JPH09279271A

JPH09279271A - Ａｌ合金製ブレージングシート

Info

Publication number: JPH09279271A
Application number: JP9693796A
Authority: JP
Inventors: Koji Okada; 光司岡田; Takenobu Dokou; 武宜土公
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低温度でのろう付けが可能であり、これに伴
ってろう付け中の他の薄肉部材の座屈が少なく、高強度
部材が使用でき、又一般のＡｌ合金製熱交換器のスクラ
ップが、新たなブレージングシートの製造の際に、ろう
材原料としてリサイクル可能なブレージングシートを見
出すこと。【解決手段】 0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt%
を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のCu、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、残部がＡｌと
不可避的不純物とからなるＡｌ合金を芯材とし、前記芯
材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を
越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.
05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以
下のFeを含有し、残部がＡｌと不可避的不純物とからな
るＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするＡｌ
合金製ブレージングシート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ａｌ合金製ブレー
ジングシートに関するもので、更に詳しくは低温度でろ
う付けが可能であり、これに伴いろう付け中の他の薄肉
部材（例えば熱交換器のフィン）の座屈が少なく、また
高強度部材が使用できるため、Ａｌ合金製熱交換器の小
型、軽量化が実現でき、又一般のＡｌ合金製熱交換器の
スクラップが新たなブレージングシート製造の際のろう
材原料として使用可能なリサイクル性に優れたブレージ
ングシートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラジエーター等のＡｌ合金製熱交換器
は、例えば第１図に示すように複数本の偏平チューブ
（１）の間にコルゲート状に加工した薄肉フィン（２）
を一体に形成し、該偏平チューブ（１）の両端はヘッダ
ー（３）とタンク（４）とで構成される空間にそれぞれ
開口しており、一方のタンク側の空間から偏平チューブ
（１）内を通して高温冷媒を他方のタンク（４）側の空
間に送り、チューブ（１）およびフィン（２）の部分で
熱交換して低温になった冷媒を再び循環させるものであ
る。

【０００３】このような熱交換器のチューブ材およびヘ
ッダー材は、例えばJIS3003 合金（Al-1.2wt%Mn-0.1wt%
Cu合金）を芯材とし、該芯材の内側、すなわち冷媒に常
時触れている側には内張材としてJIS7072 合金（Al-1.0
wt%Zn 合金）を、そして、該芯材の外側には、通常JIS4
045 合金（Al-10wt%Si合金）等のろう材をクラッドした
ブレージングシートを用い、コルゲート加工を行ったフ
ィン等の他の部材とともにブレージング（ろう付け）に
より一体に組み立てられている。なお、ここでいうブレ
ージングシートとは、ろう付けに用いる板であり、芯材
の片面又は両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされた
板をいう。またこのブレージングシートの製造は、芯材
及び皮材となるろう材を別々に所定の合金組成の合金に
溶解鋳造して鋳塊又は厚板とし、この両者を熱間で合わ
せ圧延し、これを更に冷間圧延（必要に応じて焼鈍）し
て、所定の厚さの板とされる。

【０００４】フィン材はＡｌ−Ｍｎ系または純Ａｌ系の
合金にＺｎを例えば１〜５％添加したものが使用されて
いる。このフィン材へのＺｎ添加の理由は、フィン材の
犠牲陽極効果によるチューブ材の防食のためである。こ
れらは、600 ℃付近の温度に加熱してブレージング（ろ
う付け）により組み立てられるが、ブレージング工法と
しては、フラックスブレージング法、非腐食性のフラッ
クスを用いたノンコロジョンブレージング法等が行われ
る。

【０００５】ところで、近年、熱交換器は軽量・小型化
の方向にあり、そのために材料の薄肉化が望まれてい
る。しかし、従来の方法で薄肉化を行った場合、多くの
問題点が生じる。まず、冷媒通路構成部材（チューブ
材、ヘッダー材等）の外部耐食性を向上させる必要があ
るが、有効な方法が確立されていない。また、ろう付時
にフィンが座屈したり、フィンにろうが拡散し溶融して
しまう現象は、フィンが薄くなるほど生じ易くなる。座
屈が生じると通風抵抗の増加により熱交換器の熱効率が
低下する。

【０００６】上記の問題に加え、近年、地球資源の有効
利用の見地からリサイクル性が要求されるようになっ
た。自動車用の熱交換器は解体時に外され、Ａｌ合金と
して溶解される。しかし、上記のように、ブレージング
工法で製造されるＡｌ合金製熱交換器は、前記の部材毎
に合金組成が異なり、熱交換器全体の平均組成は、多量
のMn、Si、Zn等を含有した半端な組成になっている。そ
のため、ブレージング工法により製造したＡｌ合金製熱
交換器を溶解しても鋳物用としてしか利用できない。今
後の廃車数量の増加や、銅製の熱交換器からＡｌ合金製
熱交換器への移行等を考慮すると、前記の各構成部材か
らなるＡｌ合金製熱交換器のスクラップが鋳物用として
ではなく、新たに製造する熱交換器用ブレージングシー
トの部材（ろう材等）にそのままリサイクル可能なブレ
ージングシートの必要性が高まっている。

【０００７】また、熱交換器用のＡｌ合金製ブレージン
グシートを製造する際に、工場で発生する屑も、この屑
を溶解した場合の平均組成が半端なため、ブレージング
シートの各部材（芯材、皮材としてのろう材、場合によ
っては皮材としての犠牲陽極材）用の原料として展開で
きないという問題がある。なお、参考までに、一例とし
て従来のＡｌ合金製熱交換器のスクラップ及び従来のブ
レージングシート製造時の工場屑の溶解後の平均合金組
成を表１に示す。Ｓｉ(1.8〜2.5wt%) 、Ｆｅ(0.2〜0.3w
t%) 、Ｃｕ(0.1〜0.5wt%) 、Ｍｎ(1.0wt%)、Ｚｎ(0.3〜
1.2wt%) がかなりの量含有されていることがわかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低温
度でのろう付けが可能であり、これに伴ってろう付け中
の他の薄肉部材（例えば熱交換器のフィン）の座屈が少
なく、高強度部材が使用できることにより、Ａｌ合金製
熱交換器の小型、軽量化が実現でき、又一般のＡｌ合金
製熱交換器のスクラップが、新たなブレージングシート
の製造の際に、その部材原料として使用可能なリサイク
ル性に優れたブレージングシートを見出すことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１の本発明は、0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以
下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、残部
がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金を芯材と
し、前記芯材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のS
i、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%
以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を
越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がＡｌと不可避的不
純物とからなるＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを特
徴とするＡｌ合金製ブレージングシートであり、

【００１０】また、請求項２の本発明は、0.2wt%を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFe、1.2w
t%を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下の
Mnを含有し、残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡ
ｌ合金を芯材とし、前記芯材の片面に、7.0wt%を越え1
2.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt
%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のM
n、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt
%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち１種または２種を含
有し、残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金
ろう材をクラッドしたことを特徴とするＡｌ合金製ブレ
ージングシートであり、

【００１１】更に、請求項３の本発明は、0.2wt%を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFe、1.2w
t%を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下の
Mnを含有し、更に2.0wt%以下のNi、0.5wt%以下のMg、0.
3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3%以下のTiのうち１
種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避的不純
物とからなるＡｌ合金を芯材とし、前記芯材の片面に、
7.0wt%を越え12.0wt%以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以
下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え
1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有
し、残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金ろ
う材をクラッドしたことを特徴とするＡｌ合金製ブレー
ジングシートであり、

【００１２】また、請求項４の本発明は、0.2wt%を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFe、1.2w
t%を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下の
Mnを含有し、更に2.0wt%以下のNi、0.5wt%以下のMg、0.
3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3%以下のTiのうち１
種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避的不純
物とからなるＡｌ合金を芯材とし、前記芯材の片面に、
7.0wt%を越え12.0wt%以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以
下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え
1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有
し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち１種ま
たは２種を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物とから
なるＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするＡ
ｌ合金製ブレージングシートである。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係わるＡｌ合金製
ブレージングシートを構成する部材の合金元素を決定し
た考え方について説明する。ラジエーター、ヒーター等
のＡｌ合金製熱交換器の特性について種々検討を行った
結果、軽量薄肉化のために最も必要な特性は、外部耐食
性と繰返し耐圧特性であることが判った。このようなこ
とを背景として、先ず、ブレージングシートの外部耐食
性を向上させる方法を検討した。その結果、Zn、Cuをろ
う材に添加することで、ろう材の電位を調整し、さらに
ろう材にMnを添加することと、ろう付温度を低くするこ
とでろう材と芯材の反応を抑制することが有効なことが
判明した。

【００１４】次に、繰返耐圧特性、即ちフィンの耐座屈
特性等の向上について説明する。Ａｌ合金製熱交換器を
ブレージング工法にて製造する場合の加熱温度は、通常
600℃付近である。この 600℃という温度は、Ａｌ合金
にとってかなりの高温であるため、加熱中にフィンが座
屈したり、また低融点の高強度合金部材が使用できない
という問題が生じる。

【００１５】これらの問題の解決策としては、ろう付け
温度を下げることが有効であり、ろう付け温度が 585℃
以下であれば、ろう付け中のフィンの座屈が生じ難くな
り、またSi等の含有量を増やした高強度合金部材も使用
できるようになる。本発明は、このような温度でろう付
けできるブレージングシートである。フィンの座屈の大部分は、フィンの高温クリープ現象
が原因で起きる。この座屈は 590℃付近を境にそれより
高温で急激に起きる（フィンが弱くなる）。従って、ろ
う付け温度が 585℃以下であれば、これを原因とするフ
ィンの座屈は生じ難くなる。フィンの他の座屈原因には、フィンへのろうの拡散が
ある。ろうの拡散は 595℃付近を境にそれより高温で急
激に起きる。従ってろう付け温度が 585℃以下であれ
ば、ろうの拡散が少なくなり、フィンの座屈は生じ難く
なる。ろう付け温度が低下すると、芯材の合金元素を増加さ
せて強度向上が図れる。即ち、芯材の合金元素がCuの場
合、ろう付け温度が 600℃では、1wt%までしか添加でき
ないが、ろう付け温度が 585℃になれば、2.5wt%程度ま
で添加でき芯材を高強度化できる。

【００１６】さて、このように通常のろう付け温度（約
600℃）より低い温度でろう付けを行うためのろう材が
最近提案されている（特開平7-24593 号公報等）。この
ろう材と本発明で用いるろう材との大きな違いは、本発
明で用いるろう材がMn添加により外部耐食性を向上させ
ている点と新たに製造するろう材へのリサイクルを考慮
している点である。

【００１７】以下に、本発明に係わるＡｌ合金製ブレー
ジングシートに用いるろう材の合金組成について、その
添加元素の意義と組成範囲の限定理由を説明する。本発
明で用いるろう材の合金組成は、7.0wt%を越え12.0wt%
以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え
6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05
wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がＡｌと不可
避的不純物からなるＡｌ合金（請求項１、３関係）、及
び前記Ａｌ合金に更に、0.3wt%以下のIn、0.3wt%以下の
Snのうち１種または２種を添加したＡｌ合金（請求項
２、４関係）である。

【００１８】Siは、合金の融点を下げるが、その量が
7.0wt% 以下では十分に融点が低下せず、585 ℃以下の
温度でろう付けできない。さらに、その量が12.0wt% を
越えると逆に融点が上がるため、585 ℃以下の温度でろ
う付けできない。

【００１９】Cuは、合金の融点を下げ、ろうの流動性を
向上させる。さらにCuは、冷媒通路構成部材にCuを添加
した合金を用いる場合に、熱交換器の外部耐食性を高め
る働きを有する。すなわち、熱交換器の外部耐食性につ
いてさまざまな検討を行った結果、ろう材にCuを添加し
ない場合、通路構成部材中に添加されているCuがろう付
け中にろう材に拡散し、ろう材と通路構成部材との境界
付近に低Cu領域が生じて、そこが優先的に腐食されるた
め、膨れをともなう激しい腐食を生じることを見出し
た。本発明では、ろう材にCuを添加することで、通路構
成部材からろう材へのCuの拡散を防止し、ろう材と通路
構成部材との境界付近に低Cu領域が生じないようにして
耐食性を向上させた。ここで、Cuの量が0.4wt%以下では
耐食性向上効果が十分でなく、その量が8.0wt%を越える
とろう合金の圧延加工性が低下し、熱交換器用のブレー
ジングシートとすることが難しくなる。低温でのろうの
流動性を考慮するとCuは1.0wt%以上添加し、圧延性を考
慮すると4.0wt%以下を添加するのがより好ましい。

【００２０】Znの添加は、合金の融点を下げる。さら
に、本発明のようにCuを添加したろう合金では外部腐食
によるふくれの発生は抑えられるものの、ろうの電位が
芯の電位より貴になり、外部腐食がピット状に進行しそ
の速度が早いという問題がある。Znの添加は、ろうの電
位を下げ、ろうの電位を芯合金の電位に近づけ、耐食性
を向上させる。しかし、その量が0.5wt%以下では効果が
十分でなく、その量が6.0wt%を越えるとろうの自己耐食
性が低下する上に、合金の圧延加工性が低下し、熱交換
器用のブレージングシートに用いるろうとしては適さな
くなる。低温でのろうの流動性を考慮するとZnは2.0wt%
以上添加し、圧延性を考慮すると5.0wt%以下を添加する
のがより好ましい。

【００２１】Mnは、ろうが溶融後凝固するときに生じる
金属間化合物をMn系の化合物とすることで、耐食性を向
上させる。すなわち、Mnが添加されていない合金ではFe
を含んだAl-Fe-Si系の金属間化合物が凝固時に生じこれ
が腐食の起点となるが、本発明ではこの化合物中にMnが
含有されることで、金属間化合物の特性が変化し、耐食
性が極めて向上する。後の実施例で示すが、この作用に
より耐食寿命は２倍以上に伸びるのである。このような
効果を発揮させるには、0.05wt% を越えるMnが必要であ
り、1.2wt%を越えると粗大なMn系化合物を形成し、合金
としての成形性が低下し、鋳造後加工できなくなる。Mn
の含有量は、耐食性を考慮すると0.1wt%を越えて添加
し、ろうの流動性を考慮すると0.8wt%以下を添加するの
がより好ましい。

【００２２】Feは、ろうが溶融後凝固するときの結晶粒
を微細化し、フィレットの強度を高める働きを有する
が、その量が0.05wt% 以下では十分に効果を発揮しな
い。さらに、先に述べたように、Feは凝固時に金属間化
合物を形成し、これが腐食の起点となる。Fe量が増える
とMnと化合物を作らないFeが生じる。そのため、Fe量は
結晶粒の微細化効果と腐食性とのバランスから0.05wt%
を越え0.5wt%以下と定めるが、その上限は耐食性の点か
ら0.2wt%以下がより望ましい。

【００２３】InおよびSnは、ろうの電位を卑にしこの犠
牲陽極効果により冷媒通路構成部材の耐食性を向上させ
る。つまりろう材中のZnの効果を助ける意味で、各々0.
3wt%以下の範囲で添加する。その量が0.3wt%を越える
と、合金の圧延加工性が低下する。より好ましい範囲は
各々0.01〜0.3wt%である。なお、InおよびSnは、上記の
範囲で１種または２種を添加する。

【００２４】次に本発明のブレージングシートに係わる
ろう材の不可避的不純物としては、Ni、Cr、Zr、Ti、Mg
等がある。Niは、熱交換器用合金の強度を高める元素と
して最近使用され出した元素で、Ａｌ合金製熱交換器の
スクラップをろう材にリサイクルする際に無視できない
元素である。Niの特性は、Feとほぼ同じであるので、不
可避的不純物としてのNiは、0.5wt%以下なら特に問題な
い。また、不可避的不純物としてのCr、Zr、Ti、Mg等
は、各々が0.30wt% 以下であれば特に問題ない。

【００２５】本発明のブレージングシートのろう材の特
徴は、リサイクルを考慮した合金組成にある。従来のＡ
ｌ合金製熱交換器に用いられる部材の合金元素には、フ
ィン等での犠牲陽極効果付与のためのZn、ろう材に多量
に含有されるSi、芯材での強度向上のためのCu、Mn等が
ある。そして、前記Ａｌ合金製熱交換器のスクラップ
は、これらの合金元素を全て含有するため、熱交換器用
部材となる新たなブレージングシート（特にろう材）へ
の原料には展開できないものであった。結局、Ａｌ合金
製熱交換器のスクラップは、鋳物用原料として使用され
ているが、これらはあくまで再利用であり、省資源の見
地からはＡｌ合金製熱交換器スクラップから、熱交換器
用部材となる新たなブレージングシート（特にろう材）
への原料という真のリサイクルが望ましい。

【００２６】本発明のブレージングシートで用いるろう
材の合金元素は、Si、Cu、Zn、Mn、Fe、更にIn、Snであ
り、ブレージング工法で製造されるＡｌ合金製熱交換器
に通常添加されている元素をすべて含んでいる。すなわ
ち、本発明のブレージングシートのろう材は、従来の一
般的なＡｌ合金製熱交換器のスクラップを熱交換器用部
材となる新たなブレージングシート製造の際に、そのシ
ートのろう材の原料としてリサイクルできる合金であ
る。

【００２７】次に、本発明のＡｌ合金製ブレージングシ
ートに使用する芯材の合金組成について述べる。本発明
で用いる芯材は、0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のC
u、0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、残部がＡ
ｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金（請求項１、２関
係）、ならびに前記Ａｌ合金に更に、2.0wt%以下のNi、
0.5wt%以下のMg、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.
3wt%以下のTiのうちの１種または２種以上を含有させた
Ａｌ合金（請求項３、４関係）である。

【００２８】以下に、芯材合金に添加する元素の意義及
び添加範囲の限定理由について、述べる。Siは強度向上
に寄与する。Siが0.2wt%以下ではその効果が十分でな
く、2.5wt%を越えると融点が低下し、本発明のろう材を
用いても、ろう付け時に溶融してしまう。従って、Siは
0.2wt%を越え2.5wt%以下とするが、耐食性、ろう付け性
のバランスを考慮すると0.3wt%〜1.0wt%付近がより望ま
しく、強度を考慮すると0.5wt%以上がより望ましい。

【００２９】Feは、粗大な金属間化合物を合金中に分布
させ、芯材の結晶粒を微細にし、成形加工時の割れを防
止する作用を有する。その量が0.05wt% 以下ではその効
果が十分に得られず、2.0wt%を越えると成形性が逆に低
下し、成形加工時にブレージングシートが割れてしま
う。従って、Feは0.05wt% を越え2.0wt%以下とする。

【００３０】Cuは、強度向上に寄与する。Cuが1.2wt%以
下ではその効果が十分でなく、2.5wt%を越えると融点が
低下し、本発明のろう材を用いてもろう付け時に溶融し
てしまう。従って、Cuは1.2wt%を越え2.5wt%以下とす
る。

【００３１】Mnは、微細な金属間化合物を合金中に分布
させ、耐食性を低下させることなく強度を向上させるた
めの必須元素である。その量が0.05wt% 以下では十分な
効果が得られず、2.0wt%を越えると成形性が低下して成
形加工時にブレージングシートが割れてしまう。従っ
て、Mnは0.05wt% を越え2.0wt%以下とする。また、Mnは
外部耐食性を向上させる作用がある。即ち、ろう材が溶
融したときにSiが粒界に沿って拡散するため、粒界が腐
食の経路になるが、MnはSiをトラップして内部への拡散
を抑える。特に本発明のろう材と組み合わせる場合、本
発明のろう材にはMnが添加されているため、ろう材への
Mn拡散量が少なく、上記作用に寄与するMnが確保され、
外部耐食性が著しく向上する。

【００３２】Cr、Zr、Tiは、いずれも微細な金属間化合
物を形成して合金の強度と耐食性の向上に寄与する。C
r、Zr、Tiは、それぞれ0.3wt%を越えて添加すると、成
形性が低下して組付け等の加工時にブレージングシート
が割れてしまう。従って、添加する場合は、それぞれ0.
3wt%以下とする。

【００３３】Niは、微細な金属間化合物を合金中に分布
させ、合金の強度を向上させる作用を有する。Niは、添
加が任意の合金元素で、リサイクル性とコストを考慮す
る場合は添加しなくとも良い。2.0wt%を越えて含有され
ると成形性が低下し、成形加工時にブレージングシート
が割れてしまう。従って、添加する場合は2.0wt%以下と
する。

【００３４】Mgは、固溶硬化により合金の強度を向上さ
せる。Mgが0.5wt%を越えて含有されていると、フッ化カ
リウム系フラックスを用いた場合、ろう付性が低下す
る。従って、強度を向上を目的として添加する場合は0.
5wt%以下とする。なおMgは、添加が任意の合金元素であ
り、材料のリサイクル性の点からは含有されない方が良
い。前記Cr、Zr、Ti、Ni、Mgは、目的に応じて添加する
場合は、各々の元素について、前記の範囲で１種又は２
種以上添加する。

【００３５】以上が本発明で用いる芯材の合金元素につ
いての説明であるが、鋳塊組織の微細化のために添加さ
れる Bや、強度向上を目的として添加される V等及び他
の不可避的不純物元素は、それぞれ0.05wt% 以下であれ
ば、含有されていても差し支えない。

【００３６】以下に、本発明のＡｌ合金製ブレージング
シートの構成について述べる。本発明のブレージングシ
ートは、前記組成のＡｌ合金を芯材とし、その片面に前
記組成のＡｌ合金ろう材をクラッドしたブレージングシ
ートである。その用途は、熱交換器のタンク部、サイド
プレート、ヘッダープレート、およびチューブ材等であ
る。ブレージングシートの板厚は0.15〜3mm 程度、ろう
材のクラッド率は1 〜20%程度で、板厚またはクラッド
率は用途により変える。クラッド率は、一般には、板厚
が厚いほど小さくなる。本発明のＡｌ合金製ブレージン
グシートの調質は、特に規定しない。成形性等を考慮し
て、Ｏ材、Ｈ１ｎ材、Ｈ２ｎ材、またはＨ３ｎ材等の中
から適当に選択すればよい。

【００３７】本発明のＡｌ合金製ブレージングシート
は、主にＡｌ合金製熱交換器に用いられる。ここでいう
Ａｌ合金製熱交換器とは、ラジエーター、ヒーター、オ
イルクーラー、コンデンサー、エバポレーター等である
が、これらに限定されるものではない。本発明のＡｌ合
金製ブレージングシートの用途は、熱交換器が中心であ
るが、これは本発明のブレージングシートの特性が特に
熱交換器に適しているためであり、ろう材へのリサイク
ルによる資源の有効活用が図られる用途であれば、Ａｌ
合金製熱交換器に限定されるものではない。

【００３８】本発明のＡｌ合金製ブレージングシート
は、ろう付温度を 570℃を超え 585℃以下で行うことを
推奨する。その理由は、ろう付け温度が 570℃以下で
は、本発明のろう材は組成的に溶融せず、ろう付できな
いためである。また 585℃を超えると材料（芯材、フイ
ン材）の熱伝導性が低下し、かつフィンの高温での耐座
屈性が低下するためであり、さらに低融点の合金やCuを
多量に含有した高強度合金を冷媒通路構成部材（芯材）
に使用できなくなるためである。なお、このようにろう
付温度を低下させることで、ろう付炉の寿命が延びると
いう効果も得られる。

【００３９】ここで、本発明のＡｌ合金製ブレージング
シートでは、ろう付け温度は限定されるが、それ以外の
ろう付け条件は従来とほとんど同様でよい。すなわち、
フラックスブレージング法、非腐食性のフラックスを用
いたノンコロジョンブレージング法等の任意のろう付け
法が適用できる。ろう付け前の組立て、洗浄、必要によ
り施すフラックス塗布等は従来通り行えばよい。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明に係わるブレージングシート
の実施例を比較例、従来例と比較して、より具体的に説
明する。屑材の一例として、工場生産の際に出るブレー
ジングシート屑、および熱交換器のスクラップを溶解鋳
造した平均的な合金組成を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】なお、表１中、フイン用ブレージングシー
ト工場屑は、主としてＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系合金の芯材の
両面に、ろう材としてＡｌ−Ｓｉ系合金の皮材をクラッ
ドしたブレージングシート等の工場屑である。チューブ
用ブレージングシート工場屑は、主としてＡｌ−Ｍｎ−
Ｃｕ系合金の芯材の片面に、ろう材としてＡｌ−Ｓｉ系
合金、他面に犠牲材としてＡｌ−Ｚｎ系合金をクラッド
したブレージングシート等の工場屑である。また、熱交
換器スクラップは、Ａｌ合金製ラジエーターで、Ａｌ−
Ｍｎ−Ｃｕ系合金の芯材の片面に、ろう材としてＡｌ−
Ｓｉ系合金、他面に犠牲材としてＡｌ−Ｚｎ系合金をク
ラッドしたチューブ材、ヘッダー材とＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ
系合金のフイン材、その他から構成されたものである。

【００４３】表１に示す屑合金を配合して、表２に示す
種々の組成のろう合金材を溶解鋳造した。なお、表２の
ろう合金材Ｎｏ．Ａ〜Ｏ、Ｒ，Ｓは、前記屑材を使用
し、Ａｌ地金を追加、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等は更に追加添
加して所定の合金組成とした。表２の比較例の一部（Ｎ
ｏ．Ｐ、Ｑ）と従来合金（Ｎｏ．Ｔ）の製造では、屑組
成との関係で前記屑材は使用できなかった。また、ろう
合金材には、不可避的不純物として、Cr、Zr、Ti等の元
素が0.03wt% 以下含有されており、特に合金材ＢではNi
が0.06wt% 以下含有されている。皮材となるこれらのろ
う合金板の製造は、ＤＣ鋳造、面削、均質化処理、熱間
圧延を施す常法により行った。

【００４４】

【表２】

【００４５】次に、得られたろう合金板を表３に示す芯
材合金鋳塊の片面に合わせ、これを加熱して、熱間圧延
でクラッドして熱間圧延板とし、これを更に常法により
冷間圧延と焼鈍により所定の厚さと調質として、片面に
ろう材をクラッドしたブレージングシートを製造した。
芯材合金鋳塊の組成を表３に、ブレージングシートの構
成を表４に示す。ブレージングシートは、板厚0.25mmの
Ｈ１４調質材と板厚1.0mm のＯ材の２種類を製造した。
ろう材のクラッド率は0.25mm材で10% 、1.0mm 材で5%と
した。

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】前記厚さ1.0mm のブレージングシートにつ
いて、表４に示すろう付温度で加熱したのち、引張試験
および外部耐食性試験を行った。外部耐食性試験は、Ｃ
ＡＳＳ試験(JISH8681)を 100時間行い、試験後の腐食状
況を調べた。サンプルには、切断端部等の影響をなくす
るため、ろう材表面の中央部を残してシールしたものを
用いた。

【００４９】また、前記厚さ0.25mmのブレージングシー
トは、外面にろう材がくるように電縫加工によりチュー
ブとし、板厚0.06mmのAl-1.2wt%Si-0.25wt%Fe-0.4wt%Cu
-1.1wt%Mn-4wt%Zn合金Ｈ１４材を高強度フィン材とし
て、３段のコアに組立て、この組立てられたコアに、フ
ッ化カリウム系フラックスを10% の濃度で含有する液を
塗布し、Ｎ₂ガス中で加熱してろう付けした。ろう付け
温度は、表４に併記した。ろう付け後のコアについて、
外観観察によりフィンの潰れ具合およびフィレットの形
成具合を調査した。また、外部耐食性試験として、きち
んとろう付けされていたコアについて、チューブ端部を
マスキングしてＳＷＡＡＴ（seawater acidified test,
cyclic) 試験を2000時間行い、試験後の腐食の程度を調
べた。結果を表５に示す。

【００５０】

【表５】

【００５１】表５より明らかなように、本発明例のブレ
ージングシート（Ｎｏ．１〜２１）は、そのシートのろ
う材に屑材を配合したものであるが、ろう付け加熱後の
引張強さ、ＣＡＳＳ試験、フィン潰れ防止、フィレット
形状、ＳＷＡＡＴ試験等の諸特性に優れており、このシ
ートのろう材への屑のリサイクルによる資源の有効利用
が可能なことが実証された。さらに、ろう付け温度が低
温化できるので、融点の低い高強度のフィン材を使用し
てもろう付け時にフィンが潰れるようなことがなかっ
た。また、Cuが1.2%を超えて添加されているこのブレー
ジングシートの芯合金も、ろう付け時に溶融することな
くろう付けできた。

【００５２】これに対して、比較例のＮｏ．２３、２４
のブレージングシートは、ろう材にMnまたはCuを含有し
ていないのでリサイクルができなかった（ろう材に屑材
を配合できなかった）。その上、外部耐食性に劣ってい
る。さらに、Ｎｏ．２３のブレージングシートは、Cuを
含有していないため、ろうの融点が上昇し、ろう付け性
が低下してフィレットが十分に形成されていなかった。

【００５３】Ｎｏ．２２、２５、２６のブレージングシ
ートは、本発明のろう材組成と異なる組成であるが、ろ
う材への屑材のリサイクルは可能である。しかしＮｏ．
２２のブレージングシートは、ろう材のSi量が本発明の
限定範囲より少ないため、ろう材の融点が高くろう付け
性が低下してフィレットが十分に形成されなかった。Ｎ
ｏ．２５のブレージングシートは、ろう材のMn量が本発
明の限定範囲より多いためろうの流動性が低下して、フ
ィレットが形成されなかった。Ｎｏ．２６のブレージン
グシートは、ろう材のZn量が本発明の限定範囲より少な
いため外部耐食性が低下した。

【００５4 】Ｎｏ．２７、２８のブレージングシート
は、従来のろう材を使用した例であり、ろう材にMn、C
u、Znが含有されていないため、屑材をろう材にリサイ
クルができなかった。さらに、ろう付け温度が 600℃と
高かったため、いずれもフィンに潰れが生じた。また、
Ｎｏ．２７のブレージングシートは、芯材のCu量が多い
ためチューブが溶融して腐食試験ができなかった。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるＡ
ｌ合金製ブレージングシートは、低温度でろう付けが可
能であり、これに伴いろう付け中の他の薄肉部材（例え
ば熱交換器のフィン）の座屈が少なく、また高強度部材
が使用できるため、Ａｌ合金製熱交換器の小型、軽量化
が実現できる。又一般のＡｌ合金製熱交換器のスクラッ
プ及び工場で発生するブレージングシート屑が、本発明
に係わる新たなブレージングシートの製造の際に、その
ろう材原料として使用可能でリサイクル性に優れる等工
業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ラジエーターを示す一部断面の斜視図
である。

【符号の説明】

１．偏平チューブ２．フィン３．ヘッダー４．タンク５．ゴムパッキング

───────────────────────────────────────────────────── 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技術表示箇所Ｆ２８Ｆ 21/08 Ｆ２８Ｆ 21/08 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt%
を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のCu、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、残部がＡｌと
不可避的不純物とからなるＡｌ合金を芯材とし、前記芯
材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を
越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.
05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以
下のFeを含有し、残部がＡｌと不可避的不純物とからな
るＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするＡｌ
合金製ブレージングシート。
【請求項２】 0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt%
を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のCu、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、残部がＡｌと
不可避的不純物とからなるＡｌ合金を芯材とし、前記芯
材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を
越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.
05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以
下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSn
のうち１種または２種を含有し、残部がＡｌと不可避的
不純物とからなるＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを
特徴とするＡｌ合金製ブレージングシート。
【請求項３】 0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt%
を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のCu、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、更に2.0wt%以
下のNi、0.5wt%以下のMg、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下
のZr、0.3%以下のTiのうち１種または２種以上を含有
し、残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金を
芯材とし、前記芯材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以
下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.
0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt
% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がＡｌと不可避
的不純物とからなるＡｌ合金ろう材をクラッドしたこと
を特徴とするＡｌ合金製ブレージングシート。
【請求項４】 0.2wt%を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt%
を越え2.0wt%以下のFe、1.2wt%を越え2.5wt%以下のCu、
0.05wt% を越え2.0wt%以下のMnを含有し、更に2.0wt%以
下のNi、0.5wt%以下のMg、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下
のZr、0.3%以下のTiのうち１種または２種以上を含有
し、残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金を
芯材とし、前記芯材の片面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以
下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.
0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt
% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のIn
と0.3wt%以下のSnのうち１種または２種を含有し、残部
がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金ろう材をク
ラッドしたことを特徴とするＡｌ合金製ブレージングシ
ート。