JPH08509265A - クラッド金属製品および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複合金属製品は圧延鋳造アルミニウム合金心材およびその心材に結合された充填材を含む。充填材で結合された組立体はこの製品から、充填材が結合部に流れ込むまで充填材を加熱し、次に充填材を結合部の中で凝固させる。複合材製品は幾つかの方法で作られ、この方法には圧延鋳造装置のローラーで積層させること、および圧延鋳造装置の出口側での積層または熱スプレーが含まれる。本発明は更に、複合材のクラッドの比率を変化させるために角度のある圧延方法が提供され、またアルミニウム−珪素ろう付け合金を有するろう付けシートクラッドの心材として有用な高マンガンアルミニウム合金を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 クラッド金属製品および製造方法 本発明はクラッド金属製品、およびそれらの製造および使用方法に関する。本 発明の一例は、アルミニウム合金のろう材あるいは充填材、および凝固して後に ろう付け組立品の構造部材として機能する基体あるいは心材を形成するアルミニ ウム合金溶融材からの、直接鋳造および圧延方法によるろう付けに応用するため のクラッドアルミニウム合金の製造に関する。 アルミニウム合金心材、および表皮とされるアルミニウム合金充填材により形 成されたろう付けの応用例のためのクラッドアルミニウム合金材はよく知られて いる。この材料は、心材として機能するアルミニウム合金鋳造インゴットの上に 表皮材として作用するアルミニウム合金プレートを重ねることで最も一般的に形 成される。充填材プレートはインゴットの片面または両面に付与することができ る。しかしながら両側クラッド複合材の場合、一方の側はろう付け処理のための 充填材とする以外の理由（例えば腐蝕防止または侵食防止、強度、拡散性等のよ うな）により、アルミニウムまたはアルミニウム合金プレートで構成され得る。 この複合材は次に熱間圧延されてこれらの２層が結合され、３．８１ｍｍ（０． １５０インチ）から７．６２ｍｍ（０．３００インチ）を超える厚さとされる。 このクラッド材は次に０．１５２〜３．０５ｍｍ（０．００６〜０．１２０イン チ）の厚さにまで順次に冷間圧延されてろう付けシートを形成する。時には、圧 延効率の向上を助けるため、または所望の最終的な機械的性質を得るために焼鈍 が行われる。 アルミニウムろう付けシートはその応用例に応じて様々な厚さが使用される。 例えば空調（エアーコンディショニング）分野では、その厚さは、支持部に使用 されるときは１．５〜２ｍｍ（０．０６０〜０．０８０インチ）、蒸発プレート に使用されるときは０．５〜０．６５ｍｍ（０．０１９〜０．０２５インチ）、 例えばガス、蒸気および液体のような流体を運ぶチューブに形成されるシート材 であるいわゆる「チューブストック」に使用されるときは０．３〜０．４ｍｍ （０．０１２〜０．０１５インチ）、またいわゆる「フィンストック」、すなわ ち、例えば輻射器のフィンを形成するシート材に使用されるときは０．０７５〜 ０．１５ｍｍ（０．００３〜０．００６インチ）の範囲とされる。 三菱の日本国特許出願公開５６（１９８１）−９１９７０号は、例２において 鉄０．４４％、珪素０．２１％、銅０．１２％、マグネシウム１．１％、残部ア ルミニウムの組成のアルミニウム合金心材の両面に、鉄０．１２％、珪素９．２ ％、銅０．１％、マグネシウム１．１％、残部アルミニウムの組成のライナーを 張り合わされた、すなわちクラッド加工されたろう付けシートの圧延鋳造製造を 記載している。１ｍｍ厚のライナー材が圧延鋳造機に給送されること、および製 品複合材は心材の各側に１ｍｍ厚のクラッドを有していることが記載された。 ここでは合金組成は特に記載されていない限り重量百分率に基づいて与えられ る。アルミニウム協会の合金記号は、４桁の数字の前に文字「ＡＡ」を加えた、 すなわち「ＡＡＸＸＸＸ」の形式で示されている。組成の詳細に関しては、ワシ ントンＤ．Ｃ．のアルミニウム協会１９９１年４月改定版の「鍛錬加工されたア ルミニウムおよび鍛錬加工されたアルミニウム合金に関する国際合金呼称および 化学組成限界登録記録」が参照される。 例えば「Ｈ１３」の「Ｈ１」部分は「補助的な熱処理を行わないで所望強度を 得るために歪み硬化された」ことを意味する一方、「３」部分は０〜８の目盛り による「歪み硬化の程度」を示しており、ここで０は完全な焼鈍を表し、また「 ８は完全焼鈍後に約７５％の冷間圧下（圧下時の温度は４９°Ｃ（１２０°Ｆ） を超えない）で達成されるのと同等の調質（テンパー）を示すために与えられる 」ワシントンＤ．Ｃ．のアルミニウム協会、１９９０年版の「アルミニウム規格 およびデータ」第１０頁による。 例えば「Ｈ２３」の「Ｈ２」部分は「所望最終量より大きく歪み硬化され、そ の後部分的焼鈍により所望レベルまで強度を低減された」ことを意味する一方、 「３」部分は「歪み硬化の程度」を０〜８の目盛りで示しており、ここで０は完 全な焼鈍を表し、また「８は完全焼鈍後に約７５％の冷間圧下（圧下時の温度は ４９°Ｃ（１２０°Ｆ）を超えない）で達成されるのと同等の調質（テンパー） を示すために与えられる」ワシントンＤ．Ｃ．のアルミニウム協会、１９９０年 版の「アルミニウム規格およびデータ」第１０頁による。 「ｋｓｉまたはＫＳＩ」は「キロポンド／平方インチ」を意味する。 強度および伸びのような機械的性質は、機械的な試験方法に関する規格用語で あるＡＳＴＭ６〜８９で定義されており、また鍛錬および鋳造アルミニウムーお よびマグネシウム−合金製品の引張り試験方法の規格のＡＳＴＭ規格Ｂ５５７〜 ８４で決定される。 「静止（ランダウン）試験」の用語は、ろう付けシートの部片がろう付け温度 の炉内に垂直に吊るされる試験を示す。ろう付け合金クラッドは溶融し、一部が 心材上を部片下端まで流れ落ちる。金属の流れの百分率は、寸法の知られている 「ろう付けされた」部片のセグメントの重量を測定し、ろう付け前の同じ寸法の セグメント重量と比較して計算できる。重量差は流れ落ちたろう付け合金の量を 表す。流れて利用できるろう付け合金の全量は、ろう付け温度まで加熱する前に ライナーの厚さを金属組織学的に測定し、前記知られた寸法の部片のろう付け合 金量を計算することで、決定できる。流れ落ちた量の割合は、「流れ落ちた量」 を「利用可能な全量」で割って１００倍した値である。 「ＳＷＡＡＴ試験」の用語はＡＳＴＭ規格Ｇ８５−Ａ３の酸処理した合成海水 （霧）試験を示す。試料はチューブと最大限に凝縮接触するように配向された。 「充填材」の用語は、ここでは例えば「はんだ付け」と「ろう付け」とを識別 することが普通であるという事実の認識で使用されており、「充填材」の用語は これらの両方の処理に使用される材料、実際には溶融された後に結合箇所の部材 間で凝固するあらゆる材料を包含することを意図される。 「凝固温度」の用語は、材料のある程度の溶融が始まる温度を意味する。凝固 温度より高いか等しい「液相化温度」において、材料は完全に溶融する。「等し い」のは、例えば純粋物質、共晶成分等の場合に生じる。 組成元素の数値範囲や、温度または他の処理内容や特性、または改良の程度や ここに挙げた以外の問題の記載において、また数値を四捨五入する慣例方法とは 別の、またはそれに加えて、前記範囲の記載された最小数と最大数との間の端数 および（または）少数を含めて数値の各々を特に示し明らかにすることが意図さ れる。（例えば１〜１０の範囲は、１．１，１．２，・・１．９，２，２．１， ２．２，・・・のように１０まで明らかにする。同様に、５００〜１０００の範 囲は、５０１，５０２，・・・のように１０００まで、各数およびその間の端数 すなわち少数を含めて開示する）「ｘ最大」，「ｘ最少」および「ｘ」より小さ い全ての数、例えば「５最大」は、０．０１・・・０．１・・１のように５まで を明らかにする。 １．本発明の製品は、心材と、この心材に張り合わされた１以上のクラッドと で構成された複合材を含む。これらの複合材はいわゆるろう付けシートを含み、 ろう付けシートは構造心材と、この心材に張り合わされたろう付け合金のクラッ ドとを含んでなる。本発明の製品は、充填材で結合された、あるいはろう付けさ れた組立体を含み、組立体は本発明のろう付けシート心材に特有の性質を示す構 造部材を有する。本発明の製品は以下の特徴を有している。 Ａ．顕微鏡組織の特徴 １．心材 ａ．非熱処理性 ｉ．偏析−アルミニウム合金の場合、全ての使用可能な非熱処理 性の心材合金組成は、圧延鋳造時即ちロール鋳造時に共晶型元素（Ｆｅ，Ｓｉ， Ｍｎ）のある程 度の偏析をミクロ組織で示す。これらは一般的にシートの厚さ 中央部に集中する。この偏析は、その材料が圧延鋳造された即ちロール鋳造され たことの良好な指標となる。Ａｌ−Ｍｎ型合金の心材合金、例えばＡＡ３００３ に基づく合金の場合は、偏析は薄い孤立した不連続の、Ａｌ₁₂（Ｆｅ，Ｍｎ）₃ Ｓｉ粒子に富んだ材料層として明らかに現れる。これらの層は熱処理によって拡 散されず、加工によってだけ変形して分解される。偏析範囲の長さは圧延方向に 数百マイクロメートルにまで延在し得る。本発明の片側クラッド材では、偏析は シートのクラッド面へ向かって僅かに変位するが、本質的には中央厚さ部分に位 置する。 ｉｉ．結晶粒度−製品の結晶粒度は組成、処理履歴、および製品 の加工性およびゲージの特徴に大きく依存する。絶対粒度に関係なく例えばＡｌ −Ｍｎ型合金の粒子は常にパンケーキ形状（ｐａｎｃａｋｅ ｓｈａｐｅ）であ る。ＡＡ３００３型合金で、厚さが０．３ｍｍ（０．０１２インチ）のチューブ ストックの１つの試料に関しては、ろう付け前の心材の平均結晶粒度は、厚さ２ ７μｍ×長さ６６０μｍで、幅は約２００μｍと推定された。これを厚さ０．１ ３ｍｍ（０．００５インチ）のフィンストックにする処理は、粒子を例えば厚さ が約１１μｍで長さが１６００μｍほどに薄く且つ長くする。結晶粒度の重要な 概念はろう付けサイクルで確定されることである。何故ならば、ろう付け時にマ トリックスが再結晶するか、粒子が成長するからである。上述したＡＡ３００３ 型チューブストックの同一の試料は、ろう付け後に厚さ１００μｍ、長さ４７０ μｍおよび幅３４０μｍの平均結晶粒度を有していた。これはパンケーキ形の粒 子組織を与え、この組織はろう付け液に露出された非常に大きな平均粒子表面積 を有しており、この表面積は試験した最も近い比較試料の表面積の約２．５倍、 すなわち約０．０６ｍｍ²の露出平均粒子表面積であった。本発明のコアー材の 露出平均粒子表面積は０．０７５，０．１，または０．１２５ｍｍ²より大きい ことが好ましい。 結晶粒度測定−ここでは、結晶粒度測定は様々な「切断」方法、すなわちＡＳ ＴＭ規格Ｅ１１２の「方向性のある粒子計数」方法を用いて行われた。粒子組織 における数枚のランダムな顕微鏡写真が、粒子を明確に識別できる適当な倍率で 撮影された。倍率が小さすぎると、粒子は識別するには小さすぎ、倍率が大きす ぎると、数個の粒子しか顕微鏡写真に現れない。これらの顕微鏡写真は３つの異 なる材料横断面で撮影され、１枚は長手方向および短い横方向の配向を含み、１ 枚は短い横方向および長い横方向の配向を含み、また１枚は長手方向および長い 横方向の配向を含んでなる。この第３の断面はろう付け合金と心材合金との境界 面の心材側で撮影された。したがって、これは境界面における心材粒子組織を露 出している。これは残留ろう付け層を注意深く研磨して得られた。試験線が長手 方向、短い横方向および長い横方向に応じた方向で顕微鏡写真に描かれた。試験 線セグメントの長さに沿った粒子の切断数（粒子画像の上に位置する与えられた 長さの試験線のセグメント）が計数された。異なる試料方向の平均結晶粒度は、 その方向の試験線の全長（倍率に関して調整される）をその試験線に沿う粒子の 切断数で割って決定される。平均結晶粒度表面積を参照するとき（例えばライナ ー／心材の境界面におけるような）、この結晶粒度は平均粒子長さと平均粒子幅 との積として計算される。顕微鏡写真で効果的に捕捉するには結晶粒度が大きす ぎるときは、これは心材の圧延鋳造ＡＡ３００３基合金の場合にしばしば生じる ことであるが、顕微鏡写真を使用せずに上述と同様技術が応用される。すなわち 、試料は研磨され、エッチングされて粒子組織を表すようにされる。画像に重な る参照マーカーを有するアイピース（ｅｙｅｐｉｅｃｅ）で顕微鏡写真を使用し て、試料は与えられた方向へ測定可能な距離（副尺読みによって測定されるか、 または試料の全長が使用できるならば、試料の寸法で簡単に測られる）を移動さ れる。これが数回繰り返されて与えられた方向へ移動され、必要ならば次に他の 方向へ行われる。この測定値は上述で定義されたのと同じ方法論によって粒子寸 法すなわち表面積を平均化するように計算される。 ｉｉｉ．２次相粒子（時々「成分粒子」の用語が、また時々「デ ィスパーソイド（分散質）」の用語が用いられる）−本発明のＡＡ３００３基圧 延鋳造心材合金は加えてアルミニウム基固溶体の１次相すなわちマトリックス相 の粒子であり、２種類の金属間化合物相、すなわちＡｌ₁₂（Ｆｅ，Ｍｎ）₃Ｓｉ およびＡｌ₆（Ｆｅ，Ｍｎ）で支配される。インゴット素材ＡＡ３００３中に形 成されたものと違って（それにおいては２形式の粒子寸法分布を有する）、圧延 鋳造ＡＡ３００３中の粒子は、組成および特別な熱履歴で決まる対数平均寸法（ ｘ）による１形式の対数正弦分布によって最も良く説明されるが、典型的に対数 平均寸法（ｘ）は０．５〜０．７μｍの範囲内となる。 ｂ．熱処理性−本発明の圧延鋳造心材ようの熱処理可能なアルミニウ ムの一例は、ＡＡ６９５１である。 ｉ．偏析−本発明１６におけるＡＡ６９５１の偏析は、次の相、 すなわちＡｌ₁₂Ｆｅ₃Ｓｉ、Ｍｇ₂Ｓｉ、ＦｅＡｌ₃、および時にはＱ相（Ａｌ₄Ｃ ｕＭｇ₅Ｓｉ₄）が現れるという点でＡＡ３００３形式の合金の偏析とは相違する 。 ｉｉ．結晶粒度−０調質（０＝ｔｅｍｐｅｒ）フィンストック、 ＡＡ６９５１、の１試料は、以下の大まかな粒子寸法、すなわちろう付けサイク ルの前に厚さ１０μｍで長さ３０μｍを有していた。ろう付けサイクル後は、厚 さ２０μｍで長さ３５μｍであった。 上述のＡＡ３００３に基づく例に対する本発明のこの例の場合の粒子形状の相 違は、２つの合金における粒子形状に影響するある要因が理由であると考えられ る。ここに説明するような圧延鋳造合金では、鋳造後の最初の粒子形状は圧延／ 鋳造方向に細長い。説明するように処理されたＡＡ３ＸＸＸ合金系では、Ａｌ− Ｍｎ分散質の甚だしい析出が生じ、これは大きな範囲で粒界移動による通常の再 結晶化のメカニズムを防止する。したがって、高温露出時に、ＡＡ３ＸＸＸ材料 は本質的に粒子成長反応を経験して、これが初期粒子組織の一般的な形態を保持 する。合金ＡＡ６９５１はＡｌ−Ｍｎ分散質を有しておらず、したがって再結晶 が自由であり、一層均衡した等軸粒子組織をなす。 ｉｉｉ．粒子−ＡＡ６９５１の粒子はＡＡ３００３とほぼ同じ寸 法であるが、注目したように異なる形式のものであり、小さい体積の破片で現れ る。 ２．クラッド（「ライナー」とも称される） ａ．ろう付け合金ライナー（「充填材」とも称される） ｉ．偏析−粒子の性質およびクラッド材の受ける熱処理の性質が 問題のない偏析を生じる。これまで調査した試料はＴ／２以外の位置、すなわち 表面に近い位置に偏析を生じた。 ｉｉ．結晶粒度−ライナーストックを形成するシート材の結晶粒 度は比較的微細で、成分粒子によって安定化される。一般に粒子は２０μｍより 小さい寸法を有する。本発明のろう付けシートの１つの試料における基準組成で あるＳｉ９．８％、Ｍｇ１．５％、残部ＡｌのＡＡ４ＸＸＸのライナーは、厚さ ６μｍで粒子長さが２０μｍであった。したがって、例えば本発明のろう付け合 金ライナーの平均粒子長さは２０μｍより小さい。 ｉｉｉ．２次相粒子−本発明のライナーにおけるＳｉおよび金属 間化合物の成分粒子は一般に、積層ビレットを通常の熱間圧延することで作った ライナー構造に比較して、より一層球形、すなわち等軸的な形状である。この球 体の直径は約４μｍである。この形状は、材料が受ける圧延鋳造処理および熱処 理により生じる。たとえば、市場で見出される他のろう付けシートのライナーは ロッド形粒子を有しており、その厚さは約４μｍであるが、その長さは１０μｍ である。この異なるミクロ組織の１つの利点は、従来のインゴット鋳造では鋳造 処理時にＳｉが大きな一次粒子に成長することに比べて、その機会が少ないこと である。このような粒子は成形に害を与えるものと報告されている（参照文献： ＳＡＥ会報８５２２２８）。 ｂ．陽極ライナー−本発明の陽極ライナーの重要な概念は、ろう付け 加熱サイクル後も陽極特性を保持することである。 ｉ．偏析−本発明の陽極ライナーは基本的に偏析である。 ｉｉ．結晶粒度−ろう付けサイクル後、本発明の陽極ライナーの 結晶粒度はかなり粗く、すなわち粒子の厚さはライナーの全厚となり、粒子の長 さは４０μｍを超える。 ｉｉｉ．粒子−本発明の陽極ライナーは極めて少ない粒子を有す る。 ｃ．バリヤライナー−本発明のバリヤライナーの組織は、バリヤライ ナーを取り入れて完全な複合体とする方法に依存する。アークスプレーライナー （ａｒｃ−ｓｐｒａｙｅｄ ｌｉｎｅｒ）の場合は、これらのライナーは普通に 説明される特徴では殆ど説明できない。恐らく、これらのライナーをマクロ的視 点から、すなわちそれらの組成の有効性、およびライナーが作用する目的に係わ る厚さに関して説明するのが良いのであろう。この目的は、ろう付け時に溶融ろ う付け合金からもたらされる元素から心材をシールドすることである。本発明に 使用するためにバリヤライナーに関する他の情報に関しては、「複合アルミニウ ム金属物品」に関する１９５８年１月２８日付けで付与されたエム・エー・ミラ ー氏の米国特許第２８２１０１４号明細書を参照されたい。 Ｂ．組成元素 １．心材−心材は材料系の一般的な族から選択できる。 ａ．非熱処理性−最も一般に、非熱処理性の心材は、達成が必要と される設計基準と一致するマンガン含有アルミニウム合金族（ＡＡ３ＸＸＸ）の ものとされる。特に耐蝕性が望まれる場合は、マンガン０．５〜２．２％、好ま しくは１．１〜１．８％、鉄０．１〜０．７％、好ましくは０．１〜０．３％、 珪素０．０５〜０．６％、好ましくは０．０５〜０．３％、および銅０．０５〜 ０．５％、好ましくは０．１０〜０．４％を含有するアルミニウムを使用するこ とが好ましい。望まれるならば、結晶粒度および粒子形態を向上させるために、 この組成にチタンまたはジルコニウムを好ましくは０．０１〜０．２％ほど組み 入れることも可能である。鋳造時に粒子微細化のためにチタンを添加した場合、 添加チタンの２０〜４０％の割合で硼素を添加することも望ましい。強度の増大 が望まれるならば、この溶融材にマグネシウムが０．２５〜１．２％の範囲で添 加されるか、クロムが０．０５〜０．２５％の範囲で添加される。ここに挙げた 以外の元素の存在は通常は必要ない。 本発明のアルミニウム基合金、特に圧延鋳造されるろう付けシートの心材とし て機能するのに特に適当な合金は、約０．４％を超えない鉄、約０．１５％を超 えない珪素、約０．１％〜約０．７％の銅、および約１．５％より多いマンガン を含有する。マンガンはある場合には約０．４％まで添加されることがある。マ ンガンの含有量は約１．５％〜約２．５％の範囲が好ましい。望まれることは、 マンガンの含有量が約１．６％より多いことである。注目すべきは、本質的にこ の新しい合金の組成はＡＡ３００３の組成に似ているが、例えばマンガン含有量 は多く、銅含有量はＡＡ３００３の場合よりも多い値にまで達することである。 この合金は、少なくとも圧延鋳造で見られるほど早い凝固速度を有する処理で、 またはそれ以上に早い凝固速度を有する処理で凝固されることが好ましく、これ は固溶体にできるだけ多くのマンガンおよび銅を取り込むためである。本発明の この合金は、アルミニウム−珪素ろう付け合金と張り合わされる心材に使用され ることが好ましい。鋳造後の、クラッドろう付けシートの製品となるまでの処理 は、シートの熱に対する露出を最少限に抑えて、固溶体中にできるだけ多くのマ ンガンおよび銅が保持されるようになさねばならない。例えばシートは３７１° Ｃ（７００°Ｆ）以下に保持されねばならない（できるだけ高く）ことが望まれ る。したがって、この材料の好ましい処理は鋳造後に冷間圧延のみを伴い、これ に最終的な部分焼鈍がなされる、例えば材料はＨ２４の調質で製造されるのであ る。その後ろう付け作業においてろう付け温度にされると、本発明のこの合金は 溶融ろう付け合金と接触する側の陽極表面層を発現し、またこの陽極表面層がピ ッチング腐蝕孔に心材が耐えることを助成すると考えられる。ろう付け 後に銅が固溶体中に残留する限り、増大された銅は心材を陽極表面層に対して陰 極にする。銅の含有範囲の上限で銅が使用されることが好ましく、すなわち銅約 ０．２％〜約０．７％よりも多い範囲で銅が使用されることが好ましく、また銅 約０．６％〜約０．７％よりも多い範囲で銅が使用されることが好ましい。ろう 付け温度からの急激な冷却は元素を固溶体の中に保持でき、また使用されて所定 の組立体が例えば反ることで、すなわち望ましくない残留応力を生じることで、 被害を受けないようにできる。 ｂ．熱処理性−アルミニウム合金ＡＡ６９５１に必要な合金元素は 珪素０．２〜０．５％、銅０．１５〜０．４％、およびマグネシウム０．４〜０ ．８７％である。 ２．クラッド ａ．ろう付け合金−ろう付け合金は、アルミニウム合金のＡＡ４Ｘ ＸＸ族から選択でき、すなわちアルミニウム合金は、クラッド材で製造されるろ う付けシートの応用例によれば主としてアルミニウムおよび珪素で構成される。 通常粒子は、珪素５〜１３％を含有するアルミニウム−珪素合金を使用する、ま たは同じ合金族にマグネシウムのような各種元素を添加して使用する。 ｂ．陽極ライナー−陽極ライナーは心材にに対して陽極となる何れ かの材料とすることができ、亜鉛、または亜鉛含有アルミニウム合金を選択でき る。 ｃ．拡散バリヤライナー−本発明で使用されるバリヤライナーは典 型的に高純度アルミニウムである。しかしながら、Ａｌ−Ｍｎ合金は純Ａｌの場 合よりもＡＡ６９５１の心材の内部にＳｉが浸透することを良好に制限するので Ａｌ−Ｍｎ合金が好ましい。 Ｃ．機械的性質−本発明により圧延鋳造クラッドおよび圧延鋳造心材で作 られるろう付けシートは、従来技術の熱間インゴット処理で作られるろう付けシ ートよりも高い引張り強度とされる。所定の加工度を得るために、引張り強度は １０％以上高くなり、１５％以上高くなることもある。 Ｄ．取付け性 １．ろう付け性−粒子組織におけるろう付けサイクルの影響は既に上述 した。本発明の心材合金の中の大きなパンケーキ形状の粒子は、心材の中への珪 素の浸透を少なくし、ろう付け合金の良好な流れを生じて、肉盛り形成を容易に する。本発明のＡＡ３００３種シート心材およびＡＡ４１０４種ろう付け金属を 有するろう付けシートの静止試験において、使用可能なろう付け金属の大まかに ３１％が流れ落ちた。 Ｅ．作用 １．腐蝕−本発明のＡＡ３００３基心材合金に行った腐蝕試験は、本発 明の圧延鋳造材料が腐蝕による孔開きに対する優れた耐性を有する潜在能力のあ ることを表した。ＳＷＡＡＴ試験で２１日間までの日数を露出されたろう付けさ れたチューブ／フィン試料において、チューブの試験では心材の殆どが腐蝕を全 く受けないか、あまり受けないことを示した。しかしながら、厳しい粒界腐蝕が 見られた数少ない個別の箇所はチューブに孔が開いた。これらの特定の試料にお れる局所的な腐蝕の原因は判明していない。これにも拘かわらず、この材料の殆 どに及ぶ一般的な腐蝕性は、この局所的な腐蝕箇所の原因を排除したならば、腐 蝕による孔開きに耐える優れた材料を得ることを示している。 処 理 ＩＩ．本発明の処理は幾つかの範疇に含まれ、以下のように説明される。すな わち Ａ．圧延鋳造ローラーでの積層 １．一般的な詳細−例えばろう付けの応用例に関する本発明のこの処理 によれば、クラッドアルミニウム合金材は、直接的な連続鋳造方法すなわちロー ラー鋳造方法において一対の回転する冷却された（例えば水冷）ローラーの少な くとも一方に帯形のアルミニウム合金シート充填材を給送して製造される。シー トおよびロールで、または多重シート（１枚以上のシートがあるならば）で形成 された連続モールド体の中に、溶融アルミニウムまたはアルミニウム合金とされ た心材が同時に給送され、この心材はローラーに、また１枚または複数枚の帯を 経て熱を奪われて凝固される。前記帯形表皮材と凝固した溶融心材とで構成され る複合材は、次にローラーで加えられる鋳造荷重により連続モールド型から押し 出される。これはクラッド複合材の少なくとも２％の熱間加工をもたらす。 アルミニウム充填材の帯形シートはクラッド製品の表皮材として機能する。注 目したように、片面だけがクラッドされるならば、１つのローラーにだけ沿って 給送されるが、両面クラッドを要求される製品の製造においては、別々のシート 画両方のローラーに沿って給送されることができ、アルミニウム合金溶融材は両 シートの間で凝固される。ある場合には、両面クラッド製品の片側は標準充填材 以外の材料で張り合わせ、すなわちクラッド加工されることを望まれる。例えば 他のアルミニウム合金、ステンレス鋼、銅等が使用でき、これは達成すべき製品 仕様すなわち設計基準による。この直接的な鋳造処理がクラッド製品を製造する 従来の高温工程による方法よりも優っている点である融通性が高いという理由に より、４および５層のクラッド複合材を得ることすらできる。４または５層の複 合材は、頂部にライナーを、また底部に１または２層のスプレーされたインター ライナーを配置される。３層複合材は頂部および底部にライナーを、または一方 のライナー（頂部または底部）がスプレーされたインターライナーを有して構成 される。 １枚または複数枚の帯の給送は、以下の通り行われる。帯形のアルミニウム合 金充填材のシートが５°より大きい接触円弧に沿ってローラーに給送され、これ と同時に、シートには摩擦制動装置または何れかの他の適当な緊張付与方法によ り張力が付与される。アルミニウム充填材の帯形シートはローラー入口へ進入す るときの厚さが０．１５２〜１．７７８ｍｍ（０．００６〜０．０７０インチ） の範囲とされることができる。 ２．帯形充填材シートの製造−アルミニウム充填材は、他の製造方法も 適当であるが、好ましくは圧延鋳造のような直接的な連続鋳造方法より、予め製 造される。この材料は次に、ライナーとして複合シートの圧延鋳造製造のために 給送されて使用される前に、冷間圧延および熱処理を受けて所望の機械的性質を 得る。このアルミニウム表皮シートは、クラッド加工処理の前に洗浄処理を受け て、表面からろう付け性能を損なうであろう異物粒子または圧延残留物を取り除 くようにされる。 ３．鋳造および熱間加工の詳細−全体的に上述したように、心材は溶融 金属供給部から固体金属製品を製造する圧延鋳造方法に似た技術で形成される。 溶融材から形成された心材の厚さは、通常は３．８１〜７．６２ｍｍ（０．１５ ０〜０．３００インチ）、好ましくは４．８２６〜６．９８５ｍｍ（０．１９０ 〜０．２７５インチ）である。鋳造速度（ローラーを出る鋳造ストリップ速度） は通常は８８９〜１９０５ｍｍ／分（３５〜７５インチ／分）である。鋳造温度 は６７１〜７０５°Ｃ（１２４０〜１３００°Ｆ）となり、特定のアルミニウム 合金溶融材の組成によって相違する。 ろう付けシートの製造に応用したときの本発明の顕著な特徴は、アルミニウム ろう付け合金表皮シート、すなわちライナーが心材よりも低温で溶融し、またろ う付け合金がロール入口領域の溶融心材合金に接触したときに溶融しないことで ある。例えば水のような内部循環冷媒を使用してローラーが十分に冷却されてこ の処理は運転され、ろう付け合金は凝固温度よりも低く保持される。表Iは本発 明によるろう付けシートの製造に関する各種材料の固相および液相温度を表して いる。ろう付け合金の固相温度、およびそれらの液相温度ですら、心材合金の固 相温度よりも低いことに注目すべきである。 巻き戻し制動装置に付与される圧力が、例えば約２．１１〜約４９．２ｋｇ／ ｍｍ²（３０〜７００ｐｓｉ）（１１６８ｍｍ（４６インチ）幅×０．６３５ｍ ｍ（０．０２５インチ）厚のシートに対する約１８．１〜３６２ｋｇ（４０〜８ ００ポンドの範囲の力）のシートの引張り応力で生じる張力範囲の下で表皮シー トを保持し、表皮シートの長手方向の変形は５％より大きく、１０〜６０％であ ることが好ましいとされる範囲をとる。これより大きな長手方向の変形、例えば １５０％およびそれ以上の変形が、使用できる。表皮シートの張力はまた、表皮 シートを圧延鋳造装置のローラーに対して、ローラー上の表皮シートの接触円弧 範囲の全域にわたって緊密に支持されるようにする作用を有し、これは冷却され た圧延鋳造装置のローラーに対する伝熱を助成し、特にろう付けシートの表皮シ ートの場合には、ろう付け合金が溶融してしまうような高温度に達することから 表皮シートを保護する。 鋳造装置が担持する荷重は、例えば１２７０ｍｍ（５０インチ）幅の鋳造スト リップの場合に、片側で１００〜９００トンであり、４５０〜７５０トンである ことが好ましい。これは、新しい心材および表皮シートの鋳造積層材の高温変形 において鋳造ローラーにより加えられた力の基準である。 表皮シートの長手方向の変形（ライナーの伸びとも称される）および鋳造複合 材を熱間加工することの両方が、表皮シートを心材に結合することに役立つ。熱 間加工に関しては、これは心材が凝固されたときにのみ行われ得るのであるが、 そうでなければ、液体すなわち乱雑な中心へ２つの凝固した表面層をゼロ荷重で 押し込むことだけが行われる。熱間加工の比率は、心材の凝固が完全に終了した ときの複合材の厚さｔ₀対ローラー出口における複合材の厚さｔ₂に基づいて、式 １００（ｔ₀−ｔ₂）／ｔ₀で計算される。しかしながら、これは一般に実施が困 難である。何故ならば、心材が完全に凝固したときに複合材の内部の、その中心 線またはその近くで生じる事象の認識に依存するからである。したがって、本発 明は鋳造装置の荷重に基づいて、例えばローラー軸の軸受の荷重セルによって、 熱間加工の比率を与える。熱間加工の比率の低減は２０％より大きいことが好ま しく、特に３０〜６０％であることが好ましい。これは１２７０ｍｍ（５０イン チ）幅の鋳造品の場合に２００トンを超える鋳造ローラー荷重、好ましくは ４００〜１５００トンにそれぞれ等しい。鋳造装置の荷重、すなわち熱間加工の 比率は主として鋳造速度を変化させ、または溶融金属がセラミック鋳造装置チッ プから圧延鋳造装置のローラー間の領域へ放出される位置を変化させることで、 変化できる。鋳造速度の増大はｔ₀を低減し、したがって鋳造装置の荷重の低減 によって検出される熱間加工の比率を低減する。鋳造速度の低減は逆である。セ ラミックの鋳造装置チップのローラー入口におけるローラー最接近点からの後退 の増大は、ｔ₀を増大し、したがって鋳造装置の荷重の増大によって検出される 熱間加工の比率を増大させる。後退の減少は逆となる。心材に対する表皮シート の結合は、熱間加工がこの処理において生じないことを表す１つである。マンガ ン含有アルミニウム心材合金の場合における他の指示は、中心線における偏析の 発生である。 １９８７年７月７日付けでナップ氏およびウォルツ氏に付与された「圧延鋳造 における閉じたループの分配ゲージ制御」に関する米国特許第４６７８０２３号 に開示されている技術は、鋳造装置の荷重を制御することに利用できる。例えば ナップ氏およびウォルツ氏は、鋳造装置の荷重の基準として圧延鋳造装置のロー ラーを駆動するモーターが引き入れる電流を使用して、電流を、したがって鋳造 装置の荷重を一定に保持するための比例-積分制御を示している。ナップ氏およ びウォルツ氏は又、ローラーの偏心を如何に補償するかを示している。彼らは鋳 造装置の荷重に直接基づく制御を示している。 ライナーの伸びに関しては、これは長手方向変形とも称されるが、これは、ロ ーラー入口の前のライナーの緊張に加えて熱間加工で生じた薄肉化によるライナ ーの伸びの組合わせとされ得る。２つの部材間を識別することは困難であるため に、ここに与えられた長手方向の変形値は全体的な値であり、特に進入してくる ライナーシートのゲージ「長さ」ｌ₁マークし、次に鋳造装置ニップ（ローラー 入口）から出ることにより、このゲージ長さの増大した長さｌ₂を観察する。直 線的な長手方向の百分率による変形は、１００（ｌ₂−ｌ₁）／ｌ₁である。 複合材のクラッド百分率を決定するために、以下の式が使用される。すなわち クラッド百分率＝１００（ｌ₁×ｔ₁）／（ｌ₂×ｔ₂） ここで、 ｌ₁およびｌ₂は上述で定義定められる。 ｔ₁=進入してくるライナーストックの厚さ、および ｔ₂＝ローラー出口での複合材の厚さである。 ライナーの伸びは、例えばライナーストックがローラー入口に給送されるときに その張力状態が変化することで、変化しかねない。冷間圧延処理でのシート角度 が望まれるならばクラッド比率を変化させるために使用できることを除いて、ク ラッド比率は何れの冷間圧延でも保持される。 チタンおよび硼素のような粒子微細化剤の添加を含めて、溶融材の成分および 清浄さは、金属鋳造に使用される溶融金属濾過のような通常の技術で達成できる 。本発明のクラッド製品を製造するために特に有用な新奇な処理において、低温 溶融金属（例えばＺｎ）添加剤は、ろう付けシートの心材またはライナーの何れ かを圧延鋳造するときに、直接に金属の流れに給送できる。Ｍｇ，Ｍｎ，Ｓｉ， 等のような高温溶融金属の添加剤は、適当なマスター合金、例えばアルミニウム 基マンガン含有マスター合金を直接に実施可能な最大電圧で金属の流れにアーク スプレー（ａｒｃ ｓｐｒａｙｉｎｇ）して（溶融金属材の乱れを最小限に低減 するために、最小限の金属粒径および最少限の実施可能な霧化圧力を得るために ）、作られることができる。空気はキャリアガスとして使用できるが、アルゴン または窒素のようなガスの使用は、金属流れおよび（または）スプレーされた金 属の酸化を低減するために必要とされる。 ４．その後の処理−クラッド材は次に適当な調質となるまで冷間圧延さ れてろう付けシートを得る。焼鈍処理が圧延処理の何れかの段階で行われて、所 望される物理的および機械的な性質を得るようになされる。この処理は所望され る性質に応じて通常は９３〜４５５°Ｃ（２００〜８５０°Ｆ）の間で行われる 。向上された耐蝕性は鋳造後の均質化処理を省略して得られることが好ましいが 、しかしながら均質化処理は例えば成形性を改善するためにも使用され得る。 Ｂ．出口側の積層一本発明の変形例のこの処理において、少なくとも１つ の心材が圧延鋳造され、心材およびライナーが引き続き一緒に圧延されて結合さ れた複合材を形成するようになされる。 １．心材の製造−心材の圧延鋳造は、圧延鋳造装置のローラーにおける 積層に関して上述で説明したように、ライナーがローラーの何れかに沿ってもは や給送されないことを除いて、行われる。 ２．ライナーの製造−ライナーは、圧延鋳造装置のローラーにおける積 層に関して上述で説明したように製造されることが好ましい。 ３．結合−心材およびライナーは、それらの結合を達成するために有効 な温度、表面準備、および厚さの減少と組合せて圧延される。 Ｃ．陽極およびバリヤ層のような層の付与−積層が圧延鋳造装置のローラ ーで行われるとき、２枚を超えないライナーが給送され、各ローラーに１枚ずつ とされることが好ましい。この場合、ライナーの一方はろう付け合金とされ、他 方は心材合金とされ、中間層が陽極またはバリヤ材とされて溶融状態でローラー 入口に給送される。しかしながら、２枚のラインが両方とも例えばろう付け合金 であり、溶融合金が心材であるとき、また任意であるが１枚のろう付け合金ライ ナーが圧延鋳造心材上に位置されるときには、中間層はメッキ、被覆またはライ ナー表面処理で付与され得る。出口側での積層の場合には、結合のための圧延に よって余分な層が付与でき、またはそれらはメッキ、被覆、または結合のために 一緒にして圧延されるべき他のシート材の表面処理によって同様に付与できる。 本発明の１つの変形例によれば、ろう付け合金自体が心材材上に被覆される。特 に圧延鋳造技術と関連して層を付与するこの技術を使用することが好ましいが、 何れのクラッド処理にも、または、例えば１９８０年７月２２日付けでヒロベ氏 他に付与された「連続鋳造およびクラッド処理および金属クラッドを製造する装 置」に関する米国特許第４２１３５５８号明細書に掲載されたような、無端モー ルド装置を使用し、一対のローラー、一対のベルト、またはホイールとベルトす なわち無限軌道との組合せのような、対向する連続回転するモールド面を備えた 何れの連続ストリップ鋳造装置にも、同様に応用できる。 メッキ、被覆、または表面処理の背景情報は、以下の２つの情報源およびそれ らの参考文献に記載された引例に見出せる。すなわち １．金属ハンドブック、第９改定版、第５巻「表面洗浄、仕上げおよび被覆」 アメリカ金属学会（ＡＳＭ）、オハイオ州メタルズパーク（１９８２）、 および ２．ＡＳＭハンドブック、第１８巻「摩擦、潤滑および摩耗の技術」ＡＳＭイ ンターナショナル、オハイオ州メタルズパーク（１９９２）。 メッキ、被覆および表面処理の様々なオプションの中で、熱スプレー被覆処理 が好ましい。上述した引例の何れも熱スプレー被覆処理に係わる章を含んでおり 、またその処理に対する付加的な詳細に関してはそれらの引例が参照される。金 属ハンドブックの情報源に説明されているように、熱スプレー被覆処理は、材料 が溶融またはプラスチック状態となるまで加熱され、基材に当てられて被覆を形 成するようになされる処理方法である。この処理はワイヤーまたは粉末の材料供 給源を使用して火炎およびプラズマによるスプレー処理を含む。アークスプレー が本発明で応用する熱スプレー処理の好ましい形式である。 Ｄ．充填材で結合すなわちろう付けされた組立を形成するろう付け−本発 明は充填材で結合された組立体を形成する段階を任意の追加段階として含む。図面の簡単な説明 第１図は本発明のチューブストック複合材の長手方向断面における粒子の分散 を示す顕微鏡写真（０．５％のＨＦエッチング）。 第２図は第１図と同じ複合他の顕微鏡写真であって、長手方向の横断面で第１ 図よりも格段に大きい倍率でライナー/心材の境界面の近くの粒子組織を示す顕 微鏡写真（０．５％のＨＦエッチング）。 第３図は同じ複合材の、ろう付け前の結晶組織を示す顕微鏡写真（陽極化＋偏 光）。 第４図は同じ複合材の、ろう付け後の結晶組織を示す顕微鏡写真（陽極化＋偏 光）。 第５図はろう付け後の同じ複合材の心材表面の、圧延面に直角な方向で見た顕 微鏡写真。 第６ａ図〜第６ｃ図は粒子の分散（０．５％のＨＦエッチング）を示すろう付 けシートの長手方向の横断面の一連の顕微鏡写真であり、第６ａ図は本発明の例 であり、第６ｂ図および第６ｃ図は熱間圧延でインゴットを成形する従来技術処 理で作られた材料である。 第７図はシミュレーションしたろう付けサイクル（陽極化＋偏光 （ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ））後の粒子組織を示す圧延鋳造ＡＡ６９５ １心材の顕微鏡写真であって、第７図の上方右側の１００μｍ目盛りが第６ａ〜 第６ｃ同様に第７図に与えられた顕微鏡写真。 第８図はＡＡ３００３の例に関する与えられた対数平均面積を有する粒子の比 率を示すプロット線図。 第９ａ図〜第９ｄ図は元素の集中を示す本発明のろう付けシートの長手方向横 断面の一連のマップであり、目盛りは第９ａ図〜第９ｂ図の全てで同じであり、 第９ａ図に示されている。 第１０図は本発明の他の複合材の、横断面での粒子分散を示す顕微鏡写真（０． ５％のＨＦエッチング）。 第１１ａ図〜第１１ｃ図は本発明の変形された３つの積層処理を示す概略図。 第１１ａ’図〜第１１ｃ’図はそれぞれ第１１ａ図〜第１１ｃ図の部分の詳細 図。 第１１ｄ図は下限から上限へ到る片側作動荷重対２ローラー鋳造装置用ストリ ップ幅のチヤート。 第１１ｅ図〜第１１ｈ図は本発明の４つの追加方法の変更を例示する。 第１１ｅ’図〜第１１ｈ’図はそれぞれ第１１ｅ図〜第１１ｈ図の部分の詳細 図。 第１１ｉ図は洗浄ヘッドで表面準備処理を受けるべきアルミニウム合金帯の横 方向の面積部分の一部にわたって示された第１１ｅ図および第１１ｆ図のＭＩＣ アーク洗浄ヘッドの一方の一部の斜視図。 第１１ｊ図は第１１ｉ図の上方に配置されて示された第１１ｉ図のヘッド部分 ＋ヘッドのアーク回転コイルの側立面横断面図。 第１２ａ図および第１２ｂ図は本発明の２つの冷間圧延処理を示す概略図。 第１３ａ図および第１３ｂ図は本発明のろう付けシートで作られたろう付け結 合の異なる倍率における顕微鏡写真（電気エッチングおよび偏光を使用）。発明を実施する方法 図面を更に詳細に参照すると、第１図は本発明の処理（圧延鋳造ローラーで積 層される）により作られた片側クラッドチューブストックの長手方向の断面図に おける粒子の分散を示し、また本発明の製品を示す顕微鏡写真である。クラッド 合金はＡＡ４１０４であり、心材合金はＡＡ３００３基合金であり、この合金は Ｈ１４加工度とされている。心材の中の粒子分散は明らかに粗い組織粒子を無く しており、これは従来技術のようにインゴットの供給源金属で製造されるならば 存在する。寧ろ、全ての粒子は小さく、一般に１．５マイクロメートルよりも小 さい。中心線での偏析は心材の中心線の近くで明らかである。ライナー内の粒子 （Ｓｉ、ＰｉおよびＭｇ₂Ｓｉ）が心材のそれらよりも粗い。何故ならば、結合 すなわちクラッドされるより前にライナーが処理されるからである。第２図はラ イナー／心材の境界面の高い倍率の顕微鏡写真を示す。境界面は良好に定義され るが、酸化物または異物は排除されてない。この形式の境界面の顕微鏡写真分析 は、ライナーストックの溶融が鋳造時に心材合金の中へ全く生じていないことを 確認する。 第３図は長手方向断面にて同じ材料の粒子組織を示している。心材粒子のこの 薄い「パンケーキ」組織は共通して数百マイクロメートルの粒子長さを有するこ とが明らかである。十数マイクロメートルの程度のライナーの粒子組織も明らか である。 第４図はろう付け形式の加熱サイクルの後のこの材料の長手方向の粒子組織を 示している。心材の粒子は寸法が成長している。心材合金上でのろう付け合金の 再凝固はエピタクシャリー（ｅｐｉｔａｘｉａｌｌｙ）に発生する。第５図はろ う付け後のろう付け合金の直ぐ下方の、ろう付けシート心材における粒子の非常 に大きい圧延面積部を示している。この視図は、ろう付けシートをろう付け温度 にした後、チューブストックの外面から凝固したろう付け合金を軽くサンディン グすることで得られる。 第６ａ図〜第６ｃ図は、本発明の処理により作られた本発明のろう付けシート の粒子の分散（圧延鋳造ライナー、心材の圧延鋳造時に圧延鋳造装置のローラー で積層される）、すなわち第６ａ図、をインゴットの熱間圧延に基づく従来技術 のろう付けシート、すなわち第６ｂ図および第６ｃ図、との比較を与える。何れ の場合も、心材１０，１２および１４はＡＡ３００３基合金であり、ろう付け合 金クラッド１６，１８および２０はＡＡ４１０４である。本発明のろう付け合金 クラッドの粒子は、従来技術のクラッドと比較して、等軸が優勢である。本発明 の心材１０の粒子は単峰性（ｕｎｉｍｏｄａｌ）の分散であり、従来技術の心材 のそれは２峰性（ｂｉｍｏｄａｌｌｙ）の分散である。 第８図は本発明の圧延鋳造された心材対従来技術のＤＣ（直接チル）インゴッ トから得た心材、の場合のＡＡ３００３の金属間化合物粒子の異なる分散を示し ている。圧延鋳造の場合においては、金属間化合物粒子の単峰性の対数基準の粒 子寸法分布があり、平均対数面積部分は２平方マイクロメートルより小さい、好 ましくは１平方マイクロメートルより小さい。対照的に、ＤＣインゴット材料に は明瞭な２峰性すなわち２つのピークのある分散が生じる。この異なる分散は実 際のところ第６ｂ図および第６ｃ図を第６ａ図と比較して明白となる。第８図の データは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とインターフェースで接続されたルモン・ イマージュ（ＬｅＭｏｎｔ Ｉｍａｇｅ）分析装置を使用して測定される。走査 電子顕微鏡とインターフェースを有する他の画像分析装置が等価をデータを発生 させることに利用できる。走査電子顕微鏡とインターフェースで接続されたＩＢ ＡＳ装置は他の１つの例である。 これらの分散形式の情報およびその表示は、「対数基準分散」および「平均対 数（Ｘ）」を含めて、ここでＸは関係する例えば面積のようなパラメータである が、「決定のための確率表」という本、ジェームス・アール・キング氏、インダ ストリアル・プレス・インコーポレーテッド、１９７１年、から得ることができ る。 第７図はシミュレートしたろう付けサイクルの後の、本発明の圧延鋳造された 予めＨ１９８の調質とされたＡＡ６９５１心材の粒子組織を示している。 第９ａ図〜第９ｄ図は本発明のろう付けシートフィンストックの後方散乱した 電子像およびＸ線マップを示しており、これにおいてＡＡ３００３基心材合金に 対して圧延鋳造装置のローラーによりクラッド加工される前に、純Ｚｎ中間層が ＡＡ４０４５ろう付け合金ライナー上にアークスプレーされた。ろう付けライナ ーと心材との相対位置はそれぞれＳｉおよびＭｎＸ線マップによって見ることが できる。最終ゲージに対するシートの全ての熱および機械的処理が終わった後、 ＺｎＸ線マップはＺｎ位置を示す。後方散乱した電子像はアルミニウムマトリッ クスよりも原子数が局部的に多い面積部分で輝く。したがって、大半の輝く粒子 の面積部分は鉄およびマグネシウムを含有し、これらの粒子は珪素を含有するろ う付け合金クラッドにおけるよりも、むしろ心材で優勢である。第９ａ図〜第９ ｄ図は背景ノイズを含んでおり、したがってこれらは実際に定性的であり、相対 的強度により高集中面積部分を示す。 第１０図は本発明の変形例の出口側での積層によって製造される本発明のろう 付け製品を示す顕微鏡写真である。ＡＡ３００３心材およびＡＡ４０４５クラッ ドの両方が最初は個別に圧延鋳造即ちロール鋳造され、次に引き続いて一緒に圧 延されて結合製品を製造するようになされる。 工程概略図を参照すれば、第１１ａ図は内部冷却された鋼製ローラー２４ａお よび２４ｂを含む圧延鋳造装置２２、および溶融アルミニウム合金２５を供給す る供給装置を示している。供給装置は樋２６、タンディシュ（ｔｕｎｄｉｓｈ） すなわちヘッドボックス２８、および鋳造装置の給送装置すなわちノズルチップ ３０で構成される。本発明によれば、ライナー材の帯３２は方向３６へ向かって 回転するコイル３４からの巻き取りによって圧延鋳造装置即ちロール鋳造装置へ 供給される。帯３２は、ローラー２８ａおよび２４ｂが方向４０ａおよび４０ｂ に向けて回転することによりローラー入口３８に引き込まれる。制動装置４２は 帯３２の張力を調節する。凝固した合金２５およびバンド３２の熱間加工は、対 向する軸の軸受荷重Ｌ₁およびＬ₂により示されるように、ローラー入口３８にて 生じる。合金化成分が給送装置４４から直接に通路２６に添加できる。第１１ａ ’図は第１１ａ図の詳細であり、帯３２から作られたライナー４６合金４６およ び合金２５から作られた心材合金４８を含んで、圧延鋳造複合製品を示している 。 第１１ｂ図の機械は、ライナー材の他の帯、すなわち帯５０を方向５４へ向け て回転して、コイル５２から巻き取ることで圧延鋳造装置の他側へ給送する手段 を備えている点で第１１図のものと相違する。帯５０は、ローラー２４ａおよび ２４ｂの方向４０ａおよび４０ｂへ向かう回転によりロール入口３８へ引き込ま れる。制動装置５６は帯５０の張力制御を可能にする。第１１ｂ’図は第１１ｂ 図の詳細であり、帯５０で作られたライナー合金５８を含めて圧延鋳造複合製品 を示している。 第１１ｃ図の機械は、複合材の熱スプレーされる中間層を形成する手段を備え ている点で第１１図のものと相違する。熱スプレー付着ステーション６０ａおよ び６０ｂが例えば亜鉛の被覆を帯３２および５０にスプレーする。帯上のこの被 覆は圧延鋳造複合製品の中間層６２ａおよび６２ｂとして第１１ｃ’図に詳細に 示されるように行われる。 第１１ｄ図は第１１ａ図〜第１１ｃ図の処理の概略においてＬ₁およびＬ₂の好 ましい値の範囲を示している。 第１１ｅ図は本発明の変形例の出口側で積層する処理の実施例を示している。 固体アルミニウム合金の帯６４は、溶融アルミニウム合金２５の凝固製品として 圧延鋳造装置２２の出口側６６から出てくることが示されている。帯６４は、必 要ならば表面準備処理を行われる。この場合、帯はＭＩＡ（磁気的発生アーク） クリーニングヘッド６８により表面準備処理を行われ、これに関しては第１１ｉ 図および第１１ｊ図に関連して更に詳細に以下に説明する。更に、帯６４は適当 な加熱源７０により予熱される。圧延鋳造装置２２から出た帯６４の移動と同時 に、アルミニウムライナー合金の帯７２がライナー巻き取りステーション７６の コイル７４から給送される。帯７２は、必要ならば同様に表面準備処理が行われ る。この場合、帯は表面準備処理をＭＩＡ（磁気的発生アーク）クリーニングヘ ッド７８により行われて示されており、これはヘッド６８の方法で構成されてお り、この構造は第１１ｉ図および第１１ｊ図に関連して以下に説明される。ある 種の場合、ヘッド６８および７８のただ１つのヘッドで十分である。帯７２は加 熱ローラー８０で予熱され、また次に圧延ミルで帯６４に結合されて、第１１ｅ ’図に示されるようにアルミニウム心材合金の帯６４とアルミニウムライナー合 金の帯７２とで構成されたクラッドシート製品８４を形成するようになされる。 クラッドシート製品８４の一例は、以下の例の項に使用されるようなＡＡ３００ ３心材およびＡＡ４０４５ライナーで構成されたろう付けシートである。 第１１ｆ図の機械は第１１ｅ図のものとはライナー材の他の帯すなわち帯８６ を圧延ミル８２の他側に給送する手段を備えている点で相違する。表面準備が付 加されて備えられたＭＩＡクリーニングヘッド８８により帯６４の両側に行われ る。帯８６はコイル９０から給送されてＭＩＡクリーニングヘッド９２によりク リーニングされる。クラッドシート製品は第１１ｆ図に示されるように心材合金 の帯６４と、２つのライナー合金のバンド７２および８６とにより構成される。 第１１ｇ図は例えばアークスプレーのような熱スプレー処理により心材にろう 付けクラッドを付与する実施例を示している。帯６４は圧延鋳造装置２２から出 て、この場合はスクラッチブラシ９４で表面準備処理を施される。帯は次に７０ にて余熱去され、そこから熱スプレー付着ヘッド９６の上を移動され、この間、 アルミニウム−珪素ろう付け合金が付与されて、第１１ｇ’図に示されるように 心材合金の帯６４と、アルミニウム−珪素ろう付け合金のアルミニウムライナー 合金１００とで構成されたアルミニウム複合製品９８を、形成するようになされ る。この第１１ｇ図の処理で製造されるろう付けシートは、例えば以下の例の項 に使用されるようなＡＡ３００３心材とＡＡ４０４７ライナーとで構成されるこ とができる。 第１１ｈ図の機械は第１１ｇのものとは、第２ライナーをスプレーする熱スプ レー付着ヘッドすなわちヘッド１０２と、付加されるスクラッチブラシ９４ａと を備えて、第１１ｈ’図に示されるような心材合金すなわち帯６４および２つの ライナー合金すなわち層１００および１０６で構成された両側クラッド製品１０ ４を形成するようになされた点で相違する。 第１１ｉ図および第１１ｊ図は、第１１ｅ図および第１１ｆ図に使用するＭＩ Ａアーククリーニングヘッドの例を示している。この装置は１９９１年３月１８ 日付けで出願された「アーク−粒子リソプレート（Ｌｉｔｈｏｐｌａｔｅ）およ びそれを製造する２段階方法」と題する米国特許関連出願第０７／６７０５７６ 号明細書により完全に開示されている。米国特許関連出願第０７／６７０５７６ 号明細書の内容およびその対応する１９９２年９月２３日付けで発行されたヨー ロッパ特許出願公開第０５０４８１１Ａ１は、参照することでここに組み入れら れる。 第１１ｉ図はＭＩＡアーククリーニングヘッドの一部の斜視図であり、前記部 分は楕円電極４１とされ、これはクリーニングされる材帯、例えば第１１ｅ図の 帯７２の上に位置されて示されている。帯は矢印１０９の方向に電極に対して相 対的に移動される。楕円形電極は少なくとも表面処理されるシートと同じ幅であ ることが好ましい。この楕円電極はシートよりも幅広く、シートの範囲外に位置 する楕円の２つの円弧からアークが発生されるようになされることが更に好まし い。従来のＤＣ逆極性溶接アークが楕円電極４１とシート７２の表面との間に発 生される（開始および安定化のために必要ならば、重畳した高周波電流で）。ア ークは電極とシート７２の表面との間に形成された楕円通路のまわりを矢印１０ ９’で示されるように移動し、回転する。アークの回転は第１１ｊ図の以下の記 載に説明される理由により発生し、このアークの回転は早いのでライン１０８で 示されるようにアークのカーテンが見えるほどである。アークのシート表面との 作用が、点彩した面積部分で示されるようにシートをクリーニングする。 第１１ｊ図は電極４１の側面図であり、ヘッドの一部にアーク回転コイル１１ ０が含められて示されている。コイル１１０はＤＣ電流により付勢されたときに 一定磁界を発生して、アークを電極により説明される楕円通路のまわり素早く移 動または回転させる。適当に取付けられたコイルが第１１ｊ図に２つのＤＣコイ ル横断部分１１０ａおよび１１０ｂとして示されている。このコイルは米国特許 第２２８０８００号明細書で始めて教示された磁気的に発生されるアーク（ＭＩ Ａ）溶接の分野で周知のように回転する。適当強度の適当形状の永久磁石も使用 される。 作動において、空気シリンダ、電気空気制御装置、および同様装置（全てが示 されているわけでない）が、プラズマを発生する関係に楕円すなわち長円形の電 極をシート表面に対して位置決めするために使用される。電極およびアルミニウ ムシートの何れとも反応しないイオン化ガス（図示せず）が十分な流量で楕円電 極の廻りに流されて、大気ガスの排除を補償するようになされる。ガスを保存す るために、包囲体がヘッドの上から形成され得る。 使用されたＤＣ電流は、０．７８〜約１５．５ｗｈ／ｃｍ²（０．００５〜約 ０．１ｋｗｈ／ｆｔ²）の範囲であり、使用された正確な量は電極下方を移動す るシートの選択された線型速度、シート表面上の汚染量（潤滑剤および酸化物） および準備された表面の所望の組織によって決定される。この電流は、溶融スポ ットや非均一表面部分を防止するために、安定した出力電流を有し、高電流／電 圧スパイクのないことが好ましい市販のＤＣ溶接電源から供給される。オープン 回路電圧は約１０Ｖから６０Ｖまでの範囲で変化できる。 第１２ａ図は本発明の製品の冷間圧延を示す。例えば、第１１ａ’図、第１１ ｂ’図および第１１ｃ’図の何れかに図示されたような製品は、Ｈ２４加工度の ような所望の製品加工度を達成するための処理で冷間圧延されることができる。 第１２ａ図に示された処理において、厚い製品６３は移動ライン６５、すなわち 水平にローラー６４ａおよび６４ｂに進入し、薄い製品６６が出ていく。 第１２ｂ図はシート角度を使用した製品の冷間圧延を示している。「角度」は 圧延されるシートがローラー入口に進入する角度であり、この場合は角度αであ る。第１１ｂ’図の製品を圧延する場合、シート厚さの上半分は下半分よりも大 きく低減される。したがって、頂部ライナーは底部よりもライナーよりも薄くな り、クラッド比率を変化させる。第１１ａ’図の製品が給送されるとき、これは 複合材におけるクラッド厚さの比率を低減する方法となり、この場合の厚さの比 率は上述の仕様である。 第１３ａ図および第１３ｂ図は本発明のろう付け組立体を示しており、これは 圧延鋳造装置のローラーにて積層されて製造されたろう付けシートを使用して作 られている。ろう付けシートの心材であるＡＡ３００３のフィン６８がＡＡ４１ ０４ろう付け合金７０によりインゴットから作られたＡＡ３００３の基体７２に 結合されていることが理解されよう。ろう付け合金は真空ろう付け作業時に心材 から溶融し、フィン６８と表面７２との間に流れ込んでフィン６８と基体７２と の間に境界面およびフィレットを形成した。基体７２は、例えばラジエータまた は蒸発器のチューブとされて、フィン６８がチューブの熱交換器として作用する ようになされる。 例 本発明の他の説明は以下の例である。 圧延鋳造装置のローラーにおいて積層する例 直径の測定値が９１１ｍｍである一対の水冷ローラーで構成された鋳造型が１ 面にてクラッド材を製造するために使用された。アルミニウム充填材は、本質的 に鉄０．３％、珪素１０％、および残部アルミニウムすなわちＡＡ４０４５から なるコイル形の０．４０６ｍｍ（０．０１６インチ）厚のシートであった。この 材料は頂部または底部ローラーの何れかに沿って給送され、その際材料には３． １６ｋｇ／ｍｍ²（４５ｐｓi）の制動圧力として逆張力が加えられた。８０°の 接触円弧が充填材と鋳造ローラーとの間に保持された。充填材は鋳造ローラー入 口に荷重が発生される前に制御された３０％の伸びを受けるのであり、この荷重 は付与されるクラッドの比率を制御するためにクラッド材に必然的に熱間変形を 与える。 心材用の溶融材は、珪素０．２５％、鉄０．６２％、銅０．１５％、マンガン １．１５％および残部アルミニウム（すなわちＡＡ３００３）を含有しており、 ６８８°Ｃ（１２７０°Ｆ）の鋳造温度および１３７２ｍｍ／分（５４ｉｐｍ） で鋳造されて、６．２５ｍｍ（０．２４６インチ）の厚さの複合クラッド材を形 成した（０．３０５ｍｍ（０．０１２インチ）厚の充填材シートで、５％クラッ ド材に仕上がっている）。 このクラッド材は１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）厚まで冷間圧延された後 、４２７°Ｃ（８００°Ｆ）で２時間にわたり焼鈍されて、片側に５％充填材を 有する０加工度のろう付けシートを得た。 この材料は以下の０加工度の機械的性質、すなわち引張強度（極限）１５３３ ｋｇ／ｍｍ²（２１．８ｋｓｉ）、降伏強度（伸び＝０．２％）８５０ｋｇ／ｍ ｍ²（１２．１ｋｓｉ）、および伸び２４．０％を有していた。対比として、同 じ厚さ、組成および加工度仕様を有するが従来技術の熱間圧延インゴット処理で 作られたろう付けシートでは、引張強度が１３３５ｋｇ／ｍｍ²（１９．０ｋｓ ｉ）を超えるものは知られていなかった。本発明により作られた材料は従来技術 のろう付けシートより十分に強度が大きい利点を経験できる。 同様に圧延鋳造装置のローラーで積層されて作られ、全厚が０．３ｍｍで、心 材の両側に１０％クラッド厚を含んでなり、この心材のアルミニウム合金は珪素 ０．７〜０．９％、マンガン１．０〜１．３％、クロム０．０５〜０．１５％、 チタン０．１〜０．２％を含有しており、片側のクラッドのアルミニウム合金は マグネシウム２．０〜２．４％、亜鉛１．８〜２．２％を含有し、他側のクラッ ドのＡＡ４０４５（米国特許第５０１１５４７号が恐らく関連する）は以下の Ｈ３４加工度の機械的性質、すなわち引張強度（極限）２０９５ｋｇ／ｍｍ²（ ２９．８ｋｓｉ）、降伏強度（伸び＝０．２％）１７５７ｋｇ／ｍｍ²（２５ｋ ｓi）、および伸び１２．５％を有するろう付けシート材が作られた。対比とし て、同じ厚さ、組成および加工度仕様を有するが従来技術の熱間圧延インゴット 処理で作られたろう付けシートでは、引張強度が１７５７ｋｇ／ｍｍ²（２５ｋ ｓi）を超えるものは知られていなかった。 出口側での積層の例 最初の試行は圧延鋳造ＡＡ３００３−ＡＡ４０４５合金のサンドイッチで行わ れ、これは最大５６６°Ｃ（１０５０°Ｆ）まで余熱され、また４０％まで圧下 された。このサンドイッチの組合う面は蒸気脱脂され、圧下される前にスクラッ チブラシ処理された。ライナーは２０、３０および４０％の圧下後に手で心材に 積み重ねられた。２つのサンドイッチは各々の圧下にて運転された。各圧下の試 料は更に室温にまで冷却された後、２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）まで更に 圧下された。熱間圧下および冷間圧下された試料のろう付け合金溶融試験は、２ ０％圧下まではクラッドが心材に対して良好に結合していることを示した。ライ ナー合金の溶融試験は、試験すべき試料を垂直から約３０°の角度として炉内に 配置し、約６０４°Ｃ（１１２０°Ｆ）まで加熱することを含む。ライナーは溶 けて試料の下端へ流れ流。溶融したろう付け合金が完全に合金表面を濡らしたな らば、ライナーは心材に対して金属組織学的に恐らく結合される。ライナーが心 材合金で完全に濡れないが、スキップ（ｓｋｉｐ）またはブリスター（ｂｌｉｓ ｔｅｒ）を残すならば、ライナーは心材合金に良好に結合されない。試料による 金属組織学的な試験によれば、冷間圧延された試料の何れにおいても心材とライ ナーとの間の結合線を全く示さず、３０％および４０％で圧下された試料でも示 さなかった。２０％圧下の試料は結合線のある証拠を示した。 上述の圧延試行および試験は、受け入れたままの（クリーニングしていない） ＡＡ３００３−ＡＡ４０４５合金シートのサンドイッチに対して繰り返された。 ライナーの溶融試験および金属組織学的試験の結果は上述の結果と表示に似てい た。 上述した試行は２３２°Ｃ（４５０°Ｆ）の温度に予熱された受け入れたまま の（クリーニングしていない）ＡＡ３００３心材およびＡＡ４０４５ライナー合 金シートのサンドイッチに対して繰り返された。ライナーは４０％圧下より小さ くては心材合金に張り付かなかった。４０％圧下でさえ、たいしたほどでなかっ た。この試料は次に２．０３ｍｍ（０．０８０インチ）まで冷間圧延された。ラ イナー溶融試験は心材の表面に多数の四散した小さな膨れ（ブリスタ）を示し、 これはライナーの心材に対する結合が不完全であることを示した。 腐蝕保護としての亜鉛スプレーの例 幾つかのＡＡ４０４５シート試料がＴＡＦＡアークスプレー装置を使用して純 亜鉛をアークスプレーされた。この装置はニューハンプシャー州コンコルドのハ ーバートＴＡＦＡテクノロジーズ社により製造されたモデル３０＊８Ｂ３５３５ ０Ａｍｐアークスプレー電源ユニットおよびモデル８８３０アークスプレーガン を含んでなる。次の厚さ、すなわち０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）、０ ．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）および０．０７６２ｍｍ（０．００３イン チ）が０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）厚の４０４５シートの試料の上に 、次のアークスプレーパラメータ、すなわち１５０アンペア、２７〜２８Ｖ、２ ．１１ｋｇ／ｍｍ²（３０ＰＳＩ）の霧化空気、および７６．２ｍｍ（３インチ ）〜１０１ｍｍ（４インチ）のガン−物品間距離でスプレーされた。アークスプ レーの前に、シート試料は粗いワイヤーホイールにより圧延方向およびその方向 に９０°の両方向にブラシ掛けされた。０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）厚 のシートがブラシ掛けの後に蒸気脱脂された。０．６０ｍｍ（０．２３５インチ ）のシート試料は行われなかった。 熱処理可能なろう付けシート心材に対し 拡散バリヤを付与する例 ０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）厚のＡＡ４０４５のシート試料が上述の ＴＡＦＡアークスプレー装置を使用して、０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ ）厚のＡＡ１１００およびＡＡ１２６０アルミニウム合金をスプレーされた。ス プレーパラメータは、１６０アンペア、２８〜２９Ｖ、２．１１〜２．２５ｋｇ ／ｍｍ²（３０〜３２ＰＳＩ）の霧化空気圧、および７６．２ｍｍ（３インチ） 〜１０１ｍｍ（４インチ）のガン−物品間距離であった。スプレーの前に、シー ト 試料は上述のようにブラシ掛けされた後、蒸気脱脂された。ＡＡ１１００（９９ ．００％Ａｌ）およびＡＡ１２６０８８（９９．６０％Ａｌ）アルミニウム合金 が拡散バリヤ合金として使用された。何故ならば、これらは溶接電極として利用 できる最も純度の高いアルミニウム合金だからである。純粋なアルミニウム合金 は珪素が熱処理可能な心材合金中に拡散することを良好に防止するが、この添加 保護（恐らく少量）が添加される材料の費用に悪い影響を与えるならば、疑問で ある。また、上述で注目したように、アルミニウム−マンガン合金は珪素の浸透 を防止するバリヤとして使用できる。 アークスプレーにより心材にろう付けクラッドを付与する例 ５．３３４ｍｍ（０．２１０インチ）厚の圧延鋳造ＡＡ３００３シートの試料 が上述したＴＡＦＡアークスプレー装置を使用してＡＡ４０４７をスプレー被覆 された。幾つかの表面準備が評価された。スクラッチブラッシングはその後に溶 剤でクリーニングを行うか否かに係わらずに０．５５９ｍｍ（０．０２２インチ ）厚までの被覆を、剥離が生じないで付与できるようにした。ＭＥＫによる溶剤 拭き処理は、０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）厚の被覆を剥離を生じないで 可能にした。蒸気脱脂は０．４５７ｍｍ（０．０１８インチ）厚までの被覆を可 能にした。被覆は以下のアークスプレーパラメータ、すなわち１５０アンペア、 ２７Ｖ、２．１１ｋｇ／ｍｍ²（３０ＰＳＩ）の霧化空気圧、および７６．２ｍ ｍ（３インチ）〜１０１ｍｍ（４インチ）のガン−物品間距離で付与された。 ５．３３４ｍｍ（０．２１０インチ）厚の３００３Ａｌ合金の圧延鋳造シート 試料がＴＡＦＡアークスプレー装置を使用して０．５５９ｍｍ（０．０２２イン チ）厚の４０４７Ａｌ合金を上述のスプレーパラメータによりスプレー被覆され た。表面はスクラッチブラッシングにより準備された後、蒸気脱脂された。これ らのシート試料は１．５２４ｍｍ（０．０６０インチ）まで冷間で圧下された。 ２．５４ｍｍ（０．１００インチ）ゲージ時に中間焼鈍が行われた。スプレーさ れた被覆はスポーリングすなわち剥離の痕跡を残さずに基体に良好に結合される ように認められた。予備的なろう付け試験は、この材料のろう付け性能が良好で あることを示した。しかしながら、極めて少ない回数であるが曲げ試験が、厳し い曲げを受けたときに被覆がクラックを生じて剥離することおよびクラックが時 に心材にまで進展することを示した。 ろう付け組立体を作る例 第１３ａ図および第１３ｂ図のろう付け組立体は真空ろう付け装置で達成され る。炉の高温領域の温度は５９９°Ｃ（１１１０°Ｆ）に設定された。真空は、 １．９×１０^-5トリチェリーであった。このろう付け組立体は適当治具で一緒に 保持されてこの高温領域に挿入されて、４分間ほど５９３°Ｃ（１１００°Ｆ） より高い温度に保たれる。このとき、真空は約６×１０^-5トリチェリーに低化さ れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 21/00 9269−4Ｋ Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｊ 9269−4Ｋ Ｌ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＫ，ＵＡ (72)発明者 バチョウスキー，ロナルド アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 バウマン，スチーブン エフ. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 カーグネル，ロバート エイ. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 カーキン，ジェラルド イー. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 クレメンツ，ドナルド ジェイ. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 ガンケル，ロナルド ダブリュ. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 ホフマン，ウィリアム エィチ. アメリカ合衆国 17042 ペンシルバニア 州レバノン，ステイト ドライブ 300, アルコア レバノン ワークス 気付 (72)発明者 マッキニー，ラリー ジー. アメリカ合衆国 17042 ペンシルバニア 州レバノン，ステイト ドライブ 300, アルコア レバノン ワークス 気付 (72)発明者 パジャースキー，エイ．ビクター アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 パルコ，ジョン ピー. アメリカ合衆国 17042 ペンシルバニア 州レバノン，ステイト ドライブ 300, アルコア レバノン ワークス 気付 (72)発明者 パトリック，エドワード ピー. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 レネキャンプ，スチーブン ジェイ. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 スケブル，フィリップ シー. アメリカ合衆国 28009 ノースカロライ ナ州 スタンリー カウンティ，バディ ン，ピー．オー．ボックス 576，アルコ ア バディン ワークス 気付 (72)発明者 シャーキンズ，ウィリアム アール. アメリカ合衆国 15032 ペンシルバニア 州カーティスビル，ボックス 35 (72)発明者 スウィゴン，フランク ピー. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付 (72)発明者 トラックナー，ウィリアム ジー. アメリカ合衆国 15069 ペンシルバニア 州アルコア センター，テクニカル ドラ イブ 100，アルコア テクニカル セン ター 気付

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アルミニウム合金心材および該心材に結合されたクラッドで構成された金 属製品であって、 （ａ）２平方マイクロメートルより小さい平均対数面積を有して本質的に単 峰性の粒子寸法分散を有する粒子を含有する心材、 （ｂ）クラッドに露出した０．０６平方ミリメートルより大きい平均粒子表 面積を有する心材 （ｃ）クラッドが充填材を含んでおり、圧延鋳造アルミニウムまたはアルミ ニウム合金を含んでなる心材、 （ｄ）本質的に厚さ中央位置の偏析を示す心材、 （ｅ）珪素５〜１３％および主として等軸粒子を含有するアルミニウム基合 金を含んでなるクラッド、または （ｆ）珪素５〜１３％を含有する圧延鋳造アルミニウム基合金を含んでなる クラッド、 の少なくとも１つを特徴とする金属製品。 ２．（ａ）本質的に厚さ中央位置の偏析を示し、 （ｂ）非熱処理性のアルミニウム合金を含み、 （ｃ）０．５〜２．２％の範囲でＭｎを含有し、または （ｄ）熱処理可能なアルミニウム合金を含む、 の１つ以上を有する請求項１に記載の金属製品。 ３．クラッドが心材よりも高い固相温度を有する請求項１に記載の金属製品。 ４．クラッドがアルミニウムろう付け合金を含む請求項１に記載の金属製品。 ５．クラッドが約２０μｍより短い平均粒子長さを有する請求項４に記載の金 属製品。 ６．クラッドから心材に原子が移動することに対抗するクラッドと心材との間 に介在されたバリヤ層手段を更に含む請求項１に記載の金属製品。 ７．心材に陽極層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の金属製品。 ８．充填材金属で結合された組立体として、またはクラッドの固相温度より高 い温度で一時的に組立体を加熱して互いに結合される組立体の一部としての請求 項１から請求項７までの何れか１項に記載の製品の使用。 ９．前記組立体が充填材金属で熱交換関係状態に保持されたチューブおよびフ ィン構造の熱交換器を含む請求項８に記載の使用。 10． アルミニウム合金心材として作用する圧延鋳造材料を選択し、充填材お よび心材を互いに結合させるために圧延することを含む、充填材およびアルミニ ウム合金心材の合わせクラッドを含んでなる複合シート材料を製造する方法。 11． ローラー入口に互いに向き合わせて配置された２つのローラーを含む圧 延鋳造装置において、充填材の帯を一方のローラーに沿ってローラー入口へ給送 し、心材用のアルミニウム合金を最初は溶融状態でローラー入口へ給送して熱を 奪われて凝固させる段階を含み、溶融心材合金はローラー入口のローラーの最接 近位置へ達する前に凝固して、ローラー入口で熱間加工が行われるようにし、ま たは合金はローラーへ給送されて前記帯を通過され、充填材の帯の給送時の張力 作用の下で充填材の帯を位置決めして、この充填材の帯が長手方向に変形するよ うにする段階を含む請求項１０に記載の方法。 12．（ａ）前記熱間加工画少なくとも約２％ほど複合シート材の厚さを低減し 、 （ｂ）充填材の帯が約５°より大きい接触円弧に沿ってローラーに接触し、 （ｃ）帯が給送されるときに張力作用の下で充填材の帯を位置決めする、の １つを段階が含む請求項１１に記載の方法。 13． 長手方向の変形を基に複合シート材におけるクラッド厚さの比率の制御 を含み、前記長手方向の変形は望まれるならば約５％より大きい請求項１２に記 載の方法。 14．（ａ）アルミニウムろう付け合金を含む充填材を使用する、 （ｂ）圧延鋳造により充填材のバンドを製造であって、望まれるならば、溶 融金属を圧延鋳造ローラー入口へ向かう流れとして流し、合金化成分を前記流れ の中に給送して合金化させることを含む充填材のバンドを製造する、 （ｃ）心材用のアルミニウム合金の給送であって、ローラー入口に向かう流 れとして溶融金属を流し、合金化成分を前記流れの中に給送して合金化させるア ルミニウム合金を給送する、 （ｄ）充填材と心材との間に中間層を形成し、望まれるならば、中間層は心 材に対して陽極とされ、および（または）中間層は充填材が心材の中に移動する ことを防止するための発生や手段を含む、 （ｅ）中間層の形成がアークスプレー段階を含む、 （ｆ）他のローラーに沿って材料の帯をローラー入口へ給送する、 ことの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の方法。 15． クラッドおよびアルミニウム合金心材を含んでなる複合シート材を製造 する方法であって、クラッドを心材上に熱スプレーする、および（または）心材 が無端モールド成形にて鋳造されるとともに、ライナーが心材に結合されるよう になされており、改良点は鍍金、被覆または表面処理でライナーに材を付与する ことを含むシート材の製造方法。 16． 熱スプレーされる材料が、 （ａ）心材に対して陽極の材料を含み、 （ｂ）亜鉛を含み、 （ｃ）バリヤ材料を含む、 ことを包含する請求項１５に記載の方法。 17． 圧延鋳造装置の心材を製造し、ライナーを心材に結合して、材料が心材 とライナーとの間で中間層を形成する請求項１５に記載の方法。 18． 心材に結合されたクラッドを含む複合材の圧延方法であって、複合材を 角度を有して圧延することを含み、クラッドがアルミニウムろう付け合金のよう な充填材の金属成分であることが好ましい方法。 19． 約０．４％を超えない鉄、約０．１５％を超えない珪素、約０．１％か ら約０．７％の銅、約１．５％を超えるマンガンを包含するアルミニウム基合金 。 20．（ａ）マンガン含有量が１．５％から２．５％、好ましくは約１．６％よ り多い、 （ｂ）銅含有量が０．２％より多く０．７％までの範囲、好ましくは約０． ６〜約０．７％の範囲である、および（または） （ｃ）合金が０．４％までのマンガンを含有する、 請求項１９に記載の合金。