JPS63303027A

JPS63303027A - 熱交換器用アルミニウムプレ−ジングシ−ト

Info

Publication number: JPS63303027A
Application number: JP13497587A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; 当摩　建; Kensho Takahashi; 高橋　憲昭
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-12-09

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〕この発明は、熱交換器の管体やヘッダープレート等を形
成するだめの、耐孔食性に優れた高強度の熱交換器用ア
ルミニウムブレージングシートニ関するものである。

〔従来の技術〕

アルミニウムは軽量で耐食性にも優れているために、ラ
ジェータやエアコン用コンデンサ、エバポレータ等の自
動車用熱交換器に、アルミニウム製の熱交換器が広く使
用されている。　　　′これ等の熱交換器は、構成部品
をろう付けによって組立てて製造することが多く、例え
ばラジェータでは、ろう材を貼合せたプレージングシー
ト製の管体およびヘッダープレートに薄板フィン体を組
合せて、加熱炉内で加熱することにより、管体、ヘッダ
ープレートおよび薄板フィン体をろう付けし、組立て、
製造している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、熱交換器の管体やヘッダープレートに腐食に
より貫通孔などが発生すると、熱交換器は事実上使用で
きなくなる。このため、これ等管体やヘッダープレート
は、腐食により貫通孔などが容易に発生しないことが第
１に必要である。しかし、それだけでなく熱交換器の軽
量化、コスト低下の観点から、管体やヘッダープレート
などの薄肉化を図ることも重要視されている。

前者の点に関しては、耐孔食性に優れたアルミニウムー
マンガン合金製の芯材を採用したプレージングシートを
管体等に使用することにより、一応の解決がなされてい
る。しかし、苛酷な腐食環境下では管体等に比較的容易
に孔食が発生することがあり、未だ充分とは言えない。

後者の点に関しては、上記のプレージングシートによる
管体等では、゛ろう付は時の加熱による強度低下が大き
く、薄肉化したのではろう付は後の強度が極めて低くな
るので、殆ど実現困難である。

従って、この発明は、上述の現状に鑑み、熱交換器の管
体やヘッダープレートなどに、ろう付は後にも高い強度
を持たせ、且つ、苛酷な腐食環境下でも優れた耐孔食性
を発揮させることを可能とした、管体やヘッダープレー
トなどを形成するだめの熱交換器用アルミニウムブレー
ジングシートを提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の熱交換器用アルミニウムブレージングシート
は、銅：０．１〜０．７重量％、マグネシウム：０．０５〜０．２０重量％、マンガン：
０．３〜１．５重量％、シリコン：０．７〜１．３重量％を含有し、必要に応じて更に、ジルコニウム：０．０３〜０．１５重量％、クロム：０
．０３〜０．２０重量％、チタン：０．０１〜０．１０重量％のうちの少なくとも１種を含有し、アルミニウムおよび不可避不純物：残部からなるアルミ
ニウム合金製の芯材の１方の面に純アルミニウム製の皮
材を貼合せ、他方の面にアルミニウム−シリコン系合金
製のろう材を貼合せたことに特徴を有するものである。

以下、この発明について詳述する。

この発明において、プレージングシートの芯材を構成す
るアルミニウム合金の成分組成を上記のように定めた理
由は、次の通やである。

マンガンおよびシリコン：マンガン（Ｍｎ）　　および
シリコン（Ｓｌ）は、両者をアルミニウム合金中に含有
させると、ろう付は時の加熱によりアルミニウムーマン
ガン−シリコン系の微細析出物を形成して、アルミニウ
ム合金の強度を向上する効果がある。従って、プレージ
ングシートの芯材を構成するアルミニウム合金をマンガ
ンおよびシリコンを含有させたものとすれば、プレージ
ングシートによる管体等にろう付は後でも高い強度を持
たせることが可能となる。マンガンおよびシリコンの含
有量が、それぞれ０．３重量％未満および０．７重量％
未満では、上記効果が充分でない。一方、マンガンの含
有量が１．５重量％を超えると、上記効果が飽和するば
かりでなく、アルミニウム合金の加工性が低下する。ま
た、シリコンの含有量が１．３重量％を超えると、アル
ミニウム合金の高温強度が低下するために、プレージン
グシートニ□よる管体等がろう付は時に変形し易くなる
。以上から、芯材を構成するアルミニウム、合金中のマ
ンガンおよびシリコンの含有量は、それぞれ０．３〜１
．５重量％および０．７〜１．３重量％とした。

銅およびマグネシウム：銅（Ｃｕ　）は、アルミニウム
合金中に含有させると、アルミニウム合金の強度を向上
すると共に、アルミニウム合金を電気化学的に責にする
効果がある。一方、マグネシウム（Ｍｇ）は、鋼を含有
させたアルミニウム合金中に微量含有させると、これを
電気化学的により貴にする効果がある。従って、芯材を
構成するアルミニウム合金をマンガンおよびシリコンを
含有させた電気化学的により責なものとすれば、芯材の
１方の面に貼合せる、後述の電気化学的により卑な純ア
ルミニウムからなる皮材との間で、大きな電位差を得る
ことができ、皮材に高い犠牲陽極効果を発揮させること
ができる。しかも、ろう付は時の加熱によって、銅およ
びマグネシウムが芯材の内部から表層部、そして皮材中
へと拡散するので、ろう付は後にその電位差は、皮材の
表層部へ行く程卑で芯材の内部へ行く程貴の滑らかな勾
配を持ったものとなるから、皮材の犠牲陽極効果をより
効果的なものにできる。その結果、プレージングシート
による管体等に苛酷な腐食環境下でも優れた耐孔食性を
発揮させることができる。

上記の銅の含有量が０．１重量％未満では、アルミニウ
ム合金を電気化学的に貴にする効果が小さく、一方、０
．７重量％を超えるとアルミニウム合金の耐孔食性を低
下させる。以上から、芯材を構成するアルミニウム合金
中の銅の含有量は、０．１〜０．７重量％とした。また
、マグネシウムの含有量が０．０５重量％未満では、銅
を含有させたアルミニウム合金を更に電気化学的に貴に
する効果が小さく、一方、０．２０重量％を超えても同
様である。以上から、芯材を構成するアルミニウム合金
中のマグネシウムの含有量は、０．０５〜０．２０重量
％とした。

ジルコニウム、クロムおよびチタン：これらジルコニウ
ム（Ｚｒ　）　、クロム（Ｃｒ）おヨヒチタン（Ｔｉ）
は、アルミニウム合金中に含有させると、アルミニウム
との間で高温でも安定な微細化合物を形成し、ろう付は
後のアルミニウム合金の強度を向上する。従って、プレ
ージングシートの芯Ｉｔを構成するアルミニウム合金を
、ジルコニウム、クロムおよびチタンのうちの少なくと
も１種を含有させたものとすれば、プレージングシート
による管体等にろう付は後により高い強度を持たせるこ
とができる。芯材を構成するアルミニウム合金中ノジル
コニウム、クロムおよびチタンの含有量が、それぞれ０
．０３重量％、０．０３重量％およびＱ、０１重量％未
満では、ろう付は後のアルミニウム合金の強度を向上す
る効果が小さく、一方、それぞれ０．１５重量％、０．
２０重量％および０．１０重量％を超えると、上記効果
が飽和するばかりでなく、アルミニウム合金の溶解鋳造
時に巨大晶を形成して加工性を損なう。以上から、芯材
を構成するアルミニウム合金中のジルコニウム、クロム
およびチタンの含有量は、それぞれ０．０３〜０．１５
重量％、０．０３−０．２０重量％および０．０１〜０
．１０重量％とした。

この発明のプレージングシートにおいて、上述のアルミ
ニウム合金からなる芯材の１方の面に純アルミニウムか
らなる皮材を貼合せる理由は、上述した通りである。即
ち、芯材を構成するアルミニウム合金が電気化学的によ
り責であす、皮材を構成する純アルミニウムが電気化学
的により卑であるために、芯材の１方の面に皮材を貼合
せると皮材と芯材との間に大きな電位差を得ることがで
き、皮材に高い犠牲陽極効果を発揮させることができる
。しかも、ろう付は時の加熱によって、銅およびマグネ
シウムが芯材の内部から表層部、そして皮材中へと拡散
するので、ろう付は後にその電位差は、皮材の表層部へ
行く程卑で芯材の内部へ行く程貴の滑らかな勾配をもっ
たものとなるから、皮材の犠牲陽極効果をより効果的な
ものにできる。その結果、プレージングシートによる管
体等に苛酷な腐食環境下でも優れた耐孔食性を発輝させ
ることができるようになるからである。

この発明のプレージングシートにおいて、芯材の他方の
面に貼合せるろう材は、従来のプレージングシートと同
様、アルミニウム−シリコン系合金からなるろう材であ
ればよく、特に限定はない。

〔実施例〕

この発明の範囲内の成分組成を有するアルミニラム合金
製の芯材の１方の面に純アルミニウム製の皮材を貼合せ
、他方の面にアルミニウム−シリコン系合金製のろう材
を貼合せて、本発明ブレージング７−トＮＩＬ１〜５を
製造した。比較のために、この発明の範囲外の成分組成
を有するアルミ＋＝、ウム合金製の芯材の１方の面にア
ルミニウム−シリコン系合金製のろう材を貼合せて、比
較プレージングシートＮａ６〜７を製造した。

芯材は、通常の溶解鋳造法によって得たアルミニウム合
金のスラブを、均質化処理し面削したのち熱間圧延して
、本発明プレージングシート磁１〜５の場合には厚さ８
鶏の板として、比較プレージングシート随６〜７の場合
には厚さ９ｆｉの板として得た。

皮材およびろう材は、それぞれ通常の溶解鋳造法によっ
て得た純アルミニウムのスラブおよびアルミニウム−シ
リコン系合金のスラブを、均質化処理し面削したのち熱
間圧延して厚さ４鴎の板とし、次いで冷間圧延して厚さ
１■の板として得た。

次に、本発明プレージングシート随１〜５の場合には、
芯材の１方の面に皮材を、他方の面にろう材をそれぞれ
重ね合せて、また、比較プレージングシート随６〜７の
場合には、芯材の１方の面にろう材を重ね合せて、熱間
圧延することにより皮材等を芯材に貼合せ、次いで適宜
中間焼鈍を施しつつ冷間圧延して、最終冷間圧延率２５
％の厚さ０．４＋ｎのプレージングシートとした。

皮材を構成する純アルミニウムおよびろう材を構成する
アルミニウム−シリコン系合金の成分組成を第１表に、
芯材を構成するアルミニウム合金の成分組成を第２表に
示す。

第１表次に、本発明プレージングシートＮ［Ｌ１〜５および比
較プレージングシートＮ１１６〜７を、ろう付は処理に
相当する条件で加熱して、性能試験に供した。ろう付は
処理に相当する条件での加熱は、真空ろう付は処理の場
合とフラックスろう付は処理の場合の２つを試めし、そ
れぞれｌ　Ｏ−’　Ｔｏｒｒの真空炉中、大気圧の窒素
ガス雰囲気炉中、温度６００℃で１０分間保持すること
により行なった。

性能試験は、上記の加熱後、本発明ブレージングシー）
Ｎｉｌ〜５および比較プレージングシート随６〜７から
引張試、験片および腐食試験片を切出し、室温引張試験
および腐食液浸漬試験の２つを行なった。腐食液浸漬試
験は、５０　ｍ　Ｘ　８０　ｇＨの大きさの腐食試験片
をろう材側に塗装絶縁して、ｃｆ−１０００ｐｐｍ　ｌ
ｌ５ｏ４”　ｌ　ＯＯｐｐｍ　、　Ｃｕ”　ｌｐｐｍを
含む４０℃の腐食液中に３０日間浸漬することにより芙
施し、そのとき発生した孔食の最大孔食深さを測定した
。

室温引張試験による引張強さおよび腐食液浸漬試験によ
る最大孔食深さの測定結果を、先の第２表に示す。

第２表に示されるように、本発明プレージングシート磁
１〜５では、ろう付は処理に相当する条件での加熱後に
も高い強度を有しており、また、発生した孔食の最大孔
食深さも小さく耐孔食性も極めて良好となっている。こ
れに対し、比較プレージングシート随６〜マでは、ろう
付は処理に相当する条件での加熱後に強度が充分でなく
、また、シートを貫通する程深い孔食が発生し耐孔食性
も極めて悪い。

〔発明の効呆〕

以上説明したように、この発明のアルミニウムブレージ
ングシートによれば、熱交換器の管体やヘッダープレー
トなどに、ろう付は後にも高い強度を持たせ、且つ、苛
酷な腐食環境下でも優れた耐孔食性を発揮させることが
できる。従って、熱交換器の寿命を延ばすことができる
他、管体やヘッダープレートなどの薄肉化を図ることが
でき、このため熱交換器の軽量化、コスト低下が可能と
なる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．銅：０．１〜０．７重量％、マグネシウム：０．０５〜０．２０重量％、マンガン：
０．３〜１．５重量％、シリコン：０．７〜１．３重量％を含有し、アルミニウムおよび不可避不純物：残部からなるアルミニウム合金製の芯材の１方の面に純アル
ミニウム製の皮材を貼合せ、他方の面にアルミニウム−
シリコン系合金製のろう材を貼合せたことを特徴とする
、熱交換器用アルミニウムブレージングシート。
２．銅：０．１〜０．７重量％、マグネシウム：０．０５〜０．２０重量％、マンガン：
０．３〜１．５重量％、シリコン：０．７〜１．３重量％を含有し、更に、ジルコニウム：０．０３〜０．１５重量％、クロム：０
．０３〜０．２０重量％、チタン：０．０１〜０．１０重量％のうちの少なくとも１種を含有し、アルミニウムおよび不可避不純物：残部からなるアルミニウム合金製の芯材の１方の面に純アル
ミニウム製の皮材を貼合せ、他方の面にアルミニウム−
シリコン系合金製のろう材を貼合せたことを特徴とする
、熱交換器用アルミニウムブレージングシート。