JPH0394993A - チューブ材用アルミニウム合金複合材シート - Google Patents

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、高耐食性を有するラジェータ等のチューブ材
とその製造方法に関し、特にノコロックろう付け法によ
り組立てられる場合に著しい効果が期待される。

（従来の技術及び解決しようとする課題）ろう付けラジ
エータのチューブ材としては、従来からＡｌ−Ｍｎ系合
金３００３等を芯材とし，Ａｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッ
ドしたプレージングシ一トが用いられてきた。

また，ラジエータのチューブ材の冷却水側からの腐食を
抑制する目的で、冷却水側にＡ　Ｑ　−　Ｚｎ系合金７
０７２をクラッドした複合材の使用も行われている。

しかしながら，冷却水側にＡｌ−Ｚｎ系合金７０７２を
クラッドした複合材でも、ろう付け時の加熱によるＺｎ
の拡散によって防食効果が低下し，使用条件によっては
耐食性が十分とは言い難い。

そこで，耐食性の改善のために、ろう付け組立後に化戒
処理が施されることもあるが、その場合には孔食そのも
のの発生を防止するのが目的となり、その結果，欠陥の
無い皮膜が要求される。したがって、工程が複雑となり
、コストアップが著しい。また、複雑な形状のラジエー
夕の内面に均一に化成処理を施すことは困難である等の
理由から、このような手段はあまり採用されていないの
が実情である。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、ろう付け性を
阻害することなく，高耐食性を有するラジエー夕等のチ
ューブ材を低コストで提供し、またその製造方法を提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前述の如く、従来は、化成処理皮膜によるラジエー夕の
チューブ内面の防食は、孔食発生を防止するために考え
られていたため，ろう付け後において処理しなければ効
果が得られないと考えられていた。したがって、化成処
理は，耐食性向上に有効と分かっていたにもかかわらず
、コス１−アップが大きいために殆ど行われていないの
が実情であった。

また、ラジエータのチューブ材内面に化成処理が施され
たにしても、犠牲陽極層を有しないチューブ材が殆どで
あり，更に、内面に犠牲陽極層を有するラジエータのチ
ューブ材では犠牲陽極効果を阻害させると考えられ、化
成処理が行われない場合もあった。

本発明者は、か＼る事情に鑑みて，ろう付け性を阻害す
ることなく高耐食性のラジエータのチューブ材を低コス
トで製造し得る方策について鋭意研究を重ねた結果、こ
こに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、芯材として．Ｍｎ：０．２〜１．
５％及びＳｉ：１．Ｏ％以下を含み、Ｍｇ：　０　．２
％以下に規制し、更に必要によりＣｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：　０　．　３％以下及びＺｒ：０．２％以下の少
なくとも１種を含有するアルミニウム合金を用い、芯材
の一面にＡｌ−Ｓｉ系よりなるろう材をクラソドすると
共に、反対面に純アルミ又はＺｎ：２％以下を含むアル
ミニウム合金を内面犠牲陽極用としてクラッドした構成
を有し、ろう付けで組立られるチューブ材用のアルミニ
ウム合金複合材シートにおいて、その内面犠牲陽極用ク
ラッド材側表面に化成処理皮膜を生成させたことを特徴
とするアルミニウム合金製のチューブ材を要旨とするも
のである。

また、該チューブ材の製造方法は，前記構成を有するア
ルミニウム合金複合材を常法により最終板厚のシートと
し、調質処理を施した後，内面犠牲陽極用クラッド材側
表面にのみ化成処理を施し、次いで幅きりし，シーム溶
接により電縫管にしてチューブ材を得ることを特徴とす
るものである。

以下に本発明を更に詳述する。

（作用） 第１図に示すように、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材と接する芯材
としては、不純物として含まれるＭｇが０．２％以下に
規制された特定組成のアルミニウム合金を用いる。

また、芯材の反対面（ろう材の反対面）側には、純アル
ミ、又はＺｎを含有するアルミニウム合金を皮材として
クラッドする。

このように作或されたアルミニウム合金複合材において
、この犠牲陽極用のクラッド材（皮材）の表面にのみ、
シート（コイル）の状態で化成処理を施し、次いで幅き
りし、シーム溶接による電縫管の製造を行えば、コスト
アップを極力抑制でき、また、防食効果にも優れること
が判明した。

ラジエー夕のチューブのような用途では，純アルミ又は
Ｚｎを含有するアルミニウム合金のクラッド層は芯材を
犠牲陽極的に保護するが、この表面に施した化戊処理皮
膜は，カソード分極を増大させる効果を有し、その結果
、クラッド層の消失速度を抑制し，また、全ての使用環
境下で過剰防食による芯材のアルカリ腐食を防止する結
果、耐食性が著しく向上できる。

ろう付け加熱前に施した化成処理皮膜は、ろう付け加熱
により無数の欠陥を生じることが予測されるが，化成処
理の目的が皮膜による孔食防止ではなく，カソード分極
の増大による耐食性向上であるため，ろう付け加熱によ
る皮膜欠陥の生成は実用上殆ど有害とはならない。

また、幅広コイルで片面のみに化成処理を施しているた
め、ろう材面に化成処理が付着してろう付け性を阻害さ
せるようなこともない。

次に本発明における化学成分の限定理由について説明す
る。

芯材： ろう付け前の芯材中に含まれる不純物としてのＭｇの許
容量を０．２％以下に限定したのは、ろう付け性の低下
を防止するためであり、それ以上含有すると，特にノコ
ロック法によるろう付けにおいてろう付け性の低下を生
じるため、好ましくなレ）。

芯材中にＭｎを添加することにより、耐食性、ろう付け
性及び強度を向上できる。しかし、Ｍｎ添加量が０．２
％未満では効果が不十分であり、１．５％を超えて含有
すると巨大化合物を生威して加工性の低下を生じるため
、好ましくない。

同様に、Ｃｕ：　０　．　５％以下、Ｃｒ：　０　．　
３％以下、Ｚｒ：　０　．　２％までの添加は耐食性、
ろう付け性及び強度を向上できるが、上限値を超えると
その効果は飽和し，加工性の低下を生じるため，好まし
くない。但し，これらのＣｕ．Ｃｒ及びＺｒは、必要に
応じて添加する。

また，芯材中にＳｊを添加することにより、強度が向上
するが、↓．Ｏ％を超えると芯材の融点が低下してくる
ため、好ましくない。

皮材： 冷却水側にクラッドされる皮材としては、純アルミ又は
Ｚｎ含有アルミニウム合金を用いる。Ｚｎ含有アルミニ
ウム合金に含まれるＺｎの含有量に関しては、ろう付け
後において芯材を犠牲陽極的に防食できる濃度であれば
良く、このようなＺｎ濃度が得られるＺｎ含有量は、板
厚、ろう付け条件等により異なるものの、２．０％以下
の範囲である。Ｚｇ含有量が２．０％を超えるとクラッ
ド層の消耗が増大するため、好ましくない。

ろう材： ろう材としてはＡｌ−Ｓｉ系合金を用いるが、その或分
組成は特に制限されるものではない。例えば、４００４
、４０４５等が挙げられる。

なお、芯材，皮材及びろう材の厚さは適宜決めることが
できる。

上記構成を有するアルミニウム合金複合材シートの犠牲
陽極用合金クラッド材側表面に施される化成処理として
は、アルミニウム合金の表面に保護性の皮膜を形或させ
、かつ、ろう付け温度において安定であれば、特に制限
されないが、片面に化成処理を行うため、塗布タイプの
リン酸クロメートや、ケイ酸塩処理が好ましい。

化成処理を行う時期としては、最終圧延が終了し，調質
処理後、幅広い状態が最も低コストででき、ろう材面に
化成処理皮膜が生成するのを防止し易いため，最適であ
る。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第工表に示す化学戒分を有するアルミニウム合金（一部
に純アルミを含む）を準備した。同表中、Ｎｎ　１　・
〜Ｎａ　５が芯材であり、Ｎａ　１　１　〜Ｎａ　１　
４が冷却水側にクラッドされる皮材であり、Ｎα２０〜
Ｎａ　２１がろう材である。

これらを組合せて、第２表に示すラジエー夕のチューブ
材用の素材（シート）を製作した。なお、同表中，Ｎα
４０は皮材を設けない場合である。

次いで、チューブ材用素材の冷却水側にクラノドされる
皮材面にのみ、第３表に示す条件で化成処理を施し、供
試材とした。チューブ材用素材と化戊処理の組合わせを
第４表に示す。なお、比較のため、ろう付け加熱後、化
成処理を施したチューブ材も製作した。

第４表に示したチューブ材のろう材面に、ノコロック用
フランクスを５ｇ／ｍ塗布し，乾燥した後，露点−４０
℃のＮ２ガス雰囲気中で６００℃×５分間加熱した。な
お，Ｎ０５８についてのみ、真空ろう付け相当の加熱を
施した。

試験例１ 加熱後のチューブ材用素材の冷却水側にクラッドされた
皮材側の耐食性を調査した，耐食性は、人工水（Ｃ　Ｑ
：３　０　０ｐｐｍ．　Ｓｏ４：１　０　０ｐｐｍ．　
Ｃｕ：５　ｐｐｍ）中で８８゜ＣＸ８時間一室温Ｘｌ６
時間の温度条件で３０日間の浸漬試験を行い、孔耐深さ
を測定して評価した。その結果を第４表に併記する．莢
漿教主 前述のろう付け条件でろう付けを行った時のろう付け性
を流動係数の測定により評価した。その結果は、第４表
に示す通りであり、ろう付け前に化成処理を施しても、
ろう付け性の低下は認められない。

輩１０４走 各チューブ材用素材について引張試験を行った結果を第
４表に併記する。

以上の各試験結果を総合すると、本発明例はいずれも、
ろう付け性を損なうことなく，優れた耐食性を有してお
り，低コストで製造できる。

一方，比較例は、耐食性が劣り、或いは良好な耐食性を
有していても（ＮＧ６３〜Ｎ０６４、Ｎα６８）、製造
コトスが嵩み実用的でない。

［以下余白】 （発明の効果） 以上詳述した通り、本発明によれば、ラジエー夕等のチ
ューブ材用素材において、特定の組成及び組合せのアル
ミ材にて複合材とし，しかもそのシート（コイル）状態
にて（すなわち、電縫管製造前及びろう付け加熱前）皮
材表面にのみ化戊処理を施したものであるので、優れた
酎食性が得られると共に、ろう付け後に化成処理を施す
場合に比べて著しく製造コストを低くできる。したがっ
て，高耐食性ラジエータのチューブ材が低コストで得ら
れるので，自動車用熱交換器等に使用した場合には、薄
肉軽量化，コストダウン等に顕著な効果が得られる．特
にノコロツクろう付け法により組立てられる場合に著し
い効果が発揮される。なお、本発明はラジエータのチュ
ーブ材に限定されるものではなく、ヒーターコア等，ラ
ジエータと同様の構造を有するもの全てに適用できるこ
とは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明のアルミニウム合金製のチューブ材用素
材の断面構造を説明する図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％にて（以下、同じ）、芯材として、Ｍｎ：
   ０．２〜１．５％及びＳｉ：１．０％以下を含み、Ｍｇ
   ：０．２％以下に規制し、更に必要によりＣｕ：０．５
   ％以下、Ｃｒ：０．３％以下及びＺｒ：０．２％以下の
   少なくとも１種を含有するアルミニウム合金を用い、芯
   材の一面にＡｌ−Ｓｉ系よりなるろう材をクラッドする
   と共に、反対面に純アルミ又はＺｎ：２％以下を含むア
   ルミニウム合金を内面犠牲陽極用としてクラッドした構
   成を有し、ろう付けで組立られるチューブ材用のアルミ
   ニウム合金複合材シートにおいて、その内面犠牲陽極用
   クラッド材側表面に化成処理皮膜を生成させたことを特
   徴とするアルミニウム合金製のチューブ材。
2. （２）前記化成処理皮膜が、リン酸クロム酸系又はケイ
   酸塩系である請求項１に記載のチューブ材。
3. （３）請求項１に記載の構成を有するアルミニウム合金
   複合材を常法により最終板厚のシートとし、調質処理を
   施した後、内面犠牲陽極用クラッド材側表面にのみ化成
   処理を施し、次いで幅きりし、シーム溶接により電縫管
   にしてチューブ材を得ることを特徴とするアルミニウム
   合金製のチューブ材の製造方法。