JP4636520B2

JP4636520B2 - 熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材およびその製造方法

Info

Publication number: JP4636520B2
Application number: JP2001229048A
Authority: JP
Inventors: 義治長谷川; 幸司平尾; 宏之西川; 泰永伊藤; 尚希山下; 真一谷; 圭一酒井; 英一鹿嶋
Original assignee: Denso Corp; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Denso Corp; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: US20030051342A1; US6849136B2; DE10234278B4; DE10234278A1; GB0217312D0; JP2003039194A; GB2378148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材、詳しくは、ろう付け加熱時に溶融穴を発生させないまたは溶融穴の発生を抑制する熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジエータ、ヒータ、コンデンサ、エバポレータ等の自動車用熱交換器には、軽量性と熱伝導性が良好なアルミニウム合金が一般に使用されており、これらのアルミニウム合金製熱交換器の製造においては、アルミニウム合金の板材や押出形材を所定形状に成形して組付け、ろう付けによって接合する方法が一般的に採用されている。
【０００３】
チューブやタンクを板材で構成する場合には、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材などのＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を板材の両面あるいは片面にクラッドしたブレージングシートが使用され、組み付けられた熱交換器をろう付け加熱炉に挿入して、Ａｌ−Ｓｉの共晶温度（５７７℃）以上に加熱すると、板材表面にクラッドされたろう材が溶融し、それらが継ぎ手に流れて間隙を充填したり、継ぎ手にフィレットを形成することによりろう付け接合が行われる。この際、ろう材は温度の上昇に伴って徐々に溶融し、直ちに継ぎ手に向けて流動する。また、溶融の進展と共に、溶融ろう材中への芯材の溶解も進行するが、通常は、ろうの流動によって溶解の進行は抑制される。
【０００４】
近年、自動車用熱交換器の各部材については、省エネルギー、省資源の観点から薄肉化が進展しており、薄肉化に応じた耐食性の向上が急務となっている。特に冷媒の通路となるチューブやタンクにおける耐食性が重要であり、部材が薄肉化されても従来と同等の腐食貫通寿命が確保できるような材料開発が必要となっているが、ろう材厚さが薄い薄肉化されたブレージングシートが使用された場合、ろう付け加熱時に局部的な溶融がブレージングシートの厚さ（深さ）方向に進行し、溶融穴が生じて腐食貫通寿命を低下させ、甚だしい場合には、溶融の進行によってブレージングシートに貫通孔が生じ、漏れ不良となることが確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上記ろう付け加熱時にブレージングシートに生じる局部的な溶融についての検討過程において、種々の実験の結果として、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材中に存在する粗大Ｓｉ粒が局部溶融の原因となることを見出した。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材およびＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材は、Ａｌ−Ｓｉの共晶とＡｌ側固溶体α相からなる組織を有するが、共晶組織中に、図１に示すような粗大Ｓｉ粒（図１において共晶組織中にみられる黒色の四角形の晶出物）の晶出が避けられず、特に、そのサイズが大きい場合には、図２に示すように、ブレージングシートの表面にクラッドされたろう材の厚さを越えて芯材中にまで及ぶ場合があることが判った。このような材料をろう付けすると、図３に示すような溶融穴が発生して問題となる。
【０００６】
ろう材中に粗大Ｓｉ粒が存在すると、例えば、ろう材厚さの薄いブレージングシートとフィン材とを組付けて加熱した場合、図４に示すように、ろう材が溶融して継ぎ手部へ流動するが、粗大Ｓｉ粒を囲むようにして発生した溶融ろうも継ぎ手部へ流動する。その結果、残された粗大Ｓｉ粒と芯材との共晶溶融が深さ（厚さ）方向に進行する。従って、粗大Ｓｉ粒のサイズが大きいほど溶融穴は深くなる。一方、ろう材層が厚い従来材においては、粗大Ｓｉ粒の近傍にも大量の溶融ろうが発生し、それらが継ぎ手に向けて流動するため、粗大Ｓｉ粒を囲むようにして発生した溶融ろうが、直ちに継ぎ手に向けて流動して粗大Ｓｉ粒が取り残される危険性は少なくなる。そのような場合、粗大Ｓｉ粒と芯材がそれぞれ溶融ろう中へ溶解するため、溶融穴が一深さ方向にのみ進展することはない。但し、その場合においても、Ｓｉ粒のサイズが著しく大きいと溶融穴が芯材の深層部まで及ぶことになり、耐食寿命の点から問題となる。
【０００７】
亜共晶組成のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材の鋳造組織において、前記のような粗大Ｓｉ粒が晶出するメカニズムについては十分に解明されてはおらず、また、その粗大Ｓｉ粒の微細化や晶出抑制についても明らかにされてはいない。発明者らは、粗大Ｓｉ粒を微細化するため、あるいはその晶出を防止するために、以下の３つの方策を試みた結果、いずれも粗大Ｓｉ粒の晶出防止あるいは成長抑制に効果を有することが見出された。
【０００８】
（１）粗大Ｓｉ粒が共晶組織中のＳｉ（層状に晶出するＳｉ）の異形物あるいは初晶Ｓｉ粒であると考え、共晶組織の微細化に有効な元素の添加によって、粗大Ｓｉ粒の晶出抑制あるいは成長抑制を試みる。
（２）Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材の製造に高純度地金を使用することによって、粗大Ｓｉ粒の発生核となっているＰやＦｅなどの不純物を制限し、粗大Ｓｉ粒の晶出抑制あるいは成長抑制を試みる。
（３）ろう材鋳造時における冷却速度を速めることによって粗大Ｓｉ粒の成長を抑制する。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その目的は、ろう付け加熱時に溶融穴を発生させないまたは溶融穴の発生を抑制することを可能とする熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材、およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
上記の目的を達成するための請求項１による熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材は、フィン材と組み付け、フィン材との間で継ぎ手を形成する厚さが０．３ｍｍ以下のアルミニウムブレージングシートの芯材にクラッドされ、ろう付け加熱時に溶融し、溶融ろうが継ぎ手に向けて流動するＳｉ：６．８〜１１．０質量％を含有するＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材で、該ろう材の厚さが３０μｍを越えるものにおいては、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の最大径が２０μｍ以下で、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値が１０μｍ以下であり、該ろう材の厚さが３０μｍ以下のものにおいては、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の最大径がろう材の厚さの２／３以下で、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値がろう材の厚さの１／３以下であることを特徴とし、上記の特徴とする構成によりろう付け加熱時に溶融穴を発生させないまたは溶融穴の発生を抑制する。以下、合金成分の含有量は全て質量％、質量比率で示す。
【００１４】
請求項２による熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材は、請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材であって、該ろう材が１００〜２００ｐｐｍのＮａ、１００〜４００ｐｐｍのＳｒ、２０００〜４０００ｐｐｍのＳｂのうちの１種、または１０〜１００ｐｐｍのＮａ、２０〜１００ｐｐｍのＳｒおよび６００〜２０００ｐｐｍのＳｂを含有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３による熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材の製造方法は、請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を製造する方法であって、該ろう材の製造に高純度地金を用い、製造されたろう材中の不純物元素の合計量を０．２４質量％以下に制限することを特徴とする。
【００１６】
請求項４による熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材の製造方法は、請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を製造する方法であって、該ろう材の鋳造時に、鋳塊中心部における液相線温度から凝固完了までの平均冷却速度を１℃／ｓ以上として鋳造することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、ろう付け加熱時における溶融穴が、ろう材中に存在する粗大Ｓｉ粒に起因することを見出し、溶融穴を無くしまたはその成長を抑制するために、共晶Ｓｉを微細化するのではなく、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の発生を防止しあるいはその成長を抑制する手段を見出すために実験、検討を重ねた結果としてなされたものである。
【００１８】
例えば、ＮａやＳｒを添加して共晶Ｓｉを微細化することは、Ａｌ−Ｓｉ系鋳造合金の改良処理として周知であり、Ａｌ−Ｓｉろう材についてもＳｒを３０００ｐｐｍ未満含有させて共晶Ｓｉを微細化する手法が提案されている（特開平１０−２３０３８５号公報）が、共晶Ｓｉを微細化しても溶融穴の発生を防止することはできない。共晶Ｓｉは層状あるいは針状の形態に生成するが、その形状的な脆さから圧延時に容易に粉砕されるため、溶融穴の発生には関係しない。一方、ろう材中に晶出する粗大Ｓｉは、球状あるいは柱状の形態で生成する場合が多く、圧延時に粉砕される可能性が低いため、溶融穴発生の要因となる。従って、溶融穴を無くしまたはその成長を抑制するためには、ろう材中のＳｉ粒の晶出または成長を抑制することが重要となる。
【００１９】
本発明において、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材とは、例えばＳｉ：５〜１３％を含有し、フラックスろう付け、フッ化物系の非腐食性フラックスを使用するろう付けに使用するＡｌ−Ｓｉ合金ろう材（ＡＡ４０４５、ＡＡ４３４３など）、これに、例えば２％以下のＭｇが添加された真空ろう付け用のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材（ＢＡ４００５など）などをいう。上記のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材には、必要に応じて、少量のＢｉ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂなどが添加されていてもよい。
【００２０】
前記のように、溶融穴の発生は、ろう材の厚さと密接な関係があり、同等の粗大Ｓｉ粒がろう材中に存在しても、ろう材厚さが厚い場合には、粗大Ｓｉ粒の近傍にも大量のろうの融液が発生しているため、粗大Ｓｉ粒によって発生した融液が直ちに継ぎ手に流動することはなく、その結果、粗大Ｓｉ粒を取り囲むようにしてろうの融液が残留するため、粗大Ｓｉ粒は主としてろうの融液中への溶解によって消失していくことになる。そのため、ろう材厚さが厚くなるほど溶融穴が深さ方向に優先的に進行する危険性が少なくなる。局所的な溶融穴は従来においても発生していたものと思われるが、溶融穴が発生しても、貫通に至らなければ発見することは極めて困難であるため、ろう材厚さが大きく、ブレージングシートの厚さが比較的厚かった従来材においては、溶融穴が問題視されることはなかったものと推定される。
【００２１】
溶融穴は粗大Ｓｉ粒とその周囲のＡｌとの共晶反応によって溶融したろうが継ぎ手に向けて流動した後、粗大Ｓｉ粒と芯材との界面において共晶溶融が進行する結果、優先的に深さ方向に穴が拡大していくものであり、ろう付け温度を低くして加熱しても溶融穴の進展を完全に食い止めることは不可能である。溶融穴が発生すれば、少なくともその穴の深さの分量だけ腐食寿命が短くなることは明らかである。
【００２２】
腐食寿命予測の点から、許容される溶融穴の深さは芯材厚さの１／１０が限度と考察され、薄肉化されたブレージングシートのＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材においては、ろう材の共晶組織中に晶出する粗大Ｓｉ粒の最大径を２０μｍ以下とするのが好ましく、１０μｍ以下とするのがさらに好ましい。本発明において、粗大Ｓｉ粒の最大径は、Ｓｉ粒の最も長い寸法とする。例えば、粗大Ｓｉ粒の断面形状は、図１にみられるように、殆どの場合、長方形（または多角形）であるが、長方形の場合には、対向する頂点間の距離を測定して最大径とする。
【００２３】
ろう材の共晶組織中に最大径が２０μｍを越える粗大Ｓｉ粒の晶出していなければ、ろう付け加熱時に溶融穴が発生せずまたは溶融穴の発生が抑制されて、ろう付け後の熱交換器において十分な耐食性が確保される。本発明によるアルミニウムブレージングシートのろう材は、さらに、ろう材の共晶組織中に晶出する粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値が１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
ろう材の厚さが３０μｍ以下のブレージングシートにおいては、ろう材の共晶組織中に晶出する粗大Ｓｉ粒の最大径がろう材の厚さの２／３以下、すなわち、２０μｍ以下であるのが好ましく、１／３以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
この場合にも、さらに、ろう材の共晶組織中に晶出する粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値がろう材の厚さの１／３以下であることが好ましい。
【００２６】
上記の組織性状をそなえたブレージングシートのろう材の製造方法について説明すると、まず、ろう材に１００〜２００ｐｐｍのＮａ、１００〜４００ｐｐｍのＳｒ、２０００〜４０００ｐｐｍのＳｂのうちの１種を含有させる手段がある。それぞれ下限未満では効果が小さく、それぞれ上限を越えて含有されると、ろう材の流動性が低下して接合部におけるフィレット形成が不安定となり易い。上記の３元素を複合して添加する場合には、Ｎａは１０〜１００ｐｐｍ、Ｓｒは２０〜１００ｐｐｍ、Ｓｂは６００〜２０００ｐｐｍに限定するのが好ましい。
【００２７】
また、ろう材の製造に高純度地金を用い、ろう材中の不純物元素の合計量を０．２４質量％以下に制限する手段がある。不純物元素の総量が０．２４質量％以下の場合に、粗大Ｓｉ粒の晶出抑制あるいは成長抑制の効果が認められ、不純物元素の総量が少なくなるほど、粗大Ｓｉ粒の晶出抑制あるいは成長抑制の効果が顕著となる。
【００２８】
さらに、ろう材の鋳造時に、鋳塊水平断面における表面から１０ｍｍ内側部の液相線温度から凝固完了までの平均冷却速度を１℃／ｓ以上とする手段を採用することもできる。この手段において、鋳塊の寸法、冷却方法などは、粗大Ｓｉ粒の成長抑制に影響を与えることはない。上記の各手段は単独で実施してもよく、各手段の１つまたは２つ以上を併用することもできる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について比較例と対比して説明する。なお、これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
３００３合金を芯材とし、その片側にＡｌ−１０％Ｓｉ合金ろう材をクラッドした片面ブレージングシートを常法に従って作製した。代表的な寸法仕様としては、ブレージングシートの厚さを０．２ｍｍ、ろう材厚さを３０μｍとし、一部の材料については、ブレージングシートの厚さが０．３ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．０７ｍｍになるまで圧延し、それぞれ、ろう材厚さが４５μｍ、１５μｍ、および１０μｍになるようにした。
【００３１】
ブレージングシートのろう材に対する添加元素の効果を調査するために、Ａｌ−１０％Ｓｉ合金の溶湯にＮａを５〜３００ｐｐｍ、Ｓｒを１０〜７００ｐｐｍ、Ｓｂを４００〜６０００ｐｐｍの範囲でそれぞれ添加し、一部については、Ｎａ、Ｓｒ、Ｓｂを複合添加して鋳造した。地金は普通純度のものを使用し、鋳塊中心部における液相線温度から凝固完了までの平均冷却速度を０．５℃／ｓとした。
【００３２】
不純物元素抑制の効果を調べるために、２種類の高純度地金を用いてＡｌ−１０％Ｓｉ合金中の不純物の総量が０．２４質量％以下および０．０２質量％以下となるように鋳造した。鋳造時の前記平均冷却速度は０．５℃／ｓとした。
【００３３】
冷却速度の効果を調べるために、普通純度地金を用いたＡｌ−１０％Ｓｉ合金の溶湯を、鋳造時の前記平均冷却速度を１℃／ｓ、２℃／ｓおよび５℃／ｓとして鋳造した。
【００３４】
比較材として、普通純度地金を用いたＡｌ−１０％Ｓｉ合金溶湯を、鋳造時の前記平均冷却速度を０．５℃／ｓとして鋳造した。比較材の不純物元素の総量は０．３４質量％であった。なお、作製されたいずれのブレージングシート（試験材、比較材）についても、最終圧延後に３６０℃で３ｈの軟化処理を施した。
【００３５】
上記のようにして作製されたブレージングシート（試験材）について、以下の示す方法で、最大Ｓｉ粒径、Ｓｉ粒径分布、ろう付け性、溶融穴の深さを測定、評価した。
（１）最大Ｓｉ粒径：各試験材について、それぞれ１０箇所の任意断面を観察し、前記の測定基準に従って、ろう材層中の最大Ｓｉ粒径を測定した。
【００３６】
（２）Ｓｉ粒径分布：上記の断面観察において、ろう材層中のＳｉ粒径分布を測定した。なお、この場合のＳｉ粒径としては、前記の測定基準ではなく、円相当直径を採用し、円相当直径の対数を正規分布に近似して、正規分布の平均をμ、標準偏差をσとしたときの評価としてμ＋３σを求めた。
【００３７】
（３）ろう付け性：試験材のブレージングシートを２０ｍｍ×２０ｍｍの寸法に切断して、溶剤脱脂後のろう材面に５ｇ／ｍ²のフッ化物系フラックスを塗布し、これを、同じく２０ｍｍ×２０ｍｍに切断し、溶剤脱脂した厚さ０．０５ｍｍの３００３フィン材の上下面に、ろう材面が内側になるように組み付け、ステンレス製の治具で軽く固定して試験片とする。この試験片を窒素ガス雰囲気炉で平均昇温速度３０℃／分で昇温し、５９５℃に達したところで直ちに冷却し、ろう付けを完了させ、ろう付け後のフィン接合部の断面を観察して、形成されたフィレットの大きさからろう付け性を判定した。フィレットの大きさが十分でろう付け性に優れているものを○、フィレットの大きさがやや小さくろう付け性に若干劣るものを△とする。
【００３８】
（４）溶融穴の深さ測定：フィンを除去したブレージングシートのろう材面を光学顕微鏡観察し、発見された微小穴を大きいものから順に５箇所ずつ選別し、樹脂に埋め込んで断面を観察し、溶融穴の深さを測定した。なお、ろう材表面の観察から微小穴が発見されなかった試験片については、５箇所の任意断面を観察し、溶融穴が認められた場合にその深さを測定するものとした。
【００３９】
微量添加元素の影響を表１〜２に、不純物元素の影響を表３に、鋳造時の冷却速度の影響を表４に、ろう材厚さの影響を表５に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
まず、ろう材厚さを３０μｍとした場合は、表１〜２に示すように、添加元素のＮａが１０ｐｐｍ以上、Ｓｒが２０ｐｐｍ以上、Ｓｂが５００ｐｐｍ以上添加されたときに、最大Ｓｉ粒径が小さくなり溶融穴抑制の効果が認められた。Ｎａが３００ｐｐｍ、Ｓｒが７００ｐｐｍ、Ｓｂが６０００ｐｐｍでは、流動性が劣ってフィレット形成が不安定となった。Ｓｒは５００ｐｐｍ以上、Ｓｂは５０００ｐｐｍ以上の添加でフィレット形成が不安定となり易い。上記３元素を複合添加した場合にも効果は認められたが、Ｎａ、ＳｒおよびＳｂをそれぞれ２００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以上および４０００ｐｐｍ以上複合添加すると流動性が劣る傾向にある。
【００４３】
【表３】

【００４４】
表３にみられるように、不純物元素の総量０．２１質量％で最大Ｓｉ粒径が小さくなって溶融穴形成が抑制される効果が認められた。不純物元素の総量が少なくなるほどＳｉ粒の晶出抑制あるいは成長抑制の効果が顕著となり、良好な結果を得られる。
【００４５】
【表４】

【００４６】
表４にみられるように、平均冷却速度は１．０℃／ｓ以上で最大Ｓｉ粒径が小さくなって溶融穴形成が抑制される効果が認められる。冷却速度が大きいほど、Ｓｉ粒の成長抑制の効果が顕著となり良好な結果を得られる。
【００４７】
【表５】

【００４８】
表５に示すように、溶融穴の形成を抑制するためには、ろう材層厚さが薄くなるのに対応して、Ｓｉ粒径を小さくする必要のあることが確認された。表１〜５の結果から総合的に判断して、ろう材層厚さが３０μｍ以下の場合は、Ｓｉ粒径をろう材厚さの２／３以下にすることによって、溶融穴の進展を問題のないレベル（芯材厚さの１／１０以下）に抑えることができる。
【００４９】
一方、ろう材厚さが４５μｍの場合は、ろう材中の最大Ｓｉ粒径が２２μｍ（試験材Ｎｏ．２６）と、ろう材層厚さの２／３以下であっても、深さ３５μｍの溶融穴が発生している。この結果から、ろう材層厚さが厚い場合においても、ろう材中の最大Ｓｉ粒径を２０μｍ以下に抑えることが、所望の耐食性を確保する上で必要と考えられる。
【００５０】
上記実施例において、評価に用いた最大Ｓｉ粒径は、十分に広い範囲の観察視野から求めたものであるが、確率論的にみれば、良好な結果が得られた試験材においても、表１〜５に示す最大Ｓｉ粒径より大きい粒径のＳｉ粒が存在するかもしれない。そこで、本発明においては、Ｓｉ粒径微細化の評価基準をより明確にするために、Ｓｉ粒径に基づいた正規分布から得られる値（μ＋３σ）を求めることとした。一例として、Ｓｒを２０ｐｐｍ含有する試験材Ｎｏ．７と比較材Ｎｏ．１１におけるＳｉ粒径分布を測定した結果を、それぞれ図５および図６に示す。
【００５１】
これらの分布を、まず粒径を対数とした正規分布に近似し、平均値をμ、標準偏差をσとしてμ＋３σを求める。これらの分布を、まず粒径を対数とした正規分布に近似し、平均値をμ、標準偏差をσとして、μ＋３σを求めた結果を表１〜６に示す。表１〜６より、μ＋３σは最大Ｓｉ粒径の略１／２の値となることが認められ、ろう材層厚さが３０μｍを越えるものについては、μ＋３σを１０μｍ以下に、ろう材層厚さが３０μｍ以下のものについては、μ＋３σをブレージングシート板厚の１／３以下に制限することにより溶融穴形成を抑制する効果を上げることができるものと判断される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、ろう材の共晶組織中の粗大Ｓｉ粒径を小さくなるように制御することにより、以下のような顕著な効果がもたらされた。
（１）Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材を片面あるいは両面にクラッドしたブレージングシートを使用した熱交換器をろう付けする工程において、ろう材の共晶組織中の粗大Ｓｉ粒による板厚方向への溶融穴の発生あるいは進展を防止することが可能となり、信頼性の高い耐食性を確保することができる。
【００５３】
（２）とくに、ろう材層厚さの薄い、薄肉のブレージングシートにおいては、従来のブレージングシートにおいて、度々発生していた早期腐食貫通、あるいはろう付け後の微小洩れが著しく改善され、確度の高い腐食寿命予測を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材の共晶組織と共晶組織中に晶出した粗大Ｓｉ粒を示す顕微鏡写真である。
【図２】Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートのろう材中に晶出している粗大Ｓｉ粒を示す断面顕微鏡写真である。
【図３】Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートのろう付け時に形成される溶融穴を示す断面顕微鏡写真である。
【図４】Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートを用いるろう付け工程において、溶融穴が生じる過程を示す説明図である。
【図５】Ｓｒを２０ｐｐｍ含有する試験材Ｎｏ．７におけるＳｉ粒径分布の測定結果を示すグラフである。
【図６】比較材Ｎｏ．１１におけるＳｉ粒径分布の測定結果を示すグラフである。

Claims

フィン材と組み付け、フィン材との間で継ぎ手を形成する厚さが０．３ｍｍ以下のアルミニウムブレージングシートの芯材にクラッドされ、ろう付け加熱時に溶融し、溶融ろうが継ぎ手に向けて流動するＳｉ：６．８〜１１．０質量％を含有するＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材で、該ろう材の厚さが３０μｍを越えるものにおいては、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の最大径が２０μｍ以下で、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値が１０μｍ以下であり、該ろう材の厚さが３０μｍ以下のものにおいては、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の最大径がろう材の厚さの２／３以下で、ろう材中の粗大Ｓｉ粒の粒径の正規分布における平均値をμ、標準偏差をσとしたとき、（μ＋３σ）の値がろう材の厚さの１／３以下であることを特徴とする、ろう付け加熱時に溶融穴を発生させないまたは溶融穴の発生を抑制する熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材。
請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材であって、該ろう材が質量比率で１００〜２００ｐｐｍのＮａ、１００〜４００ｐｐｍのＳｒ、２０００〜４０００ｐｐｍのＳｂのうちの１種、または１０〜１００ｐｐｍのＮａ、２０〜１００ｐｐｍのＳｒおよび６００〜２０００ｐｐｍのＳｂを含有することを特徴とする熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材。
請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を製造する方法であって、該ろう材の製造に高純度地金を用い、製造されたろう材中の不純物元素の合計量を０．２４質量％以下に制限することを特徴とする熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材の製造方法。
請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を製造する方法であって、該ろう材の鋳造時に、鋳塊中心部における液相線温度から凝固完了までの平均冷却速度を１℃／ｓ以上として鋳造することを特徴とする熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材の製造方法。