JPH11199958A - 熱交換器用アルミニウム合金複合材とその製造方法 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金複合材とその製造方法Info
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- JPH11199958A JPH11199958A JP1637998A JP1637998A JPH11199958A JP H11199958 A JPH11199958 A JP H11199958A JP 1637998 A JP1637998 A JP 1637998A JP 1637998 A JP1637998 A JP 1637998A JP H11199958 A JPH11199958 A JP H11199958A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム製熱交換器用のチューブ材等の
ろう材をクラッドしたアルミニウム合金複合材の生産性
を上げ、さらに耐食性も向上させること。 【解決手段】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金芯材
の片面に、Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt
％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を固着し、
他の片面にＺｎ：４〜１２wt％を含有するＡｌ−Ｚｎ系
合金犠牲材を固着してなるアルミニウム合金複合材。
ろう材をクラッドしたアルミニウム合金複合材の生産性
を上げ、さらに耐食性も向上させること。 【解決手段】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金芯材
の片面に、Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt
％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を固着し、
他の片面にＺｎ：４〜１２wt％を含有するＡｌ−Ｚｎ系
合金犠牲材を固着してなるアルミニウム合金複合材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば自動車用熱交
換器を構成するチューブ材、ヘッダープレート材、サイ
ドプレート材等のろう付加工するためのろう材を被覆し
たアルミニウム合金複合材に関するものである。
換器を構成するチューブ材、ヘッダープレート材、サイ
ドプレート材等のろう付加工するためのろう材を被覆し
たアルミニウム合金複合材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】通常、
上記熱交換器用部材は芯材の片面又は両面にろう材をク
ラッドしたブレージングシートといわれる複合材で構成
され、各部材を所定の形状に組付けて、不活性雰囲気下
においてフラックスを用いたろう付によって各部材を接
合し、熱交換器とするのが一般的である。
上記熱交換器用部材は芯材の片面又は両面にろう材をク
ラッドしたブレージングシートといわれる複合材で構成
され、各部材を所定の形状に組付けて、不活性雰囲気下
においてフラックスを用いたろう付によって各部材を接
合し、熱交換器とするのが一般的である。
【０００３】このような熱交換器では、耐久性をアップ
することを目的として上記複合材の芯材にＳｉ，Ｃｕ，
Ｍｇ等、強度アップに寄与する元素を添加するのが一般
的である。しかし、高強度化に伴い、通常のろう付温
度、例えば６００〜６１０℃で加熱保持した際に芯材が
一部溶融してしまうという問題がでてくるおそれがあ
る。そこで、この対策として、従来ろう材の中にＳｉの
他、予めＣｕを添加してろう材融点を従来より若干下げ
ることにより、芯材の融点より低い温度でろう付作業を
完了してしまうなどの工夫がされている。
することを目的として上記複合材の芯材にＳｉ，Ｃｕ，
Ｍｇ等、強度アップに寄与する元素を添加するのが一般
的である。しかし、高強度化に伴い、通常のろう付温
度、例えば６００〜６１０℃で加熱保持した際に芯材が
一部溶融してしまうという問題がでてくるおそれがあ
る。そこで、この対策として、従来ろう材の中にＳｉの
他、予めＣｕを添加してろう材融点を従来より若干下げ
ることにより、芯材の融点より低い温度でろう付作業を
完了してしまうなどの工夫がされている。
【０００４】また、外側（ろう材側）耐食性を考慮し、
ろう材にさらにＺｎを添加し芯材を防食するための電位
調整もなされている。
ろう材にさらにＺｎを添加し芯材を防食するための電位
調整もなされている。
【０００５】しかしながら、ろう材に上記検討を行った
だけでは解決しない問題がでてきたのである。即ち、こ
のようなアルミニウム合金複合材を製造する工程におい
て下記問題が発生していた。 ろう材を鋳造後、芯材
と合わせ圧延するためにろう材を予め所定板厚に熱間圧
延するが、この前工程として所定サイズにろう材鋳塊の
長手方向端部切断、及び表面面削工程が入る。しかしな
がら上記組成のろう材、即ちＳｉの他にＣｕ，Ｚｎを予
め添加したＡｌ合金ろう材では、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系化
合物が分布するために、この切断、面削に使用する設備
の刃が早期摩耗し易く、破損し易いという量産製造上の
問題が残されており、 さらに、ろう材と芯材を熱間
で合わせ圧延後、冷間で圧延中にろう材面の板巾端部近
傍からコバ割れが起こり易く、これにより歩留り低下や
耳割れによる圧延材の破断等の原因となり生産性や歩留
りが著しく低下するという問題が残されていた。
だけでは解決しない問題がでてきたのである。即ち、こ
のようなアルミニウム合金複合材を製造する工程におい
て下記問題が発生していた。 ろう材を鋳造後、芯材
と合わせ圧延するためにろう材を予め所定板厚に熱間圧
延するが、この前工程として所定サイズにろう材鋳塊の
長手方向端部切断、及び表面面削工程が入る。しかしな
がら上記組成のろう材、即ちＳｉの他にＣｕ，Ｚｎを予
め添加したＡｌ合金ろう材では、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系化
合物が分布するために、この切断、面削に使用する設備
の刃が早期摩耗し易く、破損し易いという量産製造上の
問題が残されており、 さらに、ろう材と芯材を熱間
で合わせ圧延後、冷間で圧延中にろう材面の板巾端部近
傍からコバ割れが起こり易く、これにより歩留り低下や
耳割れによる圧延材の破断等の原因となり生産性や歩留
りが著しく低下するという問題が残されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、鋭意検討を行っ
た結果、本発明によって上記問題は解決することができ
たのである。
た結果、本発明によって上記問題は解決することができ
たのである。
【０００７】即ち本発明のアルミニウム合金複合材は、
Ｍｎ：０．５〜２．０wt％（以下wt％を単に％と記
す）、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有するＡｌ−Ｍｎ−
Ｃｕ系合金芯材の片面に、Ｓｉ：７〜１２％、Ｚｎ：
０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう
材を固着し、他の片面にＺｎ：４〜１２％を含有するＡ
ｌ−Ｚｎ系合金犠牲材を固着してなることを特徴とする
ものである。
Ｍｎ：０．５〜２．０wt％（以下wt％を単に％と記
す）、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有するＡｌ−Ｍｎ−
Ｃｕ系合金芯材の片面に、Ｓｉ：７〜１２％、Ｚｎ：
０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう
材を固着し、他の片面にＺｎ：４〜１２％を含有するＡ
ｌ−Ｚｎ系合金犠牲材を固着してなることを特徴とする
ものである。
【０００８】また本発明のアルミニウム合金複合材の製
造方法の第１は、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．
３〜２．５％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を
５００〜５８０℃で均質化処理して得られる芯材の片面
に、Ｓｉ：７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０％を含有す
るＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を、他の片面にＺｎ：
４〜１２％を含有するＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材をクラッ
ド圧延することを特徴とするものである。
造方法の第１は、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．
３〜２．５％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を
５００〜５８０℃で均質化処理して得られる芯材の片面
に、Ｓｉ：７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０％を含有す
るＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を、他の片面にＺｎ：
４〜１２％を含有するＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材をクラッ
ド圧延することを特徴とするものである。
【０００９】また本発明の製造方法の第２は、Ｍｎ：
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の片面に、Ｚｎ：４〜１２％を
含有するＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材をクラッド圧延し、最
終板厚において他の片面にＳｉ：７〜１２％、Ｚｎ：
０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう
材粉末を付着することを特徴とするものである。
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の片面に、Ｚｎ：４〜１２％を
含有するＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材をクラッド圧延し、最
終板厚において他の片面にＳｉ：７〜１２％、Ｚｎ：
０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう
材粉末を付着することを特徴とするものである。
【００１０】また本発明の製造方法の第３は、Ｍｎ：
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の最終板厚において、その片面
もしくは両面にＳｉ：７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０
％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材粉末を付着
することを特徴とするものである。
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の最終板厚において、その片面
もしくは両面にＳｉ：７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０
％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材粉末を付着
することを特徴とするものである。
【００１１】さらに本発明の製造方法の第４は、Ｍｎ：
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の片面もしくは両面に、Ｓｉ：
７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｚｎ系合金ろう材をクラッド圧延することを特徴と
するものである。
０．５〜２．０％、Ｃｕ：１．３〜２．５％を含有する
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊を５００〜５８０℃で均質
化処理して得られる芯材の片面もしくは両面に、Ｓｉ：
７〜１２％、Ｚｎ：０．５〜２０％を含有するＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｚｎ系合金ろう材をクラッド圧延することを特徴と
するものである。
【００１２】先ず本発明と従来技術の大きな違いについ
て説明する。従来技術ではＡｌ−Ｓｉ系ろう材に予めＣ
ｕを添加することで、ろう付温度の５７０〜５８０℃の
低温化を可能としている。しかし、上記の通り該ろう材
中にはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系の金属間化合物が生ずるので
該ろう材の製造時の切断、面削工程の際に設備刃が破損
してしまったり、圧延時にコバ割れが発生して歩留りが
非常に悪い。よって、量産性に問題があった。
て説明する。従来技術ではＡｌ−Ｓｉ系ろう材に予めＣ
ｕを添加することで、ろう付温度の５７０〜５８０℃の
低温化を可能としている。しかし、上記の通り該ろう材
中にはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系の金属間化合物が生ずるので
該ろう材の製造時の切断、面削工程の際に設備刃が破損
してしまったり、圧延時にコバ割れが発生して歩留りが
非常に悪い。よって、量産性に問題があった。
【００１３】これに対して本発明ではろう材自身は低融
点合金を採用しない。即ちＡｌ−Ｓｉ系合金にＣｕを添
加しないので、ろう材製造時に該ろう材を切断、面削す
る際の設備刃の摩耗、破壊の問題がなくなる。さらに圧
延時、ろう材の板端部の耳割れや板切れに起因する生産
性の低下や歩留り低下の問題を解決できるものである。
点合金を採用しない。即ちＡｌ−Ｓｉ系合金にＣｕを添
加しないので、ろう材製造時に該ろう材を切断、面削す
る際の設備刃の摩耗、破壊の問題がなくなる。さらに圧
延時、ろう材の板端部の耳割れや板切れに起因する生産
性の低下や歩留り低下の問題を解決できるものである。
【００１４】さらに本発明の大きな特長は、ろう付加熱
時、芯材に添加したＣｕがろう材に拡散することによ
り、ろう材がＡｌ−Ｓｉ系からＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系とな
り、従来（Ａｌ−Ｓｉ系）よりも低い温度でろう材が溶
融開始する。即ち従来技術で達成されていたろう付温度
の低温化をも可能として、芯材に低融点合金を用いて
も、ろう付時に芯材が溶けるという心配が全くない。ま
た、ろう付作業時の炉温度が５７０〜５８０℃に低温化
されることで、エネルギーコストを下げるという相乗メ
リットがでてくる。なお、従来技術で耐久性向上のため
に通常添加される芯材中のＣｕの添加量≦１．０％では
上記メカニズムによるろう付温度の十分な低温化は困難
である。
時、芯材に添加したＣｕがろう材に拡散することによ
り、ろう材がＡｌ−Ｓｉ系からＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系とな
り、従来（Ａｌ−Ｓｉ系）よりも低い温度でろう材が溶
融開始する。即ち従来技術で達成されていたろう付温度
の低温化をも可能として、芯材に低融点合金を用いて
も、ろう付時に芯材が溶けるという心配が全くない。ま
た、ろう付作業時の炉温度が５７０〜５８０℃に低温化
されることで、エネルギーコストを下げるという相乗メ
リットがでてくる。なお、従来技術で耐久性向上のため
に通常添加される芯材中のＣｕの添加量≦１．０％では
上記メカニズムによるろう付温度の十分な低温化は困難
である。
【００１５】本発明の芯材にはＣｕを多量に添加してい
るため、これを十分に犠牲防食することを考慮しなけれ
ばならない。そこで該芯材を用いたチューブ材やヘッダ
ープレート材等の部材を組み付けた熱交換器用コアの外
部腐食対策として、ろう材にはさらにＺｎ添加を規定し
ている。またコア内部に冷却液が通る場合を考慮し、腐
食抑制の犠牲材成分を規定している。これらろう材や犠
牲材として従来技術にないＺｎ量の多い合金を規定して
いる点が本発明の特徴である。
るため、これを十分に犠牲防食することを考慮しなけれ
ばならない。そこで該芯材を用いたチューブ材やヘッダ
ープレート材等の部材を組み付けた熱交換器用コアの外
部腐食対策として、ろう材にはさらにＺｎ添加を規定し
ている。またコア内部に冷却液が通る場合を考慮し、腐
食抑制の犠牲材成分を規定している。これらろう材や犠
牲材として従来技術にないＺｎ量の多い合金を規定して
いる点が本発明の特徴である。
【００１６】このように本発明芯材にはＣｕを従来の芯
材よりも多く添加することで強度を確保している。そし
て芯材の均質化処理温度を上記のように規定することで
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系の化合物を粗大化させて粒界腐食の
起点となるような微細析出物の生成を抑制させている点
も本発明の大きな特徴である。
材よりも多く添加することで強度を確保している。そし
て芯材の均質化処理温度を上記のように規定することで
Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系の化合物を粗大化させて粒界腐食の
起点となるような微細析出物の生成を抑制させている点
も本発明の大きな特徴である。
【００１７】また本発明では芯材へのろう材固着方法を
従来のクラッド圧延方法の他に、最終板厚まで芯材を圧
延した後、あるいは芯材／犠牲材のクラッド材を圧延し
た後、使用板厚において、ろう材合金粉末をバインダー
とフラックスとの混合物として芯材に塗布する手段等に
より付着させる方法も規定している。これは本発明のろ
う材組成の中には、圧延設備でクラッド圧延する方法よ
りも合金粉末としてバインダー塗布する方法の方が特性
上に限らず操業上、コスト上、より適している組成もあ
るためである。即ち本発明ではろう材を固着させたアル
ミニウム合金複合材を安定して供給する方法も提供する
ものである。なおろう材粉末を付着する方法としてはス
プレー塗布や浸漬等の手段がある。
従来のクラッド圧延方法の他に、最終板厚まで芯材を圧
延した後、あるいは芯材／犠牲材のクラッド材を圧延し
た後、使用板厚において、ろう材合金粉末をバインダー
とフラックスとの混合物として芯材に塗布する手段等に
より付着させる方法も規定している。これは本発明のろ
う材組成の中には、圧延設備でクラッド圧延する方法よ
りも合金粉末としてバインダー塗布する方法の方が特性
上に限らず操業上、コスト上、より適している組成もあ
るためである。即ち本発明ではろう材を固着させたアル
ミニウム合金複合材を安定して供給する方法も提供する
ものである。なおろう材粉末を付着する方法としてはス
プレー塗布や浸漬等の手段がある。
【００１８】次に本発明において芯材元素を上記のよう
に規定した理由を説明する。Ｍｎ含有量を０．５〜２．
０％と規定したのは、０．５％未満では強度確保ができ
ず、２．０％を超えるとＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物が多
量に生成して製造圧延時にコバ割れを起こすおそれがで
てくるからである。望ましくは、０．９〜１．６％がよ
い。
に規定した理由を説明する。Ｍｎ含有量を０．５〜２．
０％と規定したのは、０．５％未満では強度確保ができ
ず、２．０％を超えるとＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物が多
量に生成して製造圧延時にコバ割れを起こすおそれがで
てくるからである。望ましくは、０．９〜１．６％がよ
い。
【００１９】Ｃｕ含有量を１．３〜２．５％と規定した
のは、１．３％未満ではろう付加熱時に芯材からろう材
へのＣｕ拡散量が少ないためろう材融点を下げる効果が
小さく、２．５％を超えると該芯材の圧延性が低下し、
耳割れや板切れが発生するという問題がでてくるからで
ある。望ましくは１．６〜２．２％がよい。
のは、１．３％未満ではろう付加熱時に芯材からろう材
へのＣｕ拡散量が少ないためろう材融点を下げる効果が
小さく、２．５％を超えると該芯材の圧延性が低下し、
耳割れや板切れが発生するという問題がでてくるからで
ある。望ましくは１．６〜２．２％がよい。
【００２０】なお、芯材にその他の元素としてＳｉ，Ｍ
ｇ，Ｃｒ，Ｔｉ等を添加することは特性を損なわない限
り、差し支えない。例えば、Ｓｉを０．２〜１．０％、
Ｍｇを０．０１〜０．５％の範囲で添加すれば、強度と
自己耐食性を上げる効果が期待できる。Ｃｒを０．０１
〜０．３％、Ｔｉを０．０１〜０．３％の範囲で添加す
れば、組織を微細化し、加工性を上げる効果が期待でき
る。
ｇ，Ｃｒ，Ｔｉ等を添加することは特性を損なわない限
り、差し支えない。例えば、Ｓｉを０．２〜１．０％、
Ｍｇを０．０１〜０．５％の範囲で添加すれば、強度と
自己耐食性を上げる効果が期待できる。Ｃｒを０．０１
〜０．３％、Ｔｉを０．０１〜０．３％の範囲で添加す
れば、組織を微細化し、加工性を上げる効果が期待でき
る。
【００２１】また本発明においてろう材元素を上記のよ
うに規定した理由は以下の通りである。Ｓｉ含有量を７
〜１２％としているのは、７％未満ではたとえろう材中
に本発明で規定したＺｎ量を添加し、さらに本発明で規
定した芯材中のＣｕがろう材に拡散した場合でも、６０
０℃以下でのろう付が困難となり、また１２％を超えて
もろう材の融点は下がらないばかりか、逆にろう材が芯
材を侵食する問題がでてくるためである。
うに規定した理由は以下の通りである。Ｓｉ含有量を７
〜１２％としているのは、７％未満ではたとえろう材中
に本発明で規定したＺｎ量を添加し、さらに本発明で規
定した芯材中のＣｕがろう材に拡散した場合でも、６０
０℃以下でのろう付が困難となり、また１２％を超えて
もろう材の融点は下がらないばかりか、逆にろう材が芯
材を侵食する問題がでてくるためである。
【００２２】Ｚｎを添加した理由は、芯材からのＣｕ拡
散に対する電位調整上必要であり、ろう材側の耐食性を
考慮すると、ろう材は芯材より電位が卑であることが必
要なためである。そしてＺｎ含有量を０．５〜２０％と
しているのは、０．５％未満では上記効果がなく、２０
％を超えると該ろう材を芯材にクラッド圧延した複合材
の場合には圧延性が非常に悪くなるためである。また２
０％を超えた組成では、ろう材粉末を塗布する製法を用
いても同時混合したバインダーによる均一塗布効果が損
なわれ、ろう付はできるがフィレットで部分的にＺｎが
偏析する箇所が生じて、外部腐食が促進されるおそれが
出てくる。よって上記範囲に規定する。望ましくはＺｎ
量は４〜１５％がよい。ろう材にその他元素、例えばＩ
ｎ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｅ，Ｂｉ，Ｍｇ，Ｌｉ等を微量添加
するのは特性を損なわない限り問題ない。
散に対する電位調整上必要であり、ろう材側の耐食性を
考慮すると、ろう材は芯材より電位が卑であることが必
要なためである。そしてＺｎ含有量を０．５〜２０％と
しているのは、０．５％未満では上記効果がなく、２０
％を超えると該ろう材を芯材にクラッド圧延した複合材
の場合には圧延性が非常に悪くなるためである。また２
０％を超えた組成では、ろう材粉末を塗布する製法を用
いても同時混合したバインダーによる均一塗布効果が損
なわれ、ろう付はできるがフィレットで部分的にＺｎが
偏析する箇所が生じて、外部腐食が促進されるおそれが
出てくる。よって上記範囲に規定する。望ましくはＺｎ
量は４〜１５％がよい。ろう材にその他元素、例えばＩ
ｎ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｅ，Ｂｉ，Ｍｇ，Ｌｉ等を微量添加
するのは特性を損なわない限り問題ない。
【００２３】このように、ろう材中のＳｉ量、Ｚｎ量と
芯材中のＣｕ量を本発明のように規定して初めてろう付
温度の低温化（従来の５９５〜６０５℃→５７０〜５８
０℃への低温化）が可能となる。
芯材中のＣｕ量を本発明のように規定して初めてろう付
温度の低温化（従来の５９５〜６０５℃→５７０〜５８
０℃への低温化）が可能となる。
【００２４】また本発明で犠牲材元素を上記の通り規定
した理由は以下の通りである。Ｚｎ含有量を４〜１２％
としているのは、４％未満では本発明芯材を防食する効
果が不足し、１２％を超えると犠牲材の熱間圧延性及び
芯材とのクラッド圧延性が大きく劣化するため好ましく
ないからである。望ましくは６〜９％がよい。
した理由は以下の通りである。Ｚｎ含有量を４〜１２％
としているのは、４％未満では本発明芯材を防食する効
果が不足し、１２％を超えると犠牲材の熱間圧延性及び
芯材とのクラッド圧延性が大きく劣化するため好ましく
ないからである。望ましくは６〜９％がよい。
【００２５】次に本発明の製造方法において、芯材の均
質化処理温度を５００〜５８０℃と規定した理由は以下
の通りである。従来の３００３合金や最近の高強度化を
図った合金（Ｃｕ添加量１％程度）に比べ、本発明では
多量のＣｕを芯材に添加するため、腐食環境によっては
Ｃｕ系の微細析出物による粒界腐食が懸念される。そこ
で製造法の工夫によってこの析出物を粗大化させ粒界分
布を抑制するために、芯材の均質化処理温度を５００〜
５８０℃で規定したのである。そして５００℃未満では
Ｃｕ系析出物が十分に粗大化できずに粒界に微細な化合
物として分布し続けるため、腐食問題は解決できない。
また５８０℃を超えると本発明で規定した芯材組成によ
っては組織中の晶出物が巨大化し、その後の圧延性を大
きく低下させる等製造上の問題がでる。操業上望ましく
は５２０〜５７０℃がよい。
質化処理温度を５００〜５８０℃と規定した理由は以下
の通りである。従来の３００３合金や最近の高強度化を
図った合金（Ｃｕ添加量１％程度）に比べ、本発明では
多量のＣｕを芯材に添加するため、腐食環境によっては
Ｃｕ系の微細析出物による粒界腐食が懸念される。そこ
で製造法の工夫によってこの析出物を粗大化させ粒界分
布を抑制するために、芯材の均質化処理温度を５００〜
５８０℃で規定したのである。そして５００℃未満では
Ｃｕ系析出物が十分に粗大化できずに粒界に微細な化合
物として分布し続けるため、腐食問題は解決できない。
また５８０℃を超えると本発明で規定した芯材組成によ
っては組織中の晶出物が巨大化し、その後の圧延性を大
きく低下させる等製造上の問題がでる。操業上望ましく
は５２０〜５７０℃がよい。
【００２６】なお、その他の製造条件、例えば熱間圧
延、冷間圧延、焼鈍条件は特に限定されるものではな
い。例えば、熱間圧延開始温度は通常の４４０〜５２０
℃でよく、焼鈍温度は３２０〜４００℃でよい。またろ
う材粉末を付着させるための塗布等に用いる設備は特に
限定されず、操業上、安全上問題ないものであればよ
い。さらにろう材粉末の粒径、粒度分布は特に限定しな
いが、１０〜１５０μｍの範囲内が良好な特性上一般的
である。バインダーの種類も限定せず、有機系、水溶性
いずれでもよい。フラックスも特に限定せず、ろう材よ
りも融点が低ければ問題ない。粉末、バインダー、フラ
ックスの混合方法も特に限定しない。
延、冷間圧延、焼鈍条件は特に限定されるものではな
い。例えば、熱間圧延開始温度は通常の４４０〜５２０
℃でよく、焼鈍温度は３２０〜４００℃でよい。またろ
う材粉末を付着させるための塗布等に用いる設備は特に
限定されず、操業上、安全上問題ないものであればよ
い。さらにろう材粉末の粒径、粒度分布は特に限定しな
いが、１０〜１５０μｍの範囲内が良好な特性上一般的
である。バインダーの種類も限定せず、有機系、水溶性
いずれでもよい。フラックスも特に限定せず、ろう材よ
りも融点が低ければ問題ない。粉末、バインダー、フラ
ックスの混合方法も特に限定しない。
【００２７】
【実施例】表１に示す組成の芯材、ろう材及び犠牲材の
各合金を鋳造し、それぞれ面削後５６０℃×６hrの均質
化処理を施した。その後表１に示すように本発明例 No.
１，２，９及び比較例 No.１０，１２は芯材合金の片面
にろう材合金を、他の片面に犠牲材合金を合わせ、及び
本発明例 No.６は芯材合金の両面にろう材合金を合わせ
てそれぞれクラッド圧延法により３層複合材を得た。即
ちそれぞれ熱間圧延で圧着接合した後冷間圧延し、３８
０℃×２hrの中間焼鈍後再び冷間圧延して各々板厚０．
２５mmの複合材素板を得た。なお該クラッド圧延におけ
るろう材と犠牲材の厚さについては、得られた複合材の
全厚に対するクラッド率がろう材については１０％、及
び犠牲材については１５％になるように調整した。
各合金を鋳造し、それぞれ面削後５６０℃×６hrの均質
化処理を施した。その後表１に示すように本発明例 No.
１，２，９及び比較例 No.１０，１２は芯材合金の片面
にろう材合金を、他の片面に犠牲材合金を合わせ、及び
本発明例 No.６は芯材合金の両面にろう材合金を合わせ
てそれぞれクラッド圧延法により３層複合材を得た。即
ちそれぞれ熱間圧延で圧着接合した後冷間圧延し、３８
０℃×２hrの中間焼鈍後再び冷間圧延して各々板厚０．
２５mmの複合材素板を得た。なお該クラッド圧延におけ
るろう材と犠牲材の厚さについては、得られた複合材の
全厚に対するクラッド率がろう材については１０％、及
び犠牲材については１５％になるように調整した。
【００２８】また本発明例 No.３，４，５，８及び比較
例 No.１１については芯材合金の片面に犠牲材合金を上
記と同一条件でクラッド圧延して得られた板厚０．２５
mmの複合材素板の反犠牲材側の面に、及び本発明例 No.
７は芯材合金を圧延して板厚０．２５mmの素板としその
両面に、それぞれ表１の組成のろう材合金粉末を下記の
ように塗布付着した。即ちバインダーやフラックスとし
て種々のものが考えられるが、一例として有機系バイン
ダーと非腐食性フッ化カリウム系粉末のフラックスを混
合した懸濁液にさらに各ろう材合金粉末を混合し、約２
０ｇ／ｍ2 スプレー塗布後、３００℃で焼付け乾燥して
それぞれ３層の複合材素板を製造した。
例 No.１１については芯材合金の片面に犠牲材合金を上
記と同一条件でクラッド圧延して得られた板厚０．２５
mmの複合材素板の反犠牲材側の面に、及び本発明例 No.
７は芯材合金を圧延して板厚０．２５mmの素板としその
両面に、それぞれ表１の組成のろう材合金粉末を下記の
ように塗布付着した。即ちバインダーやフラックスとし
て種々のものが考えられるが、一例として有機系バイン
ダーと非腐食性フッ化カリウム系粉末のフラックスを混
合した懸濁液にさらに各ろう材合金粉末を混合し、約２
０ｇ／ｍ2 スプレー塗布後、３００℃で焼付け乾燥して
それぞれ３層の複合材素板を製造した。
【００２９】
【表１】
【００３０】得られた複合材の素板（本発明例 No.６，
７を除く）について犠牲材側を内側にして電縫加工によ
りチューブとし、及び本発明例 No.６，７については一
方のろう材側を内側にして同じくチューブとして、コル
ゲート加工した板厚０．０８mmのフィン（JIS 3003合金
＋１．５％Ｚｎ）と組付け加工した。これをフラックス
濃度５％の懸濁液に漬けた後、熱風乾燥して５７５℃に
て３分間保持のろう付加熱を施し、１段の簡易コアを４
個作製した。
７を除く）について犠牲材側を内側にして電縫加工によ
りチューブとし、及び本発明例 No.６，７については一
方のろう材側を内側にして同じくチューブとして、コル
ゲート加工した板厚０．０８mmのフィン（JIS 3003合金
＋１．５％Ｚｎ）と組付け加工した。これをフラックス
濃度５％の懸濁液に漬けた後、熱風乾燥して５７５℃に
て３分間保持のろう付加熱を施し、１段の簡易コアを４
個作製した。
【００３１】これら簡易コア４個を用いて下記のよう
に、このうち２個でろう付接合性、１個でチューブの外
部耐食性、及び他の１個でチューブの内部耐食性を評価
してその結果を表２に示した。なお本発明例 No.１，
２，６，９及び比較例 No.１０，１２のクラッド圧延に
供したろう材については圧延性（耳割れの発生の有無）
を評価した。ろう付接合性は、チューブとフィン間の接
着率が９５％以上のものは○印、これ未満のものは×印
として評価した。チューブの外部耐食性（ろう材側）
は、各チューブについて５％ＮａＣｌ液で噴霧（温度５
０℃、湿度９５％、３hr）→湿潤（温度３０℃、湿度９
０％、１hr）→乾燥（温度５０℃、湿度３５％、４hr）
を１サイクルとする乾湿試験を６０サイクル行い、チュ
ーブ材の最大孔食深さを測定した。またチューブの内部
耐食性は、各簡易コアからチューブを取出し、管を開い
てチューブ内面の耐食性を評価した。試験条件はＣｕ2+
２ppm 、Ｃｌ- １５０ppm、ＳＯ4 2-５０ppm 、Ｆｅ3+
２０ppm の腐食液を８８℃×８hrと室温×１６hrを１サ
イクルとする３０サイクルの浸漬試験を行い、チューブ
材の最大孔食深さを測定した。
に、このうち２個でろう付接合性、１個でチューブの外
部耐食性、及び他の１個でチューブの内部耐食性を評価
してその結果を表２に示した。なお本発明例 No.１，
２，６，９及び比較例 No.１０，１２のクラッド圧延に
供したろう材については圧延性（耳割れの発生の有無）
を評価した。ろう付接合性は、チューブとフィン間の接
着率が９５％以上のものは○印、これ未満のものは×印
として評価した。チューブの外部耐食性（ろう材側）
は、各チューブについて５％ＮａＣｌ液で噴霧（温度５
０℃、湿度９５％、３hr）→湿潤（温度３０℃、湿度９
０％、１hr）→乾燥（温度５０℃、湿度３５％、４hr）
を１サイクルとする乾湿試験を６０サイクル行い、チュ
ーブ材の最大孔食深さを測定した。またチューブの内部
耐食性は、各簡易コアからチューブを取出し、管を開い
てチューブ内面の耐食性を評価した。試験条件はＣｕ2+
２ppm 、Ｃｌ- １５０ppm、ＳＯ4 2-５０ppm 、Ｆｅ3+
２０ppm の腐食液を８８℃×８hrと室温×１６hrを１サ
イクルとする３０サイクルの浸漬試験を行い、チューブ
材の最大孔食深さを測定した。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２より本発明例 No.１〜５，８，９は５
７５℃でのろう付接合は問題なく良好であり、さらに外
部及び内部耐食性も良好である。また No.６は芯材の両
面にろう材をクラッド圧延した複合材であり、 No.７は
芯材の両面にろう材を粉末塗布した複合材であるが、い
ずれもろう付性、外部耐食性ともに問題ない。
７５℃でのろう付接合は問題なく良好であり、さらに外
部及び内部耐食性も良好である。また No.６は芯材の両
面にろう材をクラッド圧延した複合材であり、 No.７は
芯材の両面にろう材を粉末塗布した複合材であるが、い
ずれもろう付性、外部耐食性ともに問題ない。
【００３４】これに対し、比較例 No.１０は芯材Ｃｕ量
が本発明の規定外のため、ろう材が５７５℃では十分に
溶融せず、うまくろう付接合できていない。またろう付
性に問題のあるコアで外部耐食性を評価した限りでは腐
食深さは浅い。しかし犠牲材が本発明の規定外のため、
内部耐食性については貫通孔を発生している。比較例 N
o.１１は芯材のＣｕ量及びろう材のＺｎ量が本発明の規
定から外れているものであるが、ろう材を粉末塗布法に
より付着させているので、Ｚｎ量が上限より多くてもろ
う付性は良好であるが、ろう材中のＺｎの局部偏析を伴
うため、外部耐食性は不良である。また芯材のＣｕ量が
上限を越えているので、例え犠牲材が本発明の規定以内
であっても内部耐食性は不良である。さらに比較例 No.
１２はろう材にＣｕを３．５％添加しているため圧延性
が非常に悪い。またＣｕ添加によりろう材の電位が芯材
に比べて貴になることから外部腐食性については貫通孔
が発生している。
が本発明の規定外のため、ろう材が５７５℃では十分に
溶融せず、うまくろう付接合できていない。またろう付
性に問題のあるコアで外部耐食性を評価した限りでは腐
食深さは浅い。しかし犠牲材が本発明の規定外のため、
内部耐食性については貫通孔を発生している。比較例 N
o.１１は芯材のＣｕ量及びろう材のＺｎ量が本発明の規
定から外れているものであるが、ろう材を粉末塗布法に
より付着させているので、Ｚｎ量が上限より多くてもろ
う付性は良好であるが、ろう材中のＺｎの局部偏析を伴
うため、外部耐食性は不良である。また芯材のＣｕ量が
上限を越えているので、例え犠牲材が本発明の規定以内
であっても内部耐食性は不良である。さらに比較例 No.
１２はろう材にＣｕを３．５％添加しているため圧延性
が非常に悪い。またＣｕ添加によりろう材の電位が芯材
に比べて貴になることから外部腐食性については貫通孔
が発生している。
【００３５】
【発明の効果】このように本発明のアルミニウム合金複
合材によれば、使用するろう材の加工性が向上するので
量産性が良好となり、しかもろう付加熱時に芯材からろ
う材へのＣｕ拡散によって低融点ろう材組成が形成され
ることで、従来に比べて低い温度でろう付作業が可能と
なるのでろう付炉のエネルギーコストが低減する。また
本発明によればろう材にＺｎを添加して芯材との電位調
整を図り、さらに芯材を十分に防食できる犠牲材をクラ
ッドしてあるので、耐食性に優れた複合材を提供するこ
とができる。
合材によれば、使用するろう材の加工性が向上するので
量産性が良好となり、しかもろう付加熱時に芯材からろ
う材へのＣｕ拡散によって低融点ろう材組成が形成され
ることで、従来に比べて低い温度でろう付作業が可能と
なるのでろう付炉のエネルギーコストが低減する。また
本発明によればろう材にＺｎを添加して芯材との電位調
整を図り、さらに芯材を十分に防食できる犠牲材をクラ
ッドしてあるので、耐食性に優れた複合材を提供するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｆ Ｃ２２Ｆ 1/04 Ｃ２２Ｆ 1/04 Ｚ // Ｂ２３Ｋ 35/22 ３１０ Ｂ２３Ｋ 35/22 ３１０Ｄ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１４ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１４ ６２７ ６２７ ６４１ ６４１Ａ ６５１ ６５１Ａ ６８２ ６８２ ６９１ ６９１Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金芯材
の片面に、Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt
％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を固着し、
他の片面にＺｎ：４〜１２wt％を含有するＡｌ−Ｚｎ系
合金犠牲材を固着してなるアルミニウム合金複合材。 - 【請求項２】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊
を５００〜５８０℃で均質化処理して得られる芯材の片
面に、Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt％を
含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を、他の片面に
Ｚｎ：４〜１２wt％を含有するＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材
をクラッド圧延することを特徴とするアルミニウム合金
複合材の製造方法。 - 【請求項３】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊
を５００〜５８０℃で均質化処理して得られる芯材の片
面に、Ｚｎ：４〜１２wt％を含有するＡｌ−Ｚｎ系合金
犠牲材をクラッド圧延し、最終板厚において他の片面に
Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt％を含有す
るＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材粉末を付着することを
特徴とするアルミニウム合金複合材の製造方法。 - 【請求項４】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊
を５００〜５８０℃で均質化処理後圧延して得られる芯
材の最終板厚において、その片面もしくは両面にＳｉ：
７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５〜２０wt％を含有するＡｌ
−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材粉末を付着することを特徴と
するアルミニウム合金複合材の製造方法。 - 【請求項５】 Ｍｎ：０．５〜２．０wt％、Ｃｕ：１．
３〜２．５wt％を含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金鋳塊
を５００〜５８０℃で均質化処理して得られる芯材の片
面もしくは両面に、Ｓｉ：７〜１２wt％、Ｚｎ：０．５
〜２０wt％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材を
クラッド圧延することを特徴とするアルミニウム合金複
合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1637998A JPH11199958A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 熱交換器用アルミニウム合金複合材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1637998A JPH11199958A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 熱交換器用アルミニウム合金複合材とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199958A true JPH11199958A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11914661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1637998A Pending JPH11199958A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 熱交換器用アルミニウム合金複合材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199958A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334387A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金接合用低温ろう材 |
| JP2007515293A (ja) * | 2003-07-18 | 2007-06-14 | コラス・アルミニウム・バルツプロドウクテ・ゲーエムベーハー | 高強度アルミニウム合金ろう付けシート |
| JP2011144447A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-07-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器 |
| JP2011148004A (ja) * | 2011-02-25 | 2011-08-04 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム合金接合用低温ろう材 |
| US8283050B2 (en) * | 2007-03-20 | 2012-10-09 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy material and aluminum alloy brazing sheet |
| WO2015146322A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ブレージングシート |
| WO2016052366A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ブレージングシート |
| WO2017163905A1 (ja) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金ブレージングシート |
| WO2017169633A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ブレージングシート |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP1637998A patent/JPH11199958A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN106164309B (zh) * | 2014-03-28 | 2019-03-01 | 株式会社神户制钢所 | 铝合金制钎焊板 |
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| EP3202933A4 (en) * | 2014-09-30 | 2018-07-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Aluminum alloy brazing sheet |
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| US20190118311A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-04-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Aluminum alloy brazing sheet |
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