JPH01195257A - 耐孔食性に優れたアルミニウム合金複合材 - Google Patents
耐孔食性に優れたアルミニウム合金複合材Info
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- JPH01195257A JPH01195257A JP1869488A JP1869488A JPH01195257A JP H01195257 A JPH01195257 A JP H01195257A JP 1869488 A JP1869488 A JP 1869488A JP 1869488 A JP1869488 A JP 1869488A JP H01195257 A JPH01195257 A JP H01195257A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はラジェーター、ヒーターコア等水を冷媒として
使用する熱交換器の複合材に関するものであり、特に複
合材の内張材の優先腐食性を促進して芯材の孔食発生を
防止するものでおる。
使用する熱交換器の複合材に関するものであり、特に複
合材の内張材の優先腐食性を促進して芯材の孔食発生を
防止するものでおる。
ラジェーター等の熱交換器は例えば第１図に示すように
複数本の偏平チューブ（１）の間にコルゲート状に加工
した薄肉のフィン（２）を一体に形成し、該偏平チュー
ブ（１）の両端はヘッダー（３）とタンク（４）とで構
成される空間にぞれぞれ開口しており、一方のタンク側
の空間から偏平チューブ（１）内を通して高温の冷媒を
他方のタンク（４）側の空間へ送り、デユープ（１）及
びフィン（２）の部分で熱交換して低温になった冷媒を
再び循環させるものである。
複数本の偏平チューブ（１）の間にコルゲート状に加工
した薄肉のフィン（２）を一体に形成し、該偏平チュー
ブ（１）の両端はヘッダー（３）とタンク（４）とで構
成される空間にぞれぞれ開口しており、一方のタンク側
の空間から偏平チューブ（１）内を通して高温の冷媒を
他方のタンク（４）側の空間へ送り、デユープ（１）及
びフィン（２）の部分で熱交換して低温になった冷媒を
再び循環させるものである。
このような熱交換器のデユープ及びヘッダーの材料は例
えばＪＩＳ ３００３合金（０，０５〜０．２０ｗｔ％
ｃｕ−１．ｏ 〜１．５ ｗｔ％Ｍｒｌ−Ａ１合金）を
芯材とし、該芯材の内側、即ち冷媒に常時触れている側
には内張材としてＪＩＳ ７０７２合金（０，８〜１．
３ｗｔ％Ｚｎ−Ａ１合金）を、そして該芯材の外側には
通常のろう材をクラッドしたブレージングシー１〜を用
い、コルゲート加工したフィン等の他の部材とともにブ
レージングにより一体に組み立てられている。
えばＪＩＳ ３００３合金（０，０５〜０．２０ｗｔ％
ｃｕ−１．ｏ 〜１．５ ｗｔ％Ｍｒｌ−Ａ１合金）を
芯材とし、該芯材の内側、即ち冷媒に常時触れている側
には内張材としてＪＩＳ ７０７２合金（０，８〜１．
３ｗｔ％Ｚｎ−Ａ１合金）を、そして該芯材の外側には
通常のろう材をクラッドしたブレージングシー１〜を用
い、コルゲート加工したフィン等の他の部材とともにブ
レージングにより一体に組み立てられている。
上記プレージングシートとしてＪＩＳ ７０７２合金を
内’ｒＨＵとして用いるのは該合金は芯材であるＪＩＳ
３００３合金に対して電気化学的に卑でありラジェー
ターの使用環境において当該内張材にピッティング（孔
食）が発生した際に該孔食が芯材へ波及するのを防止す
る効果があるとされてきたからである。例えば０．４．
板厚のラジェーターチューブ材の場合は内張材としてＪ
ＩＳ ７０７２合金を１０％のクラツド率、即ち４０μ
面の厚さでクラッドしたプレージングシートを用いてろ
う付加熱をするが、これにより内張材中のＺｎは芯材方
向へ表面から１００μｍ程度拡散し、この拡散層がｚｎ
の濃度勾配により表面から徐々に腐食して孔食発生を効
果的に抑制することを可能としている。従って内張材を
犠牲材として用いることにより、芯材への孔食の発生を
防止するものである。
内’ｒＨＵとして用いるのは該合金は芯材であるＪＩＳ
３００３合金に対して電気化学的に卑でありラジェー
ターの使用環境において当該内張材にピッティング（孔
食）が発生した際に該孔食が芯材へ波及するのを防止す
る効果があるとされてきたからである。例えば０．４．
板厚のラジェーターチューブ材の場合は内張材としてＪ
ＩＳ ７０７２合金を１０％のクラツド率、即ち４０μ
面の厚さでクラッドしたプレージングシートを用いてろ
う付加熱をするが、これにより内張材中のＺｎは芯材方
向へ表面から１００μｍ程度拡散し、この拡散層がｚｎ
の濃度勾配により表面から徐々に腐食して孔食発生を効
果的に抑制することを可能としている。従って内張材を
犠牲材として用いることにより、芯材への孔食の発生を
防止するものである。
さらに最近ではこの内張材（犠牲ｖｉ）自体の耐食性を
向上させることで部材の薄肉化をより可能にする提案も
なされている。
向上させることで部材の薄肉化をより可能にする提案も
なされている。
ところが内部冷媒の液質によっては内張材であるＪＩＳ
７０７２合金等の犠牲材料の犠牲効果が十分に発揮さ
れずに犠牲層が残留したままで芯材の孔食が発生する場
合があり、従来の犠牲材１’ｉｌは万能ではなかった。
７０７２合金等の犠牲材料の犠牲効果が十分に発揮さ
れずに犠牲層が残留したままで芯材の孔食が発生する場
合があり、従来の犠牲材１’ｉｌは万能ではなかった。
特にラジェーターは自動車運転時にエンジン内で高温（
約１００’Ｃ）となった冷媒水を外気で冷却するような
Ｉａ横となっているが１００°Ｃ程磨の温度においては
内張材表面にはベーマイト等の水和酸化物が発生し、こ
れが犠牲層表面を覆い、孔食発生時に十分な防食電流を
流すことができなくなり孔食は犠牲層を通り越して芯材
の奥深くまで進行する現象が起こる。
約１００’Ｃ）となった冷媒水を外気で冷却するような
Ｉａ横となっているが１００°Ｃ程磨の温度においては
内張材表面にはベーマイト等の水和酸化物が発生し、こ
れが犠牲層表面を覆い、孔食発生時に十分な防食電流を
流すことができなくなり孔食は犠牲層を通り越して芯材
の奥深くまで進行する現象が起こる。
本発明はこれに鑑み種々検問し、当該熱交換器のデユー
プ内部に高温水の存在下で犠牲層表面に生成するベーマ
イト：ＡＪ！ＯＯＨ（ＡＪ！ｚα・ｌ−１２０＞やバイ
へフライト：Ａ、ｔ！ｚｏ３・３８２０等の水和酸化物
、またＡ１が腐食する際に生ずる腐食生成物であるＡｌ
（ＯＨ）３はＡＩの表面に強固な皮膜として存在し、そ
れらが絶縁性を有するため犠牲層の防食作用を低下させ
てしまう、即ち犠牲層に発生した孔食が芯材まで達した
際に孔食内表面も含めた犠牲層表面に絶縁性の水和酸化
物が存在すると犠牲層が液中に溶解し、芯材露呈部でカ
ソード反応が起き、芯材から犠牲層へ電流が流れるとい
った通常の犠牲作用が動かなくなってしまうことを知見
し、ざらに検討の結果ラジェーターのような高温水中で
使用される場合にも優れた耐孔食性を有するアルミニウ
ム合金複合材を開発したものである。
プ内部に高温水の存在下で犠牲層表面に生成するベーマ
イト：ＡＪ！ＯＯＨ（ＡＪ！ｚα・ｌ−１２０＞やバイ
へフライト：Ａ、ｔ！ｚｏ３・３８２０等の水和酸化物
、またＡ１が腐食する際に生ずる腐食生成物であるＡｌ
（ＯＨ）３はＡＩの表面に強固な皮膜として存在し、そ
れらが絶縁性を有するため犠牲層の防食作用を低下させ
てしまう、即ち犠牲層に発生した孔食が芯材まで達した
際に孔食内表面も含めた犠牲層表面に絶縁性の水和酸化
物が存在すると犠牲層が液中に溶解し、芯材露呈部でカ
ソード反応が起き、芯材から犠牲層へ電流が流れるとい
った通常の犠牲作用が動かなくなってしまうことを知見
し、ざらに検討の結果ラジェーターのような高温水中で
使用される場合にも優れた耐孔食性を有するアルミニウ
ム合金複合材を開発したものである。
即ら本発明の１つはアルミニウムまたはアルミニウム合
金からなる芯材の片面または両面に該芯材より卑な電位
の犠牲陽極材料からなる皮材をクラッドした複合材にお
いて、該皮材がＦｅ０．２０〜１．５ ｗｔ％を含む合
金であることを特徴とするものである。
金からなる芯材の片面または両面に該芯材より卑な電位
の犠牲陽極材料からなる皮材をクラッドした複合材にお
いて、該皮材がＦｅ０．２０〜１．５ ｗｔ％を含む合
金であることを特徴とするものである。
また本発明の他の１つはアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金からなる芯材の片面または両面に該芯材より卑な
電位の犠牲陽極材料からなる皮材をクラッドした複合材
において、該皮材がＦｅｏ。２０〜１．５ｗｔ％を酋み
、さらにＺｎ０．２〜２．Ｏｗｔ％、 Ｍｌ、１〜１．
５ ｗｔ％、Ｍｎ０．３〜１．５ｗｔ％、 ３ ｉ ０
．２〜１．０ ｗｔ％、Ｃｒ０．１〜０．３ｗｔ％、
Ｚ ｒ０．０５〜０．３ ｗｔ％、Ｔｉ０．０１〜０．
３ｗｔ％、 Ｃｕ０．０１〜０．１５ｗｔ％の範囲内で
それぞれ１種または２種以上含む合金であることを特徴
とするものである。
ム合金からなる芯材の片面または両面に該芯材より卑な
電位の犠牲陽極材料からなる皮材をクラッドした複合材
において、該皮材がＦｅｏ。２０〜１．５ｗｔ％を酋み
、さらにＺｎ０．２〜２．Ｏｗｔ％、 Ｍｌ、１〜１．
５ ｗｔ％、Ｍｎ０．３〜１．５ｗｔ％、 ３ ｉ ０
．２〜１．０ ｗｔ％、Ｃｒ０．１〜０．３ｗｔ％、
Ｚ ｒ０．０５〜０．３ ｗｔ％、Ｔｉ０．０１〜０．
３ｗｔ％、 Ｃｕ０．０１〜０．１５ｗｔ％の範囲内で
それぞれ１種または２種以上含む合金であることを特徴
とするものである。
本発明では犠牲層中にＦ ｅ １．２０〜１．５ ｖｔ
％（以下ｗｔ％を単に％と略記する）添加することで表
面に生成する水和酸化物等の皮膜を脆くさせ、アノード
として有効に働かせるようにしたものである。ここで「
ｅの含有量を０．２０〜１．５％と限定したのは、Ｆｅ
が０．２％未満では皮膜は強固であり犠牲層としては働
かず、Ｆｅの含有量が１．５％を越えると粗大な金属間
化合物が形成され塑性加工性が低下するからである。
％（以下ｗｔ％を単に％と略記する）添加することで表
面に生成する水和酸化物等の皮膜を脆くさせ、アノード
として有効に働かせるようにしたものである。ここで「
ｅの含有量を０．２０〜１．５％と限定したのは、Ｆｅ
が０．２％未満では皮膜は強固であり犠牲層としては働
かず、Ｆｅの含有量が１．５％を越えると粗大な金属間
化合物が形成され塑性加工性が低下するからである。
またＺｎは皮材としての内張材の電位を卑化するために
添加するものでその含有量を０．２〜２．０％としたの
は０．２％未満では□その効果がなく、２％を超えると
その効果が飽和してしまうからであり、Ｍｇの含有量を
０．１〜１．５％としたのは皮材の電位を卑化するため
及び強度を向上させるためであり、Ｍｎの含有量を０．
３〜１．５％と限定したのは皮材の強度を上げるためで
あり、Ｓｉの含有ｍを０．２〜１．０％と限定したのは
Ｆｅと同様に皮膜を脆弱にし及び皮材の強度向上のため
であり、Ｃｒの含有量を０．１〜０．３％、Ｚｒの含有
量を０．０５〜０゜３％と限定したのはそれぞれ皮材の
強度アップのためであり、Ｔ１の含有量を０．０１〜０
．３％と限定したのは皮材の組織を微細化するためであ
り、及びＣｕの添加は材料の強度向上に寄与するもので
あるが、その含有量が０．１５％を超えると皮材の電位
を肖化するためにその含有量は０．０１〜０．１５％に
限定した。
添加するものでその含有量を０．２〜２．０％としたの
は０．２％未満では□その効果がなく、２％を超えると
その効果が飽和してしまうからであり、Ｍｇの含有量を
０．１〜１．５％としたのは皮材の電位を卑化するため
及び強度を向上させるためであり、Ｍｎの含有量を０．
３〜１．５％と限定したのは皮材の強度を上げるためで
あり、Ｓｉの含有ｍを０．２〜１．０％と限定したのは
Ｆｅと同様に皮膜を脆弱にし及び皮材の強度向上のため
であり、Ｃｒの含有量を０．１〜０．３％、Ｚｒの含有
量を０．０５〜０゜３％と限定したのはそれぞれ皮材の
強度アップのためであり、Ｔ１の含有量を０．０１〜０
．３％と限定したのは皮材の組織を微細化するためであ
り、及びＣｕの添加は材料の強度向上に寄与するもので
あるが、その含有量が０．１５％を超えると皮材の電位
を肖化するためにその含有量は０．０１〜０．１５％に
限定した。
なお本発明複合材の芯材は本質的には上記皮材より電位
が肖で競ればいかなる合金でも差支えないがＡ１−Ｍｎ
系、Ａ１−Ｍｎ−Ｃｕ系合金等及び／ｌ−３１−Ｍ９系
、Ａ１−５＊−Ｍｇ−Ｃｕ系合金が一般的に使用される
。
が肖で競ればいかなる合金でも差支えないがＡ１−Ｍｎ
系、Ａ１−Ｍｎ−Ｃｕ系合金等及び／ｌ−３１−Ｍ９系
、Ａ１−５＊−Ｍｇ−Ｃｕ系合金が一般的に使用される
。
次に本発明の実施例について説明する。
第１表に示す１２種類の組成の皮材と３種類の組成の芯
材を用いて第２表に示すような組合せで皮材クラツド率
１０％で板厚０．４＃の複合材を常法に従って製造し、
それぞれ冷間加工度を調整したＨＩ３材に調質して以下
に示す耐食テストに供した。
材を用いて第２表に示すような組合せで皮材クラツド率
１０％で板厚０．４＃の複合材を常法に従って製造し、
それぞれ冷間加工度を調整したＨＩ３材に調質して以下
に示す耐食テストに供した。
先ずこの複合材をＮガス中にて６００’ＣＸ３ｍ１ｎの
条件で加熱を行なった１変、皮材の表面中央部のみを露
出させ他の面をすべてシールし、次の条件にて腐食試験
を行なった。
条件で加熱を行なった１変、皮材の表面中央部のみを露
出させ他の面をすべてシールし、次の条件にて腐食試験
を行なった。
即ち、シール処理後の各複合材を８８℃のＡ３１８人王
水（１００１）ｐｍ −０１−、１１００ｐｌ） −Ｃ
Ｏ３−及び１１００ｐｐ −ＳＯ＋２−を含む水溶液）
に８ｈｒ浸漬した後、室温ｘ １６ｈｒ放置するザイク
ルを９０回行なった。このサイクル終了後各複合材はリ
ン酸・クロム酸混液で腐食生成物を除去した後、最大孔
食深さを光学顕微鏡を用いて焦点深度法により求め、同
時に孔食の発生状況を調査し、さらに試験後のＺｎの表
面濃度及びｚｎの拡散深さをＥＰＭＡによる線分析で求
めて第２表に併記した。
水（１００１）ｐｍ −０１−、１１００ｐｌ） −Ｃ
Ｏ３−及び１１００ｐｐ −ＳＯ＋２−を含む水溶液）
に８ｈｒ浸漬した後、室温ｘ １６ｈｒ放置するザイク
ルを９０回行なった。このサイクル終了後各複合材はリ
ン酸・クロム酸混液で腐食生成物を除去した後、最大孔
食深さを光学顕微鏡を用いて焦点深度法により求め、同
時に孔食の発生状況を調査し、さらに試験後のＺｎの表
面濃度及びｚｎの拡散深さをＥＰＭＡによる線分析で求
めて第２表に併記した。
第２表から明らかなように従来材Ｎ０１２は犠牲層であ
るＪＩ８７０７２合金の厚さ及びＺｎの拡散深さを超え
る深さの孔食の発生が認められ十分に犠牲効果を発揮し
ていないことがわかる。これに対して本発明材Ｎ０．
１〜Ｎ０． １１はいずれも孔食深ざは犠牲層の厚さ、
即ち約４０μｍ程度であり、かつ孔食の成長は停止して
おり、犠！ｌ／ｉ１層が有効に作用していることがわか
る。
るＪＩ８７０７２合金の厚さ及びＺｎの拡散深さを超え
る深さの孔食の発生が認められ十分に犠牲効果を発揮し
ていないことがわかる。これに対して本発明材Ｎ０．
１〜Ｎ０． １１はいずれも孔食深ざは犠牲層の厚さ、
即ち約４０μｍ程度であり、かつ孔食の成長は停止して
おり、犠！ｌ／ｉ１層が有効に作用していることがわか
る。
このように本発明によればラジェーター・デユープのよ
うに片側を水に接して使用する材料の耐食性が一段と向
上するので一般の耐食材料としても優れ、従って特に最
近進んでいるラジェーターの軽量化のためのＡ℃材料の
薄肉化に対して有効であり、耐食寿命の長期化及び犠牲
層として従来のＡ １− Ｚ ｎ合金以外の高強度材料
の使用も可能となるためラジェーター・チューブの強度
を改善することもできる等工業上顕著な効果を奏するも
のである。
うに片側を水に接して使用する材料の耐食性が一段と向
上するので一般の耐食材料としても優れ、従って特に最
近進んでいるラジェーターの軽量化のためのＡ℃材料の
薄肉化に対して有効であり、耐食寿命の長期化及び犠牲
層として従来のＡ １− Ｚ ｎ合金以外の高強度材料
の使用も可能となるためラジェーター・チューブの強度
を改善することもできる等工業上顕著な効果を奏するも
のである。
第１図はラジェーターを示す一部断面の斜杉図である。
１・・・・・・・・偏平チューブ
２・・・・・・・・フィン
３・・・・・・・・ヘッダー
４・・・・・・・・タンク
Claims (2)
- （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯
材の片面または両面に該芯材より卑な電位の犠牲陽極材
料からなる皮材をクラッドした複合材において、該皮材
がＦｅ０．２０〜１．５ｗｔ％を含む合金であることを
特徴とする耐孔食性に侵れたアルミニウム合金複合材。 - （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる芯
材の片面または両面に該芯材より卑な電位の犠牲陽極材
料からなる皮材をクラッドした複合材において、該皮材
がＦｅ０．２０〜１．５ｗｔ％を含み、さらにＺｎ０．
２〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｍｎ０
．３〜１．５ｗｔ％、Ｓｉ０．２〜１．０ｗｔ％、Ｃｒ
０．１〜０．３ｗｔ％、Ｚｒ０．０５〜０．３ｗｔ％、
Ｔｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｃｕ０．０１〜０．１５
ｗｔ％の範囲内でそれぞれ１種または２種以上含む合金
であることを特徴とする耐孔食性に優れたアルミニウム
合金複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018694A JP2685775B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 耐孔食性に優れたアルミニウム合金複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63018694A JP2685775B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 耐孔食性に優れたアルミニウム合金複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195257A true JPH01195257A (ja) | 1989-08-07 |
| JP2685775B2 JP2685775B2 (ja) | 1997-12-03 |
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1988
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