JPH01246379A

JPH01246379A - 熱交換器部材用アルミニウム合金合わせ材

Info

Publication number: JPH01246379A
Application number: JP63072014A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Sasaki; 佐々木　勝敏; Kunihiko Kishino; 邦彦岸野; Motoyoshi Yamaguchi; 山口　元由
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1989-10-02

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〕本発明は主としてろう付は工法により製造する熱交換器
部材用Ａで合金合わせ材に関し、特に強度の優れたもの
である。

〔従来の技術〕

従来の熱交換器、特に自動車用熱交換器であるラジェー
ター、ヒーター、オイルクーラーおよびエアコン用のエ
バポレーター、コンデンサー等の多くはＡｌ合金製でお
り、主にろう付工法により組み立てられている。゛これ
ら熱交換器用Ａｌ材料には工業用純ＡｌであるＪＩＳ　
１０００系もしくはＭｎやＭｇを添加したＪＩＳ　３０
００系合金またはこれら合金を芯材としてＡｌ−３ｉ系
合金のろう材を片面あるいは両面にクラッドしたプレー
ジングシートが使用、されている。更にはラジェーター
のチューブ、ヘッダー材では冷却水（冷却液）の流れる
内部の耐食性を向上させるために水（液）と接触するプ
レージングシートの面に芯材より電位の低い犠牲層を設
けて貫通孔食の発生を防止している材料も使用されてい
る。

（発明が解決しようとする課題〕最近熱交換器の軽量化、低コスト化の目的から各種構成
部材の薄肉化の要求が高まっており、それゆえより高強
度な材料が求められている。

そこでそれらの要望に応えるべく種々の合金の開発が試
みられている。しかし熱交換器部材、特にろう付工法に
より製造されるものにあってはろう付加熱性（約６００
℃）の強度、ろう付後の強度が共に高いことが要求され
、さらにろう付性に７ラツクスを使用する工法にあって
はフラックスとの反応がないことやろう付後の耐食性等
が要求されており、種々の性能を合わせ持つ必要性がお
る。また芯材より卑な電位を有する合金による皮材を犠
牲層とする合わせ材で構造部材の耐食性を向上させる方
法がおるが、その犠牲材にはＡｌ基材にＺｎを１ｗｔ％
程度添加り、りＪＩＳ　７０７２合金あるいはＡｌＭ材
にＩｎ、Ｓｎを添加して電位を卑とした合金が使用され
る。

しかしながらこれら犠牲材は強度が低く、それ故これら
合金を少なくとも片面にクラッドした合わせ材は結果的
にその強度が低くならざるを得ない欠点がめった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑みＡｌ−Ｚｎ系合金の合金組成を広範
囲かつ詳細に検討した結果、強度が高くろう付性も良好
であり、かつろう付後の強度にも優れた熱交換器部材用
Ａｌ合金合わせ材を開発したものである。

即ち本発明の１つは、Ｎ　ｉ０．０５〜５ｗｔ％。

Ｚ　ｎ０．３〜１０ｗｔ％を含み、さらにＣｒ０１ＯＯ
１〜０．５ｗｔ％、　　Ｚ　ｒ０．ｏｏｌ　〜０．３　
ｗｔ％、　　ｌ−１ｆ０．ｏｏ１〜１．５　ｗｔ％、　
　Ｔ　ｉ　０．００１〜０．５　ｗｔ％、　　８０．０
００１〜０．１ｗｔ％の範囲内でいずれか１種もしくは
２種以上を含み、残部Ａｌ’と不可避的不純物からなる
合金を皮材とし、これを該皮材より５０ｍ　Ｖ以上真な
電位を有するＡｌ合金からなる芯材の少なくとも片面に
クラッドしたことを特徴とするものであり、本発明の他
の１つはＮ　ｉ　０．０５〜５ｗｔ％、　Ｚ　ｎ０．３
〜１０ｗｔ％を含み、さらにＣｒ０．００１〜０．５　
ｗｔ％、　Ｚ　ｒ０．００１〜０．３　ｗｔ％。

ト（ｆ０．００１　〜１．５　　ｗｔ％、　　　Ｔ　　
ｉ　　０．００１　〜０．５　　ｗｔ％２３０、０００
１〜０．ｉｗｔ％の範囲内でいずれが１種もしくは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
皮材とし、これを該皮材より５０ｍＶ以上真な電位を有
するＡｌ合金からなる芯材の一方の面にクラッドし、さ
らに他方の面にＳｉ５ｗｔ％以上を含有する／１重合う
う材をクラッドしたことを特徴とするものである。

さらに本発明の他の１つはＮ　ｉ　０．０５〜５ｗｔ％
。

Ｚ　ｎ０．３〜１０ｗｔ％、　Ｃｕ０．０５〜２ｗｔ％
を含み、さらにＣｒ０．００１〜０．５　ｗｔ％、　Ｚ
　ｒ０．００１〜０．３ｗｔ％、ｌ−１ｆ０．００１〜
１．５ｗｔ％、　　Ｔ　ｉ０．００１〜０．５ｗｔ％、
　Ｂ０．ｏｏｏｉ〜０．ｉｗｔ％の範囲内でいずれか１
種もしくは２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物
からなる合金を皮材とし、これを該皮材より５０ｍ　Ｖ
以上肖な電位を有するＡｌ合金からなる芯材の少なくと
も片面にクラッドしたことを特徴とするものであり、さ
らにまた本発明の他の１つはＮｉ０．０５〜５ｗｔ％。

Ｚ　ｎ０．３〜１０ｗｔ％、　Ｃｕ　０．０５〜２　ｖ
ｙｔ％を含み、さらにＣｒ　０．００１〜０．５　ｗｔ
％、　Ｚ　ｒ０．００１〜０．３ｗｔ％、　　ト１ｆ０
．００１　〜１．５ｗｔ％、　　Ｔ　　ｉ　　０．００
１〜０．５ｗｔ％、　Ｂ０．０Ｏ０１〜０．１　ｗｔ％
の範囲内ティずれか１種もしくは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皮材とし、これを
該皮材より５０ｍ　Ｖ以上肖な電位を有するＡｌ合金か
らなる芯材の一方の面にクラッドし、さらに他方の面に
Ｓｉ５ｗｔ％以上を含有するＡｌ合金ろう材をクラッド
したことを特徴とするものでおる。

（作　用）本発明においてＡｌ合金組成を上記の如く限定したのは
以下の理由によるものである。

Ｎｉの添加はＡｊ！：＋Ｎｉの微細な析出物を材料中に
生じ、材料の強度を常温及び高温のいずれにおいても向
上させる効果を有し、その含有量を０．０５〜５ｗｔ％
と限定したのは０．０５ｗｔ％未満ではその効果が不十
分であり、５ｗｔ％を越えると材料の延性を低下させる
おそれがあるからである。

ｚｎの添加は材料の電位を下げ犠牲効果を持たせる作用
を有し、その含有量を０．３〜１０ｗｔ％と限定したの
はＯ１３ｗｔ％未満では効果が不十分であり、１０ｗｔ
％を越えると粒界腐食発生のおそれがおるからである。

なお、Ｃｕの添加は／Ｍ！−Ｃｕ系のＧＰゾーンを析出
して常温及び高温のいずれにおいても材料の強度の向上
に大きく奇与し、その含有量を０．０５〜２ｗｔ％と限
定したのは０．０５ｗｔ％未満ではその効果が不十分で
あり、２ｗｔ％を越えるとろう付加熱性に溶融する危険
性が高くなると共に電位が肖になり犠牲効果を必要とす
る部材での使用を困難にするからでおる。

Ｑｒ、　Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｂの添加はいずれも微細か
つ安定な晶析出物を生じ、材料の組織を均一にする効果
を有し、その結果材料の強度および延性の向上に有効で
おり不溶性化合物の析出による粒界周辺の電位差の緩和
および粒界への応力集中の抑制に効果がおる。これら元
素はそれぞれ下限未満では効果が不十分で上限を越える
と鋳造時に粗大な金属間化合物を生じて材料の延性・靭
性を低下させる。

また上記組成の皮材より５０ｍ’Ｖ以上真な電位を有す
るアルミニウム合金を芯材とし少なくともその片面に該
皮材をクラッドするのは、該皮材が陰極防食における犠
牲層として作用し、芯材を保護するからである。なお本
発明合わせ材は目的により多層にクラッドすることがで
きる。

この場合芯材と直接接触している層との電位差が５０ｍ
Ｖであることが必要でおる。しかしてその電位差を５０
ｍ　Ｖ以上としたのは５０ｍ　Ｖ未満では犠牲層の効果
が得られないためである。なおこの犠牲層は合わせ材の
最外層である必要はなく、さらにこの外側により電位が
卑な合金を合わせることも可能である。そして上記皮材
を犠牲層として用いる場合には全肉厚に対し１〜２０％
、好ましくは３〜１０％の範囲でクラッドすると良い。

次に上記組成の皮材より５０ｍＶ以上闇な電位を有する
アルミニウム合金を芯材として、片面に該皮材、反対面
に３ｉを５ｗｔ％以上含むろう材をクラッドすることが
できる。ここでいうろう材においてＳｉが５ｗｔ％未満
では液相線温度が高く充分なろう付が困難となる。通常
ろう材としては５〜１５ｗｔ％のＳｉを含有するものが
使用され、ろう材は全板厚の２〜３０％好ましくは３〜
１５％の範囲でクラッドすると良い。また本発明合わせ
材は必要に応じて多層にクラッドする場合があり、その
場合ろう材と芯材が接している必要はなく、その間に１
層もしくは複数の合金層を介してろう材とクラッドされ
ていても良い。

（実施例〕次に本発明を実施例により説明する。

ＪＩＳ　３００３００３合金０５〜０．２　ｗｔ％Ｃｕ
−１，０〜１．５　ｗｔ％Ｍｎ−Ａ、！！金合金を芯材
とし、その片面に第１表に示す組成のＡｌ合金板材を犠
牲層として全板厚の１０％クラッドし、また他面にＪＩ
Ｓ　４０４５０４５合金０〜１１　、　ｏｗｔ％５ｉ−
Ａｌ合金）をろう材として全板厚の１０％クラッドした
厚さ１＃の合わせ材を常法により製造した。

これら合わせ材からそれぞれ引張試験用として３２ｓＸ
２００　ｒｔｖｎの大きざの板材と耐食性評価用として
５０ｍ　Ｘ　１００　ｍｔｎの大きさの板材、さらにろ
う付性評価用として逆Ｔ１４！手試験片を切り出した。

そして該試験片については第１図に示すように水平に保
持したＪＩＳ　１０５０板材（Ａ４：９９．５層１％以
上）（２）の上面に本発萌合わせ材（１）を直角に突き
当てた状態でまた他の上記板材については板状のままで
前処理後フルオロアルミン酸カリウム塩からなるフラッ
クス懸濁液を塗布し、乾燥後Ｎガス雰囲気中で８１０　
’Ｃｘ　５　ｍｉｎの条件にてろう付加熱を行なった。

そして逆Ｔ継手試験では突き当て部に形成されるフィレ
ットの状態を目視にて判定し、その結果を第１表に併記
した。次に３２８　Ｘ　２００　ｍの板材はＪＩＳＳ号
引張試験片に加工し、ろう付加熱部後、加熱後３０日放
置及び同じ＜９０日放置したものについて引張試験を実
施し、その結果を第１表に併記した。また５０ｒｒｕｒ
ＩＸ１００ＩＩｗｒ１の板材はＪＩＳ　４０４５０４５
合金面をシールし犠牲層面にＣＡＳＳ試験５００時間を
施し、その際に生じる孔食深さを測定してその結果を第
１表に併記した。

また従来合わせ材としてＪＩＳ　７０７２０７２合金Ｉ
Ｓ　１１００合金の板材を犠牲層としてクラッドした合
わせ材についても同様の試験を実施してそれらの結果を
第１表に併記した。

第１表から明らかなように本発明合わせ材Ｎα１〜Ｎα
９はろう付性は良好で、引張強度は経時変化なく安定し
て高くかつ最大孔食深さも従来合わせ材Ｎ０．１４．　
Ｎ０．１５に比べて格段に優れている。

これに対し犠牲層合金の必須元素を欠く比較合わせ材Ｎ
ＱＩＯ−Ｎα１２は引張強度及び／又は最大孔食深さが
劣っており、犠牲層合金中のＮｉの含有損が５ｗｔ％以
上の比較合わせ材Ｎα１３は塑性加工性が悪いため板材
を製造することができなかった。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば高い強度と優れたろう付性お
よび耐食性を有する熱交換器部材用Ａｌ合金合わせ材を
得ることができる等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合わせ材のろう付性評価試験を示す側面
図である。１・・・・・・・・本発明合わせ材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％、Ｚｎ０．３〜１０ｗｔ
％を含み、さらにＣｒ０．００１〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ
０．００１〜０．３ｗｔ％、Ｈｆ０．００１〜１．５ｗ
ｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．５ｗｔ％、ＢＯ．０００１
〜０．１ｗｔ％の範囲内でいずれか１種もしくは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皮
材とし、これを該皮材より５０ｍＶ以上貴な電位を有す
るＡｌ合金からなる芯材の少なくとも片面にクラッドし
たことを特徴とする熱交換器部材用Ａｌ合金合わせ材。
（２）Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％、Ｚｎ０．３〜１０ｗｔ
％を含み、さらにＣｒ０．００１〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ
０．００１〜０．３ｗｔ％、Ｈｆ０．００１〜１．５ｗ
ｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．５　ｗｔ％、Ｂ０．０００
１〜０．ｌｗｔ％の範囲内でいずれか１種もしくは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
皮材とし、これを該皮材より５０ｍＶ以上貴な電位を有
するＡｌ合金からなる芯材の一方の面にクラッドし、さ
らに他方の面にＳｉ５ｗｔ％以上を含有する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Ａ
ｌ合金合わせ材。
（３）Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％、Ｚｎ０．３〜１０ｗｔ
％、Ｃｕ０．０５〜２ｗｔ％を含み、さらにＣｒ０．０
０１〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ０．００１〜０．３ｗｔ％、
Ｈｆ０．００１〜１．５ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．
５ｗｔ％、ＢＯ．０００１〜０．１ｗｔ％の範囲内でい
ずれか１種もしくは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皮材とし、これを該皮材より５
０ｍＶ以上貴な電位を有するＡｌ合金からなる芯材の少
なくとも片面にクラッドしたことを特徴とする熱交換器
部材用Ａｌ合金合わせ材。
（４）Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％、Ｚｎ０．３〜１０ｗｔ
％、Ｃｕ０．０５〜２ｗｔ％を含み、さらにＣｒ０．０
０１〜０．５ｗｔ％、Ｚｒ０．００１〜０．３ｗｔ％、
Ｈｆ０．００１〜１．５ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．
５ｗｔ％、Ｂ０．０００１〜０．１ｗｔ％の範囲内でい
ずれか１種もしくは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皮材とし、これを該皮材より５
０ｍＶ以上貴な電位を有するＡｌ合金からなる芯材の一
方の面にクラツドし、さらに他方の面にＳｉ５ｗｔ％以
上を含有するＡｌ合金ろう材をクラツドしたことを特徴
とする熱交換器部材用Ａｌ合金合わせ材。