JPH1180870A - 強度および耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents
強度および耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材Info
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- JPH1180870A JPH1180870A JP9259238A JP25923897A JPH1180870A JP H1180870 A JPH1180870 A JP H1180870A JP 9259238 A JP9259238 A JP 9259238A JP 25923897 A JP25923897 A JP 25923897A JP H1180870 A JPH1180870 A JP H1180870A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ろう付け後の強度および耐食性に優れた熱交
換器用アルミニウム合金クラッド材を提供する。当該ア
ルミニウム合金クラッド材は、とくに自動車用ラジエー
タのヘッダープレートとして材として好適に使用でき
る。 【解決手段】 芯材の一方の面に犠牲陽極材をクラッド
し、芯材の他方の面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッ
ドしたアルミニウム合金の３層クラッド材において、芯
材は、Ｍｎ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜0.6 ％、Ｓｉ:0.3
〜1.0 ％、Ｍｇ:0.1〜0.3 ％を含有し、残部Ａｌおよび
不純物からなるアルミニウム合金で構成され、犠牲陽極
材は、Ｍｇ:0.3〜0.6 ％、Ｚｎ:0.5〜2.5 ％、Ｓｉ:0.3
〜0.6 ％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアル
ミニウム合金で構成される。犠牲陽極材の厚さは0.05mm
以上が好ましく、ろう材中の不純物としてのＭｇは0.03
％以下の規制するのが好ましい。
換器用アルミニウム合金クラッド材を提供する。当該ア
ルミニウム合金クラッド材は、とくに自動車用ラジエー
タのヘッダープレートとして材として好適に使用でき
る。 【解決手段】 芯材の一方の面に犠牲陽極材をクラッド
し、芯材の他方の面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッ
ドしたアルミニウム合金の３層クラッド材において、芯
材は、Ｍｎ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜0.6 ％、Ｓｉ:0.3
〜1.0 ％、Ｍｇ:0.1〜0.3 ％を含有し、残部Ａｌおよび
不純物からなるアルミニウム合金で構成され、犠牲陽極
材は、Ｍｇ:0.3〜0.6 ％、Ｚｎ:0.5〜2.5 ％、Ｓｉ:0.3
〜0.6 ％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアル
ミニウム合金で構成される。犠牲陽極材の厚さは0.05mm
以上が好ましく、ろう材中の不純物としてのＭｇは0.03
％以下の規制するのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器用アルミ
ニウム合金クラッド材、とくにラジエータやヒーターコ
アなど、不活性ガス雰囲気中でフッ化物系フラックスを
用いるろう付けにより組立てられ、内側に水の流れる自
動車用アルミニウム製熱交換器のヘッダープレート材、
薄肉プレート材として好適に使用される強度および耐食
性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材に関
する。
ニウム合金クラッド材、とくにラジエータやヒーターコ
アなど、不活性ガス雰囲気中でフッ化物系フラックスを
用いるろう付けにより組立てられ、内側に水の流れる自
動車用アルミニウム製熱交換器のヘッダープレート材、
薄肉プレート材として好適に使用される強度および耐食
性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車軽量化の一環としてラジエータや
ヒータコアなど自動車用熱交換器のアルミ化が推進され
ている。従来、ラジエータのヘッダープレート材として
は、Ａｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、その片面にＡｌ−Ｓ
ｉ系ろう材をクラッドし、他の面に犠牲陽極材をクラッ
ドした全板厚1.2 〜1.6mm 程度の３層クラッド材が使用
されている。ろう付け接合は、通常、不活性ガス雰囲気
中でフッ化物系フラックスを使用して行われる。犠牲陽
極材としては、作動流体の冷却水による孔食や隙間腐食
を防止することを目的として、Ａｌ−Ｚｎ合金などが適
用される。
ヒータコアなど自動車用熱交換器のアルミ化が推進され
ている。従来、ラジエータのヘッダープレート材として
は、Ａｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、その片面にＡｌ−Ｓ
ｉ系ろう材をクラッドし、他の面に犠牲陽極材をクラッ
ドした全板厚1.2 〜1.6mm 程度の３層クラッド材が使用
されている。ろう付け接合は、通常、不活性ガス雰囲気
中でフッ化物系フラックスを使用して行われる。犠牲陽
極材としては、作動流体の冷却水による孔食や隙間腐食
を防止することを目的として、Ａｌ−Ｚｎ合金などが適
用される。
【０００３】近年、ラジエータやヒータコアなどの軽量
化がますます要望され、チューブ材の薄肉化のために、
ろう付け加熱後の強度を向上させることが重要視されて
おり、自動車の寿命延長のために、耐食性に対する要請
も強まっている。一般に、プレート用クラッド材の強度
向上のために、芯材や犠牲陽極材にＭｇやＣｕの添加が
有効であるとされており、Ｍｇ、Ｃｕを含有する種々の
クラッド材が提案されている。
化がますます要望され、チューブ材の薄肉化のために、
ろう付け加熱後の強度を向上させることが重要視されて
おり、自動車の寿命延長のために、耐食性に対する要請
も強まっている。一般に、プレート用クラッド材の強度
向上のために、芯材や犠牲陽極材にＭｇやＣｕの添加が
有効であるとされており、Ｍｇ、Ｃｕを含有する種々の
クラッド材が提案されている。
【０００４】例えば、芯材をＭｎ:0.3〜2.0 ％、Ｃｕ:
0.05 〜0.50％、Ｍｇ:0.10 〜0.80％を含有し、残部Ａ
ｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成し、犠
牲陽極材をＭｇ:0.1〜2.5 ％、0.3 〜2.0 ％を含有し、
残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成
したクラッド材（特公昭62-45301号公報) 、芯材をＭ
ｎ:0.8〜1.5 ％、Ｃｕ:0.3〜1 ％、Ｓｉ:0.6〜1.3 ％、
Ｍｇ:0.2〜0.5 ％、Ｚｒ:0.2％以下を含有し、残部Ａｌ
および不純物からなるアルミニウム合金で構成し、犠牲
陽極材をＭｇ:0.2〜0.5 ％、Ｚｎ:0.1〜0.3 ％を含有
し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で
構成し、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドした材料（特開
平1-4449号公報) が提案されている。しかしながら、こ
れらのクラッド材は、薄肉化した場合、ろう付け加熱後
の強度が必ずしも満足すべきものではない。芯材のＣｕ
含有量が多い場合には、ヘッダープレートの自然電極電
位がチューブ材の自然電極電位より貴となりチューブの
外面を防食できなくなり、また芯材のＭｇ含有量が多い
と、Ｍｇがろう付け中に拡散し、ろう材とフッ化物系フ
ラックスが反応して綿状の化合物が生成するとともに接
合不良が生じる。
0.05 〜0.50％、Ｍｇ:0.10 〜0.80％を含有し、残部Ａ
ｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成し、犠
牲陽極材をＭｇ:0.1〜2.5 ％、0.3 〜2.0 ％を含有し、
残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成
したクラッド材（特公昭62-45301号公報) 、芯材をＭ
ｎ:0.8〜1.5 ％、Ｃｕ:0.3〜1 ％、Ｓｉ:0.6〜1.3 ％、
Ｍｇ:0.2〜0.5 ％、Ｚｒ:0.2％以下を含有し、残部Ａｌ
および不純物からなるアルミニウム合金で構成し、犠牲
陽極材をＭｇ:0.2〜0.5 ％、Ｚｎ:0.1〜0.3 ％を含有
し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で
構成し、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドした材料（特開
平1-4449号公報) が提案されている。しかしながら、こ
れらのクラッド材は、薄肉化した場合、ろう付け加熱後
の強度が必ずしも満足すべきものではない。芯材のＣｕ
含有量が多い場合には、ヘッダープレートの自然電極電
位がチューブ材の自然電極電位より貴となりチューブの
外面を防食できなくなり、また芯材のＭｇ含有量が多い
と、Ｍｇがろう付け中に拡散し、ろう材とフッ化物系フ
ラックスが反応して綿状の化合物が生成するとともに接
合不良が生じる。
【０００５】芯材をＭｎ：0.3 〜2 ％、Ｃｕ:0.25 〜0.
8 ％、Ｓｉ:0.2〜1 ％、Ｍｇ:0.5％以下を含有し、残部
Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成し、
犠牲陽極材をＭｇ:1.2〜2.5 ％、Ｚｎ:0.5〜2 ％、Ｓ
ｉ:0.2〜0.8 ％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からな
るアルミニウム合金で構成し、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を設
けたクラッド材も提案されている（特開平4-193925号公
報) が、この材料においては、外側から侵入するフッ化
物系のフラックスと反応して綿状の化合物を生成し、Ｏ
リング部の気密性を低下させるという問題点がある。
8 ％、Ｓｉ:0.2〜1 ％、Ｍｇ:0.5％以下を含有し、残部
Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成し、
犠牲陽極材をＭｇ:1.2〜2.5 ％、Ｚｎ:0.5〜2 ％、Ｓ
ｉ:0.2〜0.8 ％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からな
るアルミニウム合金で構成し、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を設
けたクラッド材も提案されている（特開平4-193925号公
報) が、この材料においては、外側から侵入するフッ化
物系のフラックスと反応して綿状の化合物を生成し、Ｏ
リング部の気密性を低下させるという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム合金の３層クラッド材における問題点を解消して、そ
の特性をさらに高めることを目的として、合金成分の組
合わせと諸性能との関連について、多角的な実験、検討
を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、
ろう付け後の強度および耐食性について一層の改善を図
った熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、とくにラ
ジエータ用ヘッダープレートなどとして好適に使用する
ことができる熱交換器用アルミニウム合金クラッド材を
提供することにある。
ム合金の３層クラッド材における問題点を解消して、そ
の特性をさらに高めることを目的として、合金成分の組
合わせと諸性能との関連について、多角的な実験、検討
を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、
ろう付け後の強度および耐食性について一層の改善を図
った熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、とくにラ
ジエータ用ヘッダープレートなどとして好適に使用する
ことができる熱交換器用アルミニウム合金クラッド材を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による強度および耐食性に優れた熱交換器用
アルミニウム合金クラッド材は、芯材の一方の面に犠牲
陽極材をクラッドし、芯材の他方の面にＡｌ−Ｓｉ系の
ろう材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材のお
いて、芯材は、Ｍｎ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜0.6 ％、
Ｓｉ:0.3〜1.0％、Ｍｇ:0.1〜0.3 ％を含有し、残部ア
ルミニウムおよび不純物からなるアルミニウム合金で構
成され、犠牲陽極材は、Ｍｇ:0.3〜0.6 ％、Ｚｎ:0.5〜
2.5 ％、Ｓｉ:0.3〜0.6 ％を含有し、残部アルミニウム
および不純物からなるアルミニウム合金で構成されるこ
とを第１の特徴とし、犠牲陽極材の厚さが0.05mm以上
で、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材中の不純物のＭｇを0.03％以下
に規制したこと、およびＡｌ−Ｓｉ系ろう材の厚さが80
μm 以上であることをそれぞれ第２および第３の特徴と
する。
めの本発明による強度および耐食性に優れた熱交換器用
アルミニウム合金クラッド材は、芯材の一方の面に犠牲
陽極材をクラッドし、芯材の他方の面にＡｌ−Ｓｉ系の
ろう材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材のお
いて、芯材は、Ｍｎ:0.5〜1.5 ％、Ｃｕ:0.2〜0.6 ％、
Ｓｉ:0.3〜1.0％、Ｍｇ:0.1〜0.3 ％を含有し、残部ア
ルミニウムおよび不純物からなるアルミニウム合金で構
成され、犠牲陽極材は、Ｍｇ:0.3〜0.6 ％、Ｚｎ:0.5〜
2.5 ％、Ｓｉ:0.3〜0.6 ％を含有し、残部アルミニウム
および不純物からなるアルミニウム合金で構成されるこ
とを第１の特徴とし、犠牲陽極材の厚さが0.05mm以上
で、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材中の不純物のＭｇを0.03％以下
に規制したこと、およびＡｌ−Ｓｉ系ろう材の厚さが80
μm 以上であることをそれぞれ第２および第３の特徴と
する。
【０００８】また、犠牲陽極材が、さらにＩｎ:0.005〜
0.05％、Ｓｎ:0.01 〜0.1 ％のうちの１種または２種を
含有すること、および芯材が、さらにＴｉ:0.05 〜0.30
％、Ｚｒ:0.05 〜0.30％のうちの１種または２種を含有
することをそれぞれ第３および第４の特徴とする。
0.05％、Ｓｎ:0.01 〜0.1 ％のうちの１種または２種を
含有すること、および芯材が、さらにＴｉ:0.05 〜0.30
％、Ｚｒ:0.05 〜0.30％のうちの１種または２種を含有
することをそれぞれ第３および第４の特徴とする。
【０００９】本発明における合金成分の意義およびその
限定理由について説明すると、芯材中のＭｎは、芯材の
強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にして、犠
牲陽極材との電位差を大きくして耐食性を高めるよう機
能する。好ましい含有範囲は0.5 〜1.5 ％であり、0.5
％未満ではその効果が小さく、1.5 ％を越えて含有する
と、鋳造時に粗大な化合物が生成し、圧延加工性が害さ
れる結果、健全な板材が得難い。
限定理由について説明すると、芯材中のＭｎは、芯材の
強度を向上させるとともに、芯材の電位を貴にして、犠
牲陽極材との電位差を大きくして耐食性を高めるよう機
能する。好ましい含有範囲は0.5 〜1.5 ％であり、0.5
％未満ではその効果が小さく、1.5 ％を越えて含有する
と、鋳造時に粗大な化合物が生成し、圧延加工性が害さ
れる結果、健全な板材が得難い。
【００１０】Ｃｕは、芯材の強度を向上させるととも
に、芯材の電位を貴にし、犠牲陽極材との電位差を大き
くして、犠牲陽極効果による防食効果を向上させるよう
機能する。Ｃｕの好ましい含有量は0.2 〜0.6 ％の範囲
であり、0.2 ％未満ではその効果が小さく、0.6 ％を越
えると、融点が低下し、ろう付け時、ろうとの界面で部
分的な融解が生じ易くなる。チューブの自然電極電位よ
り貴となり、チューブの腐食が促進される場合もある。
に、芯材の電位を貴にし、犠牲陽極材との電位差を大き
くして、犠牲陽極効果による防食効果を向上させるよう
機能する。Ｃｕの好ましい含有量は0.2 〜0.6 ％の範囲
であり、0.2 ％未満ではその効果が小さく、0.6 ％を越
えると、融点が低下し、ろう付け時、ろうとの界面で部
分的な融解が生じ易くなる。チューブの自然電極電位よ
り貴となり、チューブの腐食が促進される場合もある。
【００１１】Ｓｉは、芯材中にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合
物を生成し、芯材の強度を向上させる効果を有する。ま
たＭｇと共存することによりＭｇ2 Ｓｉの微細な化合物
を形成し、一層強度を向上させる。Ｓｉの好ましい含有
範囲は0.3 〜1.0 ％であり、0.3 ％未満ではその効果が
十分でなく、1.0 ％を越えると、融点が低下して局部溶
融が生じるおそれがある。
物を生成し、芯材の強度を向上させる効果を有する。ま
たＭｇと共存することによりＭｇ2 Ｓｉの微細な化合物
を形成し、一層強度を向上させる。Ｓｉの好ましい含有
範囲は0.3 〜1.0 ％であり、0.3 ％未満ではその効果が
十分でなく、1.0 ％を越えると、融点が低下して局部溶
融が生じるおそれがある。
【００１２】Ｍｇは、芯材の強度を向上させる効果を有
する。またＳｉと共存することによりＭｇ2 Ｓｉの微細
な化合物を形成し、一層強度を向上させる。しかしなが
ら、ろう付け時にろうの表面まで拡散して、ろう付け性
を阻害する傾向があり、フッ化物系フラックスを使用す
るろう付けにおいては、Ｍｇのフッ化物が生成して外観
がわるくなるから、Ｍｇの含有範囲は0.1 〜0.3 ％とす
る。
する。またＳｉと共存することによりＭｇ2 Ｓｉの微細
な化合物を形成し、一層強度を向上させる。しかしなが
ら、ろう付け時にろうの表面まで拡散して、ろう付け性
を阻害する傾向があり、フッ化物系フラックスを使用す
るろう付けにおいては、Ｍｇのフッ化物が生成して外観
がわるくなるから、Ｍｇの含有範囲は0.1 〜0.3 ％とす
る。
【００１３】Ｔｉは、濃度の高い領域と濃度の低い領域
に分かれて凝固し、圧延により板厚方向に交互に分布し
て層状となり、Ｔｉ濃度の高い領域がＴｉ濃度の低い領
域に比べて優先的に腐食して、腐食形態を層状にする効
果があるため、芯材の耐食性を一層向上させる。Ｔｉの
好ましい含有量は0.05〜0.3 ％の範囲であり、0.05％未
満ではその効果が小さく、0.3 ％を越えると、鋳造時に
巨大な化合物が生成し、健全な板が得られなくなる。な
お、芯材中に、0.6 ％以下のＦｅ、0.3 ％以下のＺｎ、
0.3 ％以下のＣｒが含まれていても本発明の効果が損な
われることはない。また、0.05〜0.30％のＺｒの添加
は、芯材の強度向上に役立つ。
に分かれて凝固し、圧延により板厚方向に交互に分布し
て層状となり、Ｔｉ濃度の高い領域がＴｉ濃度の低い領
域に比べて優先的に腐食して、腐食形態を層状にする効
果があるため、芯材の耐食性を一層向上させる。Ｔｉの
好ましい含有量は0.05〜0.3 ％の範囲であり、0.05％未
満ではその効果が小さく、0.3 ％を越えると、鋳造時に
巨大な化合物が生成し、健全な板が得られなくなる。な
お、芯材中に、0.6 ％以下のＦｅ、0.3 ％以下のＺｎ、
0.3 ％以下のＣｒが含まれていても本発明の効果が損な
われることはない。また、0.05〜0.30％のＺｒの添加
は、芯材の強度向上に役立つ。
【００１４】犠牲陽極材中のＭｇは、犠牲陽極材の強度
の向上に寄与し、その一部はろう付け時に芯材中に拡散
し、芯材の強度向上に機能する。Ｍｇの好ましい含有量
は0.3 〜0.6 ％の範囲であり、0.3 ％未満ではその効果
が小さく、0.6 ％を越えて含有すると、外側から侵入し
てくるフッ化物系のフラックスと反応して綿状の化合物
が生成し、Ｏリング部の気密性を低下させる。
の向上に寄与し、その一部はろう付け時に芯材中に拡散
し、芯材の強度向上に機能する。Ｍｇの好ましい含有量
は0.3 〜0.6 ％の範囲であり、0.3 ％未満ではその効果
が小さく、0.6 ％を越えて含有すると、外側から侵入し
てくるフッ化物系のフラックスと反応して綿状の化合物
が生成し、Ｏリング部の気密性を低下させる。
【００１５】ＳｉはＭｇと反応してＭｇ2 Ｓｉを形成
し、犠牲陽極材の強度を高める。Ｓｉの好ましい含有範
囲は0.3 〜0.6 ％であり、0.3 ％未満ではその効果が十
分でなく、0.6 ％を越えると、Ｍｇ2 Ｓｉの形成に対し
て過剰なＳｉが固溶し、犠牲陽極材の電位を貴にすると
ともに、自己耐食性を低下させる。
し、犠牲陽極材の強度を高める。Ｓｉの好ましい含有範
囲は0.3 〜0.6 ％であり、0.3 ％未満ではその効果が十
分でなく、0.6 ％を越えると、Ｍｇ2 Ｓｉの形成に対し
て過剰なＳｉが固溶し、犠牲陽極材の電位を貴にすると
ともに、自己耐食性を低下させる。
【００１６】Ｚｎは犠牲陽極材の電位を卑にし、犠牲陽
極効果により芯材の腐食を抑制する。好ましい含有量は
0.5 〜2.5 ％の範囲であり、0.5 ％未満ではその効果が
十分でなく、2.5 ％を越えると、電位を卑にする効果が
飽和し、自己腐食が激しくなって犠牲陽極材の早期の消
耗が生じる。
極効果により芯材の腐食を抑制する。好ましい含有量は
0.5 〜2.5 ％の範囲であり、0.5 ％未満ではその効果が
十分でなく、2.5 ％を越えると、電位を卑にする効果が
飽和し、自己腐食が激しくなって犠牲陽極材の早期の消
耗が生じる。
【００１７】Ｉｎ、Ｓｎは、Ｚｎと同様、犠牲陽極材の
電位を卑にし、犠牲陽極効果により芯材の腐食を抑制す
る。好ましい含有量はＩｎ:0.005〜0.05％、Ｓｎ:0.01
〜0.1 ％の範囲であり、それぞれ下限未満ではその効果
が十分でなく、上限を越えると、電位を卑にする効果が
飽和し、自己腐食が激しくなって犠牲陽極材の早期の消
耗が生じる。なお、犠牲陽極材に0.1 ％以下のＣｕ、0.
3 ％以下のＦｅ、Ｃｒ、ＺｒおよびＭｎが含まれていて
も本発明のクラッド材の性能に影響を与えることはな
い。なお、芯材に鋳塊組織の微細化のためにＢを添加す
ることもできる。
電位を卑にし、犠牲陽極効果により芯材の腐食を抑制す
る。好ましい含有量はＩｎ:0.005〜0.05％、Ｓｎ:0.01
〜0.1 ％の範囲であり、それぞれ下限未満ではその効果
が十分でなく、上限を越えると、電位を卑にする効果が
飽和し、自己腐食が激しくなって犠牲陽極材の早期の消
耗が生じる。なお、犠牲陽極材に0.1 ％以下のＣｕ、0.
3 ％以下のＦｅ、Ｃｒ、ＺｒおよびＭｎが含まれていて
も本発明のクラッド材の性能に影響を与えることはな
い。なお、芯材に鋳塊組織の微細化のためにＢを添加す
ることもできる。
【００１８】本発明においては、ヘッダープレートの自
然電極電位がチューブ材の自然電極電位より貴とならな
いように、芯材のＣｕ含有量を制御し、芯材と犠牲陽極
材にＭｇとともにＳｉを添加し、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物の形
成により最小限のＭｇ含有量で、ろう付け後の強度向上
を図ることを特徴とするものである。
然電極電位がチューブ材の自然電極電位より貴とならな
いように、芯材のＣｕ含有量を制御し、芯材と犠牲陽極
材にＭｇとともにＳｉを添加し、Ｍｇ2 Ｓｉ化合物の形
成により最小限のＭｇ含有量で、ろう付け後の強度向上
を図ることを特徴とするものである。
【００１９】犠牲陽極材層は、芯材より電位が卑である
から、犠牲陽極材層までは比較的短期に腐食が進行す
る。犠牲陽極材の厚さは0.05mm以上の厚さが好ましく、
0.05mm未満では、犠牲陽極材の消耗がきわめて早くな
り、クラッド材全体の貫通寿命が低下する。
から、犠牲陽極材層までは比較的短期に腐食が進行す
る。犠牲陽極材の厚さは0.05mm以上の厚さが好ましく、
0.05mm未満では、犠牲陽極材の消耗がきわめて早くな
り、クラッド材全体の貫通寿命が低下する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の熱交換器用クラッド材
は、芯材、犠牲陽極材およびろう材を構成するアルミニ
ウム合金を、例えば半連続鋳造により造塊し、芯材およ
び犠牲陽極材については均質化処理したのち、犠牲陽極
材およびろう材については、それぞれ所定厚さまで熱間
圧延する。ついで、各材料を組合わせ、常法に従って、
熱間圧延によりクラッド材とし、最終的に所定厚さまで
冷間圧延した後、最終的に焼鈍を行う工程を経て製造さ
れる。
は、芯材、犠牲陽極材およびろう材を構成するアルミニ
ウム合金を、例えば半連続鋳造により造塊し、芯材およ
び犠牲陽極材については均質化処理したのち、犠牲陽極
材およびろう材については、それぞれ所定厚さまで熱間
圧延する。ついで、各材料を組合わせ、常法に従って、
熱間圧延によりクラッド材とし、最終的に所定厚さまで
冷間圧延した後、最終的に焼鈍を行う工程を経て製造さ
れる。
【００２１】本発明のクラッド材をヘッダープレートと
してラジエータを製造するには、本発明のアルミニウム
合金クラッド材を、例えばラジエータのヘッダープレー
トの形状にプレス成形し、これを溶接偏平チューブと組
合わせ、フッ化物系のフラックスを外面に塗布して、不
活性ガス雰囲気中で、例えば605 ℃で3 分間加熱し、ろ
う付け接合を行う。
してラジエータを製造するには、本発明のアルミニウム
合金クラッド材を、例えばラジエータのヘッダープレー
トの形状にプレス成形し、これを溶接偏平チューブと組
合わせ、フッ化物系のフラックスを外面に塗布して、不
活性ガス雰囲気中で、例えば605 ℃で3 分間加熱し、ろ
う付け接合を行う。
【００２２】そのために、本発明のクラッド材において
は、Ｓｉ:6〜13％を含有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラ
ッドされる。ろう材には、ろう付け性を改善するため
に、Ｂｉ:0.2％以下、Ｂｅ:0.2％以下のうちの１種また
は２種を含有させることもできる。但し、不純物として
のＭｇは0.03％以下に規制するのは好ましく、0.02％以
下の制限するのがさらに好ましい。Ｍｇ含有量が0.03％
を越えると、クラッド材の製造過程において不可避的に
行われる熱処理時にＭｇ酸化物が表面に濃縮し易く、こ
れがフラックスと反応してろう付け性が阻害される。ま
た、ろう付け時にフラックスと反応して、ろうが溶融す
るまでにフラックスを消耗させるため、ろう付け性を劣
化する。Ｍｇ含有量を0.02％以下に制限するのがさらに
好ましい。ろう材層の厚さは80μm 以上が好ましく、80
μm 未満では、ろうが溶融する前に芯材のＭｇがろう材
層に拡散し、ろう付け性を著しく低下させる。
は、Ｓｉ:6〜13％を含有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラ
ッドされる。ろう材には、ろう付け性を改善するため
に、Ｂｉ:0.2％以下、Ｂｅ:0.2％以下のうちの１種また
は２種を含有させることもできる。但し、不純物として
のＭｇは0.03％以下に規制するのは好ましく、0.02％以
下の制限するのがさらに好ましい。Ｍｇ含有量が0.03％
を越えると、クラッド材の製造過程において不可避的に
行われる熱処理時にＭｇ酸化物が表面に濃縮し易く、こ
れがフラックスと反応してろう付け性が阻害される。ま
た、ろう付け時にフラックスと反応して、ろうが溶融す
るまでにフラックスを消耗させるため、ろう付け性を劣
化する。Ｍｇ含有量を0.02％以下に制限するのがさらに
好ましい。ろう材層の厚さは80μm 以上が好ましく、80
μm 未満では、ろうが溶融する前に芯材のＭｇがろう材
層に拡散し、ろう付け性を著しく低下させる。
【００２３】
実施例１ 連続鋳造により、表１に示す組成を有する芯材用アルミ
ニウム合金、表２に示す組成を有する犠牲陽極材用アル
ミニウム合金を造塊し、均質化処理を行った。また、ろ
う材用合金として、Ｓｉ:7.8％、Ｍｇ:0.01 ％、残部Ａ
ｌおよび不純物からなる合金（Ｎｏ．１）、Ｓｉ:7.9
％、Ｍｇ:0.04 ％、残部Ａｌおよび不純物からなる合金
（Ｎｏ．２）を同様に造塊した。
ニウム合金、表２に示す組成を有する犠牲陽極材用アル
ミニウム合金を造塊し、均質化処理を行った。また、ろ
う材用合金として、Ｓｉ:7.8％、Ｍｇ:0.01 ％、残部Ａ
ｌおよび不純物からなる合金（Ｎｏ．１）、Ｓｉ:7.9
％、Ｍｇ:0.04 ％、残部Ａｌおよび不純物からなる合金
（Ｎｏ．２）を同様に造塊した。
【００２４】犠牲陽極材用合金およびろう材用合金を熱
間圧延して所定の厚さとし、芯材用合金と組合わせて熱
間クラッド圧延した。その後、冷間圧延、最終焼鈍によ
り、厚さ1.0mm の軟質板（調質Ｏ材）を作製した。
間圧延して所定の厚さとし、芯材用合金と組合わせて熱
間クラッド圧延した。その後、冷間圧延、最終焼鈍によ
り、厚さ1.0mm の軟質板（調質Ｏ材）を作製した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】クラッド板を一般的なラジエータのヘッダ
ーに模した形状にプレス加工し、溶接偏平チューブ（30
μm 厚さのA4343 合金ろう、A3003 合金芯材、40μm 厚
さのA7072 合金犠牲陽極材から構成される３層クラッド
材、全厚さ0.3mm ）と組合わせて、非腐食性のフッ化物
系フラックスを外面に5g/m2 塗布し、605 ℃の温度で、
保持時間3 分のろう付け処理を行って模擬コアを作製し
た。模擬コアに、Ｏリングを介してプラスチック製タン
クをかしめ接合し、モデルコアを作製して、該モデルコ
アについて、漏れ調査およびろう付け部の外観検査を行
い、異常が認められなかったものについては接合部の断
面を調査した。また、各クラッド材単板について、同じ
条件でろう付け加熱し、断面調査および４週間放置後の
引張強さを測定した。
ーに模した形状にプレス加工し、溶接偏平チューブ（30
μm 厚さのA4343 合金ろう、A3003 合金芯材、40μm 厚
さのA7072 合金犠牲陽極材から構成される３層クラッド
材、全厚さ0.3mm ）と組合わせて、非腐食性のフッ化物
系フラックスを外面に5g/m2 塗布し、605 ℃の温度で、
保持時間3 分のろう付け処理を行って模擬コアを作製し
た。模擬コアに、Ｏリングを介してプラスチック製タン
クをかしめ接合し、モデルコアを作製して、該モデルコ
アについて、漏れ調査およびろう付け部の外観検査を行
い、異常が認められなかったものについては接合部の断
面を調査した。また、各クラッド材単板について、同じ
条件でろう付け加熱し、断面調査および４週間放置後の
引張強さを測定した。
【００２８】ろう付けで異常が認められなかったモデル
コアについて、外面の耐食性試験としてＳＷＡＡＴ試験
を行い、外面の最大腐食深さを測定した。また、ろう付
けで異常が認められなかったクラッド単板については、
ろう付け加熱処理した犠牲陽極材面（内面）を評価面と
して、Ｃｌ- を100ppm、ＳＯ4 2 - を100ppm、ＨＣＯ3 -
を100ppm、Ｃｕ+2を10ppm 含む水溶液中において、この
水溶液を88℃に8 時間加熱し、ついで室温まで放置して
16時間放置する温度サイクルの浸漬試験を３か月間行
い、最大腐食深さを測定した。
コアについて、外面の耐食性試験としてＳＷＡＡＴ試験
を行い、外面の最大腐食深さを測定した。また、ろう付
けで異常が認められなかったクラッド単板については、
ろう付け加熱処理した犠牲陽極材面（内面）を評価面と
して、Ｃｌ- を100ppm、ＳＯ4 2 - を100ppm、ＨＣＯ3 -
を100ppm、Ｃｕ+2を10ppm 含む水溶液中において、この
水溶液を88℃に8 時間加熱し、ついで室温まで放置して
16時間放置する温度サイクルの浸漬試験を３か月間行
い、最大腐食深さを測定した。
【００２９】芯材、犠牲陽極材およびろう材の組合わ
せ、犠牲陽極材およびろう材の厚さ、漏れの有無、ろう
付け部の状況、ろう付け加熱後の引張強さ、腐食試験結
果を表３に示す。表３に示すように、本発明に従う試験
材はいずれも、ろう付け状態は良好で、ろう付け後200M
Pa以上の引張強度を示し、漏れ発生はなく、内面、外面
の最大腐食深さが0.2mm 以下の優れた耐食性を示した。
せ、犠牲陽極材およびろう材の厚さ、漏れの有無、ろう
付け部の状況、ろう付け加熱後の引張強さ、腐食試験結
果を表３に示す。表３に示すように、本発明に従う試験
材はいずれも、ろう付け状態は良好で、ろう付け後200M
Pa以上の引張強度を示し、漏れ発生はなく、内面、外面
の最大腐食深さが0.2mm 以下の優れた耐食性を示した。
【００３０】
【表３】
【００３１】比較例１ 連続鋳造により、表４に示す組成を有する芯材用アルミ
ニウム合金、表５に示す組成の犠牲陽極材用アルミニウ
ム合金、および実施例１と同じろう材用合金を造塊し、
実施例１と同一の条件により、熱間クラッド圧延、その
後冷間圧延、焼鈍処理して最終的に厚さ1.0mm の軟質ク
ラッド板（Ｏ材）を作製した。得られたクラッド材につ
いて、実施例１と同じ方法でモデルコアを作製し、該モ
デルコアおよびクラッド材単板について、実施例１と同
様の調査、試験を行った。結果を表６に示す。なお、表
４〜５において本発明の条件を外れたものには下線を付
した。
ニウム合金、表５に示す組成の犠牲陽極材用アルミニウ
ム合金、および実施例１と同じろう材用合金を造塊し、
実施例１と同一の条件により、熱間クラッド圧延、その
後冷間圧延、焼鈍処理して最終的に厚さ1.0mm の軟質ク
ラッド板（Ｏ材）を作製した。得られたクラッド材につ
いて、実施例１と同じ方法でモデルコアを作製し、該モ
デルコアおよびクラッド材単板について、実施例１と同
様の調査、試験を行った。結果を表６に示す。なお、表
４〜５において本発明の条件を外れたものには下線を付
した。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】 《表注》漏れ発生 有：リング部で漏れ発生 ろう付け状態 不良１：芯材とろう材の界面で局部融解 不良２：フィレット内部に多数のボイド発生
【００３５】表６にみられるように、試験材No.7はそれ
ぞれ芯材のＭｎ、Ｃｕ、Ｍｇの量が少ないため、ろう付
け後の強度が劣っている。試験材No.8、11はそれぞれ芯
材のＣｕ量、Ｓｉ量が多いため、芯材の融点が低下し、
ろう付け時に芯材とろう材の界面において局部的な溶融
が生じた。試験材No.10 はろう材の厚さが薄いため、ろ
うが溶融するまでに芯材のＭｇがろう材表層部まで拡散
し、フィレット中にボイドが多数生じた。試験材No.12
、20は、芯材のＭｇ量またはろう材中のＭｇ量が多い
ため、ろう付け時にフィレットに多数のボイドが生じ
た。
ぞれ芯材のＭｎ、Ｃｕ、Ｍｇの量が少ないため、ろう付
け後の強度が劣っている。試験材No.8、11はそれぞれ芯
材のＣｕ量、Ｓｉ量が多いため、芯材の融点が低下し、
ろう付け時に芯材とろう材の界面において局部的な溶融
が生じた。試験材No.10 はろう材の厚さが薄いため、ろ
うが溶融するまでに芯材のＭｇがろう材表層部まで拡散
し、フィレット中にボイドが多数生じた。試験材No.12
、20は、芯材のＭｇ量またはろう材中のＭｇ量が多い
ため、ろう付け時にフィレットに多数のボイドが生じ
た。
【００３６】試験材No.14 は犠牲陽極材中のＭｇ含有量
が多いため、フラックスと反応して綿状の化合物が生
じ、Ｏリング部との気密性が低下した結果、漏れが生じ
た。試験材No.15 は犠牲陽極材中のＳｉ含有量が多いた
め、犠牲陽極材の電位が上昇するとともに自己腐食速度
が増大し、内面の耐食性が低下した。試験材No.16 は、
犠牲陽極材のＺｎ量が少ないため、犠牲陽極効果が十分
でなく、内面の耐食性が低下した。試験材No.17 は犠牲
陽極材のＺｎ量が多過ぎるため、自己腐食速度は大き
く、犠牲陽極効果の持続時間が短くなり、内面の耐食性
が低下した。
が多いため、フラックスと反応して綿状の化合物が生
じ、Ｏリング部との気密性が低下した結果、漏れが生じ
た。試験材No.15 は犠牲陽極材中のＳｉ含有量が多いた
め、犠牲陽極材の電位が上昇するとともに自己腐食速度
が増大し、内面の耐食性が低下した。試験材No.16 は、
犠牲陽極材のＺｎ量が少ないため、犠牲陽極効果が十分
でなく、内面の耐食性が低下した。試験材No.17 は犠牲
陽極材のＺｎ量が多過ぎるため、自己腐食速度は大き
く、犠牲陽極効果の持続時間が短くなり、内面の耐食性
が低下した。
【００３７】試験材No.18 は、芯材合金がＭｇを含有し
ない3003合金であり、また犠牲陽極材がＭｇを含有しな
い7072合金であるため、ろう付け後の強度が不十分とな
る。試験材No.19 は、犠牲陽極材の厚さが小さいため、
芯材からのＣｕの拡散および犠牲陽極材から芯材へのＺ
ｎの拡散に起因して芯材および犠牲陽極材間の電位差の
低下が生じ、犠牲陽極効果が減少して犠牲陽極効果の持
続時間が短くなって内面の耐食性が劣化した。
ない3003合金であり、また犠牲陽極材がＭｇを含有しな
い7072合金であるため、ろう付け後の強度が不十分とな
る。試験材No.19 は、犠牲陽極材の厚さが小さいため、
芯材からのＣｕの拡散および犠牲陽極材から芯材へのＺ
ｎの拡散に起因して芯材および犠牲陽極材間の電位差の
低下が生じ、犠牲陽極効果が減少して犠牲陽極効果の持
続時間が短くなって内面の耐食性が劣化した。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ろう付け後の強度およ
び耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
材が提供される。このクラッド材は、とくに、自動車用
ラジエータのヘッダープレートとして好適に使用され、
タンク部品との機械的接合面で漏れが生じるという、現
在ラジエータに発生するヘッダープレートに固有の問題
点を解消することが可能となる。
び耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド
材が提供される。このクラッド材は、とくに、自動車用
ラジエータのヘッダープレートとして好適に使用され、
タンク部品との機械的接合面で漏れが生じるという、現
在ラジエータに発生するヘッダープレートに固有の問題
点を解消することが可能となる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｆ 13/00 Ｃ２３Ｆ 13/00 Ｅ Ｐ Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 芯材の一方の面に犠牲陽極材をクラッド
し、芯材の他方の面にＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッド
したアルミニウム合金クラッド材のおいて、芯材は、Ｍ
ｎ:0.5〜1.5 ％（重量％、以下同じ）、Ｃｕ:0.2〜0.6
％、Ｓｉ:0.3〜1.0 ％、Ｍｇ:0.1〜0.3 ％を含有し、残
部アルミニウムおよび不純物からなるアルミニウム合金
で構成され、犠牲陽極材は、Ｍｇ:0.3〜0.6 ％、Ｚｎ:
0.5〜2.5 ％、Ｓｉ:0.3〜0.6 ％を含有し、残部アルミ
ニウムおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成さ
れることを特徴とする強度および耐食性に優れた熱交換
器用アルミニウム合金クラッド材。 - 【請求項２】 犠牲陽極材の厚さが0.05mm以上で、Ａｌ
−Ｓｉ系ろう材中の不純物のＭｇを0.03％以下に規制し
たことを特徴とする請求項１記載の強度および耐食性に
優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 【請求項３】 Ａｌ−Ｓｉ系ろう材の厚さが80μm 以上
であることを特徴とする請求項１または２記載の強度お
よび耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッ
ド材。 - 【請求項４】 犠牲陽極材が、さらにＩｎ:0.005〜0.05
％、Ｓｎ:0.01 〜0.1 ％のうちの１種または２種を含有
することを特徴とする請求項１記載の強度および耐食性
に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。 - 【請求項５】 芯材が、さらにＴｉ:0.05 〜0.30％、Ｚ
ｒ:0.05 〜0.30％のうちの１種または２種を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の強度および耐食性に優れ
た熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9259238A JPH1180870A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 強度および耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9259238A JPH1180870A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 強度および耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180870A true JPH1180870A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17331334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9259238A Pending JPH1180870A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 強度および耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180870A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087888A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Toyo Radiator Co Ltd | 耐熱性熱交換器用ブレージングシート |
| WO2005005907A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | T.Rad Co., Ltd. | アルミニューム製熱交換器 |
| CN1305637C (zh) * | 2003-05-06 | 2007-03-21 | 三菱铝株式会社 | 热交换管 |
| WO2016093017A1 (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | 株式会社Uacj | ろう付方法 |
| EP1484571B1 (en) * | 2003-06-06 | 2018-07-25 | UACJ Corporation | Aluminium heat exchanger excellent in corrosion resistance |
| US10640852B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-05-05 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy clad material and method of manufacturing the same |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
| US11007609B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-05-18 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP9259238A patent/JPH1180870A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087888A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Toyo Radiator Co Ltd | 耐熱性熱交換器用ブレージングシート |
| CN1305637C (zh) * | 2003-05-06 | 2007-03-21 | 三菱铝株式会社 | 热交换管 |
| EP1484571B1 (en) * | 2003-06-06 | 2018-07-25 | UACJ Corporation | Aluminium heat exchanger excellent in corrosion resistance |
| WO2005005907A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | T.Rad Co., Ltd. | アルミニューム製熱交換器 |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
| WO2016093017A1 (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | 株式会社Uacj | ろう付方法 |
| US10150186B2 (en) | 2014-12-11 | 2018-12-11 | Uacj Corporation | Brazing method |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| US11007609B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-05-18 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US10640852B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-05-05 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy clad material and method of manufacturing the same |
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