JP4451974B2 - 熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用の熱交換器等に用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートに関するものであり、更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するチューブ管の材料として用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、通常の自動車用熱交換器のラジエーターは、図１に示す構造のもので、冷媒を通すチューブ管１の問にフィン２を配置し、チューブ管１の両端にそれぞれヘッダープレート３を取付けてコア４を組立て、組立体をろう付けした後、ヘッダープレート３に樹脂タンク５を取付て製造される。このようなラジエーターのチューブ管１に冷媒を通し冷媒を冷却する。
コア４の側面はサイドプレート（図示せず）により補強される。
前記フィンにはＪＩＳ−３００３合金にＺｎを１．５ｗｔ％程度添加した厚さ０．１ｍｍ程度の薄板が用いられている。
前記チューブ管には、ＪＩＳ−３００３合金を芯材とし、その片面にろう材を、他面にＪＩＳ−７０７２合金を孔食防止用の犠牲陽極材としてクラッドした厚さ０．２〜０．４ｍｍのアルミニウム合金製ブレージングシートを、前記犠牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状に電縫加工したり、同様に前記犠牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状にロール成形後、ろう付けしたものが用いられる。
ヘッダープレート３には厚さ１．０〜２．０ｍｍのチューブ管と同じ材質のアルミニウム合金製ブレージングシートが用いられている。近年、熱交換器の軽量化が求められているが、熱交換器を軽量化するために部材を薄肉化した場合、部材の耐食性を一層向上させる必要がある。
耐食性については、通常、内側（冷媒側）にクラッドした犠牲陽極材によりクラッド材の表面を芯材よりも卑にすること、外側（大気側）はろう付けにより一体化したフィン材の電位をチューブ材よりも卑にすることでチューブを防食している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の３層材ではろう付けをすることにより芯材中に添加したＣｕは犠牲陽極材やろう材中ヘ、犠牲陽極材中に添加したＺｎは芯材中へ拡散する。特に、板厚が０．２ｍｍ以下程度に薄くなると、通常の６００℃程度のろう付け加熱を施すと、この拡散が板厚全厚にわたってしまい板厚方向での電位差が小さくなり十分な防食能力がなくなってしまう。ろう付け加熱後の板厚方向の電位差を得るために犠牲陽極材に添加するＺｎを極端に増やした場合、Ｚｎの拡散により芯材の犠牲陽極材側の電位が卑になり、板厚方向の電位（自然電位）分布は板厚中心よりも外側（大気側）に電位が貴となるピークを持つようになる。（図２参照）
内部（冷媒側）に孔食が発生すると、その孔食は面状および深さ方向に進行する。このときブレージングシート内部では電位的に貴な部分を卑な部分が防食する。従ってブレージングシート内部で最も貴な部分（ピーク位置）が板厚の中心よりも外側（大気側）にある場合には犠牲材からピーク位置までの電位勾配が小さくなり防食能力が十分働かなくなる。また、外側（大気側）ではピーク位置までの距離が小さくなり、犠牲防食層として働く部分が小さくなる。孔食が進行し、板厚方向で電位のピーク位置を超えると、腐食孔の先端は周囲よりも電位的に卑になるため、腐食の進行が加速され貫通孔が発生してしまう。
したがって本発明の目的は、板厚が薄くろう付け加熱により全厚に渡るような元素の拡散が起こった後でも優れた耐食性を有する熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートを提供することにある。
本発明の目的は、特に薄肉のラジチューブ材として用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材からろう材中へのＣｕの拡散、犠牲陽極材から芯材中へのＺｎの拡散による耐食性の低下を防止するアルミニウム合金製ブレージングシートを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の従来の３層材の耐食性に関する難点を克服するため鋭意検討を重ねた結果、芯材と犠牲陽極材の間に特定の中間層を設けることにより、ろう付け加熱後に芯材や犠牲陽極材へ添加した元素の拡散が起こった後でも板厚方向の中心よりも内側（冷媒側）に電位が最も貴になる部分を持つようにして、孔食の進行を抑制することが可能となることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされたものである。
本発明の課題は下記の（１）〜（６）の手段によって達成された。本明細書において手段（１）〜（６）を、それぞれ第１〜第６発明といい、まとめて本発明という。
（１）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（２）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（３）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．０５〜０．２ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（４）芯材と中間層のいずれか、または両方に各々０．３ｍａｓｓ％以下のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうち１種または２種以上を含有したことを特徴とする上記（１）〜（３）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
（５）芯材と中間層の厚さの比率を１≦芯材／中間層≦３としたことを特徴とする上記（１）〜（４）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
（６）犠牲陽極材をＺｎ２〜６ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金としたことを特徴とする上記（１）〜（５）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設け、中間層にはＣｕを多く含有し電位的に貴な材料を用いて、ろう付け加熱により芯材、中間層のＣｕ、犠牲陽極材のＺｎの拡散が起こった後でも板厚方向で電位の最も貴になる部分を犠牲陽極材側にすることにより、内側（冷媒側）は板厚方向の電位勾配を大きくし、外側（大気側）は犠牲防食層として働く体積を大きくし耐食性を向上させたものである。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの合金成分について、その添加元素の意義と組成の限定理由を説明する。
まず、本発明で用いる芯材の合金元素について説明する。
Ｓｉはろう付け後にマトリックス中に固溶して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．１〜０．５ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．５ｍａｓｓ％を超えると単体Ｓｉが析出して芯材の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｓｉの望ましい含有量は０．２〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｆｅは、粗大な金属間化合物を合金中に分布させ、芯材の結晶粒を微細にし、成形加工時の割れを防止する作用を有する。Ｆｅの含有量を０．２〜０．８ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．８ｍａｓｓ％を超えると芯材の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｆｅの好ましい含有量は０．３〜０．６ｍａｓｓ％である。
Ｃｕは、板厚深さ方向の電位調整および強度の向上に寄与する。その量が増えると電位が貴になり、かつ強度は向上する。Ｃｕの含有量を０．０５ｍａｓｓ％〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．０５ｍａｓｓ％末満では強度の向上の効果が十分に得られず、また０．３ｍａｓｓ％を超えるとろう付けによる元素が拡散した後、中間層との電位差が小さくなり耐食性の望ましい向上が期待できなくなるためである。Ｃｕの望ましい含有量は０．１〜０．３ｍａｓｓ％である。芯材合金中のＣｕ含有量は、後述の中間層中のＣｕ含有量の８０％以下とする。
Ｍｎは、微細な金属間化合物を合金中に分布させ、耐食性を低下させることなく、強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．５〜２．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．５ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、２．０ｍａｓｓ％を超えると製造加工性が悪化し歩留まりが低下するためである。Ｍｎの好ましい含有量は０．５〜１．５ｍａｓｓ％である。
芯材に含有させる選択元素のＭｇは、ＳｉとともにＭｇ２Ｓｉ化合物を時効析出させて強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を０．２ｍａｓｓ％以下に規定する理由は０．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付けの際に芯材の片面にろう材を設けている場合、ろう材にＭｇが拡散しフラックスと反応してろう付け性が低下するためである。芯材合金中にＭｇを含む場合のＭｇ含有量は、後述の中間層中に選択元素として含有させるＭｇ含有量より少量とする。
芯材に含有させる選択元素のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉは、いずれも微細な金属間化合物を形成して合金の強度と耐食性に寄与する。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量を０．０３〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、各々０．０３ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、０．３ｍａｓｓ％を超えると鋳造割れが発生する恐れがある。それぞれの望ましい含有量は０．０８〜０．２ｍａｓｓ％である。
以上が本発明で用いる芯材の合金元素についての説明であるが、鋳造組織の微細化のために添加されるＢやその他の不可避的不純物元素は、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば、含有されていても差し支えない。
【０００６】
以下に本発明で用いる中間層の合金元素について説明する。
Ｓｉはろう付け後にマトリックス中に固溶して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．１〜０．５ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．５ｍａｓｓ％を超えると単体Ｓｉが析出して中間層の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｓｉの望ましい含有量は０．２〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｆｅは、粗大な金属間化合物を合金中に分布させ、芯材の結晶粒を微細にし、成形加工時の割れを防止する作用を有する。
Ｆｅの含有量を０．２〜０．８ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．８ｍａｓｓ％を超えると中間層の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｆｅの望ましい含有量は０．３〜０．６ｍａｓｓ％である。
Ｃｕは、板厚深さ方向の電位調整および強度向上に寄与する。Ｃｕの含有量を０．４〜１．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．４ｍａｓｓ％未満ではろう付けによる元素の拡散が起こったあと、芯材との電位差が得られず耐食性向上が期待できず、１．０ｍａｓｓ％を超えるとろう付けによる元素が犠牲陽極材に拡散し、冷媒側の耐食性が低下するためである。Ｃｕの望ましい含有量は０．６〜０．８ｍａｓｓ％である。
Ｍｎは、微細な金属間化合物を合金中に分布させ、耐食性を低下させることなく、強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．５〜２．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．５ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、２．０ｍａｓｓ％を超えると製造加工性が悪化し歩留まりが低下するためである。Ｍｎの好ましい含有量は０．５〜１．５ｍａｓｓ％である。
中間層に含有させる選択元素のＭｇは、ＳｉとともにＭｇ２Ｓｉ化合物を時効析出させて強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を０．２〜１．５ｍａｓｓ％に規定する理由は０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、１．５ｍａｓｓ％を超えるとろう付けの際に犠牲陽極材表面までＭｇが拡散し、ろう付けによりチューブ管を形成するような構造の場合にはフラックスと反応してろう付け性が低下したり、ろう付け時に中間層が溶融するためである。
中間層に含有させる選択元素（任意成分）のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉは、いずれも微細な金属間化合物を形成して合金の強度と耐食性に寄与する。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量を０．０３〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、各々０．０３ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、０．３ｍａｓｓ％を超えると鋳造割れが発生する恐れがある。それぞれの望ましい含有量は０．０８〜０．２ｍａｓｓ％である。
以上が本発明で用いる中間層の合金元素についての説明であるが、鋳造組織の微細化のために添加されるＢやその他の不可避的不純物元素は、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば、含有されていても差し支えない。
【０００７】
以下、本発明に用いる犠牲陽極材の合金元素について説明する。
犠牲陽極材としては、Ａｌ−Ｚｎ系合金があげられ、それ自体は公知のものを用いることができ、熱交換器の使用環境下において当該犠牲陽極材に孔食が発生した場合、それが芯材に広がるのを防止する効果を有する。
Ｚｎは犠牲材の電位を芯材よりも卑にするための必須の元素であり防食効果を与えるものである。Ｚｎの添加量は好ましくは、２ｍａｓｓ％以上６ｍａｓｓ％以下である。その量が少なすぎると効果が不十分であり、６．０ｍａｓｓ％以上になるとその効果が飽和する。また合金の融点が低下しろう付加熱時に溶融する恐れがでてくる。Ａｌ中の不可避的不純物としては、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば不純物元素として含有しても差し支えない。
【０００８】
以下に、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの構成について述べる。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記組成のアルミニウム合金を芯材とし、その片面に前記組成の中間層を配し犠牲陽極材をクラッドし、又は更に、必要に応じて他の片面にアルミニウム合金ろう材を設けたアルミニウム合金製ブレージングシートである。
このアルミニウム合金製ブレージングシートの具体的な構成の好ましい実施態様を次に述べる。
ろう材、犠牲陽極材のクラッド率は各々板厚の５〜２５％であり、芯材と中間層の厚さの比率は１≦芯材／中間層≦３が好ましい。芯材／中間層＜１とした場合、ろう付け後の元素拡散により、板厚方向で電位的に最も貴になる部分がろう材側（大気側）になってしまい、十分な耐食性が得られないことがある。また、３＜芯材／中間層とした場合、中間層の割合が小さくなりすぎるため板厚内部の電位勾配を制御する効果が十分に得られなくなることがある。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、必要により０．２ｍｍより厚くしてもよいが、板厚０．２ｍｍ以下でその作用効果が著しい。板厚の下限は特に制限はない。
ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系のＪＩＳ−４３４３合金、ＪＩＳ−４０４５合金、ＪＩＳ−４００４合金などを圧延圧着することによりクラッドしたり、ろう材の粉末をバインダ等を用いて表面に塗布したものが使用できる。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの用途は、熱交換器のチューブ材、ヘッダープレート材等である。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートをチューブ管として使用する場合、チューブ管の形成方法としては、電縫加工により管とする方法、または折り曲げ加工後にろう付けして管とする方法が好適に用いられる。
【０００９】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
表１に示す組成の芯材、中間層および３００３を金型に鋳造し、各々両面を面削し芯材は厚さ１５ｍｍに、中間層は厚さ８ｍｍに、３００３は厚さ２３ｍｍに仕上げた。ろう材は４０４５合金を用い、犠牲陽極材についても表１に示す組成の合金をいずれも芯材と同様に鋳造し、面削後熱間圧延によりろう材は厚さ８ｍｍ、犠牲陽極材は９ｍｍとした。ろう材、芯材、中間層、犠牲陽極材の４枚をこの順に重ね合わせ、５２０℃にて熱間圧延し４層のクラッド材とした。その後冷間圧延により厚さ０．２５ｍｍとし、中間焼鈍を入れて最終的に厚さ０．１５ｍｍまで冷間圧延し、Ｈ１４材の試料を作製した。
同様に芯材、中間層を各々１０ｍｍ、１３ｍｍに仕上げ、同一の工程でＨ１４材の試料を作成した。
フィンにはＡｌ−０．５ｍａｓｓ％Ｓｉ−１．０ｍａｓｓ％Ｍｎ−２．０ｍａｓｓ％Ｚｎ合金からなる厚さ０．０７ｍｍの薄板材をコルゲート加工したものを用いた。これらの試料について、耐食性、自然電位、ろう付け性を以下の方法で測定した。
【００１０】
〔耐食性〕
大気側：下記ろう付け加熱したコアを使用し、犠牲陽極材側をマスキングしＣＡＳＳ試験を３６０時間を行った。試料はフィン材を切除し、ろう材が露出している部分に生じた孔食深さを測定した。孔食深さは光学顕微鏡を用いた焦点深度法により測定した。
冷媒側：試料を下記の条件でろう付け加熱を施し、ろう材側および端面をマスキングして用いた。腐食液にはＡＳＴＭ人工水（Ｃｌ−１００ｐｐｍ、ＳＯ４ ２−１００ｐｐｍ、ＣＯ３ ２−１００ｐｐｍ）を腐食液とし、８８℃で８時間と室温で１６時間のサイクルで浸漬試験を６ケ月行い試料に生じた最大孔食深さを測定した。孔食深さは光学顕微鏡を用いた焦点深度法により測定した。
〔板厚方向の自然電位〕
下記ろう付け加熱した本試料について、板厚の深さ方向にエッチングし各点での自然電位を測定した。Ｎｏ．２の板厚方向の自然電位を図３に示す。測定は電解液に５％ＮａＣｌ水溶液、電極にはＡｇ／ＡｇＣｌを用いた。
〔ろう付け性〕
上記フィン材をコルゲート加工したもの１１と、本試料１２を図４に示すように組み合わせてコア１３とし、これを５％のフラックス懸濁液中に浸漬してフラックスを塗布し、２００℃で乾燥した後、不活性ガス中で６００℃×３ｍｉｎ．のろう付け加熱を行い、フィンの接合率を測定した。また図５に示すように本試作材を組み合わせ前記コアと同様の工程でろう付け加熱を行い形成するフィレットののど厚（接合部の隅部のフィレット）を測定した。
ブレージングシートの構成および測定結果を表２に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
表２から明らかなように本発明のＮｏ．１〜３３は大気側、冷媒側とも最大孔食深さが７０μｍ以下であり、優れた耐食性を示した。またろう付け性についてもフィンの接着率が９５％以上であり優れたろう付け性を示した。板厚方向の自然電位は厚さ方向で最も貴となる部分が板厚の中心より犠牲陽極材に有る場合を○、板厚中心からろう材側にある場合には×とした。
ろう付け性はフィンとの接着率は９５％以上であり、優れたろう付け性を示した。また犠牲陽極材側でののど厚も２．３ｍｍ以上であり優れたろう付け性を示した。
一方、合金成分が本発明規定外の比較例（Ｎｏ．３４〜４３）、構成が本発明規定外の比較例（Ｎｏ．４５、４６）、および従来例（Ｎｏ．４６〜４８）は大気側または冷媒側のいずれかで貫通孔が発生したか、圧延時に割れが発生しブレージングシートとして製造できなかった。
【００１４】
比較例Ｎｏ．３４は中間層のＳｉ含有量が多いため、Ｓｉ単体の析出が起こってしまい冷媒側耐食性が低下した。比較例Ｎｏ．３５は中間層のＦｅ含有量が多いため中間層の自己耐食性が低下し冷媒側で貫通孔が発生した。
比較例Ｎｏ．３６は中間層のＣｕ含有量が多いため、ろう付け加熱時に中間層が溶融してしまいブレージングシートとしての評価ができなかった。
比較例Ｎｏ．３７は中間層のＭｎ含有量が多いため、圧延時に割れが生じブレージングシートとして製造できなかった。
比較例Ｎｏ．３８は中間層のＭｇ含有量が多いため、犠牲陽極材側でのろう付け性が劣っていた。
比較例Ｎｏ．３９は芯材のＳｉ含有量が多いため、Ｓｉ単体の析出が起こってしまい冷媒側の耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４０は芯材のＦｅ含有量が多いため芯材の自己耐食性が低下し大気側で耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４１は芯材のＣｕ含有量が多いため、ろう付け加熱による元素の拡散により芯材と中間層の電位差が小さくなるため板厚方向で電位が最も貴になる部分がろう材側となり、冷媒側の耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４２は芯材のＭｎ含有量が多いため、圧延時に割れが生じブレージングシートとして製造できなかった。
比較例Ｎｏ．４３は芯材のＭｇ含有量が多いため、フィンのろう付け性に劣りフィンの防食効果が得られず大気側の耐食性が低下した（第３発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４４は中間層の比率が大きく、板厚方向の電位の最も貴になる部分がろう材側となり、耐食性が低下した（第５発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４５は中間層の比率が小さく、ろう付け後に板厚方向の電位差が小さくなり、耐食性が低下した（第５発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４６は犠牲陽極材のＺｎ含有量が少ないため、ブレージングシートを防食できなかった（第６発明の比較例）。
また、従来例は芯材が単層であるため、板厚方向で電位が最も貴になる部分がろう材側となり、耐食性が低下した。
以上に述べたように、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、耐食性に優れ、熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートとして工業上顕著な効果を奏するものである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートは、優れた圧延加工性を有し、ろう付け性が優れ、かつ、薄肉化して熱交換器用材料としたときの耐食性が優れる。したがってこのアルミニウム合金製ブレージングシートは熱交換器の冷媒通路を形成するチューブ管用として好適であり、工業的に実施するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は自動車用熱交換器（ラジエーター）の正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図２】従来品におけるろう付け加熱後の板厚方向の自然電位を示すグラフである。
【図３】本発明品におけるろう付け加熱後の板厚方向の自然電位を示すグラフである。
【図４】外部（大気側）耐食性評価用コアの斜視図である。
【図５】ろう付け評価用コアの端面図である。
【符号の説明】
１ チューブ管
２ コルゲートフィン
３ ヘッダープレート
４ コア
５ 樹脂タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用の熱交換器等に用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートに関するものであり、更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するチューブ管の材料として用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、通常の自動車用熱交換器のラジエーターは、図１に示す構造のもので、冷媒を通すチューブ管１の問にフィン２を配置し、チューブ管１の両端にそれぞれヘッダープレート３を取付けてコア４を組立て、組立体をろう付けした後、ヘッダープレート３に樹脂タンク５を取付て製造される。このようなラジエーターのチューブ管１に冷媒を通し冷媒を冷却する。
コア４の側面はサイドプレート（図示せず）により補強される。
前記フィンにはＪＩＳ−３００３合金にＺｎを１．５ｗｔ％程度添加した厚さ０．１ｍｍ程度の薄板が用いられている。
前記チューブ管には、ＪＩＳ−３００３合金を芯材とし、その片面にろう材を、他面にＪＩＳ−７０７２合金を孔食防止用の犠牲陽極材としてクラッドした厚さ０．２〜０．４ｍｍのアルミニウム合金製ブレージングシートを、前記犠牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状に電縫加工したり、同様に前記犠牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状にロール成形後、ろう付けしたものが用いられる。
ヘッダープレート３には厚さ１．０〜２．０ｍｍのチューブ管と同じ材質のアルミニウム合金製ブレージングシートが用いられている。近年、熱交換器の軽量化が求められているが、熱交換器を軽量化するために部材を薄肉化した場合、部材の耐食性を一層向上させる必要がある。
耐食性については、通常、内側（冷媒側）にクラッドした犠牲陽極材によりクラッド材の表面を芯材よりも卑にすること、外側（大気側）はろう付けにより一体化したフィン材の電位をチューブ材よりも卑にすることでチューブを防食している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の３層材ではろう付けをすることにより芯材中に添加したＣｕは犠牲陽極材やろう材中ヘ、犠牲陽極材中に添加したＺｎは芯材中へ拡散する。特に、板厚が０．２ｍｍ以下程度に薄くなると、通常の６００℃程度のろう付け加熱を施すと、この拡散が板厚全厚にわたってしまい板厚方向での電位差が小さくなり十分な防食能力がなくなってしまう。ろう付け加熱後の板厚方向の電位差を得るために犠牲陽極材に添加するＺｎを極端に増やした場合、Ｚｎの拡散により芯材の犠牲陽極材側の電位が卑になり、板厚方向の電位（自然電位）分布は板厚中心よりも外側（大気側）に電位が貴となるピークを持つようになる。（図２参照）
内部（冷媒側）に孔食が発生すると、その孔食は面状および深さ方向に進行する。このときブレージングシート内部では電位的に貴な部分を卑な部分が防食する。従ってブレージングシート内部で最も貴な部分（ピーク位置）が板厚の中心よりも外側（大気側）にある場合には犠牲材からピーク位置までの電位勾配が小さくなり防食能力が十分働かなくなる。また、外側（大気側）ではピーク位置までの距離が小さくなり、犠牲防食層として働く部分が小さくなる。孔食が進行し、板厚方向で電位のピーク位置を超えると、腐食孔の先端は周囲よりも電位的に卑になるため、腐食の進行が加速され貫通孔が発生してしまう。
したがって本発明の目的は、板厚が薄くろう付け加熱により全厚に渡るような元素の拡散が起こった後でも優れた耐食性を有する熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートを提供することにある。
本発明の目的は、特に薄肉のラジチューブ材として用いられるアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材からろう材中へのＣｕの拡散、犠牲陽極材から芯材中へのＺｎの拡散による耐食性の低下を防止するアルミニウム合金製ブレージングシートを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の従来の３層材の耐食性に関する難点を克服するため鋭意検討を重ねた結果、芯材と犠牲陽極材の間に特定の中間層を設けることにより、ろう付け加熱後に芯材や犠牲陽極材へ添加した元素の拡散が起こった後でも板厚方向の中心よりも内側（冷媒側）に電位が最も貴になる部分を持つようにして、孔食の進行を抑制することが可能となることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされたものである。
本発明の課題は下記の（１）〜（６）の手段によって達成された。本明細書において手段（１）〜（６）を、それぞれ第１〜第６発明といい、まとめて本発明という。
（１）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（２）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（３）芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．０５〜０．２ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
（４）芯材と中間層のいずれか、または両方に各々０．３ｍａｓｓ％以下のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうち１種または２種以上を含有したことを特徴とする上記（１）〜（３）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
（５）芯材と中間層の厚さの比率を１≦芯材／中間層≦３としたことを特徴とする上記（１）〜（４）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
（６）犠牲陽極材をＺｎ２〜６ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金としたことを特徴とする上記（１）〜（５）項のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設け、中間層にはＣｕを多く含有し電位的に貴な材料を用いて、ろう付け加熱により芯材、中間層のＣｕ、犠牲陽極材のＺｎの拡散が起こった後でも板厚方向で電位の最も貴になる部分を犠牲陽極材側にすることにより、内側（冷媒側）は板厚方向の電位勾配を大きくし、外側（大気側）は犠牲防食層として働く体積を大きくし耐食性を向上させたものである。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの合金成分について、その添加元素の意義と組成の限定理由を説明する。
まず、本発明で用いる芯材の合金元素について説明する。
Ｓｉはろう付け後にマトリックス中に固溶して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．１〜０．５ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．５ｍａｓｓ％を超えると単体Ｓｉが析出して芯材の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｓｉの望ましい含有量は０．２〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｆｅは、粗大な金属間化合物を合金中に分布させ、芯材の結晶粒を微細にし、成形加工時の割れを防止する作用を有する。Ｆｅの含有量を０．２〜０．８ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．８ｍａｓｓ％を超えると芯材の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｆｅの好ましい含有量は０．３〜０．６ｍａｓｓ％である。
Ｃｕは、板厚深さ方向の電位調整および強度の向上に寄与する。その量が増えると電位が貴になり、かつ強度は向上する。Ｃｕの含有量を０．０５ｍａｓｓ％〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．０５ｍａｓｓ％末満では強度の向上の効果が十分に得られず、また０．３ｍａｓｓ％を超えるとろう付けによる元素が拡散した後、中間層との電位差が小さくなり耐食性の望ましい向上が期待できなくなるためである。Ｃｕの望ましい含有量は０．１〜０．３ｍａｓｓ％である。芯材合金中のＣｕ含有量は、後述の中間層中のＣｕ含有量の８０％以下とする。
Ｍｎは、微細な金属間化合物を合金中に分布させ、耐食性を低下させることなく、強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．５〜２．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．５ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、２．０ｍａｓｓ％を超えると製造加工性が悪化し歩留まりが低下するためである。Ｍｎの好ましい含有量は０．５〜１．５ｍａｓｓ％である。
芯材に含有させる選択元素のＭｇは、ＳｉとともにＭｇ２Ｓｉ化合物を時効析出させて強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を０．２ｍａｓｓ％以下に規定する理由は０．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付けの際に芯材の片面にろう材を設けている場合、ろう材にＭｇが拡散しフラックスと反応してろう付け性が低下するためである。芯材合金中にＭｇを含む場合のＭｇ含有量は、後述の中間層中に選択元素として含有させるＭｇ含有量より少量とする。
芯材に含有させる選択元素のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉは、いずれも微細な金属間化合物を形成して合金の強度と耐食性に寄与する。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量を０．０３〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、各々０．０３ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、０．３ｍａｓｓ％を超えると鋳造割れが発生する恐れがある。それぞれの望ましい含有量は０．０８〜０．２ｍａｓｓ％である。
以上が本発明で用いる芯材の合金元素についての説明であるが、鋳造組織の微細化のために添加されるＢやその他の不可避的不純物元素は、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば、含有されていても差し支えない。
【０００６】
以下に本発明で用いる中間層の合金元素について説明する。
Ｓｉはろう付け後にマトリックス中に固溶して強度向上に寄与する。Ｓｉの含有量を０．１〜０．５ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．１ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．５ｍａｓｓ％を超えると単体Ｓｉが析出して中間層の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｓｉの望ましい含有量は０．２〜０．４ｍａｓｓ％である。
Ｆｅは、粗大な金属間化合物を合金中に分布させ、芯材の結晶粒を微細にし、成形加工時の割れを防止する作用を有する。
Ｆｅの含有量を０．２〜０．８ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、０．８ｍａｓｓ％を超えると中間層の自己耐食性が低下してしまうためである。Ｆｅの望ましい含有量は０．３〜０．６ｍａｓｓ％である。
Ｃｕは、板厚深さ方向の電位調整および強度向上に寄与する。Ｃｕの含有量を０．４〜１．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．４ｍａｓｓ％未満ではろう付けによる元素の拡散が起こったあと、芯材との電位差が得られず耐食性向上が期待できず、１．０ｍａｓｓ％を超えるとろう付けによる元素が犠牲陽極材に拡散し、冷媒側の耐食性が低下するためである。Ｃｕの望ましい含有量は０．６〜０．８ｍａｓｓ％である。
Ｍｎは、微細な金属間化合物を合金中に分布させ、耐食性を低下させることなく、強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．５〜２．０ｍａｓｓ％に規定する理由は、０．５ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分得られず、２．０ｍａｓｓ％を超えると製造加工性が悪化し歩留まりが低下するためである。Ｍｎの好ましい含有量は０．５〜１．５ｍａｓｓ％である。
中間層に含有させる選択元素のＭｇは、ＳｉとともにＭｇ２Ｓｉ化合物を時効析出させて強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を０．２〜１．５ｍａｓｓ％に規定する理由は０．２ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、１．５ｍａｓｓ％を超えるとろう付けの際に犠牲陽極材表面までＭｇが拡散し、ろう付けによりチューブ管を形成するような構造の場合にはフラックスと反応してろう付け性が低下したり、ろう付け時に中間層が溶融するためである。
中間層に含有させる選択元素（任意成分）のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉは、いずれも微細な金属間化合物を形成して合金の強度と耐食性に寄与する。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量を０．０３〜０．３ｍａｓｓ％に規定する理由は、各々０．０３ｍａｓｓ％未満ではその効果が十分に得られず、０．３ｍａｓｓ％を超えると鋳造割れが発生する恐れがある。それぞれの望ましい含有量は０．０８〜０．２ｍａｓｓ％である。
以上が本発明で用いる中間層の合金元素についての説明であるが、鋳造組織の微細化のために添加されるＢやその他の不可避的不純物元素は、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば、含有されていても差し支えない。
【０００７】
以下、本発明に用いる犠牲陽極材の合金元素について説明する。
犠牲陽極材としては、Ａｌ−Ｚｎ系合金があげられ、それ自体は公知のものを用いることができ、熱交換器の使用環境下において当該犠牲陽極材に孔食が発生した場合、それが芯材に広がるのを防止する効果を有する。
Ｚｎは犠牲材の電位を芯材よりも卑にするための必須の元素であり防食効果を与えるものである。Ｚｎの添加量は好ましくは、２ｍａｓｓ％以上６ｍａｓｓ％以下である。その量が少なすぎると効果が不十分であり、６．０ｍａｓｓ％以上になるとその効果が飽和する。また合金の融点が低下しろう付加熱時に溶融する恐れがでてくる。Ａｌ中の不可避的不純物としては、それぞれ０．０５ｍａｓｓ％以下であれば不純物元素として含有しても差し支えない。
【０００８】
以下に、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの構成について述べる。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、前記組成のアルミニウム合金を芯材とし、その片面に前記組成の中間層を配し犠牲陽極材をクラッドし、又は更に、必要に応じて他の片面にアルミニウム合金ろう材を設けたアルミニウム合金製ブレージングシートである。
このアルミニウム合金製ブレージングシートの具体的な構成の好ましい実施態様を次に述べる。
ろう材、犠牲陽極材のクラッド率は各々板厚の５〜２５％であり、芯材と中間層の厚さの比率は１≦芯材／中間層≦３が好ましい。芯材／中間層＜１とした場合、ろう付け後の元素拡散により、板厚方向で電位的に最も貴になる部分がろう材側（大気側）になってしまい、十分な耐食性が得られないことがある。また、３＜芯材／中間層とした場合、中間層の割合が小さくなりすぎるため板厚内部の電位勾配を制御する効果が十分に得られなくなることがある。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、必要により０．２ｍｍより厚くしてもよいが、板厚０．２ｍｍ以下でその作用効果が著しい。板厚の下限は特に制限はない。
ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系のＪＩＳ−４３４３合金、ＪＩＳ−４０４５合金、ＪＩＳ−４００４合金などを圧延圧着することによりクラッドしたり、ろう材の粉末をバインダ等を用いて表面に塗布したものが使用できる。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの用途は、熱交換器のチューブ材、ヘッダープレート材等である。
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートをチューブ管として使用する場合、チューブ管の形成方法としては、電縫加工により管とする方法、または折り曲げ加工後にろう付けして管とする方法が好適に用いられる。
【０００９】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
表１に示す組成の芯材、中間層および３００３を金型に鋳造し、各々両面を面削し芯材は厚さ１５ｍｍに、中間層は厚さ８ｍｍに、３００３は厚さ２３ｍｍに仕上げた。ろう材は４０４５合金を用い、犠牲陽極材についても表１に示す組成の合金をいずれも芯材と同様に鋳造し、面削後熱間圧延によりろう材は厚さ８ｍｍ、犠牲陽極材は９ｍｍとした。ろう材、芯材、中間層、犠牲陽極材の４枚をこの順に重ね合わせ、５２０℃にて熱間圧延し４層のクラッド材とした。その後冷間圧延により厚さ０．２５ｍｍとし、中間焼鈍を入れて最終的に厚さ０．１５ｍｍまで冷間圧延し、Ｈ１４材の試料を作製した。
同様に芯材、中間層を各々１０ｍｍ、１３ｍｍに仕上げ、同一の工程でＨ１４材の試料を作成した。
フィンにはＡｌ−０．５ｍａｓｓ％Ｓｉ−１．０ｍａｓｓ％Ｍｎ−２．０ｍａｓｓ％Ｚｎ合金からなる厚さ０．０７ｍｍの薄板材をコルゲート加工したものを用いた。これらの試料について、耐食性、自然電位、ろう付け性を以下の方法で測定した。
【００１０】
〔耐食性〕
大気側：下記ろう付け加熱したコアを使用し、犠牲陽極材側をマスキングしＣＡＳＳ試験を３６０時間を行った。試料はフィン材を切除し、ろう材が露出している部分に生じた孔食深さを測定した。孔食深さは光学顕微鏡を用いた焦点深度法により測定した。
冷媒側：試料を下記の条件でろう付け加熱を施し、ろう材側および端面をマスキングして用いた。腐食液にはＡＳＴＭ人工水（Ｃｌ−１００ｐｐｍ、ＳＯ４ ２−１００ｐｐｍ、ＣＯ３ ２−１００ｐｐｍ）を腐食液とし、８８℃で８時間と室温で１６時間のサイクルで浸漬試験を６ケ月行い試料に生じた最大孔食深さを測定した。孔食深さは光学顕微鏡を用いた焦点深度法により測定した。
〔板厚方向の自然電位〕
下記ろう付け加熱した本試料について、板厚の深さ方向にエッチングし各点での自然電位を測定した。Ｎｏ．２の板厚方向の自然電位を図３に示す。測定は電解液に５％ＮａＣｌ水溶液、電極にはＡｇ／ＡｇＣｌを用いた。
〔ろう付け性〕
上記フィン材をコルゲート加工したもの１１と、本試料１２を図４に示すように組み合わせてコア１３とし、これを５％のフラックス懸濁液中に浸漬してフラックスを塗布し、２００℃で乾燥した後、不活性ガス中で６００℃×３ｍｉｎ．のろう付け加熱を行い、フィンの接合率を測定した。また図５に示すように本試作材を組み合わせ前記コアと同様の工程でろう付け加熱を行い形成するフィレットののど厚（接合部の隅部のフィレット）を測定した。
ブレージングシートの構成および測定結果を表２に示す。
【００１１】
【表１】
【表２】
表２から明らかなように本発明のＮｏ．１〜３３は大気側、冷媒側とも最大孔食深さが７０μｍ以下であり、優れた耐食性を示した。またろう付け性についてもフィンの接着率が９５％以上であり優れたろう付け性を示した。板厚方向の自然電位は厚さ方向で最も貴となる部分が板厚の中心より犠牲陽極材に有る場合を○、板厚中心からろう材側にある場合には×とした。
ろう付け性はフィンとの接着率は９５％以上であり、優れたろう付け性を示した。また犠牲陽極材側でののど厚も２．３ｍｍ以上であり優れたろう付け性を示した。
一方、合金成分が本発明規定外の比較例（Ｎｏ．３４〜４３）、構成が本発明規定外の比較例（Ｎｏ．４５、４６）、および従来例（Ｎｏ．４６〜４８）は大気側または冷媒側のいずれかで貫通孔が発生したか、圧延時に割れが発生しブレージングシートとして製造できなかった。
【００１４】
比較例Ｎｏ．３４は中間層のＳｉ含有量が多いため、Ｓｉ単体の析出が起こってしまい冷媒側耐食性が低下した。比較例Ｎｏ．３５は中間層のＦｅ含有量が多いため中間層の自己耐食性が低下し冷媒側で貫通孔が発生した。
比較例Ｎｏ．３６は中間層のＣｕ含有量が多いため、ろう付け加熱時に中間層が溶融してしまいブレージングシートとしての評価ができなかった。
比較例Ｎｏ．３７は中間層のＭｎ含有量が多いため、圧延時に割れが生じブレージングシートとして製造できなかった。
比較例Ｎｏ．３８は中間層のＭｇ含有量が多いため、犠牲陽極材側でのろう付け性が劣っていた。
比較例Ｎｏ．３９は芯材のＳｉ含有量が多いため、Ｓｉ単体の析出が起こってしまい冷媒側の耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４０は芯材のＦｅ含有量が多いため芯材の自己耐食性が低下し大気側で耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４１は芯材のＣｕ含有量が多いため、ろう付け加熱による元素の拡散により芯材と中間層の電位差が小さくなるため板厚方向で電位が最も貴になる部分がろう材側となり、冷媒側の耐食性が低下した。
比較例Ｎｏ．４２は芯材のＭｎ含有量が多いため、圧延時に割れが生じブレージングシートとして製造できなかった。
比較例Ｎｏ．４３は芯材のＭｇ含有量が多いため、フィンのろう付け性に劣りフィンの防食効果が得られず大気側の耐食性が低下した（第３発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４４は中間層の比率が大きく、板厚方向の電位の最も貴になる部分がろう材側となり、耐食性が低下した（第５発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４５は中間層の比率が小さく、ろう付け後に板厚方向の電位差が小さくなり、耐食性が低下した（第５発明の比較例）。
比較例Ｎｏ．４６は犠牲陽極材のＺｎ含有量が少ないため、ブレージングシートを防食できなかった（第６発明の比較例）。
また、従来例は芯材が単層であるため、板厚方向で電位が最も貴になる部分がろう材側となり、耐食性が低下した。
以上に述べたように、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、耐食性に優れ、熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートとして工業上顕著な効果を奏するものである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシートは、優れた圧延加工性を有し、ろう付け性が優れ、かつ、薄肉化して熱交換器用材料としたときの耐食性が優れる。したがってこのアルミニウム合金製ブレージングシートは熱交換器の冷媒通路を形成するチューブ管用として好適であり、工業的に実施するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は自動車用熱交換器（ラジエーター）の正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図２】従来品におけるろう付け加熱後の板厚方向の自然電位を示すグラフである。
【図３】本発明品におけるろう付け加熱後の板厚方向の自然電位を示すグラフである。
【図４】外部（大気側）耐食性評価用コアの斜視図である。
【図５】ろう付け評価用コアの端面図である。
【符号の説明】
１ チューブ管
２ コルゲートフィン
３ ヘッダープレート
４ コア
５ 樹脂タンク
Claims (6)
- 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
- 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
- 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材、芯材と犠牲陽極材の間に中間層を設けた板厚０．２ｍｍ以下の４層構造のアルミニウム合金製ブレージングシートにおいて、芯材をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．０５〜０．２ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、中間層をＳｉ０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ０．２〜０．８ｍａｓｓ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ０．４〜１ｍａｓｓ％、Ｍｇ０．２〜１．５ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、芯材のＣｕ含有量が中間層のＣｕ含有量の８０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
- 芯材と中間層のいずれか、または両方に各々０．３ｍａｓｓ％以下のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうち１種または２種以上を含有したことを特徴とする上記請求項１〜３のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
- 芯材と中間層の厚さの比率を１≦芯材／中間層≦３としたことを特徴とする上記請求項１〜４のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
- 犠牲陽極材をＺｎ２〜６ｍａｓｓ％、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金としたことを特徴とする上記請求項１〜５のいずれか１項のアルミニウム合金製ブレージングシート。
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