JPH0441678A - 耐食性に優れたアルミニウム合金材 - Google Patents
耐食性に優れたアルミニウム合金材Info
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- JPH0441678A JPH0441678A JP14723990A JP14723990A JPH0441678A JP H0441678 A JPH0441678 A JP H0441678A JP 14723990 A JP14723990 A JP 14723990A JP 14723990 A JP14723990 A JP 14723990A JP H0441678 A JPH0441678 A JP H0441678A
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Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、耐食性に優れたアルミニウム合金材、特に冷
却水側の耐食性に優れた特性を要求される熱交換器用の
チューブに用いられるアルミニウム合金材に関するもの
である。
却水側の耐食性に優れた特性を要求される熱交換器用の
チューブに用いられるアルミニウム合金材に関するもの
である。
ラジェータチューブ用のアルミニウム合金プレージング
シートとしては、例えば特開昭６２−２２７０５６号公
報にも示されているように、＾１−Ｍｎ−Ｃｕ系合金を
芯材とし、この芯材の片面に＾１−５ｉ系または＾にＳ
１−Ｍｇ系のろう材を、又、もう−方の片面に犠牲陽極
材として＾ｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系合金を各々１０％程度の厚
さでクラッドした、いわゆる３層構造のプレージングシ
ートが使用されている。 ところで、近年、燃費などの点からもラジェータの軽量
化に対する要請は高く、従ってラジェータのチューブ材
料の薄肉化は避けることができなくなりつつある。 しかしながら、ラジェータのチューブの耐食性は当然の
こととして要求されており、チューブ内面（冷却水側）
の防食対策は前記クラッドした犠牲陽極材により実施さ
れている訳であるが、チューブ材を薄肉化する場合にあ
っては、クラツド率を従来通りとすると、犠牲陽極材の
絶対厚さが小さくなる為、ＣｕやＭｎの濃度勾配が小さ
くなり、防食機能が失われてしまう。 尚、濃度勾配を確保する為にクラツド率を高くすると、
チューブ材の厚さに占める犠牲陽極材の厚さの割合が大
きくなり、チューブ全体としての強度低−下は逸れ得す
、しかもチューブ材の厚さに占める犠牲陽極層の割合が
大きくなり、チューブ材に対して腐食深さが深くなり、
貫通孔が形成され易い問題が有る。
シートとしては、例えば特開昭６２−２２７０５６号公
報にも示されているように、＾１−Ｍｎ−Ｃｕ系合金を
芯材とし、この芯材の片面に＾１−５ｉ系または＾にＳ
１−Ｍｇ系のろう材を、又、もう−方の片面に犠牲陽極
材として＾ｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系合金を各々１０％程度の厚
さでクラッドした、いわゆる３層構造のプレージングシ
ートが使用されている。 ところで、近年、燃費などの点からもラジェータの軽量
化に対する要請は高く、従ってラジェータのチューブ材
料の薄肉化は避けることができなくなりつつある。 しかしながら、ラジェータのチューブの耐食性は当然の
こととして要求されており、チューブ内面（冷却水側）
の防食対策は前記クラッドした犠牲陽極材により実施さ
れている訳であるが、チューブ材を薄肉化する場合にあ
っては、クラツド率を従来通りとすると、犠牲陽極材の
絶対厚さが小さくなる為、ＣｕやＭｎの濃度勾配が小さ
くなり、防食機能が失われてしまう。 尚、濃度勾配を確保する為にクラツド率を高くすると、
チューブ材の厚さに占める犠牲陽極材の厚さの割合が大
きくなり、チューブ全体としての強度低−下は逸れ得す
、しかもチューブ材の厚さに占める犠牲陽極層の割合が
大きくなり、チューブ材に対して腐食深さが深くなり、
貫通孔が形成され易い問題が有る。
本発明の第１の目的は、薄肉化しても耐食性に優れたア
ルミニウム合金材を提供することである。 本発明の第２の目的は、薄肉化しても強度特性が満足で
きるアルミニウム合金材を提供することである。 上記本発明の目的は、０．０５〜０．６％のＭｇ及び０
．２〜１．０％のＺｎを含有するアルミニウム合金材で
あって、このアルミニウム合金材の表層にはＭｇＦ２が
生成し、表層と深部との間でＺｎ固溶量に差が形成され
て電位勾配が構成されてなることを特徴とする耐食性に
優れたアルミニウム合金材によって達成される。 尚、このアルミニウム合金材は、例えば熱交換器用のチ
ューブに用いる為、アルミニウム合金材の一面の表層に
はＭｇＦ２が生成し、表層と深部との一間でＺｒｒ固溶
量に差が形成されて電位勾配が構成され、かつ、アルミ
ニウム合金材の他面にはろう材がクラッドされてなるも
のが好ましく、そしてアルミニウム合金材の一面にフッ
素化合物又はフッ素イオン含有溶液を介在させ、熱処理
することてその表層にはＭｇＦ２が生成し、表層と深部
との間でＺｎ固溶量に差が形成されて電位勾配は構成さ
れてなり、又、アルミニウム合金材としては、０．０５
〜０．６％のＭｇ及び０．２〜１．０％のＺｎを含有す
るだけではなく、さらに０．１〜１．５％のＨｎ、０．
３〜１．２％のＳｉ、０．３〜１．．５％のＦｅ、０．
０５〜０．２０％のＣｕ、及び０．０５〜０１５％のＺ
ｒの群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが含有
され、残りがＡｌと不可避不純物とからなる組成のもの
が好ましい。 ところで、本発明は次の技術思想が総合的に勘案されて
達成されたものである。 すなわち、 ■ Ｚｎは＾１素地中に固溶すると、電位を卑にする傾
向がある。 ■ ＺｎはＭｇと共に＾１素地中に含有されて、溶体化
処理されると、その後の時効処理によりＭＨ２ｎ２とし
て析出する。 このＭｇＺｎ ２におけるＺｎは、電位に影響を及ぼさ
ない。 ■ ＭｇはＦと反応し易＜、ＭｇＦ２を生成する。 といっな技術思想を総合的に組み立てることにより、犠
牲陽極材をクラッドしなくても、芯材内に電位勾配を付
与することが出来ることを見出し、これによって本発明
が完成されたのである。 つまり、第１図（ａ）に示す如＜、Ｍｇ及びＺｎを含有
するアルミニウム合金の面にＦを存在させ、そしてろう
付は加熱といった熱処理を施すと、第１［Ｊ（ｂ）に示
される如く、表面近傍ではＦの侵食によってＭｇＦ２が
形成され、Ｚｎは＾１素地中に固溶し、又、深部ではＭ
ｇとＺｎがＨｇＺｎ ２として析出する。 従って、表面近傍と深部との間ではＺｎ固溶量に差が出
来、この差によって電位勾配が構成され、これが犠牲陽
極層となり、耐食性に富むものとなるのである。そして
、この犠牲陽極層が構成された側の面がチューブの内面
側となるように構成させれば、冷却水に対して耐食性に
優れた熱交換器用のチューブが得られることになる。 ここで、Ｆの介在は、フッ化物を塗布しても良く、ある
いはフッ素イオンを含む溶液中に浸漬して＾１の酸化皮
膜中にＦを含浸させてもよく、その他適宜な手段を採用
できる。 尚、電位勾配の大きさく高低差）は、熱処理前における
表面のＦ量に依存するから、防食性に応じて適宜な量を
設定すれば良いが、大体０，２〜３．０ｇ ／ ｍ ２
の量のＦが表面に存在するようにすれば十分である。 このように犠牲陽極材をクラッドしなくても耐食性が確
保される為に、アルミニウム合金材は芯材とろう材の２
層クラッドでよく、３層クラッドに比べてコストが低廉
なものともなる。 尚、本発明において、アルミニウム合金材の組成として
Ｍｇ及びＺｎが必須成分とされているのは、次の理由に
基づく。 すなわち、アルミニウム合金材深部では、ろう付けとい
った熱処理後にＭｇＺｎ、とじて析出し、表面層で、は
ｈはＦと反応して８ｇＦ２となり、ｚｎが＾Ｉ素地ψに
固溶し、°これによって電位勾配を“構成するからであ
る。 ところで、この時、阿ｇが０．０５％未満の少なすぎる
場合、又、Ｚｎが０．２０％未満の少なすぎる場合では
、所望の耐食性の効果が得られず、逆に、Ｍｇが０．６
％を超えて多すぎる場合、又、Ｚｎが１．０％を越えて
多すぎる場合では、アルミニウム合金材に粒界腐食を生
じるようになったからである。 又、アルミニウム合金材中にＭｎ、 Ｓｉ、 Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｚｒが含まれるのが好ましいのは、次の理由に基
づく。 Ｍｎ、Ｓｉ、 Ｆｅ、 Ｚｒ等の元素は＾Ｉとの２元系
化合物を形成し、あるいは＾１−Ｍｎ−５ｉ系、−＾ｌ
−Ｍｎ−Ｆｅ系、＾１−５ｉ−Ｚｒ系、＾１−Ｍｎ−５
ｉＦｅ系等の化合物を形成して、強度向上に寄与するか
らである。 又、Ｎｎは芯材となるアルミニウム合金材の耐食性を向
上させるからである。 尚、Ｎｎが０．１％未満の少なすぎる場合、Ｓｉが０．
３％未満の少なすぎる場合、Ｆｅが０゜３％未満の少な
すぎる場合、Ｚｎが０．０５％未満の少なすぎる場合で
は効果が小さい。 又、Ｍｎが１．５％を超えて多すぎる場合には、加工性
か低下し、又、粒界腐食怒受性を高め、Ｓｉが１２％を
越えて多すぎる場合には、固相線温度が低下し、ろう付
時にろうの侵食を受けやすくなり、又、Ｆｅが１．５％
を超えて多すぎる場合には、結晶粒が微細化してろう付
時にろうの侵食を受は易くなり、又、Ｚｒが１．５％を
超えて多すぎる場合には、加工性が低下する傾向がある
。 従って、Ｍｎ、Ｓｉ、 Ｆｅ、Ｚｒ等の元素を添加する
場合にあっては、Ｍｎは０．１〜１．５％、Ｓｉは０．
３〜１．２％、Ｆｅは０．３〜１．５％、Ｚｒは０．０
５〜０．１５％であることが好ましい。 又、Ｃｕは＾１素地中に固溶して強度を高めると共に、
耐孔食性を向上させるものであるが、０．０５％未満の
少なすぎる場合には効果が少なく、逆に、０．２０％を
超えて多すぎる場合には、＃料の電位がＣｕによって支
配されるようになり、Ｚｎの固溶量差による電位勾配が
失われる傾向があるから、Ｃｕを添加する場合にあって
は０．０５〜０．２％であることが好ましい。
ルミニウム合金材を提供することである。 本発明の第２の目的は、薄肉化しても強度特性が満足で
きるアルミニウム合金材を提供することである。 上記本発明の目的は、０．０５〜０．６％のＭｇ及び０
．２〜１．０％のＺｎを含有するアルミニウム合金材で
あって、このアルミニウム合金材の表層にはＭｇＦ２が
生成し、表層と深部との間でＺｎ固溶量に差が形成され
て電位勾配が構成されてなることを特徴とする耐食性に
優れたアルミニウム合金材によって達成される。 尚、このアルミニウム合金材は、例えば熱交換器用のチ
ューブに用いる為、アルミニウム合金材の一面の表層に
はＭｇＦ２が生成し、表層と深部との一間でＺｒｒ固溶
量に差が形成されて電位勾配が構成され、かつ、アルミ
ニウム合金材の他面にはろう材がクラッドされてなるも
のが好ましく、そしてアルミニウム合金材の一面にフッ
素化合物又はフッ素イオン含有溶液を介在させ、熱処理
することてその表層にはＭｇＦ２が生成し、表層と深部
との間でＺｎ固溶量に差が形成されて電位勾配は構成さ
れてなり、又、アルミニウム合金材としては、０．０５
〜０．６％のＭｇ及び０．２〜１．０％のＺｎを含有す
るだけではなく、さらに０．１〜１．５％のＨｎ、０．
３〜１．２％のＳｉ、０．３〜１．．５％のＦｅ、０．
０５〜０．２０％のＣｕ、及び０．０５〜０１５％のＺ
ｒの群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが含有
され、残りがＡｌと不可避不純物とからなる組成のもの
が好ましい。 ところで、本発明は次の技術思想が総合的に勘案されて
達成されたものである。 すなわち、 ■ Ｚｎは＾１素地中に固溶すると、電位を卑にする傾
向がある。 ■ ＺｎはＭｇと共に＾１素地中に含有されて、溶体化
処理されると、その後の時効処理によりＭＨ２ｎ２とし
て析出する。 このＭｇＺｎ ２におけるＺｎは、電位に影響を及ぼさ
ない。 ■ ＭｇはＦと反応し易＜、ＭｇＦ２を生成する。 といっな技術思想を総合的に組み立てることにより、犠
牲陽極材をクラッドしなくても、芯材内に電位勾配を付
与することが出来ることを見出し、これによって本発明
が完成されたのである。 つまり、第１図（ａ）に示す如＜、Ｍｇ及びＺｎを含有
するアルミニウム合金の面にＦを存在させ、そしてろう
付は加熱といった熱処理を施すと、第１［Ｊ（ｂ）に示
される如く、表面近傍ではＦの侵食によってＭｇＦ２が
形成され、Ｚｎは＾１素地中に固溶し、又、深部ではＭ
ｇとＺｎがＨｇＺｎ ２として析出する。 従って、表面近傍と深部との間ではＺｎ固溶量に差が出
来、この差によって電位勾配が構成され、これが犠牲陽
極層となり、耐食性に富むものとなるのである。そして
、この犠牲陽極層が構成された側の面がチューブの内面
側となるように構成させれば、冷却水に対して耐食性に
優れた熱交換器用のチューブが得られることになる。 ここで、Ｆの介在は、フッ化物を塗布しても良く、ある
いはフッ素イオンを含む溶液中に浸漬して＾１の酸化皮
膜中にＦを含浸させてもよく、その他適宜な手段を採用
できる。 尚、電位勾配の大きさく高低差）は、熱処理前における
表面のＦ量に依存するから、防食性に応じて適宜な量を
設定すれば良いが、大体０，２〜３．０ｇ ／ ｍ ２
の量のＦが表面に存在するようにすれば十分である。 このように犠牲陽極材をクラッドしなくても耐食性が確
保される為に、アルミニウム合金材は芯材とろう材の２
層クラッドでよく、３層クラッドに比べてコストが低廉
なものともなる。 尚、本発明において、アルミニウム合金材の組成として
Ｍｇ及びＺｎが必須成分とされているのは、次の理由に
基づく。 すなわち、アルミニウム合金材深部では、ろう付けとい
った熱処理後にＭｇＺｎ、とじて析出し、表面層で、は
ｈはＦと反応して８ｇＦ２となり、ｚｎが＾Ｉ素地ψに
固溶し、°これによって電位勾配を“構成するからであ
る。 ところで、この時、阿ｇが０．０５％未満の少なすぎる
場合、又、Ｚｎが０．２０％未満の少なすぎる場合では
、所望の耐食性の効果が得られず、逆に、Ｍｇが０．６
％を超えて多すぎる場合、又、Ｚｎが１．０％を越えて
多すぎる場合では、アルミニウム合金材に粒界腐食を生
じるようになったからである。 又、アルミニウム合金材中にＭｎ、 Ｓｉ、 Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｚｒが含まれるのが好ましいのは、次の理由に基
づく。 Ｍｎ、Ｓｉ、 Ｆｅ、 Ｚｒ等の元素は＾Ｉとの２元系
化合物を形成し、あるいは＾１−Ｍｎ−５ｉ系、−＾ｌ
−Ｍｎ−Ｆｅ系、＾１−５ｉ−Ｚｒ系、＾１−Ｍｎ−５
ｉＦｅ系等の化合物を形成して、強度向上に寄与するか
らである。 又、Ｎｎは芯材となるアルミニウム合金材の耐食性を向
上させるからである。 尚、Ｎｎが０．１％未満の少なすぎる場合、Ｓｉが０．
３％未満の少なすぎる場合、Ｆｅが０゜３％未満の少な
すぎる場合、Ｚｎが０．０５％未満の少なすぎる場合で
は効果が小さい。 又、Ｍｎが１．５％を超えて多すぎる場合には、加工性
か低下し、又、粒界腐食怒受性を高め、Ｓｉが１２％を
越えて多すぎる場合には、固相線温度が低下し、ろう付
時にろうの侵食を受けやすくなり、又、Ｆｅが１．５％
を超えて多すぎる場合には、結晶粒が微細化してろう付
時にろうの侵食を受は易くなり、又、Ｚｒが１．５％を
超えて多すぎる場合には、加工性が低下する傾向がある
。 従って、Ｍｎ、Ｓｉ、 Ｆｅ、Ｚｒ等の元素を添加する
場合にあっては、Ｍｎは０．１〜１．５％、Ｓｉは０．
３〜１．２％、Ｆｅは０．３〜１．５％、Ｚｒは０．０
５〜０．１５％であることが好ましい。 又、Ｃｕは＾１素地中に固溶して強度を高めると共に、
耐孔食性を向上させるものであるが、０．０５％未満の
少なすぎる場合には効果が少なく、逆に、０．２０％を
超えて多すぎる場合には、＃料の電位がＣｕによって支
配されるようになり、Ｚｎの固溶量差による電位勾配が
失われる傾向があるから、Ｃｕを添加する場合にあって
は０．０５〜０．２％であることが好ましい。
【実施例１〜１６】
表に示す組成の本発明になるアルミニウム合金材（プレ
ージングシート芯材）１〜１６を鋳造した後、通常の条
件で熱間圧延を行い、９＋ｎｍ厚の板とした。 この板にＩＩ厚のＪＩＳ ４０４５アルミニウム合金か
らなるろう材を重ね合わせて熱間圧延、冷間圧延を行い
、０．１８ｍＨ厚の冷延板とした。 そして、この後、板の表面（ろう材をクラッドしていな
い側の表面）にフッ化物系フラックスを１０ｇ／ｎ＋’
（Ｆ量としては１．５Ｂ／ｍ”）厚塗布し、ろう付けを
想定した６００℃で５分間の熱処理を施した。
ージングシート芯材）１〜１６を鋳造した後、通常の条
件で熱間圧延を行い、９＋ｎｍ厚の板とした。 この板にＩＩ厚のＪＩＳ ４０４５アルミニウム合金か
らなるろう材を重ね合わせて熱間圧延、冷間圧延を行い
、０．１８ｍＨ厚の冷延板とした。 そして、この後、板の表面（ろう材をクラッドしていな
い側の表面）にフッ化物系フラックスを１０ｇ／ｎ＋’
（Ｆ量としては１．５Ｂ／ｍ”）厚塗布し、ろう付けを
想定した６００℃で５分間の熱処理を施した。
【比較例１〜５】
表に示す組成のアルミニウム合金材（プレージングシー
ト芯材）１〜５のものについて、実施例１と同様に行っ
た。
ト芯材）１〜５のものについて、実施例１と同様に行っ
た。
【比較例６】
＾１−１．Ｏ４Ｍｎ −０，４７Ｃｕの芯材に＾Ｉ−０
．２２Ｚｎ−０．４４−Ｍｇからなる犠牲陽極材をクラ
ツド率１０％の割合でクラッドしてなるアルミニウム合
金板（芯材８輸−１犠牲陽極材１ ｍｍ＞のものについ
て、実施例１と同様に行った。 【特性］ 上記各側で得なものについて、耐食性を評価する為、１
ｐｐＩＩのＣｕ”イオンと１ ｐｐ＋＊のＦｅ’＋イオ
ン（塩化物）とを添加した１１０００ｐｐ＋のＮａＣ１
及び５００ｐｐｍのＮａ２５ｏ、の混合溶液中に４０℃
で１ケ月間浸漬し、孔食深さを測定したので、その結果
を表に示す。 又、強度を評価する為、９０℃で２週間の処理後の引張
強さを測定したので、その結果を表に併せて示す。 この表に示される結果から判るように、本発明のものは
比較例のものに比べて耐食性が著しく優れている。 従って、例えばラジェータ用チューブに本発明の薄肉化
したアルミニウム合金材を用いても、耐久性に富むもの
である。
．２２Ｚｎ−０．４４−Ｍｇからなる犠牲陽極材をクラ
ツド率１０％の割合でクラッドしてなるアルミニウム合
金板（芯材８輸−１犠牲陽極材１ ｍｍ＞のものについ
て、実施例１と同様に行った。 【特性］ 上記各側で得なものについて、耐食性を評価する為、１
ｐｐＩＩのＣｕ”イオンと１ ｐｐ＋＊のＦｅ’＋イオ
ン（塩化物）とを添加した１１０００ｐｐ＋のＮａＣ１
及び５００ｐｐｍのＮａ２５ｏ、の混合溶液中に４０℃
で１ケ月間浸漬し、孔食深さを測定したので、その結果
を表に示す。 又、強度を評価する為、９０℃で２週間の処理後の引張
強さを測定したので、その結果を表に併せて示す。 この表に示される結果から判るように、本発明のものは
比較例のものに比べて耐食性が著しく優れている。 従って、例えばラジェータ用チューブに本発明の薄肉化
したアルミニウム合金材を用いても、耐久性に富むもの
である。
第１０図（ａ）及び（ｂ）は、
アルミニウム合金材の説
四面である。
Claims (4)
- （１）０．０５〜０．６％のＭｇ及び０．２〜１．０％
のＺｎを含有するアルミニウム合金材であって、このア
ルミニウム合金材の表層にはＭｇＦ＿２が生成し、表層
と深部との間でＺｎ固溶量に差が形成されて電位勾配が
構成されてなることを特徴とする耐食性に優れたアルミ
ニウム合金材。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の耐食性に優れたアル
ミニウム合金材であって、アルミニウム合金材の一面の
表層にはＭｇＦ＿２が生成し、表層と深部との間でＺｎ
固溶量に差が形成されて電位勾配が構成され、かつ、ア
ルミニウム合金材の他面にはろう材が設けられてなるも
の。 - （３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載の耐食性に
優れたアルミニウム合金材であって、アルミニウム合金
材の一面にフッ素化合物又はフッ素イオン含有溶液を介
在させ、熱処理することでその表層にはＭｇＦ＿２が生
成し、表層と深部とめ間でＺｎ固溶量に差が形成されて
電位勾配が構成されてなるもの。 - （４）特許請求の範囲第１項〜第３項記載の耐食性に優
れたアルミニウム合金材であって、アルミニウム合金材
は、０．０５〜０．６％のＭｇ及び０．２〜１．０％の
Ｚｎを含有し、さらに０．１〜１．５％のＭｎ、０．３
〜１．２％のＳｉ、０．３〜１．５％のＦｅ、０．０５
〜０．２０％のＣｕ、及び０．０５〜０．１５％のＺｒ
の群の中から選ばれる一種又は二種以上のものが含有さ
れ、残りがＡｌと不可避不純物とからなる組成を有する
もの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14723990A JP2936518B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 耐食性に優れたアルミニウム合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14723990A JP2936518B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 耐食性に優れたアルミニウム合金材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441678A true JPH0441678A (ja) | 1992-02-12 |
| JP2936518B2 JP2936518B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=15425726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14723990A Expired - Lifetime JP2936518B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 耐食性に優れたアルミニウム合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936518B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP14723990A patent/JP2936518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2936518B2 (ja) | 1999-08-23 |
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