(57)【要約】【課題】ろう付け性が良好であり、且つろう付け後に優れた強度及び耐食性を有するアルミニウム合金ブレージングシートを提供する。【解決手段】本発明に係る強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートは、心材１１が、Ｓｉ：０．１５％（質量％、以下同じ）以下に規制し、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｃｕ：０．４〜１．２％、Ｍｎ：０．３〜１．８％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｚｒ：０．０２〜０．３％、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金であり、犠牲陽極材１３が、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下に規制し、Ｍｇ：１．０〜３．０％、Ｚｎ：２．０〜６．０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金である、ことを特徴とする。【選択図】図１
2010163674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされ、前記心材の他方の面に犠牲陽極材がクラッドされたアルミニウム合金ブレージングシートであって、
前記心材が、Ｓｉ：０．１５％（質量％、以下同じ）以下に規制し、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｃｕ：０．４〜１．２％、Ｍｎ：０．３〜１．８％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｚｒ：０．０２〜０．３％、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金であり、
前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下に規制し、Ｍｇ：１．０〜３．０％、Ｚｎ：２．０〜６．０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金である、
ことを特徴とする強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項２】
心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされ、前記心材の他方の面に犠牲陽極材がクラッドされたアルミニウム合金ブレージングシートであって、
前記心材が、Ｓｉ：０．１５％（質量％、以下同じ）以下に規制し、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｃｕ：０．４〜１．２％、Ｍｎ：０．３〜１．８％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｚｒ：０．０２〜０．３％、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金であり、
前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下に規制し、Ｍｇ：１．０〜３．０％、Ｚｎ：２．０〜６．０％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金である、
ことを特徴とする強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項３】
前記心材が、さらにＭｇ：０．０５〜０．６％を含有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項４】
前記犠牲陽極材のクラッド厚さをＡ〔μm〕とし、前記犠牲陽極材のＺｎ添加量をＢ〔％〕とした時に、１２０≦Ａ×Ｂ≦２８０を満たす、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートに関し、特に熱交換器の冷却水や冷媒の通路構成材として好適に使用されるアルミニウム合金ブレージングシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金は軽量かつ高熱伝導性を備えているため、自動車用熱交換器、例えば、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、ヒーター又はインタークーラなどに用いられている。自動車用熱交換器は主にろう付け法によって製造され、通常、ろう付けはＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材を用い、６００℃程度の高温で行われる。
【０００３】
上記のろう付け方法には様々な方法が用いられる。例えば、非腐食性フラックスであるフッ化物系フラックスを用いて、Ｎ２ガス中でろう付けする方法が一般的である。
【０００４】
ところで、近年は自動車の軽量化に対する要求が高まり、それに伴って自動車用熱交換器の軽量化及び熱交換器を構成する各部材の薄肉化が検討されている。部材の薄肉化を行うために、従来の材料よりもろう付け後の強度や耐食性に優れる材料が必要とされるようになってきている。
【０００５】
従来、自動車用のラジエータやヒーターのように、冷却水がチューブ内面を循環する熱交換器のチューブ材として、ＪＩＳ３００３合金に代表されるＡｌ−Ｍｎ系合金などを心材とした３層チューブ材が一般に用いられてきた。このような３層チューブ材は、例えばＪＩＳ３００３合金の心材の内面側にＡｌ−Ｚｎ系合金などの犠牲陽極材をクラッドし、大気側にＡｌ−Ｓｉ系合金などのろう材をクラッドしたものである。
【０００６】
また、耐食性を向上させる目的で、Ｃｕ及びＭｎを添加しＳｉ添加量を０．１％以下とした心材を使用し、且つＭｇ及びＺｎを添加しＳｉ添加量を０．１％以下とした犠牲陽極材を使用したブレージングシートが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４０５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した技術には以下に示すような問題点がある。
【０００９】
例えば、ＪＩＳ３００３合金を心材に使用したクラッド材は、ろう付け後の強度（引張強さ）が１１０Ｎ／ｍｍ２程度であるため、肉薄とした場合に強度が不十分となってしまうという問題点がある。
【００１０】
また、特許文献１に開示されたブレージングシートでは、耐食性を向上させるために心材や犠牲陽極材のＳｉ添加量を下げている。しかしながら、このようなブレージングシートではＭｇ２Ｓｉによる時効硬化が得られないため、やはり強度が不足するという問題点がある。
【００１１】
このように、従来の技術では、肉薄でありながらろう付け後の強度と耐食性に優れた材料を提供することは困難であった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ろう付け性が良好であり、且つろう付け後に優れた強度及び耐食性を有し、特に自動車用熱交換器の流体通路構成材として好適に使用できるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートは、
心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされ、前記心材の他方の面に犠牲陽極材がクラッドされたアルミニウム合金ブレージングシートであって、
前記心材が、Ｓｉ：０．１５％（質量％、以下同じ）以下に規制し、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｃｕ：０．４〜１．２％、Ｍｎ：０．３〜１．８％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｚｒ：０．０２〜０．３％、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金であり、
前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下に規制し、Ｍｇ：１．０〜３．０％、Ｚｎ：２．０〜６．０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金である、
ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る他の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートは、
心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされ、前記心材の他方の面に犠牲陽極材がクラッドされたアルミニウム合金ブレージングシートであって、
前記心材が、Ｓｉ：０．１５％（質量％、以下同じ）以下に規制し、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｃｕ：０．４〜１．２％、Ｍｎ：０．３〜１．８％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｚｒ：０．０２〜０．３％、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金であり、
前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下に規制し、Ｍｇ：１．０〜３．０％、Ｚｎ：２．０〜６．０％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．３％、Ｖ：０．０２〜０．３％のうち１種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金である、
ことを特徴とする。
【００１５】
上記の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材が、さらにＭｇ：０．０５〜０．６％を含有する、こととしてもよい。
【００１６】
また、上記の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記犠牲陽極材のクラッド厚さをＡ〔μm〕とし、前記犠牲陽極材のＺｎ添加量をＢ〔％〕とした時に、１２０≦Ａ×Ｂ≦２８０を満たす、こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、肉薄でありながらろう付け時の溶融もなく良好なろう付けができるとともに、ろう付け後の強度及び耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートを得ることができる。そして、このブレージングシートは肉薄であり、自動車の熱交換器として軽量で熱伝導性に優れ、ろう付け後の強度及び耐食性が優れていることにより、熱交換器の寿命をさらに長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態におけるブレージングシートの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者らは上記課題について研究した結果、特定の合金組成と構成を有するクラッド材がその目的に適合することを見出し、これに基づき本発明をなすに至った。以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００２０】
先ず、本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートの構成について説明する。なお、以下の構成の説明では、例えば冷却水や冷媒を循環させるラジエータ、コンデンサなどのチューブ材に使用されるものを一例として説明する。
【００２１】
図１に示すように、ブレージングシート１０は、心材１１の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされ、心材１１の他方の面に犠牲陽極材１３がクラッドされた３層クラッド材である。上記の用途におけるろう材１２及び犠牲陽極材１３のクラッド率は通常７〜２０％程度である。図１の例ではろう材１２のクラッド率が例えば１０％であり、犠牲陽極材１３のクラッド率が例えば２０％である。そして、上記のように構成されたブレージングシート１０の厚さは、例えば０．３ｍｍである。
【００２２】
次に、本実施形態のブレージングシート１０を構成する心材１１及び犠牲陽極材１３の成分元素の添加理由及び添加範囲と、ろう材１２の好ましい材料と、について説明する。なお、以下の説明において図面の参照符号は省略する。
【００２３】
［１．心材］
Ｓｉは、その含有量を少なくすることで、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の生成を抑制できるため、心材に添加したＭｎの固溶量を多くすることができる。心材のＭｎ固溶量が多い状態でろう付けをすると、ろう材から拡散してきたＳｉと心材に固溶しているＭｎとが化合物を形成し、ろう材と心材の界面近傍においてＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物を微細に分散させることができる。この微細析出物が多く分散していると、ろう材側からの腐食が板厚方向に進行することを抑制できるため、耐食性が向上する。また、Ｓｉ添加量を抑えることで心材の固相線温度（融点）が低下することを防げるため、ろう付け時の心材の溶融や電縫溶接によってチューブを製造する際の溶接不良などを低減できる。従って、Ｓｉ含有量は少ないほどよく、本実施形態では０．１５％以下に規制した。より好ましくは、０．１０％以下である。
【００２４】
Ｆｅは、再結晶核となり得るサイズの金属間化合物を作りやすい。Ｆｅの好ましい含有量は０．０５〜０．４０％である。この範囲では、ろう付け後の結晶粒径が粗大となり、ろう拡散を効果的に抑制することができる。含有量が０．０５％未満では高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。また、含有量が０．４０％を超えると、ろう付け後の結晶粒径が微細となり、ろう拡散が生じるおそれがある。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００２５】
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させ、また電位を貴にして犠牲陽極材、フィン材との電位差を大きくし、犠牲陽極効果による防食効果を向上させる。また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系化合物の時効析出による強度向上に効果がある。Ｃｕの好ましい含有量は、０．４０〜１．２％の範囲である。含有量が０．４０％未満ではその効果が小さくなり、１．２％を超えると粒界腐食が発生する可能性が高くなるとともに、心材の固相線温度（融点）低下による溶融の可能性が高まる。より好ましくは、０．５０〜１．０％である。
【００２６】
Ｍｎは、強度とろう付け性、耐食性を向上させ、また電位を貴にする効果がある。また、Ｓｉ含有量が少ない状態ではＭｎをＡｌ中に固溶した状態とすることができる。これにより、ろう付け時に、固溶したＭｎとろう材から拡散してきたＳｉとから微細なＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物をろう材と心材の界面近傍で形成させることで、耐食性が向上する。Ｍｎの好ましい含有量は、０．３０〜１．８％である。含有量が０．３０％未満ではその効果が小さくなり、１．８％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成されやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．５０〜１．５％である。
【００２７】
本実施形態の心材には、さらにＭｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶのうち１種以上を所定量含有させることとする。
【００２８】
Ｍｇは、Ａｌ−Ｍｇ-Ｃｕ系化合物及びＭｇＺｎ２の時効析出による強度向上に効果がある。Ｍｇの好ましい含有量は、０．０５〜０．６０％である。含有量が０．０５％未満ではその効果が小さく、０．６０％を超えるとろう付け性が低下する。より好ましくは、０．０５〜０．４０％である。
【００２９】
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させ、また耐食性の向上が図れる。Ｔｉの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％である。含有量が０．０２％未満ではその効果は得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００３０】
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させ、またＡｌ−Ｚｒ系の微細化合物が析出し、ろう付け後の結晶粒粗大化に作用する。Ｚｒの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％である。含有量が０．０２％未満ではその効果は得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００３１】
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させ、また耐食性の向上が図れる。Ｃｒの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％である。含有量が０．０２％未満ではその効果は得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００３２】
Ｖは、固溶強化により強度を向上させ、また耐食性の向上が図れる。Ｖの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％である。含有量が０．０２％未満ではその効果は得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００３３】
［２．犠牲陽極材］
Ｓｉは、その含有量を少なくすることで、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の生成を抑制できる。これらの化合物が存在すると、ろう付け後の冷却過程でＭｇＺｎ２安定相がそれら化合物の表面に析出し、時効硬化に寄与しないＭｇ、Ｚｎ量が増えて強度が低下する。また、Ｓｉ添加量を抑えることで犠牲陽極材の固相線温度（融点）が低下することを防げるため、ろう付け時の犠牲陽極材の溶融や電縫溶接によってチューブを製造する際の溶接不良などを低減できる。従って、Ｓｉ含有量は少ないほどよく、本実施形態では０．１５％以下に規制した。より好ましくは、０．１０％以下である。
【００３４】
Ｆｅは、その含有量を少なくすることで、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の生成を抑制できる。これらの化合物が存在すると、ろう付け後の冷却過程でＭｇＺｎ２安定相がそれら化合物の表面に析出し、時効硬化に寄与しないＭｇ、Ｚｎ量が増えてろう付け後の強度が低下する。従って、Ｆｅ含有量は少ないほどよく、本実施形態では０．１５％以下に規制した。より好ましくは、０．１０％以下である。
【００３５】
Ｍｎは、その含有量を少なくすることで、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の生成を抑制できる。これらの化合物が存在すると、ろう付け後の冷却過程でＭｇＺｎ２安定相がそれら化合物の表面に析出し、時効硬化に寄与しないＭｇ、Ｚｎ量が増えて強度が低下する。従って、Ｍｎ含有量は少ないほどよく、本実施形態では０．１０％以下に規制した。より好ましくは、０．０５％以下である。
【００３６】
Ｚｎは、犠牲陽極材の電位を卑にすることができ、心材との電位差を形成することで犠牲陽極効果により耐食性を向上できる。また、ＭｇＺｎ２の時効析出による強度向上に効果がある。Ｚｎの好ましい含有量は、２．０〜６．０％である。含有量が２．０％未満ではその効果が十分ではなく、６．０％を超えると、腐食速度が速くなり早期に犠牲陽極材が消失し、耐食性が低下する。より好ましくは、３．０〜５．０％である。
【００３７】
Ｍｇは、Ａｌ−Ｍｇ-Ｃｕ系化合物及びＭｇＺｎ２の時効析出による強度向上に効果がある。Ｍｇの好ましい含有量は、１．０〜３．０％である。含有量が１．０％未満ではその効果が小さく、３．０％を超えると加工性の低下や犠牲陽極材の固相線温度（融点）低下による溶融の可能性が高まるため好ましくない。より好ましくは、１．５〜２．５％である。
【００３８】
犠牲陽極材には、さらに次の成分が含有されるのが好ましい。
【００３９】
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させ、また耐食性の向上が図れる。Ｔｉの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％以下である。含有量が０．０２％未満では強度及び耐食性の向上効果が得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００４０】
Ｖは、固溶強化により強度を向上させ、また耐食性の向上が図れる。Ｖの好ましい含有量は、０．０２〜０．３０％である。含有量が０．０２％未満ではその効果は得られず、０．３０％を超えると巨大金属間化合物を形成しやすくなり、塑性加工性を低下させる。より好ましくは、０．１０〜０．２０％である。
【００４１】
［３．ろう材］
ろう材は、通常使用されているＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を使用することができ、特に制限されるものではない。例えば、ＪＩＳ４３４３、４０４５又は４０４７の各合金（Ａｌ−７〜１３％Ｓｉ）を使用することが好ましい。
【００４２】
また、本実施形態のブレージングシートでは、ブレージングシートを構成する犠牲陽極材のクラッド厚さをＡ〔μm〕とし、犠牲陽極材のＺｎ添加量をＢ〔％〕とした時に、１２０≦Ａ×Ｂ≦２８０の関係を満たすこととする。その理由を以下に示す。
【００４３】
本発明のブレージングシートは、ろう材と心材にはＺｎを添加せず、犠牲陽極材にのみＺｎを添加している。このように、Ｚｎ濃度の高低がある層が隣り合った材料をろう付けすると、Ｚｎを添加した犠牲陽極材からＺｎを添加していない心材へＺｎが拡散し、犠牲陽極材中のＺｎ量は最終的に低下する。ここで、犠牲陽極材のクラッド厚さとＺｎ添加量の積（Ａ×Ｂ）は、犠牲陽極材に投入された総Ｚｎ量とみなすことができ、総Ｚｎ量が多ければ多いほど、つまりＡ×Ｂの値が高ければ高いほど、ろう付け後の犠牲陽極材表層のＺｎ量は多くなる。これは、ろう付け時に犠牲陽極材から心材へＺｎが拡散することによって、犠牲陽極材中のＺｎ量は下がる傾向があるが、総Ｚｎ量が多いほど最終的に犠牲陽極材表層に残るＺｎ量は多くなるからである。ろう付け後の犠牲陽極材表層のＺｎ量が２％未満になると、Ｚｎは全てＡｌ中に固溶した状態となり、ＭｇＺｎ２の時効析出がほとんど起こらず、強度向上の効果が得られない。さらに、心材と犠牲陽極材の間の電位差が小さくなるため、犠牲防食が有効に働かず、耐食性が低下する。犠牲陽極材表層のＺｎ量を２％以上とするためには、Ａ×Ｂの値が１２０以上であることが望ましい。また、Ａ×Ｂの値が２８０を超えると、ろう付け後の犠牲陽極材表層のＺｎ量が高くなりすぎてしまい、腐食速度が速くなり早期に犠牲陽極材が消失し、耐食性が低下する。従って、Ａ×Ｂの値が上記の関係を満たすようにすることが好ましい。より好ましくは、１５０≦Ａ×Ｂ≦２５０である。
【００４４】
次に、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法について説明する。
【００４５】
本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、上記組成の合金から板状に形成された心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドし、また心材の他方の面に上述の組成の合金から形成された犠牲陽極材をクラッドすることで製造される。
【００４６】
先ず、心材用及び犠牲陽極材用として、前記した所望の成分組成を有するアルミニウム合金をそれぞれ溶解し、鋳造し、その後必要に応じて均質化処理を行う。
【００４７】
心材に対しては、鋳塊の均質化処理を行わないか、行う場合は５５０℃以下で行う。５５０℃を超えると、心材中に存在するＭｎ系化合物が粗大化する。これら粗大化した化合物がろう付け時の再結晶の核になることで、ろう付け後の心材の結晶粒が微細になり、ろうが心材の結晶粒界を浸透して浸食するろう拡散の不具合が発生しやすくなる。均質化処理を行う場合のより好ましい心材の均質化処理温度は５３０℃未満である。
【００４８】
犠牲陽極材に対しては、均質化処理を行わないことが好ましい。その理由は以下のとおりである。犠牲陽極材に均質化処理を行うと、犠牲陽極材中に存在するＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物が成長する。これらの成長した化合物はろう付け時にもＡｌ中に溶けずに残る可能性が高いため、ろう付け後の冷却過程において、化合物表面にＭｇＺｎ２の安定相が析出しやすくなる。その結果、時効析出に寄与しないＭｇ、Ｚｎ量が増えて強度が低下する。
【００４９】
次に、犠牲陽極材に対して均質化処理を行わずに面削を行った後、熱間圧延により所望の厚さまで圧延する。また、心材に対しても面削を行う。そして、得られた犠牲陽極材及び心材を上記のろう材と組み合わせ、この組み合わせ材を熱間圧延前の加熱を４００〜５５０℃で行い、熱間圧延することによりクラッド材を作製する。熱間圧延前の加熱温度が４００℃未満であると、皮材（犠牲陽極材）と心材との圧着が困難となる。また、熱間圧延前の加熱温度が５５０℃を超えると、心材中に存在するＭｎ系化合物が粗大化し、ろう付け後の心材の結晶粒が微細になるとともに、犠牲陽極材表面に強固な酸化皮膜が形成され、熱間圧延時の心材と犠牲陽極材の圧着が困難となる。より好ましい熱間圧延前の加熱温度は４２０〜５３０℃である。
【００５０】
さらに、このクラッド材を冷間圧延し、必要に応じて焼鈍を行う。焼鈍には、バッチ式焼鈍炉又は連続焼鈍炉（ＣＡＬ）のいずれを用いてもよい。焼鈍温度については、バッチ式焼鈍を行う場合は２００〜４５０℃、連続焼鈍炉で行う場合には３５０〜５５０℃であることが望ましい。
【００５１】
焼鈍を入れるタイミングとしては、途中板厚で入れる中間焼鈍、又は最終板厚で入れる最終焼鈍のいずれでもよい。つまり、材料の調質としては、Ｈ１ｎ、Ｈ２ｎ、Ｏのいずれでもよい。
【００５２】
なお、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの厚さ、各層のクラッド率には特に制限はない。例えば上述のようなラジエータ、コンデンサなどのチューブ材では、約０．３ｍｍ程度以下の薄肉ブレージングシートとすることができる。また、インタークーラなどのチューブ材として使う場合、約０．８ｍｍ程度以下のブレージングシートとすることができる。この場合、犠牲陽極材層及びろう材層のクラッド率は、３〜１５％程度である。さらに、チューブと接合し、熱交換器の構造を形作るプレートとして使う場合では、約１．６ｍｍ程度以下のブレージングシートとすることができる。この場合、犠牲陽極材層及びろう材層のクラッド率は通常３〜１０％程度である。
【００５３】
以上説明した本実施形態のアルミニウム合金ブレージングシートは、肉薄とした場合でもろう付け時の材料が溶融することがなく、良好なろう付けをすることができる。また、ろう付け後において、優れた強度及び耐食性が得られる。従って、本実施形態によれば、特に自動車用熱交換器の流体通路構成材として好適に使用できるアルミニウム合金ブレージングシートを得ることができる。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの実施例について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【００５５】
先ず、表１及び表２に示す金属成分及び組成をもつ心材合金及び犠牲陽極材合金をそれぞれ金型鋳造により鋳造し、各々両面を面削して仕上げた。なお、表１及び表２の合金組成において、「−」は検出限界以下であることを示すものであり、「残部」は不可避的不純物を含む。
【００５６】
【表１】
2010163674.tif 000003
【００５７】
【表２】
2010163674.tif 000004
【００５８】
その後、ろう材にはＪＩＳ４０４５合金を用い、ろう材と犠牲陽極材とを５００℃で熱間圧延によりそれぞれ所望の厚さまで圧延し、板材を作製した。この際、犠牲陽極材の均質化処理については表３に示す条件で行った。
【００５９】
心材には、後述する試験材Ｎｏ．１０，２２，２３を除いて均質化処理を行わなかった。そして、前記したろう材、心材及び犠牲陽極材をろう材−心材−犠牲陽極材の組み合わせとクラッド率で表３に示すように組み合わせて、これら組み合わせ材を５００℃で加熱を行った後に熱間圧延を行い、０．３５ｍｍまで冷間圧延した。その後、冷間圧延した組み合わせ材に対してバッチ式焼鈍炉で３７０℃×２ｈの中間焼鈍を行い、最終板厚が０．２５ｍｍの板材（調質：Ｈ１ｎ）を作製した。
【００６０】
【表３】
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【００６１】
そして、作製した各ブレージングシートを供試材（試験材Ｎｏ．１〜１８）とし、ろう付け性、ろう付け後強度及び耐食性に関する評価を下記に示す方法で行った。それらの結果を表４に示す。
【００６２】
〔ａ〕ろう付け後の引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）：
ブレージングシート供試材を６００℃×３ｍｉｎのろう付け加熱後、２００℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却し、その後室温で１週間放置した。このサンプルを引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、ゲージ長５０ｍｍの条件で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って、常温にて引張試験を実施した。
【００６３】
〔ｂ〕フィン接合率：
ＪＩＳ３００３合金に２．５％のＺｎを添加した合金のフィン材をコルゲート成形し、ブレージングシート供試材のろう材面と合わせた。その後、これを５％のフッ化物フラックス懸濁液中に浸漬し、２００℃で乾燥後に６００℃×３分のろう付け加熱を行って試験コアを作製した。この試験コアにおいて、フィンの全山数に対する接合したフィンの山数の割合をフィン接合率とした。また、フィン接合率が９５％以上のものはろう付け性が良好「○」とし、９５％未満のものはろう付け性が不十分「×」とした。
【００６４】
〔ｃ〕エロージョンと溶融の有無：
上記〔ｂ〕で作製した試験コア断面のミクロ観察を行い、心材や犠牲陽極材におけるエロージョン（ろう拡散）や材料の溶融発生の有無を確認した。エロージョン及び材料溶融がともに無い場合を「○」とし、エロージョン及び材料溶融のうちいずれか又は両方が有る場合は「×」とした。
【００６５】
〔ｄ〕外部（熱交換器の大気側）耐食性評価：
上記〔ｂ〕に記載と同様の条件で試験コアを作製後、ろう材側の耐食性を評価するため犠牲陽極材側をシールし、ＪＩＳ Ｈ８６８１に従ってキャス（ＣＡＳＳ）試験を１０００時間実施した。その後、各試験コアについて最大孔食深さを測定した。
【００６６】
〔ｅ〕内部（熱交換器の冷却水・冷媒側）耐食性評価：
上記〔ａ〕に記載の引張試験試料と同様のブレージングシート供試材に対し、６００℃×３分のろう付け加熱を行った後、ろう材側をシールし、Ｃｌ−５００ｐｐｍ、ＳＯ４２−１００ｐｐｍ、Ｃｕ２＋１０ｐｐｍを含む８８℃の高温水中で８ｈ、室温放置で１６ｈのサイクル浸漬試験を３か月実施した。その後、各供試材について最大孔食深さを測定した。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
本発明例である試験材Ｎｏ．１〜１０は、ろう付け後の引張強さが１８０Ｎ／ｍｍ２と高く、フィン接合率や耐エロージョン性も問題なくろう付け性は良好であった。また、ろう材面と犠牲材面それぞれの耐食性も良好であった。
【００６９】
これに対して、比較例は以下に示すような結果となった。試験材Ｎｏ．１４、１５、１７、１８、１９、２０、２２、２３は、ろう付け後の引張強さが１８０Ｎ／ｍｍ２未満であり、本発明例の引張強さよりも低かった。試験材Ｎｏ．１３は、心材のＭｇ含有量が多く、フィンとの接合率が低かった。試験材Ｎｏ．１２、１６、２１は、ろう材が心材を侵食するエロージョン（ろう拡散）又は材料の融点低下による溶融のいずれかが発生した。試験材Ｎｏ．１１、１２、１３、１４はろう材面の腐食試験後の最大孔食深さが０．１ｍｍ以上と深く、耐食性に劣っていた。また、試験材Ｎｏ．１２、１３、１５、１６、１７、１９、２１は、犠牲材面の腐食試験後の最大孔食深さが０．１ｍｍ以上又は貫通と耐食性に劣っていた。試験材Ｎｏ．１２、１３、１６、１８は、心材又は犠牲陽極材において、鋳造時に巨大金属間化合物が生成した。
【００７０】
また、犠牲陽極材に対して均質化処理を行った試験材Ｎｏ．１０，２２，２３については以下のような結果となった。本発明例である試験材Ｎｏ．１０は、同じく本発明例であって犠牲陽極材に均質化処理を行っていない試験材Ｎｏ．１と比較して、ろう付け後の引張強さが低下した。同様に、比較例である試験材Ｎｏ．２２，２３は、本発明例である試験材Ｎｏ．６，８と比較して、それぞれろう付け後の引張強さが低下した。このように、前述の如く犠牲陽極材に対して均質化処理を行わないことが好ましいという結果となった。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ブレージングシート
１１  心材
１２  ろう材
１３  犠牲陽極材
【図１】
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