JPH0219180B2

JPH0219180B2 -

Info

Publication number: JPH0219180B2
Application number: JP57047735A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masanao Iida; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1990-04-27
Also published as: JPS58164748A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐孔食性を有すると共
に、高強度を有し、特に自動車のラジエータや空
調機器などに広く用いられているAl合金製熱交
換器の管材や、タンクなどの容器等の製造に用い
るのに適したAl合金複合材に関するものである。従来、一般に、上記の熱交換器管材やタンクな
どの製造には、軽量で熱伝導性が良く、かつ耐食
性にもすぐれたJIS1050で代表される純Al材や、
JIS3003で代表されるAl−Mn合金材が広く用い
られている。しかし、これらのAlおよびAl合金
材は、十分な強度をもつものではないため、最近
の傾向である軽量化とコスト低下を図る目的で肉
厚を薄くした場合、わずかな衝撃や負荷によつて
容易に塑性変形を生じ、これが原因で部材の破壊
や腐食が促進される場合が多いものであつた。そこで、これらの部材の製造にAl合金の中で
も高強度を有する材料、例えばAl−Cu−Mg系合
金やAl−Zn−Mg系合金を使用することが試みら
れたが、これらのAl合金材は耐食性に劣るため、
薄肉化した場合に容易に貫通孔を生じ、実用に供
することができないものであつた。また、Al−
Cu−Mg系合金やAl−Zn−Mg系合金ほどの強度
は有していないものの、耐食性にすぐれ、かつ比
較的高い強度を有するAl−Mg−Si系合金の使用
も考えられたが、このAl合金材においては、強
度的には満足できるものの粒界腐食で代表される
局部腐食を生じることがしばしばあり、安心して
実用に供することができないものである。さらに、上記のAl−Mg−Si系合金を芯材と
し、この芯材の片面、または両面に、粒界腐食の
発生を抑制する目的で、芯材に比して電気化学的
に卑であり、この結果犠牲陽極効果をもつように
なるJIS7072で代表されるAl−Zn合金を皮材とし
てクラツドしてなるAl合金複合材や、同様に前
記Al−Mg−Si系合芯材の表面にJIS1050で代表
される純AlをクラツドしてなるAl合金複合材な
どを使用することも提案されたが、前者のAl合
金複合材においては、皮材であるAl−Zn合金の
腐食速度が大きく、かつしばしば局部腐食も生
じ、また後者のAl合金複合材においても局部腐
食の発生を完全に抑制することができないばかり
でなく、皮材が純Alであるために犠牲陽極効果
も十分でなく、このようにいずれのAl合金複合
材においても芯材であるAl−Mg−Si系合金材に
粒界腐食が発生するのを完全に防止することがで
きないものであり、したがつて比較的使用寿命の
短いものであつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、熱交換器管材や、タンクなどの容器等に要求
される高強度を有し、かつ局部腐食の発生が著し
く抑制された、すなわち耐孔食性にすぐれた材料
を得べく研究を行なつた結果、芯材の片面、また
は両面に皮材をクラツドしてなるAl合金複合材、
あるいは芯材の片面に皮材を、他の片面にAl−
Si系合金のろう材をクラツドしてブレージングシ
ートとしてなるAl合金複合材において、前記芯材を、 Si：0.35〜0.8％、Mg：0.4〜1.2％、 Cr：0.1〜0.4％、を含有し、さらに必要に応じて、 Cu：0.2〜0.5％、Mn：0.1〜0.3％未満、のうちの１種または２種、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有するAl合金で構成すると共に、前記皮材
を、 Mg0.2〜1.2％、Zn：0.5〜1.5％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するAl合金で構成すると、
前記芯材は、高い常温および高温強度を有し、か
つ上記皮材は、すぐれた耐孔食性を有するばかり
でなく、芯材に比して電気化学的に卑であるた
め、芯材に対する犠牲陽極効果によつて、これを
よく防食することから、この結果のAl合金複合
材を熱交換器の管材や、タンクなどの容器等の製
造に用いた場合、その実用に際して粒界腐食など
の局部腐食の発生がなく、長期に亘つての使用が
可能であるという知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下にAl合金複合材における芯材
および皮材の成分組成を上記の通りに限定した理
由を説明する。Ａ芯材 (a) MgおよびSi これらの成分には、素地中に一旦固溶し、
熱処理によつて微細なMg₂Si化合物として素
地中に分散析出し、もつて芯材の強度を高め
る作用があるが、それぞれMg：0.4％未満お
よびSi：0.35％未満の含有ではMg₂Si化合物
の析出量が少なすぎて所望の高強度を確保す
ることができず、一方それぞれMg：1.2％お
よびSi：0.8％を越えて含有させると、
Mg₂Si化合物が粗大化し、機械的性質および
耐食性が劣化するようになることから、その
含有量をMg：0.4〜1.2％、Si：0.35〜0.8％
と定めた。 (b) Cr Cr成分には、芯材の常温および高温強度
を向上させると共に、芯材を皮材に対して電
気化学的に貴にして、皮材の芯材に対する犠
牲陽極効果を確実に発揮せしめる作用がある
が、その含有量が0.1％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量が
0.4％を越えると、粒界腐食が発生するよう
になることから、その含有量を0.1〜0.4％と
定めた。 (c) CuおよびMn これらの成分にも、Crと同様に芯材の常
温および高温強度を向上させ、かつ芯材を皮
材に比して電気化学的に貴にして、皮材が犠
牲陽極効果を発揮し易くする作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量
がそれぞれCu：0.2％未満およびMn：0.1％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量がそれぞれCu：0.5％を越え、
かつMn：0.3％以上になると、耐食性や強度
が低下するようになることから、その含有量
をCu：0.2〜0.5％、Mn：0.1〜0.3％未満と定
めた。Ｂ皮材 (a) Zn Zn成分には、皮材を芯材に比して電気化
学的に卑にすると共に、腐食形態を全面溶解
型にし、もつて芯材に対するすぐれた犠牲陽
極効果と、すぐれた耐孔食性を付与せしめる
作用があるが、その含有量が0.5％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方1.5
％を越えて含有させると、犠牲陽極効果が低
下するようになるばかりでなく、腐食形態が
局部溶解型になつて耐孔食性の劣化を招くよ
うになることから、その含有量を0.5〜1.5％
と定めた。 (b) Mg Mg成分には、Znとの共存においてZnによ
つてもたらされる作用、すなわち犠牲陽極効
果と耐孔食性をより一段と向上促進させる作
用があるが、その含有量が0.2％未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方
1.2％を越えて含有させると、加工性が劣化
するようになつて複合材の製造が困難になる
ことから、その含有量を0.2〜1.2％と定め
た。つぎに、この発明のAl合金複合材を実施例に
より具体的に説明する。実施例通常の溶解鋳造法により、それぞれ第１表に示
される成分組成をもつた本発明芯材用Al合金１
〜12、従来芯材用Al合金13、本発明皮材用Al合
金ａ，ｂ、従来皮材用Al合金ｃ、およびろう材
用Al合金を溶製し、鋳造して鋳塊とした。

【表】

【表】ついで、この結果得られた各種のAl合金鋳塊
に熱間圧延を施して、芯材用Al合金は板厚：８
mm、皮材用Al合金とろう材用Al合金は板厚：３
mmとし、さらに皮材用Al合金とろう材用Al合金
の熱延板には冷間加工を施して板厚：１mmとし
た。つぎに上記の板厚：８mmの芯材用Al合金の熱
延板の一部に、上記の板厚：１mmの皮材用Al合
金の冷延板を、第２表に示される組合せにしたが
つて組合せ、熱間圧延にて両面クラツドし、引続
いて冷間圧延を施すことによつて、いずれも板
厚：0.5mmを有する本発明Al合金複合材１〜12お
よび従来Al合金複合材１をそれぞれ製造した。また、同様に上記の板厚：８mmの芯材用Al合
金の熱延板の一部に、上記の板厚１mmの皮材用
Al合金とろう材用Al合金の冷延板を第２表に示
される組合せにしたがつて重ね合わせ、熱間圧延
にてク

【表】ラツドし、引続いて冷間圧延にて板厚：0.5mmの
ブレージングシートとすることによつて本発明
Al合金複合材13〜24および従来Al合金複合材２
をそれぞれ製造した。この結果得られた各種のAl合金複合材より50
mm×80mm×0.5mmの寸法をもつた試験片を切出し、
圧力：10^-4torrの真空中、あるいは10^-1torrの窒
素ガス雰囲気中、温度：600℃に３分間保持後空
冷し、引続いて大気雰囲気中、温度：180℃に３
時間保持の熱処理を施した状態で室温引張試験を
行なうと共に、1ppmのCu²⁺イオン含有の温度：
40℃の水道水中、およびそれぞれ100ppmのCl^-、
SO^2- ₄、およびHCO^- ₃イオンと、1ppmのCu²⁺イオ
ンを含有する温度：40℃の溶液中に30日間浸漬の
水道水浸漬試験および溶液浸漬試験を行ない、引
張試験では引張強さと伸びを、また水道水浸漬試
験と溶液浸漬試験では試験後の皮材表面における
40cm²当りの孔食数と最大孔食深さを測定した。な
お、ろう材をクラツドしたものについてはろう材
側を絶縁して試験に供した。これらの試験結果を
第２表に合せて示した。第２表に示される結果から、本発明Al合金複
合材は、従来Al合金複合材に比して一段とすぐ
れた耐孔食性を有し、しかも高強度をもつことが
明らかである。上述のように、この発明のAl合金複合材は、
高強度を有するばかりでなく、耐孔食性にもすぐ
れているので、これらの特性が不可欠の熱交換器
の管材や、タンクなどの容器等の製造に用いた場
合に、これらの部材はきわめて長期に亘つての使
用が可能となるばかりでなく、薄肉化による軽量
化も可能となるなど工業上有用な効果をもたらす
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Si：0.35〜0.8％、Mg：0.4〜1.2％、 Cr：0.1〜0.4％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有するAl合金を芯材とし、この芯材の片面、
または両面に、 Mg：0.2〜1.2％、Zn：0.5〜1.5％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するAl合金を皮材として
クラツドしてなる耐孔食性にすぐれた高強度Al
合金複合材。２ Si：0.35〜0.8％、Mg：0.4〜1.2％、 Cr：0.1〜0.4％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有するAl合金を芯材とし、この芯材の片面
に、 Mg：0.2〜1.2％、Zn：0.5〜1.5％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するAl合金を皮材として、
また他の片面に、Al−Si系合金のろう材をクラ
ツドしてブレージングシートとしてなる耐孔食性
にすぐれた高強度Al合金複合材。３ Si：0.35〜0.8％、Mg：0.4〜1.2％、 Cr：0.1〜0.4％、を含有し、さらに、 Cu：0.2〜0.5％、Mn：0.1〜0.3％未満、のうちの１種または２種、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有するAl合金を芯材とし、この芯材の片面、
または両面に、 Mg：0.2〜1.2％、Zn：0.5〜1.5％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するAl合金を皮材として
クラツドしてなる耐孔食性にすぐれた高強度Al
合金複合材。４ Si：0.35〜0.8％、Mg：0.4〜1.2％、 Cr：0.1〜0.4％、を含有し、さらに、 Cu：0.2〜0.5％、Mn：0.1〜0.3％未満、のうちの１種または２種、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有するAl合金を芯材とし、この芯材の片面
に、 Mg：0.2〜1.2％、Zn：0.5〜1.5％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するAl合金を皮材として、
また他の片面に、Al−Si系合金のろう材をクラ
ツドしてブレージングシートとしてなる耐孔食性
にすぐれた高強度Al合金複合材。