図参照）。このCu含有量の
漸次減少は，上記中間層を芯材とろう材との間に介在さ
せたことによって形成される。つまり，中間層はCuを拡
散させるための濃度勾配形成層としての役目を果たすも
のであり，このことはまた後述のごとくブレージングシ
ートの耐食性向上に大きな貢献をする層としての価値を
有する。
シート中のCu含有量が中央付近から外表面に向かって漸
次減少した状態となる（第３図参照）。このCu含有量の
漸次減少は，上記中間層を芯材とろう材との間に介在さ
せたことによって形成される。つまり，中間層はCuを拡
散させるための濃度勾配形成層としての役目を果たすも
のであり，このことはまた後述のごとくブレージングシ
ートの耐食性向上に大きな貢献をする層としての価値を
有する。
しかして，上記のごときCuの濃度勾配の形成により，
該ブレージングシートの電極電位分布は，第４図に示す
ごとくその表面から内部に向かって貴となるよう構成さ
れる。かかる電位勾配の形成によって，最表面のろう材
及びその内側の中間層が，芯材の犠牲腐食合金として作
用することとなり，そのために芯材の孔食を防止するこ
ととなる。それ故，熱交換器において該ブレージングシ
ートとフィンとが接触していない部分（例えば，タンク
部分）においても優れた耐食性が発揮されるのである。
該ブレージングシートの電極電位分布は，第４図に示す
ごとくその表面から内部に向かって貴となるよう構成さ
れる。かかる電位勾配の形成によって，最表面のろう材
及びその内側の中間層が，芯材の犠牲腐食合金として作
用することとなり，そのために芯材の孔食を防止するこ
ととなる。それ故，熱交換器において該ブレージングシ
ートとフィンとが接触していない部分（例えば，タンク
部分）においても優れた耐食性が発揮されるのである。
上記のごとく，本発明によれば，耐食性の優れたブレ
ージングシートを提供することができる。また，該ブレ
ージングシートは，自動車用熱交換器，例えばラジエー
タ，ヒーター，クーラーコンデンサーなどの製造に，優
れた耐食性を有するAl合金製ブレージングシートとして
用いることができる。
ージングシートを提供することができる。また，該ブレ
ージングシートは，自動車用熱交換器，例えばラジエー
タ，ヒーター，クーラーコンデンサーなどの製造に，優
れた耐食性を有するAl合金製ブレージングシートとして
用いることができる。
また，上記中間層を有するブレージングシートを用い
た熱交換器については，上記ブレージングシートにフィ
ンをろう付けしたもので，熱交換器を構成しているプレ
ート材としてのブレージングシートは内側から外側に向
かってCu含有量が漸次減少している。つまり，前記のご
ときCuの濃度勾配層が形成されている。それ故，前記の
ごとく，ろう材及び中間層がろう付けの犠牲腐食合金と
して作用することになり，プレート材は耐食性が向上す
る。したがって，耐食性に優れた熱交換器を提供するこ
とができる。
た熱交換器については，上記ブレージングシートにフィ
ンをろう付けしたもので，熱交換器を構成しているプレ
ート材としてのブレージングシートは内側から外側に向
かってCu含有量が漸次減少している。つまり，前記のご
ときCuの濃度勾配層が形成されている。それ故，前記の
ごとく，ろう材及び中間層がろう付けの犠牲腐食合金と
して作用することになり，プレート材は耐食性が向上す
る。したがって，耐食性に優れた熱交換器を提供するこ
とができる。
また，前記もう１つの熱交換器に関しても，前記中間
層を有するブレージングシートをプレート材として用
い，該プレート材にフィンをろう付け加熱により接合し
ているので，このろう付け加熱の際に上記のごときCuの
濃度勾配層が形成される。そのため，上記と同様にろう
材層及び中間層が犠牲腐食合金として作用する。したが
って，腐食性に優れた熱交換器を提供することができ
る。
層を有するブレージングシートをプレート材として用
い，該プレート材にフィンをろう付け加熱により接合し
ているので，このろう付け加熱の際に上記のごときCuの
濃度勾配層が形成される。そのため，上記と同様にろう
材層及び中間層が犠牲腐食合金として作用する。したが
って，腐食性に優れた熱交換器を提供することができ
る。
本発明の実施例にかかるアルミニウム製熱交換器につ
いて，第１図〜第７図を用いて説明する。
いて，第１図〜第７図を用いて説明する。
各実施例に先立って，まず本例の熱交換器につき示
す。
す。
本例の熱交換器１は，第１図に示すごとく，熱交換を
行うコアー部７と冷媒等を流出入するためのパイプ８と
この両者を連結するタンク９とからなる。また，上記コ
アー部７にはプレート材６で形成したチューブ61の間に
多数のフィン71が併設されている。
行うコアー部７と冷媒等を流出入するためのパイプ８と
この両者を連結するタンク９とからなる。また，上記コ
アー部７にはプレート材６で形成したチューブ61の間に
多数のフィン71が併設されている。
そして，プレート材６はチューブ61の部分においては
フィン71と接合しているが，上下のタンク９の部分では
フィン71が接合されていない。
フィン71と接合しているが，上下のタンク９の部分では
フィン71が接合されていない。
上記熱交換器は，いわゆるドロンカップ型熱交換器と
称されるもので，概略次のようにして作製する。即ち，
長板状のブレージングシートの両端部分を深く，その間
は浅くプレス成形して，この成形物であるプレートを２
つ１組でろう付けして１ユニットのタンク部分とチュー
ブ部分とを形成する。そして，このユニットを多段積層
すると共にタンク９を連通させる。そして，そのチュー
ブ61の部分における間隙にフィン71をろう付けする。
称されるもので，概略次のようにして作製する。即ち，
長板状のブレージングシートの両端部分を深く，その間
は浅くプレス成形して，この成形物であるプレートを２
つ１組でろう付けして１ユニットのタンク部分とチュー
ブ部分とを形成する。そして，このユニットを多段積層
すると共にタンク９を連通させる。そして，そのチュー
ブ61の部分における間隙にフィン71をろう付けする。
しかして，第２図に示すごとく，ブレージングシート
５は第１アルミニウム合金で作成した芯材２と，その両
面に形成された濃度勾配層の役割を有する中間層３と，
その両面に形成されたろう材層４との合計５層よりな
る。
５は第１アルミニウム合金で作成した芯材２と，その両
面に形成された濃度勾配層の役割を有する中間層３と，
その両面に形成されたろう材層４との合計５層よりな
る。
実施例１〜４ 第１表に示す芯材，中間層及びろう材を用いて,4種類
のブレージングシートを作製した。次いで，上記のごと
くしてドロンカップ型熱交換器を作製した。そして，こ
の４種の熱交換器につき腐食性評価のためのCASS試験を
行った。
のブレージングシートを作製した。次いで，上記のごと
くしてドロンカップ型熱交換器を作製した。そして，こ
の４種の熱交換器につき腐食性評価のためのCASS試験を
行った。
上記芯材２としては，上記第１表に示すごとく，大別
して実施例1,2及び3,4において,2種類のアルミニウム合
金を使用する。即ち，実施例１及び２においては,Al−
1.2％Mn−0.5％Cuのアルミニウム合金を使用した。
して実施例1,2及び3,4において,2種類のアルミニウム合
金を使用する。即ち，実施例１及び２においては,Al−
1.2％Mn−0.5％Cuのアルミニウム合金を使用した。
他方，実施例３及び４において，芯材２としては,Al
−0.8％Mn−0.3％Cu−0.1％Crのアルミニウム合金を使
用した。
−0.8％Mn−0.3％Cu−0.1％Crのアルミニウム合金を使
用した。
また，比較例として，芯材にはA3003（JIS規格）のア
ルミニウム合金を使用した。この合金は,Cu0.05〜0.2
％,Mn1.0〜1.5％等を含有している。なお，比較例にお
いては，中間層は形成せず，ろう材を芯材の両面にクラ
ッドした。これは腐食性の対比を明確にするためであ
る。
ルミニウム合金を使用した。この合金は,Cu0.05〜0.2
％,Mn1.0〜1.5％等を含有している。なお，比較例にお
いては，中間層は形成せず，ろう材を芯材の両面にクラ
ッドした。これは腐食性の対比を明確にするためであ
る。
次に，中間層３としては，実施例１及び３において
は，上記A3003を，また実施例２及び４においては,A107
0のアルミニウム合金を使用した。この合金は,Cu0.04
％,Mn0.04％,Mg0.03％等を含有している。
は，上記A3003を，また実施例２及び４においては,A107
0のアルミニウム合金を使用した。この合金は,Cu0.04
％,Mn0.04％,Mg0.03％等を含有している。
そして，ろう材４としては，実施例１〜４のいずれの
場合においても,A4104アルミニウム合金を使用した。こ
の合金は,Cu0.04％,Mn0.04％,Mg1.2％等を含有してい
る。
場合においても,A4104アルミニウム合金を使用した。こ
の合金は,Cu0.04％,Mn0.04％,Mg1.2％等を含有してい
る。
しかして，上記芯材，中間層，ろう材は前記のごとく
５層に重ねて，約500℃にて圧延したクラッドしてブレ
ージングシートとした。また，熱交換器作製時において
該ブレージングシートのプレートとフィンのろう付けは
600℃において行った。更に，このフィンはAl−1.3％Mn
−0.05％Sn合金を用いた。
５層に重ねて，約500℃にて圧延したクラッドしてブレ
ージングシートとした。また，熱交換器作製時において
該ブレージングシートのプレートとフィンのろう付けは
600℃において行った。更に，このフィンはAl−1.3％Mn
−0.05％Sn合金を用いた。
上記CASS試験は，金属の腐食を評価するためのもの
で，その概要は次の通りである。即ち，サンプル材に対
し,NaCl5％,CuCl20.026％溶液を酢酸でpH3に調整した腐
食液を連続噴霧し，このときの温度を50℃に保つもので
ある。
で，その概要は次の通りである。即ち，サンプル材に対
し,NaCl5％,CuCl20.026％溶液を酢酸でpH3に調整した腐
食液を連続噴霧し，このときの温度を50℃に保つもので
ある。
上記CASS試験の結果は，第１表に示した。
同表より知られるごとく，本発明に関する実施例１〜
４のいずれの場合も,700時間を経ても洩れが発生するこ
となく，またプレート材６に孔食は生じなかった。これ
に対し比較例は，約300時間でプレート材６に孔食を生
じ，洩れるに至った。
４のいずれの場合も,700時間を経ても洩れが発生するこ
となく，またプレート材６に孔食は生じなかった。これ
に対し比較例は，約300時間でプレート材６に孔食を生
じ，洩れるに至った。
このように，本例にかかる熱交換器１のプレート材６
が洩れを発生しなかった理由は，主として次のように考
えられる。
が洩れを発生しなかった理由は，主として次のように考
えられる。
即ち，第３図に示すごとく，ブレージングシート５に
おける中間層３には，ろう付け加熱時に芯材２からCuが
拡散移動する。そのため，中間層３はCuの濃度勾配層を
形成し，そのCu濃度分布は，第３図に示すようになる。
即ち，同図において，芯材２は，その両端部を除いてCu
濃度が約0.5％であるが両端部ではCu濃度が低下してい
る。また，中間層３では，外方向（ろう材層４の方向）
に向かうにしたがって漸次Cu濃度が０に近づく。また，
ろう材層４においては，殆どCu濃度は０になる。この結
果，ブレージングシート５の電極電位は，第４図に示す
分布となる。即ち，芯材２においては，その中央部分付
近の電極電位は約−710mvで貴であるのに対し，外へ向
かうにしたがって低い電位となる。更に，中間層３にお
いては，電極電位は外部に向かうにしたがって低下す
る。また，ろう材層４は，電極電位が約−750mvとな
り，卑となる。
おける中間層３には，ろう付け加熱時に芯材２からCuが
拡散移動する。そのため，中間層３はCuの濃度勾配層を
形成し，そのCu濃度分布は，第３図に示すようになる。
即ち，同図において，芯材２は，その両端部を除いてCu
濃度が約0.5％であるが両端部ではCu濃度が低下してい
る。また，中間層３では，外方向（ろう材層４の方向）
に向かうにしたがって漸次Cu濃度が０に近づく。また，
ろう材層４においては，殆どCu濃度は０になる。この結
果，ブレージングシート５の電極電位は，第４図に示す
分布となる。即ち，芯材２においては，その中央部分付
近の電極電位は約−710mvで貴であるのに対し，外へ向
かうにしたがって低い電位となる。更に，中間層３にお
いては，電極電位は外部に向かうにしたがって低下す
る。また，ろう材層４は，電極電位が約−750mvとな
り，卑となる。
このように電極電位勾配が形成されることによって，
中間層３及びろう材層４は芯材２に対し，犠牲腐食作用
が働き，芯材の腐食防止の役割を果たすことになる。そ
のため，芯材２は，腐食されることなく，したがって孔
食を生ずることはない。したがって，プレート材６にお
いて，フィンと接触していない部分も優れた耐食性を有
することになる。
中間層３及びろう材層４は芯材２に対し，犠牲腐食作用
が働き，芯材の腐食防止の役割を果たすことになる。そ
のため，芯材２は，腐食されることなく，したがって孔
食を生ずることはない。したがって，プレート材６にお
いて，フィンと接触していない部分も優れた耐食性を有
することになる。
実施例５〜７ 次に，芯材２と中間層３との組成割合を変化させ，種
々のブレージングシートを作製し，孔食腐食テストを行
った。
々のブレージングシートを作製し，孔食腐食テストを行
った。
上記ブレージングシートにおける各層の組成及びその
結果を，第２表〜第４表並びに第５図〜第７図を用いて
説明する。
結果を，第２表〜第４表並びに第５図〜第７図を用いて
説明する。
即ち，厚み0.4mmの芯材２と，その両面にそれぞれ厚
み0.005mmの中間層３とろう材層４とをクラッドした，
合計板厚み0.6mmのブレージングシート５を作成した。
み0.005mmの中間層３とろう材層４とをクラッドした，
合計板厚み0.6mmのブレージングシート５を作成した。
次に，このブレージングシート５を温度600℃におい
て３分間真空加熱処理した。この処理は，ブレージング
シートをフィンとろう付けして熱交換器を製造する際の
加熱に相当し，この加熱によって前記のごとく芯材中の
Cuが拡散する。
て３分間真空加熱処理した。この処理は，ブレージング
シートをフィンとろう付けして熱交換器を製造する際の
加熱に相当し，この加熱によって前記のごとく芯材中の
Cuが拡散する。
その後，ブレージングシート５を800mm×100mmのサイ
ズに切断した。このようにして作成した平板をテストピ
ースとして，上記CASS試験による金属腐食テストを行っ
た。
ズに切断した。このようにして作成した平板をテストピ
ースとして，上記CASS試験による金属腐食テストを行っ
た。
以下，実施例５〜７に関する，各層の材質を第２〜４
表に示す。
表に示す。
実施例５にかかるブレージングシートNo.5−１ないし
５−４は，上記第２表に示すごとく，芯材２としてはい
ずれの場合もAl−1.2％Mn−0.5％Cuを使用した。また，
中間層３及びろう材４は，上表に示す通りである。な
お,No.5−2,No.5−４に示す0.3Cuとは,0.3％のCuを更に
含有させたものである（以下同じ）。
５−４は，上記第２表に示すごとく，芯材２としてはい
ずれの場合もAl−1.2％Mn−0.5％Cuを使用した。また，
中間層３及びろう材４は，上表に示す通りである。な
お,No.5−2,No.5−４に示す0.3Cuとは,0.3％のCuを更に
含有させたものである（以下同じ）。
実施例６においては，芯材中のMn及びCu量を実施例５
よりも少なくしている。
よりも少なくしている。
実施例７において,Cu量を実施例６よりも更に少なく
した。
した。
これらのブレージングシートを上記CASS試験のテスト
ピースとして使用し，第５図〜第７図に示すごとき，金
属腐食の試験結果を得た。同図は，縦軸に最大孔食深さ
（mm）を，また横軸に試験時間（Hr）を取ったものであ
る。
ピースとして使用し，第５図〜第７図に示すごとき，金
属腐食の試験結果を得た。同図は，縦軸に最大孔食深さ
（mm）を，また横軸に試験時間（Hr）を取ったものであ
る。
第５図に示す実施例５において，その試料No.5−１及
びNo.5−３は，試験時間約450時間においても最大孔食
深さは0.1mm以下であった。これに対し,No.5−４は450
時間経過時には最大孔食深さは約0.4mmであり,No.5−２
は0.6mmにも達して孔があいていた。この結果から明ら
かなように，芯材２はAl−1.2％Mn−0.5％Cuのアルミニ
ウム合金を，また中間層３はA3003又はA1070のアルミニ
ウム合金を使用したもの（No.5−1,No.5−３）が耐食性
に優れていることが分かる。しかして,No.5−2,No.5−
４が耐食性に劣る理由は，中間層に0.3％ものCuを更に
含有させているためである。
びNo.5−３は，試験時間約450時間においても最大孔食
深さは0.1mm以下であった。これに対し,No.5−４は450
時間経過時には最大孔食深さは約0.4mmであり,No.5−２
は0.6mmにも達して孔があいていた。この結果から明ら
かなように，芯材２はAl−1.2％Mn−0.5％Cuのアルミニ
ウム合金を，また中間層３はA3003又はA1070のアルミニ
ウム合金を使用したもの（No.5−1,No.5−３）が耐食性
に優れていることが分かる。しかして,No.5−2,No.5−
４が耐食性に劣る理由は，中間層に0.3％ものCuを更に
含有させているためである。
次に，第６図に示す実施例６において，そのNo.6−１
は試験時間約450時間において，最大孔食深さは約0.2m
m,No.6−３は約0.1mmであった。これに対し,No.6−２及
びNo.6−４は，いずれも孔があいていた。この結果から
明らかなように，芯材２はAl−0.8％Mn−0.3％Cuのアル
ミニウム合金を，また中間層３はA3003及びA1070のアル
ミニウム合金を使用したもの（No.6−1,No.6−３）が耐
食性に優れていることが分かる。しかして,No.6−2,No.
6−４が耐食性に劣る理由は，中間層に0.3％ものCuを更
に含有させているためである。
は試験時間約450時間において，最大孔食深さは約0.2m
m,No.6−３は約0.1mmであった。これに対し,No.6−２及
びNo.6−４は，いずれも孔があいていた。この結果から
明らかなように，芯材２はAl−0.8％Mn−0.3％Cuのアル
ミニウム合金を，また中間層３はA3003及びA1070のアル
ミニウム合金を使用したもの（No.6−1,No.6−３）が耐
食性に優れていることが分かる。しかして,No.6−2,No.
6−４が耐食性に劣る理由は，中間層に0.3％ものCuを更
に含有させているためである。
また，第７図に示す実施例７においては，そのNo.7−
１〜No.7−４のいずれも試験時間約450時間において孔
が明いていた。この結果から明らかなように，芯材２と
してAl−0.8％Mn−0.1Cuのアルミニウム合金は,Cu量が
低く，耐食性に劣ることが分かる。即ち，上記実施例５
及び６にかかるクラッド材に比較して,Cuが僅か0.1％し
か含有されていないアルミニウム合金を芯材とする場合
には，耐食性が極めて低いことが分かる。
１〜No.7−４のいずれも試験時間約450時間において孔
が明いていた。この結果から明らかなように，芯材２と
してAl−0.8％Mn−0.1Cuのアルミニウム合金は,Cu量が
低く，耐食性に劣ることが分かる。即ち，上記実施例５
及び６にかかるクラッド材に比較して,Cuが僅か0.1％し
か含有されていないアルミニウム合金を芯材とする場合
には，耐食性が極めて低いことが分かる。
第１図〜第７図は本発明の実施例を示し，第１図は熱交
換器の斜視図，第２図はブレージングシートの断面図，
第３図は各層におけるCu濃度を示すグラフ，第４図は各
層における電極電位を示すグラフ，第５図〜第７図は実
施例５ないし７におけるブレージングシートのCASS試験
結果で，試験時間（Hr）と最大孔食深さ（mm）との関係
を示すグラフである。 １……熱交換器， ２……芯材， ３……中間層， ４……ろう材， ５……ブレージングシート， ６……プレート材， 61……チューブ ７……コアー部， 71……フィン， ８……パイプ， ９……タンク，
換器の斜視図，第２図はブレージングシートの断面図，
第３図は各層におけるCu濃度を示すグラフ，第４図は各
層における電極電位を示すグラフ，第５図〜第７図は実
施例５ないし７におけるブレージングシートのCASS試験
結果で，試験時間（Hr）と最大孔食深さ（mm）との関係
を示すグラフである。 １……熱交換器， ２……芯材， ３……中間層， ４……ろう材， ５……ブレージングシート， ６……プレート材， 61……チューブ ７……コアー部， 71……フィン， ８……パイプ， ９……タンク，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−100250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−99597（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 21/00 B32B 15/01
Claims (3)
- 【請求項１】下記に示す組成からなる第１アルミニウム
合金を芯材とし， 該芯材の両面に純アルミニウム又はCu含有量が0.25重量
％以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう付け
用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外
方へ拡散させるための中間層をクラッドし， 更にその両面にAl−Si系又はAl−Si−Mg系のろう材をク
ラッドしてなることを特徴とする耐食性に優れたブレー
ジングシート。 上記第１アルミニウム合金は,Cu0.2〜0.7重量％と,Mn1.
5重量％以下,Mg0.5重量％以下,Cr0.2重量％以下,Ti0.2
重量％以下,Zr0.2重量％以下の群より選ばれたいずれか
１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，残部アル
ミニウムとからなるアルミニウム合金。 - 【請求項２】プレート材としてブレージングシートを用
い，該ブレージングシートにフィンをろう付けしてなる
ドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器において， 上記ブレージングシートは，下記に示す組成からなる第
１アルミニウム合金を芯材とし， 該芯材の両面に純アルミニウム又はCu含有量が0.25重量
％以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう付け
用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外
方へ拡散させるための中間層をクラッドし， また更にその両面にAl−Si系又はAl−Si−Mg系のろう材
をクラッドしてなり， かつ該ブレージングシートは芯材から中間層を経てろう
材に至るにしたがってCu含有量が漸次減少していること
を特徴とする耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。 上記第１アルミニウム合金は,Cu0.2〜0.7重量％と,Mn1.
5重量％以下,Mg0.5重量％以下,Cr0.2重量％以下,Ti0.2
重量％以下,Zr0.2重量％以下の群より選ばれたいずれか
１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，残部アル
ミニウムとからなるアルミニウム合金。 - 【請求項３】プレート材としてブレージングシートを用
い，該ブレージングシートにフィンをろう付けしてなる
ドロンカップ型のアルミニウム製熱交換器において， 該熱交換器は，下記に示す組成からなる第１アルミニウ
ム合金を芯材とし， 該芯材の両面に純アルミニウム又はCu含有量が0.25重量
％以下である第２アルミニウム合金からなり，ろう付け
用の加熱をする際に上記芯材中のCuをろう材側である外
方へ拡散させるための中間層をクラッドし， 更にその両面にAl−Si系又はAl−Si−Mg系のろう材をク
ラッドしてなるブレージングシートを用いてなると共
に， 該ブレージングシートにフィンをろう付け加熱により接
合してなることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウ
ム製熱交換器。 上記第１アルミニウム合金は,Cu0.2〜0.7重量％と,Mn1.
5重量％以下,Mg0.5重量％以下,Cr0.2重量％以下,Ti0.2
重量％以下,Zr0.2重量％以下の群より選ばれたいずれか
１種又は２種以上の金属と，通常の不純物と，残部アル
ミニウムとからなるアルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033287A JP2764909B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | ブレージングシート及び熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033287A JP2764909B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | ブレージングシート及び熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208432A JPH01208432A (ja) | 1989-08-22 |
| JP2764909B2 true JP2764909B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12382319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63033287A Expired - Fee Related JP2764909B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | ブレージングシート及び熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764909B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3734302B2 (ja) * | 1996-04-02 | 2006-01-11 | 神鋼アルコア輸送機材株式会社 | ろう付熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシート |
| US7255932B1 (en) * | 2002-04-18 | 2007-08-14 | Alcoa Inc. | Ultra-longlife, high formability brazing sheet |
| DE102004033457B4 (de) * | 2004-07-05 | 2007-12-20 | Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn | Verbundwerkstoff aus einer hochfesten Aluminiumlegierung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59100250A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-09 | Nippon Radiator Co Ltd | アルミニウム製熱交換器用板材 |
| JPS6199597A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Kobe Steel Ltd | 真空ろう付け用ブレ−ジングシ−ト |
-
1988
- 1988-02-16 JP JP63033287A patent/JP2764909B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01208432A (ja) | 1989-08-22 |
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