JP5506279B2

JP5506279B2 - 熱交換器用アルミニウムクラッド材

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Publication number: JP5506279B2
Application number: JP2009187648A
Authority: JP
Inventors: 宏和田中; 寧船戸; 靖弘宮園; 直樹時實
Original assignee: UACJ Corp
Current assignee: UACJ Corp
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-08-13
Also published as: JP2011038163A

Description

本発明は、ラジエータやインバータ冷却器などのアルミニウム合金製熱交換器を製造する場合、特に、弗化物系フラックスを用いるろう付け、又は真空ろう付け等の、ろう付け接合により製造される熱交換器において、その構成部材であるチューブ材やプレート材として好適に使用されるアルミニウムクラッド材に関する。

アルミニウム合金製熱交換器のチューブ材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金を心材とし、心材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドした二層構造のアルミニウム合金クラッド材、心材の一方の面にろう材をクラッドし、他方の面にＡｌ−Ｚｎ系合金またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の犠牲陽極材をクラッドした三層構造のアルミニウム合金クラッド材が用いられている。

アルミニウム合金製熱交換器において、クラッド材の心材は、構造部材としての形状を保ち、熱交換器に負荷される振動、圧力変動、熱応力に対し応力緩和効果を有し、疲労耐久性を発揮する。また、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材は、アルミニウム合金製熱交換器を製作するとき、各部材同士をろう付け接合するためにクラッドされている。さらに、犠牲陽極材は、たとえばチューブの内面や外面に使用され、作動流体や外気と接して犠牲陽極作用を発揮し、心材の孔食発生を防止する。

特開平１１−２９３３７１号公報

特に自動車用のアルミニウム合金製熱交換器において、熱交換器に負荷される振動などの応力による疲労に耐える疲労特性を有することは重要であり、チューブ材やプレート材についても、疲労耐久性に優れたものが望まれている。本発明は、優れた疲労特性を有するとともに、耐食性にも優れたチューブ材を得るために、クラッド材を構成する心材と犠牲陽極材の組成とその組み合わせを見直し、クラッド材の疲労特性との関連について試験、検討を行った結果、心材として成分元素の添加量を抑制した純アルミニウムを使用し、成分元素により生成する金属間化合物の生成を抑え、且つＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの固溶度を低下させることが、疲労寿命の向上、特に低サイクル疲労寿命の向上に有効であることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づいてさらに試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、疲労特性に優れ、且つ優れた耐食性をそなえ、アルミニウム合金製熱交換器のチューブ材、プレート材の素材として好適に使用することができる熱交換器用アルミニウムクラッド材を提供することにある。

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クラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９％（質量％、以下同じ）以上、不可避的不純物の含有量が０．１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする。

請求項２による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．０００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする。

請求項３による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．００１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする。

請求項４による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．０５％（０％を含まず、以下同じ）未満を含有し、アルミニウム純度９９．９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００５％以下のアルミニウムからなることを特徴とする。

請求項５による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．００５％未満を含有し、アルミニウム純度９９．９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．００５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．０００５％以下のアルミニウムからなることを特徴とする。

請求項６による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウム合金の２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．０００５％未満を含有し、アルミニウム純度９９．９９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０００５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする。

請求項７による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記皮材１が、Ｚｎ：０．５〜１０％、Ｉｎ：０．００１〜０．１％、Ｓｎ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。

請求項８による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項７において、前記皮材１が、さらに、Ｍｎ：０．１〜１．８％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．３５％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。

請求項９による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材の皮材１と反対側の心材面に、Ｓｉ：２．５〜１４％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＳｉ：２．５〜１４％、Ｍｇ：０．１〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材を皮材２としてクラッドして３層クラッド材としたことを特徴とする。

請求項１０による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項９において、前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材からなる皮材２が、さらに、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｚｎ：０．５〜５．０％、Ｃｕ：０．１〜５．０％、Ｓｒ：０．００１〜０．１％、Ｎａ：０．００１〜０．１％、Ｓｂ：０．００１〜０．１％、Ｂｉ：０．００１〜０．２％、Ｂｅ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。

請求項１１による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材の皮材１と反対側の心材面に、心材に対して犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２をクラッドして３層クラッド材としたことを特徴とする。

請求項１２による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１１において、前記犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２が、Ｚｎ：０．５〜１０％、Ｉｎ：０．００１〜０．１％、Ｓｎ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする。

請求項１３による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１２において、前記犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２が、さらに、Ｍｎ：０．１〜１．８％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．３５％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。

請求項１４による熱交換器用アルミニウムクラッド材は、請求項１〜１３のいずれかにおいて、前記心材のマトリックス中の金属間化合物のうち、粒子径（円相当直径、以下同じ）で１μｍ以上の金属間化合物が、合計数として１ｍｍ^２当たり３×１０^４個以下存在することを特徴とする。

本発明によれば、疲労特性、特に低サイクル疲労特性に優れ、且つ優れた耐食性をそなえたアルミニウムクラッド材、特に、アルミニウム合金製熱交換器の構成部材であるチューブ材やプレート材の素材として好適に使用することができる熱交換器用アルミニウム合金クラッド材が提供される。

アルミニウムクラッド材の曲げ疲労試験機の概略を示す図である。

本発明による熱交換器用アルミニウムクラッド材における合金成分の意義および限定理由について説明する。
（心材）
心材として、不可避的不純物の含有量が１．０％未満で、アルミニウム純度が９９．０％以上の純アルミニウムを用いることにより、疲労寿命、特に低サイクル疲労寿命の向上が有効に達成できる。アルミニウム純度が９９．０％未満では、上記の効果が十分でなく、疲労寿命、特に低サイクル疲労寿命が低下する。上記の効果を達成するためのより好ましいアルミニウム純度は９９．９％以上（不可避的不純物の含有量：０．１％未満）、更に好ましいアルミニウム純度は９９．９９％以上（不可避的不純物の含有量：０．０１％未満）、最も好ましいアルミニウム純度は９９．９９９％以上（不可避的不純物の含有量：０．００１％未満）である。

即ち、上記の純アルミニウムからなる心材は、一般的な心材合金である３００３に対し、成分元素濃度が低く抑えられることにより金属間化合物の生成が少なく、金属間化合物周辺から発生する疲労亀裂の進展が遅延するため、優れた疲労特性、特に優れた低サイクル疲労特性が得られる。金属間化合物が多い場合は、金属間化合物周辺にひずみが集積して亀裂に至る。さらに、不純物としてのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量を低く抑えることにより、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇの固溶量が低下するため、マトリックスの延性が増し、金属間化合物周辺のひずみをさらに緩和できて、より優れた疲労特性を得ることができる。

優れた低サイクル疲労特性を得るためには、マトリックス中の金属間化合物のうち、粒子径で１μｍ以上の金属間化合物が、合計数として１ｍｍ^２当たり３×１０^４個以下であることが望ましい。より望ましくは３×１０^３個以下、さらに望ましくは３×１０^２個以下、最も望ましくは３×１０個以下である。

純アルミニウムにおいて、アルミニウムを除く残余の成分は、不可避的不純物であり、精錬方法に応じて、各種の元素が不可避的に存在することとなるが、そのような不可避的不純物は、上記のように、合計量において、アルミニウム純度９９．９％以上の純アルミニウムにおいては０．１％未満、アルミニウム純度９９．９９％以上の純アルミニウムにおいては０．０１％未満、アルミニウム純度９９．９９９％以上の純アルミニウムにおいては０．００１％未満となるように調整される。

上記の不可避的不純物は、アルミニウム純度９９．０％の純アルミニウムにおいては、通常、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｇａ等が５００ｐｐｍ程度或いはそれ以下の割合で含有されている。アルミニウム純度９９．９％の純アルミニウムにおいては、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｇａ等が１０ｐｐｍ程度或いはそれ以下の割合で含有され、更にＭｎやＺｎ等が数ｐｐｍ程度若しくはそれ以下の割合で含有されている。

また、アルミニウム純度９９．９９％の純アルミニウムにおいては、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ等が数ｐｐｍ程度若しくはそれ以下の割合で含有されており、アルミニウム純度９９．９９９％の純アルミニウムにおいては、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ等が、それぞれ１ｐｐｍ程度或いはそれ以下の割合で含有されている。

上記の純アルミニウムは、公知の各種の精錬手法に従って得ることが可能である。例えば、アルミニウム純度９９．９％の純アルミニウムは、通常の電解精錬法で得られたアルミニウム地金を用いて、分別結晶法（ペシネー法）により、その純度を高めることにより得ることができる。また、アルミニウム純度９９．９９％の純アルミニウムは、通常の電解精錬法で得られたアルミニウム地金を用いて、三層電解法により、その純度を高めることにより得ることができ、アルミニウム純度９９．９９９％の純アルミニウムは、上記の三層電解法で得られた高純度地金を用いて、一方向凝固法やゾーンメルティング法を用いてその純度を高めることにより得ることが可能である。

Ｔｉは、心材の結晶粒度を微細化して、低サイクル疲労寿命をさらに向上させるよう機能する。Ｔｉの好ましい含有範囲は、アルミニウム純度９９．９％以上の純アルミニウムの場合は０．０５％未満、アルミニウム純度９９．９９％以上の純アルミニウムの場合は０．００５％未満、アルミニウム純度９９．９９９％以上の純アルミニウムの場合は０．０００５％未満である。

（皮材１）
Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎは皮材の電位を卑にし、心材に対する犠牲陽極効果を保持させる。その結果、心材の孔食を防止する。Ｚｎの好ましい範囲は０．５〜１０．０％、さらに好ましい範囲は１〜５％、Ｉｎの好ましい範囲は０．００１〜０．１％、さらに好ましい範囲は０．０１〜０．０５％、Ｓｎの好ましい範囲は０．００１〜０．１％、さらに好ましい範囲は０．０１〜０．０５％である。

Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ系化合物を生成し、Ａｌ−Ｍｎ系化合物が腐食の起点となり、孔食が分散化されることで耐食性が向上する。Ｍｎの好ましい含有範囲は０．１〜２．０％であり、２．０％を超えて含有すると、鋳造時に粗大な化合物が生成して圧延加工性が害され、健全な板材が得難くなる。Ｍｎのさらに好ましい含有量は０．５〜１．７％の範囲である。

Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系化合物を生成し、Ａｌ−Ｆｅ系化合物が腐食の起点となり、孔食が分散化されることで耐食性が向上する。Ｆｅの好ましい含有範囲は０．１〜２．０％であり、２．０％を超えて含有すると耐食性が低下する。Ｆｅのさらに好ましい含有量は０．２〜１．０％の範囲である。

Ｓｉは、Ａｌ−Ｓｉ系化合物を生成し、Ａｌ−Ｓｉ系化合物が腐食の起点となり、孔食が分散化されることで耐食性が向上する。Ｓｉの好ましい含有範囲は０．１〜２．０％であり、２．０％を超えて含有すると耐食性が低下する。Ｓｉのさらに好ましい含有量は０．２〜１．０％の範囲である。

Ｎｉは、Ａｌ−Ｎｉ系化合物を生成し、Ａｌ−Ｎｉ系化合物が腐食の起点となり、孔食が分散されることで耐食性が向上する。Ｎｉの好ましい含有範囲は０．１〜２．０％であり、２．０％を超えて含有すると耐食性が低下する。Ｎｉのさらに好ましい含有量は０．２〜１．０％の範囲である。

ＣｒとＺｒは、ろう付け加熱中の再結晶温度を高め、皮材1の結晶粒度を粗大化させることにより、ろう付け加熱中のエロージョンを抑制する。ＣｒおよびＺｒの好ましい含有範囲は、いずれも０．０１〜０．３％であり、０．３％を超えて含有しても効果が飽和しそれ以上の改善効果が期待できない。ＣｒおよびＺｒのさらに好ましい含有量は０．０５〜０．２％の範囲である。

Ｔｉは、皮材１の板厚方向に濃度の高い領域と低い領域とに分かれ、それらが交互に層状に分布し、Ｔｉ濃度の低い領域が高い領域に比べ優先的に腐食することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、板厚方向への腐食の進行を妨げて材料の耐孔食性を向上させる。Ｔｉの好ましい含有範囲は０．３５％以下であり、０．３５％を超えると鋳造が困難となり、また加工性が劣化して健全な材料の製造が困難となる。Ｔｉのさらに好ましい含有量は０．１〜０．２％の範囲である。

なお、皮材１には、公知の犠牲陽極材に添加される元素、例えば、Ｃｕ：０．２％以下、Ｍｇ：３．０％以下、Ｖ：０．３％以下、Ｃｏ：０．３％以下、Ｃｅ：０．３％以下、Ｙ：０．３％以下、Ｌａ：１．０％以下、Ｎｄ：１．０％以下、Ｐｒ：１．０％以下を含んでもよい。

（皮材２）
本発明のアルミニウムクラッド材においては、皮材１と反対側の心材面に、皮材２としてろう材あるいは犠牲陽極材をクラッドして、３層の構造とすることもできる。

ろう材をクラッドする場合、皮材２には通常ろう材として用いられているＡｌ−Ｓｉ系合金あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金が使用される。Ｓｉの含有範囲は２．５〜１４％であり、Ｍｇの含有範囲は０．１〜２．０％である。

Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金には、必要に応じて、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｚｎ：０．５〜５．０％、Ｃｕ：０．１〜５．０％、Ｓｒ：０．００１〜０．１％、Ｎａ：０．００１〜０．１％、Ｓｂ：０．００１〜０．１％、Ｂｉ：０．００１〜０．２％、Ｂｅ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有していてもよい。その他、皮材２には、公知のろう材に添加される元素、例えば、Ｖ：０．３％以下、Ｃｏ：０．３％以下、Ｃｅ：０．３％以下、Ｙ：０．３％以下、Ｌａ：１．０％以下、Ｎｄ：１．０％以下、Ｐｒ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｚｒ：０．３％以下を含んでいてもよい。

また、皮材２として犠牲陽極材を用いる場合には、皮材２として、前記皮材１で開示したアルミニウム合金をクラッドして、３層の構造とする。この場合、皮材１と皮材２を同一の組成としてもよく、皮材１と皮材２を異なる組成とすることもできる。

本発明によるアルミニウムクラッド材は、ＤＣ鋳造により心材用合金、皮材１用合金および皮材２用合金を造塊し、例えば、得られた鋳塊のうち、心材用合金については均質化処理を行い、皮材１用合金および皮材２用合金を熱間圧延して所定の厚さとし、これらと心材用合金の鋳塊を組み合わせて熱間圧延してクラッド材とする。その後、クラッド材を冷間圧延、最終焼鈍して所定厚さのアルミニウムクラッド材（例えば質別Ｏ）とする。途中の工程で中間焼鈍を施したり、最終焼鈍後にさらに冷間圧延して質別Ｈ１ｎとしてもよい。

本発明のアルミニウムクラッド材においては、２層構造の場合も３層構造の場合も、心材のマトリックス中の金属間化合物のうち、粒子径で１μｍ以上の金属間化合物が、合計数として１ｍｍ^２当たり３×１０^４個以下であることにより、より優れた低サイクル疲労特性を得ることができ、このような金属間化合物分布形態は、心材として、不可避的不純物量を抑制した前記の純アルミニウムまたは微量のＴｉを含むアルミニウムを用いることにより達成することができる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。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、本発明はこれらに限定されない。

実施例１
連続鋳造により表１に示す組成を有する心材用アルミニウム、表２に示す組成を有する皮材１用アルミニウム合金、および表３に示す皮材２用アルミニウム合金を造塊し、得られた鋳塊のうち、心材用アルミニウムについて均質化処理を行い、皮材１用アルミニウム合金および皮材２用アルミニウム合金を熱間圧延して所定の厚さとし、これらと心材用アルミニウムの鋳塊とを組み合わせて熱間圧延し、２層と３層のクラッド材を得た。なお、表１に示す心材用アルミニウムにおいて、表１に示す元素以外の不可避的不純物量は、Ａ１、Ａ５はいずれも５００ｐｐｍ以下、Ａ２、Ａ６はいずれも１０ｐｐｍ以下、Ａ３、Ａ７はいずれも５ｐｐｍ以下、Ａ４、Ａ８はいずれも１ｐｐｍ以下であった。

ついで、クラド材を冷間圧延、最終焼鈍して厚さ０．４０ｍｍのクラッド板材（質別Ｏ）を得た。クラッドの構成は、皮材１のクラッド率が１０％（厚さ０．０４０ｍｍ）、皮材２のクラッド率が１０％（厚さ０．０４０ｍｍ）、残りを心材とした。なお、板厚とクラッド率は実施例に限定されるものではなく、適宜調整して使用される。例えば、板厚は０．１０ｍｍから２．００ｍｍ、クラッド率は２〜２０％程度とすることができる。

得られたアルミニウムクラッド材を試験材とし、クラッド材にフラックスを塗布することなく、窒素ガス中、６００℃（材料温度）で３分間加熱し、その後、平面曲げ疲労試験により疲労寿命を測定した。平面曲げ疲労試験は、ろう付け加熱後のクラッド材を切断後、端面を切削して５ｍｍ幅の短冊状の試験片を作製し、試験片について、図１に示す曲げ疲労試験機を用いて、ひずみ範囲を０．６７と固定し、両振りの曲げ疲労試験を実施した。周波数は０．５Ｈｚで室温にて実施し、破断に至るまでのサイクル数を測定した。疲労寿命は破断回数が１０^４程度の低サイクル域で評価し、疲労寿命が１×１０^４を超えた場合を良好（〇）とした。結果を表４に示す。

また、試験材の心材中の粒子径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の１ｍｍ^２当たりの粒子数を測定した。心材中の粒子径が１μｍ以上の金属間化合物粒子の数の測定方法は以下のとおりである。心材を、倍率２００倍で光学顕微鏡により５視野（面積合計０．１５ｍｍ^２）撮影し、画像解析装置により、粒子径で１μｍ以上のサイズの金属間化合物の粒子数を測定した。結果を表４に示す。なお、表４において、試験材１は心材としてアルミニウム純度９９．５％の純アルミニウムを用いたものであり、試験材５、１９〜２８、４０〜５０、５３〜５４は心材としてアルミニウム純度９９．４％の純アルミニウムを用いたものであり、いずれも参考例として示すものである。

表４に示すように、本発明に従う試験材２〜４、６〜１８、２９〜３９、５１〜５２はいずれも、疲労寿命が１×１０^４を超える優れた疲労特性をそなえていた。

比較例１
連続鋳造により表５に示す組成を有する心材用アルミニウムを造塊し、得られた鋳塊について均質化処理を行い、実施例１で用いた皮材１用アルミニウム合金および皮材２用アルミニウム合金の熱間圧延材を組み合わせて熱間圧延し、アルミニウムクラッド材を得た。

ついで、クラッド材を冷間圧延、最終焼鈍して厚さ０．４０ｍｍのクラッド板材（質別Ｏ）を得た。クラッドの構成は、皮材１のクラッド率が１０％（厚さ０．０４０ｍｍ）、皮材２のクラッド率が１０％（厚さ０．０４０ｍｍ）、残りを心材とし、得られたアルミニウムクラッド材を試験材として、実施例１と同じ方法で疲労寿命および金属間化合物粒子の数を測定した。結果を表６に示す。

表６に示すように、試験材１０１は、心材のアルミニウム純度が低いため、不純物量が多く、従って、繰返し応力が負荷された場合、金属間化合物周辺にひずみが集積して亀裂に至り、疲労寿命が劣っていた。

Claims

心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９％（質量％、以下同じ）以上、不可避的不純物の含有量が０．１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．０００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、アルミニウム純度９９．９９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．００１％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．０５％（０％を含まず、以下同じ）未満を含有し、アルミニウム純度９９．９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００５％以下のアルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウムの２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．００５％未満を含有し、アルミニウム純度９９．９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．００５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．０００５％以下のアルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
心材の片面に、該心材に対して犠牲陽極効果を有する皮材１をクラッドしてなるアルミニウム合金の２層クラッド材であって、心材が、Ｔｉ：０．０００５％未満を含有し、アルミニウム純度９９．９９９％以上、不可避的不純物の含有量が０．０００５％未満であり、不可避的不純物のうちのＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇの含有量がいずれも０．００００５％以下の純アルミニウムからなることを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記皮材１が、Ｚｎ：０．５〜１０％、Ｉｎ：０．００１〜０．１％、Ｓｎ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記皮材１が、さらに、Ｍｎ：０．１〜１．８％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．３５％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項７記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。
請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材の皮材１と反対側の心材面に、Ｓｉ：２．５〜１４％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＳｉ：２．５〜１４％、Ｍｇ：０．１〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材を皮材２としてクラッドして３層クラッド材としたことを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材からなる皮材２が、さらに、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．３％、Ｚｎ：０．５〜５．０％、Ｃｕ：０．１〜５．０％、Ｓｒ：０．００１〜０．１％、Ｎａ：０．００１〜０．１％、Ｓｂ：０．００１〜０．１％、Ｂｉ：０．００１〜０．２％、Ｂｅ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項９記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。
請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材の皮材１と反対側の心材面に、心材に対して犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２をクラッドして３層クラッド材としたことを特徴とする熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２が、Ｚｎ：０．５〜１０％、Ｉｎ：０．００１〜０．１％、Ｓｎ：０．００１〜０．１％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成されることを特徴とする請求項１１記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記犠牲陽極効果を有するアルミニウム合金からなる皮材２が、さらに、Ｍｎ：０．１〜１．８％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、Ｔｉ：０．０１〜０．３５％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１２記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。
前記心材のマトリックス中の金属間化合物のうち、粒子径（円相当直径）で１μｍ以上の金属間化合物が、合計数として１ｍｍ^２当たり３×１０^４個以下存在することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウムクラッド材。