JP5576662B2 - Aluminum alloy brazing sheet and method for producing aluminum alloy brazing sheet - Google Patents
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Description
本発明は、高い耐食性と外部ろう付け性の機能を備えた、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り、特にコンデンサやエバポレータ等の自動車用熱交換器を構成するチューブ材料等に使用される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。 The present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet having functions of high corrosion resistance and external brazing, and in particular, aluminum alloy brazing used for tube materials constituting automotive heat exchangers such as condensers and evaporators. It relates to the sheet.
自動車用熱交換器のチューブ材としては、3003合金などのAl−Mn系合金を心材として、一方の面にチューブ材に犠牲防食機能を付与するためのAl−Si−Zn系合金のろう材を、他方の面にAl−Si系合金のろう材をクラッドした3層のブレージングシートが使用されている。 As a tube material of an automotive heat exchanger, an Al-Mn-based alloy such as 3003 alloy is used as a core material, and a brazing material of an Al-Si-Zn-based alloy for imparting a sacrificial anticorrosive function to the tube material on one surface. A three-layer brazing sheet is used in which the other surface is clad with a brazing material of an Al—Si alloy.
現在、より高い耐食性を有するブレージングシートが求められているが、上記のAl−Si−Zn系ろう材をクラッドしたブレージングシートでは、ろうの流動と共に添加されているZnも流動してしまい、ろう付け後のブレージングシートに残存するZn量が少なくなる。そのため、耐食性の確保が困難となり、チューブ材の孔食を引き起こしている。 At present, there is a demand for a brazing sheet having higher corrosion resistance. However, in the brazing sheet clad with the above-mentioned Al—Si—Zn brazing material, Zn added together with the flow of the braze flows, and brazing is performed. The amount of Zn remaining in the subsequent brazing sheet is reduced. For this reason, it is difficult to ensure corrosion resistance, which causes pitting corrosion of the tube material.
そこで、チューブ材の耐食性を確保し、孔食を抑制するには、多量のZnをろう材内に添加する必要がある。 Therefore, in order to ensure the corrosion resistance of the tube material and suppress pitting corrosion, it is necessary to add a large amount of Zn into the brazing material.
このため、腐食環境に曝される外部表面にZnが添加されたろう材をクラッドし、ろう材と心材との電位差を形成することで、孔食が発生したときに、素材の面方向に腐食を進行させて、孔食による厚さ方向の貫通を遅らせるブレージングシートが提案されている。(例えば、特許文献1、2) For this reason, clad brazing material added with Zn on the external surface exposed to the corrosive environment, forming a potential difference between the brazing material and the core material, so that when pitting corrosion occurs, corrosion occurs in the surface direction of the material. A brazing sheet that has been advanced to delay penetration in the thickness direction due to pitting corrosion has been proposed. (For example, Patent Documents 1 and 2)
しかし、ブレージングシートを使用した熱交換器用部材をろう付けすると、融解したろう材が心材部に侵入し、部分溶解(エロージョン)を起こすことがある。この部分溶解(エロージョン)は、特許文献1、2のようなZnを含有する従来のブレージングシートでは、避けるべき技術的課題であった。 However, when a heat exchanger member using a brazing sheet is brazed, the molten brazing material may enter the core material portion and cause partial dissolution (erosion). This partial dissolution (erosion) has been a technical problem to be avoided in conventional brazing sheets containing Zn as in Patent Documents 1 and 2.
その理由は、部分溶解(エロージョン)部内に生じる共晶部が優先的に腐食し、貫通してしまうからである。詳細に説明すると、部分溶解(エロージョン)部内の共晶部にZnが濃縮し、その結果、共晶部が他の固層部との比較で、電位的に卑となり、優先腐食が発生するからである。 The reason is that the eutectic part produced in the partial dissolution (erosion) part corrodes preferentially and penetrates. More specifically, Zn concentrates in the eutectic part in the partially dissolved (erosion) part, and as a result, the eutectic part becomes lower in potential compared with other solid layer parts, and preferential corrosion occurs. It is.
また、近年、資源枯渇問題が取り上げられているが、上記のような犠牲防食機能を付与する元素であるZnがその対象となっており、Znレスによる耐食性の向上が望まれている。 In recent years, the problem of resource depletion has been taken up, but Zn, which is an element that imparts the sacrificial anticorrosion function as described above, has been targeted, and improvement in corrosion resistance by Zn-less is desired.
さらに、ブレージングシートが部分溶解(エロージョン)を起こすと、外部ろう材のSiが減少し、ろう付けするための液相が減少するため、十分なろう付け性を得られないという問題もあった。 Furthermore, when the brazing sheet is partially melted (erosion), Si in the external brazing material is reduced, and the liquid phase for brazing is reduced, so that there is a problem that sufficient brazing properties cannot be obtained.
本発明は、このような問題に着目してなされたもので、Zn添加を行わずに高い耐食性を有すると共に外部ろう付け性の機能を備えたアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and aims to provide an aluminum alloy brazing sheet having high corrosion resistance without adding Zn and having a function of external brazing and a method for producing the same. To do.
上記目的を達成するための本発明の第一の観点に係る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心材と、前記心材の少なくとも一方の面にアルミニウム合金からなるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、
前記心材がSiを0.10〜0.90mass%、Feを0.10〜0.60mass%、Cuを0.20〜0.80mass%、Mnを0.6〜1.8mass%、Tiを0.05〜0.20mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
前記ろう材がSiを5.0〜12.0mass%、Feを0.20〜0.50mass%、Naを0.005〜0.10mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
597〜615℃で1〜4minの加熱条件で加熱されると、前記心材の表面から内部に向かって前記心材が部分溶解した部分の再凝固組織で構成されるエロージョン部が形成され、
前記エロージョン部は、前記加熱条件の全範囲で前記ろう材の加熱前の厚さの0.5〜3倍の厚さで前記心材の前記ろう材と接する領域全体に形成され、
前記再凝固組織はSiを含有し、Siを含有する共晶組織を一部に有する、
ことを特徴とする。
The aluminum alloy brazing sheet according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is:
In an aluminum alloy brazing sheet comprising a core material made of an aluminum alloy and a brazing material made of an aluminum alloy on at least one surface of the core material,
The core material has Si of 0.10 to 0.90 mass%, Fe of 0.10 to 0.60 mass%, Cu of 0.20 to 0.80 mass%, Mn of 0.6 to 1.8 mass%, and Ti of 0. 0.05 to 0.20 mass%, with the balance consisting of Al and inevitable impurities,
The brazing material contains Si of 5.0 to 12.0 mass%, Fe of 0.20 to 0.50 mass%, Na of 0.005 to 0.10 mass%, and the balance is made of Al and inevitable impurities,
When heated at a temperature of 597 to 615 ° C. for 1 to 4 minutes, an erosion part composed of a re-solidified structure of a part in which the core material is partially dissolved from the surface of the core material toward the inside is formed ,
The erosion part is formed in the entire region in contact with the brazing material of the core material at a thickness of 0.5 to 3 times the thickness of the brazing material before heating in the entire range of the heating conditions ,
The re-solidified structure contains Si, and has a eutectic structure containing Si in part.
It is characterized by that.
また、上記目的を達成するための本発明の第二の観点に係るアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、
アルミニウム合金からなる心材と、前記心材の少なくとも一方の面にアルミニウム合金からなるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法において、
前記心材が、Siを0.10〜0.90mass%、Feを0.10〜0.60mass%、Cuを0.20〜0.80mass%、Mnを0.6〜1.8mass%、Tiを0.05〜0.20mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
前記ろう材が、Al−Si系アルミニウム合金からなり、
前記心材と前記ろう材とを圧着し、積層体にする工程と、
前記積層体を300〜570℃で焼鈍する工程と、
前記積層体を0.005〜0.1℃/secの冷却速度で冷却する工程と、
前記積層体の歪みが0.5〜5%となるよう予歪を付与する工程と、
を含むことを特徴とする。
Moreover, the manufacturing method of the aluminum alloy brazing sheet according to the second aspect of the present invention for achieving the above-described object,
In a method for producing an aluminum alloy brazing sheet comprising: a core material made of an aluminum alloy; and a brazing material made of an aluminum alloy on at least one surface of the core material,
The core material has Si of 0.10 to 0.90 mass%, Fe of 0.10 to 0.60 mass%, Cu of 0.20 to 0.80 mass%, Mn of 0.6 to 1.8 mass%, and Ti. 0.05 to 0.20 mass%, the balance consists of Al and inevitable impurities,
The brazing material is made of an Al—Si based aluminum alloy,
Crimping the core material and the brazing material into a laminate;
Annealing the laminate at 300 to 570 ° C .;
Cooling the laminate at a cooling rate of 0.005 to 0.1 ° C./sec;
Applying a pre-strain so that the strain of the laminate is 0.5 to 5%;
It is characterized by including.
本発明によれば、Zn添加を行わずに高い耐食性を有すると共にろう付け性にも優れたアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an aluminum alloy brazing sheet having high corrosion resistance and excellent brazing properties and a manufacturing method thereof without adding Zn.
以下、本発明の実施の形態に係るアルミニウム合金ブレージングシート、その製造方法及び本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートを用いた熱交換器の製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, an aluminum alloy brazing sheet according to an embodiment of the present invention, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of a heat exchanger using the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
まず、本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシート10について説明する。 First, the aluminum alloy brazing sheet 10 according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシート10は、アルミニウム合金からなる心材11とアルミニウム合金からなる外側ろう材12及び内側ろう材13とから構成されている。アルミニウム合金ブレージングシート10は、図1に示すように、心材11の外側に外側ろう材12が圧着され、心材11の内側に内側ろう材13が圧着された3層構造の積層体である。また、本実施形態では、外側ろう材12と内側ろう材13は、同一の組成からなるアルミニウム合金で形成されている。 The aluminum alloy brazing sheet 10 according to the present embodiment includes a core material 11 made of an aluminum alloy, an outer brazing material 12 and an inner brazing material 13 made of an aluminum alloy. As shown in FIG. 1, the aluminum alloy brazing sheet 10 is a laminate having a three-layer structure in which an outer brazing material 12 is crimped to the outer side of the core material 11 and an inner brazing material 13 is crimped to the inner side of the core material 11. In the present embodiment, the outer brazing material 12 and the inner brazing material 13 are formed of an aluminum alloy having the same composition.
(心材)
心材11は、アルミニウムを主成分とし、以下の元素を添加したアルミニウム合金である。
(Heartwood)
The core material 11 is an aluminum alloy containing aluminum as a main component and added with the following elements.
心材11において、Siは0.10〜0.90mass%添加される。心材11のSi量は、0.10mass%未満では、ろう付け後の強度が大きく低下する。また、0.90mass%を超えて添加すると、心材11の融点が低下し、ブレージングシート10のろう付け時の垂下性が低下する。 In the core material 11, 0.10 to 0.90 mass% of Si is added. If the Si content of the core material 11 is less than 0.10 mass%, the strength after brazing is greatly reduced. Moreover, when it adds exceeding 0.90 mass%, melting | fusing point of the core material 11 will fall, and the drooping property at the time of brazing of the brazing sheet 10 will fall.
心材11において、Feは0.10〜0.60mass%添加される。Feは、心材11に添加されることで、Al−Fe系化合物やAl−Fe−Si系化合物として存在し、ろう付け後の強度を向上させる効果がある。0.10mass%未満では、これらの化合物が少ないために、ろう付け後の強度が不足する。また、0.60mass%を超えると、これらの化合物が多くなるために、カソードサイトが増加し、心材11の耐食性が低下する。強度と耐食性の観点から、0.20〜0.40mass%であることがより好ましい。 In the core material 11, Fe is added at 0.10 to 0.60 mass%. When Fe is added to the core material 11, it exists as an Al—Fe-based compound or an Al—Fe—Si-based compound, and has an effect of improving the strength after brazing. If it is less than 0.10 mass%, since these compounds are small, the strength after brazing is insufficient. Moreover, when it exceeds 0.60 mass%, since these compounds will increase, a cathode site will increase and the corrosion resistance of the core material 11 will fall. From the viewpoint of strength and corrosion resistance, it is more preferably 0.20 to 0.40 mass%.
心材11において、Cuは0.20〜0.80mass%添加される。Cuは、心材11の強度を向上させる元素であり、0.20mass%未満では、心材11の強度を向上させることができない。また、0.80mass%を超えると粒界腐食感受性が増加し、耐食性を低下させる。また、ブレージングシートが、ろう付け加熱されると、融解したろう材が心材部に侵入して部分溶解(エロージョン)し、Si固溶体を主体とした再凝固組織とSi固溶体を主体とした共晶組織を生じる。このとき、0.20mass%未満では共晶組織でのCuの濃縮が弱く、孔食進行の抑止力が小さくなる。 In the core material 11, 0.20 to 0.80 mass% of Cu is added. Cu is an element that improves the strength of the core material 11. If it is less than 0.20 mass%, the strength of the core material 11 cannot be improved. Moreover, when it exceeds 0.80 mass%, intergranular corrosion sensitivity will increase and corrosion resistance will be reduced. Also, when the brazing sheet is brazed and heated, the molten brazing material penetrates into the core material part and partially melts (erosion), and a re-solidified structure mainly composed of Si solid solution and a eutectic structure mainly composed of Si solid solution Produce. At this time, if it is less than 0.20 mass%, the concentration of Cu in the eutectic structure is weak, and the deterrent against the progress of pitting corrosion becomes small.
心材11において、Mnは、0.6〜1.8mass%添加される。Mnは心材11の強度を向上させる元素である。0.6mass%未満では、心材11の強度を向上させることができない。また、Mn含有量が1.8mass%を超えると、粗大金属間化合物が生成するために、加工性と耐食性が低下する。 In the core material 11, 0.6 to 1.8 mass% of Mn is added. Mn is an element that improves the strength of the core material 11. If it is less than 0.6 mass%, the strength of the core material 11 cannot be improved. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.8 mass%, a coarse intermetallic compound is produced, so that workability and corrosion resistance are lowered.
心材11において、Tiは、0.05〜0.20mass%添加される。Tiは心材11の耐食性を向上させる元素であり、心材11にTiが含有されると、Tiが心材11中へ層状に析出して、孔食が深さ方向に進行するのを抑制する効果がある。0.05mass%未満では、耐食性向上に影響を与えない。また、0.20mass%を超えると、粗大な金属間化合物が生成するために、加工性と耐食性が低下する。 In the core material 11, Ti is added in an amount of 0.05 to 0.20 mass%. Ti is an element that improves the corrosion resistance of the core material 11. When Ti is contained in the core material 11, the effect of suppressing the progress of pitting corrosion in the depth direction due to Ti being deposited in the core material 11 in layers. is there. If it is less than 0.05 mass%, the corrosion resistance is not affected. On the other hand, if it exceeds 0.20 mass%, a coarse intermetallic compound is produced, so that workability and corrosion resistance are lowered.
(Al−Si系ろう材)
Al−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13は、アルミニウムを主成分とし、以下の元素を添加したアルミニウム合金である。
(Al-Si brazing filler metal)
The Al—Si-based outer brazing filler metal 12 and inner brazing filler metal 13 are aluminum alloys mainly composed of aluminum and added with the following elements.
Al−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13において、Siは5.0〜12.0mass%添加される。Si量が5.0mass%未満では、形成されるろう材量が少なくなるために、ろう付け性が低下してしまう。また、12.0mass%を超えると、鋳造時に粗大なSiが晶出するために、クラッド圧延時に割れが発生する。 In the outer brazing filler metal 12 and the inner brazing filler metal 13, Si is added in an amount of 5.0 to 12.0 mass%. If the amount of Si is less than 5.0 mass%, the amount of brazing material to be formed is reduced, so that the brazing property is lowered. On the other hand, if it exceeds 12.0 mass%, coarse Si is crystallized during casting, so that cracking occurs during clad rolling.
Al−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13において、Feは0.20〜0.50mass%添加される。Feは、Al−Si系ろう材12、13に添加することで、ろう付け部内の初晶部や共晶部内にAl−Fe系やAl−Fe−Si系化合物を形成する。これらの化合物は、カソードサイトとなるために、腐食発生の起点となる。上記のFe添加量範囲においては、初晶部と共晶部が均等に腐食するために、優先腐食を抑制することができる。0.20mass%未満では、ろう付け部内の初晶部、共晶部内共に、存在する化合物が少ないために、より電位構成が卑となる共晶部が優先腐食する。また、0.50mass%を超えると、共晶部内のAl−Fe系やAl−Fe−Si系化合物量が増えるために、共晶部が優先腐食する。ろう付け部の耐食性を確保するためには、0.20〜0.40mass%で添加することが、より好ましい。 In the outer brazing filler metal 12 and the inner brazing filler metal 13, Fe is added in an amount of 0.20 to 0.50 mass%. Fe is added to the Al—Si based brazing materials 12 and 13 to form an Al—Fe based or Al—Fe—Si based compound in the primary crystal part and the eutectic part in the brazed part. Since these compounds serve as cathode sites, they serve as starting points for occurrence of corrosion. In the above Fe addition range, the primary crystal part and the eutectic part corrode evenly, so that preferential corrosion can be suppressed. If it is less than 0.20 mass%, since there are few compounds in both the primary crystal part and the eutectic part in the brazing part, the eutectic part where the potential structure becomes lower is preferentially corroded. On the other hand, if it exceeds 0.50 mass%, the amount of Al—Fe-based or Al—Fe—Si-based compound in the eutectic portion increases, and the eutectic portion preferentially corrodes. In order to ensure the corrosion resistance of the brazed portion, it is more preferable to add at 0.20 to 0.40 mass%.
Al−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13において、Naは0.005〜0.10mass%添加される。Naは、Al−Si系ろう材12、13に添加することで、Al−Si系ろう材内のSi粒子のサイズを細かく均一に分散させて粗大なSi粒子の発生を抑制し、心材部の局部溶融を抑制することができる。なお、Srを添加することでも同様の効果が得られるが、ろう付け加熱時にろう材の酸化が進み、ろう材の流動性を低下させて、ろう付け性を低下させてしまう。一方、Na添加においては、ろう付け加熱時でのろう材の流動性は低下しないために、ろう付け性を向上させることができる。0.005mass%未満では、上記の効果が発現せず、また、0.10mass%を超えて添加しても、上記以上の効果は見られない。 In the outer brazing filler metal 12 and the inner brazing filler metal 13, 0.005 to 0.10 mass% of Na is added. Na is added to the Al—Si brazing filler metals 12 and 13 to finely and uniformly disperse the size of the Si particles in the Al—Si brazing filler metal, thereby suppressing the generation of coarse Si particles. Local melting can be suppressed. Although the same effect can be obtained by adding Sr, oxidation of the brazing material proceeds at the time of brazing heating, reducing the fluidity of the brazing material and reducing brazing properties. On the other hand, when Na is added, the flowability of the brazing material during brazing heating does not decrease, so that the brazing performance can be improved. If the amount is less than 0.005 mass%, the above-described effect is not exhibited, and even if the amount is added in excess of 0.10 mass%, the above-described effect is not observed.
また、Al−Si系ろう材の不純物として、例えばZnが挙げられる。Znの含有量は、0.10mass%以下であることが好ましい。 Moreover, Zn is mentioned as an impurity of an Al-Si type brazing material, for example. The Zn content is preferably 0.10 mass% or less.
以上説明した、アルミニウム合金ブレージングシート10を炉に投入し、炉内の温度を597〜615℃に設定し、1〜4分(min)の間、加熱する。 The aluminum alloy brazing sheet 10 described above is put into a furnace, the temperature in the furnace is set to 597 to 615 ° C., and heated for 1 to 4 minutes (min).
これにより、ブレージングシート10は、図2(a)及び(b)に示すように、融解したろう材が心材部に侵入し、部分溶解(エロージョン)を起こし、厚さtのエロージョン部Aが形成される。エロージョン部Aは、ブレージングシートのシート表面に、加熱前のブレージングシート10に積層されていたろう材の厚さの0.5〜3倍の厚さで形成される。エロージョン部Aの厚さが、ろう材の厚さの0.5倍未満では、孔食を抑制するための防食層が薄いため、腐食環境下で孔食が進行し、ブレージングシート10の厚さ方向で貫通が生じてしまう。また、エロージョン部Aの厚さが、ろう材の厚さの3倍を超えると、腐食環境下でエロージョン部Aが腐食溶解した後、心材の残肉部がわずかであるため、孔食がさらに進行した場合に、早期に貫通に至ってしまう。また、上記のように部分溶解(エロージョン)深さを制御しなければ、ろう付け性を向上させるための十分な液相を形成することができない。尚、ろう材厚さが小さいとエロージョンが起きないため、エロージョン部を形成するには、所定のろう材厚さが必要である。 As a result, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the brazing sheet 10 has the melted brazing material invaded into the core material portion and caused partial dissolution (erosion) to form an erosion portion A having a thickness t. Is done. The erosion part A is formed on the surface of the brazing sheet with a thickness 0.5 to 3 times the thickness of the brazing material laminated on the brazing sheet 10 before heating. If the thickness of the erosion part A is less than 0.5 times the thickness of the brazing material, the anticorrosion layer for suppressing pitting corrosion is thin, so that pitting corrosion proceeds in a corrosive environment, and the thickness of the brazing sheet 10 Penetration occurs in the direction. Further, if the thickness of the erosion part A exceeds three times the thickness of the brazing filler metal, after the erosion part A is corroded and dissolved in a corrosive environment, the remaining part of the core material is slight, and therefore pitting corrosion further occurs. If it progresses, it will penetrate quickly. Moreover, unless the partial dissolution (erosion) depth is controlled as described above, a sufficient liquid phase for improving brazing cannot be formed. In addition, since erosion does not occur when the brazing material thickness is small, a predetermined brazing material thickness is required to form the erosion portion.
また、エロージョン部Aは、図2(a)、図2(b)及び図3に示すように、Si固溶体を主体とした再凝固組織Bと、Si固溶体を主体とした共晶組織Cとで構成されている。尚、Si固溶体を主体とした再凝固組織Bは、図2(b)及び図3において、ブレージングシートの表面に沿って形成され白色で示された粒状の部分である。また、Si固溶体を主体とした共晶組織Cは、前記の再凝固組織Bよりブレージングシートの表層近傍及び前記再凝固組織Bの間に形成された部分であり、図2(b)においては斜線、図3においては黒色で示された部分である。 Further, as shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 3, the erosion part A includes a resolidified structure B mainly composed of Si solid solution and a eutectic structure C mainly composed of Si solid solution. It is configured. The re-solidified structure B mainly composed of Si solid solution is a granular portion formed in white along the surface of the brazing sheet in FIGS. 2B and 3. Further, the eutectic structure C mainly composed of Si solid solution is a portion formed between the re-solidified structure B in the vicinity of the surface layer of the brazing sheet and between the re-solidified structure B. In FIG. FIG. 3 shows a portion indicated in black.
本実施形態のブレージングシート10は、上記の温度及び時間により加熱された場合において、従来のZnを添加したろう材を有するブレージングシートと以下の点で大きく異なる。 The brazing sheet 10 of the present embodiment is greatly different from the conventional brazing sheet having a brazing material added with Zn when heated at the above temperature and time in the following points.
まず、図2(a)、図2(b)及び図3に示すように、エロージョン部Aを積極的に心材部の一部に生じさせることで、耐食性が向上する。本実施形態のブレージングシート10では、外側ろう材12にZnを添加しないことで、エロージョン部Aの共晶組織CでZnの濃縮が無いため、他の固層部との比較で、電位的に卑となることがなく、優先腐食が発生することがない。また、心材11に添加したCuが部分溶解(エロージョン)部の共晶組織Cに濃縮するので、電位的に貴となり、優先腐食が生じない。また、フィン材などをろう付け接合した場合に、フィレット部に濃縮するZnがないので、フィレット部での早期の優先腐食が生じない。 First, as shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 3, the erosion part A is positively generated in a part of the core part, thereby improving the corrosion resistance. In the brazing sheet 10 of the present embodiment, since Zn is not concentrated in the eutectic structure C of the erosion part A by not adding Zn to the outer brazing filler metal 12, the potential is compared with other solid layer parts. There is no base and no preferential corrosion occurs. Further, since Cu added to the core material 11 is concentrated in the eutectic structure C of the partially dissolved (erosion) portion, it becomes noble in potential and no preferential corrosion occurs. In addition, when fin material or the like is brazed and joined, there is no Zn to be concentrated in the fillet portion, so that early preferential corrosion does not occur in the fillet portion.
また、図3に示すように、エロージョン部Aは、Si固溶体を主体とした再凝固組織Bと、Si固溶体を主体とした共晶組織Cとで構成されるが、前記再凝固組織Bの最表面部でのCuの濃縮が無く、かつ最も心材11に近い部位ではCuの濃縮が連続的に生じているため、前記再凝固組織B自体が強い電位的な境界層を形成している。その結果、この境界層で孔食の進行がとまり、Si固溶体を主体とした再凝固組織B中を平面方向に孔食が進行するので、孔食貫通を抑制することができる。 As shown in FIG. 3, the erosion part A is composed of a resolidified structure B mainly composed of Si solid solution and a eutectic structure C mainly composed of Si solid solution. Since there is no Cu concentration at the surface portion and Cu concentration is continuously generated at a portion closest to the core material 11, the re-solidified structure B itself forms a strong potential boundary layer. As a result, the progress of pitting corrosion is stopped in this boundary layer, and the pitting corrosion progresses in the planar direction in the resolidified structure B mainly composed of Si solid solution, so that pitting corrosion penetration can be suppressed.
さらに、部分溶解(エロージョン)深さを制御することで、上記の再凝固組織Bによる耐食性の確保が可能となる。図4に示すように、部分溶解(エロージョン)が生じない場合は、再凝固組織Bが形成されず、耐食性が確保できない。一方、従来の両面ろう材のブレージングシートを使用して形成されたチューブに部分溶解(エロージョン)が生じた場合では、チューブの外側の部分溶解(エロージョン)部深さとチューブの内側の部分溶解(エロージョン)部深さが制御されていないので、残存すべき心材がなく、かつ共晶組織でZnの濃縮があるため早期に腐食貫通していた。 Furthermore, by controlling the partial erosion depth, it is possible to ensure the corrosion resistance by the re-solidified structure B. As shown in FIG. 4, when partial dissolution (erosion) does not occur, re-solidified structure B is not formed, and corrosion resistance cannot be ensured. On the other hand, when partial dissolution (erosion) occurs in a tube formed using a conventional double-sided brazing brazing sheet, the partial dissolution (erosion) depth outside the tube and partial dissolution (erosion) inside the tube ) Since the part depth was not controlled, there was no core material to remain, and Zn was concentrated in the eutectic structure, so corrosion was penetrated early.
さらに、ろう材のSi量と部分溶解(エロージョン)深さを適宜制御することで、ろう付けのためのSiを主体とする液相の減少を防ぎ、ろう付け性を向上させる。 Furthermore, by appropriately controlling the amount of Si and the partial dissolution (erosion) depth of the brazing material, a decrease in the liquid phase mainly composed of Si for brazing can be prevented and the brazing property can be improved.
以上から、本発明は、従来技術のZnを主体とした犠牲防食システムとは異なり、Znレスによる孔食抑制を可能とする。 From the above, the present invention enables pitting corrosion suppression by Zn-less, unlike the conventional sacrificial corrosion prevention system mainly composed of Zn.
本実施形態では、心材11と、外側ろう材12と、内側ろう材13と、が圧着された3層構造としているが、心材11と、外側ろう材12と、が圧着された2層構造であっても構わない。また、本実施形態では、外側ろう材12と内側ろう材13は、本発明規定内の組成からなる同一のアルミニウム合金で形成したが、少なくとも外側ろう材12のみが本発明規定内の組成であればよい。内側ろう材13は本発明規定外の組成からなるアルミニウム合金であってもよく、また、内側ろう材13自体がなくても構わない。 In the present embodiment, the core material 11, the outer brazing material 12, and the inner brazing material 13 have a three-layer structure in which the core material 11 and the outer brazing material 12 are in pressure bonding. It does not matter. In this embodiment, the outer brazing filler metal 12 and the inner brazing filler metal 13 are formed of the same aluminum alloy having a composition within the provisions of the present invention, but at least the outer brazing filler metal 12 only has a composition within the provisions of the present invention. That's fine. The inner brazing material 13 may be an aluminum alloy having a composition outside the scope of the present invention, and the inner brazing material 13 itself may not be present.
次に、本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the aluminum alloy brazing sheet of this embodiment is demonstrated.
心材11及びAl−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13の鋳塊は、DC(Direct Chill)鋳造法、連続鋳造法等により鋳造される。Al−Si系の外側ろう材12及び内側ろう材13は、Al−Si系ろう材の鋳塊を、面削した後に500℃にて熱間圧延を行い、所定の厚さの板形状に形成する。心材11は、心材用鋳塊を520℃×6時間の均質化処理を行い、厚さ40mmに面削し、形成する。その後、Al−Si系ろう材板、心材用鋳塊、Al−Si系ろう材板、をこの順に合わせて、480℃にて熱間圧延を行い、圧着し、厚さ3.5mmの積層体とする。この積層体を所定の厚さまで冷間圧延する。 The ingots of the core material 11 and the Al—Si-based outer brazing material 12 and inner brazing material 13 are cast by a DC (Direct Hill) casting method, a continuous casting method or the like. The outer brazing filler metal 12 and the inner brazing filler metal 13 are formed into a plate shape having a predetermined thickness by carrying out hot rolling at 500 ° C. after chamfering the ingot of the Al—Si brazing filler metal. To do. The core material 11 is formed by subjecting the core material ingot to a homogenization treatment at 520 ° C. for 6 hours and chamfering to a thickness of 40 mm. Thereafter, the Al—Si brazing material plate, the core material ingot, and the Al—Si brazing material plate are combined in this order, hot-rolled at 480 ° C., pressure-bonded, and a laminate having a thickness of 3.5 mm. And This laminate is cold-rolled to a predetermined thickness.
次に、以上のように形成された積層体に対して調質を行い、本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシート10を形成する。調質は、ろう付け時に、部分溶解(エロージョン)を発生させやすくするために行う。部分溶解(エロージョン)の発生のためには、基本的に心材の結晶中に亜結晶粒が残存し、この亜結晶粒にろう材に含有されたSiが拡散し、心材が溶解することが重要な点であるので、それを達成する調質であればよい。特に部分溶解(エロージョン)を積極的に発生させるため、圧延後の焼鈍が300〜570℃で材料を完全に焼鈍し、その後の冷却速度を0.005〜0.1℃/secで冷却し、さらに歪を0.5%〜5%となるよう予歪を付与する。 Next, the laminated body formed as described above is tempered to form the aluminum alloy brazing sheet 10 of the present embodiment. The tempering is performed to facilitate partial dissolution (erosion) during brazing. In order for partial dissolution (erosion) to occur, it is basically important that subgrains remain in the core material crystals, and Si contained in the brazing material diffuses into the subcrystal grains to dissolve the core material. As long as it is a point, it is sufficient if it is tempered to achieve it. In particular, in order to actively generate partial dissolution (erosion), annealing after rolling completely anneals the material at 300 to 570 ° C., and then cools the cooling rate at 0.005 to 0.1 ° C./sec. Further, pre-strain is applied so that the strain becomes 0.5% to 5%.
焼鈍温度が300℃より低い場合、完全に軟化しない。また、焼鈍温度が570℃より高い場合、ろう材に含有されたSiの拡散による心材の溶解が発生する。また、冷却速度が0.005℃/secより低いと、操業上不適な条件となり、0.1℃/secより高いと心材の結晶粒が微細となり部分溶解(エロージョン)が制御しにくくなる。また、予歪が0.5%未満または5%を超えると、部分溶解(エロージョン)の発生が起きにくくなる。 When the annealing temperature is lower than 300 ° C., it is not completely softened. Further, when the annealing temperature is higher than 570 ° C., melting of the core material occurs due to diffusion of Si contained in the brazing material. Further, when the cooling rate is lower than 0.005 ° C./sec, it becomes an unsuitable condition for operation. On the other hand, if the pre-strain is less than 0.5% or exceeds 5%, partial dissolution (erosion) hardly occurs.
例えば、調質の手段として、熱間圧延後に冷間圧延を行い、焼鈍処理において十分な軟化を達成した後に、部分溶解(エロージョン)を発生しやすくするための歪処理を適宜行うことが挙げられる。上記のような手段は、本発明を特に制限するものではない。 For example, as a means of tempering, cold rolling after hot rolling is performed, and after sufficient softening is achieved in the annealing treatment, strain treatment for easily causing partial melting (erosion) is appropriately performed. . The above means do not particularly limit the present invention.
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、主にフッ化物系のフラックスを使用するろう付けに適用される。また、ブレージングシートの板厚は、特に限定されるものではないが、チューブ材としては0.1mm以上、0.5mm以下が好ましく、熱交換器のタンク材としては、0.8mm以上、1.2mm以下が好ましい。 The aluminum alloy brazing sheet of this embodiment is mainly applied to brazing using a fluoride-based flux. The thickness of the brazing sheet is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less for the tube material, and 0.8 mm or more for the tank material of the heat exchanger. 2 mm or less is preferable.
次に、本実施形態のブレージングシート10の好適な使用例である扁平チューブを用いて熱交換器が製造された場合を例に、本発明の熱交換器の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the heat exchanger of the present invention will be described by taking as an example a case where a heat exchanger is manufactured using a flat tube which is a preferable use example of the brazing sheet 10 of the present embodiment.
まず、本実施形態のブレージングシート10を用いて、図1に示すような扁平チューブ20を形成する。扁平チューブ20は、コンデンサ等の熱交換器の部材として使用される。 First, the flat tube 20 as shown in FIG. 1 is formed using the brazing sheet 10 of this embodiment. The flat tube 20 is used as a member of a heat exchanger such as a condenser.
次に、図5に示すように、扁平チューブ20とアルミニウム合金からなるフィン30とを1層ずつ交互に積み重ね、この積み重ねたものを治具で固定した状態で、炉に投入し、ろう付けのため、加熱する。ろう付け加熱は、炉内の温度を597〜615℃に設定し、1〜4分(min)の間、行われる。 Next, as shown in FIG. 5, the flat tubes 20 and the fins 30 made of aluminum alloy are alternately stacked one by one. Therefore, heat. Brazing heating is performed for 1 to 4 minutes (min) by setting the temperature in the furnace to 597 to 615 ° C.
上記ろう付け加熱時において、扁平チューブ20に使用されている本実施形態のブレージングシート10は、図2に示すように、融解したろう材が心材部に侵入し、部分溶解(エロージョン)を起こし、エロージョン部Aを形成する。 At the time of the brazing heating, the brazing sheet 10 of the present embodiment used for the flat tube 20 is, as shown in FIG. 2, the molten brazing material enters the core material part and causes partial dissolution (erosion), The erosion part A is formed.
ここで、エロージョン部Aの厚さを、加熱前のブレージングシート10に積層されていたろう材の厚さの0.5〜3倍の厚さに制御する。上述のとおり、エロージョン部Aの厚さが、ろう材の厚さの0.5倍未満では、孔食が進行やすく、また、3倍を超えると、孔食が進行した場合に、貫通が生じてしまうからである。また、上記のように部分溶解(エロージョン)深さを制御しなければ、ろう付け性を向上させるための十分な液相を形成することができない。 Here, the thickness of the erosion part A is controlled to 0.5 to 3 times the thickness of the brazing material laminated on the brazing sheet 10 before heating. As described above, when the thickness of the erosion part A is less than 0.5 times the thickness of the brazing material, pitting corrosion is likely to proceed, and when exceeding 3 times, penetration occurs when pitting corrosion proceeds. Because it will end up. Moreover, unless the partial dissolution (erosion) depth is controlled as described above, a sufficient liquid phase for improving brazing cannot be formed.
また、エロージョン部Aは、図3に示すように、Si固溶体を主体とした再凝固組織Bと、Si固溶体を主体とした共晶組織Cとで構成されている。 In addition, as shown in FIG. 3, the erosion part A is composed of a resolidified structure B mainly composed of Si solid solution and a eutectic structure C mainly composed of Si solid solution.
次に、上記のようにろう付け加熱された熱交換器を冷却する。その後、融解した外側ろう材12が凝固すると、図5に示すように、接合部Xが形成され、扁平チューブ20の外側とフィン30とが接合し、熱交換器が形成される。 Next, the heat exchanger brazed and heated as described above is cooled. Thereafter, when the melted outer brazing filler metal 12 is solidified, as shown in FIG. 5, a joint portion X is formed, the outside of the flat tube 20 and the fin 30 are joined, and a heat exchanger is formed.
以上で、Znが添加されていないブレージングシート10を使用し、高い耐食性を有する熱交換器が形成される。また、ブレージングシート10は外部ろう付け性の機能を備えているので、扁平チューブ20とフィン30とが適切に接合された熱交換器が形成される。 With the above, a heat exchanger having high corrosion resistance is formed using the brazing sheet 10 to which Zn is not added. Moreover, since the brazing sheet 10 has an external brazing function, a heat exchanger in which the flat tubes 20 and the fins 30 are appropriately joined is formed.
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。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るものではない。 Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples. These examples show one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
表1に示す本発明規定組成(サンプル1〜9)の心材及びAl−Si系ろう材をそれぞれDC(Direct Chill)鋳造し、鋳塊を作製した。Al−Si系ろう材においては、面削を実施後に、500℃にて熱間圧延により所定の板厚に圧延して板形状にした。心材用鋳塊は、520℃×6時間の均質化処理を行い、厚さ40mmに面削をした。Al−Si系ろう材用板、心材用鋳塊、Al−Si系ろう材用板をこの順に重ねて480℃にて熱間圧延して厚さ3.5mmの3層クラッド材とする。これを所定の厚さまで冷間圧延を行い、次いで360℃で3時間の焼鈍を実施後に、表2に示す冷却速度で冷却後、テンションレベラーにて歪付与を行い、最終板厚を0.4mmとした。以上により、試験材A1〜A9、B1〜B9及びBB1〜BB9を得た。なお、表1の組成値は発光分光分析装置によって、鋳造後のろう材、心材より測定された値である。
Example 1
The core material of the present invention composition (samples 1 to 9) and the Al—Si brazing material shown in Table 1 were each cast by direct current (DC) casting to produce an ingot. In the Al—Si brazing filler metal, after chamfering, it was rolled into a plate shape by hot rolling at 500 ° C. The ingot for the core material was homogenized at 520 ° C. for 6 hours and chamfered to a thickness of 40 mm. The Al—Si brazing material plate, the core material ingot, and the Al—Si brazing material plate are stacked in this order and hot-rolled at 480 ° C. to obtain a three-layer clad material having a thickness of 3.5 mm. This was cold-rolled to a predetermined thickness, then annealed at 360 ° C. for 3 hours, cooled at the cooling rate shown in Table 2, and then strained with a tension leveler to give a final thickness of 0.4 mm. It was. In this way, test materials A1 to A9, B1 to B9, and BB1 to BB9 were obtained. In addition, the composition value of Table 1 is a value measured from the brazing material and the core material after casting by an emission spectroscopic analyzer.
(比較例1)
表1に示す本発明規定組成(サンプル1〜9)の心材、Al−Si系ろう材の合金組成を、実施例1の熱間圧延まで同様に行い、これを所定の厚さまで冷間圧延を行い、次いで360℃で3時間の焼鈍を実施した。その後、表2に示す冷却速度による冷却及びテンションレベラーでの歪付与を行い、最終板厚を0.4mmとした。以上により、試験材C1〜C9、D1〜D9、E1〜E9及びF1〜F9を得た。
(Comparative Example 1)
The core composition of the present invention-specified composition (samples 1 to 9) shown in Table 1 and the alloy composition of the Al—Si brazing material are similarly performed until hot rolling in Example 1, and this is cold-rolled to a predetermined thickness. And then annealed at 360 ° C. for 3 hours. Thereafter, cooling at a cooling rate shown in Table 2 and straining with a tension leveler were performed, and the final plate thickness was set to 0.4 mm. As described above, test materials C1 to C9, D1 to D9, E1 to E9, and F1 to F9 were obtained.
(比較例2)
表1に示す本発明規定外組成(サンプル10〜19)の心材、Al−Si系ろう材の合金組成を実施例1の熱間圧延までは同様に行い、これを所定の厚さまで冷間圧延を行い、次いで360℃で3時間の焼鈍を実施した。その後、サンプル10〜17は、表2に示す冷却速度による冷却及びテンションレベラーでの歪付与を行い、最終板厚を0.4mmとした。以上により、試験材B10〜B17を得た。尚、サンプル18及び19については、健全なブレージングシート材が製造できなかったため、冷却及び歪付与は行っていない。
(Comparative Example 2)
The alloy composition of the core material and the Al—Si brazing filler metal of the composition outside the specification of the present invention shown in Table 1 (samples 10 to 19) is similarly performed until the hot rolling of Example 1, and this is cold rolled to a predetermined thickness. And then annealed at 360 ° C. for 3 hours. Thereafter, Samples 10 to 17 were cooled at a cooling rate shown in Table 2 and strained with a tension leveler, and the final thickness was 0.4 mm. Thus, test materials B10 to B17 were obtained. In addition, about the samples 18 and 19, since the healthy brazing sheet material was not able to be manufactured, cooling and distortion provision were not performed.
(従来例1)
表1に示す本発明規定外組成(サンプル20)で心材、Al−Si−Zn系ろう材、Al−Si系ろう材の合金組成を実施例1の熱間圧延までは同様に行い、これを所定の厚さまで冷間圧延を行い、次いで360℃で3時間の焼鈍を実施した。その後、表2に示す冷却条件による冷却を行い、最終板厚を0.4mmとした。以上により、試験材C20を得た。
(Conventional example 1)
The alloy composition of the core material, the Al—Si—Zn-based brazing material, and the Al—Si-based brazing material with the composition outside of the present invention (sample 20) shown in Table 1 was similarly performed until hot rolling in Example 1, Cold rolling to a predetermined thickness was performed, followed by annealing at 360 ° C. for 3 hours. Thereafter, cooling was performed under the cooling conditions shown in Table 2, and the final thickness was set to 0.4 mm. Thus, a test material C20 was obtained.
得られた各々のブレージングシートについて、製造性、ろう付け後の引張強さ、エロージョンの厚さ、ろう付け性、耐食性についての各種評価を実施し、得られた結果を表3、4に示す。 Each of the obtained brazing sheets was subjected to various evaluations on manufacturability, tensile strength after brazing, erosion thickness, brazing property, and corrosion resistance, and the results obtained are shown in Tables 3 and 4.
(製造性)
Al−Si系ろう材、心材それぞれを合わせて、クラッド率10%のブレージングシートを製造した際に、健全なブレージングシートが製造できた場合を◎とし、加工は難しかったが製造できた場合を○とし、鋳造時に割れが発生した場合や、クラッド率の制御ができなかった場合を×とした。
(Manufacturability)
When a brazing sheet with a clad rate of 10% is manufactured by combining each of the Al-Si brazing filler metal and the core material, ◎ indicates that a healthy brazing sheet can be manufactured, and ○ indicates that processing was difficult but manufacturing was possible. In the case where cracking occurred during casting, or the case where the clad rate could not be controlled, x was marked.
(ろう付け加熱後の引張強さ)
各アルミニウム合金ブレージングシートから、JIS5号試験片を切り出し、窒素雰囲気中で600℃×3分の加熱を実施し、引張試験を行った。ろう付け後の引張強さが140MPa以上を◎、140MPa以下を×とした。
(Tensile strength after brazing)
A JIS No. 5 test piece was cut out from each aluminum alloy brazing sheet, heated in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 3 minutes, and a tensile test was performed. The tensile strength after brazing is 140 MPa or more, and 140 MPa or less is x.
(エロージョンの厚さ)
各アルミニウム合金ブレージングシートから、巾20mm、長さ150mmの試験片を切り出し、窒素雰囲気中で600℃×3分の加熱を実施し、板材の断面観察から片側のろう材部よりエロージョン部の厚さを計測した。加熱前のブレージングシートに積層されていたろう材の厚さに対して0.5〜3倍は◎、0.5倍未満及び3倍を超えた場合は×とした。
(Erosion thickness)
A test piece having a width of 20 mm and a length of 150 mm was cut out from each aluminum alloy brazing sheet, heated at 600 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere, and the thickness of the erosion part from the brazing part on one side was observed from the cross-sectional observation of the plate. Was measured. 0.5 to 3 times the thickness of the brazing material laminated on the brazing sheet before heating was marked as ◎, and less than 0.5 times and over 3 times as x.
(ろう付け性評価)
(1)フィン/チューブ接合部長さ
図5に示すように、扁平チューブ20とフィン30とを1層ずつ交互に積み重ね、ミニコアを作成した。扁平チューブ20は、各アルミニウム合金ブレージングシートを使用して作成し、Al−Si系ろう材を外側として形成した。フィン材には、JIS3003合金で板厚0.08mmのベア材を使用し、フィンピッチ3mm、コルゲート後のフィンの長さが10mm、接合点数が20箇所となるように、コルゲート加工を実施した。このミニコアに、KF−AlF3系のフラックス(KAlF4等)粉末を塗布して乾燥後に、窒素雰囲気中で600℃×3分間のろう付け加熱を実施した。上記のろう付け加熱を実施したミニコアにおいて、フィン30と扁平チューブ20の接合部を調査した。
(Brassability evaluation)
(1) Fin / tube junction length As shown in FIG. 5, the flat tubes 20 and the fins 30 were alternately stacked one by one to create a mini-core. The flat tube 20 was made using each aluminum alloy brazing sheet and formed with an Al—Si brazing material as the outside. As the fin material, a JIS 3003 alloy bare material having a thickness of 0.08 mm was used, and corrugation was performed so that the fin pitch was 3 mm, the length of the fin after corrugation was 10 mm, and the number of joint points was 20. A KF-AlF 3 type flux (KAlF 4 or the like) powder was applied to the mini-core and dried, followed by brazing heating at 600 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere. In the minicore subjected to the brazing heating described above, the joint portion between the fin 30 and the flat tube 20 was examined.
ベア材からなるフィン30とブレージングシートからなる扁平チューブ20の接合部Xが形成する長さLを、図5に示すように、測定し平均値を算出した。測定した接合部長さの平均値が500μm以上、650μm以下の場合を◎、500μm未満の場合を×とした。 The length L formed by the joint portion X of the fin 30 made of the bare material and the flat tube 20 made of the brazing sheet was measured as shown in FIG. The case where the average value of the measured junction length was 500 μm or more and 650 μm or less was rated as ◎, and the case where the average value was less than 500 μm was rated as x.
(2)垂下性
各アルミニウム合金ブレージングシートから、巾22mm、長さ60mmの試験片を切り出し、ブレージングシートの一端を50mm突き出させて他端を金具にて固定した状態で加熱し、ブレージングシートの垂れ下がった量を測定し、垂下量とした。垂下量が15mm以下の場合を◎、15mmより大きい場合を×とした。
(2) Suspension From each aluminum alloy brazing sheet, a test piece having a width of 22 mm and a length of 60 mm is cut out, heated with one end of the brazing sheet protruding 50 mm and the other end fixed with metal fittings, and the brazing sheet hangs down. Was measured and used as the amount of drooping. The case where the drooping amount was 15 mm or less was marked with ◎, and the case where the drooping amount was larger than 15 mm was marked with ×.
(3)心材の局部溶解
各アルミニウム合金ブレージングシートから、巾20mm、長さ150mmの試験片を切り出し、窒素雰囲気中で600℃×3分の加熱を実施し、板材の断面観察を行い、ろう材に含有されたSiによる心材への局所的な溶解がない場合は◎、ある場合は×とした。
(3) Local melting of core material From each aluminum alloy brazing sheet, a test piece having a width of 20 mm and a length of 150 mm was cut out, heated in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 3 minutes, and the cross section of the plate material was observed, and the brazing material In the case where there is no local dissolution in the core material by Si contained in, ◎, and in some cases, it was marked as ×.
(耐食性)
図5に示すように、各アルミニウム合金ブレージングシートを使用して作成した扁平チューブと、ベア材からなるフィンとを1層ずつ交互に積み重ね、ろう付け加熱を実施したミニコアにおいて、耐食性評価としてSWAAT試験を実施した。SWAAT試験は、ASTM G85−A3で規定された人工海水(ASTM D 1141)を用いて行った。試験期間は1000時間とした。SWAAT試験後のミニコアにおいて、図5に示すフィン20間のチューブ部Yの孔食深さを測定した。
フィン20間のチューブ部の最大孔食深さが、60μm未満を◎、60μm以上を×とした。
(Corrosion resistance)
As shown in FIG. 5, a SWAAT test was conducted as a corrosion resistance evaluation in a mini-core in which flat tubes made using each aluminum alloy brazing sheet and fins made of a bare material were alternately stacked and brazed and heated. Carried out. The SWAAT test was conducted using artificial seawater (ASTM D 1141) defined by ASTM G85-A3. The test period was 1000 hours. In the minicore after the SWAAT test, the pitting corrosion depth of the tube portion Y between the fins 20 shown in FIG. 5 was measured.
The maximum pitting corrosion depth of the tube portion between the fins 20 is less than 60 μm, and 60 μm or more is x.
表3、表4に示すように、各種試験の結果、本発明の実施例1では、製造性、ろう付け加熱後の引張強さ、エロージョンの厚さ、ろう付け性、耐食性について、本発明が適用される環境での使用に適していたが、比較例1、2では、本発明が使用される環境下において、不適となる結果が現れた。従来例1も同様であった。 As shown in Tables 3 and 4, as a result of various tests, in Example 1 of the present invention, the present invention was evaluated for manufacturability, tensile strength after brazing heating, erosion thickness, brazing property, and corrosion resistance. Although it was suitable for use in the environment where it was applied, in Comparative Examples 1 and 2, an unsuitable result appeared in the environment where the present invention was used. The same was true for Conventional Example 1.
(実施例2)
表1に示すサンプル1の組成の心材及びAl−Si系ろう材をそれぞれDC鋳造し、鋳塊を作製した。Al−Si系ろう材においては、面削を実施後に、500℃にて熱間圧延により所定の板厚に圧延して板形状にした。心材用鋳塊は、520℃×6時間の均質化処理を行い、厚さ40mmに面削をした。Al−Si系ろう材用板、心材用鋳塊、Al−Si系ろう材用板をこの順に重ねて480℃にて熱間圧延して厚さ3.5mmの3層クラッド材とする。これを所定の厚さまで冷間圧延を行い、次いで360℃で3時間の焼鈍を実施後に、0.01℃/secで冷却後、テンションレベラーにて0.5%の歪付与を行った。最終板厚を100μm〜500μm、800μm〜1200μmとし、試験材G1〜G10を得た。
(Example 2)
The core material and the Al—Si brazing material having the composition of Sample 1 shown in Table 1 were each DC casted to produce an ingot. In the Al—Si brazing filler metal, after chamfering, it was rolled into a plate shape by hot rolling at 500 ° C. The ingot for the core material was homogenized at 520 ° C. for 6 hours and chamfered to a thickness of 40 mm. The Al—Si brazing material plate, the core material ingot, and the Al—Si brazing material plate are stacked in this order and hot-rolled at 480 ° C. to obtain a three-layer clad material having a thickness of 3.5 mm. This was cold-rolled to a predetermined thickness, then annealed at 360 ° C. for 3 hours, cooled at 0.01 ° C./sec, and then applied with a strain of 0.5% with a tension leveler. The final plate thickness was 100 μm to 500 μm, 800 μm to 1200 μm, and test materials G1 to G10 were obtained.
試験材G1〜G10から、巾20mm、長さ150mmの試験片を切り出し、窒素雰囲気中で600℃×1〜4分の加熱を実施し、板材の断面観察から片側のろう材部よりエロージョン部の厚さを計測した。得られた結果を、表5、図6及び図7に示す。 A test piece having a width of 20 mm and a length of 150 mm was cut out from the test materials G1 to G10, heated in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 1 to 4 minutes, and the erosion portion was observed from the brazing material portion on one side from the cross-sectional observation of the plate material. The thickness was measured. The obtained results are shown in Table 5, FIG. 6 and FIG.
表5に示すように、本発明の実施例2では、1〜4分(min)の加熱を実施した場合、片側エロージョン厚さ(t2)/片側ろう材厚さ(t1)が0.5〜3.0となり、本発明に適したエロージョン厚さが形成された。しかし、1分未満では、十分なエロージョン厚さが形成されず、また、4分より長く加熱してもエロージョン厚さにあまり変化は見られなかった。
また、テンションレベラーにて4%及び5%の歪付与を行った試験材についても同様の結果が得られた。また、表1に示すサンプル2〜9においても、同様の条件で試験材を作成し、同様の条件で加熱を行った場合も、上記と同じ結果が得られた。
As shown in Table 5, in Example 2 of the present invention, when heating was performed for 1 to 4 minutes (min), the one-side erosion thickness (t2) / one-side brazing material thickness (t1) was 0.5 to The erosion thickness suitable for the present invention was 3.0. However, in less than 1 minute, a sufficient erosion thickness was not formed, and even when heated for more than 4 minutes, the erosion thickness did not change much.
Similar results were obtained for test materials to which strains of 4% and 5% were applied with a tension leveler. Moreover, also in the samples 2 to 9 shown in Table 1, the same results as above were obtained when the test materials were prepared under the same conditions and heated under the same conditions.
10 ブレージングシート
11 心材
12 外側ろう材
13 内側ろう材
20 扁平チューブ
30 フィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Brazing sheet 11 Core material 12 Outer brazing material 13 Inner brazing material 20 Flat tube 30 Fin
Claims (2)
前記心材がSiを0.10〜0.90mass%、Feを0.10〜0.60mass%、Cuを0.20〜0.80mass%、Mnを0.6〜1.8mass%、Tiを0.05〜0.20mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
前記ろう材がSiを5.0〜12.0mass%、Feを0.20〜0.50mass%、Naを0.005〜0.10mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
597〜615℃で1〜4minの加熱条件で加熱されると、前記心材の表面から内部に向かって前記心材が部分溶解した部分の再凝固組織で構成されるエロージョン部が形成され、
前記エロージョン部は、前記加熱条件の全範囲で前記ろう材の加熱前の厚さの0.5〜3倍の厚さで前記心材の前記ろう材と接する領域全体に形成され、
前記再凝固組織はSiを含有し、Siを含有する共晶組織を一部に有する、
ことを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。 In an aluminum alloy brazing sheet comprising a core material made of an aluminum alloy and a brazing material made of an aluminum alloy on at least one surface of the core material,
The core material has Si of 0.10 to 0.90 mass%, Fe of 0.10 to 0.60 mass%, Cu of 0.20 to 0.80 mass%, Mn of 0.6 to 1.8 mass%, and Ti of 0. 0.05 to 0.20 mass%, with the balance consisting of Al and inevitable impurities,
The brazing material contains Si of 5.0 to 12.0 mass%, Fe of 0.20 to 0.50 mass%, Na of 0.005 to 0.10 mass%, and the balance is made of Al and inevitable impurities,
When heated at a temperature of 597 to 615 ° C. for 1 to 4 minutes, an erosion part composed of a re-solidified structure of a part in which the core material is partially dissolved from the surface of the core material toward the inside is formed ,
The erosion part is formed in the entire region in contact with the brazing material of the core material at a thickness of 0.5 to 3 times the thickness of the brazing material before heating in the entire range of the heating conditions ,
The re-solidified structure contains Si, and has a eutectic structure containing Si in part.
An aluminum alloy brazing sheet characterized by that.
前記心材が、Siを0.10〜0.90mass%、Feを0.10〜0.60mass%、Cuを0.20〜0.80mass%、Mnを0.6〜1.8mass%、Tiを0.05〜0.20mass%含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
前記ろう材が、Al−Si系アルミニウム合金からなり、
前記心材と前記ろう材とを圧着し、積層体にする工程と、
前記積層体を300〜570℃で焼鈍する工程と、
前記積層体を0.005〜0.1℃/secの冷却速度で冷却する工程と、
前記積層体の歪みが0.5〜5%となるよう予歪を付与する工程と、
を含むことを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。 In a method for producing an aluminum alloy brazing sheet comprising: a core material made of an aluminum alloy; and a brazing material made of an aluminum alloy on at least one surface of the core material,
The core material has Si of 0.10 to 0.90 mass%, Fe of 0.10 to 0.60 mass%, Cu of 0.20 to 0.80 mass%, Mn of 0.6 to 1.8 mass%, and Ti. 0.05 to 0.20 mass%, the balance consists of Al and inevitable impurities,
The brazing material is made of an Al—Si based aluminum alloy,
Crimping the core material and the brazing material into a laminate;
Annealing the laminate at 300 to 570 ° C .;
Cooling the laminate at a cooling rate of 0.005 to 0.1 ° C./sec;
Applying a pre-strain so that the strain of the laminate is 0.5 to 5%;
The manufacturing method of the aluminum alloy brazing sheet characterized by including this.
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