JPS6150139B2

JPS6150139B2 -

Info

Publication number: JPS6150139B2
Application number: JP22579882A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Baba; Teruo Uno
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1986-11-01
Also published as: JPS59116361A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ろう付け性にすぐれ、犠性陽極効果に
よる防食作用を有する熱交換器用のフイン材に適
したブレージングシートの製造法に関する。従来より、ブレージング組立てによる空冷式熱
交換器には、冷媒あるいは冷却水などの作動流体
の通路を構成する材料（板、管あるいは形材）お
よび冷却用フイン材料のいずれか一方あるいは両
方にAl―Si系やAl―Si―Mg系のろう材を皮材と
し、またアルミニウムや耐食アルミニウム合金
（Al―Mn系、Al―Mg系、Al―Mn―Mg系、Al―
Mg―Si系など）を芯材として構成するブレージ
ングシートが用いられている。しかし、この場合、厳しい腐食環境にさらされ
たとき、作動流体通路を構成する材料に空気側よ
り孔食を生じ、作動流体の洩れを生じることがあ
る。このような場合には、フイン材の芯材にSn，
Zn等を添加することにより犠性陽極効果を付与
したブレージングシートを使用すれば、作動流体
通路を構成する材料が著しく防食されることは公
知の事実である。しかしながら、Sn，Zn等の元
素をブレージングシート芯材に添加して犠性陽極
効果を与えれば、熱交換器の耐食性は改良される
もののろう付け性が著しく低下する問題がある。ここでいうろう付け性の低下とは、ろう付け加
熱時に皮材中のSiがフイン材の芯材に著しく拡散
し高温耐サグ性が著しく低下することを指す。本発明は上記従来の問題点に鑑み、Sn，Zn等
の低融点金属を用いた場合でもろう付け性にすぐ
れたブレージングシートを得ることができるもの
で、その要旨とするところは、Sn0.01〜0.09％，
Zn0.1〜１％，Mg0.05〜0.4％，Mn0.6〜1.5％，
Fe0.05〜0.5％を含み、残りAlと不純物よりなる
合金を芯材とし、Si8〜12％，Mg0.1〜2.0％を含
み、残りAlと不純物よりなる合金を皮材とする
ブレージングシートにおいて、 (1) 芯材を400〜600℃で１〜24時間鋳塊加熱処理
する工程、 (2) 熱間合せ圧延を400〜550℃で開始し、1.5〜
５mm厚にコイルアツプする工程、 (3) 熱延上り板を少なくとも70％以上の冷間圧延
を行なう工程、 (4) 冷間圧延板を有機溶剤中で脱脂し、冷間圧延
時に付着した圧延油を除去する工程、 (5) 上記冷延板を300〜450℃の温度で最終軟化す
る工程、 (6) 最終軟化した材料を15〜30％冷間圧延する工
程、を順次行なうことを特徴とするろう付け性と耐食
性にすぐれたブレージングシートの製造法であ
る。本発明において、芯材の成分中、Snはブレー
ジングシートの電位を卑にして犠性陽極効果を与
え、例えば作動流体通路を防食する効果があり、
下限未満ではその効果が十分でなく、上限を越え
るとろう付け性や圧延加工性が低下する。 ZnはSnと共存して電位を卑にして、犠性陽極
効果を与えるとともに、フインの強度、成形加工
性を改良するもので、下限未満では防食効果が不
十分であり、上限を越えるとろう付け性が低下す
る。 Mgは熱間圧延加工性や冷間圧延加工性を向上
させるもので、下限未満ではこの効果が不十分
で、上限を越えるとろう付け性が低下し、実用熱
交換器のろう付け工程において不良率が増加す
る。 Mnは強度、成形加工性、耐垂下性（耐サグ
性）等を向上させるもので、下限未満ではこの効
果が不十分であり、上限を越えると鋳造時に巨大
金属間化合物を生成して犠性陽極効果を減少させ
る。 Feは成形加工性および耐垂下性を向上させる
もので、Mnと共存した場合特にこの効果が現れ
る。下限未満ではこの効果は少なく、上限を越え
ると巨大金属間化合物を形成して、圧延加工性、
ろう付け性を低下させる。その他不純物として、0.6％までのSiの添加は
強度を向上させ耐垂下性を向上させるが、0.6％
を越えるとろう付け性や犠性陽極効果が低下す
る。 CuもSiと同じ理由で0.15％まで含んでもよい。
0.15％を越えるとろう付け性が低下する。 Cr，Zrは成形加工性や耐垂下性を向上させる
ため0.2％まで含んでもよく、0.2％を越えると巨
大金属間化合物が晶出するためろう付け性が低下
する。 Ti，Ｂは鋳塊の鋳造組織を微細化するため、
Tiは0.1％，Ｂは0.05％まで含んでもよく、各々
その上限量を越えると巨大金属間化合物を晶出す
るので好ましくない。皮材の成分中、Siは溶融温度を下げろう付けを
可能にするもので、上限を越えると塑性加工性が
低下し、下限未満ではろう付けが不可能となる。 Mgはろう付け性を改善し、フラツクスなしろ
う付けを可能にし、下限未満ではろう付け性改善
効果が不十分であり、上限を越えると圧延加工性
が低下する。つぎに本発明の製造工程について説明する。第(1)工程は鋳造時に晶出しているSn，Mgを
Mg₂Snとして固溶させ、鋳塊の加工性を改良す
る。又、Mn，Feも強制固溶させ、その後の加
工、熱処理工程で均一な微細析出物を析出させる
のに役立つ。この工程に400℃未満ではその効果
が不十分であり、600℃を越えると鋳塊が溶融し
てしまう。時間も１〜24時間の範囲内が適当であ
る。第(2)工程は熱間圧延を1.5〜５mm厚に仕上げる
ことにより熱間圧延、冷間圧延時に生ずる板端部
の耳割れの綜合除去量が少なく、圧延時の綜合歩
留率を向上せしめる。温度が400〜550℃の範囲を
外れると熱間圧延時の耳割れの程度が大きい。ま
た、圧延中、強制固溶したMg₂Sn，Mn，Fe系な
どの析出核の形成や微細析出が進行する。第(2)工程と第(3)工程との間に必要に応じて熱間
圧延終了材の軟化を行なう。軟化は300〜500℃の
程度で30分以上行なうことにより、最終板の機械
的性質や結晶粒径が安定する。第(3)工程は、熱間圧延組織を冷間圧延組織と
し、最終軟化処理により芯材を結晶粒径100μ以
上の粗大粒組織に再結晶しやすくさせる。第(4)工程は冷間圧延時に付着した圧延油を洗浄
脱脂することにより第(5)工程における最終軟化の
際に発生する板面への圧延油の焼付の程度を軽減
させ、板面の清浄化をはかるものである。本発明のようなブレージングシート冷延板を脱
脂することなく最終軟化する場合には板面に
Al₂O₃，MgO等の酸化被膜と油の焼付層が形成さ
れるが、このような表面層が薄いほど板面が活性
であり、ろう付け性が向上する。皮材のMgは軟
化時にMgOの皮膜を形成して、Mg量が極度に多
いとろう付け性を低下させる場合があるが、脱脂
により板面の油の焼付層を軽減する場合には、皮
材中のMg量が多い場合でも良好なろう付け性を
得ることが可能となる。第(5)工程は、最終軟化で300〜450℃の温度で行
なうが、300℃未満の場合には100μ以上の粗大な
再結晶粒組織が得られず、450℃を越えると、再
結晶粒界にZnやSnが析出するため最終板のろう
付け性が低下する。第(6)工程の最終冷間圧延の加工度は特に重要で
あり、15〜30％とする必要がある。15％未満の場
合には、最終製品のろう付け性が低下する。その
理由は、最終軟化温度300〜450℃に加熱した場合
には、加熱時に結晶粒界にZnやSn等の低融点金
属を析出し、最終軟化後に低加工度（15％以下）
の冷間圧延を行ないろう付け温度（約600℃）に
加熱した場合には、加工度が低いと完全に再結晶
しないため、最終軟化時に形成された結晶粒がろ
う付け温度加熱時にそのまま残留するからであ
る。そのため粒界に析出したZn，Sn等の低融点
金属がろう付け温度加熱時に溶融し、この部分よ
り皮材中のSiが芯材に急速に拡散してフインが座
屈しろう付け性が低下するのである。最終冷間加
工度が極端に低い場合（６％程度）には、強度が
著しく低下するため、フイン成形加工性が低下す
る。また、最終冷間圧延加工度が30％以上の場合
には強度が高くなるため、ルーパー加工やコルゲ
ート加工性が低下する問題がある。なお、クラツド率は片面又は両面クラツドの場
合共に片面７〜18％とする。７％未満の場合には
フイレツトの形成が長く、ろう付け性が低下し、
18％を越えると強度が低下する。つぎに実施例について述べる。実施例１芯材として下記表１に示す合金を用いた。

【表】皮材として下記表２に示す合金を用いた。

【表】上記芯材および皮材を用い表３に示す組合せに
より、以下の条件で0.16mmｔ―H14ブレージング
フイン材を製造した。皮材鋳塊を面削後に500℃で所定の厚みにまで
圧延して皮材とした。芯材と皮材を接合後に500
℃×2hr鋳塊加熱処理後、480℃で2.0mmｔに熱間
クラツド圧延し、平均昇温速度30℃/hrで380℃に
加熱し、１時間保持軟化した。その後0.21mmまで冷間圧延し、有機溶剤（トリ
クレン）中で脱旨した後に平均昇温速度30℃/hr
で380℃に加熱し、１時間保持軟化した。軟化終
了後約24％の冷間圧延を行ない0.16mmのフイン材
とした。なお、クラツド率は片面12％の両面クラ
ツドであつた。製品の諸性能を表３に示したが、皮材は芯材に
ほとんど拡散せず、耐垂下性も良好であり、ろう
付け不良率も小さく、ろう付け性にすぐれている
ことは明らかである。なお、ろう付け性は
10^-5Torrの真空下で600℃×３分加熱した場合の
皮材の芯材への拡散状況、サグ量およびテストコ
アによるろう付け不良率により評価した。ろう付け試験に用いるテストコアは、図に示す
ような形状のもので、ブレージングフイン材１を
高さ（Ｈ）22mm、フインピツチ（Ｌ）５mmにコル
ゲート加工し、幅（Ｗ）40mm、高さ（ｈ）７mm、
厚さ（ｔ）0.9mmのJIS A3003チユーブ材２とと
もに脱脂した後に鉄製の治具で固定して３×
10^-5Torrの真空中で600℃×３分の真空ろう付け
を行なつて製作したものである。ろう付け性の評
価は、ろう付け後のテストコアを切断し、チユー
ブ材にろう付けされたフイン材をシエーパーによ
り接合部を残して切除し、フイン材とチユーブ材
のろう付け状態を調査し、かつ、ろう付け部と未
ろう付け部の長さを測定し、未ろう付け部の長さ
の全ろう付け部の長さに対する百分率を求め、こ
の値の大小により評価した。ろう付不良率(%)＝未ろう付部の長さ／全ろう付部の長
さ×100

【表】

【表】実施例２芯材として表１の合金１および３、皮材として
表２の合金ＡおよびＢを使用して実施例１と同じ
方法で２mmに熱間クラツド圧延した。実施例１と
同じ条件で軟化後に0.25〜0.17mmに冷間圧延し
た。有機溶剤（トリクレン）で脱脂後に実施例１
と同じ条件で最終軟化を行ない、その後各板厚か
ら0.16mmｔにまで冷間圧延し、種々の冷間圧延加
工度をうけた0.16mmｔ―H14板を製作した。これらの板の諸性能を表４に示す。なお、クラ
ツド率は片面13％の両面クラツドである。

【表】上記表４に示すように、最終冷間加工度が15〜
30％の場合（No.3〜６およびNo.10〜13）にはサ
グ値も小さく、芯材への皮材Siの拡散も顕著でな
く、ろう付け性にもすぐれている。加工度が大きい場合（No.7，No.14）には強度
が高くなるため、フイン成形加工時のルーパー加
工やコルゲート加工性が低下し、良好な成形性が
得られない。加工度が極度に低い場合（No.1およびNo.8）
には、強度が著しく低下するため、同様に成形性
が低下する。実施例３芯材合金８、皮材合金Ａの組合せの0.14mm―
H14板を表５に示す条件で製作した。クラツド率
は片面12％の両面クラツドである。

【表】上記条件により製造した製品の諸性能を表６に
示す。

【表】上記表６から明らかなとおり、本発明条件で製
造した材料は良好なろう付け性と成形加工性を有
している。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明におけるろう付け試験のテストコ
アの斜視図である。１……ブレージングフイン材、２……チユーブ
材。

Claims

【特許請求の範囲】１ Sn0.01〜0.09％，Zn0.1〜１％，Mg0.05〜0.4
％，Mn0.6〜1.5％，Fe0.05〜0.5％を含み、残り
Alと不純物よりなる合金を芯材とし、Si8〜12
％，Mg0.1〜2.0％を含み、残りAlと不純物より
なる合金を皮材とするブレージングシートにおい
て、 (1) 芯材を400〜600℃で１〜24時間鋳塊加熱処理
する工程、 (2) 熱間合せ圧延を400〜550℃で開始し、1.5〜
５mm厚にコイルアツプする工程、 (3) 熱延上り板を少なくとも70％以上の冷間圧延
を行なう工程、 (4) 冷間圧延板を有機溶剤中で脱脂し、冷間圧延
時に付着した圧延油を除去する工程、 (5) 上記冷延板を300〜450℃の温度で最終軟化す
る工程、 (6) 最終軟化した材料を15〜30％冷間圧延する工
程、を順次行なうことを特徴とするろう付け性と耐食
性にすぐれたブレージングシートの製造法。