JPH06240398A - 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 - Google Patents
熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材Info
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- JPH06240398A JPH06240398A JP5051566A JP5156693A JPH06240398A JP H06240398 A JPH06240398 A JP H06240398A JP 5051566 A JP5051566 A JP 5051566A JP 5156693 A JP5156693 A JP 5156693A JP H06240398 A JPH06240398 A JP H06240398A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車の熱交換器のチューブ材等として用い
られる従来よりも高強度で高耐食性のアルミニウム合金
複合材を提供する。 【構成】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
（８）を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合
金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材
（５）をクラッドしたアルミニウム合金複合材におい
て、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材（７）をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材（６）をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５
wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％
を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合
金とし、ろう材側芯材（７）の厚さが芯材全体の厚さの
３０％以上であることを特徴とする熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。
られる従来よりも高強度で高耐食性のアルミニウム合金
複合材を提供する。 【構成】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
（８）を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合
金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材
（５）をクラッドしたアルミニウム合金複合材におい
て、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材（７）をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材（６）をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５
wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％
を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合
金とし、ろう材側芯材（７）の厚さが芯材全体の厚さの
３０％以上であることを特徴とする熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の熱交換器等に用
いられるアルミニウム合金複合材に関するものであり、
更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するパイプ等の
材料として用いられる熱交換器用高強度高耐食性アルミ
ニウム合金複合材に関するものである。
いられるアルミニウム合金複合材に関するものであり、
更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するパイプ等の
材料として用いられる熱交換器用高強度高耐食性アルミ
ニウム合金複合材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の熱交換器にはラジエーター、
カーエアコン、インタークーラー、オイルクーラー等種
々あるが、例えばラジエーターとしては図１に示すよう
な構造のものが用いられている。図１において１はチュ
ーブ、２はフィン、３はヘッダー、４はタンクである。
チューブ１、フィン２およびヘッダー３にはアルミ材料
が用いられており、タンク４は樹脂製のものが多く用い
られている。チューブ１とフィン２とヘッダー３は弗化
物系のフラックスを使用するろう付による接合によって
一体化され、これに樹脂製タンクが機械的接合（かしめ
加工）により取り付けられて、ラジエーターが製造され
る。チューブ材としてはＡｌ−Ｍｎ系合金である３００
３合金を芯材とし芯材のフィン側（大気側）の面にＡｌ
−Ｓｉ系合金である４３４３合金、４０４５合金などの
ろう材をクラッドし、他の面（冷媒側）にＡｌ−Ｚｎ系
合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金などの犠牲陽極材をクラ
ッドした３層構造のアルミニウム合金複合材を電縫加工
およびロール成形加工により偏平管としたものを用いて
いる。その板厚は０．３〜０．４ｍｍである。フィン材
としては３００３合金にＺｎを添加して犠牲陽極作用を
持たせた材料を使用しており、その肉厚は０．０８〜
０．１１ｍｍである。またヘッダー材としてはチューブ
材と同様に３００３合金の芯材の大気側にろう材をクラ
ッドし、冷媒側に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウ
ム合金複合材が使用されており、その肉厚は１〜２ｍｍ
である。
カーエアコン、インタークーラー、オイルクーラー等種
々あるが、例えばラジエーターとしては図１に示すよう
な構造のものが用いられている。図１において１はチュ
ーブ、２はフィン、３はヘッダー、４はタンクである。
チューブ１、フィン２およびヘッダー３にはアルミ材料
が用いられており、タンク４は樹脂製のものが多く用い
られている。チューブ１とフィン２とヘッダー３は弗化
物系のフラックスを使用するろう付による接合によって
一体化され、これに樹脂製タンクが機械的接合（かしめ
加工）により取り付けられて、ラジエーターが製造され
る。チューブ材としてはＡｌ−Ｍｎ系合金である３００
３合金を芯材とし芯材のフィン側（大気側）の面にＡｌ
−Ｓｉ系合金である４３４３合金、４０４５合金などの
ろう材をクラッドし、他の面（冷媒側）にＡｌ−Ｚｎ系
合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金などの犠牲陽極材をクラ
ッドした３層構造のアルミニウム合金複合材を電縫加工
およびロール成形加工により偏平管としたものを用いて
いる。その板厚は０．３〜０．４ｍｍである。フィン材
としては３００３合金にＺｎを添加して犠牲陽極作用を
持たせた材料を使用しており、その肉厚は０．０８〜
０．１１ｍｍである。またヘッダー材としてはチューブ
材と同様に３００３合金の芯材の大気側にろう材をクラ
ッドし、冷媒側に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウ
ム合金複合材が使用されており、その肉厚は１〜２ｍｍ
である。
【０００３】そして近年では自動車の軽量化に対する要
求が強まり、それに対応するために自動車熱交換器の軽
量化も迫られている。そのため各部材の薄肉化が検討さ
れており、アルミニウム合金複合材も薄肉化のために芯
材にＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合
金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金など従来のＡ
ｌ−Ｍｎ系合金に比較してより高強度で高耐食性の合金
を採用することが進められている。
求が強まり、それに対応するために自動車熱交換器の軽
量化も迫られている。そのため各部材の薄肉化が検討さ
れており、アルミニウム合金複合材も薄肉化のために芯
材にＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合
金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金など従来のＡ
ｌ−Ｍｎ系合金に比較してより高強度で高耐食性の合金
を採用することが進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに弗化物系のフ
ラックスを使用するろう付においては、前記のようなＭ
ｇを含有する合金を芯材とするアルミニウム合金複合材
はろう付性が不安定である。例えばチューブ材として用
いるアルミニウム合金複合材では芯材に０．３wt％以上
のＭｇを添加すると、ろう付中にＭｇが芯材からろう材
中に拡散して行きろう付時に塗布したフラックス中のＦ
とＭｇが反応し、チューブ材表面にＭｇＦ化合物を形成
し、チューブ材とフィンとのろう付性を著しく劣化させ
る。またヘッダーとチューブの接合部においても同様の
ろう付不良が起こる場合がある。チューブやフィンなど
の板厚が薄い場合には、Ｍｇは前記のようにろう付不良
の原因となるばかりではなく、ろう付中に材料中から材
料表面に拡散して芯材中のＭｇ量が著しく低下すること
により、ろう付後の強度の低下をひき起こす。さらに
は、従来のろう材、芯材、犠牲陽極材が各々１層である
３層アルミニウム合金複合材において、芯材に０．３Wt
％以上のＭｇを添加した場合、芯材中のＳｉとＭｇがＭ
ｇ2 Ｓｉの化合物となって、粒界に多量析出し、この析
出物によって粒界腐食を引き起こす等の問題が出てく
る。
ラックスを使用するろう付においては、前記のようなＭ
ｇを含有する合金を芯材とするアルミニウム合金複合材
はろう付性が不安定である。例えばチューブ材として用
いるアルミニウム合金複合材では芯材に０．３wt％以上
のＭｇを添加すると、ろう付中にＭｇが芯材からろう材
中に拡散して行きろう付時に塗布したフラックス中のＦ
とＭｇが反応し、チューブ材表面にＭｇＦ化合物を形成
し、チューブ材とフィンとのろう付性を著しく劣化させ
る。またヘッダーとチューブの接合部においても同様の
ろう付不良が起こる場合がある。チューブやフィンなど
の板厚が薄い場合には、Ｍｇは前記のようにろう付不良
の原因となるばかりではなく、ろう付中に材料中から材
料表面に拡散して芯材中のＭｇ量が著しく低下すること
により、ろう付後の強度の低下をひき起こす。さらに
は、従来のろう材、芯材、犠牲陽極材が各々１層である
３層アルミニウム合金複合材において、芯材に０．３Wt
％以上のＭｇを添加した場合、芯材中のＳｉとＭｇがＭ
ｇ2 Ｓｉの化合物となって、粒界に多量析出し、この析
出物によって粒界腐食を引き起こす等の問題が出てく
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に薄肉のラ
ジエーターチューブ材として用いるアルミニウム合金複
合材において、芯材からろう材中へのＭｇの拡散による
ろう付性の低下を防止し、なおかつ、ろう付後に高強度
高耐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。即ち、請求項１記載の発明は、芯材の片面に
Ａｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合
金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を
超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有
し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材である。請求項２記載の発明は、芯
材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ
−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム
合金複合材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯
材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt
％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含
有し、さらに各々０．０５〜０．３wt％のＣｒ、Ｚｒ、
Ｔｉのうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと
不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側
芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、
４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、ろう
材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上であるこ
とを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム
合金複合材である。請求項３記載の発明は、芯材の片面
にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系
合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合
材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を
超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有
し、さらに各々０．０５〜０．３wt％のＣｕ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、ろう材側
芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上であることを
特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金
複合材である。請求項４記載の発明は、芯材の片面にＡ
ｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合
金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、さ
らに各々０．０５〜０．３wt％のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのう
ちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不可避的
不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側芯材をＳ
ｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、４．０wt％
以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有し、さらに各々
０．０５〜０．３wt％のＣｕ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうち
の１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯
材全体の厚さの３０％以上であることを特徴とする熱交
換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材である。
ジエーターチューブ材として用いるアルミニウム合金複
合材において、芯材からろう材中へのＭｇの拡散による
ろう付性の低下を防止し、なおかつ、ろう付後に高強度
高耐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。即ち、請求項１記載の発明は、芯材の片面に
Ａｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合
金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を
超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有
し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材である。請求項２記載の発明は、芯
材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ
−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム
合金複合材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯
材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt
％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含
有し、さらに各々０．０５〜０．３wt％のＣｒ、Ｚｒ、
Ｔｉのうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと
不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側
芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、
４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、ろう
材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上であるこ
とを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム
合金複合材である。請求項３記載の発明は、芯材の片面
にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系
合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合
材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、残
部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲
陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を
超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有
し、さらに各々０．０５〜０．３wt％のＣｕ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金とし、ろう材側
芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上であることを
特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金
複合材である。請求項４記載の発明は、芯材の片面にＡ
ｌ−Ｓｉ系合金のろう材を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合
金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をＭｎ
０．５〜１．５wt％、Ｃｕ０．３〜１．５wt％、Ｓｉ
０．２〜１．５wt％、Ｍｇ０．２wt％以下を含有し、さ
らに各々０．０５〜０．３wt％のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのう
ちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不可避的
不純物とからなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側芯材をＳ
ｉ０．３wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、４．０wt％
以下、Ｍｎ０．５〜１．５wt％を含有し、さらに各々
０．０５〜０．３wt％のＣｕ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうち
の１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯
材全体の厚さの３０％以上であることを特徴とする熱交
換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材である。
【０００６】請求項１乃至請求項４記載の発明において
犠牲陽極材としては、Ｚｎ１．３〜６．０wt％を含有
し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt％、Ｉ
ｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．０wt
％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．５wt
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物とからなるＡｌ合金、Ｍｇ０．５〜４．０
wt％を含有し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．
０wt％、Ｉｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜
１．０wt％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜
１．５wt％のちの１種または２種以上を含有し、残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、およびＭｇ
０．５〜４．０wt％、Ｚｎ１．０〜６．０wt％を含有
し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt％、Ｉ
ｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．０wt
％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．５wt
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物とからなるＡｌ合金が望ましい。
犠牲陽極材としては、Ｚｎ１．３〜６．０wt％を含有
し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt％、Ｉ
ｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．０wt
％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．５wt
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物とからなるＡｌ合金、Ｍｇ０．５〜４．０
wt％を含有し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．
０wt％、Ｉｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜
１．０wt％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜
１．５wt％のちの１種または２種以上を含有し、残部Ａ
ｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金、およびＭｇ
０．５〜４．０wt％、Ｚｎ１．０〜６．０wt％を含有
し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt％、Ｉ
ｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．０wt
％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．５wt
％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌと不
可避的不純物とからなるＡｌ合金が望ましい。
【０００７】
【作用】本発明においては芯材を二層構造とし、ろう材
側の芯材（以下Ａ材という）にはＭｇの少ない材料を用
いて、ろう材中へのＭｇの拡散を少なくしてろう付性の
低下を防止し、合わせてＭｇ2 Ｓｉの粒界析出による粒
界腐食を抑制する機能を持たせている。またＣｕ添加に
より強度の向上を図っている。また、犠牲陽極材側の芯
材（以下Ｂ材という）には、Ｍｇの含有量の多い材料を
用い、強度の向上を図っている。また、Ｃｕを必須添加
元素ではなく、選択添加元素として微量添加することに
より、強度向上と耐食性のバランスを維持している。即
ち、Ｃｕを選択的に微量添加することにより、ろう付加
熱に伴うＢ材から犠牲陽極材へのＣｕ拡散量を最小限に
抑え、犠牲陽極効果を維持しながら、芯材の強度向上を
図るというものである。さらにＭｇの少ないＡ材の厚さ
を芯材全体の厚さの３０％以上とすることにより、Ｍｇ
2 Ｓｉによる粒界腐食を抑制し、強度、ろう付性、耐食
性のバランスを維持し、各々の特性を向上させたもので
ある。図２に本発明アルミニウム合金複合材の断面図を
示す。図２において、５は犠牲陽極材、６は犠牲陽極材
側芯材（Ｂ材）、７はろう材側芯材（Ａ材）、８はろう
材である。図２に示したように本発明アルミニウム合金
複合材は、芯材が二層構造となっている。
側の芯材（以下Ａ材という）にはＭｇの少ない材料を用
いて、ろう材中へのＭｇの拡散を少なくしてろう付性の
低下を防止し、合わせてＭｇ2 Ｓｉの粒界析出による粒
界腐食を抑制する機能を持たせている。またＣｕ添加に
より強度の向上を図っている。また、犠牲陽極材側の芯
材（以下Ｂ材という）には、Ｍｇの含有量の多い材料を
用い、強度の向上を図っている。また、Ｃｕを必須添加
元素ではなく、選択添加元素として微量添加することに
より、強度向上と耐食性のバランスを維持している。即
ち、Ｃｕを選択的に微量添加することにより、ろう付加
熱に伴うＢ材から犠牲陽極材へのＣｕ拡散量を最小限に
抑え、犠牲陽極効果を維持しながら、芯材の強度向上を
図るというものである。さらにＭｇの少ないＡ材の厚さ
を芯材全体の厚さの３０％以上とすることにより、Ｍｇ
2 Ｓｉによる粒界腐食を抑制し、強度、ろう付性、耐食
性のバランスを維持し、各々の特性を向上させたもので
ある。図２に本発明アルミニウム合金複合材の断面図を
示す。図２において、５は犠牲陽極材、６は犠牲陽極材
側芯材（Ｂ材）、７はろう材側芯材（Ａ材）、８はろう
材である。図２に示したように本発明アルミニウム合金
複合材は、芯材が二層構造となっている。
【０００８】以下Ａ材、Ｂ材における添加元素の添加理
由と添加量の限定理由についてのべる。Ａ材において、
Ｍｎは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を０．５〜１．５wt％（以下％と略記）としたの
は０．５％未満では効果がなく、１．５％を超えると塑
性加工性が低下するからである。Ｃｕは強度と耐食性を
向上させるために添加するもので、添加量を０．３〜
１．５％としたのは０．３％未満では効果がなく１．５
％を超えると塑性加工性が低下するからである。Ｓｉは
ろう付後、マトリックス中に固溶し、強度向上に効果が
ある。添加量を０．２〜１．５％としたのは０．２％未
満では効果が少なく、１．５％を超えると単体Ｓｉが多
くなり、塑性加工性が低下し、さらにＭｇ2 Ｓｉの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。Ｍｇはろう付後の強度向上に効果があるが、０．２
％を超えて添加するとろう材側に拡散してろう付性を低
下させたり、Ｓｉと反応してＭｇ2 Ｓｉの粒界析出によ
る粒界腐食を引き起こす恐れがあるので、０．２％以下
とする。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉはいずれも強度向上に効果が
あるが、それぞれ０．０５％未満では効果がなく、０．
３％を超えると巨大な化合物を形成して塑性加工性を低
下させる。Ｆｅは３００３合金の不純物程度の添加は良
いが、少ないほど耐食性は良好となる。
由と添加量の限定理由についてのべる。Ａ材において、
Ｍｎは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を０．５〜１．５wt％（以下％と略記）としたの
は０．５％未満では効果がなく、１．５％を超えると塑
性加工性が低下するからである。Ｃｕは強度と耐食性を
向上させるために添加するもので、添加量を０．３〜
１．５％としたのは０．３％未満では効果がなく１．５
％を超えると塑性加工性が低下するからである。Ｓｉは
ろう付後、マトリックス中に固溶し、強度向上に効果が
ある。添加量を０．２〜１．５％としたのは０．２％未
満では効果が少なく、１．５％を超えると単体Ｓｉが多
くなり、塑性加工性が低下し、さらにＭｇ2 Ｓｉの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。Ｍｇはろう付後の強度向上に効果があるが、０．２
％を超えて添加するとろう材側に拡散してろう付性を低
下させたり、Ｓｉと反応してＭｇ2 Ｓｉの粒界析出によ
る粒界腐食を引き起こす恐れがあるので、０．２％以下
とする。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉはいずれも強度向上に効果が
あるが、それぞれ０．０５％未満では効果がなく、０．
３％を超えると巨大な化合物を形成して塑性加工性を低
下させる。Ｆｅは３００３合金の不純物程度の添加は良
いが、少ないほど耐食性は良好となる。
【０００９】Ｂ材において、Ｓｉはマトリックス中に固
溶し、強度向上に効果がある。添加量を０．３％未満と
したのは、０．３％以上含有すると、Ｍｇ2 Ｓｉの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。Ｍｇはろう付後の強度向上の効果があり、添加量を
１．５％を超え４．０％以下と限定したのは、１．５％
以下では効果がなく、４．０％を超えると、たとえＢ材
の厚さが二層芯材全体の厚さに占める割合が規定条件を
満たしていても、ろう付時に溶融あるいは拡散に伴うＭ
ｇ2 Ｓｉ化合物の粒界析出量が多くなり、それによって
粒界腐食を引き起こす恐れがあり、その腐食部位が多く
なり耐食性が劣化する等の問題が出てくるためである。
Ｍｎは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を０．５〜１．５％としたのは０．５％未満では
効果がなく、１．５％を超えると塑性加工性が低下する
からである。Ｃｕは強度向上に効果があるが、０．０５
％未満では効果がなく、０．３％を超えるとろう付加熱
に伴う犠牲陽極材側へのＣｕの多量拡散により、犠牲陽
極材の犠牲陽極効果が低下し、熱交換器用アルミニウム
合金複合材として耐食性が劣化するためである。Ｃｒ、
Ｚｒ、Ｔｉはいずれも強度向上に効果があるが、各々
０．０５％未満では効果がなく、０．３％を超えると巨
大な化合物を形成して塑性加工性を低下させる。Ｆｅは
３００３合金の不純物程度の添加は良いが、少ないほど
耐食性は良好となる。
溶し、強度向上に効果がある。添加量を０．３％未満と
したのは、０．３％以上含有すると、Ｍｇ2 Ｓｉの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。Ｍｇはろう付後の強度向上の効果があり、添加量を
１．５％を超え４．０％以下と限定したのは、１．５％
以下では効果がなく、４．０％を超えると、たとえＢ材
の厚さが二層芯材全体の厚さに占める割合が規定条件を
満たしていても、ろう付時に溶融あるいは拡散に伴うＭ
ｇ2 Ｓｉ化合物の粒界析出量が多くなり、それによって
粒界腐食を引き起こす恐れがあり、その腐食部位が多く
なり耐食性が劣化する等の問題が出てくるためである。
Ｍｎは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を０．５〜１．５％としたのは０．５％未満では
効果がなく、１．５％を超えると塑性加工性が低下する
からである。Ｃｕは強度向上に効果があるが、０．０５
％未満では効果がなく、０．３％を超えるとろう付加熱
に伴う犠牲陽極材側へのＣｕの多量拡散により、犠牲陽
極材の犠牲陽極効果が低下し、熱交換器用アルミニウム
合金複合材として耐食性が劣化するためである。Ｃｒ、
Ｚｒ、Ｔｉはいずれも強度向上に効果があるが、各々
０．０５％未満では効果がなく、０．３％を超えると巨
大な化合物を形成して塑性加工性を低下させる。Ｆｅは
３００３合金の不純物程度の添加は良いが、少ないほど
耐食性は良好となる。
【００１０】本発明において、ろう材側の芯材（Ａ材）
厚さを芯材全体の厚さの３０％以上と規定した理由を以
下に述べる。Ｍｇの少ないＡ材厚さが芯全体の厚さの３
０％未満の場合、すなわちＭｇの多いＢ材の割合が７０
％を超える場合、理論上はＭｇ量が多い分強度が向上す
ることになるが、実際にはＭｇ量によって逆に強度が低
下するという現象が起きる場合がある。これはＡ材の方
がＢ材よりも層厚さが薄いために、ろう付加熱により大
量のＭｇがろう材表面に濃化し、Ｍｇ添加による芯材強
度が予想以上に低下するばかりか、ろう付性も劣化す
る。また、Ａ材厚さの割合が３０％未満の場合、Ｍｇ量
の多いＢ材厚さの方がＡ材よりも厚くなるために、ろう
付後、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物の粒界析出等に伴う粒界腐食部
位が拡大し、それによって腐食進行が速まり、早期に貫
通する恐れが出てきて、熱交換器用アルミニウム合金複
合材としての機能を失う結果を招くことになる。したが
って、ろう付に伴うろう付表面へのＭｇの大量濃化の抑
制、およびＭｇ2 Ｓｉ等による粒界腐食量を抑制させ
て、強度、ろう付性、耐食性のバランスを向上させた熱
交換器用アルミニウム合金複合材を提供するためには、
Ａ材厚さの二層芯材全体厚さに占める割合が３０％以上
であることが必要である。
厚さを芯材全体の厚さの３０％以上と規定した理由を以
下に述べる。Ｍｇの少ないＡ材厚さが芯全体の厚さの３
０％未満の場合、すなわちＭｇの多いＢ材の割合が７０
％を超える場合、理論上はＭｇ量が多い分強度が向上す
ることになるが、実際にはＭｇ量によって逆に強度が低
下するという現象が起きる場合がある。これはＡ材の方
がＢ材よりも層厚さが薄いために、ろう付加熱により大
量のＭｇがろう材表面に濃化し、Ｍｇ添加による芯材強
度が予想以上に低下するばかりか、ろう付性も劣化す
る。また、Ａ材厚さの割合が３０％未満の場合、Ｍｇ量
の多いＢ材厚さの方がＡ材よりも厚くなるために、ろう
付後、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物の粒界析出等に伴う粒界腐食部
位が拡大し、それによって腐食進行が速まり、早期に貫
通する恐れが出てきて、熱交換器用アルミニウム合金複
合材としての機能を失う結果を招くことになる。したが
って、ろう付に伴うろう付表面へのＭｇの大量濃化の抑
制、およびＭｇ2 Ｓｉ等による粒界腐食量を抑制させ
て、強度、ろう付性、耐食性のバランスを向上させた熱
交換器用アルミニウム合金複合材を提供するためには、
Ａ材厚さの二層芯材全体厚さに占める割合が３０％以上
であることが必要である。
【００１１】本発明は、犠牲陽極材にＺｎのみ必須、Ｍ
ｇのみ必須、あるいはＺｎ、Ｍｇのみ必須添加すること
により、耐食性の向上を図り、特にＭｇ添加により犠牲
陽極材にて複合材の強度をより向上させるのである。ま
た、必要に応じてＳｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｍｎの１種
または２種以上を添加させることにより複合材としての
耐食性が一層向上するのである。以下に、犠牲陽極材に
おける添加元素の添加理由と添加量の限定理由について
述べる。犠牲陽極材において、Ｚｎ、Ｍｇは腐食進行を
抑制し、耐食性を向上させる効果がある。またＭｇ添加
により犠牲陽極材自身の強度が向上し、ろう付加熱によ
る芯材への拡散も伴って芯材強度も向上することから、
複合材としての強度向上に大きく寄与するのである。請
求項５において、Ｚｎ添加量を１．３〜６．０％と限定
したのは、１．３％未満では上記効果が得られなく、
６．０％を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の防止
は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多くなって、多量に
発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせる原因となった
りするためである。請求項６において、Ｍｇ添加量を
０．５〜４．０％と限定したのは、０．５％未満では上
記効果が得られなく、４．０％を超えるとクラッド製造
や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材のクラッド率、およ
び高温でのろう付加熱条件によっては溶融の恐れが出て
くるからである。請求項７において、Ｚｎ添加量をＺｎ
１．０〜６．０％と限定したのは、犠牲陽極材中へのＭ
ｇとの複合添加においてＺｎ１．０未満では上記効果が
得られなく、６．０％を超えると電位が卑となり過ぎ
て、孔食の防止は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多く
なって、多量に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせ
る原因となったりするためである。ＭｇをＺｎとの複合
添加においてＭｇ０．５〜４．０％と限定することによ
り、Ｚｎ単独必須添加に比べ耐孔食性をより向上させ複
合材の強度も向上させることができる。Ｍｇ０．５％未
満では上記効果が得られなく、４．０％を超えるとクラ
ッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材のクラッド
率および高温でのろう付加熱条件によっては溶融の恐れ
が生じてくるのである。本発明請求項５、６、７におい
て、必要に応じて添加するＳｎ、Ｉｎ、Ｇａは、犠牲陽
極材を芯材に比べて電位的に卑にして芯材に対して犠牲
陽極効果を発揮させるものである。Ｓｎ添加量を０．０
１〜１．０％、Ｉｎ０．００５〜１．０％、Ｇａ０．０
１〜１．０％としたのは、各々下限未満では上記効果が
なく、１．０％を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食
の防止は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多くなって、
多量に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせるなどの
問題が生じるのである。また、Ｔｉは耐孔食性を向上さ
せる効果があるが、０．０１％未満では効果がなく、
０．５％を超えると加工性が低下する問題が出てくる。
さらに、Ｍｎを犠牲陽極材に添加することにより複合材
としての強度向上に寄与することができる。その添加量
を０．３〜１．５％と規定したのは、０．３％未満では
効果がなく、１．５％を超えると塑性加工性劣化の問題
が生じるためである。
ｇのみ必須、あるいはＺｎ、Ｍｇのみ必須添加すること
により、耐食性の向上を図り、特にＭｇ添加により犠牲
陽極材にて複合材の強度をより向上させるのである。ま
た、必要に応じてＳｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｍｎの１種
または２種以上を添加させることにより複合材としての
耐食性が一層向上するのである。以下に、犠牲陽極材に
おける添加元素の添加理由と添加量の限定理由について
述べる。犠牲陽極材において、Ｚｎ、Ｍｇは腐食進行を
抑制し、耐食性を向上させる効果がある。またＭｇ添加
により犠牲陽極材自身の強度が向上し、ろう付加熱によ
る芯材への拡散も伴って芯材強度も向上することから、
複合材としての強度向上に大きく寄与するのである。請
求項５において、Ｚｎ添加量を１．３〜６．０％と限定
したのは、１．３％未満では上記効果が得られなく、
６．０％を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の防止
は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多くなって、多量に
発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせる原因となった
りするためである。請求項６において、Ｍｇ添加量を
０．５〜４．０％と限定したのは、０．５％未満では上
記効果が得られなく、４．０％を超えるとクラッド製造
や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材のクラッド率、およ
び高温でのろう付加熱条件によっては溶融の恐れが出て
くるからである。請求項７において、Ｚｎ添加量をＺｎ
１．０〜６．０％と限定したのは、犠牲陽極材中へのＭ
ｇとの複合添加においてＺｎ１．０未満では上記効果が
得られなく、６．０％を超えると電位が卑となり過ぎ
て、孔食の防止は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多く
なって、多量に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせ
る原因となったりするためである。ＭｇをＺｎとの複合
添加においてＭｇ０．５〜４．０％と限定することによ
り、Ｚｎ単独必須添加に比べ耐孔食性をより向上させ複
合材の強度も向上させることができる。Ｍｇ０．５％未
満では上記効果が得られなく、４．０％を超えるとクラ
ッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材のクラッド
率および高温でのろう付加熱条件によっては溶融の恐れ
が生じてくるのである。本発明請求項５、６、７におい
て、必要に応じて添加するＳｎ、Ｉｎ、Ｇａは、犠牲陽
極材を芯材に比べて電位的に卑にして芯材に対して犠牲
陽極効果を発揮させるものである。Ｓｎ添加量を０．０
１〜１．０％、Ｉｎ０．００５〜１．０％、Ｇａ０．０
１〜１．０％としたのは、各々下限未満では上記効果が
なく、１．０％を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食
の防止は出来ても犠牲陽極材層の腐食量が多くなって、
多量に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせるなどの
問題が生じるのである。また、Ｔｉは耐孔食性を向上さ
せる効果があるが、０．０１％未満では効果がなく、
０．５％を超えると加工性が低下する問題が出てくる。
さらに、Ｍｎを犠牲陽極材に添加することにより複合材
としての強度向上に寄与することができる。その添加量
を０．３〜１．５％と規定したのは、０．３％未満では
効果がなく、１．５％を超えると塑性加工性劣化の問題
が生じるためである。
【００１２】本発明熱交換器用アルミニウム合金複合材
において、ろう材のクラッド率は３〜１５％程度が適当
である。犠牲陽極材のクラッド率は、強度、耐食性のバ
ランスを考えた場合、その合金元素の添加量によって１
０〜４０％程度が良いとされている。
において、ろう材のクラッド率は３〜１５％程度が適当
である。犠牲陽極材のクラッド率は、強度、耐食性のバ
ランスを考えた場合、その合金元素の添加量によって１
０〜４０％程度が良いとされている。
【００１３】本発明アルミニウム合金複合材は、主とし
てチューブ材として使用するが、ラジエーターのヘッダ
ー材にも使用でき、その他本発明の目的と同様であれば
いかなる部材としても使用できる。また、ろう付方法は
規定するものでなく、フラックスろう付法、真空ろう付
法、その他のろう付法でろう付する熱交換器用材料とし
ても使用できる。ろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ系のＪＩ
Ｓ４３４３（Ａｌ−７．５％Ｓｉ）合金、ＪＩＳ４０４
５（Ａｌ−１０％Ｓｉ）合金、ＪＩＳ４０４７（Ａｌ−
１２％Ｓｉ）合金、および４００４（Ａｌ−１０％Ｓｉ
−１．５％Ｂｉ）合金、Ａｌ−１０％Ｓｉ−１．５％Ｍ
ｇ−０．１％Ｂｉ合金等や、その他ろう材にろう付性改
善や耐食性改善の目的で微量の他の元素を添加しても差
し支えない。
てチューブ材として使用するが、ラジエーターのヘッダ
ー材にも使用でき、その他本発明の目的と同様であれば
いかなる部材としても使用できる。また、ろう付方法は
規定するものでなく、フラックスろう付法、真空ろう付
法、その他のろう付法でろう付する熱交換器用材料とし
ても使用できる。ろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ系のＪＩ
Ｓ４３４３（Ａｌ−７．５％Ｓｉ）合金、ＪＩＳ４０４
５（Ａｌ−１０％Ｓｉ）合金、ＪＩＳ４０４７（Ａｌ−
１２％Ｓｉ）合金、および４００４（Ａｌ−１０％Ｓｉ
−１．５％Ｂｉ）合金、Ａｌ−１０％Ｓｉ−１．５％Ｍ
ｇ−０．１％Ｂｉ合金等や、その他ろう材にろう付性改
善や耐食性改善の目的で微量の他の元素を添加しても差
し支えない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 実施例１ 本発明請求項１〜４に関する実施例として、表１、２に
示すろう材側芯材１６種、犠牲陽極材側芯材１６種、お
よび３００３合金を金型鋳造により鋳造して各々両面面
削して仕上げた。仕上げ厚さについては、芯材鋳塊全体
厚さ４０ｍｍに占めるＡ材、Ｂ材の厚さ割合が異なるよ
うに仕上げた。ろう材は４３４３合金を用い、犠牲陽極
材はＡｌ−１．５％Ｚｎ−０．７％Ｍｇ合金を用い、い
ずれも芯材と同様に鋳造し、面削後、熱間圧延により５
ｍｍ厚とした。ろう材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯
材、犠牲陽極材の４枚をこの順に重ね合わせ、５００℃
にて熱間圧延により４層のクラッド材とした。その後、
冷間圧延により０．３５ｍｍ厚とし、３３０℃×２ｈｒ
の中間焼鈍を入れて最終的には０．２５ｍｍ厚まで冷間
圧延し、Ｈ１４材の試料とした。これらの試料につい
て、強度、ろう付性、耐食性を以下の方法で測定した。 強 度：６００℃×１０ｍｉｎ．のろう付加熱後、１
００℃／ｍｉｎ．の冷却速度で冷却し、その後室温に５
日間放置した後、引張強さを測定した。 ろう付性：０．１ｍｍ厚の３００３合金フィン材をコル
ゲ−ト加工したものと、本試料とを図３に示すように組
合せでコアとし、これを３％の弗化物系フラックス水溶
液に浸漬してフラックスを塗布し、２００℃で乾燥後、
不活性ガス中６００℃×３ｍｉｎ．のろう付加熱を行
い、フィンとの接合率を測定した。接合率が９０％以上
であればろう付性良好とする。 耐食性 ：強度測定用の試料と同様のろう付加熱を施し
た後、ろう材側および端（冷媒側）面をシールして水道
水＋２０ｐｐｍＣｕ+ を含む９０℃の高温水中で８ｈ
ｒ、室温放置１６ｈｒのサイクル浸漬テストを４ヶ月間
行い、試料に生じた最大孔食深さを測定した。 以上の測定結果を表３、４に示す。
する。 実施例１ 本発明請求項１〜４に関する実施例として、表１、２に
示すろう材側芯材１６種、犠牲陽極材側芯材１６種、お
よび３００３合金を金型鋳造により鋳造して各々両面面
削して仕上げた。仕上げ厚さについては、芯材鋳塊全体
厚さ４０ｍｍに占めるＡ材、Ｂ材の厚さ割合が異なるよ
うに仕上げた。ろう材は４３４３合金を用い、犠牲陽極
材はＡｌ−１．５％Ｚｎ−０．７％Ｍｇ合金を用い、い
ずれも芯材と同様に鋳造し、面削後、熱間圧延により５
ｍｍ厚とした。ろう材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯
材、犠牲陽極材の４枚をこの順に重ね合わせ、５００℃
にて熱間圧延により４層のクラッド材とした。その後、
冷間圧延により０．３５ｍｍ厚とし、３３０℃×２ｈｒ
の中間焼鈍を入れて最終的には０．２５ｍｍ厚まで冷間
圧延し、Ｈ１４材の試料とした。これらの試料につい
て、強度、ろう付性、耐食性を以下の方法で測定した。 強 度：６００℃×１０ｍｉｎ．のろう付加熱後、１
００℃／ｍｉｎ．の冷却速度で冷却し、その後室温に５
日間放置した後、引張強さを測定した。 ろう付性：０．１ｍｍ厚の３００３合金フィン材をコル
ゲ−ト加工したものと、本試料とを図３に示すように組
合せでコアとし、これを３％の弗化物系フラックス水溶
液に浸漬してフラックスを塗布し、２００℃で乾燥後、
不活性ガス中６００℃×３ｍｉｎ．のろう付加熱を行
い、フィンとの接合率を測定した。接合率が９０％以上
であればろう付性良好とする。 耐食性 ：強度測定用の試料と同様のろう付加熱を施し
た後、ろう材側および端（冷媒側）面をシールして水道
水＋２０ｐｐｍＣｕ+ を含む９０℃の高温水中で８ｈ
ｒ、室温放置１６ｈｒのサイクル浸漬テストを４ヶ月間
行い、試料に生じた最大孔食深さを測定した。 以上の測定結果を表３、４に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】表３、４から明らかなように、本発明例Ｎ
ｏ．１〜２５はろう付後の強度が１９ｋｇｆ／ｍｍ2 以
上と３００３合金を芯材とした従来例Ｎｏ．３７よりも
高く、ろう付接合率も９０％以上と優れ、耐食性も良好
である。これに対し比較例Ｎｏ．２６、２７、２８、２
９、３０、３１、３３、３５は本発明例に比べ強度が低
い。比較例Ｎｏ．３４は強度が高いが、ろう付接合率は
５％と低く、また浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍ
と既に貫通孔を生じていることから、ろう付性、耐食性
は本発明例に比べ非常に悪い。また、比較例Ｎｏ．３
１、３３はろう付接合率が高く、ろう付性に優れるが、
強度は１７ｋｇｆ／ｍｍ2 以下である。Ｎｏ．３１につ
いては浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍと既に貫通
孔を生じていることから、本発明に比べ強度は低く、耐
食性は非常に悪い。またＮｏ．３３は浸漬試験後の孔食
深さが貫通孔に至っていないが、強度が本発明例に比べ
かなり低い。比較例Ｎｏ．２６、２７、２８、２９、３
０、３１、３５は浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍ
と既に貫通孔を生じているが、これはろう材側芯材中Ｍ
ｇ量が本発明規定量を超えているか、あるいは犠牲陽極
材側芯材中Ｓｉ量が本発明規定量を超えていることか
ら、Ｍｇ2 Ｓｉの粒界析出に伴う粒界腐食を引き起こし
たためと考えられる。また、比較例Ｎｏ．３４は芯材成
分を本発明の犠牲陽極材側芯材記号Ｂ５のみの芯材１層
で構成されており、その合金中、ＳｉとともにＭｇを多
量に含有することから、粒界腐食を引起し、浸漬試験
後、貫通孔を生じる結果となる。また、ろう付時、芯材
中Ｍｇとろう材表面のフラックスとの反応においてＭｇ
Ｆ系化合物が多量に生成されることから、ろう付性は悪
く、ろう材側表面へのＭｇの多量拡散により、強度も予
想に反し低下する傾向にある。比較例Ｎｏ．３２はろう
材側芯材中Ｓｉ、Ｍｇ量および犠牲陽極材側芯材中Ｍｇ
量が本発明規定量を超えて添加されていることから、ろ
う付時に材料が溶融してしまい、熱交換器用複合材とし
ての機能を失っている。比較例Ｎｏ．３６は芯材成分が
本発明規定範囲内にある（Ａ３、Ｂ４の組合せ材）が芯
材全体厚に占めるＡ材、Ｂ材の厚さ割合が本発明規定内
から外れる、即ちろう材側芯材の割合が２０％であるこ
とから、強度は従来例よりも高いが、ろう付性、耐食性
は本発明例および従来例よりもかなり悪い。さらに芯材
が３００３合金単層である従来例Ｎｏ．３７はろう付性
に優れるが、強度は低いため、高強度、高耐食性アルミ
ニウム合金複合材としての特性を満足し得ない。
ｏ．１〜２５はろう付後の強度が１９ｋｇｆ／ｍｍ2 以
上と３００３合金を芯材とした従来例Ｎｏ．３７よりも
高く、ろう付接合率も９０％以上と優れ、耐食性も良好
である。これに対し比較例Ｎｏ．２６、２７、２８、２
９、３０、３１、３３、３５は本発明例に比べ強度が低
い。比較例Ｎｏ．３４は強度が高いが、ろう付接合率は
５％と低く、また浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍ
と既に貫通孔を生じていることから、ろう付性、耐食性
は本発明例に比べ非常に悪い。また、比較例Ｎｏ．３
１、３３はろう付接合率が高く、ろう付性に優れるが、
強度は１７ｋｇｆ／ｍｍ2 以下である。Ｎｏ．３１につ
いては浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍと既に貫通
孔を生じていることから、本発明に比べ強度は低く、耐
食性は非常に悪い。またＮｏ．３３は浸漬試験後の孔食
深さが貫通孔に至っていないが、強度が本発明例に比べ
かなり低い。比較例Ｎｏ．２６、２７、２８、２９、３
０、３１、３５は浸漬試験後の孔食深さが０．２５ｍｍ
と既に貫通孔を生じているが、これはろう材側芯材中Ｍ
ｇ量が本発明規定量を超えているか、あるいは犠牲陽極
材側芯材中Ｓｉ量が本発明規定量を超えていることか
ら、Ｍｇ2 Ｓｉの粒界析出に伴う粒界腐食を引き起こし
たためと考えられる。また、比較例Ｎｏ．３４は芯材成
分を本発明の犠牲陽極材側芯材記号Ｂ５のみの芯材１層
で構成されており、その合金中、ＳｉとともにＭｇを多
量に含有することから、粒界腐食を引起し、浸漬試験
後、貫通孔を生じる結果となる。また、ろう付時、芯材
中Ｍｇとろう材表面のフラックスとの反応においてＭｇ
Ｆ系化合物が多量に生成されることから、ろう付性は悪
く、ろう材側表面へのＭｇの多量拡散により、強度も予
想に反し低下する傾向にある。比較例Ｎｏ．３２はろう
材側芯材中Ｓｉ、Ｍｇ量および犠牲陽極材側芯材中Ｍｇ
量が本発明規定量を超えて添加されていることから、ろ
う付時に材料が溶融してしまい、熱交換器用複合材とし
ての機能を失っている。比較例Ｎｏ．３６は芯材成分が
本発明規定範囲内にある（Ａ３、Ｂ４の組合せ材）が芯
材全体厚に占めるＡ材、Ｂ材の厚さ割合が本発明規定内
から外れる、即ちろう材側芯材の割合が２０％であるこ
とから、強度は従来例よりも高いが、ろう付性、耐食性
は本発明例および従来例よりもかなり悪い。さらに芯材
が３００３合金単層である従来例Ｎｏ．３７はろう付性
に優れるが、強度は低いため、高強度、高耐食性アルミ
ニウム合金複合材としての特性を満足し得ない。
【００２０】実施例２ 本発明請求項５に関する実施例として、表５に示す犠牲
陽極材１４種を、請求項６に関する実施例として表６に
示す犠牲陽極材１２種を、請求項７に関する実施例とし
て表７に示す犠牲陽極材１２種を、金型鋳造により鋳造
して各々両面面削して、熱間圧延により５ｍｍ厚とし
た。表５、６に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした
芯材は、実施例１の表３中に記載した本発明例Ｎｏ．１
２（Ａ３、Ｂ４の組合せ材）と同じものを使用した。表
７に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした芯材は、実
施例１の表３中に記載した本発明例Ｎｏ．８（Ａ２、Ｂ
５の組合せ材）と同じものを使用した。従来犠牲陽極材
とクラッドした芯材は実施例１の表４中に記載した従来
例３００３を使用した。ろう材は４３４３合金を用い、
鋳造し、面削後、熱間圧延により５ｍｍ厚とした。ろう
材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽極材の４
枚をこの順に重ね合わせ、５００℃にて熱間圧延により
４層のクラッド材とした。その後、冷間圧延により０．
３５ｍｍ厚とし、３３０℃×２ｈｒの中間焼鈍を入れて
最終的には０．２５ｍｍ厚まで冷間圧延し、Ｈ１４材の
試料とした。これらの試料について、強度、ろう付性、
耐食性を実施例１と同様の方法で測定した。以上の結果
を表５、６、７に示す。
陽極材１４種を、請求項６に関する実施例として表６に
示す犠牲陽極材１２種を、請求項７に関する実施例とし
て表７に示す犠牲陽極材１２種を、金型鋳造により鋳造
して各々両面面削して、熱間圧延により５ｍｍ厚とし
た。表５、６に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした
芯材は、実施例１の表３中に記載した本発明例Ｎｏ．１
２（Ａ３、Ｂ４の組合せ材）と同じものを使用した。表
７に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした芯材は、実
施例１の表３中に記載した本発明例Ｎｏ．８（Ａ２、Ｂ
５の組合せ材）と同じものを使用した。従来犠牲陽極材
とクラッドした芯材は実施例１の表４中に記載した従来
例３００３を使用した。ろう材は４３４３合金を用い、
鋳造し、面削後、熱間圧延により５ｍｍ厚とした。ろう
材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽極材の４
枚をこの順に重ね合わせ、５００℃にて熱間圧延により
４層のクラッド材とした。その後、冷間圧延により０．
３５ｍｍ厚とし、３３０℃×２ｈｒの中間焼鈍を入れて
最終的には０．２５ｍｍ厚まで冷間圧延し、Ｈ１４材の
試料とした。これらの試料について、強度、ろう付性、
耐食性を実施例１と同様の方法で測定した。以上の結果
を表５、６、７に示す。
【００２１】
【表５】
【００２２】
【表６】
【００２３】
【表７】
【００２４】表５から明らかなように、本発明請求項５
で規定した犠牲陽極材を用いることにより、本発明例
（犠牲陽極材の記号で代用）Ｄ１〜Ｄ１３はろう付後の
強度が２０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と３００３合金を芯材と
した従来例Ｄ１４に比べはるかに高いレベルを維持しな
がら、浸漬試験後の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を
用いる場合に比べて小さく、耐食性が向上している。表
６から明らかなように、本発明請求項６で規定した犠牲
陽極材を用いることにより、本発明例（犠牲陽極材の記
号で代用）Ｅ１〜Ｅ１１はろう付後の強度が２１ｋｇｆ
／ｍｍ2 以上と３００３合金を芯材とした従来例Ｄ１４
に比べはるかに高いレベルを維持しながら、浸漬試験後
の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べ
て小さく、耐食性が向上している。表７から明らかなよ
うに、本発明請求項７で規定した犠牲陽極材を用いるこ
とにより、本発明例（犠牲陽極材の記号で代用）Ｆ１〜
Ｆ１１はろう付後の強度が２１ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と３
００３合金を芯材とした従来例Ｄ１４に比べはるかに高
いレベルを維持しながら、浸漬試験後の最大孔食深さが
従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べて小さく、耐食性
が向上している。
で規定した犠牲陽極材を用いることにより、本発明例
（犠牲陽極材の記号で代用）Ｄ１〜Ｄ１３はろう付後の
強度が２０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と３００３合金を芯材と
した従来例Ｄ１４に比べはるかに高いレベルを維持しな
がら、浸漬試験後の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を
用いる場合に比べて小さく、耐食性が向上している。表
６から明らかなように、本発明請求項６で規定した犠牲
陽極材を用いることにより、本発明例（犠牲陽極材の記
号で代用）Ｅ１〜Ｅ１１はろう付後の強度が２１ｋｇｆ
／ｍｍ2 以上と３００３合金を芯材とした従来例Ｄ１４
に比べはるかに高いレベルを維持しながら、浸漬試験後
の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べ
て小さく、耐食性が向上している。表７から明らかなよ
うに、本発明請求項７で規定した犠牲陽極材を用いるこ
とにより、本発明例（犠牲陽極材の記号で代用）Ｆ１〜
Ｆ１１はろう付後の強度が２１ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と３
００３合金を芯材とした従来例Ｄ１４に比べはるかに高
いレベルを維持しながら、浸漬試験後の最大孔食深さが
従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べて小さく、耐食性
が向上している。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による熱交換
器用アルミニウム合金複合材は、従来例に比べ強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持しながら、各々の特性
を向上させることができたもので、工業上顕著な効果を
奏するものである。
器用アルミニウム合金複合材は、従来例に比べ強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持しながら、各々の特性
を向上させることができたもので、工業上顕著な効果を
奏するものである。
【図１】自動車用ラジエーターの構造を示す一部断面の
斜視図。
斜視図。
【図２】本発明アルミニウム合金複合材の断面図。
【図３】アルミニウム合金複合材のろう付性を判定する
ためのろう付加熱コアを示す図。
ためのろう付加熱コアを示す図。
１ チューブ ２ フィン ３ ヘッダー ４ タンク ５ 犠牲陽極材 ６ 犠牲陽極材側芯材 ７ ろう材側芯材 ８ ろう材 ９ チューブ材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｆ 13/14 Ｆ２８Ｆ 21/08 9141−3Ｌ
Claims (7)
- 【請求項１】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、ま
たはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ
０．３〜１．５wt％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ
０．２wt％以下を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物と
からなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側芯材をＳｉ０．３
wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍ
ｎ０．５〜１．５wt％を含有し、残部Ａｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯
材全体の厚さの３０％以上であることを特徴とする熱交
換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項２】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、ま
たはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ
０．３〜１．５wt％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ
０．２wt％以下を含有し、さらに各々０．０５〜０．３
wt％のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金
とし、犠牲陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ
１．５wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．
５wt％を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなる
Ａｌ合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの
３０％以上であることを特徴とする熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項３】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、ま
たはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ
０．３〜１．５wt％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ
０．２wt％以下を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物と
からなるＡｌ合金とし、犠牲陽極材側芯材をＳｉ０．３
wt％未満、Ｍｇ１．５wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍ
ｎ０．５〜１．５wt％を含有し、さらに各々０．０５〜
０．３wt％のＣｕ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうちの１種また
は２種以上を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とから
なるＡｌ合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの３０％以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項４】 芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材
を、他の面にＡｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、ま
たはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をＭｎ０．５〜１．５wt％、Ｃｕ
０．３〜１．５wt％、Ｓｉ０．２〜１．５wt％、Ｍｇ
０．２wt％以下を含有し、さらに各々０．０５〜０．３
wt％のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を
含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金
とし、犠牲陽極材側芯材をＳｉ０．３wt％未満、Ｍｇ
１．５wt％を超え、４．０wt％以下、Ｍｎ０．５〜１．
５wt％を含有し、さらに各々０．０５〜０．３wt％のＣ
ｕ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を含
有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの３０％以上
であることを特徴とするアルミニウム合金複合材。 - 【請求項５】 犠牲陽極材がＺｎ１．３〜６．０wt％を
含有し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt
％、Ｉｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．
０wt％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．
５wt％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌ
と不可避的不純物とからなるＡｌ合金であることを特徴
とする請求項１乃至請求項４記載の熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項６】 犠牲陽極材がＭｇ０．５〜４．０wt％を
含有し、必要に応じてさらにＳｎ０．０１〜１．０wt
％、Ｉｎ０．００５〜１．０wt％、Ｇａ０．０１〜１．
０wt％、Ｔｉ０．０１〜０．５wt％、Ｍｎ０．３〜１．
５wt％のうちの１種または２種以上を含有し、残部Ａｌ
と不可避的不純物とからなるＡｌ合金であることを特徴
とする請求項１乃至請求項４記載の熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項７】 犠牲陽極材がＭｇ０．５〜４．０wt％、
Ｚｎ１．０〜６．０wt％を含有し、必要に応じてさらに
Ｓｎ０．０１〜１．０wt％、Ｉｎ０．００５〜１．０wt
％、Ｇａ０．０１〜１．０wt％、Ｔｉ０．０１〜０．５
wt％、Ｍｎ０．３〜１．５wt％のうちの１種または２種
以上を含有し、残部Ａｌと不可避的不純物とからなるＡ
ｌ合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項４記
載の熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051566A JPH06240398A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051566A JPH06240398A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240398A true JPH06240398A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12890524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051566A Pending JPH06240398A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240398A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087888A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Toyo Radiator Co Ltd | 耐熱性熱交換器用ブレージングシート |
| JP2011202285A (ja) * | 1999-04-12 | 2011-10-13 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | ろう付け用シート |
| JP2013040361A (ja) * | 2011-08-12 | 2013-02-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金製パイプ部材 |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP5051566A patent/JPH06240398A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011202285A (ja) * | 1999-04-12 | 2011-10-13 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | ろう付け用シート |
| JP2001087888A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Toyo Radiator Co Ltd | 耐熱性熱交換器用ブレージングシート |
| JP2013040361A (ja) * | 2011-08-12 | 2013-02-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金製パイプ部材 |
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