JPS6038457B2 - ブレ−ジングシ−トのろう材用アルミニウム合金 - Google Patents

ブレ−ジングシ−トのろう材用アルミニウム合金

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JPS6038457B2
JPS6038457B2 JP54089998A JP8999879A JPS6038457B2 JP S6038457 B2 JPS6038457 B2 JP S6038457B2 JP 54089998 A JP54089998 A JP 54089998A JP 8999879 A JP8999879 A JP 8999879A JP S6038457 B2 JPS6038457 B2 JP S6038457B2
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JP
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brazing
alloy
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aluminum alloy
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一雄 山田
堅 勝又
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、過韓な腐食環境下で使用されるアルミニウ
ムおよびアルミニウム合金製製品を、真空あるいは不活
性ガス雰囲気中でろう付けにより製造するに際して、前
記製品の構造部材として使用されるプレージングシート
におけるろう村として使用するのに適したアルミニウム
合金に関するものである。
従来、一般に、例えばオートバイや自動車などのラジエ
ータ、クーラのコンデンサ、およびエバホレィタなど(
以下これらを総称して熱交換器という)の製造には、A
A規格1050材(純度99.00%のAI)、同10
70材(純度99.7%のAI)、同3003材(N−
1.0〜1.5%Mn)などのアルミニウムおよびアル
ミニウム合金からなる心材の片面あるいは両面に、山一
7〜15%Sj合金や、AI−3〜15%Si−0.3
〜3肌Mg合金などのアルミニウム合金をろう材として
クラツドしたものからなるプレージングシートがフィン
材として使用され、このフィン材を、同1050材、同
1070材、同3003村、同3004材(釘−1.0
〜1.5%Mn−0.8〜1.3%Mg)、および同5
009材(N−0.5〜1.1%Mg)などのアルミニ
ウムおよびアルミニウム合金を製造された管内あるいは
不活性ガス雰囲気中でろう付けすることによって前記熱
交換器が製造されている。
しかしながら、上記のようにフィン心材と管体とを、こ
れとは異材質のろう村付けによってろう付け接合したも
のからなる熱交換器においては、フィン心材全面および
管体におけるフィン心材との接合部が、これにより自然
電位の高いろう村で覆われているために、これら両者に
は局部電池が形成され、特に熱交換器が過酷な腐食環境
にさらされると腐食が進行して孔食が発生するようにな
り、この孔食は内部深くまで進行するようになる。
このように孔食が進行すると、管体内の液体または気体
が管体内に侵入したりして熱交換器としての機能をはた
ごな〈なるなどの問題点があった。この発明は、上述の
ような観点から、例えばアルミニウムおよびアルミニウ
ム合金製の管体に、アルミニウムおよびアルミニウム合
金の心材にアルミニウム合金のろう村をクラッドしたも
のからなるフィン材としてのプレージングシートをろう
付け援合することによって製造される熱交換器における
前記管体およびフィン心材のような被ろう付け体に孔食
が発生するのを防止するためになされたもので、前記プ
レージングシートにおけるろう材を、重量%で、Si:
3〜15%、 Mg:0.5〜5.0%、 Zn:0.3〜4.0%、 Bi:0.01〜0.5%、 Sn:0.01〜0.5%、 を含有し、さらに必要に応じて、 ln:0.02〜0.3%、 Ga:0.02〜0.3%、 のうちの1種または2種を有し、 Nおよび不可避不純物:残り、 からなる組成とするアルミニウム合金で構成することに
よって、前記被ろう付け体のもつ自然電位より低い自然
電位をもつようにして前記被ろう付け体に孔食が発生す
るのを防止し、ざらにろう付け時に良好な流動性を示す
ようにした点に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の合金において、成分組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。
‘a} Si Si成分には、合金の融点を低下させて流動性を良くす
る作用があるが、その含有量が3%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方15%を越えて含有させる
と、逆に流動性が低下するようになると共に、自然電位
が著しく高くなることから、その含有量を3〜15%と
定めた。
【bl Mg Mg成分には、Siとの共存において融点を低下させ、
ろう付けをより容易に行なうことができるようにすると
共に、合金の自然電位を低下させ、さらに合金構成成分
の局部電池の形成を阻止して自己腐食を防止するほか、
合金成分の偏折を阻止して均一組織とし、もって偏析に
帰因する局部的優先腐食を防止する作用があるが、その
含有量が0.5%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方5.0%を越えて含有させると、プレージン
グシート製造時の圧延工程において耳割れが多発するよ
うになることから、その含有量を0.5〜5.0%と定
めた。
‘c} BiBi成分には、合金の流動性を増加させる
と共に、自然電位を低下させ、さらに腐食を均一に進行
させる作用があるが、その含有量0.01未満では前記
作用に所望の効果や得られず、一方0.5%を越えて含
有させても前記作用により一層の向上効果がなく、経済
的でないことから、その含有量を0.01〜0.5%を
定めた。
{d) ZnZn成分には、合金の自然電位を低下させ
る作用があるが、その含有量が0.3%未満では所望の
自然低下効果が得られず、一方4.0%を越えて含有さ
せてもより一層の改善効果が期待できないことから、そ
の含有量を0.3〜4.0%と定めた。
{e’Sn Sn成分には、ろう付け時に表面張力を減少させると共
に、Mg、Bi、およびZnとの共存において流動性を
向上させる作用があるが、その含有量が0.01%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方0.5%を
越えて含有させると、凝固過程においてSn偏折が多発
するようになることから、その含有量を0.01〜0.
5%と定めた。
(f} lnおよびGa lnおよびGaには、合金の自然電位を低下させる均等
的作用があり、したがって自然電位をより一層低下させ
る必要がある場合に含有される成分であるが、それぞれ
の合有量が0.02%未満では所望の改善効果が得られ
ず、一方それぞれ0.3%を越えて含有させると、自己
腐食の発生が見られるようになることから、その含有量
を0.02〜0.3%とそれぞれ定めた。
ついで、この発明の合金を実施例により具体的に説明す
る。
実施例 1 厚さ30仇肋×幅100仇伽×長さ3000側の寸法を
もち、かつそれぞれ第1表に示される成分組成をもった
ろう材用従来AI合金1、2およびろう材用本発明山合
金1〜4の銭塊を用意し、これら銭魂のそれぞれを温度
48000に8時間保持して均熱化処理した後、片側面
を厚さ2仇奴づつ両面面削して厚さ26物吻とし、引続
いて温度480ooでの熱間圧延を施して厚さ56肋の
厚板とし、さらに前記厚板を厚さ56肋×幅1000側
×長さ3000豚の寸法に切削することによってプレー
ジングシートのろう村となる熱間圧延板(以下ろう材用
熱間圧延板という)をそれぞれ製造した。
第1表 一方、これとは別に厚さ30仇肋×幅100仇剛×長さ
3000側の寸法をもち、かつそれぞれ第2表に示され
る成分組成をもった従来公知の心材用AI合金1〜4の
鏡塊を用意し、これらの銭塊を温度60000に8時間
保持して均熱化処理した後、片側面を厚さ20側づつ両
面面肖りして厚さ260側とすることによってプレージ
ングシートの心材となる厚板をそれぞれ調製した。
第2表 つぎに、このような調製した上記心材用AI合金1〜4
の厚板の上下面に、第3表に示される組合せにおいて上
託ろう村用熱間圧延板を重ね合わせ、この状態で温度4
85o0での熱間圧延を施して厚さ6柵とし、ついで冷
間圧延により板厚1側とした後、温度350q0に2時
間保持の中間屍純を行ない、最終的に冷間圧延によって
板厚0.2肌とすることによって、ろう材として従来A
I合金1、2を使用したプレージングシート(以下従来
プレージングシートという)1、2およびろう材として
本発明AI合金1〜4を使用したプレージングシート(
以下本発明プレージングシートという)1〜7をそれぞ
れ製造した。
第3表 ついで、この結果得られた上記従来プレージングシート
1、2、および本発明プレージングシ−ト1〜7をフィ
ン材として使用するために幅25帆に切り出し、別途用
意した純度99.5%以上の純AI(AA規格105の
相当)からなる組成をもち、かつ幅25側x厚さ6肌×
肉厚1側の寸法をもったAI合金製押出し異形管体と組
合せ、この組合せ体に、N2ガス雰囲気中、温度600
00に5分間保持のろう付け処理を施すことによって、
第1図に概略斜視図で示される前記フィン材1と管体2
とからなる熱交換器をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた熱交換器のそれぞれに対して
、300斑時間の塩水噴霧試験を行ない、管体2に発生
した孔食の最大孔食深さを測定した。
この測定結果を第3表に合せて示した。第3表に示され
るように、本発明N合金をろう材として使用した本発明
プレージングシートより製造されたフィン材を組込んだ
熱交換器は、従来AI合金をろう材として使用した従来
プレージングシートをフィン材として製造した熱交換器
と比較して著しくすぐれた耐食性、すなわち耐孔食性を
示し、特にlnおよ○aのいずれか、あるいは両方を含
有する本発明N合金をろう村として使用した場合にはさ
らに一段とすぐれた耐孔食性を示すことが明らかである
実施例 2 厚さ30物吻×幅100仇吻×長さ3000側の寸法を
もち、かつAI−1.0%Mnの組成(AA3003相
当)をもった心材用川合金の鋳塊を用意し、この鏡塊を
温度60q Cに24時間保持して均熱化処理した後、
片側面を20側づっ両面面削して厚さ260肋の厚板と
し、ついでこの片面に、それぞれ厚さ56側×幅100
仇吻×長さ300比肋の寸法をもち、かつ第1表に示さ
る成分組成をもったろう材用従来N合金1、2およびろ
う材用本発明の川合金1〜7の厚板を、また他面には、
同寸法をもち、かつAI−1.0%Zn(AA7072
相当)の組成をもった厚板をそれぞれ重ね合せ、この状
態で温度480qCでの熱間圧延を施して厚さ6柵とし
、ついで冷間圧延によって板厚1側とした後、温度35
0℃に2時間保持の中間焼純を施し、引続いて冷間圧延
によって板厚0.5肌とすることによって、ろう材とし
て従来AI合金1、2を使用したプレージングシート(
以下従釆プレージングシートという)、およびろう村と
して本発明AI合金1〜7を使用したプレージングシー
ト(以下本発明プレージングシートという)をそれぞれ
製造した。
ついで、この結果得られたプレージングシートを管体と
して使用するために幅25肌の条件に切り出し、前記条
件を幅方向に曲げ加工し、つき合せ面を霞縫接合し、引
続いて圧延により幅2比吻偏平管とすることによって、
いずれも外側にろう材が存在する、従来プレージングシ
ートより製造された管体(以下従来管体という)1,2
および本発明プレージングシートより製造された管体(
以下本発明管体という)1〜6をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られ従来管体1,2、および本発明
管体1〜6を、第4表に示される成分組成をもち、かつ
幅2仇吻x厚さ0.2肋の寸法をもったAIおよN合金
製フィン材と組合せ、この組合せ体を実施例1における
同一の条件でろう付け処理することによって、第2図に
概略正面図で示される前記フィン材1、管体2、および
タンク3からなる熱交換器を製造した。上記熱交換器の
それぞれに対して、300畑時間の塩水噴霧試験を行な
い、管体2に発生した孔食の最大孔食深さを測定した。
この測定結果を第4表に合せて示した。第4表第4表に
示されるように、従来AI合金をろう材として使用した
従来プレージングシートより製造された従来管体に比し
て、本発明針合金をろう材として使用した本発明プレー
ジングシートより製造された本発明管体は著しくすぐれ
た耐食性をもつことが明らかである。
上述のように、この発明の合金は、きわめて低い自然電
位を有するので、プレージングシートのろう村として使
用した場合に、心材やその他の製品構造部材に帰因する
腐食が発生するのをきわめて低減することができ、さら
にすぐれた湯流れ性(流動性)をもつので、ろう付け作
業をきれいに、しかも少量のろう材使用を行なうことが
できるなど工業上用な特性をもつものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱交換器の概略斜視図、第2図は別の熱交換器
の概略正面図である。 図面において、1・・・・・・フィ材、2・・・・・・
管体、3・・・・・・タンク。弟’図第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Si:3〜15% Mg:0.5〜5.0%、 Zn:0.3〜4.0%、 Bi:0.01〜0.5%、 Sn:0.01〜0.5%、 Alおよ不可避不純物:残り、 (以上重量%)からなる組成を有し、かつ低い自然電位
    を有すると共に、ろう付け時に良好な流動性を示すこと
    を特徴とするブレージングシートのろう材用アルミニウ
    ム合金。 2 Si:3〜15%、 Mg:0.5〜5.0%、 Zn:0.3〜4.0%、 Bi:0.01〜0.5%、 Sn:0.01〜0.5%、 を含有し、さらに In:0.02〜0.3%、 Ga:0.02〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 Alおよび不可避不純物:残り、 (以上重量%)からなる組成を有し、かつ低い自然電位
    を有すると共に、ろう付け時に良好な流動性を示すこと
    を特徴とするブレージングシートのろう材用アルミニウ
    ム合金。
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