JPH07118781A - ろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔食性を有するAl合金クラッド材 - Google Patents

ろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔食性を有するAl合金クラッド材

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JPH07118781A
JPH07118781A JP28612693A JP28612693A JPH07118781A JP H07118781 A JPH07118781 A JP H07118781A JP 28612693 A JP28612693 A JP 28612693A JP 28612693 A JP28612693 A JP 28612693A JP H07118781 A JPH07118781 A JP H07118781A
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JP
Japan
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alloy
sacrificial anode
clad
anode material
brazing
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JP28612693A
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English (en)
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Takeshi Itagaki
武志 板垣
Ken Toma
建 当摩
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔食性を発
揮するAl合金クラッド材を提供する。 【構成】 重量%で、Mn:0.5〜2%を含有するA
l合金の芯材の片面または両面に、Si:0.01〜
0.2%を含有するAl合金の犠牲陽極材をクラッドし
てなるAl合金クラッド材、および前記芯材の一方面に
前記犠牲陽極材を、他方面にAl−Si系合金のろう材
をクラッドしてなるAl合金クラッド材において、前記
犠牲陽極材を構成するAl合金に合金成分としてFe:
0.003〜0.15%を含有させると共に、上記芯材
と上記犠牲陽極材の間に、Fe:0.1〜2%を含有
し、さらに必要に応じてSi:0.5〜1.5%および
/またはMg:0.5〜5%を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成を有するAl合金の中間材を介
在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、、例えばラジエータ
やカーエアコンなどの熱交換器の作動流体通路形成部
材、さらに太陽温水器などの給排水管材、水貯蔵タンク
材などの各種設備装置の構造部材として用いた場合に、
これらの組み立てに必要なろう付け加熱処理を施した後
でもすぐれた耐孔食性を有するAl合金クラッド材に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、上記の各種設備装置の構造部材
の形成に、芯材の片面または両面に犠牲陽極材をクラッ
ドしてなるAl合金クラッド材や、芯材の一方面に犠牲
陽極材を、他方面にAl−Si系合金のろう材をクラッ
ドしてなるAl合金クラッド材が用いられている。ま
た、上記Al合金クラッド材の芯材が、重量で(以下、
%は重量%を示す)、Mn:0.5〜2%、を含有し、
さらに必要に応じて、Si:0.3〜1.2%、
Mg:0.05〜5%、Cr:0.05〜0.25%、
Zr:0.05〜0.25%、Ti:0.02〜0.
25%、 V:0.05〜0.25%、のうちの1種ま
たは2種以上、を含有し、残りがAlと不可避不純物か
らなる組成を有するAl合金で構成され、また上記犠牲
陽極材が、Sn:0.01〜0.2%、を含有し、さら
に必要に応じて、Mg:0.5〜5%、 Z
n:0.05〜1%、のうちの1種または2種、を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するA
l合金で構成されていることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来A
l合金クラッド材においては、これに組み立てのための
ろう付け加熱処理が施されると、これを構成する犠牲陽
極材では、ろう付け温度からの冷却過程で素地に固溶し
ていた合金成分としてのSn成分が粒界に析出し、実質
的に素地のSn含有量が低下してしまうため、電気化学
的に貴になり、その分電位の上昇が避けられず、一方同
芯材においては、反対にろう付け加熱処理中に犠牲陽極
材から拡散してきたSnが素地に固溶して、これの電位
を下げ、このように犠牲陽極材では電位が上がり、芯材
では電位が低下した状態では、犠牲陽極材の芯材に対す
る防食効果は低下したものとなるため、実用に際して孔
食が発生し易くなるという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、ろう付け加熱処理が施されても
すぐれた耐孔食性を有するAl合金クラッド材を開発す
べく、上記の従来Al合金クラッド材に着目して研究を
行なった結果、上記の従来Al合金クラッド材におい
て、これを構成する犠牲陽極材に、合金成分としてFe
を0.003〜0.15%の割合で含有させると、この
Fe成分がろう付け温度からの冷却過程で素地に固溶す
るSn成分が粒界に析出するのを著しく抑制し、Sn成
分ができるだけ素地に固溶するように作用することか
ら、大幅な電位上昇が阻止され、さらに上記芯材と上記
犠牲陽極材の間にFe:0.1〜2%を含有するAl合
金の中間材を介在させると、この中間材におけるFe成
分がろう付け加熱処理時に犠牲陽極材から拡散してきた
Sn成分をとらえ、これと結合してAl−Fe−Sn系
の金属間化合物として析出するため、芯材に犠牲陽極材
中のSn成分が拡散するのが阻止されるようになると共
に、中間材の素地に拡散Snが固溶することもなくなる
ので、ろう付け加熱処理後に芯材および中間材の電位が
低下することがなくなり、この結果芯材および犠牲陽極
材はそれぞれ電気化学的にろう付け加熱処理後もろう付
け加熱処理前の状態を維持することから、すぐれた耐孔
食性を保持するという研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Mn:0.5〜2%を含有する
Al合金、望ましくは、Mn:0.5〜2%、を含有
し、さらに必要に応じて、Si:0.3〜1.2%、
Mg:0.05〜5%、Cr:0.05〜0.25
%、 Zr:0.05〜0.25%、Ti:0.02〜
0.25%、 V:0.05〜0.25%、のうちの1
種または2種以上、を含有し、残りがAlと不可避不純
物からなる組成を有するAl合金の芯材の片面または両
面に、Sn:0.01〜0.2%を含有するAl合金、
望ましくは、Sn:0.01〜0.2%、を含有し、さ
らに必要に応じて、Mg:0.5〜5%、 Z
n:0.05〜1%、のうちの1種または2種、を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するA
l合金の犠牲陽極材をクラッドしてなるAl合金クラッ
ド材、および前記芯材の一方面に前記犠牲陽極材を、他
方面にAl−Si系合金のろう材をクラッドしてなるA
l合金クラッド材において、上記犠牲陽極材を構成する
Al合金に合金成分としてFe:0.003〜0.15
%を含有させると共に、上記芯材と上記犠牲陽極材の間
に、Fe:0.1〜2%、を含有し、さらに必要に応じ
て、Si:0.5〜1.5%、 Mg:0.5〜5
%、のうちの1種または2種、を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成を有するAl合金の中間材を
介在させてなる、ろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔食
性を有するAl合金クラッド材に特徴を有するものであ
る。
【0006】つぎに、この発明のAl合金クラッド材の
芯材、中間材、および犠牲陽極材を構成する成分含有量
を上記の通りに定めた理由を説明する。 (a) 芯材のMn含有量 Mn成分には、芯材の強度を向上させると共に、芯材を
電気化学的に貴にし、電位を犠牲陽極材に比して高め
て、犠牲陽極材が十分な犠牲陽極効果を発揮せしめるよ
うにする作用があるが、その含有量が0.5%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が2
%を越えると、圧延加工性が低下すると共に、粒界腐食
感受性が高まるようになることから、その含有量を0.
5〜2%と定めた。また芯材にSi,Mg,Cr,Z
r,Ti、およびVのうちの1種または2種以上を含有
させると、これらの成分には、いずれも芯材の強度を向
上させる作用があるので、必要に応じて含有させるとよ
いが、その含有量が、それぞれSi:0.3%未満、M
g:0.05%未満、Cr:0.05%未満,Zr:
0.05%未満,Ti:0.02%未満、およびV:
0.05%未満では所望の強度向上効果が得られず、一
方その含有量が、それぞれSi:1.2%,Mg:5
%,Cr:0.25%,Zr:0.25%,Ti:0.
25%、およびV:0.25%を越えると、耐食性の低
下や圧延加工性の低下をもたらすようになることから、
その含有量を、それぞれSi:0.3〜1.2%,M
g:0.05〜5%、Cr:0.05〜0.25%,Z
r:0.05〜0.25%,Ti:0.02〜0.25
%、およびV:0.05〜0.25%とするのがよい。
【0007】(b) 中間材のFe含有量 Fe成分には、上記のようにろう付け加熱処理時に犠牲
陽極材から拡散してきたSn成分を、ろう付け温度から
の冷却過程(この場合空冷や強制空冷などの冷却手段が
とられるが、20〜200℃/min.の範囲内の冷却速度
となるのが一般である)でAl−Fe−Sn系の金属間
化合物として析出せしめ、素地中にSn成分が固溶する
ことによる電位低下を阻止し、犠牲陽極材との間に所定
の電位差を保持する作用があるが、その含有量が0.1
%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が2%を越えると、圧延加工性および耐食性が低
下するようになることから、その含有量を0.1〜2%
と定めた。また、上記中間材にSiおよびMgを含有さ
せると、これらの成分にはいずれも素地に固溶し、かつ
含有量が多い場合には素地に析出して強度を一段と向上
させる作用があるので、必要に応じて含有させるとよい
が、その含有量が、それぞれSi:0.5%未満および
Mg:0.5%未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量がそれぞれSi:1.5%およびM
g:5%を越えると耐食性が急激に低下するようになる
ことから、その含有量をそれぞれSi:0.5〜1.5
%、Mg:0.5〜5%とするのがよい。
【0008】(c) 犠牲陽極材 (1) Sn含有量 Sn成分には、素地に固溶して電気化学的に卑にし、も
ってすぐれた犠牲陽極効果を発揮せしめる作用がある
が、その含有量が0.01%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が0.2%を越えると
熱間加工性が低下するようになることから、その含有量
を0.01〜0.2%と定めた。
【0009】(2) Fe含有量 Fe成分には、上記のようにろう付け加熱処理時におけ
るろう付け温度からの冷却過程において素地に固溶した
Sn成分が粒界に析出するのを抑制して、Sn成分によ
ってもたらされるすぐれた犠牲陽極効果の低下を防止す
る作用があるが、その含有量が0.003%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が0.
15%を越えると、結晶粒が粗大化するようになって熱
間加工性の低下が急激に発生することから、その含有量
を0.003〜0.15%と定めた。
【0010】(3) Mg含有量 上記犠牲陽極材にMgを含有させると、Mgが素地に固
溶し、かつ含有量が多い場合には素地に析出して強度を
一段と向上させる作用があるので、強度が要求される場
合に必要に応じて含有させるとよいが、この場合その含
有量が0.5%未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が5%を越えると耐食性が急激に低
下するようになることから、その含有量を0.5〜5%
とするのがよい。
【0011】(4) Zn含有量 Zn成分には、腐食形態を全面型にかえ、もって耐孔食
性を向上させる作用があるので、より一層の耐孔食性が
要求される場合に必要に応じて含有させるとよいが、そ
の含有量が0.05%未満では所望の耐孔食性向上効果
が得られず、一方その含有量が1%を越えると腐食速度
が急激に上昇し、使用寿命の短命化の原因となることか
ら、その含有量を0.05〜1%とするのがよい。
【0012】
【実施例】つぎに、この発明のAl合金クラッド材を実
施例により具体的に説明する。通常の溶解法により表1
〜4に示される成分組成をもった芯材用Al合金A〜
M、中間材用Al合金a〜j、犠牲陽極用Al合金ア〜
スおよびア′〜ス′並びにろう材用Al合金i〜ivを
それぞれ溶製し、鋳造して鋳塊とし、以下いずれも通常
の条件で、均質化熱処理を施した後、熱間圧延にて板
厚:8mmの熱延板とし、さらに中間材用、犠牲陽極材
用、およびろう材用の熱延板に対しては冷間圧延を施し
て板厚:1mmの冷延板とし、この状態でこれらの熱延板
と冷延板とを表4,5に示される組み合せで重ね合わ
せ、熱間圧延にてクラッドし、引続いて冷間圧延を施し
て板厚:0.6mmとすることにより本発明Al合金クラ
ッド材1〜13および従来Al合金クラッド材1〜11
をそれぞれ製造した。
【0013】ついで、この結果得られた各種のAl合金
クラッド材から試験片を切り出し、この試験片を用い
て、通常の3.5%NaCl溶液中でこれを構成する芯
材および犠牲陽極材の孔食電位を測定し、ついで上記試
験片をろう付け加熱処理に相当する条件、すなわちろう
材用Al合金i,iiをクラッドしたAl合金クラッド
材は10-4torrの真空中、それ以外のAl合金クラッド
材は窒素雰囲気中、温度:600℃に5分間保持した後
空冷の条件で加熱処理し、この加熱処理後の試験片につ
いて、上記条件と同じ条件で孔食電位を測定し、さらに
1ppm のCu++イオンを含有した40℃の水道水中に3
0日間浸漬の腐食試験を行ない、最大孔食深さを測定し
た。これらの測定結果を表7,8に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】
【表5】
【0019】
【表6】
【0020】
【表7】
【0021】
【表8】
【0022】
【発明の効果】表7,8に示される結果から、本発明A
l合金クラッド材1〜13においては、ろう付け加熱処
理時のろう付け温度からの冷却過程で、犠牲陽極材に含
有するSn成分がFe成分の作用で粒界に析出するのが
抑制されるので、犠牲陽極材のろう付け加熱処理後の電
位上昇はきわめて小さく、また中間材中に含有するFe
成分によってろう付け加熱処理時に犠牲陽極材より拡散
してきたSn成分がとらえられ、ろう付け温度からの冷
却過程で金属間化合物として析出し、芯材に拡散移動す
ることがないので、芯材もろう付け加熱処理前と変らぬ
電位を保持し、この結果ろう付け加熱処理後においても
芯材と犠牲陽極材の間にはろう付け加熱処理前と変らぬ
電位差が確保され、犠牲陽極材はすぐれた犠牲陽極効果
を発揮して、芯材をよく防食することが明らかであり、
一方、従来Al合金クラッド材1〜11においては、ろ
う付け加熱処理によって犠牲陽極材の電位は上昇し、芯
材の電位は低下するようになり、これら両者間の電位差
はきわめて小さいものとなることから、芯材には孔食が
発生し易くなることが明らかである。
【0023】上述のように、この発明のAl合金クラッ
ド材においては、ろう付け加熱処理が施されても、これ
を構成する犠牲陽極材および芯材がろう付け加熱処理前
とほとんど変らぬ電位差を保持することから、これを用
いてろう付け結合されて組み立てられた各種設備装置で
は、犠牲陽極材が芯材をよく防食するので、著しく長期
に亘ってすぐれた性能を発揮するのである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、Mn:0.5〜2%を含有す
    るAl合金の芯材の片面または両面に、Sn:0.01
    〜0.2%を含有するAl合金の犠牲陽極材をクラッド
    してなるAl合金クラッド材、および前記芯材の一方面
    に前記犠牲陽極材を、他方面にAl−Si系合金のろう
    材をクラッドしてなるAl合金クラッド材において、 上記犠牲陽極材を構成するAl合金に合金成分としてF
    e:0.003〜0.15%を含有させると共に、上記
    芯材と上記犠牲陽極材の間に、 Fe:0.1〜2%、を含有し、残りがAlと不可避不
    純物からなる組成を有するAl合金の中間材を介在させ
    たことを特徴とするろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔
    食性を有するAl合金クラッド材。
  2. 【請求項2】 重量%で、Mn:0.5〜2%を含有す
    るAl合金の芯材の片面または両面に、Sn:0.01
    〜0.2%を含有するAl合金の犠牲陽極材をクラッド
    してなるAl合金クラッド材、および前記芯材の一方面
    に前記犠牲陽極材を、他方面にAl−Si系合金のろう
    材をクラッドしてなるAl合金クラッド材において、 上記犠牲陽極材を構成するAl合金に合金成分としてF
    e:0.003〜0.15%を含有させると共に、上記
    芯材と上記犠牲陽極材の間に、 Fe:0.1〜2%、を含有し、さらに、 Si:0.5〜1.5%、 Mg:0.5〜5%、のう
    ちの1種または2種、を含有し、残りがAlと不可避不
    純物からなる組成を有するAl合金の中間材を介在させ
    たことを特徴とするろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔
    食性を有するAl合金クラッド材。
JP28612693A 1993-10-20 1993-10-20 ろう付け加熱処理後もすぐれた耐孔食性を有するAl合金クラッド材 Pending JPH07118781A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156918B1 (ko) * 2003-08-29 2012-06-21 코루스 알루미늄 발쯔프로두크테 게엠베하 고강도 알루미늄합금 브레이징 시트, 브레이징 조립체 및브레이징 시트 제조방법

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