JP5177029B2 - Brazing clad material and product using the same - Google Patents
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Description
本発明は、軽量で、耐食性にも、熱伝導性にも、強度にも優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品に関する。 The present invention relates to a brazing clad material that is lightweight and has excellent corrosion resistance, thermal conductivity, and strength, and a product using the same.
自動車エンジン用オイルクーラには、その部材自体が自動車用オイルクーラの一部又は全体を構成する構造材であってその部材自体同士の接合あるいは他の部材との接合を図る接合材付き構造材として、ステンレス基ろう付け用クラッド材が用いられる。ステンレス基ろう付け用クラッド材は、基材であるステンレス（ＳＵＳ）板の片面あるいは両面にろう材として銅（Ｃｕ）がクラッド（一体化）されたものである。 As an oil cooler for automobile engines, the member itself is a structural material constituting a part or the whole of the oil cooler for automobile, and the member itself is a structural material with a joining material for joining the members or joining other members. Stainless steel-based brazing clad material is used. The stainless steel brazing clad material is obtained by clad (integrated) copper (Cu) as a brazing material on one or both surfaces of a stainless steel (SUS) plate as a base material.
自動車コンデンサやラジエータに用いられる接合材付き構造材としては、ＪＩＳ−Ｚ３２６３と特許文献２に、アルミニウム（Ａｌ）ブレージングシートが記載されている。
Aluminum (Al) brazing sheets are described in JIS-Z3263 and
接合強度や耐食性などの信頼性が要求される製品には、アルミニウムブレージングシートの適用が困難であり、ステンレス基ろう付け用クラッド材が使用される。しかし、ステンレス基ろう付け用クラッド材は、銅と鉄を主成分とするステンレスとにより構成されるため、重量が大きい。 For products that require reliability such as bonding strength and corrosion resistance, it is difficult to apply an aluminum brazing sheet, and a stainless steel brazing clad material is used. However, since the stainless steel brazing clad material is composed of stainless steel mainly composed of copper and iron, it is heavy.
アルミニウムブレージングシートを製品に用いるとき、アルミニウムの強度不足を解消するために、基材を肉厚化することになり、製品の小型化や軽量化が妨げられる。 When an aluminum brazing sheet is used in a product, the base material is thickened in order to solve the lack of strength of aluminum, which hinders downsizing and weight reduction of the product.
特許文献１には、ブレージングシートの基材に元素を添加して強度の向上を図ることが記載されている。しかし、基材への元素添加によってろう材と基材の融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。
従来のろう付け用クラッド材には、重量が大きいこと、強度が弱いことなどの問題がある。 Conventional brazing clad materials have problems such as high weight and low strength.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、軽量で、強度に優れたろう付け用クラッド材及びそれを用いた製品を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a brazing clad material that is lightweight and excellent in strength and a product using the same.
上記目的を達成するために本発明のろう付け用クラッド材は、チタン又はチタン合金からなる基材の片面又は両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされ、上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされたものである。 Brazing clad material of the present invention in order to achieve the above object, in one side or both sides of the substrate made of titanium or a titanium alloy, the brazing material made of aluminum or an aluminum alloy is clad, the substrate and the brazing material And a coating material made of aluminum or an aluminum alloy having a melting point higher than that of the brazing material .
また、本発明の製品は、請求項１に記載のろう付け用クラッド材がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたものである。
The product of the present invention is a product obtained by brazing the brazing clad material according to
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
（１）軽量である。 (1) Light weight.
（２）強度が強い。 (2) Strong strength.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本出願人は、ろう付け用クラッド材の構成について種々検討し、以下に述べる本発明のろう付け用クラッド材を発明するに至った。 The applicant of the present invention has studied various configurations of the brazing clad material and invented the brazing clad material of the present invention described below.
図１に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材１１は、チタン又はチタン合金からなる基材１２の片面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッド（一体化）されたものである。
As shown in FIG. 1, a brazing clad material 11 according to the present invention has a brazing
図２に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材２１は、チタン又はチタン合金からなる基材１２の両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がクラッドされたものである。
As shown in FIG. 2, a brazing
図３に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材３１は、図１のろう付け用クラッド材１１において、基材１２とろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がクラッドされたものである。
As shown in FIG. 3, the brazing clad material 31 according to the present invention has a melting point higher than that of the
図４に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材４１は、図２ろう付け用クラッド材２１において、基材１２と両面のろう材１３との間に、ろう材１３よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４がそれぞれクラッドされたものである。したがって、ろう材１３と被覆材１４とは、合金の種類や組成が異なっている。
As shown in FIG. 4, the brazing clad material 41 according to the present invention has a melting point higher than that of the
以下、本発明のろう付け用クラッド材の作用効果を説明する。 Hereinafter, the function and effect of the brazing clad material of the present invention will be described.
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１において、基材１２としてチタン又はチタン合金を用いたのは、チタン及びチタン合金はアルミニウムと比較して引張強度が高いからである。ろう材１３としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いたのは、アルミニウム又はアルミニウム合金は熱伝導性が高いからである。
In the brazing
チタン、チタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金は、鉄系の材料と比較して比重が小さい。チタンの比重は、鉄系の材料の比重の約半分、アルミニウムの比重は、鉄系の材料の比重の約１／３である。よって、本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を製品に使用することで、製品の軽量化が十分に図れる。
Titanium, titanium alloys, aluminum, and aluminum alloys have a lower specific gravity than iron-based materials. The specific gravity of titanium is about half the specific gravity of iron-based materials, and the specific gravity of aluminum is about 1/3 of the specific gravity of iron-based materials. Therefore, the weight reduction of the product can be sufficiently achieved by using the brazing
チタン、チタン合金、アルミニウム及びアルミニウム合金は、板、箔の形態で汎用されているため、板、箔の形態で入手が容易であり、しかも、圧延、プレス、絞り加工が容易である。 Titanium, titanium alloys, aluminum, and aluminum alloys are widely used in the form of plates and foils, so that they are easily available in the form of plates and foils, and rolling, pressing, and drawing are easy.
アルミニウムは、軽量である反面、強度が不十分であるため、基材には適さない。そこで、マグネシウム（Ｍｇ）やシリコン（Ｓｉ）またはそれらの組み合わせを添加して強度を向上させて銅と同程度の強度を有するアルミニウム合金を基材として用いることが考えられる。しかし、これらの元素を添加するとアルミニウム合金の融点も変化してしまう。例えば、Ａｌ中にＳｉ（Ｓｉ濃度は１２．６ｍａｓｓ％以下）を添加していくと融点は下がるため、Ａｌ−Ｓｉをろう材として用い、強度を向上させたＡｌ合金としてＡｌ−Ｓｉ−ＭｇやＡｌ−Ｓｉなどを基材として用いた場合、Ａｌろう材とＡｌ合金（基材）との融点差が小さくなり、ろう付け組立時の温度管理に不具合が生じる。 Aluminum is lightweight but has insufficient strength and is not suitable for a substrate. Therefore, it is conceivable to use magnesium alloy (Mg), silicon (Si), or a combination thereof as an base material to improve the strength and to have the same strength as copper. However, the addition of these elements also changes the melting point of the aluminum alloy. For example, when Si (Si concentration is 12.6 mass% or less) is added to Al, the melting point decreases. Therefore, Al—Si is used as a brazing material, and Al—Si—Mg or Al is used as an Al alloy with improved strength. When Al—Si or the like is used as a base material, the difference in melting point between the Al brazing material and the Al alloy (base material) becomes small, resulting in a problem in temperature management during brazing assembly.
そこで、本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２がチタン又はチタン合金からなる。これにより基材１２の強度が強くできる。また、チタンは、熱膨張率がアルミニウムの約１／３であるため、本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１は、チタン又はチタン合金を基材１２とすることで、熱による反り、変形を軽減することができる。
Therefore, in the brazing
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１では、基材１２にろう材１３がクラッドされているので、このろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１を構造材とし、それ自体又は他の構造材とろう付け組み立てして製品を製造する際に、構造材にろう材を塗布する必要がない。これにより、組立工程が簡略化され、製品の製造コストを大幅に低減できる。
In the brazing
図３、図４に示した本発明のろう付け用クラッド材３１，４１において、基材１２を被覆材１４で被覆する理由は、アルミニウムの熱伝導率がチタンの数十倍高いため、ろう付け用クラッド材３１，４１の表面側にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材１４を配置させることにより、製品が熱交換器の場合に熱交換性能を大幅に向上できるからである。
In the brazing clad materials 31 and 41 of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, the reason why the
ここで、ろう材１３の融点は被覆材１４の融点以上となってはならない。その理由は、ろう材１３の融点が基材１２と接する被覆材１４の融点以上の場合、ろう付けの際に被覆材１４が溶融してしまい、被覆材１４が基材１２を被覆する役目を果たさなくなるからである。その点、本発明のろう付け用クラッド材３１，４１は、被覆材１４がろう材１３よりも融点が高いので、ろう付けの際に被覆材１４が溶融しないで残る。
Here, the melting point of the
本発明のろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１は、製品において求められる強度に応じて、基材１２とろう材１３の厚さ比（基材厚／ろう材厚）を変えることができる。厚さ比を極端に小さくすると強度が弱くなるが、求められる強度を確保しつつ、できるだけ厚さ比を小さくすることにより、熱交換性能の向上（製品が熱交換器の場合）と軽量化を図ることができる。
The brazing
チタン合金としては、チタンにパラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン、銅、ビスマス（Ｂｉ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）のうち選ばれた数種を０．１〜１０ｍａｓｓ％添加した合金の利用が可能である。アルミニウム合金としては、アルミニウムに銅、マンガン、シリコン、鉄、マグネシウム、亜鉛、ニッケルのうち選ばれた数種を添加した合金の利用が可能である。なお、アルミニウム中に添加するシリコン濃度は０．１〜１３ｍａｓｓ％とし、シリコン以外の元素の濃度は０．１〜５ｍａｓｓ％となるように設定する。これらの合金を基材１２、ろう材１３、被覆材１４に用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
Titanium alloys include titanium (palladium (Pd), molybdenum (Mo), nickel (Ni), tantalum (Ta), aluminum, tin (Sn), zinc (Zn), niobium (Nb), silicon, copper, bismuth ( Bi-, manganese (Mn), vanadium (V), and an alloy added with 0.1 to 10 mass% of several kinds selected from chromium (Cr) can be used. As the aluminum alloy, it is possible to use an alloy obtained by adding several kinds selected from copper, manganese, silicon, iron, magnesium, zinc, and nickel to aluminum. Note that the concentration of silicon added to aluminum is set to 0.1 to 13 mass%, and the concentration of elements other than silicon is set to 0.1 to 5 mass%. By using these alloys for the
ろう材１３にアルミニウムを用いる場合は、ろう材１３より高融点となる被覆材１４には、例えばＡＬ−Ｚｒ合金（Ｚｒ（ジルコニア）濃度は０．０１ｍａｓｓ％以上０．５ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
When aluminum is used for the
また、被覆材１４にアルミニウムを用いる場合は、被覆材１４よりも低融点となるろう材１３には、例えばＪＩＳ Ｚ ３２６３−１９９２に記載のＡｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ濃度は６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下）やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金（Ｓｉ濃度は６．８ｍａｓｓ％以上１３ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ濃度は３．３ｍａｓｓ％以上４．７ｍａｓｓ％以下）を用いることにより、本発明の効果を得ることができる。
When aluminum is used for the covering material 14, for example, an Al—Si alloy (Si concentration is 6.8 mass% or more and 13 mass) described in JIS Z 3263-1992 is used as the
図５に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材５１は、断面が楕円形の楕円筒チューブである。ろう付け用クラッド材５１の断面は、楕円に限らず、長円、角部に丸みのある四角でもよい。基材１２の片面のみに被覆材１４とろう材１３をクラッドした図３のろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして丸め、合わせた両端を溶接して円筒チューブとし、その円筒チューブに径方向に圧力を加えることにより、楕円筒チューブのろう付け用クラッド材５１とする。
As shown in FIG. 5, the brazing clad material 51 according to the present invention is an elliptic tube having an elliptical cross section. The cross section of the brazing clad material 51 is not limited to an ellipse, but may be an ellipse or a square with round corners. The brazing clad material 31 shown in FIG. 3 in which the coating material 14 and the
図６に示されるように、本発明に係るろう付け用クラッド材６１は、棒状である。すなわち、ろう付け用クラッド材６１は、円柱状の基材１２の外周に同心状に形成された被覆材１４を有し、その被覆材１４の外周に同心状に形成されたろう材１３を有する。これら基材１２と被覆材１４とろう材１３はクラッドされている。本発明のろう付け用クラッド材は、棒状に限らず、ワイヤ状でもよい。
As shown in FIG. 6, the brazing clad material 61 according to the present invention has a rod shape. That is, the brazing clad material 61 has the coating material 14 formed concentrically on the outer periphery of the
図７に示されるように、本発明に係る製品７１は、図５のろう付け用クラッド材５１の中空部に純アルミニウムからなる波形のフィン７２を挿入し、ろう付けによりろう付け用クラッド材５１とフィン７２を接合してなる熱交換器（熱交換チューブ）である。チタン又はチタン合金からなる基材１２が表面に表れる熱交換チューブ７１の外側を、例えば、冷却媒体としての腐食性溶媒が通過するようにし、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３が表面に表れる熱交換チューブ７１の内側を、例えば、高温ガスが通過するようにする。なお、広義には酸化は腐食の一形態であるが、一般的には、腐食は湿式腐食、酸化は、（ガスや酸素などによる）高温酸化の意味で使われており、本明細書でもこれに従う。チタンはアルミニウムに比べて（湿式）腐食に強く、アルミニウムはチタンに比べて（高温）酸化に強い。そこで、本発明では、腐食性溶媒側にチタンを用い、高温ガス側にアルミニウムを用いる。
As shown in FIG. 7, the
図７の製品７１は、フィン７２に、図２、図４のような基材１２の両面にろう材１３をクラッドしたろう付け用クラッド材を用いてもよい。このように、本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類を構造材とし、その構造材を他の一般的な構造材とろう付け組み立てしてもよい。
The
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類複数個同士あるいは２種類以上を構造材とし、これらの構造材をろう付け組み立てしてもよい。
A
本発明に係る製品７１は、本発明に係るろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１のうちの１種類のみ１個を構造材とし、この構造材を変形加工してその一部をろう付けにより接合してもよい。
The
本発明に係る製品７１は、熱交換器に限定されず、軽量、強度が要求される製品に応用すればその効果を発揮できるので、特に用途が限定されるものではない。
The
本発明に係る製品７１は、図７に示した形状、配置に限定されず、ろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１，５１，６１がそれ自体で又は他の構造材とろう付け組み立てされたあらゆる形状、配置のものに適用される。
The
（実施例１）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ条（ろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＴｉ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌろう／Ｔｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材１１を得た。このろう付け用クラッド材１１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＡｌ／Ｔｉ／Ａｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を７００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
Example 1
A clad material in which Al strip (brazing material 13) having a thickness of 0.25 mm and Ti strip (base material 12) having a thickness of 1 mm are bonded (integrated) by a rolling method and Al brazing / Ti is used as a constituent material. Produced. Further, rolling was repeated to obtain a brazing clad material 11 having a thickness of 0.25 mm. This brazing clad material 11 was formed into a cylindrical tube with the
（実施例２）
厚さ０．２５ｍｍのＡｌ条（片面のろう材１３）と、厚さ１ｍｍのＴｉ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ条（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌろう／Ｔｉ／Ａｌろうを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２５ｍｍのろう付け用クラッド材２１を得た。このろう付け用クラッド材２１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＡｌ／Ｔｉ／Ａｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を７００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
(Example 2)
0.25 mm thick Al strip (single-sided brazing material 13), 1 mm thick Ti strip (base material 12), and 0.25 mm thick Al strip (brazing
（実施例３）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＴｉ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌろう／Ａｌ被覆／Ｔｉを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５の楕円筒チューブ（ろう付け用クラッド材）５１に変形加工し、その楕円筒チューブ５１の中空部にＡｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例３の製品として図７の製品（熱交換チューブ）７１を得た。
(Example 3)
Al-Si strip having a thickness of 0.15 mm (Si concentration is 10 mass%) (brazing material 13), Al having a thickness of 0.25 mm (covering material 14), and Ti strip having a thickness of 1 mm (base material 12) Were bonded (integrated) by a rolling method to produce a clad material comprising Al brazing / Al coating / Ti as a constituent material. Further, rolling was repeated to obtain a brazing clad material 31 having a thickness of 0.28 mm. This brazing clad material 31 was formed into a cylindrical tube with the
（実施例４）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（片面のろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（片面の被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＴｉ条（基材１２）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（反対面の被覆材１４）と、厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（反対面のろう材１３）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌろう／Ａｌ被覆／Ｔｉ／Ａｌ被覆／Ａｌろうを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．３ｍｍのろう付け用クラッド材４１を得た。このろう付け用クラッド材４１を円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＡｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例４の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
Example 4
0.15 mm thick Al—Si strip (Si concentration is 10 mass%) (single side brazing material 13), 0.25 mm thick Al (single side coating 14), and 1 mm thick Ti strip (base) Rolling material 12), Al with a thickness of 0.25 mm (covering material 14 on the opposite surface), and Al-Si strip with a thickness of 0.15 mm (Si concentration is 10 mass%) (brazing
（実施例５）
厚さ０．１５ｍｍのＡｌ−Ｓｉ条（Ｓｉ濃度は１０ｍａｓｓ％）（ろう材１３）と、厚さ０．２５ｍｍのＡｌ（被覆材１４）と、厚さ１ｍｍのＴｉ−０．１５ｍａｓｓ％Ｐｄ条（基材１２）とを圧延法により接着（一体化）させ、Ａｌろう／Ａｌ被覆／Ｔｉ−Ｐｄを構成材とするクラッド材を作製した。さらに圧延を繰り返し、厚さ０．２８ｍｍのろう付け用クラッド材３１を得た。このろう付け用クラッド材３１を、ろう材１３を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５の楕円筒チューブ（ろう付け用クラッド材）５１に変形加工し、その楕円筒チューブ５１の中空部にＡｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、実施例５の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
(Example 5)
0.15 mm thick Al-Si strip (Si concentration is 10 mass%) (brazing material 13), 0.25 mm thick Al (covering material 14), and 1 mm thick Ti-0.15 mass% Pd strip (Base material 12) was bonded (integrated) by a rolling method to produce a clad material having Al brazing / Al coating / Ti-Pd as a constituent material. Further, rolling was repeated to obtain a brazing clad material 31 having a thickness of 0.28 mm. This brazing clad material 31 was formed into a cylindrical tube with the
（比較例１）
厚さ０．２５ｍｍのＴｉ条を筒状に成形し、そのチューブを加圧により楕円筒チューブに変形加工した。この楕円筒チューブの内面に、Ａｌ−Ｓｉ粉末ろうを塗布し、Ｔｉを構成材とする図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブとした。その後、その楕円筒チューブの中空部にＡｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
(Comparative Example 1)
A Ti strip having a thickness of 0.25 mm was formed into a cylindrical shape, and the tube was deformed into an elliptical cylindrical tube by pressurization. Al-Si powder brazing was applied to the inner surface of the elliptical tube, and an elliptical cylindrical tube having the same shape as that shown in FIG. Thereafter, fins 72 made of Al are inserted into the hollow portion of the elliptical tube, and the whole is brazed by heating at 600 ° C. As a product of Comparative Example 1, a product having substantially the same shape as FIG. (Heat exchange tube) was obtained.
（比較例２）
ＪＩＳ−Ｚ３２６３に記載のＡｌブレージングシート（構成材はＡｌろう／Ａｌ基材／Ａｌろう）を、その基材の厚さが０．２５ｍｍになるように圧延法により厚さを調整した。このＡｌブレージングシートを筒状に成形し、そのチューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工した。その後、その楕円筒チューブの中空部にＡｌを構成材とするフィン７２を挿入し、全体を６００℃で加熱することによってろう付けを行い、比較例２の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
(Comparative Example 2)
The thickness of the Al brazing sheet described in JIS-Z3263 (the constituent material is Al brazing / Al base / Al brazing) was adjusted by a rolling method so that the thickness of the base was 0.25 mm. This Al brazing sheet was formed into a cylindrical shape, and the tube was deformed by pressurization into an elliptical cylindrical tube having substantially the same shape as in FIG. Thereafter, fins 72 made of Al are inserted into the hollow portion of the elliptical tube, and the whole is heated at 600 ° C. to be brazed. (Heat exchange tube) was obtained.
（従来例１）
厚さ０．1ｍｍのＣｕ条（ろう材）と１ｍｍのＳＵＳ３０４条（基材）を圧延法により接着（一体化）させ、さらに圧延を繰り返し、ＳＵＳ基材の厚さが０．２５ｍｍのクラッド材を得た。このクラッド材を、ろう材を内側にして円筒チューブに成形した。その円筒チューブを加圧により図５とほぼ同様形状の楕円筒チューブに変形加工し、その楕円筒チューブの中空部にＳＵＳ３０４からなるフィン（形状はフィン７２とほぼ同様）を挿入し、全体を１１２０℃で加熱することによってろう付けを行い、従来例１の製品として図７とほぼ同様形状の製品（熱交換チューブ）を得た。
(Conventional example 1)
A 0.1 mm thick Cu strip (brazing material) and a 1 mm SUS304 strip (base material) are bonded (integrated) by a rolling method, and rolling is repeated until the SUS base material has a thickness of 0.25 mm. Got. This clad material was formed into a cylindrical tube with the brazing material inside. The cylindrical tube is deformed by pressurization into an elliptical tube having substantially the same shape as that shown in FIG. Brazing was performed by heating at 0 ° C., and a product (heat exchange tube) having the same shape as in FIG.
実施例、比較例、従来例の各製品及びろう付け用クラッド材（比較例１は単一材）について、強度、熱交換性能、軽量化への寄与の各試験を実施して評価し、さらに、これらの個別試験評価結果に基づいて総合評価を行った。評価結果を表１に示す。 For each of the products of Examples, Comparative Examples, and Conventional Examples, and the brazing clad material (Comparative Example 1 is a single material), each test of strength, heat exchange performance, and contribution to weight reduction was conducted and evaluated. Based on these individual test evaluation results, comprehensive evaluation was performed. The evaluation results are shown in Table 1.
製品の強度の試験は、各楕円筒チューブにフィン材（実施例１，２はＡｌ／Ｔｉ／Ａｌフィン７２、実施例３，４，５はＡｌフィン７２、従来例１はＳＵＳ３０４フィン）を一枚挿入し、ろう付け一体化させた試料を用い、この試料に上下面からプレス機で加圧し、フィン材に座屈が発生したときの圧力値を評価した。１００ＭＰａ以上であれば○、１００ＭＰａ未満であれば×という評価を与えるものとした。 For the strength test of the product, a fin material (Al / Ti / Al fin 72 in Examples 1 and 2, Al fin 72 in Examples 3, 4 and 5 and SUS304 fin in Conventional Example 1) is applied to each elliptical tube. A sample inserted and brazed and integrated was used, and the sample was pressed from above and below with a press, and the pressure value when buckling occurred in the fin material was evaluated. An evaluation of “◯” was given if it was 100 MPa or more, and “x” if it was less than 100 MPa.
熱交換性能の試験は、図８に示される試験装置８１にて行った。試験装置８１は、恒温槽８２中に温度一定に保たれた恒温水８３が蓄えられ、各製品を所定の長さに切り出した試料８４にガス供給管８５とガス排出管８６が接続され、その試料８４が恒温水８３中に浸漬されたものである。
The heat exchange performance test was performed with a test apparatus 81 shown in FIG. In the test apparatus 81, a constant temperature water 83 kept at a constant temperature is stored in a constant temperature bath 82, and a gas supply pipe 85 and a gas discharge pipe 86 are connected to a
ガス供給管８５から試料８４中に所定温度（恒温水より高温）のガスを送り込み、ガス排出管８６に出てきたガスの温度を測定するようになっている。ここでは、恒温水を２０℃、供給するガスを１００℃とし、排出されたガスが５０℃以下のとき○、５０〜７０℃のとき△、７０℃以上のとき×という評価を与えるものとした。
A gas having a predetermined temperature (higher than the constant temperature water) is sent from the gas supply pipe 85 into the
軽量化への寄与の試験は、各試料について基材の厚さを同じとし、それぞれの構成材（基材、ろう材、被覆材、フィン材）の比重から単位体積あたりの重量を計算し、各試料の単位体積あたりの重量を比較した。Ｔｉ／ＳＵＳ３０４を構成材とする従来例１の試料を基準とし、評価対象の試料の重量が基準重量の８０〜１００％未満であれば△、８０％未満であれば○という評価を与えるものとした。 In the test for contribution to weight reduction, the thickness of the base material is the same for each sample, and the weight per unit volume is calculated from the specific gravity of each component (base material, brazing material, coating material, fin material), The weight per unit volume of each sample was compared. Based on the sample of Conventional Example 1 comprising Ti / SUS304 as a reference material, if the weight of the sample to be evaluated is less than 80 to 100% of the reference weight, the evaluation is Δ, and if it is less than 80%, the evaluation is ○. did.
総合評価は、個別試験の評価が全て○であれば○、ひとつでも△又は×があれば×とした。 The overall evaluation was ○ if all the individual test evaluations were ○, and × if there was at least one Δ or ×.
表１によれば、チタン又はチタン合金からなる基材１２を構成材の一部とする実施例１〜５は、製品の強度が十分に確保できていた。Ａｌブレージングシートを構成材とする比較例２は、同一厚さの構成材で比較した場合、製品の強度が十分に確保できなかった。
According to Table 1, in Examples 1 to 5 in which the
熱交換性能に関しては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３がチューブ内表面に配置された実施例１〜５は、いずれも熱交換性能に優れていた。チューブ表面に熱伝導性の劣るチタンが露出している比較例１は、熱交換性能が悪かった。ＳＵＳ３０４からなる基材がチューブ外表面に配置された従来例１は、熱交換性能が実施例１〜５に及ばなかった。
Regarding heat exchange performance, all of Examples 1 to 5 in which the
軽量化については、チタン又はチタン合金からなる基材１２とアルミニウム又はアルミニウム合金からなるろう材１３、被覆材１４がクラッドされたろう付け用クラッド材１１，２１，３１，４１が使用されている実施例１〜５は、いずれも軽量化への寄与が優れて大きい。従来例１は、基材に使用したＳＵＳ３０４の比重がアルミニウムよりも重いため、軽量化への寄与が小さい。
For weight reduction, an embodiment in which a
以上の個別試験の評価から総合的に判断すると、実施例１〜５の製品及びろう付け用クラッド材は、従来のものより軽量で、熱伝導性にも、強度にも優れていることが明らかである。 Judging comprehensively from the evaluation of the individual tests described above, it is clear that the products of Examples 1 to 5 and the clad material for brazing are lighter than the conventional ones and have excellent thermal conductivity and strength. It is.
１１，２１，３１，４１，５１，６１ ろう付け用クラッド材
１２ 基材
１３ ろう材
１４ 被覆材
７１ 製品（熱交換チューブ）
７２ フィン
11, 21, 31, 41, 51, 61 Brazing clad
72 fins
Claims (2)
上記基材と上記ろう材との間に、上記ろう材よりも融点が高いアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材がクラッドされたことを特徴とするろう付け用クラッド材。 A brazing material made of aluminum or an aluminum alloy is clad on one or both sides of a base material made of titanium or a titanium alloy ,
A brazing clad material for brazing, wherein a covering material made of aluminum or an aluminum alloy having a melting point higher than that of the brazing material is clad between the base material and the brazing material.
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