JP3217108B2 - 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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- JP3217108B2 JP3217108B2 JP03064492A JP3064492A JP3217108B2 JP 3217108 B2 JP3217108 B2 JP 3217108B2 JP 03064492 A JP03064492 A JP 03064492A JP 3064492 A JP3064492 A JP 3064492A JP 3217108 B2 JP3217108 B2 JP 3217108B2
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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。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。
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。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。
【０００４】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。
【０００５】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。
【０００６】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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はろう
付け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、ろう付け後に高強度が
得られるクラッド材を提供しようとするものである。
付け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、ろう付け後に高強度が
得られるクラッド材を提供しようとするものである。
【０００８】
【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。
【０００９】すなわち、犠牲陽極材中にＭｇと耐食性を
阻害しない程度のＳｉを共存させ、Ｍｇを芯材の強化に
寄与させるとともに、犠牲陽極材をＭｇとＳｉによる固
溶体強化およびＭｇ2Ｓｉの析出による時効硬化によっ
て強化させたものである。
阻害しない程度のＳｉを共存させ、Ｍｇを芯材の強化に
寄与させるとともに、犠牲陽極材をＭｇとＳｉによる固
溶体強化およびＭｇ2Ｓｉの析出による時効硬化によっ
て強化させたものである。
【００１０】すなわち、本発明の構成は、（１）芯材
が、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｃｕ：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、Ｆｅ：０．
７％以下（ただし、０．２％以上を除く）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、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、（２）芯材が、Ｍｎ：
０．３〜２．０％、Ｃｕ：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、Ｆｅ：０．７％以下
（ただし、０．２％以上を除く）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、Ｚｎ：３．０％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、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％、Ｃｕ：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、Ｆｅ：０．
７％以下（ただし、０．２％以上を除く）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、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、（２）芯材が、Ｍｎ：
０．３〜２．０％、Ｃｕ：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、Ｆｅ：０．７％以下
（ただし、０．２％以上を除く）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、Ｚｎ：３．０％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、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。
【００１１】
【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。
【００１２】（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。
【００１３】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。
【００１４】芯材中のＣｕは強度向上にも寄与する。
【００１５】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。
【００１６】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
することにより、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
することにより、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。
【００１７】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、ろう付け性を
阻害したり、Ｍｇの弗化物が生成してろう付け部の外観
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、ろう付け性を
阻害したり、Ｍｇの弗化物が生成してろう付け部の外観
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。
【００１８】Ｔｉ： Ｔｉは芯材の耐食性をより一層向上させる。すなわちＴ
ｉ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（ただし、０．２
％以上を除く）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。
ｉ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（ただし、０．２
％以上を除く）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。
【００１９】（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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】Ｚｎ：Ｚｎは皮材の電位を卑にし、犠牲陽
極効果を確実にする。すなわち、腐食の形態を全面腐食
型にして、孔食や隙間腐食を抑制する。３．０％を越え
ると、自己耐食性が低下し、腐食速度が大きくなる。
極効果を確実にする。すなわち、腐食の形態を全面腐食
型にして、孔食や隙間腐食を抑制する。３．０％を越え
ると、自己耐食性が低下し、腐食速度が大きくなる。
【００２３】その他の元素：Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｚｒ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。
Ｃｒ、Ｚｒ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。
【００２４】（３）ろう材 ろう材は通常用いられるＡｌ−Ｓｉ系合金である。通常
６〜１３％のＳｉを含むＡｌ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−Ｍ
ｇ−Ｂｉ系合金などが用いられる。
６〜１３％のＳｉを含むＡｌ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−Ｍ
ｇ−Ｂｉ系合金などが用いられる。
【００２５】
【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。
【００２６】下記第１表に示す芯材用合金、第２表に示
す犠牲陽極材用合金、およびろう材用合金４０４５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により所定の厚さとし、これらと
芯材用合金の鋳塊とを組み合わせて熱間圧延によりクラ
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０．２５ｍｍの板（Ｈ１４材）を作製した。
クラッド材の構成は芯材０．２０ｍｍ、犠牲陽極材とろ
う材それぞれ０．０２５ｍｍとした。
す犠牲陽極材用合金、およびろう材用合金４０４５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により所定の厚さとし、これらと
芯材用合金の鋳塊とを組み合わせて熱間圧延によりクラ
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０．２５ｍｍの板（Ｈ１４材）を作製した。
クラッド材の構成は芯材０．２０ｍｍ、犠牲陽極材とろ
う材それぞれ０．０２５ｍｍとした。
【００２７】各材料の合金組成とその組合せは第３表に
示すとおりである。
示すとおりである。
【００２８】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、綿状生成物の発生状況を目視観察により、ま
た、芯材と犠牲陽極材の溶融状況を断面金属組織によっ
て調べた。
−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、綿状生成物の発生状況を目視観察により、ま
た、芯材と犠牲陽極材の溶融状況を断面金属組織によっ
て調べた。
【００２９】次に厚さ０．２５ｍｍ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、ＨＣ
Ｏ3 -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。以上の結果をまとめて第３表に示す。
発明例Ｎo.１〜１８の場合、ろう付性は良好であり、ろ
う付後の引張強さも１７ｋｇｆ／ｍｍ2以上と高く、ろ
う付後冷却速度に関わらず、内面側、外面側の腐食深さ
は小さい。
（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、ＨＣ
Ｏ3 -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。以上の結果をまとめて第３表に示す。
発明例Ｎo.１〜１８の場合、ろう付性は良好であり、ろ
う付後の引張強さも１７ｋｇｆ／ｍｍ2以上と高く、ろ
う付後冷却速度に関わらず、内面側、外面側の腐食深さ
は小さい。
【００３０】比較例Ｎo.１９の場合、犠牲陽極材のＭｇ
が少ないために引張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
が少ないために引張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
【００３１】比較例Ｎo.２０は、Ｍｇが多いためにろう
付時に局部溶融が生じたので、他の試験を中止した。
付時に局部溶融が生じたので、他の試験を中止した。
【００３２】比較例Ｎo.２１は、犠牲陽極材のＳｉが少
ないために引張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
ないために引張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
【００３３】比較例Ｎo.２２は、Ｓｉが多いためにろう
付後冷却速度が小さくなると粒界腐食を生じている。
付後冷却速度が小さくなると粒界腐食を生じている。
【００３４】比較例Ｎo.２３は犠牲陽極材のＺｎが多い
ために内面側の腐食深さが０．１７〜０．１８ｍｍと大
きい。
ために内面側の腐食深さが０．１７〜０．１８ｍｍと大
きい。
【００３５】Ｎo.２４は、芯材のＭｎが少ないために引
張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低く、Ｎo.２５は芯材の
Ｍｎが多いために健全な板材が得られず、試験を中断し
た。
張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低く、Ｎo.２５は芯材の
Ｍｎが多いために健全な板材が得られず、試験を中断し
た。
【００３６】Ｎo.２６は、芯材のＣｕが少ないために引
張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低く、外面側の腐食深さ
が０．１９〜０．２０ｍｍと大きい。
張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低く、外面側の腐食深さ
が０．１９〜０．２０ｍｍと大きい。
【００３７】Ｎo.２７は、芯材のＣｕが多いためにろう
付時に溶融が生じたので、他の試験を中止した。
付時に溶融が生じたので、他の試験を中止した。
【００３８】Ｎo.２８は、芯材のＳｉが少ないために引
張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
張強さが１５ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
【００３９】Ｎo.２９は、芯材のＳｉが多いためにろう
付時に溶融が生じたので、他の試験を中止した。
付時に溶融が生じたので、他の試験を中止した。
【００４０】Ｎo.３０は、芯材がＭｇを含まないために
引張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
引張強さが１４ｋｇｆ／ｍｍ2と低い。
【００４１】Ｎo.３１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。
【００４２】Ｎo.３２は、芯材がＴｉを含まないため
に、外面側の腐食深さが０．１２〜０．１３ｍｍとやや
大きい。
に、外面側の腐食深さが０．１２〜０．１３ｍｍとやや
大きい。
【００４３】Ｎo.３３は芯材のＴｉが多いために健全な
板材が得られず、試験を中断した。Ｎo.３４は、芯材が
３００３であるため、引張強さが１２ｋｇｆ／ｍｍ2と
低く、外面側の腐食深さも０．２２〜０．２３ｍｍと大
きい。
板材が得られず、試験を中断した。Ｎo.３４は、芯材が
３００３であるため、引張強さが１２ｋｇｆ／ｍｍ2と
低く、外面側の腐食深さも０．２２〜０．２３ｍｍと大
きい。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】
【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、特にろう付後冷却速度が
小さくても耐食性に優れ、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、特にろう付後冷却速度が
小さくても耐食性に優れ、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 加藤 健志 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 (72)発明者 橋浦 光夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 福田 淳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−371368（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭39−12795（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 21/00 - 21/18 B23K 35/28
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、Ｔｉ：０．
３５％以下を含有し、残部Ａｌ、Ｆｅ：０．７％以下
（ただし、０．２％以上を除く）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、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％（重量
％、以下同じ）、Ｃｕ：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、Ｆｅ：０．７％以下
（ただし、０．２％以上を除く）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、Ｚｎ：３．０％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、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 |
|---|---|---|---|
| JP03064492A JP3217108B2 (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 |
| EP93102473A EP0556798B1 (en) | 1992-02-18 | 1993-02-17 | Clad aluminum alloy material having high-strength, high-corrosion resistance for heat exchanger |
| 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 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP03064492A JP3217108B2 (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 |
|---|---|
| JPH05230577A JPH05230577A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3217108B2 true JP3217108B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=12309532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03064492A Expired - Lifetime JP3217108B2 (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) | JP3217108B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3651582B2 (ja) | 2000-07-28 | 2005-05-25 | 神鋼アルコア輸送機材株式会社 | アルミニウムブレージングシート |
| SE0101570A0 (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-04 | Sapa Heat Transfer Ab | High strength aluminium tube material |
| JP5306836B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-10-02 | 古河スカイ株式会社 | 強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート |
| JP2018028127A (ja) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社Uacj | 熱交換器用のアルミニウム合金製クラッド板 |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP03064492A patent/JP3217108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05230577A (ja) | 1993-09-07 |
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