JPH04263035A - 低温ろう付け用高強度アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents

低温ろう付け用高強度アルミニウム合金クラッド材

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JPH04263035A
JPH04263035A JP4582891A JP4582891A JPH04263035A JP H04263035 A JPH04263035 A JP H04263035A JP 4582891 A JP4582891 A JP 4582891A JP 4582891 A JP4582891 A JP 4582891A JP H04263035 A JPH04263035 A JP H04263035A
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JP
Japan
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brazing
aluminum alloy
clad
alloy material
high strength
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JP4582891A
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Kunihiko Kishino
邦彦 岸野
Motoyoshi Yamaguchi
山口 元由
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Furukawa Aluminum Co Ltd
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Furukawa Aluminum Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、 500℃以下の温度
でろう付けするための低温ろう付け用高強度アルミニウ
ム合金クラッド材に関するもので、特に自動車用等の熱
交換器部材として使用されるのに好適なものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用熱交換器の多くはAlおよびA
l合金が使用されており、ろう付け法により製造されて
いる。通常ろう付けにはAl−Si系のろう材が用いら
れ、そのためろう付けは 600℃程度の高温で行われ
る。 Al−Si系ろう材を用いたろう付けでは、ろう材の供
給はろう単体の粉末、線材、板材でも良いが、一般的に
は作業性の点を考慮して、ろう材を芯材に熱間圧着によ
りクラッドした所謂ブレージングシートで行われる場合
が多い。例えばJIS A 3003(Al−0.15
wt%Cu−1.1 wt%Mn)を芯材とし、その片
面にはJIS A 7072(Al−1wt%Zn)の
犠牲材、反対側にはJIS A 4343(Al−7.
5 wt%Si)のろう材で構成されるブレージングシ
ートが使用されている。
【0003】近年ろう付けコストの低減から、ろう付け
温度をより低温にしたいという要求が高まってきた。ろ
う付け温度を低温にすることにより、ろう付け時間の低
減、熱量の低減、ろう付け炉のコスト低減、ろう付け炉
の耐久性の向上、更には殆どのAl材料が使用できる等
種々の利点が生まれる。現在実用化されている低温でろ
う付けする方法としては、Zn粉とZnCl2 主体の
フラックスの混合物をAl材料で組立てられたコアに塗
布し、Znをろうとして450℃程度に加熱ろう付けす
るものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題から自
動車の燃費向上要求に伴う車体重量の軽量化要求および
特定フロンの使用禁止に伴う冷媒変更による熱交換器の
大型化傾向の問題から、熱交換器部材の薄肉化による熱
交換器の軽量化あるいは重量増の減少が急務となってい
る。しかし従来のAl−Si系ろう材を用いたろう付け
による熱交換器部材においては、上記のように 600
℃程度の高温に曝される為に融点の高い材料しか使用出
来ず、部材の高強度化には限界があった。
【0005】また従来の1000系等の純Al系合金を
Zn合金ろうにより低温ろう付けする場合においては、
芯材中にZnろうが拡散してろう付けが困難である場合
もあった。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、上記問題点
を解決するために種々検討の結果、低融点のろう材を被
覆した低温ろう付け用高強度アルミニウム合金クラッド
材を開発したものである。
【0007】即ち本発明の一つは、Zn 2.0〜9.
5 wt%を含有し、さらにCr 0.01 〜0.3
5wt%,Mn 0.01 〜1.80wt%,Zr 
0.01 〜0.35wt%,Hf0.03〜0.5 
wt%,V0.03〜0.35wt%,Ni 0.03
 〜3.5 wt%,Fe 0.02 〜1.5 wt
%,Ti 0.005〜0.35wt%の内から1種も
しくは2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物か
らなるアルミニウム合金材の、少なくとも片面に 50
0℃以下で溶融するろう材を被覆したことを特徴とする
もので、アルミニウム合金材の片面に犠牲材をクラッド
した板材を用い、犠牲材の反対面にろう材を被覆すると
よい。
【0008】本発明の他の一つは、Zn 2.0〜9.
5 wt%と、Mg 0.03 〜4.5 wt%,C
u 0.03 〜3.5 wt%の内1種もしくは2種
を含有し、さらにCr 0.01 〜0.35wt%,
Mn 0.01 〜1.80wt%,Zr 0.01 
〜0.35wt%,Hf 0.03 〜0.5 wt%
,V 0.03 〜0.35wt%,Ni0.03〜3
.5 wt%,Fe 0.02 〜1.5 wt%,T
i 0.005〜0.35wt%の内から1種もしくは
2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物からなる
アルミニウム合金材の、少なくとも片面に 500℃以
下で溶融するろう材を被覆したことを特徴とするもので
、アルミニウム合金材の片面に犠牲材をクラッドした板
材を用い、犠牲材の反対面にろう材を被覆するとよい。
【0009】
【作用】本発明において合金組成を上記の如く規定した
理由を以下に示す。Znは材料の強度を増大させる効果
を有すると共に、Znろうを使用して低温ろう付けを行
う場合には、Zn合金ろうの芯材中への拡散を抑制して
ろう付け不良を防止する効果がある。しかして 2.5
wt%(以下wt%を%と略記)未満ではこれら効果が
充分ではなく、 9.5%を越えて添加されると、耐食
性が低下する。MgおよびCuはZnと共に微細な析出
物を生じて強度向上に寄与する。しかしてそれぞれ下限
未満では強度への寄与があまり期待出来ず、上限を越え
て添加されると耐食性の劣化が著しくなる。Cr,Mn
,Zr,Hf,V,Ni,FeおよびTiは何れも材料
の強度、特に高温強度を向上させ、ろう付け時およびろ
う付け後の変形を防止する効果を奏する。従って一般的
にはこれら元素群の内1種もしくは2種以上を所定量添
加することが好ましい。しかし一方ではこれら元素の添
加は素材の材料組織を微細化し、結晶粒界面積を増大さ
せるためにろう材の拡散を助長し、耐食性を劣化させる
危険性があり、これら元素の添加量の決定にあたっては
製品の使用部位にもとづき、その添加量を決定する必要
がある。しかしてそれぞれ下限未満の添加量では前述の
効果を期待出来ず、また上限を越えて添加されると素材
中に粗大な化合物を生じて材料の成形性、強度、靭性、
耐食性のいずれもが劣化する危険性がある。上記元素以
外の不純物は主にSiであり、Siについては 0.4
%以下であれば本発明の特性に悪影響は及ぼさないが、
 0.4%以上含有すると強度が低下する。またその他
の微量元素の含有量については0.05%以下であれば
、本発明材料の特性に悪影響は及ぼさない。従って鋳造
性改善等のためのB、Be等あるいは成形性改善のため
のミッシュメタル等についても0.05%以下の範囲に
おいて添加することが可能である。
【0010】ろう材としては融点 500℃以下の例え
ば純Zn,Zn−Al系、Zn−Cd系、Sn−Zn系
、Sn−Pb系等どのような合金でも使用できる。しか
しろう付け後の製品の耐食性を考慮するとZn合金系の
ろう材が最も適用性が広い。ろう材の被覆は熱間圧着法
、溶射法、溶融めっき法、電気めっき法、蒸着法等いか
なる方法によっても良い。但し工業上における経済性(
被覆コストおよび生産性)を考慮すると熱間圧着あるい
はめっきにより被覆するのが好ましい。ろうの被覆厚さ
については特に限定するものではなく、製品形状および
使用部位により決定すればよい。現在、図1に示すよう
に偏平電縫管からなる通液管(1) の間にフィン(2
) を設け、通液管(1) の両端にヘッダー(3) 
を設けたラジエーターの、上記通液管(1) として使
用されるブレージングシートのように、部材の一部が腐
食環境に曝される場合においては、腐食環境に曝される
管内面には、犠牲材としてJIS A 7072合金等
の電位が低い材料がクラッドされているのが一般的であ
る。従って本発明においても芯材の片面(ろう材の反対
面)には、芯材合金の電位より50mV以上卑なる合金
を犠牲材として用いることも可能である。 また芯材とろう材あるいは芯材と犠牲材との間に、耐食
性向上等の目的でさらに他合金層をクラッドすることも
可能である。芯材と犠牲層との間にさらに合金層をクラ
ッドする場合には、犠牲材の電位はその合金層の電位よ
り50mV以上卑であることが必要であり、さらにその
合金層は芯材よりも50mV以上卑であることが好まし
い。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。 (実施例1)表1に示す合金をDC鋳造により厚さ 4
00mm×巾2300mmの鋳塊とし、これを均質化処
理( 440℃×12h+ 520℃×12h)後、熱
間圧延および冷間圧延により厚さ1mmの供試用板材と
した。これら供試用板材の片面に図2に示すように板材
(4) をガイドローラー(5) に沿ってろうめっき
浴(6) に通し、板材(4) の片面にろう材を溶融
めっきする装置を用い、Zn−5%Al合金を30μm
の厚さにめっきした。これら材料をろう付けシュミレー
ト加熱として、温度 450℃に保持した露点−40℃
の窒素ガス雰囲気の炉中に挿入してろう付け加熱を行い
、加熱後は炉から取り出して空冷した。これら板材より
引張試験片を加工し、引張試験を行った。その結果を表
1に併記した。
【0012】また図3に示すようにこれら板材であるろ
うめっき板(7) をベア材(8) 上に垂直に立てて
逆T継手試験片に組立て、LiCl,KCl,ZnCl
2 等からなる塩化物系フラックスの50%濃度液を塗
布し温度 420℃でろう付けしてろう付性を評価した
。正常なフィレットが形成されたものを○、フィレット
が形成されなかった部分があるものを×としてその結果
を表1に併記した。
【0013】
【表1】
【0014】表1から明らかなように、本発明材料は本
発明の範囲から外れる比較材、あるいは従来材に較べて
強度が高く、また正常なフィレットが形成され、ろう付
け用材料として十分使用できることが判る。
【0015】(実施例2)表2に示す構成にて、芯材の
片面に犠牲材を10%の割合でクラッドした厚さ 1.
2mmの板材を通常の熱間圧着法により製造した。この
板材を使用し図2に示す溶融めっき装置により、Zn−
11%Al(融点 425℃)ろう材を上記犠牲材と反
対面に、80μmの厚さにめっきした。これらを脱脂後
AlF3 とCsFを基本組成とした弗化物系フラック
スの10%濃度液を塗布し、温度 450℃に保持した
露点−40℃の窒素ガス雰囲気の炉中に挿入してろう付
け加熱を行った。加熱後の材料より引張試験片を加工し
引張試験を行い機械的性質を評価すると共に、巾50m
m×長さ 100mmの試験片を切り出して、犠牲層面
以外はシールして、犠牲層面側からの耐食性をCASS
試験 720時間の腐食試験により評価を行った。評価
は腐食試験後の最大孔食深さにより評価した。その結果
を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】表2から明らかなように、本発明になる材
料は強度に優れるばかりでなく、耐食性においても従来
材と同等以上の特性を示すことが判る。
【0018】
【発明の効果】このように本発明によれば、低温ろう付
け用として従来より著しく高強度で、かつ従来材以上の
耐食性を有する熱交換器用ろう付け部材が供給可能とな
り、熱交換器の軽量化を可能にする等工業上顕著な効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラジエーターの一例を一部切欠いて示す斜視図
である。
【図2】溶融めっき装置を示す説明図である。
【図3】逆T字継手試験片を示す斜視図である。
【符号の説明】
1  通液管 2  フィン 3  ヘッダー 4  板材 5  ガイドローラー 6  ろうめっき浴 7  ろうめっき板 8  ベア材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Zn 2.0〜9.5 wt%を含有
    し、さらにCr0.01 〜0.35wt%,Mn 0
    .01 〜1.80wt%,Zr 0.01 〜0.3
    5wt%,Hf0.03〜0.5wt%,V 0.03
     〜0.35wt%,Ni 0.03 〜3.5 wt
    %,Fe 0.02 〜1.5 wt%,Ti 0.0
    05〜0.35wt%の内から1種もしくは2種以上を
    含有し、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウ
    ム合金材の、少なくとも片面に 500℃以下で融解す
    るろう材を被覆したことを特徴とする低温ろう付け用高
    強度アルミニウム合金クラッド材。
  2. 【請求項2】  アルミニウム合金材の片面に犠牲材を
    クラッドした板材を用い、犠牲材の反対面にろう材を被
    覆する請求項1記載の低温ろう付け用高強度アルミニウ
    ム合金クラッド材。
  3. 【請求項3】  Zn 2.0〜9.5 wt%と、M
    g 0.03 〜4.5 wt%,Cu 0.03 〜
    3.5 wt%の内1種もしくは2種を含有し、さらに
    Cr 0.01 〜0.35wt%,Mn0.01〜1
    .80wt%,Zr 0.01 〜0.35wt%,H
    f 0.03 〜0.5 wt%,V 0.03 〜0
    .35wt%,Ni 0.03 〜3.5 wt%,F
    e 0.02 〜1.5 wt%,Ti 0.005〜
    0.35wt%の内から1種もしくは2種以上を含有し
    、残部Alと不可避的不純物からなるアルミニウム合金
    材の、少なくとも片面に500 ℃以下で溶融するろう
    材を被覆したことを特徴とする低温ろう付け用高強度ア
    ルミニウム合金クラッド材。
  4. 【請求項4】  アルミニウム合金材の片面に犠牲材を
    クラッドした板材を用い、犠牲材の反対面にろう材を被
    覆する請求項3記載の低温ろう付け用高強度アルミニウ
    ム合金クラッド材。
JP4582891A 1991-02-18 1991-02-18 低温ろう付け用高強度アルミニウム合金クラッド材 Pending JPH04263035A (ja)

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