JP7221631B2 - Aluminum alloy brazing sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、不活性ガス雰囲気中又は真空中でフラックスを用いずにアルミニウムをろう
付するために用いられるアルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet used for brazing aluminum in an inert gas atmosphere or in vacuum without using flux, and a method for producing the same.
アルミニウム製の熱交換器や機械用部品など、細かな接合部を多数有する製品の接合方法としてろう付が広く用いられている。アルミニウム材（アルミニウム及びアルミニウム合金を含む。以下同じ。）のろう付を行うためには、アルミニウム材の表面に存在する酸化皮膜を破壊し、溶融ろうを接合相手の母材または溶融ろうに接触させることが必要である。酸化皮膜を破壊する方法としては、フラックスを使用する方法と真空中で加熱する方法とがある。また、アルミニウム材のろう付には、心材と、心材の少なくとも一方の面上に設けられたろう材とを有するブレージングシートが多用されている。 Brazing is widely used as a method of joining products having many fine joints, such as aluminum heat exchangers and machine parts. In order to braze aluminum materials (including aluminum and aluminum alloys; the same shall apply hereinafter), the oxide film present on the surface of the aluminum material is destroyed, and the molten brazing material is brought into contact with the base metal or molten brazing material to be joined. It is necessary. Methods of destroying the oxide film include a method using flux and a method of heating in a vacuum. Brazing sheets having a core material and a brazing material provided on at least one surface of the core material are often used for brazing aluminum materials.
しかし、フラックスろう付法、つまり、フラックスを使用して酸化皮膜を破壊するろう付法においては、フラックスの材料費及びフラックスを塗布する工程における作業コストがアルミニウム製品の製造コストの増大要因となっている。 However, in the flux brazing method, that is, the brazing method that uses flux to destroy the oxide film, the material cost of the flux and the work cost in the process of applying the flux are factors that increase the manufacturing cost of aluminum products. there is
フラックスの使用に伴う前記の問題を回避するため、アルミニウム製品の用途によっては、接合予定部の表面にフラックスを塗布せずに真空中においてろう付を行う、いわゆる真空ろう付法を採用することもある。しかし、真空ろう付法は、フラックスろう付法に比べて生産性が低い、あるいはろう付接合の品質が悪化しやすいという問題がある。また、真空ろう付法に用いるろう付炉は、一般的なろう付炉に比べて設備費やメンテナンス費が高くなる。 In order to avoid the above-mentioned problems associated with the use of flux, depending on the application of aluminum products, it is possible to adopt a so-called vacuum brazing method in which brazing is performed in a vacuum without applying flux to the surface of the part to be joined. be. However, the vacuum brazing method has a problem that the productivity is lower than that of the flux brazing method, or the brazing joint quality tends to deteriorate. In addition, the brazing furnace used for the vacuum brazing method has higher equipment costs and maintenance costs than general brazing furnaces.
そこで、接合予定部の表面にフラックスを塗布せずに不活性ガス雰囲気中でろう付を行う、いわゆるフラックスフリーろう付法が提案されている。フラックスフリーろう付法に用いられるブレージングシートは、その積層構造のうち少なくとも１つの層に、酸化皮膜を脆弱化する、あるいは酸化皮膜を破壊する作用を有する元素を有している。この種の元素としては、Ｍｇ（マグネシウム）が多用されている。 Therefore, a so-called flux-free brazing method has been proposed, in which brazing is performed in an inert gas atmosphere without applying flux to the surfaces of the parts to be joined. A brazing sheet used in the flux-free brazing method has an element that weakens or destroys the oxide film in at least one layer of its laminated structure. Mg (magnesium) is often used as this kind of element.
しかし、Ｍｇは比較的酸化されやすいという問題がある。そのため、Ｍｇを単純にろう材中に添加した場合、ろう付加熱中に、ろう材の表面にＭｇＯの皮膜が形成され、ろう付性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避するため、ブレージングシートにおける心材とろう材との間にＭｇを含有する中間材を介在させ、ろう付時の加熱によってＭｇを中間材からろう材表面へ向けて拡散させる技術が提案されている。 However, there is a problem that Mg is relatively easily oxidized. Therefore, when Mg is simply added to the brazing filler metal, a film of MgO is formed on the surface of the brazing filler metal during brazing addition heat, which may lead to deterioration of brazeability. In order to avoid such problems, a technique has been proposed in which an intermediate material containing Mg is interposed between the core material and the brazing material in the brazing sheet, and Mg is diffused from the intermediate material toward the surface of the brazing material by heating during brazing. It is
例えば、特許文献１には、芯材と、１質量％以上４質量％未満のＳｉ（シリコン）および０．１～５．０質量％のＭｇ（マグネシウム）を含有するＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金からなり芯材上にクラッドされた中間ろう材層と、４～１２質量％のＳｉを含有するＡｌ－Ｓｉ系合金からなり中間ろう材層上にクラッドされた最表面ろう材層と、を有するブレージングシートが開示されている。
For example,
しかし、特許文献１のブレージングシートを用いてろう付を行う場合、中間ろう材層中のＭｇがブレージングシートの表面に到達するまでの間はＭｇによる酸化皮膜の脆弱化が起こらない。そして、Ｍｇは固体の中間ろう材層及び最表面ろう材層中を移動するため、ブレージングシートの表面に到達するまでに比較的長い時間を要する。それ故、このブレージングシートは、例えばろう材の厚さが厚い場合や昇温速度が速い場合等に、上述したろう付不良の発生を招くおそれがある。
However, when brazing is performed using the brazing sheet of
また、特許文献１のブレージングシートのように心材とろう材との間に中間材を介在させる場合には、中間材を設けない場合に比べてブレージングシートに含まれる層の数が多くなるため、ブレージングシートの構成がより複雑になる。また、ブレージングシートの層数が多くなることにより、生産性の低下や材料コストの増大を招くおそれもある。
In addition, when an intermediate material is interposed between the core material and the brazing material as in the brazing sheet of
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、フラックスを使用せずにに行うろう付におけるろう付性が良好であり、簡素な構成を有するブレージングシート及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of this background, and an object of the present invention is to provide a brazing sheet having good brazing properties in brazing performed without using flux and having a simple configuration, and a method for manufacturing the same. It is.
本発明の一態様は、フラックスを使用せずに行うろう付に適用可能なアルミニウム合金ブレージングシートであって、
０．１０質量％以上３．０質量％以下のＭｇを含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物から構成されたアルミニウム合金からなる心材と、
Ｍｇと、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉと、０質量％以上０．０５０質量％以下のＢｉとを含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物から構成されたアルミニウム合金からなり、前記心材の少なくとも片面上に積層されるとともに最表面に露出したろう材と、を有し、
前記ろう材は、
前記心材との境界面から前記最表面へ近づくほどＭｇ濃度が連続的に低くなるＭｇ分布を有しており、
前記最表面からの深さが前記ろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度が０．１５０質量％以下であり、かつ、
前記最表面からの深さが前記ろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度が前記心材中のＭｇ量の５～９０％である、アルミニウム合金ブレージングシートにある。
One aspect of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet applicable to brazing without using flux,
a core material made of an aluminum alloy containing 0.10% by mass or more and 3.0% by mass or less of Mg, with the balance being Al and unavoidable impurities ;
An aluminum alloy containing Mg, 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si, 0% by mass or more and 0.050% by mass or less of Bi, and the balance being Al and unavoidable impurities and a brazing material laminated on at least one side of the core material and exposed on the outermost surface,
The brazing material is
It has a Mg distribution in which the Mg concentration continuously decreases as it approaches the outermost surface from the interface with the core material,
The Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface is ⅛ the thickness of the brazing material is 0.150% by mass or less, and
In the aluminum alloy brazing sheet, the Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface is 7/8 of the thickness of the brazing material is 5 to 90% of the Mg amount in the core material.
前記アルミニウム合金ブレージングシート（以下、「ブレージングシート」という。）は、前記心材と、前記心材の少なくとも片面上に積層され、最表面に露出した前記ろう材と、を有している。また、ろう材中のＭｇは、心材との境界面からブレージングシートの最表面へ近づくほどＭｇ濃度が連続的に低くなるように分布している。そして、最表面からの深さがろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度及びろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度が、それぞれ前記特定の範囲となっている。 The aluminum alloy brazing sheet (hereinafter referred to as "brazing sheet") has the core material and the brazing material laminated on at least one side of the core material and exposed to the outermost surface. Further, Mg in the brazing filler metal is distributed such that the Mg concentration continuously decreases from the interface with the core material to the outermost surface of the brazing sheet. The Mg concentration at the position where the depth from the outermost surface is 1/8 of the thickness of the brazing material and the Mg concentration at the position where the thickness of the brazing material is 7/8 are within the specific ranges.
ろう材中のＭｇは、ろう材の固相線温度を低下させ、比較的低い温度から溶融ろうを生じさせることができる。更に、ろう材内に予め前記特定のＭｇ分布を形成することにより、ろう付中のＭｇの酸化を抑制しつつ、ブレージングシートの最表面へ迅速にＭｇを供給することができる。 The Mg in the brazing filler metal lowers the solidus temperature of the brazing filler metal, allowing molten brazing to be produced from a relatively low temperature. Furthermore, by forming the specific Mg distribution in the brazing material in advance, Mg can be quickly supplied to the outermost surface of the brazing sheet while suppressing oxidation of Mg during brazing.
そして、前記最表面へ迅速にＭｇを供給するとともに、比較的低い温度から溶融ろうを生じさせることにより、接合予定部におけるフィレットの形成速度を速めることができる。その結果、不活性ガス雰囲気中においてフラックスを用いずに行う、いわゆるフラックスフリーろう付法や真空ろう付法におけるろう付性を向上させることができる。 By rapidly supplying Mg to the outermost surface and generating molten solder from a relatively low temperature, it is possible to increase the rate of fillet formation at the joining portion. As a result, it is possible to improve brazeability in so-called flux-free brazing or vacuum brazing, which are performed in an inert gas atmosphere without using flux.
また、前記ブレージングシートは、ろう材という単一の層内に前記特定のＭｇ分布が形成されているため、ブレージングシートに含まれる層の数の増加を回避することができる。それ故、前記ブレージングシートの構成の複雑化を回避するとともに、生産性の低下や材料コストの増大を回避することができる。 In addition, since the brazing sheet has the specific Mg distribution in a single layer of brazing material, it is possible to avoid an increase in the number of layers included in the brazing sheet. Therefore, it is possible to avoid complication of the structure of the brazing sheet, and avoid a decrease in productivity and an increase in material cost.
以上の結果、前記の態様によれば、フラックスを使用せずに行うろう付におけるろう付性が良好であり、簡素な構成を有するブレージングシートを提供することができる。 As a result, according to the above aspect, it is possible to provide a brazing sheet having good brazing properties in brazing without using flux and having a simple configuration.
前記ブレージングシートにおいて、ろう材は、心材の少なくとも片面上に積層されている。即ち、前記ブレージングシートは、心材と、心材の片面上に積層されたろう材とからなる２層構造を有していてもよいし、心材と、心材の両面上に積層されたろう材とからなる３層構造を有していてもよい。 In the brazing sheet, the brazing material is laminated on at least one surface of the core material. That is, the brazing sheet may have a two-layer structure consisting of a core material and a brazing material laminated on one side of the core material, or may have a two-layer structure consisting of a core material and brazing materials laminated on both sides of the core material. It may have a layered structure.
また、前記ブレージングシートは、心材と、心材の一方の面上に積層されたろう材と、前記心材及び前記ろう材とは異なるアルミニウム合金からなり、心材の他方の面上に積層された層とを備えた３層以上の多層構造を有していてもよい。かかる層としては、例えば、犠牲陽極材や、前記ろう材とは異なる化学成分を有する第２ろう材等がある。 The brazing sheet comprises a core material, a brazing material laminated on one side of the core material, and a layer made of an aluminum alloy different from the core material and the brazing material and laminated on the other side of the core material. It may have a multi-layered structure with three or more layers. Such layers include, for example, a sacrificial anode material, a second brazing material having a chemical composition different from that of the brazing material, and the like.
心材の一方の面上にろう材を積層し、他方の面上に第２ろう材を積層する場合において、第２ろう材は、前記特定のＭｇ分布を有していなくてもよい。また、第２ろう材は、前記ろう材とは異なる厚みを有していてもよい。 When the brazing filler metal is laminated on one side of the core material and the second brazing filler metal is laminated on the other side, the second brazing filler metal may not have the specific Mg distribution. Also, the second brazing material may have a thickness different from that of the brazing material.
前記ブレージングシートの厚みは、例えば、０．０５０～２．０ｍｍの範囲から適宜設定することができる。また、前記ブレージングシートにおけるろう材のクラッド率は、例えば、３～２０％の範囲から適宜設定することができる。ろう材中のＭｇをブレージングシートの最表面まで早期に到達させる観点からは、ろう材のクラッド率を３～１０％にすることが好ましい。 The thickness of the brazing sheet can be appropriately set within a range of, for example, 0.050 to 2.0 mm. Also, the clad rate of the brazing filler metal in the brazing sheet can be appropriately set within a range of, for example, 3 to 20%. From the viewpoint of allowing the Mg in the brazing material to quickly reach the outermost surface of the brazing sheet, the clad ratio of the brazing material is preferably 3 to 10%.
前記ブレージングシートを構成する各層の化学成分及びその限定理由について説明する。 The chemical components of each layer constituting the brazing sheet and the reasons for their limitations will be described.
（心材）
前記ブレージングシートの心材は、０．１０質量％以上３．０質量％以下のＭｇを含むアルミニウム合金から構成されている。心材を構成するアルミニウム合金は、例えば、０．１０質量％以上３．０質量％以下のＭｇを含み、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。また、心材を構成するアルミニウム合金中には、必須成分としてのＭｇの他に、更に、任意成分として、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）が含まれていてもよい。
(heartwood)
The core material of the brazing sheet is made of an aluminum alloy containing 0.10% by mass or more and 3.0% by mass or less of Mg. The aluminum alloy forming the core material may have a chemical composition containing, for example, 0.10% by mass or more and 3.0% by mass or less of Mg, with the balance being Al (aluminum) and unavoidable impurities. Further, in addition to Mg as an essential component, the aluminum alloy constituting the core material contains optional components such as Fe (iron), Mn (manganese), Si (silicon), Cu (copper), Zn (zinc ), Ti (titanium), and Zr (zirconium).
・Ｍｇ：０．１０質量％以上３．０質量％以下
心材中のＭｇは、ろう付の初期段階、つまり、ろう材が溶融する前の段階において、ろう付加熱によって拡散し、心材から固体のろう材中に移動する。そのため、ろう材中のＭｇの総量は、ろう付の進行に伴って徐々に増加する。そして、ろう付が進行して溶融ろうが形成された後においては、溶融ろう中のＭｇによって接合予定部に存在する酸化皮膜が破壊される。その結果、フラックスを用いることなくブレージングシートと相手材とのろう付を行うことができる。
・Mg: 0.10% by mass to 3.0% by mass migrate into the brazing material. Therefore, the total amount of Mg in the brazing filler metal gradually increases as the brazing progresses. After the brazing progresses and the molten brazing material is formed, the Mg in the molten brazing material destroys the oxide film present in the parts to be joined. As a result, the brazing sheet and the mating material can be brazed without using flux.
心材中のＭｇ量を０．１０質量％以上とすることにより、溶融ろう中のＭｇの総量を十分に多くし、酸化皮膜の破壊を促進することができる。その結果、前記ブレージングシートと相手材とのろう付性を向上させることができる。心材中のＭｇ量が０．１０質量％未満の場合には、溶融ろう中のＭｇの総量が不足し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。 By setting the Mg amount in the core material to 0.10% by mass or more, the total amount of Mg in the molten brazing filler metal can be sufficiently increased to promote the destruction of the oxide film. As a result, the brazing properties between the brazing sheet and the mating material can be improved. If the amount of Mg in the core material is less than 0.10% by mass, the total amount of Mg in the molten brazing filler metal will be insufficient, possibly resulting in deterioration of brazability.
心材中のＭｇの含有量が多くなるほど酸化皮膜の破壊をより促進し、ろう付性をより向上させることができる。かかる観点からは、心材中のＭｇの含有量を０．４０質量％以上とすることが好ましい。 As the content of Mg in the core material increases, the breakdown of the oxide film is accelerated and the brazeability can be further improved. From this point of view, it is preferable that the content of Mg in the core material is 0.40% by mass or more.
しかし、心材中のＭｇの含有量が過度に多くなると、含有量に見合ったろう付性向上の効果を得ることが難しくなる。また、この場合には、前記ブレージングシートの成形性の悪化や、心材の結晶粒の微細化によるエロージョンの発生を招くおそれもある。心材中のＭｇ量を３．０質量％以下、好ましくは１．５０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、前記ブレージングシートと相手材とのろう付性を向上させることができる。 However, if the content of Mg in the core material is excessively high, it becomes difficult to obtain the effect of improving brazeability commensurate with the content. Moreover, in this case, the formability of the brazing sheet may deteriorate, and erosion may occur due to the refinement of the crystal grains of the core material. By setting the Mg content in the core material to 3.0% by mass or less, preferably 1.50% by mass or less, it is possible to avoid these problems and improve the brazeability between the brazing sheet and the mating material. can.
・Ｆｅ：１．０質量％以下
心材中には、任意成分として、１．０質量％以下のＦｅが含まれていてもよい。Ｆｅは、心材の強度を向上させる作用を有している。しかし、Ｆｅの含有量が過度に多くなると、心材の耐食性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、心材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの成形性の低下を招くおそれもある。Ｆｅの含有量を１．０質量％以下、より好ましくは０．７０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ心材の強度をより向上させることができる。
· Fe: 1.0% by mass or less The core material may contain 1.0% by mass or less of Fe as an optional component. Fe has the effect of improving the strength of the core material. However, if the Fe content is excessively high, the corrosion resistance of the core material may deteriorate. Moreover, in this case, a huge precipitate is likely to be formed in the core material, which may lead to deterioration of formability of the brazing sheet. By setting the Fe content to 1.0% by mass or less, more preferably 0.70% by mass or less, the strength of the core material can be further improved while avoiding these problems.
・Ｍｎ：１．８０質量％以下
心材中には、任意成分として、１．８０質量％以下のＭｎが含まれていてもよい。Ｍｎは、心材の強度を向上させる作用を有している。また、Ｍｎは、心材の電位を調整し、耐食性を向上させる作用を有している。これらの作用効果をより高める観点からは、Ｍｎの含有量を０．６０質量％以上とすることが好ましい。しかし、Ｍｎの含有量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において心材に割れが発生しやすくなる。Ｍｎの含有量を１．８０質量％以下、より好ましくは１．３０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつ心材の強度及び耐食性をより向上させることができる。
· Mn: 1.80% by mass or less The core material may contain 1.80% by mass or less of Mn as an optional component. Mn has the effect of improving the strength of the core material. Moreover, Mn has the effect of adjusting the potential of the core material and improving the corrosion resistance. From the viewpoint of enhancing these effects, it is preferable to set the Mn content to 0.60% by mass or more. However, if the Mn content is excessively high, cracks are likely to occur in the core material during the manufacturing process of the brazing sheet. By setting the Mn content to 1.80% by mass or less, more preferably 1.30% by mass or less, it is possible to further improve the strength and corrosion resistance of the core material while avoiding deterioration in the manufacturability of the brazing sheet.
・Ｓｉ：１．０質量％以下
心材中には、任意成分として、１．０質量％以下のＳｉが含まれていてもよい。Ｓｉは、心材の強度を向上させる作用を有している。しかし、Ｓｉの含有量が過度に多くなると、心材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。Ｓｉの含有量を１．０質量％以下とすることにより、ろう付性の悪化を回避しつつ心材の強度をより向上させることができる。
• Si: 1.0% by mass or less The core material may contain 1.0% by mass or less of Si as an optional component. Si has the effect of improving the strength of the core material. However, if the Si content is excessively high, the melting point of the core material may be lowered, resulting in deterioration of brazability. By setting the Si content to 1.0% by mass or less, it is possible to further improve the strength of the core material while avoiding deterioration in brazeability.
・Ｃｕ：１．０質量％以下
心材中には、任意成分として、１．０質量％以下のＣｕが含まれていてもよい。Ｃｕは、心材の強度を向上させる作用を有している。また、Ｃｕは、心材の電位を調整し、耐食性を向上させる作用を有している。しかし、Ｃｕの含有量が過度に多くなると、粒界腐食が発生しやすくなる。また、この場合には、心材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。Ｃｕの含有量を１．０質量％以下、より好ましくは０．５０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ心材の強度及び耐食性をより向上させることができる。
· Cu: 1.0% by mass or less The core material may contain 1.0% by mass or less of Cu as an optional component. Cu has the effect of improving the strength of the core material. Moreover, Cu has the effect of adjusting the potential of the core material and improving the corrosion resistance. However, when the Cu content is excessively high, intergranular corrosion tends to occur. Moreover, in this case, the melting point of the core material is lowered, which may lead to deterioration of brazability. By setting the Cu content to 1.0% by mass or less, more preferably 0.50% by mass or less, the strength and corrosion resistance of the core material can be further improved while avoiding these problems.
・Ｚｎ：３．０質量％以下
心材中には、任意成分として、３．０質量％以下のＺｎが含まれていてもよい。Ｚｎは、心材の自然電極電位を卑にする作用を有している。心材の自然電位を卑にすることにより、心材を犠牲陽極として機能させることができる。しかし、Ｚｎの含有量が過度に多くなると、心材の自然電極電位が過度に低下し、犠牲防食効果が早期に損なわれるおそれがある。Ｚｎの含有量を３．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下とすることにより、心材による犠牲防食効果をより長期間にわたって維持することができる。
- Zn: 3.0% by mass or less The core material may contain 3.0% by mass or less of Zn as an optional component. Zn has the effect of making the natural electrode potential of the core material base. By making the natural potential of the core material base, the core material can function as a sacrificial anode. However, if the Zn content is excessively high, the natural electrode potential of the core material is excessively lowered, and the sacrificial anti-corrosion effect may be impaired early. By setting the Zn content to 3.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, the sacrificial anti-corrosion effect of the core material can be maintained for a longer period of time.
・Ｔｉ：０．２０質量％以下
心材中には、任意成分として、０．２０質量％以下のＴｉが含まれていてもよい。Ｔｉは、心材の腐食を層状に進行させ、深さ方向への腐食の進行を抑制する作用を有している。しかし、Ｔｉの含有量が過度に多くなると、心材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの製造過程における圧延性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、かえって心材の耐食性の悪化を招くおそれもある。Ｔｉの含有量を０．２０質量％以下、より好ましくは０．１５質量％以下とすることにより、かかる問題を回避しつつ心材の深さ方向への腐食の進行をより効果的に抑制することができる。
- Ti: 0.20% by mass or less The core material may contain 0.20% by mass or less of Ti as an optional component. Ti has the effect of promoting corrosion of the core material in layers and suppressing the progress of corrosion in the depth direction. However, if the Ti content is excessively high, large precipitates are likely to be formed in the core material, which may lead to deterioration of rollability in the manufacturing process of the brazing sheet. Moreover, in this case, the corrosion resistance of the core material may rather deteriorate. By setting the Ti content to 0.20% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less, the progress of corrosion in the depth direction of the core material can be more effectively suppressed while avoiding such problems. can be done.
・Ｚｒ：０．５０質量％以下
心材中には、任意成分として、０．５０質量％以下のＺｒが含まれていてもよい。Ｚｒは、心材の結晶粒径を大きくし、エロージョンの発生を抑制する作用を有している。しかし、Ｚｒの含有量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において心材に割れが発生しやすくなる。Ｚｒの含有量を０．５０質量％以下、より好ましくは０．２０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつエロージョンの発生をより効果的に抑制することができる。
• Zr: 0.50% by mass or less Zr of 0.50% by mass or less may be contained as an optional component in the core material. Zr has the effect of increasing the crystal grain size of the core material and suppressing the occurrence of erosion. However, if the Zr content is excessively high, cracks are likely to occur in the core material during the manufacturing process of the brazing sheet. By setting the Zr content to 0.50% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less, it is possible to more effectively suppress the occurrence of erosion while avoiding deterioration in the manufacturability of the brazing sheet. .
（ろう材）
前記ブレージングシートのろう材は、Ｍｇと、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉとを含むアルミニウム合金から構成されている。ろう材を構成するアルミニウム合金は、例えば、Ｍｇと、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉとを含み、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。また、ろう材を構成するアルミニウム合金中には、必須成分としてのＭｇ及びＳｉの他に、更に、任意成分として、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｚｎ（亜鉛）が含まれていてもよい。
(brazing material)
The brazing material of the brazing sheet is made of an aluminum alloy containing Mg and 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si. The aluminum alloy that constitutes the brazing filler metal has a chemical composition containing, for example, Mg and 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si, with the balance being Al (aluminum) and unavoidable impurities. may In addition to Mg and Si as essential components, the aluminum alloy that constitutes the brazing material contains optional components such as Sr (strontium), Sb (antimony), Bi (bismuth), Na (sodium), Zn (zinc) may be included.
・Ｓｉ：６．０質量％以上１３．０質量％以下
ろう材中のＳｉは、ろう材の融点を低下させ、ろう付時に溶融ろうを生じさせる作用を有している。Ｓｉの含有量を６．０質量％以上、好ましくは７．０質量％以上とすることにより、ろう付時に十分な量の溶融ろうを生じさせ、前記ブレージングシートと相手材とのろう付を行うことができる。ろう材中のＳｉの含有量が６．０質量％未満の場合には、溶融ろうの量が不足し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。
·Si: 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less Si in the brazing filler metal has the effect of lowering the melting point of the brazing filler metal and causing molten brazing during brazing. By setting the Si content to 6.0% by mass or more, preferably 7.0% by mass or more, a sufficient amount of molten solder is generated during brazing, and the brazing sheet and the mating material are brazed. be able to. If the content of Si in the brazing filler metal is less than 6.0% by mass, the amount of molten brazing filler metal may be insufficient, resulting in deterioration of brazeability.
しかし、ろう材中のＳｉの含有量が過度に多くなると、ろう付時における心材の溶解量が過度に多くなり、ろう付後の心材の強度が低下するおそれがある。また、この場合には、ろう材中に粗大な初晶Ｓｉが形成されやすくなり、ろう付加熱時に溶融穴が生じやすくなるおそれがある。更に、前記ブレージングシートの製造過程において熱間圧延を行った際に、初晶Ｓｉの存在によって心材が局部的に溶融し、圧延割れの発生を招くおそれもある。ろう材中のＳｉの含有量を１３．０質量％以下、好ましくは１２．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ、十分な量の溶融ろうを生じさせることができる。 However, if the Si content in the brazing filler metal is excessively high, the amount of core material dissolved during brazing becomes excessively large, and the strength of the core material after brazing may decrease. Further, in this case, coarse primary crystal Si is likely to be formed in the brazing filler metal, and there is a risk that melt holes are likely to occur during brazing addition heat. Furthermore, when hot rolling is performed in the manufacturing process of the brazing sheet, the existence of the primary crystal Si causes the core material to locally melt, which may lead to the occurrence of rolling cracks. By setting the Si content in the brazing material to 13.0% by mass or less, preferably 12.0% by mass or less, it is possible to avoid these problems and generate a sufficient amount of molten brazing material.
・Ｍｇ
前記ろう材中には、Ｍｇが含まれている。ろう材中のＭｇは、心材との境界面から最表面へ近づくほどＭｇ濃度が連続的に低くなるように分布している。また、ブレージングシートの最表面からの深さがろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度は０．１５０質量％以下であり、ブレージングシートの最表面からの深さが前記ろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度は心材中のＭｇ量の５～９０％である。
・Mg
The brazing material contains Mg. Mg in the brazing filler metal is distributed such that the Mg concentration continuously decreases from the interface with the core material to the outermost surface. In addition, the Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface of the brazing sheet is 1/8 the thickness of the brazing material is 0.150% by mass or less, and the depth from the outermost surface of the brazing sheet is the thickness of the brazing material. The Mg concentration at the position of 7/8 of the thickness is 5 to 90% of the Mg amount in the core.
ここで、「連続的」とは、縦軸をろう材内のＭｇ濃度、横軸を最表面からの深さとし、各深さにおけるＭｇ濃度をプロットすることにより作成したＭｇの濃度プロファイルが滑らかな曲線状を呈する状態をいう。例えば、ろう材がＭｇ濃度の異なる複数の層から構成されており、Ｍｇの濃度プロファイルが階段状を呈する状態は、「連続的」の概念からは除外される。 Here, "continuously" means that the Mg concentration profile created by plotting the Mg concentration in the brazing material on the vertical axis and the depth from the outermost surface on the horizontal axis and plotting the Mg concentration at each depth is smooth. It refers to a curved state. For example, the concept of "continuous" excludes a state in which the brazing material is composed of a plurality of layers with different Mg concentrations and the Mg concentration profile exhibits a stepped shape.
前述したように、ろう材内部に存在するＭｇは、ろう付加熱によって心材中のＭｇよりも早期にブレージングシートの最表面に到達する。このＭｇにより、接合予定部に存在する酸化皮膜を迅速に破壊することができる。また、ろう材中のＭｇは、ろう材の固相線温度を低下させ、比較的低い温度から溶融ろうを生じさせることができる。 As described above, the Mg present inside the brazing material reaches the outermost surface of the brazing sheet earlier than the Mg in the core material due to the brazing addition heat. This Mg can quickly break down the oxide film present in the portion to be joined. In addition, Mg in the brazing filler metal lowers the solidus temperature of the brazing filler metal, so that molten brazing can be produced from a relatively low temperature.
前記ブレージングシートは、最表面からの深さがろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度を０．１５０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの最表面に存在するＭｇの量を十分に少なくすることができる。これにより、ろう付の初期段階におけるＭｇＯの生成量を低減し、ろう付性の悪化を回避することができる。 The brazing sheet has a Mg concentration of 0.150% by mass or less at a position where the depth from the outermost surface is 1/8 the thickness of the brazing material, thereby reducing the amount of Mg present on the outermost surface of the brazing sheet. can be sufficiently reduced. As a result, the amount of MgO produced in the initial stage of brazing can be reduced, and deterioration of brazeability can be avoided.
前記特定の位置におけるＭｇ濃度が０．１５０質量％を超える場合には、ろう付の初期段階においてＭｇが酸化され、ブレージングシートの最表面にＭｇＯ皮膜が形成されやすくなる。そして、このＭｇＯ皮膜の存在によって接合予定部に存在する酸化皮膜の破壊が妨げられ、ろう付性の悪化を招くおそれがある。 When the Mg concentration at the specific position exceeds 0.150% by mass, Mg is oxidized in the initial stage of brazing, and an MgO film is likely to be formed on the outermost surface of the brazing sheet. The presence of this MgO film prevents the destruction of the oxide film present in the joint-planned portion, which may lead to deterioration of the brazeability.
また、前記ブレージングシートは、最表面からの深さが前記ろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度を心材中のＭｇ量の５％以上、好ましくは２０％以上とすることにより、ろう付の初期段階において適正な量のＭｇを迅速にブレージングシートの最表面まで到達させることができる。その結果、接合予定部に存在する酸化皮膜を迅速に破壊することができる。また、この場合には、ろう材の固相線温度を適度に低下させ、フィレットの形成速度を早くすることができる。これらの結果、ろう付性を向上させることができる。 Further, in the brazing sheet, the Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface is 7/8 of the thickness of the brazing material is 5% or more, preferably 20% or more of the Mg amount in the core material, An appropriate amount of Mg can be quickly brought to the outermost surface of the brazing sheet in the initial stage of brazing. As a result, it is possible to quickly destroy the oxide film present at the joint-planned portion. Moreover, in this case, the solidus temperature of the brazing filler metal can be moderately lowered, and the fillet formation speed can be increased. As a result of these, brazeability can be improved.
前記特定の位置におけるＭｇ濃度が心材中のＭｇ量の５％未満の場合には、ろう材内部に存在するＭｇによって酸化皮膜を破壊することが難しくなる。また、この場合には、ろう材の固相線温度を低下させる効果が低いため、フィレットの形成速度の低下を招くおそれもある。これらの結果、ろう付性の低下を招くおそれがある。 If the Mg concentration at the specific position is less than 5% of the Mg amount in the core material, it becomes difficult for the Mg present inside the brazing filler metal to destroy the oxide film. Further, in this case, the effect of lowering the solidus temperature of the brazing filler metal is low, so there is a possibility that the fillet formation speed will be lowered. As a result of these, there is a risk of causing deterioration in brazability.
ろう付性をより向上させる観点からは、ろう材内部に存在するＭｇの量を多くすることが好ましい。しかし、ろう材内部に存在するＭｇの量が過度に多くなると、ろう付の初期段階においてブレージングシートの最表面に到達するＭｇの量が過度に多くなる。そのため、ブレージングシートの最表面にＭｇＯの皮膜が形成されやすくなり、ろう付性の悪化を招くおそれがある。前記特定の位置におけるＭｇ濃度を心材中のＭｇ量の９０％以下、好ましくは８０％以下とすることにより、かかる問題を回避することができる。 From the viewpoint of further improving the brazeability, it is preferable to increase the amount of Mg present inside the brazing filler metal. However, if the amount of Mg present inside the brazing material becomes excessively large, the amount of Mg reaching the outermost surface of the brazing sheet in the initial stage of brazing becomes excessively large. Therefore, a film of MgO is likely to be formed on the outermost surface of the brazing sheet, which may lead to deterioration of brazing properties. Such a problem can be avoided by setting the Mg concentration at the specific position to 90% or less, preferably 80% or less of the Mg amount in the core.
・Ｂｉ：０質量％以上０．０５０質量％以下
前記ろう材中には、任意成分として、Ｂｉが含まれていてもよい。Ｂｉは、ろう付中におけるブレージングシートの酸化を抑制する作用を有している。ろう材中のＢｉは、ろう付中にブレージングシートの最表面に濃縮される。Ｂｉの含有量を０．０５０質量％以下、好ましくは０．０３０質量％以下とすることにより、ろう付時の加熱によるち密な酸化皮膜の形成を抑制し、ろう付性をより向上させることができる。Ｂｉは、例えばろう付雰囲気中の酸素濃度が５０～５００体積ｐｐｍ程度の場合のように、酸素濃度が比較的高い不活性ガス雰囲気中でろう付を行う場合に特に有効である。
・Ｓｒ：０．１０％以下、Ｓｂ：０．１０％以下、Ｎａ：０．３０％以下
前記ろう材中には、任意成分として、Ｓｒ：０．１０％以下、Ｓｂ：０．１０％以下、Ｎａ：０．３０％以下のうち１種または２種以上が含まれていてもよい。これらの元素は、ろう付後に形成される接合部、つまり、凝固したろうの組織を微細化し、接合強度を向上させる作用を有している。これらの元素による接合強度向上の効果をより高める観点からは、Ｓｒの含有量を０．００３０質量％以上、Ｓｂの含有量を０．００４０質量％以上、Ｎａの含有量を０．００２０質量％以上とすることが好ましい。
·Bi: 0% by mass or more and 0.050% by mass or less Bi may be contained as an optional component in the brazing filler metal. Bi has the effect of suppressing oxidation of the brazing sheet during brazing. Bi in the brazing filler metal is concentrated on the outermost surface of the brazing sheet during brazing. By setting the Bi content to 0.050% by mass or less, preferably 0.030% by mass or less, formation of a dense oxide film due to heating during brazing can be suppressed, and brazeability can be further improved. can. Bi is particularly effective when brazing is performed in an inert gas atmosphere with a relatively high oxygen concentration, such as when the oxygen concentration in the brazing atmosphere is about 50 to 500 ppm by volume.
・Sr: 0.10% or less, Sb: 0.10% or less, Na: 0.30% or less Optional components in the brazing material: Sr: 0.10% or less, Sb: 0.10% or less , Na: 0.30% or less may be contained. These elements have the effect of refining the joint formed after brazing, that is, the structure of the solidified brazing filler metal, and improving the joint strength. From the viewpoint of enhancing the effect of improving the bonding strength by these elements, the Sr content is 0.0030% by mass or more, the Sb content is 0.0040% by mass or more, and the Na content is 0.0020% by mass. It is preferable to set it as above.
しかし、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｎａの含有量が過度に多くなると、これらの元素の含有量に見合ったろう付性向上の効果が得られにくい。Ｓｒの含有量を０．１０質量％以下、好ましくは０．０５０質量％以下とすることにより、Ｓｒの含有量に見合ったろう付性向上の効果を得ることができる。同様に、Ｓｂの含有量を０．１０質量％以下、好ましくは０．０５０質量％以下とすることにより、Ｓｂの含有量に見合ったろう付性向上の効果を得ることができる。また、Ｎａの含有量を０．３０質量％以下、好ましくは０．１０質量％以下とすることにより、Ｎａの含有量に見合ったろう付性向上の効果を得ることができる。 However, if the contents of Sr, Sb, and Na are excessively high, it is difficult to obtain the effect of improving brazeability commensurate with the contents of these elements. By setting the Sr content to 0.10% by mass or less, preferably 0.050% by mass or less, it is possible to obtain an effect of improving brazeability commensurate with the Sr content. Similarly, by setting the Sb content to 0.10% by mass or less, preferably 0.050% by mass or less, it is possible to obtain an effect of improving brazeability commensurate with the Sb content. Further, by setting the content of Na to 0.30% by mass or less, preferably 0.10% by mass or less, it is possible to obtain an effect of improving brazeability commensurate with the content of Na.
・Ｚｎ：５．０質量％以下
前記ろう材中には、任意成分として、５．０質量％以下のＺｎが含まれていてもよい。Ｚｎを含むろう材を用いてろう付を行うことにより、ろう付後に心材の表面に残留するろう材の電位を低下させることができる。そして、ろう材の犠牲防食効果により、ろう付後のアルミニウム製品の耐食性をより向上させることができる。アルミニウム製品の耐食性を向上させる効果をより高める観点からは、Ｚｎの含有量を１．０質量％以上とすることがより好ましい。
Zn: 5.0% by mass or less The brazing filler metal may contain 5.0% by mass or less of Zn as an optional component. By performing brazing using a brazing filler metal containing Zn, the potential of the brazing filler metal remaining on the surface of the core material after brazing can be lowered. The sacrificial anti-corrosion effect of the brazing material can further improve the corrosion resistance of the brazed aluminum product. From the viewpoint of further enhancing the effect of improving the corrosion resistance of aluminum products, it is more preferable to set the Zn content to 1.0% by mass or more.
一方、Ｚｎの含有量が過度に多くなると、心材の表面に残留したろう材の電位が過度に低下し、腐食の進行が早まるおそれがある。Ｚｎの含有量を５．０質量％以下、より好ましくは３．０質量％以下とすることにより、かかる問題を回避することができる。 On the other hand, if the Zn content is excessively high, the potential of the brazing filler metal remaining on the surface of the core material is excessively lowered, which may accelerate the progress of corrosion. Such a problem can be avoided by setting the Zn content to 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less.
（犠牲陽極材）
前記ブレージングシートは、心材と、心材の一方の面上に積層された前記ろう材と、純アルミニウムまたはＺｎ：８．０質量％以下を含有するアルミニウム合金からなり、心材の他方の面上に積層された犠牲陽極材と、を有していてもよい。この場合には、犠牲陽極材の犠牲防食効果によって、ろう付後のアルミニウム製品の耐食性をより向上させることができる。なお、前述した「純アルミニウム」とは、Ａｌの純度が９９．００質量％以上であるアルミニウム材をいう。
(Sacrificial anode material)
The brazing sheet comprises a core material, the brazing material laminated on one side of the core material, and pure aluminum or an aluminum alloy containing Zn: 8.0% by mass or less, and laminated on the other side of the core material. and a sacrificial anode material. In this case, the sacrificial anti-corrosion effect of the sacrificial anode material can further improve the corrosion resistance of the brazed aluminum product. In addition, the above-mentioned "pure aluminum" refers to an aluminum material having an Al purity of 99.00% by mass or more.
犠牲陽極材としてＺｎを含むアルミニウム合金を使用する場合、当該アルミニウム合金は、例えば、Ｚｎ：０質量％超え８．０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。アルミニウム製品の耐食性を向上させる効果をより高める観点からは、Ｚｎの含有量を０．５０質量％以上とすることがより好ましい。 When using an aluminum alloy containing Zn as the sacrificial anode material, the aluminum alloy contains, for example, Zn: more than 0% by mass and 8.0% by mass or less, with the balance being Al and unavoidable impurities. You may have From the viewpoint of further enhancing the effect of improving the corrosion resistance of aluminum products, it is more preferable to set the Zn content to 0.50% by mass or more.
一方、Ｚｎの含有量が過度に多くなると、犠牲陽極材の電位が過度に低下し、腐食の進行が早まるおそれがある。Ｚｎの含有量を８．０質量％以下、より好ましくは５．０質量％以下とすることにより、かかる問題を回避しつつ犠牲防食効果をより向上させることができる。 On the other hand, if the Zn content is excessively high, the potential of the sacrificial anode material is excessively lowered, which may accelerate the progress of corrosion. By setting the Zn content to 8.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, the sacrificial corrosion protection effect can be further improved while avoiding such problems.
犠牲陽極材を構成するアルミニウム合金は、更に、Ｉｎ（インジウム）：０．００５０～０．１００質量％、Ｓｎ（スズ）：０．００５０～０．１００質量％のうち１種または２種を含有していてもよい。Ｉｎ及びＳｎは、Ｚｎと同様に犠牲陽極材の自然電極電位を低下させる作用を有している。しかし、Ｉｎ及びＳｎの含有量が過度に多くなると、犠牲陽極材の自然電極電位が過度に低下し、自己耐食性の悪化を招くおそれがある。 The aluminum alloy constituting the sacrificial anode material further contains one or two of In (indium): 0.0050 to 0.100% by mass and Sn (tin): 0.0050 to 0.100% by mass. You may have In and Sn, like Zn, have the effect of lowering the natural electrode potential of the sacrificial anode material. However, if the contents of In and Sn are excessively high, the natural electrode potential of the sacrificial anode material is excessively lowered, which may lead to deterioration of self-corrosion resistance.
Ｉｎ及びＳｎの含有量を０．００５０質量％以上、より好ましくは０．０１０質量％以上とすることにより、犠牲陽極材による犠牲防食効果をより向上させることができる。また、Ｉｎ及びＳｎの含有量をそれぞれ０．１００質量％以下、より好ましくは０．０５０質量％以下とすることにより、犠牲防食効果を得つつ、自己耐食性の悪化を回避することができる。 By setting the contents of In and Sn to 0.0050% by mass or more, more preferably 0.010% by mass or more, the sacrificial anti-corrosion effect of the sacrificial anode material can be further improved. Further, by setting the contents of In and Sn to 0.100% by mass or less, more preferably 0.050% by mass or less, it is possible to obtain a sacrificial corrosion protection effect and avoid deterioration of self-corrosion resistance.
犠牲陽極材は、更に、Ｍｇ：３．０質量％以下を含有していてもよい。犠牲陽極材中のＭｇは、犠牲陽極材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することができる。それ故、犠牲陽極材としてＭｇを含むアルミニウム合金を使用することにより、溶融ろうに対する犠牲陽極材の濡れ性を向上させ、犠牲陽極材と他の部品とをろう付することができる。 The sacrificial anode material may further contain Mg: 3.0% by mass or less. Mg in the sacrificial anode material can destroy the oxide film present on the surface of the sacrificial anode material. Therefore, by using an aluminum alloy containing Mg as the sacrificial anode material, the wettability of the sacrificial anode material to the molten brazing material can be improved, and the sacrificial anode material and other parts can be brazed.
しかし、犠牲陽極材中のＭｇの含有量が過度に多くなると、犠牲陽極材の表面にＭｇの酸化物が形成され、ろう付性の悪化を招くおそれがある。犠牲陽極材中のＭｇの含有量を３．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下とすることにより、Ｍｇの酸化物の形成を抑制しつつ、ろう付性を向上させることができる。 However, if the content of Mg in the sacrificial anode material is excessively high, an oxide of Mg is formed on the surface of the sacrificial anode material, which may lead to deterioration of brazability. By setting the content of Mg in the sacrificial anode material to 3.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, it is possible to improve the brazeability while suppressing the formation of Mg oxides. can.
犠牲陽極材は、更に、Ｍｎ：２．０質量％以下、Ｓｉ：１．５質量％以下、Ｃｕ：１．０質量％以下、Ｔｉ：０．３０質量％以下、Ｚｒ：０．３０質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％のうち１種または２種以上を含有していてもよい。これらの元素は、アルミニウム母相中に金属間化合物を形成し、または、アルミニウム母相中に固溶することにより、ブレージングシートの強度を向上させる作用を有している。 The sacrificial anode material further contains Mn: 2.0% by mass or less, Si: 1.5% by mass or less, Cu: 1.0% by mass or less, Ti: 0.30% by mass or less, and Zr: 0.30% by mass. Hereinafter, one or more of Cr: 0.30% by mass may be contained. These elements have the effect of improving the strength of the brazing sheet by forming an intermetallic compound in the aluminum matrix or forming a solid solution in the aluminum matrix.
（第２ろう材）
前記ブレージングシートは、心材と、心材の一方の面上に積層された前記ろう材と、前記心材及び前記ろう材とは異なるアルミニウム合金からなり、心材の他方の面上に積層された第２ろう材と、を有していてもよい。第２ろう材を構成するアルミニウム合金としては、公知のＡｌ－Ｓｉ系合金を採用することができる。
(Second brazing material)
The brazing sheet comprises a core material, the brazing material laminated on one side of the core material, and a second brazing material made of an aluminum alloy different from the core material and the brazing material, and laminated on the other side of the core material. You may have a material and a. As the aluminum alloy that constitutes the second brazing material, a known Al--Si alloy can be employed.
前記の態様のブレージングシートは、例えば、以下の態様の製造方法により作製することができる。 The brazing sheet of the above aspect can be produced, for example, by the manufacturing method of the following aspects.
まず、前記心材の化学成分を備えた心材用塊と、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉと０．０５０質量％以下のＢｉとを含むアルミニウム合金からなり、前記心材用塊に重ね合わされたろう材用塊とを有するクラッド塊を作製する。
このクラッド塊に熱間圧延を行うことにより、前記クラッド塊を構成する各層を接合してクラッド材を作製する。
次いで、前記クラッド材に１パス以上の冷間圧延を行うとともに、前記冷間圧延のパス間及び最終パスの後のうち少なくとも一方において前記クラッド材を１回以上加熱してＭｇを拡散させることにより、前記ろう材中に前記Ｍｇ分布を形成する。
First, a core material ingot having the chemical components of the core material and an aluminum alloy containing 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si and 0.050% by mass or less of Bi, A cladding mass is produced having a braze mass superimposed on the .
By subjecting this clad mass to hot rolling, the layers constituting the clad mass are bonded to produce a clad material.
Next, the clad material is subjected to one or more passes of cold rolling, and the clad material is heated one or more times during at least one of the passes of the cold rolling and after the final pass to diffuse Mg. , to form the Mg distribution in the brazing material.
クラッド塊は、所望するブレージングシートの構成に対応した積層構造とすることができる。例えば、心材と、心材の両面に積層された前記ろう材とを備えた３層構造のブレージングシートを作成しようとする場合には、心材用塊の両面にろう材用塊を重ね合わせ、３層構造のクラッド塊を作成すればよい。 The clad mass can be of a laminated structure corresponding to the desired brazing sheet construction. For example, when trying to produce a three-layered brazing sheet comprising a core material and the brazing material laminated on both sides of the core material, the brazing material mass is superimposed on both sides of the core material mass, and the three layers are Just create a clad mass of the structure.
クラッド塊の熱間圧延は、例えば、圧延開始温度を４００～５００℃とした条件で行うことができる。また、熱間圧延においては、クラッド材の板厚が所望するブレージングシートの厚みの２００％よりも厚くなるように圧延を行うことが好ましい。熱間圧延では比較的高い温度で圧延を行うため、心材用塊中のＭｇが圧延中にろう材用塊へ拡散し、クラッド材のろう材内にごく薄いＭｇ拡散層が形成されることがある。 The hot rolling of the clad ingot can be performed under the condition that the rolling start temperature is 400 to 500°C, for example. Moreover, in the hot rolling, it is preferable to perform the rolling so that the thickness of the clad material is greater than 200% of the desired thickness of the brazing sheet. Since hot rolling is performed at a relatively high temperature, Mg in the core ingot may diffuse into the brazing ingot during rolling, forming a very thin Mg diffusion layer in the brazing material of the clad. be.
クラッド材の厚みをブレージングシートの厚みの２００％よりも厚くすることにより、後に行う冷間圧延においてＭｇ拡散層を厚み方向に圧縮し、Ｍｇ拡散層の厚みを無視できる程度に薄くすることができる。その結果、後に行う熱処理において、所望のＭｇ分布を精度よく形成することができる。クラッド材の厚みをブレージングシートの厚みの２００％以下とする場合には、後に行う冷間圧延におけるＭｇ拡散層の圧縮量が不足しやすい。Ｍｇ拡散層の圧縮量が不足すると、後に行う熱処理において、Ｍｇ拡散層の厚みを考慮しつつ心材からろう材へＭｇを拡散させる必要が生じる。その結果、熱処理条件の設定が複雑になるおそれがある。 By making the thickness of the clad material greater than 200% of the thickness of the brazing sheet, the Mg diffusion layer is compressed in the thickness direction in the subsequent cold rolling, and the thickness of the Mg diffusion layer can be reduced to a negligible level. . As a result, the desired Mg distribution can be accurately formed in the subsequent heat treatment. When the thickness of the clad material is set to 200% or less of the thickness of the brazing sheet, the compression amount of the Mg diffusion layer in the subsequent cold rolling tends to be insufficient. If the compression amount of the Mg diffusion layer is insufficient, it becomes necessary to diffuse Mg from the core material to the brazing filler metal in consideration of the thickness of the Mg diffusion layer in the subsequent heat treatment. As a result, setting of heat treatment conditions may become complicated.
熱間圧延によりクラッド材を作製した後、クラッド材に１パス以上の冷間圧延を行うとともに、冷間圧延のパス間及び最終パスの後のうち少なくとも一方においてクラッド材を１回以上加熱してＭｇを拡散させる。つまり、クラッド材に１パスの冷間圧延を行って所望の厚みとする場合には、冷間圧延後にクラッド材を加熱して前記Ｍｇ分布を形成すればよい。また、クラッド材に２パス以上の冷間圧延を行って所望の厚みとする場合には、例えば、いずれかのパス間において前記加熱を行ってもよいし、最終パスの後に前記加熱を行ってもよい。更に、冷間圧延のパス間及び最終パスの後のうち２回以上のタイミングで前記加熱を行うこともできる。 After the clad material is produced by hot rolling, the clad material is subjected to one or more passes of cold rolling, and the clad material is heated one or more times during at least one of the cold rolling passes and after the final pass. Diffusion of Mg. That is, when the clad material is subjected to one pass of cold rolling to obtain a desired thickness, the clad material is heated after the cold rolling to form the Mg distribution. Further, when the clad material is subjected to cold rolling in two or more passes to obtain a desired thickness, for example, the heating may be performed between any of the passes, or the heating may be performed after the final pass. good too. Furthermore, the heating can be performed two or more times between passes of cold rolling and after the final pass.
また、Ｍｇを拡散させるための加熱は、いわゆる中間焼鈍や最終焼鈍などの、機械的特性を調整するための熱処理を兼ねていてもよいし、これらの熱処理とは別の工程として行ってもよい。 Heating for diffusing Mg may also serve as heat treatment for adjusting mechanical properties, such as so-called intermediate annealing or final annealing, or may be performed as a separate step from these heat treatments. .
前記心材から前記ろう材へＭｇを拡散させる際には、下記式（１）で表されるＤの値が３．０×１０-15～３．０×１０-9となる条件で前記クラッド材を加熱する。下記式（１）で表されるＤの値は３．０×１０-11～３．０×１０-9 であることがより好ましい。 When diffusing Mg from the core material to the brazing material, the cladding material should to heat . More preferably , the value of D represented by the following formula (1) is 3.0×10 -11 to 3.0×10 -9 .
但し、前記式（１）におけるｎは前記クラッド材の厚みが前記ブレージングシートの厚みの１００～２００％の範囲にある間の加熱回数であり、Ｔｈkはｋ回目の加熱における前記クラッド材のろう材の厚み（ｍ）であり、Ｒは気体定数（Ｊ／ｍｏｌ・Ｋ）であり、ｔk0はｋ回目の加熱において前記クラッド材の温度が５０℃を超えた時点の時刻であり、ｔk1はｋ回目の加熱において前記クラッド材の温度が５０℃を下回った時点の時刻であり、Ｔ（ｔ）は時刻ｔにおける前記クラッド材の温度（Ｋ）である。また、前記式（１）における時間の微小変分ｄｔの単位は秒とする。 However, n in the formula (1) is the number of times of heating while the thickness of the clad material is in the range of 100 to 200% of the thickness of the brazing sheet, and Th k is the wax of the clad material in the k-th heating. is the thickness (m) of the material, R is the gas constant (J/mol K), t k0 is the time when the temperature of the clad material exceeds 50 ° C. in the kth heating, and t k1 is the time when the temperature of the clad material drops below 50° C. in the k-th heating, and T(t) is the temperature (K) of the clad material at time t. Also, the unit of minute time variation dt in the above equation (1) is seconds.
前記式（１）におけるＤの値は、クラッド材の厚みがブレージングシートの厚みの１００～２００％の範囲内にある時に行った加熱における、Ｍｇの拡散距離の合計に相当する値である。Ｄの値を前記特定の範囲とすることにより、ろう材中に適度にＭｇを拡散させ、前記特定のＭｇ分布をより確実に形成することができる。 The value of D in the above formula (1) is a value corresponding to the total diffusion distance of Mg in heating performed when the thickness of the clad material is within the range of 100 to 200% of the thickness of the brazing sheet. By setting the value of D within the above-mentioned specific range, Mg can be moderately diffused into the brazing filler metal, and the above-mentioned specific Mg distribution can be formed more reliably.
前記の態様の製造方法においては、必要に応じて、酸を用いてブレージングシートの表面をエッチングしてもよい。エッチングを行うことにより、熱間圧延時の加熱や、Ｍｇを拡散させる際の加熱によって形成された酸化皮膜を脆弱化または除去することができる。その結果、ブレージングシートのろう付性をより向上させることができる。 In the manufacturing method of the above aspect, if necessary, acid may be used to etch the surface of the brazing sheet. Etching can weaken or remove an oxide film formed by heating during hot rolling or heating during diffusion of Mg. As a result, the brazing properties of the brazing sheet can be further improved.
エッチングを行う時期は、熱間圧延を行った後、ブレージングシートを用いてろう付を行うまでの間であれば、特に限定されることはない。例えば、熱間圧延後のクラッド板にエッチングを行ってもよいし、冷間圧延の途中のクラッド板にエッチングを行ってもよい。また、熱間圧延を行った後、冷間圧延がすべて完了するまでに行う熱処理の後にエッチングを行ってもよい。 The timing of etching is not particularly limited as long as it is between the time of hot rolling and the time of brazing using a brazing sheet. For example, the clad plate after hot rolling may be etched, or the clad plate during cold rolling may be etched. Further, after hot rolling, etching may be performed after heat treatment performed until all cold rolling is completed.
また、前述した加熱及び冷間圧延が全て完了した直後のブレージングシートにエッチングを行ってもよい。更に、前述した加熱及び冷間圧延が全て完了した後、前述した酸化皮膜を有する状態でブレージングシートを保管し、ろう付を行う直前にエッチングを行ってもよい。ろう付を行う際に前述した酸化皮膜が脆弱化または除去されていれば、前記ブレージングシートを用いたろう付におけるろう付性を向上させることができる。 Etching may also be performed on the brazing sheet immediately after all the heating and cold rolling described above have been completed. Furthermore, after all the heating and cold rolling described above are completed, the brazing sheet may be stored with the oxide film described above and etched immediately before brazing. If the oxide film described above is weakened or removed during brazing, the brazeability in brazing using the brazing sheet can be improved.
ブレージングシートのエッチングに用いる酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、フッ酸等の水溶液を使用することができる。これらの酸は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。酸化皮膜をより効率よく除去する観点からは、酸として、フッ酸と、フッ酸以外の酸とを含む混合水溶液を使用することが好ましく、フッ酸と硫酸との混合水溶液またはフッ酸と硝酸との混合水溶液を使用することがより好ましい。 As the acid used for etching the brazing sheet, for example, an aqueous solution of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, or the like can be used. These acids may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of removing the oxide film more efficiently, it is preferable to use a mixed aqueous solution containing hydrofluoric acid and an acid other than hydrofluoric acid as the acid. It is more preferable to use a mixed aqueous solution of
エッチングにおけるエッチング量は０．０５～２ｇ／ｍ2であることが好ましい。エッチング量を０．０５ｇ／ｍ2以上、より好ましくは０．１ｇ／ｍ2以上とすることにより、ブレージングシート表面の酸化皮膜を十分に除去し、ろう付性をより向上させることができる。 The etching amount in etching is preferably 0.05 to 2 g/m 2 . By setting the etching amount to 0.05 g/m 2 or more, more preferably 0.1 g/m 2 or more, the oxide film on the surface of the brazing sheet can be sufficiently removed and the brazeability can be further improved.
ブレージングシートのろう付性向上の観点からは、エッチング量に上限は存在しない。しかし、エッチング量が過度に多くなると、処理時間に見合ったろう付性向上の効果を得にくくなるおそれがある。エッチング量を２ｇ／ｍ2以下、より好ましくは０．５ｇ／ｍ2以下とすることにより、かかる問題を回避することができる。 From the viewpoint of improving the brazing properties of the brazing sheet, there is no upper limit to the amount of etching. However, if the amount of etching is excessively large, it may become difficult to obtain the effect of improving the brazeability commensurate with the processing time. Such problems can be avoided by setting the etching amount to 2 g/m 2 or less, more preferably 0.5 g/m 2 or less.
前記ブレージングシートは、フラックスフリーろう付法及び真空ろう付法のいずれの方法にも使用することができる。前記ブレージングシートを用いてフラックスフリーろう付法によりろう付を行う場合、ろう付雰囲気としての不活性ガス中の酸素濃度を２０体積ｐｐｍ以下とすることが好ましく、１０体積ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。この場合には、酸素によるＭｇ等の酸化を抑制し、ろう付性をより向上させることができる。 The brazing sheet can be used for both flux-free brazing and vacuum brazing. When brazing is performed by a flux-free brazing method using the brazing sheet, the oxygen concentration in the inert gas as the brazing atmosphere is preferably 20 ppm by volume or less, more preferably 10 ppm by volume or less. preferable. In this case, oxidation of Mg or the like by oxygen can be suppressed, and brazeability can be further improved.
前記ブレージングシート及びその製造方法の実施例について、以下に説明する。なお、本発明に係るブレージングシート及びその製造方法の態様は、以下に示す実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。 Examples of the brazing sheet and its manufacturing method are described below. The brazing sheet according to the present invention and the method for producing the same are not limited to the embodiments shown below, and the configuration can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.
本例においては、表１の合金記号Ｃ１～Ｃ１４で示す化学成分を有する心材、合金記号Ｆ１～Ｆ１０で示す化学成分を有するろう材及び合金記号Ｌ１～Ｌ４で示す化学成分を有する犠牲陽極材を使用する。なお、表１における記号「－」は、当該元素を積極的に添加しておらず、含有量が不可避的不純物としての含有量を超えないことを示す記号である。また、同表における記号「Ｂａｌ．」は、残部であることを示す記号である。 In this example, a core material having chemical compositions indicated by alloy symbols C1 to C14 in Table 1, a brazing filler metal having chemical compositions indicated by alloy symbols F1 to F10, and a sacrificial anode material having chemical compositions indicated by alloy symbols L1 to L4 were used. use. The symbol "-" in Table 1 is a symbol indicating that the element is not intentionally added and the content does not exceed the content as an unavoidable impurity. In addition, the symbol "Bal." in the same table is a symbol indicating the remainder.
（実施例１）
本例は、図１に示すように、心材１１と、心材１１の片面上に積層されたろう材１２とからなる２層構造のブレージングシート１の例（図１参照）である。本例のブレージングシート１の作成方法は以下の通りである。まず、連続鋳造により、表１の合金記号Ｃ１～Ｃ１４に示す化学成分（合金記号Ｃ１～Ｃ１４）を有する心材用塊を作製する。次いで、心材用塊に面削を施し、心材用塊の厚みを所定の厚さとする。
(Example 1)
As shown in FIG. 1, this example is an example of a
また、心材用塊とは別に、連続鋳造により、表１の合金記号Ｆ１～Ｆ１０に示す化学成分を有するろう材用塊及び合金記号Ｌ１～Ｌ４に示す化学成分を有する犠牲陽極材用塊を作製する。次いで、ろう材用塊及び犠牲陽極材用塊にそれぞれ熱間圧延を行い、これらの塊の厚みを所定の厚みとする。 In addition to the core material ingot, the brazing material ingot having the chemical compositions indicated by the alloy symbols F1 to F10 in Table 1 and the sacrificial anode material ingot having the chemical compositions indicated by the alloy symbols L1 to L4 were produced by continuous casting. do. Next, the brazing material ingot and the sacrificial anode material ingot are each hot-rolled to have a predetermined thickness.
このようにして得られた心材用塊、ろう材用塊及び犠牲陽極材用塊を表２及び表３に示す組み合わせで重ね合わせ、クラッド塊を作製する。得られたクラッド塊に熱間圧延を行い、重なり合う塊同士を接合し、厚み３．０ｍｍのクラッド材を作製する。 The core material mass, the brazing material mass and the sacrificial anode material mass obtained in this manner are superimposed in the combinations shown in Tables 2 and 3 to produce clad masses. The obtained clad lumps are hot-rolled, and the overlapping lumps are joined together to produce a clad material having a thickness of 3.0 mm.
次いで、クラッド材の厚みが表２及び表３に示す値となるように、クラッド材に複数パスの冷間圧延を行う。そして、冷間圧延の最終パスの後に、上記式（１）のＤの値が表２及び表３に示す値となる加熱条件でクラッド材を加熱する。なお、この加熱における保持温度は、例えば３５０～４５０℃の範囲内から選択することができる。また、保持時間は、例えば１～２４時間の範囲内から選択することができる。以上により、表２及び表３に示す試験材１０１～１４２を得ることができる。 Then, the clad material is subjected to multiple passes of cold rolling so that the thickness of the clad material becomes the value shown in Tables 2 and 3. Then, after the final pass of cold rolling, the clad material is heated under heating conditions such that the value of D in the above formula (1) becomes the value shown in Tables 2 and 3. The holding temperature in this heating can be selected from within the range of 350 to 450° C., for example. Also, the retention time can be selected, for example, within the range of 1 to 24 hours. As described above, the test materials 101 to 142 shown in Tables 2 and 3 can be obtained.
・ろう材中のＭｇ分布
以下の方法により、各試験材におけるろう材１２中のＭｇ分布を評価することができる。まず、各試験材を板幅方向に切断した後、露出した断面に鏡面研磨を施す。この断面において、図１に示すように、試験材の最表面１１１からの深さがろう材１２の厚みｔfの１／８である３点の分析位置Ｐ1/8を無作為に選択する。これらの各分析位置Ｐ1/8においてＥＰＭＡ（つまり、電子プローブマイクロアナライザ）による点分析を行い、各分析位置Ｐ1/8におけるＭｇ濃度を測定する。そして、各分析位置Ｐ1/8におけるＭｇ濃度を平均した値を、最表面１２１からの深さがろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度ｃ1/8とする。各試験材における当該位置のＭｇ濃度ｃ1/8は、表２及び表３に示す通りである。
·Mg Distribution in Brazing Material The Mg distribution in the
また、ＥＰＭＡによる点分析を行う位置を、試験材の最表面１２１からの深さがろう材の厚みの７／８である分析位置Ｐ7/8に変更し、上記と同様の評価を行うことにより、最表面からの深さがろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度ｃ7/8を得ることができる。各試験材における当該位置のＭｇ濃度ｃ7/8は、表２及び表３に示す通りである。なお、表２及び表３中には、各試験材の前記位置におけるＭｇ濃度ｃ7/8そのもの値と合わせて、ろう材中のＭｇ量に対する前記位置のＭｇ濃度ｃ7/8の比率（％）を記載した。
In addition, the position where point analysis by EPMA is performed is changed to the analysis position P 7/8 where the depth from the
・間隙充填試験によるろう付性評価
間隙充填試験を行うことにより、各試験材のろう付性を評価することができる。間隙充填試験において使用する試験体２は、図２に示すように、試験材から採取した水平板２１と、水平板２１のろう材１２上に配置された垂直板２２と、を有している。垂直板２２は、水平板２１に対して直交する向きに配置されている。また、垂直板２２の長手方向の一端２２１は、水平板２１のろう材１２に当接している。なお、本例の水平板２１の幅は２５ｍｍであり、長さは６０ｍｍである。また、垂直板２２は、ＪＩＳ Ａ３００３合金から構成された、幅２５ｍｍ、長さ約５５ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム板である。
・Evaluation of brazability by gap-filling test The brazability of each test material can be evaluated by conducting a gap-filling test. As shown in FIG. 2, the
垂直板２２の長手方向における他端２２２と水平板２１との間には、スペーサー２３が介在している。これにより、水平板２１と垂直板２２との間に、垂直板２２の一端２２１からスペーサー２３側へ向かうにつれて徐々に広がる間隙Ｓが形成されている。なお、本例のスペーサー２３は、具体的には直径１．６ｍｍのステンレス鋼製丸線であり、垂直板２２が水平板２１に当接する位置（一端２２１）から水平方向に５５ｍｍ離れた位置に配置されている。
A
試験材１０１～１２９及び試験材１３３～１４２を用いた試験体２については、水平板２１及び垂直板２２の脱脂処理を行った後に試験体２を組み立てる。また、試験材１３０～１３２を用いた試験体２については、水平板２１及び垂直板２２に脱脂処理及び酸を用いたエッチングを順次行った後に試験体２を組み立てる。その後、試験体２のろう付を行う。なお、いずれの試験体についても、ろう付前にフラックスの塗布は行わない。
As for the
試験体のろう付は、窒素ガス炉を用いて行う。炉内の雰囲気は１０体積ｐｐｍ以下の酸素濃度を有する窒素ガス雰囲気とする。また、ろう付加熱は、温度が６００℃となるまで試験体の温度を上昇させた後、６００℃の温度を３分間保持することにより行う。ろう付加熱が完了した後、ある程度温度が低下するまで試験体を炉内で徐冷し、その後、炉外に試験体を取り出す。 Brazing of the specimen is performed using a nitrogen gas furnace. The atmosphere in the furnace is a nitrogen gas atmosphere having an oxygen concentration of 10 ppm by volume or less. Further, the brazing heat is performed by raising the temperature of the specimen to 600° C. and then maintaining the temperature at 600° C. for 3 minutes. After brazing addition heat is completed, the specimen is slowly cooled in the furnace until the temperature drops to some extent, and then the specimen is taken out of the furnace.
間隙充填試験においては、ろう付後に形成されるフィレット１２０の長さＬ及び形状（図２参照）に基づいてろう付性を評価することができる。表２及び表３中の「フィレットの長さ」欄には、３個の試験体２についてろう付を行った結果、隙間Ｓ内にろうが充填された長さＬの平均が２５ｍｍ以上である場合には記号「Ａ＋」、１５ｍｍ以上２５ｍｍ未満の場合には記号「Ａ」、１５ｍｍ未満の場合には記号「Ｂ」を記載した。また、同表中の「フィレットの形状」欄には、フィレットの幅が均一であり、かつ、垂直板２２の両側に均等に形成される場合には記号「Ａ」、フィレットの幅が不均一、または、垂直板２２の片側のみに形成される場合には記号「Ｂ」を記載した。
In the gap-filling test, brazability can be evaluated based on the length L and shape (see FIG. 2) of the fillet 120 formed after brazing. In the "Length of fillet" column in Tables 2 and 3, as a result of brazing three
ろう付性の評価においては、フィレットの長さが「Ａ＋」または「Ａ」であり、かつ、フィレットの形状が「Ａ」である場合を、優れたろう付性を有するため合格と判定する。また、フィレットの長さが「Ｂ」であるか、または、フィレットの形状が「Ｂ」である場合を、ろう付性に劣っているため不合格と判定する。 In the evaluation of brazability, if the fillet length is "A+" or "A" and the shape of the fillet is "A", it is judged to pass because it has excellent brazability. In addition, when the fillet length is "B" or the fillet shape is "B", it is determined to be unsatisfactory due to poor brazeability.
表２及び表３に示したように、試験材１０１～１３６は、心材１１及びろう材１２の化学成分が前記特定の範囲内であり、かつ、ろう材１２の内部に、心材１１との境界面１２２（図１参照）から最表面１２１へ近づくほどＭｇ濃度が連続的に低くなるＭｇ分布が形成されている。そして、最表面１２１からの深さがろう材１２の厚みｔfの１／８となる位置におけるＭｇ濃度ｃ1/8が０．１５０質量％以下であり、かつ、最表面１２１からの深さがろう材１２の厚みｔfの７／８となる位置におけるＭｇ濃度ｃ7/8が心材１１中のＭｇ量の５～９０％である。そのため、これらの試験材によれば、フラックスを使用しないろう付におけるろう付性を向上させることができる。
As shown in Tables 2 and 3, the test materials 101 to 136 had the chemical components of the
これらの試験材の中でも、試験材１３０～１３２は、酸を用いたエッチングが施されている。そのため、試験材１３０～１３２は、エッチングを行わなかった他は同一の構成を有する試験材１２２～１２４よりもろう付性を向上させることができる。
Among these test materials, test materials 130 to 132 are etched with acid. Therefore, the test materials 130 to 132 can improve the brazeability as compared with the
試験材１３７は、ろう材中のＳｉの含有量が前記特定の範囲よりも少ないため、ろう付時に生じるろうが不足しやすい。そのため、試験材１３７を用いる場合、試験材１０１～１３６に比べてろう付不良が発生しやすい。
試験材１３８は、ろう材中のＳｉの含有量が前記特定の範囲よりも多いため、ろう付時に、心材が溶融ろうによって侵食されやすい。そのため、試験材１３８を用いる場合、心材が溶融し、ろう付を行うことができなくなるおそれがある。
Since the content of Si in the brazing material of the test material 137 is less than the specific range, the brazing tends to be insufficient during brazing. Therefore, when using the test material 137, brazing defects are more likely to occur than with the test materials 101-136.
In test material 138, the content of Si in the brazing filler metal is higher than the specific range, so the core material is likely to be eroded by the molten brazing filler metal during brazing. Therefore, when using the test material 138, there is a possibility that the core material melts and brazing cannot be performed.
試験材１３９は、心材中にＭｇが含まれていないため、心材からろう材へのＭｇの拡散が起こらない。そのため、試験材１３９は、フラックスを用いずにろう付を行うことができない。
試験材１４０は、心材中のＭｇの含有量が前記特定の範囲よりも多いため、心材からろう材へ拡散するＭｇの量が過度に多くなりやすい。そのため、試験材１４０は、ろう付中に心材の結晶粒が微細化し、エロージョンの発生を招くおそれがある。
Since test material 139 does not contain Mg in the core material, diffusion of Mg from the core material to the brazing filler metal does not occur. Therefore, the test material 139 cannot be brazed without using flux.
Since the content of Mg in the core material of the test material 140 is higher than the specific range, the amount of Mg diffusing from the core material to the brazing filler metal tends to be excessively large. Therefore, in the test material 140, the crystal grains of the core material become finer during brazing, which may lead to the occurrence of erosion.
試験材１４１は、前記式（１）におけるＤの値が前記特定の範囲よりも小さいため、心材からろう材へのＭｇの拡散量が不足しやすい。そのため、試験材１４１を用いる場合、試験材１０１～１３６に比べてろう付不良が発生しやすい。
試験材１４２は、前記式（１）におけるＤの値が前記特定の範囲よりも多いため、ろう材の表面に到達するＭｇの量が過度に多くなりやすい。そのため、試験材１４２を用いる場合、ろう付中に試験材の最表面にＭｇＯのち密な皮膜が形成され、ろう付性の悪化を招くおそれがある。
In the test material 141, the value of D in the formula (1) is smaller than the specific range, so the amount of Mg diffused from the core material to the brazing filler metal tends to be insufficient. Therefore, when using the test material 141, defective brazing is more likely to occur than with the test materials 101-136.
In the test material 142, the value of D in the formula (1) is larger than the specific range, so the amount of Mg that reaches the surface of the brazing filler metal tends to be excessively large. Therefore, when the test material 142 is used, a dense film of MgO is formed on the outermost surface of the test material during brazing, which may lead to deterioration of brazability.
（実施例２）
本例は、厚みが１．０ｍｍであるブレージングシートの例である。表４に示す本例の試験材２０１～２０４は、厚みを１．０ｍｍに変更した以外は、実施例１における試験材１０１～１４２と同様の方法により作製することができる。
(Example 2)
This example is an example of a brazing sheet having a thickness of 1.0 mm. Test materials 201 to 204 of this example shown in Table 4 can be produced in the same manner as test materials 101 to 142 in Example 1, except that the thickness is changed to 1.0 mm.
試験材２０１～２０３を用いた試験体２については、水平板２１及び垂直板２２の脱脂処理を行った後に試験体２を組み立てる。また、試験材２０４を用いた試験体２については、水平板２１及び垂直板２２に脱脂処理及び酸を用いたエッチングを順次行った後に試験体２を組み立てる。その後、実施例１と同様の条件で試験体２のろう付を行う。なお、いずれの試験体２についても、ろう付前にフラックスの塗布は行わない。試験材２０１～２０４について、実施例１と同様の方法によりＭｇ分布及びろう付性の評価を行った結果を表４に示す。
As for the
なお、表４中の「フィレットの長さ」欄には、３個の試験体２についてろう付を行った結果、隙間Ｓ内にろうが充填された長さの平均が３０ｍｍ以上である場合には記号「Ａ＋」、２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満の場合には記号「Ａ」を、２０ｍｍ未満の場合には記号「Ｂ」を記載した。また、同表中の「フィレットの形状」欄には、フィレットの幅が均一であり、かつ、垂直板２２の両側に均等に形成される場合には記号「Ａ」、フィレットの幅が不均一、または、垂直板２２の片側のみに形成される場合には記号「Ｂ」を記載した。
In addition, in the "Length of fillet" column in Table 4, as a result of brazing three
ろう付性の評価においては、フィレットの長さが「Ａ＋」または「Ａ」であり、かつ、フィレットの形状が「Ａ」である場合を、優れたろう付性を有するため合格と判定する。また、フィレットの長さが「Ｂ」であるか、または、フィレットの形状が「Ｂ」である場合を、ろう付性に劣っているため不合格と判定する。 In the evaluation of brazability, if the fillet length is "A+" or "A" and the shape of the fillet is "A", it is judged to pass because it has excellent brazability. In addition, when the fillet length is "B" or the fillet shape is "B", it is determined to be unsatisfactory due to poor brazeability.
表４に示した通り、試験材２０１～２０４は、心材及びろう材の化学成分が前記特定の範囲内であり、かつ、ろう材内部に前記特定のＭｇ分布が形成されている。そのため、これらの試験材によれば、フラックスフリーろう付におけるろう付性を向上させることができる。また、心材及びろう材の化学成分が同一である試験材２０１と試験材２０４との比較から、酸を用いたエッチングを行うことにより、フィレットの長さがより長くなり、ろう付性がさらに向上することが理解できる。 As shown in Table 4, in the test materials 201 to 204, the chemical components of the core material and the brazing material are within the above-mentioned specific ranges, and the specific Mg distribution is formed inside the brazing material. Therefore, these test materials can improve the brazeability in flux-free brazing. In addition, from a comparison of the test material 201 and the test material 204, in which the chemical components of the core material and the brazing material are the same, it was found that etching with acid increased the length of the fillet and further improved the brazeability. It is understandable to
（実施例３）
本例は、心材の両面にろう材が積層された３層構造のブレージングシートの例である。表５に示す本例の試験材３０１～３０６は、心材用塊の両面にろう材用塊を重ね合わせた後、実施例１と同様の方法により熱間圧延、冷間圧延及び加熱を順次行うことにより作製することができる。なお、本例の試験材３０１～３０６の厚みは０．０５０ｍｍである。
(Example 3)
This example is an example of a brazing sheet having a three-layer structure in which a brazing material is laminated on both sides of a core material. The test materials 301 to 306 of this example shown in Table 5 were hot-rolled, cold-rolled and heated in the same manner as in Example 1 after laminating the brazing filler metal ingots on both sides of the core material ingots. It can be produced by The thickness of the test materials 301 to 306 of this example is 0.050 mm.
本例においては、コルゲートフィン型熱交換器のコアを模擬したミニコア試験体３を用いてろう付性の評価を行う。図３に示すように、ミニコア試験体３は、試験材からなるコルゲートフィン３１と、コルゲートフィン３１を狭持する２枚の平板３２と、を有している。本例のコルゲートフィン３１の長さは５０ｍｍであり、高さは１０ｍｍであり、隣り合う頂部３１１間のピッチは３ｍｍである。また、本例の平板３２はＪＩＳ Ａ３００３合金から構成された、長さ６０ｍｍ、幅１６ｍｍ、厚み０．５０ｍｍのアルミニウム板である。
In this example, a
試験材３０１～３０４及び試験材３０６を用いたミニコア試験体３については、コルゲートフィン３１及び平板３２に脱脂処理を施した後にミニコア試験体３を組み立てる。試験材３０５を用いたミニコア試験体３については、コルゲートフィン３１及び平板３２に脱脂処理を施し、次いでコルゲートフィン３１に酸を用いたエッチングを行う。その後、これらのコルゲートフィン３１及び平板３２を用いてミニコア試験体３を組み立てる。ミニコア試験体３を組み立てた後、実施例１と同様の条件によりミニコア試験体３のろう付を行う。なお、いずれのミニコア試験体３についても、ろう付前にフラックスの塗布は行わない。
For the
ミニコア試験体３のろう付性の評価方法は、以下の通りである。まず、ろう付後のミニコア試験体３からコルゲートフィン３１を切除する。そして、各平板３２上に存在するフィレットの痕跡について平板３２の幅方向における長さを測定し、これらの合計を算出する。これとは別に、平板３２とコルゲートフィン３１とが完全に接合されたと仮定した場合のフィレットの板幅方向における長さの合計を算出する。そして、後者の値に対する前者の値の比率を各試験体３におけるコルゲートフィン３１の接合率（％）とする。なお、後者の値は、例えば、コルゲートフィン３１の幅と、コルゲートフィン３１の頂部３１１の数とを掛け合わせることにより算出できる。
The method for evaluating the brazeability of the
表５中の「ろう付性」欄には、３個のミニコア試験体３についてろう付を行った結果、接合率の平均が８０％以上である場合には記号「Ａ」、８０％未満の場合には記号「Ｂ」を記載した。本例のろう付性の評価においては、接合率の平均が８０％以上の場合を、優れたろう付性を有するため合格と判定する。また、接合率の平均が８０％未満の場合を、ろう付性に劣っているため不合格と判定する。
In the "Brazability" column in Table 5, as a result of brazing the three
表５に示した通り、試験材３０１～３０５は、心材及びろう材の化学成分が前記特定の範囲内であり、かつ、ろう材内部に前記特定のＭｇ分布が形成されている。そのため、これらの試験材によれば、フラックスフリーろう付におけるろう付性を向上させることができる。これらの試験材の中でも、試験材３０５は、酸を用いたエッチングが施されている。そのため、試験材３０５は、エッチングを行わなかった他は同一の構成を有する試験材３０２よりもろう付性を向上させることができる。 As shown in Table 5, in the test materials 301 to 305, the chemical components of the core material and the brazing material are within the specified range, and the specific Mg distribution is formed inside the brazing material. Therefore, these test materials can improve the brazeability in flux-free brazing. Among these test materials, the test material 305 is etched with acid. Therefore, the test material 305 can improve the brazeability as compared with the test material 302 having the same configuration except that the test material 305 is not etched.
一方、試験材３０６は、前記式（１）におけるＤの値が前記特定の範囲よりも小さいため、心材からろう材へのＭｇの拡散量が不足しやすい。そのため、試験材３０６を用いる場合、試験材３０１～３０５に比べてろう付不良が発生しやすい。 On the other hand, in the test material 306, the value of D in the formula (1) is smaller than the specific range, so the amount of Mg diffused from the core material to the brazing filler metal tends to be insufficient. Therefore, when using the test material 306, brazing defects are more likely to occur than with the test materials 301-305.
以上に説明した実施例１～実施例３の結果から、心材及びろう材の化学成分を前記特定の範囲内とし、かつ、ろう材内部に前記特定のＭｇ分布を形成することにより、フラックスを用いずに行うろう付におけるろう付性に優れたブレージングシートを得られることが理解できる。 From the results of Examples 1 to 3 described above, it can be seen that by setting the chemical components of the core material and the brazing material within the above-mentioned specific range and forming the above-mentioned specific Mg distribution inside the brazing material, flux can be used. It can be understood that a brazing sheet having excellent brazing properties in brazing performed without a
１ ブレージングシート
１１ 心材
１２ ろう材
1 brazing
Claims (11)
０．１０質量％以上３．０質量％以下のＭｇを含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物から構成されたアルミニウム合金からなる心材と、
Ｍｇと、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉと、０質量％以上０．０５０質量％以下のＢｉとを含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物から構成されたアルミニウム合金からなり、前記心材の少なくとも片面上に積層されるとともに最表面に露出したろう材と、を有し、
前記ろう材は、
前記心材との境界面から前記最表面へ近づくほどＭｇ濃度が連続的に低くなるＭｇ分布を有しており、
前記最表面からの深さが前記ろう材の厚みの１／８となる位置におけるＭｇ濃度が０．１５０質量％以下であり、かつ、
前記最表面からの深さが前記ろう材の厚みの７／８となる位置におけるＭｇ濃度が前記心材中のＭｇ量の５～９０％である、アルミニウム合金ブレージングシート。 An aluminum alloy brazing sheet applicable to brazing without using flux,
a core material made of an aluminum alloy containing 0.10% by mass or more and 3.0% by mass or less of Mg, with the balance being Al and unavoidable impurities ;
An aluminum alloy containing Mg, 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si, 0% by mass or more and 0.050% by mass or less of Bi, and the balance being Al and unavoidable impurities and a brazing material laminated on at least one side of the core material and exposed on the outermost surface,
The brazing material is
It has a Mg distribution in which the Mg concentration continuously decreases as it approaches the outermost surface from the interface with the core material,
The Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface is ⅛ the thickness of the brazing material is 0.150% by mass or less, and
An aluminum alloy brazing sheet, wherein the Mg concentration at a position where the depth from the outermost surface is 7/8 of the thickness of the brazing material is 5 to 90% of the Mg amount in the core material.
前記心材の化学成分を備えた心材用塊と、６．０質量％以上１３．０質量％以下のＳｉと０質量％以上０．０５０質量％以下のＢｉとを含むアルミニウム合金からなり、前記心材用塊に重ね合わされたろう材用塊とを含み、前記アルミニウム合金ブレージングシートの積層構造に対応した積層構造を有するクラッド塊を作製し、
前記クラッド塊に熱間圧延を行うことにより、前記クラッド塊を構成する各層を接合してクラッド材を作製し、
前記クラッド材に１パス以上の冷間圧延を行うとともに、前記冷間圧延のパス間及び最終パスの後のうち少なくとも一方において、下記式（１）で表されるＤの値が３．０×１０ -15 ～３．０×１０ -9 となる条件で前記クラッド材を１回以上加熱してＭｇを拡散させることにより、前記ろう材中に前記Ｍｇ分布を形成する、アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
The core material is composed of a core material ingot having the chemical composition of the core material, and an aluminum alloy containing 6.0% by mass or more and 13.0% by mass or less of Si and 0% by mass or more and 0.050% by mass or less of Bi, and the core material producing a clad mass having a laminated structure corresponding to the laminated structure of the aluminum alloy brazing sheet, including a brazing mass superimposed on the brazing ingot ;
By performing hot rolling on the clad mass, each layer constituting the clad mass is joined to produce a clad material,
The clad material is cold rolled for one or more passes, and the value of D represented by the following formula (1) is 3.0 × at least one of between the passes of the cold rolling and after the final pass. Manufacture of an aluminum alloy brazing sheet in which the Mg distribution is formed in the brazing material by heating the clad material one or more times under conditions of 10 -15 to 3.0 × 10 -9 to diffuse Mg. Method.
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