JPH06212329A - 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 - Google Patents
熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材Info
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- JPH06212329A JPH06212329A JP5023554A JP2355493A JPH06212329A JP H06212329 A JPH06212329 A JP H06212329A JP 5023554 A JP5023554 A JP 5023554A JP 2355493 A JP2355493 A JP 2355493A JP H06212329 A JPH06212329 A JP H06212329A
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- alloy
- core material
- brazing
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- sacrificial anode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車の熱交換器のチューブ材等として用い
られる従来よりも高強度で高耐食性のアルミニウム合金
複合材を提供する。 【構成】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材を、
他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、または
Al−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッドした
アルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造と
し、ろう材側芯材をMg0.5〜1.5wt%、Cu0.
3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg0.
2、wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物とか
らなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5wt
%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、Cu
0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜1.
5wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とからなる
Al合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの
30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。
られる従来よりも高強度で高耐食性のアルミニウム合金
複合材を提供する。 【構成】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材を、
他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、または
Al−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッドした
アルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造と
し、ろう材側芯材をMg0.5〜1.5wt%、Cu0.
3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg0.
2、wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物とか
らなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5wt
%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、Cu
0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜1.
5wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とからなる
Al合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの
30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強度高
耐食性アルミニウム合金複合材。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の熱交換器等に用
いられるアルミニウム合金複合材に関するものであり、
更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するパイプ等の
材料として用いられる熱交換器用高強度高耐食性アルミ
ニウム合金複合材に関するものである。
いられるアルミニウム合金複合材に関するものであり、
更に詳しくは熱交換器の冷媒通路を形成するパイプ等の
材料として用いられる熱交換器用高強度高耐食性アルミ
ニウム合金複合材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用の熱交換器にはラジエーター、
カーエアコン、インタークーラー、オイルクーラー等種
々あるが、例えばラジエーターとしては図1に示すよう
な構造のものが用いられている。図1において1はチュ
ーブ、2はフィン、3はヘッダー、4はタンクである。
チューブ1、フィン2およびヘッダー3にはアルミ材料
が用いられており、タンク4は樹脂製のものが多く用い
られている。チューブ1とフィン2とヘッダー3は弗化
物系のフラックスを使用するろう付による接合によって
一体化され、これに樹脂製タンクが機械的接合(かしめ
加工)により取り付けられて、ラジエーターが製造され
る。チューブ材としてはAl−Mn系合金である300
3合金を芯材とし芯材のフィン側(大気側)の面にAl
−Si系合金である4343合金、4045合金などの
ろう材をクラッドし、他の面(冷媒側)にAl−Zn系
合金、Al−Zn−Mg系合金などの犠牲陽極材をクラ
ッドした3層構造のアルミニウム合金複合材を電縫加工
およびロール成形加工により偏平管としたものを用いて
いる。その板厚は0.3〜0.4mmである。フィン材
としては3003合金にZnを添加して犠牲陽極作用を
持たせた材料を使用しており、その肉厚は0.08〜
0.11mmである。またヘッダー材としてはチューブ
材と同様に3003合金の芯材の大気側にろう材をクラ
ッドし、冷媒側に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウ
ム合金複合材が使用されており、その肉厚は1〜2mm
である。
カーエアコン、インタークーラー、オイルクーラー等種
々あるが、例えばラジエーターとしては図1に示すよう
な構造のものが用いられている。図1において1はチュ
ーブ、2はフィン、3はヘッダー、4はタンクである。
チューブ1、フィン2およびヘッダー3にはアルミ材料
が用いられており、タンク4は樹脂製のものが多く用い
られている。チューブ1とフィン2とヘッダー3は弗化
物系のフラックスを使用するろう付による接合によって
一体化され、これに樹脂製タンクが機械的接合(かしめ
加工)により取り付けられて、ラジエーターが製造され
る。チューブ材としてはAl−Mn系合金である300
3合金を芯材とし芯材のフィン側(大気側)の面にAl
−Si系合金である4343合金、4045合金などの
ろう材をクラッドし、他の面(冷媒側)にAl−Zn系
合金、Al−Zn−Mg系合金などの犠牲陽極材をクラ
ッドした3層構造のアルミニウム合金複合材を電縫加工
およびロール成形加工により偏平管としたものを用いて
いる。その板厚は0.3〜0.4mmである。フィン材
としては3003合金にZnを添加して犠牲陽極作用を
持たせた材料を使用しており、その肉厚は0.08〜
0.11mmである。またヘッダー材としてはチューブ
材と同様に3003合金の芯材の大気側にろう材をクラ
ッドし、冷媒側に犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウ
ム合金複合材が使用されており、その肉厚は1〜2mm
である。
【0003】そして近年では自動車の軽量化に対する要
求が強まり、それに対応するために自動車熱交換器の軽
量化も迫られている。そのため各部材の薄肉化が検討さ
れており、アルミニウム合金複合材も薄肉化のために芯
材にAl−Mn−Cu系合金、Al−Si−Mg系合
金、Al−Si−Mg−Mn系合金など従来のAl−M
n系合金に比較してより高強度で高耐食性の合金を採用
することが進められている。
求が強まり、それに対応するために自動車熱交換器の軽
量化も迫られている。そのため各部材の薄肉化が検討さ
れており、アルミニウム合金複合材も薄肉化のために芯
材にAl−Mn−Cu系合金、Al−Si−Mg系合
金、Al−Si−Mg−Mn系合金など従来のAl−M
n系合金に比較してより高強度で高耐食性の合金を採用
することが進められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに弗化物系のフ
ラックスを使用するろう付においては、前記のようなM
gを含有する合金を芯材とするアルミニウム合金複合材
はろう付性が不安定である。例えばチューブ材として用
いるアルミニウム合金複合材では芯材に0.3wt%以上
のMgを添加すると、ろう付中にMgが芯材からろう材
中に拡散して行きろう付時に塗布したフラックス中のF
とMgが反応し、チューブ材表面にMgF化合物を形成
し、チューブ材とフィンとのろう付性を著しく劣化させ
る。またヘッダーとチューブの接合部においても同様の
ろう付不良が起こる場合がある。チューブやフィンなど
の板厚が薄い場合には、Mgは前記のようにろう付不良
の原因となるばかりではなく、ろう付中に材料中から材
料表面に拡散して芯材中のMg量が著しく低下すること
により、ろう付後の強度の低下をひき起こす。さらに
は、従来のろう材、芯材、犠牲陽極材が各々1層である
3層アルミニウム合金複合材において、芯材に0.3Wt
%以上のMgを添加した場合、芯材中のSiとMgがM
g2 Siの化合物となって、粒界に多量析出し、この析
出物によって粒界腐食を引き起こす等の問題が出てく
る。
ラックスを使用するろう付においては、前記のようなM
gを含有する合金を芯材とするアルミニウム合金複合材
はろう付性が不安定である。例えばチューブ材として用
いるアルミニウム合金複合材では芯材に0.3wt%以上
のMgを添加すると、ろう付中にMgが芯材からろう材
中に拡散して行きろう付時に塗布したフラックス中のF
とMgが反応し、チューブ材表面にMgF化合物を形成
し、チューブ材とフィンとのろう付性を著しく劣化させ
る。またヘッダーとチューブの接合部においても同様の
ろう付不良が起こる場合がある。チューブやフィンなど
の板厚が薄い場合には、Mgは前記のようにろう付不良
の原因となるばかりではなく、ろう付中に材料中から材
料表面に拡散して芯材中のMg量が著しく低下すること
により、ろう付後の強度の低下をひき起こす。さらに
は、従来のろう材、芯材、犠牲陽極材が各々1層である
3層アルミニウム合金複合材において、芯材に0.3Wt
%以上のMgを添加した場合、芯材中のSiとMgがM
g2 Siの化合物となって、粒界に多量析出し、この析
出物によって粒界腐食を引き起こす等の問題が出てく
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に薄肉のラ
ジエーターチューブ材として用いるアルミニウム合金複
合材において、芯材からろう材中へのMgの拡散による
ろう付性の低下を防止し、なおかつ、ろう付後に高強度
高耐食性を有するアルミニウム合金複合材を開発したも
のである。即ち、請求項1記載の発明は、芯材の片面に
Al−Si系合金のろう材を、他の面にAl−Zn系合
金、Al−Zn系合金、またはAl−Zn−Mg系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をMn
0.5〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt%、Si
0.2〜1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含有し、残
部Alと不可避的不純物とからなるAl合金とし、犠牲
陽極材側芯材をSi0.5wt%以下、Mg1.5wt%を
超え、4.0wt%以下、Cu0.3wt%を超え、1.5
wt%以下、Mn0.5〜1.5wt%を含有し、残部Al
と不可避的不純物とからなるAl合金とし、ろう材側芯
材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上であることを特
徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複
合材である。請求項2記載の発明は、芯材の片面にAl
−Si系合金のろう材を、他の面にAl−Zn系合金、
Al−Mg系合金、またはAl−Zn−Mg系合金等の
犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材にお
いて、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をMn0.5
〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt%、Si0.2〜
1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含有し、さらに各々
0.05〜0.3wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種
または2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なるAl合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材である。請求項3記
載の発明は、芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt%、Cu
0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg
0.2wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、さらに各々0.05〜0.3wt%
のCr、Zr、Tiのうちの1種または2種以上を含有
し、残部Alと不可避的不純物とからなるAl合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材である。請求項4記載の発明は、芯
材の片面にAl−Si系合金のろう材を、他の面にAl
−Zn系合金、Al−Mg系合金、またはAl−Zn−
Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム
合金複合材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯
材をMn0.5〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt
%、Si0.2〜1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含
有し、さらに各々0.05〜0.3wt%のCr、Zr、
Tiのうちの1種または2種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物とからなるAl合金とし、犠牲陽極材側
芯材をSi0.5wt%以下、Mg1.5wt%を超え、
4.0wt%以下、Cu0.3wt%を超え、1.5wt%以
下、Mn0.5〜1.5wt%を含有し、さらに各々0.
05〜0.3wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種また
は2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なるAl合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材である。
ジエーターチューブ材として用いるアルミニウム合金複
合材において、芯材からろう材中へのMgの拡散による
ろう付性の低下を防止し、なおかつ、ろう付後に高強度
高耐食性を有するアルミニウム合金複合材を開発したも
のである。即ち、請求項1記載の発明は、芯材の片面に
Al−Si系合金のろう材を、他の面にAl−Zn系合
金、Al−Zn系合金、またはAl−Zn−Mg系合金
等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材
において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をMn
0.5〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt%、Si
0.2〜1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含有し、残
部Alと不可避的不純物とからなるAl合金とし、犠牲
陽極材側芯材をSi0.5wt%以下、Mg1.5wt%を
超え、4.0wt%以下、Cu0.3wt%を超え、1.5
wt%以下、Mn0.5〜1.5wt%を含有し、残部Al
と不可避的不純物とからなるAl合金とし、ろう材側芯
材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上であることを特
徴とする熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複
合材である。請求項2記載の発明は、芯材の片面にAl
−Si系合金のろう材を、他の面にAl−Zn系合金、
Al−Mg系合金、またはAl−Zn−Mg系合金等の
犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金複合材にお
いて、芯材を二層構造とし、ろう材側芯材をMn0.5
〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt%、Si0.2〜
1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含有し、さらに各々
0.05〜0.3wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種
または2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なるAl合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材である。請求項3記
載の発明は、芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt%、Cu
0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg
0.2wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、さらに各々0.05〜0.3wt%
のCr、Zr、Tiのうちの1種または2種以上を含有
し、残部Alと不可避的不純物とからなるAl合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材である。請求項4記載の発明は、芯
材の片面にAl−Si系合金のろう材を、他の面にAl
−Zn系合金、Al−Mg系合金、またはAl−Zn−
Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム
合金複合材において、芯材を二層構造とし、ろう材側芯
材をMn0.5〜1.5wt%、Cu0.3〜1.5wt
%、Si0.2〜1.5wt%、Mg0.2wt%以下を含
有し、さらに各々0.05〜0.3wt%のCr、Zr、
Tiのうちの1種または2種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物とからなるAl合金とし、犠牲陽極材側
芯材をSi0.5wt%以下、Mg1.5wt%を超え、
4.0wt%以下、Cu0.3wt%を超え、1.5wt%以
下、Mn0.5〜1.5wt%を含有し、さらに各々0.
05〜0.3wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種また
は2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なるAl合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材である。
【0006】請求項1乃至請求項4記載の発明において
犠牲陽極材としては、Zn1.3〜6.0wt%を含有
し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt%、I
n0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0wt%、
Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5wt%の
うちの1種または2種以上を含有し、残部Alと不可避
的不純物とからなるAl合金、Mg0.5〜4.0wt%
を含有し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt
%、In0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0
wt%、Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5
wt%のちの1種または2種以上を含有し、残部Alと不
可避的不純物とからなるAl合金、およびMg0.5〜
4.0wt%、Zn1.0〜6.0wt%を含有し、必要に
応じてさらにSn0.01〜1.0wt%、In0.01
〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0wt%、Ti0.0
1〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5wt%のうちの1種
または2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金が望ましい。
犠牲陽極材としては、Zn1.3〜6.0wt%を含有
し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt%、I
n0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0wt%、
Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5wt%の
うちの1種または2種以上を含有し、残部Alと不可避
的不純物とからなるAl合金、Mg0.5〜4.0wt%
を含有し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt
%、In0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0
wt%、Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5
wt%のちの1種または2種以上を含有し、残部Alと不
可避的不純物とからなるAl合金、およびMg0.5〜
4.0wt%、Zn1.0〜6.0wt%を含有し、必要に
応じてさらにSn0.01〜1.0wt%、In0.01
〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0wt%、Ti0.0
1〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5wt%のうちの1種
または2種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金が望ましい。
【0007】
【作用】本発明においては芯材を二重構造とし、ろう材
側の芯材(以下A材という)にはMgの少ない材料を用
いて、ろう材中へのMgの拡散を少なくしてろう付性の
低下を防止し、合わせてMg2 Siの粒界析出による粒
界腐食を抑制する機能を持たせている。また、犠牲陽極
材側の芯材(以下B材という)には、Mgの含有量の多
い材料を用い、強度の向上を図るとともに、ろう付時の
Mgの拡散により、B材部分が第2の犠牲陽極材となる
ことから、アルミニウム合金複合材としてのより一層の
耐孔食性向上をはかることができる。またCu添加によ
り強度、耐食性の向上を図っている。さらにMgの少な
いA材の厚さを芯材全体の厚さの30%以上とすること
により、Mg2 Siによる粒界腐食を抑制し、強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持し、各々の特性を向上
させたものである。
側の芯材(以下A材という)にはMgの少ない材料を用
いて、ろう材中へのMgの拡散を少なくしてろう付性の
低下を防止し、合わせてMg2 Siの粒界析出による粒
界腐食を抑制する機能を持たせている。また、犠牲陽極
材側の芯材(以下B材という)には、Mgの含有量の多
い材料を用い、強度の向上を図るとともに、ろう付時の
Mgの拡散により、B材部分が第2の犠牲陽極材となる
ことから、アルミニウム合金複合材としてのより一層の
耐孔食性向上をはかることができる。またCu添加によ
り強度、耐食性の向上を図っている。さらにMgの少な
いA材の厚さを芯材全体の厚さの30%以上とすること
により、Mg2 Siによる粒界腐食を抑制し、強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持し、各々の特性を向上
させたものである。
【0008】以下A材、B材における添加元素の添加理
由と添加量の限定理由についてのべる。A材において、
Mnは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を0.5〜1.5wt%(以下%と略記)としたの
は0.5%未満では効果がなく、1.5%を超えると塑
性加工性が低下するからである。Cuは強度と耐食性を
向上させるために添加するもので、添加量を0.3〜
1.5%としたのは0.3%未満では効果がなく1.5
%を超えると塑性加工性が低下するからである。Siは
ろう付後、マトリックス中に固溶し、強度向上に効果が
ある。添加量を0.2〜1.5%としたのは0.2%未
満では効果が少なく、1.5%を超えると単体Siが多
くなり、塑性加工性が低下し、さらにMg2 Siの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。SiはMgとMg2 Siなる化合物を形成しろう付
後の強度向上に効果がある。0.3%未満では効果が少
なく、1.0%を超えると耐食性、塑性加工性が低下す
る。本発明ではB材中のMgをA材中にろう付加熱時に
拡散させて、A材中のSiとMg2 Siを形成させ強度
向上にさせるものである。Mgはろう付後の強度向上に
効果があるが、0.2%を超えて添加するとろう材側に
拡散してろう付性を低下させたり、Siと反応してMg
2 Siの粒界析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあ
るので、0.2%以下とする。Cr、Zr、Tiはいず
れも強度向上に効果があるが、それぞれ0.05%未満
では効果がなく、0.3%を超えると巨大な化合物を形
成して塑性加工性を低下させる。Feは3003合金の
不純物程度の添加は良いが、少ないほど耐食性は良好と
なる。
由と添加量の限定理由についてのべる。A材において、
Mnは強度と耐食性を向上させるために添加するもので
添加量を0.5〜1.5wt%(以下%と略記)としたの
は0.5%未満では効果がなく、1.5%を超えると塑
性加工性が低下するからである。Cuは強度と耐食性を
向上させるために添加するもので、添加量を0.3〜
1.5%としたのは0.3%未満では効果がなく1.5
%を超えると塑性加工性が低下するからである。Siは
ろう付後、マトリックス中に固溶し、強度向上に効果が
ある。添加量を0.2〜1.5%としたのは0.2%未
満では効果が少なく、1.5%を超えると単体Siが多
くなり、塑性加工性が低下し、さらにMg2 Siの粒界
析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあるからであ
る。SiはMgとMg2 Siなる化合物を形成しろう付
後の強度向上に効果がある。0.3%未満では効果が少
なく、1.0%を超えると耐食性、塑性加工性が低下す
る。本発明ではB材中のMgをA材中にろう付加熱時に
拡散させて、A材中のSiとMg2 Siを形成させ強度
向上にさせるものである。Mgはろう付後の強度向上に
効果があるが、0.2%を超えて添加するとろう材側に
拡散してろう付性を低下させたり、Siと反応してMg
2 Siの粒界析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあ
るので、0.2%以下とする。Cr、Zr、Tiはいず
れも強度向上に効果があるが、それぞれ0.05%未満
では効果がなく、0.3%を超えると巨大な化合物を形
成して塑性加工性を低下させる。Feは3003合金の
不純物程度の添加は良いが、少ないほど耐食性は良好と
なる。
【0009】B材において、Siはマトリックス中に固
溶し、強度向上に効果がある。添加量を0.5%以下含
有としたのは、0.5%を超えて含有すると、Mg2 S
iの粒界析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあり、
また芯材中への添加量によってはろう付時に溶融してし
まう恐れがあるためである。Mgはろう付後の強度向上
があり、添加量を1.5%を超え4.0%以下と限定し
たのは、1.5%以下では効果がなく、4.0%を超え
ると、たとえB材の厚さが二層芯材全体の厚さに占める
割合が規定条件を満たしていても、ろう付時に溶融ある
いは拡散に伴うMg2 Si化合物の粒界析出物が多くな
り、それによって粒界腐食を引き起こす恐れがあり、そ
の腐食部位が多くなり耐食性が劣化する等の問題が出て
くるためである。Mnは強度と耐食性を向上させるため
に添加するもので添加量を0.5〜1.5%としたのは
0.5%未満では効果がなく、1.5%を超えると塑性
加工性が低下するからである。Cuは強度向上に効果が
あるが、0.3%以下では効果が少なく、1.5%を超
えると塑性加工性が悪くなるだけでなく、犠牲層側にC
uが多量に拡散するために、犠牲層の犠牲陽極効果が低
下し、熱交換器用アルミニウム合金複合材として耐食性
が劣化するためである。Cr、Zr、Tiはいずれも強
度向上に効果があるが、各々0.05%未満では効果が
なく、0.3%を超えると巨大な化合物を形成して塑性
加工性を低下させる。Feは3003合金の不純物程度
の添加は良いが、少ないほど耐食性は良好となる。
溶し、強度向上に効果がある。添加量を0.5%以下含
有としたのは、0.5%を超えて含有すると、Mg2 S
iの粒界析出による粒界腐食を引き起こす恐れがあり、
また芯材中への添加量によってはろう付時に溶融してし
まう恐れがあるためである。Mgはろう付後の強度向上
があり、添加量を1.5%を超え4.0%以下と限定し
たのは、1.5%以下では効果がなく、4.0%を超え
ると、たとえB材の厚さが二層芯材全体の厚さに占める
割合が規定条件を満たしていても、ろう付時に溶融ある
いは拡散に伴うMg2 Si化合物の粒界析出物が多くな
り、それによって粒界腐食を引き起こす恐れがあり、そ
の腐食部位が多くなり耐食性が劣化する等の問題が出て
くるためである。Mnは強度と耐食性を向上させるため
に添加するもので添加量を0.5〜1.5%としたのは
0.5%未満では効果がなく、1.5%を超えると塑性
加工性が低下するからである。Cuは強度向上に効果が
あるが、0.3%以下では効果が少なく、1.5%を超
えると塑性加工性が悪くなるだけでなく、犠牲層側にC
uが多量に拡散するために、犠牲層の犠牲陽極効果が低
下し、熱交換器用アルミニウム合金複合材として耐食性
が劣化するためである。Cr、Zr、Tiはいずれも強
度向上に効果があるが、各々0.05%未満では効果が
なく、0.3%を超えると巨大な化合物を形成して塑性
加工性を低下させる。Feは3003合金の不純物程度
の添加は良いが、少ないほど耐食性は良好となる。
【0010】本発明において、ろう材側の芯材(A材)
厚さを芯材全体の厚さの30%以上と規定した理由を以
下に述べる。Mgの少ないA材厚さが芯全体の厚さの3
0%未満の場合、すなわちMgの多いB材の割合が70
%を超える場合、理論上にはMg量が多い分強度が向上
することになるが、実際にはMg量によって逆に強度が
低下するという現象が起きる場合がある。これはA材の
方がB材よりも層厚さが薄いために、ろう付により大量
のMgがろう材表面に濃化し、Mg添加による芯材強度
が予想以上に低下するためと考えられる。またこの場
合、ろう付性も激しく劣化するという問題が生じてく
る。また、A材厚さの割合が30%未満の場合、Mg量
の多いB材厚さの方がA材よりも厚くなるために、ろう
付後、Mg2 Si化合物の粒界析出等に伴う粒界腐食部
位が拡大し、それによって腐食進行が速まり、早期に貫
通する恐れが出てきて、熱交換器用アルミニウム合金複
合材としての機能を失う結果を招くことになる。したが
って、ろう付に伴うろう付表面へのMgの大量濃化の抑
制、およびMg2 Si等による粒界腐食量を抑制させ
て、強度、ろう付性、耐食性のバランスを向上させた熱
交換器用アルミニウム合金複合材を提供するためには、
A材厚さの二層芯材全体厚さに占める割合が30%以上
であることが必要である。
厚さを芯材全体の厚さの30%以上と規定した理由を以
下に述べる。Mgの少ないA材厚さが芯全体の厚さの3
0%未満の場合、すなわちMgの多いB材の割合が70
%を超える場合、理論上にはMg量が多い分強度が向上
することになるが、実際にはMg量によって逆に強度が
低下するという現象が起きる場合がある。これはA材の
方がB材よりも層厚さが薄いために、ろう付により大量
のMgがろう材表面に濃化し、Mg添加による芯材強度
が予想以上に低下するためと考えられる。またこの場
合、ろう付性も激しく劣化するという問題が生じてく
る。また、A材厚さの割合が30%未満の場合、Mg量
の多いB材厚さの方がA材よりも厚くなるために、ろう
付後、Mg2 Si化合物の粒界析出等に伴う粒界腐食部
位が拡大し、それによって腐食進行が速まり、早期に貫
通する恐れが出てきて、熱交換器用アルミニウム合金複
合材としての機能を失う結果を招くことになる。したが
って、ろう付に伴うろう付表面へのMgの大量濃化の抑
制、およびMg2 Si等による粒界腐食量を抑制させ
て、強度、ろう付性、耐食性のバランスを向上させた熱
交換器用アルミニウム合金複合材を提供するためには、
A材厚さの二層芯材全体厚さに占める割合が30%以上
であることが必要である。
【0011】本発明は、犠牲陽極材にZnのみ必須、M
gのみ必須、あるいはZn、Mgのみ必須添加すること
により、耐食性の向上を図り、特にMg添加により犠牲
陽極材にて複合材の強度をより向上させるのである。ま
た、必要に応じてSn、In、Ga、Ti、Mnの1種
または2種以上を添加させることにより複合材としての
耐食性が一層向上するのである。以下に、犠牲陽極材に
おける添加元素の添加理由と添加量の限定理由について
述べる。犠牲陽極材において、Zn、Mgは腐食進行を
抑制し、耐蝕性を向上させる効果がある。またMg添加
により犠牲材自身の強度が向上し、ろう付加熱による芯
材への拡散も伴って芯材強度も向上することから、複合
材としての強度向上に大きく寄与するのである。請求項
5において、Zn添加量を1.3〜6.0%と限定した
のは、1.3%未満では上記効果が得られなく、6.0
%を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の防止は出来
ても犠牲陽極層の腐食量が多くなって、多量に発生する
腐食生成物が伝熱管を詰まらせる原因となったりするた
めである。また、必要に応じてSn、In、Gaのうち
の1種または2種以上を前記範囲内で添加することによ
り、犠牲陽極効果がさらに向上するのである。請求項6
において、Mg添加量を0.5〜4.0%と限定したの
は、0.5%未満では上記効果が得られなく、4.0%
を超えるとクラッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲材
のクラッド率、および高温でのろう付加熱条件によって
は溶融の恐れが出てくるからである。請求項7におい
て、Zn添加量をZn1.0〜6.0%と限定したの
は、犠牲材中Mgとの複合添加においてZn1.0未満
では上記効果が得られなく、6.0%を超えると電位が
卑となり過ぎて、孔食の防止は出来ても犠牲陽極層の腐
食量が多くなって、多量に発生する腐食生成物が伝熱管
を詰まらせる原因となったりするためである。MgをZ
nとの複合添加においてMg0.5〜4.0%と限定す
ることにより、Zn単独必須添加に比べ耐孔食性をより
向上させ複合材の強度も向上させることができる。Mg
0.5%未満では上記効果が得られなく、4.0%を超
えるとクラッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材
のクラッド率および高温でのろう付加熱条件によっては
溶融の恐れが生じてくるのである。本発明請求項5、
6、7において、Sn、In、Gaは、犠牲陽極材を芯
材に比べて電位的に卑にして芯材に対して犠牲陽極効果
を発揮させるものである。Sn添加量を0.01〜1.
0%、In0.01〜1.0%、Ga0.01〜1.0
%としたのは、各々0.01%未満では上記効果がな
く、1.0%を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の
防止は出来ても犠牲陽極層の腐食量が多くなって、多量
に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせるなどの問題
が生じるのである。Tiは耐孔食性を向上させる効果が
あるが、0.01%未満では効果がなく、0.5%を超
えると加工性が低下する問題が出てくる。Mnを犠牲陽
極材に添加することにより複合材としての強度向上に寄
与することができる。その添加量を0.3〜1.5%と
規定したのは、0.3%未満では効果がなく、1.5%
を超えると塑性加工性劣化の問題が生じるためである。
gのみ必須、あるいはZn、Mgのみ必須添加すること
により、耐食性の向上を図り、特にMg添加により犠牲
陽極材にて複合材の強度をより向上させるのである。ま
た、必要に応じてSn、In、Ga、Ti、Mnの1種
または2種以上を添加させることにより複合材としての
耐食性が一層向上するのである。以下に、犠牲陽極材に
おける添加元素の添加理由と添加量の限定理由について
述べる。犠牲陽極材において、Zn、Mgは腐食進行を
抑制し、耐蝕性を向上させる効果がある。またMg添加
により犠牲材自身の強度が向上し、ろう付加熱による芯
材への拡散も伴って芯材強度も向上することから、複合
材としての強度向上に大きく寄与するのである。請求項
5において、Zn添加量を1.3〜6.0%と限定した
のは、1.3%未満では上記効果が得られなく、6.0
%を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の防止は出来
ても犠牲陽極層の腐食量が多くなって、多量に発生する
腐食生成物が伝熱管を詰まらせる原因となったりするた
めである。また、必要に応じてSn、In、Gaのうち
の1種または2種以上を前記範囲内で添加することによ
り、犠牲陽極効果がさらに向上するのである。請求項6
において、Mg添加量を0.5〜4.0%と限定したの
は、0.5%未満では上記効果が得られなく、4.0%
を超えるとクラッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲材
のクラッド率、および高温でのろう付加熱条件によって
は溶融の恐れが出てくるからである。請求項7におい
て、Zn添加量をZn1.0〜6.0%と限定したの
は、犠牲材中Mgとの複合添加においてZn1.0未満
では上記効果が得られなく、6.0%を超えると電位が
卑となり過ぎて、孔食の防止は出来ても犠牲陽極層の腐
食量が多くなって、多量に発生する腐食生成物が伝熱管
を詰まらせる原因となったりするためである。MgをZ
nとの複合添加においてMg0.5〜4.0%と限定す
ることにより、Zn単独必須添加に比べ耐孔食性をより
向上させ複合材の強度も向上させることができる。Mg
0.5%未満では上記効果が得られなく、4.0%を超
えるとクラッド製造や圧延性に問題が生じ、犠牲陽極材
のクラッド率および高温でのろう付加熱条件によっては
溶融の恐れが生じてくるのである。本発明請求項5、
6、7において、Sn、In、Gaは、犠牲陽極材を芯
材に比べて電位的に卑にして芯材に対して犠牲陽極効果
を発揮させるものである。Sn添加量を0.01〜1.
0%、In0.01〜1.0%、Ga0.01〜1.0
%としたのは、各々0.01%未満では上記効果がな
く、1.0%を超えると電位が卑となり過ぎて、孔食の
防止は出来ても犠牲陽極層の腐食量が多くなって、多量
に発生する腐食生成物が伝熱管を詰まらせるなどの問題
が生じるのである。Tiは耐孔食性を向上させる効果が
あるが、0.01%未満では効果がなく、0.5%を超
えると加工性が低下する問題が出てくる。Mnを犠牲陽
極材に添加することにより複合材としての強度向上に寄
与することができる。その添加量を0.3〜1.5%と
規定したのは、0.3%未満では効果がなく、1.5%
を超えると塑性加工性劣化の問題が生じるためである。
【0012】本発明熱交換器用アルミニウム合金複合材
において、ろう材のクラッド率は3〜15%程度が適当
である。犠牲陽極材のクラッド率は、強度、耐食性のバ
ランスを考えた場合、その合金元素の添加量によって1
0〜40%程度が良いとされている。
において、ろう材のクラッド率は3〜15%程度が適当
である。犠牲陽極材のクラッド率は、強度、耐食性のバ
ランスを考えた場合、その合金元素の添加量によって1
0〜40%程度が良いとされている。
【0013】本発明アルミニウム合金複合材は、主とし
てチューブ材として使用するが、ラジエーターのヘッダ
ー材にも使用でき、その他本発明の目的と同様であれば
いかなる部材としても使用できる。また、ろう付方法は
規定するものでなく、フラックスろう付法、真空ろう付
法、その他のろう付法でろう付する熱交換器用材料とし
ても使用できる。ろう材としては、Al−Si系のJI
S4343(Al−7.5%Si)合金、JIS404
5(Al−10%Si)合金、JIS4047(Al−
12%Si)合金、および4004(Al−10%Si
−1.5%Bi)合金、Al−10%Si−1.5%M
g−0.1%Bi合金等や、その他ろう材にろう材付性
改善や耐食性改善の目的で微量の他の元素を添加しても
差し支えない。
てチューブ材として使用するが、ラジエーターのヘッダ
ー材にも使用でき、その他本発明の目的と同様であれば
いかなる部材としても使用できる。また、ろう付方法は
規定するものでなく、フラックスろう付法、真空ろう付
法、その他のろう付法でろう付する熱交換器用材料とし
ても使用できる。ろう材としては、Al−Si系のJI
S4343(Al−7.5%Si)合金、JIS404
5(Al−10%Si)合金、JIS4047(Al−
12%Si)合金、および4004(Al−10%Si
−1.5%Bi)合金、Al−10%Si−1.5%M
g−0.1%Bi合金等や、その他ろう材にろう材付性
改善や耐食性改善の目的で微量の他の元素を添加しても
差し支えない。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 実施例1 本発明請求項1〜4に関する実施例として、表1、2に
示すろう材側芯材16種、犠牲陽極材側芯材16種、お
よび3003合金を金型鋳造により鋳造して各々両面面
削して仕上げた。仕上げ厚さについては、芯鋳塊全体厚
さ40mmに占める各芯厚さ割合が異なるように仕上げ
た。ろう材は4343合金を用い、犠牲陽極材はAl−
1.5%Zn−0.5%Mg合金を用い、いずれも芯材
と同様に鋳造し、面削後、熱間圧延により5mm厚とし
た。ろう材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽
極材の4枚をこの順に重ね合わせ、500℃にて熱間圧
延により4層のクラッド材とした。その後、冷間圧延に
より0.35mm厚とし、330℃×2hrの中間焼鈍
を入れて最終的には0.25mm厚まで冷間圧延し、H
14材の試料とした。これらの試料について、強度、ろ
う付性、耐食性を以下の方法で測定した。 強 度:600℃×10min.のろう付加熱後、1
00℃/min.の冷却速度で冷却し、その後室温に5
日間放置した後引張強さを測定した。 ろう付性:0.1mm厚の3003合金フィン材をコル
ゲート加工したものと、本試料とを図2に示すように組
合せでコアとし、これを3%の弗化物系フラックス水溶
液に浸漬してフラックスを塗布し、200℃で乾燥後、
不活性ガス中600℃×3min.のろう付加熱を行
い、フィンとの接合率を測定した。接合率が90%以上
であればろう付性良好とする。 耐食性 :強度測定用の試料と同様のろう付加熱を施し
た後、ろう材側および端(冷媒側)面をシールして水道
水+20ppmCu+ を含む90℃の高温水中で8h
r、室温放置16hrのサイクル浸漬テストを4ヶ月間
行い、試料に生じた最大孔食深さを測定した。 以上の測定結果を表3、4に示す。
する。 実施例1 本発明請求項1〜4に関する実施例として、表1、2に
示すろう材側芯材16種、犠牲陽極材側芯材16種、お
よび3003合金を金型鋳造により鋳造して各々両面面
削して仕上げた。仕上げ厚さについては、芯鋳塊全体厚
さ40mmに占める各芯厚さ割合が異なるように仕上げ
た。ろう材は4343合金を用い、犠牲陽極材はAl−
1.5%Zn−0.5%Mg合金を用い、いずれも芯材
と同様に鋳造し、面削後、熱間圧延により5mm厚とし
た。ろう材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽
極材の4枚をこの順に重ね合わせ、500℃にて熱間圧
延により4層のクラッド材とした。その後、冷間圧延に
より0.35mm厚とし、330℃×2hrの中間焼鈍
を入れて最終的には0.25mm厚まで冷間圧延し、H
14材の試料とした。これらの試料について、強度、ろ
う付性、耐食性を以下の方法で測定した。 強 度:600℃×10min.のろう付加熱後、1
00℃/min.の冷却速度で冷却し、その後室温に5
日間放置した後引張強さを測定した。 ろう付性:0.1mm厚の3003合金フィン材をコル
ゲート加工したものと、本試料とを図2に示すように組
合せでコアとし、これを3%の弗化物系フラックス水溶
液に浸漬してフラックスを塗布し、200℃で乾燥後、
不活性ガス中600℃×3min.のろう付加熱を行
い、フィンとの接合率を測定した。接合率が90%以上
であればろう付性良好とする。 耐食性 :強度測定用の試料と同様のろう付加熱を施し
た後、ろう材側および端(冷媒側)面をシールして水道
水+20ppmCu+ を含む90℃の高温水中で8h
r、室温放置16hrのサイクル浸漬テストを4ヶ月間
行い、試料に生じた最大孔食深さを測定した。 以上の測定結果を表3、4に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
【表4】
【0019】表3、4から明らかなように、本発明例N
o.1〜25はろう付後の強度が20kgf/mm2 以
上と3003合金を芯材とした従来例No.37よりも
高く、ろう付接合率も90%以上と優れ、耐食性も良好
である。これに対し比較例No.26、27、28、2
9、30、31、33、35は本発明例に比べ強度が低
い。比較例No.34は強度が高いが、ろう付接合率は
5%以下と低く、また浸漬試験後の孔食深さが0.25
mmと既に貫通孔を生じていることから、ろう付性、耐
食性は本発明例に比べ非常に悪い。また、比較例No.
31、33はろう付接合率が高く、ろう付性に優れる
が、強度は17kgf/mm2 以下である。No.31
については浸漬試験後の孔食深さが0.25mmと既に
貫通孔を生じていることから、本発明に比べ強度は低
く、耐食性は非常に悪い。またNo.33は浸漬試験後
の孔食深さが貫通孔に至っていないが、強度が本発明例
に比べかなり低い。比較例No.26、27、28、2
9、30、31、35は浸漬試験後の孔食深さが0.2
5mmと既に貫通孔を生じているが、これはろう材側芯
材中Mg量が本発明規定量を超えているか、あるいは犠
牲陽極材側芯材中Si量が本発明規定量を超えているこ
とから、Mg2 Siの粒界析出に伴う粒界腐食を引き起
こしたためと考えられる。また、比較例No.34は芯
材成分を本発明の犠牲陽極材側芯材記号B5のみの芯材
1層で構成されており、その合金中、SiとともにMg
を多量に含有することから、粒界腐食を引起し、浸漬試
験後、貫通孔を生じる結果となる。また、ろう付時、芯
材中Mgとろう材表面のフラックスとの反応においてM
gF系化合物が多量に生成されることから、ろう付性は
悪く、ろう材側表面へのMgの多量拡散により、強度も
予想に反し低下する傾向にある。比較例No.32はろ
う材側芯材中Si、Mg量および犠牲陽極材側芯材中M
g量が本発明規定量を超えて添加されていることから、
ろう付時に材料が溶融してしまい、熱交換器用複合材と
しての機能を失っている。比較例No.36は芯材成分
が本発明規定範囲内にある(A3、B4の組合せ材)が
芯材全体厚に占める各芯材の厚さ割合が本発明規定内か
ら外れる、即ちろう材側芯材の割合が20%であること
から、強度は従来例よりも高いが、ろう付性、耐食性は
本発明例および従来例よりもかなり悪い。さらに芯材が
3003合金単層である従来例No.37はろう付性に
優れるが、強度は低いため、高強度、高耐食性アルミニ
ウム合金複合材としての特性を満足し得ない。
o.1〜25はろう付後の強度が20kgf/mm2 以
上と3003合金を芯材とした従来例No.37よりも
高く、ろう付接合率も90%以上と優れ、耐食性も良好
である。これに対し比較例No.26、27、28、2
9、30、31、33、35は本発明例に比べ強度が低
い。比較例No.34は強度が高いが、ろう付接合率は
5%以下と低く、また浸漬試験後の孔食深さが0.25
mmと既に貫通孔を生じていることから、ろう付性、耐
食性は本発明例に比べ非常に悪い。また、比較例No.
31、33はろう付接合率が高く、ろう付性に優れる
が、強度は17kgf/mm2 以下である。No.31
については浸漬試験後の孔食深さが0.25mmと既に
貫通孔を生じていることから、本発明に比べ強度は低
く、耐食性は非常に悪い。またNo.33は浸漬試験後
の孔食深さが貫通孔に至っていないが、強度が本発明例
に比べかなり低い。比較例No.26、27、28、2
9、30、31、35は浸漬試験後の孔食深さが0.2
5mmと既に貫通孔を生じているが、これはろう材側芯
材中Mg量が本発明規定量を超えているか、あるいは犠
牲陽極材側芯材中Si量が本発明規定量を超えているこ
とから、Mg2 Siの粒界析出に伴う粒界腐食を引き起
こしたためと考えられる。また、比較例No.34は芯
材成分を本発明の犠牲陽極材側芯材記号B5のみの芯材
1層で構成されており、その合金中、SiとともにMg
を多量に含有することから、粒界腐食を引起し、浸漬試
験後、貫通孔を生じる結果となる。また、ろう付時、芯
材中Mgとろう材表面のフラックスとの反応においてM
gF系化合物が多量に生成されることから、ろう付性は
悪く、ろう材側表面へのMgの多量拡散により、強度も
予想に反し低下する傾向にある。比較例No.32はろ
う材側芯材中Si、Mg量および犠牲陽極材側芯材中M
g量が本発明規定量を超えて添加されていることから、
ろう付時に材料が溶融してしまい、熱交換器用複合材と
しての機能を失っている。比較例No.36は芯材成分
が本発明規定範囲内にある(A3、B4の組合せ材)が
芯材全体厚に占める各芯材の厚さ割合が本発明規定内か
ら外れる、即ちろう材側芯材の割合が20%であること
から、強度は従来例よりも高いが、ろう付性、耐食性は
本発明例および従来例よりもかなり悪い。さらに芯材が
3003合金単層である従来例No.37はろう付性に
優れるが、強度は低いため、高強度、高耐食性アルミニ
ウム合金複合材としての特性を満足し得ない。
【0020】実施例2 本発明請求項5に関する実施例として、表5に示す犠牲
陽極材14種を、請求項6に関する実施例として表6に
示す犠牲陽極材12種を、請求項7に関する実施例とし
て表7に示す犠牲陽極材12種を、金型鋳造により鋳造
して各々両面面削して、熱間圧延により5mm厚とし
た。表5、6に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした
芯材は、実施例1の表3中に記載した本発明例No.1
2(A3、B4の組合せ材)と同じものを使用した。表
7に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした芯材は、実
施例1の表3中に記載した本発明例No.8(A2、B
5の組合せ材)と同じものを使用した。従来犠牲陽極材
とクラッドした芯材は実施例1の表4中に記載した従来
例3003を使用した。ろう材は4343合金を用い、
鋳造し、面削後、熱間圧延により5mm厚とした。ろう
材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽極材の4
枚をこの順に重ね合わせ、500℃にて熱間圧延により
4層のクラッド材とした。その後、冷間圧延により0.
35mm厚とし、330℃×2hrの中間焼鈍を入れて
最終的には0.25mm厚まで冷間圧延し、H14材の
試料とした。これらの試料について、強度、ろう付性、
耐食性を実施例1と同様の方法で測定した。以上の結果
を表5、6、7に示す。
陽極材14種を、請求項6に関する実施例として表6に
示す犠牲陽極材12種を、請求項7に関する実施例とし
て表7に示す犠牲陽極材12種を、金型鋳造により鋳造
して各々両面面削して、熱間圧延により5mm厚とし
た。表5、6に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした
芯材は、実施例1の表3中に記載した本発明例No.1
2(A3、B4の組合せ材)と同じものを使用した。表
7に記載の本発明犠牲陽極材とクラッドした芯材は、実
施例1の表3中に記載した本発明例No.8(A2、B
5の組合せ材)と同じものを使用した。従来犠牲陽極材
とクラッドした芯材は実施例1の表4中に記載した従来
例3003を使用した。ろう材は4343合金を用い、
鋳造し、面削後、熱間圧延により5mm厚とした。ろう
材、ろう材側芯材、犠牲陽極材側芯材、犠牲陽極材の4
枚をこの順に重ね合わせ、500℃にて熱間圧延により
4層のクラッド材とした。その後、冷間圧延により0.
35mm厚とし、330℃×2hrの中間焼鈍を入れて
最終的には0.25mm厚まで冷間圧延し、H14材の
試料とした。これらの試料について、強度、ろう付性、
耐食性を実施例1と同様の方法で測定した。以上の結果
を表5、6、7に示す。
【0021】
【表5】
【0022】
【表6】
【0023】
【表7】
【0024】表5から明らかなように、本発明請求項5
で規定した犠牲陽極材を用いることにより、本発明例
(犠牲陽極材の記号で代用)D1〜D13はろう付後の
強度が20kgf/mm2 以上と3003合金を芯材と
した従来例D14に比べはるかに高いレベルを維持しな
がら、浸漬試験後の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を
用いる場合に比べて小さく、耐食性が向上している。表
6から明らかなように、本発明請求項6で規定した犠牲
陽極材を用いることにより、本発明例(犠牲陽極材の記
号で代用)E1〜E11はろう付後の強度が21kgf
/mm2 以上と3003合金を芯材とした従来例D14
に比べはるかに高いレベルを維持しながら、浸漬試験後
の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べ
て小さく、耐食性が向上している。表7から明らかなよ
うに、本発明請求項7で規定した犠牲陽極材を用いるこ
とにより、本発明例(犠牲陽極材の記号で代用)F1〜
F11はろう付後の強度が21kgf/mm2 以上と3
003合金を芯材とした従来例D14に比べはるかに高
いレベルを維持しながら、浸漬試験後の最大孔食深さが
従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べて小さく、耐食性
が向上している。
で規定した犠牲陽極材を用いることにより、本発明例
(犠牲陽極材の記号で代用)D1〜D13はろう付後の
強度が20kgf/mm2 以上と3003合金を芯材と
した従来例D14に比べはるかに高いレベルを維持しな
がら、浸漬試験後の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を
用いる場合に比べて小さく、耐食性が向上している。表
6から明らかなように、本発明請求項6で規定した犠牲
陽極材を用いることにより、本発明例(犠牲陽極材の記
号で代用)E1〜E11はろう付後の強度が21kgf
/mm2 以上と3003合金を芯材とした従来例D14
に比べはるかに高いレベルを維持しながら、浸漬試験後
の最大孔食深さが従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べ
て小さく、耐食性が向上している。表7から明らかなよ
うに、本発明請求項7で規定した犠牲陽極材を用いるこ
とにより、本発明例(犠牲陽極材の記号で代用)F1〜
F11はろう付後の強度が21kgf/mm2 以上と3
003合金を芯材とした従来例D14に比べはるかに高
いレベルを維持しながら、浸漬試験後の最大孔食深さが
従来の犠牲陽極材を用いる場合に比べて小さく、耐食性
が向上している。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による熱交換
器用アルミニウム合金複合材は、従来例に比べ強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持しながら、各々の特性
を向上させることができたもので、工業上顕著な効果を
奏するものである。
器用アルミニウム合金複合材は、従来例に比べ強度、ろ
う付性、耐食性のバランスを維持しながら、各々の特性
を向上させることができたもので、工業上顕著な効果を
奏するものである。
【図1】自動車用ラジエーターの構造を示す説明図。
【図2】アルミニウム合金複合材のろう付性を判定する
ためのろう付加熱コアを示す図。
ためのろう付加熱コアを示す図。
1 チューブ 2 フィン 3 ヘッダー 4 タンク 5 チューブ材
Claims (7)
- 【請求項1】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt%、Cu
0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg
0.2wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なるAl合金とし、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚
さの30%以上であることを特徴とする熱交換器用高強
度高耐食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項2】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt%、Cu
0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg
0.2wt%以下を含有し、さらに各々0.05〜0.3
wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種または2種以上を
含有し、残部Alと不可避的不純物とからなるAl合金
とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5wt%以下、Mg
1.5wt%を超え、4.0wt%以下、Cu0.3wt%を
超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜1.5wt%を含有
し、残部Alと不可避的不純物とからなるAl合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材。 - 【請求項3】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウム合金複合材において、芯材を二層構造
とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt%、Cu
0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt%、Mg
0.2wt%以下を含有し、残部Alと不可避的不純物と
からなるAl合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5
wt%以下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、C
u0.3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜
1.5wt%を含有し、さらに各々0.05〜0.3wt%
のCr、Zr、Tiのうちの1種または2種以上を含有
し、残部Alと不可避的不純物とからなるAl合金と
し、ろう材側芯材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上
であることを特徴とする熱交換器用高強度高耐食性アル
ミニウム合金複合材。 - 【請求項4】 芯材の片面にAl−Si系合金のろう材
を、他の面にAl−Zn系合金、Al−Mg系合金、ま
たはAl−Zn−Mg系合金等の犠牲陽極材をクラッド
したアルミニウムブレージングシートにおいて、芯材を
二層構造とし、ろう材側芯材をMn0.5〜1.5wt
%、Cu0.3〜1.5wt%、Si0.2〜1.5wt
%、Mg0.2wt%以下を含有し、さらに各々0.05
〜0.3wt%のCr、Zr、Tiのうちの1種または2
種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物とからなる
Al合金とし、犠牲陽極材側芯材をSi0.5wt%以
下、Mg1.5wt%を超え、4.0wt%以下、Cu0.
3wt%を超え、1.5wt%以下、Mn0.5〜1.5wt
%を含有し、さらに各々0.05〜0.3wt%のCr、
Zr、Tiのうちの1種または2種以上を含有し、残部
Alと不可避的不純物とからなるAl合金とし、ろう材
側芯材の厚さが芯材全体の厚さの30%以上であること
を特徴とするアルミニウム合金複合材。 - 【請求項5】 犠牲陽極材がZn1.3〜6.0wt%を
含有し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt
%、In0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0
wt%、Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5
wt%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物とからなるAl合金であることを特徴と
する請求項1乃至請求項4記載の熱交換器用高強度高耐
食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項6】 犠牲陽極材がMg0.5〜4.0wt%を
含有し、必要に応じてさらにSn0.01〜1.0wt
%、In0.01〜1.0wt%、Ga0.01〜1.0
wt%、Ti0.01〜0.5wt%、Mn0.3〜1.5
wt%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物とからなるAl合金であることを特徴と
する請求項1乃至請求項4記載の熱交換器用高強度高耐
食性アルミニウム合金複合材。 - 【請求項7】 犠牲陽極材がMg0.5〜4.0wt%、
Zn1.0〜6.0wt%を含有し、必要に応じてさらに
Sn0.01〜1.0wt%、In0.01〜1.0wt
%、Ga0.01〜1.0wt%、Ti0.01〜0.5
wt%、Mn0.3〜1.5wt%のうちの1種または2種
以上を含有し、残部Alと不可避的不純物とからなるA
l合金であることを特徴とする請求項1乃至請求項4記
載の熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合
材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5023554A JPH06212329A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5023554A JPH06212329A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212329A true JPH06212329A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12113723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5023554A Pending JPH06212329A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 熱交換器用高強度高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06212329A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997020080A1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-05 | Alliedsignal Inc. | Aluminum alloy parts for heat exchanger |
JP2011202285A (ja) * | 1999-04-12 | 2011-10-13 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | ろう付け用シート |
CN102513722A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 南京航空航天大学 | 含Sr、Si、Ti、Ni、P的高气密性的中温Zn-Al钎料 |
JP6159843B1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-07-05 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ブレージングシート |
Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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JPS63116500A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-20 | 三菱電機株式会社 | 屋外型シ−ケンスコントロ−ラ |
JPH04188796A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP5023554A patent/JPH06212329A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5857266A (en) * | 1995-11-30 | 1999-01-12 | Alliedsignal Inc. | Heat exchanger having aluminum alloy parts exhibiting high strength at elevated temperatures |
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JP6159843B1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-07-05 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金製ブレージングシート |
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