JPH11140572A - 耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents
耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシートInfo
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- JPH11140572A JPH11140572A JP9307397A JP30739797A JPH11140572A JP H11140572 A JPH11140572 A JP H11140572A JP 9307397 A JP9307397 A JP 9307397A JP 30739797 A JP30739797 A JP 30739797A JP H11140572 A JPH11140572 A JP H11140572A
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Abstract
ミニウム合金ブレージングシートを提供する。 【解決手段】 Mn:0.8〜1.5%、Cu:0.1
〜0.6%、Si:0.1%以下を含有し、さらに必要
に応じて、Zr:0.05〜0.2%、Ti:0.05
〜0.2%、Mg:0.05〜0.2%、Fe:0.0
5〜0.5%の内の1種または2種以上を含有し、残り
がAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金芯材
の片面にAl−Si系あるいはAl−Si−Zn系Al
合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片面に、M
g:0.5〜2.5%、Zn:1.0〜10.0%、M
n:0.01〜0.5%、Si:0.1%以下を含有
し、さらに必要に応じてBe:0.0005〜0.01
%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成を有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなる。
Description
種構造用部材として用いる耐粒界腐食性に優れた高強度
アルミニウム合金ブレージングシート、特に自動車の熱
交換器の製造に用いる高強度アルミニウム合金ブレージ
ングシートに関するものである。
に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシー
トが開発されている。この熱交換器用アルミニウム合金
ブレージングシートは、図1および図2の断面説明図に
示されるように、芯材4の片面にAl−Si系Al合金
ろう材5をクラッドし、もう一方の片面にAl合金犠牲
陽極皮材1がクラッドされた断面構造となっている。そ
して犠牲陽極皮材1の腐食によって芯材4の腐食が抑制
されている。この従来の熱交換器用アルミニウム合金ブ
レージングシートの一例として、重量%で(以下、%は
重量%を示す)、(i)Mn:0.8〜1.3%、S
i:0.3〜1.0%、Cu:0.05〜0.7%、Z
r:0.05〜0.2%、Ti:0.05〜0.2%を
含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成の
Al合金、または、(ii)Mn:0.8〜1.3%、S
i:0.3〜1.0%、Cu:0.05〜0.7%、Z
r:0.05〜0.2%、Ti:0.05〜0.2%、
Mg:0.05〜0.3%を含有し、残りがAlおよび
不可避不純物からなる組成のAl合金を芯材4とし、こ
の芯材の片面にAl−Si系Al合金ろう材をクラッド
し、もう一方の片面に、(a)Zn:6.5〜12%、
Mg:0.5〜3%を含有し、残りがAlおよび不可避
不純物からなる組成を有するAl合金犠牲陽極皮材、
(b)Zn:6.5〜12%、Mg:0.5〜3%を含
有し、さらに、In:0.005〜0.1%、Sn:
0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなるからなる組成を
有するAl合金犠牲陽極皮材、(c)Zn:6.5〜1
2%、Mg:0.5〜3%、Mn:0.05〜1.5%
を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
を有するAl合金犠牲陽極皮材、または、(d)Zn:
6.5〜12%、Mg:0.5〜3%、Mn:0.05
〜1.5%を含有し、さらに、In:0.005〜0.
1%、Sn:0.01〜0.3%のうちの1種または2
種を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなるか
らなる組成を有するAl合金犠牲陽極皮材、をクラッド
してなるものが知られている。そしてこれらAl合金犠
牲陽極皮材に含まれるSi含有量は0.3%以下が好ま
しいとされている(特開平9−87788号公報参
照)。
0.3〜1.0%、Cu:0.05〜0.7%、Zr:
0.05〜0.2%、Ti:0.05〜0.2%を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl
合金を芯材とし、片面にAl−Si系Al合金ろう材を
クラッドし、もう一方の片面に、Mg:0.5〜2.5
%、Zn:1.0〜10.0%、Mn:0.01〜0.
5%、Si:0.1%以下を含有し、さらに、B:0.
0005〜0.01%を含有し、残りがAlおよび不可
避不純物からなる組成を有するAl合金を犠牲陽極皮材
とした耐食性およびろう付け性に優れた熱交換器用アル
ミニウム合金ブレージングシートも知られている(特開
平8−302439号公報参照)。
熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの犠牲
陽極皮材1は、図1に示されるように、粒界に沿って発
生する腐食(以下、粒界腐食という)3が発生しやす
い。犠牲陽極皮材1に粒界腐食が起こると、図1に示さ
れるように、犠牲陽極皮材1の結晶粒2は脱落し、従っ
て、粒界腐食3が起きた犠牲陽極皮材1は犠牲材として
の作用を十分に発揮することなく早く消耗する。さら
に、一般に、熱交換器用アルミニウム合金ブレージング
シートは、犠牲陽極皮材もブレージングシートの強度向
上の一役を担っているが、犠牲陽極皮材1に粒界腐食3
が起きると、犠牲陽極皮材の強度が著しく低下し、従っ
てブレージングシートの強度を著しく低下するようにな
る。
かる観点から、犠牲陽極皮材が図1に示される粒界腐食
3を起こすことなく、図2に示されるような犠牲陽極皮
材1の表面から全面に均一に腐食(以下、全面腐食とい
う)6が起きる熱交換器用アルミニウム合金ブレージン
グシートを開発すべく研究を行った結果、(イ)従来の
ブレージングシートの芯材には強度を高めるためにSi
を0.3〜1.0%程度添加しているが、ブレージング
シートの犠牲陽極皮材の粒界腐食は、芯材の成分組成、
特に芯材に含まれるSi含有量が大きく影響を及ぼし、
芯材に含まれるSi含有量は少ないほど犠牲陽極皮材の
粒界腐食は少なくなり、Si:0.1%以下(一層好ま
しくは0.05%以下)に抑制するとすると、このSi
の少ない芯材にクラッドしたブレージングシートの犠牲
陽極皮材に発生する粒界腐食は無視できる程度に極めて
少なくなる、(ロ)犠牲陽極皮材の粒界腐食は、犠牲陽
極皮材の成分組成、特に犠牲陽極皮材に含まれるSi含
有量が少ないほど犠牲陽極皮材の粒界腐食は少なくな
り、Si:0.1%以下(一層好ましくは0.05%以
下)に抑制するとすることが好ましい、という知見を得
たのである。
たものであって、(1)Mn:0.8〜1.5%、C
u:0.1〜0.6%、Si:0.1%以下を含有し、
残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl合金
芯材の片面にAl−Si系あるいはAl−Si−Zn系
Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片面
に、Mg:0.5〜2.5%、Zn:1.0〜10.0
%、Mn:0.01〜0.5%、Si:0.1%以下を
含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を
有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐粒界
腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレ
ージングシート、(2)Mn:0.8〜1.5%、C
u:0.1〜0.6%、Si:0.1%以下を含有し、
さらにZr:0.05〜0.2%、Ti:0.05〜
0.2%、Mg:0.05〜0.2%、Fe:0.05
〜0.5%の内の1種または2種以上を含有し、残りが
Alおよび不可避不純物からなる組成のAl合金芯材の
片面にAl−Si系あるいはAl−Si−Zn系Al合
金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片面に、M
g:0.5〜2.5%、Zn:1.0〜10.0%、M
n:0.01〜0.5%、Si:0.1%以下を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を有す
るAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなることを特徴
とする耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニ
ウム合金ブレージングシート。(3)Mn:0.8〜
1.5%、Cu:0.1〜0.6%、Si:0.1%以
下を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組
成のAl合金芯材の片面にAl−Si系あるいはAl−
Si−Zn系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の
他方の片面に、Mg:0.5〜2.5%、Zn:1.0
〜10.0%、Mn:0.01〜0.5%、Si:0.
1%以下を含有し、さらに、Be:0.0005〜0.
01%を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてな
る耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム
合金ブレージングシート、(4)Mn:0.8〜1.5
%、Cu:0.1〜0.6%、Si:0.1%以下を含
有し、さらに、Zr:0.05〜0.2%、Ti:0.
05〜0.2%、Mg:0.05〜0.2%、Fe:
0.05〜0.5%の内の1種または2種以上を含有
し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成のAl
合金芯材の片面にAl−Si系あるいはAl−Si−Z
n系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他方の片
面に、Mg:0.5〜2.5%、Zn:1.0〜10.
0%、Mn:0.01〜0.5%、Si:0.1%以下
を含有し、さらに、Be:0.0005〜0.01%を
含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成を
有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなる耐粒界
腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレ
ージングシート、に特徴を有するものである。
ルミニウム合金ブレージングシートは熱交換器の構造部
材として用いるのが好ましく、特に自動車の熱交換器を
製造するための高強度アルミニウム合金ブレージングシ
ートとして用いるのが好ましい。次に、この発明の耐粒
界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブ
レージングシートの成分組成を上述のごとく限定した理
由を述べる。
う付け後の強度を向上させ、芯材に含まれる不純物Si
と化合物を形成して犠牲陽極皮材への拡散を抑制し、粒
界腐食を抑える作用を有するが、その含有量が0.8%
未満では所望の効果が得られず、一方、1.5%を越え
て含有すると圧延などの加工性が低下するところから、
芯材に含まれるMn量は0.8〜1.5%に定めた。M
nの含有量の一層好ましい範囲は1〜1.3%である。
の粒界腐食は、ブレージングシートの芯材に含まれるS
i含有量が大きく影響を及ぼし、芯材に含まれるSi含
有量は少ないほど好ましいが芯材に含まれるSi含有量
が0.1%を越えて含有すると、犠牲陽極皮材に発生す
る粒界腐食が増加し、犠牲陽極皮材の結晶粒が脱落して
犠牲陽極皮材の寿命が短くなると共に、ブレージングシ
ートの強度が低下するので好ましくない。従って、芯材
に含まれるSi含有量は0.1%以下に定めた。芯材に
含まれるSi含有量の一層好ましい範囲は0.05%以
下であり、芯材に含まれるSi含有量は0%であること
が最も好ましい。
向上させるとともに、芯材の電位を貴にして犠牲陽極皮
材だけでなくろう材側の耐孔食性も向上させるが、その
含有量が0.1%未満では所望の効果が得られず、一
方、0.6%を越えて含有すると腐食速度が速くなり過
ぎるところから、芯材に含まれるCu量は0.1〜0.
6%に定めた。Cuの含有量の一層好ましい範囲は0.
3〜0.5%である。
いずれも金属間化合物として晶出または析出してろう付
け後の強度を向上させる作用を有するので、必要に応じ
てZr、Ti、MgおよびFeの内の1種または2種以
上を添加するが、Zr:0.05%未満、Ti:0.0
5%未満、Mg:0.05%未満、Fe:0.05%未
満では所望の効果が得られず、一方、Zr:0.2%を
越え、Ti:0.2%を越えて含有すると圧延などの加
工性が低下するので好ましくなく、Mg:0.2%を越
えて含有するとろう付け性が低下するので好ましくな
く、Fe:0.5%を越えて含有すると腐食速度が速く
なるので好ましくない。従って、Zr、Ti、Mg、F
eの含有量は、それぞれZr:0.05〜0.2%、T
i:0.05〜0.2%、Mg:0.05〜0.2%、
Fe:0.05〜0.5%の範囲内に定めた。
を向上させるとともにZnとMgZn2 化合物を形成し
て強度を向上させる作用であるが、その含有量が0.5
%未満では所望の効果が得られず、一方、2.5%を越
えると加工性が低下するので好ましくない。したがっ
て、犠牲陽極皮材中のMgの含有量は0.5〜2.5%
に定めた。Mgの含有量の一層好ましい範囲は1〜1.
7%である。
にして、犠牲陽極皮材表面から芯材へ防食上有効な電位
分布を形成し、耐孔食性を向上させ、さらに、MgZn
2 を分散析出させて強度を著しく向上させる作用がある
が、その含有量が1.0%未満では所望の効果が得られ
ず、一方、10.0%を越えて含有すると加工性が低下
し、自己腐食速度が速くなり過ぎるので好ましくない。
したがって、Zn:1.0〜10.0%に定めた。Zn
の含有量の一層好ましい範囲は3〜8%である。
ら拡散流入するSiとAl−Mn−Si系化合物を形成
して犠牲陽極皮材の粒界腐食を抑制する作用があるが、
その含有量が0.01%未満では所望の効果が得られ
ず、一方、0.5%を越えて含有すると加工性が低下す
るので好ましくない。したがって、Mn:0.01〜
0.5%に定めた。Mnの含有量の一層好ましい範囲は
0.1〜0.3%である。
−Mn−Si系化合物を形成して犠牲陽極皮材の粒界腐
食を抑制する作用があるが、その含有量が0.1%を越
えて含有すると粒界腐食の発生を抑えることができなく
なるので好ましくない。したがって、Siの含有量は
0.1%以下に定めた。犠牲陽極皮材に含まれるSi含
有量の一層好ましい範囲は0.05%以下であり、Si
含有量は0%であることが最も好ましい。
を抑制して犠牲陽極皮材の作用を一層効果的なものと
し、Mgとフラックスの反応を抑制してろう付け性を向
上させる作用があるので必要に応じて添加するが、その
含有量が0.0005%未満では所望の効果が得られ
ず、一方、0.01%を越えて含有しても一層の効果が
得られないところから、B:0.0005〜0.01%
に定めた。
ングシートで使用するAl−Si系Al合金ろう材は通
常のAl−Si系Al合金ろう材またはAl−Si−Z
n系Al合金ろう材であればよく、特に限定されるもの
ではないが、ろう材中に含まれるSiはろう材の融点を
下げると共に流動性を付与する成分であり、その含有量
が5%未満では所望の効果が得られず、一方、15%を
越えて含有するとかえって流動性が低下するので好まし
くない。したがって、Al−Si系Al合金ろう材また
はAl−Si−Zn系Al合金ろう材中のSiの含有量
を5〜15%に定めた。Al−Si系Al合金ろう材ま
たはAl−Si−Zn系Al合金ろう材中のSiの含有
量の一層好ましい範囲は7〜11%である。また、この
発明の熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージング
シートで使用するAl−Si−Zn系系Al合金ろう材
中に含まれるZn含有量は0.5〜5%であることが好
ましい。
合金を溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このイン
ゴットを通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、
厚さ:160mmの熱延板とし、芯材a〜vを作製し
た。
溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴット
を通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ:
20mmの熱延板とし、犠牲陽極皮材A〜Kを作製し
た。
溶解し、鋳造してインゴットを製造し、このインゴット
を通常の条件で均質化処理後、熱間圧延を行い、厚さ:
20mmの熱延板とし、ろう材ア〜エを作製した。
表3に示す成分組成の犠牲陽極皮材A〜K、および表4
に示す成分組成のろう材イ〜エを表5〜表8に示す組み
合わせで重ね合わせ、熱間圧延によりクラッドし、続い
て適宜中間焼鈍を行いながら冷間圧延を行って板厚:
0.22mm、調質H14(最終冷間圧延率:33%)
の本発明熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージン
グシート(以下、本発明ブレージングシートという)1
〜21および従来熱交換器用高強度アルミニウム合金ブ
レージングシート(以下、従来ブレージングシートとい
う)を作製した。
ージングシート1〜21および従来高強度アルミニウム
合金ブレージングシートについて下記の腐食試験および
ろう付け後の引張り試験を行い、耐食性およびろう付け
後強度の評価を行った。
ろう付けを施すことを想定して、本発明ブレージングシ
ート1〜18および従来ブレージングシートの試験片を
高純度窒素雰囲気中で、600℃に3分間保持の熱処理
を行った後、Cu2+を10ppm添加した50℃の水道
水中に30日間に浸漬し、試験後の最大孔食深さを測定
し、さらに試験後の試験片の断面を金属顕微鏡にて観察
し、腐食形態(全面腐食または粒界腐食)の観察結果を
表5〜表8に示した。
トにろう付けを施すことを想定して、本発明ブレージン
グシート1〜21および従来ブレージングシートの試験
片を高純度窒素雰囲気中で、600℃に3分間保持の熱
処理を行った後、引張り試験を実施し、その結果を表5
および表6に示した。
差を調べるために、ブレージングシートにろう付けを施
すことを想定して、本発明ブレージングシート1〜21
および従来ブレージングシートの試験片を高純度窒素雰
囲気中で、600℃に3分間保持の熱処理を行った後、
Cu2+を10ppm添加した50℃の水道水中に5日間
に浸漬の腐食試験を行い、この腐食試験した本発明ブレ
ージングシート1〜21および従来ブレージングシート
の試験片について引張り試験を行い、その結果を表5〜
表8に示した。
ブレージングシート1〜21の腐食形態がいずれも全面
腐食であるのに対し従来ブレージングシートは粒界腐食
であり、さらに本発明ブレージングシート1〜21は従
来ブレージングシートに比べて最大孔食深さが格段に小
さく、腐食試験後の引張強さが格段に大きいところか
ら、本発明ブレージングシート1〜21は従来ブレージ
ングシートに比べて耐粒界腐食性およびろう付け後の強
度が優れていることが分かる。上述のように、この発明
の熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシー
トは、耐粒界腐食性およびろう付け後強度が共に優れ、
産業の発展に大いに貢献し得るものである。
グシートの腐食形態を説明するための断面説明図であ
る。
グシートの腐食形態を説明するための断面説明図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、 Mn:0.8〜1.5%、 Cu:0.1〜0.6%、 Si:0.1%以下、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
のAl合金芯材の片面にAl−Si系あるいはAl−S
i−Zn系Al合金ろう材をクラッドし、前記芯材の他
方の片面に、重量%で、 Mg:0.5〜2.5%、 Zn:1.0〜10.0%、 Mn:0.01〜0.5%、 Si:0.1%以下、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
を有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなること
を特徴とする耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度ア
ルミニウム合金ブレージングシート。 - 【請求項2】 重量%で、 Mn:0.8〜1.5%、 Cu:0.1〜0.6%、 Si:0.1%以下、 を含有し、さらに Zr:0.05〜0.2%、 Ti:0.05〜0.2%、 Mg:0.05〜0.2%、 Fe:0.05〜0.5%、 の内の1種または2種以上を含有し、残りがAlおよび
不可避不純物からなる組成のAl合金芯材の片面にAl
−Si系あるいはAl−Si−Zn系Al合金ろう材を
クラッドし、前記芯材の他方の片面に、重量%で、 Mg:0.5〜2.5%、 Zn:1.0〜10.0%、 Mn:0.01〜0.5%、 Si:0.1%以下、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
を有するAl合金犠牲陽極皮材をクラッドしてなること
を特徴とする耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度ア
ルミニウム合金ブレージングシート。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のAl合金犠牲陽
極皮材は、重量%で、 Mg:0.5〜2.5%、 Zn:1.0〜10.0%、 Mn:0.01〜0.5%、 Si:0.1%以下、 を含有し、さらに、 Be:0.0005〜0.01%、 を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からなる組成
を有するAl合金犠牲陽極皮材であることを特徴とする
耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合
金ブレージングシート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307397A JPH11140572A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307397A JPH11140572A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11140572A true JPH11140572A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17968567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9307397A Pending JPH11140572A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11140572A (ja) |
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KR20010045819A (ko) * | 1999-11-08 | 2001-06-05 | 신영주 | 알루미늄 브레이징 시트 |
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1997
- 1997-11-10 JP JP9307397A patent/JPH11140572A/ja active Pending
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