JPH08170133A - 耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブレージングシート - Google Patents

耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブレージングシート

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JPH08170133A
JPH08170133A JP33395094A JP33395094A JPH08170133A JP H08170133 A JPH08170133 A JP H08170133A JP 33395094 A JP33395094 A JP 33395094A JP 33395094 A JP33395094 A JP 33395094A JP H08170133 A JPH08170133 A JP H08170133A
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JP
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brazing
alloy
heat exchanger
core material
corrosion resistance
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JP33395094A
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Takeshi Itagaki
武志 板垣
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/016Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ろう付け性および耐食性に優れた熱交換器用
ブレージングシートを提供する。 【構成】 Al−Mn系Al合金芯材の片面にAl−S
i系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片
面に、重量%で、Mg:0.5〜3%、Be:0.00
05〜0.01%を含有し、残りがAlおよび不可避不
純物からなる組成を有するAl合金犠牲陽極皮材、また
はMg:0.5〜3%、Be:0.0005〜0.01
%を含有し、さらにZn:0.5〜5%、In:0.0
05〜0.1%、Sn:0.01〜0.3%のうちの1
種または2種以上を含有し、残りがAlおよび不可避不
純物からなるからなる組成を有するAl合金犠牲陽極皮
材をクラッドしてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱交換器など各種構
造用部材として用いる耐食性およびろう付け性に優れた
ブレージングシートに関するものであり、特に自動車の
熱交換器用ブレージングシートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、熱交換器用ブレージングシートと
して、JIS 3003(重量%で、Mn:1.0〜
1.5%、Cu:0.05〜0.20%、Si:0.6
%以下、Zr:0.7以下%、Zn:0.10以下%、
残部:Alおよび不可避不純物)Al−Mn系合金芯材
の片面にAl−Si系Al合金ろう材をクラッドし、こ
の芯材の他方の片面にMg:0.3〜2.5%を含有す
るAl合金犠牲陽極皮材、Mg:0.3〜2.5%、Z
n:2%以下を含有するAl合金犠牲陽極皮材またはM
g:0.3〜2.5%、Mn:0.2〜1.5%を含有
し、さらにCu:0.5%以下、Cr:0.3%以下、
Zr:0.2%以下を含有するAl合金犠牲陽極皮材を
クラッドしてなる熱交換器用ブレージングシートは知ら
れている(例えば、特開平2−175093号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記JIS
3003などのAl−Mn系Al合金芯材の片面にSi
を含むAl−Si系Al合金ろう材をクラッドし、芯材
の他方の片面にMg:0.3〜2.5%を含有するAl
合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなる従来の熱交換器用
ブレージングシートは、(a)ろう付け加熱時に、Mg
を含有するAl合金犠牲陽極皮材に強固な酸化被膜が形
成されやすく、その結果、犠牲陽極効果が作用しにくく
なる上、酸化被膜の比較的弱い部分だけが選択的に腐食
するようになるため、貫通孔が生じやすい、(b)Mg
には、フラックスと反応してこれを不活性化させ、ろう
付け性を低下させるという性質があるところから、ラジ
エターのヘッダープレートのように犠牲陽極皮材面を直
接ろう付けする場合は勿論のこと、犠牲陽極皮材と反対
面のろう付けにおいても板厚が薄い場合には、Mgが拡
散により芯材を通過してろう材面に到達してろう付けを
阻害し、そのために薄肉化の障害となる、などの問題が
あった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、か
かる観点から、従来よりも耐食性およびろう付け性に優
れた熱交換器用ブレージングシートを得るべく研究を行
った結果、(イ) BeにはAl−Mg合金の酸化被膜
生成を抑制する作用があり、Al−Mg合金の犠牲陽極
皮材にBeを添加すると、犠牲陽極皮材の犠牲陽極効果
が一層向上しかつ均一に腐食するために孔食が生じにく
く、さらにBeにはMgとフラックスとの反応を抑制す
る作用があり、フラックスの作用を低下させないために
ろう付け性を阻害せず、したがって、MgおよびBeを
同時に添加した犠牲陽極皮材はろう付け性を低下させる
ことなく犠牲陽極効果を一層向上させる、(ロ) 犠牲
陽極皮材に添加するMgおよびBeの含有量は、Mg:
0.5〜3%、Be:0.0005〜0.01%の範囲
内にあり、さらに必要に応じて、Zn:0.5〜5%、
In:0.005〜0.1%、Sn:0.01〜0.3
%のうちの1種または2種以上を含有し、残りがAlお
よび不可避不純物からなるからなる組成を有することが
好ましい、などの知見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、重量%で、(1) Al−Mn系Al
合金芯材の片面にAl−Si系Al合金ろう材をクラッ
ドし、前記芯材の他方の片面に、重量%で、Mg:0.
5〜3%、Be:0.0005〜0.01%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を有するA
l合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性およびろ
う付け性に優れた熱交換器用ブレージングシート、
(2) Al−Mn系Al合金芯材の片面にAl−Si
系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片面
に、重量%で、 Mg:0.5〜3%、 Be:0.0005〜0.01%、 を含有し、さらに、 Zn:0.5〜5%、 In:0.005〜0.1%、 Sn:0.01〜0.3% のうちの1種または2種以上を含有し、残りがAlおよ
び不可避不純物からなるからなる組成を有するAl合金
犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐食性およびろう付け
性に優れた熱交換器用ブレージングシート、に特徴を有
するものである。
【0006】この発明のブレージングシートで使用する
Al−Mn系Al合金芯材は、特に限定されるものでは
ないが、重量%で、(i) Mn:0.8〜1.3%、S
i:0.3〜1.2%、Cu:0.05〜0.7%を含
有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のA
l合金芯材、(ii)Mn:0.8〜1.3%、Si:0.
3〜1.2%、Cu:0.05〜0.7%、Zr:0.
05〜0.2%、Ti:0.05〜0.2%を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金
芯材、(iii) Mn:0.8〜1.3%、Si:0.3〜
1.2%、Cu:0.05〜0.7%、Zr:0.05
〜0.2%、Ti:0.05〜0.2%、Mg:0.0
5〜0.15%を含有し、残りがAlおよび不可避不純
物からなる組成のAl合金芯材であることが好ましい。
【0007】したがって、この発明の熱交換器用ブレー
ジングシートは、前記(1)または(2)記載のブレー
ジングシートにおいて、芯材を前記(i) 〜(iii) のAl
合金芯材とすることにも特徴とするものである。
【0008】この発明の耐食性およびろう付け性に優れ
たブレージングシートは特に熱交換器の構造部材として
用いるのが好ましく、特に自動車の熱交換器用ブレージ
ングシートとして用いるのが好ましい。次に、この発明
のろう付け性および耐食性に優れた熱交換器用ブレージ
ングシートの成分組成を上述のごとく限定した理由を述
べる。
【0009】(A)犠牲陽極皮材 Mg:犠牲陽極皮材のMgは、犠牲陽極皮材の耐孔食性
を向上させるとともに強度を向上させる成分であるが、
その含有量が0.5%未満では所望の効果が得られず、
一方、3%を越えるとろう付け性が低下するので好まし
くない。したがって、犠牲陽極皮材中のMgの含有量は
0.5〜3%に定めた。Mgの含有量の一層好ましい範
囲は1.0〜2.0%である。
【0010】Be:Beは、犠牲陽極皮材中のろう付け
時の酸化被膜成長を抑制し、耐孔食性を向上させる作用
があり、さらにMgとフラックスとの反応を抑制してフ
ラックスの作用を低下させない作用があるが、その含有
量が0.0005%未満では所望の効果が得られず、一
方、0.01%を越えて含有しても一層の効果が得られ
ず、かえってコストがかかりすぎるので好ましくない。
したがって、Be:0.0005〜0.01%に定め
た。Beの含有量の一層好ましい範囲は0.001〜
0.005%である。
【0011】Zn、In、Sn:犠牲陽極皮材中のこれ
ら成分は、いずれも犠牲陽極皮材の電位を卑にして犠牲
陽極効果を向上させる成分であるが、その含有量がそれ
ぞれZn:0.5%未満、In:0.005%未満、S
n:0.01%未満では所望の効果が得られず、一方、
Zn:5%を越え、In:0.1%を越え、Sn:0.
3%を越えて含有しても一層の効果が得られずコストア
ップになる。したがって、犠牲陽極皮材中のZn、I
n、Snの含有量は、それぞれZn:0.5〜5%、I
n:0.005〜0.1%、Sn:0.01〜0.3%
に定めた。これら成分の一層好ましい範囲は、Zn:1
〜3%、In:0.02〜0.05%、Sn:0.05
〜0.15%である。
【0012】不可避不純物:この発明のろう付け性およ
び耐食性に優れた熱交換器用ブレージングシートの犠牲
陽極皮材に含まれる不可避不純物の主なものは、Feお
よびSiであるが、耐食性の観点から、それらの含有量
はFe:0.7%以下、Si:0.3%以下に規定され
ることが望ましい。
【0013】犠牲陽極皮材の厚さ:犠牲陽極皮材の厚さ
は、特に規定されるものではないが、望ましい範囲は、
ブレージングシートの板厚の5〜30%、一層好ましく
は10〜20%である。
【0014】(B)芯材 この発明の熱交換器用ブレージングシートで使用するA
l−Mn系Al合金芯材は、特に限定されるものではな
いが、この発明の熱交換器用ブレージングシートで使用
する一層好ましいAl−Mn系Al合金芯材は、重量%
で、Mn:0.9〜1.2%、Si:0.4〜1.0
%、Cu:0.1〜0.5%を含有し、残りがAlおよ
び不可避不純物からなる組成のAl合金芯材、Mn:
0.9〜1.2%、Si:0.4〜1.0%、Cu:
0.1〜0.5%、Zr:0.05〜0.15%、T
i:0.05〜0.15%を含有し、残りがAlおよび
不可避不純物からなる組成のAl合金芯材、Mn:0.
9〜1.2%、Si:0.4〜1.0%、Cu:0.1
〜0.5%、Zr:0.05〜0.15%、Ti:0.
05〜0.15%、Mg:0.05〜0.15%を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl
合金芯材などである。
【0015】(C)ろう材 この発明の熱交換器用ブレージングシートで使用するA
l−Si系Al合金ろう材は通常のAl−Si系Al合
金ろう材であればよく、特に限定されるものではない
が、ろう材中に含まれるSiはろう材の融点を下げると
共に流動性を付与する成分であり、その含有量が5%未
満では所望の効果が得られず、一方、15%を越えて含
有するとかえって流動性が低下するので好ましくない。
したがって、ろう材中のSiの含有量を5〜15%に定
めた。ろう材中のSiの含有量の一層好ましい範囲は7
〜11%である。
【0016】
【実施例】表1〜表2に示す成分組成のAl合金を溶解
し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴットを通
常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ:30
mmの熱延板とし、犠牲陽極皮材A〜Uを作製した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】 (*印は、この発明の範囲から外れている値を示す)
【0019】次に、表3〜表4に示す成分組成のAl合
金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴ
ットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚
さ:150mmの熱延板とし、芯材a〜qを作製した。
【0020】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】さらに、表5に示す成分組成のAl合金を
溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴット
を通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ:
20mmの熱延板とし、ろう材イ〜オを作製した。
【0022】
【表5】
【0023】表1〜表2に示す成分組成の犠牲陽極皮材
A〜U、表3〜表4に示す成分組成の芯材a〜q、およ
び表5に示す成分組成のろう材イ〜オを表6〜表7に示
す組み合わせで重ね合わせ、熱間圧延によりクラッド
し、続いて適宜中間焼鈍を行いながら冷間圧延を行って
板厚:0.25mm、調質H14(最終冷間圧延率:3
0%)の本発明熱交換器用ブレージングシート(以下、
本発明ブレージングシートという)1〜17、比較熱交
換器用ブレージングシート(以下、比較ブレージングシ
ートという)1〜3および従来熱交換器用ブレージング
シート(以下、従来ブレージングシートという)1を作
製した。
【0024】これら本発明ブレージングシート1〜1
7、比較ブレージングシート1〜3および従来ブレージ
ングシート1について下記の腐食試験、ろう付け試験お
よび引張り試験を行い、耐食性、ろう付け性およびろう
付け後強度の評価を行った。
【0025】腐食試験 ブレージングシートにろう付けを施すことを想定して、
本発明ブレージングシート1〜17、比較ブレージング
シート1〜3および従来ブレージングシート1の試験片
を窒素雰囲気中、610℃に7分間保持の熱処理を行っ
た後、40℃の1ppmCu2+添加水道水に浸漬し、貫
通孔を生じるまでの日数を測定し、その結果を表6およ
び表7に示し、ろう付け後のブレージングシートの耐食
性を評価した。
【0026】ろう付け試験1 コルゲート加工した幅:20mm、板厚:80μmのA
l−1.2%Mn−1.0%Si−1.5%ZnのAl
合金フィン材およびこのフィン材と同一幅の本発明ブレ
ージングシート1〜17、比較ブレージングシート1〜
3および従来ブレージングシート1を用意し、Al合金
フィン材を図1(a)に示されるように、ブレージング
シートのろう材面に15箇所接触させ、窒素雰囲気中、
610℃、5分間保持の条件のノコロックろう付け法に
よりろう付けしたのち、Al合金フィン材を引きむしり
取った。Al合金フィン材を引きむしり取ったブレージ
ングシートの面を図1(b)に示す。このAl合金フィ
ン材を引きむしり取ったブレージングシート面に残され
たろう付け線の全長をΣLとし、理想的なろう付けを行
ったときのろう付け線の全長をΣL0 とすると、ΣL/
ΣL0 ×100(%)を接合率と定義し、この接合率を
測定し、その結果を表6および表7に示してろう付け性
を評価した。
【0027】ろう付け試験2 本発明ブレージングシート1〜17、比較ブレージング
シート1〜3および従来ブレージングシート1を図2
(a)に示されるように逆T字型に組み合わせて接触さ
せ、窒素雰囲気中、610℃に7分間保持の条件で図2
(b)に示されるようにろう付けを行い、犠牲陽極皮材
側のろう付け部ののど厚を測定し、その結果を表6およ
び表7に示してろう付け性を評価した。
【0028】引張り試験 本発明ブレージングシート1〜17、比較ブレージング
シート1〜3および従来ブレージングシート1を窒素雰
囲気中、610℃に7分間保持の熱処理を行った後、引
張り試験を行い、その結果を表6および表7に示し、ろ
う付け後のブレージングシートの強度を評価した。
【0029】
【表6】
【0030】
【表7】
【0031】
【発明の効果】表6および表7に示される結果から、本
発明ブレージングシート1〜17は、従来ブレージング
シート1に比べて、耐食性およびろう付け性に優れてい
ることが分かる。しかし、比較ブレージングシート1〜
3は耐食性、ろう付け性およびろう付け後の強度の内の
いずれかが劣ることも分かる。上述のように、この発明
の熱交換器用ブレージングシートは、耐食性およびろう
付け性が共に優れ、産業の発展に大いに貢献し得るもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】ろう付け試験によるろう付け性の評価方法を示
す説明図である。
【図2】ろう付け試験によるろう付け性の評価方法を示
す説明図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al−Mn系Al合金芯材の片面にAl
    −Si系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方
    の片面に、重量%で、 Mg:0.5〜3%、 Be:0.0005〜0.01%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    を有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなること
    を特徴とする耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器
    用ブレージングシート。
  2. 【請求項2】 Al−Mn系Al合金芯材の片面にAl
    −Si系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方
    の片面に、重量%で、 Mg:0.5〜3%、 Be:0.0005〜0.01%、 を含有し、さらに、 Zn:0.5〜5%、 In:0.005〜0.1%、 Sn:0.01〜0.3%、 のうちの1種または2種以上を含有し、残りがAlおよ
    び不可避不純物からなるからなる組成を有するAl合金
    犠牲陽極皮材をクラッドしてなることを特徴とする耐食
    性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブレージングシ
    ート。
  3. 【請求項3】 前記Al−Mn系Al合金芯材は、重量
    %で、 Mn:0.8〜1.3%、 Si:0.3〜1.2%、 Cu:0.05〜0.7%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金芯材であることを特徴とする請求項1または
    2記載の耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブ
    レージングシート。
  4. 【請求項4】 前記Al−Mn系Al合金芯材は、重量
    %で、 Mn:0.8〜1.3%、 Si:0.3〜1.2%、 Cu:0.05〜0.7%、 Zr:0.05〜0.2%、 Ti:0.05〜0.2%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金芯材であることを特徴とする請求項1または
    2記載の耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブ
    レージングシート。
  5. 【請求項5】 前記Al−Mn系Al合金芯材は、重量
    %で、 Mn:0.8〜1.3%、 Si:0.3〜1.2%、 Cu:0.05〜0.7%、 Zr:0.05〜0.2%、 Ti:0.05〜0.2%、 Mg:0.05〜0.15%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
    のAl合金芯材であることを特徴とする請求項1または
    2記載の耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用ブ
    レージングシート。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002542393A (ja) * 1999-04-14 2002-12-10 コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー ろう付け用シート

Cited By (2)

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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
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