JPH03170633A - 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

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］ この発明は，その一部または全部の冷間加工率が２〜１
０％となるような成形加工を経てろう付けされる、ろう
付け時における芯材の耐ろう侵食性に優れた、熱交換器
用アルミニウム合金プレージングシートに関するもので
ある。

［従来の技術］ 例えば、ドロンカップ型熱交換器のチューブシートやラ
ジエーターのへッダープレートを形成するためのブレー
ジングシートは、一般に、プレス成形によって所定形状
に加工した後、ろう付けすることにより調製される。

上述したブレージングシートの芯材として、従来は、約
１ｗｔ．％のマンガンを含有するＡＩ２−Ｍｎ系または
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃａ系合金が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したチューブシ一トやヘッダープレートのように、
成形加工を施した後ろう付けされる、従来のＡｌ−Ｍｎ
系またはＡ（１−Ｍｎ−Ｃｕ系合金からなるブレージン
グシートにおいては，成形加工時の冷間加工率が２〜１
０％の範囲に相当する部分で、ろう付け時における芯材
へのろうの侵食が著しくなり、その結果、ろう付け時に
座屈やろう付け不良が生じ，更に、ろう付け後の耐食性
や強度が低下するという問題があった。

従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、そ
の一部または全部の冷間加工率が２〜１０％となるよう
な成形加工を経てろう付けを施しても、ろう付け時にお
ける芯材へのろうの侵食が防止され、ろう付け時におけ
る座屈やろう付け不良、および、ろう付け後の耐食性や
強度の低下が生ずることのない、熱交換器用アルミニウ
ム合金ブレージングシートを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、上述した問題を解決し、ろう付け時にお
ける芯材の酎ろう侵食性に優れた熱交換器用アルミニウ
ム合金ブレージングシートを開発すべく、鋭意研究を重
ねた。その結果、次の知見を得た。

（１）芯材の戊分中にマンガンが含有されていると、成
形加工時の冷間加工率が２％未満または１０％超の場合
においては，ろう付け時に生ずる再結晶が遅延するので
、再結晶粒が粗大化して，芯材へのろうの侵食が防止さ
れる。一方，成形加工時の冷間加工率が２〜１０％の場
合においては，ろう付け時に生ずる再結晶の駆動力が小
さいので，再結晶が完全には終了せず、サブグレインが
形威される結果，芯材へのろうの侵食が著しくなる。

（２）芯材の戒分中にマンガンが含有されていない場合
には、再結晶が速やかに進むので５サブグレインの形或
が防止されるが、一方、再結晶粒が極めて微細になる結
果，その粒界を通じて、芯材へのろうの侵食が著しくな
る。

（３）マンガンは、アルミニウム合金中に、不純物とし
て不可避的に含有されている鉄による耐食性の低下を抑
制する作用、および、材料強度を向上させる作用を有し
ているので、芯材の成分中にマンガンが含有されていな
いと、ブレージングシートの耐食性および強度が低下す
る。

この発明は、上述の知見に基づいてなされたものであっ
て、 銅　　　：　０．２〜０．７ｗｔ．％、および、マンガ
ン二０．１〜０．７りｔ．％、 または，上記に加えて、 マグネシウム：　Ｏ．ＯＳ〜０．６りｔ．％を含有し、
更に、 シ！Ｊ　コ’，／　　　：　０．３〜０．６ｉ．％、お
よび、ジルコニウム：　０．０５〜０．２りｔ．％のう
ちの少なくとも１種を含有し、そして、アルミニウムお
よび不可避不純物：残りからなるアルミニウム合金製の
芯材の片面または両面に、Ａｎ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ系のろう材をクラッドしてなる、その一部また
は全部の冷間加工率が２〜１０％となる成形加工を経て
ろう付けされる、熱交換器用アルミニウム合金ブレージ
ングシートに特徴を有するものである゛。

次に、この発明のブレージングシートの芯材を構或する
アルミニウム合金の化学或分組或を、上述のように限定
した理由を説明する。

（．）マンガン（Ｋｎ）　： マンガンには、ろう付け時の加熱によって形或される再
結晶粒を粗大化して，粒界を通じての芯材へのろうの侵
食を防止する作用がある。

しかしながら、マンガンの含有量が０．１％ｉｔ，％未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない．一方
、マンガンの含有量が０．７ｗｔ．％を超えると、成形
加工時の冷間加工率が２〜１０％の範囲に相当する部分
でサブグレインが発生する結果、ろう付け時における芯
材へのろうの侵食が著しくなる。

従って、マンガンの含有量を、０．ｌ〜０．７リｔ．％
の範囲内に限定した。

（ｂ）銅（Ｃｕ）　： 銅には、　これを．　Ａｌ　−０．１〜０．７ｗｔ．％
Ｍｎ合金中に添加すると、冷間加工率が２〜１０％の部
分での再結晶を完全・に終了させてサブグレインの形成
を防ぎ、これにより，芯材へのろうの侵食を防止する作
用、および、素地中に固溶して合金の強度を向上させる
作用がある。

しかしながら、銅の含有量が０，２ｗｔ．％未満では、
上述した作用に所望の効果が得られない。一方、銅の含
有量が０．７ｔｉｔ．％を超えると、合金の融点が下が
る結果，ろう付け時に芯材へのろうの侵食が生ずるとと
もに、芯材の耐食性が低下する．従って、銅の含有量を
、０．２ご０　．　７ｗｔ．％の範囲内に限定した。

（Ｃ）　　マグネシウム（Ｍｇ）　： マグネシウムにも，銅と同じく、芯材へのろうの侵食を
防止する作用、および、素地中に固溶して合金の強度を
向上させる作用がある。従って、必要に応じ、Ａｌ−０
．１〜０．７ｗｔ．％旧合金中に銅と共に添加する． しかしながら、マグネシウムの含有量が０．０５ｔｉｔ
，％未満では、上述した作用に所望の効果が得られない
。一方，マグネシウムの含有量が０．６ｗｔ．％を超え
ても、上述した効果に格別の向上が得られず、逆に芯材
の耐食性が低下する。従って、マグネシウムの含有量を
、０．０５〜０．６ｔｚｔ．％の範囲内に限定した。

（ｄ）　　シリコン（Ｓｉ）　： シリコンには，　これをＩＱ−０．１〜０．７ｔｇｔＪ
Ｍｎ合金中に添加すると，　ろう付け時の加熱によりＡ
ｌ−　Ｍｎ　−　Ｓｉ化合物となって微細に分散し、合
金の強度を向上させる作用がある。

しかしながら、　シリコンの含有量が０．３ｖｔＪ未満
では、上述した作用に所望の効果が得られない。

一方、シリコンの含有量が０．６ｖｔ．％を超えると、
合金の融点が下がる結果，ろう付け時に、芯材へのろう
の侵食が生ずると共に、芯材が局部的に溶融する等の問
題が生ずる。従って、シリコンの含有量を、０．３〜０
．６ｗｔＪの範囲内に限定した。

（ｅ）　　ジルコニウム（Ｚｒ）　： ジルコニウムには，　これをＡｌ−０．１〜０．７ｗｔ
．％Ｍｎ合金中に添加すると、Ａ　Ｑ　Ｚｒ，となって
分散し、合金の強度を向上させる作用がある。

しかしながら、ジルコニウムの含有量が０．０５ｗｔ．
％未満では、上述した作用に所望の効果が得られない。

一方、ジルコニウムの含有量が０　．　２ｗｔ．％を超
えても，上述した効果に格別の向上が得られず、逆に加
工性が低下する。従って、ジルコニウムの含有量を、０
．０５〜０．２ｖｔ．％の範囲内に限定した。

次に，この発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージ
ングシートを、実施例により、本発明の範囲外のブレー
ジングシートと対比しながら説明する． ［実施例］ 第１表に示すように、この発明の範囲内の化学或分組或
を有するブレージングシートの供試体（以下、ｒ本発明
供試体』という）＆１〜７と、そして、第１表に併せて
示すように、少なくともその成分の１つがこの発明の範
囲外の化学或分組成を有するプレージングシートの供試
体（以下、「比較用供試体」という）Ｎｏ１〜９とを、
次に述べる方法によって調製した。

第１表に示す化学成分組或を有する厚さ４５ＩＩＩＩ１
のスラブを、通常の溶解鋳造法によって鋳造した。

鋳造されたスラブに対し均質化処理を施し、次いで、均
質化処理の施されたスラブを熱間圧延して厚さ９．６ｍ
ａの、芯材としてのアルミニウム合金薄板を得た４ 次いで、上述した芯材としてのアルミニウム合金薄板の
両表面に、金属ろう材として、ＪＩＳ　Ａ４１０４ニ規
定された、Ｓｉ　：　９．０−１０．５ｗｔ．％を含有
する厚さ１．２ｍのＡｌ−Ｓｉ合金系の薄板を貼り合わ
せた上、　熱間圧延して厚さ２．５ｍのクラッド薄板を
調製した。このようにして得られたクラッド薄板に対し
、適宜中間焼鈍を施しながら、２％，１０％および２０
％の３種類の冷間加工率によって冷間圧延を施し、かく
して、厚さ０．５１ＩＩＩ＋の本発明供試体Ｎａ　１〜
７および比較用供試体Ｎａ　１〜９を調製した。

このようにして調製された本発明供試体および比較用供
試体の各々に対し、１　０　−’Ｔｏｒｒの真空中にお
いて、６００℃の温度で５分間熱処理を施し、芯材への
ろうの侵食深さ，および、引張り強さを測定した。第１
表にその測定結果を併せて示す。

第１表から明らかなように，従来のＡＩ２−ｌｌｌｎ系
合金である比較用供試体Ｎｎｌ，従来のｌｌ−Ｍｎ−Ｃ
ｕ系合金である比較用供試体Ｎα２、銅の含有量が本発
明の範囲を外れて低い比較用供試体Ｎα３、銅の含有量
が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体Ｎα４、およ
び、マンガンの含有量が本発明の範囲を外れて高い比較
用供試体Ｎα６は、何れも、冷間加工率が２％および１
０％のときの芯材へのろうの侵食深さが大であり且つ引
張り強さも低かった． マンガンの含有量が本発明の範囲を外れて低い比較用供
試体ＮＱ・５は、何れの冷間加工率でも、芯材へのろう
の侵食深さが大であり，且つ、引張り強さも低かった。

シリコンの含有量が本発明の範囲を外れて低い比較用供
試体Ｎａ　７は強度が低く、そして、シリコンの含有量
が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体＆８は、何れ
の冷間加工率でも芯材へのろうの侵食深さが大であり、
且つ，ろう付け時に芯材が局部的に溶融した。ジルコニ
ウムの含有量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体
Ｎα９は強度る芯材からなる本発明供試体Ｎα１〜７は
、何れも、冷間加工率が２０％のときは勿論、冷間加工
率が２％および１０％のときの芯材へのろうの侵食深さ
が小であり、且つ、引張り強さも高かった。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明の熱交換器用アルミニウム
合金ブレージングシートによれば、その一部または全部
の冷間加工率が２〜１０％となるような成形加工を経て
ろう付けを施しても，ろう付け時における芯材へのろう
の侵食が防止され、ろう付け時における座屈やろう付け
不良、および，ろう付け後の耐食性や強度の低下が生ず
ることがない、工業上有用な効果がもたらされる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅：０．２〜０．７ｗｔ．％、および、マンガン：
   ０．１〜０．７ｗｔ．％、 を含有し、更に、 シリコン：０．３〜０．６ｗｔ．％、および、ジルコニ
   ウム：０．０５〜０．２ｗｔ．％のうちの少なくとも１
   種を含有し、そして、アルミニウムおよび不可避不純物
   ：残り からなるアルミニウム合金製の芯材の片面または両面に
   、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材をク
   ラッドしてなる、その一部または全部の冷間加工率が２
   〜１０％となる成形加工を経てろう付けされる、熱交換
   器用アルミニウム合金ブレージングシート。２、銅：０
   ．２〜０．７ｗｔ．％、 マンガン：０．１〜０．７ｗｔ．％、および、マグネシ
   ウム：０．０５〜０．６ｗｔ．％、を含有し、更に、 シリコン：０．３〜０．６ｗｔ．％、および、ジルコニ
   ウム：０．０５〜０．２ｗｔ．％のうちの少なくとも１
   種を含有し、そして、アルミニウムおよび不可避不純物
   ：残り からなるアルミニウム合金製の芯材の片面または両面に
   、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のろう材をク
   ラッドしてなる、その一部または全部の冷間加工率が２
   〜１０％となる成形加工を経てろう付けされる、熱交換
   器用アルミニウム合金ブレージングシート。