JPH0995749A

JPH0995749A - 疲労強度、耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器

Info

Publication number: JPH0995749A
Application number: JP27981195A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takeuchi; 宏明竹内; Takenobu Dokou; 武宜土公
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1995-10-03
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3434102B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来に比べろう付後の疲労強度が大幅に向上
し、耐食性に優れかつろう付時に溶融がなく、小型、軽
量化が可能であり、工業上顕著な効果を奏する熱交換器
に用いるアルミニウム合金ブレージングシートを提供す
る。【解決手段】少なくともＣｕを含有するアルミニウム
合金芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッド
し、他の片面に少なくともＺｎとＭｇを含有するアルミ
ニウム合金犠牲材をクラッドした３層構造のアルミニウ
ム合金ブレージングシートを用いてろう付けにより得ら
れた熱交換器において、該熱交換器を構成した該ブレー
ジングシートの該芯材と該犠牲材の界面近傍の芯材側界
面部で最長径が１〜50nmのＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析
出物が 150個／μｍ³以上分布していることを特徴とす
る疲労強度、耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換
器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器に関する
ものであり、さらに詳しくは、本発明で規定したブレー
ジングシートは電縫加工等によりチューブ材としたり、
そのままヘッダー材として熱交換器に使用され、ろう付
後の疲労強度が強く、熱交換器としての外部および内部
耐食性に優れ、さらに熱交性能に優れたアルミニウム合
金製熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ラジエ
ーター等の熱交換器は例えば図１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−0.15wt％
Ｃｕ− 1.1wt％Ｍｎ）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ＪＩＳ７
０７２合金（Ａｌ−１wt％Ｚｎ）を、そして、該芯材の
外側には、通常ＪＩＳ４０４５合金（Ａｌ−10wt％Ｓ
ｉ）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
にブレージングにより一体に組み立てられている。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コロックブレージング法
等が行われ、 600℃付近の温度に加熱してろう付けされ
る。

【０００４】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、チューブ疲労強度の低下による
熱交換器コアの破壊、チューブ内側の耐食性が著しく低
下するなどの問題である。

【０００５】従来技術では、チューブの強度アップには
芯材のＳｉ、Ｃｕ添加による固溶強化が有効であった
が、多量添加による低融点組成ではろう付時に溶融を引
き起こす恐れがあり、溶融しない範囲でのＳｉ、Ｃｕ添
加による固溶強化だけでは板厚0.2mmの極薄肉で高強度
化を図るには限界があった。そこで、本発明者らは犠牲
材にＭｇ、Ｚｎを添加しろう付加熱後にＡｌ−Ｍｇ−Ｚ
ｎ系化合物を時効析出させ、時効硬化による強度アップ
を図った。しかし、チューブ板厚0.25mmまではこの従来
技術で十分であったが、板厚0.25mm以下、特に 0.2mmの
薄肉になると、この技術では限界があった。また、ろう
付時の冷却速度を従来よりも速くさせ、固溶量を増大さ
せてろう付後の時効析出の増加を試みたが、目標強度を
維持することは不可能であった。

【０００６】すなわち、このような従来技術による板厚
0.2mmのチューブからなる熱交換器では、実車走行のシ
ミュレート試験において、冷却←→加熱による繰り返し
応力、および振動による応力を受けていった場合、疲労
強度が次第に低下し、結果としてチューブ管が破裂し、
熱交換器としての機能を失うという問題が出てくるので
ある。また、芯材にＭｇを添加し、芯材のＳｉとの間で
形成されたＭｇ₂Ｓｉ化合物による強度向上法が考えら
れるが、芯材Ｍｇ量が 0.7％を越えるとろう付時にろう
材側への拡散量が多くなり、フィンとのろう付ができな
くなるなどの問題が生じてくる。

【０００７】次に、強度アップのために芯材にＳｉ、Ｃ
ｕ等の電位を貴にする元素の添加量が増えると、ろう付
加熱により芯材から犠牲材へのＳｉ、Ｃｕ拡散がより進
行することから、従来の犠牲材へのＺｎ添加量では芯材
と犠牲材との電位差が十分に確保できず、よって十分な
犠牲防食効果が維持できなくなり、耐孔食性が低下し、
チューブ管が貫通する恐れが出てくる。この場合、熱交
換器としての機能が全く働かなくなるのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような状況
に鑑み鋭意検討の結果、ろう付後の疲労強度、耐食性に
優れるアルミニウム合金ブレージングシートを用いた、
小型、軽量化、熱効率の向上が可能な熱交換器を開発し
たものである。本発明の熱交換器に用いるアルミニウム
合金ブレージングシートは図２に示すような３層構造を
有する。すなわち、高強度アルミニウム合金を芯材
（５）とし、この芯材の片面にろう材（６）、他の片面
に犠牲材（７）を有する。熱交換器に組み立てる際には
ろう材を外側に、犠牲材を冷媒通路構成側にして使用す
る。

【０００９】そして本発明ではこのようなブレージング
シートの疲労強度を向上させるために、該ブレージング
シートのどの部分について最も強度を向上させればよい
かについて種々検討し、本発明に係るブレージングシー
トからなるチューブ材と、従来より用いられているフィ
ン材とを組合せてろう付けにより熱交換器とした場合
に、上記ブレージングシートの芯材と犠牲材との界面近
傍の芯材側界面部においてＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析
出物が本発明で規定した分布をとると、該チューブ材、
ひいては該熱交換器が上記のように疲労強度と耐食性に
優れるという効果を発揮することを知見した。すなわ
ち、本発明者らは芯材側界面部においてマトリックス中
に析出した最長径で１〜50nm径の非常に微細なＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系化合物による時効硬化が材料の疲労強
度に大きく影響していることを見出したのである。

【００１０】このような析出物の分布状態をとるために
は、ろう付加熱後の人工時効処理が最適である。但し、
本発明におけるブレージングシートの芯材および犠牲材
組成のもとで、最長径１〜50nm径のＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−
Ｚｎ系析出物が 150個／μｍ³以上分布するためには、
時効処理条件の選択が重要なポイントである。すなわ
ち、本発明者らの調査によれば時効処理により本発明で
規定した芯材中のＣｕと犠牲材中のＭｇおよびＺｎとの
ろう付加熱後の元素拡散状況は図３のようになる。そし
て図中犠牲材と芯材との界面から芯材内へ30μｍの深さ
部分がＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物による時効硬化
が最も寄与する領域であり、且つ本発明により熱交換器
の疲労強度を大幅に向上させることが可能な芯材部分で
あることが判明した。

【００１１】そこで本発明者らは、さらに鋭意検討を行
った結果、ろう付加熱後の人工時効処理を大気中あるい
は窒素雰囲気中等で80〜 180℃の温度範囲で少なくとも
５時間以上行うことにより、チューブの疲労強度向上の
効果が出ることを見出したのである。特に、90〜 140℃
で24時間以上行った場合には、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ
系化合物の時効析出が芯材と犠牲材の界面近傍の芯材側
界面部において顕著に引き起こされ、チューブ、ひいて
は熱交換器の疲労強度が大幅に向上することを見出した
のである。

【００１２】この芯材側界面部とは界面からチューブ厚
さ方向の芯材側に深さ約30μｍ付近までの領域をいう
が、この部分において、本発明で規定した最長径１〜50
nm径のＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物が 150個／μｍ
³以上分布することにより、板厚 0.2mmのような薄肉チ
ューブを用いても、従来技術で行われた芯材のＳｉ、Ｃ
ｕによる固溶強化、あるいはろう付後の室温放置による
自然時効では想像できないような、疲労強度が飛躍的に
向上する熱交換器を提供し得ることを本発明者らは新た
に見出したものである。

【００１３】また、上記人工時効処理の前段階として、
ろう付加熱後の冷却速度を従来の40〜60℃／min.より大
きい80℃／min.以上で行えば、本発明で規定したＡｌ−
Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物の分布状態を得るのにより好
ましい。さらに望ましくはろう付後の冷却過程での 400
〜 200℃の温度範囲における冷却速度を 100℃／min.以
上で行えば、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物の数密度
が一層増加し、熱交換器の疲労強度がさらに向上するの
である。

【００１４】本発明は上記の知見にもとづいて開発され
たアルミニウム合金製熱交換器であって、少なくともＣ
ｕを含有するアルミニウム合金芯材の片面にアルミニウ
ム合金ろう材をクラッドし、他の片面に少なくともＺｎ
とＭｇを含有するアルミニウム合金犠牲材をクラッドし
た３層構造のアルミニウム合金ブレージングシートを用
いてろう付けにより得られた熱交換器において、該熱交
換器を構成した該ブレージングシートの該芯材と該犠牲
材の界面近傍の芯材側界面部で最長径が１〜50nmのＡｌ
−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物が 150個／μｍ³以上分布
していることを特徴とするものである。

【００１５】そして上記アルミニウム合金ブレージング
シートとして、Ｓｉ： 0.2〜 1.5wt％、Ｃｕ： 0.4〜
2.5wt％、Ｍｎ： 0.5〜 2.0wt％を含有し、またはさら
にＭｇ：0.03〜 0.5wt％、Ｃｒ：0.03〜 0.3wt％、Ｚ
ｒ：0.03〜 0.3wt％、Ｔｉ：0.03〜 0.3wt％のうち１種
または２種以上を含有し、残部アルミニウムと不可避的
不純物とからなるアルミニウム合金芯材の片面にアルミ
ニウム合金からなるろう材をクラッドし、他の片面にＺ
ｎ： 1.0〜 6.0wt％、Ｍｇ： 0.5〜 3.5wt％を含有し、
またはさらにＩｎ： 0.002〜 0.3wt％、Ｓｎ： 0.002〜
0.3wt％、Ｍｎ：1.6wt％以下のうち１種または２種以
上を含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物とから
なるアルミニウム合金犠牲材をクラッドした３層構造の
アルミニウム合金ブレージングシートを用いるのは有効
である。

【００１６】先ず芯材合金の各添加元素の役割を以下に
述べる。Ｃｕは固溶状態にて合金中に存在し、強度を向
上させる。Ｃｕが 0.4wt％未満の場合強度向上効果が十
分でない。耐食性を考えると、Ｃｕ量上限は 2.5wt％以
下が望ましい。したがって、Ｃｕは 0.4〜 2.5wt％とす
るが、特に 1.0〜 1.5wt％で安定した特性を示す。

【００１７】Ｓｉは、強度向上に寄与する。Ｓｉが 0.2
wt％未満の場合、強度向上効果が十分でなく、 1.5wt％
を越えると芯材中に粗大な化合物を形成し、犠牲層を越
えて腐食が進む場合に耐食性を低下させる。即ち、高強
度化のために、芯材にＳｉを多量添加すると冷媒通路構
成部材の耐食性は急激に低下する。したがって、Ｓｉは
0.2〜 1.5wt％とするが、特に 0.5〜 1.0wt％付近で安
定した特性を示す。

【００１８】Ｍｎは、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
の元素である。その量が 0.5wt％未満では強度向上が十
分でなく、 2.0wt％を越えて添加した場合成形性が低下
し、熱交換器への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。特に 1.0〜 1.5wt％において安定し
た特性を示す。

【００１９】Ｍｇは合金中に固溶状態およびＭｇ₂Ｓｉ
の微細な析出相として存在し、強度を向上させる。0.03
wt％未満では強度向上の効果がなく、 0.5wt％を越えて
添加すると非腐食性のフラックスを用いたろう付けをす
る場合にフラックスとＭｇが反応しろう付けができなく
なる。

【００２０】Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉはいずれも微細な金属間
化合物を形成し合金の強度を向上させる働きを有する。
しかし、それぞれ0.03wt％未満では強度向上の効果がな
く、それぞれ 0.3wt％を越えて添加した場合成形性が低
下し、熱交換器への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。

【００２１】以上が本発明の芯材合金の成分であるが、
不可避的不純物としての代表的な元素として、Ｆｅがあ
る。Ｆｅは 1.2wt％以下であれば、含有されていてもか
まわない。また、鋳塊組織の微細化のために添加される
Ｂ等、上記以外の元素はそれぞれ0.05wt％以下であれば
含有されていてもかまわない。

【００２２】次にろう材合金について説明する。本発明
ではろう材をアルミニウム合金とし、組成までは規定し
ていない。したがって、従来のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材
を使用すれば十分である。但し、芯材中のＳｉ、Ｃｕ量
が増加した場合にろう付加熱により合金が溶融してしま
うおそれのあることを考慮して、本発明者らが従来より
開発し、特開平７−９７６５１号公報で開示した、低温
(570〜 585℃で使用可能）用ろう合金、すなわちＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金、例えばＡｌ−10wt％Ｓｉ−
1.8wt％Ｃｕ− 4.0wt％Ｚｎ合金ろう材を使用しても構
わない。また、不可避的不純物として、Ｆｅは 1.0wt％
以下であれば含有可能である。しかし、Ｆｅはろうが凝
固する時に金属間化合物を形成し、これが腐食の起点と
なる。そのため、Ｆｅ量は 0.5wt％以下が望ましい。Ｆ
ｅ以外の不可避的不純物として、他の元素もそれぞれ0.
05wt％以下であれば含有してもよい。

【００２３】次に犠牲材合金の各添加元素の役割を述べ
る。本発明のような犠牲材合金と高Ｃｕ添加芯材合金と
を組み合わせた場合、芯材合金中に添加されているＣｕ
がろう付時に犠牲層に拡散し、犠牲層の犠牲効果が打ち
消されてしまう。そのため犠牲材中のＺｎを増やすこと
が考えられる。すなわち、本発明の犠牲材合金はＺｎと
Ｍｇを必須に含むもので、具体的には、Ｚｎ 1.0〜 6.0
wt％、Ｍｇ： 0.5〜 3.5wt％を含有し、またはさらにＩ
ｎ：0.002〜 0.3wt％、Ｓｎ： 0.002〜 0.3wt％、Ｍ
ｎ： 1.6wt％以下のうち１種または２種以上を含有し、
残部アルミニウムと不可避的不純物とからなるアルミニ
ウム合金である。

【００２４】Ｚｎの添加は犠牲効果を合金に与える。さ
らにろう付時に芯材に拡散し、ろう付後、室温放置中あ
るいは上記の人工時効処理により、芯材と犠牲材の界面
近傍の芯材側界面部において最長径で１〜50nm径のＡｌ
−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析出物を形成させる効果がある。
上記の芯材中のＳｉ、Ｃｕの含有量では犠牲材中のＺｎ
量が 1.0wt％未満のときは効果が十分でなく、その量が
6.0wt％を越えると融点が低下し溶融してしまう。望ま
しくは 4.0〜 5.0wt％の添加でより優れた効果を発揮す
るのである。

【００２５】Ｍｇの添加は犠牲材合金を高強度化すると
ともに、ろう付時に芯材へ拡散して、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ
−Ｚｎ系の時効析出を伴い、チューブ自身、および熱交
換器全体の疲労強度を向上させる。その量が 0.5wt％未
満では、強度を十分に向上させるだけのＡｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ−Ｚｎ系の時効析出が起こらない。 3.5wt％を越える
と融点が低下し溶融してしまう。

【００２６】Ｍｎの添加は合金の強度向上に効果がある
が、その含有量が 1.6wt％を越えると材料製造時の圧延
加工性が劣り、バリ等の発生も高くなるので、Ｍｎ≦
1.6wt％と規定した。さらに望ましいＭｎの添加量は 0.
5〜 1.3wt％の範囲が良好である。

【００２７】Ｉｎ、Ｓｎの添加も犠牲効果を合金に与え
る。その量がそれぞれ 0.002wt％未満では効果が十分で
なく、その量がそれぞれ 0.3wt％を越えると合金の圧延
加工性が低下し、３層材のブレージングシートに用いる
犠牲材としては適さなくなる。

【００２８】本発明の犠牲材合金元素は以上の通りであ
るが、不可避的不純物として、Ｓｉは 0.5wt％以下であ
れば含有可能であるが、 0.1wt％以下が望ましい。Ｆｅ
は0.8wt％以下であれば含有可能であり、 0.1wt％以下
が望ましい。また強度向上のためのＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉ等
の上記以外の元素もそれぞれ0.05wt％以下であれば不純
物元素として含有してもかまわない。

【００２９】本発明でいうブレージングシートとは、以
上のような合金組成の３層材であり、例えば板厚 0.2mm
の場合、ろう材、犠牲材ともその厚さは通常20〜30μｍ
程度である。しかしその被覆率は使われる部材の板厚に
よって異なり、この値に限定するものでない。

【００３０】また、本発明でのろう付け法はフラックス
ブレージング法、非腐食性のフラックスを用いたノコロ
ックブレージング法等であればよい。ろう付け前の組み
立て、洗浄、場合によってフラックス塗布等は従来通り
行えばよい。この場合フラックスは、例えばセシウム系
のフラックスを用いれば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系ろ
う材の使用も可能である。

【００３１】

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００３２】表１に示す組成の芯材と、表２に示す組成
のろう材及び犠牲材との組み合せからなるアルミニウム
合金チューブ材用の板厚0.20mmの３層ブレージングシー
ト板材を通常の方法により製造した。ろう材のクラッド
率は10％、犠牲材のクラッド率は15％である。また、犠
牲材中には不純物元素として、Ｆｅ、Ｓｉがそれぞれ0.
01〜 0.2wt％の範囲内で含まれている。これらチューブ
用板材と板厚0.08mmのコルゲート状に加工したベアフィ
ン材（ＪＩＳ３００３＋ 1.5wt％Ｚｎ）、およびヘッダ
ープレート、サイドプレート、樹脂タンクを用いて熱交
換器を組み立て、フラックスを塗布して表３の条件でＮ
₂ガス中でろう付加熱、およびその後人工時効処理を行
い、図１に示すラジエーター熱交換器のコアＮo.１〜Ｎ
o.24を作製した。詳しくは、チューブ材は、表１、２に
示す板厚 0.2mmのコイル状板材を通常の方法により製造
し、コイル状板材は電縫管のサイズに合わせスリッター
して条材にした。この条材を電縫管製造装置を用い、幅
16.0mm、厚さ 1.8mmの通液管用の電縫管に加工した。ま
た、同一の構成の板厚 1.0mmのコイル状板材をスリッタ
ーしてヘッダー用の条材とした。そして組み立てられた
ラジエーターは、フッ化カリウム系フラックスにセシウ
ム系フラックスを３％混合した５％濃度液を塗布し、Ｎ
₂ガス中で表３の条件で加熱を行い、ろう付けした。

【００３３】得られた熱交換器コアＮo.１〜Ｎo.24にお
いて、それぞれのチューブ材について芯材と犠牲材の界
面からクラッド材の厚さ方向に30μｍ以内の距離に相当
する芯材部分を機械的研磨法により抽出し、ＨＮＯ₃メ
チル溶液にて電解エッチング法により微小穴（針穴）を
開け、透過電子顕微鏡によりその穴近傍での芯材部分を
組織観察した。そして最長径１〜50nm径のＡｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ−Ｚｎ系析出物を観察し、干渉縞により観察視野の
試料厚さを求め、単位体積（μｍ³）当たりの本析出物
の数密度を画像処理を用いて測定した。これらの結果を
表３に示す。

【００３４】またこれら熱交換器の耐久性を繰り返し耐
圧疲労試験で評価した。試験条件については、それぞれ
の熱交換器コアに冷媒を供給し、その供給圧力を最大加
圧2.4kgf/cm²と０kgf/cm²の間で５Hzの周期で繰り返
し加圧を行い、チューブが破断するまでの繰り返し回数
で耐久性を評価した。繰り返し回数が 2.5万回を越えれ
ば耐久性が合格とした。その結果を表４に示す。

【００３５】次にチューブ内側耐食性試験として、Ｃｕ
²⁺イオンを10ppm 添加した水道水をコア内部で循環さ
せ、80℃×８時間と室温×16時間の循環サイクル腐食試
験を３カ月間行った。犠牲材表面に発生したピット深さ
を光学顕微鏡による焦点深度法によって求めた。また、
チューブ外側耐食性試験として、５％ＮａＣｌ液を用い
たＣＣＴ試験を行った。サイクル条件は、噴霧：35℃×
４hr（98％ＲＨ）→乾燥：60℃×２hr（30％ＲＨ）→湿
潤：50℃×２hr（95％ＲＨ）を１サイクルとし、150サ
イクルまで試験した。ろう材表面に発生したピット深さ
を光学顕微鏡による焦点深度法によって求めた。これら
の結果を表４に示した。

【００３６】ろう付性についてはチューブとフィンとの
接合率を測定し、90％以上であれば合格と評価した。ろ
う付加熱時の溶融については、加熱後、目視で観察し、
その有無を評価した。これらの結果を表４に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】以上の結果から、比較例Ｎo.17、19、21の
熱交換器コアは、本発明の熱交換器コアに比べろう付加
熱後の時効処理温度が高いため、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚ
ｎ系化合物は析出するが、本発明で規定した１〜50nmの
ような微細析出物（準安定相）は非常に少なく（本発明
で規定した数密度よりもはるかに少なく）、 0.2μｍ以
上の粗大な化合物が安定相として析出してしまうため、
いわゆる過時効現象を起こし、実際の熱交換器の耐久性
試験では、疲労強度が大幅に低下し早期に破断してしま
うのである。比較例Ｎo.16、18、20の熱交換器コアは、
従来例と同様、ろう付加熱後の人工時効処理を行ってい
ないため、本発明のような疲労強度の飛躍的向上が見ら
れない。また、比較例Ｎo.22のコアは、ろう付加熱後の
冷却を従来例よりも速い冷却速度で行っているため、従
来例Ｎo.23、24のコアよりも耐久性は若干向上(1.5万回
→ 1.7万回）しているが、ろう付後の人工時効処理を施
していないため、目標の繰り返し回数 2.5万回を確保す
ることができず、本発明例よりも耐久性が劣る結果とな
っている。

【００４２】以上の評価結果から、本発明熱交換器は、
耐食性を従来と同等レベルに確保し、耐久性について
は、従来に比べて飛躍的に向上するのである。したがっ
て、自動車用熱交換器として使用するにあたっては、何
ら問題はないのである。しかも上記実施例において得ら
れた本発明の熱交換器はフインの潰れが生じることなく
製造されており、製造されたラジエーターは熱効率に優
れている。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明に係るアルミニウム
合金ブレージングシートを用いた本発明の熱交換器は、
従来に比べろう付後の疲労強度が大幅に向上し、耐食性
に優れかつろう付時に溶融がなく、小型、軽量化が可能
であり、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】ラジエーターを示す一部断面の斜視図である。

【図２】本発明に係るブレージングシートの構造を示す
断面図である。

【図３】本発明におけるブレージングシートの元素の拡
散状況を示す説明図である。

【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芯材６ろう材７犠牲材

───────────────────────────────────────────────────── 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】少なくともＣｕを含有するアルミニウム
合金芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッド
し、他の片面に少なくともＺｎとＭｇを含有するアルミ
ニウム合金犠牲材をクラッドした３層構造のアルミニウ
ム合金ブレージングシートを用いてろう付けにより得ら
れた熱交換器において、該熱交換器を構成した該ブレー
ジングシートの該芯材と該犠牲材の界面近傍の芯材側界
面部で最長径が１〜50nmのＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系析
出物が 150個／μｍ³以上分布していることを特徴とす
る疲労強度、耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換
器。
【請求項２】アルミニウム合金ブレージングシート
が、Ｓｉ： 0.2〜 1.5wt％、Ｃｕ： 0.4〜 2.5wt％、Ｍ
ｎ： 0.5〜 2.0wt％を含有し、残部アルミニウムと不可
避的不純物とからなるアルミニウム合金芯材の片面にア
ルミニウム合金からなるろう材をクラッドし、他の片面
にＺｎ： 1.0〜 6.0wt％、Ｍｇ： 0.5〜3.5wt％を含有
し、残部アルミニウムと不可避的不純物とからなるアル
ミニウム合金犠牲材をクラッドした３層構造である請求
項１記載のアルミニウム合金製熱交換器。
【請求項３】アルミニウム合金ブレージングシート
が、Ｓｉ： 0.2〜 1.5wt％、Ｃｕ： 0.4〜 2.5wt％、Ｍ
ｎ： 0.5〜 2.0wt％を含有し、さらにＭｇ：0.03〜 0.5
wt％、Ｃｒ：0.03〜 0.3wt％、Ｚｒ：0.03〜 0.3wt％、
Ｔｉ：0.03〜0.3wt％のうち１種または２種以上を含有
し、残部アルミニウムと不可避的不純物とからなるアル
ミニウム合金芯材の片面にアルミニウム合金からなるろ
う材をクラッドし、他の片面にＺｎ： 1.0〜 6.0wt％、
Ｍｇ： 0.5〜 3.5wt％を含有し、残部アルミニウムと不
可避的不純物とからなるアルミニウム合金犠牲材をクラ
ッドした３層構造である請求項１記載のアルミニウム合
金製熱交換器。
【請求項４】アルミニウム合金ブレージングシート
が、Ｓｉ： 0.2〜 1.5wt％、Ｃｕ： 0.4〜 2.5wt％、Ｍ
ｎ： 0.5〜 2.0wt％を含有し、残部アルミニウムと不可
避的不純物とからなるアルミニウム合金芯材の片面にア
ルミニウム合金からなるろう材をクラッドし、他の片面
にＺｎ： 1.0〜 6.0wt％、Ｍｇ： 0.5〜3.5wt％を含有
し、さらにＩｎ： 0.002〜 0.3wt％、Ｓｎ： 0.002〜
0.3wt％、Ｍｎ： 1.6wt％以下のうち１種または２種以
上を含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物とから
なるアルミニウム合金犠牲材をクラッドした３層構造で
ある請求項１記載のアルミニウム合金製熱交換器。
【請求項５】アルミニウム合金ブレージングシート
が、Ｓｉ： 0.2〜 1.5wt％、Ｃｕ： 0.4〜 2.5wt％、Ｍ
ｎ： 0.5〜 2.0wt％を含有し、さらにＭｇ：0.03〜 0.5
wt％、Ｃｒ：0.03〜 0.3wt％、Ｚｒ：0.03〜 0.3wt％、
Ｔｉ：0.03〜0.3wt％のうち１種または２種以上を含有
し、残部アルミニウムと不可避的不純物とからなるアル
ミニウム合金芯材の片面にアルミニウム合金からなるろ
う材をクラッドし、他の片面にＺｎ： 1.0〜 6.0wt％、
Ｍｇ： 0.5〜 3.5wt％を含有し、さらにＩｎ： 0.002〜
0.3wt％、Ｓｎ： 0.002〜 0.3wt％、Ｍｎ： 1.6wt％以
下のうち１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ムと不可避的不純物とからなるアルミニウム合金犠牲材
をクラッドした３層構造である請求項１記載のアルミニ
ウム合金製熱交換器。