JPS6328704B2

JPS6328704B2 -

Info

Publication number: JPS6328704B2
Application number: JP56209866A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujoshi
Original assignee: Nihon Radiator Co Ltd
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1988-06-09
Also published as: JPS58113367A

Description

【発明の詳細な説明】ａ発明の目的（産業上の技術分野）この発明はアルミニウム製ラジエータに於い
て、コア部と上下タンクとの連結部に用いるヘツ
ダプレート材の改良に関し、防食性に勝れ、ラジ
エータの耐久性を向上する事の出来るアルミニウ
ム製ラジエータ用ヘツダプレート材を得る事を目
的としている。

（従来の技術）水冷エンジンの冷却水放熱に用いるラジエータ
は、例えば第１図に示す様に、多数の通液管１，
１とフイン２，２とから成るコア部３の上下に、
それぞれヘツダプレート４を介して上タンク５と
下タンク６とを結合している。

ヘツダプレート４と各タンク５，６との結合部
は、各タンク５，６が合成樹脂製の場合、第２図
に示す様に、タンク５（又は６）の下面（又は上
面）とヘツダプレート４の上面（又は下面）との
間にパツキング７を挾持させ、ヘツダプレート４
の周縁部を折り曲げて上タンク５の下端部外周に
形成したフランジ部５ａを抑え、タンク５をヘツ
ダプレート４に水密に結合している。

コア部３を構成する多数の通液管１，１の上下
両端部は、それぞれヘツダプレート４に形成した
通孔８，８を隙間なく貫通し、各通孔８，８の開
口周縁部に形成した立壁９，９の内周面と通液管
１，１の外周面とをろう付けして結合すると共に
貫通部の水密を保持している。

この様に、上下タンク５，６の一面を塞ぐと共
に、このタンク５，６とコア部３とを連結するヘ
ツダプレート４には、第３図に示す様にアルミニ
ウム合金製の母材９の片面に、このヘツダプレー
ト４と通液管１，１の端部をろう付けする為のろ
う材１０を薄く積層したクラツド材が使用され
る。

母材９には例えば、アルミニウムにケイ素を
0.6％以下、鉄を0.7％以下、銅を0.05〜0.20％、
マンガンを1.0〜1.5％、亜鉛を0.10％以下含み、
残りをアルミニウムと微量の不可避不純物とした
JIS Ａ 3003材等のアルミニウム合金を使用する
が、この様な組成を有するアルミニウム合金製の
母材９を直接冷却水と接触する部分に使用する
と、母材９に腐食によりピンホールを生ずる孔食
が起り易い、本発明者が行なつた実験によると、
JIS Ａ 3003材をヘツダプレートに使用したラジ
エータに、塩素イオン（Cl^-）を100ppm、炭酸イ
オン（HCO^3-）を200ppm、硫酸イオン（SO₄ ^2-）
を300ppm、銅イオン（Cu²⁺）を1ppmそれぞれ
含む88℃の試験水を、毎分60の割合で循環させ
る試験を６ケ月間続けると、ヘツダプレート４を
貫通する孔食が発生し、水漏れを生じた。

この為、従来も第４図に示す様に、ヘツダプレ
ート４のろう材１０を積層した面と反対面に、ケ
イ素と鉄とを合計で0.7％以下、銅を0.10％以下、
マンガンを0.10％以下、マグネシウムを0.1％以
下、亜鉛を0.8〜1.3％含み、残りをアルミニウム
と微量の不可避不純物とした、JIS Ａ 7072材に
よる被覆層１１を形成し、この被覆層１１を犠牲
腐食させる事により、母材９の腐食を防止する事
が行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上述の様にJIS Ａ 7072材による被
覆層を形成した材料よりなるヘツダプレート４
は、通常の条件に於いては十分な防食効果が得ら
れるが、特に条件が厳しい部分に於いては防食効
果が不十分となる。

即ち、ヘツダプレート４とパツキング７とが接
触する部分にはごく薄い水の層が形成されるが、
この様な部分には局部電池が形成され易く、所謂
隙間腐食が生じ易い。本発明者が、第４図に示す
様なJIS Ａ 7072材による被覆層を形成した材料
をヘツダプレート４として前述と同じ条件で６ケ
月の循環試験を行なつた所、他の部部分では母材
９の腐食は殆ど生じなかつたのに対し、パツキン
グ７と接触する部分には、母材９を貫通する孔食
が発生した。

特に、金属の電位はその温度によつて変化する
が、JIS Ａ 3003材と同7072材との電位は、第５
図に示す様に、比較的低温域でははつきりした差
があるが、高温域では両材の電位に差がなくな
り、JIS Ａ 7072材に犠牲腐食作用がなくなつ
て、芯材であるJIS Ａ 3003材が腐食してしま
う。ラジエータ用ヘツダプレート材の場合、ラジ
エータの使用時には高温となる為、高温時に於け
る防食性能が要求される事は勿論である。

本発明は、上述した従来品の有する欠点を解消
し、十分な防食効果を有し、ラジエータの耐久性
を高める事の出来るアルミニウム製ラジエータ用
ヘツダプレート材を提供せんとするものである。

ｂ発明の構成（問題を解決する為の手段）本発明のヘツダプレート材の構成自体は、第４
図に示した従来からのものと同様である。

即ち、アルミニウム合金製の母材９の片面にろ
う材１０を、５〜10％のクラツド率（全体の厚さ
に対する被覆層の厚さの百分率）でクラツド法に
より積層すると共に、他面に犠牲腐食すべき被覆
層１１を、５〜50％のクラツド率で同様に積層し
ている。

本発明のヘツダプレート材の特徴は、被覆層１
１の組成を工夫する事により、防食効果をより高
めた点にある。

即ち、本発明のヘツダプレート材の被覆層１１
は、0.3％以下のケイ素（Si）と、0.7％以下の鉄
（Fe）と、0.1％以下の銅（Cu）と、0.2％以下の
マンガン（Mn）と、0.3〜1.1％以下のマグネシ
ウム（Mg）と、0.5〜３％の亜鉛（Zn）とをろう
付け後に残存するだけの量を含み、残部をアルミ
ニウム（Al）としている。

即ち、従来のヘツダプレート材の被覆層として
使用したJIS Ａ 7072材の場合と比較して、マグ
ネシウムの量を多くしている。他の元素の含有率
は、上記JIS Ａ 7072材とほぼ同様である。

ろう付けの前後に於ける組成が変化する程度
は、ろう付けの方法により変るが、真空ろう付け
の場合は、マグネシウム、亜鉛を予め十分に多く
含ませておき、ノコロツク法、F.B.法による場合
はこれらを少し多めに含ませておけば良い。

尚、被覆層１１を構成するアルミニウム合金中
の各元素の量を上記範囲に限定した理由は、次の
通りである。

先ず、ケイ素と鉄とは、上限値を越えて混入し
た場合、合金中に析出物を生じて材料欠陥が発生
し、腐食量が多くなる為、混入量に上限値を設け
た。

又、銅とマンガンとは、上限値を越えて混入し
た場合、被覆層１１を構成する合金の電位を貴に
し、母材９の腐食を防止する犠牲効果がなくなる
為、上限値を設けた。

更に、マグネシウムと亜鉛とは、混入量が少な
過ぎると、被覆層１１を構成する合金の電位が低
下する程度が低く、母材９の腐食を防止する犠牲
効果が不足するが、反対に混入量が多すぎると、
腐食量が多くなり過ぎて、早期に被覆層１１がな
くなり、更にはラジエータのコア部３を構成する
通液管１，１を詰まらせる原因となる為、上限値
と下限値とを設けた。

（作用）本発明のアルミニウム製ラジエータ用ヘツダプ
レート材は、以上に述べた様な構成の被覆層１１
を有するが、被覆層を構成するアルミニウム合金
の電位は、第６図に示す様に、高温域に於いても
母材を構成するJIS Ａ 3003材の電位よりも十分
に低くなる。

この為、従来のJIS Ａ 7072材による被覆層を
有するヘツダプレート材に比べて特に高温域に於
ける防食効果に勝れ、高温時に於ける隙間腐食に
も十分に対応する事が出来、パツキング７の接触
部分の様に条件の厳しい部分でも、母材９に水漏
れに至る様な孔食が発生する事を十分に防止する
事が出来る。

（実施例）次に、本発明の実施例について行なつた実験に
ついて説明する。

実施例１ケイ素を0.14％、鉄を0.16％、銅を0.01％、マ
ンガンを0.01％、マグネシウムを0.50％、亜鉛を
1.0％含み、残部をアルミニウムと避ける事の出
来ない極く微量の不純物（不可避不純物）とした
合金により、母材の片面に被覆層１１を形成し
た。

実施例２ケイ素を0.15％、鉄を0.20％、銅を0.01％、マ
ンガンを0.01％、マグネシウムを0.50％、亜鉛を
0.5％含み、残部をアルミニウムと不可避不純物
とした合金により、母材の片面に被覆層１１を形
成した。

実施例３ケイ素を0.20％、鉄を0.18％、銅を0.01％、マ
ンガンを0.01％、マグネシウムを0.30％、亜鉛を
1.0％含み、残部をアルミニウムと不可避不純物
とした合金により、母材の片面に被覆層１１を形
成した。

実施例４ケイ素を0.16％、鉄を0.18％、銅を0.01％、マ
ンガンを0.01％、マグネシウムを0.30％、亜鉛を
0.5％含み、残部をアルミニウムと不可避不純物
とした合金により、母材の片面に被覆層１１を形
成した。

実施例５ケイ素を0.25％、鉄を0.65％、銅を0.07％、マ
ンガンを0.15％、マグネシウムを0.90％、亜鉛を
2.5％含み、残部をアルミニウムと不可避不純物
とした合金により、母材の片面に被覆層１１を形
成した。

実施例６ケイ素を0.28％、鉄を0.45％、銅を0.05％、マ
ンガンを0.18％、マグネシウムを1.1％、亜鉛を
2.0％含み、残部をアルミニウムと不可避不純物
とした合金により、母材の片面に被覆層１１を形
成した。

以上に示した実施例１〜６の６種類のヘツダプ
レート材によりヘツダプレート４を構成したラジ
エータに就いて、前述した実験と同じ条件で６ケ
月の循環試験を行なつた所、パツキング７との接
触部分も含めて、腐食が発生した場合でも被覆層
１１の範囲に止まり、母材９にまで腐食が及ぶ事
はなかつた。

次に、ろう付けに伴なつてアルミニウム合金中
のマグネシウムと亜鉛との量が変化する程度を測
定する為に行なつた実験に就いて説明する。

本発明に対応する試料としては、0.5％のマグ
ネシウムと0.8％の亜鉛とを含むアルミニウム合
金を、被覆層としてJIS Ａ 3003材の表面にクラ
ツドしたものを使用した。ろう付けに対応する加
熱は、ノコロツク法によるろう付けに対応させる
べく、フラツクス（KAlF₄、K₃AlF₄）を３〜５
ｇ／m²の割合で表面に塗布した試料を、窒素ガス
雰囲気中で600℃で３分間加熱する事で行ない、
加熱前後に於いて、被覆層を成すアルミニウム合
金中に含まれるマグネシウムと亜鉛との量を、Ｘ
線マイクロアナライザにより測定した。

この結果、マグネシウムに関しては、ろう付け
前に第７図に示す様な濃度分布であつたものが、
ろう付け後には第８図に示す様になつた。又、亜
鉛に関しては、ろう付け前に第９図に示す様な濃
度分布であつたものが、ろう付け後には第１０図
に示す様になつた。

これら第７〜１０図から解る様に、ノコロツク
法によりろう付けを行なう場合、マグネシウムと
亜鉛との濃度は、ろう付けの前後で、犠牲効果に
影響が生じる程は大きく変化しない。

マグネシウム及び亜鉛以外の金属に就いては、
ろう付けの前後で濃度が低下する事がないか、或
は低下しても犠牲効果に影響を与えない為、測定
しなかつた。

ｃ発明の効果本発明のアルミニウム製ラジエータ用ヘツダプ
レート材は、以上に述べた通り構成され作用する
が、水と接触する被覆層を、高温域に於いても母
材との間に十分な電位差が存在する様に構成した
為、厳しい条件の下に於いてもヘツダプレート材
の腐食を防止して、耐久性に優れたアルミニウム
製ラジエータを得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はラジエータを例示する正面図、第２図
は第１図の拡大Ａ―Ａ断面図、第３図はろう材の
みを積層したヘツダプレート材を示す第２図のＢ
部拡大断面図、第４図は防食の為の被覆層を形成
したヘツダプレート材を示す第３図同様の断面
図、第５図は温度変化に伴なうJIS Ａ 3003材と
JIS Ａ 7072材との電位の変化を示す線図、第６
図は温度変化に伴なうJIS Ａ 3003材と本発明に
よるヘツダプレート材の被覆層との電位の変化を
示す線図、第７図はろう付け前に於けるマグネシ
ウムの濃度分布を示す線図、第８図はろう付け後
に於けるマグネシウムの濃度分布を示す線図、第
９図はろう付け前に於ける亜鉛の濃度分布を示す
線図、第１０図はろう付け後に於ける亜鉛の濃度
分布を示す線図である。１：通液管、２：フイン、３：コア部、４：ヘ
ツダプレート、５：上タンク、６：下タンク、
７：パツキング、８：通孔、９：母材、１０：ろ
う材、１１：被覆層。

Claims

【特許請求の範囲】

１アルミニウム合金製の母材９の片面にろう材
１０を５〜15％のクラツド率でクラツド法により
積層し、上記母材９の他面には、0.3％以下のケ
イ素と、0.7％以下の鉄と、0.1％以下の銅と、0.2
％以下のマンガンと、0.3〜1.1％のマグネシウム
と、0.5〜３％の亜鉛とをろう付け後に含有する
だけ含み、残部はアルミニウムとして成る合金の
被覆層１１を５〜50％のクラツド率でクラツド法
により形成して成るアルミニウム製ラジエータ用
ヘツダプレート材。