JPH09310137A - 熱交換器のフイン用ブレージングシート - Google Patents
熱交換器のフイン用ブレージングシートInfo
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- JPH09310137A JPH09310137A JP12311096A JP12311096A JPH09310137A JP H09310137 A JPH09310137 A JP H09310137A JP 12311096 A JP12311096 A JP 12311096A JP 12311096 A JP12311096 A JP 12311096A JP H09310137 A JPH09310137 A JP H09310137A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温度でのろう付けが可能であり、これに伴
ってろう付け中の熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少
なく、また熱伝導性等の特性に優れ、更にAl合金製熱
交換器スクラップが、新たなフイン用ブレージングシー
トの製造の際、ろう材原料としてリサイクル可能なフイ
ン用ブレージングシートを見出すこと。 【解決手段】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避
的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両
面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.
0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt%
を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFe
を含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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の
フイン用ブレージングシート。
ってろう付け中の熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少
なく、また熱伝導性等の特性に優れ、更にAl合金製熱
交換器スクラップが、新たなフイン用ブレージングシー
トの製造の際、ろう材原料としてリサイクル可能なフイ
ン用ブレージングシートを見出すこと。 【解決手段】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避
的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両
面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.
0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt%
を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFe
を含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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の
フイン用ブレージングシート。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器のフイン
用ブレージングシートに関するもので、更に詳しくは低
温度でろう付けが可能であり、これに伴いろう付け中の
熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少なく、又チューブ
材等他の高強度部材と一緒にろう付けできることによ
り、Al合金製熱交換器の小型、軽量化が実現でき、更
に一般のAl合金製熱交換器のスクラップが、新たなフ
イン用ブレージングシートの製造の際に、そのろう材原
料として使用可能なリサイクル性に優れたフイン用ブレ
ージングシートに関するものである。 【0002】 【従来の技術】Al合金製熱交換器の一例として、図1
にサーペンタインタイプの熱交換器であるコンデンサー
の斜視図を示す。また、図2は、このコンデンサーに使
用する押出偏平多穴チューブ1の一例を示す拡大斜視図
である。このコンデンサーは、熱間または温間で偏平管
状に押出成形した多穴チューブ1を蛇行状に折り曲げ、
多穴チューブ1の間にブレージングシートからなるコル
ゲートフイン2を取り付けたものである。ここで3は、
冷媒の入口、出口に相当するコネクターである。これら
の部材は、ブレージング(ろう付け)で一体に接合され
る。なお、チューブ1、コルゲートフイン2の寸法は、
その一例をあげると、コンデンサー(図1)の場合、チ
ューブ(図2、4穴)は巾22mm×高さ5mm×肉厚
1.0mm、フインは巾22mm×厚さ0.15mm程
度であり、またエバポレーター(図示せず)の場合、チ
ューブ(例えば10穴)は巾80mm×高さ5mm×肉
厚1.0mm、フインは巾80mm×厚さ0.13mm
程度であり、熱交換器の小型、軽量化のため、チューブ
材、フイン材ともに厚さは、薄くなる傾向にある。 【0003】チューブ材1には、例えばJIS1050 合金
(純度99.5wt% 以上のAl)、 JIS3003合金(Al-1.2wt%M
n-0.1wt%Cu合金)、またはチューブ材の強度向上若しく
は電位を貴にするため、前記3003合金に更にCuをやや
多く添加した合金等が用いられている。また、ブレージ
ングシートからなるコルゲートフイン2には、Al−M
n系または純Al系の合金にZnを例えば1〜5%添加
したものを芯材とし、その両面に、通常JIS4045 合金
(Al-10wt%Si合金)、JIS4343 合金(Al-8wt%Si 合金)
等のろう材をクラッドしたものが使用されている。この
フィンの芯材へのZn添加の理由は、フィン材の犠牲陽
極効果によるチューブ材の防食のためである。 【0004】なお、ここでいうブレージングシートと
は、ろう付けに用いる板であり、芯材の片面又は両面に
Al−Si系ろう材がクラッドされた板をいう。またこ
のブレージングシートの製造は、芯材及び皮材となるろ
う材を別々に所定の合金組成の合金に溶解鋳造して鋳塊
又は厚板とし、この両者を熱間で合わせ圧延し、これを
更に冷間圧延(必要に応じて焼鈍)して、所定の厚さの
板とされる。 【0005】前記のブレージングシートからなるコルゲ
ートフイン2、チューブ1、コネクター3は、600 ℃付
近の温度に加熱してブレージング(ろう付け)により接
合組み立てられるが、ブレージング工法としては、フラ
ックスブレージング法、真空ブレージング法、非腐食性
のフラックスを用いたノンコロジョンブレージング法等
が行われる。 【0006】ところで、近年、熱交換器は軽量・小型化
の方向にあり、そのためにチューブ材、フイン材等の各
部材の薄肉化が望まれている。しかしながら、フイン用
ブレージングシートについて、従来の方法で薄肉化を行
った場合、以下の問題点が生じる。即ち、ろう付け時に
フィンが座屈したり、フィンの芯材にろうが拡散し溶融
してしまう現象は、フィンが薄くなるほど生じ易くな
る。フィンに座屈が生じると通風抵抗の増加により熱交
換器の熱効率が低下する。 【0007】上記の問題に加え、近年、地球資源の有効
利用の見地から材料のリサイクル性が要求されるように
なった。自動車用の熱交換器は解体時に外され、Al合
金として溶解される。しかし、上記のように、ブレージ
ング工法で製造されるAl合金製熱交換器は、前記の部
材毎に合金組成が異なり、熱交換器全体の平均組成は、
多量のMn、Si、Zn等を含有した半端な組成になってい
る。そのため、ブレージング工法により製造したAl合
金製熱交換器を溶解しても鋳物用としてしか利用できな
い。今後の廃車数量の増加や、銅製の熱交換器からAl
合金製熱交換器への移行等を考慮すると、前記の各構成
部材からなるAl合金製熱交換器の多量のスクラップが
鋳物用としてではなく、新たに製造する熱交換器のフイ
ン用ブレージングシートのろう材に、そのままリサイク
ル可能なフイン用ブレージングシートの必要性が高まっ
ている。 【0008】また、熱交換器用のAl合金製ブレージン
グシートを製造する際に、工場で発生する多量の屑も、
この屑を溶解した場合の平均組成が半端なため、ブレー
ジングシートの各部材(芯材、皮材としてのろう材)用
の原料として展開できないという問題がある。なお、参
考までに、一例として従来のAl合金製熱交換器のスク
ラップ及び従来のブレージングシート製造時の工場屑の
溶解後の平均的合金組成を表1に示す。Si(1.8〜2.5w
t%) 、Fe(0.2〜0.3wt%) 、Cu(0.1〜0.5wt%) 、Mn
(1.0wt%)、Zn(0.3〜1.2wt%) が、かなりの量含有され
ていることがわかる。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低温
度でのろう付けが可能であり、これに伴ってろう付け中
に、熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少なく、又チュ
ーブ材等他の低融点の高強度部材と一緒にろう付けでき
ることにより、Al合金製熱交換器の小型、軽量化が実
現できること、また熱伝導性等の優れたフィン用ブレー
ジングシートを見出すことである。更に一般のAl合金
製熱交換器のスクラップが、新たなフイン用ブレージン
グシートの製造の際に、そのろう材原料として使用可能
なリサイクル性に優れたフイン用ブレージングシートを
見出すことである。 【0010】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1の本発明は、0.05wt% を越え2.5wt%以下のS
i、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有し残部がAl
と不可避的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記
芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%
を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、
0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%
以下のFeを含有し残部がAlと不可避的不純物とからな
るAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とする熱交
換器のフイン用ブレージングシートであり、 【0011】また、請求項2の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯
材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下
のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0w
t%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt%
を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のInと
0.3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有し、残部が
Alと不可避的不純物とからなる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のフイン用ブレージ
ングシートであり、 【0012】また、請求項3の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越
え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnのう
ち1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的
不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフ
イン用ブレージングシートであり、 【0013】また、請求項4の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeMnを含
有し、更に0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避
的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両
面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.
0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt%
を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFe
を含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち
1種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物
とからなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴と
する熱交換器のフイン用ブレージングシートであり、 【0014】更に、請求項5の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越
え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.
05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越
え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含有し、
残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯材
とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下の
Si、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%
以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を
越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特
徴とする熱交換器のフイン用ブレージングシートであ
り、 【0015】また、請求項6の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越
え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.
05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越
え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含有し、
残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯材
とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下の
Si、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%
以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を
越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のInと0.
3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有し、残部がA
lと不可避的不純物とからなる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のフイン用ブレージン
グシートであり、 【0016】また、請求項7の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、そして0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフ
イン用ブレージングシートであり、 【0017】また、請求項8の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、そして0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち1
種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物と
からなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とす
る熱交換器のフイン用ブレージングシートである。 【0018】 【発明の実施の形態】まず、本発明に係わるフイン用ブ
レージングシートを構成する芯材および皮材(ろう材)
の合金元素を決定した考え方について説明する。コンデ
サー、エバポレーター等のAl合金製熱交換器のフイン
用ブレージングシートの特性について種々検討を行った
結果、軽量薄肉化のために最も必要な特性は、フィンの
耐高温座屈性、強度、熱伝導性、フィンの犠牲効果によ
る冷媒通路部材の耐蝕性の向上である。また、他の課題
は、一般のAl合金製熱交換器のスクラップが、新たな
フイン用ブレージングシートの製造の際に、そのろう材
原料として使用可能なリサイクル性に優れることであ
る。 【0019】Al合金製熱交換器をブレージング工法に
て製造する場合、その加熱は、通常600℃付近の温度で
行われる。この 600℃という温度は、フィン材にとって
かなりの高温であるため、次の3つの問題が生じる。即
ち、加熱中にフィンが座屈する、フィンの芯材に低
融点の高強度合金が使用できない、芯材合金中の金属
間化合物が再固溶してフィンの熱伝導性が低下する。こ
のような問題点を解決する方法として、ろう付け温度の
低温化があり、以下の理由で上記問題点が解決される。 フィンの座屈の大部分は、高温でのフィン芯材の高温
クリープ現象が原因で起きる。この座屈は 590℃付近を
境にそれより高温で急激に起きる(フィンが弱くな
る)。従って、ろう付け温度が 585℃以下であれば、こ
れを原因とするフィンの座屈は生じ難くなる。さらに、
フィン芯材にろうが拡散することを原因とする座屈があ
るが、ろうの拡散は 595℃付近を境にそれより高温で急
激に起きる。従ってろう付け温度が 585℃以下であれ
ば、ろうの拡散が少なくなり、フィンの座屈は生じ難く
なる。 フィンの強度については、高強度Al合金に添加され
る元素としてCu、Mg、Si等があるが、フィンの芯材とし
て用いる場合、犠牲効果、熱伝導性やろう付け性を考慮
しなければならない。よって、強度向上のために添加量
を増すことができる元素は限られ、具体的にはSiの添加
が有力である。 600℃でのろう付けで添加可能なSi量は
1wt%程度であるが、 585℃以下でのろう付けでは2.5wt%
程度の添加が可能となり、このことによって、フィン材
の強度を向上させることができる。 フィンの熱伝導性は、Al合金芯材中に析出していた
金属間化合物がろう付け加熱時に、再固溶するために低
下する。加熱温度が高いほど合金元素の固溶限が大きく
なりかつ拡散速度が大きくなるので、再固溶は進行しや
すくなる。そのため、ブレージング温度を下げること
は、フィンの熱伝導性を高めるのに効果がある。 本発明のフイン用ブレージングシートは、このような低
温度(585℃以下)でろう付けできるAl合金ろう材
をAl合金芯材の両面にクラッドしたものである。 【0020】さて、我々発明者等は、先にこのように通
常のろう付け温度(約 600℃)より低い温度でろう付け
を行うためのろう材(Al−Si−Cu−Zn−Fe系
合金)を提案した(特開平7-24593 号公報等)。このろ
う材と本発明で用いるろう材(Al−Si−Cu−Zn
−Fe−Mn系合金)との大きな違いは、本発明で用い
るろう材がMn添加により、ろう材自身の耐食性の向上の
点と、ブレージングシートによって製造されたAl合金
製熱交換器のスクラップやブレージングシートの工場屑
が、新たなフイン用ブレージングシートの製造の際に、
そのろう材原料として使用可能なリサイクル性を考慮し
ている点である。 【0021】以下に、本発明に係わるフイン用ブレージ
ングシートに用いるろう材の合金組成について、その添
加元素の意義と組成範囲の限定理由を説明する。本発明
で用いるろう材の合金組成は、7.0wt%を越え12.0wt% 以
下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.
0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt
% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避
的不純物からなるAl合金(請求項1、3、5、7関
係)、及び前記Al合金に更に、0.3wt%以下のIn、0.3w
t%以下のSnのうち1種または2種を添加したAl合金
(請求項2、4、6、8関係)である。 【0022】〔請求項1、3、5、7関係のろう材〕Si
は、合金の融点を下げるが、その量が 7.0wt% 以下では
十分に融点が低下せず、585 ℃以下の温度でろう付けで
きない。さらに、その量が12.0wt% を越えると逆に融点
が上がるため、585 ℃以下の温度でろう付けできない。
従って、Siは7.0wt%を越え12.0wt% 以下とすが、本合金
はMnを含有しているため、ろうの流動性を考慮すると8.
0 〜11.0wt% とするのがより望ましい。 【0023】Cuは、合金の融点を下げ、ろうの流動性を
向上させる。ここで、Cuの量が0.4wt%以下ではその効果
が十分でなく、その量が8.0wt%を越えるとろう合金の圧
延加工性が低下し、フイン用ブレージングシートとする
ことが難しくなる。従って、Cuは0.4wt%を越え8.0wt%以
下とするが、低温でのろうの流動性を考慮すると1.0wt%
以上添加し、圧延性を考慮すると4.0wt%以下添加するの
がより好ましい。 【0024】Znの添加は、合金の融点を下げる。さら
に、本発明のようにCuを添加したろう合金では、ろうの
電位がチューブ等冷媒通路構成部材の電位より貴にな
り、外部腐食がピット状に進行しその速度が早いという
問題がある。Znの添加は、ろうの電位を下げ、ろうの電
位を冷媒通路構成部材の電位に近づけ、チューブ等冷媒
通路構成部材の耐食性を向上させる。しかし、その量が
0.5wt%以下では前記の効果が十分でなく、その量が6.0w
t%を越えるとろうの自己耐食性が低下する上に、合金の
圧延加工性が低下し、フイン用ブレージングシートに用
いるろうとしては適さなくなる。従って、Znは0.5wt%を
越え6.0wt%以下とするが、低温でのろうの流動性を考慮
すると2.0wt%以上添加し、圧延性を考慮すると5.0wt%以
下添加するのがより好ましい。 【0025】Mnは、ろうが溶融後凝固するときに生じる
金属間化合物をMn系の化合物とすることで、ろう自身の
耐食性を向上させる。すなわち、Mnが添加されていない
合金ではFeを含んだAl-Fe-Si系の金属間化合物が凝固時
に生じこれが腐食の起点となるが、本発明ではこの化合
物中にMnが含有されることで、金属間化合物の特性が変
化し、耐食性が極めて向上する。このような効果を発揮
させるには、0.05wt%を越えるMnが必要であり、1.2wt%
を越えると粗大なMn系化合物を形成し、合金としての成
形性が低下し、鋳造後加工できなくなる。従って、Mnは
0.05wt% を越え1.2wt%以下とるが、耐食性を考慮すると
0.1wt%を越えて添加し、ろうの流動性を考慮すると0.8w
t%以下添加するのがより好ましい。 【0026】Feは、ろうが溶融後凝固するときの結晶粒
を微細化し、フィレットの強度を高める働きを有する
が、その量が0.05wt% 以下では十分に効果を発揮しな
い。さらに、先に述べたように、Feは凝固時に金属間化
合物を形成し、これが腐食の起点となる。Fe量が増える
とMnと化合物を作らないFeが生じる。そのため、Fe量は
結晶粒の微細化効果と腐食性とのバランスから0.05wt%
を越え0.5wt%以下と定めるが、その上限は耐食性の点か
ら0.2wt%以下がより望ましい。 【0027】〔請求項2、4、6、8関係のろう材〕以
上が、本発明に係わるろう材の必須の添加元素である
が、本ろう材は、更に必要に応じてInおよびSnを添加す
る場合がある。InおよびSnは、ろうの電位を卑にしこの
犠牲陽極効果により冷媒通路構成部材の耐食性を向上さ
せる。つまりろう材中のZnの効果を助ける意味で、各々
0.3wt%以下の範囲で添加する。その量が0.3wt%を越える
と、合金の圧延加工性が低下する。より好ましい範囲は
各々0.01〜0.3wt%である。なお、InおよびSnは、上記の
範囲で1種または2種を添加する。 【0028】次に本発明のフイン用ブレージングシート
のろう材の不可避的不純物としては、Ni、Cr、Zr、Ti、
Mg等がある。Niは、熱交換器用合金の強度を高める元素
として最近使用され出した元素で、Al合金製熱交換器
のスクラップをろう材にリサイクルする際に無視できな
い元素である。Niの特性は、Feとほぼ同じであるので、
不可避的不純物としてのNiは、0.5wt%以下なら特に問題
ない。また、不可避的不純物としてのCr、Zr、Ti、Mg等
は、各々が0.30wt% 以下であれば特に問題ない。 【0029】本発明のフイン用ブレージングシートにお
けるろう材の他の特徴は、リサイクル性を考慮した合金
組成にある。従来のAl合金製熱交換器に用いられる部
材の合金元素には、フィン等での犠牲陽極効果付与のた
めのZn、ろう材に多量に含有されるSi、芯材での強度向
上のためのCu、Mn等がある。そして、前記Al合金製熱
交換器のスクラップは、これらの合金元素を全て含有す
るため、熱交換器用部材となる新たなブレージングシー
ト(特にろう材)への原料には展開できないものであっ
た。結局、Al合金製熱交換器のスクラップは、鋳物用
原料として使用されているが、これらはあくまで再利用
であり、省資源の見地からはAl合金製熱交換器スクラ
ップから、熱交換器用部材となる新たなブレージングシ
ート(特にろう材)への原料という真のリサイクルが望
ましい。 【0030】本発明のフイン用ブレージングシートで用
いるろう材の合金元素は、Si、Cu、Zn、Mn、Fe、更にI
n、Snであり、従来のブレージング工法で製造されるA
l合金製熱交換器の部材に通常添加されている元素をす
べて含んでいる( 表1参照)。すなわち、本発明のフイ
ン用ブレージングシートのろう材は、従来の一般的なA
l合金製熱交換器のスクラップを熱交換器用部材となる
新たなフイン用ブレージングシート製造の際に、そのシ
ートのろう材の原料としてリサイクルできる合金であ
る。なお、本発明のフイン用ブレージングシートの工場
生産で発生する工場屑も、又このろう材へのリサイクル
が可能である。 【0031】次に、本発明のフイン用ブレージングシー
トに使用する芯材の合金組成について述べる。本発明で
用いる芯材は、0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFe、を含有し、残部がAlと不可
避的不純物からなるAl合金(請求項1、2関係)、な
らびに前記請求項1 の芯材に、更に、0.05wt% を越え5.
0wt%以下のZn、0.002 wt% を越え0.3wt%以下のIn、0.00
2 wt% を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上
を含有させたAl合金(請求項3、4関係)、ならびに
前記請求項1 の芯材に、更に、0.03wt% を越え0.5wt%以
下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越
え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.
03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のZr、0.03wt%を越え0.3wt%以下のTiのうち1種また
は2種以上を含有させたAl合金(請求項5 、6 関
係)、ならびに前記請求項1 の芯材に、更に、0.05wt%
を越え5.0wt%以下のZn、0.002 wt% を越え0.3wt%以下の
In、0.002 wt% を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または
2種以上及び0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt%
を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のC
u、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3
wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt%
を越え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含
有させたAl合金(請求項7、8関係)である。 【0032】以下に、芯材合金に添加する元素の意義お
よびその添加範囲の限定理由について、述べる。 [ 請求項1、2関係の芯材〕請求項1、2関係の芯材
は、Al-Si-Fe合金芯材である。Siは強度向上に寄与す
る。Siが0.05wt% 以下ではその効果が十分でなく、2.5w
t%を越えると融点が低下し、本発明のろう材を用いて
も、ろう付け時に溶融してしまう。従って、Siは0.05wt
% を越え2.5wt%以下とするが、強度を考慮すると0.5wt%
以上がより望ましく、熱伝導性を考慮すると1.0wt%以下
がより望ましい。 【0033】Feは、金属間化合物を形成し、強度の向上
に寄与する。その量が0.05wt% 以下ではその効果が十分
に得られず、2.0wt%を越えるとろう付け時にフィン芯材
の再結晶粒が微細になり、ろう中のSiの拡散が大きくな
りフィンが潰れやすくなる。従って、Feは0.05wt% を越
え2.0wt%以下とする。 【0034】[ 請求項3、4関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更にZn、In、Snを添加したAl合金芯材であ
る。Zn、In、Snを添加するのは、フィン材に犠牲陽極効
果を付与するためである。0.05wt% 以下のZn、0.002 wt
% 以下のIn、0.002 wt% 以下のSnでは上記の効果が十分
でなく、5.0wt%越えたZn、0.3wt%越えたIn、0.3wt%越え
たSnを添加した場合、熱伝導性が低下する。従って、Z
n、In、Snは、0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002 w
t% 越え0.3wt%以下のIn、0.002 wt% 越え0.3wt%以下のS
nのうち1種または2種以上を添加する。 【0035】[ 請求項5、6関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更に必要に応じてMg、Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Ti
の1 種または2 種以上を添加Al合金芯材である。この
ように添加するのは、フィン材にさらに強度を付与する
ためである。0.03wt% 以下のMg、Mn、Cu、Cr、Zr、Ti、
0.05wt% 以下のNiではその効果がない。また、0.5wt%を
越えるMgは、フッ化カリウム系フラックスを用いた場
合、ろう付性が低下する。0.6wt%を越えるMnは、熱伝導
性が低下する。2.5wt%を越えるCuは、フィンの電位を貴
にし、犠牲効果を減ずる。2.0wt%を越えるNiおよび0.3w
t%を越えるCr、Zr、Tiは、フィンのコルゲート成形が困
難になる。従って、Mg、Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Tiは、0.
03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以
下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越
え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.
03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のTiのうち1種または2種以上を、必要に応じて、添
加する。 【0036】[ 請求項7、8関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更にZn、In、Snの1種または2種以上及びMg、
Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Tiの1種または2種以上を添加し
たAl合金芯材である。これらの添加の理由とその範囲
の限定理由は、前記と同様である。以上が本発明で用い
る芯材合金の添加元素についての説明であるが、他の不
可避的不純物元素としては、鋳塊組織の微細化のために
添加される Bや、強度向上を目的として添加される V等
があるが、これらはそれぞれ0.05wt% 以下であれば、含
有されていても差し支えない。 【0037】本発明のフイン用ブレージングシート(請
求項1〜8)は、使用目的、用途に応じて、前記のAl
合金芯材と前記のAl合金ろう材を適宜選択組み合わ
せ、芯材の両面にろう材をクラッドしたものである。本
発明のフイン用ブレージングシートの板厚は、前述の理
由から従来のものより薄肉化でき、用途によって0.0
8〜0.12mmとすることができる。ろう材のクラッ
ド率は、片面につき全板厚の5〜15%程度で、板厚に
より変える。一般には、板厚が厚いほど小さくなる。本
発明のフイン用ブレージングシートの調質は、特に規定
しない。成形性等を考慮して、H1n材、H2n材、ま
たはH3n材等の中から適当に選択すればよい。 【0038】本発明のフイン用ブレージングシートは、
主としてAl合金製熱交換器の製造に用いられる。ここ
でいうAl合金製熱交換器とは、コンデンサー、エバポ
レーター、ラジエーター、ヒーター、オイルクーラー等
であるが、これらに限定されるものではない。本発明の
フイン用ブレージングシートの用途は、熱交換器が中心
であるが、これ以外の用途にも使用可能である。 【0039】本発明のフイン用ブレージングシートは、
ろう付温度を 570℃を超え 585℃以下で行うことを推奨
する。その理由は、ろう付け温度が 570℃以下では、本
発明のろう材は組成的に溶融せず、ろう付できないため
である。また 585℃を超えるとフイン用ブレージングシ
ートの芯材の熱伝導性が低下し、かつ高温での耐座屈性
が低下するためである。さらにSiやCu等を多量に含
有した低融点でかつ高強度合金からなる他の冷媒通路構
成部材が使用できなくなるためである。なお、このよう
にろう付温度を低下させることで、ろう付炉の寿命が延
びるという効果も得られる。 【0040】ここで、本発明のフイン用ブレージングシ
ートでは、ろう付け温度は限定されるが、それ以外のろ
う付け条件は従来とほとんど同様でよい。すなわち、フ
ラックスブレージング法、真空ブレージング法、非腐食
性のフラックスを用いたノンコロジョンブレージング法
等の任意のろう付け法が適用できる。ろう付け前の組立
て、洗浄、必要により施すフラックス塗布等は従来通り
行えばよい。この場合フラックスは、例えばセシウム系
のフラックスを用いれば、前記の低温度域( 570℃を超
え 585℃以下)でろう付け可能である。また、ろう付け
後の工程は、特に限定されない。従来より行われている
ように、時効処理やフラックス除去や塗装等を行えばよ
い。本発明のフイン用ブレージングシートの製造は、前
記の芯材及び皮材となるろう材を別々に所定の合金組成
の合金に溶解鋳造して鋳塊又は厚板とし、この両者を熱
間で合わせ圧延し、これを更に冷間圧延(必要に応じて
焼鈍)して、所定の厚さの板(これに限定されるもので
はないが、例えば0.08〜0.12mm程度)とされ
る。なお、本発明のフイン用ブレージングシートの皮材
となるろう材合金(Al-Si-Cu-Zn-Mn-Fe系合金) は、従来
のブレージングシート等で製造したAl合金製熱交換器
のスクラップ及び工場でのブレージングシート製造時に
発生する工場屑(本発明のフイン用ブレージングシート
の工場屑も含む)を使用して製造することができる。即
ち、これらの屑合金は、本発明のフイン用ブレージング
シートのろう材Al合金にリサイクルできる。 【0041】 【実施例】以下に、本発明に係わるフイン用ブレージン
グシートの実施例を比較例、従来例と比較して、より具
体的に説明する。屑材の一例として、工場生産の際に出
るブレージングシート屑、およびAl合金製熱交換器の
スクラップを溶解鋳造した平均的な合金組成を表1に示
す。 【0042】 【表1】 【0043】なお、表1中、フイン用ブレージングシー
ト工場屑は、主としてAl−Mn−Zn系合金の芯材の
両面に、ろう材としてAl−Si系合金の皮材をクラッ
ドしたブレージングシート等の工場屑である。チューブ
用ブレージングシート工場屑は、主としてAl−Mn−
Cu系合金の芯材の片面に、ろう材としてAl−Si系
合金、他面に犠牲材としてAl−Zn系合金をクラッド
したブレージングシート等の工場屑である。また、熱交
換器スクラップは、Al合金製ラジエーターで、Al−
Mn−Cu系合金の芯材の片面に、ろう材としてAl−
Si系合金、他面に犠牲材としてAl−Zn系合金をク
ラッドしたチューブ材、ヘッダー材とAl−Mn−Zn
系合金のフイン材、その他から構成されたものである。 【0044】表1に示す屑合金(No.1、2、3)を
配合して、表2に示す種々の組成のろう合金材を溶解鋳
造した。なお、表2のろう合金材No.A〜J、M、N
は、前記屑材を使用し、更にAl地金を追加し、またS
i、Cu、Zn等は更に追加添加して所定の合金組成と
した。表2の比較例の一部(No.K、L)と従来合金
(No.O、P)の製造では、屑組成との関係で前記屑
材は使用できなかった。また、ろう合金材には、不可避
的不純物として、Cr、Zr、Ti等の元素が0.03wt% 以下含
有されており、特に合金材B、C、FではNiが0.15wt%
以下含有されている。皮材となるこれらのろう合金板の
製造は、DC鋳造、面削、均質化処理、熱間圧延を施す
常法により行った。 【0045】 【表2】【0046】次に、得られたろう合金板を表3に示す芯
材合金鋳塊の両面に合わせ、これを加熱して、熱間圧延
でクラッドして熱間圧延板とし、これを更に常法により
冷間圧延と焼鈍により所定の厚さと調質にして、両面に
ろう材がクラッドされたフイン用ブレージングシートを
製造した。芯材合金鋳塊の組成を表3に、ブレージング
シートの構成を表4に示す。得られたフイン用ブレージ
ングシートは、板厚0.10mmのH14調質材である。ろう
材のクラッド率は、片面につき全板厚の10% とした。 【0047】 【表3】 【0048】 【表4】【0049】前記厚さ0.10mmのフイン用ブレージングシ
ートについて、表4に示す条件でN2 ガス中でろう付け
加熱したのち、導電率測定、フィンの潰れの判定、フィ
レット形成の判定を行った。 【0050】フィンの導電率の測定は、前記のフイン用
ブレージングシートについて行った。フィンの導電率
は、熱伝導性の指標であり、導電率が高ければ熱伝導性
も高く、フィンの導電率が5%IACS向上すると、熱
交換器の熱効率は1%程度向上する。フィンの潰れの判
定、フィレット形成の判定は、前記厚さ0.10mm、調質H
14のフイン用ブレージングシートをコルゲート加工
し、その上下の板厚0.30mmの3003合金(Al-1.2wt%Mn-0.
15wt%Cu 合金)板と組み合わせて1段のコアに組み立
て、この組立てられたコアに、フッ化カリウム系フラッ
クスを10% の濃度で含有する液を塗布し、N2 ガス中で
加熱してろう付けした。ろう付け温度は、表4に併記し
た。ろう付け後のコアについて、外観観察によりフイン
の潰れ具合及びフィレットの形成具合を調査した。これ
らの結果を表5に示す。なお、表1のAl合金製熱交換
器のスクラップ及びブレージングシートの工場屑が、本
発明例、従来例のフイン用ブレージングシートのろう材
合金として再利用できるかどうか(リサイクル性)につ
いても、参考までに表5に示した。 【0051】 【表5】【0052】表5より明らかなように、本発明例のフイ
ン用ブレージングシート(N0.1〜13)は、ろう付
け加熱後のフィレットの形成具合は良好であり、また、
ろう付け温度が低温化できるので、薄肉フィン(実施例
の板厚0.10mm)であるにもかかわらずろう付け時
にフィンの潰れがなく、導電率も良好である。なお、従
来のフイン用ブレージングシートの板厚が0.15mm
程度であるので、本発明のフィン用ブレージングシート
は、かなり薄肉化できることも確認された。また、本発
明例のフイン用ブレージングシート(N0.1〜13)
は、そのシートのろう材に屑材を配合したものである
が、低温ろう付け加熱後のフィレットの形成具合は良好
であり、ろう材への屑のリサイクルによる資源の有効利
用も可能なことが実証された。 【0053】これに対して、比較例のNo.14、15
のブレージングシートは、ろう材にMnまたはCuを含有し
ていないのでリサイクルができなかった(ろう材に屑材
を配合できなかった)。さらに、No.15のブレージ
ングシートは、Cuを含有していないため、ろうの融点が
上昇し、ろう付け性が低下してフィレットが十分に形成
されていなかった。 【0054】No.16、17のブレージングシート
は、本発明のろう材組成と異なる組成であるが、ろう材
への屑材のリサイクルは可能である。しかしNo.16
のブレージングシートは、ろう材のSi量が本発明の限定
範囲より少ないため、ろう材の融点が高くろう付け性が
低下してフィレットが十分に形成されなく、またNo.
17のブレージングシートは、ろう材のMn量が本発明の
限定範囲より多いためろうの流動性が低下して、フィレ
ットが形成されなかった。 【0055】また、No.18〜20のブレージングシ
ートは、従来のろう材を使用した例であり、ろう材にM
n、Cu、Znが含有されていないため、屑材をろう材にリ
サイクルができない。さらに、No.18のブレージン
グシートは、ろう付け温度が580℃であるため、フィ
レットが形成されなく、No.19、20のブレージン
グシートは、ろう付け温度が 600℃であるため、フィン
が溶融したり潰れたりしている。なお、従来例のNo.
21は、従来のAl−Si−Fe合金ろう材と従来の高
Mn含有の芯材によるフィン用ブレージングシートであ
り、導電率が低い例である。 【0056】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるフ
イン用ブレージングシートは、低温度でろう付けが可能
であり、これに伴いろう付け中の熱交換器の薄肉フイン
部材の座屈が少なく、又チューブ材等他の低融点でかつ
高強度部材と一緒にろう付けできることにより、Al合
金製熱交換器の小型、軽量化が実現できる。又一般のA
l合金製熱交換器のスクラップ及び工場で発生するブレ
ージングシート屑が、本発明に係わる新たなフィン用ブ
レージングシートの製造の際に、そのろう材原料として
使用可能で、リサイクル性に優れる等工業上顕著な効果
を奏するものである。
用ブレージングシートに関するもので、更に詳しくは低
温度でろう付けが可能であり、これに伴いろう付け中の
熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少なく、又チューブ
材等他の高強度部材と一緒にろう付けできることによ
り、Al合金製熱交換器の小型、軽量化が実現でき、更
に一般のAl合金製熱交換器のスクラップが、新たなフ
イン用ブレージングシートの製造の際に、そのろう材原
料として使用可能なリサイクル性に優れたフイン用ブレ
ージングシートに関するものである。 【0002】 【従来の技術】Al合金製熱交換器の一例として、図1
にサーペンタインタイプの熱交換器であるコンデンサー
の斜視図を示す。また、図2は、このコンデンサーに使
用する押出偏平多穴チューブ1の一例を示す拡大斜視図
である。このコンデンサーは、熱間または温間で偏平管
状に押出成形した多穴チューブ1を蛇行状に折り曲げ、
多穴チューブ1の間にブレージングシートからなるコル
ゲートフイン2を取り付けたものである。ここで3は、
冷媒の入口、出口に相当するコネクターである。これら
の部材は、ブレージング(ろう付け)で一体に接合され
る。なお、チューブ1、コルゲートフイン2の寸法は、
その一例をあげると、コンデンサー(図1)の場合、チ
ューブ(図2、4穴)は巾22mm×高さ5mm×肉厚
1.0mm、フインは巾22mm×厚さ0.15mm程
度であり、またエバポレーター(図示せず)の場合、チ
ューブ(例えば10穴)は巾80mm×高さ5mm×肉
厚1.0mm、フインは巾80mm×厚さ0.13mm
程度であり、熱交換器の小型、軽量化のため、チューブ
材、フイン材ともに厚さは、薄くなる傾向にある。 【0003】チューブ材1には、例えばJIS1050 合金
(純度99.5wt% 以上のAl)、 JIS3003合金(Al-1.2wt%M
n-0.1wt%Cu合金)、またはチューブ材の強度向上若しく
は電位を貴にするため、前記3003合金に更にCuをやや
多く添加した合金等が用いられている。また、ブレージ
ングシートからなるコルゲートフイン2には、Al−M
n系または純Al系の合金にZnを例えば1〜5%添加
したものを芯材とし、その両面に、通常JIS4045 合金
(Al-10wt%Si合金)、JIS4343 合金(Al-8wt%Si 合金)
等のろう材をクラッドしたものが使用されている。この
フィンの芯材へのZn添加の理由は、フィン材の犠牲陽
極効果によるチューブ材の防食のためである。 【0004】なお、ここでいうブレージングシートと
は、ろう付けに用いる板であり、芯材の片面又は両面に
Al−Si系ろう材がクラッドされた板をいう。またこ
のブレージングシートの製造は、芯材及び皮材となるろ
う材を別々に所定の合金組成の合金に溶解鋳造して鋳塊
又は厚板とし、この両者を熱間で合わせ圧延し、これを
更に冷間圧延(必要に応じて焼鈍)して、所定の厚さの
板とされる。 【0005】前記のブレージングシートからなるコルゲ
ートフイン2、チューブ1、コネクター3は、600 ℃付
近の温度に加熱してブレージング(ろう付け)により接
合組み立てられるが、ブレージング工法としては、フラ
ックスブレージング法、真空ブレージング法、非腐食性
のフラックスを用いたノンコロジョンブレージング法等
が行われる。 【0006】ところで、近年、熱交換器は軽量・小型化
の方向にあり、そのためにチューブ材、フイン材等の各
部材の薄肉化が望まれている。しかしながら、フイン用
ブレージングシートについて、従来の方法で薄肉化を行
った場合、以下の問題点が生じる。即ち、ろう付け時に
フィンが座屈したり、フィンの芯材にろうが拡散し溶融
してしまう現象は、フィンが薄くなるほど生じ易くな
る。フィンに座屈が生じると通風抵抗の増加により熱交
換器の熱効率が低下する。 【0007】上記の問題に加え、近年、地球資源の有効
利用の見地から材料のリサイクル性が要求されるように
なった。自動車用の熱交換器は解体時に外され、Al合
金として溶解される。しかし、上記のように、ブレージ
ング工法で製造されるAl合金製熱交換器は、前記の部
材毎に合金組成が異なり、熱交換器全体の平均組成は、
多量のMn、Si、Zn等を含有した半端な組成になってい
る。そのため、ブレージング工法により製造したAl合
金製熱交換器を溶解しても鋳物用としてしか利用できな
い。今後の廃車数量の増加や、銅製の熱交換器からAl
合金製熱交換器への移行等を考慮すると、前記の各構成
部材からなるAl合金製熱交換器の多量のスクラップが
鋳物用としてではなく、新たに製造する熱交換器のフイ
ン用ブレージングシートのろう材に、そのままリサイク
ル可能なフイン用ブレージングシートの必要性が高まっ
ている。 【0008】また、熱交換器用のAl合金製ブレージン
グシートを製造する際に、工場で発生する多量の屑も、
この屑を溶解した場合の平均組成が半端なため、ブレー
ジングシートの各部材(芯材、皮材としてのろう材)用
の原料として展開できないという問題がある。なお、参
考までに、一例として従来のAl合金製熱交換器のスク
ラップ及び従来のブレージングシート製造時の工場屑の
溶解後の平均的合金組成を表1に示す。Si(1.8〜2.5w
t%) 、Fe(0.2〜0.3wt%) 、Cu(0.1〜0.5wt%) 、Mn
(1.0wt%)、Zn(0.3〜1.2wt%) が、かなりの量含有され
ていることがわかる。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低温
度でのろう付けが可能であり、これに伴ってろう付け中
に、熱交換器の薄肉フイン部材の座屈が少なく、又チュ
ーブ材等他の低融点の高強度部材と一緒にろう付けでき
ることにより、Al合金製熱交換器の小型、軽量化が実
現できること、また熱伝導性等の優れたフィン用ブレー
ジングシートを見出すことである。更に一般のAl合金
製熱交換器のスクラップが、新たなフイン用ブレージン
グシートの製造の際に、そのろう材原料として使用可能
なリサイクル性に優れたフイン用ブレージングシートを
見出すことである。 【0010】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1の本発明は、0.05wt% を越え2.5wt%以下のS
i、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有し残部がAl
と不可避的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記
芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%
を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、
0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%
以下のFeを含有し残部がAlと不可避的不純物とからな
るAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とする熱交
換器のフイン用ブレージングシートであり、 【0011】また、請求項2の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯
材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下
のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0w
t%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt%
を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のInと
0.3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有し、残部が
Alと不可避的不純物とからなる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のフイン用ブレージ
ングシートであり、 【0012】また、請求項3の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越
え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnのう
ち1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的
不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフ
イン用ブレージングシートであり、 【0013】また、請求項4の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeMnを含
有し、更に0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避
的不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両
面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.
0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt%
を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFe
を含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち
1種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物
とからなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴と
する熱交換器のフイン用ブレージングシートであり、 【0014】更に、請求項5の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越
え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.
05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越
え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含有し、
残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯材
とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下の
Si、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%
以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を
越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特
徴とする熱交換器のフイン用ブレージングシートであ
り、 【0015】また、請求項6の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越
え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.
05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越
え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含有し、
残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金を芯材
とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下の
Si、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%
以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を
越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下のInと0.
3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有し、残部がA
lと不可避的不純物とからなる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のフイン用ブレージン
グシートであり、 【0016】また、請求項7の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、そして0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフ
イン用ブレージングシートであり、 【0017】また、請求項8の発明は、0.05wt% を越え
2.5wt%以下のSi、0.05wt% を越え2.0wt%以下のFeを含有
し、そして0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を
越え0.3wt%以下のIn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のSnの
うち1種または2種以上を含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち1
種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物と
からなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とす
る熱交換器のフイン用ブレージングシートである。 【0018】 【発明の実施の形態】まず、本発明に係わるフイン用ブ
レージングシートを構成する芯材および皮材(ろう材)
の合金元素を決定した考え方について説明する。コンデ
サー、エバポレーター等のAl合金製熱交換器のフイン
用ブレージングシートの特性について種々検討を行った
結果、軽量薄肉化のために最も必要な特性は、フィンの
耐高温座屈性、強度、熱伝導性、フィンの犠牲効果によ
る冷媒通路部材の耐蝕性の向上である。また、他の課題
は、一般のAl合金製熱交換器のスクラップが、新たな
フイン用ブレージングシートの製造の際に、そのろう材
原料として使用可能なリサイクル性に優れることであ
る。 【0019】Al合金製熱交換器をブレージング工法に
て製造する場合、その加熱は、通常600℃付近の温度で
行われる。この 600℃という温度は、フィン材にとって
かなりの高温であるため、次の3つの問題が生じる。即
ち、加熱中にフィンが座屈する、フィンの芯材に低
融点の高強度合金が使用できない、芯材合金中の金属
間化合物が再固溶してフィンの熱伝導性が低下する。こ
のような問題点を解決する方法として、ろう付け温度の
低温化があり、以下の理由で上記問題点が解決される。 フィンの座屈の大部分は、高温でのフィン芯材の高温
クリープ現象が原因で起きる。この座屈は 590℃付近を
境にそれより高温で急激に起きる(フィンが弱くな
る)。従って、ろう付け温度が 585℃以下であれば、こ
れを原因とするフィンの座屈は生じ難くなる。さらに、
フィン芯材にろうが拡散することを原因とする座屈があ
るが、ろうの拡散は 595℃付近を境にそれより高温で急
激に起きる。従ってろう付け温度が 585℃以下であれ
ば、ろうの拡散が少なくなり、フィンの座屈は生じ難く
なる。 フィンの強度については、高強度Al合金に添加され
る元素としてCu、Mg、Si等があるが、フィンの芯材とし
て用いる場合、犠牲効果、熱伝導性やろう付け性を考慮
しなければならない。よって、強度向上のために添加量
を増すことができる元素は限られ、具体的にはSiの添加
が有力である。 600℃でのろう付けで添加可能なSi量は
1wt%程度であるが、 585℃以下でのろう付けでは2.5wt%
程度の添加が可能となり、このことによって、フィン材
の強度を向上させることができる。 フィンの熱伝導性は、Al合金芯材中に析出していた
金属間化合物がろう付け加熱時に、再固溶するために低
下する。加熱温度が高いほど合金元素の固溶限が大きく
なりかつ拡散速度が大きくなるので、再固溶は進行しや
すくなる。そのため、ブレージング温度を下げること
は、フィンの熱伝導性を高めるのに効果がある。 本発明のフイン用ブレージングシートは、このような低
温度(585℃以下)でろう付けできるAl合金ろう材
をAl合金芯材の両面にクラッドしたものである。 【0020】さて、我々発明者等は、先にこのように通
常のろう付け温度(約 600℃)より低い温度でろう付け
を行うためのろう材(Al−Si−Cu−Zn−Fe系
合金)を提案した(特開平7-24593 号公報等)。このろ
う材と本発明で用いるろう材(Al−Si−Cu−Zn
−Fe−Mn系合金)との大きな違いは、本発明で用い
るろう材がMn添加により、ろう材自身の耐食性の向上の
点と、ブレージングシートによって製造されたAl合金
製熱交換器のスクラップやブレージングシートの工場屑
が、新たなフイン用ブレージングシートの製造の際に、
そのろう材原料として使用可能なリサイクル性を考慮し
ている点である。 【0021】以下に、本発明に係わるフイン用ブレージ
ングシートに用いるろう材の合金組成について、その添
加元素の意義と組成範囲の限定理由を説明する。本発明
で用いるろう材の合金組成は、7.0wt%を越え12.0wt% 以
下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え6.
0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05wt
% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可避
的不純物からなるAl合金(請求項1、3、5、7関
係)、及び前記Al合金に更に、0.3wt%以下のIn、0.3w
t%以下のSnのうち1種または2種を添加したAl合金
(請求項2、4、6、8関係)である。 【0022】〔請求項1、3、5、7関係のろう材〕Si
は、合金の融点を下げるが、その量が 7.0wt% 以下では
十分に融点が低下せず、585 ℃以下の温度でろう付けで
きない。さらに、その量が12.0wt% を越えると逆に融点
が上がるため、585 ℃以下の温度でろう付けできない。
従って、Siは7.0wt%を越え12.0wt% 以下とすが、本合金
はMnを含有しているため、ろうの流動性を考慮すると8.
0 〜11.0wt% とするのがより望ましい。 【0023】Cuは、合金の融点を下げ、ろうの流動性を
向上させる。ここで、Cuの量が0.4wt%以下ではその効果
が十分でなく、その量が8.0wt%を越えるとろう合金の圧
延加工性が低下し、フイン用ブレージングシートとする
ことが難しくなる。従って、Cuは0.4wt%を越え8.0wt%以
下とするが、低温でのろうの流動性を考慮すると1.0wt%
以上添加し、圧延性を考慮すると4.0wt%以下添加するの
がより好ましい。 【0024】Znの添加は、合金の融点を下げる。さら
に、本発明のようにCuを添加したろう合金では、ろうの
電位がチューブ等冷媒通路構成部材の電位より貴にな
り、外部腐食がピット状に進行しその速度が早いという
問題がある。Znの添加は、ろうの電位を下げ、ろうの電
位を冷媒通路構成部材の電位に近づけ、チューブ等冷媒
通路構成部材の耐食性を向上させる。しかし、その量が
0.5wt%以下では前記の効果が十分でなく、その量が6.0w
t%を越えるとろうの自己耐食性が低下する上に、合金の
圧延加工性が低下し、フイン用ブレージングシートに用
いるろうとしては適さなくなる。従って、Znは0.5wt%を
越え6.0wt%以下とするが、低温でのろうの流動性を考慮
すると2.0wt%以上添加し、圧延性を考慮すると5.0wt%以
下添加するのがより好ましい。 【0025】Mnは、ろうが溶融後凝固するときに生じる
金属間化合物をMn系の化合物とすることで、ろう自身の
耐食性を向上させる。すなわち、Mnが添加されていない
合金ではFeを含んだAl-Fe-Si系の金属間化合物が凝固時
に生じこれが腐食の起点となるが、本発明ではこの化合
物中にMnが含有されることで、金属間化合物の特性が変
化し、耐食性が極めて向上する。このような効果を発揮
させるには、0.05wt%を越えるMnが必要であり、1.2wt%
を越えると粗大なMn系化合物を形成し、合金としての成
形性が低下し、鋳造後加工できなくなる。従って、Mnは
0.05wt% を越え1.2wt%以下とるが、耐食性を考慮すると
0.1wt%を越えて添加し、ろうの流動性を考慮すると0.8w
t%以下添加するのがより好ましい。 【0026】Feは、ろうが溶融後凝固するときの結晶粒
を微細化し、フィレットの強度を高める働きを有する
が、その量が0.05wt% 以下では十分に効果を発揮しな
い。さらに、先に述べたように、Feは凝固時に金属間化
合物を形成し、これが腐食の起点となる。Fe量が増える
とMnと化合物を作らないFeが生じる。そのため、Fe量は
結晶粒の微細化効果と腐食性とのバランスから0.05wt%
を越え0.5wt%以下と定めるが、その上限は耐食性の点か
ら0.2wt%以下がより望ましい。 【0027】〔請求項2、4、6、8関係のろう材〕以
上が、本発明に係わるろう材の必須の添加元素である
が、本ろう材は、更に必要に応じてInおよびSnを添加す
る場合がある。InおよびSnは、ろうの電位を卑にしこの
犠牲陽極効果により冷媒通路構成部材の耐食性を向上さ
せる。つまりろう材中のZnの効果を助ける意味で、各々
0.3wt%以下の範囲で添加する。その量が0.3wt%を越える
と、合金の圧延加工性が低下する。より好ましい範囲は
各々0.01〜0.3wt%である。なお、InおよびSnは、上記の
範囲で1種または2種を添加する。 【0028】次に本発明のフイン用ブレージングシート
のろう材の不可避的不純物としては、Ni、Cr、Zr、Ti、
Mg等がある。Niは、熱交換器用合金の強度を高める元素
として最近使用され出した元素で、Al合金製熱交換器
のスクラップをろう材にリサイクルする際に無視できな
い元素である。Niの特性は、Feとほぼ同じであるので、
不可避的不純物としてのNiは、0.5wt%以下なら特に問題
ない。また、不可避的不純物としてのCr、Zr、Ti、Mg等
は、各々が0.30wt% 以下であれば特に問題ない。 【0029】本発明のフイン用ブレージングシートにお
けるろう材の他の特徴は、リサイクル性を考慮した合金
組成にある。従来のAl合金製熱交換器に用いられる部
材の合金元素には、フィン等での犠牲陽極効果付与のた
めのZn、ろう材に多量に含有されるSi、芯材での強度向
上のためのCu、Mn等がある。そして、前記Al合金製熱
交換器のスクラップは、これらの合金元素を全て含有す
るため、熱交換器用部材となる新たなブレージングシー
ト(特にろう材)への原料には展開できないものであっ
た。結局、Al合金製熱交換器のスクラップは、鋳物用
原料として使用されているが、これらはあくまで再利用
であり、省資源の見地からはAl合金製熱交換器スクラ
ップから、熱交換器用部材となる新たなブレージングシ
ート(特にろう材)への原料という真のリサイクルが望
ましい。 【0030】本発明のフイン用ブレージングシートで用
いるろう材の合金元素は、Si、Cu、Zn、Mn、Fe、更にI
n、Snであり、従来のブレージング工法で製造されるA
l合金製熱交換器の部材に通常添加されている元素をす
べて含んでいる( 表1参照)。すなわち、本発明のフイ
ン用ブレージングシートのろう材は、従来の一般的なA
l合金製熱交換器のスクラップを熱交換器用部材となる
新たなフイン用ブレージングシート製造の際に、そのシ
ートのろう材の原料としてリサイクルできる合金であ
る。なお、本発明のフイン用ブレージングシートの工場
生産で発生する工場屑も、又このろう材へのリサイクル
が可能である。 【0031】次に、本発明のフイン用ブレージングシー
トに使用する芯材の合金組成について述べる。本発明で
用いる芯材は、0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFe、を含有し、残部がAlと不可
避的不純物からなるAl合金(請求項1、2関係)、な
らびに前記請求項1 の芯材に、更に、0.05wt% を越え5.
0wt%以下のZn、0.002 wt% を越え0.3wt%以下のIn、0.00
2 wt% を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上
を含有させたAl合金(請求項3、4関係)、ならびに
前記請求項1 の芯材に、更に、0.03wt% を越え0.5wt%以
下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越
え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.
03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のZr、0.03wt%を越え0.3wt%以下のTiのうち1種また
は2種以上を含有させたAl合金(請求項5 、6 関
係)、ならびに前記請求項1 の芯材に、更に、0.05wt%
を越え5.0wt%以下のZn、0.002 wt% を越え0.3wt%以下の
In、0.002 wt% を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または
2種以上及び0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt%
を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のC
u、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3
wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt%
を越え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含
有させたAl合金(請求項7、8関係)である。 【0032】以下に、芯材合金に添加する元素の意義お
よびその添加範囲の限定理由について、述べる。 [ 請求項1、2関係の芯材〕請求項1、2関係の芯材
は、Al-Si-Fe合金芯材である。Siは強度向上に寄与す
る。Siが0.05wt% 以下ではその効果が十分でなく、2.5w
t%を越えると融点が低下し、本発明のろう材を用いて
も、ろう付け時に溶融してしまう。従って、Siは0.05wt
% を越え2.5wt%以下とするが、強度を考慮すると0.5wt%
以上がより望ましく、熱伝導性を考慮すると1.0wt%以下
がより望ましい。 【0033】Feは、金属間化合物を形成し、強度の向上
に寄与する。その量が0.05wt% 以下ではその効果が十分
に得られず、2.0wt%を越えるとろう付け時にフィン芯材
の再結晶粒が微細になり、ろう中のSiの拡散が大きくな
りフィンが潰れやすくなる。従って、Feは0.05wt% を越
え2.0wt%以下とする。 【0034】[ 請求項3、4関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更にZn、In、Snを添加したAl合金芯材であ
る。Zn、In、Snを添加するのは、フィン材に犠牲陽極効
果を付与するためである。0.05wt% 以下のZn、0.002 wt
% 以下のIn、0.002 wt% 以下のSnでは上記の効果が十分
でなく、5.0wt%越えたZn、0.3wt%越えたIn、0.3wt%越え
たSnを添加した場合、熱伝導性が低下する。従って、Z
n、In、Snは、0.05wt% を越え5.0wt%以下のZn、0.002 w
t% 越え0.3wt%以下のIn、0.002 wt% 越え0.3wt%以下のS
nのうち1種または2種以上を添加する。 【0035】[ 請求項5、6関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更に必要に応じてMg、Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Ti
の1 種または2 種以上を添加Al合金芯材である。この
ように添加するのは、フィン材にさらに強度を付与する
ためである。0.03wt% 以下のMg、Mn、Cu、Cr、Zr、Ti、
0.05wt% 以下のNiではその効果がない。また、0.5wt%を
越えるMgは、フッ化カリウム系フラックスを用いた場
合、ろう付性が低下する。0.6wt%を越えるMnは、熱伝導
性が低下する。2.5wt%を越えるCuは、フィンの電位を貴
にし、犠牲効果を減ずる。2.0wt%を越えるNiおよび0.3w
t%を越えるCr、Zr、Tiは、フィンのコルゲート成形が困
難になる。従って、Mg、Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Tiは、0.
03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以
下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越
え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.
03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以
下のTiのうち1種または2種以上を、必要に応じて、添
加する。 【0036】[ 請求項7、8関係の芯材〕Al-Si-Fe合金
芯材に、更にZn、In、Snの1種または2種以上及びMg、
Mn、Cu、Ni、Cr、Zr、Tiの1種または2種以上を添加し
たAl合金芯材である。これらの添加の理由とその範囲
の限定理由は、前記と同様である。以上が本発明で用い
る芯材合金の添加元素についての説明であるが、他の不
可避的不純物元素としては、鋳塊組織の微細化のために
添加される Bや、強度向上を目的として添加される V等
があるが、これらはそれぞれ0.05wt% 以下であれば、含
有されていても差し支えない。 【0037】本発明のフイン用ブレージングシート(請
求項1〜8)は、使用目的、用途に応じて、前記のAl
合金芯材と前記のAl合金ろう材を適宜選択組み合わ
せ、芯材の両面にろう材をクラッドしたものである。本
発明のフイン用ブレージングシートの板厚は、前述の理
由から従来のものより薄肉化でき、用途によって0.0
8〜0.12mmとすることができる。ろう材のクラッ
ド率は、片面につき全板厚の5〜15%程度で、板厚に
より変える。一般には、板厚が厚いほど小さくなる。本
発明のフイン用ブレージングシートの調質は、特に規定
しない。成形性等を考慮して、H1n材、H2n材、ま
たはH3n材等の中から適当に選択すればよい。 【0038】本発明のフイン用ブレージングシートは、
主としてAl合金製熱交換器の製造に用いられる。ここ
でいうAl合金製熱交換器とは、コンデンサー、エバポ
レーター、ラジエーター、ヒーター、オイルクーラー等
であるが、これらに限定されるものではない。本発明の
フイン用ブレージングシートの用途は、熱交換器が中心
であるが、これ以外の用途にも使用可能である。 【0039】本発明のフイン用ブレージングシートは、
ろう付温度を 570℃を超え 585℃以下で行うことを推奨
する。その理由は、ろう付け温度が 570℃以下では、本
発明のろう材は組成的に溶融せず、ろう付できないため
である。また 585℃を超えるとフイン用ブレージングシ
ートの芯材の熱伝導性が低下し、かつ高温での耐座屈性
が低下するためである。さらにSiやCu等を多量に含
有した低融点でかつ高強度合金からなる他の冷媒通路構
成部材が使用できなくなるためである。なお、このよう
にろう付温度を低下させることで、ろう付炉の寿命が延
びるという効果も得られる。 【0040】ここで、本発明のフイン用ブレージングシ
ートでは、ろう付け温度は限定されるが、それ以外のろ
う付け条件は従来とほとんど同様でよい。すなわち、フ
ラックスブレージング法、真空ブレージング法、非腐食
性のフラックスを用いたノンコロジョンブレージング法
等の任意のろう付け法が適用できる。ろう付け前の組立
て、洗浄、必要により施すフラックス塗布等は従来通り
行えばよい。この場合フラックスは、例えばセシウム系
のフラックスを用いれば、前記の低温度域( 570℃を超
え 585℃以下)でろう付け可能である。また、ろう付け
後の工程は、特に限定されない。従来より行われている
ように、時効処理やフラックス除去や塗装等を行えばよ
い。本発明のフイン用ブレージングシートの製造は、前
記の芯材及び皮材となるろう材を別々に所定の合金組成
の合金に溶解鋳造して鋳塊又は厚板とし、この両者を熱
間で合わせ圧延し、これを更に冷間圧延(必要に応じて
焼鈍)して、所定の厚さの板(これに限定されるもので
はないが、例えば0.08〜0.12mm程度)とされ
る。なお、本発明のフイン用ブレージングシートの皮材
となるろう材合金(Al-Si-Cu-Zn-Mn-Fe系合金) は、従来
のブレージングシート等で製造したAl合金製熱交換器
のスクラップ及び工場でのブレージングシート製造時に
発生する工場屑(本発明のフイン用ブレージングシート
の工場屑も含む)を使用して製造することができる。即
ち、これらの屑合金は、本発明のフイン用ブレージング
シートのろう材Al合金にリサイクルできる。 【0041】 【実施例】以下に、本発明に係わるフイン用ブレージン
グシートの実施例を比較例、従来例と比較して、より具
体的に説明する。屑材の一例として、工場生産の際に出
るブレージングシート屑、およびAl合金製熱交換器の
スクラップを溶解鋳造した平均的な合金組成を表1に示
す。 【0042】 【表1】 【0043】なお、表1中、フイン用ブレージングシー
ト工場屑は、主としてAl−Mn−Zn系合金の芯材の
両面に、ろう材としてAl−Si系合金の皮材をクラッ
ドしたブレージングシート等の工場屑である。チューブ
用ブレージングシート工場屑は、主としてAl−Mn−
Cu系合金の芯材の片面に、ろう材としてAl−Si系
合金、他面に犠牲材としてAl−Zn系合金をクラッド
したブレージングシート等の工場屑である。また、熱交
換器スクラップは、Al合金製ラジエーターで、Al−
Mn−Cu系合金の芯材の片面に、ろう材としてAl−
Si系合金、他面に犠牲材としてAl−Zn系合金をク
ラッドしたチューブ材、ヘッダー材とAl−Mn−Zn
系合金のフイン材、その他から構成されたものである。 【0044】表1に示す屑合金(No.1、2、3)を
配合して、表2に示す種々の組成のろう合金材を溶解鋳
造した。なお、表2のろう合金材No.A〜J、M、N
は、前記屑材を使用し、更にAl地金を追加し、またS
i、Cu、Zn等は更に追加添加して所定の合金組成と
した。表2の比較例の一部(No.K、L)と従来合金
(No.O、P)の製造では、屑組成との関係で前記屑
材は使用できなかった。また、ろう合金材には、不可避
的不純物として、Cr、Zr、Ti等の元素が0.03wt% 以下含
有されており、特に合金材B、C、FではNiが0.15wt%
以下含有されている。皮材となるこれらのろう合金板の
製造は、DC鋳造、面削、均質化処理、熱間圧延を施す
常法により行った。 【0045】 【表2】【0046】次に、得られたろう合金板を表3に示す芯
材合金鋳塊の両面に合わせ、これを加熱して、熱間圧延
でクラッドして熱間圧延板とし、これを更に常法により
冷間圧延と焼鈍により所定の厚さと調質にして、両面に
ろう材がクラッドされたフイン用ブレージングシートを
製造した。芯材合金鋳塊の組成を表3に、ブレージング
シートの構成を表4に示す。得られたフイン用ブレージ
ングシートは、板厚0.10mmのH14調質材である。ろう
材のクラッド率は、片面につき全板厚の10% とした。 【0047】 【表3】 【0048】 【表4】【0049】前記厚さ0.10mmのフイン用ブレージングシ
ートについて、表4に示す条件でN2 ガス中でろう付け
加熱したのち、導電率測定、フィンの潰れの判定、フィ
レット形成の判定を行った。 【0050】フィンの導電率の測定は、前記のフイン用
ブレージングシートについて行った。フィンの導電率
は、熱伝導性の指標であり、導電率が高ければ熱伝導性
も高く、フィンの導電率が5%IACS向上すると、熱
交換器の熱効率は1%程度向上する。フィンの潰れの判
定、フィレット形成の判定は、前記厚さ0.10mm、調質H
14のフイン用ブレージングシートをコルゲート加工
し、その上下の板厚0.30mmの3003合金(Al-1.2wt%Mn-0.
15wt%Cu 合金)板と組み合わせて1段のコアに組み立
て、この組立てられたコアに、フッ化カリウム系フラッ
クスを10% の濃度で含有する液を塗布し、N2 ガス中で
加熱してろう付けした。ろう付け温度は、表4に併記し
た。ろう付け後のコアについて、外観観察によりフイン
の潰れ具合及びフィレットの形成具合を調査した。これ
らの結果を表5に示す。なお、表1のAl合金製熱交換
器のスクラップ及びブレージングシートの工場屑が、本
発明例、従来例のフイン用ブレージングシートのろう材
合金として再利用できるかどうか(リサイクル性)につ
いても、参考までに表5に示した。 【0051】 【表5】【0052】表5より明らかなように、本発明例のフイ
ン用ブレージングシート(N0.1〜13)は、ろう付
け加熱後のフィレットの形成具合は良好であり、また、
ろう付け温度が低温化できるので、薄肉フィン(実施例
の板厚0.10mm)であるにもかかわらずろう付け時
にフィンの潰れがなく、導電率も良好である。なお、従
来のフイン用ブレージングシートの板厚が0.15mm
程度であるので、本発明のフィン用ブレージングシート
は、かなり薄肉化できることも確認された。また、本発
明例のフイン用ブレージングシート(N0.1〜13)
は、そのシートのろう材に屑材を配合したものである
が、低温ろう付け加熱後のフィレットの形成具合は良好
であり、ろう材への屑のリサイクルによる資源の有効利
用も可能なことが実証された。 【0053】これに対して、比較例のNo.14、15
のブレージングシートは、ろう材にMnまたはCuを含有し
ていないのでリサイクルができなかった(ろう材に屑材
を配合できなかった)。さらに、No.15のブレージ
ングシートは、Cuを含有していないため、ろうの融点が
上昇し、ろう付け性が低下してフィレットが十分に形成
されていなかった。 【0054】No.16、17のブレージングシート
は、本発明のろう材組成と異なる組成であるが、ろう材
への屑材のリサイクルは可能である。しかしNo.16
のブレージングシートは、ろう材のSi量が本発明の限定
範囲より少ないため、ろう材の融点が高くろう付け性が
低下してフィレットが十分に形成されなく、またNo.
17のブレージングシートは、ろう材のMn量が本発明の
限定範囲より多いためろうの流動性が低下して、フィレ
ットが形成されなかった。 【0055】また、No.18〜20のブレージングシ
ートは、従来のろう材を使用した例であり、ろう材にM
n、Cu、Znが含有されていないため、屑材をろう材にリ
サイクルができない。さらに、No.18のブレージン
グシートは、ろう付け温度が580℃であるため、フィ
レットが形成されなく、No.19、20のブレージン
グシートは、ろう付け温度が 600℃であるため、フィン
が溶融したり潰れたりしている。なお、従来例のNo.
21は、従来のAl−Si−Fe合金ろう材と従来の高
Mn含有の芯材によるフィン用ブレージングシートであ
り、導電率が低い例である。 【0056】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるフ
イン用ブレージングシートは、低温度でろう付けが可能
であり、これに伴いろう付け中の熱交換器の薄肉フイン
部材の座屈が少なく、又チューブ材等他の低融点でかつ
高強度部材と一緒にろう付けできることにより、Al合
金製熱交換器の小型、軽量化が実現できる。又一般のA
l合金製熱交換器のスクラップ及び工場で発生するブレ
ージングシート屑が、本発明に係わる新たなフィン用ブ
レージングシートの製造の際に、そのろう材原料として
使用可能で、リサイクル性に優れ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】
【図1】図1は、サーペンタインタイプのコンデンサー
を示す斜視図である。 【図2】図2は、図1の押出偏平多穴チューブの一例を
示す拡大斜視図である。 【符号の説明】 1.押出偏平多穴チューブ 2.フィン 3.コネクター
を示す斜視図である。 【図2】図2は、図1の押出偏平多穴チューブの一例を
示す拡大斜視図である。 【符号の説明】 1.押出偏平多穴チューブ 2.フィン 3.コネクター
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し残部がAlと不可避的
不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフイ
ン用ブレージングシート。 【請求項2】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し残部がAlと不可避的
不純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち1
種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物と
からなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とす
る熱交換器のフイン用ブレージングシート。 【請求項3】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、更に0.05wt% を越え
5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のIn、0.00
2wt%を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上を
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合
金を芯材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt
% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越
え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.
05wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不
可避的不純物とからなる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のフイン用ブレージングシー
ト。 【請求項4】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeMnを含有し、更に0.05wt% を越
え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のIn、0.
002wt%を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上
を含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなるAl
合金を芯材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0
wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を
越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、
0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以
下のInと0.3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有
し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフイン
用ブレージングシート。 【請求項5】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、残部がAlと不可避的不純物とからなる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のフ
イン用ブレージングシート。 【請求項6 】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、更に0.03wt% を越え
0.5wt%以下のMg、0.03wt% を越え0.6wt%以下のMn、0.03
wt% を越え2.5wt%以下のCu、0.05wt% を越え2.0wt%以下
のNi、0.03wt% を越え0.3wt%以下のCr、0.03wt% を越え
0.3wt%以下のZr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のTiのうち
1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避的不
純物とからなるAl合金を芯材とし、前記芯材の両面
に、7.0wt%を越え12.0wt% 以下のSi、0.4wt%を越え8.0w
t%以下のCu、0.5wt%を越え6.0wt%以下のZn、0.05wt% を
越え1.2wt%以下のMn、0.05wt% を越え0.5wt%以下のFeを
含有し、更に0.3wt%以下のInと0.3wt%以下のSnのうち1
種または2種を含有し、残部がAlと不可避的不純物と
からなるAl合金ろう材をクラッドしたことを特徴とす
る熱交換器のフイン用ブレージングシート。 【請求項7】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、そして0.05wt% を越
え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のIn、0.
002wt%を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上
を含有し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt
% を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下の
Cu、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.
3wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt
% を越え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含
有し、残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金
を芯材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt%
以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え
6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05
wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、残部がAlと不可
避的不純物とからなる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のフイン用ブレージングシー
ト。 【請求項8】 0.05wt% を越え2.5wt%以下のSi、0.05wt
% を越え2.0wt%以下のFeを含有し、そして0.05wt% を越
え5.0wt%以下のZn、0.002wt%を越え0.3wt%以下のIn、0.
002wt%を越え0.3wt%以下のSnのうち1種または2種以上
を含有し、更に0.03wt% を越え0.5wt%以下のMg、0.03wt
% を越え0.6wt%以下のMn、0.03wt% を越え2.5wt%以下の
Cu、0.05wt% を越え2.0wt%以下のNi、0.03wt% を越え0.
3wt%以下のCr、0.03wt% を越え0.3wt%以下のZr、0.03wt
% を越え0.3wt%以下のTiのうち1種または2種以上を含
有し、残部がAlと不可避的不純物とからなるAl合金
を芯材とし、前記芯材の両面に、7.0wt%を越え12.0wt%
以下のSi、0.4wt%を越え8.0wt%以下のCu、0.5wt%を越え
6.0wt%以下のZn、0.05wt% を越え1.2wt%以下のMn、0.05
wt% を越え0.5wt%以下のFeを含有し、更に0.3wt%以下の
Inと0.3wt%以下のSnのうち1種または2種を含有し、残
部がAlと不可避的不純物とからなる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のフイン用ブレ
ージングシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12311096A JPH09310137A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 熱交換器のフイン用ブレージングシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12311096A JPH09310137A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 熱交換器のフイン用ブレージングシート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310137A true JPH09310137A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14852431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12311096A Pending JPH09310137A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 熱交換器のフイン用ブレージングシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310137A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005077569A1 (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Showa Denko K.K. | Clad material, method for manufacturing said clad material, and apparatus for mnufacturing said clad material |
| US7078111B2 (en) | 2002-12-13 | 2006-07-18 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Brazing sheet product and method of its manufacture |
| JP2009217006A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 辞書修正装置、システム、およびコンピュータプログラム |
| JP2012132597A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Fuji Electric Co Ltd | 熱交換器 |
| WO2015141193A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法 |
| JP2022045655A (ja) * | 2020-09-09 | 2022-03-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱伝導性と強度に優れたアルミニウム合金ベア材およびブレージングシート |
| US20220106666A1 (en) * | 2019-01-16 | 2022-04-07 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Recycling method for aluminum alloy |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP12311096A patent/JPH09310137A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2015141193A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2017-04-06 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法 |
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