JPH0250935A

JPH0250935A - 熱交換器部材用アルミニウム製ブレージングシート

Info

Publication number: JPH0250935A
Application number: JP19993188A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Sasaki; 佐々木　勝敏; Kazunori Ishikawa; 石川　和徳
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-20
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2779172B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は主として熱交換器のろう付けに使用する熱交換
器部材特にチューブ材、ヘッダー材用等のアルミニウム
製ブレージングシートに関するものであり、特にその強
度と耐孔食性を改善したものである。

（従来の技術〕従来熱交換器、特に自動車用熱交換器であるフジエータ
−、ヒーター、オイルクーラー及びエアコン用エバポレ
ーター、コンデ゛ンサー等の多くはＡ１合金製であり、
主にろう（ｔ　＆プエ法により組み立てられている。例
えばオイルクーラ及びエアコン用エバポレーターとして
積層型エバポレーターは第３図に示すようにプレス成形
したタンクプレート（９）とフィン（１０）を図に示す
ように組み付け、ろう付けにより組み立てている。

これ等熱交換器用材料にはＪＩＳ　１０００系合金。

ＪＩＳ　３０００系合金又はこれ等合金を芯材としてＡ
１−５：系合金ろう材を片面又は両面にクラットしたブ
レージングシートが使用されている。

またラジェータのヘッダー材やチューブ側のように冷却
水が循環する内側にはＪＩＳ　１０７０合金。

ＪＩＳ　７０７２合金、Ａ、ｅ−Ｚｎ−Ｍ９系合金等を
犠牲陽極層としてクラッドし、絹通孔食発生を防止して
いる。

またラジェータのタンク部に使用されるヘッダー材は第
４図に示すように樹脂タンク（１４）をゴムバッキング
（１３）を介してヘッダー＋Ｊ（１２）の爪（１１）を
曲げて機械的にかしめている。このようなヘッダー材で
は強度とかしめ部かゆるんだ場合の補修時に再かしめ性
か求められている。

（発明か解決しようとする課題）近年熱交換器の軽量化、コスト低減のため熱交換器用部
材の薄肉化が要求されている。そこで種々の合金開発か
試みられている。しかじ熱交換器用材料、特にろう付は
工法により製造されるものにあっては、ろう付加熱時（
約６００’Ｃ）の強度及びろう付後の強度が共に高く、
かつろう付後の耐孔食性等か要求される管種々の性能を
併せ持つ必要かある。

従来芯材に用いられているＪＩＳ　３００３合金ではろ
う付は加熱後の強度か低いため、薄肉化が困難でめった
。また強度の高いＪＩＳ　Ｂ９５１合金を芯材とした場
合、粒界腐食感受性が高く、ヘッダー材として使用した
場合には再かしめ性が劣り、曲げ部に亀裂が発生し易い
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ろう付は性か良好
であり、ろう付は後の強度、耐孔食性に優れた熱交換器
部材用アルミニウム製ブレジングシートを開発したもの
である。

即ち本発明ブレージングシートの一つは、Ｓｉ０．４〜
１．２ｗｔ％（以下ｗｔ％を％と略記）。

Ｆ　ｅ　０．１５〜１．０％、　Ｃｕ０．４〜１．０％
、Ｍｎ０．５〜１．２％、Ｍｙ０．０５〜０．８％、Ｎ
１０．０５〜３．０％を含み、更にＣｒ０．ＯＯｌ　〜
０．５％、７ｒ０．００１〜Ｏ１３％、Ｈｔｏ、ｏｏｉ
〜１．５％２丁０、００１〜０．５％、　１３０．００
０１〜０．１％の範囲内で何れか１種又は２種以上を含
み、残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金を芯材とし
、その少なくとも片面ににＳｉ５％以上を含むＡ１合金
ろう材をクラッドしたことを特徴とするものである。

また本発明ブレージングシートの他の一つは、Ｓｉ０．
４〜１．２％、　　Ｆｅ０．１５〜１．０％、　　Ｃｕ
０．４〜１．０％、　Ｍｎ０．，５〜１．２％、Ｍ７０
．０５〜０．８％、　Ｎ　ｉ　０．０５〜３．０％を含
み、更にＯｒ０．００１　〜０．５　％、　　Ｚ　ｒｏ
、ｏｏｌ　〜０．３　％、Ｈｆ０．００１　〜１．５　
　％、　　Ｔ　ｉ　０．００１　〜０．５　　％、Ｂ０
、０００１〜０．１％の範囲内で何れか１種又は２種以
上を含み、残部ＡＪ２と不可避的不純物からなる合金を
芯＋オとし、その片面にＳｉ５％以上を含むＡ１合金ろ
う材をクラッドし、その反対側の面に芯材より５０ｍ　
Ｖ以上卑な電位を有するＡ１合金皮材をクラッドしたこ
とを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明において芯材の組成を上記の如く限定したのは、
次の理由によるものでおる。

３ｉはろう付は加熱によりマトリックス中に固溶し、強
度を向上させ、更にろう付は加熱後の冷却時及び冷却後
に室温におかれることにより、Ｍ７と共に極めて微細な
Ｍ９ｚＳｌを析出し、芯材強度を向上させる。しかして
３ｉ含有量を０．４〜１．２％と限定したのは、０．４
％未満ではろう付は後の強度か十分でなく、１，２％を
越えると固相線温度が低くなり、ろう付は加熱時に溶融
する恐れがあるためである。

「ｅは芯材の結晶粒を微細にし、成形性を向上させ、特
にヘッダー材として繰り返し曲げ性を向上させる。しか
してＦｅ含有量を０．１５〜１０％と限定したのは、０
．１５％未満ではその効果が十分でなく、１．０％を越
えると材Ｈの耐食性を劣化するためである。

Ｃｕは／’１−Ｃｕ系、Ａ１−ＣＬ）−Ｍ９系の微細な
析出物を生じ、ろう例は加熱後の強度に寄与すると共に
、材料の電位を肖にして耐食性を向上させる。しかして
Ｃｕ含有量を０．４〜１．０％と限定したのは、０．４
％未満ではその効果が十分でなく、１．０％を越えると
繰り返し曲げ性を劣化し、またろう付（ブ加熱時に溶融
する恐れか生じるためである。

Ｍｎは強度を向上させるもので、その含有量を０．５〜
１．２％と限定したのは、０，５％未満ではその効果か
十分でなく、１２％を越えると鋳造時に巨人金属間化合
物を生じ、÷Ａ料の延性を低下させ、繰り返し曲げ性を
低下させるためである。

ＭＪはろう付は加熱によりマトリックス中に固溶し、強
度向上に寄与し、更にろう付は加熱後に室温に放置する
ことにより、微細なＭＨｚ３ｉの析出物を生じ、強度向
上に寄与する。しかしてＭｙ含有量を０１０５〜０．８
％と限定したのは、０．０５％未満ではその効果が十分
でなく、０．８％を越えるとろう付は性を低下するため
である。

ＮｉはＡｊ！３Ｎｉの微細な析出物を生じ、芯材の強度
を向上させ、耐食性や疲労強度を向上させる。しかして
Ｎｉ含有量を０．０５〜３，０％と限定したのは、０，
０５％未満ではその効果か十分でなく、３．０％を越え
ると繰り返し曲げ性を低下するためである。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、王ｉ、［３はｔＪ料の組ｉを均一微
細にし、繰り返し曲げ性を損なうことなく材料強度を向
上させる効果があり、また不溶性化合物の析出による粒
界周辺の電位差の緩和により、耐食性を向上する。しか
してその含有量をＣｒ　０．００１〜０．５％、　Ｚ　
ｒｏ、ｏｏｌ　〜０．３％。

Ｈ−ｒｏ、ｏｏｉ〜１．５％、Ｔｉ０．００１〜０，５
％、Ｂｏ、　ｏｏｏｉ〜０．１％の範囲内で何れか１種
又は２種以上と限定したのは、何れも下限未満ては効果
が不十分であり、上限を越えると鋳造時に粗大な金属間
化合物を生じて芯材の延性や繰り返し曲げ性を低下する
ためで必る。

本発明は上記組成の芯材の少なくとも片面にＳ＋５％以
上を含むＡ１合金ろう祠をクラッドしたもので、ろう材
の３ｉ含有量を５％以上と限定したのは、５％未満では
液相線温度が高く、十分なろう付は性が困難となるため
である。通常ろう材としてはＳｉ５〜１５％を含有する
ものが使用され、更にはろう付性改善の目的でＢｅ。

Ｂ＋、Ｍｙ等を少量添加する場合もある。ろう材は芯材
の片面又は両面にそれぞれ全板厚の３〜３０％、好まし
くは３〜１５％の範囲でクラッドする。

また本発明は上記組成の芯材の片面にＳｉ５％以上を含
むＡ１合金ろう材をクラッドし、その反対側の面に芯材
より５０ｍ　Ｖ以上卑な電位を有するＡ１合金皮材をク
ラッドすることができる。これは芯材より卑な電位を有
するＡ１合金をクラットすることにより、この合金層か
陰極防食におりる犠牲層として作用し、その芯材を保護
するものでおる。しかしてその電位差を５０ｍＶ以上卑
としのたけ、５０ｍ　Ｖ未満では十分な効果が得られな
いためである。尚この犠牲層は全板厚の１〜２０％好ま
しくは２〜１０％の範囲でクラッドするとよい。

本発明ブレージングシートは以上の構成からなり、フラ
ックスろう付は法、不活性ガス雰囲気ろう付は法、真空
ろう付は法管種々のろう付は工法によりラジェーターヘ
ッダー材、チュブ材、エバポレーター、プレー１〜材等
の熱交換器部材用のブレージングシートとして使用する
ことができる。

〔実施例〕

実施例（１）第１表に示す組成の合金をＤＣ鋳造により厚さ７０Ｍ、
巾３００．の鋳塊とし、これを片面３ｍづつ面側し、５
８０°Ｃで３時間均質化処理を施した後、その両面にＪ
ＩＳ　４００４合金（Ａ、ｌ！−３ｉ合金）ろう材を、
片面につき全板厚の１５％となるようにクラッドし、熱
間圧延と冷間圧延により厚さ０．６．の板材とした。こ
れを仕上げ焼鈍として４００　’Ｃて２時間焼鈍処理を
施してブレージングシートを作製した。尚第１表中丁は
ＪＩＳ３００３合金を、ＵはＪＩＳ　６９５１合金を芯
材とした。

このブレージングシートを第３図に示す形状の積層型エ
バポレーター用プレー１へ材としてプレス成形、組みつ
け、ろう付をおこなった。このエバポレーターにＯ乃至
１５１ｆｇｆ／−の繰り返し内圧を加え、もれが発生す
るまでの繰り返し数を測定した。耐食性評価としてコア
にＣＡＳＳ試験をおこない２００時間後の最大孔食深さ
を測定した。ろう付は５　ｘ　１０−５　Ｔｏｒｒの真
空度で６１０°Ｃに５分間加熱しておこなった。引張試
験は焼鈍々Ａおよびろう付加熱後室温に１０日間放置し
た材料でおこなった。その結果を第２表に示ず。

第１表及び第２表から明らかなように、本発明ブレージ
ングシートＮｏ、　１〜１０に比べ本発明ブレージング
シート芯材組成範囲を外れる比較ブレージングシートＮ
ｏ、１１〜１９および従来ブレージングシートＮｏ、２
０．２１はろう付は後強度、耐繰り返し加圧破壊性、耐
食性のいずれか一つ以上の性能か劣っている。なお、比
較ブレージングシートＮα１１はろう付加熱性に溶融し
、Ｎｏ、１２．１５゜１７、１９は焼鈍材のプレス加工
性が悪くエバポレータの形状に成形できなかった。

実施例（２）第１表に示す組成の合金をＤＣ鋳造により厚さ７０＃、
巾３００．の鋳塊とし、これを片面３Ｍづつ面側し、５
８０’Ｃで３時間均質化処理を施した後、その片面にＪ
ＩＳ　４０４５合余（Ａｕ−３ｉ合金）ろう材を、その
反対側の面にＪＩＳ　７０７２合余を皮材とし、それぞ
れ全板厚の１０％となるようにクラッドし、熱間圧延と
冷間圧延により厚さ１Ｍの板材とした。これを仕上げ焼
鈍として４００°Ｃで２時間焼鈍処理を施してブレージ
ングシートを作製した。尚第１表中下はＪＩＳ　３００
３合余を、ＵはＪＩＳ　６９５１合余を芯材とした。

これ等ブレージングシートを供試材とし、焼鈍材、ろう
付は加熱後及びろう付は加熱後１０日間室温に放置した
ものの機械的性質を測定すると共に、ろう付は性、耐食
性及び再かしめ性を評価した。これ等の結果を第３表に
示す。

ろう付は性評価は、第１図（ａ）に示すように芯ｖＪ’
（１）　（７）下面ＩＩＳ　７０７２合金皮材（３）ヲ
、上面にＪＩＳ　４０４５合余ろう材（２）をクラッド
したブレージングシート（巾３０＃１Ｉ１１．長さ５０
＃）の上面中央部に、ＪＩＳ　３００３合金板（４）（
巾３０＃、長さ５０＃）を一端に直径３Ｉｒｕｎのステ
ンレス線（５）を介在させて垂直に固定した。これを前
処理後フルオロアルミシンス懸濁液を塗布して乾燥後、Ｎ２ガス雰囲気中６１０′
Ｃで５分間ろう付は加熱を行ない、第１図（ｂ）に示す
ようにろう材の間隙充填長さ（×）を測定した。この試
験で間隙充填長さ１５＃以上を良と判定した。

耐食性評価は幅５０，長ざ１００．のブレージングシー
トをＮ２ガス雰囲気中６１０’Ｃで５分間ろう付は加熱
を施した後、ＪＩＳ　４０４５合余ろう材面及び端面を
シールし、ＪＩＳ　７０７２合金皮材面に対してＣＡＳ
Ｓ試験を行ない、５００時間後の最大孔食深さを測定し
た。またろう付は加熱を行なったブレージングシートか
らろう材と皮材を除去した後、５％ＮａＣ，＋２水溶液
（２５°Ｃ）中で飽和カロメル電極を基準として芯材の
自然電位を測定した。

また再かしめ性の評価は、Ｎ２ガス雰囲気中６１０’Ｃ
て５分間ろう付は加熱した幅３０＃，長さ２００＃のブ
レージングシートを使用し、繰り返し曲げ試験を行なっ
た。

即ち第２図（ａ）に示すように直角三角形状の凹型治具
（６）上にブレージングシート（７）を置き、第２図（
ｂ）に示すように直角三角形状の凸型治具（８）を押し
付けて９０°折り曲げ、これを第２図（ａ）に示すよう
にまっすぐな状態に戻すことを繰り返し、亀裂か発生ず
るまでの回数を測定した。尚試験はろう付は加熱直後及
び７ＪＯ熱後１０日間苗温に放置したものについて行な
った。

またろう相開か治具凹面に接触するようにして試験を行
なった。

第１表及び第３表から明らかなように、本発明ブレージ
ングシートＮｏ、　２２〜Ｓｉは、芯材にＪＩＳ３００
３合金を使用した従来ブレージングシートＮ。

４１及び芯材にはＪＩＳ　６９５１合金を使用した従来
ブレージングシー１〜Ｎｏ、４２に比べ、ろう付は加熱
後の強度、ろう付は性、繰り返し曲げ性等の特性がバラ
ンスよく優れ、特に耐食性ははるかに優れていことか判
る。

これに対し本発明ブレージングシートの芯（Ａ組成の範
囲より外れる比較ブレージングシー１〜は何れか１つ以
」ニの特性か劣る。即らＮｉ含含量量多い比較ブレージ
ングシートＮα３３．ＣＩＪ含有量の多い比較ブレージ
ングシー１〜Ｎ０．３６．Ｍｎ含有量の多い比較ブレー
ジングシートＮ０３８は、何れも繰り返し曲げ性か劣り
、Ｆｅ含有量の多い比較ブレージングシートＮｏ、３４
は耐食性が劣る。

またＭＳＪ含有量の多い比較ブレージングシートＮｏ、
４０は繰り返し曲げ性と間隙充填長さくろう付は性）が
劣るばかりか、耐食性も劣る。更にＣｕ含有量の多い比
較ブレージングシートＮｏ、３５及びＭ９含有量の少な
い比較ブレージングシトＮｏ、３９は何れも強度が劣る
。なおＳ１含有量の多い比較ブレージングシートＮｏ、
３２はろう付は加熱時に芯材が溶融した。

〔発明の効果〕

このように本発明ブレージングシートによれば、ろう付
は加熱後における強度、ろう付は性、繰り返し曲げ性等
のバランス良く、特に耐食性も良好て熱交換器の薄肉軽
量化を可能にする等、工業上顕著な効果を奏するもので
おる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｈ　（ｂ）はろう付は性評価のためのろう材
の間隙充填試験方法の説明図で（ａ）はろう付は前、（
ｂ）はろう付は後を示す。第２図（ａ）。（ｂ）は再かしめ性評価のための繰り返し曲げ試験方法
の説明図で（ａ）は曲げ前、（ｂ）は曲げ後を示す。第
３図は積層型エバポレーターの正面図、第４図はラジェ
ータータンクのかしめ部の要部を示す断面図である。１、芯材Ａ１合金ろう伺Ａ１合金皮柵ＪＩＳ　３００３合金板ステンレス線スペーザ凹型治具ブレージングシー１〜凸型治具タンクプレー１〜フィンラジェータヘッダー（Ａの爪ラジェータヘッダー材ゴムバッキング樹脂タンク第図（ａ）図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｓｉ０．４〜１．２ｗｔ％，Ｆｅ０．１５〜１．
０ｗｔ％，Ｃｕ０．４〜１．０ｗｔ％，Ｍｎ０．５〜１
．２ｗｔ％，Ｍｇ０．０５〜０．８ｗｔ％，Ｎｉ０．０
５〜３．０ｗｔ％を含み、更にＣｒ０．００１〜０．５
ｗｔ％，Ｚｒ０．００１〜０．３ｗｔ％，Ｈｆ０．００
１〜１．５ｗｔ％，Ｔｉ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｂ
０．０００１〜０．１ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は
２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなる合
金を芯材とし、その少なくとも片面にＳｉ５ｗｔ％以上
を含むＡｌ合金ろう材をクラッドしたことを特徴とする
熱交換器部材用アルミニウム製ブレージングシート。
（２）Ｓｉ０．４〜１．２ｗｔ％，Ｆｅ０．１５〜１．
０ｗｔ％，Ｃｕ０．４〜１．０ｗｔ％，Ｍｎ０．５〜１
．２ｗｔ％，Ｍｇ０．０５〜０．８ｗｔ％，Ｎｉ０．０
５〜３．０ｗｔ％を含み、更にＣｒ０．００１〜０．５
ｗｔ％，Ｚｒ０．００１〜０．３ｗｔ％，Ｈｆ０．００
１〜１．５ｗｔ％，Ｔｉ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｂ
０．０００１〜０．１ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は
２種以上を含み、残部Ａ１と不可避的不純物からなる合
金を芯材とし、その片面にＳｉ５ｗｔ％以上を含むＡ１
合金ろう材をクラッドし、その反対側の面に芯材より５
０ｍＶ以上卑な電位を有するＡｌ合金皮材をクラッドし
たことを特徴とする熱交換器部材用アルミニウム製ブレ
ージングシート。