WO2014128880A1 - アルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、およびアルミニウム製熱交換器のろう付け方法 - Google Patents

アルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、およびアルミニウム製熱交換器のろう付け方法 Download PDF

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aluminum alloy
brazing
brazing sheet
intermediate material
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伊藤　泰永
和哲 波多野
知樹 山吉
寧 船戸
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住友軽金属工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet, and more specifically, an aluminum alloy brazing sheet that can be brazed without applying a flux during brazing heating, a method for producing the same, and the aluminum alloy brazing sheet.
  • the present invention relates to a brazing method for an aluminum heat exchanger.
  • a technique for brazing without applying flux is required.
  • a technique for brazing without applying flux conventionally, there is a vacuum brazing method in which an Al—Si—Mg based brazing material is used and brazing is performed by heating in a vacuum furnace. Can be completely joined without flux, but brazing equipment costs are expensive, Mg cleaning and maintenance of pumps and instruments are expensive, and it is inactive because it relies on radiant heating There is a drawback that productivity is also inferior to brazing in a gas furnace.
  • Patent Document 1 a space portion defined by an aluminum alloy spacer is filled with powdered flux, and the whole is hot-rolled to form an aluminum alloy plate and A method (Patent Document 2) has been proposed in which a spacer is hot-pressed and, at the same time, the powder powder inside is pressed and solidified.
  • the tensile strength after brazing is about 200 MPa or more, in some cases about 240 MPa for aluminum members constituting the heat exchanger. Materials with tensile strength are desired.
  • addition of Mg is effective.
  • the flux and Mg react to produce KMgF 3.
  • K 3 AlF 3 and the like are produced, and the effective flux function is lowered. For this reason, when the Mg content in the material exceeds 0.3%, brazing with a general Nocolok flux has been difficult.
  • a fluoride flux containing Cs, a Cs—Al—F system, or a Cs—K—Al—F system flux can be used.
  • the fluoride flux is extremely expensive compared with a general nocolok flux, and further has a problem that it is easily oxidized and consumed even when heated in an inert gas because the melting start temperature is low. For this reason, in order to braze the aluminum material containing Mg in an inert gas, it is necessary to apply a large amount of fluoride flux containing Cs, which is extremely disadvantageous in terms of cost. When a large amount of flux is applied, a large amount of flux residue remains after brazing, so that there is a serious problem in quality particularly in a heat exchanger including or close to an electronic component.
  • the present invention has been made as a result of various tests and studies on a method for brazing an aluminum member added with Mg with a fluoride flux.
  • the purpose of the present invention is to prepare an aluminum alloy containing Mg.
  • Aluminum alloy brazing sheet that can be brazed in an inert gas atmosphere without using a large amount of flux as a core material, a method for producing the same, and a method for brazing an aluminum heat exchanger incorporating the brazing sheet Is to provide.
  • an aluminum alloy brazing sheet according to claim 1 is provided with an aluminum alloy core material (hereinafter referred to as a core material) on one side or both sides of an aluminum alloy brazing material (hereinafter referred to as a brazing material) and an aluminum alloy.
  • Lux is included, and part or all of the flux is solidified after being melted.
  • the amount of Mg contained in the core material is x (%) and the thickness of the intermediate material is y (mm)
  • the relationship between the amount of Mg contained in the core material and the thickness of the intermediate material satisfies the following formula. y (mm) ⁇ 0.007ln (x) +0.018 where ln represents a natural logarithm.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to claim 2 is the aluminum alloy brazing sheet according to claim 1, wherein the Mg content of the brazing material and the intermediate material is both limited to 0.05% or less, and is included in the interface between the brazing material and the intermediate material.
  • the amount of Cs-containing fluoride flux is 0.5 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less.
  • An aluminum alloy brazing sheet according to a third aspect of the present invention is the aluminum alloy brazing sheet according to the first aspect, wherein a fluoride flux is included in an interface between the brazing material and the intermediate material, and a part or all of the flux is solidified after being melted.
  • a fluoride flux is included in an interface between the brazing material and the intermediate material, and a part or all of the flux is solidified after being melted.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to claim 4 is characterized in that, in claim 3, the Mg content of the brazing material and the intermediate material is both limited to 0.05% or less, and is included in the interface between the brazing material and the intermediate material.
  • the amount of fluoride flux is 0.5 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less.
  • An aluminum alloy brazing sheet according to a fifth aspect of the present invention is the aluminum alloy brazing sheet according to any one of the first to fourth aspects, further comprising Zn: 0.5 to 10%, Cu: 0.2 It is characterized by containing one or two of ⁇ 3.0%.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to claim 6 has a solidus temperature of 565 ° C. or less together with the Cs-containing fluoride flux at the interface between the brazing material and the intermediate material according to any one of claims 1, 2, and 5.
  • a metal is included, and the flux and a part or all of the metal are melted and solidified.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to claim 7 is the aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 3, 4 and 5, wherein the metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is present at the interface between the brazing material and the intermediate material together with the fluoride flux.
  • the flux and the metal are partly or wholly melted and solidified after being melted.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to claim 8 has a solidus temperature of 565 ° C. together with Cs-containing fluoride flux or Cs-containing fluoride flux at the interface between the intermediate material and the core material according to any one of claims 1 to 7.
  • the following metals are included, and the flux or a part or all of the flux and the metal is solidified after being melted.
  • a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to claim 9 is a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 1 to 5 and 8, wherein a core material, an intermediate material and a brazing material are used as cladding constituent materials.
  • a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to claim 10 is a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 6, 7 and 8, wherein a core material, an intermediate material and a brazing material are used as cladding constituent materials.
  • a manufacturing method of an aluminum alloy brazing sheet according to claim 11 is the method according to claim 9 or 10, wherein when the core material, the intermediate material and the brazing material as the clad constituent material are laminated, a recess is provided in the interface, and the recess is provided with the recess.
  • the metal is encapsulated with the flux or the flux, and the laminated clad constituent material is pressurized and heated to melt and join a part or all of the flux or the flux and the metal, followed by hot clad rolling. It is characterized by that.
  • the method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to claim 12 is characterized in that in any one of claims 9 to 11, a flux outflow prevention member is provided so as to surround a periphery of the flux or an interface between the flux and the metal. To do.
  • a brazing method for an aluminum heat exchanger is the aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount of the Cs-containing fluoride flux or fluoride flux contained in the interface is determined. It is characterized in that heating is performed with a heating time from 450 ° C. to 590 ° C. within 4 minutes without assembling a material of 0.8 g / m 2 or less and applying a flux in an inert gas atmosphere.
  • an aluminum alloy brazing sheet that can be brazed in an inert gas atmosphere without using a large amount of flux using an aluminum alloy containing Mg as a core, and a method for manufacturing the same, and the brazing A method of brazing an aluminum heat exchanger incorporating a sheet is provided.
  • a brazing material is clad via an intermediate material on one or both sides of a core material, and the core material contains 0.1 to 1.3% Mg.
  • an Al—Mn-based aluminum alloy containing 0.1 to 1.3% Mg is used as the core material.
  • the Al—Mn based aluminum alloy can be based on Al—Mn based aluminum alloys such as A3003, A3203, and A3004 to which Cu, Si, Fe, Cr, Zn, Ti, Zr and the like are further added. If Mg is less than 0.1%, the tensile strength after brazing is less than 115 MPa, so the difference in strength from the additive-free material is poor. If it exceeds 1.3%, the brazing property is inferior and will be described later. In the gap filling test, the gap filling length is less than 25 mm.
  • an Al—Si alloy containing Si: 6 to 13%, further containing one or two of Zn: 0.5 to 10% and Cu: 0.2 to 3.0% are contained.
  • Al-Si based alloys can be used, and the addition of Zn and Cu lowers the melting point of the brazing material, so that the brazing material and the core material are easily joined by heating before hot rolling. Inclusion of Zn exceeding 10% and Cu exceeding 3.0% is not preferable because the corrosion resistance decreases. It is also possible to use an Al—Si based alloy containing a small amount of other additive components. If the Si content is less than 6%, the fluidity of the wax is lowered, and sufficient bonding cannot be performed. If it exceeds 13%, coarse Si grains are formed, and the molten wax melts the core material and other members, which is not preferable.
  • the intermediate material aluminum containing Si: less than 6% and further containing one or two of Zn: 0.5 to 10% and Cu: 0.2 to 3.0% should be used. (Claim 5). Since the melting point of the intermediate material is lowered by the addition of Zn and Cu, the brazing material and the core material are easily joined by heating before hot rolling. Inclusion of Zn exceeding 10% and Cu exceeding 3.0% is not preferable because the corrosion resistance decreases. If Si: 6% or more, it melts excessively during brazing and does not serve as an intermediate layer.
  • the Mg content of the brazing material and the intermediate material is both limited to 0.05% or less, and the Cs content included in the interface between the brazing material and the intermediate material
  • the amount of fluoride flux is preferably 0.5 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less (Claim 2).
  • a fluoride flux is included in the interface between the brazing material and the intermediate material, and a part or all of the flux is solidified after being melted.
  • the amount of Mg contained in x is% (%) and the thickness of the intermediate material is y (mm)
  • the relationship between the amount of Mg contained in the core material and the thickness of the intermediate material is expressed as y (mm) ⁇ 0.007ln ( x) +0.024 (ln represents a natural logarithm) (Claim 3).
  • an Al—Mn-based aluminum alloy containing 0.05% to 1.3% Mg is used as the core material.
  • the Al—Mn based aluminum alloy can be based on Al—Mn based aluminum alloys such as A3003, A3203, and A3004 to which Cu, Si, Fe, Cr, Zn, Ti, Zr and the like are further added.
  • Mg is 0.05% or less
  • the tensile strength after brazing is less than 115 MPa, so the difference in strength from the additive-free material is poor.
  • it exceeds 1.3% the brazing property is inferior and will be described later.
  • the gap filling length is less than 25 mm.
  • the Mg content of both the brazing material and the intermediate material is limited to 0.05% or less, and the fluorine contained in the interface between the brazing material and the intermediate material.
  • the amount of the chemical flux is preferably 0.5 g / m 2 or more and 2.0 g / m 2 or less (Claim 4).
  • a third embodiment of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is the same as that of the first embodiment in that the metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is combined with the Cs-containing fluoride flux at the interface between the brazing material and the intermediate material. Is included, and part or all of the flux and the metal are melted and then solidified (Claim 6).
  • a metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is present at the interface between the brazing material and the intermediate material together with the fluoride flux. It is encapsulated, and part or all of the flux and metal is to be solidified after melting (Claim 7).
  • a Cs-containing fluoride flux or a metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is included in the interface between the intermediate material and the core material together with the flux, or the flux and the metal. It is possible to obtain a more stable brazing property by making a part or all of the material solidify after being melted (Claim 8).
  • the first feature of the present invention resides in that the flux is contained in the brazing sheet, thereby preventing the oxidative deterioration during brazing heating and reducing the amount of flux used.
  • the effect is remarkable in the CsF-containing fluoride flux, the Cs—Al—F system, and the Cs—K—Al—F system flux as compared with the general fluoride flux.
  • the second feature is that the flux contained in the interface is melted partially or entirely, rather than encapsulating the flux in an unmelted interface at the interface between the brazing material and the intermediate material, and further at the interface between the intermediate material and the core material. The point is that it was solidified later.
  • the flux is sealed at the interface of the clad constituent material consisting of brazing material, intermediate material and core material, and the flux is heated using homogenization treatment or heat treatment before hot-rolling. After part or all is melted and the clad constituent material is joined, hot clad rolling is performed.
  • the clad rate accuracy is stable, surface defects such as blistering are less likely to occur, and the weld fixing around the interface of the laminated material, which is always performed in conventional hot clad rolling, can be omitted. There is also.
  • the flux is encapsulated in the interface of the clad components, so that the flux does not deteriorate during oxidation in the heat exchanger manufacturing process, and heat exchange is performed by brazing heating.
  • the temperature of the vessel exceeds the melting point of the flux, the flux is remelted, and the function as the flux can be sufficiently achieved. Since the remelted flux has a lighter specific gravity than aluminum, when the brazing material begins to melt, the flux floats on the brazing material surface and contributes to the destruction and peeling of the oxide film. After cooling, it remains on the material surface The amount of surplus flux is reduced compared to the case of normal flux application.
  • the flux In normal flux brazing, when a nocolok flux based on KF-AlF 3 is used, the flux deteriorates during brazing heating. Therefore, the flux is 3 g / m on the outer surface side of the heat exchanger. It is necessary to apply two or more, but in the present invention, since the flux can be enclosed between the clad components without oxidative deterioration, the brazing heating can be performed from 450 ° C. to 590 ° C. within 4 minutes. When heated, it was confirmed that good brazing properties could be obtained even when the amount of flux contained in the interface between the intermediate material and the brazing material was 0.8 g / m 2 or less.
  • a brazing material, an intermediate material and a core material are laminated as a clad constituent material, and a Cs-containing fluoride flux or a fluoride flux or a metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is enclosed at the interface between the brazing material and the intermediate material.
  • a Cs-containing fluoride flux or a metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is sealed at the interface between the intermediate material and the core material together with the flux as necessary, while pressurizing the laminated cladding component. After heating and joining, hot clad rolling is performed.
  • the metal is preferably a powder or a plate material, for example, a low melting point Zn powder, an Al—Zn alloy powder, an Al—Cu alloy powder, an Al—Zn—Cu alloy powder, an Al—Zn alloy plate material, an Al—Zn—Cu. Alloy plate material can be applied. A material obtained by adding Si to these alloys may be used. Also, a metal that causes eutectic melting with Al and has a eutectic temperature of 565 ° C. or lower, such as pure Cu powder, can be applied. The amount of metal to be enclosed is preferably 3 to 10 g / m 2 .
  • the shape of the recess may be various shapes such as a triangle, a quadrangle, and a semicircle, and may be a continuous recess or a dimple independent recess.
  • a method for forming the concave portion it is preferable to form the concave portion by a method such as cutting, press molding, or rolling down with a roll on which the convex portion is formed.
  • a flux outflow prevention member may be disposed so as to surround the interface between the brazing material and the intermediate material and the periphery of the interface between the intermediate material and the core material.
  • the flux outflow prevention member for example, an aluminum frame made of an extruded aluminum material can be used.
  • the flux outflow prevention member is hot-rolled together with the laminated clad constituent material, but because it is located only at the end in the width direction and the longitudinal direction of the clad constituent material, it will be cut off during the rolling process, There is no loss of material quality or yield.
  • the flux or the flux and metal are partially or wholly melted to join the clad constituent material. Thereafter, hot clad rolling is performed.
  • pressurizing the entire surface of the laminated clad constituent material while heating is effective for ensuring bonding.
  • the entire surface can be pressurized by placing a plate-shaped jig with a heat-resistant spring on the surface of the laminated clad component, pressurizing it, fixing it with bolts, and aluminum made on the laminated clad component.
  • the applied pressure is preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 3 MPa or less.
  • the flux encapsulated at the interface of the laminated clad constituent material, or the flux and the metal are melted, and the clad constituent material is completely or partially joined,
  • the solidified flux is confined at the interface of the clad constituent material, and the flux partially flowing out on the side surface of the clad constituent material is also solidified and closely adhered to the clad constituent material, so that no scattering occurs during hot clad rolling.
  • Example 1 and Comparative Example 1 A single-sided brazing sheet in which a brazing material was clad on one side of a core material with an intermediate material was produced by the method according to the present invention.
  • the core material is agglomerated by continuous casting, chamfered to a thickness of 26 mm, cut to dimensions of 175 mm in length and 175 mm in width, and the brazing material and intermediate material are agglomerated by continuous casting and hot rolled to a predetermined thickness. After that, it was cut into dimensions of 175 mm in length and 175 mm in width.
  • Tables 1 and 2 show combinations of brazing material, intermediate material and core material. In Tables 1 and 2, those outside the conditions of the present invention are underlined.
  • Tables 3 to 4 show the flux sealing conditions before hot cladding rolling. In Tables 3 to 4, those outside the conditions of the present invention are underlined.
  • the clad constituent material encapsulating the flux was then hot clad rolled and cold rolled, and finally softened to a brazing sheet with a thickness of 0.4 mm.
  • the obtained brazing sheet was subjected to a gap filling test by the following method. Moreover, after heat-treating the obtained brazing sheet similarly to the gap filling test piece, the tensile strength was measured, and 115 MPa or more was evaluated as acceptable. Tables 5 to 6 show the brazing conditions, the tensile strength after brazing, and the gap filling length.
  • Gap filling test As shown in FIG. 1, a degreasing brazing sheet was used as a horizontal material, and a 3003 alloy plate (thickness 1 mm) was assembled as a vertical material to form a gap filling test piece. Using a nitrogen gas furnace consisting of a two-chamber furnace with a preheating chamber and a brazing chamber with an internal volume of 0.4 m 3 , the gap-filled test piece was charged into the brazing chamber and brazed at an ultimate temperature of 595 ° C. did. As brazing conditions, 20 m 3 / h nitrogen gas was fed into each chamber of the nitrogen gas furnace, and the temperature was increased from 450 ° C. to 590 ° C. under the conditions shown in Table 3.
  • the oxygen concentration in the brazing chamber at the end of heating was 16 to 24 ppm.
  • the gap filling test piece was transferred to the preheating chamber, cooled to 550 ° C. in the preheating chamber, and then taken out and cooled in the atmosphere.
  • the gap filling length was measured from the gap filling specimen after cooling to evaluate the fillet forming ability. Those having a gap filling length of 25 mm or more were evaluated as having good fillet forming ability.
  • test materials 1 to 14 according to the present invention have a good fillet forming ability even when brazing without applying a flux, and a healthy joint is formed. It was. In the test material 14, a residue of the flux was observed in the gap filling test piece after brazing, but it was recognized as acceptable in practice.
  • the test material 6 has a recess formed by groove processing at the interface between the brazing material and the intermediate material containing the flux, and the test material 13 is the interface between the brazing material and the intermediate material, and the intermediate material and the core material.
  • a flux outflow prevention member made of an aluminum shape member is provided at the interface.
  • the test material 21 had a short gap filling length and poor fillet forming ability because the amount of Si in the brazing material was small. Since the test material 22 had a large amount of Si in the brazing material, the vertical material was excessively dissolved in the gap filling test. Since the test material 23 has a large amount of Zn in the brazing material and the test material 24 has a large amount of Cu in the brazing material, it has been confirmed that both have problems in corrosion resistance.
  • the test material 25 has a small value of the relational expression
  • the test material 26 has a large amount of Mg in the intermediate material, so that the gap filling length is short and the fillet forming ability is inferior.
  • the test material 27 has a large amount of Zn in the intermediate material and the test material 28 has a large amount of Cu in the intermediate material, it has been confirmed that both have problems in corrosion resistance.
  • the test material 29 had a large amount of Mg in the core material, the gap filling length was short and the fillet forming ability was inferior.
  • the test material 30 had a small amount of flux contained in the interface between the brazing material and the intermediate material, the gap filling length was short and the fillet forming ability was inferior.
  • the gap filling length was short and the fillet forming ability was inferior. Since the test material 33 had a small CsF content in the fluoride flux, the gap filling length was short and the fillet forming ability was inferior.

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Abstract

　Ｍｇを含有するアルミニウム合金を心材とし、フラックスを用いることなく、不活性ガス雰囲気中でろう付けすることを可能とするアルミニウム合金ブレージングシートを提供するもので、アルミニウム合金心材の片面または両面に、Ａｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金ろう材を、アルミニウム合金の中間材を介してクラッドしてなり、心材が０．１～１．３％のＭｇを含むアルミニウム合金、ろう材がＳｉ：６～１３％を含むＡｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金、中間材がＳｉ：６％未満を含むアルミニウム合金で、ろう材と中間材の界面には、ＣｓＦを５～６０モル％含み、残部Ｋ－Ａｌ－Ｆ系化合物からなるＣｓ含有弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであり、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたときに、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係が下記の式を満足することを特徴とする。 ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０１８　但し、ｌｎは自然対数を表す。

Description

アルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、およびアルミニウム製熱交換器のろう付け方法
　本発明は、アルミニウム合金ブレージングシート、詳しくは、ろう付け加熱の際にフラックスを塗布することなしに、ろう付けを可能とするアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、および当該アルミニウム合金ブレージングシートを組み付けたアルミニウム製熱交換器のろう付け方法に関する。
　現在、自動車用熱交換器の多くはＡｌ－Ｍｎ系心材にＡｌ－Ｓｉ系ろう材をクラッドしてなるブレージングシートにＫ－Ａｌ－Ｆ系化合物からなる弗化物フラックス、いわゆるノコロックフラックスを塗布し、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気炉で加熱することによってろう付け接合されている。しかしながら、近年の自動車部品の電子化に伴い、一部の熱交換器においては、ろう付け後のフラックス残渣が表面処理性を阻害するなどの問題が指摘されており、また、高性能化のために冷媒通路を微細にした熱交換器においては、フラックス残渣が冷媒通路を閉塞させ、熱交換性能が大幅に低下するという問題も生じている。
　このような問題を解決するために、フラックスを塗布することなしにろう付けする技術が求められている。フラックスを塗布することなしにろう付けする技術としては、従来、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材を用い、真空炉中で加熱することによりろう付け接合する真空ろう付け法があり、真空ろう付け法によれば、完全にフラックス無しでの接合が可能であるが、ろう付け設備費が高価であり、Ｍｇ清掃やポンプ・計器類のメンテナンスにも費用がかかり、輻射加熱に頼っているため不活性ガス炉でのろう付けに比べて生産性も劣るという難点がある。
　電子部品や冷媒通路が狭い精密なろう付け品に対しては、完全にフラックス無しで接合する以外に、フラックスの使用量を問題のないレベルにまで低減することでもよいが、従来のブレージングシートでは、一般的なろう付け環境においてフラックスの塗布量が３ｇ／ｍ２を下まわるとろう付け性が急激に低下する。これは単にフラックス量が少なくなることに加え、ろう付け加熱中に雰囲気中に微量に含まれる酸素がフラックスと反応して酸化するためフラックスとしての機能が劣化してしまうことが原因と考えられている。また、このような酸化劣化によるフラックス機能の低下は、特に低い温度から溶融するＣｓＦを配合したフラックスやＣｓ系フラックスではさらに顕著となり、Ｃｓを含むような低融点フラックスは炉中ろう付けでは使用し難いという問題がある。
　ろう付け加熱中にフラックスの酸化による劣化を生じさせないために、ブレージングシートにフラックスを封入することが試みられ、その手法として、フラックスを封入したアルミニウム合金材からなるフラックス封入部材を、ろう材と心材との界面またはろう材の表面に配置する方法（特許文献１）、アルミニウム合金からなるスペーサによって区画形成される空間部分に粉末状フラックスを充填し、その全体を熱間圧延してアルミニウム合金板およびスペーサを熱間圧着すると同時に、内部の粉末状フラックスを圧粉して固形化する方法（特許文献２）が提案されている。
　しかしながら、いずれの方法においてもフラックスが障壁となって熱間圧延性が阻害されると共に、熱間圧延時にフラックスが装置の周辺に飛散して装置を汚染するという問題や、他の圧延材料へ混入するおそれがあるため、工業的には実現が困難である。また、アルミニウム箔にフラックスを包み込んで形成したフラックス含有線材を、心材とろう材の層間に配設し、この積層物を圧延してアルミニウムろう付け用ブレージングシートを製造する方法（特許文献３）も提案されているが、熱間圧延性の確保とフラックスの飛散という課題は解決できていない。
　一方、近年、熱交換器においては、省スペース、耐高温特性、耐圧等の観点から、熱交換器を構成するアルミニウム部材について、ろう付け後の引張強さが２００ＭＰａ以上、場合によっては２４０ＭＰａ程度の引張強さを有する材料が望まれている。このような高強度の材料を得るためには、Ｍｇ添加が効果的であるが、Ｍｇを添加したアルミニウム部材を、ノコロックフラックスを用いてろう付け加熱すると、フラックスとＭｇが反応してＫＭｇＦ３やＫ３ＡｌＦ３等を生じてしまい、有効なフラックス機能が低下する。そのため、材料中へのＭｇ含有量が０．３％を超えると、一般のノコロックフラックスではろう付けが困難となっていた。
　Ｍｇを含有したアルミニウム合金のろう付けに対応するため、Ｃｓを含む弗化物フラックス、Ｃｓ－Ａｌ－Ｆ系またはＣｓ－Ｋ－Ａｌ－Ｆ系フラックスを使用することができるが、これらＣｓを含む弗化物フラックスは、一般のノコロックフラックスと比べてきわめて高コストであり、さらに溶融開始温度が低いため、不活性ガス中で加熱しても酸化消耗し易いという問題がある。このため、Ｍｇを含有するアルミニウム材を不活性ガス中でろう付けするには、Ｃｓを含む弗化物フラックスを多量に塗布する必要があり、コスト面できわめて不利となる。フラックスを多量に塗布すると、ろう付け後にフラックス残渣が多く残るため、特に電子部品を含むあるいは電子部品に近接する熱交換器においては、品質的に重大な問題がある。
特開２００１－２５９８８６号公報 特開２００２－３６１４８７号公報 特開２００７－２６０７８１号公報
　本発明は、Ｍｇを添加したアルミニウム部材を弗化物フラックスでろう付けするための手法について、種々の試験、検討を行った結果としてなされたものであり、その目的は、Ｍｇを含有するアルミニウム合金を心材とし、多量のフラックスを用いることなく、不活性ガス雰囲気中でろう付けすることを可能とするアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、および当該ブレージングシートを組み込んだアルミニウム製熱交換器のろう付け方法を提供することにある。
　上記の目的を達成するための請求項１によるアルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム合金心材（以下、心材）の片面または両面に、Ａｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金ろう材（以下、ろう材）を、アルミニウム合金の中間材（以下、中間材）を介してクラッドしてなり、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに加熱することによりろう付け接合される熱交換器に用いられるブレージングシートであって、心材が０．１～１．３％（質量％、以下同じ）のＭｇを含むアルミニウム合金、ろう材がＳｉ：６～１３％を含むＡｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金、中間材がＳｉ：６％未満を含むアルミニウム合金で、ろう材と中間材の界面には、ＣｓＦを５～６０モル％含み、残部Ｋ－Ａｌ－Ｆ系化合物からなるＣｓ含有弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであり、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたときに、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係が下記の式を満足することを特徴とする。
ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０１８　但し、ｌｎは自然対数を表す。
　請求項２によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１において、前記ろう材および前記中間材のＭｇ含有量がいずれも０．０５％以下に制限され、ろう材と中間材の界面に内包される前記Ｃｓ含有弗化物フラックスの量が０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする。
　請求項３によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１において、前記ろう材と前記中間材の界面には弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであり、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたときに、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係が下記の式を満足することを特徴とする。
ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０２４　但し、ｌｎは自然対数を表す。
　請求項４によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項３において、前記ろう材および前記中間材のＭｇ含有量がいずれも０．０５％以下に制限され、ろう材と中間材の界面に内包される前記弗化物フラックスの量が０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする。
　請求項５によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１～４のいずれかにおいて、前記ろう材および前記中間材のいずれか一方または両方に、さらにＺｎ：０．５～１０％、Ｃｕ：０．２～３．０％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。
　請求項６によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１、２および５のいずれかにおいて、前記ろう材と中間材の界面には、前記Ｃｓ含有弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。
　請求項７によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項３、４および５のいずれかにおいて、前記ろう材と中間材の界面には、前記弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。
　請求項８によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１～７のいずれかにおいて、前記中間材と前記心材の界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックス、またはＣｓ含有弗化物フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。
　請求項９によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１～５および８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、クラッド構成材として心材、中間材およびろう材を積層し、前記界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスを内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延に先だって、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とする。
　請求項１０によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項６、７および８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、クラッド構成材として心材、中間材およびろう材を積層し、前記界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属を内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延に先だって、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とする。
　請求項１１によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項９または１０において、前記クラッド構成材としての心材、中間材およびろう材を積層するに際し、前記界面に凹部を設けて、該凹部に前記フラックス、またはフラックスと共に前記金属を内包させ、積層されたクラッド構成材を加圧、加熱することにより、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部を溶融させて接合した後、熱間クラッド圧延することを特徴とする。
　請求項１２によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項９～１１のいずれかにおいて、前記フラックス、またはフラックスと金属を挟持する界面の周囲を囲むようにフラックス流出防止部材を設けることを特徴とする。
　請求項１３によるアルミニウム製熱交換器のろう付け方法は、請求項１～８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートで、前記界面に内包する前記Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスの量を０．８ｇ／ｍ２以下としたものを組み付けて、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに、４５０℃から５９０℃までの昇温時間を４分以内とする加熱を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、Ｍｇを含有するアルミニウム合金を心材とし、多量のフラックスを用いることなく、不活性ガス雰囲気中でろう付けすることを可能とするアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、および当該ブレージングシートを組み込んだアルミニウム製熱交換器のろう付け方法が提供される。
実施例で用いる間隙充填試験片を示す図である。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの第１の実施形態は、心材の片面または両面に、ろう材を、中間材を介してクラッドしてなり、心材が０．１～１．３％のＭｇを含むアルミニウム合金、ろう材がＳｉ：６～１３％を含むＡｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金、中間材がＳｉ：６％未満を含むアルミニウム合金で、ろう材と中間材の界面には、ＣｓＦを５～６０モル％含み、残部Ｋ－Ａｌ－Ｆ系化合物からなるＣｓ含有弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものとし、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたとき、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係を、ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０１８（ｌｎは自然対数を表す）とすることである（請求項１）。
　心材としては、０．１～１．３％のＭｇを含有するＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金が用いられる。このＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金としては、さらにＣｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加したＡ３００３、Ａ３２０３、Ａ３００４などのＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金をベースとすることができる。Ｍｇが０．１％未満では、ろう付け後の引張強さが１１５ＭＰａに満たないため、Ｍｇ無添加材との強度差が乏しく、１．３％を超えると、ろう付け性が劣り、後述する間隙充填試験において、間隙充填長さが２５ｍｍに満たなくなる。
　ろう材としては、Ｓｉ：６～１３％を含有するＡｌ－Ｓｉ合金、さらにＺｎ：０．５～１０％、Ｃｕ：０．２～３．０％のうちの１種または２種を含有させたＡｌ－Ｓｉ系合金を用いることができ、Ｚｎ、Ｃｕの添加により、ろう材の融点が低下するため、熱間圧延前の加熱でろう材と心材が接合し易くなる。１０％を超えるＺｎ、３．０％を超えるＣｕの含有は、耐食性が低下するため好ましくない。その他の添加成分を少量含むＡｌ－Ｓｉ系合金を用いることも可能である。Ｓｉの含有量が６％未満ではろうの流動性が低下し、十分な接合ができなくなる。１３％を超えると粗大Ｓｉ粒が形成され、溶融したろうが心材や他の部材を溶融するため好ましくない。
　中間材としては、Ｓｉ：６％未満を含有し、さらにＺｎ：０．５～１０％、Ｃｕ：０．２～３．０％のうちの１種または２種を含有し得るアルミニウムを用いることができる（請求項５）。Ｚｎ、Ｃｕの添加により、中間材の融点が低下するため、熱間圧延前の加熱でろう材と心材が接合し易くなる。１０％を超えるＺｎ、３．０％を超えるＣｕの含有は、耐食性が低下するため好ましくない。Ｓｉ：６％以上では、ろう付け時に過度に溶融して中間層としての役目を果たさなくなる。
　前記の構成において、優れたフィレット形成能を得るためには、ろう材および中間材のＭｇ含有量をいずれも０．０５％以下に制限し、ろう材と中間材の界面に内包されるＣｓ含有弗化物フラックスの量を０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下とするのが好ましい（請求項２）。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの第２の実施形態は、ろう材と中間材の界面には弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものとし、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたとき、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係を、ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０２４（ｌｎは自然対数を表す）とすることである（請求項３）。
　この場合、心材としては、０．０５％を超え１．３％以下のＭｇを含有するＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金が用いられる。このＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金としては、さらにＣｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加したＡ３００３、Ａ３２０３、Ａ３００４などのＡｌ－Ｍｎ系アルミニウム合金をベースとすることができる。Ｍｇが０．０５％以下では、ろう付け後の引張強さが１１５ＭＰａに満たないため、Ｍｇ無添加材との強度差が乏しく、１．３％を超えると、ろう付け性が劣り、後述する間隙充填試験において、間隙充填長さが２５ｍｍに満たなくなる。
　上記の構成において、優れたフィレット形成能を得るためには、ろう材および中間材のＭｇ含有量をいずれも０．０５％以下に制限し、ろう材と中間材の界面に内包される前記弗化物フラックスの量を０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下とするのが好ましい（請求項４）。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの第３の実施形態は、第１の実施形態において、前記ろう材と中間材の界面に、前記Ｃｓ含有弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものとすることである（請求項６）。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの第４の実施形態は、第２の実施形態において、前記ろう材と中間材の界面には、前記弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものとすることである（請求項７）。
　また、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいては、中間材と心材の界面にもＣｓ含有弗化物フラックス、または該フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の金属を内包させ、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものとすることにより、より安定したろう付け性を得ることができる（請求項８）。
　本発明の第一の特徴は、ブレージングシートにフラックスを内包させることにより、ろう付け加熱時の酸化劣化を防いでフラックス使用量を低減することにある。その効果は、一般の弗化物フラックスに比べて、ＣｓＦ含有弗化物フラックスや、Ｃｓ－Ａｌ－Ｆ系、Ｃｓ－Ｋ－Ａｌ－Ｆ系フラックスにおいて顕著である。
　第二の特徴は、ろう材と中間材の界面、さらには中間材と心材の界面にフラックスを未溶融のまま内包させるのではなく、界面に内包させたフラックスが、一部または全部が溶融した後に凝固したものである点にある。具体的な手法としては、熱間クラッド圧延前、ろう材、中間材および心材からなるクラッド構成材の界面にフラックスを封入し、均質化処理あるいは熱間圧延前の加熱処理を利用してフラックスの一部または全部を溶融させ、クラッド構成材を接合させた後、熱間クラッド圧延を行う。
　上記クラッド構成材の接合により、熱間クラッド圧延時の皮剥がれなどの圧延不良が生じ難くなり、クラッド率や材料強度に制限されることなく自由な仕様のクラッド材を製造することが可能となる。さらにクラッド率の精度が安定し、膨れなどの表面欠陥も生じ難くなり、また、従来の熱間クラッド圧延において必ず行われていた積層された材料の界面周囲の溶接固定を省くことができるという利点もある。
　第三の特徴について説明すると、フラックスをクラッド構成材の界面に内包させるため、熱交換器の製造におけるろう付け加熱の昇温工程で、フラックスが酸化劣化することがなく、ろう付け加熱により熱交換器の温度がフラックスの融点を超え、フラックスが再溶融して、フラックスとしての機能を十分に果たすことができる。再溶融したフラックスはアルミニウムよりも比重が軽いため、ろう材が溶融を開始すると、フラックスはろう材表面に浮上して酸化皮膜の破壊、剥離に寄与し、その後、冷却すると、材料表面に残留する余剰フラックスの量が通常のフラックス塗布の場合に比べて少なくなる。
　従って、冷媒通路が微小であっても、フラックスの残渣が冷媒通路を塞いでしまうという不具合が生じ難くなる。また、フラックスを酸化劣化させることなく再溶融することにより、材料表面に塗布して使用するのに比べてフラックスの使用量を低減することができる。以上説明した第一～第三の特徴により、Ｍｇを含有する高強度心材をクラッドしたブレージングシートにより、低コストで且つ高品質の接合を実現することができる。
　通常のフラックスろう付けにおいて、ＫＦ－ＡｌＦ３を基本構成とするノコロックフラックスを用いる場合には、ろう付け加熱中にフラックスの酸化劣化が生じるため、熱交換器の外面側ではフラックスを３ｇ／ｍ２以上塗布することが必要であるが、本発明においては、フラックスを酸化劣化させずにクラッド構成材間に封じ込めることができるため、ろう付け加熱において、４５０℃から５９０℃までを４分以内で加熱した場合、中間材とろう材の界面に内包されるフラックス量を０．８ｇ／ｍ２以下としても良好なろう付け性が得られることが確認された。
　以下、クラッド構成材の界面にフラックスを内包させる手法について説明する。クラッド構成材としてろう材、中間材および心材を積層し、ろう材と中間材の界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックスあるいは弗化物フラックス、または該フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の金属を封入し、さらには必要に応じて中間材と心材の界面にＣｓ含有弗化物フラックス、または該フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の金属を封入して、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合した後、熱間クラッド圧延する。
　積層されるクラッド構成材の界面に、フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属を封入して加熱溶融させることにより、クラッド構成材同士をより確実に接合させることができる。金属としては粉末や板材が好ましく、例えば、低融点のＺｎ粉末、Ａｌ－Ｚｎ合金粉末、Ａｌ－Ｃｕ合金粉末、Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ合金粉末、あるいは、Ａｌ－Ｚｎ合金板材、Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ合金板材を適用することができる。これらの合金にＳｉを添加したものでもよい。また、純Ｃｕ粉末のように、Ａｌと共晶融解を生じ、且つ５６５℃以下の共晶温度を有する金属を適用することもできる。封入する金属量としては３～１０ｇ／ｍ２が好ましい。
　積層されたクラッド構成材の界面にフラックスを確実に封入するためには、ろう材と中間材の界面、中間材と心材の界面に凹部を設け、この凹部にフラックスを封入して積層するのが好ましい。凹部の形状としては、三角形、四角形、半円形など種々の形状のものとすることができ、連続した凹部でも、ディンプル状に独立した凹部でもよい。凹部の形成方法としては、切削加工やプレス成形、凸部が形成されたロールで圧下するなどの方法により形成するのが好ましい。
　ろう材と中間材の界面、中間材と心材の界面の周囲を囲むようにフラックス流出防止部材を配設してもよい。フラックス流出防止部材としては、例えば、アルミニウムの押出形材からなるアルミニウム枠を用いることもできる。フラックス流出防止部材は、積層されたクラッド構成材と共に熱間圧延されるが、クラッド構成材の幅方向および長手方向の端部にのみ位置するため、圧延工程の途中で切り落されることとなり、材料の品質や歩留を損ねることはない。
　前記のように、界面にフラックス、またはフラックスと金属を封入したクラッド構成材を加圧、加熱することにより、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部を溶融させて、クラッド構成材を接合した後、熱間クラッド圧延する。
　この場合、積層したクラッド構成材を加熱しながらその全面を加圧することが接合を確実にする上で有効である。全面を加圧する方法としては、積層されたクラッド構成材の表面に耐熱ばねを挟んだ板状の冶具を乗せて加圧する方法、ボルトで固定する方法、積層されたクラッド構成材の上にアルミニウム製のスラブや鋼鈑などの重量物を乗せ、重量物の自重でクラッド構成材を加圧する方法、プレス機内で加圧しながら加熱する方法がある。溶融したフラックスが積層したクラッド構成材の側面から漏れるのを回避するために、加圧力は１０×１０－３ＭＰａ以下が好ましい。
　本発明においては、積層されたクラッド構成材の界面に封入したフラックス、またはフラックスと金属を溶融させ、クラッド構成材を全面的あるいは部分的に接合させることを特徴とするものであるため、溶融、凝固したフラックスはクラッド構成材の界面に閉じ込められ、クラッド構成材の側面に一部流出したフラックスも凝固してクラッド構成材に密着するため、熱間クラッド圧延時の飛散を生じることはない。
　以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されない。
実施例１、比較例１
　心材の片面に、ろう材を、中間材を介してクラッドした片面ブレージングシートを、本発明に従う方法によって製造した。心材は、連続鋳造により造塊し、厚さ２６ｍｍまで面削して、縦１７５ｍｍ、横１７５ｍｍの寸法に切断し、ろう材および中間材は、連続鋳造により造塊し、所定厚さまで熱間圧延した後、縦１７５ｍｍ、横１７５ｍｍの寸法に切断した。ろう材、中間材および心材の組み合わせを表１～２に示す。表１～２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
　熱間クラッド圧延に先立って、積層されるろう材と中間材の接合面、一部については、中間材と心材の接合面にも、フラックスをアルコールで溶いてスラリー状にしたものを塗布して材料を積層した。また、フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の低融点金属を封入して積層したものも準備した。積層したクラッド構成材を冶具に組み付け、耐熱性のスプリングで加圧し、大気炉に装入して、５４０℃まで５０℃／ｈの昇温速度で昇温し、その後１２０℃／ｈの昇温速度で所定温度まで昇温して３０分間保持し、その後、３００℃まで炉内冷却した。熱間クラッド圧延前のフラックス封入条件を表３～４に示す。表３～４において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
　フラックスが封入されたクラッド構成材は、ついで、熱間クラッド圧延、冷間圧延され、最終軟化処理して厚さ０．４ｍｍのブレージングシートに仕上げた。得られたブレージングシートについて以下の方法により間隙充填性試験を行った。また、得られたブレージングシートを間隙充填試験片と同様に加熱処理した後、引張強さを測定し、１１５ＭＰａ以上を合格と評価した。ろう付け条件、ろう付け後の引張強さ、間隙充填長さを表５～６に示す。
　間隙充填試験：図１に示すように、脱脂処理したブレージングシートを水平材とし、３００３合金板（厚さ１ｍｍ）を垂直材として組み付けて間隙充填試験片を構成した。内容積０．４ｍ３の予熱室とろう付け室を備えた二室型炉からなる窒素ガス炉を使用し、間隙充填試験片をろう付け室に装入し、到達温度５９５℃でろう付け接合した。ろう付け条件は、窒素ガス炉の各室に２０ｍ３／ｈの窒素ガスを送り込み、４５０℃から５９０℃までを表３に示す条件で昇温した。加熱終了時のろう付け室の酸素濃度は１６～２４ｐｐｍであった。ろう付け室にて間隙充填試験片の温度が５９５℃に到達したら間隙充填試験片を予熱室に移し、予熱室にて５５０℃まで冷却後、間隙充填試験片を取り出して大気中で冷却した。冷却後の間隙充填試験片より間隙充填長さを測定してフィレット形成能を評価した。間隙充填長さが２５ｍｍ以上のものをフィレット形成能が良好と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表５～６に示すように、本発明に従う試験材１～１４はいずれも、フラックスを塗布することなしにろう付けを行っても、フィレット形成能は良好であり、健全な接合部が形成された。試験材１４においては、ろう付け後の間隙充填試験片にフラックスの残渣が観察されたが、実用上許容できるものと認められた。なお、試験材のうち、試験材６はフラックスを内包させるろう材と中間材の界面に溝加工により凹部を設けたものであり、試験材１３はろう材と中間材の界面、中間材と心材の界面にアルミニウム形材からなるフラックス流出防止部材を設けたものである。
　これに対して、弗化物フラックスを内包させたブレージングシートにおいては、試験材２１はろう材のＳｉ量が少ないため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣っていた。試験材２２はろう材のＳｉ量が多いため、間隙充填試験において垂直材が過度に溶解した。試験材２３はろう材のＺｎ量が多いため、また試験材２４はろう材のＣｕ量が多いため、いずれも耐食性に問題があることが確認されている。
　試験材２５は関係式の値が小さいため、試験材２６は中間材のＭｇ量が多いため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣っていた。試験材２７は中間材のＺｎ量が多いため、また試験材２８は中間材のＣｕ量が多いため、いずれも耐食性に問題があることが確認されている。試験材２９は心材のＭｇ量が多いため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣っていた。試験材３０はろう材と中間材の界面に内包されるフラックス量が少ないため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣っていた。
　Ｃｓ含有弗化物フラックスを内包させたブレージングシートにおいては、試験材３１、３２は関係式の値が小さいため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣っていた。試験材３３は弗化物フラックス中のＣｓＦの含有量が少ないため、間隙充填長さが短くフィレット形成能が劣った。

Claims (13)

  1. アルミニウム合金心材（以下、心材）の片面または両面に、Ａｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金ろう材（以下、ろう材）を、アルミニウム合金の中間材（以下、中間材）を介してクラッドしてなり、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに加熱することによりろう付け接合される熱交換器に用いられるブレージングシートであって、心材が０．１～１．３％（質量％、以下同じ）のＭｇを含むアルミニウム合金、ろう材がＳｉ：６～１３％を含むＡｌ－Ｓｉ系アルミニウム合金、中間材がＳｉ：６％未満を含むアルミニウム合金で、ろう材と中間材の界面には、ＣｓＦを５～６０モル％含み、残部Ｋ－Ａｌ－Ｆ系化合物からなるＣｓ含有弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであり、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたときに、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係が下記の式を満足することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
    ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０１８　但し、ｌｎは自然対数を表す。
  2. 前記ろう材および前記中間材のＭｇ含有量がいずれも０．０５％以下に制限され、ろう材と中間材の界面に内包される前記Ｃｓ含有弗化物フラックスの量が０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  3. 前記ろう材と前記中間材の界面には弗化物フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであり、心材に含まれるＭｇ量をｘ（％）、中間材の厚さをｙ（ｍｍ）としたときに、心材に含まれるＭｇ量と中間材の厚さの関係が下記の式を満足することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
    ｙ（ｍｍ）≧０．００７ｌｎ（ｘ）＋０．０２４　但し、ｌｎは自然対数を表す。
  4. 前記ろう材および前記中間材のＭｇ含有量がいずれも０．０５％以下に制限され、ろう材と中間材の界面に内包される前記弗化物フラックスの量が０．５ｇ／ｍ２以上２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項３記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  5. 前記ろう材および前記中間材のいずれか一方または両方に、さらにＺｎ：０．５～１０％、Ｃｕ：０．２～３．０％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  6. 前記ろう材と中間材の界面には、前記Ｃｓ含有弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする請求項１、２および５のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  7. 前記ろう材と中間材の界面には、前記弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、該フラックスおよび金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする請求項３、４および５のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  8. 前記中間材と前記心材の界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックス、またはＣｓ含有弗化物フラックスと共に固相線温度が５６５℃以下の金属が内包しており、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  9. 請求項１～５および８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、クラッド構成材として心材、中間材およびろう材を積層し、前記界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスを内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延に先だって、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
  10. 請求項６、７および８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、クラッド構成材として心材、中間材およびろう材を積層し、前記界面に、Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスと共に、固相線温度が５６５℃以下の金属を内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延に先だって、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
  11. 前記クラッド構成材としての心材、中間材およびろう材を積層するに際し、前記界面に凹部を設けて、該凹部に前記フラックス、またはフラックスと共に前記金属を内包させ、積層されたクラッド構成材を加圧、加熱することにより、フラックス、またはフラックスと金属の一部または全部を溶融させて接合した後、熱間クラッド圧延することを特徴とする請求項９または１０記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
  12. 前記フラックス、またはフラックスと金属を挟持する界面の周囲を囲むようにフラックス流出防止部材を設けることを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
  13. 請求項１～８のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートで、前記界面に内包する前記Ｃｓ含有弗化物フラックスまたは弗化物フラックスの量を０．８ｇ／ｍ２以下としたものを組み付けて、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに、４５０℃から５９０℃までの昇温時間を４分以内とする加熱を行うことを特徴とするアルミニウム製熱交換器のろう付け方法。
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