JPH0195891A - ろう材用アルミニウム複合材 - Google Patents

ろう材用アルミニウム複合材

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JPH0195891A
JPH0195891A JP25492187A JP25492187A JPH0195891A JP H0195891 A JPH0195891 A JP H0195891A JP 25492187 A JP25492187 A JP 25492187A JP 25492187 A JP25492187 A JP 25492187A JP H0195891 A JPH0195891 A JP H0195891A
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JP
Japan
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core material
brazing
filler metal
corrosion
aluminum
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Pending
Application number
JP25492187A
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English (en)
Inventor
Kikuro Toyose
豊瀬 喜久郎
Atsushi Takigawa
淳 瀧川
Masao Takemoto
竹本 政男
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950°C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent

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

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) 本発明は耐食性に優れたアルミニウム材料に係り、より
詳細には、芯材にろう材をクラッドした複合材構成で、
特に自動車用ラジェーター、エアコン用熱交換器等でろ
う付により組立てられる製品に適し、優れた耐食性を有
するろう材用アルミニウム複合材に関する。 (従来の技術及び解決しようとする問題点)アルミニウ
ム又はアルミニウム合金(以下、アルミニウムという。 )は、一般に耐食性の優れた材料として従来より広く知
られているが、ろう付構造体として使用される場合には
、Al−Si系ろう材がアルミニウム母材に対して陽極
として作用し、腐食が促進される傾向が強まり、耐食性
が不充分となる。 また、自動車熱交換器に使用される材料は、軽量化を図
るために薄肉化の要請が強く、耐食性の改良による板厚
貫通寿命の向上が特に望まれる。 そこで、このような腐食を防止する方法としては、以下
のような方法が提案されている。 (イ)ろう材中に特定の元素、例えばZn、 Sn、I
nを添加し、ろう材自体を陽極的に作用させる方法。 (ロ)熱交換器におけるフィンや防食クラッド層に前記
陽極的に作用する特定の元素を添加し、その陽極作用に
より他の熱交隔壁機能を有する主構成部材を防食する方
法。 (ハ)Siに対するアルミニウム母材の耐粒界拡散性を
改善強化する方法。 (ニ)アルミニウム母材に第3成分を添加し、母材をろ
う材との対比において陰極的に作用させる方法。 ところが、上記方法のうち、陽極的に作用する元素を用
いる方法において、該元素としてZnを使用した場合は
耐食性改善の面で一応の効果が得られるとしても、真空
ろう相法においてはZnの蒸気圧が高いため、ろう何時
に蒸発、飛散して防食効果が消滅すると共に炉の汚染を
招くという問題があり、一方、Znの代りにSnやIn
を利用する方法では蒸発飛散という問題がない反面、防
食効果において充分な所期の効果が得られず、かつ、加
工性も低いという難点がある。 また、前記(ハ)、(ニ)の方法として、例えば、ブレ
ージングシート芯材用材料として汎用されるJIS30
03材にCu、Fe、Cr、Zrを添加したり、或いは
ソーキング等の熱処理条件を変化させたりする試みがな
されているが、これらの方法では未だ充分満足すべき成
果が得られていない。 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、板厚貫通寿命の向上等、優れた耐食
性を有し、しかも加工性を損わずに薄肉化も可能なろう
付構造体用のアルミニウム材料を提供することを目的と
するものである。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、ろう付作業性並
びに加工性を損わずに耐食性を向上し得る方策を見い出
すべく鋭意研究を重ねた結果、従来法のようにろう材と
母材との陽極的又は陰極的作用による防食機構ではなく
、芯材そのものを複合構造とすることにより、板厚貫通
を発生する腐食に対して更なる腐食進行を抑制する機構
を見い出した。すなわち、Fe、Ni、Ti又はCuと
アルミニウムとの金属間化合物が電位的に責であって、
この金属間化合物とアルミニウムマトリックス(アルミ
ニウム固溶体)との間でガルバニック腐食が優先的に進
行することに着目し、この腐食機構を芯材中に層状に設
けることにより、同層の腐食を優先的に進行させると共
に更なる板厚方向への腐食の進行を抑制することにより
、板厚貫通寿命を著しく改善するものである。 すなわち、本発明に係る耐食性に優れたろう材用アルミ
ニウム複合材は、Fe含有量が0.7%以下のアルミニ
ウム又はアルミニウム合金を芯材とし、該芯材の片面又
は両面にAl−Si系、Al−81−Mg系又はA Q
 −Si−Mg −Bi系のろう材をクラッドしてなる
ブレージングシートにおいて、Fe:0.5〜1.8%
及びNi:0.5〜1.8%の少なくとも1種を (Fe+Ni+0.5%)≧(芯材中Fe)なる関係を
満足するように含有し、必要に応じて、更にTi:0.
02〜O.3%及びCr:0.02−0゜4%の少なく
とも1種を含有したアルミニウム合金の1層又は2層以
上を、3〜10%の厚みの割合にて芯材中にクラッドし
たことを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 前述のように、ろう材と母材との間における陽極的作用
或いは陰極的作用を利用する防食機構は、防食効果とろ
う付は作業性及び加工性とが相反する結果をもたらす機
構である。 これに対し、本発明における防食機構は、ろう材と芯材
(母材)との間での腐食は実害のない程度に容認しつつ
、その腐食を芯材中で更に進行させないように抑制し、
いわばバリア的な防食機構を芯材に設けるようにしたも
ので、そのために、Fe及びNiの少なくとも1種を必
須成分として含有すると共にTi及びCrの少なくとも
1種を任意成分として含有するAl合金(層状クラツド
材)をAΩ又はAl合金の芯材中に層状に設けた複合構
造の芯材にし、この層状クラツド材にバリア的防食機能
を具備せしめたものである。 Fe、Ni、Ti、Crとアルミニウムの金属間化合物
と、アルミニウムマトリックスとの間ではガルバニック
腐食が優先的に進行するので、第1図に示すように、上
記元素の高含有層3′を板厚方向と直角な方向に形成す
るように層状クラツド材3を設けると、金属間化合物4
(第2図)を帯状に密に配置することができる。このた
め、第1図に示すように、ろう材1から芯材2に向がっ
て進行した腐食は、この帯状の金属間化合物列3′の方
向に優先的に進行し、分散されるので、板厚方向への腐
食の更なる進行を抑制でき、板厚貫通に至るのを防止す
ることができる。 この防食機構を効果的に実現するためには、層状クラツ
ド材及び芯材の化学成分を適切にコントロールする必要
がある。 すなわち、層状クラツド材に含有するFeは、FeAf
13等の金属間化合物として殆ど品出し、電位的にアル
ミニウムマトリックスに対して貴となる。しかし、Fe
量が0.5%以上でないと晶出金属間化合物が粗となり
、層状の腐食形態が得られず、また1、8%を超えると
その効果が飽和すると共に加工性が劣化するので、Fe
量は0.5〜1゜8%の範囲とする。 また、NiもN1Al3等の金属間化合物として晶出し
、Feと同様の作用があるので、同様の理由によりNi
量は0.5〜1.8%の範囲とする。 なお、FeとNiは少なくとも1種を含有させればよい
。但し、上述の層状の腐食形態は、層状りラッド材中の
晶出金属間化合物の分布と芯材中の晶出金属間化合物の
分布との相対的な粗密に影響されるので、層状クラッド
中のFe含有量をヱ副、Ni含有量を担とすると、 ヱ爬+ざi+0.5≧芯材中のFe量 の関係を満足する必要がある。 芯材中のFe量は、0.7%を超えると芯材中のFeA
l3等の晶出金属間化合物の分布が密となってしまい1
層状クラツド材のFe、Ni含有量が上記範囲並びに式
の関係を満足しても、もはや層状の腐食形態が確保でき
なくなる。したがって、芯材中のFe含有量は0.7%
以下に規制する必要がある。 なお、層状クラツド材には、必要に応じて適量のTi及
びCrの1種又は2種を含有させることができる。 TiもCr+JTiA Q 3、CrAl7等の金属間
化合物として晶出し、Fe或いはNiと同様の効果を有
する。しかし、Ti、Crは巨大な初晶化合物の晶出に
より加工性の劣化を生じ易くするため、それぞれの含有
量は、加工性の劣化をもたらす許容限度であるTi0.
30%、Cr0.40%を上限とし、上限以下の量を添
加することができる。 なお、層状クラツド材にはSi、 Cu、 Mg、 Z
n等の不可避的不純物が含まれ得るが、上記効果を損な
わない限度にて許容し得る。例えば、Siは0.6%以
下、Cuは0.25%以下、Mgは0.3%以下、Zn
は0.3%以下が望ましい。またMnを1.5%以下で
添加することができる。 また、芯材には少なくともFeを上記範囲に規制する必
要があるが、他の元素を強度向上、成形加工性向上等の
ために添加することができ、Siは0.6%以下、Cu
は1.0%以下、Mnは1.5%以下、Mgは1.0%
以下、Znは0.3%以下のように規制するのが望まし
い。 層状クラツド材及び芯材は、上述のように化学成分を調
整するほか、芯材中の層状クラツド材のクラツド率を規
定することが必要である。層状クラツド材のクラツド率
は、3%未満では層状の腐食形態が確保できず、一方、
10%を超えると効果が飽和し、芯材の厚みが減少しす
ぎて強度上の問題等が生じるので、3〜10%の範囲と
する。 なお、層状クラツド材を芯材中に配置する位置について
は、特に制限されず、任意の位置でよく、1層又は2層
以上を設ければよい。一般的にはろう材に面する側の芯
材表面に1層設けるが、芯材表面から離れた位置に設け
ることもできる。 なお、ろう材としては、ろう付性のよい材料を用い、A
l−Si系、Al−Si−Mg系、Al−Si−Mg−
Bi系のろう材とする。このろう材は複合構造の芯材の
片面又は両面に適宜のクラツド率でクラッドしたブレー
ジングシート状とするが、層状クラツド材を芯材の表面
に設ける態様の場合には、3者を同時にクラッドするこ
とも可能である。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表、第2表及び第3表にそれぞれ示す化学成分を有
するろう材、芯材及び層状クラツド材を常法により溶解
、鋳造した後、第4表に示す材料組合せに従って、クラ
ッド圧延、冷間圧延によりQ、5mmtのアルミニウム
複合材を製作した。 なお、ろう材のクラツド率は10%とし、層状クラツド
材はクラツド率を1.5%と6%の2種類に変化させて
芯材のろう材より表面にクラッドした。第3図にこのア
ルミニウム複合材の構成を示す。 得られたアルミニウム複合材を2X10−2Paの真空
下で600℃X3m1nのろう付加熱した後、50n+
mX 80mmの試験片を切り出して、キャス試験(J
IS8681)による腐食試験を実施した。 その結果を第4表に併記する。 第4表から明らかなとおり、本発明材はいずれも腐食深
さが極く僅かで、板厚貫通寿命が著しく向上し、優れた
耐食性を有しているので、材料の薄肉化が可能である。 これに対し、比較材は腐食が板厚方向に深く進行したり
、板厚貫通するなど、耐食性に劣っている。
【以下余白】
−14= (発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、芯材の片面又は
両面にろう材をクラッドしたアルミニウム複合材におい
て、金属間化合物を晶出せしめるFe、Ni等の高含有
層の層状クラツド材を芯材中に設けて芯材を複合構造に
したので、該高含有層が腐食の更なる進行を抑制し、板
厚貫通を効果的に防止でき、加工性及びろう付作業性を
損なわずに優れた耐食性を具備せしめることができる。 したがって、この種の材料の薄肉化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明による防食機構を説明する図
で、第1図は腐食の進行状況を示す図、第2図は第1図
のA部における金属間化合物の帯状配置を示す図、 第3図は実施例におけるアルミニウム複合材の構成を示
す図である。 1・・・ろう材、2・・・芯材、3・・・層状クラツド
材、3 ’ ・・・Fe、Ni、Ti、Cr高含有層、
4・・・帯状金属間化合物。 第1図 第2図 、第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で(以下、同じ)、Fe含有量が0.7%
    以下のアルミニウム又はアルミニウム合金を芯材とし、
    該芯材の片面又は両面にAl−Si系、Al−Si−M
    g系又はAl−Si−Mg−Bi系のろう材をクラッド
    してなるブレージングシートにおいて、Fe:0.5〜
    1.8%及びNi:O.5〜1.8%の少なくとも1種
    を (Fe+N1+0.5%)≧(芯材中Fe)なる関係を
    満足するように含有したアルミニウム合金の1層又は2
    層以上を、3〜10%の厚みの割合にて芯材中にクラッ
    ドしたことを特徴とする耐食性に優れたろう材用アルミ
    ニウム複合材。(2)Fe含有量が0.7%以下のアル
    ミニウム又はアルミニウム合金を芯材とし、該芯材の片
    面又は両面にAl−Si系、Al−Si−Mg系又はA
    l−Si−Mg−Bi系のろう材をクラッドしてなるブ
    レージングシートにおいて、Fe:0.5〜1.8%及
    びNi:0.5〜1.8%の少なくとも1種を (Fe+Ni+0.5%)≧(芯材中Fe)なる関係を
    満足するように含有し、かつ、Ti:0.02〜0.3
    %及びCr:0.02〜O.4%の少なくとも1種を含
    有したアルミニウム合金の1層又は2層以上を、3〜1
    0%の厚みの割合にて芯材中にクラッドしたことを特徴
    とする耐食性に優れたアルミニウム複合材。
JP25492187A 1987-10-09 1987-10-09 ろう材用アルミニウム複合材 Pending JPH0195891A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU663936B2 (en) * 1992-08-05 1995-10-26 Denso Corporation Aluminum alloy fin material for heat-exchanger
US6621037B2 (en) * 1997-10-16 2003-09-16 Magna International Inc. Welding material with conductive sheet and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AU663936B2 (en) * 1992-08-05 1995-10-26 Denso Corporation Aluminum alloy fin material for heat-exchanger
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