JPH0642995B2 - アルミニウム製ブレージングシート - Google Patents

アルミニウム製ブレージングシート

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JPH0642995B2
JPH0642995B2 JP62238542A JP23854287A JPH0642995B2 JP H0642995 B2 JPH0642995 B2 JP H0642995B2 JP 62238542 A JP62238542 A JP 62238542A JP 23854287 A JP23854287 A JP 23854287A JP H0642995 B2 JPH0642995 B2 JP H0642995B2
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はA合金製熱交換器のブレージングに好適な高
強度を有し、ろう付性及び耐孔食性に優れたアルミニウ
ム製ブレージングシートに関するものである。
〔従来の技術〕
A合金製熱交換器、例えば自動車用熱交換器は芯材の
両面又は片面に芯材より溶融温度の低いA合金ろう材
をクラッドしたブレージングシートを使用し、ろう付け
により作られている。通常芯材にはJIS 3003合金(Cu
0.05〜0.2wt%,Mn1.0〜1.5wt%,A残部)やJIS 6
951合金(Si0.2〜0.5wt%,Cu0.15〜0.40wt%,M
g0.4〜0.8wt%,A残部)が用いられ、ろう材にJIS
4343合金(Si6.8〜8.2wt%,A残部)やJIS 4004合
金(Si9.0〜10.5wt%,Mg1.0〜2.0wt%,A残
部)が用いられ、ラジエーターのヘッダー材やチューブ
材(電縫管)の水側(内側)にはJIS 1070合金(純度9
9.7wt%以上の純A)やJIS 7072合金(Zn0.3〜1.3w
t%,残部A)、A−Zn−Mg系合金等の犠牲材
をクラッドしたものが用いられる場合もある。
ラジエーターやエアコンの積層型エバポレーター等で冷
媒通路を形成するブレージングシートは、外部からの腐
食に対して犠牲フィンを用いて防食が計られている。例
えばフッ化物系非腐食性フラックスを使用した雰囲気ろ
う付で製造されるラジエーターの板厚0.3〜0.4mmの電縫
管は、Znを含有した板厚0.1mmの犠牲フィンで防食さ
れている。また真空ろう付けで製造される積層型エバポ
レーターでは、板厚0.6mmの積層板(ブレージングシー
ト)は純A又はA−Zn(Sn,In)系合金から
なる板厚0.1mmの犠牲フィンで防食されている。
自動車用熱交換器は年々軽量化の要求が高まっており、
アルミニウム製ブレージングシートの板厚低減、即ち強
度改善と耐孔食性改善が検討されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来ブレージングシートの芯材として広範に使用された
JIS 3003合金は、ろう付加熱により、O材強度(11〜12k
gf/mm2)を示すにすぎず、ラジエーター用チューブやエ
バポレーター積層板の薄肉化についてすでに限界にきて
いる。JIS 6951合金はろう付後の冷却による時効硬化に
より17〜18kgf/mm2の強度を示すが、0.4〜0.8wt%添加
されたMgがフッ化物系フラックスと反応してろう付性
を低下させたり、真空ろう付では蒸発し十分な時効硬化
が得られない場合があり、その使用例はきわめて少な
い。特にJIS 6951合金には粒界腐食感受性が高く、耐孔
食性に問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、強度、ろう付性及
び耐孔食性に優れ、自動車用熱交換器の軽量化を可能に
する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。
即ち本発明シートの一つは、Si0.5〜1.0wt%(以下wt
%を%と略記)、Fe0.2%以下,Cu0.5〜1.0%,M
n0.5〜1.5%,Mg0.1〜0.5%を含み、残部Aと不可
避的不純物からなる合金を芯材とし、該芯材の結晶粒度
を40〜400μmとして、その両面又は片面にA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。
また本発明シートの他の一つは、Si0.5〜1.0%,Fe
0.2%以下,Cu0.5〜1.0%,Mn0.5〜1.5%,Mg0.1
〜0.5%を含み、更にCr0.3%以下,Zr0.3%以下,
Ti0.3%以下の範囲内で何れか1種又は2種以上を含
み、残部Aと不可避的不純物からなる合金を芯材と
し、該芯材の結晶粒度を40〜400μmとして、その両面
又は片面にA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。
〔作用〕 本発明シートは上記組成のA合金を芯材とし、その結
晶粒度を40〜400μmとして、その両面又は片面にA
合金ろう材をクラッドすることにより、A合金製熱交
換器のブレージングに好適な高強度を示し、ろう付性及
び耐孔食性を向上し、自動車用熱交換器の軽量化を可能
にしたものである。しかして芯材となるA合金の組成
を上記の如く限定したのは下記の理由によるものであ
る。
SiはMgと化合物を形成し、時効硬化により強度を向
上するもので、その含有量を0.5〜1.0%と限定したの
は、0.5%未満では強度向上が不十分であり、1.0%を越
えるとSi化合物がカドードとして働き、耐食性を低下
させるためである。Feはグレンサイズをコントロール
するもので、その含有量を0.2%以下に制限したのは、
0.2%を越えるとSi同様カソードとして働き、耐食性
を低下させるばかりか、グレンサイズも小さくなり、ろ
う材の拡散が大きくなってろう付性を阻害するためであ
る。Cuは芯材の電位を貴にして、ろう材や皮材の犠牲
効果を高めると共に強度を向上するもので、その含有量
を0.5〜1.0%と限定したのは、0.5%未満では犠牲効果
と強度向上効果が小さく、1%を越えると耐食性を低下
するばかりか、伸び及び成形性を低下するためである。
MgはSi化合物を形成して時効硬化性を向上するもの
で、その含有量を0.1〜0.5%と限定したのは、0.1%未
満では硬化程度が不十分となり、0.5%を越えるとろう
付性を低下し、特にフッ化物系フラックスによるろう付
ではMgを0.3%以下とすることが好ましい。
Cr,Zr又は/及びTiは更に強度を向上すると共に
O材のグレンを圧延方向の断面からみて、圧延方向に層
状に伸びた形態とし、ろう付時のろう材の芯材への拡散
を防止し、ろう付性及び耐孔食性を向上するもので、そ
の含有量を0.3%以下と限定したのは、含有量が0.3%を
越えると加工性を低下し、製造上問題となるためであ
る。
次に上記組成のA合金を芯材とし、その結晶粒度を40
〜400μmとしたのは下記の理由によるものである。
結晶粒度はろう付性と耐孔食性を良好にするために規定
したもので、結晶粒度が40μm未満では、ろう付時にろ
う材の芯材への拡散が大となり、ろう付性及び耐食性を
低下し、400μmを越えるとろう付性及び耐食性は優れ
ているが、加工性が低下し、肌荒れを起して寸法精度を
低下する。例えばラジエーターヘッダー材のように加工
性がそれほど要求されない場合には結晶粒度を200〜400
μmとすることが望ましく、ドロンカップエバポレータ
ーの積層板のように、加工後の寸法精度が要求される場
合には40〜200μmとすることが望ましい。このように
芯材の結晶粒度はその用途に応じて粒度を調整すること
が望ましく、粒殿調整はソーキング温度でコントロール
することができる。
尚本発明シートは両面にA合金ろう材をクラッドした
ブレージングシートを始め、片面にA合金ろう材をク
ラッドし、他面に犠牲層、例えばJIS 1070合金やJIS 70
72合金をクラッドしたブレージングシートとして使用す
ることができるもので、電極電位が貴なため、A合金
ろう材も犠牲的に働き、耐孔食性が優れている。
〔実施例〕
第1表に示す組成からA合金を芯材とし、その両面に
JIS 4004合金からなるA合金ろう材を常法によりクラ
ッドしてブレージングシートを製造した。即ち厚さ40mm
の芯材の両面に、厚さ5mmのA合金ろう材を重ね合
せ、450℃で厚さ5mmまで熱間圧延してクラッドした。
これを中間焼鈍(360℃×2時間)してから冷間圧延を
施した後、仕上焼鈍を施し、厚さ0.6mm、結晶粒度50〜2
00μmのブレージングシートとした。なおNO.1の芯材
についてはソーキング条件が常法は590℃×3時間であ
るところを480〜620℃に変化させて、結晶粒度30〜500
μmのブレージングシートも作製した。これ等について
強度、ろう付性及び耐孔食性を調べた。その結果を第2
表に示す。
ブレージングの強度は、ろう付を模して5×10-5Torrの
真空中で600℃に3分間加熱した後、1週間室温に放置
して測定した。ろう付性は水平に置いたJIS 3003合金板
上にブレージングシートを垂直に立てた逆T型継手を5
×10-5Torrの真空中で600℃×3分の真空ろう付を行な
い、ろう材のフィレットへの流動割合(フローファクタ
ー・Max1.0)により評価した。耐孔食性は同様の真空加
熱後、裏面及び端面をシールして50×100mmの平面部分
をキャス試験し、200時間後の最大孔食深さを比較して
評価した。
第1表及び第2表から明らかなように、本発明シートN
O.1〜10は何れもろう付後の強度が20kgf/mm2を超え、
従来シートNO.20の約1.5倍以上を有し、ろう付性も(従
来シートNO.20と)ほぼ同等であることが判る。
これに対し芯材の結晶粒度を30μmとした比較シートN
O.11はろう材の芯材への拡散が大となり、ろう付性及び
耐孔食性が劣る。また芯材の結晶粒度を500μmとした
比較シートNO.12及びCu含有量の多い比較シートNO.16
は何れも強度、ろう付性及び耐孔食性は良好なるも加工
性が悪く肌荒れを生じた。またSi含有量の少ない比較
シートNO.13、Mn含有量の少ない比較シートNO.17、M
g含有量の少ない比較シートNO.18は何れも強度が19kgf
/mm2以下であり、JIS 6951合金からなる芯材を用いた従
来シートNO.21と同等の強度を有するにすぎない。更に
Fe含有量の多い比較シートNO.14、Mg含有量の多い
比較シートNO.19ではろう材の芯材への拡散が大きく、
ろう付性及び耐孔食性が劣ることが判る。
〔発明の効果〕
本発明ブレージングシートによれば、ろう付後のブレー
ジングシートの強度,耐孔食性が著しく向上し、ブレー
ジングシートの薄肉化による熱交換器の軽量化を大巾に
向上することができる等工業上顕著な効果を奏するもの
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si0.5〜1.0wt%,Fe0.2wt%以下,C
    u0.5〜1.0wt%,Mn0.5〜1.5wt%,Mg0.1〜0.5wt%
    を含み、残部Aと不可避的不純物からなる合金を芯材
    とし、該芯材の結晶粒度を40〜400μmとして、その両
    面又は片面にA合金ろう材をクラッドしたことを特徴
    とするアルミニウム製ブレージングシート。
  2. 【請求項2】Si0.5〜1.0wt%,Fe0.2wt%以下,C
    u0.5〜1.0wt%,Mn0.5〜1.5wt%,Mg0.1〜0.5wt%
    を含み、更にCr0.3wt%以下,Zr0.3wt%以下,Ti
    0.3wt%以下の範囲内で何れか1種又は2種以上を含
    み、残部Aと不可避的不純物からなる合金を芯材と
    し、該芯材の結晶粒度を40〜400μmとして、その両面
    又は片面にA合金ろう材をクラッドしたことを特徴と
    するアルミニウム製ブレージングシート。
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