JPH074661B2

JPH074661B2 - 耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器の製法

Info

Publication number: JPH074661B2
Application number: JP6948692A
Authority: JP
Inventors: 親二竹野; 信行柿本
Original assignee: スカイアルミニウム株式会社
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH05237648A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム系材料
からなるブレージングシートを用いたアルミニウム製熱
交換器の製造方法に関し、特にその熱交換器を組立てる
にあたってのろう付けに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム系材料からなる熱交換器、
特に自動車用の熱交換器には従来からブレージングシー
トが多用されている。ブレージングシートは、Ａｌ−Ｍ
ｎ系合金などの成形性や強度を有するアルミニウム合金
を芯材とし、その芯材の片面もしくは両面にＡｌ−Ｓｉ
系もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
−Ｂｉ系などのろう合金をクラッドしたものである。熱
交換器の種類としては、ラジエータ、ヒータコア、エバ
ポレータなどがあるが、ブレージングシートは、これら
の熱交換器のタンクやヘッダープレート等に使用されて
いる。

【０００３】このような熱交換器の部材としては、ろう
付け性のみならず、強度や耐食性も要求されるが、この
うち耐食性に関しては次のような問題があった。

【０００４】すなわち、ブレージングシートを用いた熱
交換器では、ろう付け後もその外面にろう材が残留し、
このろう材層中には、ミクロ的には共晶Ｓｉが局部的に
存在するため、この共晶ＳｉとマトリックスのＡｌ母相
との間の腐食電位差に起因する電食が避けられず、した
がってろう材面は本質的に耐食性が劣っていると言わざ
るを得ない。さらに、自動車等の熱交換器については、
腐食環境下で使用されることも多く、そのため外部から
の腐食に対して優れた耐食性を有することが要求される
が、前述のような理由から、従来のブレージングシート
を用いたアルミニウム製熱交換器においてはこのような
要求に充分に応えることが困難であった。

【０００５】そこで従来から、アルミニウム製熱交換器
の外部からの腐食に対する耐食性を向上させるための手
法として次のａ〜ｃに示すような手段が講じられてい
る。ａ：ろう付け後に防食のための表面処理を施す。ｂ：ブレージングシートの芯材の電位をろう材（皮材）
に対し５０〜１８０mV貴にして、ろう材を犠牲陽極とし
て機能させ、芯材を防食する。ｃ：上記のａとｂとを組合せる。しかしながらこれらの手法のうちａおよびｃでは、耐食
性そのものは確かに向上するが、表面処理のためのコス
トが高くならざるを得ないという問題がある。またｂの
手法では、耐食性自体はある程度向上するが、耐食性の
向上に確実さが欠け、特にろう材継手部ではろうが優先
的に腐食されてしまう問題がある。このように継手部が
優先的に腐食されてしまう問題に対しては、特開昭６３
−２８１７９５号、特開平１−１４８４８９号におい
て、片面もしくは両面にＣｕ，Ｍｎを含有するろう材を
用いたブレージングシートを使用することが提案され、
また特開平１−２１５９４５号においてはブレージング
シートの芯材のＣｕ量を規制することが提案されている
が、これらの方法のように単にＣｕ量を制御するだけで
は、ろう付け部の耐食性を確実かつ充分に向上させるこ
とは困難であることが本願発明者等の実験により確認さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の技
術では、ブレージングシートを用いたアルミニウム製熱
交換器におけるろう継手部の耐食性を安定して確実かつ
充分に高めることは困難であった。したがってこの発明
は、特にろう継手部の耐食性が優れたアルミニウム製熱
交換器の製法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するべく、本発明者等が鋭意実験・研究を重ねた結果、
ろう継手部のろう材中に適量のＣｕを存在させるととも
にそのＣｕを可及的に母相（Ａｌマトリックス）中に固
溶させてＡｌ−Ｃｕ系金属間化合物が生成されないよう
にすることによって、ろう継手部の耐食性を向上させ得
ることを見出し、この発明をなすに至った。

【０００８】具体的には、請求項１に記載された発明
は、アルミニウムのブレージングシートを使用してろう
付けにより熱交換器を製造するにあたり、ろう継手部の
ろう材中の平均Ｃｕ含有量が０．０５〜１．０wt％の範
囲内となるようにろう付けし、ろう付け加熱後の冷却途
中における固液共存温度域内の５４０〜５７７℃の範囲
内の一定温度にろう継手部を２０秒〜２０分の間保持し
て、Ａｌ−Ｃｕ系金属間化合物が実質的に生成されない
ようにＣｕを液相拡散させることを特徴とするものであ
る。

【０００９】また請求項２に記載された発明は、アルミ
ニウムのブレージングシートを使用してろう付けにより
熱交換器を製造するにあたり、ろう継手部のろう材中の
平均Ｃｕ含有量が０．０５〜１．０wt％の範囲内となる
ようにろう付けし、ろう付け加熱後に冷却した後、固液
共存温度域内の５４０〜５７７℃の範囲内の一定温度に
ろう継手部を２０秒〜２０分の間加熱して、Ａｌ−Ｃｕ
系金属間化合物を液相拡散させることを特徴とするもの
である。

【００１０】さらに請求項３に記載された発明は、請求
項１もしくは請求項２の発明の製法において、前記ブレ
ージングシートの芯材として、Ｃｕ０．１〜１．０wt％
を含有し、さらに必要に応じてＴｉ０．０５〜０．３wt
％、Ｍｎ０．１〜１．５wt％、Ｍｇ０．１〜０．６wt
％、Ｓｉ０．４〜１．２wt％のうちの１種または２種以
上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる
合金を用い、かつブレージングシートの両面皮材として
Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金のうちのいずれかを用いるか、ま
たは一方の片面側皮材としてＡｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金のう
ちのいずれかを、他方の片面側皮材として芯材よりも卑
な電位を有するアルミニウム合金を用いることを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】この発明の製法では、ろう継手部のろう材中に
積極的にＣｕが含有されるようにろう付けを行なう。ろ
う継手部のろう材中には、後に改めて説明するようにＡ
ｌ−Ｓｉ共晶組織が生じるが、このＡｌ−Ｓｉ共晶組織
中における共晶Ｓｉの周囲のＡｌ母相に固溶したＣｕ
は、そのＡｌ母相の腐食電位を貴にして、Ａｌ母相と共
晶Ｓｉとの電位差に起因する腐食を軽減するに有効であ
る。ろう継手部のろう材中の平均Ｃｕ含有量が０．０５
wt％未満では固溶ＣｕによりＡｌ母相の電位を貴にする
効果が充分ではなく、一方１．０wt％を越えれば自己腐
食等の弊害が生じるから、ろう継手部のろう材中の平均
Ｃｕ含有量は０．０１〜１．０wt％の範囲内とする必要
がある。但し、ろう継手部のろう材中においてＣｕが固
溶せずにＣｕＡｌ_２などのＡｌ−Ｃｕ化合物として存在
した場合には、後述するように逆に電食を生じやすくし
てしまう。そこで請求項１の発明の製法では、ろう付け
加工後の冷却途中で、Ａｌ−Ｃｕ化合物が生じないよう
にＣｕを液相拡散させる処理を行ない、また請求項２の
発明の製法の場合は、ろう付け加熱後に一旦冷却した
後、改めてＡｌ−Ｃｕ化合物を液相拡散する処理を行な
う。

【００１２】なおこの発明において規定しているろう継
手部のろう材中の平均Ｃｕ含有量０．０５〜１．０wt％
の条件は、飽くまでろう付け後の状態におけるろう材部
分、すなわちろう付け加熱により溶融の痕跡が認められ
たろう材部分が満たしていれば良い。したがって請求項
３で規定しているようにブレージングシートの芯材とし
てある程度の量のＣｕを含有するものを用い、ろう付け
加熱時に芯材からろう材中へＣｕを拡散させることによ
って、ろう付け後のろう継手部のろう材が０．０５〜
１．０wt％のＣｕを含有する状態としても、あるいはろ
う材自体に予めある程度のＣｕを含有させておいても良
い。

【００１３】さらにこの発明におけるろう継手部のろう
材中のＣｕおよび液相拡散処理の作用について、従来法
と比較しつつ図１〜図４を参照して説明する。

【００１４】ろう材は一般に亜共晶のＡｌ−Ｓｉ合金も
しくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−
Ｂｉ合金からなり、このようなろう材を用いたろう付け
後のろう継手部の溶融凝固部のミクロ組織は、Ｃｕが実
質的に含有されていない従来の一般的な場合には、図１
に示すように、初晶Ａｌからなるα相１とＡｌ−Ｓｉ共
晶相２とに分けられ、Ａｌ−Ｓｉ共晶相２はＳｉ（共晶
Ｓｉ）３をＡｌ母相４が取囲んだ様相を呈している。こ
のようにＣｕが実質的に含有されていないろう継手部に
おける溶融凝固部の共晶Ｓｉ３の腐食電位は、通常Ａｌ
母相４よりも貴となっている。そのため共晶Ｓｉ３とそ
の近傍のＡｌ母相４との間で電食が発生し、Ａｌ母相４
が容易に腐食される。

【００１５】一方、Ｃｕを含有するろう継手部の溶融凝
固部のミクロ組織では、特にこの発明で規定するような
液相拡散処理を施さない限りは、図２に示すように、α
相１とＡｌ−Ｓｉ共晶相２のほか、Ａｌ−Ｃｕ化合物５
が存在するのが通常である。ここで、Ａｌ−Ｃｕ系の２
元系状態図によれば、Ｃｕ含有量が１％程度ではＡｌ−
Ｃｕ化合物の形成が認められない筈であるが、それにも
かかわらずろう継手部の溶融凝固部においては微量のＣ
ｕ含有量でもＡｌ−Ｃｕ化合物が形成されてしまう理由
は、必ずしも明確ではないが、概ね次のように考えられ
る。

【００１６】すなわち、通常のＡｌ−Ｃｕの２元系では
最終凝固時に多数の固相のα相の境界にＣｕが濃縮する
が、このＣｕの濃縮部は多数のα相の境界によって分散
されるため、Ｃｕの濃縮度はさほど高くならず、Ｃｕ含
有量が相当に多くならなければＡｌ−Ｃｕ化合物の生成
には至らない。これに対しろう材は一般に相当量のＳｉ
を含有していてその凝固組織は通常Ａｌ−Ｓｉの亜共晶
合金となっているから、Ｃｕ濃縮部の凝固温度直上にお
いてもＡｌ−Ｓｉ共晶の液相が多量に存在するため、Ｃ
ｕの濃縮が分散されてしまわずに充分に濃縮される結
果、微量のＣｕでも濃縮度が高くなってＡｌ−Ｃｕ化合
物の生成が容易となるものと考えられる。そしてこのよ
うにして生成されるＡｌ−Ｃｕ化合物５は、図２に示し
ているように共晶Ｓｉ３の近傍に位置しており、共晶Ｓ
ｉ３とＡｌ母相４との電食を大きく促進させるかあるい
はＡｌ−Ｃｕ化合物５とＡｌ母相４との間で新たな電食
を生じさせるものと考えられる。

【００１７】このようにろう継手部のろう材中にＣｕが
含有されている場合、そのＣｕ量が微量であってもＡｌ
−Ｃｕ化合物が生成される結果、Ｃｕを含有しない場合
よりも一層電食が生じやすくなる。そこでこの発明では
前述のようにろう付け加熱後の冷却途中での液相拡散処
理もしくはろう付け加熱−冷却後の液相拡散処理によっ
てＡｌ−Ｃｕ化合物を液相拡散させ、ろう継手部のろう
材中にＡｌ−Ｃｕ化合物が可及的に存在しないようにす
ると同時に、固溶Ｃｕによる積極的な電食抑制効果を得
ようとしているのである。

【００１８】図３の（Ａ）〜（Ｄ）に、ろう継手部のろ
う材中にＣｕが含有されるようにろう付けした場合のろ
う材の凝固過程での温度低下に伴なうミクロ組織の変化
を模式的に示す。図３の（Ａ）は凝固開始前の全面的に
液相６となっている状態を示す。凝固開始に伴なって先
ず図３の（Ｂ）に示すように初晶Ａｌとしてα相１が形
成される。続いて図３の（Ｃ）に示すようにＡｌ−Ｓｉ
共晶相２（共晶Ｓｉ３およびＡｌ母相４）が形成され、
その後、図３の（Ｄ）に示すような最終的な完全凝固状
態に至る。この図３の（Ｃ）から（Ｄ）への過程におい
て、Ａｌ−Ｃｕ化合物の共晶温度は５４３℃と低いた
め、Ａｌ−Ｓｉ共晶相２の形成過程では図３の（Ｃ）に
示すようにＡｌ−Ｓｉ共晶相２中の共晶Ｓｉ３の近傍の
液相６ＡにＣｕが濃縮し、そのため従来の一般的な方法
では、図３の（Ｄ）に示すようにその部分にＡｌ−Ｃｕ
化合物５が生成されることになる。

【００１９】これに対しこの発明の請求項１の発明の方
法では、ろう付け加熱後の冷却途中の固液共存温度域内
の５４０〜５７７℃の範囲内の一定温度、すなわち図３
の（Ｃ）の状態の一定温度で２０秒〜２０分の時間保持
することによって、Ｃｕの濃縮した液相６Ａから周辺の
Ａｌ母相４中にＣｕが拡散されることになる。すなわ
ち、図３の（Ｃ）におけるＣｕの濃縮した液相６Ａで
は、時間の経過に伴なって図４に示すように周辺へのＣ
ｕの拡散７が生じて液相６Ａ中のＣｕ濃度が低下し、そ
のＣｕ濃度の低下に対応してこの液相６Ａの固相線が上
昇し、凝固に至る。その結果、Ａｌ−Ｃｕ化合物５が実
質的に形成されることなく、Ａｌ−Ｓｉ共晶相２のＡｌ
母相４中にＣｕが固溶した完全凝固組織が得られること
になる。

【００２０】一方、請求項２の発明の方法では、ろう付
け加熱後にそのまま冷却することによって一旦は図３の
（Ｄ）に示す如くＡｌ−Ｃｕ化合物５が生成されるが、
その後、前記同様な固液共存温度域内の一定温度に２０
秒〜２０分加熱保持することによって、Ａｌ−Ｃｕ化合
物５が融解して図３の（Ｃ）に示すような、Ｃｕの濃度
の高い液相６Ａが局部的に生成され、引続いて図４に示
す如くＣｕの濃度の高い液相６Ａからの周辺へのＣｕの
拡散７が生じ、Ａｌ−Ｓｉ共晶相２のＡｌ母相４中にＣ
ｕが固溶した組織が得られことになる。

【００２１】このようにして、この発明の請求項１もし
くは請求項２の方法によれば、Ａｌ−Ｃｕ化合物が実質
的に形成されず、しかもＡｌ−Ｓｉ共晶のＡｌ母相中に
Ｃｕが固溶した組織が得られる。したがってＡｌ−Ｃｕ
化合物による電食促進もしくは新規電食効果の発生が防
止されると同時に、Ａｌ母相中でのＣｕの固溶量の増大
による共晶ＳｉとＡｌ母相との電食反応の緩和が図ら
れ、これらによってろう継手部のろう材の耐食性の向上
も図られるのである。

【００２２】さらにこの発明における製法の条件につい
て説明する。

【００２３】ろう付け加熱温度は特に限定されないが、
通常は５８０〜６１０℃程度が好ましい。ろう付け方法
としては、真空ろう付け法、フラックスろう付け法、お
よび非腐食性フラックスろう付け法等が適用されるが、
特に限定されるものではない。

【００２４】液相拡散処理の温度、すなわちろう付け加
熱後の冷却途中もしくはろう付け加熱後冷却してからの
固液共存温度域内で保持する温度としては、Ａｌ−Ｃｕ
化合物のみが液相にある温度が望ましく、そのための温
度として５４０℃〜５７７℃の温度範囲内であることが
必要である。５４０℃未満ではＡｌ−Ｃｕ化合物が固相
となってしまうため、Ａｌ−Ｃｕ化合物を拡散消滅させ
るに長時間を要するから実用的でなく、一方５７７℃を
越える高温では、他の化合物をも含んだ多量の液相が存
在し、これを拡散消滅させるには長時間を要してしま
う。またこのような５４０℃〜５７７℃の範囲内の保持
は、可及的に一定の温度で行なうことが望ましく、２０
秒〜２０分の時間内に±５℃以内、好ましくは±３℃以
内で保持する。

【００２５】さらに、固液共存温度域内での保持時間
は、要はＡｌ−Ｃｕ化合物を充分に液相拡散させてＣｕ
をできるだけ固溶させれば良く、そのためには２０秒〜
２０分内の範囲内であれば良いが、より望ましくは１分
〜５分の範囲内とする。保持時間が２０秒よりも短か過
ぎれば液相拡散の効果が充分に得られず、２０分を越え
ればその効果が飽和して経済的に無駄となるだけであ
る。

【００２６】なおＡｌ−Ｃｕ化合物としてはＣｕＡｌ_２
が代表的であるが、特にこれに限られるものではない。

【００２７】次にこの発明の製法に用いるブレージング
シートの芯材および皮材について説明する。

【００２８】既に述べたように、この発明の製法ではろ
う付け後の状態でろう継手部のろう材中にＣｕが０．０
５〜１．０wt％含有されていれば良く、そのＣｕは芯
材、ろう材のいずれから与えられても良いが、請求項３
の発明では特に芯材としてＣｕを含有するものを用い
て、ろう付け加熱時に芯材からＣｕがろう継手部のろう
材中に拡散されるようにしている。

【００２９】ここで、請求項３の発明における芯材の成
分組成限定理由を説明する。

【００３０】Ｃｕ：Ｃｕは強度を高めるとともに、固溶
Ｃｕにより腐食電位を高めるに寄与し、その添加量が
０．１wt％未満ではこの効果が充分に発揮されず、一方
１．０wt％を越えれば逆に耐食性が低下するとともに成
形性も低下するから、０．１〜１．０wt％の範囲内とし
た。またＣｕは芯材中に含有させておくことによって、
ろう付け加熱時に継手部ろう材中に拡散され、既に述べ
たように継手部ろう材中のＡｌ母相中に固溶したＣｕが
ろう材の電食を緩和する効果をもたらす。

【００３１】Ｔｉ：Ｔｉは、ピット状の腐食形態を層状
に変化させて最大腐食深さを低下させるに寄与するか
ら、必要に応じて添加される。Ｔｉの添加量が０．０５
wt％未満ではこの効果が充分に発揮されず、一方０．３
wt％を越えればその効果が飽和し、経済的ではなくな
る。したがってＴｉを添加する場合のＴｉ添加量は０．
０５〜０．３wt％の範囲内とした。

【００３２】Ｍｎ：Ｍｎは固溶により強度を高めるに寄
与するから、必要に応じて添加される。添加量が０．１
wt％未満ではその効果が充分に発揮されず、一方１．５
wt％を越えれば、後述するＭｇとＳｉによる時効硬化特
性が低下するとともに、ＣｕとＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ化合物
を生成してその化合物を起点とする耐食性を劣化させ、
さらにはＭｎによる固溶硬化の反動として成形性を劣化
させるから、Ｍｎを添加する場合の添加量は０．１〜
１．５wt％の範囲内とした。

【００３３】Ｍｇ：ＭｇはＳｉとＭｇ_２Ｓｉ化合物を形
成してろう付け後の自然時効もしくは人工時効によって
強度を高めるに寄与するから、必要に応じて添加され
る。Ｍｇの添加量が０．１wt％未満では上記の効果が充
分に発揮されず、一方０．６wt％を越えればろうの浸み
込み感受性が高くなったりあるいは非腐食性フラックス
ろう付け法ではフラックスと反応してろう付け性が低下
するから、Ｍｇを添加する場合のＭｇ添加量は０．１〜
０．６wt％の範囲内とした。

【００３４】Ｓｉ：ＳｉはＭｇとＭｇ_２Ｓｉ化合物を形
成して、また一部は単独で、ろう付け後の自然時効もし
くは人工時効によって強度を高めるに寄与するから、必
要に応じて添加される。Ｓｉを添加する場合のＳｉ量が
０．４wt％未満では、前述のようにＭｇ添加量を少量に
規制しているため、上記の効果が充分に発揮されず、一
方１．２wt％を越えればろう付け性が低下するから、Ｓ
ｉを添加する場合のＳｉ添加量は０．４〜１．２wt％の
範囲内とした。

【００３５】一方請求項３の発明の製法で用いるブレー
ジングにおいて、上述のＣｕ含有芯材と組合わされる皮
材としては、通常のろう材であるＡｌ−Ｓｉ合金もしく
はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ
合金を用いることができる。そのＡｌ−Ｓｉ合金もしく
はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ
合金としては、具体的には、４００３合金、４００４合
金、４１０４合金、４００５合金、４Ｎ０４合金、４０
４５合金、４３４３合金、４１４５合金、４０４７合金
などが使用されるが、特にこれらに限定されるものでは
ない。

【００３６】また前述のような芯材に対する一方の片面
側の皮材として前記同様なＡｌ−Ｓｉ合金もしくはＡｌ
−Ｓｉ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ合金か
らなるろう材を用いる一方、残りの片面側の皮材とし
て、芯材よりも卑な電位を有するアルミニウム合金を用
いれば、芯材の防食に有利となる。すなわち、芯材より
も卑な電位を有するアルミニウム合金からなる皮材の面
を、水系熱媒体接触面に用いれば、その皮材が芯材に対
して犠牲陽極的な作用を果たし、芯材を効果的に防食す
ることができる。このような芯材よりも卑な電位を有す
るアルミニスム合金としては、要は芯材の成分組成に応
じて選択すれば良いが、通常は１０７０合金、１０５０
合金、１２００合金などの純Ａｌ系合金、７０７２合金
などのＡｌ−Ｚｎ系合金、あるいはＡｌ−Ｉｎ系合金、
Ａｌ−Ｓｎ系合金、さらにはこれらの合金成分を組合せ
た合金等が好適に用いられる。

【００３７】なおこの発明の製法を実施するためのろう
付け炉は、特に限定されるものではないが、連続式のろ
う付け炉を用いる場合、ろう付け室と取出し室との間に
ろう継手部のろう材の固液共存温度域内の一定温度に所
定時間保持させるような保持室を設けたろう付け炉、あ
るいはろう付け後の取出し室を、ろう継手部のろう材の
固液共存温度域内の一定温度に所定時間保持できるよう
に構成したろう付け炉を用いることが望ましい。

【００３８】すなわち、従来一般の熱交換器製造用の連
続式ろう付け炉としては、図７に示すように、ろう付け
対象物の搬送方向に入口側から準備室１１、予熱室１２
Ａ，１２Ｂ、ろう付け室１３、取出し室１４がその順に
設けられた構成とされている。なお予熱室１２Ａ，１２
Ｂは必要とされる生産性に応じて数室からなっている。
このような従来の連続式ろう付け炉において、取出し室
１４は単に冷却を効率良く行なうだけの機能しか有して
いないのが通常である。そのためこのような従来の連続
式ろう付け炉をこの発明の製法の実施に使用するには不
適切である。

【００３９】そこでこの発明の製法、特に請求項１の発
明の製法を実施するためには、図６に示すように、ろう
付け室１３と取出し室１４との間に、ろう付け加熱後の
ろう継手部を、その冷却途中で固液共存温度域内の５４
０〜５７７℃の範囲内の一定温度に保持し得る保持室１
５を設けた連続式ろう付け炉を用いることが望ましい。
なお真空ろう付け法を適用する場合は、ろう付け室１３
からの製品の移入などに伴なう炉扉の開閉でろう付け室
１３の真空度の低下を招かないように、保持室１５は、
大気から数１０^-5Torrまでの真空排気ができるように構
成することが望ましい。

【００４０】また請求項２の発明の製法を実施するため
には、図７に示される連続式ろう付け炉における取出し
室１４を、前記同様な５４０〜５７７℃の範囲内の一定
の温度に保持し得るように構成しておけば良い。なお従
来の一般の真空ろう付けのための連続式ろう付け炉では
取出し室１４はろう付け室１３の真空度の低下を招かな
いように真空から数１０^-5Torrまでの真空排気ができる
ように構成するのが通常であるが、請求項２の製法を真
空ろう付け法で実施するための連続式ろう付け炉の場合
も、同様に取出し室１４を真空排気できるように構成し
ておくことが望ましい。

【００４１】

【実施例】

実施例１：表１の合金番号１〜５に示す合金を芯材用と
して溶解鋳造し、また表２の４００４合金および合金符
号Ａの合金を皮材用のろう材として溶解鋳造し、それぞ
れ鋳塊を得た。なお表２において４００４合金に含まれ
るＣｕは不純物である。これらの鋳塊を面削後、均質化
処理を行ない、その後芯材用の各合金は板厚４０mmに、
皮材用の各ろう材合金は板厚５mmに、それぞれ熱間圧延
した。次いで芯材用合金の板の両面にろう材合金を種々
の組合せで重ね合わせ、熱間圧延クラッドした後、適宜
中間焼鈍を加えながら冷間圧延し、最終焼鈍を行なって
板厚０．６mmのブレージングシートを得た。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】次いで図５に示す如く、前述のようにして
得られた２枚のブレージングシート２０同士を組合せて
ろう継手試験片を作成した。そしてこのろう継手試験片
に対して真空度５×１０^-5Torr、６００℃×３分の条件
で真空ろう付け加熱を行なった。続いてろう付け加熱後
の冷却途中において、５６５℃×５分間の液相拡散処理
を行なった。

【００４５】その後、各試験片に対して、酢酸酸性塩水
噴霧耐食試験を、５％ＮａＣｌ、pH３、５０℃、７．２
×１０⁶ｓの条件で行ない、試験後のブレージングシー
ト平坦部２１およびろう付け部２２における最大ピット
深さを測定して、各部分での耐食性を評価した。その結
果を表３に示す。なお同時にろう継手部のろう材中平均
Ｃｕ濃度およびその断面のＡｌ−Ｃｕ化合物の数も調べ
たので、その結果を表３に併せて示す。なお比較例とし
ては、ろう付け加熱後の冷却途中で前述のような液相拡
散処理を行なわず、そのまま冷却する方法を適用した。

【００４６】

【表３】

【００４７】表３から明らかなように、ろう継手部のろ
う材中にＣｕを０．０５〜１．０wt％の範囲内で含有さ
せ、かつ請求項１の方法に従い、ろう付け加熱後の冷却
途中で液相拡散を行なった場合には、特にろう継手部で
の耐食性が著しく優れていることが分る。

【００４８】実施例２：実施例１と同様にして得られた
各ブレージンクシートを用い、実施例１と同様に図５に
示すようなろう継手試験片を作成した。そのろう継手試
験片に対し、実施例１と同様な条件で真空ろう付け加熱
を行ない、その後一旦室温まで冷却した後、５５０℃×
５分間の液相拡散処理を行なった。

【００４９】そして各試験片について、実施例１と同じ
条件で酢酸酸性塩水噴霧試験を行ない、前記同様にして
耐食性を評価するとともに、ろう継手部のろう材中の平
均Ｃｕ濃度およびその断面のＡｌ−Ｃｕ化合物の数を調
べた。その結果を表４に示す。なお比較例としては、ろ
う付け加熱後に一旦室温まで冷却した後に液相拡散処理
を行なわなかった例を示す。

【００５０】

【表４】

【００５１】表４に示されるように、請求項２の方法に
従って、ろう付け加熱後、一旦冷却してから液相拡散を
行なった場合にも、ろう継手部の耐食性が優れることが
明らかである。

【００５２】

【発明の効果】実施例からも明らかなように、この発明
のアルミニウム製熱交換器の製法によれば、ブレージン
グシートを用いてろう付けにより熱交換器を組立てるに
あたり、ろう継手部のろう材中に積極的に適切な量のＣ
ｕが含有されるようにろう付けを行ない、かつろう付け
加熱後の冷却途中、もしくはろう付け加熱後一旦冷却し
てから、５４０〜５７７℃の範囲内の一定温度で液相拡
散処理を行なってＣｕをＡｌ母相中に固溶した状態とす
ることによって、ろう継手部の耐食性が著しく優れた熱
交換器を得ることができる。またこの発明の製法によれ
ば、ろう継手部の外面側からの腐食に対して著しく耐食
性が優れているため、ブレージングシートの厚みを従来
よりも薄くすることができ、そのため大幅な材料コスト
の低減を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｃｕを実質的に含有しないろう継手部における
ろう材の凝固組織を模式的に示す略解図である。

【図２】Ｃｕを含有するろう継手部におけるろう材の凝
固組織を、この発明による液相拡散処理を行なわなかっ
た場合について模式的に示す略解図である。

【図３】Ｃｕを含有するろう継手部におけるろう材の凝
固過程を、この発明による液相拡散処理を行なわなかっ
た場合について段階的に示す略解図である。

【図４】この発明の方法による液相拡散を段階的に説明
するための略解図である。

【図５】実施例におけるろう継手試験片を示す斜視図で
ある。

【図６】この発明の製法の実施に使用される連続式ろう
付け炉の一例を示す略解図である。

【図７】従来の製法に使用されていた連続式ろう付け炉
の一例を示す略解図である。

【符号の説明】

１ α相２Ａｌ−Ｓｉ共晶相３共晶Ｓｉ４Ａｌ母相５Ａｌ−Ｃｕ化合物６液相６ＡＣｕが濃縮した液相

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムのブレージングシートを使
用してろう付けにより熱交換器を製造するにあたり、ろう継手部のろう材中の平均Ｃｕ含有量が０．０５〜
１．０wt％の範囲内となるようにろう付けし、ろう付け
加熱後の冷却途中における固液共存温度域内の５４０〜
５７７℃の範囲内の一定温度にろう継手部を２０秒〜２
０分の間保持して、Ａｌ−Ｃｕ系金属間化合物が実質的
に生成されないようにＣｕを液相拡散させることを特徴
とする、耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器の製
法。
【請求項２】アルミニウムのブレージングシートを使
用してろう付けにより熱交換器を製造するにあたり、ろう継手部のろう材中の平均Ｃｕ含有量が０．０５〜
１．０wt％の範囲内となるようにろう付けし、ろう付け
加熱後に冷却した後、固液共存温度域内の５４０〜５７
７℃の範囲内の一定温度にろう継手部を２０秒〜２０分
の間加熱して、Ａｌ−Ｃｕ系金属間化合物を液相拡散さ
せることを特徴とする、耐食性に優れたアルミニウム製
熱交換器の製法。
【請求項３】前記ブレージングシートの芯材として、
Ｃｕ０．１〜１．０wt％を含有し、さらに必要に応じて
Ｔｉ０．０５〜０．３wt％、Ｍｎ０．１〜１．５wt％、
Ｍｇ０．１〜０．６wt％、Ｓｉ０．４〜１．２wt％のう
ちの１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不
可避的不純物よりなる合金を用い、かつブレージングシ
ートの両面皮材としてＡｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金のうちのい
ずれかを用いるか、または一方の片面側皮材としてＡｌ
−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ−Ｂｉ系合金のうちのいずれかを、他方の片面側皮
材として芯材よりも卑な電位を有するアルミニウム合金
を用いる、請求項１もしくは請求項２に記載の耐食性に
優れたアルミニウム製熱交換器の製法。