JPH04232224A - 耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材 - Google Patents
耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材Info
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- JPH04232224A JPH04232224A JP40880290A JP40880290A JPH04232224A JP H04232224 A JPH04232224 A JP H04232224A JP 40880290 A JP40880290 A JP 40880290A JP 40880290 A JP40880290 A JP 40880290A JP H04232224 A JPH04232224 A JP H04232224A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ラジエーター、カー
ヒーター、インタークーラー等の各種熱交換器のチュー
ブ等に用いられる耐食性に優れたアルミニウム合金クラ
ッド材に関する。
ヒーター、インタークーラー等の各種熱交換器のチュー
ブ等に用いられる耐食性に優れたアルミニウム合金クラ
ッド材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような熱交換器の構成材料
として、特にラジエーター用熱交換器のチューブのよう
に耐食性が要求されるような場合には、加工性に優れた
A3003合金を心材としてその内面に犠牲腐食層とし
てのA7072合金からなる皮材が被覆されたクラッド
材が使用されていた。
として、特にラジエーター用熱交換器のチューブのよう
に耐食性が要求されるような場合には、加工性に優れた
A3003合金を心材としてその内面に犠牲腐食層とし
てのA7072合金からなる皮材が被覆されたクラッド
材が使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
アルミニウム合金クラッド材では次のような欠点があっ
た。
アルミニウム合金クラッド材では次のような欠点があっ
た。
【0004】即ち、昨今のチューブ等熱交換器構成部材
の軽量化、コストダウンの要請に鑑み、チューブ等熱交
換器構成部材の薄肉化がはかられているが、心材の薄肉
化とともにA7072合金からなる皮材が30μm以下
に薄肉化されると、十分な防食効果を発揮し得ず、早期
に心材の腐食を招き易くなり、ひいては耐食性に劣ると
いう欠点があった。
の軽量化、コストダウンの要請に鑑み、チューブ等熱交
換器構成部材の薄肉化がはかられているが、心材の薄肉
化とともにA7072合金からなる皮材が30μm以下
に薄肉化されると、十分な防食効果を発揮し得ず、早期
に心材の腐食を招き易くなり、ひいては耐食性に劣ると
いう欠点があった。
【0005】この発明は、このような欠点を解消するた
めになされたものであって、皮材が30μm以下の厚さ
に薄肉化されたものでありながら、十分な防食効果を発
揮し得、耐食性に優れたものとなしうるアルミニウム合
金クラッド材の提供を目的とする。
めになされたものであって、皮材が30μm以下の厚さ
に薄肉化されたものでありながら、十分な防食効果を発
揮し得、耐食性に優れたものとなしうるアルミニウム合
金クラッド材の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Mn:0.
5〜1.5wt%を含有するAl−Mn系合金からなる
心材の少なくとも片面に、Zn:1.3〜5.0wt%
を含有し、あるいはさらにMg:0.2〜1.0wt%
を含有し、残部アルミニウムおよび不可避不純物からな
り、かつ不純物としてのCu含有量が0.05wt%以
下に規制されたアルミニウム合金からなる厚さ30μm
以下の皮材がクラッドされていることを特徴とする耐食
性に優れたアルミニウム合金クラッド材によって達成さ
れる。
5〜1.5wt%を含有するAl−Mn系合金からなる
心材の少なくとも片面に、Zn:1.3〜5.0wt%
を含有し、あるいはさらにMg:0.2〜1.0wt%
を含有し、残部アルミニウムおよび不可避不純物からな
り、かつ不純物としてのCu含有量が0.05wt%以
下に規制されたアルミニウム合金からなる厚さ30μm
以下の皮材がクラッドされていることを特徴とする耐食
性に優れたアルミニウム合金クラッド材によって達成さ
れる。
【0007】先ず心材がAl−Mn系合金に限定される
のは、Mn(マンガン)の含有により、心材に強度、加
工性、及び心材自体の耐食性を付与することができ、ひ
いてはクラッド材全体の強度、加工性、耐食性を向上し
うるからである。しかし、Mnの含有量が0.5wt%
未満では、上記効果が少なく、逆に1.5wt%を超え
ても上記効果が飽和し、コスト上昇に見合うだけの効果
が得られない虞れがあるばかりか、粗大晶出物を生成し
、加工性を劣化させる虞れがある。従って、Mnの含有
量は0.5〜1.5wt%とする必要がある。特に好ま
しいMnの含有量は、0.7〜1.2wt%である。
のは、Mn(マンガン)の含有により、心材に強度、加
工性、及び心材自体の耐食性を付与することができ、ひ
いてはクラッド材全体の強度、加工性、耐食性を向上し
うるからである。しかし、Mnの含有量が0.5wt%
未満では、上記効果が少なく、逆に1.5wt%を超え
ても上記効果が飽和し、コスト上昇に見合うだけの効果
が得られない虞れがあるばかりか、粗大晶出物を生成し
、加工性を劣化させる虞れがある。従って、Mnの含有
量は0.5〜1.5wt%とする必要がある。特に好ま
しいMnの含有量は、0.7〜1.2wt%である。
【0008】心材には、Mnの他、例えばSi(珪素)
、Fe(鉄)、Cu(銅)等の第三元素の含有が許容さ
れる。Siは、該クラッド材をろう付けした場合に、ろ
う付後の強度向上に寄与するものであるが、0.05w
t%未満では、上記効果に乏しく、逆に0.3wt%を
超えると耐食性の悪化を招くおそれがある。従って、S
iを含有する場合の含有量は、0.05〜0.3wt%
程度とすべきである。特に好ましくは、0.1〜0.2
wt%とすべきである。Feは、結晶粒微細化と強度向
上及び高温での粒界腐食の抑制に寄与するものであるが
、0.03wt%未満ではその効果に乏しく、1.0w
t%を超えると効果が飽和する。従って、Feを含有す
る場合の含有量は、0.03〜1.0wt%程度とすべ
きである。特に好ましくは、0.1〜0.6wt%とす
べきである。Cuは皮材の陰極防食効果、外面(皮材の
反対面)からの腐食の進行防止に寄与するものであるが
、0.05wt%未満ではその効果がなく、逆に0.2
wt%を超えると、皮材へCuが拡散するため、心材と
皮材の電位差が小さくなり、皮材の陰極防食効果を阻害
するという欠点を派生する。従って、Cuを含有する場
合の含有量は、0.05〜0.2wt%程度とすべきで
ある。特に好ましくは、0.07〜0.15wt%とす
べきである。
、Fe(鉄)、Cu(銅)等の第三元素の含有が許容さ
れる。Siは、該クラッド材をろう付けした場合に、ろ
う付後の強度向上に寄与するものであるが、0.05w
t%未満では、上記効果に乏しく、逆に0.3wt%を
超えると耐食性の悪化を招くおそれがある。従って、S
iを含有する場合の含有量は、0.05〜0.3wt%
程度とすべきである。特に好ましくは、0.1〜0.2
wt%とすべきである。Feは、結晶粒微細化と強度向
上及び高温での粒界腐食の抑制に寄与するものであるが
、0.03wt%未満ではその効果に乏しく、1.0w
t%を超えると効果が飽和する。従って、Feを含有す
る場合の含有量は、0.03〜1.0wt%程度とすべ
きである。特に好ましくは、0.1〜0.6wt%とす
べきである。Cuは皮材の陰極防食効果、外面(皮材の
反対面)からの腐食の進行防止に寄与するものであるが
、0.05wt%未満ではその効果がなく、逆に0.2
wt%を超えると、皮材へCuが拡散するため、心材と
皮材の電位差が小さくなり、皮材の陰極防食効果を阻害
するという欠点を派生する。従って、Cuを含有する場
合の含有量は、0.05〜0.2wt%程度とすべきで
ある。特に好ましくは、0.07〜0.15wt%とす
べきである。
【0009】一方、皮材が30μm以下の厚さに規定さ
れるのは、30μmを超える厚さでは、クラッド材ひい
ては熱交換器などの軽量化及びコスト低減の効果が得ら
れないからである。
れるのは、30μmを超える厚さでは、クラッド材ひい
ては熱交換器などの軽量化及びコスト低減の効果が得ら
れないからである。
【0010】この発明では、皮材を30μm以下の厚さ
に規定したことゝの関係で、皮材の組成としてZn:1
.3〜5.0wt%を含有するAl−Zn系合金を用い
るものとする。こゝに、Zn(亜鉛)は皮材を犠牲腐食
させるための元素であり、これにより心材ひいてはクラ
ッド材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。し
かし、1.3wt%未満の含有量では、その効果がなく
、逆に5.0wt%を超えると過腐食を招いて逆に耐食
性を悪化させるとか圧延性を阻害するという欠点を派生
する。特に好ましいZnの含有範囲は、2〜4wt%で
ある。
に規定したことゝの関係で、皮材の組成としてZn:1
.3〜5.0wt%を含有するAl−Zn系合金を用い
るものとする。こゝに、Zn(亜鉛)は皮材を犠牲腐食
させるための元素であり、これにより心材ひいてはクラ
ッド材の耐食性を向上させるのに有効な元素である。し
かし、1.3wt%未満の含有量では、その効果がなく
、逆に5.0wt%を超えると過腐食を招いて逆に耐食
性を悪化させるとか圧延性を阻害するという欠点を派生
する。特に好ましいZnの含有範囲は、2〜4wt%で
ある。
【0011】任意添加元素として皮材への含有が許容さ
れるMg(マグネシウム)も犠牲腐食による耐食性の向
上に寄与するものである。しかしその含有量が0.2w
t%未満ではその効果に乏しい。一方、1.0wt%を
超えてもその効果が飽和し、無駄となる。特に好ましい
Mgの含有範囲は、0.3〜0.8wt%である。なお
、皮材にはSi:0.3wt%以下、Fe:0.3wt
%以下程度の不可避不純物の含有が許容される。また、
不純物としてのCuの含有量は0.05wt%以下に規
制されなければならない。Cuの含有量が0.05wt
%を超えると皮材の電位が相対的に貴となってZnの犠
牲腐食効果を阻害するからである。特に好ましくは0.
01wt%以下に規制するのが良い。
れるMg(マグネシウム)も犠牲腐食による耐食性の向
上に寄与するものである。しかしその含有量が0.2w
t%未満ではその効果に乏しい。一方、1.0wt%を
超えてもその効果が飽和し、無駄となる。特に好ましい
Mgの含有範囲は、0.3〜0.8wt%である。なお
、皮材にはSi:0.3wt%以下、Fe:0.3wt
%以下程度の不可避不純物の含有が許容される。また、
不純物としてのCuの含有量は0.05wt%以下に規
制されなければならない。Cuの含有量が0.05wt
%を超えると皮材の電位が相対的に貴となってZnの犠
牲腐食効果を阻害するからである。特に好ましくは0.
01wt%以下に規制するのが良い。
【0012】この発明に係るアルミニウム合金クラッド
材の製造法は、特に限定されることはなく、通常のクラ
ッド材の製造方法と同様に行えば良い。即ち、アルミニ
ウム合金鋳塊に均質化処理、面削等を施したのち、熱間
圧延、冷間圧延を順次的に施して心材と皮材とをクラッ
ドすれば良い。
材の製造法は、特に限定されることはなく、通常のクラ
ッド材の製造方法と同様に行えば良い。即ち、アルミニ
ウム合金鋳塊に均質化処理、面削等を施したのち、熱間
圧延、冷間圧延を順次的に施して心材と皮材とをクラッ
ドすれば良い。
【0013】この発明に係るクラッド材は、皮材を腐食
環境側に配置して使用される。例えば、第1図に示すア
ルミニウム製ラジエーターのチューブ(1)として用い
る場合には、Al−Zn系合金からなる皮材(1b)を
水と接する内面材として用いるのが良い。なお、この皮
材(1b)は少なくとも心材(1a)の片面にクラッド
されゝば足り、片面側にはフィン(2)とろう接するた
めのろう材層(1c)をクラッドしても良い。なお、第
1図に示すラジエーターにおいて、各構成部材の組成の
一例を示すと次のとおりである。即ち、チューブ(1)
(肉厚0.18mm)の心材(1a)はAl−1wt%
Mn−0.6wt%Fe−0.2wt%Si−0.13
wt%Cu合金、内面皮材(1b)はAl−2.5wt
%Zn合金、外面皮材(1c)はBA4343合金で構
成されている。フィン(2)(肉厚0.07mm)は0
.01〜0.1wt%のInを添加したAl−Mn系合
金を用いるのが望ましく、具体的にはAl−1wt%M
n−0.05wt%In合金で構成されている。ヘッダ
ー(3)(肉厚1.6mm)の心材(3a)はA300
3合金、内面皮材(3b)はA7072合金、外面皮材
(3c)はBA4045合金で構成されている。
環境側に配置して使用される。例えば、第1図に示すア
ルミニウム製ラジエーターのチューブ(1)として用い
る場合には、Al−Zn系合金からなる皮材(1b)を
水と接する内面材として用いるのが良い。なお、この皮
材(1b)は少なくとも心材(1a)の片面にクラッド
されゝば足り、片面側にはフィン(2)とろう接するた
めのろう材層(1c)をクラッドしても良い。なお、第
1図に示すラジエーターにおいて、各構成部材の組成の
一例を示すと次のとおりである。即ち、チューブ(1)
(肉厚0.18mm)の心材(1a)はAl−1wt%
Mn−0.6wt%Fe−0.2wt%Si−0.13
wt%Cu合金、内面皮材(1b)はAl−2.5wt
%Zn合金、外面皮材(1c)はBA4343合金で構
成されている。フィン(2)(肉厚0.07mm)は0
.01〜0.1wt%のInを添加したAl−Mn系合
金を用いるのが望ましく、具体的にはAl−1wt%M
n−0.05wt%In合金で構成されている。ヘッダ
ー(3)(肉厚1.6mm)の心材(3a)はA300
3合金、内面皮材(3b)はA7072合金、外面皮材
(3c)はBA4045合金で構成されている。
【0014】
【実施例】次にこの発明の実施例を示す。
【0015】第1表に示す各種組成のアルミニウム合金
心材の片面に皮材がクラッドされたクラッド材を製作し
た。心材の厚さはいずれも1mmとし、皮材の厚さはい
ずれも20μmとした。なお、試料No18、19につ
いては、心材単板を製作した。また、製造方法は以下に
従った。即ち、厚さ40mmの心材と皮材のスラブをそ
れぞれ560℃×10時間均質化処理したのち、32m
mの厚さまで面削した。次いで、500℃×30分加熱
し、心材については厚さ10mmまで皮材について厚さ
0.2mmまでそれぞれ熱間圧延を施した。次に、心材
と皮材とをクラッドしたのち、500℃×30分加熱し
、更に心材が厚さ2mmになるまで熱間圧延したのち、
さらに心材が厚さ1mmになるまで冷間圧延することに
より行った。
心材の片面に皮材がクラッドされたクラッド材を製作し
た。心材の厚さはいずれも1mmとし、皮材の厚さはい
ずれも20μmとした。なお、試料No18、19につ
いては、心材単板を製作した。また、製造方法は以下に
従った。即ち、厚さ40mmの心材と皮材のスラブをそ
れぞれ560℃×10時間均質化処理したのち、32m
mの厚さまで面削した。次いで、500℃×30分加熱
し、心材については厚さ10mmまで皮材について厚さ
0.2mmまでそれぞれ熱間圧延を施した。次に、心材
と皮材とをクラッドしたのち、500℃×30分加熱し
、更に心材が厚さ2mmになるまで熱間圧延したのち、
さらに心材が厚さ1mmになるまで冷間圧延することに
より行った。
【0016】上記により製作したクラッド材を、N2
ガス雰囲気中で605℃×10分の条件で加熱すること
によりろう付け相当の熱処理を行った。
ガス雰囲気中で605℃×10分の条件で加熱すること
によりろう付け相当の熱処理を行った。
【0017】次に、上記の各試料について腐食試験を行
い、各材料の腐食深さを測定した。腐食試験はASTM
規格D1384−87に準拠したグラスウェアーテスト
により行った。また、腐食液は、OY水(Cl− :2
00ppm、SO4 2−:60ppm、Fe3+:3
0ppm、Cu2+:1ppm)、液温95±1℃を用
い、テスト時間250時間の条件で行った。
い、各材料の腐食深さを測定した。腐食試験はASTM
規格D1384−87に準拠したグラスウェアーテスト
により行った。また、腐食液は、OY水(Cl− :2
00ppm、SO4 2−:60ppm、Fe3+:3
0ppm、Cu2+:1ppm)、液温95±1℃を用
い、テスト時間250時間の条件で行った。
【0018】その結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】上記表1の結果から、本発明実施品は、従
来品に較べて最大孔食深さが小さく耐食性に優れている
ことがわかる。
来品に較べて最大孔食深さが小さく耐食性に優れている
ことがわかる。
【0021】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、皮材が30μ
m以下の厚さであるにも拘らず、皮材の優れた犠牲腐食
効果によってきわめて耐食性に優れたクラッド材となし
うる。しかも皮材が30μm以下の厚さに規定されてい
るから、軽量化及びコストダウンをはかりうるクラッド
材となしうる。その結果、優れた耐食性を維持しつつ軽
量化、コストダウンの要請を十分に満足し得る熱交換器
等の提供が可能となる。
m以下の厚さであるにも拘らず、皮材の優れた犠牲腐食
効果によってきわめて耐食性に優れたクラッド材となし
うる。しかも皮材が30μm以下の厚さに規定されてい
るから、軽量化及びコストダウンをはかりうるクラッド
材となしうる。その結果、優れた耐食性を維持しつつ軽
量化、コストダウンの要請を十分に満足し得る熱交換器
等の提供が可能となる。
【図1】この発明のクラッド材を用いたアルミニウムラ
ジエータの一部を示す断面図である。
ジエータの一部を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Mn:0.5〜1.5wt%を含有す
るAl−Mn系合金からなる心材の少なくとも片面に、
Zn:1.3〜5.0wt%を含有し、残部アルミニウ
ムおよび不可避不純物からなり、かつ不純物としてのC
u含有量が0.05wt%以下に規制されたアルミニウ
ム合金からなる厚さ30μm以下の皮材がクラッドされ
ていることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム合
金クラッド材。 - 【請求項2】 Mn:0.5〜1.5wt%を含有す
るAl−Mn系合金からなる心材の少なくとも片面に、
Zn:1.3〜5.0wt%、Mg:0.2〜1.0w
t%を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物から
なり、かつ不純物としてのCu含有量が0.05wt%
以下に規制されたアルミニウム合金からなる厚さ30μ
m以下の皮材がクラッドされていることを特徴とする耐
食性に優れたアルミニウム合金クラッド材。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2408802A JP2815709B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 耐食性に優れたアルミニウム合金クラッド材 |
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