JP2023092353A - アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フラックスフリーろう付が可能で耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートの提供を目的とする。【解決手段】本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、少なくとも二層以上の複層構造を有し、その片面、もしくは両面がろう材であるブレージングシートであって、ろう材の組成が質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、さらに、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物であり、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察により、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ２あたり１０個より多く存在することを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明はフラックスフリーにより接合がなされるフラックスフリーろう付用のアルミニウム合金ブレージングシートに関する。

コンデンサやエバポレーターなどに代表されるアルミニウム製自動車用熱交換器は、多数の接合箇所を有すること、高い密閉性が求められることから、ろう付接合によって製造されている。
現在主流のフッ化物系フラックスを使用するろう付方法では、フラックスが材料中のＭｇと反応して不活性化し、ろう付不良が生じやすいため、Ｍｇ添加による部材高強度化が制限されてしまっている。しかし、近年の自動車用熱交換器は小型軽量化が強く望まれていることから、フラックスを用いることなく、Ｍｇを添加した高強度のアルミニウム合金をろう付接合する手法の開発が要求されている。

Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇろう材を用いるフラックスフリーろう付では、溶融して活性となったろう材中のＭｇが、接合部表面のＡｌ酸化皮膜（Ａｌ_２Ｏ_３）を還元分解することでろう付接合が可能となるが、一方で材料表面に暴露したＭｇが酸素と反応し、ＭｇＯ皮膜を接合部に生成してしまう問題がある。ＭｇＯ皮膜は分解されにくい、安定性の高い酸化皮膜であるため、ろう付接合性が著しく低下してしまう。そこで、適切な第４元素を追加添加することでろう付接合性の向上を達成する技術が開発されている。

本願出願人は、従来、例えば以下の特許文献１に示すフラックスレスろう付方法を提案している。この特許文献１に記載の技術では、ＭｇとＳｉを所定量含有するＡｌ－Ｓｉ系ろう材を芯材にクラッドしてアルミニウム合金クラッド材を構成している。また、減圧を伴わない非酸化性雰囲気において前記Ａｌ－Ｓｉ系ろう材とろう付対象物を接触密着させ、５５９～６２０℃に加熱することでろう付を行っている。

特許第４５４７０３２号公報

しかし、第４元素を添加したろう材を用いた場合、厳しい腐食環境に曝されたときに耐食性が十分ではないという問題が生じる。この問題について調査を進めると、ろう付性向上を目的に添加した第４元素が耐食性に影響を及ぼしていることが分かった。さらに精査したところ、本発明者らは、この第４元素はろう付熱処理によって皮膜と母材の界面に単体元素として偏析することで耐食性低下に寄与していることを明らかにした。この点に鑑み、本発明者は、フラックスフリーろう付の接合性とろう付部の耐食性を同時に満足する新たな技術開発の要求の元、種々研究した結果、本発明に到達した。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、第４元素を添加したろう材を用いたフラックスフリーろう付が可能であり、ろう付部の耐食性にも優れたアルミニウム合金ブレージングシートの提供を目的とする。

（１）本形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、少なくとも二層以上の複層構造を有し、その片面、もしくは両面がろう材であるブレージングシートであって、ろう材の組成が質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、さらに、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物であり、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察により、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在することを特徴とする。

（２）本形態に係る（１）に記載のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記ろう材に含有されるＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかが、ろう付熱処理後に単体元素偏析部として表層部に偏析する場合、酸化皮膜と母材の界面に占める前記単体元素偏析部の被覆率が１０％以下であることが好ましい。

（３）本形態に係る（１）または（２）に記載のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記ろう材にＺｎを質量％で３．０％以下含有していることが好ましい。

本発明は、接合性と耐食性を同時に満足するアルミニウム合金ブレージングシートを提供できる。

本発明に係るブレージングシートの一例を示す部分断面図である。 本発明に係るブレージングシートを適用して構成された熱交換器の一例を示す斜視図である。 （ａ）は本発明に係るブレージングシートに関しろう付性を評価するために用いた評価モデルの一例を示す構成図、（ｂ）は同評価モデルにおけるろう付接合部の評価位置を示す部分拡大図である。

以下、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、少なくとも心材及びろう材の二層以上の複層構造を有するアルミニウム合金ブレージングシートである。
上記心材の片面または両面に前記複層構造の最表面に位置するように配置されたろう材（クラッド層）は、質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有する。Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を元素Ｘと表記すると、前記ろう材はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｘ系ろう材と表記することができる。
なお、本願明細書に記載の数値範囲において「～」を用いて上限値と下限値を規定した場合、特に表記しない限り、以上、以下を意味する。よって、例えば、０．０１～２．０％は０．０１％以上２．０％以下を意味する。

本形態の心材用アルミニウム合金は、特に組成に制限はなく、いずれの組成のアルミニウム合金でもよいが、一例を挙げるならば、質量％で、Ｍｎ：０．１～３．０％、Ｓｉ：０．１～１．２％、Ｃｕ：０．０１～３．０％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成に調製したアルミニウム合金などを用いることができる。心材用アルミニウム合金には、その他に、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂｉなどを既知の量で含有してもよい。

本実施形態において、心材用アルミニウム合金の組成は特に限定されるものではないが、Ｍｇ_２Ｓｉなどを微細析出させることで材料の大幅な高強度化が図れるため、ＭｇとＳｉを積極添加したアルミニウム合金を好適に用いることができる。
従来のフッ化物系フラックスを用いるろう付方法は、フラックスがＭｇと反応して高融点のフッ化マグネシウムを生成し不活性化するため、ろう付性が低下することや、この反応によりＭｇを消費するため、高強度Ｍｇ添加合金に適用することが難しかったが、フラックスフリーろう付では高強度Ｍｇ添加合金が利用可能となる。

なお、本形態のアルミニウム合金ブレージングシートに用いるろう材と心材の間にろう材として機能する中間層を設けた構成を採用してもよい。
さらに、Ｚｎを添加したアルミニウム合金を犠牲防食層として、ろう材をクラッドしていない心材の表面にクラッドして犠牲防食層を設けてもよい。
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材/心材/犠牲材/ろう材の四層構造でも良いし、ろう材/犠牲材/心材/犠牲材/ろう材の五層構造であっても良い、また、第１のろう材／第２のろう材／心材／ろう材の四層構造、あるいは、第１のろう材／第２のろう材／犠牲材／心材／犠牲材／ろう材の六層構造など、クラッド構成は特に限定されるものではない。
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、板状の心材と上述のろう材、犠牲材などとのクラッド圧延によりシート状に製造される。このアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、ろう材と犠牲材はクラッド層として心材に積層される。

本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシート１は、一例として、図１に示すように、アルミニウム合金からなる心材２の両面にアルミニウム合金からなるろう材３をクラッド層としてクラッドした３層構造を採用できる。
また、ブレージングシート１は、ろう材を複層構造とすることができるので、例えば、図１の２点鎖線に示すように心材２とろう材３との間に更に別のろう材３Ａを１層以上設けた構造、あるいは、心材２とろう材３との間に犠牲材３Ｂなどの別の層を１層以上設けた複層構造とすることができる。

以下、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｘ系ろう材のＭｇ含有量とＳｉ含有量、その他、望ましい添加元素の含有量について各々説明する。
「Ｍｇ：０．０１～２．０％」
ＭｇはＡｌ酸化皮膜（Ａｌ_２Ｏ_３）を還元分解するために添加される。Ｍｇ含有量が下限値未満であると還元分解効果が不十分であり、Ｍｇ含有量が上限越えであると材料強度が硬すぎて素材の製造が困難になること、およびＭｇＯ皮膜が材料表面に密に生成されることでろう付接合性が低下する。

「Ｓｉ：１．５～１４．０％」
Ｓｉはろう付時に溶融ろうを形成し、ろう付接合部にフィレットを形成するために添加される。Ｓｉ含有量が下限未満であると、溶融ろうが不足する。Ｓｉ含有量が上限越えであると材料が硬く脆くなるため、素材製造が困難になる。

「Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種または２種以上である元素Ｘ：０．０１～０．３％」
元素Ｘは、元素Ｘを含む金属間化合物を形成して直上の酸化皮膜（Ａｌ_２Ｏ_３）を脆弱にする。
更に、元素Ｘは、材料表層部分に分布することでＭｇＯの形成を阻害して接合性を向上させ、溶融ろうの濡れ性向上のために添加される。元素Ｘの含有量が下限未満であると効果が不十分であり、元素Ｘの含有量が上限越えであると鋳造時に巨大な金属間化合物（晶出物）が生成し、圧延性が低下する。
元素Ｘを含む金属間化合物であり、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察より、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在するろう材であることが好ましい。なお、前記（ＲＤ－ＴＤ）において、ＲＤはRolling Direction（圧延方向）を示し、ＴＤはTransverse Direction（圧延直角方向）を示す。

元素Ｘを含む金属間化合物をろう材表面に密に分布させることで酸化皮膜が脆弱化し、ろう溶融時のぬれの起点となってろう付接合性が向上する。ろう材表面における金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個に満たないと、ぬれの起点が不足してろう付性が低下する。同様の理由で金属間化合物は１００００μｍ^２あたり１５個以上存在することが望ましい。

「ろう付熱処理によって元素Ｘが単体元素偏析部としての表層部に偏析した場合、酸化皮膜と母材の界面に占める単体元素偏析部の被覆率が１０％以下」
ろう材中に存在する元素Ｘを含有する金属間化合物は、ろう付熱処理中に溶融することで元素Ｘが分離し、ろう付熱処理後に表層部に単体元素偏析部として偏析する。このとき、酸化皮膜と母材の界面に多量の元素Ｘが偏析すると耐食性が低下してしまう。元素Ｘの単体元素偏析部による酸化皮膜と母材界面の被覆率が１０％を超えると耐食性が著しく低下する。同様の理由により、酸化皮膜と母材の界面における、単体元素偏析部による被覆率は５％以下が望ましい。

「ろう材層にＺｎを質量％で３．０％以下含有すること」
ＺｎはＡｌに固溶して材料の自然電位を卑にすることで犠牲防食効果が得られるので、所望によりろう材層に含有させる。ただし、ろう材層のＺｎ含有量が上限越えであると自己耐食性が著しく低下する。

「元素Ｘ（Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種または２種以上）を含む金属間化合物であって、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察より、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多い」
元素Ｘを含む金属間化合物をろう材層に細かく密に分布させるためには、鋳造時の冷却速度、均質化処理温度、熱間圧延時の所定温度での圧延時間、冷間圧延時の１パス当たりの圧下率を制御することで達成される。

「ろう付熱処理によって元素Ｘが単体元素として表層部に偏析した場合、酸化皮膜と母材の界面の被覆率が１０％以下」
元素Ｘを含む金属間化合物が円相当径で０．０１μｍ未満と非常に微細であった場合、ろう付熱処理によって金属間化合物が溶解し、元素Ｘが分離して単体の状態となり易い。金属間化合物の溶解により、元素Ｘが材料表層部に単体元素偏析部となって偏析し、酸化皮膜と母材の界面における被覆率が増加してしまう。よって、ろう付時に分解しやすい非常に微細な金属間化合物の発生を抑制する必要があり、これは焼鈍時の冷却速度と冷間圧延時の材料温度を制御することで達成される。

「製造条件」
[ろう材の準備]
ろう材は、目的組成の合金溶湯から鋳造により鋳塊を得、均質化処理、面削を経て熱間圧延により目的の厚さの板状のろう材を得ることができる。
[非ろう材の準備]
非ろう材（心材）は、目的組成の合金溶湯から鋳造により鋳塊を得、鋳塊に均質化処理、面削を施すことで目的厚さの板状の非ろう材を得ることができる。
[クラッド圧延]
板状のろう材と非ろう材を組み付け、均熱処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延を施す。冷間圧延工程中に適宜中間焼鈍を行うことができる。

「ろう材の準備」
目的組成のアルミニウム合金の板材を鋳造し、冷却速度、０．５℃／ｓ以上とする。鋳造時の冷却速度が所定の速度に満たない場合は、元素Ｘを含む金属間化合物が粗大に成長してしまい、規定サイズの化合物を密に分布させることができない。同様の理由で冷却速度は１℃／ｓ以上が望ましい。

「均質化処理」
均質化処理は、４００℃以上、５５０℃以下の温度で１～１０時間程度加熱する条件を選択できる。均質化処理温度は４００℃以上５３０℃未満の所定の温度で均質化処理することがより好ましく、この温度範囲で均質化処理することで元素Ｘを含む金属間化合物を密に分布させることができる。４００℃未満の温度では十分な効果が得られない。同様の理由で４５０℃以上、５３０℃未満の温度を付加することが望ましい。

鋳造により鋳塊を面削する場合に特に規定は無く、熱間圧延を行う場合も特に規定は無い。また、板状のろう材と非ろう材（心材）の組み付けに特に規定はなく、均熱処理にも特に規定はない。

＜熱間圧延、温度と圧延時間＞
「材料温度：４００～５００℃における圧延時間を５分以上」
熱間圧延時に所定の高温域で動的ひずみが入る所定圧延時間を満たすことで、本発明で定義する所定サイズの元素Ｘを含む金属間化合物の析出を促進できる。圧延時間が所定の時間に満たない場合、充分な効果が得られない。同様の理由で、４００～５００℃における圧延時間を１０分以上とすることが望ましい。

「冷間圧延、１パスあたりの圧下率」
冷間圧延時の板厚が０．２ｍｍ以上における１パス当たりの圧下率を２５％以上に規定することが望ましい。１パス当たりの圧下率が所定の条件を満たすとき、元素Ｘを含む粗大な金属間化合物を粉砕し、本発明で目的とする望ましい金属間化合物サイズに収めることができる。所定の圧下率に満たない場合、金属間化合物のサイズを目的の範囲に収めることができず、充分な効果が得られない。

「冷間圧延、材料温度」
冷間圧延の材料温度は１８０℃未満とする。冷間圧延によって材料温度は上昇するが、所定の温度範囲を超えてしまうと元素Ｘを含む非常に微細な金属間化合物が析出し、酸化皮膜と母材の界面に占める単体元素偏析部の被覆率を１０％以下に制御することが難しくなる。
「中間焼鈍」
中間焼鈍時の冷却速度は３０℃／ｈｒ以上が望ましい。所定の冷却速度より緩慢な冷却の場合、非常に微細な元素Ｘを含む金属間化合物が多く析出し、酸化皮膜と母材の界面に占める単体元素偏析部の被覆率を１０％以下にすることができなくなる。同様の理由で中間焼鈍時の冷却速度は６０℃／ｈｒ以上が望ましい。

以上説明したアルミニウム合金ブレージングシート１は、ろう材の組成が質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上の元素Ｘを含有する。更に、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察により、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在する。

元素Ｘを含む金属間化合物がろう付時に酸化皮膜を脆弱化し、ろう溶融時のぬれの起点となってろう付性を向上させる。また、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在していることで、ろう付時のぬれの起点の数を確保し、溶融ろうの濡れ性を向上させ、良好なろう付性を発揮できる。よって、上述のアルミニウム合金ブレージングシート１によれば、フラックスレスろう付であっても良好なろう付性を得ることができる。

図２は、前記アルミニウム合金ブレージングシート１を用いてフィン５を形成し、ろう付対象材としてアルミニウム合金製のチューブ６を用いたアルミニウム製熱交換器４を示している。フィン５、チューブ６を、補強材７、ヘッダープレート８と組み込んで、ろう付によって自動車用などのアルミニウム製熱交換器４を得ることができる。

図２に示す構成の熱交換器４であるならば、ＭｇとＳｉを適量含有する強度の高いアルミニウム合金ブレージングシート１を備えているので、強度の高い熱交換器４を提供できる。
また、ろう材に生成している円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する元素Ｘを含む金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在するため、ろう付時にろう材表面に生成しようとする酸化皮膜を脆弱化するため、ろう溶融時のぬれの起点となる部分を増やすことができ、ろう付性低下を抑制できる。

また、ろう材中の元素Ｘ（Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種または２種以上）を含む金属間化合物は、ろう付時に分解して元素Ｘからなる単体金属偏析部として酸化皮膜とろう材との界面に析出する。しかし、酸化皮膜とろう材の界面における単体金属偏析部の被覆率を１０％以下と低くしているので、ろう付部は優れた耐食性を示す。従って、本実施形態の構造により、フラックスレスろう付であっても、ろう付性に優れ、強度が高く、耐食性に優れた熱交換器４を得ることができる。

以下の表１に示す組成のろう材と、Ａｌ－Ｍｎ系合金の非ろう材層をクラッドしたアルミニウム合金ブレージングシートを用意した。
ブレージングシートはクラッド率１０％の両面ろう材構成を採用し、Ｈ１４相当調質の０．０５ｍｍ厚に仕上げ、ろう付接合試験に供する際はコルゲート加工し、ろう付した。ろう付対象部材として、Ｈ１４のＪＩＳＡ３００３合金板を用意した。

ろう材の製造条件として、表２に示すように、鋳造冷却速度（℃／ｓ）と均質化処理温度（℃）、ＨＲ高温時間（ｍｉｎ）、冷間圧延時の１パス当たりの圧下率（％）、ＣＲ温度（℃）、中間焼鈍冷却速度（ＩＡ冷却速度：℃／ｈｒ）について設定した。
ろう付相当熱処理の条件は平均昇温速度１００℃／ｍｉｎで常温から６００℃まで加熱し、６００℃到達後１００℃／ｍｉｎの冷却速度で１５０℃まで冷却し、室温まで空冷（急冷）する条件とした。
ＨＲ高温時間は、熱間圧延において材料が高温状態となる時間を示し、ＣＲ温度は、冷間圧延時の材料温度上昇に関し上限に設定した温度を意味する。

「評価項目」
＜金属間化合物個数＞
ろう付相当熱処理前のアルミニウム合金ブレージングシートについて、圧延方向に平行な断面（ＲＤ－ＮＤ）を作製し、ろう材層の表面を０．１μｍの砥粒で鏡面処理し、ろう材層の最表面から１０μｍ深さまでの範囲をＥＰＭＡ(電子線マイクロアナライザ)で全自動粒子解析を行った。ＥＰＭＡは、日本電子株式会社製JXA-8530Fを用い、解析ソフトは、JXA-8530Fに付随の粒子解析プログラムを用いた。観察倍率は１０００倍、加速電圧は１５ｋＶとしている。
さらに、１μｍ以下の微細な化合物粒子を測定するため、切り出したろう材層の圧延方向に平行な断面（ＲＤ－ＮＤ）を機械研磨し、および電解研磨を施して薄膜を作製し、この薄膜に対して、ＴＥＭ(透過型電子顕微鏡)とＥＤＳ(エネルギー分散型Ｘ線分光)分析によって、ろう材層の最表面から１０μｍ深さまでの範囲を１００００μｍ^２（１００μｍ角）相当の視野において観察倍率１００００倍(特に微細なものは５００００倍)で観察し、微細な金属間化合物個数を計測した。

＜接合率＞
コルゲート加工したフィンとＡＡ３００３合金板を組み付けてろう付相当熱処理を施し、図３に示す熱交換器試験体１０を作成した。熱交換器試験体１０においてフィン１１と合金板１２は、フィン１１の湾曲部と合金板１２との間に形成されたフィレットからなる接合部１３により接合されている。この熱交換器試験体１０において、フィン接合率を（接合数／総接触数）×１００で求めた。
判定は、◎：１００％、〇〇：９０％以上１００％未満、〇：８０％以上９０％未満、×：８０％未満とした。

＜フィレット長＞
コルゲート加工したフィンとＡＡ３００３合金板を組み付けてろう付相当熱処理を施し、図３に示す熱交換器試験体１０を作成し、フィン／チューブ接合部においてフィレットからなる接合部１３の長さを各試料で２０点計測し、その平均値をもって評価した。
フィレット長さは、フィレット１３の幅Ｗ（フィン１１の湾曲部頂点と合金板１２の接点部分を挟むように合金板１２の長さ方向に沿って存在するフィレットの全幅）を示す。図３に示す接合部１３の幅Ｗが大きいならば、良好なろう付接合ができたと解釈できる。
判定は、◎：１．０ｍｍ以上、〇〇：０．８ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、〇：０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満、×：０．６ｍｍ未満とした。

＜界面被覆率＞
単板状態でろう付相当熱処理した試料からＦＩＢ（収束イオンビーム）加工で断面を切り出し、皮膜と母材の界面をＳＴＥＭ（走査透過型電子顕微鏡）に付属するＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）によって組成分析した。なお、他分析機器の一例として通常のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）－ＥＤＳが挙げられるが、分解能が不充分であるためＸの分布を見誤る可能性がある。
各試料とも、倍率が３２万倍から６４万倍において合計１０μｍ長さの界面を分析し、（Ｘが分布する合計長さ／総分析長さ）×１００の式より被覆率を求めた。
＜耐食性＞
ろう付相当熱処理した供試材を１００ｍｍ×２５ｍｍに切り出し、両面暴露の状態でＳＷＡＡＴ試験に７２時間負荷し、腐食試験前後の重量変化（腐食減量）によって評価した。
判定は、◎：４０ｍｇ／ｄｍ^２未満、〇〇：４０ｍｇ／ｄｍ^２以上６０ｍｇ／ｄｍ^２未満、〇：６０ｍｇ／ｄｍ^２以上１００ｍｇ／ｄｍ^２未満、×：１００ｍｇ／ｄｍ^２以上とした。

表１に示す供試材Ｎｏ.１～２２、Ｎｏ.３７～３９は、質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するろう材試料である。供試材Ｎｏ.２３～２６は、上述の組成から、Ｓｉ含有量あるいはＭｇ含有量のいずれかが外れた組成のろう材試料である。供試材Ｎｏ.２７～３６は、上述の組成から、Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上の含有量の範囲が外れたろう材試料である。供試材Ｎｏ.３７～３９は、上述の範囲のＳｉとＭｇを含有し、上述の範囲のＳｒを含有し、更にＺｎを１.５～５質量％含有した試料である。

表２に示す製造条件のうち、製造条件Ａ～Ｊは望ましい範囲内の製造条件を示すが、製造条件ＫはＣＲ温度が高すぎる製造方法、製造条件Ｌは焼鈍後の冷却速度が遅すぎる製造方法を示す。また、製造条件Ｍは鋳造冷却速度が不足する製造方法、製造条件Ｎは均質化処理温度が低すぎる製造方法、製造条件ＯはＨＲ高温時間が不足する製造方法、製造条件Ｐは１パス当たりの圧下率が低い製造方法である。

表３に示す供試材Ｎｏ.１～２２は、望ましい組成を有し、製造条件も好適範囲の条件のため、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在する試料である。
供試材Ｎｏ.１～２２の界面被覆率はいずれも７％以下であり、接合率に優れ、フィレット長が長く、耐食性も良好であった。

供試材Ｎｏ.２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかを過剰に含む試料であるが、いずれも製造途中で試料にクラックが入るなどの理由により、ブレージングシートとして製造不可であった。
供試材Ｎｏ.２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかの含有量が望ましい範囲より低い試料であるが、接合率が悪く、フィレット長も不充分であった。

供試材Ｎｏ.３７～５８は、望ましい組成を有し、製造条件も好適範囲の条件のため、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在する試料である。
供試材Ｎｏ.３７～５８の界面被覆率はいずれも９％以下であり、接合率に優れ、フィレット長が長く、耐食性も良好であった。

供試材Ｎｏ.５９～７２は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかの含有量が望ましい範囲より少ないか多すぎる試料であるが、接合率が悪く、フィレット長も不充分であるか製造不可の試料であった。
供試材Ｎｏ.７３～９２は、鋳造時の冷却速度が遅い試料であるが、接合率が悪く、フィレット長も不充分な試料であった。
供試材Ｎｏ.９３～１０６は、鋳造時の冷却速度が遅い試料であり、かつ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかを過剰に含むか、これらの含有量が少なすぎる試料である。これらの試料は、接合率が悪く、フィレット長も不充分であるか製造不可の試料であった。

供試材Ｎｏ.１０７～１１４の試料は、製造条件をＢ～Ｉの何れかに設定して製造した試料である。これらの試料は、金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在する試料であり、界面被覆率がいずれも５％以下であり、接合率に優れ、フィレット長が長く、耐食性も良好であった。
供試材１１５、１１６は、ＣＲ温度が高すぎる試料であるか最終焼鈍の冷却速度が遅すぎる試料であるが、被覆率が１０％を超えて大きくなり、耐食性に劣る問題を生じた。
供試材１１７～１２０は、製造条件Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの何れかを採用したため、接合率が悪く、フィレット長も不充分であるか製造不可の試料であった。

供試材１２１～１２８は、製造方法Ｂ～Ｉを用いて製造した例であるが、いずれも金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在する試料であり、界面被覆率がいずれも７％以下であり、接合率に優れ、フィレット長が長く、耐食性も良好であった。
供試材１２９～１３４は、製造方法Ｋ～Ｐを用いて製造した例であるが、接合率が悪いか、フィレット長が短いか、耐食性に劣る試料であった。

供試材１３５、１３６、１３８、１３９は、ＳｉとＭｇとＳｒを適量含み、更に適量のＺｎを含んでいるため、界面被覆率がいずれも５％以下であり、接合率に優れ、フィレット長が長く、耐食性も良好であった。
供試材１３７、１４０はＺｎ含有量が多すぎたため、耐食性に劣り、供試材１４１～１４３は、製造条件Ｍを採用したため、接合率とフィレット長を満足しない試料であった。

以上の説明から、ろう材の組成が質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物であり、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在することがブレージングシートにおいて重要であることが分かる。

１…アルミニウム合金ブレージングシート、２…心材、３…ろう材、３Ａ…ろう材、３Ｂ…犠牲材、４…熱交換器、５…フィン、６…チューブ、１０…熱交換器試験体、１１…フィン、１２…合金板。

Claims (3)

1. 少なくとも二層以上の複層構造を有し、その片面、もしくは両面がろう材であるブレージングシートであって、ろう材の組成が質量％で、Ｍｇ：０．０１～２．０％、Ｓｉ：１．５～１４．０％を含有し、かつ、０．０１～０．３％のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、さらに、ろう材中のＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅの１種、あるいは２種以上を含む金属間化合物であり、表層面（ＲＤ－ＴＤ）方向の観察により、円相当径で０．０１μｍ以上５．０μｍ未満の径を有する金属間化合物が１００００μｍ^２あたり１０個より多く存在することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
2. 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において、前記ろう材に含有されるＮａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｃｅのいずれかが、ろう付熱処理後に単体元素偏析部として表層部に偏析する場合、酸化皮膜と母材の界面に占める前記単体元素偏析部の被覆率が１０％以下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。
3. 請求項１または請求項２に記載するアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記ろう材にＺｎが質量％で３．０％以下含有されてい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。

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