JP6228500B2

JP6228500B2 - アルミニウム合金製ブレージングシート

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Publication number: JP6228500B2
Application number: JP2014070430A
Authority: JP
Inventors: 申平木村; 鶴野　招弘; 招弘鶴野; 孝裕泉; 雄二渋谷; 勇樹寺本; 手島　聖英; 聖英手島; 長谷川　学; 学長谷川; 道泰山本
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Denso Corp
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Denso Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: US20170173740A1; EP3124631A4; CN106164309A; US10286496B2; JP2015190045A; WO2015146322A1; EP3124631A1; EP3124631B1; CN106164309B

Description

本発明は、自動車用熱交換器等に好適に用いられる、アルミニウム合金製ブレージングシートに関するものである。

従来から、自動車等の熱交換器の素材として、心材の両面にろう材と犠牲材を配したアルミニウム合金（以下、Ａｌ合金と記載することもある。）からなるブレージングシートが使用されている。

近年、自動車用熱交換器はさらに、軽量化、小型化の傾向にあり、それに伴い熱交換器の質量の多くを占めるチューブ材を構成するブレージングシートの薄肉化が望まれている。ブレージングシートは、これまで、板厚２００μｍ程度までの薄肉化が実現されているが、さらなる薄肉化のためには、薄肉化に相当するだけの高強度化、高耐食化を図ることが必要である。しかしながら、薄肉化に伴い、心材を薄くすると、ろう付後強度の確保が困難となる。一方、犠牲材を薄くすると、耐食性の確保が困難となる。また、ろう材を薄くすると、ろう付性が低下してしまう。

こうした問題に対して、従来から多くの検討がなされている。例えば、特許文献１には、ブレージングシートの心材としてＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金を使用した、ろう付性やろう付後強度に優れたブレージングシートが開示されている。特許文献２には、ブレージングシートの心材としてＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金を使用した、ろう付後強度、耐食性、ろう付性に優れたクラッド材が開示されている。

特開２００９−２２９８１号公報特開２０１１−６８９３３号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２では、実施例で開示されたブレージングシートの板厚は最小でも２５０μｍであり、板厚２００μｍ未満の薄肉のブレージングシートを得るためには、ろう付後強度、耐食性およびろう付性の両立を図る上で、さらに改善する余地を有するものであった。
板厚２００μｍ未満の薄肉材の場合、強度を担うための心材部の厚さを薄くするため、ろう付加熱後に各種添加元素の残存量が大きく減少し、強度を大きく低下させることが明らかとなった。特に、心材の電位を貴化するために添加したＣｕ残存量の減少による影響が大きく、強度に加えて耐食性も低下することが確認された。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、板厚２００μｍ未満であっても、ろう付後強度、耐食性およびろう付性に優れたアルミニウム合金製ブレージングシートを提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、板厚２００μｍ未満でろう付加熱処理後の心材および犠牲材の組成に及ぼす板厚の影響について鋭意検討を実施した。その結果、板厚２００μｍ未満で強度と耐食性の両立を図るために、心材に添加するＣｕの含有量を比較的高くすることによって、高強度化が図れるだけでなく、犠牲材のＺｎ量と厚さの最適化によって、耐食性を板厚２００μｍ以上の場合と同等に確保できることを見出した。また、犠牲材へのＭｇの含有量を高めることによって、Ｍｇを心材中に拡散させて、心材のさらなる強度向上に寄与し得ることを見出した。
本発明は、以上のような新たな知見に基づいて、完成するに至ったものである。

本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、前記心材の一方の面に設けられたＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材と、前記心材の他方の面に設けられた犠牲材とを備える板厚２００μｍ未満のアルミニウム合金製ブレージングシートであって、前記心材は、Ｃｕ：１．５質量％を超え２．５質量％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、前記犠牲材は、Ｚｎ：２．０〜７．０質量％、Ｍｇ：０．１０質量％超え３．０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、前記ろう材および前記犠牲材は、それぞれ厚さが１５〜５０μｍであり、前記ろう材および前記犠牲材のクラッド率の合計が５０％以下であることを特徴としている。

係る構成を有することによって、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、ろう付後強度、耐食性およびろう付性をバランスよく、かつ高いレベルで満足させることが可能となる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの心材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、Ｓｉが犠牲材から拡散されたＭｇと化合物を形成して、さらに、ろう付後強度を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの心材は、Ｍｇ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、さらに、ろう付後強度を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの心材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％及びＴｉ：０．０５〜０．３０質量％からなる群から選択される少なくとも１種以上をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、さらに、ろう付後強度や耐食性を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの犠牲材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、Ｓｉが心材に拡散してＭｇと化合物を形成して、さらに、ろう付後強度を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの犠牲材は、Ｍｎ：０．１〜２．０質量％をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、固溶体を形成して、さらに、ろう付後強度を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの犠牲材は、Ｔｉ：０．０１〜０．３０質量％をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、さらに、耐食性を向上させることができる。

また、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの犠牲材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％のうちの１種以上をさらに含有することが好ましい。
係る構成を有することによって、さらに、ろう付後強度と耐食性を向上させることができる。

本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートは、板厚２００μｍ未満であっても、ろう付後強度、耐食性およびろう付性に優れている。

本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートのろう付性を評価するための治具の概略図である。図１（ａ）は治具の全体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は治具の正面図である。

以下、本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートを実施するための形態について詳細に説明する。

本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、心材と、心材の一方の面に設けられたＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材と、心材の他方の面に設けられた犠牲材とを備えており、板厚が２００μｍ未満である。板厚は、好ましくは８０〜１８０μｍである。ブレージングシートの板厚が２００μｍ未満であることによって、自動車等の熱交換器の軽量化を可能とすることができる。

本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートを構成する心材とろう材と犠牲材について、以下順次、説明する。

＜心材＞
本発明の心材は、Ｃｕ：１．５質量％を超え２．５質量％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなる。また、本発明の心材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。また、本発明の心材は、Ｍｇ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。また、本発明の心材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％及びＴｉ：０．０５〜０．３０質量％からなる群から選択される少なくとも１種以上をさらに含有することが好ましい。
本発明の心材を構成する各元素について、以下に説明する。

（心材のＣｕ：１．５質量％を超え、２．５質量％以下）
Ｃｕは、固溶強化によりろう付後の強度向上に寄与する。Ｃｕの含有量が１．５質量％以下では、板厚２００μｍ未満のブレージングシートの場合、ろう付後に残存するＣｕ量が不足し、強度と耐食性が不十分である。一方、Ｃｕの含有量が２．５質量％を超えると、心材の固相線温度が低下し、ろう付時に溶融を生じるおそれがある。したがって、心材のＣｕの含有量は、１．５質量％を超え、２．５質量％以下とする。好ましくは１．７〜２．４質量％である。

（心材のＭｎ：０．５〜２．０質量％）
Ｍｎは、Ａｌ、Ｓｉと共に金属間化合物を形成し、結晶粒の粒内に微細に分布して分散強化に寄与し、ろう付後強度を向上させる。Ｍｎの含有量が０．５質量％未満では、金属間化合物数が減少するため、金属間化合物による分散強化が向上せず、ろう付後強度が低下する。一方、Ｍｎの含有量が２．０質量％を超えると、粗大な金属間化合物が多数生成し、圧延自体が困難となり、ブレージングシートの製造が困難となる。したがって、心材のＭｎの含有量は、０．５〜２．０質量％とする。好ましくは０．８〜１．７質量％である。

（心材のＳｉ：０．０５〜０．５質量％）
Ｓｉは、Ａｌ、Ｍｎと共に金属間化合物を形成し、結晶粒の粒内に微細に分布して分散強化に寄与し、ろう付後強度を向上させる。Ｓｉの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上が不十分となる。一方、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超えると、心材の固相線温度が低下するため、ろう付加熱時に心材が溶融するおそれがある。したがって、心材にＳｉを含有させる効果を得るためには、Ｓｉの含有量は、０．０５〜０．５質量％とする。好ましくは０．１０〜０．４５質量％である。

（心材のＭｇ：０．０５〜０．５質量％）
Ｍｇは、Ｓｉと共にＭｇ_２Ｓｉの微細な析出相を形成し、ろう付後強度を向上させる効果がある。Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満では、ろう付後強度の向上効果が不十分となる。一方、Ｍｇの含有量が０．５質量％を超えると、非腐食性フラックスを用いたろう付をする場合にフラックスとＭｇが反応し、ろう付が出来なくなるおそれがある。したがって、心材にＭｇを含有させる効果を得るためには、Ｍｇの含有量は、０．０５〜０．５質量％とする。好ましくは０．１０〜０．４５質量％である。

（心材のＣｒ：０．０１〜０．３０質量％）
Ｃｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｃｒ金属間化合物を形成して、ろう付後強度を向上させる効果がある。Ｃｒの含有量が０．０１質量％未満であると、ろう付後強度の向上効果が不十分となる。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造中に粗大な金属間化合物を形成し、圧延時に割れが発生するおそれがある。したがって、心材にＣｒを含有させる効果を得るためには、Ｃｒの含有量は、０．０１〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０５〜０．２５質量％である。

（心材のＺｒ：０．０１〜０．３０質量％）
Ｚｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成して、分散強化することで、ろう付後強度を向上させる効果がある。Ｚｒの含有量が０．０１質量％未満ではその効果が十分ではない。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成し、圧延時に割れが発生し易くなる。したがって、心材にＺｒを含有させる効果を得るためには、Ｚｒの含有量は、０．０１〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０３〜０．２５質量％である。

（心材のＴｉ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｔｉは、Ａｌ合金中に層状に分布することによって、板厚方向への腐食の進行速度を低減させることができるため、耐食性の向上に寄与する。Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、Ｔｉの層状分布が不十分であり、耐食性の向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｔｉ金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下するため、圧延時に割れが発生し易くなる。したがって、心材にＴｉを含有させる効果を得るためには、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０７〜０．２５質量％である。

（心材の残部：Ａｌおよび不可避的不純物）
心材の成分は前記の他に残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物としては、例えば、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ等が挙げられる。Ｆｅは０．３０質量％以下（好ましくは０．２５質量％以下）、Ｚｎは０．１５質量％以下（好ましくは０．１０質量％以下）、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉは、それぞれ０．０５質量％以下（好ましくは０．０３質量％以下）の含有量であれば、本発明の効果を妨げず、心材に含有させることが許容される。また、前記したＳｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉについては、それぞれ下限値を下回って含有する場合は、不可避的不純物とみなすことができる。

＜ろう材＞
本発明のろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなる。Ａｌ−Ｓｉ系合金としては、一般的なＪＩＳ合金、例えば４３４３、４０４５等が挙げられる。ここで、Ａｌ−Ｓｉ系合金とは、Ｓｉを含有したＡｌ合金の他に、さらにＺｎを含有したＡｌ合金も含むものである。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ系合金としては、Ａｌ−Ｓｉ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金が挙げられる。そして、例えば、Ｓｉ：７〜１２質量％を含有したＡｌ−Ｓｉ系合金を使用することができる。

（ろう材の厚さ：１５〜５０μｍ）
Ａｌ−Ｓｉ系合金であるろう材は、通常、おおよそ５８０℃以上から溶融し始め、液相がろうとなって流動して接合部に充填される。ろう材の厚さが１５μｍ未満では接合部におけるろうの流動量が不足し、ろう付性が低下するおそれがある。一方、ろう材の厚さが５０μｍを超えるとろうの流動量が増大し、一部が心材へ拡散して侵食するエロージョンが発生するおそれがある。特に、２００ｕｍ未満のブレージングシートの場合はその影響が顕著に現われる。したがって、ろう材の厚さは１５〜５０μｍとする。

＜犠牲材＞
本発明の犠牲材は、Ｚｎ：２．０〜７．０質量％、Ｍｇ：０．１０質量％超え３．０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。係るＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金としては、一般的なＪＩＳ合金、例えば７０７２、７Ｎ０１等が挙げられる。

また、本発明の犠牲材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有することが好ましい。また、本発明の犠牲材は、Ｍｎ：０．１〜２．０質量％をさらに含有することが好ましい。また、本発明の犠牲材は、Ｔｉ：０．０１〜０．３０質量％をさらに含有することが好ましい。また、本発明の犠牲材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％のうちの１種以上をさらに含有することが好ましい。
本発明の犠牲材を構成する各元素について、以下に説明する。

（犠牲材のＺｎ：２．０〜７．０質量％）
Ｚｎは、犠牲材の電位を卑化させることで、心材との電位差を生じさせることにより、耐食性の向上に寄与する。Ｚｎの含有量が２．０質量％未満では、心材との電位差が不足して、耐食性を確保するのが困難になる。一方、Ｚｎの含有量が７．０質量％を超えると、固相線温度が低下し、ろう付時に犠牲材が溶融するおそれがある。したがって、犠牲材のＺｎの含有量は、２．０〜７．０質量％とする。好ましくは２．５〜６．０質量％である。

（犠牲材のＭｇ：０．１０質量％超え３．０質量％以下）
Ｍｇは、ろう付時に心材に拡散して、ろう付後の心材の強度向上に寄与する。また、心材がＳｉを含有する場合は、Ｓｉと析出相を形成して析出強化することで、ろう付後強度のさらなる向上に寄与する。Ｍｇの含有量が０．１０質量％以下では、強度向上の効果が不十分である。一方、Ｍｇの含有量が３．０質量％を超えると、心材と犠牲材との圧着性が低下するおそれがある。したがって、犠牲材のＭｇの含有量は、０．１０質量％超え３．０質量％以下とする。好ましくは０．２０〜２．５質量％である。

（犠牲材のＳｉ：０．０５〜０．５質量％）
Ｓｉは、ろう付時に心材に拡散して、Ｍｇと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後強度のさらなる向上に寄与する。Ｓｉの含有量が０．０５質量％未満では、Ｍｇとの析出相の形成による強度向上の効果が不十分である。一方、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超えると、固相線温度が低下し、ろう付時に犠牲材が溶融するおそれがある。したがって、犠牲材にＳｉを含有させる効果を得るためには、Ｓｉの含有量は、０．０５〜０．５質量％とする。好ましくは０．１〜０．４５質量％である。

（犠牲材のＭｎ：０．１〜２．０質量％）
Ｍｎは、固溶体強化により、ろう付後の強度向上に寄与する。Ｍｎの含有量が０．１質量％未満では、上記の効果が不十分である。一方、Ｍｎの含有量が２．０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、圧延時に割れが発生し易くなる。したがって、犠牲材にＭｎを含有させる効果を得るためには、Ｍｎの含有量は、０．１〜２．０質量％とする。好ましくは０．２〜１．５質量％である。

（犠牲材のＴｉ：０．０１〜０．３０質量％）
Ｔｉは、Ａｌ合金中に層状に分布することによって、ブレージングシートの電位分布もＴｉの濃淡に対応した分布となることから、腐食形態が層状化し、板厚方向への腐食の進行速度を低減させることができる。そのため、耐食性の向上に寄与する。Ｔｉの含有量が０．０１質量％未満では、耐食性向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｔｉ金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下するため、圧延時に割れが発生し易くなる。したがって、犠牲材にＴｉを含有させる効果を得るためには、Ｔｉの含有量は、０．０１〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０５〜０．２５質量％である。

（犠牲材のＣｒ：０．０１〜０．３０質量％）
Ｃｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｃｒ金属間化合物を形成して、分散強化することで、ろう付後の強度向上と、結晶粒微細化による耐食性向上に寄与する。Ｃｒの含有量が０．０１質量％未満では、強度向上と耐食性向上の効果が不十分である。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大なＡｌ_３Ｃｒ金属間化合物を形成して、圧延時に割れが発生しやすくなる。したがって、犠牲材にＣｒを含有させる効果を得るためには、Ｃｒの含有量は、０．０１〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０５〜０．２５質量％である。

（犠牲材のＺｒ：０．０１〜０．３０質量％）
Ｚｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成して、分散強化することで、ろう付後の強度向上と、結晶粒微細化による耐食性向上に寄与する。Ｚｒの含有量が０．０１質量％未満では、強度向上の効果が十分には得られない。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成して、加工性が低下し、圧延時に割れが発生し易くなる。したがって、犠牲材にＺｒを含有させる効果を得るためには、Ｚｒの含有量は、０．０１〜０．３０質量％とする。好ましくは０．０５〜０．２５質量％である。

（犠牲材の残部：Ａｌおよび不可避不純物）
犠牲材の成分は前記の他、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物としては、例えば、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ等が挙げられる。Ｆｅは０．３０質量％以下（好ましくは０．２５質量％以下）、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉは、それぞれ０．０５質量％以下（好ましくは０．０３質量％以下）の含有量であれば、本発明の効果を妨げず、犠牲材に含有させることが許容される。また、前記したＳｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒについては、それぞれ下限値を下回って含有する場合は、不可避的不純物とみなすことができる。

（犠牲材の厚さ：１５〜５０μｍ）
犠牲材は、ラジエータ等の熱交換器のブレージングシートにおいて、犠牲陽極材として内面の耐食性を確保するには必須である。厚さが１５μｍ未満では、上記のＺｎ含有量であっても犠牲材の絶対Ｚｎ量が少なくなるため、心材に対して電位が十分に卑とならずに、犠牲材側の耐食性が劣化する。一方、厚さが５０μｍを超えると、板厚が２００μｍ未満のブレージングシートにおいて、犠牲材のクラッド率が大きくなり、圧着性が低下する。したがって、犠牲材の厚さは１５〜５０μｍとする。

（ろう材および犠牲材のクラッド率の合計が５０％以下）
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートは、ろう材および犠牲材のクラッド率の合計が５０％以下である。ここで、ろう材および犠牲材のクラッド率の合計は、ブレージングシートの板厚に対するろう材の厚さと犠牲材の厚さの合計の比率（％）として求めることができる。すなわち、ブレージングシートの板厚をＴ（μｍ）、ろう材の厚さをＲ（μｍ）、犠牲材の厚さをＧ（μｍ）としたとき、１００×（Ｒ＋Ｇ）／Ｔ（％）である。
係るクラッド率の合計が、５０％を超えた場合は、板厚２００μｍ未満のブレージングシートにおいて、ろう付性の確保が困難となる。
ろう材および犠牲材のクラッド率の合計の好ましい上限値は４０％であり、好ましい下限値は、板厚２００μｍ未満のブレージングシートにおいて、ろう材の厚さと犠性材の厚さを十分に確保してろう付性および耐食性を確保する観点から２５％である。

＜ブレージングシートの製造方法＞
本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートの材料である心材、犠牲材およびろう材は、常法によって製造することができる。この心材、犠牲材およびろう材の製造方法は特に限定されない。例えば、以下の方法によって製造することができる。
前記した組成の心材用アルミニウム合金を所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理することで、心材用鋳塊を製造することができる。また、前記した組成の犠牲材用アルミニウム合金およびろう材用アルミニウム合金を所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理する。その後、熱間圧延することで、犠牲材用部材およびろう材用部材を製造することができる。

その後、心材用鋳塊の一側面に犠牲材用部材を重ね、他の側面にろう材用部材を重ね、熱間圧延を施すことによって、圧着・圧延させて板材とする。そして、当該板材に対して、冷間圧延を施すことで、所定板厚のアルミニウム合金クラッド材を製造し、ブレージングシートとする。当該板材は冷間圧延の途中、または冷間圧延後に必要に応じて焼鈍工程を経ても良い。

本発明のアルミニウム合金製ブレージングシートおよびその製造方法は、以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、明示していない条件等については、従来公知のものを適用することができる。前記条件によって得られる効果を奏する限りにおいて、限定されない。

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

表１〜表３に示す組成の心材用アルミニウム合金、犠牲材用アルミニウム合金およびろう材用アルミニウム合金を、常法によって、溶解し、鋳造し、均質化処理を行い、心材用鋳塊（心材用部材）、犠牲材用鋳塊、ろう材用鋳塊を得た。犠牲材用鋳塊およびろう材用鋳塊については、それぞれ所定の厚さに熱間圧延して、犠牲材用部材およびろう材用部材を得た。そして、心材用部材の一面側に犠牲材用部材、他面側にろう材用部材を、表４、表５に示す種々の組み合わせとなるように重ね合わせ、熱間圧延により圧着して板材とした。その後、冷間圧延を行い、所定の板厚のブレージングシート（試験材Ｎｏ．１〜５８）とした。

なお、表１〜表３において、成分を含有しないものは空欄で示し、本発明の構成を満たさない数値については、数値に下線を引いて示した。

前記作製したブレージングシートについて、ろう付後強度、耐エロージョン性、ろう付性、犠牲材側耐食性の評価を下記に示す方法で行った。

＜ろう付後強度＞
試験材を、ドロップ試験方式で、ろう付を模擬した条件で熱処理（露点が−４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、５９０℃以上（最大６００℃）の温度で３分間加熱）した後に、ＪＩＳ５号試験片に加工した（各試験材につき３片ずつ作製）。この試験片を、室温（２５℃）で１週間放置した後、ＪＩＳＺ２２４１の規定に準じて引張り試験を行い、引張強度を測定し、ろう付後強度とした。３つの試験片のろう付後強度の平均値が２１０ＭＰａ以上のものを最も良好（◎）、２１０ＭＰａ未満で１９０ＭＰａ以上のものを良好（○）と評価し、１９０ＭＰａ未満のものを不良（×）と評価した。

＜耐エロージョン性＞
試験材にさらに、１０％の加工率で冷間圧延を施したものを作製し、ドロップ試験方式で、ろう付を模擬した条件で熱処理（露点が−４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、５９０℃以上（最大６００℃）の温度で３分間加熱）して、評価用の供試材とした。得られた供試材をそれぞれ２ｃｍ角に切断して樹脂に埋め込み、切断面を研磨し、ケラー氏液でエッチングした後、その研磨面を顕微鏡で観察した。それぞれについて、エロージョンが観察されない心材部の面積比が５０％以上の場合を耐エロージョン性が良好（○）と評価し、５０％未満の場合を不良（×）と評価した。なお、耐エロージョン性の評価は、ろう付後強度の評価が良好なものに関してのみ実施した。

＜ろう付性＞
図１は、本発明に係るアルミニウム合金製ブレージングシートのろう付性を評価するための治具の概略図である。図１（ａ）は治具の全体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は治具の正面図である。
試験材から幅２５ｍｍ×長さ６０ｍｍのサイズの試験片を切り出し、その試験片のろう材面に非腐食性のフラックスＦＬ−７（森田化学工業株式会社製）を５ｇ／ｍ^２塗布して乾燥させた。図１（ａ）に示すように、フラックスを塗布したろう材面が上向きとなるように試験片（下板２）を載置し、その上にφ２ｍｍのステンレス製の丸棒をスペーサ３として挟んで、厚さ１ｍｍ、幅２５ｍｍ×長さ５５ｍｍの３００３合金板（上板１）を試験片に対し鉛直に立ててワイヤ４で固定した。このとき、スペーサ３の位置は試験片の一端から５０ｍｍの距離とした。これらに、ろう付を模擬した条件で熱処理（露点が−４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、５９０℃以上（最大６００℃）の温度で３分間加熱）を行った。図１（ｂ）に示すように、試験片（下板２）と３００３合金板（上板１）とのすき間に充填されたフィレット５の長さＬを測定した。フィレット長さＬが２５ｍｍ以上のものをろう付性が良好（○）と評価し、２５ｍｍ未満のものを不良（×）と評価した。なお、ろう付性の評価は、ろう付後強度、耐エロージョン性の評価が全て良好なものに関してのみ実施した。

＜耐食性＞
試験材をドロップ試験方式でろう付を模擬した条件で熱処理（露点が−４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、５９０℃以上（最大６００℃）の温度で３分間加熱後）した後、幅５０ｍｍ×長さ６０ｍｍの大きさに切断して、評価用の供試材とした。幅６０ｍｍ×長さ７０ｍｍの大きさのマスキング用シールによって、ろう材面の全面をシールで覆い、さらに当該シールを犠牲材面側に折り返して、犠牲材面において四辺から５ｍｍの縁部についてもシールで覆った。
この試験片を、Ｎａ^＋：１１８ｐｐｍ、Ｃｌ⁻：５８ｐｐｍ、ＳＯ_４ ^２−：６０ｐｐｍ、Ｃｕ^２＋：１ｐｐｍ、Ｆｅ^３＋：３０ｐｐｍを含む試験液に浸漬（８８℃×８時間）させ、浸漬した状態で室温まで自然冷却した後、室温状態で１６時間保持するというサイクルを９０サイクル行う耐食試験を実施した。犠牲材面の腐食状況を光学顕微鏡を用いて観察し、腐食深さを焦点深度法で測定した。試験片の最大腐食深さが板厚の５０％以下のものを良好（○）と評価し、５０％を超えたものを不良（×）と評価した。なお、耐食性の評価は、ろう付後強度、耐エロージョン性、ろう付性の評価が全て良好なものに関してのみ実施した。

これらの試験結果を表４、表５に示した。なお、表４、表５において、評価不能だったもの、または評価しなかったものは「−」で示し、本発明の構成を満たさないものについては、数値に下線を引いて示した。

表１、表２に示すように、本発明の構成を満足するアルミニウム合金からなる心材（心材Ｎｏ．Ｓ１〜Ｓ１４）、ろう材（ろう材Ｎｏ．Ｒ１〜Ｒ３）、犠牲材（犠牲材Ｎｏ．Ｇ１〜Ｇ１１）を用いて製造され、ろう材と犠牲材の厚さがそれぞれ１５〜５０μｍであり、板厚が２００μｍ未満であり、クラッド率の合計５０％以下を満足するブレージングシート（試験材Ｎｏ．１〜３５）は、ろう付後強度、耐エロージョン性、ろう付性、耐食性において、いずれも優れていた。

一方、試験材Ｎｏ．３６〜５８は、本発明の構成を満たさないため、以下の結果となった。

試験材Ｎｏ．３６は心材Ｃｕ量、Ｎｏ．３８は心材Ｍｎ量がそれぞれ少なく、いずれもろう付後強度の評価が不良となった。試験材Ｎｏ．３７は心材Ｃｕ量が多く、Ｎｏ．４０は心材Ｓｉ量が多く、いずれもろう付時に心材が溶融してしまった。試験材Ｎｏ．３９は、心材Ｍｎ量が多く、Ｎｏ．４２は心材Ｃｒ量が多く、Ｎｏ．４３は心材Ｚｒ量が多く、Ｎｏ．４４は心材Ｔｉ量が多く、いずれも圧延時に割れが発生し、供試材を作製できなかった。試験材Ｎｏ．４１は心材Ｍｇ量が多く、ろう付性が不十分であった。

試験材Ｎｏ．４７は犠牲材Ｚｎ量が少なく、耐食性の評価が不良となった。試験材Ｎｏ．４９は犠牲材Ｍｇ量が少なく、ろう付後強度の評価が不良となった。試験材Ｎｏ．４８は犠牲材Ｚｎ量が多く、Ｎｏ．５１は犠牲材Ｓｉ量が多く、いずれもろう付時に犠牲材が溶融してしまった。試験材Ｎｏ．５０は犠牲材Ｍｇ量が多く、圧着性が低下し、供試材を作製できなかった。試験材Ｎｏ．５２は犠牲材Ｍｎ量が多く、Ｎｏ．５３は犠牲材Ｔｉ量が多く、Ｎｏ．５４は犠牲材Ｃｒ量が多く、Ｎｏ．５５は犠牲材Ｚｒ量が多く、いずれも圧延時に割れが発生し、供試材を作製できなかった。

試験材Ｎｏ．４５は、ろう材の厚さが薄いため、ろう付性が不良であった。試験材Ｎｏ．４６はろう材が厚く、耐エロージョン性が低下した。試験材Ｎｏ．５６は、犠牲材の厚さが薄く、耐食性が不良となった。試験材Ｎｏ．５７は、犠牲材が厚く、圧着性が低下し、供試材を作製できなかった。
試験材Ｎｏ．５８はろう材と犠牲材の厚さは満足するが、クラッド率の合計が上限を超えたため、ろう付性が不良であった。

１上板
２下板
３スペーサ
４ワイヤ
５フィレット
Ｌフィレット長さ

Claims

心材と、前記心材の一方の面に設けられたＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材と、前記心材の他方の面に設けられた犠牲材とを備える板厚２００μｍ未満のアルミニウム合金製ブレージングシートであって、
前記心材は、Ｃｕ：１．５質量％を超え２．５質量％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなり、
前記犠牲材は、Ｚｎ：２．０〜７．０質量％、Ｍｇ：０．１０質量％超え３．０質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、
前記ろう材および前記犠牲材は、それぞれ厚さが１５〜５０μｍであり、
前記ろう材および前記犠牲材のクラッド率の合計が５０％以下であることを特徴とするアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記心材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有する請求項１に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記心材は、Ｍｇ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有する請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記心材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％及びＴｉ：０．０５〜０．３０質量％からなる群から選択される少なくとも１種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記犠牲材は、Ｓｉ：０．０５〜０．５質量％をさらに含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記犠牲材は、Ｍｎ：０．１〜２．０質量％をさらに含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記犠牲材は、Ｔｉ：０．０１〜０．３０質量％をさらに含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。
前記犠牲材は、Ｃｒ：０．０１〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３０質量％のうちの１種以上をさらに含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製ブレージングシート。