JPH0250934A

JPH0250934A - 熱交換器部材用アルミニウム製ブレージングシート

Info

Publication number: JPH0250934A
Application number: JP19993088A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Sasaki; 佐々木　勝敏; Kazunori Ishikawa; 石川　和徳
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は主として熱交換器のろう付は工法に使用する熱
交換器部材特にチューブ材、ヘッダー材用等のアルミニ
ウム製ブレージングシートに関するものであり、特にそ
の強度と耐孔食性を改善したものでおる。

〔従来の技術〕

従来熱交換器、特に自動車用熱交換器であるラジェータ
ー、ヒーター、オイルクーラー及びエアコン用エバポレ
ーター、コンデ′ンサー等の多くはＡ１合金製であり、
主にろう付は工法により組み立てられている。例えばオ
イルクーラ及びエアコン用エバポレーターとして積層型
エバポレーターは第３図に示すようにプレス成形したタ
ンクプレー１〜（９）とフィン（１０）を図にホすよう
に組み付け、ろう付けにより組み立てている。

これ等熱交換器の材料にはＪＩＳ　１０００系合金ヤ〕
ＪＩＳ　３０００系合金を芯材とし、その片面又は両面
にＡ１〜３ｉ系合金ろう材をクラッドしたブレージング
シートが使用されている。またラジェータのヘッダー材
やデユープ（Ａのように冷却水が循環する内側にはＪＩ
Ｓ　１０７０合金ヤＪＩＳ　７０７２合金史にはＡＩ−
Ｚｎ−Ｍ９系合金等を犠牲陽極層としてクラッドし、貫
通孔食発生を防止している。

またラジェータのタンク部に使用されるヘッダー材は第
４図に示すように樹脂タンク（１４）をゴムバッキング
（１３）を介してヘッダー（オ（１２）の爪（１１）を
曲げて機械的にかしめることにより固定している。この
ようなヘッダー材では強度とかしめ部がゆるんだ場合の
補修時に再かしめ性が求められている。

（発明か解決しようとする課題〕近年熱交換器の軽量化、コスト低減のため熱交換器用部
（オの薄肉化が要求されている。そこで種々の合金開発
か試みられている。しかじ熱交換器用部材、特にろう付
は工法により製造されるものにおっては、ろう付加熱時
（約６００°Ｃ）の強度及びろう付後の強度か高く、か
つろう付後の耐孔食性か優れている管種々の性能を併せ
持つ必要がある。

従来芯千Ａに用いられているＪＩＳ　３００３合金では
ろう付は加熱後、強度か低いため、薄肉化か困難でおる
。また強度の高いＪＩＳ　６９ｓｉ合金を芯材とした場
合、粒界腐食感受性が高く、ヘッダ材として使用した場
合には再かしめ性が劣って曲げ部に亀裂か発生じやすい
。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ろう付は性が良好
で、ろう付は後の強度、耐孔食性に優れた熱交換器部材
用アルミニウム製ブレージングシートを開発したもので
ある。

即ち本発明ブレージングシートの一〇は、Ｓ　＋　０．
４〜１．２　ｗｔ％（以下ｗｔ％を％と略記）。

Ｆ　ｅ０．１５〜１．０％、　Ｃｕ０．４〜１．０％、
Ｍｎ０．５〜１．２％２Ｍ９０．０５〜０．８％を含み
、更ニＣｒ０．ｏｏｌ　〜０．５％、　Ｚ　ｒｏ、ｏｏ
ｌ　〜０．３％。

Ｈｆ　０．００１〜１．５　％、　Ｔ　！　０．００１
〜０．５％、Ｂｏ、　ｏｏｏｉ〜０．１％の範囲内で何
れか１種又は２種以上を含み、残部Ａ１と不可避的不純
物からなる合金を芯材とし、その片面又は両面にＳ１５
％以上を含むＡ１合金ろう材をクラッドしたことを特徴
とするものである。

また本発明ブレージングシー１〜の他の一〇は、３　＋
　０．４〜１．２％、Ｆｅ０１１５〜１．０％、　Ｃｕ
０．４〜１．０％、　Ｍｎ０．５〜１．２％、Ｍｇ０．
０５〜０．８％を含み、更にＣｒ０．ｏｏｌ　〜０．５
％、Ｚｒ０．００１〜０，３％、Ｈｆ０．００１〜１．
５％２丁０、００１〜０．５％、　［３０，０００１〜
０．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残
部Ａ１と不可避的不純物からなる合金を芯材とし、その
片面にＳ１５％以上を含むＡ１合金ろう材をクラッドし
、その反対側の面に芯材より５０ｍ　Ｖ以上卑な電位を
有するＡ１合金皮材をクラッドしたことを特徴とするも
のである。

（作　用）本発明において芯材の組成を上記の如く限定したのは、
次の理由によるものでおる。

３ｉはろう付（ブ加熱によりマトリックス中に固溶し、
強度を向上させ、更にろう付は加熱後の冷却時及び冷却
後に室温におかれることにより、ｌ’ｔｌと共に極めて
微細なＭ９ｚＳｉを析出し、芯材強度を向上させる。し
かして３ｉ含有量をＯ１４〜１．２％と限定したのは、
０．４％未満ではろう付しり後の強度が十分でなく、１
．２％を越えると固相線温度が低くなり、ろう付は加熱
時に溶融する恐れが生ずるためである。

Ｆｅは結晶粒を微細にし、成形性を向上させ、繰り返し
曲げ性を向上させる。しかして「ｅ含有量を０．１５〜
１．０％と限定したのは、０．１５％未満ではその効果
か十分でなく、１．０％を越えると材料の耐食性を劣化
するためである。

ＣｕはＡ、１２−Ｃｕ系、Ａ１−Ｃｕ−Ｍｇ系の微細な
析出物を生じ、ろう付は加熱後の強度を向上すると共に
材料の電位を肖にして耐食性を向上させる。しかしてＣ
ｕ含有量を０．４〜１．０％と限定したのは、０．４％
未満ではその効果か十分てなく、１．０％を越えると繰
り返し曲げ性を劣化し、またろう付（プ加熱時に溶融覆
る恐れかあるためである。

１Ｖｌｎは強度を向上させるためであり、その含有量を
０．５〜１．２％と限定したのは、０□５％未満てはそ
の効果が十分てなく、１．２％を越えると鋳造時に巨大
金属間化合物を生じ、（Δ料の延性を低下させ、繰り返
し曲げ性を低下するためである。

Ｍ３はろう付（プ加熱によりマトリックス中に固溶し、
強度向上に寄与し、更にろう付は加熱後に室温に放置す
ることにより、微細なＭＳＪ２３ｉの析出物を生じ、強
度向上に寄与する。しかしてＭ７含有量を０．０５〜０
．８％と限定したのは、０．０５％未満ではその効果か
十分でなく、０．８％を越えるとろう付り性を低下する
ためでおる。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ　、Ｂは材１（７）ＩＨｌを均
一微細にし、繰り返し曲げ性を損なうことなく材料強度
を向上させ、更に不溶性化合物の析出による粒界周辺の
電位差の緩和により、耐食性を向上する。しかしてＣｒ
０．ＯＯ１〜０．５％。

Ｚ　ｒｏ、００１〜０．３％、　Ｈｆｏ、ｏｏｌ　〜１
．５％。

Ｔｉ　０．００１〜０．５％、　Ｂ０．０ＯＯ１〜０．
１％の範囲内で何れか１種又は２種以上添加するのは、
何れも下限未満では効果が不十分でおり、上限を越える
と鋳造時に粗大な金属間化合物を生じて材料の延性や繰
り返し曲げ性を低下するためである。

本発明は上記組成の材料を芯材とし、その片面又は両面
にＳｉ５％以上を含むＡ１合金ろう材をクラッドしたも
ので、ろう材の８１含有量を５％以上と限定したのは、
５％未満では液相線温度か高く、十分なろう何は性が困
難となるためである。通常ろう材としてはＳｉ５〜１５
％を含有するものか使用され、更にはろうイ」性改善の
目的で１３ｅ、［３ｉ、Ｍ９等を少量添加する場合もあ
る。ろう材は芯材の片面又は両面にそれぞれ全板厚の３
〜３０％、好ましくは３〜１５％の範囲でクラッドする
と良い。

また本発明は上記組成の材Ｍ’ｉｌを芯（Ａとし、その
片面にＳｉ５％以上を含むＡ１合金ろう材をクラッドし
、その反対側の面に芯材より５０ｍ　Ｖ以上卑な電位を
有するＡ１合金皮材をクラッドすることができる。これ
は芯材より卑な電位を有するＡ１合金をクラッドするこ
とにより、この合金層が陰極防食における犠牲層として
作用し、その芯材を保護するものでおる。しかしてその
電位差を５０ｍ　Ｖ以上卑としのたは、５０ｍ　Ｖ未満
では十分な効果が得られないためておる。

尚この犠牲層は全板厚の１〜２０％好ましくは２〜１０
％の範囲でクラッドするとよい。

本発明ブレージングシー１へは以上の構成からなり、フ
ラックスろう付は法、不活性ガス雰囲気ろう付は法、真
空ろう付は法管種々のろう付は工法によりラジェーター
ヘッダー材、チュブ材、エバポレーター、プレート材等
の熱交換器部材用のブレージングシートとして使用する
ことができる。

〔実施例〕

実施例（１）第１表に示す組成の合金をＤＣ鋳造により厚さ７０ｍｍ
、　ｒｌ１３００　ｍｍの鋳塊とし、これを片面３＃づ
つ面前し、５８０　’Ｃで３時間均質化処理を施した後
、その両面にＪＩＳ　４００４合金ろう材を、片面につ
き全板厚の１５％となるようにクラッドし、熱間圧延と
冷間圧延により厚さ０．６＃の板材とした。これを仕上
げ焼鈍として４００°Ｃで２時間焼鈍処理を施してブレ
ージングシートを作製した。尚第１表中ＴはＪＩＳ　３
００３合金を、ＵはＪＩＳ６９ｓｉ合金を芯材とした。

これ等ブレージングシートを供試材として第３図に示す
形状の積層型エバポレーター用プレト材としてプレス成
形、組みつけ、ろう付をおこなった。このエバポレータ
ーにＯ乃至１５ＫＦＩ　ｆ　／ｃｒｉの繰り返し内圧を
加え、もれが発生ずるまでの繰り返し数を測定した。耐
食性評価としてコアにＣＡＳＳ試験をおこない２００時
間後の最大孔食深さを測定した。ろう付は５　Ｘ　１０
−５　ＴＯｒｒ’の真空度で６１０’Ｃに５分間加熱し
ておこなった。

引張試験は焼鈍材、およびろう付加熱後室温に１０日間
放置した材料でおこなった。結果を第２表に示す。

第１表及び第２表より明らかな様に本発明ブレージング
シートＮｏ、　１〜１０に比へ本発明プレジングシート
芯材組成範囲を外れる比較プレジングシートＮｏ、　１
１〜１９、および従来ブレージングシートＮｏ、２０．
２１はろう付後強度、耐繰り返し加圧破壊性、耐食性の
いずれか一つ以上の性能が劣っている。なお、比較ブレ
ージングシートＮ０１３はろう付加熱時に溶融し、Ｎｏ
、１１．１５．１７゜１９は焼鈍材のプレス加工性が悪
く、エバポレタの形状に成形できなかった。

実施例（２）第１表に示す組成の合金をＤＣ鋳造により厚さ７０＃、
巾３００ｍｍの鋳塊とし、これを片面３＃づつ面側し、
５８０°○で３時間均質化処理を施した後、その片面に
ＪＩＳ　４０４５合金ろう材を、その反対側の面にＪＩ
Ｓ　７０７２合金を皮材とし、それぞれ全板厚の１０％
となるようにクラッドし、熱間圧延と冷間圧延により厚
さ１＃の板４Δとした。

これを仕上げ焼鈍として４００°Ｃて２時間焼鈍処理を
施してブレージングシートを作製した。尚第１表中Ｔは
ＪＩＳ　３００３合金を、ＵはＪＩＳ　６９ｓｉ合金を
芯材とした。

これ等ブレージングシー１へを供試材として焼鈍材、ろ
う付は加熱直後及びろう付は加熱後１０日間室温に放置
したものの機械的性質を測定すると共に、ろう付は性、
耐食性及び再かしめ性を評価した。これ等の結果を第３
表に示す。

ろう付は性評価は、第１図（ａ）に示すように芯ｖＪ’
（１）　（７）ＴＪｉｌＩ３７０７２合金皮材（３）を
、上面にＪＩＳ　４０４５合金ろうｖＪ（２）をクラッ
ドしたブレージングシー１へ（巾３０Ｍ、長さ５０＃）
の上面中央部に、ＪＩＳ　３００３合金板（４）（巾３
０ｍｍ、長さ５０＃）を一端に直径３＃のステンレス線
（５）を介在させて垂直に固定した。これを前処理後フ
ルオロアルミシンス懸濁液を塗布して乾燥後、Ｎ２ガス雰囲気中６１０°
Ｃで５分間ろうイ」け加熱を行ない、第１図（ｂ）に示
ずようにろう何の間隙充填長さ（Ｘ）を測定した。この
試験で間隙充填長さ１５ｍｍ以上を良と判定した。

耐食性評価は幅５０，長ざ１００喘のブレージングシー
トをＮガス雰囲気中６１０’Ｃで５分間ろう付は加熱を
施した後、ＪＩＳ　４０４５合金ろう材面及び端面をシ
ールし、ＪＩＳ　７０７２合金皮材面に対してＣＡＳＳ
試験を行ない、５００時間後の最大孔食深さを測定した
。ろう付は加熱を行なったブレージングシートからろう
材と皮材を除去した後、５％Ｈａｃ１水溶液（２５°Ｃ
）中で飽和カロメル電極を基準として芯材の自然電位を
測定した。

また再かしめ性の評価は、Ｎ２カス雰囲気中６１０°Ｃ
で５分間ろう付は加熱した幅３０＃，長さ２００馴のブ
レージングシートを使用し、繰り返し曲げ試験を行なっ
た。

即ち第２図（ａ）に示すように直角三角形状の凹型治具
（６）上にブレージングシート（７）を置き、第２図（
ｂ）に示すように直角三角形状の凸型治具（８）を押し
付けて９０度折り曲げ、これを第２図（ａ）に示すよう
にまっすぐな状態に戻すことを繰り返し、亀裂が発生す
るまでの回数を測定した。尚試験はろう付は加熱直後及
び加熱Ｇ後１０日間室温に放置したものについて行なった。

またろう相開が治具凹面に接触するようにして試験を行
なった。

］７第１表及び第３表から明らかなように、本発明ブレージ
ングシーｉ〜Ｎｏ、２２〜Ｓｉは、芯材にＪＩＳ３００
３合金を使用した従来ブレージングシートＮ０４１及び
芯（ΔにＪＩＳ　６９ｓｉ合金を使用した従来プレジン
グシートＮ０４２に比へ、ろう付は加熱後の強度、ろう
付は性、繰り返し曲げ性等の特性かバランスよく優れ、
特に耐孔食性ははるかに優れていことか判る。

これに対し本発明ブレージングシー１〜の芯材組成の範
囲が外れる比較ブレージングシートは何れか１つ以上の
特性が劣る。即ら３ｉ含有量とＦｅ含有量の少ない比較
ブレージングシートＮｏ、３２．　Ｃｕ含有量の少ない
比較ブレージングシトＮ０．３５，Ｍｎ含有量の少ない
比較ブレージングシートＮｏ、３７及びＭ７含有量の少
ない比較プレジングシートＮｏ、３９は何れも強度が劣
り、Ｃｕ含有量の多い比較ブレージングシートＮｏ、３
６及びＭｎ含有量の多い比較ブレージングシー１〜Ｎｏ
、３８は何れも曲げ性が劣り、「ｅ含有量の多い比較ブ
レージングシートＮｏ、３３及びＭ９含有量の多い比較
ブレージングシートＮｏ、　４０は何れも耐孔食性が劣
る。また３ｉ含有量の多い比較ブレージングシートＮ０
３４ではろう付加熱時に芯材が溶融しｌこ。

〔発明の効果〕

このように本発明ブレージングシートによれば、ろう付
は加熱後の強度、ろう付は性、繰り返し曲げ性等の特性
がバランス良く優れ、特に耐孔食性も良好で熱交換器の
薄肉軽量化を可能にする等、■梁上顕著な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はろう付は性評価のためのろう
材の間隙充填試験方法の説明図で、（ａ）はろう付は前
、（ｂ）はろう付は後を示す。第２図（ａ）、　（ｂ）
は再かしめ性評価のための繰り返し曲げ試験方法の説明
図で、（ａ）は曲げ前、（ｂ）はは曲げ後を示す。第３
図は積層型エバポレータの正面図。第４図はラジェータ
ータンクのかしめ部の要部を示す断面図である。芯材Ａ１合余ろう＋Ａへ１合金皮材ＪＩＳ　３００３合金板ステンレス線スペーザ凹型治具プレーシングシー１〜凸型治具タンクプレー１〜フィンラジェーターヘッダー（Ａの爪ラジェーターヘッダー材ゴムバッキング樹脂タンク第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｓｉ０．４　〜１．２ｗｔ％，Ｆｅ０．１５〜１
．０ｗｔ％，Ｃｕ０．４〜１．０ｗｔ％，Ｍｎ０．５〜
１．２ｗｔ％，Ｍｇ０．０５〜０．８ｗｔ％を含み、更
にＣｒ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｚｒ０．００１〜０
．３ｗｔ％，Ｈｆ０．００１〜１．５ｗｔ％，Ｔｉ０．
００１〜０．５ｗｔ％，Ｂ０．０００１〜０．１ｗｔ％
の範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと
不可避的不純物からなる合金を芯材とし、その片面又は
両面にｓｉ５ｗｔ％以上を含むＡｌ合金ろう材をクラッ
ドしたことを特徴とする熱交換器部材用アルミニウム製
ブレージングシート。
（２）Ｓｉ０．４〜１．２ｗｔ％，Ｆｅ０．１５〜１．
０ｗｔ％，Ｃｕ０．４〜１．０ｗｔ％，Ｍｎ０．５〜１
．２ｗｔ％，Ｍｇ０．０５〜０．８ｗｔ％を含み、更に
Ｃｒ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｚｒ０．００１〜０．
３ｗｔ％，Ｈｆ０．００１〜１．５ｗｔ％，Ｔｉ０．０
０１〜０．５ｗｔ％，Ｂ０．０００１〜０．１ｗ１％の
範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと不
可避的不純物からなる合金を芯材とし、その片面にＳｉ
５ｗｔ％以上を含むＡ１合金ろう材をクラッドし、その
反対側の面に芯材より５０ｍＶ以上卑な電位を有するＡ
ｌ合金皮材をクラッドしたことを特徴とする熱交換器部
材用アルミニウム製ブレージングシート。