JP2019090699A - Method of estimating potential of aluminum alloy material - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ろう付後のアルミニウム合金材の電位を推定する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of estimating the potential of an aluminum alloy material after brazing.
自動車などに用いられるラジエータ、オイルクーラ等の熱交換器では、重要な仕様の一つとして耐食性を有することが挙げられる。耐食性の評価には、一般的には、腐食試験、電位といった電気化学的な手法が用いられる。特に、クラッド材で構成される熱交換器用の部材では、構成層間での電位の差が重要となる。材料の評価では評価試験を行うことなく材料特性を推定したいという要望があり、また材料開発では、評価試験を行うことなく材料特性を予測して材料設計を行いたいという要望がある。
従来、評価試験を行うことなく、金属材料の特性を推定・予測することが可能な方法が提案されている（例えば特許文献１〜５）。
In heat exchangers such as radiators and oil coolers used in automobiles and the like, corrosion resistance is mentioned as one of the important specifications. In general, electrochemical methods such as corrosion tests and potentials are used to evaluate corrosion resistance. In particular, in a member for a heat exchanger made of a clad material, the difference in potential between the constituent layers is important. In the evaluation of materials, there is a demand for estimating material properties without conducting an evaluation test, and in material development, there is a demand for predicting material properties and performing material design without conducting an evaluation test.
Conventionally, methods have been proposed that can estimate and predict the characteristics of a metal material without performing an evaluation test (for example, Patent Documents 1 to 5).
特許文献１では、鋳造した素材を加熱、圧延、冷却、熱処理して製品を造るプロセスで、結果予測装置により、製品品質を予測する技術が提案されている。
結果予測装置は、過去の条件の値と、その条件によって得られた結果とを保存した実績データベースと、該実績データベースに保存されている条件により規定される条件空間において、結果を予測したい要求条件の近傍における各条件の結果に対する影響係数を計算する手段と、得られた影響係数に基づいて条件空間の軸を変換し、変換された条件空間において、前記実績データベースに保存されている過去の条件の値と前記要求条件との距離を計算する手段と、得られた距離に基づいて、各条件の値と前記要求条件との条件空間類似度を計算する手段と、前記実績データベースに保存されている実績データの観測時刻に基づいて、時間空間類似度を計算する手段と、得られた条件空間類似度及び時間空間類似度に基づいて、前記要求条件近傍の予測式を作成する手段と、得られた予測式に基づいて、要求条件に対する結果を計算する。
Patent Document 1 proposes a technology for predicting product quality with a result prediction device in a process of heating, rolling, cooling, and heat treating a cast material to produce a product.
The result prediction device is a requirement that wants to predict a result in a condition space defined by a performance database storing values of past conditions and results obtained under the conditions, and the conditions stored in the performance database. Means for calculating the influence coefficient with respect to the result of each condition in the neighborhood of and the axis of the condition space converted based on the obtained influence coefficient, and the past conditions stored in the result database in the converted condition space Means for calculating the distance between the value of the condition and the requirement condition, means for calculating the condition space similarity between the value of each condition and the requirement condition based on the obtained distance, and stored in the results database Means for calculating the spatio-temporal similarity based on the observation time of the actual data, and based on the obtained condition space similarity and the spatio-temporal similarity, It means for creating a prediction equation based on the obtained prediction equation to calculate the result for the request condition.
特許文献２では、金属材料の腐食速度の推定方法に関し、電気化学ノイズ法を用いた推定方法が提案されている。
特許文献３では、材質予測において、過去に製造した製品毎に、製造実績・材質記憶手段と、過去に製造した製品毎に、製造実績・組織パラメータ記憶手段と、製造実績・材質記憶手段の中から少なくとも1つの組織パラメータに加えて、素材成分値と操業条件の中から材質を予測するための複数の変数を選択する材質予測入力変数選択手段と、製造実績・組織パラメータ記憶手段に含まれる素材成分値と操業条件の中から組織パラメータを予測するための複数の入力変数を選択する組織パラメータ予測入力変数選択手段と、予測対象材の組織パラメータの推定値ならびに材質の推定値を演算・出力する局所モデル部と、を具備する鋼材の材質予測装置が提案されている。 In Patent Document 3, among material predictions, among manufacturing results and material storage means for each product manufactured in the past, and manufacturing results and organization parameter storage means for each product manufactured in the past, among manufacturing results and material storage means Material prediction input variable selection means for selecting a plurality of variables for predicting the material from material component values and operation conditions in addition to at least one tissue parameter from Tissue parameter prediction input variable selecting means for selecting a plurality of input variables for predicting tissue parameters from among component values and operation conditions, estimated value of tissue parameter of material to be predicted and estimated value of material are calculated and output BACKGROUND ART A material prediction device for a steel material provided with a local model part has been proposed.
特許文献４では、鋼材自体の特性からみた当該鋼材の腐食のしやすさを示す鋼材腐食指数と、当該鋼材が使用される大気環境の特性からみた当該鋼材の腐食のしやすさを示す環境腐食指数とを用いて、当該大気環境で使用される鋼材の腐食状態を推定するための腐食状態推定方法が提案されている。 In Patent Document 4, a steel corrosion index which indicates the corrosion tendency of the steel in view of the characteristics of the steel itself and an environmental corrosion which indicates the corrosion tendency of the steel in accordance with the characteristics of the atmospheric environment in which the steel is used A corrosion state estimation method has been proposed for estimating the corrosion state of steel materials used in the atmospheric environment using an index.
特許文献５では、使用される環境において鉄鋼などの金属による構造体に水素が侵入する電位を予測する水素侵入電位予測方法が提案されている。 Patent Document 5 proposes a hydrogen penetration potential prediction method for predicting a potential at which hydrogen intrudes into a structure made of metal such as steel in an environment to be used.
ところで、電位は金属材料に含有される種々の元素濃度によって概ね決定されるが、元素濃度から電位を推定する推定方程式は存在しておらず、特許文献に記載されている方法によってもアルミニウム合金材の電位を推定することはできない。
さらに、アルミニウム合金材に含まれる元素濃度は、熱交換器を作成する際のろう付熱処理時の拡散によって変化するため、ろう付後の所望の部材位置における電位を予想することは難しい。従来、電位を求めるには、実際に測定して求めるほかなく、添加成分やクラッド率といった材料仕様の変更による電位の変化を知るには、数か月かけて膨大な試作や実験を行う必要があり、コストや時間も多くかかっている。
By the way, although the potential is generally determined by the concentration of various elements contained in the metal material, there is no estimation equation for estimating the potential from the element concentration, and the aluminum alloy material is also disclosed by the method described in the patent document It is not possible to estimate the potential of
Furthermore, since the concentration of elements contained in the aluminum alloy material changes due to diffusion during brazing heat treatment when forming the heat exchanger, it is difficult to predict the potential at the desired member position after brazing. Conventionally, in order to obtain the potential, it is necessary to actually measure and find it, and in order to know the change in the potential due to the change of the material specification such as the additive component and the cladding ratio, it is necessary to carry out huge trial production and experiments Yes, it costs a lot of time and cost.
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、ろう付け後のアルミニウム合金材の任意の位置における電位を、耐食性評価試験を行うことなく把握することができるアルミニウム合金材の電位推定方法を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made on the background of the above-mentioned circumstances, and a method of estimating a potential of an aluminum alloy material capable of grasping a potential at an arbitrary position of an aluminum alloy material after brazing without conducting a corrosion resistance evaluation test One of the purposes is to provide.
すなわち本発明のアルミニウム合金材の電位推定方法のうち第１の形態は、ろう付けされたアルミニウム合金材の電位を推定する方法であって、
予め、ろう付け後のアルミニウム合金の組成と電位との相関関係を求めておき、
推定を行うろう付け後アルミニウム合金材の任意の位置における組成を測定し、前記相関関係に基づいて前記ろう付け後アルミニウム合金材の任意の位置における組成により前記アルミニウム合金材のろう付け後の電位を推定することを特徴とする。
That is, the first form of the method for estimating the potential of an aluminum alloy material according to the present invention is a method for estimating the potential of a brazed aluminum alloy material,
Determine the correlation between the composition of the aluminum alloy after brazing and the potential in advance,
The composition at any position of the post-braze aluminum alloy material to be estimated is measured, and the potential at the post-braze of the aluminum alloy material is determined by the composition at any position of the post-braze aluminum alloy material based on the correlation. It is characterized by estimating.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、前記アルミニウム合金材は、不可避不純物以外に、ろう付け前に、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎの１種または２種以上を含有することを特徴とする。 In the invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material of another form, in the invention of the form, the aluminum alloy material is one or two kinds of Zn, Si, Cu, Mn before brazing in addition to unavoidable impurities. It is characterized by containing the above.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎを含有する場合の含有量が、ろう付け前に、質量％で、６％以下のＺｎ、２％以下のＳｉ、２％以下のＭｎ、２％以下のＣｕであることを特徴とする。 The invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material of another form is, in the invention of the form described above, the content in the case of containing Zn, Si, Cu, and Mn is at most 6% by mass before brazing. It is characterized in that it is Zn, 2% or less Si, 2% or less Mn, and 2% or less Cu.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、推定を行うアルミニウム合金材のろう付け後の組成をＥＰＭＡ線分析によって同定することを特徴とする。 The invention of the method for estimating the potential of an aluminum alloy material of another form is characterized in that the composition after brazing of the aluminum alloy material to be estimated is identified by EPMA line analysis in the invention of the above form.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、前記相関関係が、統計的手法によるものであることを特徴とする。 The invention of the method for estimating the potential of an aluminum alloy material of another form is characterized in that, in the invention of the form, the correlation is based on a statistical method.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、前記統計的手法が、ろう付け後の既知の組成の含有量と、それに対応する既知の電位との関係を重回帰分析することによって得られた、電位を目的変数に、前記組成の含有量またはそれらの演算式を説明変数とする回帰式を電位推定式として用いることを特徴とする。 The invention of the method of estimating potential of aluminum alloy material according to another aspect of the present invention is the invention according to the aspect of the present invention, wherein the statistical method emphasizes the relationship between the content of known composition after brazing and the corresponding known potential. It is characterized in that a regression equation having the potential as an objective variable and the content of the composition or an arithmetic expression thereof as an explanatory variable is used as a potential estimation equation.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、前記電位推定式が、前記説明変数に、
Ｚｎ（％）、Ｓｉ（％）、Ｃｕ（％）、Ｍｎ（％）、
Ｚｎ（％）２、Ｓｉ（％）２、Ｃｕ（％）２、Ｍｎ（％）２、
Ｚｎ（％）×Ｓｉ（％）、Ｚｎ（％）×Ｃｕ（％）、Ｚｎ（％）×Ｍｎ（％）、Ｓｉ（％）×Ｃｕ（％）、
（Ｍｎ（％）−Ｓｉ（％））２、（Ｍｎ（％）／Ｓｉ（％））２、（Ｍｎ（％）×Ｓｉ（％））２のいずれか一つまたは二つ以上が用いられることを特徴とする。
In the invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material of another form, in the invention of the form, the potential estimation formula is, for the explanatory variable,
Zn (%), Si (%), Cu (%), Mn (%),
Zn (%) 2 , Si (%) 2 , Cu (%) 2 , Mn (%) 2 ,
Zn (%) x Si (%), Zn (%) x Cu (%), Zn (%) x Mn (%), Si (%) x Cu (%),
Any one or more of (Mn (%)-Si (%)) 2 , (Mn (%) / Si (%) 2 , and (Mn (%) × Si (%) 2 ) are used It is characterized by
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、１または２以上のろう付け前の前記成分において、それらの含有量に１または２以上の閾値を設定し、前記閾値で区別されたそれぞれの含有量の範囲で異なる回帰式を電位推定式として用いることを特徴とする。 In the invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material of another form, in the invention of the form, one or more threshold values are set for the contents of the one or more components before brazing, It is characterized in that different regression equations are used as potential estimation equations in the range of each content distinguished by the threshold value.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、Ｍｎに前記閾値として０．５％が設定されていることを特徴とする。 The invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material of another form is characterized in that, in the invention of the form, 0.5% is set as the threshold value of Mn.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、Ｃｕに、前記閾値として０．０５％が設定されていることを特徴とする。 The invention of the method of estimating the potential of an aluminum alloy material according to another aspect is characterized in that, in the invention of the aspect, 0.05% is set as the threshold value to Cu.
他の形態のアルミニウム合金材の電位推定方法の発明は、前記形態の発明において、ろう付け後の成分を定めるろう付け相当加熱条件が、６００℃×３〜３０分の加熱で冷却速度３００℃／ｍｉｎ〜３０℃／ｍｉｎで冷却するものであることを特徴とする。 In the invention of the method for estimating the potential of an aluminum alloy material of another form, in the invention of the above form, the brazing equivalent heating condition for determining the component after brazing is a cooling rate of 300.degree. It is characterized by cooling at min to 30 ° C./min.
本発明のアルミニウム合金材の電位推定方法によれば、ろう付け後のアルミニウム合金材の電位を予測し、前記アルミニウム合金材の耐久性を高い精度で推定することができ、生産性の向上にも寄与する効果がある。
材料の電位測定方法には、例えば自然電位や孔食電位があるが、データベースの値が統一された測定方法で構築されたものであれば、いずれの推定法も用いることができる。
According to the method of estimating the potential of the aluminum alloy material of the present invention, the potential of the aluminum alloy material after brazing can be predicted, the durability of the aluminum alloy material can be estimated with high accuracy, and the productivity can also be improved. There is an effect to contribute.
The potential measurement method of the material includes, for example, the natural potential and the pitting potential, but any estimation method can be used as long as it is constructed by the measurement method in which the values of the database are unified.
以下、本発明の一実施形態について、自動車用の熱交換器に用いられるアルミニウム合金材の電位推定方法について説明する。
なお、アルミニウム合金材が熱交換器のどの部位に用いられるかは、本発明としては特に限定されるものではなく、タンク、チューブフィン、ヘッダーなどの適宜の部位に用いられるものが使用される。また、本発明としては、電位の推定が行われるアルミニウム合金材が自動車用に限定されるものではない。また、熱交換器に限定されるものではなく、ろう付けが行われて耐食性の特性が求められる用途において適用が可能である。
Hereinafter, the electric potential estimation method of the aluminum alloy material used for the heat exchanger for cars is explained about one embodiment of the present invention.
The present invention is not particularly limited as to which part of the heat exchanger the aluminum alloy material is used, and those used for appropriate parts such as tanks, tube fins, and headers are used. In the present invention, the aluminum alloy material for which the estimation of the potential is performed is not limited to that for automobiles. Moreover, it is not limited to a heat exchanger, It is applicable in the use where brazing is performed and the characteristic of corrosion resistance is calculated | required.
先ず、アルミニウム合金材について、ろう付け後の組成および電位の実測値とからデータベースを作成し、データベースのデータに対し重回帰分析を行って電位を求める推定式を求める。
具体的には、所定成分を有する材料を用いて常法により、クラッド材、ベア材を半連続鋳造、冷間加工によって板厚０．０５〜２．０ｍｍの調質Ｏ材の板材に作成する。ろう付後、電位測定を行い、ＥＰＭＡ線分析（電子線マイクロアナライザ；Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）により各元素の濃度を求める。Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎの各元素濃度と電位とでデータベースを構築する。
ＥＰＭＡ分析における測定モードとして線分析を用いる理由は、ピンポイントの測定点のみによるデータを用いた場合、金属組織中の晶析出物粒子の偏在などの影響を受けやすいためであり、線分析において目的とする測定点の周囲のデータから平均された値を組成の測定値とした方が、その点での電位を推定するうえで好ましいからである。
ろう付条件は特定のものに限定されるものではないが、以下の条件で行うことができる。
ろう付相当熱処理として６００℃×３〜３０分、冷却速度３００℃／ｍｉｎ〜３０℃／ｍｉｎで行うことができる。
電位の測定は、常法により行うことができ、本発明としては特定の測定方法に限定されるものではなく、自然電位や孔食電位などを測定することができる。
First, for aluminum alloy materials, a database is created from measured values of the composition and potential after brazing, and multiple regression analysis is performed on the data of the database to obtain an estimation formula for finding the potential.
Specifically, a clad material and a bare material are semi-continuously cast using a material having a predetermined component, and cold worked to form a plate material of a tempered O material having a thickness of 0.05 to 2.0 mm. . After brazing, the potential is measured, and the concentration of each element is determined by EPMA line analysis (electron probe micro analyzer). A database is constructed based on the concentration of each element of Zn, Si, Cu, and Mn and the potential.
The reason why linear analysis is used as the measurement mode in EPMA analysis is that, if data using only pinpoint measurement points is used, it is susceptible to the uneven distribution of crystal precipitate particles in the metal structure, and the purpose in linear analysis is This is because it is preferable to use the value averaged from the data around the measurement point as the measurement value of the composition in order to estimate the potential at that point.
The brazing conditions are not limited to specific ones, but can be performed under the following conditions.
It can carry out at 600 ° C. × 3 to 30 minutes and a cooling rate of 300 ° C./min to 30 ° C./min as the brazing equivalent heat treatment.
The measurement of the potential can be performed by a conventional method, and the present invention is not limited to a specific measurement method, and can measure a natural potential, a pitting potential, and the like.
前記データベースを用いて、重回帰分析により、例えば、一次式、二次式、閾値を設けた二次式の推定式を作製する。材料としてはアルミニウム合金であれば種々用いることができるが、この実施形態では、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎの１種または２種以上を含有し、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎを含有する場合の含有量が、ろう付け前において質量％で、Ｚｎ：０．０１〜６．００％、Ｓｉ：０．０１〜２．００％、Ｍｎ：０．００１〜２．００％、Ｃｕ：０．０１〜２．０％であるものを挙げることができる。
アルミニウム合金の形態としては、前記含有量の成分が鋳造で添加されたものでもよく、また、アルミニウム合金の表面に溶射や塗装されたものでもよい。
For example, a linear equation, a quadratic equation, and a quadratic equation with a threshold value are prepared by multiple regression analysis using the database. As the material, various aluminum alloys can be used, but in this embodiment, at least one of Zn, Si, Cu and Mn is contained and Zn, Si, Cu and Mn are contained. The content is, by mass% before brazing, Zn: 0.01 to 6.00%, Si: 0.01 to 2.00%, Mn: 0.001 to 2.00%, Cu: 0.01 What is -2.0% can be mentioned.
As a form of aluminum alloy, the component of the said content may be added by casting, and what was sprayed and painted on the surface of aluminum alloy may be used.
推定式として、例えば、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎの各含有量およびそれらの二次演算式を説明変数として、それぞれの項に係数を掛けたものの総和によって目的変数である推定される電位Ｅｐｉｔを求めることができる。ここで、αおよびβｎ（ｎは整数）は、既知の組成と電位のデータベースから重回帰分析によって求めた係数であり、最も相関関係が高くなる値が採用され、係数が０、すなわち該係数が掛かる説明変数が採用されない場合もありうる。
また、アルミニウム合金材によっては他含有成分や製造履歴の影響を受けるため、前記成分の含有量に閾値を設けることが好ましい場合がある。閾値を設けた場合には、閾値の前後で異なる説明変数・係数セットで構成される推定式を用いてＥｐｉｔの推定を行なうことができる。
As estimation formula, for example, Zn, Si, Cu, as an explanatory variable of each content and their quadratic equation at Mn, potential is estimated an object variable by the sum of those multiplied by a coefficient to each of the sections E pit You can ask for Here, α and β n (n is an integer) are coefficients obtained by multiple regression analysis from a database of known compositions and potentials, and the value with the highest correlation is adopted, and the coefficient is 0, that is, the coefficient In some cases, explanatory variables that are subject to are not adopted.
Further, depending on the aluminum alloy material, it may be preferable to set a threshold value for the content of the component because it is affected by other components and manufacturing history. When a threshold is provided, it is possible to estimate E pit using an estimation formula composed of different explanatory variables and coefficient sets before and after the threshold.
＜推定式＞
Ｅｐｉｔ= α＋β１Ｚｎｘ＋β２Ｓｉｘ＋β３Ｃｕｘ＋β４Ｍｎｘ
＋β５Ｚｎｘ ２＋β６Ｓｉｘ ２＋β７Ｃｕｘ ２＋β８Ｍｎｘ ２
＋β９Ｚｎｘ×Ｓｉｘ＋β１０Ｚｎｘ×Ｃｕｘ＋β１１Ｚｎｘ×Ｍｎｘ＋β１２Ｓｉｘ×Ｃｕｘ
＋β１３（Ｍｎｘ−Ｓｉｘ）２＋β１４（Ｍｎｘ／Ｓｉｘ）２＋β１５（Ｍｎｘ×Ｓｉｘ）２
α ： 切片
βｎ ： 重回帰分析で求めた係数、ｎは整数（項数による）
Ｚｎｘ ： 任意の位置〔ｘ〕におけるＺｎの組成（％）
Ｓｉｘ ： 任意の位置〔ｘ〕におけるＳｉの組成（％）
Ｃｕｘ ： 任意の位置〔ｘ〕におけるＣｕの組成（％）
Ｍｎｘ ： 任意の位置〔ｘ〕におけるＭｎの組成（％）
<Estimate equation>
E pit = α + β 1 Zn x + β 2 Si x + β 3 Cu x + β 4 Mn x
+ Β 5 Zn x 2 + β 6 Si x 2 + β 7 Cu x 2 + β 8 Mn x 2
+ Beta 9 Zn x x Si x + beta 10 Zn x x Cu x + beta 11 Zn x x Mn x + beta 12 Si x x Cu x
+ Β 13 (Mn x -Si x ) 2 + β 14 (Mn x / Si x ) 2 + β 15 (Mn x x Si x ) 2
α: Section
β n : Coefficient obtained by multiple regression analysis, n is an integer (by the number of terms)
Zn x : Composition (%) of Zn at any position [x]
Si x : composition (%) of Si at any position [x]
Cu x : Composition (%) of Cu at any position [x]
Mn x : the composition (%) of Mn at any position [x]
本実施形態における電位Ｅｐｉｔの推定フロー図を図１に示す。以下に、手順を説明する。
先ず、推定の対象となる部材、サンプル等がろう付熱処理を経たものであるか否かを判定する（ステップｓ１）。対象がろう付熱処理を経たものである場合（ステップｓ１、Ｙｅｓ）、各位置における組成を測定する。対象がろう付熱処理を行っていない場合は、ろう付熱処理を行い(ステップｓ２)、ろう付後の組成を測定し、ろう付後組成測定値を得る(ステップｓ３)。
An estimation flow diagram of the potential E pit in the present embodiment is shown in FIG. The procedure is described below.
First, it is determined whether or not a member to be estimated, a sample, and the like have undergone brazing heat treatment (step s1). If the subject has undergone brazing heat treatment (step s1, Yes), the composition at each position is measured. If the subject has not performed the brazing heat treatment, the brazing heat treatment is performed (step s2), the composition after brazing is measured, and the post-braze composition measurement value is obtained (step s3).
ステップｓ３の後、閾値による場合分けを行うかを判定する（ステップｓ４）。閾値による場合分けを行わない場合(ステップｓ４、Ｎｏ)は、推定式Ｉにより電位Ｅｐｉｔの推定値算出を行う(ステップｓ５)。閾値による場合分けを行う場合(ステップｓ４、Ｙｅｓ)には、部材組成Ａをもとに場合分けを行い、推定式を選定して電位Ｅｐｉｔの推定値算出を行う(ステップｓ６)。 After step s3, it is determined whether to perform case division by the threshold (step s4). When the case division by the threshold is not performed (Step s4, No), the estimated value of the potential Epit is calculated by the estimation formula I (Step s5). When the case division is performed based on the threshold (Yes in step s4), the case division is performed based on the member composition A, the estimation formula is selected, and the estimated value of the potential Epit is calculated (step s6).
なお、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎはいずれも電位に大きく寄与する元素だが、それぞれその寄与度は異なるため、単純な加算によって予測すると精度が十分でない。また、ＭｎとＳｉは共存するとＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物を生じる。これにより、マトリックス中のＳｉ固溶量が変化し、電位に影響を与える。こうした効果を表現できるよう各推定式では説明変数を設定している。推定式Ｉおよび推定式II−１、−２、…−ｎそれぞれにおいては、既存の組成・電位データベースを用いた重回帰分析で求めた関係式、すなわち説明変数および係数のセットを用いる。 Although all of Zn, Si, Cu, and Mn are elements that greatly contribute to the potential, their degrees of contribution are different from each other, and therefore the accuracy is not sufficient when predicted by simple addition. Further, when Mn and Si coexist, an Al-Mn-Si based compound is produced. As a result, the amount of solid solution of Si in the matrix changes to affect the potential. In each estimation formula, explanatory variables are set to express such effects. In each of the estimation formula I and the estimation formulas II-1, -2,.
図２は、Ｓｉ固溶量と電位との関係を示した図である。
Ａｌ−Ｍｎ系合金にＳｉを添加した場合、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物が晶析出する。
Ｓｉ添加により固溶Ｍｎが減少すると、電位は卑になる。さらにＳｉを添加すると、固溶Ｓｉが増加し、電位は貴になる。
この傾向を式に盛り込むため、Ｓｉを変量したＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ合金を用いてデータを採取し、データベースに追加することができる。
具体的には、表１に示すベース合金においてろう付け前のＳｉ量を変量して、ろう付け後の電位を確認する。その結果を図３に示す。Ｓｉ量の変化に伴って電位が変化する傾向が示されている。図３の電位には孔食電位を用いている。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of solid solution of Si and the potential.
When Si is added to the Al-Mn based alloy, the Al-Mn-Si compound crystallizes out.
When the solid solution Mn decreases due to the addition of Si, the potential becomes negative. When Si is further added, solid solution Si increases and the potential becomes noble.
In order to incorporate this tendency into the equation, data can be collected using a Si-varied Al-Mn-Si alloy and added to the database.
Specifically, in the base alloy shown in Table 1, the amount of Si before brazing is varied to confirm the potential after brazing. The results are shown in FIG. It is shown that the potential tends to change as the amount of Si changes. The pitting potential is used as the potential in FIG.
測定したサンプルの中には、ＭｎとＳｉの共存によるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の影響を強く受ける合金系と受けない合金系がある。そこで、Ｍｎ添加量によりグループ分けし、それぞれのグループ特有の係数を求めることで、推定式の精度は向上することができる。
上記推定式に使用される係数の例を表２に示す。閾値の設定に応じて相関関係の高い係数セットを選定して推定式に用いる。係数が０すなわち該係数が掛かる説明変数を用いない場合も有り得る。この係数セットを用いて例えば係数セットＩＶを用いた推定式ＩＶなどによって推定値を算出することができる。
Among the samples measured, there are alloy systems that are strongly affected by the coexistence of Mn and Si and an alloy system that is not affected. Therefore, the accuracy of the estimation equation can be improved by grouping based on the amount of added Mn and determining the coefficients specific to each group.
Table 2 shows an example of the coefficients used in the above estimation formula. A coefficient set with high correlation is selected according to the setting of the threshold and used in the estimation equation. In some cases, an explanatory variable in which the coefficient is 0, that is, the coefficient is not used. An estimated value can be calculated by, for example, an estimation formula IV using the coefficient set IV using this coefficient set.
例えば、ろう付け前含有量であるＭｎ０．５％を閾値として、０．５％Ｍｎ以上と、０．５％Ｍｎ未満の含有量で異なる推定式を用いてＭｎの閾値で区別することで相関関係がより精度が高くなる。 For example, correlation is made by using a pre-braze content of 0.5% of Mn as a threshold value to distinguish by a threshold value of Mn using a different estimation formula with a content of 0.5% Mn or more and less than 0.5% Mn. The relationship is more accurate.
さらに、ろう付け前含有量であるＭｎ０．５％およびＣｕ量０．０５％を閾値として、それぞれの閾値前後で異なる４つの推定式を用いることで電位との関係で精度を挙げることができる。
Ｍｎ含有量とＣｕ含有量とによって場合分けすることで、ろう付け後の組成と電位とについて、実測値と推定値とが精度よい関係を有している。
Furthermore, accuracy can be raised in relation to the potential by using four estimation formulas different before and after each threshold value, with the content before brazing being 0.5% of Mn and 0.05% of Cu amount.
By dividing the case by the Mn content and the Cu content, the measured value and the estimated value have an accurate relationship with respect to the composition after brazing and the potential.
以下に、本発明の実施例について説明する。
表３に示す成分を有するアルミニウム合金材に対し、ろう付け相当熱処理を行い、ろう付け後の成分をＥＰＭＡ分析により同定し、さらに孔食電位の実測を行った。また、ろう付け後の成分から重回帰分析における推定式から孔食電位の推定値を求めた。
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
The aluminum alloy material having the components shown in Table 3 was subjected to heat treatment equivalent to brazing, the components after brazing were identified by EPMA analysis, and the pitting potential was measured. Moreover, the estimated value of pitting potential was calculated | required from the estimated expression in multiple regression analysis from the component after brazing.
なお、ろう付け相当熱処理は、平均昇温速度：１５℃／ｍｉｎ、保持温度×時間：６００℃×３分、冷却速度：１００℃／ｍｉｎで行った。
ろう付け相当熱処理後のアルミニウム合金材に対しては、以下の条件で孔食電位の実測値を求めた。
電解液：２．６７％ＡｌＣｌ３
温度：４０℃
電位掃引速度：０．５ｍＶ／ｓ
溶存酸素：除去
孔食電位は、電位の掃引に伴い電流が急増するときの電位を孔食電位とする。
The heat treatment equivalent to brazing was performed at an average temperature rising rate of 15 ° C./min, a holding temperature × time of 600 ° C. × 3 minutes, and a cooling rate of 100 ° C./min.
For the aluminum alloy material after brazing equivalent heat treatment, the measured value of pitting potential was determined under the following conditions.
Electrolyte: 2.67% AlCl 3
Temperature: 40 ° C
Potential sweep speed: 0.5mV / s
Dissolved oxygen: removal The pitting potential is defined as the potential at which the current sharply increases as the potential sweeps.
推定式としては、実施形態で示した説明変数４種、説明変数１５種、説明変数１５種＋場合分けを用いた。なお、場合分けでは、●０．５％未満Ｍｎ（０を含む）、０．０５％未満Ｃｕ（０を含む）、■０．５％未満Ｍｎ（０を含む）、０．０５％Ｃｕ以上、▲０．５％Ｍｎ以上、０．０５％未満Ｃｕ（０を含む）、◆０．５％Ｍｎ以上、０．０５％Ｃｕ以上とした。
これらの測定値および算出値を表３に示した。
説明変数４種よりも説明変数１５種を用いた方が実測値と推定値との差が少なく、説明変数１５種よりも説明変数１５種＋場合分けを用いた方が実測値と推定値との差が少なくなっている。
こられの関係を利用することで、材料の成分から電位の予測を容易に行うことができた。
As the estimation formula, four explanatory variables, 15 explanatory variables, and 15 explanatory variables + case classification shown in the embodiment are used. In addition, by case division, less than 0.5% Mn (including 0), less than 0.05% Cu (including 0), less than 0.5% Mn (including 0), 0.05% Cu or more ▲ 0.5% Mn or more and less than 0.05% Cu (including 0); ◆ 0.5% Mn or more and 0.05% Cu or more.
These measured values and calculated values are shown in Table 3.
The difference between the measured value and the estimated value is smaller when 15 explanatory variables are used than 4 explanatory variables, and the actual value and the estimated value are obtained when 15 explanatory variables + case classification are used rather than 15 explanatory variables. The difference between the
By utilizing this relationship, it was possible to easily predict the potential from the component of the material.
表３の結果に基づいてろう付け後の電位測定値と電位推定値とを図４〜図６に示した。各図において、ろう付け後の電位測定値と電位推定値との間には良好な相関関係が見られ、説明変数４種よりも説明変数１５種の方が良好な相関関係を示し、説明変数１５種よりもさらに場合分けをした方がより良好な相関関係を示していた。 Based on the results of Table 3, measured potential values and estimated potential values after brazing are shown in FIGS. In each figure, a good correlation is found between the potential measurement value after brazing and the potential estimation value, and 15 explanatory variables show better correlation than 4 explanatory variables, and the explanatory variables It was better correlation to divide cases more than 15 types.
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは上記実施形態に対する適宜の変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to the content of the said embodiment, The appropriate change with respect to the said embodiment is possible unless it deviates from the scope of the present invention. It is possible.
Claims (11)
予め、ろう付け後のアルミニウム合金の組成と電位との相関関係を求めておき、
推定を行うろう付け後アルミニウム合金材の任意の位置における組成を測定し、前記相関関係に基づいて前記ろう付け後アルミニウム合金材の任意の位置における組成により前記アルミニウム合金材のろう付け後の電位を推定することを特徴とするアルミニウム合金材の電位推定方法。 A method of estimating the potential of a brazed aluminum alloy material, comprising:
Determine the correlation between the composition of the aluminum alloy after brazing and the potential in advance,
The composition at any position of the post-braze aluminum alloy material to be estimated is measured, and the potential at the post-braze of the aluminum alloy material is determined by the composition at any position of the post-braze aluminum alloy material based on the correlation. The electric potential estimation method of the aluminum alloy material characterized by estimating.
Ｚｎ（％）、Ｓｉ（％）、Ｃｕ（％）、Ｍｎ（％）、
Ｚｎ（％）２、Ｓｉ（％）２、Ｃｕ（％）２、Ｍｎ（％）２、
Ｚｎ（％）×Ｓｉ（％）、Ｚｎ（％）×Ｃｕ（％）、Ｚｎ（％）×Ｍｎ（％）、Ｓｉ（％）×Ｃｕ（％）、
（Ｍｎ（％）−Ｓｉ（％））２、（Ｍｎ（％）／Ｓｉ（％））２、（Ｍｎ（％）×Ｓｉ（％））２のいずれか一つまたは二つ以上が用いられることを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金材の電位推定方法。 The potential estimation equation is, for the explanatory variable,
Zn (%), Si (%), Cu (%), Mn (%),
Zn (%) 2 , Si (%) 2 , Cu (%) 2 , Mn (%) 2 ,
Zn (%) x Si (%), Zn (%) x Cu (%), Zn (%) x Mn (%), Si (%) x Cu (%),
Any one or more of (Mn (%)-Si (%)) 2 , (Mn (%) / Si (%) 2 , and (Mn (%) × Si (%) 2 ) are used The electric potential estimation method of the aluminum alloy material of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
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