JP5219550B2 - 真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

Description

この発明はアルミニウム合金クラッド材からなる自動車及び各種産業用のアルミニウム合金製熱交換器等を真空ろう付けで接合組立てする場合に好適な真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートに関するものである。

自動車用オイルクーラー、インタークーラー、ヒーター、カーエアコンのエバポレーター、コンデンサー、あるいは油圧機器や産業機械のオイルクーラーなどに使用されているアルミニウム製熱交換器は、ろう材を被覆した真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートを積層して流体通路を形成し、流体通路間にアルミニウム合金のフィンを配置し、ろう付け接合して一体化することにより作製されている。

例えば、ドロンカップ型エバポレーターにおいては、両面にろう材をクラッドした真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシート材をプレス成形してコアプレートとし、これらのコアプレート間にコルゲート成形加工したアルミニウム合金のフィンを積層して、ろう付け接合を行ってコアプレートとフィンを接合するとともにコアプレートの間に冷媒の通路を形成することにより作製される。

具体的には、流路形成用のコアプレートとしてはＡｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金などＭｎを含有するアルミニウム合金、たとえばＪＩＳ３００３合金、３００５合金などからなる芯材の片面または両面に、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｂｉ系合金からなるろう材をクラッドした真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートが用いられ、一方、フィン材としてはＡｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系合金などが使用される。ろう付け法としては、真空ろう付け法や、塩化物フラックス、フッ化物系フラックスを用いるろう付け法も用いられている。

しかしながら、芯材にＭｎを含有するアルミニウム合金コアプレートは、耐孔食性が充分でなく、冷媒用流体通路に適応した場合、外側（外気）からの孔食により貫通腐食を生じることがある。ここで、流体通路構成材の耐孔食性を向上させるために、流体通路構成材より電位の卑なフィン材、例えばＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｎ系合金のフィン材を用い、フィン材の犠牲防食効果により流体通路構成材を防食させることも考えられる。

しかし、エバポレータの場合、冷媒が熱交換器内で蒸発し熱を奪う際に、熱交換器の表面温度が低下し、外気中に含まれている水分が結露して熱交換器表面に結露し、この結露水には塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオンなどのイオン種が少量しか含まれず、溶液の導電率が極めて低いため、フィンの犠牲防食効果がフィン接合部近傍にしか及ばず、チューブ−フィン間のコアプレート表面ではフィンの犠牲防食効果が働かず、孔食を発生してしまう問題があった。

また、エバポレータのろう付けを特に真空ろう付法によって行う場合、コアプレートの積層体からなる熱交換器の内部では、大気が残存して充分な真空度が得られない場合があり、このような場合、皮材をＡ４００４合金で構成したブレージングシートでは上記真空度が不足する部分においては大きなフィレットを形成することができず、ろう付性が良くないという欠点があり、ひどい時には製品不良の原因となるものであった。

一方、皮材をＡ４１０４合金で構成したブレージングシートでは、Ａ４００４合金で構成したものに比べて良好なろう付性を発揮しうるが、依然充分なものではなかった。このような欠点は、積層型エバポレータにおいてのみ生ずるものでは無く、アルミニウムブレージングシートを用いて真空ろう付法により構成部材相互をろう接する場合一般に生ずるものであった。

このような問題を解決するための方策としては、既に特許文献１において、ろう材中のＳｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｚｒ ｏｒ Ｃｒを規定することにより、ろう付性を改善する対策が提案されており、特許文献２にはろう材中にＴｉを添加したり、ろう材より芯材が卑にならないように、芯材のＭｇとＣｕを［Ｍｇ］≦０．６［Ｃｕ］＋０．２（％）と定めることにより、芯材の電位がろう材の電位より貴になるように規定して、耐食性を向上させるという対策が提案された。
特開平１−１７８３９８号公報 特開平２− ３４２９７号公報

前述の特許文献１では、耐食性については全く考慮されておらず一方特許文献２では、ろう付性については特に考慮されておらず、したがって耐食性とろう付性両者を同時に向上させるという総合的な検討は行われていなかった。

この発明は以上の従来技術における問題に鑑み、耐食性とろう付性の両方が向上された真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートを提供することを目的とする。

発明者らは、ろう材中にＦｅを積極的に添加し、さらに、ろう材中のＦｅとＭｇをある程度以上添加することにより、コストアップすることなくろうの隙間充填性を向上できることを見出した。また、その様にろう材中にＦｅを添加することによる耐食性の低下を解消する対策として芯材と表面ろう材との間に中間層を設けて、表面ろう材との間に電位差を与えるという手段を採用した。

すなわち自動車用熱交換器を組立てるにあたり、フラックスを使用しない真空ろう付け法を適用する場合、Ｚｎ添加による犠牲防食を行なうことができない。このようにＺｎ添加による犠牲防食を期待できない用途に使用される熱交換器用ブレージングシートの耐食性を向上させるためには、芯材と表面ろう材との間に中間層を設けて、表面ろう材との間に電位差を与えることが有効となる。

その様に芯材の片面に中間層をクラッドし、かつ両面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層ブレージングシートにあっては、中間層に種々の元素を添加することによって、中間層と芯材との間の高温変形抵抗（高温強度）のバランスを調整し、その製造性を向上させることができる。

この様な検討を重ねて完成された本発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム合金からなる芯材の片面にアルミニウム合金からなる中間層をクラッドし、かつ芯材の中間層と接していない面及び中間層の芯材と接していない面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層構造の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記芯材が、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｓｉ０．０５〜０．６％、Ｆｅ０．０５〜０．８％、Ｃｕ０．３〜０．８％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなり、前記中間層が、Ｓｉ０．１〜０．６％、Ｆｅ０．１〜０．８％を含有し、さらにＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記ろう材層がＳｉ１０．０〜１３．０％（ｗｔ％、以下同じ）、Ｆｅ０．３％を超え０．８％以下、Ｍｇ１．０〜２．０％含有し、さらに、ＦｅとＭｇの含有量がＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％を満足し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなることを特徴とする。

さらに本発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム合金からなる芯材の片面にアルミニウム合金からなる中間層をクラッドし、かつ芯材の中間層と接していない面及び中間層の芯材と接していない面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層構造の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記芯材が、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｓｉ０．０５〜０．６％、Ｆｅ０．０５〜０．８％、Ｃｕ０．３〜０．８％を含有し、さらにＭｇ０．０５〜０．３％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５％〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記中間層が、Ｓｉ０．１〜０．６％、Ｆｅ０．１〜０．８％を含有し、さらにＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記ろう材層がＳｉ１０．０〜１３．０％（ｗｔ％、以下同じ）、Ｆｅ０．３％を超え０．８％以下、Ｍｇ１．０〜２．０％含有し、さらに、ＦｅとＭｇの含有量がＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％を満足し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなることを特徴とする。

係る本発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートは熱交換器用として好適である。

この発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートは、真空ろう付けを施して組立てられる自動車熱交換器用のブレージングシートとして、耐食性、特に外部耐食性及びろう付性に優れており、しかもクラッド材製造時の熱間圧延工程における製造性に優れていて、高い良品歩留まりで適切なクラッド率で確実かつ安定して製造することが可能となる。

この発明の自動車熱交換器用の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートは、基本的には、アルミニウム合金からなる芯材の片面にアルミニウム合金からなる中間層をクラッドし、かつ両面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層構造のものとする。

そしてこの発明では、真空ろう付けにより製造される自動車熱交換器用のブレージングシートとして、耐食性及びろう付性を確保しつつ、ろう材、中間層および芯材の高温変形抵抗のバランスを考慮し、製造性を向上させたものを提供する。

係るこの発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおけるろう材層の成分の限定理由は以下の通りである。
Ｓｉ：
ろう材層中のＳｉは、ろう付けにおいて溶融し、接合に寄与する。ここでＳｉ量が１０．０％未満では、高温での変形抵抗が小さくなってクラッド率がばらつき、一方Ｓｉ量が１３％を越えれば、ろう材の鋳造時に巨大な初晶Ｓｉが形成され、ろう材の圧延性が劣ってしまう。したがってろう材中のＳｉ量は１０．０〜１３．０％の範囲内とした。

Ｆｅ：
ろう材層中のＦｅは、ろう材の自己耐食性、ろう流れ性、および隙間充填性に関係する。ろう材に添加されるＦｅ量が０．３％以下では、ろう流れ性および隙間充填性が不充分となり、一方０．８％を越えれば、自己耐食性に劣り、ブレージングシートの耐孔食性を劣化させる。したがってＦｅ量は０．３％を超え０．８％以下の範囲とした。

Ｍｇ：
ろう材層にＭｇを添加しておけば、真空ろう付け時においてＭｇがろう材層より蒸発することにより、表面の酸化皮膜を破壊、還元し、ろうの流れを良好にする効果が得られる。この効果は、Ｍｇ量が１．０％未満では充分に得られず、一方Ｍｇ量が２．０％を越えれば、ろう材として圧延が困難となる。したがってろう材におけるＭｇの添加量は１．０〜２．０％の範囲内とした。

また、さらに、ろう材層中のＦｅとＭｇの含有量をＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％と規定した理由は、前記のようにＦｅ及びＭｇはともにろう流れ性及び隙間充填性に影響を及ぼす元素であり、Ｆｅ＋Ｍｇ＜１．６％では、ろうの充填性が充分ではなく、ろう付接合部にて、リーク漏れが発生する場合があるためである。

ろう材の合金としては、以上の各元素のほかは、基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とすれば良い。
なお、ろう材自体の製造方法は特に限定されるものではなく、常法に従って鋳造し、必要に応じて均質化処理を行ない、さらに熱間圧延、必要に応じて冷間圧延を施して所要の板厚とすれば良い。

この発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおける芯材の合金成分の限定理由は以下の通りである。
Ｍｎ：
芯材中のＭｎは、アルミニウムマトリックスに固溶するかまたはＡｌ、Ｆｅ等と金属間化合物を形成して、強度向上に寄与する。またＭｎの添加は、アルミニウム合金の電位を貴にするため、プレート材にフィンを設ける場合においてプレート材の芯材中にＭｎを添加しておけば、フィンとの電位差を大きくして、内部耐食性を向上させることができる。
これらの効果を確実に得るためには、０．５％以上のＭｎを添加する必要があり、望ましくは０．９％以上のＭｎを添加する。また、Ｍｎ量が１．８％を越えれば、圧延性の低下を避け得なくなる恐れがあり、したがってＭｎ量の上限は１．８％とした。より好ましいＭｎ量の上限は１．５％である。

Ｓｉ：
芯材中のＳｉは、ろう付け加熱後に母相中に固溶して、強度を高める機能を果たす。その効果を充分に発揮させるためには、Ｓｉ量の下限を０．０５％とする必要があるが、過剰にＳｉ添加量を多くすれば、自己耐食性の低下を招くおそれがあり、そこでＳｉ量の上限を０．６％とした。

Ｆｅ：
芯材中のＦｅは、金属間化合物として晶出もしくは析出して、ろう付け後の強度を向上させる。このようなＦｅ添加の効果を得るためには、０．０５％以上のＦｅ量とする必要がある。一方、過剰にＦｅが含有されれば、Ｆｅを含む金属間化合物が表面に晶出して腐食速度を速める。このような過剰なＦｅの含有による悪影響を回避するためには、Ｆｅ量は０．８％以下とする必要がある。

Ｃｕ：
芯材にＣｕを０．３％以上添加すれば、芯材とプレート材表面との電位差を充分に確保することができ、耐食性向上に寄与する。一方Ｃｕを必要以上に添加すれば、粒界腐食感受性が高まると同時に自己耐食性も著しく低下する。このような現象を回避するためには、Ｃｕ量を０．８％以下にする必要がある。なおＣｕ量は、０．６％以下にすることが望ましい。

Ｍｇ：
芯材中のＭｇはろう付加熱後の強度を高めるのに最も有効な元素であるが、Ｍｇが０．０５％未満では、その効果が少なく、一方０．３％を超えて添加すると芯材の電位を卑にし、中間層による犠牲陽極効果が得られなくなる。さらに芯材の粒界腐食感受性が高くなるため、芯材の自己耐食性が著しく低下する。したがって、Ｍｇの含有量の範囲を０．０５〜０．３％と規定した。

Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ：
これらは、いずれか１種または２種以上を添加する。これらのうち、先ずＴｉおよびＶは、強度、特に高温強度を向上させるために寄与すると同時に、耐食性をより一層向上させることに寄与する。すなわち、アルミニウム合金中に添加されたＴｉ、Ｖは、その濃度の高い領域と濃度の低い領域とに分かれ、それらが板厚方向に交互に積層状に分布し、そしてＴｉもしくはＶの濃度の低い領域がＴｉもしくはＶの濃度の高い領域よりも優先的に腐食することによって、腐食形態が層状となり、その結果、板厚方向への腐食の進行が妨げられ、耐孔食性及び耐粒界腐食性が向上する。

このような高温強度、耐孔食性、耐粒界腐食性向上の効果を充分に得るためには、Ｔｉ、Ｖは０．０５％以上の添加が必要である。一方０．３％を越える量のＴｉもしくはＶを添加すれば、鋳造時にＴｉ系もしくはＶ系の粗大な化合物が晶出し、圧延工程での製造性を著しく低下させてしまうため、Ｔｉ量、Ｖ量はいずれも０．３％以下とする必要がある。さらにＺｒは、アルミニウム合金中で、アルミニウムマトリックスに固溶するか、またはＡｌ−Ｚｒ系の化合物を形成し、強度向上に寄与する。この効果は、０．０５％未満の添加では得られず、一方Ｚｒ量が０．３％を越えれば、芯材を作製する際の圧延加工性が低下する。したがってＺｒの添加量範囲は０．０５〜０．３％と規定した。

芯材の合金としては、以上の各元素のほかは基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とすれば良い。
なお、芯材自体の製造方法は特に限定されるものではなく、常法に従って鋳造し、必要に応じて均質化処理を行ない、さらに熱間圧延、さらには必要に応じて冷間圧延を施して所定の板厚とすれば良い。

この発明の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおける中間層の合金成分の限定理由は以下の通りである。
なお中間層の合金元素としては、Ｓｉ、Ｆｅを必須として添加し、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒのうちの１種または２種を選択して添加すれば良い。

Ｓｉ：
中間層に含まれるＳｉは、ろう付け加熱後に母相中に固溶し、強度を高める効果を示す。その効果を充分に発揮させるためには、Ｓｉ添加量の下限を０．１％とする必要がある。一方、Ｓｉ添加量が多過ぎれば、自己耐食性の低下を招くおそれがあり、その上限を０．６％とする必要がある。そこで中間層のＳｉ量は０．１〜０．６％の範囲内とした。

Ｆｅ：
中間層に含まれるＦｅは、金属間化合物として晶出もしくは析出して、ろう付け後の強度を向上させるために寄与する。このＦｅ添加の効果を得るためには、０．１％以上のＦｅを添加する必要がある。一方、過剰にＦｅが含有されれば、Ｆｅを含む金属間化合物が表面に晶出して腐食速度を速め、このような過剰なＦｅの含有による悪影響を回避するためには、Ｆｅ量は０．８％以下とする必要がある。したがって中間層のＦｅ量は０．１〜０．８％の範囲内とした。

Ｍｎ：
中間層に含まれるＭｎは、アルミニウムマトリックスに固溶するかまたはＡｌ、Ｆｅ等と金属間化合物を形成して、中間層の高温強度の向上に寄与する。またＭｎは、アルミニウムの腐食を促進するＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物をＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物に変えることにより、犠牲材として働く中間層の自己耐食性を向上させる。これらの効果は、Ｍｎ量が０．４％未満では得られず、一方Ｍｎ量が０．９％を越えれば、高温での変形抵抗が大きくなるため圧延加工性や中間層のクラッド率が安定しなくなり、さらには中間層と芯材との電位差が充分に取れなくなって、中間層による犠牲防食効果が充分に得られなくなる。したがって中間層のＭｎ量は０．４〜０．９％の範囲内とした。

Ｔｉ、Ｖ：
中間層の合金にＴｉを添加することによって、高温での変形抵抗を高める働きがある。また、材料の厚さ方向にＴｉもしくはＶ濃度の高い領域と低い領域とに分かれて、それらが交互に分布する層状組織になり、ＴｉもしくはＶ濃度の低い領域が高い領域と比較して優先的に腐食させることにより、腐食形状を層状にする効果を有し、それによって厚さ方向への腐食の進行を妨げて、中間層の耐孔食性を向上させる。この効果はＴｉもしくはＶ量が０．０５％未満では期待できず、一方ＴｉもしくはＶ量が０．３％を越えれば、鋳造時に巨大な晶出物が生成するため、クラッド材としての中間層の圧延加工性が悪くなる。したがってＴｉ、Ｖを添加する場合の量は０．０５〜０．３％の範囲内とした。

Ｚｒ：
中間層においてＺｒをアルミニウム合金に添加すれば、Ｚｒはアルミニウムマトリック
スに固溶するかもしくはＡｌ−Ｚｒ系の化合物を形成して、高温における高い変形抵抗を
得ることができる。この効果は、Ｚｒ量が０．０５％未満では得られず、一方Ｚｒ量が０
．３％を越えれば、中間層を作製する際の圧延加工性が低下する。したがってＺｒを添加
する場合のＺｒ量は０．０５〜０．３％の範囲内とした。

中間層の合金としては以上の各元素のほかは、基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とすればよい。
なお中間層自体の製造方法は特に限定されるものではなく、常法に従って鋳造し、必要に応じて均質化処理を行ない、さらに熱間圧延を施し、その後必要に応じて冷間圧延を施して所要の板厚とすれば良いが、中間層の鋳塊に必要に応じて行なう均質化処理は、５００℃〜６１０℃で１時間以上の条件で行なうことが望ましく、また熱間圧延は４００〜５５０℃の範囲内の温度で行なうことが望ましい。このような条件で均質化処理、熱間圧延を行なうことにより、中間層に添加した元素の固溶量を調整して、その後にクラッド材として容易に熱間圧延することが可能となる。

前述のような合金成分からなるろう材、中間層、芯材を用いてこの発明のブレージングシート（４層クラッド材）を製造するにあたってのクラッド材製造方法は特に限定されるものではないが、常法に従って４層を重ね合わせて熱間圧延し、その後冷間圧延を行なって所定の板厚とし、必要に応じて２５０〜４２０℃×１〜８時間の最終焼鈍を施しても良く、あるいはまた熱間圧延の後に冷間圧延を行ない、２５０〜４２０℃×１〜８時間の中間焼鈍を行なってから、最終冷間圧延により所定の板厚とし、さらに必要に応じて上記と同様な条件で最終焼鈍を施しても良い。

ここで、前記のようなろう材、中間層、芯材を用いることにより、クラッド材製造のための熱間圧延において、中間層のはみ出しによりクラッド率が不適切となったり、接合が不充分となったり、反りが発生したりすることがなく、良好な製造性を確保することができる。

［実施例］
表１の合金記号Ａ〜Ｈに示す成分組成のろう材と、表２の合金記号１〜９に示す成分組成の中間層材と、表３の合金記号ａ〜ｋに示す芯材とを、表４のクラッド材番号１〜３８に示すように組合わせて、４層構造のブレージングシートを以下のように製造した。
すなわち、ろう材、中間層材、芯材をそれぞれＤＣ鋳造法により常法に従って鋳造した後、中間層材および芯材については６００℃で３時間の均質化処理を施した後に、それぞれ４５０℃で熱間圧延し、所定の厚さに圧延した。

得られたろう材、中間層材、および芯材を、表４ー１及び表４−２に示すクラッド率となるように積層して、４５０℃の温度で熱間圧延し、冷間圧延、および３６０℃×２時間の最終焼鈍を施して、最終的に板厚０．５ｍｍのアルミニウムブレージングシート（４層クラッド材）を作製した。

これらの各ブレージングシートから、縦（Ｌ１）：５０ｍｍ、横（Ｗ１）：２５ｍｍの各種アルミニウムブレージングシートを用意した。
次に、図１に示すように、Ａ３００３合金からなる幅（Ｗ２）の板材（２）上に、上記各ブレージングシート（１）を横長起立状態にしてかつ、一端底縁にＳＵＳ３０４からなる直径３ｍｍのスペーサーロッド（３）を介在させた状態にセットして試験片を作製した。

続いて、上記試験片につき、真空度５×１０−^５Ｔｏｒｒ以下で温度６００℃で保持時間３分の真空ろう付け加熱を行った。得られたろう付品について、ブレージングシート（１）と板材（２）との間に形成された間隔をろう材が充填した長さ（Ｌ２）を測定した。それらの結果を表４中に示す。

また、これらの試験片につき、各ブレージングシートから、幅４０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの板材を切り出し、真空度５×１０−^５Ｔｏｒｒ以下で温度６００℃で保持時間３分の真空ろう付け加熱を行った。真空加熱後の板材の裏面と端部をマスキングし、ＪＩＳ Ｈ８６０１に準じるＣＡＳＳ試験を２００時間実施した。ＣＡＳＳ試験の後、マスキングを除去し、その後、硝酸、リン酸−クロム酸で腐食生成物を除去してから、焦点深度法により深いと思われる孔食を１０点測定し、最大孔食深さを求めたので、その結果を耐食試験結果として表４中に示す。

表１に示す様にろう材層の成分（ｗｔ％）は、この発明例である合金記号Ａ、合金記号ＢではそれぞれＳｉ１０．０〜１３．０％、Ｆｅ０．３％を超え０．８％以下、Ｍｇ１．０〜２．０％含有し、さらに、ＦｅとＭｇの含有量がＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％というこの発明の条件を満足する。

これに対し比較例である合金記号ＣではＳｉがＳｉ１０．０％以上という条件に達しない９．８０％であり、この発明範囲外である。また合金記号ＤではＳｉ１３．０％以下という条件を超えるＳｉ１３．４０％でありこの発明範囲外である。合金記号ＥはＦｅ０．３％を超えなる条件に達しない０．１５％でありこの発明範囲外である。合金記号ＦについてもＦｅ０．３％に近いもののこれを超えない０．２５％であり、この発明範囲外である。合金記号ＧはＦｅ０．３％を超えなる条件に達するＦｅ０．３５％であり、かつ Ｍｇ１．０〜２．０％という条件を充足してＭｇ１．０５％であるがＦｅ＋Ｍｇが１．４０％であり、Ｆｅ＋Ｍｇ≧１．６％という条件を充足せずこの発明範囲外である。合金記号ＨはＦｅ０．８％以下という条件を充足せず０．８５％のＦｅを含有し、かつＭｇ２．０％以下という条件を充足せず２．２１％のＭｇを含有し、この発明範囲外である。

表２に示す様に中間層の成分（ｗｔ％） は、この発明合金である合金記号１はＭｎ０．７４％、この発明合金２にあってはＭｎ０．７４％、Ｚｒ０．１５％、この発明合金３にあってはＭｎ０．７５％、Ｔｉ０．１５％を含有し、それぞれＳｉ０．１〜０．６％、Ｆｅ０．１〜０．８％を含有し、さらにＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有するというこの発明の条件を充足し、この発明範囲内である。

これに対し比較例である合金記号４ではＭｎ０．３０％を含有するもののＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有するというこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。

また合金記号５ではＭｎ１．２３％を含有し、Ｍｎ０．９％以下とするこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。
合金記号６ではＺｒ０．０３％を含有するものの、Ｍｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有するというこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。

合金記号７はＺｒ０．３９％を含有して、Ｚｒ０．３％以下とするこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。
合金記号８はＴｉ０．０４％を本含有するものの、Ｍｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有するというこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。

合金記号９はＴｉ０．３８％を含有して、Ｔｉ０．３％以下とするこの発明の条件を充足せず、この発明範囲外である。

表３に示す様に芯材の成分（ｗｔ％）は、この発明合金である合金ａはＳｉ ０．３０％、Ｆｅ ０．６７％、Ｍｎ１．０５％を含有し、Ｓｉ０．０５〜０．６％、Ｆｅ０．０５〜０．８％、Ｍｎ０．５〜１．８％を含有するとするこの発明範囲内である。
またこの発明合金ｂはＭｇ０．１０％を含有し、さらにこの発明合金ｃ はＺｒ０．１５％を含有し、この発明合金ｄはＴｉ０．１５％を含有し、さらにこの発明合金ｅはＶ０．１５％を含有し、以上何れもＭｇ０．０５〜０．３％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５％〜０．３％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有するとするこの発明範囲内である。

これに対し比較例合金ｇはＭｎ２．０５％を含有し、Ｍｎ１．８％以下とするこの発明範囲外である。また比較例合金ｈはＭｇ０．３７％を含有し、Ｍｇ０．３％以下とするこの発明範囲外である。また比較例合金ｉはＺｒ０．３９％を含有し、Ｚｒ０．３％以下とするこの発明範囲外である。さらに比較例合金ｊはＴｉ０．３８％を含有し、Ｔｉ０．３％以下とするこの発明範囲外である。また比較例合金ｋはＶ０．３５％を含有し、Ｖ０．３％以下とするこの発明範囲外である。

表４の評価結果に示す様にこの発明例、比較例共にろう材のクラッド率は１０％として製作された。またこの発明例にあっては中間層のクラッド率はいずれも１５％として製作された。
この発明例１〜この発明例１５はろう材がこの発明合金Ａであり、この発明例１６〜この発明例２０はろう材をこの発明合金Ｂとして製作された。
またこの発明例１〜この発明例５は中間材がこの発明合金１であり、この発明例６〜この発明例１０は中間材をこの発明合金２とし、この発明例１１〜この発明例２０は中間材をこの発明合金３として製作された。

さらにこの発明例１〜この発明例５はそれぞれこの発明芯材合金ａ〜ｅを用い、 この発明例６〜この発明例１０はそれぞれこの発明芯材合金ａ〜ｅを用い、 この発明例１１〜この発明例１５はそれぞれこの発明芯材合金ａ〜ｅを用い、 この発明例１６〜この発明例２０はそれぞれこの発明芯材合金ａ〜ｅを用いて製作された。すなわちこの発明例１、６、１１、１６はこの発明芯材合金ａを用いて製作され、この発明例２、７、１２、１７はこの発明芯材合金ｂを用いて製作され、この発明例３、８、１３、１８はこの発明芯材合金ｃを用いて製作され、この発明例４、９、１４、１９はこの発明芯材合金ｄを用いて製作され、この発明例５、１０、１５、２０はこの発明芯材合金ｅを用いて製作された。

その結果この発明例１〜２０では隙間充填長さはいずれも１７．０〜２０．５（ｍｍ）に達し、また耐食試験結果も最大孔食深さは７０〜 １０３（μｍ）程度にとどまった。
したがって以上のろう材、中間層及び芯材が、この発明で規定する範囲内にあるＮｏ．１〜Ｎｏ．２０のブレージングシートでは、いずれも熱間圧延加工を円滑に行なうことができ、またろう付性や耐食性も良好であった。なお、中間層として、Ｔｉを０．１５％含有する合金記号Ｎｏ．３に代えてＶを０．１５％含有するものを用いた場合も、同様の結果が得られた。

これに対し、比較例２１〜比較例２６はろう材にこの発明合金Ａを用い、芯材にこの発明合金ａを用い、中間層を比較例合金４〜比較例合金９とし、その中間層のクラッド率は３５％、２０％、２０％、２５％、２５％、１０％として製作された。このＮｏ．２１〜Ｎｏ．２６の各比較例のブレージングシートは、比較例合金４〜比較例合金９を用いてなる中間層中のＭｎ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量が規定範囲外であり、これらの例では、中間層がはみ出したり、充分に接合されないなどの問題が発生し、健全なクラッド材を製造できなかった。

比較例２７〜比較例３２はろう材にこの発明合金Ａを用い、中間層をこの発明合金１とし、芯材に比較例合金ｆ〜ｋを用い、中間層のクラッド率は１０％、１０％、１０％、１０％、２３％、２０％として製作された。比較例２７についてはろう材にこの発明合金Ａを用いた結果、隙間充填長さが１９．０（ｍｍ）に達し、良好なろう付け性が確認されたものの、芯材に比較例合金ｆを用いてなるため、芯材中のＣｕの含有量がこの発明で規定する範囲上限を超える結果、耐食試験において、粒界腐食が発生し、貫通に至った。

また、Ｎｏ．２８、Ｎｏ．３０〜Ｎｏ．３２の各比較例のブレージングシートは、芯材中のＭｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖの含有量のうち、いずれか一つがこの発明で規定する範囲上限を超えているため、芯材が圧延できなかった。

比較例２９についてはろう材にこの発明合金Ａを用いた結果、隙間充填長さが１９．５（ｍｍ）に達し、良好なろう付け性が確認されたものの、芯材に比較例合金ｈを用いてなるため、芯材中のＭｇの含有量がこの発明で規定する範囲上限を超えているため、耐食試験において、粒界腐食が発生し、貫通に至った。

また比較例３３〜比較例３８は中間層をこの発明合金１とし、芯材にこの発明合金ａを用い、ろう材に比較例合金Ｃ〜Ｈを用い、中間層のクラッド率は比較例３４を２５％とし、その他を２０％として製作された。

ろう材に比較例合金ｃ、ｄを用いてなる比較例３３，３４の各ブレージングシートは、ろう材中のＳｉの含有量がこの発明で規定する範囲外であるため、ろう材のクラッド率のバラツキが大きく、健全なクラッド材が製造できなかった。
またろう材に比較例合金Ｅ，Ｆ，Ｇを用いた比較例３５、３６、３７の各ブレージングシートは、ろう材中のＦｅの含有量もしくは、Ｆｅ＋Ｍｇの含有量がこの発明で規定する範囲に満たないため、隙間充填長さが１．５、２．２、１．１（ｍｍ）に留まり、ろう付性に劣った。

またろう材に比較例合金Ｈを用いてなる比較例３８のブレージングシートは、ろう材中のＭｇの含有量がこの発明で規定する範囲を越えているため、ろう材が圧延できなかった。

さらにろう材にこの発明合金Ａを用い、芯材にこの発明合金ａを用いたＮｏ．３９のブレージングシートは、中間層が無いために、規定の耐食試験において、貫通孔が発生した。

この発明の実施例で行った隙間充填試験に用いた試験片のろう付加熱後の正面図である。

Claims (2)

1. アルミニウム合金からなる芯材の片面にアルミニウム合金からなる中間層をクラッドし、かつ芯材の中間層と接していない面及び中間層の芯材と接していない面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層構造の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記芯材が、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｓｉ０．０５〜０．６％、Ｆｅ０．０５〜０．８％、Ｃｕ０．３〜０．８％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなり、前記中間層が、Ｓｉ０．１〜０．６％、Ｆｅ０．１〜０．８％を含有し、さらにＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記ろう材層がＳｉ１０．０〜１３．０％（ｗｔ％、以下同じ）、Ｆｅ０．３％を超え０．８％以下、Ｍｇ１．０〜２．０％含有し、さらに、ＦｅとＭｇの含有量がＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％を満足し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなることを特徴とする真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシート。
2. アルミニウム合金からなる芯材の片面にアルミニウム合金からなる中間層をクラッドし、かつ芯材の中間層と接していない面及び中間層の芯材と接していない面にアルミニウム合金ろう材を配してなる４層構造の真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記芯材が、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｓｉ０．０５〜０．６％、Ｆｅ０．０５〜０．８％、Ｃｕ０．３〜０．８％を含有し、さらにＭｇ０．０５〜０．３％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５％〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記中間層が、Ｓｉ０．１〜０．６％、Ｆｅ０．１〜０．８％を含有し、さらにＭｎ０．４〜０．９％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｖ０．０５〜０．３％、Ｚｒ０．０５〜０．３％のうちから選ばれた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よりなり、前記ろう材層がＳｉ１０．０〜１３．０％（ｗｔ％、以下同じ）、Ｆｅ０．３％を超え０．８％以下、Ｍｇ１．０〜２．０％含有し、さらに、ＦｅとＭｇの含有量がＦｅ＋Ｍｇ≧１．６％を満足し、残部がＡｌおよび不可避不純物よりなることを特徴とする真空ろう付用アルミニウム合金ブレージングシート。

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