JPS6240412B2 - - Google Patents
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- JPS6240412B2 JPS6240412B2 JP6968979A JP6968979A JPS6240412B2 JP S6240412 B2 JPS6240412 B2 JP S6240412B2 JP 6968979 A JP6968979 A JP 6968979A JP 6968979 A JP6968979 A JP 6968979A JP S6240412 B2 JPS6240412 B2 JP S6240412B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/286—Al as the principal constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
本発明は優れたブレージング特性と高い強度を
有する４層クラツドからなる真空ブレージングシ
ートに関するものである。 一般に自動車用の熱交換器としてラジエータ
ー、ヒーター、クーラーコンデンサー、クーラー
エバポレーター及びエンジンオイルクーラーなど
が知られており、これらの１部はすでにアルミ化
されている。 又アルミ熱交換器の接合には従来からフラツク
スを用いるブレージング法が実施されていたが、
フラツクスが高価なこと、フラツクスが原因で派
生する公害の問題などから最近ではフラツクスを
用いない真空ブレージング法が多く採用されつゝ
ある。 上記の熱交換器のアルミニウム素材として用い
られているアルミニウム合金は純アルミ系
（AA1000番台）、Al−Mn系（AA3000番台）、Al
−Mg−Si系（AA6000番台）、Al−Zn−Mg系
（AA7000番台）のうち融点が600℃以上のもので
あり、又ろう材としては融点が600℃以下のAl−
Si系（AA4000番台）が主として用いられてい
る。 特に上記のうちAl−Zn−Mg系はブレージング
後、放冷することにより容易に焼入れができ、自
然時効によつて強度が高くなるので熱交換器のサ
イドブラケツト材（自動車本体に熱交換器を取付
ける部材）のように強度が必要とされる部品とし
てしばしば用いられている。 しかしAl−Zn−Mg合金を真空ブレージングプ
ロセスに適用すると蒸気圧の高いZnとMgが蒸発
するばかりでなく、ろう材中のSiがMgと結合す
るため、ろう材の拡散が起り、満足すべき接合の
得られないことがある。 特にサイドブラケツト材は片面にAl−Si−Mg
系のろう材をクラツドしたいわゆる片面ブレージ
ングとして用いることが多いので、このような材
料構成のときには芯材へのろう材の拡散が一層著
しく起り易い。 これらろう材の拡散を防ぐ手段としてろう材と
芯材との間に純アルミ系あるいはAl−Mn系の合
金をインサートクラツドする方法が考えられる
が、このクラツド層をあまり厚くすると、強度の
低下するおそれがあるのみならず、この場合でも
ろう材が裏面にまわりそこから芯材に拡散し良好
な接合部の得られないことがしばしばみられる。 本発明はかゝる事態に鑑み、その対策について
種々研究の結果、芯材にろう材をクラツドした真
空ブレージングシートにおいて、ろう材と芯材と
の間にろう材の芯材への拡散を防止するための拡
散防止層を設けると共にろう材のクラツドされて
いない芯材の裏面にもろう材の芯材への拡散を防
止するための拡散防止層を設け、かつそれらのク
ラツド比を適切な範囲に規定することによりろう
付性向上ならびに強度を著しく低下させずに、し
かも芯材からのZnとMgの蒸発を防止する４層の
真空ブレージング用ブレージングシートを開発し
たものである。 即ち本発明はZn4〜7wt％、Mg0.5〜2wt％、
Mn1.0wt％以下、Cr0.3wt％以下、Zr0.3wt％（但
しMn、Cr、Zrはいずれか１種ないしは２種以上
含まれていればよい）、その他通常の不純物と残
部アルミニウムからなるアルミニウム合金を芯材
とし片方の面には拡散防止層のａ層として純アル
ミニウムまたはMn1.5wt％以下、その他通常の不
純物と残部アルミニウムからなるアルミニウム合
金をクラツドし、その上にAl−Si−Mg系からな
る通常の真空ブレージング用アルミニウム合金ろ
う材をクラツドし、他方の面には拡散防止層のｂ
層として上記ａ層と同様の純アルミニウムまたは
アルミニウム合金（ａ層とｂ層とは同種の組合せ
でも異種の組合せであつてもよい）をクラツドし
た４層からなり、かつ全板厚に対するａ層のクラ
ツド比を10〜15％、ｂ層のクラツド比を３〜10％
の範囲にし、更にａ層とｂ層を合計したクラツド
比を13〜20％の範囲にした高強度アルミニウム真
空ブレージングシートに係わるものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明の真空プレージングシートは強度の点か
ら通常1.0〜2.0mmの板厚で、調質はＯ材とし簡単
な成形加工を行い熱交換器本体（コア）と治具で
固定し真空ブレージングを行う。 本発明における芯材としてのAl−Zn−Mg系合
金は600℃の真空ブレージング後、放冷で容易に
焼入れができ、その後の室温放置で自然時効し強
度が高くなることに特徴があるが、ブレージング
に用いるAl−Zn−Mg系合金は融点が少くとも
600℃以上でなければならずその組成はZn4〜7wt
％およびMg0.5〜2wt％を含み、Mn1.0wt％以
下、Cr0.3wt％以下およびZr0.30wt％以下よりな
る群より選ばれた１種または２種以上と通常の不
純物および残部アルミニウムからなる成分範囲に
限定される。換言すればブレージングに用いる芯
材の合金としてはこれをAA規格の番号で表わす
と第１表のものになる。
有する４層クラツドからなる真空ブレージングシ
ートに関するものである。 一般に自動車用の熱交換器としてラジエータ
ー、ヒーター、クーラーコンデンサー、クーラー
エバポレーター及びエンジンオイルクーラーなど
が知られており、これらの１部はすでにアルミ化
されている。 又アルミ熱交換器の接合には従来からフラツク
スを用いるブレージング法が実施されていたが、
フラツクスが高価なこと、フラツクスが原因で派
生する公害の問題などから最近ではフラツクスを
用いない真空ブレージング法が多く採用されつゝ
ある。 上記の熱交換器のアルミニウム素材として用い
られているアルミニウム合金は純アルミ系
（AA1000番台）、Al−Mn系（AA3000番台）、Al
−Mg−Si系（AA6000番台）、Al−Zn−Mg系
（AA7000番台）のうち融点が600℃以上のもので
あり、又ろう材としては融点が600℃以下のAl−
Si系（AA4000番台）が主として用いられてい
る。 特に上記のうちAl−Zn−Mg系はブレージング
後、放冷することにより容易に焼入れができ、自
然時効によつて強度が高くなるので熱交換器のサ
イドブラケツト材（自動車本体に熱交換器を取付
ける部材）のように強度が必要とされる部品とし
てしばしば用いられている。 しかしAl−Zn−Mg合金を真空ブレージングプ
ロセスに適用すると蒸気圧の高いZnとMgが蒸発
するばかりでなく、ろう材中のSiがMgと結合す
るため、ろう材の拡散が起り、満足すべき接合の
得られないことがある。 特にサイドブラケツト材は片面にAl−Si−Mg
系のろう材をクラツドしたいわゆる片面ブレージ
ングとして用いることが多いので、このような材
料構成のときには芯材へのろう材の拡散が一層著
しく起り易い。 これらろう材の拡散を防ぐ手段としてろう材と
芯材との間に純アルミ系あるいはAl−Mn系の合
金をインサートクラツドする方法が考えられる
が、このクラツド層をあまり厚くすると、強度の
低下するおそれがあるのみならず、この場合でも
ろう材が裏面にまわりそこから芯材に拡散し良好
な接合部の得られないことがしばしばみられる。 本発明はかゝる事態に鑑み、その対策について
種々研究の結果、芯材にろう材をクラツドした真
空ブレージングシートにおいて、ろう材と芯材と
の間にろう材の芯材への拡散を防止するための拡
散防止層を設けると共にろう材のクラツドされて
いない芯材の裏面にもろう材の芯材への拡散を防
止するための拡散防止層を設け、かつそれらのク
ラツド比を適切な範囲に規定することによりろう
付性向上ならびに強度を著しく低下させずに、し
かも芯材からのZnとMgの蒸発を防止する４層の
真空ブレージング用ブレージングシートを開発し
たものである。 即ち本発明はZn4〜7wt％、Mg0.5〜2wt％、
Mn1.0wt％以下、Cr0.3wt％以下、Zr0.3wt％（但
しMn、Cr、Zrはいずれか１種ないしは２種以上
含まれていればよい）、その他通常の不純物と残
部アルミニウムからなるアルミニウム合金を芯材
とし片方の面には拡散防止層のａ層として純アル
ミニウムまたはMn1.5wt％以下、その他通常の不
純物と残部アルミニウムからなるアルミニウム合
金をクラツドし、その上にAl−Si−Mg系からな
る通常の真空ブレージング用アルミニウム合金ろ
う材をクラツドし、他方の面には拡散防止層のｂ
層として上記ａ層と同様の純アルミニウムまたは
アルミニウム合金（ａ層とｂ層とは同種の組合せ
でも異種の組合せであつてもよい）をクラツドし
た４層からなり、かつ全板厚に対するａ層のクラ
ツド比を10〜15％、ｂ層のクラツド比を３〜10％
の範囲にし、更にａ層とｂ層を合計したクラツド
比を13〜20％の範囲にした高強度アルミニウム真
空ブレージングシートに係わるものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明の真空プレージングシートは強度の点か
ら通常1.0〜2.0mmの板厚で、調質はＯ材とし簡単
な成形加工を行い熱交換器本体（コア）と治具で
固定し真空ブレージングを行う。 本発明における芯材としてのAl−Zn−Mg系合
金は600℃の真空ブレージング後、放冷で容易に
焼入れができ、その後の室温放置で自然時効し強
度が高くなることに特徴があるが、ブレージング
に用いるAl−Zn−Mg系合金は融点が少くとも
600℃以上でなければならずその組成はZn4〜7wt
％およびMg0.5〜2wt％を含み、Mn1.0wt％以
下、Cr0.3wt％以下およびZr0.30wt％以下よりな
る群より選ばれた１種または２種以上と通常の不
純物および残部アルミニウムからなる成分範囲に
限定される。換言すればブレージングに用いる芯
材の合金としてはこれをAA規格の番号で表わす
と第１表のものになる。
【表】
これらの合金はいずれも融点が600℃以上でか
つ真空ブレージング後、空冷して１ケ月後の引張
強さは35Kg／mm2以上である（以後この強度をT4
と称する）。 この合金の主要添加元素であるZnとMgは蒸気
圧が高く真空ブレージングに適用される圧力約
10-5Torrでは約300℃から蒸発し、これが炉の壁
に付着し汚染することになる。 又これと同時にろう材の主要添加元素であるSi
がAl−Zn−Mg系合金に拡散するとMgと結合し
てAl−Mg2Siの三元共晶（融点555℃）を粒界に
生成し、その近傍が半溶融状態となりSiの拡散が
益々促進されることになる。Siの拡散が大きけれ
ば接合部にろう材が溜まらずフイレツトが形成さ
れないことになる。 又この系の合金のようにMg添加量が多いと拡
散と蒸発が同時に起るため表面に凹凸ができ、エ
ロージヨンを受けた状態になるので外観上好まし
くない。 上述のろう材におけるSiの芯材への拡散を防ぐ
ために拡散防止層を設けるのが本発明の特徴であ
るが、その合金組成としては上記の説明からMg
を含まない純アルミ系（AA1000番）か、Al−
Mn系（AA3000番）に限られる。そこでこれらの
代表的合金はこれをAA規格の番号で表わすと第
２表に示すものになる。
つ真空ブレージング後、空冷して１ケ月後の引張
強さは35Kg／mm2以上である（以後この強度をT4
と称する）。 この合金の主要添加元素であるZnとMgは蒸気
圧が高く真空ブレージングに適用される圧力約
10-5Torrでは約300℃から蒸発し、これが炉の壁
に付着し汚染することになる。 又これと同時にろう材の主要添加元素であるSi
がAl−Zn−Mg系合金に拡散するとMgと結合し
てAl−Mg2Siの三元共晶（融点555℃）を粒界に
生成し、その近傍が半溶融状態となりSiの拡散が
益々促進されることになる。Siの拡散が大きけれ
ば接合部にろう材が溜まらずフイレツトが形成さ
れないことになる。 又この系の合金のようにMg添加量が多いと拡
散と蒸発が同時に起るため表面に凹凸ができ、エ
ロージヨンを受けた状態になるので外観上好まし
くない。 上述のろう材におけるSiの芯材への拡散を防ぐ
ために拡散防止層を設けるのが本発明の特徴であ
るが、その合金組成としては上記の説明からMg
を含まない純アルミ系（AA1000番）か、Al−
Mn系（AA3000番）に限られる。そこでこれらの
代表的合金はこれをAA規格の番号で表わすと第
２表に示すものになる。
【表】
そのうちで特にAl−Mn系がSiの拡散を防ぐの
に最適である。 拡散防止層はその厚さを大きくすればする程そ
の拡散防止効果は大きいが、当然に強度の方は低
下する。 即ち拡散防止層自体の強度は真空ブレージング
では焼純材（Ｏ材）となり引張強さで12Kg／mm2以
下となるため、これらの層を厚くすればする程ク
ラツド材の強度は低くなつてしまう。一方前出の
サイドブラケツト材の引張強さはT4で少なく共
30Kg／mm2以上なければならないので、これを考慮
して検討の結果、拡散防止層全体で板厚の20％以
下のクラツド比であればよいことが判明した。 又ろう材の拡散を最少にし十分なフイレツトが
生成するための拡散層の厚さについてはろう材直
下で0.1〜0.2mm、即ちサドブラケツト材を1.0〜
2.0mm板厚とすればクラツド比で10％以上必要で
ある。 更にろう材が裏側に廻つて拡散するのを防ぐた
めの拡散防止層の厚さは0.03〜0.06mm、即ちクラ
ツド比で言えば最低３％必要である。 次に本発明のブレージングシートを構成する４
層の芯材、両面の拡散防止層、片面の拡散防止層
上のろう材の各合金成分についてその含有量の限
定理由について説明すると次の通りである。 先ず芯材のAl−Zn−Mg合金におけるZnおよび
Mgは焼入れによる溶体化処理後、MgとZnの化合
物が析出することによつて自然に時効硬化する要
素として働くものであるが、その含有量をZnを
４〜7wt％、Mgを0.5〜2wt％の範囲に限定した
のは、Zn4wt未満、Mg0.5wt％未満では時効硬化
が十分発揮されずT4の引張強さが30Kg／mm2以上
にならないからであり、又Zn7wt％、Mg2wt％を
超えて添加すると時効硬化性が飽和するばかりで
なく、加工性が悪くなる一方、アルミニウム合金
の融点が600℃以下になつてブレージング材とし
て不適になるからである。 又Mn、Cr、およびZrは結晶粒の微細化による
耐応力腐食割れの向上あるいは焼入感受性の調整
のために添加するもので、その含有量をMn1.0wt
％以下、Cr0.3wt％以下、Zr0.3wt％以下とした
のはこれらの上限値を超えて添加しても同上効果
が得られないばかりでなく、加工性が極端に悪く
なるからである。 上記の芯材の組成範囲のうちで、真空ブレージ
ング用の芯材として特に望ましい組成はZn3.5〜
4.5wt％、Mg1.0〜2.0wt％、Mn0.2〜0.7wt％、
Cr0.2wt％以下、Zr0.2wt％以下の第１表に示し
た如きAl−Zn−Mg系合金である。 一方拡散防止層としては純アルミ系（1000番
台）及びAl−Mn系（3000番台）がSiの拡散を抑
制する意味で好ましく、特に融点の面からもMn
以外は不純物程度が適当である。 Mnの含有量を1.5wt％以下に限定した理由は
Mnを1.5wt％を超えて添加してもSiの拡散を抑制
する効果は向上しないばかりか逆に加工性が悪く
なり、素材製造の面で好ましくないからであり、
一般的には第２表に示したような組成の合金を用
いることが好ましい。 次に芯材とろう材との間に拡散防止層（ａ層）
のクラツド比を10〜15％の範囲に限定した理由は
前出のように10％以下ではSiの拡散を防止するの
に十分でなく、15％を超えてもSi拡散防止の効果
が飽和するばかりでなく、強度が低下するからで
ある。 又裏面の拡散防止層（ｂ層）のクラツド比を３
〜10％の範囲に限定した理由は３％以下では前記
したようにろう材が裏側に廻つて芯材に拡散する
のを抑制するには十分でなく、10％を超えて添加
してもSi拡散抑制の効果は飽和するばかりでな
く、強度低下をもたらすからである。 更に上記の拡散層のａ層およびｂ層の２層を合
せて合計で13〜20％のクラツド比の範囲に限定し
た理由は13％未満ではSiの拡散を防ぐことができ
ず、20％を超えるとT4の強度がサイドブラケツ
トとして必要とされる30Kg／mm2以上を保持するこ
とができないからである。 又真空ブレージング用のろう材としてはAl−Si
−Mg系が一般的であり、Siはろう材の融点を低
くするために、Mgは真空ブレージング時に蒸発
する際ろう付性を良好ならしめるいわゆるアフテ
イベーターとしての作用を与えるために夫々用い
られる。その組成としてはSi7〜13wt％、Mg0.2
〜3.0wt％の範囲で用いるのが普通であるが、本
発明の実施においてはSi9〜11wt％、Mg1.0〜
2.0wt％が望ましい。 又ろう材の板厚に対するクラツド比は一般に板
厚によつて５〜20％の範囲で変化するが、本発明
は主対象とするサイドブラケツト材では板厚1.0
〜2.0mmであるから７〜13％の範囲が好ましい。 次に本発明をその実施例によつて説明する。 実施例 １ 第１図における芯材３として4.8wt％Zn−
1.3wt％Mg−0.4wt％Mn−0.08wt％Zr−残Alから
なる組成のAl−Zn−Mg系合金を水冷鋳造により
作製し、これより50（厚さ）×200×300mmの鋳塊
を切り出した。 又ろう材１として9.5wt％Si−1.2wt％Mg−残
Alからなる組成のAl−Si−Mg系合金及び拡散防
止層のａ層２及びｂ層４としてアルミニウム
99.5wt％、残部不純物からなる純アルミニウムを
夫々上記芯材と同様にして作り、ろう材は７mm
厚、拡散防止層はａ層が８mm厚とｂ層が３mm厚の
板厚まで熱間圧延した。 これら板は夫々200×300mmの大きさに切断し第
１図に示すように４層クラツドしてTIG溶接にし
て仮止した。 この仮止の鋳塊を500℃に加熱し熱間にて５mm
厚まで圧延し、更に冷間にて1.2mm厚まで圧延し
360℃で２時間焼鈍してＯ材とした。尚このとき
のろう材１、拡散防止層ａ２、拡散防止層ｂ４の
クラツド比は夫々約10.3、11.8、4.4％であつた。 このようにして得られた試料のろう付性につい
て一般に行われている第２図に示すＴ字型継手に
よるフローフアクターを測定する方法と、ろう材
の拡散を厳しく判定できるドロツプテストを行つ
た。 第２図において７は４層クラツド材、５は相手
材で６は接合部フイレツトを示している。 ドロツプテストは15×60mmの大きさの小試片を
垂直に吊して真空ブレージングを行うもので、第
３図に示すようにろうの拡散が起らなければ下部
にろう材のたまり９ができる。そこで下部から15
mmを切断しこの15mm角の小片の重量を測定して次
式よりドロツプテスト値（以下これをD.F.F.と
称する）を計算する。 この値の大きい方がろう材の拡散の少ないこと
を示す。 但しｗ：測定した重量（gr） ｔ：板厚（mm） ｘ：ろう材のクラツド比（％） 試料の引張強度はJIS5号TPを作成後、真空ブ
レージングの条件で加熱した後、空冷して室温で
１ケ月放置した後の引張強さを求めた。 尚真空ブレージングの条件はすべて５×
10-5Torrの真空中で590℃、３分間加熱すること
によつて行つた。 以上の結果を拡散防止層のない状態と比較し
て、又芯材が一般のAl−Mn系合金（例えば
3003）の参考例と比較していずれも第３表に併記
した。
に最適である。 拡散防止層はその厚さを大きくすればする程そ
の拡散防止効果は大きいが、当然に強度の方は低
下する。 即ち拡散防止層自体の強度は真空ブレージング
では焼純材（Ｏ材）となり引張強さで12Kg／mm2以
下となるため、これらの層を厚くすればする程ク
ラツド材の強度は低くなつてしまう。一方前出の
サイドブラケツト材の引張強さはT4で少なく共
30Kg／mm2以上なければならないので、これを考慮
して検討の結果、拡散防止層全体で板厚の20％以
下のクラツド比であればよいことが判明した。 又ろう材の拡散を最少にし十分なフイレツトが
生成するための拡散層の厚さについてはろう材直
下で0.1〜0.2mm、即ちサドブラケツト材を1.0〜
2.0mm板厚とすればクラツド比で10％以上必要で
ある。 更にろう材が裏側に廻つて拡散するのを防ぐた
めの拡散防止層の厚さは0.03〜0.06mm、即ちクラ
ツド比で言えば最低３％必要である。 次に本発明のブレージングシートを構成する４
層の芯材、両面の拡散防止層、片面の拡散防止層
上のろう材の各合金成分についてその含有量の限
定理由について説明すると次の通りである。 先ず芯材のAl−Zn−Mg合金におけるZnおよび
Mgは焼入れによる溶体化処理後、MgとZnの化合
物が析出することによつて自然に時効硬化する要
素として働くものであるが、その含有量をZnを
４〜7wt％、Mgを0.5〜2wt％の範囲に限定した
のは、Zn4wt未満、Mg0.5wt％未満では時効硬化
が十分発揮されずT4の引張強さが30Kg／mm2以上
にならないからであり、又Zn7wt％、Mg2wt％を
超えて添加すると時効硬化性が飽和するばかりで
なく、加工性が悪くなる一方、アルミニウム合金
の融点が600℃以下になつてブレージング材とし
て不適になるからである。 又Mn、Cr、およびZrは結晶粒の微細化による
耐応力腐食割れの向上あるいは焼入感受性の調整
のために添加するもので、その含有量をMn1.0wt
％以下、Cr0.3wt％以下、Zr0.3wt％以下とした
のはこれらの上限値を超えて添加しても同上効果
が得られないばかりでなく、加工性が極端に悪く
なるからである。 上記の芯材の組成範囲のうちで、真空ブレージ
ング用の芯材として特に望ましい組成はZn3.5〜
4.5wt％、Mg1.0〜2.0wt％、Mn0.2〜0.7wt％、
Cr0.2wt％以下、Zr0.2wt％以下の第１表に示し
た如きAl−Zn−Mg系合金である。 一方拡散防止層としては純アルミ系（1000番
台）及びAl−Mn系（3000番台）がSiの拡散を抑
制する意味で好ましく、特に融点の面からもMn
以外は不純物程度が適当である。 Mnの含有量を1.5wt％以下に限定した理由は
Mnを1.5wt％を超えて添加してもSiの拡散を抑制
する効果は向上しないばかりか逆に加工性が悪く
なり、素材製造の面で好ましくないからであり、
一般的には第２表に示したような組成の合金を用
いることが好ましい。 次に芯材とろう材との間に拡散防止層（ａ層）
のクラツド比を10〜15％の範囲に限定した理由は
前出のように10％以下ではSiの拡散を防止するの
に十分でなく、15％を超えてもSi拡散防止の効果
が飽和するばかりでなく、強度が低下するからで
ある。 又裏面の拡散防止層（ｂ層）のクラツド比を３
〜10％の範囲に限定した理由は３％以下では前記
したようにろう材が裏側に廻つて芯材に拡散する
のを抑制するには十分でなく、10％を超えて添加
してもSi拡散抑制の効果は飽和するばかりでな
く、強度低下をもたらすからである。 更に上記の拡散層のａ層およびｂ層の２層を合
せて合計で13〜20％のクラツド比の範囲に限定し
た理由は13％未満ではSiの拡散を防ぐことができ
ず、20％を超えるとT4の強度がサイドブラケツ
トとして必要とされる30Kg／mm2以上を保持するこ
とができないからである。 又真空ブレージング用のろう材としてはAl−Si
−Mg系が一般的であり、Siはろう材の融点を低
くするために、Mgは真空ブレージング時に蒸発
する際ろう付性を良好ならしめるいわゆるアフテ
イベーターとしての作用を与えるために夫々用い
られる。その組成としてはSi7〜13wt％、Mg0.2
〜3.0wt％の範囲で用いるのが普通であるが、本
発明の実施においてはSi9〜11wt％、Mg1.0〜
2.0wt％が望ましい。 又ろう材の板厚に対するクラツド比は一般に板
厚によつて５〜20％の範囲で変化するが、本発明
は主対象とするサイドブラケツト材では板厚1.0
〜2.0mmであるから７〜13％の範囲が好ましい。 次に本発明をその実施例によつて説明する。 実施例 １ 第１図における芯材３として4.8wt％Zn−
1.3wt％Mg−0.4wt％Mn−0.08wt％Zr−残Alから
なる組成のAl−Zn−Mg系合金を水冷鋳造により
作製し、これより50（厚さ）×200×300mmの鋳塊
を切り出した。 又ろう材１として9.5wt％Si−1.2wt％Mg−残
Alからなる組成のAl−Si−Mg系合金及び拡散防
止層のａ層２及びｂ層４としてアルミニウム
99.5wt％、残部不純物からなる純アルミニウムを
夫々上記芯材と同様にして作り、ろう材は７mm
厚、拡散防止層はａ層が８mm厚とｂ層が３mm厚の
板厚まで熱間圧延した。 これら板は夫々200×300mmの大きさに切断し第
１図に示すように４層クラツドしてTIG溶接にし
て仮止した。 この仮止の鋳塊を500℃に加熱し熱間にて５mm
厚まで圧延し、更に冷間にて1.2mm厚まで圧延し
360℃で２時間焼鈍してＯ材とした。尚このとき
のろう材１、拡散防止層ａ２、拡散防止層ｂ４の
クラツド比は夫々約10.3、11.8、4.4％であつた。 このようにして得られた試料のろう付性につい
て一般に行われている第２図に示すＴ字型継手に
よるフローフアクターを測定する方法と、ろう材
の拡散を厳しく判定できるドロツプテストを行つ
た。 第２図において７は４層クラツド材、５は相手
材で６は接合部フイレツトを示している。 ドロツプテストは15×60mmの大きさの小試片を
垂直に吊して真空ブレージングを行うもので、第
３図に示すようにろうの拡散が起らなければ下部
にろう材のたまり９ができる。そこで下部から15
mmを切断しこの15mm角の小片の重量を測定して次
式よりドロツプテスト値（以下これをD.F.F.と
称する）を計算する。 この値の大きい方がろう材の拡散の少ないこと
を示す。 但しｗ：測定した重量（gr） ｔ：板厚（mm） ｘ：ろう材のクラツド比（％） 試料の引張強度はJIS5号TPを作成後、真空ブ
レージングの条件で加熱した後、空冷して室温で
１ケ月放置した後の引張強さを求めた。 尚真空ブレージングの条件はすべて５×
10-5Torrの真空中で590℃、３分間加熱すること
によつて行つた。 以上の結果を拡散防止層のない状態と比較し
て、又芯材が一般のAl−Mn系合金（例えば
3003）の参考例と比較していずれも第３表に併記
した。
【表】
本表の結果から芯材がAl−Zn−Mg系合金で拡
散防止層をもたない比較例と比べて本発明の４層
クラツド材はろう付性に優れかつ強度的にも30
Kg／mm2以上を示している。 尚参考例のAl−Mn合金を芯材とするものより
も若干ろう付性が落ちるが、これは切断面に芯材
が露出しており、そこからろう材が拡散したため
で実際に熱変換器を組立ろう付する場合にはこの
値程度で殆んど問題はなかつた。 尚ろう付性良好な判定目安としてはD.F.が0.17
以上、フローフアクター0.50以上を同時に満足し
うるものとし引張り強さはT4で30Kg／mm2以上と
した。 実施例 ２ 第４表のNo.１〜No.10（実施例）、No.11〜No.12
（比較例）に示すようなZnとMgの組成とし、更
にNo.１〜No.７、No.11〜No.12にはMn0.4wt％と
Zr0.09wt％を添加し、No.８〜No.９にはCr0.20wt
％を添加し、No.10にはMn0.5wt％とCr0.15wt％
を添加し、残部アルミニウムからなる夫々のAl
−Zn−Mg系合金を水冷鋳造しこれより50（厚
さ）×200×300mmの鋳塊を切り出し芯材とした。 一方ろう材としてSi10wt％、Mg1.5wt％、残部
アルミニウムからなる組成の合金、拡散防止層と
してアルミニウム99wt％、残部不純物からなる
純アルミニウムを上記と同様に作り、実施例１に
準じて４層クラツド材（板厚は1.5mm）を作製し
た。尚このときのろう材、拡散防止層ａ及びｂの
クラツド比は夫々12％、10％、４％であつた。 このようにして得られた試料について実施例１
と同様にろう付性及び強度を求めた。その結果を
第４表に示した。
散防止層をもたない比較例と比べて本発明の４層
クラツド材はろう付性に優れかつ強度的にも30
Kg／mm2以上を示している。 尚参考例のAl−Mn合金を芯材とするものより
も若干ろう付性が落ちるが、これは切断面に芯材
が露出しており、そこからろう材が拡散したため
で実際に熱変換器を組立ろう付する場合にはこの
値程度で殆んど問題はなかつた。 尚ろう付性良好な判定目安としてはD.F.が0.17
以上、フローフアクター0.50以上を同時に満足し
うるものとし引張り強さはT4で30Kg／mm2以上と
した。 実施例 ２ 第４表のNo.１〜No.10（実施例）、No.11〜No.12
（比較例）に示すようなZnとMgの組成とし、更
にNo.１〜No.７、No.11〜No.12にはMn0.4wt％と
Zr0.09wt％を添加し、No.８〜No.９にはCr0.20wt
％を添加し、No.10にはMn0.5wt％とCr0.15wt％
を添加し、残部アルミニウムからなる夫々のAl
−Zn−Mg系合金を水冷鋳造しこれより50（厚
さ）×200×300mmの鋳塊を切り出し芯材とした。 一方ろう材としてSi10wt％、Mg1.5wt％、残部
アルミニウムからなる組成の合金、拡散防止層と
してアルミニウム99wt％、残部不純物からなる
純アルミニウムを上記と同様に作り、実施例１に
準じて４層クラツド材（板厚は1.5mm）を作製し
た。尚このときのろう材、拡散防止層ａ及びｂの
クラツド比は夫々12％、10％、４％であつた。 このようにして得られた試料について実施例１
と同様にろう付性及び強度を求めた。その結果を
第４表に示した。
【表】
【表】
これより明らかなように本発明の４層クラツド
材はいずれもT4の強度は30Kg／mm2以上で、しか
も拡散防止層の影響でろう付性も優れていた。 尚本発明の範囲を外れる芯材を有するクラツド
材は比較例に示すように引張り強さが低いか、ろ
う付性が劣るかのいずれかであつた。No.12の試料
でろう付性が低下するのはZn、Mg添加量が多く
なることによる融点低下が原因であり、又Mgが
多くなることによつて加工性も悪くなるため材料
製造も著しく困難になることは言うまでもない。 実施例 ３ 芯材としてZn4.5wt％、Mg1.5wt％、Mn0.5wt
％、Zr0.15wt％、残部アルミニウムからなる組成
のAl−Zn−Mg合金、ろう材としてSi10.5wt％、
Mg1.7wt％、残部アルミニウムからなる組成の合
金、拡散防止層としてMn1.1wt％、残部アルミニ
ウムからなる組成の合金を夫々水冷鋳造にて作
り、それより50（厚さ）×200×300mmの鋳塊を切
り出した。 尚ろう材及び拡散防止層は熱間圧延にて適当な
厚さまで圧延し、夫々200×300mmの大きさとし
た。 上記の芯材に拡散防止層及びろう材を第５表に
示すクラツド比となるように４層に重ねTIG溶接
にて仮止めした。尚このときのろう材は全板厚に
対し約10％とした。 これらの仮止め鋳塊を約500℃まで加熱し熱間
圧延にて約５mm厚とし、更に冷間圧延で1.7mm厚
としてから360℃で２時間加熱し焼鈍材（Ｏ材）
とした。 このようにして得られた試料について実施例１
に準じてろう付性と強度を求めた。その結果を本
発明の範囲を外れる比較例と共に第５表に併記し
た。
材はいずれもT4の強度は30Kg／mm2以上で、しか
も拡散防止層の影響でろう付性も優れていた。 尚本発明の範囲を外れる芯材を有するクラツド
材は比較例に示すように引張り強さが低いか、ろ
う付性が劣るかのいずれかであつた。No.12の試料
でろう付性が低下するのはZn、Mg添加量が多く
なることによる融点低下が原因であり、又Mgが
多くなることによつて加工性も悪くなるため材料
製造も著しく困難になることは言うまでもない。 実施例 ３ 芯材としてZn4.5wt％、Mg1.5wt％、Mn0.5wt
％、Zr0.15wt％、残部アルミニウムからなる組成
のAl−Zn−Mg合金、ろう材としてSi10.5wt％、
Mg1.7wt％、残部アルミニウムからなる組成の合
金、拡散防止層としてMn1.1wt％、残部アルミニ
ウムからなる組成の合金を夫々水冷鋳造にて作
り、それより50（厚さ）×200×300mmの鋳塊を切
り出した。 尚ろう材及び拡散防止層は熱間圧延にて適当な
厚さまで圧延し、夫々200×300mmの大きさとし
た。 上記の芯材に拡散防止層及びろう材を第５表に
示すクラツド比となるように４層に重ねTIG溶接
にて仮止めした。尚このときのろう材は全板厚に
対し約10％とした。 これらの仮止め鋳塊を約500℃まで加熱し熱間
圧延にて約５mm厚とし、更に冷間圧延で1.7mm厚
としてから360℃で２時間加熱し焼鈍材（Ｏ材）
とした。 このようにして得られた試料について実施例１
に準じてろう付性と強度を求めた。その結果を本
発明の範囲を外れる比較例と共に第５表に併記し
た。
【表】
【表】
これより本発明の４層クラツド材はいずれも
T4の引張強さが30Kg／mm2以上でかつろう付性も
優れていた。これに対し本発明の範囲を外れる比
較例においてはろう付性が劣るかT4での引張強
さが30Kg／mm2を下廻るかのいずれかであり、サイ
ドブラケツト方式としての性能を十分に満足する
ものではなかつた。
T4の引張強さが30Kg／mm2以上でかつろう付性も
優れていた。これに対し本発明の範囲を外れる比
較例においてはろう付性が劣るかT4での引張強
さが30Kg／mm2を下廻るかのいずれかであり、サイ
ドブラケツト方式としての性能を十分に満足する
ものではなかつた。
第１図は本発明による４層クラツド材の断面
図、第２図はろう付性におけるフローフアクター
を測定するためのＴ字継手の断面図、第３図はろ
う付性におけるドロツプテストの試料の断面図で
ある。 １……ろう材、２……拡散防止層ａ、３……芯
材、４……拡散防止層ｂ、５……相手材、６……
接合部フイレツト、７……４層クラツド材、８…
…切断部、９……下部にたまつたろう材。
図、第２図はろう付性におけるフローフアクター
を測定するためのＴ字継手の断面図、第３図はろ
う付性におけるドロツプテストの試料の断面図で
ある。 １……ろう材、２……拡散防止層ａ、３……芯
材、４……拡散防止層ｂ、５……相手材、６……
接合部フイレツト、７……４層クラツド材、８…
…切断部、９……下部にたまつたろう材。
Claims (1)
- １ Zn4〜7wt％およびMg0.5〜2wt％を含み、
Mn1.0wt％以下、Cr0.3wt％以下およびZr0.30wt
％以下よりなる群より選ばれたいずれか１種また
は２種以上と通常の不純物および残部アルミニウ
ムからなるアルミニウム合金を芯材とし、この芯
材の一方の面に拡散防止用のａ層として純アルミ
ニウムまたはMn1.5wt％以下と通常の不純物およ
び残部アルミニウムからなるアルミニウム合金を
クラツドし、このクラツドの上にAl−Si−Mg系
からなる通常の真空ブレージング用アルミニウム
合金ろう材をクラツドすると共に、上記芯材の他
方の面には拡散防止用のｂ層として上記の拡散防
止用のａ層と同様の純アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金をクラツドして４層構造となし、全板
厚に対するａ層のクラツド比を10〜15％、ｂ層の
クラツド比を３〜10％の範囲にし、しかもａ層と
ｂ層の合計の全板厚に対するクラツド比を13〜20
％の範囲にしたことを特徴とする高強度アルミニ
ウム真空ブレージングシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6968979A JPS55161044A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | High strength aluminum vacuum brazing sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6968979A JPS55161044A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | High strength aluminum vacuum brazing sheet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161044A JPS55161044A (en) | 1980-12-15 |
| JPS6240412B2 true JPS6240412B2 (ja) | 1987-08-28 |
Family
ID=13410081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6968979A Granted JPS55161044A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | High strength aluminum vacuum brazing sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55161044A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210146A (ja) * | 1982-05-29 | 1983-12-07 | Furukawa Alum Co Ltd | ろう付用アルミニウム合金 |
| JPS6272497A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-03 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム製ドロンカツプタイプ熱交換器用真空ブレ−ジングシ−ト |
| JPH037757Y2 (ja) * | 1986-02-27 | 1991-02-26 | ||
| JPH037758Y2 (ja) * | 1986-02-27 | 1991-02-26 | ||
| JPS62212094A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | Furukawa Alum Co Ltd | アルミニウムブレ−ジングシ−ト |
| JP2541995B2 (ja) * | 1987-08-07 | 1996-10-09 | 三菱アルミニウム株式会社 | Ａｌ熱交換器構造部材用高強度Ａｌ合金複合ブレ−ジングシ−ト |
| JPH089750B2 (ja) * | 1991-01-14 | 1996-01-31 | 株式会社神戸製鋼所 | ろう付性が優れた高強度アルミニウム合金 |
| US6329075B1 (en) | 2000-02-03 | 2001-12-11 | Reycan, L.P. | Electrical conductivity and high strength aluminum alloy composite material and methods of manufacturing and use |
| CN100528458C (zh) * | 2003-08-29 | 2009-08-19 | 克里斯铝轧制品有限公司 | 高强度铝合金钎焊薄板,钎焊组件及其制造方法 |
| US7226669B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-06-05 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | High strength aluminium alloy brazing sheet, brazed assembly and method for producing same |
| JP5782357B2 (ja) * | 2011-10-27 | 2015-09-24 | 三菱アルミニウム株式会社 | サイドサポート材およびその製造方法 |
-
1979
- 1979-06-04 JP JP6968979A patent/JPS55161044A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161044A (en) | 1980-12-15 |
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