JP5258637B2 - 高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材およびそれを使用した熱交換器の製造方法 - Google Patents

高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材およびそれを使用した熱交換器の製造方法 Download PDF

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Description

この発明は、アルミニウム合金製熱交換器に用いられるブレージングシートフィンと、これを用いた熱交換器の製造方法に関するものであり、より詳細には、コルゲート加工したフィンとして、610℃を越え625℃以下の高温到達温度でろう付けして用いるに適したフィン、およびそれを用いた熱交換器の製造方法に関するものである。
アルミニウム合金製熱交換器は、素材のアルミニウム合金が軽量でかつ良好な熱伝導性を持つことに加え、ろう材が予めクラッドされたアルミニウムブレージングシートを用いた炉内ろう付けによる接合が量産に適することから、従来から広く使用されており、特に自動車用のラジエータ、エアコンエバポレータ、コンデンサなどに広く使用されている。
近年、自動車用熱交換器はさらに軽量化される傾向にあり、そのためブレージングシートフィンなどの各構成材料の薄肉化が強く求められている。ブレージングシートフィンは、主として押出多穴チューブなど、ろう材を表面に持たない部材と接合する場合に用いられるものであり、一般には心材がAl−Mn系合金からなり、その心材の両面に、Al−Si系合金からなるろう材を接合した構成の3層クラッド材が用いられている。
従来、この種のブレージングシートフィンとしては、板厚が100μm以上のものが主流であったが、最近ではこれより薄いフィン材も使用されるようになっている。ここでは、板厚85μm以下のものを薄肉のフィンと称するが、このような薄肉のフィンでは、ろう付け時のろうによる心材の侵食や高温変形に対する抵抗などの種々の特性について、従来の肉厚のフィン(例えば板厚100μm以上のもの)と比べて、不利な点が生じているのが実情である。
また材料の薄肉化と同時に、熱交換器の生産効率の向上も重要な課題であるが、ろう付け工程を短時間の加熱で終了させることができれば、直接的に量産の効率を上げることができる。さらに、従来ろう付け後に別の工程で付けていた付属部品なども、フィンとチューブなどとのろう付け時に同時に接合することができれば、生産効率をより向上させることが可能となる。
このような生産性効率の具体的向上策の一つとしては、ろう付け炉内温度を材料温度より高くすること、すなわちいわゆる温度ヘッドを設定することによって、ろう付け加熱の短時間化を図ることが考えられる。このような手法によれば、熱交換器の構成部材のうち熱容量が大きいヘッダタンクなどの部材についても、比較的短時間での昇温が可能となり、また熱容量の大きい取り付け具などの付属部材についても同時にろう付け接合が可能となる。
前述のように温度ヘッドを取付けたろう付け加熱の場合でも、ろう付けされる熱交換器構成部材のうち、最も熱容量が大きい部材の昇温速度が最も遅くなるため、このような熱容量の大きい部材の接合部が充分にろう付けされるに足りる温度(例えば600℃)まで昇温させることが必要となる。一方、フィンは熱交換器構成部材のうちでも薄肉で最も熱容量の小さい部材であり、他の部材より高温(例えば610℃を越えた温度)に達することになる。したがってこのような温度ヘッド付きろう付け加熱方法を適用する場合には、通常よりも高温で正常にろう付けされ得るフィン材が必要であるが、これを薄肉ブレージングシートで実現する技術はこれまで確立されていなかったのが実情である。
ところで薄肉のブレージングシートフィンに関する技術としては、既に特許文献1、特許文献2に示すようなものが提案されてはいるが、これらの提案の技術によるブレージングシートフィンは、いずれも610℃を越えるような高温ろう付け条件には耐え得ない、と考えられる。
すなわち、特許文献1に示される技術は、板厚40μm以上、100μm未満のブレージングシートフィンに関するものであり、特定の組成のAl−Mn系合金心材とAl−Si系ろう材によって構成されたフィン材について、さらにろう材および心材のSi量とろう材のクラッド率を特定の不等式で規定している。この不等式を満たすということは、ろう材および心材のSi量とろうクラッド率から算出されるトータルSi量が、板厚から定まるある値を越えることを意味し、ろう付け時に発生する溶融ろうの量をある量より多い状態とすることにより、ろう未接合の発生を防止し、また耐高温座屈(耐サグ性)も良好とすることを骨子としている。但し、この特許文献1の請求項では、600℃で3分加熱した場合の接合状況を規定しており、本文中の記述でも熱交換器のろう付けが通常約600℃で行われていると言及されているだけであり、したがってそれより高温でろう付けされた場合についての問題点については全く認識されておらず、当然のことながら610℃を越える高温でのろう付け時の問題に対する解決策を全く示唆し得ない。
一方、特許文献2に示されている技術は、板厚60μm以下のブレージングシートフィンに関するものであり、主にろう材中のSi粒子の平均円相径を3μm以下に調整することにより、耐粒界腐食性、耐高温座屈性などが良好になるとされている。この特許文献2の場合も、ろう付け条件については通常600℃程度まで昇温されるとの記述があり、また実施例も同様であり、したがってこの特許文献2の技術も、薄肉のフィンが、610℃を越える高温でろう付けされた場合について考慮されていないことが明らかである。
特許第3170202号公報 特開2008−6480号公報
前述のような温度ヘッドを付けた加熱によるろう付けを可能とするためには、材料のろう付け時の最高到達温度が610℃を越えても、正常なコルゲート加工形状を保って接合されるブレージングシートフィンが必要であり、しかもこれを85μm以下という薄肉フィンで実現することが強く望まれる。しかしながら、それを実現するためには、従来の一般的な600℃程度のろう付け温度でのろう付けや、より肉厚のフィンでは生じていなかった技術的問題を乗り越える必要がある。
すなわち本発明者等は、610℃を越える高温における、85μm以下の薄肉のフィン材のコルゲート加工した状態でのろう付けでは、通常のフィンの高温座屈とは異なる、コルゲートフィンの端部の倒れ変形という独特の問題が発生することを知見した。
この問題について図1、図2を参照して具体的に説明すると、図1、図2は、熱交換器コアを作成するために、予めコルゲート加工が施されたブレージングシートフィン1と、多穴押出チューブ等のチューブ2と、ヘッダタンク3とを組合せ、610℃を越える高温ろう付け温度まで加熱して、それらの熱交換器コア要素を高温ろう付け接合する状況を示すものであり、この場合コルゲート加工されたブレージングシートフィン1の端部1A(例えばヘッダタンク3の側の端部)は、立ち上がった(もしくは立ち下がった)自由端として存在していることが多い。この場合、ブレージングシートフィン1の厚みが85μm以下と薄肉であれば、ろう付けのための610℃を越える高温での加熱時に、前述のようなブレージングシートフィン1の自由端の端部1Aが、図1、図2の矢印Pでに示すように変形し、チューブの側に倒れ込んでしまう現象が生じることがある。このようにフィン端部1Aで倒れ込みの変形が生じれば、設計形状との相違により製品外観不良とされるばかりでなく、最悪の場合は、その変形したフィン端部1Aが、ヘッダタンク(通常はブレージングシートからなるもの)と接触して、ヘッダタンク側の溶融ろうによりフィンが溶融してしまうおそれがある。
このようなフィン端部の特異な変形は、コルゲート加工されたフィンの山部の形状の崩れやフィンの座屈が生じないような場合でも、610℃を越える高温ろう付けでフィン厚みが85μm程度以下の薄肉では生じてしまうことがあり、しかも従来の通常の600℃程度でのろう付け加熱では耐高温座屈性能が優れている筈のブレージングシートフィンでも生じることが、本発明者等の実験により確認されている。
ここで、前述のフィン端部1Aの特異な倒れ込み変形は、自由端である端部1Aに加わる重力が影響しているとも考えられるが、本発明者等がさらに検討を重ねたところ、フィン端部1Aの先端側が倒れ込む方向に重力が加わらないような方向性でコアの各各要素をセットした場合でも生じること、すなわち単に重力のみに起因するのではないことが判明している。したがって単にコアの組立て、ろう付け時の配置方向を変えただけでは解決し得ない問題であることが確認されている。
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、85μm以下の薄肉ブレージングシートフィンについてコルゲート加工を施して、熱交換器コアを組立て、例えば610℃を越えるような高温でろう付け加熱するにあたり、前述のようなフィン端部の倒れこみ変形の発生を確実かつ有効に防止し得るようにしたブレージングシートフィンを提供することを課題とするものである。
前述のような課題を解決するため、コルゲート加工した薄肉ブレージングシートフィンを用いて熱交換器コアを組立てて、610℃を越える高温でろう付けを行なう際に生じる、フィン端部での倒れ込み変形について種々調査、検討を重ねたところ、ろう付け加熱時におけるフィン表面の過剰な溶融ろうによる表面張力が影響していることを見出した。すなわち、コルゲート加工を施したフィンが、たとえ設計上は山部の頂点で切断されていたとしても、チューブ等と組上げた際には、ある頻度で浮いた状態(チューブに接していない状態)となり、その場合、ろう付け加熱時に近接する山部付近のフィレット(図の部分F)の溶融ろうの表面張力により、図の矢印Qで示すようにチューブ側に引張られることが判明した。そして特に610℃を越えるような高温ろう付けでは、従来の通常の600℃程度でのろう付け加熱と比較して溶融ろうの量が急激に増大して、近接するフィレットFの側からの溶融ろうの表面張力による引張り力Qが強くなり、85μm程度以下という薄肉のフィンでは、高温で材料強度も下がっていることも相俟って、フィン端部1Aが矢印Pで示すようにチューブ側に倒れ込んでしまうことが判明した。
ここで、従来の通常の600℃程度でのろう付けや、100μm程度以上の比較的厚肉のフィンを用いた場合には、このような現象はほとんど生じることがなく、そのため従来は全く認識されていなかったのである。
そして本発明者等が、前述のようにフィン端部の倒れ込み変形が、過剰な溶融ろうの表面張力に起因することから、610℃を越えるような高温ろう付けでも溶融ろうが過剰とならないように適切に制御すれば、フィン端部の倒れ込み変形の発生を防止し得る筈であると考え、それに基いてブレージングシートフィンのろう材中のSi量および心材中のSi量とろう材クラッド率について再検討を加えたところ、これらを相互の関係のもとに適切に調整することによって前述の課題を解決し得ることを見出し、この発明をなすに至った。
具体的には、請求項1の発明の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材は、心材の両面にろう材を接合した板厚40〜85μmのクラッド材よりなり、コルゲート加工を施して、材料到達温度610℃を越え625℃以下の範囲内でろう付けが施される薄肉ブレージングシートフィン材であって、心材がMn0.7〜1.5mass%、Si0.05〜0.28mass%、Fe0.05〜0.75mass%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物元素からなるAl−Mn系合金よりなり、ろう材が、Siを6.0〜8.8mass%の範囲内で含有するAl−Si系合金からなり、しかもろう材の片面平均クラッド率が6.5〜12.0%の範囲内であって、かつ心材のSi含有量Sic(mass%)、ろう材のSi含有量Sif(mass%)、およびろう材の片面平均クラッド率CR(%)によって下記式(1)により定まるXの値が95以下であることを特徴とするものである。
X=CR×(Sif−Sic+0.6)+50×Sic ・・・(1)
また請求項2の発明は、請求項1に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィンにおいて、前記心材が、前記各元素のほか、さらにCu0.05〜0.25mass%、Zn0.3〜3.0mass%のうちの一方または双方を含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とするものである。
さらに請求項3の発明は、請求項1に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィンにおいて、前記心材が、前記各元素のほか、さらにTi0.05〜0.25mass%、Zr0.05〜0.25mass%、Cr0.05〜0.25mass%、V0.05〜0.25mass%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とするものである。
また請求項4の発明は、前記心材が、前記各元素のほか、さらにCu0.05〜0.25mass%、Zn0.3〜3.0mass%のうちの一方または双方と、さらにTi0.05〜0.25mass%、Zr0.05〜0.25mass%、Cr0.05〜0.25mass%、V0.05〜0.25mass%のうちから選ばれた1種または2種以上とを含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とするものである。
そしてまた請求項の発明は、請求項1〜請求項のうちのいずれかの請求項に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィンにおいて、ろう材層中において、厚さ方向の粒子寸法が片面平均ろう材厚さの8割を越えるSi粒子が、ろう材の厚み方向に平行でかつフィンの長さ方向に平行な断面において、フィンの長さ方向分布として0.2個/mmを越えて存在しないことを特徴とするものである。
一方請求項の発明は、請求項1〜請求項のうちのいずれかの請求項に記載されたフィン材をコルゲート加工し、かつそのコルゲート加工されたブレージングシートフィン材を少なくとも構成要素の一部として熱交換器コアを組立て、フィンの最高到達温度が610℃を越え625℃以下の範囲内となるように、非酸化性雰囲気中で炉内フラックスろう付けを行うことを特徴とするものである。
この発明のブレージングシートフィンによれば、その板厚が85μm以下と薄肉であるにもかかわらず、コルゲート加工を施して熱交換器コアとして組立て、610℃を越えるような高温でろう付けを行なっても、フィンの端部で倒れ込みの変形が生じることを確実かつ有効に防止することができ、そのため前述のフィン端部の倒れ込み変形によって熱交換器コアとしての商品価値が損なわれてしまうことを有効に防止でき、またフィン端部の倒れ込みに起因してその先端がヘッダタンクと接触してヘッダタンク側の溶融ろうによりフィンが溶融してしまうおそれもない。
したがってこの発明のフィンを用いれば、上述のような85μm以下の薄肉のフィンを用いての610℃を越えるような高温でのろう付けが、特に問題を招くことなく実際的に可能となることから、フィンの薄肉化に寄与して自動車軽量化等に寄与すると同時に、ろう付け温度の高温化により熱交換器製品の生産効率を確実かつ有効に高めることが可能となった。
図1はこの発明で解決課題としているフィン端部の倒れ込み変形の現象を説明するために、コルゲート加工されたブレージングシートフィンとチューブ、ヘッダタンクを組合せて熱交換器コアを構成した状態を示す略解図である。 図2は図1の要部、特にフィン端部付近の状況を拡大して示す略解図である。
この発明では、熱交換器の軽量化に寄与するべく、板厚40〜85μmのブレージングシートフィンを対象としている。これより板厚が小さい場合は、健全なブレージングシートを製造することが困難となり、一方これより板厚が大きい場合には、フィンのろう付け時の変形を防ぐためには有利となってこの発明のような精緻な対策を必要としないが、薄肉化ひいては熱交換器の軽量化に寄与するものとはいえない。
この発明の薄肉ブレージングシートフィンは、最高到達温度が610℃を越え、625℃以下の範囲内となるような高温ろう付けでコルゲートフィン端部の変形に対する抵抗が大きいことを特徴としており、これを実現するための材料構成を規定している点が重要である。但し、熱交換器用フィン材として望まれる他の特性、例えば通常の耐座屈性、ろう付け後のフィン強度、犠牲陽極性、フィン自体の耐食性などを兼ね備えていることも必要であることは当然である。
この発明の薄肉ブレージングシートフィンでは、心材のSi量、ろう材のSi量、およびろう材片面平均クラッド率について、それぞれ個別にその範囲を規定するばかりでなく、それらの相互の関係のもとに総合的に規定することによって、高温ろう付け時の溶融ろう量が過剰にならないように制御している。すなわち、この発明で規定しているように、心材のSi量が比較的少なくかつろう材のSi量が比較的多い場合には、ろう付けのための加熱の昇温時にろう材から心材にSiが拡散し、そのためろう溶融温度に至るまでに実質的なろう材Si量あるいはクラッド率が低下することを利用して、溶融ろう量を低下させることとし、これにより過剰な溶融ろうに起因するフィン端部の倒れ込み変形を防止することを可能としている。そしてこのような手法を適用することにより、極端にろう材のSi量を減らしたり、あるいは極端にろう材クラッド率を小さくするという手法を採ることなく、溶融ろう量を低減させて、フィン端部の倒れ込み変形を防止することができるのである。
さらにこの発明について詳細に説明する。
この発明で対象とするブレージングシートは、前述のように40〜85μmの板厚のものであり、そのクラッド構成としては、コルゲート加工して熱交換器コアに適用するべく、心材の両面にろう材層を接合したものとする。ここで心材としては、Si量を比較的少量の特定範囲内としたAl−Mn系合金を用い、ろう材としては、Si量を比較的高目の特定の範囲内としたAl−Si系合金を用い、かつこれらの心材およびろう材のSi量とろう材クラッド率を、相互の関係のもとに規制している点が、この発明にとって極めて重要である。
そこで先ずこの発明のブレージングシートフィンにおける心材Si量、ろう材Si量、およびろう材クラッド率について、その限定理由を説明する。
心材のSi含有量(Sic)は0.05〜0.28mass%の範囲内に規制する。このようなSi量範囲とし、併せて後述するようにろう材Si量(Sif)およびろう材片面平均クラッド率(CR)との関係のもとに(1)式の規定を満たすSi量とすることにより、高温ろう付けの昇温過程でろう材から心材へのSi拡散を充分に行わせ、これにより過剰な溶融ろうの生成を抑えて、フィン端部の倒れ変形を防止することができる。ここで、心材のSi量を0.05mass%よりも低くすることは、価格の高い高純度のアルミニウム地金を必要としてコスト上昇を招き、また特性改善にも結びつかないので、不適当である。一方0.28mass%を越える心材Si量とすれば、高温ろう付けのための昇温過程においてろう材から心材へのSiの拡散がろう溶融温度に至るまでに充分に行われない場合が生じ、そのためろう材から心材へのSiの拡散による効果が安定して得られなくなり、また同時にSi量が高いことにより心材の固相線温度が下がり、高温ろう付け時に心材全体の変形やろうによる侵食が生じるため、不適当となる。
ろう材のSi含有量(Sif)は6.0〜8.8mass%の範囲内と規定する。ろう材のSi量が6.0mass%より少なければ、溶融ろうの流動性が低下して、不均質な接合状態となってしまうおそれがあり、一方ろう材のSi量が8.8mass%を越えれば、ろう付け加熱の昇温過程でろう材から心材へSiが拡散しても、局部的に溶融ろうが過剰な状態となるおそれがあり、さらに8.8mass%を越えるSi量のろう材では、鋳造時に粗大なSi粒子が形成され、これがある程度以上の分布密度で存在すれば、高温ろう付け時にコルゲートフィン端部の倒れ変形を生じてしまうことがある。
またろう材片面平均クラッド率(CR)は、6.5〜12.0%の範囲内に規制する。ろう材片面平均クラッド率が6.5%未満では、フィンとチューブとの接合が局部的に不充分となってしまうおそれがあり、一方12.0%を越えれば、高温でのろう付け時に局部的に溶融ろうが過剰な部分が生じやすくなってしまう。
さらに、上述の心材のSi量(Sic)、ろう材のSi量(Sif)、ろう材片面平均クラッド率(CR)はそれぞれ個別の範囲内に規制するだけではなく、これらが下記の不等式(1)を満たすことが必要である。この式(1)は、本発明者等の詳細な実験・検討により得られたものであるが、この(1)式の左辺Xの値が大きくなるほど、高温ろう付け時に於ける溶融ろう量が増加し、コルゲート加工した状態でのフィン端部の倒れ変形が生じやすくなるが、Xの値が95以下となるように制御することによって、溶融ろう量を適切な量に抑え、フィン端部の倒れ変形を防止し得ることを意味する。
X=CR×(Sif−Sic+0.6)+50×Sic≦95 ・・・(1)
ちなみに、ろう材のクラッド率(CR)やろう材のSi量(Sif)が多くなるほどXの値が大きくなり、したがって溶融ろう量が増加し、逆に心材のSi量(Sic)が少なくなるほどXの値は小さくなり、溶融ろう量が減ることになる。
ここで、式(1)を導き出した背景について若干説明する。
ろう付け加熱のための昇温中のろう溶融直前のろう材Si量をSif’とすれば、ろう付け加熱のろう溶融時における溶融ろう量は、溶融直前のろう材Si量Sif’が多いほど、またろう材片面平均クラッド率CRが大きいほど多くなり、したがって溶融ろう量は、溶融直前のろう材Si量Sif’とクラッド率CRとの積に相関すると考えられる。したがって溶融ろう量過多で生じる高温ろう付け時のフィン端部の倒れ変形を防止するためには、次の(2)式により管理すれば良い。
Sif’×CR≦A ・・・(2)
ここで、Aは、フィン端部倒れ変形を起こさない溶融ろう量上限に関係する定数である。
ところで、この発明で規定しているように、心材Si量(Sic)が比較的少なくかつろう材Si量Sifが比較的多くて、高温ろう付けのための昇温途中でのろう材から心材へのSiの拡散が生じる場合には、ろう溶融直前のろう材Si量Sif’は、もとのろう材のSi量Sifよりも小さな値となる。
一方、ろう付け完了後の心材のSi量は、もとの心材Si量Sicが多少異なっていても、平均的には0.7〜0.8mass%程度となることが、本発明者等の実験により判明している。また本発明者等の実験によれば、ろう付け加熱のための昇温過程では、ろう溶融直前までにこの8割程度の量まで(約0.6mass%程度まで)心材Si量が上がることが確認されており、そこでこれらに基いて溶融直前のろう材Si量Sif’を求めれば、次の(3)式が得られる。
Sif’=Sif−(50−CR)×(0.6−Sic)/CR=Sif+0.6−Sic+50Sic/CR−30/CR ・・・(3)
この(3)式を(1)式に代入すれば、
Sif’×CR=CR(Sif−Sic+0.6)+50Sic−30≦A ・・・(4)
この(4)式の定数部分をまとめて、別の定数Bを用いて(4)式を整理すれば、次の(5)式が得られる。
CR(Sif−Sic+0.6)+50Sic≦B ・・・(5)
すなわち、(5)式の左辺(これを前述の(1)式ではXとしている)がある定数Bよりも小さければ、フィン端部倒れ変形の発生を防止できると考えられる。
そして本発明者等が多数の実験を繰返した結果、心材Si量(Sic)、片面平均クラッド率(CR)の個別の量もしくは割合が、それぞれこの発明で規定する範囲内である場合においては、Bの値が95以下、すなわち(5)式の左辺(=X)の値が95以下であれば、610℃を越えるような高温ろう付けでも、溶融ろう量を適切に抑えて、確実にフィン端部倒れ変形の発生を抑制することができることを見出し、前記(1)式を定めたのである。
前述のように心材であるAl−Mn系合金は、Si含有量(Sic)を0.05〜0.28mass%の範囲内に規制したものであるが、この心材のAl−Mn系合金におけるSi以外の元素についての成分限定理由を次に説明する。
Mn:
Mnは、強度や高温での耐変形性に寄与する合金元素であり、0.7〜1.5mass%の範囲内とする。心材のMn量が0.7mass%未満では、ろう付け加熱後の強度や高温変形に対する抵抗が不充分となるため好ましくない。また、心材にMnが1.5mass%を越えて添加されれば、鋳造時に粗大な晶出化合物が生成されて不均質な組織となるため、不適当である。なお、ろう付け加熱後の強度を重視する場合には、Mn量は1.25〜1.5mass%の範囲内とすることが望ましい。
Fe:
Feは、通常のアルミニウム合金の不可避的不純物の一つであり、本発明のようなAl−Mn系合金(AA3000系合金)においては、下限規制を設けず、上限のみを0.7mass%前後に規制している場合が多いが、強度や結晶組織の安定化に寄与することから、場合によっては若干積極的に添加しても良く、そのFe量は0.05〜0.75mass%の範囲内とする。Fe量を0.05mass%未満とするには、高価格の高純度地金を必要として高コスト化を招くばかりでなく、特性改善にもつながらないため、不適当である。一方Feを0.75mass%を越えて添加した場合、鋳造時に粗大な晶出物が生成されて不均質な組織となるため、不適当となる。
さらに請求項2に規定しているように、心材合金にはCu、Znのいずれか一方又は双方を選択的に添加しても良い。但しこれらを過剰に添加すれば、心材の固相線温度が下がり、高温での強度が不足して、熱交換器コアのろう付け時に全体的にフィンの変形が起こる場合があり、不適当となる。そこでこれらを配慮してCu、Znの添加量を次のように定めた。
Cu:
Cuは強度向上に寄与する合金元素であり、0.05〜0.25mass%の範囲内で選択的に添加する。Cu量が0.05mass%未満では、ろう付け加熱後の強度向上効果が充分に得られない。一方0.25mass%を越えてCuを添加すれば、フィン変形が生じやすくなる問題が生じ、不適当である。なお心材にCuを添加する場合には、ろう付け時の材料の到達温度を、610℃を越え622℃以下の範囲内とすることが望ましい。ここで、特に高い温度でのろう付け(具体的にはフィンの材料到達温度が、622℃を越え625℃以下)を行う場合には、若干ろう付け後強度は低くなるものの、心材のCu量を0.05mass%未満に規制することが望ましい。
Zn:
Znは、0.3〜3.0mass%の範囲内で選択的に添加する。これは、ブレージングシートフィンに犠牲陽極としての性質を持たせて、チューブの耐食性を向上させる目的からであり、具体的なZn添加量は、チューブ材との組合せで適宜選択すれば良いが、心材のZn量が0.3mass%未満では、充分な犠牲陽極作用が得られず、一方3.0mass%を越えてZnを添加すれば、固相線温度の低下によるフィン変形の問題に加え、フィンの自己耐食性が低下する問題が生じ、不適当となる。なおZnを1.6mass%を越えて添加する場合には、ろう付け時の材料到達温度を、610℃を越え622℃以下とすることが好ましい。
さらに心材のAl−Mn系合金としては、請求項3で規定しているように、Ti0.05〜0.25mass%、Zr0.05〜0.25mass%、Cr0.05〜0.25mass%、V0.05〜0.25mass%のうち、1種または2種以上を含有していても良い。
これらのTi、Zr、Cr、Vは、いずれも強度および耐高温座屈性を向上させるために選択的に添加される元素である。いずれも0.05mass%未満の添加では、特段の効果が得られず、一方いずれも0.25mass%を越えて添加すれば、鋳造時に粗大な晶出物が形成されるため不適当となる。
なお、通常のアルミニウム合金の鋳造においては、鋳造組織微細化のためTiを含有する微細化剤、具体的にはAl−Ti系、Al−Ti−B系あるいはAl−Ti−C系の母合金からなる微細化剤が添加される場合が多い。これらに含まれるTiは、AlTi、TiB、TiCなどの化合物粒子として凝固核形成に関与し鋳塊結晶微細化に効果をもたらすもので、これらの粒子は強度向上に関して直接の効果を生じない。そこで、強度向上を目的とした前述の選択元素としてのTiとは別に、この発明でも微細化剤由来の成分としてTi0.005〜0.05mass%未満を添加することが可能で、これと組み合わせてB0.0005〜0.01mass%あるいはC0.0003〜0.01mass%が添加されていてもかまわない。
次に、ろう材については、既に述べたようにSi量(Sif)は6.0〜8.8mass%の範囲内とするが、Si以外のろう材成分元素について次に説明する。
ろう材の成分元素としては、基本的には前述のSiのほかは、Alおよび不可避的不純物とすれば良いが、後述するようにこの発明のブレージングシートフィンでは、ろう材中における粗大なSi粒子ができるだけ少ないことが望ましく、そこで鋳造時にSi粒子の微細化を図るため、微量のNaやSrを添加する改良処理を行うのが好ましい。このSi粒子の微細化のためのNa、Srの添加量は、それぞれ0.002〜0.05mass%の範囲内が好適である。それぞれ下限未満ではSi粒子微細化の効果が無く、上限を超えてもコストが増すだけでSi粒子微細化の効果は飽和してしまう。
またこの発明のブレージングシートフィンのろう材には、不可避的元素としてFeが含まれるのが通常であるが、ろう材中のFe量は0.6mass%以下が好ましい。さらに通常のろう材では、ろう付け後の電位を調整して熱交換器全体の耐食性を向上させるためにCuやZnが添加される場合があるが、この発明の場合は、これらの添加によりろう材の融点が下がれば、フィン端部の倒れ変形を助長する問題が生じるから、それぞれ0.2mass%以下に抑制することが望ましい。
さらにこの発明のブレージングシートフィンにおいては、ろう材中に存在するSi粒子について、請求項で規定しているように、ろう材中において、厚さ方向の粒子寸法が片面平均ろう材厚さの8割を越えるようなSi粒子が、ろう材の厚み方向に平行でかつフィンの長さ方向(コルゲート加工した状態で山と谷が交互に位置する方向、すなわち通常は圧延方向に沿う方向)に平行な断面において、フィンの長さ方向における分布密度として0.2個/mmを越えて存在しないように規制することが望ましい。
ここで、ろう材中において平均ろう材厚さの8割を越える厚みを有する粗大なSi粒子が存在すれば、その部分は、局部的にろう材の厚さが大きくなる一方、心材の実質厚さが局部的に小さくなる。このような粗大なSi粒子がろう材中に多数存在する領域では、その付近はろう付け時に部分的に溶融ろうが多い部位となってしまう。そのため、その部分付近では、高温ろう付け時のコルゲートフィンの端部倒れ変形を引き起こしやすくなる。そして本発明者等の実験・検討によれば、厚さ方向の粒子寸法が平均ろう材厚さの8割を越えるようなSi粒子が、フィン長さ方向のろう材層中に0.2個/mmを越えて存在しないように制御すれば、上述のような問題の発生を防止し得ることが判明し、これを請求項において規定したのである。このようなSi粒子の分布密度は、フィン長さ方向断面(すなわちコルゲート加工された状態で山と谷が並ぶ方向と平行でかつ厚み方向と平行な断面)においてフィン材観察長100mm以上で観察し、フィン材長さ1mm当りの粒子個数としてあらわすこととしている。
上述のようなSi粒子条件を満たさせるための具体的手段としては、ろう材となるAl−Si合金のSi量を規定範囲内で低目とすること、また鋳造時の冷却速度を上げること、さらには鋳造時にSi粒子の微細化を図るべく既に述べたようなNaやSrの微細添加による改良処理を行うこと、などが挙げられる。
以上のようなこの発明の薄肉ブレージングシートフィンを製造するための具体的方法は特に限定されるものではなく、通常の3層クラッドブレージングシートの製造と同様に行えば良いが、その代表的な望ましい例について次に説明する。
先ず、ブレージングシートフィンの構成要素となる心材およびろう材の合金鋳塊を半連続鋳造法(DC鋳造法)により作製する。その後、面削や予備熱間圧延などにより厚さを調整して、所定のクラッド率となるように心材の両面にろう材を配して組み合わせ、400〜540℃で0.5〜15h保持する条件で熱間圧延のための予備加熱を行い、その後の熱間圧延によりクラッド接合する。熱間圧延に続いては、圧下率85〜98%の冷間圧延を行い、320〜500℃で0.5〜10h保持する条件で中間焼鈍し、さらに圧下率10〜60%の冷間圧延により所定の板厚のH1n材とすれば良い。
このようにして製造されたブレージングシートフィンは、所定の幅にスリットし、その後、コルゲート加工および切断を行い、チューブ、ヘッダタンク、サイドプレートなどと組み合わせて、熱交換器コアを構成する部材となる。
この発明のブレージングシートフィン材を用いて熱交換器コアを製造するための具体的プロセス条件としては、請求項に規定しているように、前述のようなブレージングシートフィン材をコルゲート加工し、かつそのコルゲート加工されたブレージングシートフィン材を少なくとも構成要素の一部として熱交換器コアを組立て、フィンの最高到達温度が610℃を越え625℃以下の範囲内となるように、非酸化性雰囲気中で炉内フラックスろう付けすることとする。

そこでこのような熱交換器の製造方法の条件について次に詳細に説明する。
ブレージングシートフィン材のコルゲート加工は、従来の一般的な手法によれば良く、特に限定されるものではない。コルゲート加工後のブレージングシートフィン材は、適宜切断して所要の寸法とし、チューブやヘッダタンク等の他の熱交換器コア構成要素とともに組立て、非酸化性雰囲気での炉内フラックスろう付けを行なう。非酸化性雰囲気での炉内フラックスろう付け法としては、具体的には、ノコロックブレージング法として知られる一般的なろう付け方法を適用することができる。なお真空ろう付け法の場合には、ノコロックブレージング法とはろう流れ挙動が異なるため、この発明で規定する条件により課題を解決できる保証はなく、したがって真空ろう付けは適用しないことが望まれる。
ろう付け加熱では、フィン材の材料到達温度を、610℃を越え625℃以下の範囲内とすることが適切である。到達温度が610℃以下では、ろう付け工程を充分に短時間化しまた高熱容量部材の同時接合をも可能にするという、高温ろう付けによる利点が得られない。なお到達温度610℃以下では、従来の一般的なブレージングシートフィンを使用することができ、したがってこの発明によるフィンを使用することによる利点が少ない。一方フィン材の到達温度が625℃を越える極端な高温ろう付けでは、フィンの全体的な高温座屈やコルゲートフィン端部の変形が生じるおそれがあり、実用的ではない。
なお、この発明の1形態として、既に述べたように心材にCu0.05〜0.25mass%あるいはZn1.6〜3.0mass%の一方または双方を添加したブレージングシートフィンを用いた場合には、ろう付け時の材料到達温度を622℃以下とすることが望ましい。
なおまた上述のような高温ろう付け時の昇温過程では、470〜570℃の範囲内の平均昇温速度が10〜100℃/minとなるよう制御することが望ましい。この平均昇温速度が100℃/minを越えれば、ろう溶融温度(通常は577℃前後)に達するまでのろう材から心材へのSi拡散が不充分となり、過剰の溶融ろうが生じてしまって、コルゲートフィンの端部変形の問題を解消し得なくななるおそれがある。一方、上記の平均昇温速度が10℃/min未満であれば、実質的に昇温に長時間を要するようになって、高温ろう付けによるろう付け工程短時間化の目的に沿わなくなる。
ここで、短時間でのろう付けを目的とする場合、470℃以上の温度域にフィンがある時間を12分以内とすることが望ましく、8分以内とすることがさらに望ましい。また最高温度到達後の冷却は50℃/min以上の速度で行われることが望ましい。
以下に、この発明の実施例を比較例とともに示す。なお以下の実施例は、この発明の効果を示すためのものであり、その実施例がこの発明の技術的範囲を限定するものでないことはもちろんである。
先ず通常の方法により表1に示す組成の心材および表2に示すろう材を、それぞれDC鋳造し、均質化処理を施した。ここで、ろう材の鋳造では、一部条件でNa、Srを添加するSi粒子微細化処理を実施した。ろう材を熱間圧延して所定の板厚とし、面削した心材鋳塊の表裏両面に組合せて重ね、さらに熱間圧延を施してクラッド接合した。この後、冷間圧延、中間焼鈍および最終冷間圧延を施して、所定の板厚のクラッド材(ブレージングシートフィン材)とした。表3、表4にクラッド材であるブレージングシートフィン材の材料構成を示す。
ここで、ブレージングシートフィン材のろう材片面平均クラッド率(CR)、およびろう材中におけるSi粒子(ろう材厚み方向の粒子寸法がろう材平均厚みの8割を越える粗大なSi粒子)の分布密度に関しては、フィンの長さ方向に沿った厚み方向断面の光学顕微鏡観察により測定した。Si粒子については、フィン長さ方向の観察長さ100mm中で上記規定より大きい寸法の粒子を数え、1mmあたりの個数として分布密度を評価した。
さらに上述のような各ブレージングシートフィン材について、フィン端部変形と接合性の評価を以下のように実施した。
すなわち、幅16mmのブレージングシートフィン材をコルゲート成形(高さ7mm、フィン山間隔各2mm)し、長さ80mmに揃えた。これを、表面にZnを溶射した純Al系合金からなる押出多穴チューブと組み合わせて、熱交換器を模したフィン5段のミニコアサンプルに組立て、フッ化物系フラックスを表面に塗布して乾燥させた後、窒素雰囲気炉中で加熱する高温ろう付け試験に供した。なおこのろう付け時には、フィン端部が倒れる方向に重力が働かないようにミニコアサンプルを配置した。またこの高温ろう付け試験は、この発明で対象とするろう付け時材料到達温度範囲内のうちの3水準の温度(614℃、621℃、624℃)を選択して実施した。なおろう付け加熱の昇温過程で材料温度470〜570℃の間は昇温速度をいずれも約80℃/minとし、470℃から到達温度までの時間は約7〜9分とした。このような短時間の昇温は、材料の目標到達温度よりも10〜15℃高い炉内温度とすることで可能となった。またこの場合、470℃から、到達温度までの時間が11分となるようにした。さらに、ろう付け加熱後の冷却は、100℃までの平均で約120℃/minの冷却速度とした。
比較のため、従来の通常のろう付けに近い到達温度602℃での試験も実施した。この場合は、470℃から到達温度まで11分を要する条件とした。
上述のようにろう付けを行なって冷却した後のミニコアのサンプルフィン端部合計10箇所のうち、所定位置から30°以上変形したものを数え、フィン端部倒れ変形の評価を行なった。
また、フィンの接合部の健全性評価として、フィンを機械的に剥がして表面を観察し、フィンとチューブの各接合部で充分なフィレットが形成されているか否かを確認した。そして全ての接合部で充分なフィレットが形成されているものを良好と判断した。
さらに、フィンのろう付け後の引張強度を、コルゲート加工無しのフィン単独で、到達温度614℃となる条件で前述のミニコアサンプルと同様に加熱した後に、長手方向に引張試験を行って求めた。
これらの特性評価結果を表5、表6に示す。
Figure 0005258637
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表5、表6に示す特性評価結果から明らかなように、この発明の実施例G1〜G10では、到達温度が610℃を越える高温ろう付けで、フィン端部変形が生じず、フィンとチューブの接合も良好であることが確認された。
またこの発明の実施例のうち、心材にCuを添加していないG1、G2の例では、いずれも到達温度624℃のろう付けにも耐え、端部変形や全体的な変形を起こさないことが確認された。ここで、Cu無添加とすることは、ろう付け後の強度を低下させる方向に作用するが、G2の例は、Ti、Crの添加により強度低下を補ったものということができる。
さらにこの発明の実施例のうち、Cuを添加したG3〜G10の例では、材料到達温度621℃まで端部変形は生じておらず、フィンとチューブの接合も良好であった。このうち心材のMn量が多いG8〜G10の例や、Ti、Cr、VあるいはZrを含むG5、G6、G10の例では、高温ろう付け後の強度が高くなっており、この点で優れていた。
なお、比較として実施した通常のろう付け温度に近い602℃の加熱の場合、G6の例ではフィンとチューブの接合が不充分になったが、ろう付け温度が高い場合には健全な接合が可能であり、したがってこの発明の高温ろう付けに限定した材料としては良好な特性を有していると言うことができる。
次に比較例NG1〜NG18について検討する。
比較例のNG1〜NG4は、心材のSi量あるいはろう材のSi量が高く、(1)式のXが規定より大きくなっており、到達温度614℃のろう付けでフィン端部変形が生じてしまった。但し、これらの比較例NG1〜NG4では、到達温度602℃のろう付けの場合は端部変形が生じていない。これは、従来技術にあるような、通常のろう付け温度において良好な特性を持つクラッドフィンであっても、610℃を越えるより高温のろう付けでは、フィン端部変形の問題が生じてしまうことを示している。
NG5は、心材のMn量が低い例であり、この場合はろう付け後の強度が低くなってしまった。
NG6、NG7は、心材のMn量、Fe量が規定より高い例であり、この場合は鋳造時点で粗大な晶出物が生じ、組織の均一性に問題が生じたため、各試験を行わなかった。
NG8、NG9は、心材のCu量、Zn量が高い例であり、この場合(1)式のXの値は規定内であるものの、フィン端部変形が生じてしまった。またこれらの例では、到達温度621℃のろう付けで、フィンの端部位外でもコルゲート形状のゆがみが生じた。
NG10〜NG12は、Ti、Cr,Zr,Vのいずれかの添加量が過剰な例であり、これらの過剰添加により粗大な晶出物が生じて、組織の均一性に問題が生じたため、各試験を行わなかった。
NG13は、ろう材のSi量が低い例であり、この場合はフィンとチューブの接合が不良となった。
NG14では、ろう材のSi量が過剰で、(1)式のXの値が規定より大きくなり、フィン端部の変形が生じた。
NG15、NG16は、Xの値が規定外で、さらにろう材中における厚さ方向のサイズが大きいSi粒子も多い例であり、これらの場合は、フィン端部の変形が顕著に生じてしまった。
NG17は、ろう材のクラッド率が低く、フィンとチューブの接合が不良となった例である。
NG18は、ろう材のクラッド率が大きく、Xの値が規定外となった例であり、この場合はフィン端部の変形が生じてしまった。
心材のSiあるいはFeの添加量を本発明規定より低い0.05mass%未満とした比較材の作製は、少なくとも99.9mass%あるいは99.99mass%レベルの高価格のアルミニウム地金を使う必要があり、特段の効果も期待されないので実施しなかった。
1 ブレージングシートフィン
1A フィン端部
2 チューブ
3 ヘッダタンク

Claims (6)

  1. 心材の両面にろう材を接合した板厚40〜85μmのクラッド材よりなり、コルゲート加工を施して、材料到達温度610℃を越え625℃以下の範囲内でろう付けが施される薄肉ブレージングシートフィン材であって、
    心材がMn0.7〜1.5mass%、Si0.05〜0.28mass%、Fe0.05〜0.75mass%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物元素からなるAl−Mn系合金よりなり、ろう材が、Siを6.0〜8.8mass%の範囲内で含有するAl−Si系合金からなり、しかもろう材の片面平均クラッド率が6.5〜12.0%の範囲内であって、かつ心材のSi含有量Sic(mass%)、ろう材のSi含有量Sif(mass%)、およびろう材の片面平均クラッド率CR(%)によって下記式(1)により定まるXの値が95以下であることを特徴とする、高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材。
    X=CR×(Sif−Sic+0.6)+50×Sic ・・・(1)
  2. 請求項1に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材において、
    前記心材が、前記各元素のほか、さらにCu0.05〜0.25mass%、Zn0.3〜3.0mass%のうちの一方または双方を含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とする、高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材。
  3. 請求項1に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材において、
    前記心材が、前記各元素のほか、さらにTi0.05〜0.25mass%、Zr0.05〜0.25mass%、Cr0.05〜0.25mass%、V0.05〜0.25mass%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とする、高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材。
  4. 請求項1に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材において、
    前記心材が、前記各元素のほか、さらにCu0.05〜0.25mass%、Zn0.3〜3.0mass%のうちの一方または双方と、さらにTi0.05〜0.25mass%、Zr0.05〜0.25mass%、Cr0.05〜0.25mass%、V0.05〜0.25mass%のうちから選ばれた1種または2種以上とを含有するAl−Mn系合金からなることを特徴とする、高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材。
  5. 請求項1〜請求項4のうちのいずれかの請求項に記載の高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材において、
    ろう材層中において、厚さ方向の粒子寸法が片面平均ろう材厚さの8割を越えるSi粒子が、ろう材の厚み方向に平行でかつフィン材の長さ方向に平行な断面において、フィン材の長さ方向分布として0.2個/mmを越えて存在しないことを特徴とする、高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材。
  6. 請求項1〜請求項のうちのいずれかの請求項に記載されたフィン材をコルゲート加工し、かつそのコルゲート加工されたブレージングシートフィンを少なくとも構成要素の一部として熱交換器コアを組立て、フィンの最高到達温度が610℃を越え625℃以下の範囲内となるように、非酸化性雰囲気中で炉内フラックスろう付けを行うことを特徴とする、アルミニウム合金製熱交換器の製造方法。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5431046B2 (ja) * 2009-07-14 2014-03-05 株式会社Uacj 高温耐久性に優れた熱交換器用アルミニウム合金製ろう付け構造体の製造方法
JP5702927B2 (ja) * 2009-11-09 2015-04-15 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器
JP2015132421A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 株式会社ミクニ 熱交換器用伝熱管および熱交換器
JP6932101B2 (ja) * 2018-03-29 2021-09-08 株式会社Uacj 排気再循環システム用アルミニウム合金製熱交換器
JP2019174064A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 株式会社Uacj 排気再循環システム用アルミニウム合金製熱交換器
CN110923517A (zh) * 2020-01-10 2020-03-27 福建省鼎智新材料科技有限公司 一种可高温钎焊的铝锰合金及其成型方法
CN113601115B (zh) * 2021-08-10 2022-05-31 西安远航真空钎焊技术有限公司 一种蜂窝状梯型波纹换热板构件的制备方法
CN114029574A (zh) * 2021-12-08 2022-02-11 中航西安飞机工业集团股份有限公司 一种tc4钛合金薄板瓦楞格栅的钎焊方法
CN117385225A (zh) * 2023-09-20 2024-01-12 大连亚明汽车部件股份有限公司 一种强化可高温钎焊压铸铝合金材料机械性能的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3549028B2 (ja) * 1995-03-13 2004-08-04 三菱アルミニウム株式会社 Al系製品の製造方法
JP3170202B2 (ja) * 1996-06-27 2001-05-28 住友軽金属工業株式会社 アルミニウム合金クラッドフィン材およびその製造方法
JP3859781B2 (ja) 1996-09-13 2006-12-20 株式会社デンソー アルミニウム合金クラッドフィン材および該クラッドフィン材を使用したアルミニウム合金製熱交換器
JP3360026B2 (ja) * 1998-05-28 2002-12-24 住友軽金属工業株式会社 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートのろう付け方法
KR100951504B1 (ko) * 2001-09-28 2010-04-07 후루카와 스카이 가부시키가이샤 알루미늄 또는 알루미늄 합금재의 납땜방법 및 알루미늄 합금제 브레이징 시트
JP4166613B2 (ja) * 2002-06-24 2008-10-15 株式会社デンソー 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および該フィン材を組付けてなる熱交換器
JP4804901B2 (ja) * 2005-01-26 2011-11-02 古河スカイ株式会社 熱交換器及び当該熱交換器用フィン材
JP2007146264A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Furukawa Sky Kk アルミニウム合金フィン材
JP4825507B2 (ja) * 2005-12-08 2011-11-30 古河スカイ株式会社 アルミニウム合金ブレージングシート

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