WO2017163905A1 - アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

アルミニウム合金ブレージングシート Download PDF

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WO2017163905A1
WO2017163905A1 PCT/JP2017/009497 JP2017009497W WO2017163905A1 WO 2017163905 A1 WO2017163905 A1 WO 2017163905A1 JP 2017009497 W JP2017009497 W JP 2017009497W WO 2017163905 A1 WO2017163905 A1 WO 2017163905A1
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WO
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mass
less
brazing
content
core material
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/009497
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English (en)
French (fr)
Inventor
健一郎 吉田
孝裕 泉
申平 木村
招弘 鶴野
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal

Definitions

  • the present disclosure relates to an aluminum alloy brazing sheet, and more particularly, to an aluminum alloy brazing sheet used in a heat exchanger for automobiles and the like.
  • Aluminum alloy brazing sheets are used in automotive heat exchangers such as evaporators and condensers. And among the components of such automotive heat exchangers, the tube material and side support material (reinforcing material) in which one side is exposed to a corrosive environment (atmosphere) and the other side becomes a non-corrosive environment
  • An aluminum alloy brazing sheet having a two-layer structure made of a core material and a brazing material is used.
  • an aluminum alloy brazing sheet having a two-layer structure in which a brazing material is provided on one surface of a core material, the core material comprising Si: 0.6 to 1.0 mass%, Cu : 0.6 to 1.0% by mass, Mn: 0.7 to 1.8% by mass, Mg: 0.1 to 0.7% by mass, Ti: 0.06 to 0.20% by mass, The balance is made of Al and inevitable impurities, the brazing material is made of an aluminum alloy containing Si: 3.0 to 12.0% by mass, and the thickness of the aluminum alloy brazing sheet is 0.6 to 1.4 mm.
  • an aluminum alloy brazing sheet characterized in that the area ratio of the ⁇ 001 ⁇ plane on the core material surface is 0.3 or more.
  • an object of the present invention is to provide an aluminum alloy brazing sheet that not only has excellent strength after brazing but also has excellent brazing properties and corrosion resistance on the brazing material side.
  • the present inventors not only can remarkably improve the strength after brazing of an aluminum alloy brazing sheet by providing a skin material containing Cu at a higher concentration than the core material, but also brazability on the core material side (on the skin material side). It has been found that it is possible to prevent a decrease in brazability. Furthermore, the inventors diffuse the Cu of the skin material at the time of brazing heat so that the potential of the core material side portion from the center thickness of the core material (hereinafter referred to as “the core material deeper portion” as appropriate) It has been found that it can be made noble from the center of the plate thickness.
  • an aluminum alloy brazing sheet includes a core material, a skin material provided on one surface of the core material, and a brazing material provided on the other surface of the core material.
  • the said skin material exceeds Cu: 1.00 mass% and is 3.00 mass% or less, Si: 0.02 mass% or more and 1.30 mass% or less, Mn: 0.02 mass% or more 2.
  • the balance is made of Al and inevitable impurities
  • the core material is Cu: 0.02 mass% or more and 2.50 mass% or less, Si: 0.02 mass% or more and 1.80 mass% or less, Mn : 0.02 mass% or more and 2.00 mass% or less, the balance is made of Al and unavoidable impurities
  • the brazing material is Si: 2.00 mass% or more and 13.00 mass% or less, the balance is Al and unavoidable Impurity Becomes, the content of Cu of the cladding material is greater than the content of Cu of the core material.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention includes not only the core material and the brazing material but also the skin material, and the content of each component of the skin material, the core material, and the brazing material is specified. Therefore, not only the strength after brazing is excellent, but also the brazing property and the corrosion resistance on the brazing material side are excellent.
  • the skin material is Mg: 1.00 mass% or less, Ti: 0.30 mass% or less, Cr: 0.30 mass% or less, Zr: 0 .30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less, Li: 1.00% by mass or less, may further contain one or more of them.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in brazing strength but also brazed even if the skin material contains Mg, Ti, Cr, Zr, V, Li. And excellent corrosion resistance on the brazing filler metal side.
  • the core material has Mg: 1.00% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.0.
  • One or more of 30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less, and Li: 1.00% by mass or less may be further contained.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in brazing strength but also brazing even if the core material contains Mg, Ti, Cr, Zr, V, Li. And the corrosion resistance on the brazing material side is also excellent.
  • wax material may further contain Zn: 8.00 mass% or less.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in the strength after brazing, but also in the brazing property and the corrosion resistance on the brazing material side even if the brazing material contains Zn. Will also be excellent.
  • the brazing material is Mn: 1.50 mass% or less, Ti: 0.30 mass% or less, Cr: 0.30 mass% or less, Zr: 0 One or more of 30% by mass or less and V: 0.30% by mass or less may further be contained.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in strength after brazing, but also brazing, even if the brazing material contains Mn, Ti, Cr, Zr, V. And it also becomes excellent in the corrosion resistance on the brazing filler metal side.
  • the brazing material further contains one or more of Li: 1.00% by mass or less and Bi: 2.00% by mass or less. Also good.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in strength after brazing but also brazing and brazing material side even if Li and Bi are contained in the brazing material. It also has excellent corrosion resistance.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention is not only excellent in strength after brazing but also has brazing properties by specifying the content of each component of the skin material, the core material, and the brazing material, and Excellent corrosion resistance on the brazing filler metal side.
  • the configuration of the aluminum alloy brazing sheet (hereinafter referred to as “brazing sheet” as appropriate) according to the present embodiment includes, for example, a core material 2 and a skin material 3 provided on one surface of the core material 2, as shown in FIG. And a brazing material 4 provided on the other surface of the core material 2. And as for the brazing sheet 1 which concerns on this embodiment, content of the composition of the core material 2, the skin material 3, and the brazing material 4 is specified.
  • composition of the skin material, the composition of the core material, and the composition of the brazing material of the brazing sheet according to the present embodiment are numerically limited.
  • the skin material of the brazing sheet according to the present embodiment is Cu: more than 1.00% by mass and 3.00% by mass or less, Si: 0.02% by mass to 1.30% by mass, Mn: 0.02% by mass More than 2.00 mass%, the remainder consists of Al and inevitable impurities. And Cu content of the skin material of the brazing sheet which concerns on this embodiment exceeds content of Cu of a core material.
  • the skin material of the brazing sheet according to the present embodiment includes Mg: 1.00% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: You may further contain 1 or more types of 0.30 mass% or less, V: 0.30 mass% or less, Li: 1.00 mass% or less.
  • the clad rate of the skin material is not particularly limited, but is preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and preferably 40% or less.
  • Cu of skin material more than 1.00 mass% and 3.00 mass% or less, Cu content of skin material> Cu content of core material
  • Cu has an effect of improving strength by a solid solution strengthening action. Further, since Cu has a function of making the potential noble, it is an element that increases the potential difference from the brazing material and / or the fin and improves the corrosion resistance by the sacrificial anode effect. If the Cu content of the skin material exceeds 1.00% by mass, the above-described strength improvement effect is obtained, and if the Cu content of the core material described later is exceeded, the above-described corrosion resistance improvement effect is obtained.
  • the Cu content of the skin material is 3.00% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of melting at the time of brazing addition heat due to a decrease in the solidus temperature of the skin material. Accordingly, the Cu content of the skin material exceeds 1.00 mass% and is 3.00 mass% or less, and exceeds the Cu content of the core material.
  • the content of Cu in the skin material is preferably 1.20% by mass or more. Moreover, in order to suppress the fall of solidus line temperature more reliably, the content of Cu in the skin material is preferably 2.80% by mass or less.
  • Si of skin 0.02% by mass to 1.30% by mass
  • Si is an element that improves the strength by dissolving in the matrix and / or forming an Al—Mn—Si compound together with Mn. If the Si content is 0.02% by mass or more, the above effect can be obtained. On the other hand, when the Si content is 1.30% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of melting at the time of brazing addition heat due to a decrease in the solidus temperature of the skin material. Therefore, the content of Si in the skin material is 0.02% by mass or more and 1.30% by mass or less.
  • the content of Si in the skin material is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Moreover, in order to suppress the fall of solidus line temperature more reliably, the content of Si in the skin material is preferably 1.10% by mass or less.
  • Mn of skin material 0.02 mass% or more and 2.00 mass% or less
  • Mn is an element having an effect of improving strength. If the Mn content is 0.02% by mass or more, the above-described effect can be obtained. On the other hand, if the Mn content is 2.00% by mass or less, the crystallization of a huge intermetallic compound is suppressed during casting, and the risk of inhibiting production and / or the risk of reducing plastic workability is reduced. Is done. Therefore, the content of Mn in the skin material is 0.02% by mass or more and 2.00% by mass or less.
  • the content of Mn in the skin material is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the crystallization of a huge intermetallic compound, the content of Mn in the skin material is preferably 1.80% by mass or less.
  • Mg of skin material 1.00 mass% or less
  • Mg has the effect of improving strength.
  • Mg has the effect
  • content of Mg exceeds 1.00 mass%, the brazing property by the side of a skin material will fall remarkably. Therefore, when Mg is contained in the skin material, the Mg content is 1.00% by mass or less.
  • the content of Mg in the skin material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing a reduction in brazing on the skin material side, the content of Mg in the skin material is preferably 0.80% by mass or less.
  • Ti of skin material 0.30 mass% or less
  • Ti is an element that reduces the corrosion rate in the plate thickness direction and improves the corrosion resistance by being distributed in layers in the Al alloy. If the Ti content is 0.30% by mass or less, coarse intermetallic compounds are difficult to be produced during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compounds being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, which may hinder manufacture and / or reduce plastic workability. Therefore, when Ti is contained in the skin material, the Ti content is 0.30 mass% or less.
  • the content of Ti in the skin material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. From the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the Ti content of the skin material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Cr of skin 0.30 mass% or less
  • Cr is an element that can form Al and Al—Cr-based dispersed particles and improve the strength after brazing. Further, if the Cr content is 0.30% by mass or less, a coarse intermetallic compound is hardly generated during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compound being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the Cr content exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, which may hinder production and / or reduce plastic workability. Therefore, when Cr is contained in the skin material, the Cr content is 0.30% by mass or less.
  • the content of Cr in the skin material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the content of Cr in the skin material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Zr of skin material 0.30 mass% or less
  • Zr is an element that forms Al and Al—Zr-based dispersed particles and can improve the strength after brazing. Further, if the content of Zr is 0.30% by mass or less, a coarse intermetallic compound is hardly generated during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compound being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the content of Zr exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, and as a result, production may be hindered and / or plastic workability may be deteriorated. Therefore, when Zr is contained in the skin material, the content of Zr is 0.30% by mass or less.
  • the content of Zr in the skin material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the Zr content of the skin material is preferably 0.25% by mass or less.
  • V of skin 0.30 mass% or less
  • V is an element that forms Al and Al—V-based dispersed particles and can improve the strength after brazing. And if content of V is 0.30 mass% or less, a coarse intermetallic compound is hard to be produced
  • the content of V in the skin material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the V content of the skin material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Li of skin 1.00% by mass or less
  • Li is an element that improves the strength. And if content of Li is 1.00 mass% or less, stable phase (delta) (AlLi) will be hard to precipitate and the fall of intensity
  • the content of Li in the skin material is preferably 0.002% by mass or more, and more preferably 0.004% by mass or more.
  • the content of Li in the skin material is preferably 0.80% by mass or less.
  • the above-mentioned Mg, Ti, Cr, Zr, V, and Li not only exceed the above-described upper limit value, but also include not only the case where the skin material includes one or more types, that is, one type, but also two or more types. Even if it is, it does not disturb the effect of the present invention.
  • the balance of the skin material is Al and inevitable impurities.
  • leather material Fe, Mo, Ni, Ca, Na, Sr etc. may be contained in the range which does not prevent the effect of this invention. Specifically, Fe: less than 0.30 mass%, Mo: less than 0.05 mass%, Ni: less than 0.05 mass%, Ca: less than 0.05 mass%, Na: less than 0.05 mass%, Sr : It may be contained in a range of less than 0.05% by mass.
  • Fe, Mo, Ni, Ca, Na, and Sr if it does not exceed the above-mentioned predetermined content, not only when it is contained as an unavoidable impurity but also when it is actively added The effect of the present invention is not disturbed.
  • Mg, Ti, Cr, Zr, V, and Li which are not essential components, may be positively added, but may be included as inevitable impurities.
  • the core material of the aluminum alloy brazing sheet according to the present embodiment is Cu: 0.02% by mass to 2.50% by mass, Si: 0.02% by mass to 1.80% by mass, Mn: 0.02% by mass to 2%. 0.000% by mass or less, the balance being made of Al and inevitable impurities.
  • the core material of the brazing sheet according to the present embodiment includes, in addition to the above components, Mg: 1.00% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0 One or more of 30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less, and Li: 1.00% by mass or less may be further contained.
  • Cu of core material 0.02 to 2.50 mass%, Cu content of core material ⁇ Cu content of skin material
  • Cu has an effect of improving strength by a solid solution strengthening action. If the content of Cu in the core material is 0.02% by mass or more, the above effect can be obtained. On the other hand, if the Cu content in the core material is 2.50% by mass or less, the occurrence of melting at the time of brazing addition heat due to a decrease in the solidus temperature of the core material can be suppressed. Further, if the Cu content of the core material is less than the Cu content of the skin material described above, an effect of improving the corrosion resistance can be obtained by providing the sacrificial anode effect even in the deeper part than the core material. Accordingly, the Cu content of the core material is 0.02% by mass or more and 2.50% by mass or less, and is less than the Cu content of the skin material.
  • the Cu content of the core material is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in corrosion resistance, the content of Cu in the core material is preferably 2.00% by mass or less, and more preferably 1.50% by mass or less.
  • Si of core material 0.02 mass% or more and 1.80 mass% or less
  • Si is an element that improves the strength by forming a solid solution in the matrix and / or forming an Al—Mn—Si compound with Mn. If the Si content is 0.02% by mass or more, the above effect can be obtained. On the other hand, when the Si content is 1.80% by mass or less, the occurrence of melting at the time of brazing addition heat due to the decrease in the solidus temperature of the core material is suppressed. Therefore, the Si content in the core material is 0.02% by mass or more and 1.80% by mass or less.
  • the Si content of the core material is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in the solidus temperature, the Si content of the core material is preferably 1.60% by mass or less.
  • Mn of core material 0.02% by mass or more and 2.00% by mass or less
  • Mn is an element having an effect of improving strength. If the Mn content is 0.02% by mass or more, the above-described effect can be obtained. On the other hand, if the Mn content is 2.00% by mass or less, the crystallization of a huge intermetallic compound is suppressed during casting, and the risk of inhibiting production and / or the risk of reducing plastic workability is reduced. Is done. Therefore, the Mn content of the core material is 0.02% by mass or more and 2.00% by mass or less.
  • the Mn content of the core material is preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing crystallization of a huge intermetallic compound, the Mn content of the core material is preferably 1.80% by mass or less.
  • Mg of core material 1.00 mass% or less
  • Mg has the effect of improving strength.
  • Mg has the effect
  • Mg content exceeds 1.00 mass%, Mg will spread
  • the content of Mg in the core is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in brazeability, the content of Mg in the core material is preferably 0.80% by mass or less, and more preferably 0.60% by mass or less.
  • Ti of core material 0.30 mass% or less
  • Ti is an element that reduces the corrosion rate in the plate thickness direction and improves the corrosion resistance by being distributed in layers in the Al alloy. If the Ti content is 0.30% by mass or less, coarse intermetallic compounds are difficult to be produced during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compounds being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, which may hinder manufacture and / or reduce plastic workability. Therefore, when Ti is contained in the core material, the Ti content is 0.30% by mass or less.
  • the content of Ti in the core material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. From the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the Ti content in the core material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Cr of core material 0.30 mass% or less
  • Cr is an element that can form Al and Al—Cr-based dispersed particles and improve the strength after brazing. Further, if the Cr content is 0.30% by mass or less, a coarse intermetallic compound is hardly generated during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compound being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the Cr content exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, which may hinder production and / or reduce plastic workability. Therefore, when Cr is contained in the core material, the Cr content is 0.30% by mass or less.
  • the content of Cr in the core material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the content of Cr in the core material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Zr of core material 0.30 mass% or less
  • Zr is an element that forms Al and Al—Zr-based dispersed particles and can improve the strength after brazing. Further, if the content of Zr is 0.30% by mass or less, a coarse intermetallic compound is hardly generated during melting and casting, and the toughness and / or fatigue characteristics due to the coarse intermetallic compound being the starting point of fracture. Is suppressed. On the other hand, if the content of Zr exceeds 0.30% by mass, a coarse intermetallic compound is produced, and as a result, production may be hindered and / or plastic workability may be deteriorated. Therefore, when Zr is contained in the core material, the Zr content is 0.30% by mass or less.
  • the content of Zr in the core material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the Zr content of the core material is preferably 0.25% by mass or less.
  • V of core material 0.30 mass% or less
  • V is an element that forms Al and Al—V-based dispersed particles and can improve the strength after brazing. And if content of V is 0.30 mass% or less, a coarse intermetallic compound is hard to be produced
  • the content of V in the core material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.03% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse intermetallic compounds, the V content of the core material is preferably 0.25% by mass or less.
  • Li of core material 1.00% by mass or less
  • Li is an element that improves the strength. And if content of Li is 1.00 mass% or less, stable phase (delta) (AlLi) will be hard to precipitate and the fall of intensity
  • the content of Li in the core material is preferably 0.002% by mass or more, and more preferably 0.004% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing the precipitation of the stable phase ⁇ (AlLi), the content of Li in the core material is preferably 0.80% by mass or less.
  • Mg, Ti, Cr, Zr, V, and Li of the above-described core material not only exceed the above-described upper limit value, but also include not only one type of core material, that is, one type, but also two or more types. However, the effect of the present invention is not disturbed.
  • the remainder of the core material Al and inevitable impurities
  • the balance of the core material is Al and inevitable impurities.
  • Fe, Mo, Ni, Ca, Na, Sr, etc. may be contained in the range which does not prevent the effect of this invention. Specifically, Fe: less than 0.30 mass%, Mo: less than 0.05 mass%, Ni: less than 0.05 mass%, Ca: less than 0.05 mass%, Na: less than 0.05 mass%, Sr : It may be contained in a range of less than 0.05% by mass.
  • Fe, Mo, Ni, Ca, Na, Sr as long as the above-mentioned predetermined content is not exceeded, not only when it is contained as an inevitable impurity, but also when it is actively added, The effect of the present invention is not disturbed.
  • Mg, Ti, Cr, Zr, V, and Li which are not essential components, may be positively added, but may be included as inevitable impurities.
  • the brazing material of the brazing sheet according to the present embodiment is composed of Si: 2.00% by mass to 13.00% by mass, with the balance being Al and inevitable impurities.
  • the brazing material of the brazing sheet according to the present embodiment is not particularly limited with respect to the content of components other than Si.
  • a JIS 4000-based Al—Si alloy or an Al—Si further containing components described later is used. Any Zn-based alloy or the like may be used.
  • the alloy number of JIS in this specification is based on the description of JIS H 4000: 2014.
  • the brazing material of the brazing sheet according to the present embodiment may contain, in addition to the above components, Zn: 8.00% by mass or less, Mn: 1.50% by mass or less, Ti: 0.0. 30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less may be contained, and Li : One or more of 1.00% by mass or less and Bi: 2.00% by mass or less may be further contained.
  • the thickness of the brazing material is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the clad rate of the brazing material is not particularly limited, but is preferably 40% or less.
  • Si of brazing material 2.00 mass% or more and 13.00 mass% or less
  • Si is an element that lowers the solidus temperature of the Al alloy and increases the liquid phase rate and fluidity at the brazing temperature. If content of Si is 2.00 mass% or more, the fall of brazing property can be suppressed. On the other hand, if the Si content is 13.00% by mass or less, coarse Si grains are not formed, and excessively flowing brazing is not generated, and brazing defects such as erosion of the core material are suppressed. Therefore, the content of Si in the brazing material is 2.00% by mass or more and 13.00% by mass or less.
  • the content of Si in the brazing material is preferably 2.50 mass or more.
  • the content of Si in the brazing material is preferably 12.50% by mass or less.
  • Zn of brazing material 8.00% by mass or less
  • Zn is an element that can lower the potential of the brazing material and improve the corrosion resistance by the sacrificial anticorrosive effect by forming a potential difference with the core material.
  • the Zn content exceeds 8.00 mass%, premature corrosion of the fillet formed at the joint is caused. Therefore, when Zn is contained in the brazing material, the Zn content is 8.00% by mass or less.
  • the content of Zn in the brazing material is preferably 2.00% by mass or more, and more preferably 2.50% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing early corrosion of the fillet at the joint, the content of Zn in the brazing material is preferably 7.50% by mass or less.
  • Mn of brazing material 1.50 mass% or less
  • Mn an Al—Mn—Si compound
  • the surroundings of the compound and the primary crystal form a battery, so that preferential corrosion of the eutectic part is relatively suppressed.
  • the Mn content exceeds 1.50% by mass, a coarse Al—Mn—Si compound is formed, and the compound is in a non-uniform distribution state, so that the corrosion resistance is lowered. Therefore, when Mn is contained in the brazing material, the Mn content is 1.50% by mass or less.
  • the content of Mn in the brazing material is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in corrosion resistance, the content of Mn in the brazing material is preferably 1.40% by mass or less.
  • Ti, Cr, Zr, V of brazing material 0.30 mass% or less
  • Ti, Cr, Zr, V is added to the brazing filler metal
  • Al—Ti, Al—Cr, Al—Cr—Si, Al—Zr, and Al—V compounds are formed in the primary crystal part.
  • the preferential corrosion of the eutectic part is relatively suppressed by making the battery around the compound and the primary crystal part.
  • the content of each component exceeds 0.30% by mass, a coarse compound is formed, which hinders sound outer surface bonding. Therefore, when Ti, Cr, Zr, and V are contained in the brazing material, the content of each component is 0.30% by mass or less.
  • the content of each component of the brazing material is preferably 0.01% by mass or more, and 0.03% by mass. % Or more is more preferable. Further, from the viewpoint of avoiding a situation where sound outer surface joining is hindered, the content of each component of the brazing material is preferably 0.28% by mass or less.
  • Li of brazing material 1.00% by mass or less
  • Li is an element that improves the fluidity of the brazing and improves brazing.
  • the content of Li exceeds 1.00% by mass, Li 2 O is excessively formed and the brazing property is deteriorated. Therefore, when Li is contained in the brazing material, the content of Li is Li: 1.00% by mass or less.
  • the content of Li in the brazing material is preferably 0.80% by mass or less.
  • Bi of brazing material 2.00% by mass or less
  • Bi is an element that lowers the surface tension and improves brazeability.
  • the Bi content exceeds 2.00% by mass, bismuth oxide is formed, and improvement in brazing is not recognized. Therefore, when Bi is contained in the brazing material, the Bi content is Bi: 2.00% by mass or less.
  • the content of Bi in the brazing material is preferably 0.002% by mass or more, and more preferably 0.004% by mass or more. Further, from the viewpoint of avoiding the situation where bismuth oxide is formed, the content of Bi in the brazing material is preferably 1.80% by mass or less.
  • Zn, Mn, Ti, Cr, Zr, V, Li, and Bi of the brazing material described above are not limited to the case where the brazing material includes one or more types, that is, one type unless the upper limit is exceeded. Even if seeds or more are included, the effect of the present invention is not hindered.
  • the effect of the present invention is not hindered even if Mg is actively added to the brazing material.
  • brazing filler metal Al and inevitable impurities
  • the balance of the brazing material is Al and inevitable impurities.
  • an unavoidable impurity of brazing filler metal Fe, Mo, Ni, Ca, Na, Sr, In, Sn, Cu, Mg, etc. may be contained in the range which does not disturb the effect of this invention.
  • Fe less than 0.30 mass%
  • Mo less than 0.05 mass%
  • Ni less than 0.05 mass%
  • Ca less than 0.05 mass%
  • Na less than 0.05 mass%
  • Sr Less than 0.05% by mass
  • Sn less than 0.05% by mass
  • Cu less than 0.05% by mass
  • Mg less than 0.05% by mass May be.
  • Fe, Mo, Ni, Ca, Na, Sr, In, Sn, Cu, and Mg if not exceeding the predetermined content described above, not only if it is contained as an unavoidable impurity, but actively added Even if it is done, the effect of the present invention is not disturbed.
  • Zn, Mn, Ti, Cr, Zr, V, Li, and Bi which are not essential components, may be positively added, but may be included as inevitable impurities.
  • the thickness of the brazing sheet according to the present embodiment is not particularly limited, but when used for a tube material, it is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.4 mm or less, and 0.05 mm or more. Is preferred.
  • the thickness of the brazing sheet according to the present embodiment is preferably 1.5 mm or less, more preferably 1.2 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more when used for a side support material, a header material, or a tank material. Is preferred.
  • brazing sheet has been described by exemplifying the configuration of the three-layer structure shown in FIG. 1, other configurations are not excluded.
  • an intermediate material may be appropriately provided between the core material 2 and the brazing material 4 shown in FIG.
  • a brazing material, a core material, or a sacrificial material may be separately provided outside the skin material 3.
  • a brazing material may be further provided outside the separately provided core material or sacrificial material.
  • An intermediate material may be appropriately provided between the core material and the brazing material.
  • the intermediate material and the sacrificial material may be of any known component composition that can exhibit sacrificial anticorrosive ability.
  • JIS 1000 series pure aluminum, JIS 5000 series Al—Mg series alloy, JIS 6000 series An Al—Mg—Si alloy or a JIS 7000 Al—Zn—Mg alloy can be used.
  • the manufacturing method of the brazing sheet which concerns on this embodiment is not specifically limited, For example, it manufactures with the manufacturing method of a well-known clad material.
  • a well-known clad material For example, aluminum alloys of each component composition of the core material, skin material, and brazing material are melted and cast, and further subjected to chamfering (ingot surface smoothing treatment) and homogenization treatment as necessary. Get a lump.
  • the ingot of a brazing material hot-rolls to predetermined thickness, combines with the ingot of a core material and a skin material, and makes it a clad material by hot rolling according to a conventional method. Thereafter, the clad material is subjected to cold rolling, intermediate annealing as necessary, and final cold rolling, and final annealing is performed as necessary.
  • the homogenization treatment is preferably performed at 400 to 600 ° C. for 2 to 20 hours, and the intermediate annealing is preferably performed at 350 to 450 ° C. for 2 to 20 hours.
  • the final annealing is preferably performed at 150 to 350 ° C. for 2 to 20 hours. And when performing final annealing, it is possible to omit intermediate annealing.
  • the tempering may be any of H1n, H2n, and H3n.
  • the manufacturing method of the aluminum alloy brazing sheet according to the present embodiment is as described above.
  • a condition that is not explicitly described may be a conventionally known condition, and the process in each of the above steps. Needless to say, the conditions can be appropriately changed as long as the effects obtained by the above are obtained.
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention will be specifically described by comparing an example satisfying the requirements of the embodiment of the present invention and a comparative example not satisfying the requirements of the embodiment of the present invention. .
  • Example material preparation A skin material having the composition shown in Table 1 and a core material having the composition shown in Table 2 were cast, each subjected to a homogenization treatment at 500 ° C. for 10 hours, and both surfaces were faced to a desired thickness.
  • a brazing material having the composition shown in Table 3 was cast, subjected to a homogenization treatment at 500 ° C. for 10 hours, and hot-rolled to a predetermined thickness to produce a hot-rolled sheet. Then, hot rolling was performed in the order of brazing material-core material-skin material, and a clad material was obtained.
  • brazing equivalent heating The brazing equivalent heating was performed under the condition that the specimen was held at 600 ° C. for 5 minutes (in a nitrogen atmosphere). In addition, each evaluation was not performed about the test material fuse
  • brazing equivalent heating was performed under the above-mentioned brazing conditions in a drop format.
  • a JIS No. 5 test piece was cut out from the test material after 7 days at room temperature so that the tensile direction was parallel to the rolling direction.
  • a tensile test was performed at room temperature in accordance with JIS Z 2241: 2011, and the tensile strength was measured.
  • the crosshead speed was 20 mm / min, and the test was performed at a constant speed until the test piece broke.
  • the strength after brazing was determined to be acceptable, and when the tensile strength was less than 170 MPa, it was determined to be unacceptable “x”.
  • those judged to be acceptable those having a tensile strength of 190 MPa or more were evaluated as “ ⁇ ”, and those having a tensile strength of 170 MPa or more and less than 190 MPa were evaluated as “ ⁇ ”.
  • brazing evaluation In the brazing property evaluation, the brazing property on the brazing material side and the skin material side when the test material was used as a heat exchanger was evaluated. In order to appropriately evaluate the brazing property of the test material, the conditions of the test materials 1 to 88 and the test materials 89 to 91 were set as follows according to the composition of the skin material.
  • a clad fin material core material: JIS 3003, double-sided brazing material: Al-10Si, plate thickness 120 ⁇ m, double-sided clad rate: 20%, number of fin crests
  • core material JIS 3003
  • double-sided brazing material Al-10Si
  • plate thickness 120 ⁇ m plate thickness 120 ⁇ m
  • double-sided clad rate 20%, number of fin crests
  • a clad fin material core material: JIS 3003, double-sided brazing material: Al-10Si, plate thickness 120 ⁇ m, double-sided clad rate: 20%, number of fin crests
  • core material JIS 3003
  • double-sided brazing material Al-10Si
  • plate thickness 120 ⁇ m plate thickness 120 ⁇ m
  • double-sided clad rate 20%, number of fin crests
  • Table 1 shows the composition of the skin material
  • Table 2 shows the composition of the core material
  • Table 3 shows the composition of the brazing material
  • Tables 4, 5, and 6 show the composition of the test material and the evaluation results. Indicates. The remainder of the skin material in Table 1, the core material in Table 2, and the brazing material in Table 3 are Al and unavoidable impurities, and “-” in the table does not contain (below the detection limit). Show.
  • “Skin Cu> Core Material Cu” indicates “ ⁇ ” for those satisfying the requirement that the Cu content of the skin material exceeds the Cu content of the core material. Those not satisfying are indicated with “x”.
  • test materials 71 to 88 and 91 did not satisfy the requirements defined in the embodiment of the present invention, and therefore, any of the evaluation items was defective.
  • the details are as follows.
  • the test material 71 not only has a small Cu content in the skin material, but also the Cu content in the skin material did not exceed the Cu content in the core material, so that the strength after brazing and the corrosion resistance were rejected. It became. Since the test material 72 had a high Cu content in the skin material, melting occurred during the brazing equivalent heating. Since the sample material 73 had a low Si content in the skin material, the strength after brazing failed. Since the specimen 74 had a high Si content in the skin, melting occurred during the brazing equivalent heating. Since the test material 75 had a low Mn content in the skin material, the strength after brazing was rejected. Since the sample material 76 had a high content of Mn in the skin material, cracks occurred during the production.
  • test material 77 had a high Ti content in the skin material, cracks occurred during the production. Since the sample material 78 had a low Cu content in the core material, the strength after brazing was rejected. Since the sample material 79 had a high Cu content in the core material, melting occurred during brazing equivalent heating. Since the sample material 80 had a small Si content in the core material, the strength after brazing failed. Since the specimen 81 had a high Si content in the core, melting occurred during brazing equivalent heating. Since the sample material 82 had a low Mn content in the core material, the strength after brazing failed. Since the specimen 83 had a high Mn content in the core material, cracks occurred during production.
  • the brazing property was rejected (the joining rate on the brazing material side and the skin material side was 0%). Since the test material 85 had a high Ti content in the core material, cracks occurred during production. Since the sample material 86 had a low content of Si in the brazing material, the brazing performance was rejected (the joining rate on the brazing material side was 0%). Since the content of Cu in the skin material did not exceed the content of Cu in the core material, the test material 87 resulted in a failure in corrosion resistance. Since the content of Cu in the skin material did not exceed the content of Cu in the core material, the test material 88 resulted in a failure in corrosion resistance.
  • the brazing property was rejected (the joint rate on the skin side was 0%).
  • the aluminum alloy brazing sheet according to the embodiment of the present invention was excellent not only in strength after brazing but also in brazing property and corrosion resistance on the brazing material side.
  • Aspect 1 An aluminum alloy brazing sheet comprising: a core material; a skin material provided on one surface of the core material; and a brazing material provided on the other surface of the core material,
  • the skin material is Cu: more than 1.00% by mass and 3.00% by mass or less, Si: 0.02% by mass to 1.30% by mass, Mn: 0.02% by mass to 2.00% by mass
  • the balance consists of Al and inevitable impurities
  • the core material is Cu: 0.02 mass% to 2.50 mass%, Si: 0.02 mass% to 1.80 mass%, Mn: 0.02 mass% to 2.00 mass%, the balance Consists of Al and inevitable impurities
  • the brazing material contains Si: 2.00 mass% or more and 13.00 mass% or less,
  • the aluminum alloy brazing sheet characterized in that the Cu content of the skin material exceeds the Cu content of the core material.
  • Aspect 2 The skin material is Mg: 1.00% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less, The aluminum alloy brazing sheet according to aspect 1, further comprising at least one of Li: 1.00% by mass or less.
  • Aspect 3 The core material is Mg: 1.00% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less, Li The aluminum alloy brazing sheet according to aspect 1 or 2, further comprising at least one of 1.00% by mass and less.
  • Aspect 4 4.
  • Aspect 5 The brazing filler metal is Mn: 1.50% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less,
  • Aspect 6 The aluminum according to any one of aspects 1 to 5, wherein the brazing material further contains one or more of Li: 1.00% by mass or less and Bi: 2.00% by mass or less. Alloy brazing sheet.
  • An aluminum alloy brazing sheet comprising: a core material; a skin material provided on one surface of the core material; and a brazing material provided on the other surface of the core material,
  • the skin material is Cu: more than 1.00% by mass and 3.00% by mass or less, Si: 0.05% by mass to 1.30% by mass, Mn: 0.05% by mass to 2.00% by mass
  • the balance consists of Al and inevitable impurities
  • the core material is Cu: 0.05% by mass or more and 1.00% by mass or less, Si: 0.05% by mass or more and 1.80% by mass or less, Mn: 0.05% by mass or more and 2.00% by mass or less, and the balance Consists of Al and inevitable impurities
  • the brazing material is an aluminum alloy brazing sheet characterized in that the brazing material is Si: 2.00 mass% or more and 13.00 mass% or less, and the balance is made of Al and inevitable impurities.
  • Aspect 8 The skin material contains at least one of Ti: 0.30 mass% or less, Cr: 0.30 mass% or less, Zr: 0.30 mass% or less, V: 0.30 mass% or less.
  • Aspect 10 The aluminum alloy brazing sheet according to any one of aspects 7 to 9, wherein the brazing material contains Zn: 8.00 mass% or less.
  • the brazing filler metal is Mn: 1.50% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, Cr: 0.30% by mass or less, Zr: 0.30% by mass or less, V: 0.30% by mass or less,
  • the present application includes a Japanese patent application filed on March 24, 2016, Japanese Patent Application No. 2016-060719, and a Japanese patent application filed on October 27, 2016, Japanese Patent Application No. 2016- Accompanying priority claim with 210755 as the basic application.
  • Japanese Patent Application No. 2016-060719 and Japanese Patent Application No. 2016-210755 are incorporated herein by reference.

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Abstract

心材と、前記心材の一方の面に設けられる皮材と、前記心材の他方の面に設けられるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートであって、前記皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.02質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記心材は、Cu:0.02質量%以上2.50質量%以下、Si:0.02質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記ろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記皮材のCuの含有量は、前記心材のCuの含有量を超え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である。

Description

アルミニウム合金ブレージングシート
 本開示は、アルミニウム合金ブレージングシートに関し、特に、自動車用熱交換器等に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートに関する。
 エバポレータおよびコンデンサ等の自動車用熱交換器には、アルミニウム合金ブレージングシートが使用されている。
 そして、このような自動車用熱交換器の構成部材の中でも、一方の面側が腐食環境(大気)に曝されるとともに他方の面側が非腐食環境となるチューブ材およびサイドサポート材(補強材)としては、心材とろう材とからなる2層構造のアルミニウム合金ブレージングシートが使用されている。
 そして、この2層構造のアルミニウム合金ブレージングシートについては、以下のような技術が提案されている。
 具体的には、特許文献1において、心材の一方の面にろう材を設けた2層構造のアルミニウム合金ブレージングシートであって、前記心材は、Si:0.6~1.0質量%、Cu:0.6~1.0質量%、Mn:0.7~1.8質量%、Mg:0.1~0.7質量%、Ti:0.06~0.20質量%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなり、前記ろう材は、Si:3.0~12.0質量%を含有するアルミニウム合金からなり、前記アルミニウム合金ブレージングシートの板厚が0.6~1.4mmであり、前記心材表面における{001}面の面積率が0.3以上であ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が開示されている。
特開2011-208173号公報
 近年、自動車用熱交換器に対して軽量化が要求されていることから、熱交換器の材料として使用されるアルミニウム合金ブレージングシートにも薄肉化が求められている。
 ここで、従来のアルミニウム合金ブレージングシートを単純に薄肉化した場合、熱交換器としての十分な強度を確保することができないおそれがある。
 アルミニウム合金ブレージングシートの薄肉化に伴う強度の低下を考慮して、特許文献1に記載されているように心材へのMgの添加によって高強度化を図ると、心材側のろう付性に悪影響を及ぼしてしまうことから、心材側にろう付性が要求される場合には好適に用いることができない。
 また、心材へのCuの含有量を増加させることによって高強度化を図ると、ろう付加熱時にCuが拡散し、ろう材側の耐食性が低下するおそれがある。
 そこで、本発明は、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れる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。
 本発明者等は、心材よりも高濃度のCuを含有した皮材を設けることによって、アルミニウム合金ブレージングシートのろう付後強度を著しく向上できるだけでなく、心材側のろう付性(皮材側のろう付性)の低下をも防止できることを見出した。
 さらに、発明者等は、この皮材のCuがろう付加熱時に拡散することにより、心材の板厚中心部から皮材側の部分(以下、適宜「心材以深部」という)の電位を心材の板厚中心部より貴とすることができることを見出した。その結果、ろう材側から皮材側に向かって電位が貴になるような電位勾配となり、心材以深部においても犠牲防食効果が備わることによって、ろう材側の耐食性が向上することも見出した。
 これらの知見に基づき、本発明の実施形態を創出した。
 すなわち、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、心材と、前記心材の一方の面に設けられる皮材と、前記心材の他方の面に設けられるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートであって、前記皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.02質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記心材は、Cu:0.02質量%以上2.50質量%以下、Si:0.02質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記ろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、前記皮材のCuの含有量は、前記心材のCuの含有量を超える。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、心材とろう材だけでなく、皮材が設けられているとともに、皮材、心材、ろう材の各成分の含有量が特定されていることによって、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れる。
 また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、前記皮材が、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有していてもよい。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、皮材にMg、Ti、Cr、Zr、V、Liを含有していても、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れたものとなる。
 また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、前記心材が、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有していてもよい。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、心材にMg、Ti、Cr、Zr、V、Liを含有していても、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れたものとなる。
 また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、前記ろう材が、Zn:8.00質量%以下をさらに含有していてもよい。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材にZnを含有していても、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れたものとなる。
 また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、前記ろう材が、Mn:1.50質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有していてもよい。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材にMn、Ti、Cr、Zr、Vを含有していても、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れたものとなる。
 また、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、前記ろう材が、Li:1.00質量%以下、Bi:2.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有していてもよい。
 このように、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材にLi、Biを含有していても、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れたものとなる。
 本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、皮材、心材、ろう材の各成分の含有量が特定されていることによって、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れる。
本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートの断面図である。 ろう付性評価において供試材にフィン材をろう付接合した状態の斜視図である。 ろう付性評価において供試材からフィン材を剥離した後の状態の供試材表面の図であって、接合部と未接合部とを説明するための図である。
 以下、適宜図面を参照して、本発明の実施形態に係る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(実施形態)について説明する。
[アルミニウム合金ブレージングシート]
 本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシート(以下、適宜「ブレージングシート」という)の構成は、例えば、図1に示すように、心材2と、心材2の一方の面に設けられる皮材3と、心材2の他方の面に設けられるろう材4と、を備える3層構造である。
 そして、本実施形態に係るブレージングシート1は、心材2、皮材3、ろう材4の組成の含有量が特定されている。
 以下、本実施形態に係るブレージングシートの皮材の組成、心材の組成、及び、ろう材の組成について数値限定した理由を詳細に説明する。
[皮材]
 本実施形態に係るブレージングシートの皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.02質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなる。そして、本実施形態に係るブレージングシートの皮材のCuの含有量は、心材のCuの含有量を超える。
 また、本実施形態に係るブレージングシートの皮材は、前記の成分以外にも、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有してもよい。
 なお、皮材のクラッド率は、特に限定されないが、3%以上が好ましく、5%以上がより好ましく、また、40%以下が好ましい。
(皮材のCu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、皮材のCuの含有量>心材のCuの含有量)
 Cuは、固溶強化作用により強度を向上させる効果がある。また、Cuは、電位を貴にする働きがあるため、ろう材および/またはフィンとの電位差を大きくして、犠牲陽極効果によって耐食性を向上させる元素である。皮材のCuの含有量が1.00質量%超えていれば、前記の強度向上効果が得られ、後記する心材のCuの含有量を超えていれば、前記の耐食性向上効果が得られる。一方、皮材のCuの含有量が3.00質量%以下であれば、皮材の固相線温度が低下することによる、ろう付加熱時の溶融の発生を抑制することができる。
 したがって、皮材のCuの含有量は、1.00質量%を超え3.00質量%以下であるとともに、心材のCuの含有量を超える。
 なお、強度をより向上させるために、皮材のCuの含有量は、1.20質量%以上が好ましい。また、固相線温度の低下をより確実に抑制するために、皮材のCuの含有量は、2.80質量%以下が好ましい。
(皮材のSi:0.02質量%以上1.30質量%以下)
 Siは、母相に固溶すること、および/またはMnとともに、Al-Mn-Si系化合物を形成することによって、強度を向上させる元素である。Siの含有量が0.02質量%以上であれば、前記の効果が得られる。一方、Siの含有量が1.30質量%以下であれば、皮材の固相線温度が低下することによる、ろう付加熱時の溶融の発生を抑制することができる。
 したがって、皮材のSiの含有量は、0.02質量%以上1.30質量%以下である。
 なお、強度をより向上させるために、皮材のSiの含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、固相線温度の低下をより確実に抑制するために、皮材のSiの含有量は、1.10質量%以下が好ましい。
(皮材のMn:0.02質量%以上2.00質量%以下)
 Mnは、強度を向上させる効果がある元素である。Mnの含有量が0.02質量%以上であれば、前記の効果が得られる。一方、Mnの含有量が2.00質量%以下であれば、鋳造時において巨大な金属間化合物の晶出が抑制され、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれが低減される。
 したがって、皮材のMnの含有量は、0.02質量%以上2.00質量%以下である。
 なお、強度をより向上させるために、皮材のMnの含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、巨大な金属間化合物の晶出を抑制する観点から、皮材のMnの含有量は、1.80質量%以下が好ましい。
(皮材のMg:1.00質量%以下)
 Mgは、強度を向上させる効果がある。一方で、Mgはフラックスろう付性を低下させる作用がある。そして、Mgの含有量が1.00質量%を超えると、皮材側のろう付性を著しく低下させる。
 したがって、皮材にMgを含有させる場合、Mgの含有量は、1.00質量%以下である。
 なお、Mgを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のMgの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、皮材側のろう付性の低下を抑制する観点から、皮材のMgの含有量は、0.80質量%以下が好ましい。
(皮材のTi:0.30質量%以下)
 Tiは、Al合金中に層状に分布することによって、板厚方向への腐食速度を低減させ、耐食性を向上させる元素である。そして、Tiの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Tiの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、皮材にTiを含有させる場合、Tiの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Tiを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のTiの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上が好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、皮材のTiの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(皮材のCr:0.30質量%以下)
 Crは、AlとAl-Cr系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。また、Crの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Crの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、皮材にCrを含有させる場合、Crの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Crを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のCrの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、皮材のCrの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(皮材のZr:0.30質量%以下)
 Zrは、AlとAl-Zr系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。また、Zrの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Zrの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、皮材にZrを含有させる場合、Zrの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Zrを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のZrの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、皮材のZrの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(皮材のV:0.30質量%以下)
 Vは、AlとAl-V系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。そして、Vの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Vの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、皮材にVを含有させる場合、Vの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Vを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のVの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、皮材のVの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(皮材のLi:1.00質量%以下)
 Liは、強度を向上させる元素である。そして、Liの含有量が1.00質量%以下であれば、安定相δ(AlLi)が析出されにくく、強度、伸び、靱性の低下が抑制される。
 したがって、皮材にLiを含有させる場合、Liの含有量は、1.00質量%以下である。
 なお、Liを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、皮材のLiの含有量は、0.002質量%以上が好ましく、0.004質量%以上がより好ましい。また、安定相δ(AlLi)の析出を抑制する観点から、皮材のLiの含有量は、0.80質量%以下が好ましい。
 なお、前記したMg、Ti、Cr、Zr、V、Liは、前記した上限値を超えなければ、皮材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていても、本発明の効果を妨げない。
(皮材の残部:Al及び不可避的不純物)
 皮材の残部はAl及び不可避的不純物である。そして、皮材の不可避的不純物として、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Sr等が本発明の効果を妨げない範囲で含有されていてもよい。詳細には、Fe:0.30質量%未満、Mo:0.05質量%未満、Ni:0.05質量%未満、Ca:0.05質量%未満、Na:0.05質量%未満、Sr:0.05質量%未満の範囲で含有されていてもよい。
 そして、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Srについては、前記した所定の含有量を超えなければ、不可避的不純物として含有される場合だけではなく、積極的に添加される場合であっても、本発明の効果を妨げない。
 また、前記した必須成分ではないMg、Ti、Cr、Zr、V、Liについては、積極的に添加してもよいが、不可避的不純物として含まれていてもよい。
 次に、本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートの心材について説明する。
[心材]
 本実施形態に係るブレージングシートの心材は、Cu:0.02質量%以上2.50質量%以下、Si:0.02質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなる。
 また、本実施形態に係るブレージングシートの心材は、前記の成分以外にも、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有してもよい。
(心材のCu:0.02質量%以上2.50質量%以下、心材のCuの含有量<皮材のCuの含有量)
 Cuは、固溶強化作用により強度を向上させる効果がある。心材のCuの含有量が0.02質量%以上であれば、前記の効果が得られる。一方、心材のCuの含有量が2.50質量%以下であれば、心材の固相線温度が低下することによる、ろう付加熱時の溶融の発生を抑制できる。また、心材のCuの含有量が前記する皮材のCuの含有量未満であれば、心材以深部においても犠牲陽極効果が備わることによって耐食性を向上させる効果が得られる。
 したがって、心材のCuの含有量は、0.02質量%以上2.50質量%以下であるとともに、皮材のCuの含有量未満である。
 なお、強度をより向上させるために、心材のCuの含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、耐食性の低下を抑制する観点から、心材のCuの含有量は、2.00質量%以下が好ましく、1.50質量%以下がより好ましい。
(心材のSi:0.02質量%以上1.80質量%以下)
 Siは、母相に固溶すること、および/またはMnとともにAl-Mn-Si系化合物を形成することによって、強度を向上させる元素である。Siの含有量が0.02質量%以上であれば、前記の効果が得られる。一方、Siの含有量が1.80質量%以下であれば、心材の固相線温度が低下することによる、ろう付加熱時の溶融の発生が抑制される。
 したがって、心材のSiの含有量は、0.02質量%以上1.80質量%以下である。
 なお、強度をより向上させるために、心材のSiの含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、固相線温度の低下を抑制する観点から、心材のSiの含有量は、1.60質量%以下が好ましい。
(心材のMn:0.02質量%以上2.00質量%以下)
 Mnは、強度を向上させる効果がある元素である。Mnの含有量が0.02質量%以上であれば、前記の効果が得られる。一方、Mnの含有量が2.00質量%以下であれば、鋳造時において巨大な金属間化合物の晶出が抑制され、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれが低減される。
 したがって、心材のMnの含有量は、0.02質量%以上2.00質量%以下である。
 なお、強度をより向上させるために、心材のMnの含有量は、0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、巨大な金属間化合物の晶出を抑制する観点から、心材のMnの含有量は、1.80質量%以下が好ましい。
(心材のMg:1.00質量%以下)
 Mgは、強度を向上させる効果がある。一方で、Mgはフラックスろう付性を低下させる作用がある。そして、Mgの含有量が1.00質量%を超えると、皮材およびろう材表面までMgが拡散し、ろう付性を著しく低下させる。
 したがって、心材にMgを含有させる場合、Mgの含有量は、1.00質量%以下である。
 なお、Mgを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のMgの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、ろう付性の低下を抑制する観点から、心材のMgの含有量は、0.80質量%以下が好ましく、0.60質量%以下がより好ましい。
(心材のTi:0.30質量%以下)
 Tiは、Al合金中に層状に分布することによって、板厚方向への腐食速度を低減させ、耐食性を向上させる元素である。そして、Tiの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Tiの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、心材にTiを含有させる場合、Tiの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Tiを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のTiの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、心材のTiの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(心材のCr:0.30質量%以下)
 Crは、AlとAl-Cr系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。また、Crの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Crの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、心材にCrを含有させる場合、Crの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Crを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のCrの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、心材のCrの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(心材のZr:0.30質量%以下)
 Zrは、AlとAl-Zr系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。また、Zrの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Zrの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、心材にZrを含有させる場合、Zrの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Zrを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のZrの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、心材のZrの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(心材のV:0.30質量%以下)
 Vは、AlとAl-V系の分散粒子を形成し、ろう付後強度を向上させることができる元素である。そして、Vの含有量が0.30質量%以下であれば、溶解・鋳造時に粗大な金属間化合物が生成されにくく、粗大な金属間化合物が破壊の起点となることによる靱性および/または疲労特性の低下が抑制される。また、Vの含有量が0.30質量%を超えると、粗大な金属間化合物が生成される結果、製造を阻害するおそれ、および/または塑性加工性を低下させるおそれがある。
 したがって、心材にVを含有させる場合、Vの含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Vを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のVの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、粗大な金属間化合物の生成を抑制する観点から、心材のVの含有量は、0.25質量%以下が好ましい。
(心材のLi:1.00質量%以下)
 Liは、強度を向上させる元素である。そして、Liの含有量が1.00質量%以下であれば、安定相δ(AlLi)が析出されにくく、強度、伸び、靱性の低下が抑制される。
 したがって、心材にLiを含有させる場合、Liの含有量は、1.00質量%以下である。
 なお、Liを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、心材のLiの含有量は、0.002質量%以上が好ましく、0.004質量%以上がより好ましい。また、安定相δ(AlLi)の析出を抑制する観点から、心材のLiの含有量は、0.80質量%以下が好ましい。
 前記した心材のMg、Ti、Cr、Zr、V、Liは、前記した上限値を超えなければ、心材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていても、本発明の効果を妨げない。
(心材の残部:Al及び不可避的不純物)
 心材の残部はAl及び不可避的不純物である。そして、心材の不可避的不純物として、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Sr等が本発明の効果を妨げない範囲で含有されていてもよい。詳細には、Fe:0.30質量%未満、Mo:0.05質量%未満、Ni:0.05質量%未満、Ca:0.05質量%未満、Na:0.05質量%未満、Sr:0.05質量%未満の範囲で含有されていてもよい。
 そして、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Srついては、前記した所定の含有量を超えなければ、不可避的不純物として含有される場合だけではなく、積極的に添加される場合であっても、本発明の効果を妨げない。
 また、前記した必須成分ではないMg、Ti、Cr、Zr、V、Liについては、積極的に添加してもよいが、不可避的不純物として含まれていてもよい。
 次に、本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートのろう材について説明する。
[ろう材]
 本実施形態に係るブレージングシートのろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなる。
 本実施形態に係るブレージングシートのろう材は、Si以外の成分の含有量については特に限定されないが、例えば、JIS 4000系のAl-Si系合金または後記するような成分をさらに含有したAl-Si-Zn系合金等であればよい。
 なお、本明細書でのJISの合金番号は、JIS H 4000:2014の記載に基づく。
 本実施形態に係るブレージングシートのろう材は、前記の成分以外にも、Zn:8.00質量%以下を含有していてもよく、さらに、Mn:1.50質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上を含有していてもよく、さらにまた、Li:1.00質量%以下、Bi:2.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有してもよい。
 なお、ろう材の厚さは、特に限定されないが、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。また、ろう材のクラッド率も、特に限定されないが、40%以下であるのが好ましい。
(ろう材のSi:2.00質量%以上13.00質量%以下)
 Siは、Al合金の固相線温度を低下させ、ろう付温度での液相率および流動性を高める元素である。Siの含有量が2.00質量%以上であれば、ろう付性の低下を抑制することができる。一方、Siの含有量が13.00質量%以下であれば、粗大Si粒が形成せず、さらに流動ろうが過剰に生成せず、心材の浸食などのろう付不良が抑制される。
 したがって、ろう材のSiの含有量は、2.00質量%以上13.00質量%以下である。
 なお、ろう付性の低下をより確実に抑制するために、ろう材のSiの含有量は、2.50質量以上が好ましい。また、ろう付不良の発生をより確実に抑制するために、ろう材のSiの含有量は、12.50質量%以下が好ましい。
(ろう材のZn:8.00質量%以下)
 Znは、ろう材の電位を卑にすることができ、心材との電位差を形成することで犠牲防食効果により耐食性を向上させる元素である。ただし、Znの含有量が8.00質量%を超えると、接合部に形成されたフィレットの早期腐食を引き起こす。
 したがって、ろう材にZnを含有させる場合、Znの含有量は、8.00質量%以下である。
 なお、Znを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、ろう材のZnの含有量は、2.00質量%以上が好ましく、2.50質量%以上がより好ましい。また、接合部のフィレットの早期腐食を抑制する観点から、ろう材のZnの含有量は、7.50質量%以下が好ましい。
(ろう材のMn:1.50質量%以下)
 Mnの添加により、初晶中にAl-Mn-Si系化合物が形成され、化合物周囲と初晶とが電池を作ることで、相対的に共晶部の優先腐食が抑制される。ただし、Mnの含有量が1.50質量%を超えると、粗大なAl-Mn-Si系化合物が形成され、化合物が不均一な分布状態となるため、耐食性が低下する。
 したがって、ろう材にMnを含有させる場合、Mnの含有量は、1.50質量%以下である。
 なお、Mnを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、ろう材のMnの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。また、耐食性の低下を抑制する観点から、ろう材のMnの含有量は、1.40質量%以下が好ましい。
(ろう材のTi、Cr、Zr、V:0.30質量%以下)
 前記のMnと同様、Ti、Cr、Zr、Vをろう材に添加すると、初晶部内にAl-Ti、Al-Cr、Al-Cr-Si、Al-Zr、Al-V系化合物が形成され、化合物周囲と初晶部とが電池を作ることで、相対的に共晶部の優先腐食が抑制される。ただし、各成分の含有量が0.30質量%を超えると、粗大化合物が形成され、健全な外面接合を阻害する。
 したがって、ろう材にTi、Cr、Zr、Vを含有させる場合、各成分の含有量は、0.30質量%以下である。
 なお、Ti、Cr、Zr、Vを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、ろう材の各成分の含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましい。また、健全な外面接合が阻害されるといった事態を回避する観点から、ろう材の各成分の含有量は、0.28質量%以下が好ましい。
(ろう材のLi:1.00質量%以下)
 Liは、ろうの流動性を向上させる元素であり、ろう付性を向上させる。ただし、Liの含有量が1.00質量%を超えた場合、LiOが過剰に形成されてろう付性が悪くなる。
 したがって、ろう材にLiを含有させる場合、Liの含有量は、Li:1.00質量%以下である。
 なお、Liを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、ろう材のLiの含有量は、0.002質量%以上が好ましく、0.004質量%以上がより好ましい。また、LiOが過剰に形成されるといった事態を回避する観点から、ろう材のLiの含有量は、0.80質量%以下が好ましい。
(ろう材のBi:2.00質量%以下)
 Biは、表面張力を低下させる元素であり、ろう付性を向上させる。ただし、Biの含有量が2.00質量%を超えた場合、酸化ビスマスが形成されてろう付性の向上が認められなくなる。
 したがって、ろう材にBiを含有させる場合、Biの含有量は、Bi:2.00質量%以下である。
 なお、Biを含有させることによって得られる効果をより確実なものとするために、ろう材のBiの含有量は、0.002質量%以上が好ましく、0.004質量%以上がより好ましい。また、酸化ビスマスが形成されるといった事態を回避する観点から、ろう材のBiの含有量は、1.80質量%以下が好ましい。
 前記したろう材のZn、Mn、Ti、Cr、Zr、V、Li、Biは、前記した上限値を超えなければ、ろう材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていても、本発明の効果を妨げない。
 また、前記したろう材を真空ろう付もしくは、フラックスレスろう付(窒素ガス等雰囲気下)に適用する場合は、積極的にろう材にMgを添加しても本発明の効果を妨げない。
(ろう材の残部:Al及び不可避的不純物)
 ろう材の残部はAl及び不可避的不純物である。そして、ろう材の不可避的不純物として、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Sr、In、Sn、Cu、Mg等が本発明の効果を妨げない範囲で含有されていてもよい。詳細には、Fe:0.30質量%未満、Mo:0.05質量%未満、Ni:0.05質量%未満、Ca:0.05質量%未満、Na:0.05質量%未満、Sr:0.05質量%未満、In:0.05質量%未満、Sn:0.05質量%未満、Cu:0.05質量%未満、Mg:0.05質量%未満、の範囲で含有されていてもよい。
 そして、Fe、Mo、Ni、Ca、Na、Sr、In、Sn、Cu、Mgついては、前記した所定の含有量を超えなければ、不可避的不純物として含有される場合だけではなく、積極的に添加される場合であっても、本発明の効果を妨げない。
 また、前記した必須成分ではないZn、Mn、Ti、Cr、Zr、V、Li、Biについては、積極的に添加してもよいが、不可避的不純物として含まれていてもよい。
[アルミニウム合金ブレージングシートの厚さ]
 本実施形態に係るブレージングシートの厚さは、特に限定されないが、チューブ材に用いる場合、0.5mm以下であるのが好ましく、0.4mm以下であるのがより好ましく、また、0.05mm以上であるのが好ましい。
 そして、本実施形態に係るブレージングシートの厚さは、サイドサポート材、ヘッダー材、タンク材に用いる場合、1.5mm以下が好ましく、1.2mm以下がより好ましく、また、0.5mm以上であるのが好ましい。
[アルミニウム合金ブレージングシートのその他の構成]
 本実施形態に係るブレージングシートについて、図1に示す3層構造の構成を例示して説明したが、その他の構成を除外するものではない。
 例えば、本実施形態に係るブレージングシートの構成は、使用者の要求に応じて、図1に示す心材2とろう材4との間に適宜、中間材を設けてもよい。また、皮材3の外側に、ろう材、心材、又は犠牲材(犠牲防食材、犠材)を別途設けてもよい。さらに、別途設けた心材又は犠牲材の外側にさらにろう材を設けてもよい。そして、心材とろう材との間には、適宜、中間材を設けてもよい。
 なお、中間材、犠牲材としては、犠牲防食能を発揮できる公知の成分組成のものであればよく、例えば、JIS 1000系の純アルミニウム、JIS 5000系のAl-Mg系合金、JIS 6000系のAl-Mg-Si系合金、JIS 7000系のAl-Zn-Mg系合金を用いることができる。
 次に、本実施形態に係る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。
[アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法]
 本実施形態に係るブレージングシートの製造方法は特に限定されず、例えば公知のクラッド材の製造方法により製造される。以下にその一例を説明する。
 まず、心材、皮材、ろう材のそれぞれの成分組成のアルミニウム合金を、溶解、鋳造し、さらに必要に応じて面削(鋳塊の表面平滑化処理)、均質化処理して、それぞれの鋳塊を得る。そして、ろう材の鋳塊については、所定厚さまで熱間圧延を施し、心材、皮材の鋳塊と組み合わせて、常法にしたがって、熱間圧延によりクラッド材とする。その後、このクラッド材に対して、冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍、さらに、最終冷間圧延を施し、必要に応じて最終焼鈍を施す。
 なお、均質化処理は400~600℃で2~20時間、中間焼鈍は350~450℃で2~20時間実施するのが好ましい。また、最終焼鈍は150~350℃で2~20時間実施するのが好ましい。そして、最終焼鈍を実施する場合、中間焼鈍を省略することが可能である。また、調質は、H1n、H2n、H3nのいずれでもよい。
 本実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、以上説明したとおりであるが、前記各工程において、明示していない条件については、従来公知の条件を用いればよく、前記各工程での処理によって得られる効果を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることは言うまでもない。
 次に、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートについて、本発明の実施形態の要件を満たす実施例と本発明の実施形態の要件を満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。
[供試材作製]
 表1に示す組成の皮材、表2に示す組成の心材、を鋳造し、それぞれ500℃×10時間の均質化処理を施し、それぞれ所望の厚さまで両面を面削した。また、表3に示す組成のろう材を鋳造し、500℃×10時間の均質化処理を施し、所定の厚さまで熱間圧延を施し、熱間圧延板を作製した。そして、ろう材-心材-皮材の順で組み合わせて熱間圧延を施し、クラッド材を得た。その後、冷間圧延を施し、0.2mmの厚さ(ろう材と皮材のクラッド率はそれぞれ20%)とし、300℃×5時間の最終焼鈍を施すことで3層構造のブレージングシート(調質H2n)を作製し、供試材とした。
 次に、ろう付相当加熱の条件、並びに、ろう付加熱後強度評価、耐食性評価、ろう付性評価の評価方法及び評価基準を示す。
[ろう付相当加熱]
 ろう付相当加熱は、供試材を600℃で5分間保持(窒素雰囲気下)という条件で実施した。
 なお、ろう付相当加熱時に、溶融した供試材については、各評価を行わなかった。
[ろう付加熱後強度評価]
 供試材を100mm×250mmに切断した後、ドロップ形式により前記ろう付条件でろう付相当加熱を行った。室温にて7日経過後の供試材から、引張方向が圧延方向と平行となるように、JIS5号試験片を切り出した。この試験片を用いて、JIS Z 2241:2011に準拠して室温にて引張試験を実施し、引張強さを測定した。なお、クロスヘッド速度は20mm/分で、試験片が破断するまで一定の速度で行った。
 引張強さが170MPa以上のものをろう付後強度が合格、170MPa未満のものを不合格「×」と判断した。そして、合格と判断したもののなかでも、引張強さが190MPa以上のものを「◎」と評価し、170MPa以上、190MPa未満のものを「○」と評価した。
[耐食性評価]
 ろう付相当加熱後の供試材から面寸法が50mm×100mmの試験片を切出した。この試験片について、ろう材側が試験面となるように、皮材面全体と端面全体およびろう材表面の外縁5mm幅の領域を、シールテープを用いてシールして、CASS試験(copper-accelerated acetic acid salt spray test、JIS Z 2371:2015)を500時間実施した。
 CASS試験後、供試材の試験面の最大腐食深さを光学顕微鏡(オリンパスBX51M)を用いて、焦点深度法で測定し、最小残存板厚(=試験前の板厚-最大腐食深さ)を算出した。貫通腐食が発生したものを不合格(×)、貫通腐食が発生しなかったものを合格と判断した。そして、合格と判断したもののなかでも、最小残存板厚が元々の板厚の1/2(100μm)以下のものを「○」と評価し、元々の板厚の1/2(100μm)を超えるものを「◎」と評価した。
[ろう付性評価]
 ろう付性評価では、供試材が熱交換器として使用される際のろう材側及び皮材側のろう付性を評価した。
 なお、供試材のろう付性を適切に評価するために、皮材の組成に合わせて、供試材1~88と供試材89~91との条件を以下のように設定した。
(ろう付性評価:供試材1~88)
 ろう付相当加熱前の供試材から面寸法が50mm×50mmの試験片を切出した。そして、試験片のろう材の表面に市販の非腐食性のフラックス(FL-7森田化学工業製)を10g/mで塗布し、波型に成型した30mm×30mmのベアフィン材(JIS 3003、板厚60μm、フィン山数6個)をろう材表面上に設置した(図2)。そして、前記したろう付相当加熱の条件でろう付接合した。ろう付後、試験片からフィン材を剥離し、未接合部を目視で測定し、接合率(=(全接合部長さ/(全接合部長さ+全未接合部長さ))×100)を算出した(図3)。また、波型に成型した30mm×30mmのクラッドフィン材(心材:JIS 3003、両面ろう材:Al-10Si、板厚120μm、両面クラッド率:20%、フィン山数6個)を用い、このクラッドフィン材の両側のろう材の表面に市販の非腐食性のフラックス(FL-7森田化学工業製)を10g/mで塗布し、試験片の皮材表面上に設置した(図2)。そして、前記したろう付相当加熱の条件でろう付接合した。ろう付後、試験片からフィン材を剥離し、未接合部を目視で測定し、接合率(=(全接合部長さ/(全接合部長さ+全未接合部長さ))×100)を算出した(図3)。
 ろう付性評価では、ろう材側及び皮材側のいずれか一方において、接合率が0%のものを不合格(×)、両側の接合率がいずれも0%を超えるものを合格と判断した。そして、合格と判断したもののなかでも、両側の接合率のうちいずれか一方でも50%以下となるのものを「○」と評価し、両側の接合率がいずれも50%を超えるものを「◎」と評価した。
(ろう付性評価:供試材89~91)
 ろう付相当加熱前の供試材から面寸法が50mm×50mmの試験片を切出した。そして、試験片のろう材の表面に市販の非腐食性のフラックス(FL-7森田化学工業製)を10g/mで塗布し、波型に成型した30mm×30mmのベアフィン材(JIS 3003、板厚60μm、フィン山数6個)をろう材表面上に設置した(図2)。そして、前記したろう付相当加熱の条件でろう付接合した。ろう付後、試験片からフィン材を剥離し、未接合部を目視で測定し、接合率(=(全接合部長さ/(全接合部長さ+全未接合部長さ))×100)を算出した(図3)。また、波型に成型した30mm×30mmのクラッドフィン材(心材:JIS 3003、両面ろう材:Al-10Si、板厚120μm、両面クラッド率:20%、フィン山数6個)を用い、このクラッドフィン材の両側のろう材の表面に市販の非腐食性のフラックス(FL-7Cs-2.0森田化学工業製)を10g/mで塗布し、試験片の皮材表面上に設置した(図2)。そして、前記したろう付相当加熱の条件でろう付接合した。ろう付後、試験片からフィン材を剥離し、未接合部を目視で測定し、接合率(=(全接合部長さ/(全接合部長さ+全未接合部長さ))×100)を算出した(図3)。
 ろう付性評価では、ろう材側及び皮材側のいずれか一方において、接合率が0%のものを不合格(×)、両側の接合率がいずれも0%を超えるものを合格と判断した。そして、合格と判断したもののなかでも、両側の接合率のうちいずれか一方でも50%以下となるのものを「○」と評価し、両側の接合率がいずれも50%を超えるものを「◎」と評価した。
[総合評価]
 ろう付加熱後強度評価、耐食性評価、ろう付性評価において、1つでも不合格との結果が得られたものは、総合評価が不合格(×)と判断し、3つの評価が全て合格の結果が得られたものは、総合評価が合格(○)と判断した。そして、合格と判断したもののなかでも、3つの評価が全て「◎」の結果が得られたものは、総合評価が「◎」と判断した。
 以下、表1には、皮材の組成、表2には、心材の組成、表3には、ろう材の組成、表4、5、6には、供試材の構成、及び、評価結果を示す。
 なお、表1の皮材、表2の心材、表3のろう材の残部はAl及び不可避的不純物であり、表中の「-」は、含有していない(検出限界以下である)ことを示す。また、表4、5、6の「皮材Cu>心材Cu」は、皮材のCuの含有量が心材のCuの含有量を超えるという要件を満たすものについては「○」と示し、当該要件を満たさないものについては「×」と示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
[結果の検討]
 供試材1~70、89、90については、本発明の実施形態の規定する要件を全て満たしていたことから、「ろう付後強度」、「耐食性」、「ろう付性」のいずれの評価も合格という結果となった。
 一方、供試材71~88、91については、本発明の実施形態の規定する要件を満足しないことから、いずれかの評価項目において不良との結果となった。詳細には、以下のとおりである。
 供試材71は、皮材のCuの含有量が少ないだけでなく、皮材のCuの含有量が心材のCuの含有量を超えていなかったため、ろう付後強度、耐食性が不合格という結果となった。
 供試材72は、皮材のCuの含有量が多かったため、ろう付相当加熱時に溶融が発生してしまった。
 供試材73は、皮材のSiの含有量が少なかったため、ろう付後強度が不合格という結果となった。
 供試材74は、皮材のSiの含有量が多かったため、ろう付相当加熱時に溶融が発生してしまった。
 供試材75は、皮材のMnの含有量が少なかったため、ろう付後強度が不合格という結果となった。
 供試材76は、皮材のMnの含有量が多かったため、製造時に割れが発生してしまった。
 供試材77は、皮材のTiの含有量が多かったため、製造時に割れが発生してしまった。
 供試材78は、心材のCuの含有量が少なかったため、ろう付後強度が不合格という結果となった。
 供試材79は、心材のCuの含有量が多かったため、ろう付相当加熱時に溶融が発生してしまった。
 供試材80は、心材のSiの含有量が少なかったため、ろう付後強度が不合格という結果となった。
 供試材81は、心材のSiの含有量が多かったため、ろう付相当加熱時に溶融が発生してしまった。
 供試材82は、心材のMnの含有量が少なかったため、ろう付後強度が不合格という結果となった。
 供試材83は、心材のMnの含有量が多かったため、製造時に割れが発生してしまった。
 供試材84は、心材のMgの含有量が多かったため、ろう付性が不合格(ろう材側及び皮材側の接合率が0%)という結果となった。
 供試材85は、心材のTiの含有量が多かったため、製造時に割れが発生してしまった。
 供試材86は、ろう材のSiの含有量が少なかったため、ろう付性が不合格(ろう材側の接合率が0%)という結果となった。
 供試材87は、皮材のCuの含有量が心材のCuの含有量を超えていなかったため、耐食性が不合格という結果となった。
 供試材88は、皮材のCuの含有量が心材のCuの含有量を超えていなかったため、耐食性が不合格という結果となった。
 供試材91は、皮材のMgの含有量が多かったため、ろう付性が不合格(皮材側の接合率が0%)という結果となった。
 以上の結果より、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう付後強度に優れるだけでなく、ろう付性、及び、ろう材側の耐食性にも優れることが確認できた。
 本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。

態様1:
 心材と、前記心材の一方の面に設けられる皮材と、前記心材の他方の面に設けられるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
 前記皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.02質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
 前記心材は、Cu:0.02質量%以上2.50質量%以下、Si:0.02質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
 前記ろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、を含有し、
 前記皮材のCuの含有量は、前記心材のCuの含有量を超え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。

態様2:
 前記皮材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする態様1に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。

態様3:
 前記心材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする態様1又は態様2に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。

態様4:
 前記ろう材は、Zn:8.00質量%以下をさらに含有することを特徴とする態様1から態様3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。

態様5:
 前記ろう材は、Mn:1.50質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする態様1から態様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。

態様6:
 前記ろう材は、Li:1.00質量%以下、Bi:2.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする態様1から態様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。

態様7:
 心材と、前記心材の一方の面に設けられる皮材と、前記心材の他方の面に設けられるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
 前記皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.05質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.05質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
 前記心材は、Cu:0.05質量%以上1.00質量%以下、Si:0.05質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.05質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
 前記ろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からな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。

態様8:
 前記皮材は、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上を含有することを特徴とする態様7に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。

態様9:
 前記心材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上を含有することを特徴とする態様7又は態様8に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。

態様10:
 前記ろう材は、Zn:8.00質量%以下を含有することを特徴とする態様7から態様9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。

態様11:
 前記ろう材は、Mn:1.50質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上を含有することを特徴とする態様7から態様10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。
 本出願は、出願日が2016年3月24日である日本国特許出願、特願第2016-060719号、及び出願日が2016年10月27日である日本国特許出願、特願第2016-210755号を基礎出願とする優先権主張を伴う。特願第2016-060719号及び特願第2016-210755号は参照することにより本明細書に取り込まれる。
1 アルミニウム合金ブレージングシート(ブレージングシート)
2 心材
3 皮材
4 ろう材

Claims (5)

  1.  心材と、前記心材の一方の面に設けられる皮材と、前記心材の他方の面に設けられるろう材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
     前記皮材は、Cu:1.00質量%を超え3.00質量%以下、Si:0.02質量%以上1.30質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
     前記心材は、Cu:0.02質量%以上2.50質量%以下、Si:0.02質量%以上1.80質量%以下、Mn:0.02質量%以上2.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
     前記ろう材は、Si:2.00質量%以上13.00質量%以下、残部がAl及び不可避的不純物からなり、
     前記皮材のCuの含有量は、前記心材のCuの含有量を超え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。
  2.  前記皮材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  3.  前記心材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  4.  前記心材は、Mg:1.00質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、Li:1.00質量%以下、のうちの1種以上をさらに含有することを特徴とする請求項2に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  5.  前記ろう材は、以下の(a)~(c)のいずれか1つ以上を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の高強度鋼板。
    (a)Zn:8.00質量%以下
    (b)Mn:1.50質量%以下、Ti:0.30質量%以下、Cr:0.30質量%以下、Zr:0.30質量%以下、V:0.30質量%以下、のうちの1種以上
    (c)Li:1.00質量%以下、Bi:2.00質量%以下、のうちの1種以上
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