JPH11302760A - 熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材及び熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材及び熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材Info
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- JPH11302760A JPH11302760A JP12412098A JP12412098A JPH11302760A JP H11302760 A JPH11302760 A JP H11302760A JP 12412098 A JP12412098 A JP 12412098A JP 12412098 A JP12412098 A JP 12412098A JP H11302760 A JPH11302760 A JP H11302760A
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- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸性及びアルカリ性の両冷媒に適用可能な熱
交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材を開発すること。 【解決手段】 Ｚｎ３．１〜１５．０wt％、Ｎｉ０．２
〜３．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からな
る熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材。
交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材を開発すること。 【解決手段】 Ｚｎ３．１〜１５．０wt％、Ｎｉ０．２
〜３．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からな
る熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付けにより製
造される自動車用熱交換器のチューブ管に好適な、酸性
とアルカリ性の両冷媒に適用可能なアルミニウム合金犠
牲陽極材及びアルミニウム合金複合材に関する。
造される自動車用熱交換器のチューブ管に好適な、酸性
とアルカリ性の両冷媒に適用可能なアルミニウム合金犠
牲陽極材及びアルミニウム合金複合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動車用熱交換器のラジエータ
ーは、図１（イ）（ロ）に示す構造のもので、冷媒を通
すチューブ管（１）の間にフィン（２）を配置し、チュ
ーブ管（１）の両端にそれぞれヘッダープレート（３）
を取付けてコア（４）を組立て、この組立体をろう付け
した後、ヘッダープレート（３）にパッキン（５）を介
して樹脂タンク（６）、（７）を取付けて製造される。
そしてこのようなラジエーターのチューブ管（１）に冷
媒を通すことにより該冷媒を冷却する構造である。なお
通常コア（４）の側面はサイドプレート（図示せず）に
より補強される。
ーは、図１（イ）（ロ）に示す構造のもので、冷媒を通
すチューブ管（１）の間にフィン（２）を配置し、チュ
ーブ管（１）の両端にそれぞれヘッダープレート（３）
を取付けてコア（４）を組立て、この組立体をろう付け
した後、ヘッダープレート（３）にパッキン（５）を介
して樹脂タンク（６）、（７）を取付けて製造される。
そしてこのようなラジエーターのチューブ管（１）に冷
媒を通すことにより該冷媒を冷却する構造である。なお
通常コア（４）の側面はサイドプレート（図示せず）に
より補強される。
【０００３】ここで前記フィンにはＪＩＳ−３００３合
金（Ａｌ−０．１５wt％Ｃｕ−１．１wt％Ｍｎ）にＺｎ
を１．５wt％程度添加した厚さ０．１mm程度の薄板が用
いられる。また前記チューブ管には、ＪＩＳ−３００３
合金を芯材とし、その片面にろう材を、他面にＪＩＳ−
７０７２合金（Ａｌ−１wt％Ｚｎ）を孔食防止用の犠牲
陽極材としてクラッドした厚さ０．２〜０．４mmのアル
ミニウム合金複合材（ブレージングシート）を、前記犠
牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状に電縫加工したも
のが用いられる。さらにヘッダープレートには厚さ１．
０〜１．３mmのチューブ管と同じ材質のアルミニウム合
金複合材が用いられている。
金（Ａｌ−０．１５wt％Ｃｕ−１．１wt％Ｍｎ）にＺｎ
を１．５wt％程度添加した厚さ０．１mm程度の薄板が用
いられる。また前記チューブ管には、ＪＩＳ−３００３
合金を芯材とし、その片面にろう材を、他面にＪＩＳ−
７０７２合金（Ａｌ−１wt％Ｚｎ）を孔食防止用の犠牲
陽極材としてクラッドした厚さ０．２〜０．４mmのアル
ミニウム合金複合材（ブレージングシート）を、前記犠
牲陽極材を内側（冷媒側）にして筒状に電縫加工したも
のが用いられる。さらにヘッダープレートには厚さ１．
０〜１．３mmのチューブ管と同じ材質のアルミニウム合
金複合材が用いられている。
【０００４】従来、熱交換器の冷媒には中性〜酸性冷媒
が使用されてきたが、近年アルカリ性冷媒も使用される
ことが多く、チューブ管には酸性とアルカリ性の両方の
腐食環境に耐える材料が要求されている。このためＪＩ
Ｓ−７０７２合金に種々の合金元素を添加した犠牲陽極
材を用いた改良型チューブ管（特開平９−１７６７６８
号公報など）が提案されている。
が使用されてきたが、近年アルカリ性冷媒も使用される
ことが多く、チューブ管には酸性とアルカリ性の両方の
腐食環境に耐える材料が要求されている。このためＪＩ
Ｓ−７０７２合金に種々の合金元素を添加した犠牲陽極
材を用いた改良型チューブ管（特開平９−１７６７６８
号公報など）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者等が
前記改良型チューブ管について調査したところでは、前
記チューブ管はアルカリ性腐食環境下では十分な耐食性
が得られないことが判明した。この原因として、アル
カリ性腐食環境下では犠牲陽極材表面に水酸化アルミニ
ウム皮膜が生成して犠牲陽極材の犠牲効果が阻害される
こと、ｐＨが１０を超えるアルカリ性腐食環境下では
芯材（ＪＩＳ−３００３合金）の自然電極電位が卑側に
移行して犠牲陽極材（Ａｌ−１〜３％Ｚｎ合金）との電
位関係が逆転することの２点が挙げられた。
前記改良型チューブ管について調査したところでは、前
記チューブ管はアルカリ性腐食環境下では十分な耐食性
が得られないことが判明した。この原因として、アル
カリ性腐食環境下では犠牲陽極材表面に水酸化アルミニ
ウム皮膜が生成して犠牲陽極材の犠牲効果が阻害される
こと、ｐＨが１０を超えるアルカリ性腐食環境下では
芯材（ＪＩＳ−３００３合金）の自然電極電位が卑側に
移行して犠牲陽極材（Ａｌ−１〜３％Ｚｎ合金）との電
位関係が逆転することの２点が挙げられた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらを基に、本発明者
等は鋭意研究を進めて、酸性及びアルカリ性の両腐食環
境下で優れた犠牲効果を示すアルミニウム合金犠牲陽極
材並びに前記犠牲陽極材を用いた耐食性に優れるアルミ
ニウム合金複合材の開発に成功した。
等は鋭意研究を進めて、酸性及びアルカリ性の両腐食環
境下で優れた犠牲効果を示すアルミニウム合金犠牲陽極
材並びに前記犠牲陽極材を用いた耐食性に優れるアルミ
ニウム合金複合材の開発に成功した。
【０００７】即ち本発明は、Ｚｎ３．１〜１５．０wt
％、Ｎｉ０．２〜３．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可
避不純物からなる熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極
材である。
％、Ｎｉ０．２〜３．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可
避不純物からなる熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極
材である。
【０００８】また本発明の熱交換器用高耐食性アルミニ
ウム合金複合材は、上記犠牲陽極材をアルミニウム合金
芯材の片面にクラッドし、該芯材の他の片面にＡｌ−Ｓ
ｉ系合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするもので
ある。
ウム合金複合材は、上記犠牲陽極材をアルミニウム合金
芯材の片面にクラッドし、該芯材の他の片面にＡｌ−Ｓ
ｉ系合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするもので
ある。
【０００９】また本発明の他の熱交換器用高耐食性アル
ミニウム合金複合材は、Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、Ｆ
ｅ０．０５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt
％、Ｍｎ０．０５〜２．０wt％を含有し、残部Ａｌと不
可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、該芯
材の片面に上記アルミニウム合金犠牲陽極材をクラッド
したことを特徴とするものである。
ミニウム合金複合材は、Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、Ｆ
ｅ０．０５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt
％、Ｍｎ０．０５〜２．０wt％を含有し、残部Ａｌと不
可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、該芯
材の片面に上記アルミニウム合金犠牲陽極材をクラッド
したことを特徴とするものである。
【００１０】さらに本発明の他の熱交換器用高耐食性ア
ルミニウム合金複合材は、Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、
Ｆｅ０．０５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt
％、Ｍｎ０．０５〜２．０wt％を含有し、さらにＭｇ
０．０３〜０．５wt％、Ｃｒ０．０３〜０．３wt％、Ｚ
ｒ０．０３〜０．３wt％、Ｔｉ０．０３〜０．３wt％、
Ｎｉ０．０５〜２．０wt％の１種又は２種以上を含有
し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金
を芯材とし、該芯材の片面に上記アルミニウム合金犠牲
陽極材をクラッドしたことを特徴とするものである。
ルミニウム合金複合材は、Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、
Ｆｅ０．０５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt
％、Ｍｎ０．０５〜２．０wt％を含有し、さらにＭｇ
０．０３〜０．５wt％、Ｃｒ０．０３〜０．３wt％、Ｚ
ｒ０．０３〜０．３wt％、Ｔｉ０．０３〜０．３wt％、
Ｎｉ０．０５〜２．０wt％の１種又は２種以上を含有
し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金
を芯材とし、該芯材の片面に上記アルミニウム合金犠牲
陽極材をクラッドしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金犠牲陽
極材は、ＡｌにＺｎを多量に含有させ、ｐＨ１０超のア
ルカリ性腐食環境下でも自然電極電位が芯材よりも卑に
なるようにし、またＮｉを所定量含有させ、これを微細
な金属間化合物として分散させてアルカリ性腐食環境下
での水酸化アルミニウム皮膜の生成を抑え、以てアルカ
リ性環境下でも犠牲陽極効果が十分発揮されるようにし
たものである。
極材は、ＡｌにＺｎを多量に含有させ、ｐＨ１０超のア
ルカリ性腐食環境下でも自然電極電位が芯材よりも卑に
なるようにし、またＮｉを所定量含有させ、これを微細
な金属間化合物として分散させてアルカリ性腐食環境下
での水酸化アルミニウム皮膜の生成を抑え、以てアルカ
リ性環境下でも犠牲陽極効果が十分発揮されるようにし
たものである。
【００１２】ここで本発明において、Ｚｎの含有量を
３．１〜１５．０wt％に規定した理由は、３．１wt％未
満ではその効果が十分に得られず、１５．０wt％を超え
ると圧延加工性が低下するためである。なお、アルカリ
性腐食環境下では芯材の自然電極電位は卑側に大幅に移
行するので、犠牲陽極材はＺｎを６．１wt％以上含有さ
せて犠牲陽極材の電位を十分卑にしておくことが望まし
い。
３．１〜１５．０wt％に規定した理由は、３．１wt％未
満ではその効果が十分に得られず、１５．０wt％を超え
ると圧延加工性が低下するためである。なお、アルカリ
性腐食環境下では芯材の自然電極電位は卑側に大幅に移
行するので、犠牲陽極材はＺｎを６．１wt％以上含有さ
せて犠牲陽極材の電位を十分卑にしておくことが望まし
い。
【００１３】またＮｉの含有量を０．２〜３．０wt％に
規定した理由は、０．２wt％未満では前記水酸化皮膜の
生成抑制効果が十分に得られず、３．０wt％を超えると
犠牲陽極材の自己耐食性並びに圧延加工性が低下するた
めである。特に望ましいＮｉの含有量は０．２〜１．２
wt％である。
規定した理由は、０．２wt％未満では前記水酸化皮膜の
生成抑制効果が十分に得られず、３．０wt％を超えると
犠牲陽極材の自己耐食性並びに圧延加工性が低下するた
めである。特に望ましいＮｉの含有量は０．２〜１．２
wt％である。
【００１４】不可避不純物元素のＳｉは０．５wt％以
下、できれば０．１wt％以下が望ましい。Ｓｉ以外の不
純物元素は各０．０５wt％以下であれば含まれていても
問題ない。
下、できれば０．１wt％以下が望ましい。Ｓｉ以外の不
純物元素は各０．０５wt％以下であれば含まれていても
問題ない。
【００１５】次に本発明のアルミニウム合金複合材は、
アルミニウム合金芯材の片面に前記アルミニウム合金犠
牲陽極材をクラッドしたものである。以下に、本発明で
規定したアルミニウム合金芯材の合金元素について説明
する。
アルミニウム合金芯材の片面に前記アルミニウム合金犠
牲陽極材をクラッドしたものである。以下に、本発明で
規定したアルミニウム合金芯材の合金元素について説明
する。
【００１６】Ｓｉはろう付け後にマトリックス中に固溶
して芯材の強度を向上させる。Ｓｉの含有量を０．０５
〜１．２wt％に規定した理由は、０．０５wt％未満では
強度を向上させる効果が十分に得られず、１．２wt％を
超えるとＳｉが単体で析出して芯材の自己耐食性が低下
するためである。Ｓｉの含有量は０．１〜０．８wt％が
特に望ましい。
して芯材の強度を向上させる。Ｓｉの含有量を０．０５
〜１．２wt％に規定した理由は、０．０５wt％未満では
強度を向上させる効果が十分に得られず、１．２wt％を
超えるとＳｉが単体で析出して芯材の自己耐食性が低下
するためである。Ｓｉの含有量は０．１〜０．８wt％が
特に望ましい。
【００１７】Ｆｅは粗大な金属間化合物としてマトリッ
クス中に分布して、芯材の結晶粒を微細にし、チューブ
管に成形するときの割れの発生を防止する。Ｆｅの含有
量を０．０５〜０．８wt％に規定した理由は、０．０５
wt％未満ではその効果が十分得られず、０．８wt％を超
えると芯材の自己耐食性が低下するためである。Ｆｅの
含有量は０．０５〜０．３wt％が特に望ましい。
クス中に分布して、芯材の結晶粒を微細にし、チューブ
管に成形するときの割れの発生を防止する。Ｆｅの含有
量を０．０５〜０．８wt％に規定した理由は、０．０５
wt％未満ではその効果が十分得られず、０．８wt％を超
えると芯材の自己耐食性が低下するためである。Ｆｅの
含有量は０．０５〜０．３wt％が特に望ましい。
【００１８】Ｃｕは芯材の強度向上と耐食性に影響を与
える。Ｃｕの含有量を０．００３〜１．２wt％に規定し
た理由は、０．００３wt％未満では耐食性には優れるが
強度を向上させる効果が十分得られず、１．２wt％を超
えると融点が低下して芯材がろう付け時の加熱で局部的
に溶融するためである。これはＣｕが特にアルカリ性腐
食環境下では、芯材表面に再析出し、この再析出物は強
力なカソードとなって芯材の自己耐食性を低下させるか
らである。従って、強度をそれほど要しない場合には、
Ｃｕはその含有量を０．０１wt％未満とすることで芯材
の自己耐食性を向上させることができる。また、強度が
必要な場合には、Ｃｕの含有量を０．０１wt％以上とす
ることで、芯材の自己耐食性が低下するが、芯材の強度
を向上させることができる。芯材強度を重視する場合で
も、前記局部溶融を考慮するとＣｕの上限は１．２％と
なる。
える。Ｃｕの含有量を０．００３〜１．２wt％に規定し
た理由は、０．００３wt％未満では耐食性には優れるが
強度を向上させる効果が十分得られず、１．２wt％を超
えると融点が低下して芯材がろう付け時の加熱で局部的
に溶融するためである。これはＣｕが特にアルカリ性腐
食環境下では、芯材表面に再析出し、この再析出物は強
力なカソードとなって芯材の自己耐食性を低下させるか
らである。従って、強度をそれほど要しない場合には、
Ｃｕはその含有量を０．０１wt％未満とすることで芯材
の自己耐食性を向上させることができる。また、強度が
必要な場合には、Ｃｕの含有量を０．０１wt％以上とす
ることで、芯材の自己耐食性が低下するが、芯材の強度
を向上させることができる。芯材強度を重視する場合で
も、前記局部溶融を考慮するとＣｕの上限は１．２％と
なる。
【００１９】Ｍｎは微細な金属間化合物を形成してマト
リックス中に分布し、耐食性を低下させることなく芯材
の強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．０５〜２．０
wt％に規定した理由は、０．０５wt％未満では強度を向
上させる効果が十分に得られず、２．０wt％を超えると
圧延加工性が低下するためである。Ｍｎの含有量は０．
５〜１．５wt％が特に望ましい。
リックス中に分布し、耐食性を低下させることなく芯材
の強度を向上させる。Ｍｎの含有量を０．０５〜２．０
wt％に規定した理由は、０．０５wt％未満では強度を向
上させる効果が十分に得られず、２．０wt％を超えると
圧延加工性が低下するためである。Ｍｎの含有量は０．
５〜１．５wt％が特に望ましい。
【００２０】選択元素のＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉは、い
ずれも微細な金属間化合物を形成して芯材の強度を向上
させる。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量をぞれぞれ０．０３
〜０．３wt％に規定した理由は、０．０３wt％未満では
いずれも強度を向上させる効果が十分得られず、０．３
wt％を超えるといずれも鋳造割れの発生頻度が増すため
である。これら元素の特に望ましい含有量はそれぞれ
０．０８〜０．２wt％である。Ｎｉの含有量は０．０５
〜２．０wt％に規定したが、規定理由は前記Ｃｒなどの
場合と同じである。Ｎｉの特に望ましい含有量は０．０
８〜１．０wt％である。
ずれも微細な金属間化合物を形成して芯材の強度を向上
させる。Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉの含有量をぞれぞれ０．０３
〜０．３wt％に規定した理由は、０．０３wt％未満では
いずれも強度を向上させる効果が十分得られず、０．３
wt％を超えるといずれも鋳造割れの発生頻度が増すため
である。これら元素の特に望ましい含有量はそれぞれ
０．０８〜０．２wt％である。Ｎｉの含有量は０．０５
〜２．０wt％に規定したが、規定理由は前記Ｃｒなどの
場合と同じである。Ｎｉの特に望ましい含有量は０．０
８〜１．０wt％である。
【００２１】Ｍｇは、ＳｉとともにＭｇ−Ｓｉ系化合物
を時効析出して強度を向上させる。Ｍｇの含有量を０．
０３〜０．５wt％に規定した理由は、０．０３wt％未満
では強度を向上させる効果が十分得られず、０．５wt％
を超えるとろう付けの際にＭｇがろう材に拡散しフラッ
クスと反応してろう付け性が低下するためである。
を時効析出して強度を向上させる。Ｍｇの含有量を０．
０３〜０．５wt％に規定した理由は、０．０３wt％未満
では強度を向上させる効果が十分得られず、０．５wt％
を超えるとろう付けの際にＭｇがろう材に拡散しフラッ
クスと反応してろう付け性が低下するためである。
【００２２】鋳塊組織を微細化するためのＢ、又はその
他の不可避不純物元素は各０．０５wt％以下であれば含
有されていても差し支えない。
他の不可避不純物元素は各０．０５wt％以下であれば含
有されていても差し支えない。
【００２３】本発明のアルミニウム合金複合材には、ア
ルミニウム合金芯材の片面に前記組成のアルミニウム合
金犠牲陽極材をクラッドし、さらに他の片面にアルミニ
ウム合金ろう材をクラッドしたものも含まれる。ここで
前記ろう材としてはＡｌ−Ｓｉ系のＪＩＳ−４３４３合
金（Ａｌ−７．５wt％Ｓｉ）、ＪＩＳ−４０４５合金
（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）、ＪＩＳ−４００４合金（Ａｌ
−９．７wt％Ｓｉ−１．５wt％Ｍｇ）などが使用でき
る。
ルミニウム合金芯材の片面に前記組成のアルミニウム合
金犠牲陽極材をクラッドし、さらに他の片面にアルミニ
ウム合金ろう材をクラッドしたものも含まれる。ここで
前記ろう材としてはＡｌ−Ｓｉ系のＪＩＳ−４３４３合
金（Ａｌ−７．５wt％Ｓｉ）、ＪＩＳ−４０４５合金
（Ａｌ−１０wt％Ｓｉ）、ＪＩＳ−４００４合金（Ａｌ
−９．７wt％Ｓｉ−１．５wt％Ｍｇ）などが使用でき
る。
【００２４】本発明のアルミニウム合金複合材は、熱交
換器のチューブ管やヘッダープレートに適用できる。そ
して前記チューブ管は、従来の電縫加工法や折り曲げ加
工した筒体の端部をろう付けする方法などにより形成す
ることができる。
換器のチューブ管やヘッダープレートに適用できる。そ
して前記チューブ管は、従来の電縫加工法や折り曲げ加
工した筒体の端部をろう付けする方法などにより形成す
ることができる。
【００２５】
【実施例】以下に本発明を実施例より詳細に説明する。
【００２６】（本発明例）表１に示す本発明で規定した
組成の芯材合金と犠牲陽極材の合金をそれぞれ金型鋳造
し、芯材用鋳塊は厚さ３５mmに面削し、犠牲陽極材用鋳
塊は面削後、熱間圧延して厚さ１０mmの板とした。また
ＪＩＳ−４３４３合金を金型鋳造して得た鋳塊を面削
後、熱間圧延して厚さ５mmのろう材用板とした。
組成の芯材合金と犠牲陽極材の合金をそれぞれ金型鋳造
し、芯材用鋳塊は厚さ３５mmに面削し、犠牲陽極材用鋳
塊は面削後、熱間圧延して厚さ１０mmの板とした。また
ＪＩＳ−４３４３合金を金型鋳造して得た鋳塊を面削
後、熱間圧延して厚さ５mmのろう材用板とした。
【００２７】前記犠牲陽極材用板、芯材用鋳塊、ろう材
用板をこの順に重ねて５００℃にて熱間圧延して厚さ５
mmの３層クラッド材とし、これを厚さ０．２９mmに冷間
圧延し、次いで３４０℃で２時間加熱する中間焼鈍を施
した後、冷間圧延して厚さ０．２５mmのアルミニウム合
金複合材（Ｈ１４材のブレージングシート）を製造し
た。ここで犠牲陽極材のクラッド率は２０％、ろう材の
クラッド率は１０％であった。
用板をこの順に重ねて５００℃にて熱間圧延して厚さ５
mmの３層クラッド材とし、これを厚さ０．２９mmに冷間
圧延し、次いで３４０℃で２時間加熱する中間焼鈍を施
した後、冷間圧延して厚さ０．２５mmのアルミニウム合
金複合材（Ｈ１４材のブレージングシート）を製造し
た。ここで犠牲陽極材のクラッド率は２０％、ろう材の
クラッド率は１０％であった。
【００２８】（比較例）芯材と犠牲陽極材の合金組成を
表１に示すように本発明の規定外とした他は、本発明例
と同じ方法によりアルミニウム合金複合材を製造した。
表１に示すように本発明の規定外とした他は、本発明例
と同じ方法によりアルミニウム合金複合材を製造した。
【００２９】
【表１】
【００３０】得られた各々のアルミニウム合金複合材
（ブレージングシート）について、引張試験及び耐食性
試験を行った。耐食性試験は酸性環境下とアルカリ性環
境下の両方について行った。従来材についても同様の調
査を行った。
（ブレージングシート）について、引張試験及び耐食性
試験を行った。耐食性試験は酸性環境下とアルカリ性環
境下の両方について行った。従来材についても同様の調
査を行った。
【００３１】〔引張試験〕各アルミニウム合金複合材を
ＪＩＳ５号引張試験片に加工し、これを窒素ガス中で６
００℃（ろう付け相当温度）で３分間熱処理した後、引
張試験を行った。
ＪＩＳ５号引張試験片に加工し、これを窒素ガス中で６
００℃（ろう付け相当温度）で３分間熱処理した後、引
張試験を行った。
【００３２】〔耐食性試験〕各アルミニウム合金複合材
を電縫加工してチューブ管（長さ５００mm、断面の幅１
６mm、高さ２mm）とし、このチューブ管を用いて図１に
示す構造の熱交換器を組立て、この熱交換器に酸性又は
アルカリ性の腐食液を所定期間循環させた。その後、各
熱交換器からチューブ管をランダムに１０本づつサンプ
リングし、チューブ材内面の孔食深さを光学顕微鏡を用
いた焦点深度法により測定した。測定値は四捨五入して
５μｍ単位で表し、そのうちの最大深さを表示した。
を電縫加工してチューブ管（長さ５００mm、断面の幅１
６mm、高さ２mm）とし、このチューブ管を用いて図１に
示す構造の熱交換器を組立て、この熱交換器に酸性又は
アルカリ性の腐食液を所定期間循環させた。その後、各
熱交換器からチューブ管をランダムに１０本づつサンプ
リングし、チューブ材内面の孔食深さを光学顕微鏡を用
いた焦点深度法により測定した。測定値は四捨五入して
５μｍ単位で表し、そのうちの最大深さを表示した。
【００３３】この際フィンにはＡｌ−０．５wt％Ｓｉ−
１．０wt％Ｍｎ−２．０wt％Ｚｎ合金からなる厚さ０．
１mmの薄板材をコルゲート加工したものを用いた。また
ヘッダープレートとサイドプレートには、ＪＩＳ−３０
０３合金にＭｇを０．１５wt％添加した芯材の片面にＡ
ｌ−１．５wt％Ｚｎ合金の犠牲陽極材を、他の片面にＪ
ＩＳ−４３４３合金のろう材をそれぞれクラッド率１０
％でクラッドした厚さ１．２mmのアルミニウム合金複合
材を用いた。
１．０wt％Ｍｎ−２．０wt％Ｚｎ合金からなる厚さ０．
１mmの薄板材をコルゲート加工したものを用いた。また
ヘッダープレートとサイドプレートには、ＪＩＳ−３０
０３合金にＭｇを０．１５wt％添加した芯材の片面にＡ
ｌ−１．５wt％Ｚｎ合金の犠牲陽極材を、他の片面にＪ
ＩＳ−４３４３合金のろう材をそれぞれクラッド率１０
％でクラッドした厚さ１．２mmのアルミニウム合金複合
材を用いた。
【００３４】そして酸性腐食液にはＣｌ- イオン１９５
ppm、ＳＯ4 2-イオン６０ ppm、Ｃｕ2+イオン１ ppm、
Ｆｅ3+イオン３０ ppmを含む水溶液（ｐＨ３）を用い
た。またアルカリ性腐食液にはＣｌ- イオン１９５ pp
m、ＳＯ4 2-イオン６０ ppm、Ｃｕ2+イオン１ ppm、Ｆ
ｅ3+イオン３０ ppmを含む水溶液にＮａＯＨを添加して
ｐＨ１１に調整した液を用いた。
ppm、ＳＯ4 2-イオン６０ ppm、Ｃｕ2+イオン１ ppm、
Ｆｅ3+イオン３０ ppmを含む水溶液（ｐＨ３）を用い
た。またアルカリ性腐食液にはＣｌ- イオン１９５ pp
m、ＳＯ4 2-イオン６０ ppm、Ｃｕ2+イオン１ ppm、Ｆ
ｅ3+イオン３０ ppmを含む水溶液にＮａＯＨを添加して
ｐＨ１１に調整した液を用いた。
【００３５】これらの結果を表２に示す。なお、表２に
は、引張強さが１５０ MPaを超えるものに◎、１５０ M
Pa以下のものに○を付記した。また最大孔食深さが１０
０μｍを超えたものに×、最大孔食深さが１００μｍ以
下のものに○を付記した。またアルカリ性腐食液での耐
食性試験の場合は、最大孔食深さが７０μｍ以下のもの
に◎を付記した。
は、引張強さが１５０ MPaを超えるものに◎、１５０ M
Pa以下のものに○を付記した。また最大孔食深さが１０
０μｍを超えたものに×、最大孔食深さが１００μｍ以
下のものに○を付記した。またアルカリ性腐食液での耐
食性試験の場合は、最大孔食深さが７０μｍ以下のもの
に◎を付記した。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２より明らかなように、本発明例の No.
１〜１８は酸性及びアルカリ性の両腐食環境下において
孔食深さが１００μｍ以下の優れた耐食性を示した。中
でも、犠牲陽極材のＺｎ量が６．１wt％以上で、かつ芯
材のＣｕ量が０．０１wt％未満の No.３〜７はいずれも
アルカリ性腐食環境下での耐食性が特に優れていた。ま
た芯材のＣｕ量が０．０１wt％以上の No.８〜１８は引
張強さが１５０ MPaを超えており、特に優れていた。
１〜１８は酸性及びアルカリ性の両腐食環境下において
孔食深さが１００μｍ以下の優れた耐食性を示した。中
でも、犠牲陽極材のＺｎ量が６．１wt％以上で、かつ芯
材のＣｕ量が０．０１wt％未満の No.３〜７はいずれも
アルカリ性腐食環境下での耐食性が特に優れていた。ま
た芯材のＣｕ量が０．０１wt％以上の No.８〜１８は引
張強さが１５０ MPaを超えており、特に優れていた。
【００３８】一方、合金組成が本発明規定外の比較例(N
o.１９〜２４）及び従来例(No.２５）は酸性又はアルカ
リ性腐食環境下のいずれかで耐食性が低下したか、熱交
換器として製造できなかった。No.１９は、犠牲陽極材
のＺｎ含有量が少ないため、アルカリ性腐食環境下で
は、犠牲陽極材と芯材との電位差をとれず耐食性が劣っ
ていた。 No.２０は、犠牲陽極材のＮｉ含有量が少ない
ため、アルカリ性腐食環境下では、犠牲陽極材表面に強
固な皮膜が形成されて防食作用が働かず耐食性が劣って
いた。 No.２１は、犠牲陽極材のＺｎ含有量が多すぎる
ため、圧延途中で割れてしまいアルミニウム合金複合材
を製造できなかった。 No.２２は、犠牲陽極材のＮｉ含
有量が多すぎるため、酸性、アルカリ性両腐食環境下に
おいて犠牲陽極材の自己耐食性が低下した。 No.２３は
芯材のＳｉ含有量が多すぎるため、芯材にＳｉ単体が析
出し、酸性、アルカリ性両腐食環境下において芯材の自
己耐食性が低下した。 No.２４は芯材のＣｕ含有量が多
すぎるため、ろう付け加熱時にチューブが溶融してしま
った。また、 No.２５は従来例であるが、犠牲陽極材の
Ｚｎ含有量が１．０wt％と少ないため、アルカリ性腐食
環境下では犠牲陽極材と芯材との電位差をとれず耐食性
が劣っていた。
o.１９〜２４）及び従来例(No.２５）は酸性又はアルカ
リ性腐食環境下のいずれかで耐食性が低下したか、熱交
換器として製造できなかった。No.１９は、犠牲陽極材
のＺｎ含有量が少ないため、アルカリ性腐食環境下で
は、犠牲陽極材と芯材との電位差をとれず耐食性が劣っ
ていた。 No.２０は、犠牲陽極材のＮｉ含有量が少ない
ため、アルカリ性腐食環境下では、犠牲陽極材表面に強
固な皮膜が形成されて防食作用が働かず耐食性が劣って
いた。 No.２１は、犠牲陽極材のＺｎ含有量が多すぎる
ため、圧延途中で割れてしまいアルミニウム合金複合材
を製造できなかった。 No.２２は、犠牲陽極材のＮｉ含
有量が多すぎるため、酸性、アルカリ性両腐食環境下に
おいて犠牲陽極材の自己耐食性が低下した。 No.２３は
芯材のＳｉ含有量が多すぎるため、芯材にＳｉ単体が析
出し、酸性、アルカリ性両腐食環境下において芯材の自
己耐食性が低下した。 No.２４は芯材のＣｕ含有量が多
すぎるため、ろう付け加熱時にチューブが溶融してしま
った。また、 No.２５は従来例であるが、犠牲陽極材の
Ｚｎ含有量が１．０wt％と少ないため、アルカリ性腐食
環境下では犠牲陽極材と芯材との電位差をとれず耐食性
が劣っていた。
【００３９】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のアルミニ
ウム合金犠牲陽極材は酸性及びアルカリ性の両腐食環境
下で優れた犠牲効果を示し、また前記犠牲陽極材を用い
たアルミニウム合金複合材は酸性及びアルカリ性の両腐
食環境下で優れた耐食性を示し、熱交換器のチューブ管
などに用いて高い信頼性が得られる。よって、工業上顕
著な効果を奏する。
ウム合金犠牲陽極材は酸性及びアルカリ性の両腐食環境
下で優れた犠牲効果を示し、また前記犠牲陽極材を用い
たアルミニウム合金複合材は酸性及びアルカリ性の両腐
食環境下で優れた耐食性を示し、熱交換器のチューブ管
などに用いて高い信頼性が得られる。よって、工業上顕
著な効果を奏する。
【図１】（イ）は自動車用熱交換器（ラジエーター）の
正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面拡大図である。
正面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面拡大図である。
１ チューブ管 ２ コルゲートフィン ３ ヘッダープレート ４ コア ５ パッキン ６，７ 樹脂タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｚｎ３．１〜１５．０wt％、Ｎｉ０．２
〜３．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からな
る熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材。 - 【請求項２】 請求項１記載のアルミニウム合金犠牲陽
極材をアルミニウム合金芯材の片面にクラッドし、該芯
材の他の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドした
ことを特徴とする熱交換器用高耐食性アルミニウム合金
複合材。 - 【請求項３】 Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、Ｆｅ０．０
５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt％、Ｍｎ
０．０５〜２．０wt％を含有し、残部Ａｌと不可避不純
物からなるアルミニウム合金を芯材とし、該芯材の片面
に請求項１記載のアルミニウム合金犠牲陽極材をクラッ
ドしたことを特徴とする熱交換器用高耐食性アルミニウ
ム合金複合材。 - 【請求項４】 Ｓｉ０．０５〜１．２wt％、Ｆｅ０．０
５〜０．８wt％、Ｃｕ０．００３〜１．２wt％、Ｍｎ
０．０５〜２．０wt％を含有し、さらにＭｇ０．０３〜
０．５wt％、Ｃｒ０．０３〜０．３wt％、Ｚｒ０．０３
〜０．３wt％、Ｔｉ０．０３〜０．３wt％、Ｎｉ０．０
５〜２．０wt％の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌ
と不可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、
該芯材の片面に請求項１記載のアルミニウム合金犠牲陽
極材をクラッドしたことを特徴とする熱交換器用高耐食
性アルミニウム合金複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12412098A JPH11302760A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材及び熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12412098A JPH11302760A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材及び熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302760A true JPH11302760A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14877428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12412098A Pending JPH11302760A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 熱交換器用アルミニウム合金犠牲陽極材及び熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11302760A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387540B1 (en) | 1998-09-22 | 2002-05-14 | Calsonic Kansei Corporation | Sacrificial corrosion-protective aluminum alloy for heat exchangers, high corrosion-resistant aluminum alloy composite material for heat exchangers, and heat exchanger using the said composite material |
| JP2011241448A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 耐アルカリ性に優れたアルミニウム合金クラッド材 |
| WO2015141192A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | 株式会社Uacj | 耐食性及びろう付性に優れたアルミニウム合金クラッド材及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP12412098A patent/JPH11302760A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387540B1 (en) | 1998-09-22 | 2002-05-14 | Calsonic Kansei Corporation | Sacrificial corrosion-protective aluminum alloy for heat exchangers, high corrosion-resistant aluminum alloy composite material for heat exchangers, and heat exchanger using the said composite material |
| JP2011241448A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 耐アルカリ性に優れたアルミニウム合金クラッド材 |
| WO2015141192A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | 株式会社Uacj | 耐食性及びろう付性に優れたアルミニウム合金クラッド材及びその製造方法 |
| CN106068332A (zh) * | 2014-03-19 | 2016-11-02 | 株式会社Uacj | 耐腐蚀性和钎焊性优异的铝合金包层材料及其制造方法 |
| JPWO2015141192A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2017-04-06 | 株式会社Uacj | 耐食性及びろう付性に優れたアルミニウム合金クラッド材及びその製造方法 |
| US10183362B2 (en) | 2014-03-19 | 2019-01-22 | Uacj Corporation | Clad aluminum alloy material with excellent corrosion resistance and brazeability and method for producing the same |
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