JPH10158769A - Brazing sheet made of aluminum alloy - Google Patents
Brazing sheet made of aluminum alloyInfo
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- JPH10158769A JPH10158769A JP8318997A JP31899796A JPH10158769A JP H10158769 A JPH10158769 A JP H10158769A JP 8318997 A JP8318997 A JP 8318997A JP 31899796 A JP31899796 A JP 31899796A JP H10158769 A JPH10158769 A JP H10158769A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車および各種
産業用のAl合金製熱交換器等をろう付け(ブレージン
グ)、特に非腐食性フラックスでろう付けして接合組立
する場合に、これに好適な耐食性の優れたAl合金製ブ
レージングシートに関するものである。なお、本明細書
においては、Al合金の組成はすべてmass%である
が、略して単に%で記す。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for brazing aluminum alloy heat exchangers for automobiles and various industrial applications, especially when brazing with a non-corrosive flux to join and assemble. The present invention relates to an Al alloy brazing sheet having excellent corrosion resistance. In this specification, the composition of the Al alloy is all mass%, but is simply abbreviated to%.
【0002】[0002]
【従来の技術】Al合金製の熱交換器等複雑な構造体を
製造する場合、ろう付け法は有効な接合手段である。こ
のろう付け法は、AlまたはAl合金を芯材とし、その
片面または両面にAl合金ろう材を皮材としてクラッド
したブレージングシートを用いて各種形状に成形し、こ
れらの部材を所定の構造体例えば熱交換器に組立、非腐
食性フラックス(フルオロアルミン酸カリウム錯塩)ろ
う付けの場合は、KAlF4 、K2 AlF5 、K3 Al
F6 等の混合フラックスを塗布した後に、これを窒素還
元雰囲気中で加熱してろう付けを行う方法である。2. Description of the Related Art When manufacturing a complicated structure such as a heat exchanger made of an Al alloy, a brazing method is an effective joining means. In this brazing method, Al or an Al alloy is used as a core material, and one or both surfaces are formed into various shapes using a brazing sheet clad with an Al alloy brazing material as a skin material, and these members are formed into a predetermined structure, for example. In the case of assembling into a heat exchanger and brazing with a non-corrosive flux (potassium fluoroaluminate complex), KAlF 4 , K 2 AlF 5 , K 3 Al
This is a method in which a mixed flux such as F 6 is applied and then heated in a nitrogen reducing atmosphere to perform brazing.
【0003】ブレージングシートには、各種の芯材用A
l合金と皮材用Al合金ろう材が開発され、現在ではこ
れらの材料についてJIS−Z−3263及びJIS−
H−4000により規格化されている。熱交換器に使用
されるろう付け用ブレージングシートとしては、芯材と
してJIS3003(代表例Al−0.15%Cu−
1.1%Mn合金)、JIS6951(代表例Al−
0.4%Si−0.3%Cu−0.6%Mg合金)を、
皮材としてJIS4045(代表例Al−10%Si合
金)、JIS4343(代表例Al−7.5%Si合
金)ろう材を用いるのが通常である。またブレージング
シートは、板厚が0.3〜1.5mm程度であり、ろう
材のクラッド率は、全板厚に対して片面につき5〜15
%で、片面あるいは両面にクラッドされている。[0003] Brazing sheets include various types of A for core material.
alloys and Al alloy brazing materials for skin materials have been developed, and these materials are now JIS-Z-3263 and JIS-
Standardized by H-4000. As a brazing sheet for brazing used in a heat exchanger, JIS3003 (representative example: Al-0.15% Cu-
1.1% Mn alloy), JIS6951 (representative example: Al-
0.4% Si-0.3% Cu-0.6% Mg alloy)
It is normal to use JIS 4045 (representative example Al-10% Si alloy) or JIS 4343 (representative example Al-7.5% Si alloy) brazing material as a skin material. Further, the brazing sheet has a thickness of about 0.3 to 1.5 mm, and the cladding ratio of the brazing material is 5 to 15 per one side with respect to the total thickness.
%, Clad on one or both sides.
【0004】こうしたブレージングシートを用いた中空
構造を有するAl合金製熱交換器としては、ドロンカッ
プタイプのエバポレータ、オイルクーラー、ラジエター
等が製造されている。例えば,図4に示すごとく、ドロ
ンカップタイプのエバポレータ10は、前記のAl合金
芯材の両面に、前記のAl合金ろう材をクラッドしたブ
レージングシートを用いて、図2および図3に示すよう
な冷媒通路成形部材1をプレス成形で製作し、この部材
1を図4に示すように積層し、積層した部材1間にコル
ゲートフィン2を配設し、さらにサイドプレート7、7
, 、冷媒入口管8、冷媒出口管9を配設して組立し、こ
れをろう付けしたもので、ろう付けは窒素ガス雰囲気中
で、約873Kに加熱して行われる。As a heat exchanger made of an aluminum alloy having a hollow structure using such a brazing sheet, a drone cup type evaporator, an oil cooler, a radiator and the like are manufactured. For example, as shown in FIG. 4, a drone cup type evaporator 10 uses a brazing sheet in which the Al alloy brazing material is clad on both surfaces of the Al alloy core material as shown in FIGS. The refrigerant passage forming member 1 is manufactured by press molding, the members 1 are laminated as shown in FIG. 4, corrugated fins 2 are arranged between the laminated members 1, and side plates 7, 7
, The refrigerant inlet pipe 8 and the refrigerant outlet pipe 9 are disposed and assembled, and brazed. The brazing is performed by heating to about 873K in a nitrogen gas atmosphere.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】自動車の軽量化に伴
い、自動車用の熱交換器には材料板厚の薄肉化が要求さ
れつつある。一方、自動車の使用環境は様々である為、
あらゆる使用条件に耐えうる材料が必要となる。特に熱
交換器においては、耐食性が材料にとって最も重要な要
求特性であり、耐食性のあるブレージングシートの開発
が切望され、各種検討が行われている。As automobiles have become lighter, there has been a demand for heat exchangers for automobiles to be made thinner. On the other hand, the usage environment of automobiles varies,
Materials that can withstand all use conditions are required. In particular, in heat exchangers, corrosion resistance is the most important required property of the material, and the development of a brazing sheet having corrosion resistance has been awaited, and various studies have been made.
【0006】ブレージングシートの耐食性は、材料の板
厚方向の元素分布状態に関係しているが、CuやZn等
材料の耐食性に寄与する元素はろう付け加熱を行った際
に、板厚中心を軸に表裏対称の分布状態となる。そのた
め、ブレージングシート表面に孔食が発生した場合、板
厚中心よりも表面側の孔食進行が遅い材料は板厚中心を
過ぎてからの孔食進行が速くなる。すなわち、耐食性向
上に寄与する部分は板厚の半分であると言っても過言で
はなく、芯材への元素添加による貫通寿命の改善には限
界がある。[0006] The corrosion resistance of a brazing sheet is related to the distribution of elements in the thickness direction of the material. Elements that contribute to the corrosion resistance of the material, such as Cu and Zn, are located at the center of the thickness when brazing heating is performed. The distribution is symmetrical about the axis. Therefore, when pitting occurs on the surface of the brazing sheet, the material whose pitting progresses on the surface side slower than the center of the plate thickness has a faster pitting progress after passing through the center of the plate thickness. In other words, it is not an exaggeration to say that the part contributing to the improvement of the corrosion resistance is half the plate thickness, and there is a limit to the improvement of the penetration life by the addition of the element to the core material.
【0007】また、Cuの添加はアルミニウムの電位を
貴にするため、耐食性を向上させる目的でブレージング
シートの芯材に添加される。しかし、芯材中に添加した
Cuはろう付け加熱時に溶融したろう材中に拡散し、ろ
う付け加熱後にろう材が凝固する際に共晶部に排出、濃
化される。そのため芯材にCuが多いブレージングシー
ト程、ろう材が再凝固した層の腐食が速く進行する。従
って、ブレージングシートの芯材に対して、耐食性向上
のためのCu等の元素の添加量には限界がある。Further, the addition of Cu increases the potential of aluminum, so that it is added to the core material of the brazing sheet for the purpose of improving corrosion resistance. However, Cu added to the core material diffuses into the brazing material melted during the brazing heating, and is discharged and concentrated to the eutectic portion when the brazing material solidifies after the brazing heating. Therefore, as the brazing sheet contains more Cu in the core material, the corrosion of the layer in which the brazing material is re-solidified proceeds more rapidly. Accordingly, there is a limit to the amount of elements such as Cu for improving the corrosion resistance with respect to the core material of the brazing sheet.
【0008】また、非腐食性フラックスろう付けでは、
前記のフラックスと材料中のMgが反応してろう付け性
を阻害するフッ化物を生成するため、材料にMgを添加
することが出来ない。そのため、芯材中のMgのろう材
への拡散を防止して、ろう付け性の向上を目的として、
芯材とろう材間に、JIS1050、1070、110
0等の1XXX系合金材料からなる中間層を設けること
が提案され、また芯材の耐食性の向上を目的して、前記
中間層材に更にZn等を添加した中間層を設けることも
提案されている(例えば特開平2−30394号)。し
かし、このブレージングシートは、耐食性及び材料の強
度の点で、なお十分とはいえなかった。本発明の課題
は、前記の問題を解決することであり、具体的には耐食
性および材料の強度の点で、さらに優れたAl合金製ブ
レージングシートを見出すことである。[0008] In the non-corrosive flux brazing,
The Mg cannot be added to the material because the flux reacts with the Mg in the material to produce a fluoride that inhibits brazing properties. Therefore, to prevent the diffusion of Mg in the core material into the brazing material, and to improve brazing properties,
JIS 1050, 1070, 110 between core material and brazing material
It has been proposed to provide an intermediate layer made of a 1XXX alloy material such as 0, and to provide an intermediate layer further added with Zn or the like to the intermediate layer material for the purpose of improving the corrosion resistance of the core material. (For example, JP-A-2-30394). However, this brazing sheet was still insufficient in terms of corrosion resistance and material strength. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and specifically, to find an Al alloy brazing sheet that is more excellent in terms of corrosion resistance and material strength.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題を解決するため鋭意検討の結果、ブレージングシート
部材の耐食性を向上させるためには、ろう付け加熱中に
ろう材の芯材への拡散および芯材中のCu等の元素のろ
う材への拡散を防止するために、ろう材と芯材間に中間
層を設け、更にこの中間層の合金組成、クラッド厚さが
ブレージングシートの耐食性及び材料強度に大きく関係
するとの知見を得て本発明を完成したものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, in order to improve the corrosion resistance of the brazing sheet member, the brazing material was added to the core material during brazing. In order to prevent the diffusion of Cu and other elements in the core material into the brazing material, an intermediate layer is provided between the brazing material and the core material. The present invention has been completed based on the finding that it is greatly related to corrosion resistance and material strength.
【0010】即ち、前記の課題を解決するための請求項
1の発明は、Mn:0.5〜2.0%、Cu:0.1〜
1.0%、Mg:0〜1.0%、Ti:0〜0.3%を
含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなるAl
合金芯材の片面あるいは両面に、Mn:0.01〜2.
0%、Zn:0.05〜5.0%、Ti:0〜0.3%
を含有し、更にMg:0.05%以下、Cu:0.05
%以下に規制し、残部がAlおよび不可避的不純物から
なるAl合金であって、厚さが30〜150μmの中間
層を設け、前記中間層の上にAl−Si系合金ろう材を
30〜150μmのクラッド厚さで合わせたことを特徴
するAl合金製ブレージングシートであり、That is, the invention of claim 1 for solving the above-mentioned problem is that Mn: 0.5 to 2.0% and Cu: 0.1 to 2.0%.
Al containing 1.0%, Mg: 0 to 1.0%, Ti: 0 to 0.3%, with the balance being Al and unavoidable impurities
On one or both surfaces of the alloy core material, Mn: 0.01-2.
0%, Zn: 0.05 to 5.0%, Ti: 0 to 0.3%
, Mg: 0.05% or less, Cu: 0.05
%, The balance being an Al alloy consisting of Al and unavoidable impurities, provided with an intermediate layer having a thickness of 30 to 150 μm, and an Al—Si alloy brazing material of 30 to 150 μm on the intermediate layer. It is a brazing sheet made of an Al alloy, which is characterized by being combined with a clad thickness of
【0011】請求項2の発明は、前記Al−Si系合金
ろう材に、更にSn:0.05〜0.5%を含有させた
ことを特徴とする請求項1に記載のAl合金製ブレージ
ングシートである。According to a second aspect of the present invention, the Al-brazing alloy brazing material according to the first aspect, wherein the Al-Si alloy brazing material further contains 0.05 to 0.5% of Sn. It is a sheet.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明について、更に詳細
に説明する。請求項1の発明は、Mn:0.5〜2.0
%、Cu:0.1〜1.0%、Mg:0〜1.0%、T
i:0〜0.3%を含有し、残部がAlおよび不可避的
不純物からなるAl合金芯材の片面あるいは両面に、M
n:0.01〜2.0%、Zn:0.05〜5.0%、
Ti:0〜0.3%を含有し、更にMg:0.05%以
下、Cu:0.05%以下に規制し、残部残部がAlお
よび不可避的不純物からなるAl合金であって、厚さが
30〜150μmの中間層を設け、前記中間層の上にA
l−Si系合金ろう材を30〜150μmのクラッド厚
さで合わせたAl合金製ブレージングシートを発明の要
旨とするものである。即ち、Al−Mn−Cu−(M
g)−(Ti)合金芯材の片面あるいは両面に、Al−
Mn−Zn−(Ti)合金で厚さ30〜150μmの中
間層を設け、この中間層の上に更にAl−Si系合金ろ
う材を厚さ30〜150μmクラッドしたブレージング
シートである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The invention according to claim 1 provides Mn: 0.5 to 2.0.
%, Cu: 0.1 to 1.0%, Mg: 0 to 1.0%, T
i: 0 to 0.3%, the balance being Al and an unavoidable impurity.
n: 0.01 to 2.0%, Zn: 0.05 to 5.0%,
Ti: 0 to 0.3%, Mg: 0.05% or less, Cu: 0.05% or less, the balance being an Al alloy consisting of Al and unavoidable impurities. Provided an intermediate layer having a thickness of 30 to 150 μm, and A was provided on the intermediate layer.
The gist of the present invention is an Al alloy brazing sheet in which an l-Si alloy brazing material is combined with a cladding thickness of 30 to 150 μm. That is, Al-Mn-Cu- (M
g) On one or both sides of the (Ti) alloy core material, Al-
This is a brazing sheet in which an intermediate layer of a Mn-Zn- (Ti) alloy having a thickness of 30 to 150 μm is provided, and an Al-Si alloy brazing material is further clad on the intermediate layer to a thickness of 30 to 150 μm.
【0013】このブレージングシートの断面の構成を図
で説明すると、図1(a)(b)(c)(d)に示すよ
うに、使用目的に応じて4つの態様がある。図1の
(a)は、芯材5の両面に、中間層4、4, を設け、こ
の両中間層の上にろう材3、3, を設けたもので、実際
の用途としては、例えば内外面の耐食性を重視する場合
のオイルクーラー、カーヒーターのチューブ(インナー
フィンあり)等である。(b)は、芯材5の片面に、中
間層4を設け、この中間層の上にろう材3、を設けたも
のであるが、用途の関係から芯材5の他面にもろう材3
, を設けたもので、実際の用途としては、例えば外面の
耐食性を重視する場合で、図4に示すようなドロンカッ
プタイプのエバポレータ等である(この場合、内面はフ
ロンガスのため耐食性はあまり重要でない)。The structure of the cross section of the brazing sheet will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 (a), (b), (c) and (d), there are four modes depending on the purpose of use. FIG. 1A shows a structure in which intermediate layers 4 and 4 are provided on both surfaces of a core material 5 and brazing materials 3 and 3 are provided on both intermediate layers. Oil coolers and car heater tubes (with inner fins) when the corrosion resistance of the inner and outer surfaces is important. (B) shows a structure in which an intermediate layer 4 is provided on one surface of a core material 5 and a brazing material 3 is provided on this intermediate layer. 3
The actual use is, for example, when importance is placed on the corrosion resistance of the outer surface, such as a drone cup type evaporator as shown in FIG. 4 (in this case, since the inner surface is Freon gas, the corrosion resistance is not very important). Not).
【0014】(c)は、芯材5の片面に、中間層4を設
け、この中間層の上にろう材3、を設けたものである
が、用途の関係から芯材5の他面にはろう材3, がな
く、裸のままである。実際の用途としては、例えば外面
の耐食性を重視する場合で、パラレルフロータイプのコ
ンデンサーのチューブ(電縫管チューブ)等である(こ
の場合、内面はフロンのため耐食性はあまり重要でな
い)。(d)は、芯材5の片面に、中間層4を設け、こ
の中間層の上にろう材3、を設け、芯材5の他面には7
072(Al−Zn合金)のような犠牲材6を設けたも
のである。実際の用途としては、例えばラジエーターの
チューブ(電縫管チューブ)等である(この場合、内面
は水、外面は外気である)。FIG. 3C shows a case in which an intermediate layer 4 is provided on one surface of a core material 5 and a brazing material 3 is provided on the intermediate layer. There is no brazing material 3 and it is bare. As an actual application, for example, when importance is attached to the corrosion resistance of the outer surface, it is a parallel flow type condenser tube (electrically welded tube) or the like (in this case, the inner surface is made of chlorofluorocarbon, so that the corrosion resistance is not so important). (D), an intermediate layer 4 is provided on one surface of a core material 5, a brazing material 3 is provided on this intermediate layer, and 7 mm is provided on the other surface of the core material 5.
A sacrificial material 6 such as 072 (Al-Zn alloy) is provided. As an actual application, for example, a tube of a radiator (an electric resistance welded tube) is used (in this case, the inner surface is water and the outer surface is outside air).
【0015】本発明に係わるブレージングシートの具体
的な構成は、以上のとおりであるが、次に、本発明のシ
ートの芯材に使用するAl合金について説明する。芯材
合金の添加元素の意味と添加範囲の限定理由は、以下の
とおりである。Cuは、耐食性を向上させるために0.
1〜1.0%添加するが、下限値未満ではその効果は弱
く、また上限値を越えると粒界腐食を発生させやすくな
り、ろう材の芯材への拡散量も多くなるため耐食性を低
下させる。従ってその範囲は0.1〜1.0%とする
が、0.15〜0.5%とするのがより好ましい。The specific structure of the brazing sheet according to the present invention is as described above. Next, the Al alloy used for the core material of the sheet of the present invention will be described. The meanings of the added elements of the core alloy and the reasons for limiting the added range are as follows. Cu is used in an amount of 0.1 to improve corrosion resistance.
If the amount is less than the lower limit, the effect is weak. If the amount exceeds the upper limit, intergranular corrosion is likely to occur, and the amount of diffusion of the brazing material into the core material increases, so that the corrosion resistance decreases. Let it. Therefore, the range is 0.1 to 1.0%, and more preferably 0.15 to 0.5%.
【0016】Mnは、強度向上のために0.5〜2.0
%添加するが、下限値未満では強度向上の効果が少な
く、また上限値を越えるとろう付け加熱中に芯材へのろ
う材の拡散量が増え、ろう付け性および耐食性を低下さ
せる。従ってその範囲は0.5〜2.0%とするが、
0.8〜1.5%とするのがより好ましい。Mn is 0.5 to 2.0 for improving strength.
However, if the amount is less than the lower limit, the effect of improving the strength is small. If the amount exceeds the upper limit, the amount of diffusion of the brazing material into the core material during brazing heating increases, thereby deteriorating brazing properties and corrosion resistance. Therefore, the range is 0.5 to 2.0%,
More preferably, it is 0.8 to 1.5%.
【0017】Mgは、強度向上のために0〜1.0%添
加する。0〜1.0%の意味は、0%(0.01%未
満)は、全く添加しない場合であり、添加する場合は
0.01〜1.0%とする。添加量が1.0%を越える
と、ろう付け加熱中に芯材へのろう材の拡散量が増え、
ろう付け性および耐食性を低下させる。従ってその範囲
は0〜1.0%とする。具体的には前記の使用目的によ
り、次のように添加するのが好ましい。即ち、ろう材と
芯材の間の片方のみに中間層を設け、他面がろう材とな
る4層材(図1のb)の場合には、芯材にMgを添加し
ないか、あるいは0.05%以下の添加量が、非腐食性
フラックスによるろう付け性(図1のbのろう材3, 側
のろう付け性)の点で好ましい。また、ろう材と芯材の
間の両方に中間層を設ける5層材(図1のa)の場合、
ろう材と芯材の間の片方のみに中間層を設けるが他面に
ろう材がない3層材、4層材(図1のc、d)の場合に
は、芯材へのMgの添加は、0.05〜1.0%、好ま
しくは0.1〜0.6%である。Mg is added in an amount of 0 to 1.0% for improving the strength. The meaning of 0 to 1.0% means that 0% (less than 0.01%) is the case where no addition is made, and when added, it is 0.01 to 1.0%. If the addition amount exceeds 1.0%, the diffusion amount of the brazing material into the core material during brazing heating increases,
Decreases brazing and corrosion resistance. Therefore, the range is set to 0 to 1.0%. Specifically, it is preferable to add as follows according to the purpose of use. That is, in the case of a four-layer material (b in FIG. 1) in which an intermediate layer is provided only on one side between the brazing material and the core material and the other surface is a brazing material, Mg is not added to the core material, or amount of .05% or less, brazing with non-corrosive flux (Figure 1 b brazing material 3, the brazing of the side) preferred in view of. In the case of a five-layer material (FIG. 1A) in which an intermediate layer is provided between the brazing material and the core material,
In the case of a three-layer material or a four-layer material (c and d in FIG. 1) in which an intermediate layer is provided only on one side between the brazing material and the core material but has no brazing material on the other surface, addition of Mg to the core material Is 0.05 to 1.0%, preferably 0.1 to 0.6%.
【0018】Tiは、耐食性を向上させるために0〜
0.3%添加する。0〜0.3%の意味は、0%(0.
01%未満)は、全く添加しない場合であり、添加する
場合は0.01〜0.3%とする。添加量が0.3%を
越えると粗大なTiの晶出物を生じ、逆に耐食性を害す
る。従ってTiの範囲は0〜0.3%とするが、添加す
るかしないかは、製品の用途により適宜選択して決定さ
れる。なお添加する場合は、0.05〜0.2%程度と
するのがより好ましい。Ti is used in an amount of 0 to improve corrosion resistance.
Add 0.3%. The meaning of 0 to 0.3% is 0% (0.
(Less than 01%) is the case where it is not added at all, and when added, it is 0.01 to 0.3%. If the addition amount exceeds 0.3%, coarse Ti crystals are formed, which adversely affects corrosion resistance. Therefore, the range of Ti is set to 0 to 0.3%, but whether to add Ti is determined by appropriately selecting according to the use of the product. In addition, when adding, it is more preferable to set it to about 0.05 to 0.2%.
【0019】芯材における上記以外の元素で不可避的不
純物としては、Si、Fe、Cr、Zn等があるが、一
般に許容される範囲即ちSiは0.6%以下、Feは
0.7%以下、Crは0.20%以下、Znは0.40
%以下なら、特に問題ない。ただし、Si、Feについ
ては、Si0.20%以下、Fe0.20%以下とする
のがより好ましい。As the unavoidable impurities other than the above elements in the core material, there are Si, Fe, Cr, Zn, etc., but generally accepted ranges, ie, Si is 0.6% or less, and Fe is 0.7% or less. , Cr is 0.20% or less, and Zn is 0.40% or less.
%, There is no particular problem. However, as for Si and Fe, it is more preferable to make Si 0.20% or less and Fe 0.20% or less.
【0020】次に、本発明によるAl合金製ブレージン
グシートの中間層材に使用するAl−Mn−Zn−(T
i)合金について説明する。添加元素のMnは材料の強
度の向上に寄与し、Zn、Tiは材料の耐食性の向上に
寄与するが、詳細は以下のとおりである。Mnは、強度
向上のために0.01〜2.0%添加するが、0.01
%未満では強度向上の効果が少なく、また2.0%を越
えるとろう付け加熱中に中間層材へのろう材の拡散量が
増え、耐食性を低下させる。従ってその範囲は0.01
〜2.0%とするが、0.3〜1.3%とするのがより
好ましい。Next, Al—Mn—Zn— (T) used for the intermediate layer material of the Al alloy brazing sheet according to the present invention.
i) The alloy will be described. The additive element Mn contributes to the improvement of the strength of the material, and Zn and Ti contribute to the improvement of the corrosion resistance of the material. The details are as follows. Mn is added in an amount of 0.01 to 2.0% to improve strength.
%, The effect of improving the strength is small, and if it exceeds 2.0%, the amount of diffusion of the brazing material into the intermediate layer material during brazing heating increases, thereby deteriorating the corrosion resistance. Therefore, the range is 0.01
To 2.0%, but more preferably 0.3 to 1.3%.
【0021】Znは、耐食性を向上させるために0.0
5〜5.0%添加するが、下限値未満では耐食性向上の
効果が少なく、また上限値を越えると中間層の自己耐食
性が低下し、ブレージングシートとしての耐食性を阻害
する。従って、その範囲は0.05〜5.0%とする
が、0.5〜3.0%とするのがより好ましい。Zn is used in an amount of 0.0 to improve corrosion resistance.
If it is less than the lower limit, the effect of improving the corrosion resistance is small, and if it exceeds the upper limit, the self-corrosion resistance of the intermediate layer is reduced and the corrosion resistance as a brazing sheet is impaired. Therefore, the range is 0.05 to 5.0%, but more preferably 0.5 to 3.0%.
【0022】Tiは、耐食性を向上させるために0〜
0.3%添加する。0〜0.3%の意味は、0%(0.
01%未満)は、全く添加しない場合であり、添加する
場合は0.01〜0.3%とする。添加量が0.3%を
越えると粗大なTiの晶出物を生じ、逆に耐食性を害す
る。従って、Tiの範囲は0〜0.3%とするが、添加
するかしないかは、製品の用途により適宜選択して決定
される。なお添加する場合は、0.05〜0.2%程度
とするのがより好ましい。Ti is used in an amount of 0 to improve corrosion resistance.
Add 0.3%. The meaning of 0 to 0.3% is 0% (0.
(Less than 01%) is the case where it is not added at all, and when added, it is 0.01 to 0.3%. If the addition amount exceeds 0.3%, coarse Ti crystals are formed, which adversely affects corrosion resistance. Therefore, the range of Ti is set to 0 to 0.3%, but whether to add Ti is determined by appropriately selecting according to the use of the product. In addition, when adding, it is more preferable to set it to about 0.05 to 0.2%.
【0023】Mgは、非腐食性フラックスろう付けの際
に、フラックスとフッ化物を形成してろう付け性を阻害
するため、0.05%以下に規制する。Cuは、ろう付
けの際にろう材に拡散して耐食性を阻害するため、0.
05%以下に規制する。Mg is restricted to 0.05% or less because it forms a flux and a fluoride during brazing of a non-corrosive flux and impairs brazing properties. Cu diffuses into the brazing material during brazing and impairs corrosion resistance.
Restrict to 05% or less.
【0024】中間層のAl合金材における上記以外の元
素で不可避的不純物としては、Si、Fe、Cr等があ
るが、一般に許容される範囲即ちSiは0.6%以下、
Feは0.7%以下、Crは0.20%以下なら、加工
性および耐食性等の点で特に問題はない。ただし、S
i、Feについては、Si0.20%以下、Fe0.2
0%以下とするのがより好ましい。The inevitable impurities other than the above elements in the Al alloy material of the intermediate layer include Si, Fe, Cr and the like.
If Fe is 0.7% or less and Cr is 0.20% or less, there is no particular problem in terms of workability, corrosion resistance, and the like. Where S
For i and Fe, Si 0.20% or less, Fe 0.2
More preferably, it is 0% or less.
【0025】次に、本発明に係わるブレージングシート
の構成は、芯材の一方(片面)あるいは両方(両面)
に、前記Al合金からなる中間層材を設け、更にその上
にろう材がクラッドされるが、その具体的な構成は、図
1(a)(b)(c)(d)の態様があり、この点は既
に説明した。なお、ブレージングシートにおける中間層
材を設け方は、芯材の上にろう材があり且つ腐食環境の
過酷な側の芯材とろう材の間に設けるものである。例え
ば、図4に示すようなドロンカップタイプのエバポレー
タの場合は、外気と接するブレージングシートの外側に
相当する側であり(図1のb)、またドロンカップタイ
プのインナーフィンのあるカーヒーターの場合(内面は
水、外面は外気)は、内外面ともに腐食環境は過酷であ
り、ブレージングシートの芯材の両面に設ける(図1の
a)。Next, the configuration of the brazing sheet according to the present invention is such that one (one side) or both (two sides) of the core material is used.
Then, an intermediate layer material made of the Al alloy is provided, and a brazing material is further clad thereon. The specific structure is shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), 1 (c) and 1 (d). This point has already been described. The method of providing the intermediate layer material in the brazing sheet is such that the brazing material is provided on the core material and is provided between the core material and the brazing material on the harsh side of the corrosive environment. For example, in the case of a drone cup type evaporator as shown in FIG. 4, it is the side corresponding to the outside of the brazing sheet in contact with the outside air (FIG. 1b), and in the case of a car heater having a drone cup type inner fin. (Inner surface is water, outer surface is outside air), the corrosive environment is harsh on both the inner and outer surfaces, and it is provided on both sides of the core material of the brazing sheet (FIG. 1a).
【0026】また、本発明に係わるAl合金製ブレージ
ングシートの中間層は、その厚さを30〜150μmと
する。中間層の厚さを30μm以上としたのは、これ未
満の場合には、ろう付け加熱時に芯材のCuが中間層を
通り越してろう材まで拡散するからである。ろう材に達
したCuは、ろうが溶融、凝固する際に共晶部に排出さ
れて濃化し、耐食性を低下させる。また、中間層の厚さ
を150μm以下としたのは、ブレージングシートの板
厚に対して中間層が厚くなりすぎると、素材強度が低下
して成形が困難になるとともに、芯材を犠牲防食する部
分が多くなりすぎて腐食が進行した場合に残留する板厚
が薄くなり、熱交換器の内部圧力に耐えられなくなるか
らである。The thickness of the intermediate layer of the Al alloy brazing sheet according to the present invention is 30 to 150 μm. The reason why the thickness of the intermediate layer is 30 μm or more is that if it is less than 30 μm, Cu of the core material diffuses to the brazing material through the intermediate layer at the time of brazing heating. The Cu that has reached the brazing material is discharged to the eutectic portion when the brazing material is melted and solidified, and is concentrated, thereby lowering the corrosion resistance. Further, the reason why the thickness of the intermediate layer is set to 150 μm or less is that if the intermediate layer is too thick with respect to the thickness of the brazing sheet, the material strength is reduced and molding becomes difficult, and sacrificial corrosion of the core material is prevented. This is because, when the corrosion progresses due to too many portions, the remaining plate thickness becomes thin, and it becomes impossible to withstand the internal pressure of the heat exchanger.
【0027】本発明に用いられるAl−Si系合金ろう
材については、特に制限はない。通常の非腐食性フラッ
クスろう付けに使用される4045(代表例Al−10
%Si合金)、4343(代表例Al−7%Si合金)
等を用いることが出来る。また、Al−Si合金にろう
の流動性の向上のためにBi等を添加したもの、犠牲効
果の付与のためにSn、Zn、Inを添加したもの等も
用いることが出来る。また、芯材にクラッドするろう材
のクラッド率についは、通常のクラッド率即ち全板厚に
対して片面につき5〜20%を用いることが出来るが、
本発明における中間層の上にクラッドするろう材の厚さ
は、30〜150μmとする。このように限定したの
は、厚さが30μm未満の場合は、ろう材の量が少なく
十分なろう付けが行われない。また、150μmを越え
ると、ろう材の量が多くなりすぎフィレット部などろう
のたまる部分で、芯材が浸食される現象が発生するから
である。なお、中間層を芯材の片面のみに設ける場合の
芯材の他面は、用途に応じて、ろう材をクラッドする場
合(図1のb)、ろう材をクラッドしなく裸の場合(図
1のc)、犠牲材をクラッドする場合(図1のd)があ
る。There is no particular limitation on the Al-Si alloy brazing material used in the present invention. 4045 used for ordinary non-corrosive flux brazing (typical Al-10
% Si alloy), 4343 (Representative example: Al-7% Si alloy)
Etc. can be used. Also, an Al-Si alloy to which Bi or the like is added for improving the fluidity of the solder, or an Al-Si alloy to which Sn, Zn, or In is added for imparting a sacrificial effect can be used. As for the clad ratio of the brazing material clad on the core material, a normal clad ratio, that is, 5 to 20% per one side with respect to the entire plate thickness can be used.
The thickness of the brazing material clad on the intermediate layer in the present invention is 30 to 150 μm. The reason for this limitation is that when the thickness is less than 30 μm, the amount of brazing material is small and sufficient brazing is not performed. On the other hand, if the thickness exceeds 150 μm, the amount of the brazing material becomes too large, and a phenomenon occurs in which the core material is eroded in a portion where the brazing material such as a fillet portion accumulates. When the intermediate layer is provided only on one surface of the core material, the other surface of the core material may be clad with a brazing material (b in FIG. 1) or naked without cladding the brazing material (FIG. 1B). 1c), the sacrificial material may be clad (FIG. 1d).
【0028】本発明に係わるAl合金製ブレージングシ
ートの発明の構成は、以上のとおりであるが、次に請求
項2の発明について、説明する。請求項2の発明は、請
求項1の発明の一実施態様であり、請求項1のAl−S
i系合金ろう材に、Snを0.05〜0.5%含有した
Al合金製ブレージングシートである。Snは、ろう付
け加熱後にろう材が凝固する際に共晶部に排出されるた
め、共晶部の電位を中和し、ろう付け加熱後のブレージ
ングシート表面の耐食性を更に向上させることができ
る。添加量が下限値以下ではその効果がなく、添加量が
上限値を越えると熱間圧延性が低下し製造が困難にな
る。また、ろう付け加熱後の表面の耐食性が低下し、腐
食の進行を促進する。従って添加量は、0.05〜0.
5%とするが、0.05〜0.2%とするのがより好ま
しい。その他の要件は、前記請求項1と同様である。The structure of the Al alloy brazing sheet according to the present invention is as described above. Next, the second aspect of the present invention will be described. The invention according to claim 2 is an embodiment of the invention according to claim 1, and the Al-S according to claim 1 is an embodiment.
An Al alloy brazing sheet containing 0.05 to 0.5% of Sn in an i-type alloy brazing material. Since Sn is discharged to the eutectic portion when the brazing material solidifies after the brazing heating, the potential of the eutectic portion can be neutralized, and the corrosion resistance of the brazing sheet surface after the brazing heating can be further improved. . If the amount is less than the lower limit, the effect is not obtained. If the amount exceeds the upper limit, the hot rolling property is reduced and the production becomes difficult. In addition, the corrosion resistance of the surface after brazing is reduced, and the progress of corrosion is promoted. Therefore, the amount of addition is 0.05-0.
Although it is set to 5%, it is more preferably set to 0.05 to 0.2%. Other requirements are the same as those of the first aspect.
【0029】[0029]
【実施例】次に、本発明の実施例(本発明例)を、比較
例とともに更に詳細に説明する。 〔実施例1〕表1に示す各種合金組成の芯材および中間
層材を用意した。これらの芯材と中間層材を表1の如く
組み合わせて、芯材の片面に中間層材を合わせ、更にそ
の上の両面にJIS4045合金からなるろう材をクラ
ッド(クラッド率は全板厚に対して片面あたり10%)
した。なお、中間層のクラッド厚さを種々変えた。この
ように合わせた圧延用の材料について、常法に従ってソ
ーキング、熱間圧延、中間焼鈍および冷間圧延を行い、
厚さ1.0mmのブレージングシート(中間層の厚さ2
0〜200μm、ろう材の厚さ100μm)を製造し
た。これら種々のブレージングシートの構成を表1に示
す。このようにして得られた表1に示すブレージングシ
ート(No.1〜18)を洗浄、仕上焼鈍した後、非腐
食性フラックス(KAlF4 とK2 AlF5 の混合フラ
ックス)を10g/m2 塗布して、窒素ガス雰囲気で中
で、873K×3分間のろう付け加熱を行い供試材とし
た。Next, examples of the present invention (examples of the present invention) will be described in more detail together with comparative examples. Example 1 Core materials and intermediate layer materials having various alloy compositions shown in Table 1 were prepared. The core material and the intermediate layer material are combined as shown in Table 1, the intermediate layer material is combined on one side of the core material, and the brazing material made of JIS 4045 alloy is clad on both surfaces thereof (the cladding ratio is based on the total thickness). 10% per side)
did. The cladding thickness of the intermediate layer was variously changed. For the rolling material thus adjusted, soaking, hot rolling, intermediate annealing and cold rolling are performed according to a conventional method,
1.0 mm thick brazing sheet (intermediate layer thickness 2
0-200 μm, brazing material thickness 100 μm). Table 1 shows the configurations of these various brazing sheets. The thus obtained brazing sheets (No. 1 to 18) shown in Table 1 were washed and finish-annealed, and then coated with a non-corrosive flux (mixed flux of KAlF 4 and K 2 AlF 5 ) at 10 g / m 2. Then, in a nitrogen gas atmosphere, brazing and heating were performed at 873 K × 3 minutes to obtain a test material.
【0030】これらの供試材を用いてJIS5号試験片
を作製し、引張強さを測定した。また、これらの供試材
を用いてプレス成形を行った。十分な成形高さが得られ
ているかを、成形品の張出高さを測定して評価した。さ
らに、全ての供試材の片面(中間層のない側)を樹脂で
被覆し、中間層側の表面について腐食試験(CASS試
験)を実施した。試験開始後500時間および1000
時間を経過したところで供試材を取り出し、表面腐食生
成物を除去して材料の腐食状況を評価した。評価は光学
顕微鏡を用いて最大孔食部の孔食深さを焦点深度法によ
り測定した。これらの測定結果を表1に併記した。JIS No. 5 test pieces were prepared using these test materials, and the tensile strength was measured. Press molding was performed using these test materials. Whether or not a sufficient molding height was obtained was evaluated by measuring the overhang height of the molded product. Further, one surface (the side without the intermediate layer) of all the test materials was covered with a resin, and a corrosion test (CASS test) was performed on the surface on the intermediate layer side. 500 hours after start of test and 1000
After a lapse of time, the test material was taken out, the surface corrosion products were removed, and the corrosion state of the material was evaluated. For the evaluation, the pit depth of the maximum pit was measured by the depth of focus method using an optical microscope. Table 1 also shows the results of these measurements.
【0031】[0031]
【表1】 [Table 1]
【0032】表1から明らかな様に、本発明によるブレ
ージングシート(本発明例)は、従来例と比べて強度に
優れ、また比較例と比べて耐食性に優れており、材料特
性が全体的に優れていることがわかる。なお、本発明に
よるブレージングシートの成形性は、表1から明らかな
様に従来レベルを維持している。As is clear from Table 1, the brazing sheet according to the present invention (Example of the present invention) is superior in strength as compared with the conventional example, is superior in corrosion resistance as compared with the comparative example, and has overall material characteristics. It turns out that it is excellent. In addition, the moldability of the brazing sheet according to the present invention is maintained at the conventional level as is clear from Table 1.
【0033】〔実施例2〕表1に示す各種合金組成の芯
材および中間層材を用意した。これらの芯材と中間層材
を表1の如く組み合わせて、芯材の片面に中間層材を合
わせ、更にその上の両面に、JIS4045合金に更に
Snを0.1〜0.6%含有させたろう材をクラッド
(クラッド率は全板厚に対して片面あたり10%)し
た。このように合わせた圧延用の材料について、常法に
従ってソーキング、熱間圧延、中間焼鈍および冷間圧延
を行い、厚さ1.0mmのブレージングシート(中間層
の厚さ100μm、ろう材の厚さ100μm)を製造し
た。これら種々のブレージングシートの構成を表2に示
す。これら表2に示すブレージングシート(No.19
〜26)を洗浄、仕上焼鈍を施した後、実施例1と同様
のフラックスを10g/m2 塗布して、窒素ガス雰囲気
で中で、873K×3分間のろう付け加熱を行い供試材
とした。これらの供試材の片面(中間層のない側)を樹
脂で被覆し、中間層側の表面について腐食試験(CAS
S試験)を実施した。試験開始後500時間、1000
時間を経過したところで供試材を取り出し、表面腐食生
成物を除去して材料の腐食状況を評価した。評価は光学
顕微鏡を用いて最大孔食部の孔食深さを焦点深度法によ
り測定した。この測定結果を表2に併記した。Example 2 Core materials and intermediate layer materials having various alloy compositions shown in Table 1 were prepared. The core material and the intermediate layer material are combined as shown in Table 1, and the intermediate layer material is combined on one side of the core material, and further on both sides thereof, 0.1 to 0.6% of Sn is further contained in the JIS 4045 alloy. The brazing material was clad (the cladding ratio was 10% per one side with respect to the entire plate thickness). The rolling material thus combined is subjected to soaking, hot rolling, intermediate annealing, and cold rolling according to a conventional method, and is formed into a brazing sheet having a thickness of 1.0 mm (intermediate layer thickness of 100 μm, brazing material thickness). 100 μm). Table 2 shows the configurations of these various brazing sheets. The brazing sheets shown in Table 2 (No. 19)
After washing and finish annealing, the same flux as in Example 1 was applied at a rate of 10 g / m 2 , and was heated in a nitrogen gas atmosphere at 873 K × 3 minutes for brazing, thereby obtaining a test material. did. One surface of these test materials (the side without the intermediate layer) was coated with resin, and the surface on the intermediate layer side was subjected to a corrosion test (CAS
S test). 500 hours after start of test, 1000
After a lapse of time, the test material was taken out, the surface corrosion products were removed, and the corrosion state of the material was evaluated. For the evaluation, the pit depth of the maximum pit was measured by the depth of focus method using an optical microscope. The measurement results are also shown in Table 2.
【0034】[0034]
【表2】 [Table 2]
【0035】表2から明らかな様に、本発明に係わるろ
う材にSnを0.1〜0.2%含有したブレージングシ
ート(本発明例)は、Snを含有しないものより耐食性
がより向上していることがわかる(実施例1の表1参
照)。また、ろう材にSnを0.6%含有したもの(比
較例)は、かえって耐食性が劣ることがわかる。As is clear from Table 2, the brazing sheet according to the present invention containing 0.1 to 0.2% of Sn in the brazing material (Example of the present invention) has more improved corrosion resistance than the brazing sheet containing no Sn. (See Table 1 of Example 1). In addition, it can be seen that the brazing material containing 0.6% of Sn (Comparative Example) has rather poor corrosion resistance.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上詳述したごとく本発明は、Al合金
製ブレージングシートの使用上腐食環境の過酷な側の芯
材とろう材の間に、中間層を設けることによって、耐食
性を大幅に向上させることができ、従って本発明に係わ
るブレージングシートを熱交換器に使用した場合、その
熱交換器の耐食寿命を著しく向上させることが可能とな
る。また、強度、成形性の点でも問題なく、工業上顕著
な効果を奏するものである。As described in detail above, the present invention significantly improves the corrosion resistance by providing an intermediate layer between the core material and the brazing material on the harsh side of the corrosive environment in using the Al alloy brazing sheet. Therefore, when the brazing sheet according to the present invention is used for a heat exchanger, the corrosion life of the heat exchanger can be significantly improved. In addition, there is no problem in strength and moldability, and there is an industrially remarkable effect.
【図1】本発明に係わるAl合金製ブレージングシート
の断面構造を示す図であり、(a)(b)(c)(d)
は、その態様である。FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of an Al alloy brazing sheet according to the present invention, wherein (a), (b), (c), and (d).
Is the embodiment.
【図2】ドロンカップエバポレータ用の冷媒通路成形部
材を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a refrigerant passage forming member for a drone cup evaporator.
【図3】図2のB−B’線に於ける断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.
【図4】熱交換器(ドロンカップエバポレータ)の一例
を示す説明図で、その概略断面図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a heat exchanger (Drone cup evaporator), and is a schematic sectional view thereof.
1 ドロンカップエバポレータ用の冷媒通路成形部材 2 フィン 3、3, ろう材 4、4, 中間層材 5 芯材 6 犠牲材 7、7, サイドプレート 8 冷媒入口管 9 冷媒出口管 10 熱交換器(ドロンカップエバポレータ)REFERENCE SIGNS LIST 1 refrigerant forming member for drone cup evaporator 2 fin 3 , 3 , brazing material 4 , 4 , intermediate layer material 5 core material 6 sacrificial material 7 , 7 , side plate 8 refrigerant inlet pipe 9 refrigerant outlet pipe 10 heat exchanger ( Delon cup evaporator)
Claims (2)
単に%と記す)、Cu:0.1〜1.0%、Mg:0〜
1.0%、Ti:0〜0.3%を含有し、残部がAlお
よび不可避的不純物からなるAl合金芯材の片面あるい
は両面に、Mn:0.01〜2.0%、Zn:0.05
〜5.0%、Ti:0〜0.3%を含有し、更にMg:
0.05%以下、Cu:0.05%以下に規制し、残部
がAlおよび不可避的不純物からなるAl合金であっ
て、厚さが30〜150μmの中間層を設け、前記中間
層の上にAl−Si系合金ろう材を30〜150μmの
クラッド厚さで合わせたことを特徴するAl合金製ブレ
ージングシート。1. Mn: 0.5 to 2.0 mass% (hereinafter simply referred to as%), Cu: 0.1 to 1.0%, Mg: 0 to 0%
One or both sides of an Al alloy core material containing 1.0%, Ti: 0 to 0.3%, and the balance being Al and inevitable impurities, Mn: 0.01 to 2.0%, Zn: 0 .05
-5.0%, Ti: 0-0.3%, and further Mg:
0.05% or less, Cu: regulated to 0.05% or less, the balance being an Al alloy composed of Al and unavoidable impurities, provided with an intermediate layer having a thickness of 30 to 150 μm, and provided on the intermediate layer. A brazing sheet made of an Al alloy, wherein an Al-Si alloy brazing material is combined with a cladding thickness of 30 to 150 µm.
n:0.05〜0.5%を含有させたことを特徴とする
請求項1に記載のAl合金製ブレージングシート。2. The Al—Si alloy brazing material further comprises S
The Al alloy brazing sheet according to claim 1, wherein n: 0.05 to 0.5% is contained.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8318997A JPH10158769A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Brazing sheet made of aluminum alloy |
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Publications (1)
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