JPH09316579A

JPH09316579A - アルミニウム合金製ブレージングシート

Info

Publication number: JPH09316579A
Application number: JP15156796A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Muramatsu; 俊樹村松
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-09
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: JP3863595B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ろう材による犠牲陽極効果を発揮させるため
に、Ｚｎを添加したＡｌ−Ｓｉ系のろう材を用いたアル
ミニウム合金製ブレージングシートにおいて、ろう付け
加熱時におけるろう材中のＺｎの減少を抑制し、犠牲陽
極効果による優れた耐食性を確保する。【解決手段】Ａｌ−Ｍｎ系を基本とする芯材の少なく
とも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有する犠牲
層をクラッドし、かつその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０〜
１３．０ｗｔ％、Ｚｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有する
Ａｌ合金ろう材をクラッドし、しかもろう材のＺｎ量
（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺ
ｎ）−（ＢＺｎ）］を０〜＋１．０ｗｔ％の範囲内とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は各種熱交換器等の
ろう付け構造体に使用されるアルミニウム合金製ブレー
ジングシートに関し、特に不活性ガスろう付け、例えば
ノコロックろう付けを適用して熱交換器等のろう付け構
造体を組立てた場合に優れた耐食性を発揮することがで
きるアルミニウム合金製ブレージングシートに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の熱交換器、例えばラジェータ
やオイルクーラなどとしては、従来は鋼製のものやステ
ンレス−鋼製のものが一般的であったが、最近では環境
問題の点から鉛を含むろう材の使用を回避するため、Ａ
ｌ−Ｓｉ系合金からなるアルミニウム合金ろう材をクラ
ッドしたアルミニウム合金製ブレージングシートが多用
されるようになり、また熱交換器等のろう付け構造体の
軽量化等の点からもアルミニウム合金製ブレージングシ
ートが好まれるようになっている。

【０００３】ところでアルミニウム合金製ブレージング
シートを用いてラジェータやオイルクーラを組立ててる
場合、水が接触する側からの腐食に対する耐食性（一般
に内部腐食性と称される）が重要となる。そこで内部耐
食性を向上させるため、水に接触する側の面に犠牲腐食
層を設けることが従来から行なわれている。この犠牲腐
食層は、芯材の電位よりも卑な電位となるように合金の
成分組成を調整して、芯材のアルミニウム合金に対する
犠牲陽極効果を付与したものであり、アルミニウム合金
の場合、Ｚｎの添加が電位を卑とするために有効であっ
てかつＺｎの添加は他の特性を悪化させることも少ない
ため、一般にはＺｎを添加することによって電位を卑に
したアルミニウム合金を犠牲腐食層として用いることが
多い。

【０００４】ここで、水に接触する側においてろう付け
を行なう必要のない場合、例えばチューブ材の内面側で
は、水接触側にＡｌ−Ｚｎ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−
Ｚｎ系合金などのＺｎを含有する犠牲腐食層を設けたブ
レージングシートが用いられている。一方オイルクーラ
の如く、水に接触する側においてろう付けを行なう必要
がある場合は、水接触側のろう材として、通常のアルミ
ニウム合金ろう材（Ａｌ−Ｓｉ系合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｂ
ｉ系合金等）にＺｎを添加した合金を用い、ろう材に犠
牲陽極効果を持たせること、すなわちろう材層を犠牲腐
食層と兼ねさせることが行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにろう材に
Ｚｎを添加してそのろう材層自体に犠牲陽極効果を持た
せた場合、ろう付け条件によっては、期待した犠牲陽極
効果による耐食性が得られないことがある。

【０００６】すなわちろう付け加熱時にはＺｎを含有す
るろう材が溶融することになるが、Ｚｎは高温での飽和
蒸気圧が高いため、溶融したろう材表面からのＺｎの蒸
発が生じやすい。また溶融したろう材は液相であるた
め、ろう材内部でのＺｎの拡散速度も高く、そのため溶
融ろう材表面からＺｎが蒸発してろう材表面層のＺｎ量
が減少すれば、溶融ろう材内部から表面層のＺｎが拡散
移動して表面から蒸発し、その結果ろう材全体のＺｎ量
が減少して行く。そしてまた、ろう材の下側の芯材がＺ
ｎを含有しない通常の芯材の場合には、溶融ろう材中で
芯材方向へのＺｎの拡散も生じ、このこともろう材中の
Ｚｎ量の減少を加速させる結果となる。特にアルミニウ
ム合金のろう付けに広く用いられている真空ろう付け法
の場合は、ろう付け加熱時に溶融ろう材表面が常に減圧
されるため、溶融ろう材表面からのＺｎの蒸発が急速に
進行して、ろう材中のＺｎ量が急速に減少し、そのため
ろう付け加熱後の状態のろう材中のＺｎ量が少なくなっ
てしまって、Ｚｎによりろう材の電位を卑にする効果が
充分に得られず、その結果ろう材層が犠牲陽極効果を充
分に発揮できず、期待した耐食性を得ることが困難とな
ってしまう。そこで犠牲陽極効果を期待したＺｎ添加ろ
う材を用いた場合には、真空ろう付け法を適用せず、不
活性ガス雰囲気でのろう付けを適用するのが通常であ
る。すなわち、不活性ガスろう付けは、一般に１気圧程
度の不活性ガス雰囲気でろう付けされるため、真空ろう
付けの場合と比較してろう付け加熱時のＺｎの蒸発が少
ないと考えられるからである。

【０００７】しかしながら不活性ガス雰囲気でろう付け
を行なう場合でも、最近の操業条件下では、実際にはか
なりの量のＺｎの蒸発が生じてしまい、そのため必ずし
も充分な耐食性が得られるとは限らないのが実情であっ
た。

【０００８】すなわち最近では、不活性ガス雰囲気での
ろう付け加熱時に、材料の昇温速度を高めて生産性を向
上させるためにろう付け炉中でファンを回転させて高温
の雰囲気ガスに対流を生ぜしめ、雰囲気から材料に対し
て急速に熱を伝えるようにしたろう付け操業を行なうこ
とが多くなっているが、このような操業法の場合、ろう
付け加熱時において溶融ろう材表面に雰囲気ガスが絶え
ず衝接して流れることから、溶融ろう材表面の界面での
Ｚｎの平衡分圧を維持するため、溶融ろう材表面から常
にＺｎが蒸発し続け、同時に溶融ろう材中から芯材側へ
のＺｎの拡散が生じ、その結果、真空ろう付け法の場合
ほどではないにしても、ろう材中のＺｎ量の減少によっ
て、ろう付け加熱後の状態でのろう材中のＺｎ量が少な
くなってろう材が芯材に対して充分な犠牲陽極効果を発
揮できなくなり、期待したほどの耐食性が得られなくな
ることがある。

【０００９】ここで、上述の問題を解決するための一つ
の方策としては、予めろう材に添加しておくＺｎ量を多
目に設定しておくことが考えられるが、Ｚｎ量が多過ぎ
れば、不活性ガスろう付けで使用することが多いノコロ
ックフラックスとＺｎとが反応してろう付け性が低下し
てしまうという新たな問題が生じるから、このような方
策も実際には適用することはできない。

【００１０】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、Ｚｎの添加による犠牲陽極効果を狙ったろう
材を用いたアルミニウム合金製ブレージングシートとし
て、ろう材のＺｎ量を過剰に増量させることなく、ろう
付け加熱時におけるろう材中のＺｎ量の減少を可及的に
抑制し、これによってろう付け加熱後において充分な耐
食性を発揮することができ、しかもろう付け性も良好な
ブレージングシートを提供することを目的とするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するため、この発明のアルミニウム合金製ブレージング
シートにおいては、基本的には、Ｚｎを添加したろう材
と芯材との間に、適切な量のＺｎを含有する中間層（犠
牲層）を設けて、ろう付け加熱後の状態でも表面のろう
材中に相当量のＺｎが確保されるようにした。

【００１２】具体的には、請求項１の発明のアルミニウ
ム合金製ブレージングシートは、Ａｌ−Ｍｎ系合金から
なる芯材の少なくとも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ
％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる
犠牲層がクラッドされ、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ
６．０〜１３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ
％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる
ろう材がクラッドされており、かつ前記ろう材のＺｎ量
（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺ
ｎ）−（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗｔ％の範囲内に定め
られていることを特徴とするものである。

【００１３】また請求項２の発明のアルミニウム合金製
ブレージングシートは、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材
の少なくとも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有
し、かつＭｎ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．０６〜
０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ０．
０６〜０．５ｗｔ％、Ｃｒ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｚ
ｒ０．０６〜０．３ｗｔ％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犠
牲層がクラッドされ、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ
６．０〜１３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ
％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる
ろう材がクラッドされており、かつ前記ろう材のＺｎ量
（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺ
ｎ）−（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗｔ％の範囲内に定め
られていることを特徴とするものである。

【００１４】さらに請求項３の発明のアルミニウム合金
製ブレージングシートは、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯
材の少なくとも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含
有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなる犠牲層
がクラッドされ、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０
〜１３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含
有し、かつＢｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｂｅ０．００
０１〜０．００２ｗｔ％、Ｉｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｓ
ｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｇａ０．１０ｗｔ％以下のうち
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ろう材がクラッドされており、かつ
前記ろう材のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺ
ｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗ
ｔ％の範囲内に定められていることを特徴とするもので
ある。

【００１５】そしまた請求項４の発明のアルミニウム合
金製ブレージングシートは、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる
芯材の少なくとも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を
含有し、かつＭｎ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．０６
〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ
０．０６〜０．５ｗｔ％、Ｃｒ０．０６〜０．３ｗｔ
％、Ｚｒ０．０６〜０．３ｗｔ％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
なる犠牲層がクラッドされ、さらにその犠牲層の上に、
Ｓｉ６．０〜１３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０
ｗｔ％を含有し、かつＢｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｂ
ｅ０．０００１〜０．００２ｗｔ％、Ｉｎ０．１０ｗｔ
％以下、Ｓｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｇａ０．１０ｗｔ％
以下のうちの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ろう材がクラッドされて
おり、かつ前記ろう材のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲層のＺ
ｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺｎ）］が０
〜１．０ｗｔ％の範囲内に定められていることを特徴と
するものである。

【００１６】この発明のアルミニウム合金製ブレージン
グシートにおいては、最表面層であるＺｎ１．５〜４．
０ｗｔ％を含有するろう材と、Ｚｎを実質的に含有しな
い芯材との間に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有する
アルミニウム合金からなる犠牲層が介在しており、かつ
この犠牲層のＺｎ量とろう材のＺｎ量は、前記式で示さ
れるような特定の関係となるように定められている。こ
の式は、ろう材のＺｎ量が犠牲層のＺｎ量よりも多く、
かつ両者の差が１．０ｗｔ％以下であることを示す。

【００１７】このような特定の量のＺｎを含有する犠牲
層をろう材と芯材との間に介在させておくことによっ
て、ろう付け加熱時における溶融ろう材中から芯材方向
へのＺｎの拡散が少なくなって、ろう付け加熱中におけ
るろう材中のＺｎ量の減少が抑制され、その結果ろう付
け加熱後におけるろう材中のＺｎ量を充分に確保するこ
とが可能となって、ろう材による犠牲陽極効果を充分に
発揮させ、優れた耐食性を確保することができる。すな
わち、このようなＺｎを含有する犠牲層がろう材と芯材
との間に介在せずかつ芯材がＺｎを実質的に含有しない
場合には、既に述べたようにろう付け加熱時に溶融した
ろう材表面からＺｎが蒸発するとともに、溶融ろう材中
のＺｎが芯材方向へ拡散することにより、急速にろう材
中のＺｎ量が減少してしまうが、この発明の場合は、少
なくとも芯材方向へのＺｎの拡散は抑制されるから、ろ
う材中のＺｎの減少の進行が遅くなり、ろう付け加熱後
にもかなりの量のＺｎをろう材中に確保することができ
るのである。

【００１８】ここで、ろう材中のＺｎ量と犠牲層中のＺ
ｎ量との前記式による関係については、先ずろう材中の
Ｚｎ量が犠牲層中のＺｎ量よりも多いことが必要であ
る。これは、犠牲層中のＺｎ量がろう材中のＺｎ量より
も多ければ、ろう付け加熱後の犠牲層中のＺｎ量もろう
材層中のＺｎ量より多くなって、ろう材の電位が犠牲層
よりも貴となってしまい、そのためろう材による犠牲陽
極効果が得られなくなって結果的に耐食性が低下してし
まうからである。またろう材中のＺｎ量と犠牲層中のＺ
ｎ量との差が１ｗｔ％以下であることが必要である。こ
れは、両者の差が１ｗｔ％を越えて大きい場合には、ろ
う付け加熱時においてろう材側から犠牲層側へＺｎが拡
散しやすくなり、そのためろう付け加熱時の溶融ろう材
中のＺｎ量の減少を抑制する効果が充分に得られず、ろ
う付け加熱後のろう材中のＺｎ量も少なくなって、ろう
材による犠牲陽極効果が充分に得られず、充分な耐食性
が得られなくなるからである。

【００１９】なおろう材中のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲層
中のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺ
ｎ）］の値は、０〜＋１．０ｗｔ％の範囲内でも、特に
＋０．３〜＋０．７ｗｔ％の範囲内が好ましい。

【００２０】また、ろう材と芯材との間にＺｎを含有す
る犠牲層を設けることによって、Ｚｎ分布の均一な層が
形成され、この層が存在しない場合と比べて耐食性の信
頼性を高め、特に突発的な孔食の発生を抑制する効果も
得られる。

【００２１】さらにこの発明のブレージングシートにお
ける各構成層の成分組成について詳細に説明する。

【００２２】先ず芯材は、通常の熱交換器に使用される
Ａｌ−Ｍｎ系合金を使用することができるが、基本成分
としてＭｎ０．６〜１．５ｗｔ％を含有し、残部がＡｌ
および不可避的不純物よりなる合金、あるいはＭｎ０．
６〜１．５ｗｔ％のほか、さらに必要に応じて耐食性向
上や強度向上のためにＣｕ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｔ
ｉ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ０．０６〜０．５ｗｔ
％、Ｃｒ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｚｒ０．０６〜０．
３ｗｔ％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芯材として用
いることが適当である。

【００２３】このような芯材の望ましい成分組成の限定
理由を説明する。

【００２４】Ｍｎ：Ｍｎは強度を高めるとともに耐孔食
性を向上させるに有効な元素である。Ｍｎ量が０．６ｗ
ｔ％未満ではこれらの効果が充分に得られず、１．５ｗ
ｔ％を越えれば巨大な金属間化合物が生成されて圧延性
や成形性を損なうとともに耐食性も低下し、また粒界腐
食感受性が高まってしまう。そこで芯材のＭｎ量は、
０．６〜１．５ｗｔ％の範囲内とすることが好ましい。

【００２５】Ｃｕ：Ｃｕは芯材の電位を貴にするととも
に、ろう付け後の強度を高めるために有効な元素である
が、Ｃｕが０．０６ｗｔ％未満ではこれらの効果が小さ
く、一方０．３ｗｔ％を越えて添加すれば、孔食が発生
しやすくなって耐食性が低下する。したがって必要に応
じてＣｕを添加する場合のＣｕ量は、０．０６〜０．３
ｗｔ％の範囲内が好ましい。

【００２６】Ｔｉ：Ｔｉの添加は芯材の電位を貴にする
とともに、ピット状の腐食形態を層状に変化させること
によって最大腐食深さを小さくし、これによって耐食性
を向上させるために有効である。Ｔｉの添加量が０．０
６ｗｔ％未満ではこれらの効果が充分に発揮されず、一
方０．３ｗｔ％を越えれば、これらの効果が飽和して経
済性を損なうばかりでなく、Ａｌ₃Ｔｉの巨大金属間化
合物が生成されて圧延性や成形加工性を損なう。したが
って必要に応じてＴｉを添加する場合のＴｉ量は、０．
０６〜０．３ｗｔ％の範囲内が好ましい。

【００２７】Ｍｇ：Ｍｇはろう付け後の強度を高めるた
めに有効な元素であるが、Ｍｇ量が０．０６ｗｔ％未満
ではその効果が少なく、一方０．５ｗｔ％を越えれば、
不活性ガス雰囲気ろう付けで広く使用されているノコロ
ックフラックスと反応してろう付け性を著しく低下させ
る。そこで必要に応じてＭｇを添加する場合のＭｇ量
は、０．０６〜０．５ｗｔ％の範囲内とする。

【００２８】Ｃｒ，Ｚｒ：Ｃｒ，Ｚｒはいずれもろう付
け加熱後の強度を高めるために有効な元素であるが、い
ずれも０．０６ｗｔ％未満ではその効果が充分に得られ
ず、一方０．３ｗｔ％を越えれば巨大な金属間化合物が
生成されて成形加工性を損なう。そこで必要に応じてＣ
ｒ，Ｚｒのいずれか一方または双方を添加する場合のＣ
ｒ量、Ｚｒ量はそれぞれ０．０６〜０．３ｗｔ％の範囲
内が好ましい。

【００２９】なおアルミニウム合金においては一般に不
可避的不純物としてＦｅ，Ｓｉが含有されるが、Ｆｅ，
Ｓｉは芯材の耐食性を低下させるから、これらは可及的
に少ないことが望ましい。具体的には、Ｆｅ量は０．７
ｗｔ％以下、Ｓｉ量は０．６ｗｔ％以下が望ましく、よ
り好ましくはＦｅは０．３ｗｔ％以下、Ｓｉは０．２ｗ
ｔ％以下とする。

【００３０】次に犠牲層は、既に述べたようにろう材層
のＺｎ量をろう付け加熱後もできる限り維持するために
必要な層であり、またろう付け構造体としての使用時に
おいてろう材の腐食が進行してろう材による犠牲陽極効
果が発揮されなくなった後には、この犠牲層が芯材との
電位差により芯材に対する犠牲陽極効果を発揮して耐食
性を維持するに役立つ。

【００３１】このような犠牲層の主な合金成分元素はＺ
ｎであり、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％含有し、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純物よりなる合金、あるいはＺｎ
１．０〜４．０ｗｔ％のほか、さらにＭｎ０．１〜１．
５ｗｔ％、Ｃｕ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．０６
〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ０．０６〜０．５ｗｔ％、Ｃｒ
０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｚｒ０．０６〜０．３ｗｔ％
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犠牲層に用いることが
できる。

【００３２】このような犠牲層の成分限定理由を以下に
説明する。

【００３３】Ｚｎ：Ｚｎはアルミニウムに添加されてそ
の電位を卑にし、貴な芯材に対して犠牲陽極効果を発揮
させるために重要な元素である。Ｚｎ量が１．０ｗｔ％
未満ではその効果が得られず、またＺｎ量が１．０ｗｔ
未満ではろう材のＺｎ量との差が１．０ｗｔ％以上とな
りやすいから、犠牲層のＺｎ量の下限は１．０ｗｔ％と
した。一方４．０ｗｔ％を越えてＺｎを添加すれば自己
腐食作用が激しくなるから、犠牲層のＺｎ量の上限は
４．０ｗｔ％とした。なお犠牲層のＺｎ量は、単に１．
０〜４．０ｗｔ％の範囲内とするだけではなく、既に述
べたようにろう材中のＺｎ量との関係からも規制される
ことはもちろんである。

【００３４】Ｍｎ：Ｍｎは強度向上および高温強度の向
上に有効であり、また溶融ろうによるエロージョンに対
しても有効な元素である。Ｍｎ量が０．１ｗｔ％未満で
はこれらの効果が得られず、１．５ｗｔ％を越えればこ
れらの効果が飽和するばかりでなく、巨大な金属間化合
物が生成されて圧延性や成形性を損なう。そこでＭｎを
添加する場合のＭｎ量は０．１〜１．５ｗｔ％の範囲内
とした。

【００３５】Ｃｕ：Ｃｕはろう付け後の強度を高めるた
めに有効な元素であるが、Ｃｕが０．０６ｗｔ％未満で
はその効果が小さく、一方０．３ｗｔ％を越えて添加す
れば、孔食が発生しやすくなって耐食性が低下する。し
たがってＣｕを添加する場合のＣｕ量は０．０６〜０．
３ｗｔ％の範囲内とした。

【００３６】Ｔｉ：Ｔｉの添加は、ピット状の腐食形態
を層状に変化させることによって最大腐食深さを小さく
し、これにより耐食性向上に寄与する。Ｔｉの添加量が
０．０６ｗｔ％未満ではその効果が充分に発揮されず、
一方０．３ｗｔ％を越えれば、その効果が飽和して経済
性を損なうばかりでなく、Ａｌ₃Ｔｉの巨大金属間化合
物が生成されて圧延性や成形加工性を損なう。したがっ
てＴｉを添加する場合のＴｉ量は０．０６〜０．３ｗｔ
％の範囲内とした。

【００３７】Ｍｇ：Ｍｇはろう付け後の強度を高めるた
めに有効な元素であるが、Ｍｇ量が０．０６ｗｔ％未満
ではその効果が少なく、一方０．５ｗｔ％を越えれば、
不活性ガス雰囲気ろう付けで広く使用されているノコロ
ックフラックスと反応してろう付け性を著しく低下させ
る。そこでＭｇを添加する場合のＭｇ量は０．０６〜
０．５ｗｔ％の範囲内とした。

【００３８】Ｃｒ，Ｚｒ：Ｃｒ，Ｚｒはいずれもろう付
け加熱後の強度を高めるために有効な元素であるが、い
ずれも０．０６ｗｔ％未満ではその効果が充分に得られ
ず、一方０．３ｗｔ％を越えれば巨大な金属間化合物が
生成されて成形加工性を損なう。そこでＣｒ，Ｚｒのい
ずれか一方または双方を添加する場合のＣｒ量、Ｚｒ量
はそれぞれ０．０６〜０．３ｗｔ％の範囲内とした。

【００３９】なおアルミニウム合金においては一般に不
可避的不純物としてＦｅ，Ｓｉが含有されるが、Ｆｅ，
Ｓｉは耐食性を低下させるから、これらは可及的に少な
いことが望ましい。具体的には、Ｆｅ量は０．７ｗｔ％
以下、Ｓｉ量は０．６ｗｔ％以下が望ましく、より好ま
しくはＦｅは０．３ｗｔ％以下、Ｓｉは０．２ｗｔ％以
下とする。

【００４０】さらにろう材は、アルミニウム合金ろう材
として一般に使用されているＡｌ−Ｓｉ系合金に対し
て、Ｚｎを添加して犠牲陽極効果を持たせたものであ
り、具体的には、Ｓｉ６．０〜１３．０ｗｔ％およびＺ
ｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有し、残部がＡｌおよび不
可避的不純物よりなる合金、あるいはＳｉ６．０〜１
３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有
し、さらにＢｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｂｅ０．００
０１〜０．００２ｗｔ％、Ｉｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｓ
ｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｇａ０．１０ｗｔ％以下のうち
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が用いられる。

【００４１】このようなろう材の成分限定理由を次に述
べる。

【００４２】Ｓｉ：Ｓｉはアルミニウム合金ろう材とし
て必須の合金元素であって、ろう材の融点を低下させ、
溶融ろうの流動性を良好にする作用を有する。Ｓｉ含有
量が６．０ｗｔ％未満ではその効果が少なく、一方１
３．０ｗｔ％を越えれば加工性の低下を招くから、Ｓｉ
は６．０〜１３．０ｗｔ％の範囲内とした。

【００４３】Ｚｎ：Ｚｎはアルミニウム合金に添加され
場合にその電位を卑にし、貴な芯材に対して犠牲陽極効
果を発揮させるために添加される。Ｚｎ添加量が１．５
ｗｔ％未満ではその効果が少なく、一方４．０ｗｔ％を
越えて添加すれば、自己腐食作用が激しくなり、また不
活性雰囲気ろう付けで一般に使用されているノコロック
フラックスと反応してろう付け性を劣化させてしまう。
そこでろう材中のＺｎ量は１．５〜４．０ｗｔ％の範囲
内とした。なおろう材のＺｎ量は、単に１．５〜４．０
ｗｔ％の範囲内とするばかりでなく、既に述べたように
犠牲層に含まれるＺｎ量との相対関係からも規制される
ことはもちろんである。

【００４４】Ｂｉ：Ｂｉは溶融ろうの流動性を向上させ
て、ろう付け性を改善する効果を有する。Ｂｉ量が０．
０１ｗｔ％未満ではその効果が得られず、一方０．３ｗ
ｔ％を越えて添加してもその効果は飽和し、経済性を損
なう。そこでＢｉを添加する場合のＢｉ量は０．０１〜
０．３ｗｔ％の範囲内とした。

【００４５】Ｂｅ：Ｂｅも溶融ろうの流動性を向上させ
て、ろう付け性を改善する効果を有する。Ｂｅ量が０．
０００１ｗｔ％未満ではその効果が得られず、一方０．
００２％を越えて添加してもその効果は飽和し、経済性
を損なう。したがってＢｅを添加する場合のＢｅ量は
０．０００１〜０．００２ｗｔ％の範囲内とした。

【００４６】Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇａ：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇｎはい
ずれもアルミニウム合金に添加された場合にその電位を
卑にする作用があり、したがってろう材に添加されれば
その犠牲陽極効果を向上させるに寄与する。それぞれ添
加量が０．１０ｗｔ％を越えればろう材の電位が卑にな
り過ぎて腐食速度が速まり、逆に耐食性を低下させてし
まうおそれがあるから、いずれもその添加量は０．１０
ｗｔ％以下が適当である。

【００４７】上記各元素のほか、アルミニウム合金には
不可避的不純物としてＦｅが含有されるが、Ｆｅはろう
材の耐食性を低下させるから、その含有量ができる限り
少ないことが好ましい。具体的には、Ｆｅ量は０．７ｗ
ｔ％以下が好ましく、より望ましくは０．５ｗｔ％以下
が適切である。

【００４８】

【発明の実施の形態】図１〜図４にこの発明のブレージ
ングシートの積層構造例を示す。

【００４９】図１はこの発明の特徴的な積層構造を芯材
の片面側にのみ適用した最も単純な積層構造例を示すも
のであり、この場合は芯材３の片面側に前述のようなＺ
ｎを含有する犠牲層４がクラッドされ、さらにその犠牲
層４の表面側に前述のようなＺｎを添加したろう材１が
クラッドされている。

【００５０】また図２はこの発明の特徴的な積層構造を
芯材の両面側に適用した積層構造例を示すものであり、
この場合は芯材の両面側にそれぞれ前述のようなＺｎを
含有する犠牲層４，４がクラッドされ、さらに各犠牲層
４，４の表面側にそれぞれ前述のようなＺｎを添加した
ろう材１，１がクラッドされている。

【００５１】さらに図３、図４には、芯材の一方の片面
側にこの発明の特徴的な積層構造を適用し、芯材の他方
の片面側にはろう材もしくは犠牲防食層のみをクラッド
した積層構造例を示す。

【００５２】すなわち図３の場合は、芯材３の一方の片
面側に前述のようなＺｎを含有する犠牲層４がクラッド
され、かつその犠牲層４の上に前述のようなＺｎを添加
したろう材１がクラッドされ、さらに芯材３の他方の片
面側には別のろう材２がクラッドされている。この場合
の別のろう材２としては、前述のようなＺｎを添加した
ろう材に限らず、通常のＡｌ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｂｉ系などのアルミニウム合金ろう材を用いること
ができる。

【００５３】また図４の場合は、芯材の一方の片面側に
前述のようなＺｎを添加する犠牲層がクラッドされ、か
つその犠牲層４の上に前述のようなＺｎを添加したろう
材１がクラッドされ、さらに芯材３の他方の片面側には
犠牲防食層５がクラッドされている。この場合の犠牲防
食層５は、芯材３の電位に対して電位が卑であって、芯
材に対して犠牲陽極効果を発揮するものであれば良く、
この発明で特徴としている前述のようなＺｎ含有合金か
らなる犠牲層４と必ずしも同じ成分組成範囲内の合金で
ある必要はない。

【００５４】なお前述のようなＺｎを添加したろう材の
クラッド率は特に限定されるものではなく、最終的なブ
レージングシートの用途や全厚みなどに応じて適宜定め
れば良いが、一般には５〜２０％程度であれば良好なろ
う付け性を確保することができる。またＺｎを含有する
合金からなる犠牲層のクラッド率も特に限定されるもの
ではなく、最終的なブレージングシートの用途や全厚
み、ろう材の厚みなどによって適宜定めれば良いが、一
般には５〜２０％程度であれば所期の性能を得ることが
できる。

【００５５】なおこの発明のブレージングシートの製造
方法としては、通常のクラッド材の製造方法などに用い
られている方法を適用すれば良く、特に限定されるもの
ではない。

【００５６】具体的には、例えば各合金材料をそれぞれ
鋳造して、必要に応じて均質化処理を施してから熱間圧
延を行なって所定の板厚とするか、あるいは熱間圧延を
行なわずに面削のみによって所定の厚みとし、その後各
板を重ね併せて熱間圧延によりクラッド圧延を行ない、
必要に応じて中間焼鈍を施してから冷間圧延を行なって
最終板厚とすれば良く、また冷間圧延の中途で必要に応
じて中間焼鈍を行なったり、また最終の冷間圧延後に必
要に応じて最終焼鈍を施しても良い。ここで、鋳造方法
としては一般的な半連続鋳造法を用いれば良い。また鋳
造後には、芯材あるいは犠牲層については、溶融ろうに
よる耐エロージョン性を考慮して均熱処理を行なうこと
が望ましく、この場合の均熱温度としては４５０〜６２
０℃が適当であるが、耐エロージョン性をより向上させ
るためには高い温度で均熱処理を施すことが望ましい。
クラッド圧延は、前述のように熱間圧延を適用するのが
通常であるが、積層数が多い場合には２回以上のクラッ
ド圧延を組合せても良いことはもちろんである。なおク
ラッド圧延時には接合性を良好にするため、事前にクラ
ッド合せ面について酸洗もしくはアルカリ洗、溶剤脱脂
などによって酸化皮膜の除去や脱脂を行ない、表面を清
浄化しておくことが望ましい。最終のテンパー状態は、
ブレージングシートを用いる熱交換器部品の種類や熱交
換器の用途などによって定めれば良いが、例えばエバポ
レータ用コアプレートの場合はプレス成形を行なうため
にＯ材（完全焼鈍材）とする必要があり、またラジェー
タのチューブ材では通常はＨ１ｎの加工材が使用される
など、それぞれのテンパー状態に応じて冷間圧延、焼鈍
の有無、焼鈍の条件などを定めれば良い。

【００５７】このようにして得られたブレージングシー
トを用いてろう付けを行なうにあたってのろう付け法は
特に限定されるものではないが、この発明のブレージン
グシートは、特にフラックスろう付け、不活性雰囲気ろ
う付けに適している。またこの発明のブレージングシー
トの用途は特に限定されるものではないが、自動車熱交
換器材に適しており、また乗用車に限らずトラック等の
大型車両のオイルクーラ材にも適している。

【００５８】

【実施例】表１、表２の合金符号Ａ〜Ｚ，ＡＡ〜ＡＤに
示す成分組成の各合金を通常の溶解法により溶製し、鋳
造して鋳塊とした。そして芯材用の合金Ａ〜Ｄおよび犠
牲層用の合金Ｅ〜Ｎについては常法に従って鋳塊に均質
化処理を施した。そして犠牲層用の合金Ｅ〜Ｎおよびろ
う材用の合金Ｏ〜ＡＤについては、熱間圧延を施して所
定の板厚とした。次いで芯材に対して犠牲層およびろう
材を熱間圧延によりクラッドして、熱間圧延上りクラッ
ド厚４ｍｍとし、冷間圧延後、必要に応じて焼鈍してさ
らに冷間圧延を行ない、表３、表４のサンプルＮｏ．１
〜２５に示すような積層構成、板厚を有するブレージン
グシートを作成した。なお表３、表４において、本発明
例を含むほとんどのブレージングシートは図３に示すよ
うな積層構造とし、比較例の一部（サンプルＮｏ．２、
Ｎｏ．４）についてのみ、図３の積層構造から犠牲層４
を省いた積層構造とした。

【００５９】得られた各ブレージングシートについて、
溶剤で脱脂処理を施した後、市販のノコロックフラック
ス５％水溶液中に浸漬し、乾燥後、窒素ガス中で６００
℃の温度で３分間のろう付け加熱を行なった。その後、
腐食試験として、ＯＹ水（１９５ｐｐｍＣｌ^-，６０ｐ
ｐｍＳＯ₄ ²⁺，３０ｐｐｍＦｅ³⁺，１ｐｐｍＣｕ²⁺；ｐ
Ｈ３）中に浸漬して、８８℃×８ｈｒ→室温×１６ｈｒ
のサイクルで加熱と冷却を繰返し、４ケ月後に腐食状況
を観察した。なお腐食状況の観察は、ろう付けを行なっ
ていない部分、すなわち一般部分（但しろう付け加熱は
なされている）と、ろう付け部分とについて行なった。
その結果を表５に示す。なお表５中には、ろう付け加熱
前におけるろう材（図３の符号１のろう材）中のＺｎ量
（ＡＺｎ）と、犠牲層（図３の符号４の犠牲層）中のＺ
ｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺｎ）］を併
せて示す。ここで、犠牲層を有していない比較例（サン
プルＮｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．２１）の場合は、上記
のＺｎ量の差は、ろう材中のＺｎ量で示した。

【００６０】

【図１】

【００６１】

【図２】

【００６２】

【図３】

【００６３】

【図４】

【００６４】

【図５】

【００６５】表５から明らかなように、Ｚｎを添加した
ろう材と芯材との間にＺｎを含有する犠牲層が介在して
いない比較例（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４、Ｎｏ．２１）の場
合は、ろう付け部分以外の一般部分で孔食が発生し、最
大腐食深さも大きくなって一部は腐食の貫通が生じてお
り、耐食性に劣っていることが判明した。また犠牲層の
Ｚｎ量が少な過ぎた比較例（Ｎｏ．１６）でも同様に一
般部分で孔食が発生し、最大腐食深さも大きかった。一
方犠牲層のＺｎ量が多過ぎた比較例（Ｎｏ．１７）では
ろう付け性が劣り、ろう付け部分の腐食試験には至ら
ず、また一般部分でも耐食性が劣っていた。

【００６６】さらにろう材のＳｉ量が少な過ぎた比較例
（Ｎｏ．１８）では、ろう付け性が悪く、腐食試験には
至らなかった。一方ろう材のＳｉ量が多過ぎた比較例
（Ｎｏ．１９）では、圧延性が劣るため、圧延時にエッ
ジ割れが激しく、サンプルの完成には至らなかった。ま
たろう材のＺｎ量の少な過ぎ、しかもろう材のＺｎ量が
犠牲層のＺｎ量よりも少なかった比較例（Ｎｏ．２０、
Ｎｏ．２３）およびろう材にＺｎを添加しなかった比較
例（Ｎｏ．２２）では、一般部分で孔食が生じて腐食が
貫通してしまった。さらにＮｏ．２４、Ｎｏ．２５は、
ろう材および犠牲層の各合金元素の含有量自体はこの発
明で規定する個々の成分範囲内に入っているが、そのう
ちＮｏ．２４はろう材のＺｎ量よりも犠牲層のＺｎ量の
方が多かった比較例、Ｎｏ．２５はろう材のＺｎ量と犠
牲層のＺｎ量との差が１．０％を越えた比較例であり、
これらの場合は、いずれも一般部分に一部孔食が発生
し、最大腐食深さも大きくなった。

【００６７】これに対し、各層の成分組成がこの発明の
範囲内にありしかもろう材のＺｎ量と犠牲層のＺｎ量と
の差が適正な範囲内にある本発明例の場合は、いずれも
一般部分、ろう付け部分ともに良好な耐食性を示した。

【００６８】

【発明の効果】この発明のブレージングシートによれ
ば、Ｚｎを添加したろう材と芯材との間に、適切な量の
Ｚｎを含有する犠牲層を介在させているため、ろう付け
加熱時における溶融ろうから芯材方向へのＺｎの拡散を
抑制して、ろう付け加熱後もろう材層中に充分な量のＺ
ｎを確保することができ、そのためろう材層による犠牲
陽極効果を充分に発揮して、優れた耐食性を示すことか
でき、またろう材のＺｎ量を過剰に増量させていないた
め、ノコロックフラックスを用いたろう付けの場合もろ
う付け性を低下させることがなく、したがって優れた耐
食性と良好なろう付け性を同時に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のブレージングシートの積層構造の第
１の例を示す略解的な縦断面図である。

【図２】この発明のブレージングシートの積層構造の第
２の例を示す略解的な縦断面図である。

【図３】この発明のブレージングシートの積層構造の第
３の例を示す略解的な縦断面図である。

【図４】この発明のブレージングシートの積層構造の第
４の例を示す略解的な縦断面図である。

【符号の説明】

１ろう材２ろう材３芯材４犠牲層５犠牲防食層

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の少なく
とも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物よりなる犠牲層がクラッド
され、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０〜１３．０
ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物よりなるろう材がクラッド
されており、かつ前記ろう材のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲
層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺ
ｎ）］が０〜１．０ｗｔ％の範囲内に定められているこ
とを特徴とする、耐食性に優れたアルミニウム合金製ブ
レージングシート。
【請求項２】Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の少なく
とも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有し、かつ
Ｍｎ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．０６〜０．３ｗｔ
％、Ｔｉ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ０．０６〜０．
５ｗｔ％、Ｃｒ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｚｒ０．０６
〜０．３ｗｔ％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犠牲層がクラ
ッドされ、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０〜１
３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有
し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるろう材が
クラッドされており、かつ前記ろう材のＺｎ量（ＡＺ
ｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差［（ＡＺｎ）−
（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗｔ％の範囲内に定められて
いることを特徴とする、耐食性に優れたアルミニウム合
金製ブレージングシート。
【請求項３】Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の少なく
とも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物よりなる犠牲層がクラッド
され、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０〜１３．０
ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有し、かつ
Ｂｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｂｅ０．０００１〜０．
００２ｗｔ％、Ｉｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｓｎ０．１０
ｗｔ％以下、Ｇａ０．１０ｗｔ％以下のうちの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
よりなるろう材がクラッドされており、かつ前記ろう材
のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺｎ）との差
［（ＡＺｎ）−（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗｔ％の範囲
内に定められていることを特徴とする、耐食性に優れた
アルミニウム合金製ブレージングシート。
【請求項４】Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の少なく
とも片面に、Ｚｎ１．０〜４．０ｗｔ％を含有し、かつ
Ｍｎ０．１〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．０６〜０．３ｗｔ
％、Ｔｉ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｍｇ０．０６〜０．
５ｗｔ％、Ｃｒ０．０６〜０．３ｗｔ％、Ｚｒ０．０６
〜０．３ｗｔ％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犠牲層がクラ
ッドされ、さらにその犠牲層の上に、Ｓｉ６．０〜１
３．０ｗｔ％およびＺｎ１．５〜４．０ｗｔ％を含有
し、かつＢｉ０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｂｅ０．０００
１〜０．００２ｗｔ％、Ｉｎ０．１０ｗｔ％以下、Ｓｎ
０．１０ｗｔ％以下、Ｇａ０．１０ｗｔ％以下のうちの
１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避
的不純物よりなるろう材がクラッドされており、かつ前
記ろう材のＺｎ量（ＡＺｎ）と犠牲層のＺｎ量（ＢＺ
ｎ）との差［（ＡＺｎ）−（ＢＺｎ）］が０〜１．０ｗ
ｔ％の範囲内に定められていることを特徴とする、耐食
性に優れたアルミニウム合金製ブレージングシート。