JP2017145463A - アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、当該ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器 - Google Patents

アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、当該ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器 Download PDF

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Abstract

【課題】流路形成部品の内外面がろう付機能を有し、内面又は内外両面が犠牲陽極作用を有し、流路形成部品同士のろう付部長さが長い場合においても良好なろう付性を示し、ろう付部にて優先腐食が発生しないアルミニウム合金ブレージングシートを提供する。
【解決手段】アルミニウム合金の心材と、心材の一方の面にクラッドされた第１ろう材と、他方の面にクラッドされた第２ろう材とを備え、心材、第１ろう材及び第２ろう材がそれぞれ所定の組成を有するアルミニウム合金からなり、第１ろう材及び第２ろう材が犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が２０００個／ｍｍ２以下存在するアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、自動車用熱交換器。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法に関し、詳細には、オイルクーラなどの熱交換器を構成するのに好適に使用されるアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法に関する。更に本発明は、このアルミニウム合金ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器に関する。
アルミニウム合金は軽量かつ高熱伝導性を備えており、適切な処理により高耐食性が実現できるため、自動車用熱交換器、例えばラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、ヒータ、インタークーラ、オイルクーラなどに用いられている。自動車用熱交換器の流路の形成部品としては、３００３合金などのＡｌ−Ｍｎ系合金を心材として、片面にはＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材やＡｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材をクラッドした２層クラッド材や、更にもう一方の面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材をクラッドした３層クラッド材が使用されている。熱交換器は通常このようなクラッド材とコルゲート成形したフィンとを組み合わせ、５８０℃以上の高温でろう付することによって接合される。
この熱交換器の流路形成部品の片面又は両面に腐食性を有する流体が存在すると、孔食の発生により流路形成部品が貫通する、あるいは均一腐食により板厚が減少して耐圧強度が低下し、流路形成部品が破壊する虞がある。その結果、内部を循環している空気、冷却水、冷媒、オイル等が漏洩する虞がある。これに対して、内面には犠牲陽極材をクラッドすることで防食しているが、外面は犠牲陽極材をクラッドせず、流路形成部品にＺｎ等を添加することでフィン材よりも電位を卑化し、フィンによる犠牲陽極作用を利用する手法を用いているものもある。外面にこのような手法を用いることができるのは、フィンが貫通しても流体の漏洩はなく、かつ、付着する腐食性液体の導電性が高いためである。腐食性液体の導電率は、その液体成分濃度が高いほど高くなる。ラジエータの外部腐食環境においては、融雪塩などの溶質成分を高濃度で含有する腐食性液体が付着するためにその導電性が高く、フィンの犠牲効果で流路形成部品全体を防食することが可能となる。
近年、自動車の構造が複雑化してきており、部品の搭載性を向上させるために、熱交換器に従来とは異なる形状が要求される場合が増えてきている。一例として、ラジエータに図１に示すような積層型の構造を適用する場合を考える。この場合、タンク部分は、流路形成部品の一方の面が冷却水と接し、他方の面が外気に接する。冷却水と接する面は従来のラジエータと同じ腐食環境であり、犠牲陽極作用を有する材料をクラッドする必要があると同時に、流路形成部品同士をろう付する必要があるためろう付機能が必要になる。更に、ろう付部においてＺｎの濃縮が生じるため、このＺｎ濃縮部ではろう材表面よりも孔食電位が卑になる。その結果、このＺｎ濃縮部で優先腐食が発生する問題が生じるため、優先腐食を抑制するために接合部とろう材表面の孔食電位を最適化する必要がある。一方、外気と接するタンク部分においては、タンク部分以外の部分にフィンが存在するため、フィンとろう付するためにろう付機能が必要になる。また、設置場所によっては外気に対する耐食性も必要になる場合がある。
特許文献１には、ろう付機能と犠牲陽極作用を両立した材料を両面にクラッドしたアルミニウム合金ブレージングシートが記載されている。このブレージングシートは、主にチューブ内部を冷却水が流通するラジエータのような自動車用熱交換器に使用される。図２に示すように、Ｂ型断面形状に成形されたチューブ材の両端部がチューブ内面にろう付される構造において、チューブ内面には、通常のろう材よりもＳｉ含有量が低いろう材にＺｎを添加してろう付機能と犠牲陽極作用を併せ持つＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を用いており、チューブ内面のＡｌ−Ｓｉ系ろう材が僅かに溶融することによるろう付補助機能が発揮される。しかしながら、特許文献１に記載される材料では、接合部における優先腐食の防止については全く考慮されていない。
すなわち、特許文献１に記載されるブレージングシートは、Ｂ型形状でのチューブ材同士のろう付を可能としている。クラッド層の成分については、通常用いられるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材より低い含有量のＳｉを添加した、犠牲陽極作用を有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材を使用することで、ろうの流動による犠牲陽極作用の減少を防止している。しかしながら、接合部へのＺｎの濃縮による優先腐食の防止については何等図られていない。
また、特許文献１に記載されるブレージングシートは、犠牲陽極材にＳｉを添加することで僅かにろうを溶融させ、Ｂ方断面形状に成形されたチューブ材のろう材同士のろう付を補助している。しかしながら、Ｓｉを添加した犠牲陽極材同士のろう付については何等考慮されていない。
また、特許文献２には、両面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドし、かつ、一方の面のろう材におけるろう成分量を少なくし、両方のろう材面同士を板端部にて接合する機能を有するアルミニウム合金ブレージングシートが記載されている。図３に示すように、ろう付時のろう量を少なくし、一方の面にクラッドされた第１ろう材同士のろう付部に、他方の面にクラッドされたＡｌ−Ｓｉ系合金の第２ろう材のろうが流入することで、不足するろうを補う手法である。
また、特許文献２に記載されるＡｌ合金ブレージングシートは、ろう量を少なくしたＡｌ−Ｓｉ系ろう材にＺｎを添加してもよく、その場合に生じるＺｎ濃化による板端部のろう量を少なくしたろう材面同士の接合部での優先腐食を、他方の面のろうが接合部に流入することで抑制している。しかしながら、この技術においては、ろう材組織については何等工夫されておらず、例えば接合部長さが長い場合には、ろう付に必要となるろうの流入量が不足してろう付性が不十分になったり、接合部の優先腐食感受性が増大してしまうという問題点があった。また、Ｚｎはろう量を少なくしたＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材にのみ添加されており、もう一方のＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材がクラッドされた面の耐食性については何等考慮されていない。
特開２００５−３０７２５２号公報 特開２００７−１７８０６２号公報
上述のように、アルミニウム合金ブレージングシートを例えば自動車用熱交換器の流路形成部品として用いる際に、流路形成部品の内面又は内外両面が腐食環境にあり、フィンによる犠牲陽極作用による防食が困難な場合において、流路形成部品の内外面がろう付機能を有するとともに、内面又は内外両面が犠牲陽極作用も兼ね備えており、更に流路形成部品同士のろう付部長さが長い場合においても２枚の板を十分にろう付可能であり、かつ、ろう付部にて優先腐食が発生しないアルミニウム合金ブレージングシートを提供することは、従来の技術では困難であった。
本発明は、上述の問題点を解消するべく完成したものであって、アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、両面にろう付機能を有したＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドしており、かつ、一方の面又は両面に犠牲陽極作用を有しており、更に接合部の優先腐食を防止し、ろう付時において溶融ろうの心材への拡散がない良好なろう付機能を発揮するアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、これを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品の提供を目的とする。このような高耐食性のアルミニウム合金ブレージングシートは、自動車用熱交換器の流路形成部品として好適に使用できる。
本発明者らは上記課題について鋭意研究を重ねた結果、それぞれが特定の合金組成を有する心材の一方の面に第１ろう材を、他方の面に第２ろう材をクラッドした材料がその課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
具体的には、本発明は請求項１において、アルミニウム合金の心材と、当該心材の一方の面にクラッドされた第１ろう材と、他方の面にクラッドされた第２ろう材とを備えるアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材が、Ｆｅ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．３０〜２．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記第１ろう材が、Ｓｉ：１．５０〜４．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１．００〜６．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材が、Ｓｉ：４．００〜１３．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０３〜１．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が２０００個／ｍｍ２以下存在することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートとした。
本発明は請求項２では請求項１において、前記心材のアルミニウム合金が、Ｓｉ：０．０１〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０３〜２．００ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種類以上を更に含有するとした。
本発明は請求項３では請求項１又は２において、前記第１ろう材のアルミニウム合金が、Ｃｕ：０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種以上を更に含有するとした。
本発明は請求項４では請求項１〜３のいずれか一項において、前記第１ろう材のアルミニウム合金が、Ｎａ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種を更に含有するとした。
本発明は請求項５では請求項１〜４のいずれか一項において、前記第２ろう材のアルミニウム合金が、Ｚｎ：０．５０〜５．００ｍａｓｓ％、かつ、前記第１ろう材のＺｎ含有量よりも０．２０ｍａｓｓ％以上低く、Ｃｕ：０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種以上を更に含有するものとした。
本発明は請求項６では請求項１〜５のいずれか一項において、前記第２ろう材のアルミニウム合金が、Ｎａ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種を更に含有するものとした。
本発明は請求項７では請求項１〜６のいずれか一項において、ろう付後の前記第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が１０００個／ｍｍ２以下存在するものとした。
本発明は請求項８では、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法であって、前記心材用、第１ろう材用及び第２ろう材用のアルミニウム合金をそれぞれ鋳造する工程と、鋳造した第１ろう材及び第２ろう材の鋳塊をそれぞれ所定の厚さまで熱間圧延する熱間圧延工程と、心材鋳塊の一方の面に熱間圧延により所定厚さとした第１ろう材をクラッドし、他方の面に熱間圧延により所定厚さとした第２ろう材をクラッドするクラッド工程と、クラッド材を熱間圧延する熱間クラッド圧延工程と、熱間クラッド圧延したクラッド材を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延工程の途中及び冷間圧延工程の後の一方又は両方においてクラッド材を焼鈍する１回以上の焼鈍工程とを含み、前記第２ろう材の熱間圧延工程において、当該熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の質量を１．５ｔ以上、板厚を２５０ｍｍ以上とし、この熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の加熱温度を４００〜５５０℃、加熱時間を１〜３０時間とし、この熱間圧延工程の開始後３０分以内における第２ろう材の板厚が１５０ｍｍ以下までに達するように、クーラントの最大流量を１０ｍ３／分以下とし合計使用量を３０ｍ３以下とすることを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法とした。
本発明は請求項９では、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシートの前記第１ろう材の表面同士を合わせてろう付し、このろう付時において前記第２ろう材の溶融ろうが第１ろう材同士の接合部に流入することで、第１ろう材及び第２ろう材の両方がろう付性を有し、かつ、第１ろう材及び第２ろう材の一方又は両方が犠牲陽極作用を有し、これによって、第１ろう材同士のろう付時に不足するろうを第２ろう材によって補充すると同時に、第１ろう材同士の前記接合部におけるＺｎ濃度を希釈することを特徴とする自動車用熱交換器の製造方法とした。
本発明によれば、アルミニウム合金ブレージングシートを例えば熱交換器の流路形成部品に用いる際に、流路形成部品の片面又は両面が腐食環境にあり、かつ、フィンによる防食が困難である場合において、流路形成部品の両面がろう付機能を有し、かつ、片面又は両面が犠牲陽極作用を有し、更に流路形成部品同士の接合部における優先腐食を抑制したアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、このブレージングシートを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品が提供される。このブレージングシートは、耐エロージョン性などのろう付性にも優れ、更に軽量性や良好な熱伝導性の観点から、自動車用熱交換器流路形成部品として好適に用いられる。
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートを用いた積層型熱交換器の模式図である。 アルミニウム合金ブレージングシートを用いたＢ型断面形状に成形されたチューブの断面図である。 アルミニウム合金ブレージングシートを用いたろう付において、ろう付時において不足するろうを補う手法について示した模式図である。 本発明の実施例で用いたテストピースを示した模式図である。
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法の好適な実施形態について、以下に詳細に説明する。
１．第１ろう材同士の接合部におけるろう付及び優先腐食
図１は、本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートを用いたラジエータなどの熱交換器を示し、タンク部分が積層された構造を有する。流路形成部品端部において、接合部長さの長い第１ろう材同士のろう付接合部が存在し、流路形成部品の両面でろう付が必要であり、流路形成部品の片面あるいは両面が腐食環境にあり、第１ろう材面が第２ろう材面に比べより高い耐食性が必要となり、かつフィンによる犠牲陽極作用にて流路形成部品の防食を行えないような用途に適用するための解決法である。
このように流路形成部品の両面にろう付機能が必要で、かつ、流路形勢部品の片面又は両面が腐食環境にある場合、腐食環境にある面の犠牲防食が必要である。ここで、両面ともにフィンによる犠牲陽極作用を利用することができないため、流路形成部品の片面又は両面に犠牲陽極作用を付与すべくＺｎを添加したＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドする必要がある。しかしながら、第１ろう材同士のろう付接合部にてＺｎが濃縮し、このＺｎ濃縮部で優先腐食が発生する問題が生じる。
第１ろう材面は冷却水などの厳しい腐食環境にあるため、Ｓｉ含有量を少なくしてろう付時におけるろう溶融量を少なくすることで、犠牲防食層の厚さを確保する必要がある。しかしながら、ろうの溶融量を少なくすると、第１ろう材同士のろう付接合部のろうが不足する問題が生じる。
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、このような問題点を有効に解決するためのものである。すなわち、ろう付時において、第１ろう材よりもＺｎ含有量が少なく、かつ、ろう溶融量の多い第２ろう材のろうを、第１ろう材同士の接合部に流入させることで、第１ろう材同士のろう付接合部におけるろう量の不足を補う同時に、当該接合部におけるＺｎの濃縮を緩和することで、この接合部の優先腐食を抑制することができるものである。
２．合金組成
次に、本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートを構成する心材、第１ろう材及び第２ろう材の合金組成について説明する。
２−１．心材
心材には、Ｆｅ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％（以下、単に「％」と記す）、Ｍｎ：０．３０〜２．００％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
また、心材には、上記必須元素の他に、Ｓｉ：０．０１〜１．５０％、Ｃｕ：０．０３〜２．００％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０％及びＶ：０．０５〜０．３０％から選択される１種又は２種以上を選択的添加元素として更に含有しても良い。更に、上記必須元素及び選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％以下含有していても良い。以下に各成分について説明する。
Ｆｅ：０．０５〜１．５０％
Ｆｅは再結晶核となり得るサイズの金属間化合物を生成し易く、ろう付後の再結晶粒を粗大にしてろう材から心材へのＳｉの拡散を抑制する。Ｆｅ含有量は、０．０５〜１．５０％である。Ｆｅ含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を用いる必要があるためコスト高を招く。一方、Ｆｅ含有量が１．５０％を超えるとろう付後の結晶粒径が微細となり、ろう拡散が生じる虞がある。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．１０〜１．００％である。
Ｍｎ：０．３０〜２．００％
Ｍｎは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させ、又は、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物を形成して分散強化により強度を向上させる。Ｍｎ含有量は、０．３０〜２．００％である。Ｍｎ含有量が０．３０％未満では上記効果が不十分であり、２．００％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．４０〜１．８０％である。
Ｓｉ：０．０１〜１．５０％
Ｓｉは、Ｍｎと共にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させ、或いは、アルミニウム母層中に固溶して固溶強化により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｓｉ含有量は、０．０１〜１．５０％である。Ｓｉ含有量が０．０１％未満では、高純度アルミニウム地金を用いる必要があるためコスト高を招く。一方、Ｓｉ含有量が１．５０％を超えると、心材の融点が低下し溶融が生じる虞が高くなる。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０３〜１．２０％である。
Ｃｕ：０．０３〜２．００％
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｃｕ含有量は、０．０３〜２．００％である。Ｃｕ含有量が０．０３％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｃｕ含有量が２．００％を超えると、鋳造時におけるアルミニウム合金の割れ発生の虞が高くなる。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．０５〜１．５０％である。
Ｍｇ：０．０１〜０．５０％
Ｍｇは、Ｍｇ−Ｓｉの析出により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｍｇ含有量は、０．０１〜０．５０％である。Ｍｇ含有量が０．０１％未満では上記効果が不十分となり、０．５０％を超えるとろう付が困難になる。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．１０〜０．４０％である。
Ｔｉ：０．０５〜０．３０％
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｔｉ含有量が０．０５％未満では上記効果が不十分となる。一方、Ｔｉ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｚｒ：０．０５〜０．３０％
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化させる作用を有するので含有させてもよい。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｚｒ含有量が０．０５％未満では上記効果が不十分となる。一方、Ｚｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｃｒ：０．０５〜０．３０％
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｃｒ系の金属間化合物の析出により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｃｒ含有量が、０．０５％未満では上記効果が不十分となる。一方、Ｃｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｖ：０．０５〜０．３０％
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に、耐食性も向上させるので含有させてもよい。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｖ含有量が、０．０５％未満では上記効果が不十分となる。一方、Ｖ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
これらＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶは、心材中に必要により少なくとも１種が添加されていればよい。
２−２．第１ろう材
第１ろう材には、Ｓｉ：１．５０〜４．００％、Ｆｅ：０．０５〜１．５０％、Ｚｎ：１．００〜６．００％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
また、第１ろう材には、上記必須元素の他に、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０％及びＶ：０．０５〜０．３０％から選択される１種又は２種以上を第１選択的添加元素として更に含有してもよい。また、Ｎａ：０．００１〜０．０５０％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０％から選択される１種又は２種を第２選択的添加元素として更に含有してもよい。なお、上記必須元素及び第１及び第２の選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％以下含有していてもよい。以下に各成分について説明する。
Ｓｉ：１．５０〜４．００％
Ｓｉを添加することによりろう材の融点が低下して液相を生じさせ、これによってろう付を可能にする。Ｓｉ含有量は、１．５０〜４．００％である。Ｓｉ含有量が１．５０％未満では、生じる液相が僅かでありろう付機能が発揮され難くなる。一方、Ｓｉ含有量が４．００％を超えると、ろうの多くが流動し耐食性を維持することが困難となる。Ｓｉ含有量は、好ましくは２．００〜３．５０％である。
Ｆｅ：０．０５〜１．５０％
Ｆｅを添加することにより、Ａｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物が生成し易くなる。その結果、ろう付に有効となるＳｉ量を低下させ、ろう付機能の低下を招く。Ｆｅ含有量は、０．０５〜１．５０％である。Ｆｅ含有量が０．０５％未満では、高純度のアルミニウム地金を使用しなければならずコスト高を招く。一方、Ｆｅ含有量が１．５０％を超えると、上記作用によりろう付が不十分となる。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．１０〜１．００％である。
Ｚｎ：１．００〜６．００％
Ｚｎを添加することにより孔食電位を卑にし、心材との電位差を形成することで犠牲陽極作用による耐食性の向上が図られる。Ｚｎの含有量は、１．００〜６．００％である。Ｚｎ含有量が１．００％未満では、犠牲陽極作用による耐食性向上の効果が十分に得られない。一方、Ｚｎ含有量が６．００％を超えると、腐食速度が速くなり早期に犠牲防食層が消失して耐食性が低下する。Ｚｎ含有量は、好ましくは１．５０〜５．００％である。
Ｃｕ：０．０５〜０．５０％
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｃｕ含有量は、０．０５〜０．５０％である。Ｃｕ含有量が０．０５％未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えると、犠牲防食層の孔食電位が貴になってしまい犠牲陽極作用を消失して耐食性が低下する。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０〜０．４０％である。
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％
Ｍｎは、強度と耐食性を向上させるので含有させてもよい。Ｍｎ含有量は、０．０５〜１．５０％である。ＭＮ含有量が１．５０％を超えると巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させ、また、犠牲陽極層の電位を貴にするため、犠牲陽極作用を阻害して耐食性を低下させる。一方、Ｍｎ含有量が０．０５％未満では、上記効果が十分に得られない。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．１０〜１．００％である。
Ｍｇ：０．０１〜０．５０％
Ｍｇは、ろう付加熱時に心材へ拡散してＭｇ−Ｓｉ系の金属間化合物を析出させることにより強度を向上させるので含有させてもよい。Ｍｇ含有量は、０．０１〜０．５０％である。Ｍｇ含有量が０．０１％未満では上記効果が不十分となり、０．５０％を超えるとろう付が困難になる。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．１０〜０．４０％である。
Ｔｉ：０．０５〜０．３０％
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させると共に、耐食性も向上させるので含有させてもよい。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｔｉ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｔｉ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｚｒ０．０５〜０．３０％
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化させる作用を有するので含有させてもよい。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｚｒ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｚｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｃｒ：０．０５〜０．３０％
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｃｒ系の金属間化合物析出によりろう付後の結晶粒を粗大化させる作用を有するので含有させてもよい。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｃｒ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｃｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｖ：０．０５〜０．３０％
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に、耐食性も向上させるので含有させてもよい。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｖ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｖ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｎａ：０．００１〜０．０５０％
Ｎａは、ろう材中のＳｉ分子を微細、かつ均一に分散させる効果を有するので含有させてもよい。Ｓｒ含有量は、０．００１〜０．０５０％である。Ｎａ含有量が０．００１％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｎａ含有量が０．０５０％を超えると、その効果が飽和するので不経済となる。Ｎａ含有量は、好ましくは０．００５〜０．０４０％である。
Ｓｒ：０．００１〜０．０５０％
Ｓｒは、ろう材中のＳｉ分子を微細、かつ均一に分散させる効果を有するので含有させてもよい。Ｓｒ含有量は、０．００１〜０．０５０％である。Ｓｒ含有量が０．００１％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｓｒ含有量が０．０５０％を超えると、その効果が飽和するので不経済となる。Ｓｒ含有量は、好ましくは０．００５〜０．０４０％である。
これらＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎａ及びＳｒは、第１ろう中に必要により少なくとも１種が添加されていればよい。
２−３．第２ろう材
第２ろう材には、Ｓｉ：４．００〜１３．００％、Ｆｅ：０．０５〜１．００％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
また、第２ろう材には、上記必須元素の他に、Ｚｎ：０．５０〜５．００％、かつ、前記第１ろう材のＺｎ含有量よりも０．２０％以上低く、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０％及びＶ：０．０５〜０．３０％から選択される１種又は２種以上を第１選択的添加元素として更に含有しても良い。また、Ｎａ：０．００１〜０．０５０％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０％から選択される１種又は２種を第２選択的添加元素として更に含有してもよい。なお、上記必須元素及び第１及び第２の選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％以下含有していてもよい。以下に各成分について説明する。
Ｓｉ：４．００〜１３．００％
Ｓｉを添加することによりろう材の融点が低下して液相を生じさせ、これによってろう付を可能にする。Ｓｉ含有量は、４．００〜１３．００％である。前述の通り、第１ろう材よりもＺｎ含有量が少なく、かつ、ろう溶融量の多い第２ろう材のろうを、ろう付時において第１ろう材同士の接合部に流入させることで、ろう量の不足を補うと同時に、接合部のＺｎの濃縮を緩和することで接合部の優先腐食を抑制することができる。第２ろう材のＳｉ含有量が４．００％未満では、第１ろう材同士の接合部に第２ろう材のろうを流入させることが困難である。一方、Ｓｉ含有量が１３．００％を超えるとろう付の相手材へ拡散するＳｉ量が過剰となり、相手材の溶融が発生してしまう。Ｓｉ含有量は、好ましくは５．００〜１０．００％である。
Ｆｅ：０．０３〜１．００％
Ｆｅを添加することにより、Ａｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物が生成し易くなるためろうの流動性が低下し、板端部に存在する第１ろう材同士の接合部へ十分量のろうが流入し難くなる。Ｆｅ含有量は、０．０５〜１．００％である。Ｆｅ含有量が０．０５％未満では、高純度のアルミニウム地金を使用しなければならずコスト高を招く。一方、Ｆｅ含有量が１．００％を超えると、上記作用により板端部に存在する第１ろう材同士の接合部におけるろう付が不十分となる。Ｆｅ含有量は、好ましくは０．１０〜０．８０％である。
Ｚｎ：０．５０〜５．００％、かつ、第１ろう材のＺｎ含有量よりも０．２０％以上低い
Ｚｎを添加することにより孔食電位を卑にし、心材との電位差を形成することで犠牲陽極作用により耐食性を向上させるので含有させてもよい。Ｚｎ含有量は、０．５０〜５．００％であり、かつ、Ｚｎ含有量が第１ろう材のものよりも０．２％以上低くなる。Ｚｎ含有量が５．００％を超えると、腐食速度が速くなり早期に犠牲防食層が消失して耐食性が低下する。一方、Ｚｎ含有量が０．０５％未満では犠牲防食効果が不十分となる。また、第１ろう材のＺｎ含有量との差が０．２０％未満になると、接合部のＺｎ濃縮による優先腐食を抑制する効果が不十分となる。Ｚｎ含有量は、１．００〜４．００％であり、かつ、第１ろう材の含有量よりも０．５０％以上低いのが好ましい。
Ｃｕ：０．０５〜０．５０％
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させるので含有させてもよい。Ｃｕ含有量は、０．０５〜０．５０％である。Ｃｕ含有量が０．０５％未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えると犠牲防食層の孔食電位が貴になってしまい、犠牲陽極作用を消失して耐食性が低下する。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０〜０．４０％である。
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％
Ｍｎは、強度と耐食性を向上させるので含有させてもよい。Ｍｎ含有量は、０．０５〜１．５０％である。Ｍｎ含有量が０．０５％未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が１．５％を超えると、巨大金属間化合物が形成され易くなり塑性加工性を低下させ、また、犠牲陽極層の電位を貴にするため犠牲陽極作用を阻害して耐食性を低下させる。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．１０〜１．００％である。
Ｍｇ：０．０１〜０．５０％
Ｍｇは、ろう付加熱時に心材へ拡散してＭｇ−Ｓｉ系の金属間化合物を析出させることにより強度を向上させるので含有させてもよい。Ｍｇ含有量は、０．０１〜０．５０％である。Ｍｇ含有量が０．０１％未満では上記効果が不十分となり、０．５０％を超えるとろう付が困難になる。Ｍｇ含有量は、好ましくは０．１０〜０．４０％である。
Ｔｉ：０．０５〜０．３０％
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させると共に、耐食性も向上させるので含有させてもよい。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｔｉ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｔｉ含有量が０．３０％を超えると、巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｚｒ：０．０５〜０．３０％
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化させる作用を有するので含有させてもよい。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｚｒ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｚｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｃｒ：０．０５〜０．３０％
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共に、Ａｌ−Ｃｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化させる作用を有するので含有させてもよい。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｃｒ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｃｒ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｖ：０．０５〜０．３０％
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に、耐食性も向上させるので含有させてもよい。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３０％である。Ｖ含有量が０．０５％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｖ含有量が０．３０％を超えると巨大金属間化合物を生成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、好ましくは０．１０〜０．２０％である。
Ｎａ：０．００１〜０．０５０％
Ｎａは、ろう材中のＳｉ分子を微細、かつ均一に分散させる効果を有するので含有させてもよい。Ｎａ含有量は、０．００１〜０．０５０％である。Ｎａ含有量が０．００１％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｎａ含有量が０．０５０％を超えるとその効果が飽和するので不経済となる。Ｎａ含有量は、好ましくは０．００５〜０．０４０％である。
Ｓｒ：０．００１〜０．０５０％
Ｓｒは、ろう材中のＳｉ分子を微細、かつ均一に分散させる効果を有するので含有させても良い。Ｓｒ含有量は、０．００１〜０．０５０％である。Ｓｒ含有量が０．００１％未満では、上記効果が不十分となる。一方、Ｓｒ含有量が０．０５０％を超えるとその効果が飽和するので不経済となる。Ｓｒ含有量は、好ましくは０．００５〜０．０４０％である。
これらＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎａ及びＳｒは、第２ろう材中に必要により少なくとも１種が添加されていればよい。
３．第１ろう材同士の接合部におけるろう付性の改良及び優先腐食の抑制
ろう付後の流路形成部品において、周囲よりも孔食電位の卑な部位が存在すれば、その部分が優先的に腐食する。このようなろう付後状態において、第１ろう材の非ろう付部表層の孔食電位から接合部における共晶組織の孔食電位を引いた値が５０ｍＶ以下になっていれば、或いは、第１ろう材の非ろう付部表層の孔食電位が接合部における共晶組織の孔食電位よりも卑になっていれば、第１ろう材の非ろう付部が優先的に腐食するため、接合部の優先腐食は発生しない。
一方、ろう付後の第１ろう材においては、ろう材表面を心材よりも優先腐食させる、いわゆる犠牲陽極作用を有する必要がある。ろう付後における第１ろう材表面と心材との孔食電位の差が２０ｍＶ以上である場合、この電位差による犠牲陽極作用が発揮されるため、表面からの腐食による貫通孔の発生を防ぐことができる。一方、ろう付後の第１ろう材表面と心材との孔食電位差が２０ｍＶ未満である場合、この電位差による犠牲陽極作用が十分ではないため、表面からの腐食による貫通孔が発生してしまう。ここで、ろう付後における第１ろう材表面と心材との孔食電位差とは、ろう付後における心材の孔食電位から第１ろう材表面の孔食電位を差し引いた値として定義される。
ろう付後の第２ろう材表面は使用方法によっては腐食環境になるため、第２ろう材表面を心材よりも優先腐食させる、いわゆる犠牲陽極作用を有する必要がある。但し、第２ろう材表面は第１ろう材表面ほど厳しい腐食環境にはないため、ろう付後における第２ろう材表面と心材との孔食電位の差が１０ｍＶ以上である場合、この電位差による犠牲陽極作用が発揮されるため、表面からの腐食による貫通孔の発生を防ぐことができる。一方、ろう付後の第２ろう材表面と心材との孔食電位差が１０ｍＶ未満である場合、この電位差による犠牲陽極作用が十分ではないため、表面からの腐食による貫通孔が発生してしまう。ここで、ろう付後における第２ろう材表面と心材との孔食電位差とは、ろう付後における心材の孔食電位から第２ろう材表面の孔食電位を差し引いた値として定義される。
以上のように、本発明に係るブレージングシートは、ろう付時において、第１ろう材同士の接合部に適切なろう量が存在している必要があり、かつ、ろう付後の状態において、接合部のろう材における共晶組織とろう材表面、ならびに、ろう材表面と心材が、それぞれ適切な孔食電位の関係を有する必要がある。本発明においては、第１ろう材、或いは、第１ろう材と第２ろう材の両方に、Ｚｎを添加することでろう材表面と心材の孔食電位の関係を適切にしている。また、ろう付時において僅かに溶融した第１ろう材のろうを利用して第２ろう材のろうを第１ろう材同士の板端部接合部に流入させることで、ろう付時の第１ろう材同士の接合部ろう量を適切化すると同時に、第１ろう材よりもＳｉ添加量が多く、かつＺｎ添加量の少ない第２ろう材が第１ろう材同士の接合部に流入することで、接合部のろう材における共晶組織のＺｎ濃縮が緩和され、接合部のろう材における共晶組織とろう材表面の孔食電位の関係を適切なものにしている。
４．上記特徴を実現するための第２ろう材の金属組織
第２ろう材を板端部に存在する第１ろう材同士の接合部に流入させるために、第２ろう材のＳｉ含有量を第１ろう材のＳｉ添加量よりも多くすると同時に、第２ろう材内に存在するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物の数を制御する。溶融した第２ろう材のろう内に多量の金属間化合物が存在していると、ろうの流動性が著しく低下するため、板端部に存在する第１ろう材同士の接合部に第２ろう材が流入しない。そこで、第２ろう材内に存在する、０．５〜８０．０μｍの円相当径（円相当直径であり、以下において同じ）を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物を２０００個／ｍｍ２以下に規制することで、第２ろう材におけるろう付中のろうの流動性を良好なものとし、板端部に存在する第１ろう材同士の接合部に第２ろう材のろうを積極的に流入させることで、上述の効果が得られる。なお、このようなＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物の数密度は、ろう付の前及び後の両方に置いて規制するものである。すなわち、ろう付前における第２ろう材のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物の数密度を２０００個／ｍｍ２以下に規制すれば、ろう付後における第２ろう材のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物の数密度が１０００個／ｍｍ２以下に規制されることは、本発明者らによって実験的に明らかにされている。
０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物の存在密度が２０００個／ｍｍ２を超えると、第２ろう材におけるろう付中のろうの流動性が低下し上述の効果が得られない。このＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物の存在密度は、好ましくは３００〜１８００個／ｍｍ２である。なお、第２ろう材はＳｉを４．０％以上、Ｆｅを０．０５％以上含有するため、上記Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物の存在密度が１００個／ｍｍ２未満になることはない。
また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物の円相当径を０．５〜８０．０μｍに限定するのは以下の理由による。円相当径が０．５μｍ未満のＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物では、ろうの流動性を阻害することはないために対象外とした。一方、円相当径が８０．０μｍを超えるＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系の金属間化合物は塑性加工性を低下させるために、
熱処理や圧延の製造条件を適切に調整することによって存在させないことが必要であることから対象外とした。
なお、本発明におけるろう付条件（ろう付相当の条件）については特に限定されるものではないが、通常はフッ化物系のフラックスを塗布した後に、窒素雰囲気下において最高到達温度を５８０〜６２０℃程度として、１０〜２０００秒間加熱されることにより実施される。
５．製造方法
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、上記の心材用、第１ろう材用及び第２ろう材用のアルミニウム合金をそれぞれ鋳造する工程と、鋳造した第１ろう材及び第２ろう材の鋳塊をそれぞれ所定の厚さまで熱間圧延する熱間圧延工程と、心材鋳塊の一方の面に熱間圧延により所定厚さとした第１ろう材をクラッドし、他方の面に熱間圧延により所定厚さとした第２ろう材をクラッドするクラッド工程と、クラッド材を熱間圧延する熱間クラッド圧延工程と、熱間クラッド圧延したクラッド材を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延工程の途中及び冷間圧延工程の後の一方又は両方においてクラッド材を焼鈍する１回以上の焼鈍工程とを含む。
５−１．第２ろう材用の鋳塊の熱間圧延工程
ろう付前における第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物の数密度を２０００個／ｍｍ２以下に規制するために、第２ろう材用の鋳塊を熱間圧延する際に、クーラントによる冷却を抑制し、高温にて保持された状態で加工を加える。これにより、オストワルド成長によってサイズの小さいＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が消滅し、粗大なＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物のサイズが大きくなる。このようにして、ろう付前における第２ろう材中における０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物の数密度を２０００個／ｍｍ２以下に規制することが出来る。
具体的には、第２ろう材の熱間圧延工程において、当該熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の質量を１．５ｔ以上、板厚を２５０ｍｍ以上とし、この熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の加熱温度を４００〜５５０℃、加熱時間を１〜３０時間とし、この熱間圧延工程の開始後３０分以内における第２ろう材の板厚が１５０ｍｍ以下までに達するように、クーラントの最大流量を１０ｍ３／分以下とし合計使用量を３０ｍ３以下とするものである。
第２ろう材の熱間圧延工程において、オストワルド成長を促進させるためにクーラントによる冷却の制御を実施するのは、熱間圧延開始から板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの期間である。板厚が１５０ｍｍ未満になると外気による冷却やロール抜熱等により材料温度を高温に保つことが困難となるため、クーラントによる冷却を制御してもオストワルド成長促進の十分な効果が得られない。第２ろう材の熱間圧延工程後の最終板厚は、１５０ｍｍ未満となってもよい。その場合は、板厚が１５０ｍｍを下回ってからについて上記クーラントによる冷却の制御を実施する必要は無い。
第２ろう材の熱間圧延工程においてオストワルド成長を促進させるためには、単位時間当たりの加工度を多くする必要がある。そのためには、熱間圧延開始前の板厚を２５０ｍｍ以上、好ましくは３００ｍｍ以上とし、熱間圧延開始後３０分以内に板厚が１５０ｍｍ以下に達するように圧延する必要がある。熱間圧延開始前の板厚が２５０ｍｍ未満の場合には、加工度が不足するためオストワルド成長が十分に促進されない。また、板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの圧延時間が熱間圧延開始後から３０分を超える場合には、駆動力となる加工度が不足するためオストワルド成長の促進効果が不十分となる。なお、板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの熱間圧延時間の下限に特に制限はないが、熱間圧延開始から１分以内に板厚を１５０ｍｍ以下に達するまで圧延することは困難である。熱間圧延開始から板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの圧延時間は、好ましくは３〜２５分である。また、熱間圧延開始前の板厚の上限に特に制限はないが、１０００ｍｍを超える場合には圧延機の装置制約上、圧延による加工が困難となる。従って、熱間圧延前の板厚は１０００ｍｍ以下であるのが好ましい。なお、熱間圧延後の板厚が１５０ｍｍ未満になる場合は、熱間圧延開始から板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの圧延時間が３０分以内であれば熱間圧延に要する総時間が３０分を超えてもよい。オストワルド成長の観点からは熱間圧延に要する総時間に上限はないが、６０分を超えると設備の占有時間が長過ぎるため経済性を著しく損なうため、６０分以内とするのが好ましい。
第２ろう材の熱間圧延工程においてオストワルド成長を促進させるためには、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなる第２ろう材の質量を１．５ｔ（トン）以上、好ましくは１．８ｔ以上とする必要がある。この質量が１．５ｔ未満では、圧延中の冷却速度が速いために材料を高温に保つことが困難となりオストワルド成長の促進効果が不十分となる。なお、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなる第２ろう材の質量の上限に特に制約はないが、質量が１０ｔを超える場合は製造が困難となるためＡｌ−Ｓｉ系合金からなる第２ろう材の質量は１０ｔ以下が好ましい。
第２ろう材の熱間圧延工程においてオストワルド成長を促進させるためには、熱間圧延前の加熱温度を４００〜５５０℃、好ましくは４２０〜５４０℃とする必要がある。この温度が４００℃未満では塑性加工性が乏しいため、圧延時にコバ割れ等を生じる。一方、５６０℃を超えると第１ろう材が溶融する虞がある。また、熱間圧延前の加熱時間は１〜３０時間、好ましくは２〜２９時間とする必要がある。この時間が１時間未満では、材料温度が不均一になり、コバ割れ発生の原因となる。一方、３０時間を超えると不経済である。
第２ろう材の熱間圧延工程においてオストワルド成長を促進させるためには、クーラント最大流量は１０ｍ３／分以下、好ましくは９ｍ３／分以下とする。クーラントの最大流量が１０ｍ３／分を超えると、冷却速度が速くなり材料を高温に保つことが困難となるため、オストワルド成長の促進効果が不十分となる。なお、クーラントの最大流量の下限に特に制限はないが、０．１ｍ３／分未満では潤滑不良は発生する虞があるため、クーラントの最大流量は０．１ｍ３／分以上とするのが好ましい。
第２ろう材の熱間圧延工程においてオストワルド成長を促進させるためには、クーラントの合計使用量を３０ｍ３以下、好ましくは２８ｍ３以下とする。クーラントの合計使用量が３０ｍ３を超えると、クーラントによる冷却によって材料を高温に保つことが困難となるため、オストワルド成長の促進効果が不十分となる。なお、クーラントの合計使用量の下限に特に制限はないが、合計使用量が０．５ｍ３未満になると潤滑不良が発生する虞があるため、クーラントの合計使用量は０．５ｍ３以上とするのが好ましい。
５−２．鋳造工程
鋳造工程における条件は特に制限はないが、通常は水冷式の半連続鋳造によって実施される。
５−３．均質化処理工程
上記製造方法において、第１ろう材及び第２ろう材をクラッドする前の心材用の鋳塊、熱間圧延する前の第１ろう材用鋳塊及び熱間圧延する前の第２ろう材用鋳塊のいずれか１種又は２種以上を、或いは、第１ろう材及び第２ろう材をクラッドする前の心材用の鋳塊、熱間圧延後であって心材用鋳塊にクラッドする前の第１ろう材及び熱間圧延後であって心材用鋳塊にクラッドする前の第２ろう材のいずれか１種又は２種以上を、均質化処理工程にかけてもよい。
このような均質化処理条件は、心材については、３５０〜６２０の温度で１〜３０時間とするのが好ましい。処理温度が３５０℃未満では均質化処理の効果が十分には発揮されず、６２０℃を超えると心材が溶融してしまう虞がある。また、処理時間が１時間未満では均質化処理の効果が十分には発揮されず、３０時間を超えると生産性が著しく低下する。
一方、第１ろう材と第２ろう材についての均質化処理条件は、４５０〜５６０の温度で
２〜３０時間とするのが好ましい。処理温度が４５０℃未満では均質化処理の効果が十分には発揮されず、５６０℃を超えるとろう材が溶融してしまう虞がある。また、処理時間が２時間未満では均質化処理の効果が十分には発揮されず、３０時間を超えると生産性が著しく低下する。
５−４．第１ろう材用の鋳塊の熱間圧延工程
第１ろう材用鋳塊の熱間圧延工程において、圧延前の加熱温度は通常、４００〜５６０℃、好ましくは４２０〜５４０℃で実施する。この加熱温度が４００℃未満では、塑性加工性が乏しいため圧延時にコバ割れ等を生じる場合がある。一方、この加熱温度が５６０℃を超える場合には、加熱中に第１ろう材が溶融してしまう虞がある。また、熱間圧延前の加熱時間は１〜３０時間、好ましくは２〜２９時間とする。１時間未満では、材料温度が不均一になり、コバ割れ発生の原因となる。一方、３０時間を超えると生産性が著しく低下する。
５−５．熱間クラッド圧延工程
心材鋳塊の一方の面に熱間圧延により所定厚さとした第１ろう材をクラッドし、他方の面に熱間圧延により所定厚さとした第２ろう材をクラッドするクラッド工程を実施した後に、クラッド材を熱間圧延する熱間クラッド圧延工程が実施される。圧延前の加熱温度は通常、４００〜５６０℃、好ましくは４２０〜５４０℃で実施する。この加熱温度が４００℃未満では、塑性加工性が乏しいため圧延時にコバ割れ等を生じる場合がある。また、心材に対してろう材の圧着が困難となり正常に熱間圧延を行うことができない場合がある。一方、この加熱温度が５６０℃を超える場合には、加熱中にろう材が溶融してしまう虞がある。また、熱間クラッド圧延前の加熱時間は１〜３０時間、好ましくは２〜２９時間とする。１時間未満では、材料温度が不均一になり、コバ割れ発生の原因となる。一方、３０時間を超えると生産性が著しく低下する。
５−６．冷間圧延工程
熱間クラッド圧延工程の冷却後に、圧延板を冷間圧延工程にかけて所望の最終板厚とする。なお、最終冷間圧延率は、１０〜８０％とするのが好ましい。最終冷間圧延率とは、熱間クラッド圧延後の板厚と冷間圧延後の板厚から算出される冷間圧延率をいう。
５−７．焼鈍工程
焼鈍工程は、加工歪を低減する目的で、冷間圧延工程の途中及び冷間圧延工程の後の一方又は両方において１回以上行われる。具体的には、（１）冷間圧延工程の途中において１回以上の中間焼鈍が実施され、（２）冷間圧延工程の後に最終焼鈍工程が１回実施され、或いは、（３）（１）及び（２）が実施されるものである。この焼鈍工程では、クラッド材を１００〜５６０℃で１〜３０時間保持するのが好ましい。温度が１００℃未満、保持時間が１時間未満の場合は、上記効果が十分でない場合がある。温度が５６０℃を超えると、加熱中にろう材が溶融してしまう虞があり、保持時間が３０時間を超えると経済性を著しく損なう。なお、焼鈍工程にはバッチ式の炉を用いても、連続式の炉を用いてもよい。また、焼鈍工程の回数の上限は特に限定されるものではないが、工程数の増加によるコスト増加を回避するために、３回とするのが好ましい。
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートの厚さ、ならびに、第１ろう材と第２ろう材のクラッド率には特に制限はないが、例えば自動車用熱交換器の流路形成部品として使用する場合には、通常１．０ｍｍ程度以下の薄肉ブレージングシートとすることが好ましい。但し、この範囲の板厚に限定されるものではなく、１．０ｍｍ程度を超え５ｍｍ程度以下の比較的肉厚の材料として使用することも可能である。また、第１ろう材と第２ろう材層のクラッド率は、通常は２〜３０％、好ましくは４〜２８％である。
６．自動車用熱交換器の製造方法
上述のアルミニウム合金ブレージングシートを加工した流路形成部品を用いて、自動車用熱交換器が好適に製造される。具体的には、本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートの第１ろう材の表面同士を合わせてろう付する。このろう付け時において、第２ろう材の溶融ろうが第１ろう材同士の接合部に流入することで、第１ろう材及び第２ろう材の両方がろう付性を有する。そして、第１ろう材及び第２ろう材の一方又は両方に犠牲陽極作用をもたせる。これによって、第１ろう材同士のろう付時に不足するろうを第２ろう材によって補充し、更に、第１ろう材同士の接合部におけるＺｎ濃度が希釈されることで接合部の優先腐食が防止される。ろう付条件に特に制限はないが、通常はフラックスを塗布して５８０〜６２０℃程度に加熱することにより実施される。
次に、本発明例と比較例に基づいて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
表１に示す合金組成を有する第１ろう材合金、表２に示す合金成分組成を有する心材合金、表３に示す合金組成を有する第２ろう材合金をそれぞれ半連続鋳造により鋳造し、各々の両面を面削して、表４に示す均質化処理を実施した。心材及び第１ろう材の鋳塊は共に、面削後の板厚を４００ｍｍとした。第１ろう材の鋳塊は、熱間圧延前に４５０℃で３時間の加熱段階を経て、厚さ５０ｍｍまで熱間圧延を実施した。なお、表１〜３において、「−」は測定限界未満であることを示す。
Figure 2017145463
Figure 2017145463
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第２ろう材の鋳塊は、表５に示す条件で板厚１５０ｍｍまでの熱間圧延工程にかけた。第２ろう材は、ＨＬ８、ＨＬ１６以外の条件を用いる場合は面削後の板厚を４００ｍｍとした。ＨＬ８の条件を用いる場合は、面削後の板厚を２５０ｍｍとした。ＨＬ１６の条件を用いる場合は、面削後の板厚を２４５ｍｍとした。第２ろう材は、熱間圧延工程では最終的に板厚が５０ｍｍまで圧延した。また、熱延前の加熱時間は、ＨＬ９、ＨＬ１７以外は１５時間とした。ＨＬ９の熱延前加熱時間は１時間とした。ＨＬ１７の熱延前加熱時間は０．５時間とした。
Figure 2017145463
これらの合金を用い、表２に示す心材合金の鋳塊の一方の面に表１に示す第１ろう材合金の熱間圧延板を組み合わせ、他方の面に表３に示す第２ろう材合金の熱間圧延板を組み合わせた。第１ろう材及び第２ろう材のクラッド率は、いずれも１０％とした。これらの合わせ材を４５０℃で３時間の条件で圧延前の加熱段階に供した後、熱間クラッド圧延工程にて３．５ｍｍ厚さの３層クラッド材を作製した。この３層クラッド材に表６に示す冷間圧延と焼鈍とを組み合わせた処理工程を施して、Ｏ調質、Ｈ１ｎ調質又はＨ２ｎ調質の最終板厚０．４ｍｍのブレージングシート試料を作製した。以上の製造工程において、問題が発生せず０．４ｍｍの最終板厚まで圧延できた場合は製造性を合格「○」とし、鋳造時や圧延時に割れやスラブ溶融が生じて０．４ｍｍの最終板厚まで圧延できなかった場合は製造性を不合格「×」とした。結果を表７〜１４に示す。
Figure 2017145463
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Figure 2017145463
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上記ブレージングシート試料を、図４の上側及び下側の各テストピースにプレス加工した。テストピースへのプレス加工ができた場合は成形性を合格「○」とし、加工時に割れが生じて加工できなかった場合は成形性を不合格「×」とした。結果を、表７〜１４に示す。なお、表７〜１４において製造性が×の試料については、その後の評価を実施できないため、その他の項目の評価は省略した。
図４に示すように、上記各テストピースを第１ろう材面同士を重ね合わせ外側を第２ろう材とし、第１ろう材同士の重なり部分に５％のフッ化物フラックス水溶液を塗布して乾燥させた。なお、重なり部分の長さは５ｍｍとした。次いで、乾燥させたブレージングシート試料全体をステンレス箔にて覆い、６００℃で５分のろう付加熱に供して合わせ材試料を作成した。ろう付後フィレットが形成された場合はフィレット形成を合格「○」とし、ろう付後フィレットが形成されなかった場合はフィレット形成を不合格「×」とした。結果を、表７〜１４に示す。同様に、ろう付後接合部に形成されたボイドが接合部長さの２０％未満であれば接合性を合格「○」とし、ろう付後接合部に形成されたボイドが接合部長さの２０％以上である場合は接合性を不合格「×」とした。結果を、表７〜１４に示す。更に同様に、心材やフィンといった部材がろう付時溶融しなかった場合は溶融性が合格「○」とし、心材やフィンといった部材がろう付時した場合は溶融性が不合格「×」とした。結果を、表７〜１４に示す。なお、表７〜１４においてフィレット形成、接合性及び溶融性のいずれかが×の試料については、評価不可能な項目が存在するため、その他の評価は省略した。
（ろう付後における第２ろう材中のＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物の数密度）
６００℃で５分間の熱処理（ろう付加熱相当）を施したブレージングシート試料の断面をＥＰＭＡによって観察することにより、ろう付後における第２ろう材中に分布する０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物の数密度を測定した。測定箇所は、任意に３箇所を選択して各測定箇所の測定値の算術平均値をもって数密度とした。なお、ろう付前における第２ろう材中のＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物の数密度も、ろう付後のものと殆ど変わらないことを確認している。
結果を、表７〜１４に示す。
（ろう付後における引張強さの測定）
６００℃で５分の熱処理（ろう付加熱相当）を施したブレージングシート試料を引張速度１０ｍｍ／分、ゲージ長５０ｍｍの条件で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って引張試験に供した。得られた応力−歪曲線から引張強さを読み取った。その結果、引張強さが１００ＭＰａ以上の場合を合格とし、それ未満を不合格とした。結果を、表７〜１４に示す。
（孔食電位の測定）
電位の測定溶液として、純水にＮａＣｌを溶解して５ｗｔ％のＮａＣｌ水溶液を調製し、これに酢酸を添加してｐＨ３にした水溶液を用いた。
この測定溶液に合わせ材試料を浸漬し、心材、第１ろう材表面、第２ろう材表面及び第１ろう材表面同士の接合部の孔食電位を測定した。なお、接合部は研磨により図４の点線部に示す断面になるまで面削を実施した。参照電極には、Ａｇ／Ａｇ／Ｃｌ（ｓ）を用いた。それぞれの測定において、対象測定部位だけが露出するように、非測定部位には絶縁樹脂を用いてマスキングを行った。このようにして得られた孔食電位、ならびに、第１ろう材表面同士の接合部間の孔食電位と第１ろう材表面の孔食電位の差を表７〜１４に示す。なお、第１ろう材表面の孔食電位と第１ろう材表面同士の接合部の孔食電位との差とは、第１ろう材表面の孔食電位から、第１ろう材表面同士の接合部における孔食電位を差し引いた値である。結果を、表７〜１４に示す。
（第１ろう材側における耐食性）
合わせ材試料を用い、ブレージングシートの第２ろう材表面を絶縁樹脂でマスキングして第１ろう材面を試験面とした。表１５に示す成分と量で調製した溶液を純水に添加して全体を１Ｌとした８８℃の水溶液に上記合わせ材試料を浸漬し、８時間保持した後に１６時間放冷するサイクルを１サイクルとして２８日間繰り返す腐食試験に供した。ブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものを第１ろう材表面の耐食性が合格（○）とし、腐食貫通が生じたものを第１ろう材表面の耐食性が不合格（×）とした。また、第１ろう材同士の接合部に関して、腐食貫通の生じなかったものを第１ろう材同士の接合部における耐食性が合格（○）とし、腐食貫通が生じたものを第１ろう材同士の接合部における耐食性が不合格（×）とした。結果を、表７〜１４に示す。
Figure 2017145463
（第２ろう材側における耐食性）
合わせ試料を用い、ブレージングシートの第１ろう材表面及び第１ろう材同士の接合部を絶縁樹脂でマスキングして、第２ろう材面を試験面とした。表１６に示す成分と量で調製した溶液を純水に添加して全体を１Ｌとした８８℃の水溶液を用いて、サイクル腐食試験に供した。具体的には、温度５０℃で相対湿度１００％の雰囲気中において、上記水溶液を１．５時間噴霧（１〜２ｍｌ／ｈ＜８０ｃｍ２／ｈ＞）した後、温度５０℃で相対湿度１０〜３０％の雰囲気中において１時間乾燥させ、更に、温度５０℃で相対湿度９５％の湿潤雰囲気中において３０分間保持するサイクルを１サイクルとして７６０時間繰り返す試験を実施した。ブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものを第２ろう材表面の耐食性が合格（○）とし、腐食貫通の生じたものを第２ろう材表面の耐食性が不合格（×）とした。結果を、表７〜１４に示す。
Figure 2017145463
本発明例１〜１５、２６〜３７、４５〜６０及び６９〜７７では、本発明で規定する条件を満たしており、製造性、成形性、ろう付性、ろう付後の引張強さ、ろう付後における第２ろう材のＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度及び耐食性のいずれも合格であった。
これに対して、比較例１６では、第１ろう材のＳｉ成分が少なすぎたため第１ろう材のろう溶融量が不足し、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格であった。
比較例１７では、第１ろう材のＳｉ成分が多すぎたため、犠牲層厚さが不足し、第１ろう材面の耐食性が不合格であった。
比較例１８では、第１ろう材のＦｅ成分が多すぎたため、ろう溶融量が不足し、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格であった。
比較例１９では、第１ろう材のＺｎ成分が少なすぎた結果、心材と第１ろう材表面との孔食電位差が不足したため、第１ろう材面の耐食性が不合格であった。
比較例２０では、第１ろう材のＺｎ成分が多すぎた結果、腐食速度が速くなりすぎたため、第１ろう材面の耐食性が不合格であった。
比較例２１では、第１ろう材のＣｕ成分が多すぎたため、心材と第１ろう材表面との孔食電位差が不足したため、第１ろう材面の耐食性が不合格となった。
比較例２２では、第１ろう材のＭｎ成分が多すぎたため、巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例２３では、第１ろう材のＭｇ成分が多すぎたため、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格となった。
比較例２４では、第１ろう材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多すぎたため、第１ろう材に巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例２５では、第１ろう材のＺｎ成分と第２ろう材のＺｎ成分の差が０．２％未満のため、接合部のＺｎ濃縮が十分に緩和されず、接合部耐食性が不合格となった。
比較例３８では、心材のＦｅ成分が多すぎたため、ろう付時に心材の結晶粒が微細になり心材へのろう拡散が顕著に発生し、フィレット形成、接合性及び溶融性が不合格となった。
比較例３９では、心材のＭｎ成分が少なすぎたため、強度が低下しろう付後引張強さが不合格となった。
比較例４０では、心材のＭｎ成分が多すぎたため、心材に巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例４１では、心材のＳｉ成分が多すぎたため、ろう付時心材の溶融が発生し、溶融性が不合格となった。
比較例４２では、心材のＣｕ成分が多すぎたため、鋳造時割れが発生し、製造性が不合格となった。
比較例４３では、心材のＭｇ成分が多すぎたため、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格となった。
比較例４４では、心材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多すぎたため、心材に巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例６１では、第２ろう材のＳｉ成分が少なすぎたため第２ろう材のろう溶融量が不足し、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格であった。
比較例６２では、第２ろう材のＳｉ成分が多すぎたため、テストピースのろう付時フィンの溶融が発生したため、溶融性が不合格であった。
比較例６３では、第２ろう材のＦｅ成分が多すぎたため、第２ろう材のろう流動性が低下し、テストピースのろう付ができず、接合性が不合格であった。
比較例６４では、第２ろう材のＺｎ成分が多すぎた結果、腐食速度が速くなりすぎたため、第２ろう材面の耐食性が不合格であった。
比較例６５は、第２ろう材のＣｕ成分が多すぎたため、心材と第２ろう材表面との孔食出に差が不足したため、第２ろう材面の耐食性が不合格となった。
比較例６６は、第２ろう材のＭｎ成分が多すぎたため、巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例６７は、第２ろう材のＭｇ成分が多すぎたため、テストピースのろう付ができず、フィレット形成及び接合性が不合格となった。
比較例６８は、第２ろう材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多すぎたため、第２ろう材に巨大金属間化合物が生成し、プレス成形にて割れが発生したため成形性が不合格となった。
比較例７８では、第２ろう材の熱間圧延に用いた質量が小さすぎたため、冷却速度が速くなり、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例７９では、第２ろう材の熱間圧延前の加熱温度が低すぎるため、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例８９では、第２ろう材の熱間圧延前の加熱温度が高すぎるため、心材の溶融が発生し製造性が不合格となった。
比較例８１では、クーラント最大流量が多すぎるため、冷却速度が速くなり、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例８２では、クーラント総使用量が多すぎるため、冷却速度が速くなり、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例８３では、熱間圧延開始から板厚が１５０ｍｍ以下に達するまでの圧延時間が３０分を超えたため、加工度が不足し、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例８４では、熱間圧延開始時の板厚が２５０ｍｍ未満のため、加工度が不足し、第２ろう材に分布するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物の数が多くなり接合性が不合格となった。
比較例８５では、熱間圧延開始前の加熱時間が１時間未満のため、圧延時コバ割れが発生し圧延が完了できず、製造性が不合格となった。
本発明により、例えば流路形成部品の内面又は内外両面が腐食環境にあり、かつ、フィンとの接合面においてフィンによる犠牲防食が困難である熱交換器の流路形成部品用アルミニウム合金ブレージングシートを提供できる。このようなアルミニウム合金ブレージングシートは、流路形成部品の内外両面に犠牲陽極作用を備え、かつ、その片面にはろう付機能を有し、更に板端部の第１ろう材同士の接合部における優先腐食の抑制が可能であり、フィン接合率、耐エロージョン性などのろう付性、軽量性、熱伝導性に優れる。また、このようなアルミニウム合金ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品も提供される。

Claims (9)

  1. アルミニウム合金の心材と、当該心材の一方の面にクラッドされた第１ろう材と、他方の面にクラッドされた第２ろう材とを備えるアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材が、Ｆｅ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．３０〜２．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記第１ろう材が、Ｓｉ：１．５０〜４．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１．００〜６．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材が、Ｓｉ：４．００〜１３．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０３〜１．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が２０００個／ｍｍ２以下存在することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
  2. 前記心材のアルミニウム合金が、Ｓｉ：０．０１〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０３〜２．００ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種類以上を更に含有する、請求項１に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  3. 前記第１ろう材のアルミニウム合金が、Ｃｕ：０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  4. 前記第１ろう材のアルミニウム合金が、Ｎａ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種を更に含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  5. 前記第２ろう材のアルミニウム合金が、Ｚｎ：０．５０〜５．００ｍａｓｓ％、かつ、前記第１ろう材のＺｎ含有量よりも０．２０ｍａｓｓ％以上低く、Ｃｕ：０．０５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  6. 前記第２ろう材のアルミニウム合金が、Ｎａ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％及びＳｒ：０．００１〜０．０５０ｍａｓｓ％から選択される１種又は２種を更に含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  7. ろう付後の前記第２ろう材中において、０．５〜８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物が１０００個／ｍｍ２以下存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法であって、前記心材用、第１ろう材用及び第２ろう材用のアルミニウム合金をそれぞれ鋳造する工程と、鋳造した第１ろう材及び第２ろう材の鋳塊をそれぞれ所定の厚さまで熱間圧延する熱間圧延工程と、心材鋳塊の一方の面に熱間圧延により所定厚さとした第１ろう材をクラッドし、他方の面に熱間圧延により所定厚さとした第２ろう材をクラッドするクラッド工程と、クラッド材を熱間圧延する熱間クラッド圧延工程と、熱間クラッド圧延したクラッド材を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延工程の途中及び冷間圧延工程の後の一方又は両方においてクラッド材を焼鈍する１回以上の焼鈍工程とを含み、前記第２ろう材の熱間圧延工程において、当該熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の質量を１．５ｔ以上、板厚を２５０ｍｍ以上とし、この熱間圧延工程前における第２ろう材の鋳塊の加熱温度を４００〜５５０℃、加熱時間を１〜３０時間とし、この熱間圧延工程の開始後３０分以内における第２ろう材の板厚が１５０ｍｍ以下までに達するように、クーラントの最大流量を１０ｍ３／分以下とし合計使用量を３０ｍ３以下とすることを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
  9. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金ブレージングシートの前記第１ろう材の表面同士を合わせてろう付し、このろう付時において前記第２ろう材の溶融ろうが第１ろう材同士の接合部に流入することで、第１ろう材及び第２ろう材の両方がろう付性を有し、かつ、第１ろう材及び第２ろう材の一方又は両方が犠牲陽極作用を有し、これによって、第１ろう材同士のろう付時に不足するろうを第２ろう材によって補充すると同時に、第１ろう材同士の前記接合部におけるＺｎ濃度を希釈することを特徴とする自動車用熱交換器の製造方法。
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