JPS6261661B2 - - Google Patents
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- JPS6261661B2 JPS6261661B2 JP17948080A JP17948080A JPS6261661B2 JP S6261661 B2 JPS6261661 B2 JP S6261661B2 JP 17948080 A JP17948080 A JP 17948080A JP 17948080 A JP17948080 A JP 17948080A JP S6261661 B2 JPS6261661 B2 JP S6261661B2
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
この発明は、すぐれた耐孔食性を有し、特に
Al熱交換器の管材として使用するのに適した複
合ブレージングシートに関するものである。 従来、一般に、例えば水道水で代表されるよう
な淡水環境中、特にCuなどの重金属イオンを含
有する苛酷な環境中で使用されるAl合金製熱交
換器の水管には、Cu:0.05〜0.20%、Mn:1.0〜
1.5%、Alおよび不可避不純物:残りからなる組
成(以上重量%、以下%の表示はすべて重量%を
意味する)をもつたAl合金(A.A.規格3003)な
どの芯材と、Zn:0.8〜1.3%、Alおよび不可避不
純物:残りからなる組成をもつたAl合金(同
7072)などの皮材の2層クラツド材、さらに前記
クラツド材の芯材側に、Si:7〜15%を含有し、
さらに必要に応じてMg:0.3〜2.5%およびBi:
0.01〜0.3%のうちのいずれか、または両方を含
有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を
もつたAl―Si系合金のろう材をクラツドした3層
クラツド材からなる複合ブレージングシートが使
用されている。確かに、前記複合ブレージングシ
ートにおいては、皮材が芯材に比して電気化学的
に卑であることから、皮材に一旦局部腐食が生じ
ても皮材が優先的に溶解することによつて芯材を
よく防食し、熱交換器の局部腐食による被害を最
小にとどめている。 しかし、上記従来複合ブレージングシートにお
いては、上記のように皮材のAl―Zn合金がすぐ
れた犠牲陽極効果を発揮することから、皮材に一
旦局部腐食が生じても孔食の成長を抑制するが、
皮材の全面腐食速度が比較的大きく、この自己腐
食に加えて芯材に対する防食分まで余分に溶解す
るため、不均一腐食の可能性とも合まつて、皮材
の消耗はきわめて大きいものであつた。この結
果、比較的広範囲で皮材が完全に溶解され尽した
場合には、この皮材消失部分では犠牲陽極効果が
発揮されないことになるので、芯材に孔食が発生
するようになり、これが成長して貫通孔に至るな
どの問題が発生するものであつた。 また、熱交換器製造における真空ろう付けに際
して、皮材中のZn成分が、その表面から蒸発し
たり、芯材内へ拡散したりするために、皮材内の
Zn濃度が著しく低下するようになると共に、そ
の濃度が不均一になり、特に皮材表面部における
Zn濃度はほとんど零に等しくなることから、苛
酷な環境では局部腐食がきわめて生じ易く、容易
に貫通孔を生じるなどの問題点も合せもつもので
あつた。 そこで、本発明者等は、Al合金製熱交換器の
製造に用いられる上記のような従来複合ブレージ
ングシートのもつ問題点を解決すべく研究を行な
つた結果、 (a) 皮材を構成するAl―Zn系合金にMn成分を含
有させると、腐食量が著しく低下するようにな
ると共に、局部腐食の発生が抑制されるように
なること。 (b) 皮材を構成するAl―Zn系合金にMn成分を含
有させると、その含有量に比例して電気化学的
に貴になること。 (c) したがつて、上記(b)項にもとづいて、皮材の
Mn含有量を芯材のMn含有量より低くしておけ
ば、Znを含有し、かつMn含有量の少ない皮材
は芯材に比して電気化学的に卑になることか
ら、上記(a)項の結果とも合まつて、万一皮材に
局部腐食が生じても孔食への成長を著しく抑制
することになり、さらに真空ろう付けの結果、
上記のように皮材のMn濃度分布に不均一が生
じても芯材と皮材におけるMn含有量の差によ
つて芯材が皮材に比して卑になることはないの
で、皮材のもつ犠牲陽極効果が十分発揮される
こと。 以上(a)〜(c)に示される知見を得たのである。 この発明は上記知見にもとづいてなされたもの
であつて、芯材と皮材、あるいは芯材と皮材と
Al―Si系合金のろう材のクラツド材からなる複合
ブレージングシートにおいて、前記芯材を少なく
ともMn:0.3〜1.5%を含有するAl―Mn系合金
で、前記皮材を少なくともMn:0.1〜1.3%およ
びZn:0.1〜2.0%を含有するAl―Mn―Zn系合金
で構成し、かつ前記芯材のMn含有量≧前記皮材
のMn含有量+0.2%を満足する耐孔食性にすぐれ
たAl合金製熱交換器用複合ブレージングシート
に特徴を有するものである。 この発明の複合ブレージングシートにおいて、
主要成分含有量を上記の通りに限定した理由を以
下に説明する。 (a) 芯材のMn含有量 Mn成分には、不可避的に含有するFeおよびSi
などの不純物と結合し、これら不純物によつても
たらされる耐食性劣化を抑制すると共に、高温強
度を向上させる作用があるが、その含有量が0.3
%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方1.5%を越えて含有させてもより一層の改善効
果が現われないばかりでなく、むしろ加工性が劣
化するようになることから、その含有量を0.3〜
1.5%と定めた。 (b) 皮材のMn含有量 皮材のMn成分には、Zn成分との共存において
局部腐食を抑制すると共に、Mnを含有しない状
態に比して電気化学的に貴にする作用があり、さ
らに真空ろう付け処理後にZn濃度分布に不均一
が生じても芯材に対する犠牲陽極効果を十分に発
揮させる作用があるが、その含有量が0.1%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方1.3
%を越えた含有は芯材とのMn含有量との関係に
おいて前記作用を確保することができなくなるこ
とから、その含有量を0.1〜1.3%と定めた。 なお、皮材が上記の作用をもつためには芯材の
Mn含有量に比して少なくとも0.2%少ないMn含
有量差が必要であり、両者のMn含有量差が0.2%
未満と小さくなると皮材に十分な犠牲陽極効果を
付与することはできなくなることから、芯材の
Mn含有量≧皮材のMn含有量+0.2%の条件を満
足する必要があるのである。 (c) 皮材のZn含有量 Zn成分には、皮材をZnを含有しない芯材に比
して電気化学的に卑にするほか、皮材の深さ方向
への侵食を抑制する作用があるが、その含有量が
0.1%未満では、前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方2.0%を越えて含有させると、真空ろう
付け時に多量のZnが蒸発するようになり、炉汚
染が著しくなることから、その含有量を0.1〜2.0
%と定めた。 つぎに、この発明の複合ブレージングシートを
実施例により説明する。 実施例 通常の方法により第1表に示される最終成分組
成をもつた芯材用Al合金A〜D、皮材用Al合金
1〜8、およびろう材用Al合金a,bをそれぞ
れ溶製し、鋳造して鋳塊とし、均質化熱処理を施
した。ついで前記鋳塊を通常の条件にて熱間圧延
して板厚:8mmの熱延板とし、さらに皮材用およ
びろう材用熱延板に対しては冷間圧延を施して、
板厚:1mmの冷延板とした。この状態で前記芯材
用熱延板、皮材用冷延板、およびろう材用冷延板
を第2表に示される組合せにしたがつて重ね合わ
せ、熱間圧延にてクラツドし、さらに冷間圧延を
施して板厚:0.5mmとすることによつて本発明複
合ブレージングシート(以下本発明複合シートと
いう)1〜9および比較複合ブレージングシート
(以下比較複合シートという)1〜4、さらに噴
霧試験用複合ブレージングシート(以下試験用複
合シートという)をそれぞれ製造した。 なお、比較複合シート1はMn含有量が芯材に
比
Al熱交換器の管材として使用するのに適した複
合ブレージングシートに関するものである。 従来、一般に、例えば水道水で代表されるよう
な淡水環境中、特にCuなどの重金属イオンを含
有する苛酷な環境中で使用されるAl合金製熱交
換器の水管には、Cu:0.05〜0.20%、Mn:1.0〜
1.5%、Alおよび不可避不純物:残りからなる組
成(以上重量%、以下%の表示はすべて重量%を
意味する)をもつたAl合金(A.A.規格3003)な
どの芯材と、Zn:0.8〜1.3%、Alおよび不可避不
純物:残りからなる組成をもつたAl合金(同
7072)などの皮材の2層クラツド材、さらに前記
クラツド材の芯材側に、Si:7〜15%を含有し、
さらに必要に応じてMg:0.3〜2.5%およびBi:
0.01〜0.3%のうちのいずれか、または両方を含
有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を
もつたAl―Si系合金のろう材をクラツドした3層
クラツド材からなる複合ブレージングシートが使
用されている。確かに、前記複合ブレージングシ
ートにおいては、皮材が芯材に比して電気化学的
に卑であることから、皮材に一旦局部腐食が生じ
ても皮材が優先的に溶解することによつて芯材を
よく防食し、熱交換器の局部腐食による被害を最
小にとどめている。 しかし、上記従来複合ブレージングシートにお
いては、上記のように皮材のAl―Zn合金がすぐ
れた犠牲陽極効果を発揮することから、皮材に一
旦局部腐食が生じても孔食の成長を抑制するが、
皮材の全面腐食速度が比較的大きく、この自己腐
食に加えて芯材に対する防食分まで余分に溶解す
るため、不均一腐食の可能性とも合まつて、皮材
の消耗はきわめて大きいものであつた。この結
果、比較的広範囲で皮材が完全に溶解され尽した
場合には、この皮材消失部分では犠牲陽極効果が
発揮されないことになるので、芯材に孔食が発生
するようになり、これが成長して貫通孔に至るな
どの問題が発生するものであつた。 また、熱交換器製造における真空ろう付けに際
して、皮材中のZn成分が、その表面から蒸発し
たり、芯材内へ拡散したりするために、皮材内の
Zn濃度が著しく低下するようになると共に、そ
の濃度が不均一になり、特に皮材表面部における
Zn濃度はほとんど零に等しくなることから、苛
酷な環境では局部腐食がきわめて生じ易く、容易
に貫通孔を生じるなどの問題点も合せもつもので
あつた。 そこで、本発明者等は、Al合金製熱交換器の
製造に用いられる上記のような従来複合ブレージ
ングシートのもつ問題点を解決すべく研究を行な
つた結果、 (a) 皮材を構成するAl―Zn系合金にMn成分を含
有させると、腐食量が著しく低下するようにな
ると共に、局部腐食の発生が抑制されるように
なること。 (b) 皮材を構成するAl―Zn系合金にMn成分を含
有させると、その含有量に比例して電気化学的
に貴になること。 (c) したがつて、上記(b)項にもとづいて、皮材の
Mn含有量を芯材のMn含有量より低くしておけ
ば、Znを含有し、かつMn含有量の少ない皮材
は芯材に比して電気化学的に卑になることか
ら、上記(a)項の結果とも合まつて、万一皮材に
局部腐食が生じても孔食への成長を著しく抑制
することになり、さらに真空ろう付けの結果、
上記のように皮材のMn濃度分布に不均一が生
じても芯材と皮材におけるMn含有量の差によ
つて芯材が皮材に比して卑になることはないの
で、皮材のもつ犠牲陽極効果が十分発揮される
こと。 以上(a)〜(c)に示される知見を得たのである。 この発明は上記知見にもとづいてなされたもの
であつて、芯材と皮材、あるいは芯材と皮材と
Al―Si系合金のろう材のクラツド材からなる複合
ブレージングシートにおいて、前記芯材を少なく
ともMn:0.3〜1.5%を含有するAl―Mn系合金
で、前記皮材を少なくともMn:0.1〜1.3%およ
びZn:0.1〜2.0%を含有するAl―Mn―Zn系合金
で構成し、かつ前記芯材のMn含有量≧前記皮材
のMn含有量+0.2%を満足する耐孔食性にすぐれ
たAl合金製熱交換器用複合ブレージングシート
に特徴を有するものである。 この発明の複合ブレージングシートにおいて、
主要成分含有量を上記の通りに限定した理由を以
下に説明する。 (a) 芯材のMn含有量 Mn成分には、不可避的に含有するFeおよびSi
などの不純物と結合し、これら不純物によつても
たらされる耐食性劣化を抑制すると共に、高温強
度を向上させる作用があるが、その含有量が0.3
%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方1.5%を越えて含有させてもより一層の改善効
果が現われないばかりでなく、むしろ加工性が劣
化するようになることから、その含有量を0.3〜
1.5%と定めた。 (b) 皮材のMn含有量 皮材のMn成分には、Zn成分との共存において
局部腐食を抑制すると共に、Mnを含有しない状
態に比して電気化学的に貴にする作用があり、さ
らに真空ろう付け処理後にZn濃度分布に不均一
が生じても芯材に対する犠牲陽極効果を十分に発
揮させる作用があるが、その含有量が0.1%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方1.3
%を越えた含有は芯材とのMn含有量との関係に
おいて前記作用を確保することができなくなるこ
とから、その含有量を0.1〜1.3%と定めた。 なお、皮材が上記の作用をもつためには芯材の
Mn含有量に比して少なくとも0.2%少ないMn含
有量差が必要であり、両者のMn含有量差が0.2%
未満と小さくなると皮材に十分な犠牲陽極効果を
付与することはできなくなることから、芯材の
Mn含有量≧皮材のMn含有量+0.2%の条件を満
足する必要があるのである。 (c) 皮材のZn含有量 Zn成分には、皮材をZnを含有しない芯材に比
して電気化学的に卑にするほか、皮材の深さ方向
への侵食を抑制する作用があるが、その含有量が
0.1%未満では、前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方2.0%を越えて含有させると、真空ろう
付け時に多量のZnが蒸発するようになり、炉汚
染が著しくなることから、その含有量を0.1〜2.0
%と定めた。 つぎに、この発明の複合ブレージングシートを
実施例により説明する。 実施例 通常の方法により第1表に示される最終成分組
成をもつた芯材用Al合金A〜D、皮材用Al合金
1〜8、およびろう材用Al合金a,bをそれぞ
れ溶製し、鋳造して鋳塊とし、均質化熱処理を施
した。ついで前記鋳塊を通常の条件にて熱間圧延
して板厚:8mmの熱延板とし、さらに皮材用およ
びろう材用熱延板に対しては冷間圧延を施して、
板厚:1mmの冷延板とした。この状態で前記芯材
用熱延板、皮材用冷延板、およびろう材用冷延板
を第2表に示される組合せにしたがつて重ね合わ
せ、熱間圧延にてクラツドし、さらに冷間圧延を
施して板厚:0.5mmとすることによつて本発明複
合ブレージングシート(以下本発明複合シートと
いう)1〜9および比較複合ブレージングシート
(以下比較複合シートという)1〜4、さらに噴
霧試験用複合ブレージングシート(以下試験用複
合シートという)をそれぞれ製造した。 なお、比較複合シート1はMn含有量が芯材に
比
【表】
【表】
【表】
【表】
して皮材の方が高いもの、比較複合シート2およ
び3は皮材のMn含有量がこの発明の範囲から外
れて低いもの、比較複合シート4は芯材と皮材の
Mn含有量の差がこの発明の範囲から外れて小さ
く、0.04%しかないものである。 つぎに、これら複合シートから50mm×80mmの寸
法をもつた試験片を切り出し、本発明複合シート
1〜5および比較複合シート1について、1p.p.
m.のCuイオンを添加した40℃の水道水中に30日
間浸漬の水道水浸漬試験、並びに100p.p.m.づつ
のC,HCO3,およびSO2− 4と1p.p.m.のCu2+
とを含有する40℃の水溶液中に30日間浸漬の水溶
液浸漬試験を行ない、それぞれ孔食数と最大孔食
深さを測定した。この測定結果を第3表に示し
た。 また、本発明複合シート6,7および比較複合
シート3については、1気圧のN2ガス雰囲気
中、温度:620℃に3分間保持の不活性ガス雰囲
気熱処理を行なつた後、ろう材側に絶縁塗料をぬ
つて乾燥の処理を施した状態で、上記の条件で水
道
び3は皮材のMn含有量がこの発明の範囲から外
れて低いもの、比較複合シート4は芯材と皮材の
Mn含有量の差がこの発明の範囲から外れて小さ
く、0.04%しかないものである。 つぎに、これら複合シートから50mm×80mmの寸
法をもつた試験片を切り出し、本発明複合シート
1〜5および比較複合シート1について、1p.p.
m.のCuイオンを添加した40℃の水道水中に30日
間浸漬の水道水浸漬試験、並びに100p.p.m.づつ
のC,HCO3,およびSO2− 4と1p.p.m.のCu2+
とを含有する40℃の水溶液中に30日間浸漬の水溶
液浸漬試験を行ない、それぞれ孔食数と最大孔食
深さを測定した。この測定結果を第3表に示し
た。 また、本発明複合シート6,7および比較複合
シート3については、1気圧のN2ガス雰囲気
中、温度:620℃に3分間保持の不活性ガス雰囲
気熱処理を行なつた後、ろう材側に絶縁塗料をぬ
つて乾燥の処理を施した状態で、上記の条件で水
道
【表】
水浸漬試験および水溶液浸漬試験を行なつた。こ
の試験結果も第3表に示した。 さらに、本発明複合シート8,9および比較複
合シート4については、上記の水道水および水溶
液浸漬試験を行なうに先だつて、約10-4torrの真
空中、温度:600℃に3分間保持の熱処理を施し
た。これらの浸漬試験も第3表に合せて示した。
の試験結果も第3表に示した。 さらに、本発明複合シート8,9および比較複
合シート4については、上記の水道水および水溶
液浸漬試験を行なうに先だつて、約10-4torrの真
空中、温度:600℃に3分間保持の熱処理を施し
た。これらの浸漬試験も第3表に合せて示した。
【表】
つぎに、上記寸法をもつた本発明複合シート2
〜5および比較複合シート2の試験片の片面縦方
向中心線上に30mm×80mmの寸法をもつた試験用複
合シートをろう付け立設して逆T字型とし、この
状態で上方から100p.p.m.づつのCl-,HCO3、
SO2− 4、と1p.p.m.のCu2+とを含有し、PHを4.5に
調整した温度:35℃の水溶液を30日間噴霧の水溶
液噴霧試験を行ない、試験後の前記試験片におけ
る孔食数と最大孔食深さを測定した。この測定結
果を第4表に示した。 第3表および第4表に示される結果から、この
発明の範囲から外れた条件の比較複合シート1〜
4においては、いずれも腐食が著しく、かつ孔食
がかなり進行した情態になつているのに対して、
本発明複合シート1〜9では、すぐれた耐食性を
示し、しかも孔食がきわめて抑制されたものにな
つており、たとえ孔食が起つても皮材で侵食が止
まつており、犠牲陽極効果が十分に発揮されてい
ることが明らかである。 上述のように、この発明の複合ブレージングシ
ートは、苛酷な使用環境下でもきわめてすぐれた
耐孔食性を示すので、例えばこれをオートバイや
自動車のラジエータ,カークーラのコンデンサ,
エバポレータなどの熱交換器の管材として使用し
た場合、これに貫通孔などが形成することは皆無
となることから、長期に亘つてすぐれた性能が安
定して確保できるなど工業上有用な効果がもたら
されるのである。
〜5および比較複合シート2の試験片の片面縦方
向中心線上に30mm×80mmの寸法をもつた試験用複
合シートをろう付け立設して逆T字型とし、この
状態で上方から100p.p.m.づつのCl-,HCO3、
SO2− 4、と1p.p.m.のCu2+とを含有し、PHを4.5に
調整した温度:35℃の水溶液を30日間噴霧の水溶
液噴霧試験を行ない、試験後の前記試験片におけ
る孔食数と最大孔食深さを測定した。この測定結
果を第4表に示した。 第3表および第4表に示される結果から、この
発明の範囲から外れた条件の比較複合シート1〜
4においては、いずれも腐食が著しく、かつ孔食
がかなり進行した情態になつているのに対して、
本発明複合シート1〜9では、すぐれた耐食性を
示し、しかも孔食がきわめて抑制されたものにな
つており、たとえ孔食が起つても皮材で侵食が止
まつており、犠牲陽極効果が十分に発揮されてい
ることが明らかである。 上述のように、この発明の複合ブレージングシ
ートは、苛酷な使用環境下でもきわめてすぐれた
耐孔食性を示すので、例えばこれをオートバイや
自動車のラジエータ,カークーラのコンデンサ,
エバポレータなどの熱交換器の管材として使用し
た場合、これに貫通孔などが形成することは皆無
となることから、長期に亘つてすぐれた性能が安
定して確保できるなど工業上有用な効果がもたら
されるのである。
Claims (1)
- 1 芯材と皮材、あるいは芯材と皮材とAl―Si系
合金のろう材のクラツド材からなる複合ブレージ
ングシートにおいて、前記芯材を少なくとも
Mn:0.3〜1.5重量%を含有するAl―Mn系合金
で、前記皮材を少なくともMn:0.1〜1.3重量%
およびZn:0.1〜2.0重量%を含有するAl―Mn―
Zn系合金で構成し、かつ前記芯材のMn含有量≧
前記皮材のMn含有量+0.2%を満足することを特
徴とするAl合金製熱交換器用複合ブレージング
シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17948080A JPS57101640A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | Composite brazing sheet for heat exchanger made of al alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17948080A JPS57101640A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | Composite brazing sheet for heat exchanger made of al alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57101640A JPS57101640A (en) | 1982-06-24 |
JPS6261661B2 true JPS6261661B2 (ja) | 1987-12-22 |
Family
ID=16066571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17948080A Granted JPS57101640A (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | Composite brazing sheet for heat exchanger made of al alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57101640A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0683911B2 (ja) * | 1987-05-14 | 1994-10-26 | 古河アルミニウム工業株式会社 | 耐食性のすぐれたAl合金ブレ−ジングシ−ト |
JP2572495B2 (ja) * | 1991-09-06 | 1997-01-16 | 昭和アルミニウム株式会社 | 耐食性に優れたろう付用アルミニウム材 |
JP5357403B2 (ja) * | 2007-04-20 | 2013-12-04 | 古河スカイ株式会社 | 成形性に優れたアルミニウム製内面溝付き管およびその製造方法 |
-
1980
- 1980-12-18 JP JP17948080A patent/JPS57101640A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57101640A (en) | 1982-06-24 |
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