JP3858254B2 - 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐食性、特にアルカリ環境下から酸性環境下に至る広範囲ｐＨ領域での耐食性に優れた熱交換器などの構造用部材として用いるアルミニウム合金クラッド材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のラジエーターやヒーターコアのチューブ材としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、芯材の他方の片面に、犠牲陽極皮材としてＡｌ−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。最も一般に使用されている具体的なアルミニウム合金クラッド材は、ＪＩＳ ３００３（重量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．６％以下、Ｚｒ：０．７以下％、Ｚｎ：０．１０以下％、残部：Ａｌおよび不可避不純物）を芯材とし、その片面にＪＩＳ ７０７２からなるＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲陽極皮材をクラッドし、芯材の他方の片面にＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドしてなるアルミニウム合金クラッド材は知られている。
【０００３】
前記アルミニウム合金クラッド材のＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材は、ろう付け時にチューブ材とフィン材の接合、およびチューブ材とヘッダープレートとの接合に用いられ、犠牲陽極皮材は芯材との電気化学的性質の違いにより皮材を主として腐食し、芯材の孔食を抑制する作用をなすものである。これらアルミニウム合金クラッド材は、ラジエーターやヒーターコアのチューブ材として熱交換器に使用した場合、弱酸性から中性領域では優れた犠牲陽極効果を発揮する。しかし、実際に使用される冷却水は不凍液と防錆剤からなるＬＬＣ（ロングライフクーラント）が混入したアルカリ性を示すものであり、冷却水がｐＨ９以上のアルカリ性溶液の場合なお耐食性が十分でなく、早期に孔食が発生したり、防食効果が発揮されない場合がある。
【０００４】
これらを改良するために、重量％で（以下％は重量％を示す）
（ａ）Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｆｅ：０．７％以下、Ｓｉ：０．６％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．２％、Ｚｎ：０．１％以下を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：０．１〜１．５％、Ｆｅ：０．７を越え〜１．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材（特開平１０−１７９６７号公報参照）、
（ｂ）Ｍｎ：０．３〜２．０％およびＣｕ：０．１０〜０．８％の１種または２種を含有し、必要に応じてＭｇ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．１〜１％を含有し、さらに必要に応じてＣｒ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｔｉ：０．０５〜０．３％、Ｂ：０．０１〜０．１％の内の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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：１．５〜４．０％、Ｆｅ：０．５％を越え３％以下を含有し、必要に応じてＭｇ：０．１〜２．５％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｇａ：０．０１〜０．２％の内の１種または２種以上を含有し、さらにＣｒ：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％の内の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の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材（特開平１０−７２６３２号公報参照）、
などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記改良された従来のアルミニウム合金クラッド材で作製したラジエーターやヒーターコアのチューブに、弱酸性溶液からアルカリ性溶液まで広範囲のｐＨ領域の水溶液を流しても良好な耐食性が得られるが、その耐食性はいまだ十分でなく、更なる耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材が求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、従来よりも耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材を得るべく研究を行った結果、
（ａ）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなるアルミニウム合金クラッド材は、弱酸性溶液からｐＨ１０以上のアルカリ性溶液の広範囲のｐＨ領域の水溶液に対する耐食性が従来よりも一層向上し、熱交換器用構造材として優れたものとなる、
（ｂ）前記（ａ）に記載の芯材に、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．１〜０．７％の内の１種もしくは２種、またはＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％の内の１種もしくは２種を含有してもよく、
さらにＳｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．１〜０．７％の内の１種または２種、およびＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％の内の１種または２種を同時に含有してもよい、
（ｃ）前記（ａ）に記載の犠牲陽極皮材に、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％の内の１種または２種を含有してもよい、
という知見を得たのである。
【０００７】
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであって、
（１）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（２）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（３）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（４）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらに、Ｔｉ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（５）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらに、Ｚｒ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、（６）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらにＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（７）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（８）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（９）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１０）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１１）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１２）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１３）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１４）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１５）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１６）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１７）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１８）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、に特徴を有するものである。
【０００８】
まず、この発明の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材の成分組成を上述のごとく限定した理由を述べる。
（Ａ）芯材
Ｍｎ：
Ｍｎは、芯材素地中にＡｌ−Ｍｎ金属間化合物として分散し、耐食性を低下させることなく強度を向上せしめる成分であるが、その含有量が０．８％未満では所望の効果が得られず、一方、１．８％を越えて含有すると粗大な金属間化合物の生成によって加工性を劣化させるので好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量を０．８〜１．８％に定めた。Ｍｎの含有量のいっそう好ましい範囲は１．０〜１．５％である。
【０００９】
Ｆｅ：
Ｆｅは、素地中にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を微細に分散させるために面食の腐食形態となり、腐食速度を遅くするが、その含有量が０．８６％未満では所望の効果が得られず、一方、１．５％を越えると芯材の自己腐食性が増大するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量は、０．８６〜１．５％に定めた。Ｆｅの含有量のいっそう好ましい範囲は０．８６〜１．３％である。
【００１０】
Ｓｉ：
Ｓｉは、Ｍｎと共存させることによりＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ金属間化合物となって素地中に分散、あるいはマトリックスに固溶して芯材の強度を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、１．０％を越えて含有すると芯材の融点を低下させるので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量を０．１〜１．０％に定めた。Ｓｉの含有量のいっそう好ましい範囲は０．２〜０．５％である。
【００１１】
Ｃｕ：
芯材に含まれるＣｕは、マトリックスに固溶して芯材の強度を向上させると共に、芯材の電気化学的性質を貴にして、犠牲陽極皮材およびろう材との電位差を大きく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芯材の融点が低下するためろう付け時に材料が溶融しやすく、さらに酸性溶液中で粒界腐食が起こりやすくなり、耐食性が低下するので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量を０．１〜０．７％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は０．３〜０．５％である。
【００１２】
Ｔｉ：
Ｔｉ成分は、ろう付け後に微細な金属間化合物として素地中に分散し、芯材の強度を向上させる作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えると加工性を阻害するので好ましくない。したがって、Ｔｉの含有量は０．０５〜０．２％に定めた。Ｔｉの含有量の一層好ましい範囲も０．０７〜０．１５％である。
【００１３】
Ｚｒ：
ＺｒもＴｉと同様に、ろう付け後に微細な金属間化合物として素地中に分散し、芯材の強度を向上させる作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えると加工性を阻害するので好ましくない。したがって、Ｚｒの含有量は０．０５〜０．２％に定めた。Ｚｒの含有量の一層好ましい範囲も０．０７〜０．１８％である。
【００１４】
（Ｂ）犠牲陽極皮材
Ｆｅ：
Ｆｅは、素地中にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を微細に分散させるために、そこを起点として材料表面に微小ピットが多数発生するが、その数が多く材料表面に均一に分布するため腐食深さは浅くなり、腐食形態は面食となるため、深い孔食は発生しない。しかし犠牲陽極皮材に含まれるＦｅの含有量が０．８８％未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％を越えると犠牲陽極皮材の自己腐食性が増大するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量は、０．８８〜２．０％に定めた。Ｆｅの含有量の一層好ましい範囲は０．８８〜１．０％である。
【００１５】
Ｚｎ：
Ｚｎは、犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を向上させ、芯材に孔食が発生するのを防止する作用を有するが、その含有量が４％以下では酸性領域で十分な犠牲陽極効果が得られず、一方、１０％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＺｎ含有量は、４を越え〜１０％に定めた。Ｚｎの含有量の一層好ましい範囲は４．５〜８％である。
【００１６】
Ｉｎ：
Ｉｎは、犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を一層有効なものにし、芯材の孔食の発生を防止する作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．００５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＩｎ含有量は、０．００５〜０．２％に定めた。
【００１７】
Ｓｎ：
ＳｎもＩｎ同様に犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を有効なものにし、芯材の孔食の発生を防止する作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＳｎ含有量は、０．０５〜０．２％に定めた。
【００１８】
（Ｃ）ろう材
この発明の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材で使用するろう材は、通常のＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材であればよく、特に限定されるものではないが、ろう材中に含まれるＳｉは融点を下げると共に流動性を付与する成分であり、その含有量が５％未満では所望の効果が得られず、一方、１５％を越えて含有するとかえって流動性が低下するので好ましくない。したがって、ろう材中のＳｉの含有量を３〜１５％に定めた。ろう材中のＳｉの含有量のいっそう好ましい範囲は５〜１２％である。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材に含まれるＺｎは１．０〜５．０％が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
表１〜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、このインゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：１５０ｍｍの熱延板からなる芯材ａ〜ｎを作製した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
さらに、表３〜４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、このインゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：３０ｍｍの熱延板からなる犠牲陽極皮材ア〜チを作製した。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
一方、表５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、このインゴットを通常の条件で熱間圧延を行い、厚さ：２０ｍｍの熱延板からなるろう材Ｉ〜ＩＩを作製した。
【００２６】
【表５】
【００２７】
これら表１〜表２の芯材ａ〜ｎ、表３〜表４の犠牲陽極皮材ア〜チおよび表５のろう材Ｉ〜ＩＩを表６〜表８に示される組み合わせにしたがって重ね合わせ、熱間圧延にてクラッドし、引き続いて中間焼鈍を行ったのち、冷間圧延を行うことによりいずれも板厚：０．２５ｍｍ、犠牲陽極皮材およびろう材にクラッド率がそれぞれ１５％および１０％で調質Ｈ１４の本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２を作製した。これら本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２を用いてそれぞれの試験片を作製し、これら試験片を６００℃に３分間保持した後、冷却速度：１００℃／ｍｉｎ．で室温まで冷却するろう付けを想定した熱処理を行い、その後、下記の条件の腐食試験を行った。
【００２８】
腐食試験１
Ｃｌ- ：１９５ｐｐｍ，ＳＯ4 2-：６０ｐｐｍ，Ｆｅ3+：３０ｐｐｍ，Ｃｕ2+：１ｐｐｍを含む水溶液（ｐＨ：３．４）を腐食液として用意し、前記本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２の熱処理した試験片を自動車用熱交換器の冷却水を想定して、流速：１ｍ／ｓｅｃ．で流れている温度：８０℃の腐食液の中に８時間浸漬保持した後、室温の静止腐食液の中に１６時間浸漬保持すると云う温度サイクルを加える操作を６０日間行い、６０日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの最大腐食深さを測定し、その測定結果を表６〜表８に示した。
【００２９】
腐食試験２
Ｃｌ- ：１９５ｐｐｍ，ＳＯ4 2-：６０ｐｐｍ，Ｆｅ3+：３０ｐｐｍ，Ｃｕ2+：１ｐｐｍを含む水溶液をＮａＯＨでｐＨ１１に調整した水溶液を腐食液として用意し、前記本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２の熱処理した試験片を自動車用熱交換器の冷却水を想定して、流速：１ｍ／ｓｅｃ．で流れている温度：８０℃の腐食液の中に８時間浸漬保持した後、室温の静止腐食液の中に１６時間に浸漬保持すると云う温度サイクルを加える操作を６０日間行い、６０日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの最大腐食深さを測定し、その測定結果を表７〜表１０に示した。
【００３０】
【表６】
【００３１】
【表７】
【００３２】
【表８】
【００３３】
表６〜表８に示される結果から、本発明クラッド材１〜３０は、従来クラッド材１〜２に比べて、表面からの最大腐食深さが極めて小さいところから、耐食性に優れていることが分かる。また、構成成分の内の少なくとも１つの成分含有量がこの発明の範囲から外れている比較クラッド材１〜７は耐食性またはその他の特性が劣ることも分かる。
【００３４】
【発明の効果】
上述のように、この発明のクラッド材は耐食性に優れているため、この発明のクラッド材を用いて作製した熱交換器は、広範囲のｐＨの冷却水を使用しても貫通することなく長期間使用することができ、産業上優れた効果をもたらすものである。
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐食性、特にアルカリ環境下から酸性環境下に至る広範囲ｐＨ領域での耐食性に優れた熱交換器などの構造用部材として用いるアルミニウム合金クラッド材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のラジエーターやヒーターコアのチューブ材としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、芯材の他方の片面に、犠牲陽極皮材としてＡｌ−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。最も一般に使用されている具体的なアルミニウム合金クラッド材は、ＪＩＳ ３００３（重量％で、Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．６％以下、Ｚｒ：０．７以下％、Ｚｎ：０．１０以下％、残部：Ａｌおよび不可避不純物）を芯材とし、その片面にＪＩＳ ７０７２からなるＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲陽極皮材をクラッドし、芯材の他方の片面にＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドしてなるアルミニウム合金クラッド材は知られている。
【０００３】
前記アルミニウム合金クラッド材のＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材は、ろう付け時にチューブ材とフィン材の接合、およびチューブ材とヘッダープレートとの接合に用いられ、犠牲陽極皮材は芯材との電気化学的性質の違いにより皮材を主として腐食し、芯材の孔食を抑制する作用をなすものである。これらアルミニウム合金クラッド材は、ラジエーターやヒーターコアのチューブ材として熱交換器に使用した場合、弱酸性から中性領域では優れた犠牲陽極効果を発揮する。しかし、実際に使用される冷却水は不凍液と防錆剤からなるＬＬＣ（ロングライフクーラント）が混入したアルカリ性を示すものであり、冷却水がｐＨ９以上のアルカリ性溶液の場合なお耐食性が十分でなく、早期に孔食が発生したり、防食効果が発揮されない場合がある。
【０００４】
これらを改良するために、重量％で（以下％は重量％を示す）
（ａ）Ｍｎ：１．０〜１．５％、Ｆｅ：０．７％以下、Ｓｉ：０．６％以下、Ｃｕ：０．０５〜０．２％、Ｚｎ：０．１％以下を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：０．１〜１．５％、Ｆｅ：０．７を越え〜１．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材（特開平１０−１７９６７号公報参照）、
（ｂ）Ｍｎ：０．３〜２．０％およびＣｕ：０．１０〜０．８％の１種または２種を含有し、必要に応じてＭｇ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．１〜１％を含有し、さらに必要に応じてＣｒ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｔｉ：０．０５〜０．３％、Ｂ：０．０１〜０．１％の内の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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：１．５〜４．０％、Ｆｅ：０．５％を越え３％以下を含有し、必要に応じてＭｇ：０．１〜２．５％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｇａ：０．０１〜０．２％の内の１種または２種以上を含有し、さらにＣｒ：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％の内の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の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材（特開平１０−７２６３２号公報参照）、
などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記改良された従来のアルミニウム合金クラッド材で作製したラジエーターやヒーターコアのチューブに、弱酸性溶液からアルカリ性溶液まで広範囲のｐＨ領域の水溶液を流しても良好な耐食性が得られるが、その耐食性はいまだ十分でなく、更なる耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材が求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、従来よりも耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材を得るべく研究を行った結果、
（ａ）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなるアルミニウム合金クラッド材は、弱酸性溶液からｐＨ１０以上のアルカリ性溶液の広範囲のｐＨ領域の水溶液に対する耐食性が従来よりも一層向上し、熱交換器用構造材として優れたものとなる、
（ｂ）前記（ａ）に記載の芯材に、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．１〜０．７％の内の１種もしくは２種、またはＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％の内の１種もしくは２種を含有してもよく、
さらにＳｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．１〜０．７％の内の１種または２種、およびＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％の内の１種または２種を同時に含有してもよい、
（ｃ）前記（ａ）に記載の犠牲陽極皮材に、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％の内の１種または２種を含有してもよい、
という知見を得たのである。
【０００７】
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであって、
（１）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（２）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（３）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（４）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらに、Ｔｉ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（５）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらに、Ｚｒ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、（６）前記（１）、（２）または（３）記載の芯材に、さらにＴｉ：０．０５〜０．２％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（７）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（８）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（９）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１０）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１１）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１２）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１３）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１４）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１５）Ｍｎ：０．８〜１．８％、Ｆｅ：０．８６〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：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のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１６）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１７）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、
（１８）前記（４）、（５）または（６）記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材において、該芯材の他方の片面に、Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、Ｆｅ：０．８８〜２．０％、Ｉｎ：０．００５〜０．２％、Ｓｎ：０．０５〜０．２％を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、に特徴を有するものである。
【０００８】
まず、この発明の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材の成分組成を上述のごとく限定した理由を述べる。
（Ａ）芯材
Ｍｎ：
Ｍｎは、芯材素地中にＡｌ−Ｍｎ金属間化合物として分散し、耐食性を低下させることなく強度を向上せしめる成分であるが、その含有量が０．８％未満では所望の効果が得られず、一方、１．８％を越えて含有すると粗大な金属間化合物の生成によって加工性を劣化させるので好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量を０．８〜１．８％に定めた。Ｍｎの含有量のいっそう好ましい範囲は１．０〜１．５％である。
【０００９】
Ｆｅ：
Ｆｅは、素地中にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を微細に分散させるために面食の腐食形態となり、腐食速度を遅くするが、その含有量が０．８６％未満では所望の効果が得られず、一方、１．５％を越えると芯材の自己腐食性が増大するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量は、０．８６〜１．５％に定めた。Ｆｅの含有量のいっそう好ましい範囲は０．８６〜１．３％である。
【００１０】
Ｓｉ：
Ｓｉは、Ｍｎと共存させることによりＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ金属間化合物となって素地中に分散、あるいはマトリックスに固溶して芯材の強度を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、１．０％を越えて含有すると芯材の融点を低下させるので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量を０．１〜１．０％に定めた。Ｓｉの含有量のいっそう好ましい範囲は０．２〜０．５％である。
【００１１】
Ｃｕ：
芯材に含まれるＣｕは、マトリックスに固溶して芯材の強度を向上させると共に、芯材の電気化学的性質を貴にして、犠牲陽極皮材およびろう材との電位差を大きく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芯材の融点が低下するためろう付け時に材料が溶融しやすく、さらに酸性溶液中で粒界腐食が起こりやすくなり、耐食性が低下するので好ましくない。したがって、Ｃｕの含有量を０．１〜０．７％に定めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は０．３〜０．５％である。
【００１２】
Ｔｉ：
Ｔｉ成分は、ろう付け後に微細な金属間化合物として素地中に分散し、芯材の強度を向上させる作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えると加工性を阻害するので好ましくない。したがって、Ｔｉの含有量は０．０５〜０．２％に定めた。Ｔｉの含有量の一層好ましい範囲も０．０７〜０．１５％である。
【００１３】
Ｚｒ：
ＺｒもＴｉと同様に、ろう付け後に微細な金属間化合物として素地中に分散し、芯材の強度を向上させる作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えると加工性を阻害するので好ましくない。したがって、Ｚｒの含有量は０．０５〜０．２％に定めた。Ｚｒの含有量の一層好ましい範囲も０．０７〜０．１８％である。
【００１４】
（Ｂ）犠牲陽極皮材
Ｆｅ：
Ｆｅは、素地中にＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を微細に分散させるために、そこを起点として材料表面に微小ピットが多数発生するが、その数が多く材料表面に均一に分布するため腐食深さは浅くなり、腐食形態は面食となるため、深い孔食は発生しない。しかし犠牲陽極皮材に含まれるＦｅの含有量が０．８８％未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％を越えると犠牲陽極皮材の自己腐食性が増大するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量は、０．８８〜２．０％に定めた。Ｆｅの含有量の一層好ましい範囲は０．８８〜１．０％である。
【００１５】
Ｚｎ：
Ｚｎは、犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を向上させ、芯材に孔食が発生するのを防止する作用を有するが、その含有量が４％以下では酸性領域で十分な犠牲陽極効果が得られず、一方、１０％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＺｎ含有量は、４を越え〜１０％に定めた。Ｚｎの含有量の一層好ましい範囲は４．５〜８％である。
【００１６】
Ｉｎ：
Ｉｎは、犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を一層有効なものにし、芯材の孔食の発生を防止する作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．００５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＩｎ含有量は、０．００５〜０．２％に定めた。
【００１７】
Ｓｎ：
ＳｎもＩｎ同様に犠牲陽極皮材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を有効なものにし、芯材の孔食の発生を防止する作用を有するので必要に応じて添加するが、その含有量が０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．２％を越えて含有すると自己腐食性が増大し過ぎて好ましくない。したがって、犠牲陽極皮材中のＳｎ含有量は、０．０５〜０．２％に定めた。
【００１８】
（Ｃ）ろう材
この発明の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材で使用するろう材は、通常のＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材であればよく、特に限定されるものではないが、ろう材中に含まれるＳｉは融点を下げると共に流動性を付与する成分であり、その含有量が５％未満では所望の効果が得られず、一方、１５％を越えて含有するとかえって流動性が低下するので好ましくない。したがって、ろう材中のＳｉの含有量を３〜１５％に定めた。ろう材中のＳｉの含有量のいっそう好ましい範囲は５〜１２％である。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材に含まれるＺｎは１．０〜５．０％が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
表１〜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、このインゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：１５０ｍｍの熱延板からなる芯材ａ〜ｎを作製した。
【００２０】
【表１】
【表２】
さらに、表３〜４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、このインゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ：３０ｍｍの熱延板からなる犠牲陽極皮材ア〜チを作製した。
【００２３】
【表３】
【表４】
一方、表５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、このインゴットを通常の条件で熱間圧延を行い、厚さ：２０ｍｍの熱延板からなるろう材Ｉ〜ＩＩを作製した。
【００２６】
【表５】
これら表１〜表２の芯材ａ〜ｎ、表３〜表４の犠牲陽極皮材ア〜チおよび表５のろう材Ｉ〜ＩＩを表６〜表８に示される組み合わせにしたがって重ね合わせ、熱間圧延にてクラッドし、引き続いて中間焼鈍を行ったのち、冷間圧延を行うことによりいずれも板厚：０．２５ｍｍ、犠牲陽極皮材およびろう材にクラッド率がそれぞれ１５％および１０％で調質Ｈ１４の本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２を作製した。これら本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２を用いてそれぞれの試験片を作製し、これら試験片を６００℃に３分間保持した後、冷却速度：１００℃／ｍｉｎ．で室温まで冷却するろう付けを想定した熱処理を行い、その後、下記の条件の腐食試験を行った。
【００２８】
腐食試験１
Ｃｌ- ：１９５ｐｐｍ，ＳＯ4 2-：６０ｐｐｍ，Ｆｅ3+：３０ｐｐｍ，Ｃｕ2+：１ｐｐｍを含む水溶液（ｐＨ：３．４）を腐食液として用意し、前記本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２の熱処理した試験片を自動車用熱交換器の冷却水を想定して、流速：１ｍ／ｓｅｃ．で流れている温度：８０℃の腐食液の中に８時間浸漬保持した後、室温の静止腐食液の中に１６時間浸漬保持すると云う温度サイクルを加える操作を６０日間行い、６０日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの最大腐食深さを測定し、その測定結果を表６〜表８に示した。
【００２９】
腐食試験２
Ｃｌ- ：１９５ｐｐｍ，ＳＯ4 2-：６０ｐｐｍ，Ｆｅ3+：３０ｐｐｍ，Ｃｕ2+：１ｐｐｍを含む水溶液をＮａＯＨでｐＨ１１に調整した水溶液を腐食液として用意し、前記本発明クラッド材１〜３０、比較クラッド材１〜７および従来クラッド材１〜２の熱処理した試験片を自動車用熱交換器の冷却水を想定して、流速：１ｍ／ｓｅｃ．で流れている温度：８０℃の腐食液の中に８時間浸漬保持した後、室温の静止腐食液の中に１６時間に浸漬保持すると云う温度サイクルを加える操作を６０日間行い、６０日間経過後の犠牲陽極皮材層の表面からの最大腐食深さを測定し、その測定結果を表７〜表１０に示した。
【００３０】
【表６】
【表７】
【表８】
表６〜表８に示される結果から、本発明クラッド材１〜３０は、従来クラッド材１〜２に比べて、表面からの最大腐食深さが極めて小さいところから、耐食性に優れていることが分かる。また、構成成分の内の少なくとも１つの成分含有量がこの発明の範囲から外れている比較クラッド材１〜７は耐食性またはその他の特性が劣ることも分かる。
【００３４】
【発明の効果】
上述のように、この発明のクラッド材は耐食性に優れているため、この発明のクラッド材を用いて作製した熱交換器は、広範囲のｐＨの冷却水を使用しても貫通することなく長期間使用することができ、産業上優れた効果をもたらすものである。
Claims (5)
- 重量％で、
Ｍｎ：０．８〜１．８％、
Ｆｅ：０．８６〜１．５％、
を含有し、さらに、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、
Ｃｕ：０．１〜０．７％、
の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、
Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、
Ｆｅ：０．８８〜２．０％、
を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮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熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 重量％で、
Ｍｎ：０．８〜１．８％、
Ｆｅ：０．８６〜１．５％、
を含有し、さらに、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、
Ｃｕ：０．１〜０．７％、
の内の１種または２種を含有し、さらに、
Ｔｉ：０．０５〜０．２％、
Ｚｒ：０．０５〜０．２％、
の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌ合金からなる芯材の一方の片面に、Ａｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系ろう材をクラッドし、該芯材の他方の片面に、
Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、
Ｆｅ：０．８８〜２．０％、
を含有し、残りがＡｌおよび不可避不純物からなる組成の犠牲陽極皮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熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 前記犠牲陽極皮材は、
Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、
Ｆｅ：０．８８〜２．０％、
を含有し、さらに、
Ｉｎ：０．００５〜０．２％、
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犠牲陽極皮材であることを特徴とする請求項１または２記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 前記犠牲陽極皮材は、
Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、
Ｆｅ：０．８８〜２．０％、
を含有し、さらに、
Ｓｎ：０．０５〜０．２％、
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犠牲陽極皮材であることを特徴とする請求項１または２記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 前記犠牲陽極皮材は、
Ｚｎ：４．０を越え〜１０％、
Ｆｅ：０．８８〜２．０％、
を含有し、さらに、
Ｉｎ：０．００５〜０．２％、
Ｓｎ：０．０５〜０．２％、
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犠牲陽極皮材であることを特徴とする請求項１または２記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
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