JPS63149B2

JPS63149B2 -

Info

Publication number: JPS63149B2
Application number: JP55135613A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masanao Iida; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1988-01-05
Also published as: JPS5762858A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐局部腐食性を有し、特
にAl合金製熱交換器の構造部材として使用する
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、例えばオートバイや自動車のラジエータ
などの熱交換器にはAl合金製のものが使用され
ている。通常、このAl合金製熱交換器は、Mn：
0.3〜2.0％を含有し、さらに必要に応じてZr：
0.01〜0.15％、Cr：0.01〜0.15％、Mg：0.1〜0.8
％、およびCu：0.05〜0.5％のうちの１種または
２種以上を含有し、残りがAlと不可避不純物か
らなる組成を有するAl―Mn系合金の芯材と、
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
１種または２種を含有し、残りがAlと不可避不
純物からなる組成（以上重量％、以下％の表示は
すべての重量％を意味する）を有するAl―Si系
合金のろう材とを、クラツドしたものからなる複
合ブレージングシートを使用し、これより管材や
タンクヘツダープレートを成形加工し、これらの
構造部材を熱交換器に組立て、ついで真空中、ろ
う付け温度に加熱し、前記構造部材の有するろう
材によつてろう付けすることによつて製造されて
いる。しかし、上記のように従来複合ブレージングシ
ートより製造されたAl合金製熱交換器において
は、ろう材がもともと耐食性に劣るものであるた
め、粒界腐食が発生し易く、容易に侵食が起るも
のであり、殊に高温ろう付けの時に、ろう材中の
Siが芯材中に拡散するために芯材の粒界腐食が促
進されるようになることから、局部腐食が芯材中
に深く進行することが多い。この結果熱交換器に
は、使用中にろう材側外部からの局部腐食の進行
によつて貫通孔が発生することがしばしば起つて
いた。本発明者等は、上述のような観点から、局部腐
食発生のないAl合金製熱交換器を得べく、特に
その構成部材である複合ブレージングシートにつ
いて研究を行なつた結果、芯材とろう材の間に、
少なくともZnを含有するAl―Zn系合金の中間材
を介在させると、前記中間材においては、Znの
含有によつて、侵食が横方向に広がる傾向が強く
現われ、厚さ方向への進行速度が小さくなると共
に、電気化学的に卑になることから、自らが犠牲
陽極効果を発揮するようになり、この結果局部腐
食がろう材を貫通しても前記中間材（犠牲陽極
材）によつて侵食が阻止されることになり、芯材
をよく防食するという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、Al合金製熱交換器用複合ブレージ
ングシートを、Mn：0.3〜2.0％を含有し、さら
に必要に応じてZr：0.01〜0.15％、Cr：0.01〜
0.15％、Mg：0.1〜0.8％、およびCu：0.05〜0.5
％のうちの１種または２種以上を含有し、残りが
Alと不可避不純物からなる組成を有する公知の
Al―Mn系合金の芯材と、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１種または２種を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有
する公知のAl―Si系合金のろう材との間に、
Zn：0.3〜2.0％を含有し、さらに必要に応じて
Mg：0.1〜0.8％およびMn：0.1〜2.0％のうちの
いずれか１種を含有し、かつMnを含有する場合
には必要に応じてZrおよびCrのうちの１種また
は２種：0.01〜0.15％を含有し、残りがAlと不可
避不純物からなる組成を有するAl―Zn系合金の
犠牲陽極材を介在させた３層クラツド材で構成し
たことに特徴を有するものである。つぎに、この発明の複合ブレージングシートに
おいて、中間材たる犠牲陽極材の成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。 (a) Zn Zn成分には、犠牲陽極材をZnを含有しない
芯材に比して電気化学的に卑にすると共に、こ
れ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0.3％未満では、真空ろう付
け処理後における残留Zn含有量が0.1％以下と
なつてしまつて前記作用に所望の効果を発揮す
ることができず、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0.3〜2.0％と定めた。 (b) Mg Mg成分には、Znとの共存において犠牲陽極
材を電気化学的により卑にする作用があるの
で、より一層の犠牲陽極効果を付与する必要が
ある場合に選択的に含有されるが、その含有量
が0.1％未満では前記作用に所望の向上効果が
得られず、一方0.8％を越えて含有させると、
ろう材中のSiと反応して粒界腐食を促進する
Mg₂Siを形成するようになることから、その含
有量を0.1〜0.8％と定めた。 (c) Mn Mn成分には高温強度を改善する作用がある
ので、犠牲陽極材に高温強度を付与する必要が
ある場合に選択的に含有されるが、その含有量
が0.1％未満では前記作用に所望の改善効果が
得られず、一方2.0％を越えて含有させても、
さらにより一層の改善効果は得られず、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0.1〜2.0％と定めた。 (d) ZrおよびCr これらの成分には、耐食性を損なうことなく
高温強度および室温強度を改善する均等的作用
があるので、これらの特性が要求される場合に
必要に応じて含有されるが、その含有量が0.01
％未満では前記作用に所望の強度向上効果が得
られず、一方0.15％を越えて含有させると、溶
解鋳造時に巨大晶となつて晶出して加工性を著
しく劣化させ、かつ耐食性も劣化するようにな
ることから、その含有量を0.01〜0.15％と定め
た。なお、この発明の複合ブレージングシートおい
て、犠牲陽極材の板厚全体に占める割合は３〜30
％とするのが望ましく、この割合において、長期
に亘つて安定した犠牲陽極効果を確保することが
できるものである。つぎに、この発明の複合ブレージングシートを
実施例により具体的に説明する。実施例通常の溶解法により、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、犠牲陽極
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、同じく通常の条件で鋳造し
て鋳塊とした後、均質化熱処理を施した。なお、
第１表には表示を省略したが、これらのAl合金
は、不可避不純物として、Mn：0.01％以下、
Mg：0.01％以下、Cu：0.05％以下、Zn：0.02％
以下、Fe：0.15〜0.17％（ただし、ろう材用合金
はFe：0.41％含有）、Si0.07〜0.08％、Cr：0.01％
以下、およびZr：0.01％以下を含有するものであ
つた。

【表】ついで、芯材用Al合金鋳塊は８mm厚まで、ま
た犠牲陽極材用およびろう材用Al合金鋳塊は５
mm厚までそれぞれ熱間圧延し、さらに前記犠牲陽
極材用およびろう材用Al合金の熱延板を冷間圧
延にて１mm厚とした。この状態で前記芯材用Al
合金Ａ〜Ｄの熱延板と、前記犠牲陽極材用Al合
金１〜８の冷延板と、前記ろう材用Al合金ａ、
ｂの冷延板とを、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するこ
とによつて、それぞれ1.2mmの厚さを有する３層
クラツドの本発明複合ブレージングシート１〜11
および２層クラツドの従来複合ブレージングシー
ト１、２をそれぞれ製造した。つぎに、この結果得られた複合ブレージングシ
ートのそれぞれから50mm×100mmの寸法をもつた
試験片を切出し、本発明複合ブレージングシート
７〜11および従来複合ブレージングシート２の試
験片に対しては、約10^-4torrの真空中、温度：
620℃に３分間保持の真空ろう付け処理に相当す
る熱処理を施し、一方本発明複合ブレージ

【表】ングシート１〜６および従来複合ブレージングシ
ート１に対しては、１気圧のN₂ガス雰囲気中、
温度：630℃に３分間保持の不活性ガスろう付け
処理に相当する熱処理を施した後、これら試験片
の芯材側に塗料をぬつて絶縁し、この状態で、
500時間のCASS試験とし、それぞれ100ppmづつ
のCl^-、HCl^- ₃、およびSO^2- ₄と、10ppmのCu²⁺を
添加し、かつPHを４に調整した水溶液を1000時
間噴霧の噴霧試験と、3.5％食塩水中に10分浸漬
後、50分引上げ保持を１サイクルとし、これを
100時間行なう交互浸漬試験とを行ない、それぞ
れ前記試験片のろう材側面における局部腐食数と
最大侵食深さを測定した。この測定結果を第２表
に合せて示した。第２表に示される結果から明らかなように、本
発明複合ブレージングシート１〜11においては、
いずれの使用環境においてもすぐれた耐局部腐食
性を示し、芯材への侵食が完全に阻止されている
のに対して、芯材とろう材の間に犠牲陽極材が介
在されていない従来複合ブレージングシート１、
２においては、いずれも局部腐食が著しいことが
示されている。上述のように、この発明の複合ブレージングシ
ートによれば、ろう材側からの侵食に対してきわ
めてすぐれた抵抗を示すので、これをAl合金製
熱交換器の構造部材として使用した場合には、前
記Al合金製熱交換器は苛酷な外部腐食環境下で
もすぐれた耐局部腐食性を示し、長期に亘る安定
的使用が可能となるなどの工業上有用な効果がも
たらされるのである。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくともMn：0.3〜2.0％を含有するAl―
Mn系合金の芯材と、少なくともSi：７〜15％を
含有するAl―Si系合金のろう材からなるAl合金
製熱交換器用複合ブレージングシートにおいて、
前記芯材と前記ろう材の間に、Zn：0.3〜2.0％を
含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有する犠牲陽極材を介在させた
３層クラツド材で構成したことを特徴とするAl
合金製熱交換器用複合ブレージングシート。２少なくともMn：0.3〜2.0％を含有するAl―
Mn系合金の芯材と、少なくともSi：７〜15％を
含有するAl―Si系合金のろう材からなるAl合金
製熱交換器用複合ブレージングシートにおいて、
前記芯材と前記ろう材の間に、Zn：0.3〜2.0％、
Mg：0.1〜0.8％を含有し、残りがAlと不可避不
純物からなる組成（以上重量％）を有する犠牲陽
極材を介在させた３層クラツド材で構成したこと
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。３少なくともMn：0.3〜2.0％を含有するAl―
Mn系合金の芯材と、少なくともSi：７〜15％を
含有するAl―Si系合金のろう材からなるAl合金
製熱交換器用複合ブレージングシートにおいて、
前記芯材と前記ろう材の間に、Zn：0.3〜2.0％、
Mn：0.1〜2.0％を含有し、残りがAlと不可避不
純物からなる組成（以上重量％）を有する犠牲陽
極材を介在させた３層クラツド材で構成したこと
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。４少なくともMn：0.3〜2.0％を含有するAl―
Mn系合金の芯材と、少なくともSi：７〜15％を
含有するAl―Si系合金のろう材からなるAl合金
製熱交換器用複合ブレージングシートにおいて、
前記芯材と前記ろう材の間に、Zn：0.3〜2.0％、
Mn：0.1〜2.0％を含有し、さらにZrおよびCrの
うちの１種または２種：0.01〜0.15％を含有し、
残りがAlと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有する犠牲陽極材を介在させた３層クラ
ツド材で構成したことを特徴とするAl合金製熱
交換器用複合ブレージングシート。