WO2015147256A1 - 電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシート Download PDF

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brazing
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electric resistance
brazing sheet
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申平 木村
植田　利樹
孝裕 泉
雄二 渋谷
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Kobe Steel Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding used for a heat exchanger for automobiles and the like.
  • Al alloy aluminum alloy in which a brazing material and a sacrificial material are disposed on one or both sides of a core material as a material for a tube material of an automotive heat exchanger such as a radiator or a heater core.
  • Al alloy aluminum alloy
  • a brazing sheet having a three-layer structure a brazing material / a core material / a sacrificial material made of an Al alloy and wound in a tubular shape with a sacrificial material inside is used.
  • an electric seam welding method is used. That is, in order to form the brazing sheet into a long tube shape, the strip-shaped brazing sheet is gradually formed into a tubular shape by passing a large number of forming rolls to obtain an open pipe. Next, only the vicinity of the opened portion is heated to a high temperature by high frequency induction heating using a coil that is spaced apart from the outer periphery of the open pipe. After that, by applying pressure from both sides of the open pipe with a pair of vertically arranged squeeze rolls and pressing and welding the both ends of the open pipe, the opening can be closed to form a continuous tube material. it can.
  • tube materials made of aluminum alloy brazing sheets used in heat exchangers for automobiles and the like have been improved in strength and corrosion resistance in order to reduce the weight and thickness of the materials.
  • the number of welding defects tends to increase during the electro-welding welding of the tube material. For this reason, there is a strong demand for improving pipe forming properties during electric resistance welding, that is, electric resistance welding properties.
  • Patent Document 1 the area occupancy of the Zn—Mg intermetallic compound is assumed to be 1. As the cause of the decrease in electroweldability, the area occupancy of the Zn—Mg intermetallic compound on the surface of the sacrificial material. Restricted to 0% or less.
  • Patent Document 2 the number density of the Al—Cu-based intermetallic compound in the core material is the cause, and the number density of the intermetallic compound is regulated to 10 pieces / ⁇ m 2 or less.
  • Patent Document 1 focuses on the sacrificial material
  • Patent Document 2 focuses on the core material, but as the tube material becomes thinner, the proportion of the brazing material in the thickness of the tube material increases. Measures against sacrificial materials and heartwood are not enough.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding that is thin and has high strength and can reduce the occurrence of poor welding during electric resistance welding. This is the issue.
  • the inventors of the present invention have intensively studied the cause of the occurrence of welding defects during ERW welding.
  • spatter fine metal or other molten material
  • the spatter scattered on the outer surface side of the tube material is mainly the brazing material of the brazing sheet.
  • the spatter size has a viscosity at the time of melting of the brazing material. I found out that it has a lot to do with it.
  • the ratio of the brazing material in the brazing sheet is increased, it has also been found that the influence becomes more remarkable.
  • the present invention has been created based on such many findings.
  • the aluminum alloy brazing sheet for electric-welding welding of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet for electric-welding welding in which a brazing material is clad on at least one surface of a core material, and the brazing material is Si: 5.5. -12.0% by mass, Na: 0.0003-0.0030% by mass and Sr: 0.0020-0.1000% by mass, the balance being Al and inevitable impurities It is made of an aluminum alloy and is characterized in that the brazing material has a viscosity at melting at 650 ° C. of 0.01 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity at the time of melting the brazing material at 650 ° C. is restricted to 0.01 Pa ⁇ s or less, the size of the spatter is reduced, and at the time of ERW welding It is possible to suppress welding defects.
  • the core material is Si: 0.10 to 1.00% by mass, Cu: 0.50 to 1.20% by mass, and Mn: 0.50 to 2. It is characterized in that it contains 00% by mass and the balance is made of aluminum and an aluminum alloy that is an inevitable impurity.
  • the aluminum alloy brazing sheet having such a structure can be made stronger even though it is thin.
  • the core material further includes Ti: 0.05 to 0.25% by mass, Cr: 0.05 to 0.25% by mass, and Mg: 0.05 to 0. It contains at least one kind selected from .50 mass%.
  • the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding is an aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding in which a sacrificial material is clad on the other surface of the core material, and the sacrificial material is Si: 0.20 mass. %: 0.80% by mass or less, Zn: more than 2.00% by mass and 5.00% by mass or less, and Mg: 1.00 to 4.50% by mass with the balance being Al and inevitable impurities It is made of an aluminum alloy.
  • An aluminum alloy brazing sheet having such a structure can be made thin and excellent in corrosion resistance.
  • the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding according to the present invention is thin and high in strength, and can reduce the occurrence of poor welding during electric resistance welding.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG. 1.
  • FIG. 2A shows the situation when spatter is attached to the inside of the squeeze roll.
  • FIG. 3 shows the adhesion state of the sputter
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG. 1.
  • FIG. 2B shows the situation when the spatter is attached to the end of the tube material formed from the brazing sheet.
  • a brazing material is clad on at least one surface of the core material.
  • the brazing material may be clad on the other surface, or the sacrificial material may be clad.
  • an aluminum alloy brazing sheet for electro-welding welding in which a sacrificial material is clad on the other surface is preferable because corrosion resistance is further improved.
  • the inventors of the present invention have studied in detail the process of forming an electric resistance welded tube with respect to an increase in weld defects during the electric resistance sewing of the tube material accompanying the thinning.
  • the brazing sheet melts during heat welding and scatters around as spatter, and the spatter scattered on the outer surface side of the tube material mainly contains the brazing filler metal component and scatters on the outer surface side. That part of the spatter adhered to the inside of the squeeze roll and the end of the brazing sheet, and that spatter is present on the inside of the squeeze roll or the end of the brazing sheet, I found it.
  • the spatter scattered on the outer surface side of the tube material is related to the viscosity at the time of melting of the brazing material. It becomes easy to adhere to the roll. And if it adheres to a squeeze roll, it will destabilize butt
  • the spatter having a high viscosity at the time of melting tends to increase in size. Therefore, when coarse spatter adheres to the end portion of the brazing sheet, the end-to-end butt is unstable at the time of welding, and a fine welding defect of less than 5 mm is generated.
  • FIG. 1 shows a situation at the time of electric resistance welding of an aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding according to the present invention. It shows a situation where the tube material 2 formed from the brazing sheet is pressurized from both sides by a pair of squeeze rolls 1a, 1b on both sides.
  • FIG. 2A and FIG. 2B schematically show the adhesion state of spatter during the electric resistance welding of the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding according to the present invention.
  • FIG. 2A shows a situation when the sputter 3 is attached to the inside of the squeeze roll 1b.
  • FIG. 2B shows the situation when the sputter 3 is attached to the end of the tube material 2 formed from the brazing sheet.
  • the present inventors need to ensure the fluidity of the brazing material at the time of brazing joining, the eutectic Si grains existing in the brazing material made of an Al—Si alloy are to be refined. We also examined the above. This is because if the eutectic Si grains are coarse, the fluidity of the brazing material is greatly reduced.
  • the content of Na in the case of Na is reduced. It has been found that the range is 0.0003 to 0.0030% by mass, and in the case of Sr, the Sr content needs to be in the range of 0.0020 to 0.1000% by mass. As a result, it is possible not only to suppress the coarsening of the eutectic Si grains in the brazing material but also to reduce the viscosity of the brazing material when melted at 650 ° C. to 0.01 Pa ⁇ s or less. Both can be satisfied at the same time.
  • the present inventors not only hinder the fluidity of the brazing material described above, but also the case where the maximum diameter of the eutectic Si particles in the brazing material exceeds 40 ⁇ m. Clarified that melting may become unstable during electro-welding welding and the weld may be excessively melted, resulting in instability of butting and generation of a welding defect of 5 mm or more.
  • the brazing material of the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding according to the present invention contains Si: 5.5 to 12.0% by mass, Na: 0.0003 to 0.0030% by mass, and Sr: 0.0020 to 0. It is made of an aluminum alloy containing at least one kind of 1000% by mass with the balance being Al and inevitable impurities. Each element constituting the brazing material will be described below.
  • Si has the effect of lowering the solidus temperature of the aluminum alloy and increasing the fluidity at the brazing temperature.
  • the Si content is less than 5.5% by mass, the absolute amount of the brazing material liquid phase at the brazing temperature of 580 to 630 ° C. at the time of brazing is insufficient.
  • the Si content exceeds 12.0% by mass, coarse primary crystals of Si are likely to be generated in the solidification process during casting of the brazing filler metal, and coarse Si primary crystals having a size exceeding about 40 ⁇ m are formed. May occur. Therefore, the Si content is set to 5.5 to 12.0% by mass. A preferable range of the Si content is 6.5 to 11.5% by mass.
  • Na (Na: 0.0003 to 0.0030% by mass) Na is used as a refining agent for the eutectic Si grains of the brazing material. If the Na content is less than 0.0003 mass%, the effect is not sufficient. On the other hand, when the content of Na exceeds 0.0030% by mass, the viscosity at the time of melting of the brazing filler metal exceeds 0.01 Pa ⁇ s. Therefore, when Na is contained, the content of Na in the brazing material is 0.0003 to 0.0030 mass%. A preferable range of the Na content is 0.0004 to 0.0025% by mass, and a more preferable range is 0.0005 to 0.0015% by mass.
  • Sr 0.0020 to 0.1000% by mass
  • Sr is used as a finer agent for eutectic Si grains of the brazing material.
  • the viscosity is 0.01 Pa ⁇ s or less in the range of Sr: 0.0020 to 0.1000% by mass, and coarse Si grains are formed. I found that it does not occur. If the content of Sr in the brazing material is less than 0.0020% by mass, the effect of refining the eutectic Si grains cannot be sufficiently obtained.
  • the content of Sr exceeds 0.1000 mass%
  • the viscosity at the time of melting of the brazing filler metal exceeds 0.01 Pa ⁇ s. Therefore, when Sr is contained, the content of Sr in the brazing material is set to 0.0020 to 0.1000 mass%.
  • a preferable range of the Sr content is 0.0030 to 0.0300 mass%, and a more preferable range is 0.0035 mass% or more and less than 0.0100 mass%.
  • the above Na and Sr are both used as a refining agent for the eutectic Si grains of the brazing material, and it is necessary to contain at least one of Na and Sr.
  • the balance of the Al alloy of the brazing material is composed of Al and inevitable impurities.
  • inevitable impurities elements such as Fe, Zn, C, Ni, Ca, and V are assumed.
  • the content of each element is less than 0.05% by mass, and the total content of these elements is 0.30% by mass. The following is preferable.
  • the brazing material preferably has a thickness of 10 to 60 ⁇ m from the viewpoint of brazing. More preferably, it is 15 to 50 ⁇ m.
  • the brazing material is preferably clad with a clad rate of 10 to 40%.
  • any of 2000 series, 3000 series, 5000 series, and 6000 series aluminum alloys can be used. These aluminum alloys can be sufficiently used in terms of physical properties as aluminum alloy brazing sheets used for applications such as automotive heat exchangers.
  • the aluminum alloy constituting the core material of the aluminum alloy brazing sheet for ERW welding of the present invention Si: 0.10 to 1.00% by mass, Cu: 0.50 to 1.20% by mass And Mn: 0.50 to 2.00% by mass, with the balance being aluminum and inevitable impurities aluminum alloy is preferred.
  • Si 0.10 to 1.00% by mass
  • Cu 0.50 to 1.20% by mass
  • Mn 0.50 to 2.00% by mass
  • Ti 0.05 to 0.25% by mass
  • Cr 0.05 to 0.25% by mass
  • Mg 0.05 to 0.
  • An aluminum alloy containing at least one selected from 50% by mass and the balance being Al and inevitable impurities is preferable.
  • Si of core material 0.10 to 1.00% by mass
  • Si content 0.10 to 1.00% by mass
  • Si content is set to 0.10 to 1.00% by mass.
  • a more preferable range of the Si content is 0.20 to 0.90 mass%.
  • Cu of core material 0.50 to 1.20 mass%
  • Cu has the effect of improving the tensile strength by solid solution. If the Cu content is less than 0.50% by mass, the effect of improving the tensile strength of the aluminum alloy is insufficient. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.20% by mass, the solidus temperature of the core material decreases, so that the core material melts during brazing and the corrosion resistance may decrease. Therefore, the Cu content is 0.50 to 1.20 mass%. A more preferable range of the Cu content is 0.60 to 1.00% by mass.
  • Mn of core material 0.50 to 2.00% by mass
  • Mn forms an Al—Mn—Si intermetallic compound and has the effect of improving the tensile strength of the aluminum alloy after brazing. If the Mn content is less than 0.50% by mass, the effect of improving the tensile strength of the aluminum alloy is insufficient. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.00% by mass, the amount of coarse intermetallic compounds formed at the time of casting may increase and formability may be deteriorated. Therefore, the Mn content is 0.50 to 2.00% by mass. A more preferable range of the Mn content is 0.70 to 1.70% by mass.
  • Ti of core material 0.05 to 0.25% by mass
  • Ti forms a Ti—Al-based compound in an Al alloy and is dispersed in a layered manner. Since the potential of the Ti—Al-based compound is noble, the corrosion form is layered, and there is an effect that corrosion (pitting corrosion) does not easily progress in the thickness direction. When the Ti content is less than 0.05% by mass, the layering effect of the corrosion form is small. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.25 mass%, the formability may be reduced due to the formation of coarse intermetallic compounds. Therefore, when Ti is added, the content of Ti is set to 0.05 to 0.25% by mass. A more preferable range of the Ti content is 0.07 to 0.20 mass%.
  • Cr of core material 0.05 to 0.25% by mass
  • Cr content is less than 0.05% by mass, the above effect is insufficient.
  • the content of Cr exceeds 0.25% by mass, it becomes easy to form a coarse Al 3 Cr intermetallic compound during casting, and the corrosion resistance decreases. Therefore, when Cr is added, the Cr content is 0.05 to 0.25% by mass. A more preferable range of the Cr content is 0.07 to 0.20 mass%.
  • Mg of core material 0.05 to 0.50 mass%
  • the balance of the core material is Al and inevitable impurities
  • the balance of the core Al alloy is composed of Al and inevitable impurities.
  • unavoidable impurities elements such as Fe, Zn, C, Ni, Na, Ca, and V are assumed.
  • Fe may be contained in an amount of 0.50% by mass or less. However, in order not to disturb the characteristics of the present invention, the content of each individual element is less than 0.05% by mass. The total content of these elements is preferably 0.30% by mass or less.
  • the brazing material is provided on one surface of the core material, and the sacrificial material is clad on the other surface, and this surface (namely, the other surface) side. Corrosion resistance from may be improved.
  • the part is molded so that the surface provided with the sacrificial material is on the corrosive environment side.
  • 7000 series aluminum alloy containing Zn can be used as the aluminum alloy constituting the sacrificial material of the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding of the present invention.
  • Si, Mn, etc. may be contained.
  • an Al—Mg—Si—Zn alloy, an Al—Si—Mn—Zn alloy, an Al—Mg—Zn alloy, or the like can be used.
  • Si exceeds 0.20 mass% and 0.80 mass% or less
  • Zn exceeds 2.00 mass% and 5
  • An aluminum alloy containing 0.000% by mass or less and Mg: 1.00 to 4.50% by mass with the balance being Al and inevitable impurities is preferable.
  • Si (Sacrificial material Si: more than 0.20 mass% and 0.80 mass% or less) Si functions to increase the tensile strength of the sacrificial material. If the Si content is 0.20% by mass or less, the effect of improving the tensile strength is insufficient. On the other hand, if the Si content exceeds 0.80% by mass, the solidus temperature of the sacrificial material is lowered and melted at the time of brazing addition heat, and there is a concern that the corrosion resistance is lowered. Therefore, the Si content is more than 0.20 mass% and 0.80 mass% or less. A more preferable range of the Si content is 0.25 to 0.70 mass%.
  • (Sacrificial material Zn: more than 2.00% by mass and 5.00% by mass or less) Zn has an effect of lowering the potential of the sacrificial material and providing a sacrificial anticorrosive effect. If the Zn content is 2.00% by mass or less, the sacrificial anticorrosive effect tends to be insufficient. On the other hand, if the Zn content exceeds 5.00% by mass, the potential difference between the sacrificial material and the core material increases, and the consumption rate of the sacrificial material increases, so that there is a concern that sufficient corrosion resistance cannot be ensured. Therefore, the Zn content is more than 2.00% by mass and not more than 5.00% by mass. A more preferable range of the Zn content is 2.50 to 4.50 mass%.
  • the sacrificial material Mg diffuses into the core material during brazing and coexists with Si in the core material and the sacrificial material, thereby forming Mg 2 Si and improving the tensile strength of the aluminum alloy after brazing.
  • Mg content is less than 1.00% by mass, this effect is small.
  • Mg exceeds 4.50% by mass rolling of the clad material becomes difficult. Even if it can be rolled, the solidus temperature is lowered, it melts during brazing, and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the Mg content is 1.00 to 4.50 mass%. A more preferable range of the Mg content is 1.50 to 4.00 mass%.
  • the remainder of the sacrificial material is Al and inevitable impurities
  • the balance of the sacrificial material Al alloy is composed of Al and inevitable impurities.
  • Inevitable impurities include elements such as Fe, C, Ni, Na, Ca, and V.
  • Fe may be contained in an amount of 0.50% by mass or less.
  • the content of each individual element is less than 0.05% by mass.
  • the total content of these elements is preferably 0.30% by mass or less.
  • the plate thickness of the aluminum alloy brazing sheet for electric resistance welding according to the present invention exceeds 0.35 mm, the plate thickness is sufficiently thick, so that welding defects due to the factors described in this patent hardly occur.
  • This patent is a technology applied to thin-walled, high-strength brazing sheets for the purpose of reducing the weight of automotive heat exchangers, and the final thickness of the aluminum alloy brazing sheet is 0.35 mm or less. Is preferred. A more preferable plate thickness is 0.30 mm or less, and a more preferable plate thickness is 0.25 mm or less.
  • the brazing sheet of the present invention can be produced by the following production method as an example of a typical production method.
  • an aluminum alloy for a core material, an aluminum alloy for a sacrificial material, and an aluminum alloy for a brazing material are melted and cast by a continuous casting method to produce an ingot.
  • the ingot is subjected to chamfering (surface smoothing treatment) and homogenization heat treatment to produce a core material ingot (core material member), a sacrificial material ingot, and a brazing material ingot.
  • the ingot for sacrificial material and the ingot for brazing material are each hot-rolled to a predetermined thickness to obtain a sacrificial material member and a brazing material member.
  • a sacrificial material member is superposed on one surface side of the core material member, a brazing material member is superposed on the other surface side, and heat treatment (reheating) is performed on the superposed material, followed by pressure bonding by hot rolling. And Thereafter, these plate materials are subjected to cold rolling, intermediate annealing as necessary, and finish cold rolling.
  • the core material ingot does not have to be subjected to homogenization heat treatment.
  • the ingot for brazing material and the ingot for sacrificial material may be used as a brazing material member and a sacrificial material member, respectively, by adjusting the thickness by chamfering without performing hot rolling. Moreover, it is not necessary to heat-treat the laminated material.
  • the conditions of casting, homogenizing heat treatment, hot rolling, cold rolling, intermediate annealing, and finish cold rolling of each material described above can be performed according to a known ordinary method.
  • heat exchangers such as condensers, evaporators, and intercoolers mounted on automobiles are assembled by alternately and repeatedly combining flat tubular tubes constituting fluid passages and fins formed by corrugated plate material to collect the fluid passages.
  • it has the structure assembled by fitting a tube to the plate (header) which press-molded the board
  • the tubes and fins and the tubes and plates are joined together to manufacture a heat exchanger.
  • Parts are joined to each other by filling a connecting portion between the parts with a brazing material (melting solder) melted by brazing additional heat to form a brazing reservoir (fillet).
  • the aluminum alloy brazing sheet for ERW welding of the present invention can be applied to this tube or the like.
  • Table 1 shows the brazing material
  • Table 2 shows the core material
  • Table 3 shows the alloy composition of the sacrificial material.
  • Tables 4 and 5 show combinations of various alloy No. brazing materials, core materials, and sacrificial materials.
  • Table 1 shows the brazing material
  • Table 2 shows the core material
  • Table 3 shows the alloy composition of the sacrificial material.
  • Tables 4 and 5 show combinations of various alloy No. brazing materials, core materials, and sacrificial materials.
  • Table 1 shows the brazing material
  • Table 2 shows the core material
  • Table 3 shows the alloy composition of the sacrificial material.
  • Tables 4 and 5 show combinations of various alloy No. brazing materials, core materials, and sacrificial materials.
  • the brazing material, the core material, and the sacrificial material having the alloy compositions shown in Tables 1 to 3 are cast and homogenized by a conventional method, and superposed so that the brazing material clad rate is 15% and the sacrificial material clad rate is 15%.
  • the plate material was pressed by hot rolling. Thereafter, cold rolling and finish annealing were performed to obtain a plate having a thickness of 0.25 mm.
  • the results of performance evaluation of the various aluminum alloy brazing sheets produced are shown in Tables 4 and 5.
  • the evaluation conditions for performance evaluation are as follows.
  • the aluminum alloy brazing sheet produced by the above method was subjected to slit processing using a normal slitter device so that the width of the strip was 35 mm to obtain a winding coil shape.
  • the strip obtained in this way was rounded with an electric resistance welder manufacturing apparatus so that the sacrificial material was on the inside, and processed into an electric resistance pipe to obtain a flat tube with a major axis of 16 mm and a minor axis of 2 mm.
  • 100 m was visually inspected, and the presence or absence of an unwelded portion of 1 mm or more in the longitudinal direction and the presence or absence of spatter (traces) were observed.
  • a test piece having a size of 25 mm wide ⁇ 60 mm long was cut out from the test material, and 5 g / m 2 of non-corrosive flux FL-7 (manufactured by Morita Chemical Co., Ltd.) was applied to the brazing material surface of the test piece. Dried.
  • a test piece (lower plate) is placed so that the brazing filler metal surface is facing upward, and a stainless steel round bar with a diameter of 2 mm is sandwiched as a spacer, and the thickness is 1 mm, width 25 mm ⁇ length 55 mm.
  • a 3003 alloy plate (upper plate) was set up vertically with respect to the test piece and fixed with a wire.
  • the position of the spacer was set to a distance of 50 mm from one end of the test piece.
  • brazing heat treating at 600 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere with a dew point of ⁇ 40 ° C. and an oxygen concentration of 200 ppm or less
  • the length of the fillet filled in the gap between the test piece (lower plate) and the 3003 alloy plate (upper plate) was measured, and those having a fillet length of 25 mm or more were evaluated as being excellent in brazing (O). Those less than 25 mm and 10 mm or more were evaluated as good ( ⁇ ), and those less than 10 mm were evaluated as defective (x). Those not evaluated were marked as "-".
  • test materials E1 to E33 in Table 4 satisfy the respective definitions of claim 1, claim 2 or claim 3, and claim 4 in the combination of the brazing material, the core material, and the sacrificial material. Is. All the test materials were excellent in terms of electric resistance weldability, post-brazing tensile strength, brazing property, and corrosion resistance.
  • Test materials E34 to E41 in Table 4 do not satisfy the provisions of claim 2 or claim 3 of the present invention in the composition of the core material. All the test materials were slightly inferior in performance of any one or more of tensile strength after brazing, brazing property, and corrosion resistance.
  • Test materials E42 to 47 in Table 4 do not satisfy the provisions of claim 4 of the present invention in the composition of the sacrificial material. All the test materials were slightly inferior in performance of any one or more of tensile strength after brazing, brazing property, and corrosion resistance.
  • Test materials C1 to C6 in Table 5 do not satisfy the provisions of claim 1 of the present invention in the composition of the brazing material.
  • C1 was inferior in brazing performance, although it had good electroweld weldability.
  • C2 to C6 were inferior in ERW weldability.

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Abstract

薄肉・高強度であり、電縫溶接時に溶接不良の発生を低減させることが可能な電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを提供する。心材の少なくとも一方の面にろう材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートであって、前記ろう材が、Ｓｉ：５．５～１２．０質量％を含有し、Ｎａ：０．０００３～０．００３０質量％およびＳｒ：０．００２０～０．１０００質量％の少なくとも１種類を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、前記ろう材の６５０℃における溶融時の粘度が、０．０１Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートである。

Description

電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシート
　本発明は、自動車用熱交換器などに使用される電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートに関する。
　従来から、ラジエータやヒータコアなどの自動車用熱交換器のチューブ材に用いる素材として、心材の片面または両面にろう材、犠牲材を配したアルミニウム合金（以下、単に「Ａｌ合金」と称する場合がある。）からなるブレージングシートが使用されている。代表的なチューブ材としては、Ａｌ合金から構成される三層構成（ろう材／心材／犠牲材）のブレージングシートを犠牲材を内側にして管状に巻いたものが用いられる。
　ブレージングシートをチューブ材に成形するためには、一般に、電縫溶接法が用いられている。すなわち、ブレージングシートを長尺のチューブ状に成形するために、帯状のブレージングシートを多数の成形ロールを通すことによって、徐々に丸く管状に成形させて、オープンパイプとする。次に、このオープンパイプの外周に離間して配置されたコイルを用いて、高周波誘導加熱によって、開口した部分の近傍のみを高温に加熱させる。その後、垂直に配置された一対のスクイズロールによって、オープンパイプの両側から加圧して、オープンパイプの両端部を圧接させて溶接することにより、開口部は閉じられ、連続したチューブ材とすることができる。
　近年、自動車等の熱交換器に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートからなるチューブ材は、材料の軽量化・薄肉化のために高強度化、高耐食化等が図られている。しかし、薄肉化に伴い、チューブ材の電縫溶接時に溶接欠陥が増加する傾向にある。そのため、電縫溶接時の造管性、すなわち電縫溶接性を向上させることが強く求められている。
　電縫溶接性を向上させるための対策として、従来から種々の技術が開発されている。特許文献１では、電縫溶接性の低下の原因として、犠牲材表面のＺｎ－Ｍｇ系金属間化合物の面積占有率が原因であるとして、Ｚｎ－Ｍｇ系金属間化合物の面積占有率を１．０％以下に規制している。特許文献２では、心材内部のＡｌ－Ｃｕ系金属間化合物の数密度が原因であるとして、当該金属間化合物の数密度を１０個／μｍ２ 以下に規制している。
特開２０１１－２４１４３９号公報 特開２０１１－２４１４４０号公報
　しかしながら、特許文献１の手段では犠牲材に着目し、特許文献２では心材に着目しているが、チューブ材が薄肉化されるに従い、チューブ材の厚みの中でろう材の占める比率が増大し、犠牲材や心材の対策だけでは不十分なものとなっている。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、薄肉・高強度であり、電縫溶接時に溶接不良の発生を低減させることが可能な電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを提供することを課題とする。
　本発明者らは、電縫溶接時の溶接欠陥が発生する要因について、鋭意検討を進めた。その結果、加熱溶接時に、溶接部から飛散するスパッタ（金属等の細かな溶融物）が、チューブ材の外面側（ろう材側）に飛散したり、溶接時に過剰溶融が起こること等が関係していることを見出した。さらに種々の実験を行って検討を進めた結果、チューブ材の外面側に飛散するスパッタは、ブレージングシートのろう材を主体とするものであり、スパッタのサイズにはろう材の溶融時の粘度が大きく関係していることを見出した。特に、薄肉材の場合はブレージングシートに占めるろう材の比率が高くなるために、その影響が一層顕著となっていることも見出した。
　本発明は、このような多くの知見を基にして、創出されたものである。
　すなわち、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、心材の少なくとも一方の面にろう材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートであって、前記ろう材が、Ｓｉ：５．５～１２．０質量％を含有し、Ｎａ：０．０００３～０．００３０質量％およびＳｒ：０．００２０～０．１０００質量％の少なくとも１種類を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、前記ろう材の６５０℃における溶融時の粘度が、０．０１Ｐａ・ｓ以下であることを特徴としている。
　このような構成のアルミニウム合金ブレージングシートであれば、ろう材の６５０℃における溶融時の粘度が、０．０１Ｐａ・ｓ以下に制約されていることから、スパッタのサイズは小さくなり、電縫溶接時の溶接不良を抑制させることが可能である。
　また、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、心材が、Ｓｉ：０．１０～１．００質量％、Ｃｕ：０．５０～１．２０質量％およびＭｎ：０．５０～２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴としている。
　このような構成のアルミニウム合金ブレージングシートであれば、薄肉でありながら、より一層高強度とすることができる。
　また、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、心材がさらに、Ｔｉ：０．０５～０．２５質量％、Ｃｒ：０．０５～０．２５質量％およびＭｇ：０．０５～０．５０質量％から選択される少なくとも１種類を含有することを特徴としている。
　このような構成のアルミニウム合金ブレージングシートであれば、より一層高強度で耐食性に優れたものとすることができる。
　また、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、心材の他方の面に犠牲材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートであって、前記犠牲材が、Ｓｉ：０．２０質量％を超え０．８０質量％以下、Ｚｎ：２．００質量％を超え５．００質量％以下、およびＭｇ：１．００～４．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴としている。
　このような構成のアルミニウム合金ブレージングシートであれば、薄肉でありながら、耐食性に優れたものとすることができる。
　本発明に係る電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、薄肉・高強度であり、電縫溶接時に溶接不良の発生を低減させることが可能である。
本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの電縫溶接時の状況を示す概要図である。 本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの電縫溶接時のスパッタの付着状況を示す模式図である。図１の一点鎖線で囲った部分を拡大したものである。図２Ａは、スパッタがスクイズロールの内側に付着しているときの状況を示す。 本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの電縫溶接時のスパッタの付着状況を示す模式図である。図１の一点鎖線で囲った部分を拡大したものである。図２Ｂは、スパッタがブレージングシートから成形されたチューブ材の端部に付着しているときの状況を示す。
　以下、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを実施するための形態について詳細に説明する。
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートは、心材の少なくとも一方の面にろう材がクラッドされている。他方の面に、ろう材がクラッドされていてもよいし、犠牲材がクラッドされていてもよい。しかし、他方の面に犠牲材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートである方が、耐食性により一層優れたものとなるため、好ましい。
（ろう材の粘度、ろう材中の共晶Ｓｉ粒の最大径）
　本発明者らは、薄肉化に伴うチューブ材の電縫加工時の溶接欠陥増加について、電縫管の成形過程を詳細に検討した。その結果、溶接欠陥発生時には、加熱溶接時にブレージングシートが溶融して、スパッタとして周囲に飛散し、チューブ材の外面側に飛散したスパッタには主としてろう材成分が含まれること、その外面側に飛散したスパッタの一部がスクイズロールの内側およびブレージングシートの端部に付着すること、そして、スクイズロールの内側またはブレージングシートの端部にスパッタが存在していることによって、溶接欠陥が発生することを見出した。
　さらに、チューブ材の外面側に飛散したスパッタは、ろう材の溶融時の粘度と関係しており、ろう材の溶融時の粘度が高い場合は、スパッタの溶融時の粘度も高いものとなり、スクイズロールに付着しやすくなる。そして、スクイズロールに付着すると、溶接時に端部同士の突合せを不安定化させることとなる。
　また、溶融時の粘度が高いスパッタは、サイズが大きくなり易い。そのため、粗大なスパッタがブレージングシートの端部に付着した場合には、溶接時に端部同士の突合せを不安定化させ、５ｍｍ未満の微細な溶接欠陥を発生させることとなる。
　図１は、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの電縫溶接時の状況を示している。ブレージングシートから成形されたチューブ材２が、両側の一対のスクイズロール１ａ、１ｂによって、両側から加圧されている状況を示している。
　図２Ａ、図２Ｂは、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの電縫溶接時のスパッタの付着状況を模式的に示している。図２Ａは、スパッタ３がスクイズロール１ｂの内側に付着しているときの状況を示している。図２Ｂは、スパッタ３がブレージングシートから成形されたチューブ材２の端部に付着しているときの状況を示している。
　ろう材の溶融時の粘度と電縫溶接時の溶接不良の頻度との関係を調査した結果、飛散したスパッタによって溶接不良が発生することを低減させるためには、ろう材の６５０℃における溶融時の粘度を０．０１Ｐａ・ｓ以下にすることが必要であることが判明した。ろう材の６５０℃における溶融時の粘度は、後記する振動片式粘度計によって測定することができる。ろう材の溶融時の粘度を０．０１Ｐａ・ｓ以下にするためには、後記するように、ろう材の元素組成を特定の組成とすること等によって、制御することができる。
　さらに、本発明者らは、ろう付接合時には、ろう材の流動性を確保する必要があることから、Ａｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材中に存在する共晶Ｓｉ粒の微細化を図ることについても検討を加えた。共晶Ｓｉ粒が粗大なものであると、ろう材の流動性が大きく低下するからである。
　ろう材を構成する各種元素について、微量な成分も含めて、より子細に検討を進めた結果、Ａｌ－Ｓｉ系合金における共晶Ｓｉ粒の微細化剤として、Ｎａの場合はＮａの含有量を０．０００３～０．００３０質量％の範囲とし、更に、Ｓｒの場合はＳｒの含有量を０．００２０～０．１０００質量％の範囲とすることが必要であることが判明した。これらのことによって、ろう材中の共晶Ｓｉ粒の粗大化の抑制を図ることができるばかりでなく、ろう材の６５０℃における溶融時の粘度を０．０１Ｐａ・ｓ以下とすることも可能となり、両者を同時に満足させることができる。
　さらに、本発明者らは、ろう材中の共晶Ｓｉ粒については、前記したろう材の流動性を阻害するだけでなく、ろう材中の共晶Ｓｉ粒の最大径が４０μｍを超える場合には、電縫溶接時に溶融を不安定化し、溶接部が過剰溶融となる結果、突合せを不安定化させ、５ｍｍ以上の溶接欠陥を発生させる可能性があることを明らかにした。
　以下、電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを構成する各材料について、その組成について説明する。
（ろう材）
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートのろう材は、Ｓｉ：５．５～１２．０質量％を含有し、Ｎａ：０．０００３～０．００３０質量％およびＳｒ：０．００２０～０．１０００質量％の少なくとも１種類を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなる。
　ろう材を構成する各元素について、以下説明する。
（Ｓｉ：５．５～１２．０質量％）
　Ｓｉは、アルミニウム合金の固相線温度を低下させ、ろう付温度における流動性を高める作用がある。Ｓｉの含有量が５．５質量％未満では、ろう付時のろう付温度５８０～６３０℃におけるろう材液相の絶対量が不足する。例えば６００℃でろう付する場合に、十分なフィレット（ろうの充填、凝固部）体積が確保できず、ろう付性が不十分となる。一方、Ｓｉの含有量が１２．０質量％を超えると、ろう材の鋳造時の凝固過程において、Ｓｉの粗大な初晶が発生しやすくなり、４０μｍ程度を超えるサイズの粗大なＳｉ初晶が発生することがある。よって、Ｓｉの含有量は、５．５～１２．０質量％とする。Ｓｉの含有量の好ましい範囲は６．５～１１．５質量％である。
（Ｎａ：０．０００３～０．００３０質量％）
　Ｎａは、ろう材の共晶Ｓｉ粒の微細化剤として用いられる。Ｎａの含有量が０．０００３質量％未満ではその効果が十分でない。一方、Ｎａの含有量が０．００３０質量％を超えるとろう材の溶融時の粘度が０．０１Ｐａ・ｓを超えてしまう。よって、Ｎａを含有させるときは、ろう材中のＮａの含有量は、０．０００３～０．００３０質量％とする。Ｎａの含有量の好ましい範囲は０．０００４～０．００２５質量％であり、より好ましい範囲は０．０００５～０．００１５質量％である。
（Ｓｒ：０．００２０～０．１０００質量％）
　Ｓｒは、Ｎａと同様に、ろう材の共晶Ｓｉ粒の微細化剤として用いられる。しかし、Ｎａと比べて、含有量に伴う粘度の増大が小さいため、Ｓｒ：０．００２０～０．１０００質量％の範囲であれば、粘度を０．０１Ｐａ・ｓ以下とし、粗大なＳｉ粒を発生しないことを見出した。ろう材中、Ｓｒの含有量が０．００２０質量％未満では、共晶Ｓｉ粒の微細化効果が十分得られない。一方、Ｓｒの含有量が０．１０００質量％を超えると、ろう材の溶融時の粘度が０．０１Ｐａ・ｓを超えてしまう。よって、Ｓｒを含有させるときは、ろう材中のＳｒの含有量は、０．００２０～０．１０００質量％とする。Ｓｒの含有量の好ましい範囲は０．００３０～０．０３００質量％であり、より好ましい範囲は０．００３５質量％以上、０．０１００質量％未満である。
　上記のＮａとＳｒは、いずれも、ろう材の共晶Ｓｉ粒の微細化剤として用いられるものであり、ＮａとＳｒの内の少なくとも１種類を含有していることが必要である。
（残部がＡｌおよび不可避的不純物）
　ろう材のＡｌ合金の残部は、Ａｌと不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｖ等の元素が想定される。これらの元素はいずれも、本発明の特徴を阻害しないようにするため、個々の元素毎の含有量がそれぞれ０．０５質量％未満とし、これらの元素の合計の含有量が０．３０質量％以下とすることが好ましい。
　ろう材は、ろう付性の観点から、厚さが１０～６０μｍとすることが好ましい。より好ましくは１５～５０μｍである。ろう材は、クラッド率１０～４０％でクラッドされることが好ましい。
　次に、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを構成する心材について、説明する。
（心材）
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの心材に用いられるアルミニウム合金としては、２０００系、３０００系、５０００系、６０００系アルミニウム合金のいずれであっても使用することができる。これらのアルミニウム合金であれば、自動車用熱交換器などの用途に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートとして、物性の面で十分に使用し得るものである。
　中でも、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの心材を構成するアルミニウム合金の１つの実施形態として、Ｓｉ：０．１０～１．００質量％、Ｃｕ：０．５０～１．２０質量％およびＭｎ：０．５０～２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金が好ましい。
　また、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの心材を構成するアルミニウム合金の別の実施形態として、Ｓｉ：０．１０～１．００質量％、Ｃｕ：０．５０～１．２０質量％、Ｍｎ：０．５０～２．００質量％を含有し、さらに、Ｔｉ：０．０５～０．２５質量％、Ｃｒ：０．０５～０．２５質量％およびＭｇ：０．０５～０．５０質量％から選択される少なくとも１種類を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金が好ましい。
（心材のＳｉ：０．１０～１．００質量％）
　Ｓｉは、Ｍｇと共存させた場合、Ｍｇ２Ｓｉを形成して、ろう付後のアルミニウム合金の引張強度を向上させる効果を有している。Ｓｉの含有量が０．１０質量％未満では、この効果が小さい。一方、Ｓｉの含有量が１．００質量％を超えると、心材の固相線温度が低下するため、ろう付時に心材が溶融し、耐食性が低下するおそれがある。よって、Ｓｉの含有量は、０．１０～１．００質量％とする。Ｓｉの含有量のより好ましい範囲は０．２０～０．９０質量％である。
（心材のＣｕ：０．５０～１．２０質量％）
　Ｃｕは、固溶して引張強度を向上させる効果を有している。Ｃｕの含有量が０．５０質量％未満ではアルミニウム合金の引張強度の向上効果が不十分である。一方、Ｃｕの含有量が１．２０質量％を超えると心材の固相線温度が低下するため、ろう付時に心材が溶融し、耐食性が低下するおそれがある。よって、Ｃｕの含有量は、０．５０～１．２０質量％とする。Ｃｕの含有量のより好ましい範囲は０．６０～１．００質量％である。
（心材のＭｎ：０．５０～２．００質量％）
　Ｍｎは、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系金属間化合物を形成して、ろう付後のアルミニウム合金の引張強度を向上させる効果を有している。Ｍｎの含有量が０．５０質量％未満ではアルミニウム合金の引張強度の向上効果が不十分である。一方、Ｍｎの含有量が２．００質量％を超えると鋳造時に形成される粗大な金属間化合物の量が増加し、成形性を低下させるおそれがある。よって、Ｍｎの含有量は、０．５０～２．００質量％とする。Ｍｎの含有量のより好ましい範囲は０．７０～１．７０質量％である。
（心材のＴｉ：０．０５～０．２５質量％）
　Ｔｉは、Ａｌ合金中でＴｉ－Ａｌ系化合物を形成して層状に分散する。Ｔｉ－Ａｌ系化合物は電位が貴であるため、腐食形態が層状化し、厚さ方向への腐食（孔食）が進展し難くなる効果がある。Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では腐食形態の層状化効果が小さい。一方、Ｔｉの含有量が０．２５質量％を超えると粗大な金属間化合物形成により、成形性が低下するおそれがある。よって、Ｔｉを添加するときは、Ｔｉの含有量は、０．０５～０．２５質量％とする。Ｔｉの含有量のより好ましい範囲は０．０７～０．２０質量％である。
（心材のＣｒ：０．０５～０．２５質量％）
　Ｃｒは、添加することによって、Ａｌ３Ｃｒ分散粒子の微細析出相が分布することにより、ろう付後の引張強度を向上させる効果を有している。Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満では、上記効果が不十分である。一方、Ｃｒの含有量が０．２５質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ３Ｃｒ金属間化合物を形成しやすくなり、耐食性が低下する。よって、Ｃｒを添加するときは、Ｃｒの含有量は、０．０５～０．２５質量％とする。Ｃｒの含有量のより好ましい範囲は０．０７～０．２０質量％である。
（心材のＭｇ：０．０５～０．５０質量％）
　Ｍｇは、Ｓｉと共存させた場合、Ｍｇ２Ｓｉを形成して、ろう付後のアルミニウム合金の引張強度を向上させる。Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満ではこの効果が小さい。一方、Ｍｇの含有量が０．５０質量％を超えると、ろう付加熱時にフラックス中に溶解するＭｇ量が増えて、フラックスの機能を損なわせるため、ろう付性が低下するおそれがある。よって、Ｍｇを添加するときは、Ｍｇの含有量は、０．０５～０．５０質量％とする。
（心材の残部がＡｌと不可避的不純物）
　心材のＡｌ合金の残部は、Ａｌと不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｃａ、Ｖ等の元素が想定される。Ｆｅは０．５０質量％以下を含有しても良いが、その他の元素はいずれも、本発明の特徴を阻害しないようにするため、個々の元素毎の含有量がそれぞれ０．０５質量％未満とし、これらの元素の合計の含有量が０．３０質量％以下とすることが好ましい。
　次に、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを構成する犠牲材について、説明する。
（犠牲材）
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートにおいては、前記の心材の一方の面に前記ろう材を備え、他方の面には犠牲材をクラッドして、この面（すなわち他方の面）の側からの耐食性を向上させてもよい。このような犠牲材を備えたブレージングシートでろう付接合構造体を作製する際は、犠牲材を備えた面を腐食環境側となるように部品を成形する。
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの犠牲材を構成するアルミニウム合金としては、Ｚｎを含む７０００系アルミニウム合金を使用することができる。更に、ＳｉやＭｎなどを含有していてもよい。例えば、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ－Ｚｎ合金、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｎ－Ｚｎ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｚｎ系合金などを用いることができる。
　中でも、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの犠牲材を構成するアルミニウム合金としては、Ｓｉ：０．２０質量％を超え０．８０質量％以下、Ｚｎ：２．００質量％を超え５．００質量％以下、およびＭｇ：１．００～４．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金が好ましい。
（犠牲材のＳｉ：０．２０質量％を超え０．８０質量％以下）
　Ｓｉは、犠牲材の引張強度を高める働きをする。Ｓｉの含有量が０．２０質量％以下であれば、引張強度の向上効果が不十分となる。一方、Ｓｉの含有量が０．８０質量％を超えると、犠牲材の固相線温度が低下して、ろう付加熱時に溶融し、耐食性低下の懸念がある。よって、Ｓｉの含有量は、０．２０質量％を超え０．８０質量％以下とする。Ｓｉの含有量のより好ましい範囲は０．２５～０．７０質量％である。
（犠牲材のＺｎ：２．００質量％を超え５．００質量％以下）
　Ｚｎは犠牲材の電位を卑化し、犠牲防食効果を持たせる効果を有している。Ｚｎの含有量が２．００質量％以下であると、犠牲防食効果が不十分となり易い。一方、Ｚｎの含有量が５．００質量％を超えると、犠牲材と心材との電位差が大きくなり、犠牲材の消耗速度が増すために、十分な耐食性が確保できなくなる懸念がある。よって、Ｚｎの含有量は、２．００質量％を超え５．００質量％以下とする。Ｚｎの含有量のより好ましい範囲は２．５０～４．５０質量％である。
（犠牲材のＭｇ：１．００～４．５０質量％）
　犠牲材のＭｇはろう付時に心材へ拡散し、心材および犠材中のＳｉと共存させることで、Ｍｇ２Ｓｉを形成して、ろう付後のアルミニウム合金の引張強度を向上させる。Ｍｇの含有量が１．００質量％未満ではこの効果が小さい。一方、Ｍｇの含有量が４．５０質量％を超えると、クラッド材の圧延が困難となる。圧延ができたとしても、固相線温度が低下し、ろう付時に溶融し、耐食性が低下してしまう。よって、Ｍｇの含有量は、１．００～４．５０質量％とする。Ｍｇの含有量のより好ましい範囲は１．５０～４．００質量％である。
（犠牲材の残部がＡｌおよび不可避的不純物）
　犠牲材のＡｌ合金の残部は、Ａｌと不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、Ｆｅ、Ｃ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｃａ、Ｖ等の元素が想定される。Ｆｅは０．５０質量％以下の含有量でも良いが、その他の元素はいずれも、本発明の特徴を阻害しないようにするため、個々の元素毎の含有量がそれぞれ０．０５質量％未満とし、これらの元素の合計の含有量が０．３０質量％以下とすることが好ましい。
　本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの板厚は、０．３５ｍｍを超えると、板厚が十分に厚いため、本特許に記載した要因での溶接欠陥が殆ど発生しない。本特許は自動車用熱交換器の軽量化を目的とした薄肉、高強度ブレージングシートに適用される技術であり、最終的に得られるアルミニウム合金ブレージングシートの板厚は、０．３５ｍｍ以下とすることが好ましい。より好ましい板厚は０．３０ｍｍ以下であり、さらに好ましい板厚は０．２５ｍｍ以下である。
（ブレージングシートの製造方法）
　次に、本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法について説明する。本発明のブレージングシートは、代表的な製造方法の例として、以下の製造方法によって製造することができる。
　まず、心材用アルミニウム合金、犠牲材用アルミニウム合金およびろう材用アルミニウム合金を連続鋳造法によって、溶解、鋳造して鋳塊を製造する。この鋳塊に面削（表面平滑化処理）および均質化熱処理を行うことによって、心材用鋳塊（心材用部材）、犠牲材用鋳塊、ろう材用鋳塊を製造する。その後、犠牲材用鋳塊およびろう材用鋳塊は、それぞれ所定厚さに熱間圧延して、犠牲材用部材、ろう材用部材とする。
　次に、心材用部材の一面側に犠牲材用部材、他面側にろう材用部材を重ね合わせ、この重ね合わせ材に熱処理（再加熱）を行った後、熱間圧延によって圧着して板材とする。その後、これらの板材は、冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍を行い、さらに仕上げ冷間圧延を行う。
　なお、心材用鋳塊には均質化熱処理を行なわなくてもよい。ろう材用鋳塊および犠牲材用鋳塊には、熱間圧延を行なわず、面削により厚さを調整してそれぞれ、ろう材用部材、犠牲材用部材としてもよい。また、重ね合わせ材に熱処理を行なわなくてもよい。
　上記した各材料の鋳造、均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、仕上げ冷間圧延の条件は、公知の常法に従って行うことができる。
　自動車に搭載されるコンデンサ、エバポレータ、インタークーラ等の熱交換器は、一般に、流体通路を構成する偏平管状のチューブと板材をコルゲート成形したフィンとを交互に繰り返し重ねて組み合わせ、流体通路を集結させるように、板材をプレス成形したプレート（ヘッダ）にチューブを嵌合させて組み立てた構造を有している。これらの部品が組み立てられた状態でろう付加熱されることによって、チューブとフィン、チューブとプレートがそれぞれ接合されて、熱交換器が製造される。ろう付加熱により溶融したろう材（溶融ろう）が部品間の接続部位に充填されてろう溜り（フィレット）を形成することで、部品同士が接合されている。このチューブ等に本発明の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートを適用することができる。
　次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
＜供試材の作製＞
　表１にろう材、表２に心材、表３に犠牲材の合金組成を示した。表４と表５には、各種合金Ｎｏのろう材、心材、犠牲材の組み合わせの構成を示した。表１、表２、表３において、下線を引いた数値は、元素の組成が請求項の規定を満足していないものを示している。表４、表５において、下線を引いた合金Ｎｏ．は、表１～表３において、元素の組成が請求項の規定を満足していないものを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１～表３の合金組成を有するろう材、心材、犠牲材を、常法により、鋳造、均質化処理を行い、ろう材クラッド率１５％、犠牲材クラッド率１５％となるように重ね合わせ、熱間圧延により圧着して板材とした。その後、冷間圧延、仕上焼鈍を行い板厚０．２５ｍｍの板とした。
　製造した各種アルミニウム合金ブレージングシートの性能評価の結果を表４と表５に示した。性能評価の評価条件は以下のとおりである。
＜ろう材中の最大Ｓｉ粒径の測定＞
　各供試材について、ろう材表面を研磨し、任意の表面を観察して、共晶Ｓｉ粒の最大径（最大Ｓｉ粒径）を１０箇所で測定して平均値を求めた。最大Ｓｉ粒径の測定は、Ｓｉ粒の差し渡しで最も長い寸法とした。多角形の場合には、対向する頂点間の距離を測定して、最大となる径を最大Ｓｉ粒径とした。ろう材の最大Ｓｉ粒径が４０μｍ以下のときを良好とし、４０μｍを超えるときに不良と判定した。
＜ろう材の６５０℃における溶融時の粘度の測定＞
　振動片式粘度計を使用し、振動片は板厚１ｍｍ×幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍの白金、アルミナ製を用いた。ＪＩＳ Ｚ ８８０９：２０００に規定の３種類の標準液を検量線とし、各供試材を７５０℃まで加熱したのちの冷却過程における振幅の減衰を求めた。ろう材の粘度は６５０～６７０℃の平均値とし、粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以下のときに良好とし、粘度が０．０１Ｐａ・ｓを超える場合に不良と判定した。
＜電縫溶接性評価＞
　前記の方法により製造したアルミニウム合金ブレージングシートを、通常のスリッタ装置を用いて、条材の幅寸法が３５ｍｍとなるようにスリット加工を行い、巻き取りコイル状とした。このようにして得られた条材を電縫管製造装置にて、犠牲材が内側となるように丸めて、電縫管に加工し、長径１６ｍｍ、短径２ｍｍの偏平管チューブを得た。
　得られた電縫管チューブについて、１００ｍ分を外観検査し、長手方向で１ｍｍ以上の未溶接部の有無、スパッタ（痕）の有無を観察した。未溶接部が無く、かつ、スパッタの付着が認められない場合を溶接性が最も良好(Ａ)、スパッタ（痕）が認められるが、未溶接部が無い場合を更に良好（Ｂ）、未溶接部が５箇所未満の場合を良好（Ｃ）と評価した。一方、未溶接部が５箇所以上発生した場合を溶接性が不良(ＮＧ)と評価した。
＜ろう付後引張強さの評価＞
　供試材をドロップ試験方式でろう付した後（露点が－４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、６００℃の温度で５分間加熱後）、ＪＩＳ５号試験片に加工（各供試材につき３片作製）した。この試験片を、室温（２５℃）で１週間放置した後、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１の規定に準じて引張り試験によりろう付後強度を測定した。３つの試験片のろう付後強度の平均値が１６０ＭＰａ以上のものを優良(○)と評価し、１６０ＭＰａ未満、１２０ＭＰａ以上のものを良（△）と評価し、１２０ＭＰａ未満のものを不良(×)と評価した。評価していないものは「－」と記載した。
＜ろう付性評価＞
　供試材から幅２５ｍｍ×長さ６０ｍｍのサイズの試験片を切り出し、その試験片のろう材面に非腐食性のフラックスＦＬ－７（森田化学工業株式会社製）を５ｇ／ｍ２ 塗布して乾燥させた。フラックスを塗布したろう材面が上向きとなるよう試験片（下板）を載置し、その上にφ２ｍｍのステンレス製の丸棒をスペーサとして挟んで、厚さ１ｍｍ、幅２５ｍｍ×長さ５５ｍｍの３００３合金板（上板）を試験片に対し鉛直に立ててワイヤで固定した。このとき、スペーサの位置は試験片の一端から５０ｍｍの距離とした。これに対し、ろう付（露点が－４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、６００℃の温度で５分間加熱）を行った。試験片（下板）と３００３合金板（上板）とのすき間に充填されたフィレットの長さを測定し、フィレット長さが２５ｍｍ以上のものをろう付性が優良（○）と評価し、２５ｍｍ未満、１０ｍｍ以上のものを良（△）と評価し、１０ｍｍ未満のものを不良（×）と評価した。評価していないものは「－」と記載した。
＜耐食性の評価＞
　供試材をドロップ試験方式でろう付した後（露点が－４０℃、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、６００℃の温度で５分間加熱後）、幅５０ｍｍ×長さ６０ｍｍの大きさに切断した。さらに、幅６０ｍｍ×長さ７０ｍｍの大きさのマスキング用シールにより、ろう材面の反対側面を全面シールで覆うとともに、当該シールをろう材面側に折り返すことでろう材の各縁から５ｍｍの部分についてもシールで覆い試験片を作製した。この試験片を、ＳＷＡＡＴ ＡＳＴＭ Ｇ８５－Ａ３に準拠して、３００ｈｒ試験を行った。腐食状況を目視観察し、試験片の最大腐食深さが１００μｍ以下のものを優良（○）と評価し、最大腐食深さが１００μｍを超え、貫通腐食していないものを良（△）と評価し、貫通腐食が発生したものを不良（×）と評価した。評価していないものは「－」と記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表４の試験材Ｅ１～Ｅ３３は、ろう材、心材、犠牲材の組み合わせの構成において、各構成材が、請求項１、請求項２または請求項３、請求項４の各規定をそれぞれ満足するものである。いずれの試験材も、電縫溶接性、ろう付後引張強さ、ろう付性、耐食性の性能において優れたものであった。
　表４の試験材Ｅ３４～４１は、心材の組成において、本発明の請求項２または請求項３の規定を満足しないものである。いずれの試験材も、ろう付後引張強さ、ろう付性、耐食性のいずれか１つ以上の性能においてやや劣るものであった。
　表４の試験材Ｅ４２～４７は、犠牲材の組成において、本発明の請求項４の規定を満足しないものである。いずれの試験材も、ろう付後引張強さ、ろう付性、耐食性のいずれか１つ以上の性能においてやや劣るものであった。
　表５の試験材Ｃ１～Ｃ６は、ろう材の組成において、本発明の請求項１の規定を満足しないものである。Ｃ１は、電縫溶接性は良好であったものの、ろう付性の性能において劣るものであった。Ｃ２～Ｃ６は、電縫溶接性に劣るものであった。
　本出願は、出願日が２０１４年３月２８日である日本国特許出願、特願第２０１４－０６８４８２号を基礎出願とする優先権主張と伴う。特願第２０１４－０６８４８２号は参照することにより本明細書に取り込まれる。
１ａ、１ｂ スクイズロール
２ チューブ材
３ スパッタ

Claims (4)

  1. 　心材の少なくとも一方の面にろう材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートであって、
    　前記ろう材が、Ｓｉ：５．５～１２．０質量％を含有し、Ｎａ：０．０００３～０．００３０質量％およびＳｒ：０．００２０～０．１０００質量％の少なくとも１種類を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、
    　前記ろう材の６５０℃における溶融時の粘度が、０．０１Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシート。
  2. 　前記心材が、Ｓｉ：０．１０～１．００質量％、Ｃｕ：０．５０～１．２０質量％およびＭｎ：０．５０～２．００質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１に記載の電縫溶接用アルミニウムブレージングシート。
  3. 　前記心材がさらに、Ｔｉ：０．０５～０．２５質量％、Ｃｒ：０．０５～０．２５質量％およびＭｇ：０．０５～０．５０質量％から選択される少なくとも１種類を含有することを特徴とする請求項２に記載の電縫溶接用アルミニウムブレージングシート。
  4. 　前記心材の他方の面に犠牲材がクラッドされた電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシートであって、
    　前記犠牲材が、Ｓｉ：０．２０質量％を超え０．８０質量％以下、Ｚｎ：２．００質量％を超え５．００質量％以下、およびＭｇ：１．００～４．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電縫溶接用アルミニウム合金ブレージングシート。
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