JP3243188B2

JP3243188B2 - 耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材

Info

Publication number: JP3243188B2
Application number: JP24929496A
Authority: JP
Inventors: 宏和田中; 洋池田
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2002-01-07
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: JPH1072634A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐アルカリ腐食性
に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、詳し
くは、フッ化物系フラックスを用いる不活性ガス雰囲気
ろう付けあるいは真空ろう付けにより、自動車用のラジ
エータ、ヒータコアなどのアルミニウム製熱交換器を製
造する場合、その構成部材であるチューブ材、プレート
材などとして適用でき、とくに、当該熱交換器において
通常使用されるクーラントによるアルカリ腐食性環境に
対して優れた耐食性をそなえた熱交換器用アルミニウム
合金クラッド材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のラジエータやヒータコアのチ
ューブ材、ヘッダープレート材としては、3003合金など
のＡｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系
ろう材をクラッドし、他の面に、犠牲陽極材として、Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金をクラッドした３層のアルミニウム合金
クラッド材が使用されている。

【０００３】当該アルミニウム合金クラッド材におい
て、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材は、フッ化物系フラックスを用
いる不活性ガス雰囲気ろう付けあるいは真空ろう付けに
より行われるチューブ材とフィン材との接合、チューブ
材とヘッダープレート材との接合のために設けられるも
のであり、犠牲陽極材は、ラジエータやヒータコアなど
のアルミニウム製熱交換器に組立てられた場合、作動流
体に対して犠牲陽極効果を発揮して芯材の孔食、隙間腐
食を防ぐために設けられるものである。

【０００４】これらの熱交換器においては、作動流体と
して、一般に、クーラントとして市販されているエチレ
ングリコールを主成分とする不凍液を水で0 〜50vol ％
濃度に希釈した中性〜弱アルカリ性の溶液が使用されて
いるが、作動流体によって、チューブなどを構成する前
記アルミニウム合金クラッド材に芯材を貫通する孔食が
生じ、熱交換機能を損なうことがしばしば経験されてい
る。

【０００５】芯材の成分組成と犠牲陽極材の成分組成と
の組合わせを検討することにより、耐孔食性を高め、優
れた犠牲陽極効果を有する耐食性アルミニウム合金クラ
ッド材として、例えば、芯材を、Ｍｎ:0.3〜2.0 ％、Ｍ
ｇ:0.10 〜0.80％、Ｃｕ:0.05 〜0.50％を含有し、残部
Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で
構成し、芯材の一方側にクラッドされた皮材を、Ｚｎ:
0.3〜2.0 ％、Ｍｇ:0.1〜2.5 ％を含有し、残部Ａｌお
よび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成
し、さらに、芯材の他方側にクラッドされた皮材を、Ｓ
ｉ:7.0〜15.0％、Ｍｇ:0.3〜2.5 ％を含有し、残部Ａｌ
および不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成
したクラッド材が提案されている。（特公昭62-45301号
公報)

【０００６】また、アルミニウム合金芯材の片面にＡｌ
合金ろう材を、他面に犠牲陽極材をクラッドした３層の
アルミニウム合金クラッド材において、犠牲陽極材とし
て、Ｚｎ:0.5〜3 ％、Ｔｉ:0.05 〜3 ％、Ｍｇ:0.1〜5
％、Ｓｉ:0.3〜1.5 ％、必要に応じて、さらに少量のＳ
ｎ、Ｉｎ、Ｃａ、Ｌｉのうちの１種または２種以上を含
有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ合金
を使用するもの（特開平5-239580号公報) 、芯材が、Ｍ
ｎ:0.3〜2.0 ％、Ｃｕ:0.25 〜0.8 ％、Ｓｉ:0.2〜1.0
％、Ｍｇ:0.5％以下、Ｔｉ:0.35 ％以下を含有し、残部
Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で
構成され、犠牲陽極材が、Ｚｎ:0.5〜2.0 ％、Ｍｇ:1.2
〜2.5 ％、Ｓｉ:0.2〜0.8 ％を含有し、残部Ａｌおよび
不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成される
もの（特開平4-198447号公報) も提案されている。

【０００７】これらのアルミニウム合金クラッド材は、
ラジエータ、ヒータコアなどのアルミニウム製熱交換器
のチューブ材などとして使用された場合、作動流体が、
比較的低温で且つ中性〜弱酸性でＣｌイオンを含む溶液
の場合には優れた犠牲陽極効果を発揮するが、作動流体
がｐＨ9 以上のアルカリ性の溶液の場合には、なお耐食
性が十分でなく、孔食が生じ、防食効果を発揮できない
場合も多い。

【０００８】発明者らは、ｐＨ9 以上のアルカリ溶液中
において、犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金
クラッド材に生じる孔食発生の原因およびその対策を検
討する過程において、アルカリ環境の下では、犠牲陽極
層の表面に、褐色〜黒色を呈する多孔質の厚い皮膜が生
成し、皮膜の欠陥部に腐食が集中して優先腐食すること
により貫通孔が生じることを見出した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいて、芯材と犠牲陽極材の電位差を利用して犠牲
陽極材を優先腐食させるが、その腐食形態を全面腐食と
するするような芯材と犠牲陽極材との組合わせについて
多角的な実験、検討を行った結果としてなされたもので
あり、その目的は、耐アルカリ腐食性に優れ、アルカリ
性を有する作動流体を使用した場合にも、孔食による貫
通孔の発生を防止できる熱交換器用アルミニウム合金ク
ラッド材を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用
アルミニウム合金クラッド材は、アルミニウム合金より
なる芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドし、他
の面に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金クラ
ッド材において、犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5〜3.0 ％、Ｎ
ｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉの合計含有量
を3.0 ％以下とし、残部Ａｌおよび不可避的不純物から
なるアルミニウム合金で構成され、芯材が、Ｍｎ:0.3〜
2.0 ％、Ｃｕ:0.10 〜0.8 ％の１種または２種を含有
し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウ
ム合金で構成されることを構成上の第１の特徴とする。

【００１１】第２の特徴は、犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5〜
3.0 ％、Ｎｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉの
合計含有量を3.0 ％以下とし、さらにＭｇ:0.1〜2.5
％、Ｚｎ:0.5〜4.0 ％、Ｓｎ:0.01 〜0.2 ％、Ｇａ:0.0
1 〜0.2 ％のうちの１種または２種以上を含み、残部Ａ
ｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構
成されること、第３の特徴は、犠牲陽極材が、さらにＣ
ｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜
0.3 ％、Ｂ:0.01 〜0.1 ％、Ｍｎ:0.1〜2.0 ％、Ｓｉ:
0.1〜1.0 ％のうちの１種または２種以上を含有するこ
と、第４の特徴は、芯材が、さらにＣｒ:0.05 〜0.3
％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.0
1 〜0.1 ％のうちの１種または２種以上を含有すること
にある。

【００１２】また、芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を
クラッドし、他の面に犠牲陽極材をクラッドしたアルミ
ニウム合金クラッド材において、犠牲陽極材が、Ｆｅ:
0.5〜3.0 ％、Ｎｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、Ｆｅおよび
Ｎｉの合計含有量を3.0 ％以下とし、残部Ａｌおよび不
可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、芯
材が、Ｍｎ:0.3〜2.0 ％、Ｃｕ:0.10 〜0.8 ％の１種ま
たは２種を含み、さらにＭｇ:0.1〜0.5 ％、Ｓｉ:0.1〜
1 ％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる
アルミニウム合金で構成されることを構成上の第５の特
徴とし、上記の組合わせにおいて、犠牲陽極材が、さら
にＭｇ:0.1〜2.5 ％、Ｚｎ:0.5〜3.0 ％、Ｓｎ:0.01 〜
0.2 ％、Ｇａ:0.01 〜0.2 ％のうちの１種または２種以
上を含有することを第６の特徴とする。

【００１３】さらに、第７の特徴は、犠牲陽極材が、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａのうちの１種または２種以上に加
えて、Ｃｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔ
ｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.01 〜0.1 ％、Ｍｎ:0.1〜2.0
％、Ｓｉ:0.1〜1.0 ％の１種または２種以上を含有する
こと、第８の特徴は、芯材が、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ
に加えて、さらにＣｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.
3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3％、Ｂ:0.01 〜0.1 ％のうちの
１種または２種を含有することにある。

【００１４】本発明における合金成分の意義およびその
限定理由について説明すると、犠牲陽極材中のＦｅおよ
びＮｉは最も重要な成分であり、Ｆｅは、マトリックス
中にＡｌ−Ｆｅ系化合物を微細に分散させ、材料表面に
存在する化合物の位置において、皮膜成分である水酸化
アルミニウムの沈着を妨げ皮膜の生成を抑制する結果、
その部分が皮膜欠陥となって孔食が生じるが、皮膜欠陥
は微細に分散しているＡｌ−Ｆｅ系化合物の周辺に存在
し、従って、その数は多く且つ均一に分布するから、孔
食も分散して腐食深さが浅くなり、貫通孔は生じない。
Ｆｅの好ましい含有範囲は0.5 〜3.0 ％であり、0.5 ％
未満ではその効果が小さく、3.0 ％を越えて含有すると
犠牲陽極材の自己腐食性が増大するとともに、圧延加工
性が低下する。Ｆｅのさらに好ましい含有範囲は0.7 〜
1.2 ％である。

【００１５】Ｎｉは、マトリックス中にＡｌ−Ｎｉ系化
合物を微細に分散させ、材料表面に存在する化合物の位
置において、皮膜成分である水酸化アルミニウムの沈着
を妨げ皮膜の生成を抑制する結果、その部分が皮膜欠陥
となって孔食が生じるが、皮膜欠陥は微細に分散してい
るＡｌ−Ｎｉ系化合物の周辺部に存在し、従って、その
数は多く且つ均一に分布するから、孔食も分散して腐食
深さが浅くなり、貫通孔の発生が防止される。Ｎｉの好
ましい含有範囲は0.1 〜3.0 ％であり、0.1 ％未満では
その効果が十分でなく、3.0 ％を越えると、犠牲陽極材
の自己腐食性が増大するとともに、圧延加工性が劣化す
る。Ｎｉのさらに好ましい含有量は0.5〜1.2 ％の範囲
である。

【００１６】ＦｅおよびＮｉの両者を含有させた場合
は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物が生成し、これらがマト
リックス中に微細に分散することにより、上記Ａｌ−Ｆ
ｅ系化合物およびＡｌ−Ｎｉ系化合物と同様に機能す
る。また、ＦｅおよびＮｉはアルミニウムに対する固溶
度が低く、ほとんどマトリックス中に晶出する。Ｆｅお
よびＮｉの合計含有量は、3.0 ％以下の範囲が好まし
い。犠牲陽極材中のＭｇは、熱交換器の組立てにおける
加熱ろう付け中に芯材内部に拡散し、芯材中のＳｉ、Ｃ
ｕとともに芯材の強度を高める。好ましい含有範囲は0.
1 〜2.5 ％で、0.1 ％未満ではその効果が小さく、2.5
％を越えて含有すると、ろう付け中に局部溶解が生じ易
い。

【００１７】Ｚｎは、犠牲陽極材の電位を卑にして、芯
材に対する犠牲陽極効果を保持し、芯材の孔食や隙間腐
食を防止する。好ましい含有量は0.5 〜4.0 ％の範囲で
あり、0.5 ％未満ではその効果が十分でなく、4.0 ％を
越える自己腐食性が低下する。Ｚｎのさらに好ましい含
有範囲は1.0 〜2.0 ％である。Ｓｎ、Ｇａは、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
発揮させ、芯材における孔食の発生、隙間腐食の発生を
防止するために機能する。好ましい含有量は、Ｓｎ:0.0
1 〜0.2 ％、Ｇａ:0.01 〜0.2 ％の範囲であり、それぞ
れ下限未満ではその効果が小さく、それぞれ上限をを越
えて含有すると、自己腐食性が低下するとともに、圧延
加工性が害される。ＳｎおよびＧａのさらに好ましい含
有範囲は0.01〜0.05％である。なお、犠牲陽極材中に、
Ｃｒ0.05〜0.3 ％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜
0.3 ％、Ｂ:0.01 〜0.1 ％、Ｍｎ:0.1〜2.0 ％、Ｓｉ:
0.1〜1.0 ％のうちの１種または２種以上を添加しても
本発明の性能に影響を与えることはなく、特性を改善す
ることもできる。

【００１８】本発明においては、犠牲陽極材として、上
記組成のアルミニウム合金を使用し、芯材として、特定
量のＭｎおよび／またはＣｕを含有するアルミニウム合
金、およびＭｎ、Ｃｕに加え、さらに特定量のＭｇ、Ｓ
ｉを含むアルミニウム合金を組合わせて使用した場合、
優れた効果を得ることができる。

【００１９】芯材中のＭｎは、芯材の強度を向上させる
とともに、芯材の電位を貴にして犠牲陽極材との電位差
を大きくして耐食性を高めるよう機能する。好ましい含
有範囲は0.3 〜2.0 ％であり、0.3 ％未満ではその効果
が小さく、2.0 ％を越えて含有すると、鋳造時に粗大な
化合物が生成し、圧延加工性が害される結果、健全な板
材が得難い。Ｍｎのさらに好ましい含有量は0.5 〜1.5
％の範囲である。

【００２０】Ｃｕは、芯材の強度を向上させるととも
に、芯材の電位を貴にし、犠牲陽極材との電位差、ろう
材との電位差を大きくして、防食効果を向上させるよう
機能する。さらに、芯材中のＣｕは、加熱ろう付け時
に、犠牲陽極材中およびろう材中に拡散して、なだらか
な濃度勾配を形成させる結果、芯材側の電位は貴とな
り、犠牲陽極材の表面側およびろう材の表面側の電位は
卑となって、犠牲陽極材中およびろう材中になだらかな
電位分布が形成され、腐食形態を全面腐食型にする。Ｃ
ｕの好ましい含有量は0.10〜0.8 ％の範囲であり、0.10
％未満ではその効果が小さく、0.8 ％を越えると、芯材
の耐食性が低下し、また融点が低下して、ろう付け時に
局部的な溶融が生じ易くなる。Ｃｕのさらに好ましい含
有範囲は0.3 〜0.6 ％である。

【００２１】Ｍｇは、芯材の強度を向上させる効果を有
するが、ろう付け性低下が懸念されることから、含有量
を0.5 ％以下に制限する。フッ化物系のフラックスを使
用する不活性ガス雰囲気ろう付けの場合、Ｍｇ量が0.5
％を越えると、Ｍｇがフッ化物系フラックスと反応して
ろう付け性が阻害され、Ｍｇのフッ化物が生成してろう
付け部の外観がわるくなる。真空ろう付けの場合には、
心材中のＭｇが0.5 ％を越えると、溶融ろうが芯材を浸
食し易くなる。Ｍｇの好ましい含有範囲は0.1〜0.5 ％
である。

【００２２】Ｓｉは、芯材の強度を向上させる機能を有
する。とくに、ろう付け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、ろう付け後、時効硬化を
生ぜしめ、強度をさらに高める。好ましい含有範囲は0.
1 〜1.0 ％以下であり、0.1％未満では効果が小さく、
1.0 ％を越えて含有すると、耐食性を低下させるととも
に、芯材の融点を下げ、ろう付け時に局部溶融が生じ易
くなる。ＭｇおよびＳｉのさらに好ましい含有量は、そ
れぞれ0.2 〜0.5 ％および0.2 〜0.5 ％の範囲である。

【００２３】本発明の芯材中に、0.05〜0.3 ％のＣｒ、
0.05〜0.3 ％のＺｒ、0.05〜0.3 ％のＴｉ、0.01〜0.1
％のＢを添加しても、その性能に影響を与えることはな
く、特性を改善することもできる。すなわち、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｂは、ろう付け加熱中に、ろう材が芯材中へ侵入す
るのを抑制する機能を有する。それぞれ下限未満ではそ
の効果が小さく、上限を越えると、鋳造時の巨大晶出物
が生成し、健全な材料の製造が困難となり易い。

【００２４】Ｔｉは、材料の板厚方向に濃度の高い領域
と低い領域とを形成し、それが交互に層状に分布する。
Ｔｉ濃度の低い領域はＴｉ濃度の高い領域に比べて優先
的に腐食するため、腐食形態は層状となり、板厚方向へ
の腐食の進行を妨げ、材料の耐孔食性を向上させる。0.
05％未満ではその効果が小さく、0.3 ％を越えると、鋳
造時に巨大晶出物が生成し、健全な材料の製造が難しく
なる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の熱交換器用アルミニウム
合金クラッド材は、芯材、犠牲陽極材およびろう材を構
成するアルミニウム合金を、半連続鋳造により造塊し、
芯材および犠牲陽極材については均質化処理したのち、
それぞれ所定厚さまで熱間圧延する。ついで、各材料を
組合わせ、常法に従って、熱間圧延によりクラッド材と
し、最終的に所定厚さまで冷間圧延する工程を経て製造
される。

【００２６】本発明のアルミニウム合金クラッド材から
溶接管を製造して熱交換器用チューブ材とし、またヘッ
ダープレート材として、自動車用のラジエータやヒータ
コアなどのアルミニウム製熱交換器の組立てに使用する
場合には、アルミニウム合金のフィン材を組合わせ、ろ
う付け炉中において、フッ化物系フラックスを用いる不
活性ガス雰囲気ろう付け、あるいは真空ろう付けを行
う。

【００２７】そのために、本発明のアルミニウム合金ク
ラッド材において、芯材の片面にはＡｌ−Ｓｉ系ろう材
がクラッドされる。この場合、不活性ガス雰囲気ろう付
け用としては、基本的にＳｉ:6〜13％を含有するＡｌ−
Ｓｉ合金が適用され、真空ろう付け用としては、さら
に、例えばＭｇ:0.5〜3.0 ％を含むＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合
金が適用される。これらのＡｌ−Ｓｉ系ろう材には、Ｂ
ｉ:0.1％以下、Ｂｅ:0.1％以下、Ｃａ:1.0％以下、Ｌ
ｉ:1.0％以下のうちの１種または２種以上を含有させる
こともできる。

【００２８】

【実施例】

実施例１連続鋳造により、表１に示す組成を有する芯材用アルミ
ニウム合金、表２に示す組成を有する犠牲陽極材用アル
ミニウム合金、およびろう材用合金（JIS BA4343、Ｓ
ｉ:7.5％、残部Ａｌおよび不可避的不純物）を造塊し
た。芯材用アルミニウム合金および犠牲陽極材用アルミ
ニウム合金の鋳塊については均質化処理を行い、犠牲陽
極材用アルミニウム合金およびろう材用合金の鋳塊を所
定の厚さまで熱間圧延し、これらの圧延材と芯材用合金
の鋳塊を組合わせて熱間圧延し、クラッド材とした。さ
らに冷間圧延、中間焼鈍を行い、最終冷間圧延により厚
さ0.25mmのクラッド板材(H14) を作製した。クラッド板
材の厚さ構成は、ろう材の厚さ0.025mm(クラッド率10
％）、犠牲陽極材の厚さは0.025 〜0.075mm(クラッド率
10〜30％）とした。

【００２９】

【表１】《表注》Feは不可避的不純物

【００３０】

【表２】《表注》試験材a 〜l のSiは不可避的不純物

【００３１】得られたクラッド板材のろう材側に、Ｍ
ｎ:1.2％、Ｃｕ:1.5％を含有し、残部Ａｌおよび不可避
的不純物からなるアルミニウム合金板（厚さ0.10mm) を
コルゲート加工してなるフィン材を配置し、フッ化物系
フラックスを使用して、窒素ガス雰囲気中で600 ℃( 材
料温度) の温度に加熱し、ろう付けを行ったのち、ろう
付け後の板材とフィンの接合状況を目視により観察し、
芯材および犠牲陽極材の溶融状況を断面組織観察により
調べた。

【００３２】つぎに、クラッド板材にフィン材を配置す
ることなく、クラッド板材を、そのままの状態で、上記
フッ化物系フラックスを使用するろう付けと同じ条件で
加熱して試験材とし、以下に示すような腐食試験を行っ
た。腐食試験１：ろう材側（外面側）について、ＣＡＳＳ試
験（試験期間30日) を行った。

【００３３】腐食試験２：犠牲陽極材側（内面側）につ
いて、市販の不凍液を、蒸留水により30vol ％濃度に希
釈し、苛性ソーダを加えてｐＨ10に調整した腐食液を使
用して、試験材を、88℃の温度に加熱した腐食液中に8h
浸漬したのち、冷却して25℃の温度に16h 保持するとい
うサイクルを3 カ月間繰り返した。

【００３４】腐食試験３：犠牲陽極材側（内面側）につ
いて、Ｃｌ^-:195ppm 、ＳＯ₄ ² ^-:60ppm、Ｃｕ²⁺:1ppm
、Ｆｅ³⁺:30ppmを含む水溶液を腐食液とし、試験材
を、88℃の温度に加熱した腐食液中に8h浸漬したのち、
冷却して25℃の温度に16h 保持するというサイクルを3
カ月間繰り返した。

【００３５】芯材と犠牲陽極材の組合わせ、その場合の
ろう付け性および腐食試験の結果を表３に示す。表３に
みられるように、本発明に従う試験材は、いずれも、圧
延加工性は良好で割れなどの欠陥を生じることがなく、
また、ろう付け部の接合状況も良好で、芯材、犠牲陽極
材に局部溶融も観察されず、腐食試験１による最大腐食
深さは、いずれも0.10mm以下で、クラッド板材の板厚の
半分程度にしか達しておらず、また腐食試験２、３によ
る最大腐食深さは0.10mm以下で、板厚の１／３にも達し
ない優れた耐食性を示した。なお、犠牲陽極材のクラッ
ド率10〜30％の範囲で、本発明の効果が十分に発揮され
た。

【００３６】

【表３】《表注》圧延加工性 ○: 良好ろう付け性 ○: 良好

【００３７】比較例１連続鋳造により、表４に示す組成を有する芯材用アルミ
ニウム合金、表５に示す組成の犠牲陽極材用アルミニウ
ム合金、およびろう材用合金（JIS BA4343、Ｓｉ:7.5
％、残部Ａｌおよび不可避的不純物）を造塊し、実施例
１と同一の条件により、厚さ0.25mmのクラッド板材（ろ
う材厚:0.025mm、犠牲陽極材厚:0.025mm)を作製した。
得られたクラッド板材について、実施例１と同じ方法で
ろう付けを行い、また実施例１と同じ条件で腐食試験の
試験材を作製し、ろう付け接合状況の目視観察、断面組
織観察、および腐食試験を行った。結果を表６に示す。
なお、表４、表５において、本発明の条件を外れたもの
( 但し、表３については請求項３以下の条件を外れたも
の）には下線を付した。

【００３８】

【表４】《表注》Feは不可避的不純物

【００３９】

【表５】

【００４０】

【表６】《表注》圧延加工性 ○：良好 ×：割れ発生ろう付け性 ○：良好 △：局部溶融有り ×：局部溶融が激しい

【００４１】表６にみられるように、試験材No.18 は、
犠牲陽極材中のＦｅ量が少ないため、腐食試験２におい
て孔食による貫通孔が生じた。試験材No.19 は犠牲陽極
材中のＦｅ量が多過ぎ、試験材No.20 は犠牲陽極材中の
Ｎｉ量が多過ぎ、試験材No.21 は犠牲陽極材中のＦｅお
よびＮｉの合計含有量が多過ぎ、試験材No.23 は犠牲陽
極材中のＺｎ量が多いため、いずれも腐食試験３におい
て腐食深さが大きくなっている。

【００４２】試験材No.22 は犠牲陽極材中のＭｇ量が多
過ぎるため、ろう付け時に局部溶融が生じ、腐食試験材
の製造ができなかった。試験材No.24 は犠牲陽極材中の
Ｓｎ含有量が多過ぎ、試験材No.25 が犠牲陽極材のＧａ
の含有量が多過ぎ、また試験材No.28 は芯材中のＭｎ量
が多過ぎて鋳造時に粗大な化合物が生成されたため、い
ずれも圧延加工において割れが発生し、クラッド板材を
製造することができなかった。

【００４３】試験材No.26 は芯材中のＳｉ量が多過ぎて
芯材の融点が低下したため、また、試験材No.30 は芯材
中のＣｕ含有量が多過ぎるため、いずれもろう付け時に
局部溶解が生じた。また試験材No.31 は芯材中のＭｇ量
が高過ぎて、ろう付けにおいて局部融解が生じたため、
腐食試験材の製造ができなかった。試験材No.27 は、芯
材中のＭｎ量が低過ぎ、試験材No.29 は芯材中のＣｕ量
が低いため、いずれも腐食試験において腐食深さが大き
い。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、耐食性、とくに耐アル
カリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
ド材が提供される。このアルミニウム合金クラッド材
は、とくに自動車用ラジエータ、ヒータコアなどのチュ
ーブ材、ヘッダープレート材として好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 21/00 - 21/18 B23K 35/22 310 C23F 13/00 F28F 19/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金よりなる芯材の片面に
Ａｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドし、他の面に犠牲陽極
材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材におい
て、犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5〜3.0 ％（重量％、以下同
じ）、Ｎｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉの合
計含有量を3.0 ％以下とし、残部Ａｌおよび不可避的不
純物からなるアルミニウム合金で構成され、芯材が、Ｍ
ｎ:0.3〜2.0 ％、Ｃｕ:0.10 〜0.8 ％のうちの１種また
は２種を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からな
るアルミニウム合金で構成されることを特徴とする耐ア
ルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラ
ッド材。
【請求項２】犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5〜3.0 ％、Ｎ
ｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉの合計含有量
を3.0 ％以下とし、さらにＭｇ:0.1〜2.5 ％、Ｚｎ:0.5
〜4.0 ％、Ｓｎ:0.01 〜0.2 ％、Ｇａ:0.01 〜0.2 ％の
うちの１種または２種以上を含み、残部Ａｌおよび不可
避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されること
を特徴とする請求項１記載の耐アルカリ腐食性に優れた
熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
【請求項３】犠牲陽極材が、さらにＣｒ:0.05 〜0.3
％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.0
1 〜0.1 ％、Ｍｎ:0.1〜2.0 ％、Ｓｉ:0.1〜1.0 ％のう
ちの１種または２種以上を含有する請求項１または２記
載の耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム
合金クラッド材。
【請求項４】芯材が、さらにＣｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｚ
ｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.01 〜0.
1 ％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐アルカリ腐食
性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
【請求項５】芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系のろう材をク
ラッドし、他の面に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニ
ウム合金クラッド材において、犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5
〜3.0 ％、Ｎｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉ
の合計含有量を3.0 ％以下とし、残部Ａｌおよび不可避
的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、芯材
が、Ｍｎ:0.3〜2.0 ％、Ｃｕ:0.10 〜0.8 ％の１種また
は２種を含み、さらにＭｇ:0.1〜0.5 ％、Ｓｉ:0.1〜1.
0 ％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなる
アルミニウム合金で構成されることを特徴とする耐アル
カリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
ド材。
【請求項６】犠牲陽極材が、Ｆｅ:0.5〜3.0 ％、Ｎ
ｉ:0.1〜3.0 ％を含有し、ＦｅおよびＮｉの合計含有量
を3.0 ％以下とし、さらにＭｇ:0.1〜2.5 ％、Ｚｎ:0.5
〜4.0 ％、Ｓｎ:0.01 〜0.2 ％、Ｇａ:0.01 〜0.2 ％の
うちの１種または２種以上を含み、残部Ａｌおよび不可
避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されること
を特徴とする請求項５記載の耐アルカリ腐食性に優れた
熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
【請求項７】犠牲陽極材が、さらにＣｒ:0.05 〜0.3
％、Ｚｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.0
1 〜0.1 ％、Ｍｎ:0.1〜2.0 ％、Ｓｉ:0.1〜1.0 ％のう
ちの１種または２種以上を含有することを特徴とする請
求項５〜６のいずれかに記載の耐アルカリ腐食性に優れ
た熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
【請求項８】芯材が、さらにＣｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｚ
ｒ:0.05 〜0.3 ％、Ｔｉ:0.05 〜0.3 ％、Ｂ:0.01 〜0.
1 ％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴
とする請求項５〜７のいずれかに記載の耐アルカリ腐食
性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。