JP3801016B2 - ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法 - Google Patents
ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層型エバポレータ用プレート、ラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクなど自動車の熱交換器用構造部材を作るために用いる高いろう付け性、成形性および耐エロージョン性を有する高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エバポレータなどの積層型の熱交換器は、アルミニウム合金ブレージングシートを張出し加工および絞り加工して得られた一対のプレート材により冷媒流通部となる管路を形成させ、熱交換を促進するフィンと共にろう付けして製造される。また、ラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクもアルミニウム合金ブレージングシートを張出し加工や絞り加工などを施した後、チューブなどと組合せてろう付けすることにより製造される。
したがって、熱交換器に使用されるこのアルミニウム合金ブレージングシートは前述のごとく張出し加工や絞り加工を行なう必要があるところから、成形性が良くなければならない。
【０００３】
また、熱交換器のラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクは、芯材にろう材を被覆したアルミニウム合金ブレージングシートを予め成形して得られた各種成形体をろう付けして組み立てられるので、ろうを接合部へ十分に供給する必要から優れたろう付け性が要求される。
さらに、溶融したろう材はブレージングシートの芯材を侵食する性質（以下、エロージョン性という）を有し、このエロージョンを受けた部分は耐食性が低下するとともにろうの流動性を低下させるところから、芯材はエロージョンし難い特性（以下、この特性を耐エロージョン性という）を兼ね備えていなければならない。
エロージョンの原因には２種類あると言われており、その一つは、わずかに歪が導入された部分ではろう付けを行なっても再結晶化が完了せず、亜結晶粒が残存するためにこの亜結晶粒界からろうの侵入が起こることによるものであり、もう一つは大きな歪が導入された部分では再結晶が促進されるために再結晶粒が微細となって結晶粒界からろうの侵食が起こることによるものであると言われている。
【０００４】
これら成形性、耐食性、ろう付け性などの特性を有するアルミニウム合金ブレージングシートを製造するために、質量％で、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％，Ｆｅ：０．３％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｍｎ系合金を均質化処理し、均質化処理されたＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、この芯材の片面または両面に、少なくともＳｉを含む通常４０００系と呼ばれるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を重ね合わせて重ね合わせ素材を作製し、この重ね合わせ素材を熱間圧延して仕上り厚さ：６ｍｍ以下の熱間クラッド素材を作製し、この熱間クラッド素材を冷間圧延を施し、次いで、昇温速度：２００℃／時以下、温度：３５０〜５００℃で１〜２０時間保持したのち冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法が提案されている（特開平３−３８１７６１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車用熱交換器は軽量化による省エネルギー化、環境問題の解決、コストダウンなどのために従来のアルミニウム合金ブレージングシートよりも一層薄くかつろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートが求められている。しかし、従来の製造方法ではろう付け性、成形性および耐エロージョン性が十分に優れたアルミニウム合金ブレージングシートは得られなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、ろう付け性、成形性および耐エロージョン性が一層優れたアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法を開発すべく研究を行った。その結果、
（イ）熱間圧延して得られた少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を有する熱間クラッド素材の仕上り温度が３６０〜４５０℃の範囲内に有るように制御し、引き続いてこの熱間クラッド素材を冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、さらに冷却したクラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延したのち最終焼鈍し、この最終焼鈍を、昇温速度：２０〜１５０℃／時、温度：３００〜４５０℃で１〜１５時間保持した後、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する条件で行なうと、一層ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートが得られる、
（ロ）しかし、熱間圧延して得られた少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を有する熱間クラッド素材の仕上り温度が３６０〜４５０℃の範囲から外れることがあり、かかる温度範囲から外れた温度を有する熱間クラッド素材は、温度：３００〜３６０℃未満で１〜１０時間保持したのち、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、さらに冷却したクラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延したのち最終焼鈍し、この最終焼鈍を、昇温速度：２０〜１５０℃／時、温度：３００〜４５０℃で１〜１５時間保持した後、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する条件で行なうと、一層ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートが得られる、
（ハ）前記「少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材」は、質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに必要に応じて、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材であることが好ましい、などの研究結果が得られたのである。
【０００７】
したがって、この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（２）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（３）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（４）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し 、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
に特徴を有するものである。
【０００８】
この発明において、「Ａｌ−Ｓｉ系ろう材」はＳｉ：５〜１５％を有し、さらに必要に応じてＺｎ：０．１〜５％，Ｉｎ：０．００１〜０．０５％，Ｓｎ：０．０１〜０．２％，Ｍｇ：０．１〜１．５％のうち一種または二種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることが好ましい。
【０００９】
次に、この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造条件を上述のごとく限定した理由を述べる。
（Ａ）均質化処理条件
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材を５６０〜６３０℃で均質化処理するのは、鋳造時に過飽和に固溶したＭｎを析出させ、最終焼鈍時およびろう付け時の特に低ひずみ導入部位の再結晶を促進し、最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、ろう付け時の芯材へのろうへの侵食を抑制する作用を有するが、その温度が５６０℃未満では所望の効果が得られず、一方、６３０℃を越えると、局部溶融の可能性が高まるとともに、一層の効果が望めないので生産性の低下をもたらすので好ましくない。したがって、均質化処理温度は５６０〜６３０℃に定めた。また、前記温度で８時間未満保持しても十分な均質化効果が得られないので均質化処理時間は８時間以上であることが好ましいが、３０時間を越えて保持しても一層の効果が望めないので、均質化処理時間は８〜３０時間に定めた。
【００１０】
（Ｂ）熱間圧延条件
（ｉ）仕上がり温度および保持温度
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り温度または保持温度を３６０〜４５０℃の範囲内に有るように制御したのは、熱間圧延終了後の冷却時にマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させ、最終焼鈍時およびろう付け時の特に低ひずみ導入部位の再結晶を促進し、最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、ろう付け時の芯材へのろうへの侵食を抑制する作用を有するが、その温度が３６０℃未満では所望の効果が得られず、一方、４５０℃を越えると、Ｍｎがマトリックス中へ固溶して再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り温度または保持温度は３６０〜４５０℃（一層好ましくは、３８０〜４２０℃）に定めた。
また、厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上げ温度：３００〜３６０℃未満となるように制御して熱間クラッド素材を作製し、３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持するとマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させることができる。さらに所定の温度で熱間圧延して熱間クラッド素材を作製し、熱間クラッド素材が冷却途中で３００〜３６０℃未満になった時点で３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持するとマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させることができる。
したがって、温度：３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持した熱間クラッド素材を中間焼鈍を施すことなく冷間圧延し、最終焼鈍することができる。
（ii）冷却速度
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、熱間クラッド素材の冷却速度を１０〜１５０℃／時の範囲内に有るように制御することがこの発明の特徴の一つであり、マトリックス中に固溶しているＭｎの析出を促進させるために熱間クラッド素材の冷却速度を制御するものであるが、熱間クラッド素材の冷却速度を１０℃／時未満にするとＭｎの析出を促進させる作用の一層の効果が得られない上生産性が低下するので好ましくなく、一方、１５０℃／時を越えるとマトリックス中にＭｎが固溶し、ろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、熱間クラッド素材の冷却速度は１０〜１５０℃／時（一層好ましくは、２０〜８０℃／時）の範囲内に定めた。
（iii）熱間クラッド素材の厚さ
熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さを通常より厚い厚さの６．５〜１０ｍｍに調整することにより、その後施される冷間圧延の圧延率を大きくして最終焼鈍時の再結晶化を促進し、これにより最終焼鈍後の結晶粒径を微細に形成して成形加工性を十分なものとする。したがって、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さを６．５ｍｍ未満とすると十分な効果が得られず、一方、１０ｍｍを越えると、冷間加工工程を増加させる必要があり、生産性が増加するにもかかわらず一層の効果が得られないので好ましくないので、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さは６．５〜１０ｍｍに定めた。
【００１１】
（Ｃ）最終焼鈍条件
（ｉ）昇温速度
最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、成形時に加工の導入されない部分におけるろうの侵食を抑制する作用を有するが、その昇温速度が２０℃／時未満では再結晶が粗大化してろう付け性、成形性が低下するので好ましくなく、一方、昇温速度が１５０℃／時を越えると、最終焼鈍後の結晶粒径が微細になりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうの侵食が著しく大きくなるので好ましくない。したがって、最終焼鈍における昇温速度は２０〜１５０℃／時(一層好ましくは、２５〜８０℃／時)に定めた。
(ii)保持温度
冷間圧延板を完全に軟化させ、ろう付け性、成形性を向上させるには、３００〜４５０℃の範囲内に１時間以上保持する必要があるが、その保持温度が３００℃未満では十分な効果が得られず、一方、４５０℃を越えて保持すると、Ｍｎがマトリックス中へ固溶してろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、保持温度を３００〜４５０℃（一層好ましくは、３５０〜４００℃）の範囲内に定めた。
(iii)冷却速度
最終焼鈍工程における冷却速度を調整することにより最終焼鈍工程における冷却速度を１０〜１５０℃／時に調整するが、冷却速度が１０℃／時未満では一層の効果が得られない上、生産性が低下し、一方、１５０℃／時を越えるとＭｎがマトリックス中へ固溶してろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。
したがって、最終焼鈍工程における冷却速度は１０〜１５０℃／時（一層好ましくは、２０〜８０℃／時）の範囲内に定めた。
【００１２】
（Ｄ）芯材
Ｍｎ：
Ｍｎは金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させ、芯材の電位を貴にして耐エロージョン性を改善する作用を有するが、その含有量が１．０％未満では所望の効果が得られず、一方、１．５％を越えて含有すると圧延などの加工性が低下するところから、芯材に含まれるＭｎ量は１．０〜１．５％に定めた。Ｍｎの含有量の一層好ましい範囲は１．１〜１．３％である。
Ｃｕ：
Ｃｕは固溶してろう付け後の強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にして芯材の耐エロージョン性を向上する作用を有するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．８％を越えて含有すると融点が低下し、ろう付け時に芯材が溶融するようになるので好ましくない。そたがって、芯材に含まれるＣｕ量は０．０５〜０．８％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は０．１〜０．６％である。
Ｆｅ：
Ｆｅは、金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させ、最終焼鈍時の再結晶を促進する作用を有するが、その含有量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、０．７％を越えて含有すると腐食速度が速くなりすぎ、最終焼鈍後の再結晶粒が細かくなりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうによる侵食が著しく大きくなるので好ましくない。したがって、芯材に含まれるＦｅ量は０．１〜０．７％に定めた。Ｆｅの含有量の一層好ましい範囲は０．２〜０．５％である。
Ｓｉ，Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇ：
これら成分は、いずれも金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させる作用を有するので、必要に応じてＳｉ，Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇの内の１種または２種以上を添加するが、Ｓｉ：０．１％未満、Ｚｒ：０．０１％未満，Ｔｉ：０．０１％未満、Ｍｇ：０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｓｉ：０．８％を越え、Ｚｒ：０．２％を越え、Ｔｉ：０．２５％を越えて含有すると圧延などの加工性が低下するので好ましくなく、Ｍｇ：０．５％を越えて含有すると加工性およびろう付け性が低下するので好ましくない。従って、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇの含有量は、それぞれＳｉ：０．１〜０．８％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２５％、Ｍｇ：０．０５〜０．５％の範囲内に定めた。
【００１３】
（Ｅ）ろう材
また、この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において用いるＡｌ−Ｓｉ系ろう材は、Ｓｉ：５〜１５％を含有し、さらに必要に応じてＺｎ：０．１〜５％、Ｉｎ：０.００１〜０．０５％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｍｇ：０．１〜１．５％のうち１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施例
表１に示す成分組成のＡｌ合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを６００℃、１５時間保持の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：１６０ｍｍの熱延板とし、芯材ａ〜ｊを作製した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
さらに、表２に示す成分組成のＡｌ合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを６００℃、１５時間保持の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：２０ｍｍの熱延板とし、ろう材ア〜ケを作製した。
【００１７】
【表２】
【００１８】
表１に示す成分組成の芯材ａ〜ｊ、表２に示す成分組成のろう材ア〜ケを表３に示す組み合わせで重ね合わせて、重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを作製し、この重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを表４〜５に示す条件で熱間圧延することにより熱間クラッド素材を作製し、続いて熱間クラッド素材を中間焼鈍を施すことなく板厚が０．５ｍｍとなるまで冷間圧延を行い、次いで表４〜表５に示す条件で最終焼鈍を行なうことにより本発明アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法（以下、本発明法という）１〜１８を実施した。
なお、表４は請求項１に記載の発明の重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する工程を含む発明の具体的条件を示し、表５は請求項２に記載の発明の具体的条件を示す。
【００１９】
従来例
さらに、実施例で用意した表３の重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを表６〜７に示す条件で熱間圧延することにより熱間クラッド素材を作製し、続いてこれら熱間クラッド素材に中間焼鈍を施したのち冷間圧延する操作を繰り返し施すことにより板厚が０．５ｍｍとなるまで冷間圧延を行い、次いで表６〜表７に示す条件で最終焼鈍を行なうことにより従来アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法（以下、従来法という）１〜１８を実施した。
【００２０】
これら本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製したブレージングシートについて、ろう付け性および耐エロージョン性を評価するために下記のドロップ試験を行ない、さらに成形性を評価するために下記の深絞り試験を行なった。
【００２１】
ドロップ試験
前記本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製した板厚：０．５ｍｍのブレージングシートを縦：１００ｍｍ、横：２５ｍｍの寸法に切断して試験片を作製した。
さらに、成形加工をシュミレーションするために最終焼鈍後にさらに５％の圧延加工を施した試験片も作製した。これは通常のブレージングシートに５％程度低加工を加えたブレージングシートはろうの侵食が激しくなることは一般に知られているので、本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製した板厚：０．５ｍｍのブレージングシートについて５％の圧延加工を施した試験片を作製し、これをドロップ試験することによりろう付け性および耐エロージョン性を評価するためである。
図１は、ドロップ試験前の試験片の断面図であり、図１において、１は芯材、２はろう材、３は試験片である。この試験片３を長手方向に吊り下げた状態で温度：６００℃、５分間保持の条件のろう付けを想定したドロップ試験を行なった。図２はドロップ試験後の試験片の断面図であり、図２において１ｂはドロップ試験後の試験片の芯材、２ｂはドロップ試験後の試験片のろう材である。図２に示されるように、ドロップ試験後の試験片は上部のろう材が溶けて垂れ下がり、下部に貯まってろう材の膨らみが形成されている。
そこで、ドロップ試験後の試験片を、図２に示されるように、ａ：ｂ＝３：１となるようにＳ−Ｓ線で切断し、切断したＳ−Ｓ線より下の部分の試験片重量をＷB、ドロップ試験前の図１における試験片重量をＷ0、流動係数をＫｄとすると、下記の式：
Ｋｄ＝（４ＷB−Ｗ0）／３Ｗ0×クラッド率
から流動係数Ｋｄを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２２】
さらに、図１に示されるドロップ試験前の試験片における芯材の厚さをｔ0、図２に示されるドロップ試験後の試験片における芯材の残存厚さをｔb、ろう侵食率をＥとすると、
下記の式：
Ｅ＝（（ｔ0−ｔb）／ｔ0）×１００（％）
からろう侵食率Ｅを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２３】
深絞り試験
本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製したブレージングシートを、パンチ角半径：４．５ｍｍを有する平底パンチおよびダイス肩半径：４．３ｍｍを有する平面ダイスを備えた工具を用い、絞り速度：２０ｍ／ｍｉｎで絞り得るブレージングシートの最大直径をＤ0max、パンチ直径をｄpとすると、ＬＤＲ（限界絞り比）＝Ｄ0max／ｄpを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】
【表７】
【００２９】
【発明の効果】
表１〜表７に示される結果から、本発明法１と従来法１とでは同じ重ね合わせ素材Ａを使用しているが、本発明法１で得られたブレージングシートは従来法１で得られたブレージングシートに比べて、流動係数Ｋｄが大きいところからろう付け性に優れ、またろう侵食率Ｅが小さいところから耐エロージョン性に優れていることが分かる。さらに本発明法１で得られたブレージングシートは従来法１で得られたブレージングシートに比べてＬＤＲ（限界絞り比）が大きいところから成形性に優れていることが分かる。
【００３０】
同様にして、本発明法２〜１８と従来法２〜１８を比較すると、同じ番号の本発明法と従来法とは同じ重ね合わせ素材を使用しているにもかかわらず、本発明法２〜１８で得られたブレージングシートは従来法２〜１８で得られたブレージングシートに比べて、流動係数Ｋｄが大きいところからろう付け性に優れ、またろう侵食率Ｅが小さいとことから耐エロージョン性に優れていることが分かる。さらに本発明法２〜１８で得られたブレージングシートは従来法２〜１８で得られたブレージングシートに比べてＬＤＲ（限界絞り比）が大きいところから成形性に優れていることが分かる。
上述のように、この発明は、一層優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートを提供することができ、産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルミニウム合金ブレージングシートから作製した試験片の断面説明図である。
【図２】ドロップ試験後におけるアルミニウム合金ブレージングシートの試験片の断面説明図である。
【符号の説明】
１ 芯材
２ ろう材
３ 試験片
１ｂ 芯材
２ｂ ろう材
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層型エバポレータ用プレート、ラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクなど自動車の熱交換器用構造部材を作るために用いる高いろう付け性、成形性および耐エロージョン性を有する高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エバポレータなどの積層型の熱交換器は、アルミニウム合金ブレージングシートを張出し加工および絞り加工して得られた一対のプレート材により冷媒流通部となる管路を形成させ、熱交換を促進するフィンと共にろう付けして製造される。また、ラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクもアルミニウム合金ブレージングシートを張出し加工や絞り加工などを施した後、チューブなどと組合せてろう付けすることにより製造される。
したがって、熱交換器に使用されるこのアルミニウム合金ブレージングシートは前述のごとく張出し加工や絞り加工を行なう必要があるところから、成形性が良くなければならない。
【０００３】
また、熱交換器のラジエータやヒータコアなどのヘッダープレートやタンクは、芯材にろう材を被覆したアルミニウム合金ブレージングシートを予め成形して得られた各種成形体をろう付けして組み立てられるので、ろうを接合部へ十分に供給する必要から優れたろう付け性が要求される。
さらに、溶融したろう材はブレージングシートの芯材を侵食する性質（以下、エロージョン性という）を有し、このエロージョンを受けた部分は耐食性が低下するとともにろうの流動性を低下させるところから、芯材はエロージョンし難い特性（以下、この特性を耐エロージョン性という）を兼ね備えていなければならない。
エロージョンの原因には２種類あると言われており、その一つは、わずかに歪が導入された部分ではろう付けを行なっても再結晶化が完了せず、亜結晶粒が残存するためにこの亜結晶粒界からろうの侵入が起こることによるものであり、もう一つは大きな歪が導入された部分では再結晶が促進されるために再結晶粒が微細となって結晶粒界からろうの侵食が起こることによるものであると言われている。
【０００４】
これら成形性、耐食性、ろう付け性などの特性を有するアルミニウム合金ブレージングシートを製造するために、質量％で、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％，Ｆｅ：０．３％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｍｎ系合金を均質化処理し、均質化処理されたＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、この芯材の片面または両面に、少なくともＳｉを含む通常４０００系と呼ばれるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を重ね合わせて重ね合わせ素材を作製し、この重ね合わせ素材を熱間圧延して仕上り厚さ：６ｍｍ以下の熱間クラッド素材を作製し、この熱間クラッド素材を冷間圧延を施し、次いで、昇温速度：２００℃／時以下、温度：３５０〜５００℃で１〜２０時間保持したのち冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法が提案されている（特開平３−３８１７６１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車用熱交換器は軽量化による省エネルギー化、環境問題の解決、コストダウンなどのために従来のアルミニウム合金ブレージングシートよりも一層薄くかつろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートが求められている。しかし、従来の製造方法ではろう付け性、成形性および耐エロージョン性が十分に優れたアルミニウム合金ブレージングシートは得られなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、ろう付け性、成形性および耐エロージョン性が一層優れたアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法を開発すべく研究を行った。その結果、
（イ）熱間圧延して得られた少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を有する熱間クラッド素材の仕上り温度が３６０〜４５０℃の範囲内に有るように制御し、引き続いてこの熱間クラッド素材を冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、さらに冷却したクラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延したのち最終焼鈍し、この最終焼鈍を、昇温速度：２０〜１５０℃／時、温度：３００〜４５０℃で１〜１５時間保持した後、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する条件で行なうと、一層ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートが得られる、
（ロ）しかし、熱間圧延して得られた少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を有する熱間クラッド素材の仕上り温度が３６０〜４５０℃の範囲から外れることがあり、かかる温度範囲から外れた温度を有する熱間クラッド素材は、温度：３００〜３６０℃未満で１〜１０時間保持したのち、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、さらに冷却したクラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延したのち最終焼鈍し、この最終焼鈍を、昇温速度：２０〜１５０℃／時、温度：３００〜４５０℃で１〜１５時間保持した後、冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する条件で行なうと、一層ろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートが得られる、
（ハ）前記「少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材」は、質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに必要に応じて、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材であることが好ましい、などの研究結果が得られたのである。
【０００７】
したがって、この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（２）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（３）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
（４）質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し 、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法、
に特徴を有するものである。
【０００８】
この発明において、「Ａｌ−Ｓｉ系ろう材」はＳｉ：５〜１５％を有し、さらに必要に応じてＺｎ：０．１〜５％，Ｉｎ：０．００１〜０．０５％，Ｓｎ：０．０１〜０．２％，Ｍｇ：０．１〜１．５％のうち一種または二種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることが好ましい。
【０００９】
次に、この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造条件を上述のごとく限定した理由を述べる。
（Ａ）均質化処理条件
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、少なくともＭｎを含むアルミニウム合金芯材を５６０〜６３０℃で均質化処理するのは、鋳造時に過飽和に固溶したＭｎを析出させ、最終焼鈍時およびろう付け時の特に低ひずみ導入部位の再結晶を促進し、最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、ろう付け時の芯材へのろうへの侵食を抑制する作用を有するが、その温度が５６０℃未満では所望の効果が得られず、一方、６３０℃を越えると、局部溶融の可能性が高まるとともに、一層の効果が望めないので生産性の低下をもたらすので好ましくない。したがって、均質化処理温度は５６０〜６３０℃に定めた。また、前記温度で８時間未満保持しても十分な均質化効果が得られないので均質化処理時間は８時間以上であることが好ましいが、３０時間を越えて保持しても一層の効果が望めないので、均質化処理時間は８〜３０時間に定めた。
【００１０】
（Ｂ）熱間圧延条件
（ｉ）仕上がり温度および保持温度
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り温度または保持温度を３６０〜４５０℃の範囲内に有るように制御したのは、熱間圧延終了後の冷却時にマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させ、最終焼鈍時およびろう付け時の特に低ひずみ導入部位の再結晶を促進し、最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、ろう付け時の芯材へのろうへの侵食を抑制する作用を有するが、その温度が３６０℃未満では所望の効果が得られず、一方、４５０℃を越えると、Ｍｎがマトリックス中へ固溶して再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り温度または保持温度は３６０〜４５０℃（一層好ましくは、３８０〜４２０℃）に定めた。
また、厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上げ温度：３００〜３６０℃未満となるように制御して熱間クラッド素材を作製し、３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持するとマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させることができる。さらに所定の温度で熱間圧延して熱間クラッド素材を作製し、熱間クラッド素材が冷却途中で３００〜３６０℃未満になった時点で３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持するとマトリックス中に固溶しているＭｎを析出させることができる。
したがって、温度：３００〜３６０℃未満に１〜１０時間保持した熱間クラッド素材を中間焼鈍を施すことなく冷間圧延し、最終焼鈍することができる。
（ii）冷却速度
この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、熱間クラッド素材の冷却速度を１０〜１５０℃／時の範囲内に有るように制御することがこの発明の特徴の一つであり、マトリックス中に固溶しているＭｎの析出を促進させるために熱間クラッド素材の冷却速度を制御するものであるが、熱間クラッド素材の冷却速度を１０℃／時未満にするとＭｎの析出を促進させる作用の一層の効果が得られない上生産性が低下するので好ましくなく、一方、１５０℃／時を越えるとマトリックス中にＭｎが固溶し、ろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、熱間クラッド素材の冷却速度は１０〜１５０℃／時（一層好ましくは、２０〜８０℃／時）の範囲内に定めた。
（iii）熱間クラッド素材の厚さ
熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さを通常より厚い厚さの６．５〜１０ｍｍに調整することにより、その後施される冷間圧延の圧延率を大きくして最終焼鈍時の再結晶化を促進し、これにより最終焼鈍後の結晶粒径を微細に形成して成形加工性を十分なものとする。したがって、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さを６．５ｍｍ未満とすると十分な効果が得られず、一方、１０ｍｍを越えると、冷間加工工程を増加させる必要があり、生産性が増加するにもかかわらず一層の効果が得られないので好ましくないので、熱間圧延後の熱間クラッド素材の仕上り厚さは６．５〜１０ｍｍに定めた。
【００１１】
（Ｃ）最終焼鈍条件
（ｉ）昇温速度
最終焼鈍後の結晶粒径を微細にして成形加工性を十分なものとするとともに、成形時に加工の導入されない部分におけるろうの侵食を抑制する作用を有するが、その昇温速度が２０℃／時未満では再結晶が粗大化してろう付け性、成形性が低下するので好ましくなく、一方、昇温速度が１５０℃／時を越えると、最終焼鈍後の結晶粒径が微細になりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうの侵食が著しく大きくなるので好ましくない。したがって、最終焼鈍における昇温速度は２０〜１５０℃／時(一層好ましくは、２５〜８０℃／時)に定めた。
(ii)保持温度
冷間圧延板を完全に軟化させ、ろう付け性、成形性を向上させるには、３００〜４５０℃の範囲内に１時間以上保持する必要があるが、その保持温度が３００℃未満では十分な効果が得られず、一方、４５０℃を越えて保持すると、Ｍｎがマトリックス中へ固溶してろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。したがって、保持温度を３００〜４５０℃（一層好ましくは、３５０〜４００℃）の範囲内に定めた。
(iii)冷却速度
最終焼鈍工程における冷却速度を調整することにより最終焼鈍工程における冷却速度を１０〜１５０℃／時に調整するが、冷却速度が１０℃／時未満では一層の効果が得られない上、生産性が低下し、一方、１５０℃／時を越えるとＭｎがマトリックス中へ固溶してろう付け時の再結晶を遅延させるので好ましくない。
したがって、最終焼鈍工程における冷却速度は１０〜１５０℃／時（一層好ましくは、２０〜８０℃／時）の範囲内に定めた。
【００１２】
（Ｄ）芯材
Ｍｎ：
Ｍｎは金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させ、芯材の電位を貴にして耐エロージョン性を改善する作用を有するが、その含有量が１．０％未満では所望の効果が得られず、一方、１．５％を越えて含有すると圧延などの加工性が低下するところから、芯材に含まれるＭｎ量は１．０〜１．５％に定めた。Ｍｎの含有量の一層好ましい範囲は１．１〜１．３％である。
Ｃｕ：
Ｃｕは固溶してろう付け後の強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にして芯材の耐エロージョン性を向上する作用を有するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．８％を越えて含有すると融点が低下し、ろう付け時に芯材が溶融するようになるので好ましくない。そたがって、芯材に含まれるＣｕ量は０．０５〜０．８％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は０．１〜０．６％である。
Ｆｅ：
Ｆｅは、金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させ、最終焼鈍時の再結晶を促進する作用を有するが、その含有量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、０．７％を越えて含有すると腐食速度が速くなりすぎ、最終焼鈍後の再結晶粒が細かくなりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうによる侵食が著しく大きくなるので好ましくない。したがって、芯材に含まれるＦｅ量は０．１〜０．７％に定めた。Ｆｅの含有量の一層好ましい範囲は０．２〜０．５％である。
Ｓｉ，Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇ：
これら成分は、いずれも金属間化合物として晶出または析出してろう付け後の強度を向上させる作用を有するので、必要に応じてＳｉ，Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇの内の１種または２種以上を添加するが、Ｓｉ：０．１％未満、Ｚｒ：０．０１％未満，Ｔｉ：０．０１％未満、Ｍｇ：０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｓｉ：０．８％を越え、Ｚｒ：０．２％を越え、Ｔｉ：０．２５％を越えて含有すると圧延などの加工性が低下するので好ましくなく、Ｍｇ：０．５％を越えて含有すると加工性およびろう付け性が低下するので好ましくない。従って、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇの含有量は、それぞれＳｉ：０．１〜０．８％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２５％、Ｍｇ：０．０５〜０．５％の範囲内に定めた。
【００１３】
（Ｅ）ろう材
また、この発明のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において用いるＡｌ−Ｓｉ系ろう材は、Ｓｉ：５〜１５％を含有し、さらに必要に応じてＺｎ：０．１〜５％、Ｉｎ：０.００１〜０．０５％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｍｇ：０．１〜１．５％のうち１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施例
表１に示す成分組成のＡｌ合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを６００℃、１５時間保持の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：１６０ｍｍの熱延板とし、芯材ａ〜ｊを作製した。
【００１５】
【表１】
さらに、表２に示す成分組成のＡｌ合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを６００℃、１５時間保持の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：２０ｍｍの熱延板とし、ろう材ア〜ケを作製した。
【００１７】
【表２】
表１に示す成分組成の芯材ａ〜ｊ、表２に示す成分組成のろう材ア〜ケを表３に示す組み合わせで重ね合わせて、重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを作製し、この重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを表４〜５に示す条件で熱間圧延することにより熱間クラッド素材を作製し、続いて熱間クラッド素材を中間焼鈍を施すことなく板厚が０．５ｍｍとなるまで冷間圧延を行い、次いで表４〜表５に示す条件で最終焼鈍を行なうことにより本発明アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法（以下、本発明法という）１〜１８を実施した。
なお、表４は請求項１に記載の発明の重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する工程を含む発明の具体的条件を示し、表５は請求項２に記載の発明の具体的条件を示す。
【００１９】
従来例
さらに、実施例で用意した表３の重ね合わせ素材Ａ〜Ｒを表６〜７に示す条件で熱間圧延することにより熱間クラッド素材を作製し、続いてこれら熱間クラッド素材に中間焼鈍を施したのち冷間圧延する操作を繰り返し施すことにより板厚が０．５ｍｍとなるまで冷間圧延を行い、次いで表６〜表７に示す条件で最終焼鈍を行なうことにより従来アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法（以下、従来法という）１〜１８を実施した。
【００２０】
これら本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製したブレージングシートについて、ろう付け性および耐エロージョン性を評価するために下記のドロップ試験を行ない、さらに成形性を評価するために下記の深絞り試験を行なった。
【００２１】
ドロップ試験
前記本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製した板厚：０．５ｍｍのブレージングシートを縦：１００ｍｍ、横：２５ｍｍの寸法に切断して試験片を作製した。
さらに、成形加工をシュミレーションするために最終焼鈍後にさらに５％の圧延加工を施した試験片も作製した。これは通常のブレージングシートに５％程度低加工を加えたブレージングシートはろうの侵食が激しくなることは一般に知られているので、本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製した板厚：０．５ｍｍのブレージングシートについて５％の圧延加工を施した試験片を作製し、これをドロップ試験することによりろう付け性および耐エロージョン性を評価するためである。
図１は、ドロップ試験前の試験片の断面図であり、図１において、１は芯材、２はろう材、３は試験片である。この試験片３を長手方向に吊り下げた状態で温度：６００℃、５分間保持の条件のろう付けを想定したドロップ試験を行なった。図２はドロップ試験後の試験片の断面図であり、図２において１ｂはドロップ試験後の試験片の芯材、２ｂはドロップ試験後の試験片のろう材である。図２に示されるように、ドロップ試験後の試験片は上部のろう材が溶けて垂れ下がり、下部に貯まってろう材の膨らみが形成されている。
そこで、ドロップ試験後の試験片を、図２に示されるように、ａ：ｂ＝３：１となるようにＳ−Ｓ線で切断し、切断したＳ−Ｓ線より下の部分の試験片重量をＷB、ドロップ試験前の図１における試験片重量をＷ0、流動係数をＫｄとすると、下記の式：
Ｋｄ＝（４ＷB−Ｗ0）／３Ｗ0×クラッド率
から流動係数Ｋｄを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２２】
さらに、図１に示されるドロップ試験前の試験片における芯材の厚さをｔ0、図２に示されるドロップ試験後の試験片における芯材の残存厚さをｔb、ろう侵食率をＥとすると、
下記の式：
Ｅ＝（（ｔ0−ｔb）／ｔ0）×１００（％）
からろう侵食率Ｅを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２３】
深絞り試験
本発明法１〜１８および従来法１〜１８で作製したブレージングシートを、パンチ角半径：４．５ｍｍを有する平底パンチおよびダイス肩半径：４．３ｍｍを有する平面ダイスを備えた工具を用い、絞り速度：２０ｍ／ｍｉｎで絞り得るブレージングシートの最大直径をＤ0max、パンチ直径をｄpとすると、ＬＤＲ（限界絞り比）＝Ｄ0max／ｄpを求め、その結果を表４〜表７に示した。
【００２４】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【発明の効果】
表１〜表７に示される結果から、本発明法１と従来法１とでは同じ重ね合わせ素材Ａを使用しているが、本発明法１で得られたブレージングシートは従来法１で得られたブレージングシートに比べて、流動係数Ｋｄが大きいところからろう付け性に優れ、またろう侵食率Ｅが小さいところから耐エロージョン性に優れていることが分かる。さらに本発明法１で得られたブレージングシートは従来法１で得られたブレージングシートに比べてＬＤＲ（限界絞り比）が大きいところから成形性に優れていることが分かる。
【００３０】
同様にして、本発明法２〜１８と従来法２〜１８を比較すると、同じ番号の本発明法と従来法とは同じ重ね合わせ素材を使用しているにもかかわらず、本発明法２〜１８で得られたブレージングシートは従来法２〜１８で得られたブレージングシートに比べて、流動係数Ｋｄが大きいところからろう付け性に優れ、またろう侵食率Ｅが小さいとことから耐エロージョン性に優れていることが分かる。さらに本発明法２〜１８で得られたブレージングシートは従来法２〜１８で得られたブレージングシートに比べてＬＤＲ（限界絞り比）が大きいところから成形性に優れていることが分かる。
上述のように、この発明は、一層優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートを提供することができ、産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルミニウム合金ブレージングシートから作製した試験片の断面説明図である。
【図２】ドロップ試験後におけるアルミニウム合金ブレージングシートの試験片の断面説明図である。
【符号の説明】
１ 芯材
２ ろう材
３ 試験片
１ｂ 芯材
２ｂ ろう材
Claims (6)
- 質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。 - 質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。 - 質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍおよび仕上り温度：３６０〜４５０℃を有する熱間クラッド素材を成形した後ただちに冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。 - 質量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％を含有し、さらに、Ｓｉ：０．１〜０．８％，Ｚｒ：０．０１〜０．２％，Ｔｉ：０．０１〜０．２５％，Ｍｇ：０．０５〜０．５％のうち１種または２種以上を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金芯材を温度：５６０〜６３０℃、８〜３０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化処理したアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を重ね合わせて重ね合せ素材を作製し、
この重ね合せ素材を熱間圧延してアルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材層を圧接した厚さ：６．５〜１０ｍｍを有する熱間クラッド素材を成形し、この熱間クラッド素材を温度：３００〜３６０℃未満、１〜１０時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却し、
この冷却した熱間クラッド素材を中間焼鈍することなく冷間圧延して冷間圧延クラッド素材を形成し、
この冷間圧延クラッド素材を昇温速度：２０〜１５０℃／時で温度：３００〜４５０℃に昇温し１〜１５時間保持したのち冷却速度：１０〜１５０℃／時で冷却する最終焼鈍を施すことを特徴とするろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。 - 前記Ａｌ−Ｓｉ系ろう材はＳｉ：５〜１５％を有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
- 前記Ａｌ−Ｓｉ系ろう材はＳｉ：５〜１５％を有し、さらにＺｎ：０．１〜５％，Ｉｎ：０．００１〜０．０５％，Ｓｎ：０．０１〜０．２％，Ｍｇ：０．１〜１．５％のうち一種または二種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のろう付け性、成形性および耐エロージョン性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
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