JP7157561B2 - Aluminum alloy brazing sheet for heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の熱交換器用部品として用いられる熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート及び熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートを用いた熱交換器の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers used as heat exchanger parts for automobiles and the like, and to a method for manufacturing a heat exchanger using the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers.
従来、自動車用の熱交換器として、アルミニウム製のものが知られている。このような熱交換器には、例えばフィン、チューブ、ヘッダープレート、サイドサポートと呼ばれる部材が使用されている。このような自動車用の熱交換器は一般的に、フッ化物系フラックスを用いた６００℃前後のろう付処理によって、上記各部材が一度に接合され、製品となる。
熱交換器用の各部材において、チューブ及びヘッダープレートは、例えばＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材の片面または両面にＡｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材を貼り合せてなるブレージングシートや、芯材の片面にＡｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材、もう一方の片面にＡｌ－Ｚｎ系合金からなる犠牲材をそれぞれ貼り合せてなるブレージングシートなどが用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, heat exchangers for automobiles made of aluminum are known. Such heat exchangers use members called, for example, fins, tubes, header plates, and side supports. Such heat exchangers for automobiles are generally manufactured by joining the above members at once by brazing at around 600° C. using fluoride-based flux.
In each member for a heat exchanger, the tube and header plate are, for example, a brazing sheet or a core made of a core made of an Al--Mn--Cu-based alloy and a brazing material made of an Al--Si-based alloy bonded to one or both sides of the core. A brazing sheet or the like is used in which a brazing material made of an Al--Si based alloy is bonded to one side of the material and a sacrificial material made of an Al--Zn based alloy is bonded to the other side.
ブレージングシートの芯材に用いられているＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金は、Ｍｎ，Ｃｕ等の添加効果により機械的強度に優れるとともに、外部側に貼り合わせたろう材よりも電位的に貴なため、ブレージングシートの芯材が貴でろう材が卑な防食上有効な電位勾配が形成されることで、外部側(大気側)の耐食性を確保している（例えば、特許文献１参照）。
また、Ｚｎ含有フィン材と組み合わせることでブレージングシートの外部耐食性を向上させる手法も検討されている（例えば、特許文献２参照）。
The Al-Mn-Cu alloy used for the core material of the brazing sheet has excellent mechanical strength due to the effect of adding Mn, Cu, etc., and is more noble in potential than the brazing material bonded to the outside. Corrosion resistance on the outer side (atmosphere side) is ensured by forming a potential gradient effective in corrosion prevention, in which the core material of the brazing sheet is noble and the brazing material is base (see, for example, Patent Document 1).
Also, a method of improving the external corrosion resistance of a brazing sheet by combining it with a Zn-containing fin material is being studied (see, for example, Patent Document 2).
ところで、近年、自動車用の各種熱交換器の使用条件はアルミニウム材料にとって苛酷になりつつある。例えば、ターボ車に搭載されるＣＡＣ(チャージエアクーラ)は、過給機の高性能化などに伴って、従来よりも更に高温・高圧下で使用されるようになり、ＣＡＣに吸入される空気は、今後最高１８０℃前後まで上昇すると考えられている。
従来のろう付処理法によって製造される熱交換器に用いられるブレージングシートは、主にＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金を芯材とすることで、機械的強度と外部耐食性を確保してきたが、熱交換器がより高温の環境下で使用される場合は、従来に比べて機械的強度（引張強度）が低下するおそれがある。
このため、今後予想される熱交換器の苛酷な使用条件を考慮して、高温環境下での優れた引張強度を有するブレージングシートが望まれている。
By the way, in recent years, the use conditions of various heat exchangers for automobiles are becoming severe for aluminum materials. For example, CACs (charge air coolers) installed in turbocharged vehicles are now being used under higher temperatures and pressures than before due to improvements in turbocharger performance. is expected to rise to a maximum of around 180°C in the future.
Brazing sheets used in heat exchangers manufactured by the conventional brazing method have mainly secured mechanical strength and external corrosion resistance by using Al-Mn-Cu-based alloy as the core material. When the exchanger is used in a higher temperature environment, there is a possibility that the mechanical strength (tensile strength) will be lower than before.
Therefore, in consideration of the severe use conditions of heat exchangers expected in the future, a brazing sheet having excellent tensile strength in a high temperature environment is desired.
本発明は、引張強度を向上できる熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート及び熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers capable of improving tensile strength and a method for producing the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers.
本発明者らは鋭意研究した結果、熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの芯材のＡｌ－Ｍｎ系分散粒子のサイズ、数密度等を最適化させることで、芯材の高温強度特性が大幅に向上することを見出した。
すなわち、本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートは、芯材と、ろう材及び犠牲層の少なくとも一方とからなる熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートであって、前記芯材は、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金であり、ろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、８．５×１０４個／ｍｍ２以下であり、ろう付け熱処理後、１８０℃で１０００時間熱処理した後の前記芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上である。
As a result of intensive research by the present inventors, by optimizing the size, number density, etc. of the Al-Mn-based dispersed particles in the core material of the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers, the high-temperature strength characteristics of the core material are significantly improved. found to do.
That is, the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers comprising a core material and at least one of a brazing material and a sacrificial layer, wherein the core material is Al-Mn-Cu Al-Mn intermetallic compound dispersed particles having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment are 8.5 × 10 4 /mm 2 or less, and the brazing heat treatment Then, the tensile strength of the core material at room temperature after heat treatment at 180° C. for 1000 hours is 150 MPa or more.
本発明では、熱交換器用アルミニウム合金材の芯材として、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系芯材を用いており、この芯材に含まれるＭｎ及びＣｕは、芯材の強度を向上させる。また、本発明では、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材において、Ｃｕ系分散粒子の析出サイトとなるろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子の生成を８．５×１０４個／ｍｍ２以下に抑制している。
ここで、いくつかのアルミニウム合金は、時効硬化することが知られている。この際、ろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が８．５×１０４個／ｍｍ２以下に抑えられているので、ろう付熱処理後の使用実環境を想定した１８０℃で１０００時間の熱処理を実行することにより、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材は、適切に時効硬化する。具体的には、時効硬化におけるＡｌ－Ｃｕ系の析出過程にて、母材に整合なＧＰゾーン(Ｃｕ原子の集合体)が形成されることにより硬化され、その後微細なθ’相(中間相)が形成される際にさらに硬化する。このようにして、芯材の強度及び硬さが大きく増大するため、１８０℃で１０００時間熱処理した後の芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上となる。
In the present invention, an Al--Mn--Cu core material is used as the core material of the aluminum alloy material for heat exchangers, and Mn and Cu contained in this core material improve the strength of the core material. Further, in the present invention, in the core material made of the Al-Mn-Cu-based alloy, the Al-Mn-based metal inter-metal having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grain before the brazing heat treatment, which is the precipitation site of the Cu-based dispersed particles The production of dispersed particles of the compound is suppressed to 8.5×10 4 particles/mm 2 or less.
However, some aluminum alloys are known to age harden. At this time, since the dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment are suppressed to 8.5×10 4 /mm 2 or less, By performing heat treatment at 180° C. for 1000 hours assuming the actual use environment after the heat treatment, the core material made of the Al—Mn—Cu alloy is properly age-hardened. Specifically, during the precipitation process of the Al—Cu system in age hardening, a GP zone (aggregate of Cu atoms) matching the base material is formed and hardened. ) hardens further as it forms. Since the strength and hardness of the core material are greatly increased in this way, the tensile strength of the core material at room temperature after heat treatment at 180° C. for 1000 hours becomes 150 MPa or more.
本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートでは、前記芯材は、質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．２％以下、Ｍｎ：１．０％以上２．０％以下、Ｃｕ：０．４％以上１．２％以下、を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金である。
Ｓｉは、芯材の強度向上に寄与し、０．１質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、１．２質量％を超えると芯材の融点が低下して、ろう付け性が低下する。
Ｍｎは、芯材の強度向上に寄与し、１．０質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、２．０質量％を超えると芯材の鋳造性及び圧延性が低下する。
Ｃｕは、芯材の強度向上に寄与し、０．４質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、１．２質量％を超えると芯材の電位が貴化することで、耐食性が低下するとともに、融点が低下してろう付け性も低下する。
In the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger of the present invention, the core material contains, in mass%, Si: 0.1% or more and 1.2% or less, Mn: 1.0% or more and 2.0% or less, Cu: 0.4% or more and 1.2% or less, and the balance is Al and inevitable impurities .
Si contributes to the strength improvement of the core material. Attachability is reduced.
Mn contributes to improving the strength of the core material. If the amount is less than 1.0% by mass, the desired effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.0% by mass, the castability and rollability of the core material decrease. do.
Cu contributes to improving the strength of the core material. If it is less than 0.4% by mass, the amount of Cu added is too small to obtain the desired effect, and if it exceeds 1.2% by mass, the potential of the core material becomes noble. , the corrosion resistance is lowered, the melting point is lowered, and the brazeability is also lowered.
本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの好ましい態様としては、前記芯材は、質量％でＺｒ：０．０５％以上０．１５％以下、Ｔｉ：０．０５％以上０．１５％以下の少なくとも一方を含有するとよい。
Ｚｒは、芯材の強度向上及び結晶粒粗大化によるエロージョンの抑制に寄与し、０．０５質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、０．１５質量％を超えると、芯材の鋳造性が低下する。
Ｔｉは、芯材の強度向上及び耐食性の向上に寄与し、０．０５質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、０．１５質量％を超えると、芯材の鋳造性が低下する。
As a preferred embodiment of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger of the present invention, the core material contains Zr: 0.05% or more and 0.15% or less and Ti: 0.05% or more and 0.15% or less in mass %. It is preferable to contain at least one of them.
Zr contributes to improving the strength of the core material and suppressing erosion due to coarsening of crystal grains. The castability of the core material deteriorates.
Ti contributes to improving the strength and corrosion resistance of the core material. decreases.
本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの好ましい態様としては、前記芯材は、質量％でＭｇ：０．０１％以上０．５％以下をさらに含有するとよい。
Ｍｇは、芯材の強度向上に寄与し、０．１質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、０．５質量％を超えると、ろう付け性が低下する。
ここで、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金にＭｇを合金元素として添加すると、時効硬化がさらに増大する。つまり、時効硬化におけるＭｇ系分散粒子の析出サイトとなるＡｌ－Ｍｎ系分散粒子の生成を抑制することで、使用実環境を想定したろう付け熱処理後の１８０℃熱処理におけるＭｇ２Ｓｉの析出過程にて、母材に整合なＧＰゾーン(Ｍｇ原子の集合体)が形成され、その後微細なβ’相(中間相)が形成される。これにより、芯材の強度、硬さがさらに大きく増大する。
As a preferred embodiment of the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers of the present invention, the core material may further contain Mg: 0.01% or more and 0.5% or less in mass %.
Mg contributes to improving the strength of the core material. If it is less than 0.1% by mass, the amount of addition is too small to obtain the desired effect.
Here, if Mg is added as an alloying element to the Al--Mn--Cu alloy, the age hardening will further increase. In other words, by suppressing the generation of Al—Mn-based dispersed particles that serve as precipitation sites for Mg-based dispersed particles in age hardening, the precipitation process of Mg 2 Si in the 180 ° C. heat treatment after brazing heat treatment assuming the actual use environment can be improved. As a result, a GP zone (aggregate of Mg atoms) matching the base metal is formed, and then a fine β' phase (intermediate phase) is formed. This further increases the strength and hardness of the core material.
本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの好ましい態様としては、前記ろう付け熱処理後、且つ前記１０００時間熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上の前記Ａｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、１．２×１０５個／ｍｍ２以下であり、前記ろう付け熱処理後、且つ前記１０００時間熱処理前の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、前記結晶粒界の長さに対して５０個／ｍｍ以下であるとよい。
前記ろう付け熱処理後、且つ前記１０００時間熱処理前のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が１．２×１０５個／ｍｍ２未満である、若しくは前記ろう付け熱処理後、且つ前記１０００時間熱処理前の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が前記結晶粒界の長さに対して５０個／ｍｍを超えていると、適切に時効硬化が進行しない。
In a preferred embodiment of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger of the present invention, the dispersion of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in crystal grains after the brazing heat treatment and before the 1000 hour heat treatment . The number of particles is 1.2×10 5 /mm 2 or less, and the Al—Mn intermetallic intermetallic particles having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the grain boundary after the brazing heat treatment and before the 1000 hour heat treatment . The number of dispersed particles of the compound is preferably 50 particles/mm or less with respect to the length of the crystal grain boundary .
The number of dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound after the brazing heat treatment and before the 1000 hour heat treatment is less than 1.2×10 5 /mm 2 , or after the brazing heat treatment and the 1000 hour heat treatment. When the dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the previous grain boundary exceed 50 pieces/mm with respect to the length of the grain boundary , aging is performed appropriately. Curing does not proceed.
本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの好ましい態様としては、前記芯材の一方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系合金からなる前記ろう材が貼り合わされ、他方の面には、Ａｌ－Ｚｎ系合金からなる前記犠牲材が貼り合わされているとよい。 In a preferred embodiment of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger of the present invention, the brazing material made of an Al—Si alloy is attached to one surface of the core material, and the Al—Zn based brazing sheet is attached to the other surface of the core material. It is preferable that the sacrificial material made of an alloy is attached.
上述したような熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートを用いて熱交換器を製造するには、製造工程中の圧延、熱処理条件、さらにはろう付熱処理条件の最適化が必要となる。
すなわち、本発明の熱交換器の製造方法は、Ａｌ－Ｍｎ系合金にＣｕを添加し、これらを溶解鋳造することにより芯材用アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊について均質化処理を４００℃以上５２０℃以下の温度で５～１５時間行った後、仕上がり温度が４０８℃以上４４２℃以下となるように熱間圧延を施して、質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．２％以下、Ｍｎ：１．０％以上２．０％以下、Ｃｕ：０．４％以上１．２％以下、を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材を製造する芯材製造工程と、前記芯材の片面又は両面にろう材を配置して冷間圧延及び最終焼鈍を施すことで、結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が８．５×１０４個／ｍｍ２以下となる芯材の片面又は両面にろう材が貼り付けられた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートを製造するブレージングシート製造工程と、前記熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートにより形成された各部材を組み合わせて炉内に配置した上、ろう付け熱処理するろう付け熱処理工程と、を備え、前記ろう付け熱処理工程では、室温から６００℃以下まで昇温し、その温度で１分以上３分以下保持後、６８℃／分以上８８℃／分以下の冷却速度で４００℃まで冷却する。
In order to manufacture a heat exchanger using the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger as described above, it is necessary to optimize rolling, heat treatment conditions, and brazing heat treatment conditions during the manufacturing process.
That is, in the method for manufacturing a heat exchanger of the present invention, Cu is added to an Al—Mn alloy, the aluminum alloy for core material is cast by melting and casting them, and the obtained ingot is subjected to homogenization treatment. After performing at a temperature of 400° C. or higher and 520° C. or lower for 5 to 15 hours, hot rolling is performed so that the finished temperature is 408° C. or higher and 442° C. or lower . 2% or less, Mn: 1.0% or more and 2.0% or less, Cu: 0.4% or more and 1.2% or less, and the balance being Al and inevitable impurities Al-Mn-Cu system A core material manufacturing process for manufacturing a core material made of an alloy, a brazing filler metal placed on one or both sides of the core material, and cold rolling and final annealing are performed to obtain a crystal grain having an equivalent circle diameter of 200 nm or more. A brazing sheet for manufacturing an aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger, wherein the dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound are 8.5×10 4 /mm 2 or less, and the brazing material is attached to one or both sides of the core material. and a brazing heat treatment step in which each member formed of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger is combined and arranged in a furnace, and the brazing heat treatment step is performed from room temperature. The temperature is raised to 600° C. or lower, held at that temperature for 1 minute or more and 3 minutes or less, and then cooled to 400° C. at a cooling rate of 68° C./minute or more and 88° C./minute or less.
本発明では、上記熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートにより熱交換器が構成されていることから、該熱交換器自体の引張強度が高まるので、熱交換器の耐久性を高めることができる。In the present invention, since the heat exchanger is composed of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger, the tensile strength of the heat exchanger itself is increased, so that the durability of the heat exchanger can be increased.
本発明によれば、熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの引張強度を向上できるとともに、この熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートを用いた熱交換器の耐久性を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve the tensile strength of the aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers, the durability of the heat exchanger using this aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers can be improved.
以下、本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート及びこれを用いた熱交換器の製造方法について説明する。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート（以下、単にブレージングシートという）は、自動車用の熱交換器に用いられる。
このブレージングシートは、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材と、その片面又は両面に貼り合わされたろう材とからなる。
Hereinafter, an aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger according to the present invention and a method for manufacturing a heat exchanger using the same will be described.
The aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers according to the present invention (hereinafter simply referred to as brazing sheet) is used in heat exchangers for automobiles.
This brazing sheet is composed of a core material made of an Al--Mn--Cu alloy and a brazing material attached to one or both sides thereof.
ブレージングシートの芯材は、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなり、ろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、８．５×１０４個／ｍｍ２以下であり、ろう付け熱処理後、１８０℃で１０００時間熱処理した後の芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上である。 The core material of the brazing sheet is made of an Al-Mn-Cu-based alloy, and the dispersed particles of the Al-Mn-based intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment are 8.5 × 10. It is 4 pieces/mm 2 or less, and the tensile strength of the core material at room temperature after heat treatment at 180° C. for 1000 hours after the brazing heat treatment is 150 MPa or more.
［芯材の組成］
本実施形態では、芯材としてＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材を用いており、この心材に含まれるＭｎ及びＣｕは芯材の強度を向上させる。具体的には、Ｓｉを０．１質量％以上１．２質量％以下、Ｍｎを１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｃｕを０．４％以上１．２質量％以下の範囲で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金により構成されるとよい。
ここで、Ｓｉが０．１質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、１．２質量％を超えると芯材の融点が低下して、ろう付け性が低下する。また、Ｍｎが１．０質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、２．０質量％を超えると芯材の鋳造性及び圧延性が低下する。さらに、Ｃｕが０．４質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、１．２質量％を超えると芯材の電位が貴化することで、耐食性が低下するとともに、融点が低下してろう付け性も低下する。
なお、より好ましくは、芯材は、Ｓｉを０．７質量％以上１．０質量％以下、Ｍｎを１．３質量％以上１．７質量％以下、Ｃｕを０．５５％以上０．８５質量％以下の範囲で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金により構成されるとよい。
[Composition of core material]
In this embodiment, a core material made of an Al--Mn--Cu alloy is used as the core material, and Mn and Cu contained in this core material improve the strength of the core material. Specifically, Si is in the range of 0.1% by mass to 1.2% by mass, Mn is in the range of 1.0% by mass to 2.0% by mass, and Cu is in the range of 0.4% to 1.2% by mass. and the balance is Al and unavoidable impurities.
Here, if Si is less than 0.1% by mass, the amount of Si added is too small to obtain the desired effect. If the Mn content is less than 1.0% by mass, the amount of addition is too small to obtain the desired effect, and if it exceeds 2.0% by mass, the castability and rollability of the core deteriorate. Furthermore, if Cu is less than 0.4% by mass, the amount of addition is small and the desired effect cannot be obtained. is lowered and the brazeability is also lowered.
More preferably, the core material contains 0.7% by mass or more and 1.0% by mass or less of Si, 1.3% by mass or more and 1.7% by mass or less of Mn, and 0.55% or more and 0.85% by mass of Cu. It is preferably composed of an aluminum alloy having a composition in which the content is in the range of mass % or less, and the balance is Al and unavoidable impurities.
なお、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材は、Ｚｒを０．０５質量％以上０．１５質量％以下の範囲で含有してもよい。より好ましくは、芯材は、Ｚｒを０．０８質量％以上０．１２質量％以下の範囲で含有するとよい。
芯材において、Ｚｒは、芯材の強度向上及び結晶粒粗大化によるエロージョンの抑制に寄与する。この点、Ｚｒが０．０５質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、Ｚｒが０．１５質量％を超えると、芯材の鋳造性が低下する。
また、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材は、Ｔｉを０．０５質量％以上０．１５質量％以下の範囲で、上記Ｚｒに代えて、若しくは上記Ｚｒとともに含有してもよい。より好ましくは、芯材は、Ｔｉを０．０８質量％以上０．１２質量％以下の範囲で含有するとよい。
芯材において、Ｔｉは、芯材の強度向上及び耐食性の向上に寄与する。Ｚｒが０．０５質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、Ｚｒが０．１５質量％を超えると、芯材の鋳造性が低下する。
The core material made of Al--Mn--Cu alloy may contain Zr in the range of 0.05% by mass or more and 0.15% by mass or less. More preferably, the core material should contain Zr in the range of 0.08% by mass or more and 0.12% by mass or less.
In the core material, Zr contributes to improving the strength of the core material and suppressing erosion due to coarsening of crystal grains. In this respect, if the Zr content is less than 0.05% by mass, the desired effect cannot be obtained due to the small amount of Zr added, and if the Zr content exceeds 0.15% by mass, the castability of the core deteriorates.
Further, the core material made of the Al--Mn--Cu alloy may contain Ti in the range of 0.05% by mass or more and 0.15% by mass or less instead of or together with Zr. More preferably, the core material should contain Ti in the range of 0.08% by mass or more and 0.12% by mass or less.
In the core material, Ti contributes to improving the strength and corrosion resistance of the core material. If the amount of Zr is less than 0.05% by mass, the desired effect cannot be obtained, and if the amount of Zr exceeds 0.15% by mass, the castability of the core deteriorates.
さらに、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材は、Ｍｇを０．０１質量％以上０．５質量％以下の範囲で含有してもよい。より好ましくは、芯材は、Ｍｇを０．１５質量％以上０．３５質量％以下の範囲で含有するとよい。
芯材において、Ｍｇは、芯材の強度向上に寄与する。Ｍｇが０．１質量％未満では、添加量が少なく所望の効果を得られず、Ｍｇが０．５質量％を超えると、ろう付け性が低下する。
ここで、Ａｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金からなる芯材にＭｇを合金元素として添加すると、時効硬化がさらに増大する。つまり、時効硬化におけるＭｇ径分散粒子の析出サイトとなるＡｌ－Ｍｎ系分散粒子の生成を抑制することで、使用実環境を想定したろう付け熱処理後の１８０℃熱処理におけるＭｇ２Ｓｉの析出過程にて、母材に整合なＧＰゾーン(Ｍｇ原子の集合体)が形成され、その後微細なβ’相(中間相)が形成される。これにより、芯材の強度、硬さがさらに大きく増大する。
Further, the core material made of Al--Mn--Cu alloy may contain Mg in the range of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. More preferably, the core material should contain Mg in the range of 0.15% by mass or more and 0.35% by mass or less.
In the core material, Mg contributes to improving the strength of the core material. If the Mg content is less than 0.1% by mass, the amount of addition is too small to obtain the desired effect, and if the Mg content exceeds 0.5% by mass, the brazeability deteriorates.
Here, when Mg is added as an alloying element to the core material made of Al--Mn--Cu alloy, age hardening is further increased. In other words, by suppressing the generation of Al—Mn-based dispersed particles that serve as precipitation sites for Mg diameter dispersed particles during age hardening, the precipitation process of Mg 2 Si in the 180° C. heat treatment after brazing heat treatment assuming the actual use environment can be improved. As a result, a GP zone (aggregate of Mg atoms) matching the base metal is formed, and then a fine β' phase (intermediate phase) is formed. This further increases the strength and hardness of the core material.
また、芯材においてろう付け熱処理後の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、１．２×１０５個／ｍｍ２以下であり、ろう付け熱処理後の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、５０個／ｍｍ以下であるとよい。 Further, in the core material, the number of dispersed particles of the Al—Mn-based intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains after the brazing heat treatment is 1.2×10 5 particles/mm 2 or less. It is preferable that the number of dispersed particles of the Al--Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the grain boundaries afterward is 50 particles/mm or less.
［ろう材および犠牲材の組成］
本実施形態では、芯材の一方の面には、Ａｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材が貼り合わされ、他方の面には、Ａｌ－Ｚｎ系合金からなる犠牲材が貼り合わされている。
Ａｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材は、通常Ｓｉを６質量％以上１２質量％以下の範囲で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金からなるとよい。
また、Ａｌ－Ｚｎ系合金からなる犠牲材は、Ｚｎを１．０質量％以上５．０質量％以下の範囲で含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金により構成されるとよい。
[Composition of brazing material and sacrificial material]
In this embodiment, a brazing material made of an Al--Si alloy is attached to one surface of the core material, and a sacrificial material made of an Al--Zn alloy is attached to the other surface.
The brazing material made of an Al--Si alloy is preferably made of an aluminum alloy having a composition containing Si in the range of 6% by mass or more and 12% by mass or less, with the balance being Al and unavoidable impurities.
In addition, the sacrificial material made of an Al—Zn alloy contains Zn in a range of 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the balance is Al and unavoidable impurities. good.
［熱交換器の製造方法］
次に、このブレージングシートを用いた熱交換器を製造する方法について説明する。
この熱交換器の製造方法は、芯材を製造する芯材製造工程と、芯材の一方の面にろう材が貼り付けられ、他方の面に犠牲材が貼り付けられたブレージングシートを製造するブレージングシート製造工程と、ブレージングシートにより構成される各部材をろう付け熱処理するろう付け熱処理工程と、を備える。
［芯材製造工程］
まず、溶解鋳造により芯材用アルミニウム合金、ろう材用アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊について、スラブ鋳造後に偏析など不均質な組織を除去する事を目的に均質化処理を実施する。高温の均質化処理により、鋳造時にマトリクスに過飽和に固溶した添加元素が金属間化合物として析出する。析出する金属間化合物のサイズや分散量は均質化処理の温度、時間に影響を及ぼされるため、添加元素の種類に応じた熱処理条件を選択する必要がある。
本実施形態では、Ａｌ－Ｍｎ系合金にＣｕを添加し、これらを溶解鋳造することにより芯材用アルミニウム合金を鋳造し、得られた鋳塊について均質化処理を４００℃以上５２０℃以下の温度で５～１５時間行う。
[Method for manufacturing heat exchanger]
Next, a method for manufacturing a heat exchanger using this brazing sheet will be described.
This heat exchanger manufacturing method includes a core material manufacturing process for manufacturing a core material, and a brazing sheet having a brazing material attached to one surface of the core material and a sacrificial material attached to the other surface. A brazing sheet manufacturing process and a brazing heat treatment process for brazing and heat-treating each member composed of the brazing sheet are provided.
[Core manufacturing process]
First, an aluminum alloy for core material and an aluminum alloy for brazing material are cast by melting and casting, and the obtained ingot is homogenized for the purpose of removing heterogeneous structures such as segregation after slab casting. Due to the high-temperature homogenization treatment, the additive element supersaturated in solid solution in the matrix during casting precipitates as an intermetallic compound. Since the size and dispersion amount of the precipitated intermetallic compound are affected by the temperature and time of the homogenization treatment, it is necessary to select heat treatment conditions according to the type of additive element.
In the present embodiment, Cu is added to an Al—Mn-based alloy, and an aluminum alloy for a core material is cast by melting and casting them, and the obtained ingot is subjected to a homogenization treatment at a temperature of 400 ° C. or higher and 520 ° C. or lower. for 5 to 15 hours.
一方、Ａｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材の均質化処理は、４００～５５０℃で１～１５時間とする。通常、ブレージングシートの作製工程において、ろう材層へ均質化処理を実施しないことが一般的であり、この工程にて作製されたブレージングシートのろう材層内には円相当径で１μｍ程度のＳｉ粒子が多数存在する。このろう材層内のＳｉ粒子サイズを制御するために、均質化処理が効果的であり、４００～５５０℃で１～１５時間の範囲から選択することができ、４８０～５５０℃で３～１０時間の範囲で実施するのがより好ましい。
また、Ａｌ－Ｚｎ系合金からなる犠牲材の均質化処理は、４００～５５０℃で１～１５時間もしくは実施しない。
On the other hand, the homogenization treatment for the brazing filler metal made of Al—Si alloy is carried out at 400 to 550° C. for 1 to 15 hours. Generally, in the process of producing a brazing sheet, the brazing material layer is not subjected to a homogenization treatment. A large number of particles are present. In order to control the Si particle size in this brazing material layer, a homogenization treatment is effective and can be selected from the range of 1 to 15 hours at 400 to 550°C. It is more preferable to carry out within a time range.
Further, the homogenization treatment of the sacrificial material made of Al—Zn alloy is performed at 400 to 550° C. for 1 to 15 hours or not performed.
均質化処理を実施した芯材用アルミニウム合金、ろう材用アルミニウム合金、及び犠牲材用アルミニウム合金の鋳塊は、それぞれ熱間圧延を得て合金板とされる。また、鋳造工程と圧延工程とを分けずに、連続鋳造圧延を経て合金板としてもよい。
通常、熱間圧延は５００℃前後の高温で負荷されるが、圧延終了後にコイル化され室温まで冷却される。この場合、熱間圧延の仕上げ温度により高温で保持される時間が変わるため、金属間化合物の析出挙動に影響を及ぼす。
本実施形態では、仕上がり温度が４０８℃以上４４２℃以下となるように熱間圧延を実行している。
The homogenized ingots of the aluminum alloy for the core material, the aluminum alloy for the brazing material, and the aluminum alloy for the sacrificial material are hot-rolled to form alloy plates. Alternatively, the alloy sheet may be obtained through continuous casting and rolling without separating the casting process and the rolling process.
Normally, hot rolling is applied at a high temperature of around 500° C., but after the rolling is completed, the steel is coiled and cooled to room temperature. In this case, the time of holding at high temperature changes depending on the finishing temperature of hot rolling, which affects the precipitation behavior of intermetallic compounds.
In this embodiment, hot rolling is performed so that the finishing temperature is 408° C. or higher and 442° C. or lower.
［ブレージングシート製造工程］
そして、これら合金板を適宜のクラッド率でクラッドする。そのクラッドは一般には圧延により行われる。その後、さらに冷間圧延を施すことにより、所望の厚さの熱交換器用アルミニウム合金材が得られる。そして、最終焼鈍を例えば３６０℃で３時間行うことにより、ブレージングシートとする。これにより、芯材におけるろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、８．５×１０４個／ｍｍ２以下となる。
ブレージングシートの厚みの構成は、例えば、ろう材層：芯材：犠牲材層＝１０％：８０％：１０％とすることができるが、これに限定されるものではなく、ろう材層のクラッド率を５％や１５％としてもよい。
[Brazing sheet manufacturing process]
Then, these alloy plates are clad with an appropriate clad ratio. The cladding is generally done by rolling. Thereafter, cold rolling is applied to obtain an aluminum alloy material for heat exchangers having a desired thickness. Then, final annealing is performed at, for example, 360° C. for 3 hours to obtain a brazing sheet. As a result, the number of dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment in the core material is 8.5×10 4 particles/mm 2 or less.
The thickness configuration of the brazing sheet can be, for example, brazing material layer: core material: sacrificial material layer = 10%: 80%: 10%, but is not limited to this. The rate may be 5% or 15%.
熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍は常法によって行えばよいが、冷間圧延工程時に、中間焼鈍を介在させることも可能である。その場合、中間焼鈍としては、例えば２００～４００℃で１～６時間の加熱によって行なうことができる。中間焼鈍後の最終圧延では、１０～５０％の冷間圧延率で圧延を行なう。 Hot rolling, cold rolling, and final annealing may be performed by conventional methods, but it is also possible to interpose intermediate annealing during the cold rolling process. In that case, the intermediate annealing can be performed by heating at 200 to 400° C. for 1 to 6 hours, for example. In the final rolling after intermediate annealing, rolling is performed at a cold rolling reduction of 10 to 50%.
［ろう付け熱処理工程］
このようなブレージングシートは、熱交換器の各部材として用いられ、各部材を組み立てた状態で全体を高温の炉内に挿入し、冷却することで、Ａｌ－Ｓｉ系合金からなるろう材が溶融して各部材の接触部位がろう付け接合され、熱交換器が構成される。このろう付け熱処理は、例えば、室温（例えば、２５℃）から６００℃まで平均昇温速度１００℃／分で昇温し、６００℃で１～３分保持後、６８℃／分以上８８℃／分以下の冷却速度で６００℃から４００℃まで冷却を制御した。ろう付熱処理における冷却中に各添加元素の析出が進むため、所望の金属間化合物サイズを得るには、冷却速度を制御することが有効となるからである。
これにより、ろう付け熱処理後の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が１．２×１０５個／ｍｍ２以下となり、ろう付け熱処理後の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、５０個／ｍｍ以下となる。
[Brazing heat treatment process]
Such a brazing sheet is used as each member of a heat exchanger, and the brazing material made of an Al—Si alloy is melted by inserting the entire assembled member into a high-temperature furnace and cooling it. Then, the contact portions of each member are joined by brazing to form a heat exchanger. In this brazing heat treatment, for example, the temperature is raised from room temperature (eg, 25° C.) to 600° C. at an average temperature increase rate of 100° C./min, held at 600° C. for 1 to 3 minutes, and then heated to 68° C./min or more to 88° C./min. Cooling was controlled from 600°C to 400°C at a cooling rate of less than a minute. This is because the precipitation of each additional element proceeds during cooling in the brazing heat treatment, so controlling the cooling rate is effective in obtaining the desired intermetallic compound size.
As a result, the dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains after the brazing heat treatment are 1.2×10 5 /mm 2 or less, and the crystal grains after the brazing heat treatment. The number of dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the boundary is 50 particles/mm or less.
このような製造方法により製造されたブレージングシートは、ろう付熱処理後の使用実環境を想定した１８０℃で１０００時間の熱処理におけるＡｌ－Ｃｕ系の析出過程にて、母材に整合なＧＰゾーン(Ｃｕ原子の集合体)やθ’相(中間相)が形成されるため、強度及び硬さが大きく増大し、芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上となる。
そして、上述した製造方法により製造された熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートにより熱交換器が構成されていることから、該熱交換器自体の引張強度が高まるので、熱交換器の耐久性を高めることができる。
A brazing sheet manufactured by such a manufacturing method has a GP zone ( Aggregates of Cu atoms) and θ′ phase (intermediate phase) are formed, so that the strength and hardness are greatly increased, and the tensile strength of the core material at room temperature is 150 MPa or more.
Further, since the heat exchanger is constituted by the aluminum alloy brazing sheet for heat exchanger manufactured by the above-described manufacturing method, the tensile strength of the heat exchanger itself is increased, so that the durability of the heat exchanger is improved. can be done.
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記実施形態では、ブレージングシートとして、芯材の一方の面にろう材が貼り付けられ、他方の面に犠牲材が貼り付けられている例を示したが、これに限らず、芯材の片面にのみろう材が貼り付けられていてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and various modifications can be made to the detailed configurations without departing from the gist of the present invention.
In the above embodiment, an example in which the brazing material is attached to one side of the core material and the sacrificial material is attached to the other side of the core material as the brazing sheet is shown. A wax material may be affixed.
半連続鋳造により芯材用アルミニウム合金およびろう材用アルミニウム合金を鋳造した。芯材用アルミニウム合金には、表１に示す合金（残部Ａｌおよび不可避不純物）を用いた。また、芯材用の材料にはそれぞれ表１に示す条件にて均質化処理を行なった。一方、ろう材用アルミニウム合金には、Ｓｉを８．０質量％含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のアルミニウム合金を用い、犠牲材用アルミニウム合金には、Ｚｎを１．０質量％含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を用い、ろう材用及び犠牲材用のアルミニウム合金のそれぞれには４５０℃で１０時間の均質化処理を行なった。
次に、芯材の両面にろう材及び犠牲材（クラッド率各１０％）を組み合わせて、表１に示す条件にて熱間圧延してクラッド材とし、さらに冷間圧延を行った。その後、板厚０．５ｍｍ、２５０℃で４時間の焼鈍を実施して調質Ｈ２４のブレージングシート（供試材）を作製した。
そして、各供試材に対して、室温から６００℃まで平均昇温温度１００℃／分で昇温し、６００℃で３分保持した後、表１に示す各冷却速度で６００℃から４００℃まで冷却を制御し、ろう付け相当加熱を行った。
An aluminum alloy for core material and an aluminum alloy for brazing material were cast by semi-continuous casting. The alloys shown in Table 1 (balance Al and unavoidable impurities) were used as aluminum alloys for the core material. In addition, the materials for the core material were each subjected to homogenization treatment under the conditions shown in Table 1. On the other hand, the aluminum alloy for brazing material contains 8.0% by mass of Si, and the balance is Al and unavoidable impurities, and the aluminum alloy for sacrificial material uses 1.0% by mass of Zn. A homogenization treatment was performed at 450° C. for 10 hours on each of the aluminum alloys for the brazing material and the sacrificial material.
Next, a brazing material and a sacrificial material (cladding rate of 10% each) were combined on both sides of the core material, hot rolled under the conditions shown in Table 1 to form a clad material, and then cold rolled. After that, the sheet was 0.5 mm thick and annealed at 250° C. for 4 hours to prepare a brazing sheet (test material) with a temper of H24.
Then, each test material was heated from room temperature to 600 ° C. at an average temperature increase of 100 ° C./min, held at 600 ° C. for 3 minutes, and then cooled from 600 ° C. to 400 ° C. at each cooling rate shown in Table 1. The cooling was controlled until the temperature reached the temperature equivalent to brazing.
［分散粒子の分布状態］
各供試材のろう付け熱処理前及びろう付け熱処理後の円相当径２００ｎｍ以上の分散粒子の個数密度（個／ｍｍ２）を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定した。
測定方法は、ろう付熱処理後の供試材に機械研磨、および電解研磨によって犠牲材中央部から薄膜を作製し、透過型電子顕微鏡にて１００００倍で写真撮影した。５視野（合計で５００μｍ２程度）について写真撮影し、画像解析によって分散粒子の平均サイズおよび面積率を計測した。
また、この測定方法により、ろう付け熱処理後の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上の分散粒子の数（個／ｍｍ）を測定した。これらは、表１及び表２に示す通りである。
[Distribution state of dispersed particles]
The number density (pieces/mm 2 ) of dispersed particles having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in each test material before and after the brazing heat treatment was measured with a transmission electron microscope (TEM).
As for the measurement method, a thin film was formed from the central portion of the sacrificial material by mechanical polishing and electropolishing on the test material after the brazing heat treatment, and a photograph was taken with a transmission electron microscope at a magnification of 10,000. Photographs were taken for 5 fields of view (about 500 μm 2 in total), and the average size and area ratio of the dispersed particles were measured by image analysis.
Also, by this measuring method, the number (particles/mm) of dispersed particles having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the grain boundaries after the brazing heat treatment was measured. These are shown in Tables 1 and 2.
［ろう付け後強度評価］
ろう付け熱処理後に１８０℃で１０００時間熱処理を行った各供試材について、圧延方向と平行にサンプルを切り出してＪＩＳ１３号Ｂ形状の試験片を作成し、常温で引張試験を実施し、引張強度（ＭＰａ）を測定した。なお、引張速度は、３ｍｍ／分とした。
なお、ろう付け熱処理後に１８０℃で１０００時間熱処理した後の芯材の常温での引張強度が１５７ＭＰａを超えているものを良好「◎」と評価し、１５０ＭＰａ以上１５７ＭＰａ以下のものを可「〇」と評価し、１５０ＭＰａ未満のものを不可「×」と評価した。
以上説明した測定結果及び評価は、表１及び表２に示す通りである。
[Evaluation of strength after brazing]
For each test material that was heat-treated at 180 ° C. for 1000 hours after the brazing heat treatment, a sample was cut in parallel with the rolling direction to create a JIS No. 13 B-shaped test piece, and a tensile test was performed at room temperature. MPa) was measured. The tensile speed was set to 3 mm/min.
In addition, the tensile strength of the core material at room temperature after heat treatment at 180 ° C. for 1000 hours after brazing heat treatment exceeds 157 MPa. , and those of less than 150 MPa were evaluated as not acceptable "x".
The measurement results and evaluation described above are as shown in Tables 1 and 2.
表１及び表２に示すように、実施例１～１４は、ろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が、８．５×１０４個／ｍｍ２以下であったため、ろう付け熱処理後、１８０℃で１０００時間熱処理した後の芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上となり、上記評価が可「〇」以上であった。
一方、比較例７～１３は、ろう付け熱処理前の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が、８．５×１０４個／ｍｍ２を超えていたため、上記評価が不可「×」であった。また、比較例１～６は、芯材の組成が質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．２％以下、Ｍｎ：１．０％以上２．０％以下、Ｃｕ：０．４％以上１．２％以下の範囲外であったことから、上記評価が不可「×」であった。さらに、比較例１４及び１５は、ろう付け工程の際の冷却速度が小さかったため、上記評価が不可「×」であった。
As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 14, dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment were 8.5×10. Since it was 4 pieces/mm 2 or less, the tensile strength of the core material at normal temperature after heat treatment at 180°C for 1000 hours after the brazing heat treatment was 150 MPa or more, and the above evaluation was "Good" or better.
On the other hand, in Comparative Examples 7 to 13, the number of dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains before the brazing heat treatment exceeded 8.5×10 4 particles/mm 2 . Therefore, the above evaluation was "impossible". In Comparative Examples 1 to 6, the composition of the core material is mass%, Si: 0.1% to 1.2%, Mn: 1.0% to 2.0%, Cu: 0.4% Since it was outside the range of 1.2% or less, the above evaluation was "Poor". Furthermore, in Comparative Examples 14 and 15, the cooling rate during the brazing process was low, so the above evaluation was "poor".
Claims (6)
前記芯材は、質量％で、Ｓｉ：０．１％以上１．２％以下、Ｍｎ：１．０％以上２．０％以下、Ｃｕ：０．４％以上１．２％以下、を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成のＡｌ－Ｍｎ－Ｃｕ系合金であり、
前記ろう付け熱処理前の前記芯材の結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、８．５×１０４個／ｍｍ２以下であり、
ろう付け熱処理後、１８０℃で１０００時間熱処理した後の前記芯材の常温での引張強度が１５０ＭＰａ以上であることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。 An aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger before brazing heat treatment, comprising a core material and at least one of a brazing material and a sacrificial material,
The core material contains Si: 0.1% or more and 1.2% or less, Mn: 1.0% or more and 2.0% or less, and Cu: 0.4% or more and 1.2% or less, in % by mass. and the balance is an Al-Mn-Cu alloy with a composition consisting of Al and inevitable impurities ,
The number of dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains of the core material before the brazing heat treatment is 8.5×10 4 particles/mm 2 or less,
An aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger, wherein the tensile strength of the core material at room temperature after heat treatment for 1000 hours at 180° C. after brazing heat treatment is 150 MPa or more.
前記ろう付け熱処理後、且つ前記１０００時間熱処理前の前記芯材の結晶粒界上に析出する円相当径で１００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子は、前記結晶粒界の長さに対して５０個／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。 After the brazing heat treatment and before the 1000-hour heat treatment , the dispersed particles of the Al—Mn-based intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains of the core material were 1.2×10 5 particles/mm. is 2 or less,
After the brazing heat treatment and before the 1000-hour heat treatment , the dispersed particles of the Al—Mn-based intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 100 nm or more precipitated on the crystal grain boundary of the core material, and the length of the grain boundary The aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number of particles per mm is 50/mm or less.
前記芯材の片面又は両面にろう材を配置して冷間圧延及び最終焼鈍を施すことで、結晶粒内における円相当径で２００ｎｍ以上のＡｌ－Ｍｎ系金属間化合物の分散粒子が８．５×１０４個／ｍｍ２以下となる芯材の片面又は両面にろう材が貼り付けられた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートを製造するブレージングシート製造工程と、
前記熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートにより形成された各部材を組み合わせて炉内に配置した上、ろう付け熱処理するろう付け熱処理工程と、を備え、
前記ろう付け熱処理工程では、室温から６００℃以下まで昇温し、その温度で１分以上３分以下保持後、６８℃／分以上８８℃／分以下の冷却速度で４００℃まで冷却することを特徴とする熱交換器の製造方法。 Cu is added to an Al-Mn alloy, and an aluminum alloy for core material is cast by melting and casting them, and the obtained ingot is homogenized at a temperature of 400 ° C. or higher and 520 ° C. or lower for 5 to 15 hours. After that, hot rolling is performed so that the finish temperature is 408° C. or higher and 442° C. or lower, and the mass %, Si: 0.1% or more and 1.2% or less, Mn: 1.0% or more2. a core material manufacturing step for manufacturing a core material made of an Al-Mn-Cu alloy having a composition containing 0% or less and Cu: 0.4% or more and 1.2% or less, with the balance being Al and inevitable impurities ; ,
By arranging a brazing filler metal on one or both sides of the core material and performing cold rolling and final annealing, the dispersed particles of the Al—Mn intermetallic compound having an equivalent circle diameter of 200 nm or more in the crystal grains are 8.5. A brazing sheet manufacturing process for manufacturing an aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger in which a brazing material is attached to one side or both sides of a core material of × 10 4 /mm 2 or less;
A brazing heat treatment step of combining each member formed of the aluminum alloy brazing sheet for a heat exchanger, arranging it in a furnace, and performing brazing heat treatment ,
In the brazing heat treatment step, the temperature is raised from room temperature to 600° C. or less, held at that temperature for 1 minute or more and 3 minutes or less, and then cooled to 400° C. at a cooling rate of 68° C./minute or more and 88° C./minute or less. A method for manufacturing a heat exchanger, characterized by:
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