JPH08120389A - 耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金およびそれを用いたブレージングシート - Google Patents
耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金およびそれを用いたブレージングシートInfo
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- JPH08120389A JPH08120389A JP28442994A JP28442994A JPH08120389A JP H08120389 A JPH08120389 A JP H08120389A JP 28442994 A JP28442994 A JP 28442994A JP 28442994 A JP28442994 A JP 28442994A JP H08120389 A JPH08120389 A JP H08120389A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブレージングシートあるいは自動車用ボディ
シート等に使用されるＡｌ−Ｃｕ系合金として、耐粒界
腐食性に優れたものを提供する。またそれを芯材として
用いたブレージングシートを提供する。 【構成】 請求項１：Ｃｕ１．５％を越え７．０％以
下、Ｂｉ０．０１〜０．５％を含有し、残部が実質的に
ＡｌよりなるＡｌ−Ｃｕ系合金。 請求項２：さらにＭ
ｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖの１種以上を添加し
た。 請求項３：Ｃｕ０．１〜１．５％、Ｂｉ０．０１
〜０．５％を含有し、残部が実質的にＡｌよりなるブレ
ージング用Ａｌ−Ｃｕ系合金。 請求項４：請求項３の
ブレージング用合金において、さらにＴｉ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｖの１種以上を添加した。 請求項５：さら
にＭｇを添加するとともにＳｉ量を規制した。 請求項
６：Ｂｉの粒径を１〜２０μｍ、密度を４０〜２０００
個／ｍｍ2 とした。 請求項７：上記の各Ａｌ−Ｃｕ系
合金を芯材とし、皮材としてＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系のろう材を用いて
ブレージングシートを構成した。
シート等に使用されるＡｌ−Ｃｕ系合金として、耐粒界
腐食性に優れたものを提供する。またそれを芯材として
用いたブレージングシートを提供する。 【構成】 請求項１：Ｃｕ１．５％を越え７．０％以
下、Ｂｉ０．０１〜０．５％を含有し、残部が実質的に
ＡｌよりなるＡｌ−Ｃｕ系合金。 請求項２：さらにＭ
ｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖの１種以上を添加し
た。 請求項３：Ｃｕ０．１〜１．５％、Ｂｉ０．０１
〜０．５％を含有し、残部が実質的にＡｌよりなるブレ
ージング用Ａｌ−Ｃｕ系合金。 請求項４：請求項３の
ブレージング用合金において、さらにＴｉ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｖの１種以上を添加した。 請求項５：さら
にＭｇを添加するとともにＳｉ量を規制した。 請求項
６：Ｂｉの粒径を１〜２０μｍ、密度を４０〜２０００
個／ｍｍ2 とした。 請求項７：上記の各Ａｌ−Ｃｕ系
合金を芯材とし、皮材としてＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系のろう材を用いて
ブレージングシートを構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はブレージング（ろう付
け）の用途や自動車のボディシートなどの構造材の用途
に使用されるＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金に関するも
のであり、特に耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系合金
と、それを芯材として用いたブレージングシートに関す
るものである。
け）の用途や自動車のボディシートなどの構造材の用途
に使用されるＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金に関するも
のであり、特に耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系合金
と、それを芯材として用いたブレージングシートに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように自動車のクーラーのドロー
ンカップ型エバポレータなどの熱交換器においては、水
等の温度媒体（作動流体）が流通する管体板に、アルミ
ニウム合金製のフィン材をろう付けするのが通常である
が、この場合の管体板材にはブレージングシート、すな
わちアルミニウム合金芯材の両面もしくは片面にアルミ
ニウム合金ろう材からなる皮材を予め被着させた合せ板
を用いる。そしてこのような管体板材用のブレージング
シートの芯材のアルミニウム合金としては、Ａｌ−０．
５％Ｃｕ合金を使用することがある。またＡｌ−Ｃｕ系
合金は、裸材あるいはクラッド材として自動車のボディ
シート、その他車輌、船舶、航空機などの構造材や各種
機械部品などに使用されることも多い。
ンカップ型エバポレータなどの熱交換器においては、水
等の温度媒体（作動流体）が流通する管体板に、アルミ
ニウム合金製のフィン材をろう付けするのが通常である
が、この場合の管体板材にはブレージングシート、すな
わちアルミニウム合金芯材の両面もしくは片面にアルミ
ニウム合金ろう材からなる皮材を予め被着させた合せ板
を用いる。そしてこのような管体板材用のブレージング
シートの芯材のアルミニウム合金としては、Ａｌ−０．
５％Ｃｕ合金を使用することがある。またＡｌ−Ｃｕ系
合金は、裸材あるいはクラッド材として自動車のボディ
シート、その他車輌、船舶、航空機などの構造材や各種
機械部品などに使用されることも多い。
【０００３】ところで自動車等に使用される熱交換器と
しては軽量化が強く要請され、またコスト低減の要求も
強く、そこで熱交換器に使用されるブレージングシート
の芯材としても薄肉化が求められるようになり、そこで
ブレージングシート芯材については、薄肉化しても充分
な高い耐久性・信頼性が確保されるように高強度化が強
く求められている。また自動車のボディシート等の用途
においても、同様に軽量化、コスト低減の要請から薄肉
化が求められ、そのためより一層の高強度化が強く要請
されている。しかしながら、一般にＡｌ−Ｃｕ系合金に
おいては、高強度化を図ろうとすれば、耐食性、特に耐
粒界腐食性が低下するという問題が生じるのが通常であ
る。
しては軽量化が強く要請され、またコスト低減の要求も
強く、そこで熱交換器に使用されるブレージングシート
の芯材としても薄肉化が求められるようになり、そこで
ブレージングシート芯材については、薄肉化しても充分
な高い耐久性・信頼性が確保されるように高強度化が強
く求められている。また自動車のボディシート等の用途
においても、同様に軽量化、コスト低減の要請から薄肉
化が求められ、そのためより一層の高強度化が強く要請
されている。しかしながら、一般にＡｌ−Ｃｕ系合金に
おいては、高強度化を図ろうとすれば、耐食性、特に耐
粒界腐食性が低下するという問題が生じるのが通常であ
る。
【０００４】ブレージングシート芯材等に使用されるア
ルミニウム合金について、耐食性を高めるための手法と
しては、従来から、 Ａ：防食のための表面処理を行なう、 Ｂ：ブレージングシートの芯材として用いる場合、その
芯材の電位をろう材に対し５０〜１００ｍＶ程度貴にし
て、ろう材を犠牲陽極材として作用させることにより芯
材を防食する、 Ｃ：上記ＡおよびＢの手法を組合せる、などの手法が実
用化されもしくは提案されている。
ルミニウム合金について、耐食性を高めるための手法と
しては、従来から、 Ａ：防食のための表面処理を行なう、 Ｂ：ブレージングシートの芯材として用いる場合、その
芯材の電位をろう材に対し５０〜１００ｍＶ程度貴にし
て、ろう材を犠牲陽極材として作用させることにより芯
材を防食する、 Ｃ：上記ＡおよびＢの手法を組合せる、などの手法が実
用化されもしくは提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の耐
食性向上のためのＡ〜Ｃに述べたような手法では、一般
的な耐食性は確かに若干は向上するが、耐粒界腐食性そ
のものを制御して、耐食性のうちでも特に粒界腐食性を
確実に向上させるには至っていないのが実情である。ま
た前述のＡもしくはＣのように表面処理による防食を期
待する手法では、工程数が増加して製造コストの増大を
招く問題があり、一方ＢもしくはＣのように犠牲防食に
よる場合、電位の制御のために成分組成が制約され、他
の特性を犠牲にせざるを得ない場合も多いという問題も
あった。
食性向上のためのＡ〜Ｃに述べたような手法では、一般
的な耐食性は確かに若干は向上するが、耐粒界腐食性そ
のものを制御して、耐食性のうちでも特に粒界腐食性を
確実に向上させるには至っていないのが実情である。ま
た前述のＡもしくはＣのように表面処理による防食を期
待する手法では、工程数が増加して製造コストの増大を
招く問題があり、一方ＢもしくはＣのように犠牲防食に
よる場合、電位の制御のために成分組成が制約され、他
の特性を犠牲にせざるを得ない場合も多いという問題も
あった。
【０００６】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、ブレージングシートの芯材や自動車のボディ
シート等の構造材、機械部品等として使用されるＡｌ−
Ｃｕ系合金について、耐食性のうちでも特に耐粒界腐食
性を確実かつ充分に向上させることを目的としている。
たもので、ブレージングシートの芯材や自動車のボディ
シート等の構造材、機械部品等として使用されるＡｌ−
Ｃｕ系合金について、耐食性のうちでも特に耐粒界腐食
性を確実かつ充分に向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するべく本願発明者等が鋭意実験・検討を重ねた結果、
Ａｌ−Ｃｕ系合金に少量のＢｉを添加することによっ
て、耐粒界腐食性を確実かつ充分に向上させ得ることを
見出し、この発明をなすに至った。
するべく本願発明者等が鋭意実験・検討を重ねた結果、
Ａｌ−Ｃｕ系合金に少量のＢｉを添加することによっ
て、耐粒界腐食性を確実かつ充分に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の発明のＡｌ−Ｃｕ
系アルミニウム合金は、Ｃｕを１．５％（重量％、以下
同じ）を越え７．０％以下、Ｂｉを０．０１〜０．５％
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなること
を特徴とするものである。
系アルミニウム合金は、Ｃｕを１．５％（重量％、以下
同じ）を越え７．０％以下、Ｂｉを０．０１〜０．５％
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなること
を特徴とするものである。
【０００９】また請求項２の発明のＡｌ−Ｃｕ系アルミ
ニウム合金は、請求項１に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニ
ウム合金の各成分元素のほか、さらにＭｇ０．１〜２．
０％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｍｎ０．１〜１．５
％、Ｃｒ０．０５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．４
％、Ｖ０．０５〜０．４％のうちから選ばれた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
よりなることを特徴とするものである。
ニウム合金は、請求項１に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニ
ウム合金の各成分元素のほか、さらにＭｇ０．１〜２．
０％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｍｎ０．１〜１．５
％、Ｃｒ０．０５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．４
％、Ｖ０．０５〜０．４％のうちから選ばれた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
よりなることを特徴とするものである。
【００１０】さらに請求項３の発明のブレージング用Ａ
ｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、Ｃｕを０．１〜１．５
％、Ｂｉを０．０１〜０．５％含有し、残部がＡｌおよ
び不可避的不純物よりなることを特徴とするものであ
る。
ｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、Ｃｕを０．１〜１．５
％、Ｂｉを０．０１〜０．５％含有し、残部がＡｌおよ
び不可避的不純物よりなることを特徴とするものであ
る。
【００１１】そしてまた請求項４の発明のブレージング
用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、請求項３に記載の
Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金の各成分元素のほか、さ
らにＴｉ０．０５〜０．３％、Ｍｎ０．１％以上０．５
％未満、Ｃｒ０．０５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．
４％、Ｖ０．０５〜０．４％のうちから選ばれた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
物よりなることを特徴とするものである。
用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、請求項３に記載の
Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金の各成分元素のほか、さ
らにＴｉ０．０５〜０．３％、Ｍｎ０．１％以上０．５
％未満、Ｃｒ０．０５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．
４％、Ｖ０．０５〜０．４％のうちから選ばれた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
物よりなることを特徴とするものである。
【００１２】また請求項５の発明のブレージング用Ａｌ
−Ｃｕ系アルミニウム合金は、請求項３もしくは請求項
４に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金の各成分元素
のほか、さらにＭｇ０．１〜１．０％を含有し、かつＳ
ｉが０．２％未満に規制され、残部がＡｌおよび不可避
的不純物よりなることを特徴とするものである。
−Ｃｕ系アルミニウム合金は、請求項３もしくは請求項
４に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金の各成分元素
のほか、さらにＭｇ０．１〜１．０％を含有し、かつＳ
ｉが０．２％未満に規制され、残部がＡｌおよび不可避
的不純物よりなることを特徴とするものである。
【００１３】さらに請求項６の発明のＡｌ−Ｃｕ系アル
ミニウム合金は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載
のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金において、合金中に粒
径１〜２０μｍの金属Ｂｉが４０〜２０００個／ｍｍ2
の密度で分散していることを特徴とするものである。
ミニウム合金は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載
のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金において、合金中に粒
径１〜２０μｍの金属Ｂｉが４０〜２０００個／ｍｍ2
の密度で分散していることを特徴とするものである。
【００１４】一方請求項７の発明は、上述のようなＡｌ
−Ｃｕ系合金を用いたブレージングシートについてのも
のである。すなわち、請求項７の発明のブレージングシ
ートは、請求項３〜請求項６のいずれかに記載のＡｌ−
Ｃｕ系合金が芯材とされ、その芯材の両面もしくは片面
に、Ａｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金
またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金からなるろう材が
皮材として形成されていることを特徴とするものであ
る。
−Ｃｕ系合金を用いたブレージングシートについてのも
のである。すなわち、請求項７の発明のブレージングシ
ートは、請求項３〜請求項６のいずれかに記載のＡｌ−
Ｃｕ系合金が芯材とされ、その芯材の両面もしくは片面
に、Ａｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金
またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金からなるろう材が
皮材として形成されていることを特徴とするものであ
る。
【００１５】
【作用】請求項１〜請求項２の各発明のＡｌ−Ｃｕ系ア
ルミニウム合金、請求項３〜請求項６の各発明のブレー
ジング用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、および請求項
７の発明のブレージングシートにおける芯材のＡｌ−Ｃ
ｕ系アルミニウム合金においては、いずれも少量のＢｉ
（ビスマス）を積極添加しており、このＢｉの添加によ
って耐粒界腐食性の確実かつ充分な向上を図ることがで
きた。
ルミニウム合金、請求項３〜請求項６の各発明のブレー
ジング用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、および請求項
７の発明のブレージングシートにおける芯材のＡｌ−Ｃ
ｕ系アルミニウム合金においては、いずれも少量のＢｉ
（ビスマス）を積極添加しており、このＢｉの添加によ
って耐粒界腐食性の確実かつ充分な向上を図ることがで
きた。
【００１６】このようにＢｉの添加によって耐粒界腐食
性が向上する理由は、完全には解明されていないが、Ｂ
ｉの析出分散効果によるものと考えられる。
性が向上する理由は、完全には解明されていないが、Ｂ
ｉの析出分散効果によるものと考えられる。
【００１７】すなわち、一般にＡｌ−Ｃｕ系のアルミニ
ウム合金においては、ろう付け加熱後の冷却過程あるい
は合金材製造過程における熱処理後の冷却過程では、金
属間化合物であるＣｕＡｌ2 が析出し、かつその析出位
置は線状の粒界に限られるため、析出物が連続化しやす
い。一方粒界の析出物近傍では、Ｃｕの析出によってＣ
ｕの欠乏相が出現し、この欠乏相では、その周囲のＣｕ
が相対的に多量に固溶したＡｌ地と比較して電位的に卑
となり、そのためＣｕ欠乏相である粒界の析出物付近が
電気化学的に優先的に腐食され、連続化した粒界腐食に
至るものと考えられる。
ウム合金においては、ろう付け加熱後の冷却過程あるい
は合金材製造過程における熱処理後の冷却過程では、金
属間化合物であるＣｕＡｌ2 が析出し、かつその析出位
置は線状の粒界に限られるため、析出物が連続化しやす
い。一方粒界の析出物近傍では、Ｃｕの析出によってＣ
ｕの欠乏相が出現し、この欠乏相では、その周囲のＣｕ
が相対的に多量に固溶したＡｌ地と比較して電位的に卑
となり、そのためＣｕ欠乏相である粒界の析出物付近が
電気化学的に優先的に腐食され、連続化した粒界腐食に
至るものと考えられる。
【００１８】これに対しこの発明で添加しているＢｉ
は、Ａｌに対する固溶限が著しく低いため、鋳造凝固時
に金属Ｂｉとして晶出し、かつその後の圧延板中におい
て金属Ｂｉの位置は特に粒界に限られず、Ａｌ地に広く
分散して存在する。またＢｉはその融点が約２７１℃
と、Ａｌに比べてかなり低い融点を有するため、ろう付
け加熱時や熱処理時あるいはその後の冷却過程の高温段
階では、Ｂｉは点状の独立した液体で分散していること
になる。そしてろう付け後や熱処理後の冷却過程におけ
る金属間化合物ＣｕＡｌ2 の析出時には、そのＣｕＡｌ
2 は、粒界の部分よりもむしろ全体的に点状に分散した
液体のＢｉの部位に優先的に析出しやすくなる。そのた
めＣｕＡｌ2 析出物は、Ａｌ地中に全体的に分散するこ
とになり、その結果、粒界に沿っての連続的な腐食も生
じにくくなり、耐粒界腐食性が向上するものと考えられ
る。
は、Ａｌに対する固溶限が著しく低いため、鋳造凝固時
に金属Ｂｉとして晶出し、かつその後の圧延板中におい
て金属Ｂｉの位置は特に粒界に限られず、Ａｌ地に広く
分散して存在する。またＢｉはその融点が約２７１℃
と、Ａｌに比べてかなり低い融点を有するため、ろう付
け加熱時や熱処理時あるいはその後の冷却過程の高温段
階では、Ｂｉは点状の独立した液体で分散していること
になる。そしてろう付け後や熱処理後の冷却過程におけ
る金属間化合物ＣｕＡｌ2 の析出時には、そのＣｕＡｌ
2 は、粒界の部分よりもむしろ全体的に点状に分散した
液体のＢｉの部位に優先的に析出しやすくなる。そのた
めＣｕＡｌ2 析出物は、Ａｌ地中に全体的に分散するこ
とになり、その結果、粒界に沿っての連続的な腐食も生
じにくくなり、耐粒界腐食性が向上するものと考えられ
る。
【００１９】さらにこの発明における合金成分元素の限
定理由について述べる。
定理由について述べる。
【００２０】Ｃｕ：Ｃｕはこの発明で対象とする系の合
金で基本となる合金元素であり、強度を高める効果を有
すると同時に、電位を高めてブレージング用の材料とし
て耐食性を向上させる効果を有する。Ｃｕ量が０．１％
未満ではブレージング用として電位を高める効果が充分
に発揮されず、また１．５％以下では一般的な構造材等
の用途として強度が不足する。一方Ｃｕ量が１．５％を
越えれば、融点が低くなるためブレージング用としてろ
う付け性が低下し、さらに７．０％を越えれば一般的な
構造材等の用途において自己耐食性および成形性が低下
する。したがって一般的な構造材の用途を主目的として
いる請求項１、請求項２の発明の場合はＣｕ量を１．５
％越え７．０％以下の範囲内とし、ブレージングシート
用芯材などブレージング用の用途を対象とする請求項３
〜請求項５、請求項７の発明の場合にはＣｕ量を０．１
〜１．５％の範囲内とした。
金で基本となる合金元素であり、強度を高める効果を有
すると同時に、電位を高めてブレージング用の材料とし
て耐食性を向上させる効果を有する。Ｃｕ量が０．１％
未満ではブレージング用として電位を高める効果が充分
に発揮されず、また１．５％以下では一般的な構造材等
の用途として強度が不足する。一方Ｃｕ量が１．５％を
越えれば、融点が低くなるためブレージング用としてろ
う付け性が低下し、さらに７．０％を越えれば一般的な
構造材等の用途において自己耐食性および成形性が低下
する。したがって一般的な構造材の用途を主目的として
いる請求項１、請求項２の発明の場合はＣｕ量を１．５
％越え７．０％以下の範囲内とし、ブレージングシート
用芯材などブレージング用の用途を対象とする請求項３
〜請求項５、請求項７の発明の場合にはＣｕ量を０．１
〜１．５％の範囲内とした。
【００２１】Ｂｉ：Ｂｉは前述のように耐粒界腐食性を
向上させるに有効である。Ｂｉ量が０．０１％未満では
その効果が充分に発揮されず、一方０．５％を越えて多
量にＢｉを添加しても耐粒界腐食性向上効果は飽和し、
経済的に無駄となるだけであるから、Ｂｉ量は０．０１
〜０．５％の範囲内とした。
向上させるに有効である。Ｂｉ量が０．０１％未満では
その効果が充分に発揮されず、一方０．５％を越えて多
量にＢｉを添加しても耐粒界腐食性向上効果は飽和し、
経済的に無駄となるだけであるから、Ｂｉ量は０．０１
〜０．５％の範囲内とした。
【００２２】Ｍｇ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ：これ
らの元素はいずれも強度の向上に寄与するから、一般的
な構造材の用途を主目的とする請求項２の発明のＡｌ−
Ｃｕ系合金において、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，
Ｖのうちのいずれか１種または２種以上を添加すること
とし、またブレージング用を対象とする請求項４の発明
のＡｌ−Ｃｕ系合金において、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚ
ｒ，Ｖのうちの１種以上を添加することとし、さらに同
じくブレージング用を対象とする請求項５の発明のＡｌ
−Ｃｕ系合金においてＭｇを添加することとした。これ
らのうち、Ｍｇは強度を高めるために有効であるが、そ
の添加量が０．１％未満では強度向上の効果が充分に発
揮されず、一方Ｍｇ添加量が１．０％を越えればろう付
け時におけるろうの浸み込み感受性が高くなり、さらに
２．０％を越えれば成形性が低下する。したがって主に
一般的な構造材の用途を考慮している請求項２の発明の
場合はＭｇ量を０．１〜２．０％の範囲内とし、またブ
レージングを用途とする請求項５の発明の場合はＭｇ量
を０．１〜１．０％の範囲内とした。またＴｉは結晶粒
の微細化を通じて強度の向上に寄与すると同時に、腐食
形態をピット状から層状に変化させ、これにより最大腐
食深さを小さくして耐食性を向上させるに寄与するが、
その添加量が０．０５％未満ではこれらの効果が充分に
発揮されず、一方０．３％を越えればこれらの効果が飽
和し、経済的に無駄となるだけであるから、Ｔｉの添加
量は０．０５〜０．３％の範囲内とした。またＭｎは固
溶により強度を高めるに寄与するが、Ｍｎ量が０．１％
未満ではその効果が充分に得られず、一方Ｍｎ量が０．
５％以上となれば、Ｃｕとの共存下ではブレージング時
の低歪加工部へのろうの浸み込み性が増してろう付け性
が低下し、さらにＭｎ量が１．５％を越えれば成形性を
劣化させる。そこで一般的な構造材を主用途とする請求
項２の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合はＭｎ量を０．１
〜１．５％の範囲内とし、一方ブレージング用を対象と
する請求項４の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合はＭｎ量
を０．１％以上０．５％未満とした。さらにＣｒ，Ｚ
ｒ，Ｖは、固溶により強度を高めるに寄与するが、いず
れもその添加量が０．０５％未満ではその効果が充分に
発揮されず、一方０．４％を越えれば巨大晶出物を形成
して成形性を劣化させるから、Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖの添加量
はいずれも０．０５〜０．４％の範囲内とした。
らの元素はいずれも強度の向上に寄与するから、一般的
な構造材の用途を主目的とする請求項２の発明のＡｌ−
Ｃｕ系合金において、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，
Ｖのうちのいずれか１種または２種以上を添加すること
とし、またブレージング用を対象とする請求項４の発明
のＡｌ−Ｃｕ系合金において、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚ
ｒ，Ｖのうちの１種以上を添加することとし、さらに同
じくブレージング用を対象とする請求項５の発明のＡｌ
−Ｃｕ系合金においてＭｇを添加することとした。これ
らのうち、Ｍｇは強度を高めるために有効であるが、そ
の添加量が０．１％未満では強度向上の効果が充分に発
揮されず、一方Ｍｇ添加量が１．０％を越えればろう付
け時におけるろうの浸み込み感受性が高くなり、さらに
２．０％を越えれば成形性が低下する。したがって主に
一般的な構造材の用途を考慮している請求項２の発明の
場合はＭｇ量を０．１〜２．０％の範囲内とし、またブ
レージングを用途とする請求項５の発明の場合はＭｇ量
を０．１〜１．０％の範囲内とした。またＴｉは結晶粒
の微細化を通じて強度の向上に寄与すると同時に、腐食
形態をピット状から層状に変化させ、これにより最大腐
食深さを小さくして耐食性を向上させるに寄与するが、
その添加量が０．０５％未満ではこれらの効果が充分に
発揮されず、一方０．３％を越えればこれらの効果が飽
和し、経済的に無駄となるだけであるから、Ｔｉの添加
量は０．０５〜０．３％の範囲内とした。またＭｎは固
溶により強度を高めるに寄与するが、Ｍｎ量が０．１％
未満ではその効果が充分に得られず、一方Ｍｎ量が０．
５％以上となれば、Ｃｕとの共存下ではブレージング時
の低歪加工部へのろうの浸み込み性が増してろう付け性
が低下し、さらにＭｎ量が１．５％を越えれば成形性を
劣化させる。そこで一般的な構造材を主用途とする請求
項２の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合はＭｎ量を０．１
〜１．５％の範囲内とし、一方ブレージング用を対象と
する請求項４の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合はＭｎ量
を０．１％以上０．５％未満とした。さらにＣｒ，Ｚ
ｒ，Ｖは、固溶により強度を高めるに寄与するが、いず
れもその添加量が０．０５％未満ではその効果が充分に
発揮されず、一方０．４％を越えれば巨大晶出物を形成
して成形性を劣化させるから、Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖの添加量
はいずれも０．０５〜０．４％の範囲内とした。
【００２３】Ｓｉ：Ｓｉは通常のＡｌ合金において不可
避的不純物として含有され、通常は０．７％程度までは
許容されるが、ＳｉがＭｇと共存する場合、ＳｉはＭｇ
2 Ｓｉ化合物を形成し、その化合物が耐粒界腐食性を低
下させる。そこでＭｇと共存する場合、すなわち請求項
５の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合には、Ｓｉ量を０．
２％未満に規制することとした。
避的不純物として含有され、通常は０．７％程度までは
許容されるが、ＳｉがＭｇと共存する場合、ＳｉはＭｇ
2 Ｓｉ化合物を形成し、その化合物が耐粒界腐食性を低
下させる。そこでＭｇと共存する場合、すなわち請求項
５の発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の場合には、Ｓｉ量を０．
２％未満に規制することとした。
【００２４】以上のほか、不純物としてはＦｅが含有さ
れるのが通常であり、Ｆｅ量は可及的に少ないことが望
まれるが、０．７％程度までは許容される。
れるのが通常であり、Ｆｅ量は可及的に少ないことが望
まれるが、０．７％程度までは許容される。
【００２５】さらに耐粒界腐食性の効果を充分に発揮さ
せるためには、Ａｌ地中に分散するＢｉの粒径、密度も
重要であり、これを請求項６において規定した。合金中
のＢｉの粒径（粒子の形状を円形に置き換えた場合の直
径換算）が１μｍ未満、Ｂｉ含有密度が４０個／ｍｍ2
未満では、Ｂｉによる耐粒界腐食性向上効果が充分に得
られず、一方Ｂｉの粒径が２０μｍを越えたりまたＢｉ
の分布密度が２０００個／ｍｍ2 を越えれば、Ｂｉによ
る耐粒界腐食性向上効果が飽和するから、Ｂｉの粒径は
１〜２０μｍの範囲内、Ｂｉの分布密度は４０〜２００
０個／ｍｍ2 の範囲内とした。
せるためには、Ａｌ地中に分散するＢｉの粒径、密度も
重要であり、これを請求項６において規定した。合金中
のＢｉの粒径（粒子の形状を円形に置き換えた場合の直
径換算）が１μｍ未満、Ｂｉ含有密度が４０個／ｍｍ2
未満では、Ｂｉによる耐粒界腐食性向上効果が充分に得
られず、一方Ｂｉの粒径が２０μｍを越えたりまたＢｉ
の分布密度が２０００個／ｍｍ2 を越えれば、Ｂｉによ
る耐粒界腐食性向上効果が飽和するから、Ｂｉの粒径は
１〜２０μｍの範囲内、Ｂｉの分布密度は４０〜２００
０個／ｍｍ2 の範囲内とした。
【００２６】なおＢｉの粒径および分布密度を上述のよ
うに制御することは、Ｂｉの添加量の調整のみならず、
鋳造法、鋳造条件を適切に選択、調整することによって
可能である。ここで、鋳造法、鋳造条件は特に限定され
ないが、例えばＤＣ鋳造法（半連続鋳造法）であれば凝
固速度１０ｃｍ／分程度が好ましい。
うに制御することは、Ｂｉの添加量の調整のみならず、
鋳造法、鋳造条件を適切に選択、調整することによって
可能である。ここで、鋳造法、鋳造条件は特に限定され
ないが、例えばＤＣ鋳造法（半連続鋳造法）であれば凝
固速度１０ｃｍ／分程度が好ましい。
【００２７】なおまた、この発明のＡｌ−Ｃｕ系合金の
製造にあたって、鋳造以外のプロセスおよびその条件
は、常法に従って定めれば良い。
製造にあたって、鋳造以外のプロセスおよびその条件
は、常法に従って定めれば良い。
【００２８】さらに請求項７の発明においては、上述の
ようなＡｌ−Ｃｕ系合金を芯材とし、その片面もしくは
両面に皮材としてろう材をクラッドしたブレージングシ
ートを提供している。このろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ
系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ−Ｂｉ系合金が使用される。具体的には例えば通常
のろう材用合金である４００３合金、４００４合金、４
１０４合金、４００５合金、４Ｎ０４合金、４０４５合
金、４３４３合金、４１４５合金、４０４７合金等が使
用されるが、これらに限定されるものではない。またろ
う材（皮材）のクラッド率は片面当り５〜２０％程度が
通常であるが、特にこの範囲内に限定されるものではな
い。
ようなＡｌ−Ｃｕ系合金を芯材とし、その片面もしくは
両面に皮材としてろう材をクラッドしたブレージングシ
ートを提供している。このろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ
系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−
Ｍｇ−Ｂｉ系合金が使用される。具体的には例えば通常
のろう材用合金である４００３合金、４００４合金、４
１０４合金、４００５合金、４Ｎ０４合金、４０４５合
金、４３４３合金、４１４５合金、４０４７合金等が使
用されるが、これらに限定されるものではない。またろ
う材（皮材）のクラッド率は片面当り５〜２０％程度が
通常であるが、特にこの範囲内に限定されるものではな
い。
【００２９】さらにこの発明のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウ
ム合金を用いてのろう付け方法としては、真空ろう付
け、フラックスろう付け、非腐食性フラックスろう付け
等が適用されるが、特にこれらに限定されるものではな
く、いずれのろう付け法の場合にもこの発明の効果を充
分に発揮させることができる。
ム合金を用いてのろう付け方法としては、真空ろう付
け、フラックスろう付け、非腐食性フラックスろう付け
等が適用されるが、特にこれらに限定されるものではな
く、いずれのろう付け法の場合にもこの発明の効果を充
分に発揮させることができる。
【００３０】
実施例１ 表１の合金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６に示す合金を常法に従っ
て溶製し、ＤＣ鋳造法によって凝固速度約１０ｃｍ／分
で鋳造し、鋳塊を得た。各鋳塊について、面削、均質化
処理を行なった後、常法に従って熱間圧延し、さらに冷
間圧延を行ない焼鈍を加えて、板厚０．６ｍｍの合金板
を得た。その後溶体化処理（５５０℃×１８０ｓｅｃ加
熱後冷却）を行ない、さらに自然時効を行ない、腐食試
験用試料を得た。
て溶製し、ＤＣ鋳造法によって凝固速度約１０ｃｍ／分
で鋳造し、鋳塊を得た。各鋳塊について、面削、均質化
処理を行なった後、常法に従って熱間圧延し、さらに冷
間圧延を行ない焼鈍を加えて、板厚０．６ｍｍの合金板
を得た。その後溶体化処理（５５０℃×１８０ｓｅｃ加
熱後冷却）を行ない、さらに自然時効を行ない、腐食試
験用試料を得た。
【００３１】上記の各腐食試験用試料について、ＡｌＣ
ｌ3 水溶液中（ｐＨ＝３）で定電流（１ｍＡ／ｃｍ2 ）
によるアノード溶解を行ない、その後断面観察により粒
界腐食の発生程度を観察評価した。その評価は最大腐食
部断面での３ｍｍ2 当りの粒界腐食長さの総計で行なっ
た。その結果を表２中に示す。また各合金板の腐食試験
前におけるＢｉの分布密度、サイズを断面のミクロ観察
（×５００倍）により調べたので、その結果も表２中に
示す。なおＢｉの分布密度は３断面の平均値を示し、サ
イズは３断面すべての最小値と最大値で示した。
ｌ3 水溶液中（ｐＨ＝３）で定電流（１ｍＡ／ｃｍ2 ）
によるアノード溶解を行ない、その後断面観察により粒
界腐食の発生程度を観察評価した。その評価は最大腐食
部断面での３ｍｍ2 当りの粒界腐食長さの総計で行なっ
た。その結果を表２中に示す。また各合金板の腐食試験
前におけるＢｉの分布密度、サイズを断面のミクロ観察
（×５００倍）により調べたので、その結果も表２中に
示す。なおＢｉの分布密度は３断面の平均値を示し、サ
イズは３断面すべての最小値と最大値で示した。
【００３２】表２から明らかなように、実施例１におけ
るＢｉを添加した本発明例の合金板ではいずれも粒界腐
食長さがＢｉを添加していない比較例の合金板と比較し
て格段に短く、耐粒界腐食性が優れていることが確認さ
れた。
るＢｉを添加した本発明例の合金板ではいずれも粒界腐
食長さがＢｉを添加していない比較例の合金板と比較し
て格段に短く、耐粒界腐食性が優れていることが確認さ
れた。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例２ ブレージングシートの芯材用として表３に示した各合金
Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１４を、ろう材（皮材）用としてＪＩ
Ｓ Ａ４００４合金を、それぞれ実施例１と同様に溶解
鋳造して鋳塊を得た。これら鋳塊を面削、均質化処理を
行なった後、芯材用合金は板厚４０ｍｍに、ろう材は板
厚５ｍｍにそれぞれ熱間圧延した。次に上記の芯材用合
金板の両面にろう材をそれぞれ重ね合わせ、熱間圧延に
てクラッドした後、冷間圧延を行ない、焼鈍を加えて板
厚０．６ｍｍの両面クラッドブレージングシートを製造
した。その後、真空ろう付け（加熱条件６０５℃×１８
０ｓｅｃ、真空度５×１０-3Ｐａ）によりろう付け加熱
を行ない、腐食試験用試料を得、実施例１と同様に腐食
試験を行なった。そしてろう材をエッチング除去して実
施例１と同様にして芯材の粒界腐食を観察評価した。そ
の結果を表４中に示す。また各ブレージングシート芯材
の腐食試験前におけるＢｉの分布密度、サイズを断面の
ミクロ観察により調べたので、その結果も表４中に示
す。
Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１４を、ろう材（皮材）用としてＪＩ
Ｓ Ａ４００４合金を、それぞれ実施例１と同様に溶解
鋳造して鋳塊を得た。これら鋳塊を面削、均質化処理を
行なった後、芯材用合金は板厚４０ｍｍに、ろう材は板
厚５ｍｍにそれぞれ熱間圧延した。次に上記の芯材用合
金板の両面にろう材をそれぞれ重ね合わせ、熱間圧延に
てクラッドした後、冷間圧延を行ない、焼鈍を加えて板
厚０．６ｍｍの両面クラッドブレージングシートを製造
した。その後、真空ろう付け（加熱条件６０５℃×１８
０ｓｅｃ、真空度５×１０-3Ｐａ）によりろう付け加熱
を行ない、腐食試験用試料を得、実施例１と同様に腐食
試験を行なった。そしてろう材をエッチング除去して実
施例１と同様にして芯材の粒界腐食を観察評価した。そ
の結果を表４中に示す。また各ブレージングシート芯材
の腐食試験前におけるＢｉの分布密度、サイズを断面の
ミクロ観察により調べたので、その結果も表４中に示
す。
【００３６】表４から明らかなように、ブレージングシ
ートとした実施例２の場合においても、本発明例の芯材
用のＡｌ−Ｃｕ系合金は耐粒界腐食性が著しく優れてい
ることが確認された。
ートとした実施例２の場合においても、本発明例の芯材
用のＡｌ−Ｃｕ系合金は耐粒界腐食性が著しく優れてい
ることが確認された。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【発明の効果】請求項１、請求項３、請求項６の発明の
Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、従来のＡｌ−Ｃｕ系
合金と比較して耐粒界腐食性が著しく優れており、その
ため熱交換器や自動車用ボディシート等に使用すればそ
の耐久性、信頼性を向上させることができ、また充分な
耐粒界腐食性を確保しつつ高強度化を達成できるため、
熱交換器や自動車用ボディシート等に使用するにあたっ
て薄肉化を図り、熱交換器や自動車等の軽量化、コスト
低減を図ることができる。
Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金は、従来のＡｌ−Ｃｕ系
合金と比較して耐粒界腐食性が著しく優れており、その
ため熱交換器や自動車用ボディシート等に使用すればそ
の耐久性、信頼性を向上させることができ、また充分な
耐粒界腐食性を確保しつつ高強度化を達成できるため、
熱交換器や自動車用ボディシート等に使用するにあたっ
て薄肉化を図り、熱交換器や自動車等の軽量化、コスト
低減を図ることができる。
【００４０】また請求項２、請求項４、請求項５の発明
のＡｌ−Ｃｕ系合金は、前記同様に耐粒界腐食性が優れ
ると同時に、高強度化も達成され、そのため熱交換器の
フィン材あるいは自動車のボディシート等における薄肉
化を実現して、熱交換器や自動車等の軽量化、コスト低
減を実際に図ることができる。
のＡｌ−Ｃｕ系合金は、前記同様に耐粒界腐食性が優れ
ると同時に、高強度化も達成され、そのため熱交換器の
フィン材あるいは自動車のボディシート等における薄肉
化を実現して、熱交換器や自動車等の軽量化、コスト低
減を実際に図ることができる。
【００４１】そしてまた請求項７の発明のブレージング
シートは、前述のような耐粒界腐食性に著しく優れたＡ
ｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金を芯材として用いているた
め、ブレージングシート全体としてその耐食性を従来よ
りも格段に高めることができる。
シートは、前述のような耐粒界腐食性に著しく優れたＡ
ｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金を芯材として用いているた
め、ブレージングシート全体としてその耐食性を従来よ
りも格段に高めることができる。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃｕを１．５％（重量％、以下同じ）を
越え７．０％以下、Ｂｉを０．０１〜０．５％含有し、
残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなることを特徴と
する、耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム
合金。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニ
ウム合金の各成分元素のほか、さらにＭｇ０．１〜２．
０％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｍｎ０．１〜１．５
％、Ｃｒ０．０５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．４
％、Ｖ０．０５〜０．４％のうちから選ばれた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
よりなることを特徴とする、耐粒界腐食性に優れたＡｌ
−Ｃｕ系アルミニウム合金。 - 【請求項３】 Ｃｕを０．１〜１．５％、Ｂｉを０．０
１〜０．５％含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物
よりなることを特徴とする、耐粒界腐食性に優れたブレ
ージング用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金。 - 【請求項４】 請求項３に記載のＡｌ−Ｃｕ系アルミニ
ウム合金の各成分元素のほか、さらにＴｉ０．０５〜
０．３％、Ｍｎ０．１％以上０．５％未満、Ｃｒ０．０
５〜０．４％、Ｚｒ０．０５〜０．４％、Ｖ０．０５〜
０．４％のうちから選ばれた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ことを特
徴とする、耐粒界腐食性に優れたブレージング用Ａｌ−
Ｃｕ系アルミニウム合金。 - 【請求項５】 請求項３もしくは請求項４に記載のＡｌ
−Ｃｕ系アルミニウム合金の各成分元素のほか、さらに
Ｍｇ０．１〜１．０％を含有し、かつＳｉが０．２％未
満に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりな
ることを特徴とする、耐粒界腐食性に優れたブレージン
グ用Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金において、合金中に粒径
１〜２０μｍの金属Ｂｉが４０〜２０００個／ｍｍ2 の
密度で分散していることを特徴とする、耐粒界腐食性に
優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金。 - 【請求項７】 請求項３〜請求項６のいずれかに記載の
Ａｌ−Ｃｕ系合金が芯材とされ、その芯材の両面もしく
は片面に、Ａｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金からなるろ
う材が皮材として形成されていることを特徴とする、耐
粒界腐食性に優れたブレージングシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28442994A JPH08120389A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金およびそれを用いたブレージングシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28442994A JPH08120389A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金およびそれを用いたブレージングシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08120389A true JPH08120389A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17678442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28442994A Pending JPH08120389A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 耐粒界腐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金およびそれを用いたブレージングシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08120389A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8283050B2 (en) * | 2007-03-20 | 2012-10-09 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy material and aluminum alloy brazing sheet |
| US8413876B2 (en) | 2003-11-28 | 2013-04-09 | Constellium France | Aluminium alloy strip for brazing |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP28442994A patent/JPH08120389A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8413876B2 (en) | 2003-11-28 | 2013-04-09 | Constellium France | Aluminium alloy strip for brazing |
| US8283050B2 (en) * | 2007-03-20 | 2012-10-09 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy material and aluminum alloy brazing sheet |
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