(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシート。
【請求項２】
Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｍｎが０．０５ｗｔ％以上で０．３ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシート。
【請求項３】
Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｃｕが０．１ｗｔ％以上で０．５ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシート。
【請求項４】
Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｍｎが０．０５ｗｔ％以上で０．３ｗｔ％未満、Ｃｕが０．１ｗｔ％以上で０．５ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシート。
【請求項５】
Ａｌ合金材は、０．０１ｗｔ％以上で０．１５ｗｔ％以下のＺｒ、０．０１ｗｔ％以上で０．２０ｗｔ％以下のＴｉ、０．０５ｗｔ％以上で０．３０ｗｔ％以下のＣｒの中から選ばれる一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかのブレージングシート。
【請求項６】
請求項１〜請求項５いずれかのブレージングシートを少なくともＡｌ合金ろう材が表面に露出しているよう管状に成形加工されてなることを特徴とする熱交換器に用いられる管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特に自動車用のエバポレータ、コンデンサ、ラジエータ等の熱交換器における管（チューブ、パイプ）を構成する為に用いられるブレージングシートに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
アルミニウム又はアルミニウム合金材料（以下、Ａｌ材料）からなる熱交換器は、Ａｌ材料を用いて作製された押出偏平多穴管（チューブ）やヘッダーパイプ等にろう材が貼り合わされたブレージングシートを用いて作製されたクラッドフィンを組み付け、そしてフラックスをチューブやヘッダーパイプとクラッドフィンとの接合部に供給し、不活性雰囲気下でろう付けすることにより製造されている。
【０００３】
あるいは、ろう材がクラッドされたブレージングシートを用いてチューブ等を構成し、これにフィンを組み付け、そしてフラックスを接合部に供給し、不活性雰囲気下でろう付けすることにより製造されている。
ところで、ろう材がクラッドされたブレージングシートを用いてチューブ等を構成するにあたり、ブレージングシートの芯材としてはＭｎを１〜１．５ｗｔ％、Ｃｕを０．０５〜０．２ｗｔ％含有するＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ合金が用いられ、ろう材としてＳｉを７〜１０ｗｔ％含有するＡｌ−Ｓｉ合金が用いられている。
【０００４】
しかしながら、このようなブレージングシートを用いて電縫手段により構成されたチューブやパイプを構成要素とした熱交換器は、熱交換効率や耐蝕性に改善が求められた。
【０００５】
【発明の開示】
前記の問題点についての検討が鋭意押し進められて行った結果、熱交換効率や耐蝕性の問題はブレージングシートの構成を変えることによって解決されることが判って来た。
すなわち、ブレージングシートの芯材に用いたＡｌ−Ｍｎ−Ｃｕ合金は、含有するＭｎ成分によって熱伝導性が低下していることが判ったのである。特に、Ｍｎを１ｗｔ％も含有していると熱伝導性の低下は著しく、熱交換器のチューブやパイプとしての許容量は０．３ｗｔ％未満とすることが大事であることが突き止められた。尚、Ｍｎを格別に含有させないようにする訳であるが、Ｍｎは機械的強度を向上させる成分であることから、熱交換器のチューブやパイプを構成する為には、これに代わる成分が必要となる。
【０００６】
この点についての検討を鋭意押し進めて行った結果、熱交換効率や耐蝕性の問題を引き起こすことなく、かつ、機械的強度の向上にも寄与する元素としてＦｅが用いられることを突き止めた。すなわち、Ａｌ合金中に含有させたＦｅは鋳造時にＡｌ３  Ｆｅ等の形で晶出し、その後の加工、熱処理によっても殆ど固溶、析出することがない為、圧延等の加工により加工方向に層状に分布する。このような金属組織はろう付け時の高温加熱によっても変化することがない。更に、ろう材から芯材に拡散して来るＳｉを、例えばＡｌ３  （Ｆｅ・Ｓｉ）の形でトラップし、粒界腐食を抑制する。又、層状に分布した晶出物の存在によって厚さ方向への腐食（孔食）が防止される。このような特長を効果的に発揮させる為、Ｆｅの含有量は０．１〜１．０ｗｔ％とすることが大事であった。例えば、１．０ｗｔ％を越えて多くなり過ぎると、耐蝕性が低下する。逆に、０．１ｗｔ％未満の少な過ぎた場合には、機械的強度の向上が得られなかった。
【０００７】
又、耐蝕性の問題は芯材の合金組成にのみ起因するのではなく、クラッドされたろう材の側にもあった。すなわち、Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下のＡｌ−Ｆｅ系合金を芯材として用いた場合に、ろう材として、単に、Ａｌ−Ｓｉ合金を用いたのでは、孔食が発生する。この孔食は、管の場合には、熱媒体が飛散してしまうことになるから、致命的な問題である。そこで、Ｆｅを０．１〜１．０ｗｔ％含有させたＡｌ合金を芯材として用いた場合に、ろう材として如何なる組成のＡｌ合金を用いれば良いかの検討を鋭意押し進めて行った。この結果、Ｚｎをも含有させ、しかもＺｎは２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下とし、そしてＳｉを３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金をろう材とした場合には、特定の合金組成からなる芯材との相乗作用によって孔食を効果的に防止できることが見出された。
【０００８】
上記知見を基にして本発明が達成されたものであり、熱交換効率や耐蝕性に優れたブレージングシート、及びこのブレージングシートを基にして作製した熱交換器に用いられる管を提供することを目的とする。
この本発明の目的は、Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシートによって達成される。
【０００９】
又、Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｍｎが０．０５ｗｔ％以上で０．３ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシートによって達成される。
【００１０】
又、Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｃｕが０．１ｗｔ％以上で０．５ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシートによって達成される。
【００１１】
又、Ｆｅが０．１ｗｔ％以上で１．０ｗｔ％以下、Ｍｎが０．０５ｗｔ％以上で０．３ｗｔ％未満、Ｃｕが０．１ｗｔ％以上で０．５ｗｔ％未満、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金材と、
Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金ろう材
とからなることを特徴とするブレージングシートによって達成される。
【００１２】
尚、上記ブレージングシートにおけるＡｌ合金材は、０．０１ｗｔ％以上で０．１５ｗｔ％以下のＺｒ、０．０１ｗｔ％以上で０．２０ｗｔ％以下のＴｉ、０．０５ｗｔ％以上で０．３０ｗｔ％以下のＣｒの中から選ばれる一種または二種以上を含むものが好ましい。
又、Ａｌ合金材（芯材）におけるＦｅ含有量の好ましい範囲は０．１〜０．５ｗｔ％（特に、０．１〜０．４ｗｔ％）、Ｍｎ含有量の好ましい範囲は０．１〜０．２５ｗｔ％（特に、０．１〜０．２ｗｔ％）、Ｃｕ含有量の好ましい範囲は０．１〜０．４５ｗｔ％（特に、０．１〜０．４ｗｔ％）であり、クラッドされるろう材におけるＳｉ含有量の好ましい範囲は５〜１１ｗｔ％（特に、７〜９ｗｔ％）、Ｚｎ含有量の好ましい範囲は５〜１２ｗｔ％（特に、７〜１０ｗｔ％）である。
【００１３】
そして、上記構成のブレージングシートを少なくともＡｌ合金ろう材が表面に露出しているよう管状に成形加工されてなることを特徴とする熱交換器に用いられる管によって達成される。
以下、本発明について詳述する。
先ず、本発明になるブレージングシートの芯材としてＭｎを含有させない、又は含有させても０．３ｗｔ％未満としたのは、熱伝導性を考慮したからである。すなわち、熱交換器の構成要素、例えばチューブとかヘッダーパイプのような管にあっては、内部を熱交換媒体が流通し、熱交換が効率良く行われるようにする為には、管材は熱伝導性の良いことが不可欠である。この観点から、つまり熱伝導度を高める為に、ブレージングシートの芯材としてＭｎを含有させない、又は含有させても０．３ｗｔ％未満とした。Ｍｎを含有する場合に、Ｍｎ含有量の好ましい範囲は０．０５ｗｔ％以上である。Ｍｎ含有量の好ましい範囲は０．１〜０．２５ｗｔ％（特に、０．１〜０．２ｗｔ％）である。
【００１４】
ところで、Ｍｎは機械的強度を向上させると共に電位を貴にする成分であることから、熱交換器のチューブやパイプを構成する為に用いるには、これに代わる成分が必要となる。この成分として選ばれたのが、Ｆｅである。すなわち、Ｆｅは機械的強度を向上させることになる。しかも、ＦｅはＡｌと金属化合物を形成するので、Ｆｅを含有させても、熱伝導度の低下が問題にならない。このような特長を奏させる為に含有させるＦｅの量は０．１〜１．０ｗｔ％である。すなわち、Ｆｅが０．１ｗｔ％未満の少な過ぎた場合には、機械的強度の向上が得られない。しかし、１．０ｗｔ％を越えて多くなり過ぎると、耐蝕性が低下する。そして、０．１〜１．０ｗｔ％（好ましい含有量は０．１〜０．５ｗｔ％、特に０．１〜０．４ｗｔ％）の程度であれば、機械的強度の向上が得られ、耐蝕性や熱伝導度の問題が起きない。
【００１５】
又、Ｃｕを含有させることによっても機械的強度の向上が期待できる。又、電位を貴にすることになる。かつ、Ｃｕを含有させても、少量であれば、熱伝導度の低下が問題にならない。更に、Ｃｕを含有させることによって延性が改善され、加工性が向上する。従って、Ｃｕも含有させておくことは極めて好ましいことになる。このような特長を奏させる為に含有させるＣｕの量は０．１〜０．５ｗｔ％である。０．５ｗｔ％を越えて多くなり過ぎると、粒界腐食が起き始める。そして、０．１〜０．５ｗｔ％（好ましい含有量は０．１〜０．２ｗｔ％、特に０．１〜０．１５ｗｔ％）の程度であれば、機械的強度の向上、加工性の向上が得られ、耐蝕性も向上し、熱伝導度の問題が起きない。
【００１６】
Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｒは、圧延方向に薄く引き延ばされた結晶粒が熱処理によって粗大化するのを防止する。この粗大化の防止は、芯材内部への孔食を防止することになる。従って、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｒの群の中から選ばれる一種、又は二種以上を含有させておくことは極めて好ましい。このような特長を奏させる為、Ｚｒ含有量の好ましい範囲は０．０１〜０．１５ｗｔ％（特に、０．０７〜０．１５ｗｔ％）、Ｔｉ含有量の好ましい範囲は０．０１〜０．２０ｗｔ％（特に、０．０７〜０．１５ｗｔ％）、Ｃｒ含有量の好ましい範囲は０．０５〜０．３０ｗｔ％（特に、０．０７〜０．１５ｗｔ％）である。
【００１７】
尚、不可避不純物として含まれる場合を除き、Ｓｉを含有させないことが好ましい。すなわち、Ｓｉを芯材中に含有させていると、孔食が起き易くなり、熱交換器を構成する管の素材としては好ましくないからである。
上記のようなＡｌ合金からなる芯材の表面（片面、又は両面）にクラッドするろう材は、Ｓｉが３ｗｔ％以上で１１ｗｔ％以下、Ｚｎが２ｗｔ％以上で２５ｗｔ％以下、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金である。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ合金からなるろう材を用いた場合には、孔食が発生してしまう。しかるに、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金を用いた場合には、Ｍｎを格別には含有させない（含有させても微量）芯材を構成する上記Ａｌ合金の構成成分との協同作用により、孔食が効果的に防止される。このような特長を奏させる為、Ｚｎ含有量は２〜２５ｗｔ％（好ましい含有量は５〜１２ｗｔ％、特に７〜１０ｗｔ％）とした。又、ろう材としての機能を発揮させる為、Ｓｉ含有量は３〜１１ｗｔ％（好ましい含有量は５〜１１ｗｔ％、特に７〜９ｗｔ％）とした。
【００１８】
上記芯材とクラッドされるろう材との厚さは、芯材／ろう材が０．９５／０．０５〜０．８５／０．１５の程度である。
そして、上記のように構成させたブレージングシートを用いて、例えば図１に示されるようなドロンカップ型熱交換器のチューブやパイプが構成される。
尚、本発明のブレージングシートを用いてフィンとすることも考えられるが、フィンと管とを考えた場合、管の孔食を防止する機能をフィンに担わせることが好ましいことから、本願発明のような耐蝕性に富む電位が高いＡｌ合金をフィンとした場合、一層電位が高いＡｌ合金を用いて管を構成しなければならない。しかるに、現時点では、かかる電位が高いＡｌ合金を工業的に叶うコストでもって得ることは困難であるから、本願発明のブレージングシートは管材とするのが好ましい。
【００１９】
【実施例】
〔実施例１〕
下記の表−１に示すＡｌ合金からなる芯材の両面に表−１に示すＡｌ合金からなるろう材をクラッドしたブレージングシートを用意した。尚、このブレージングシートは、ろう材／芯材／ろう材＝０．１／０．８／０．１の割合からなる０．４０ｍｍの厚さである。
【００２０】
そして、このブレージングシートを用いてドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユーブとＡｌ−Ｍｎ合金製フィンとをフッ化物系のフラックスを用いて窒素雰囲気下で６００℃に５分間保持し、ろう付けした。
0003599126.tif 000002
得られたものについて、チューブの耐蝕性や熱電導性（電気電導度）を調べると共に、ブレージングシートの機械的強度（引っ張り強さ）を調べたので、その結果を表−２に示す。
【００２１】
0003599126.tif 000003
尚、実施例１−１のブレージングシートでフィンを構成すると共に前記フィンを構成したＡｌ−Ｍｎ合金でチューブを構成し、これらのチユーブとフィンとをフッ化物系のフラックスを用いて窒素雰囲気下で６００℃に５分間保持し、ろう付けしたものについて、耐蝕性（酸性塩水噴霧試験３０日後の孔食深さ、腐食液循環試験３０日後の孔食深さ）を調べた処、チューブには貫通孔が形成されていた。
【００２２】
〔実施例２〕
表−１に示すＡｌ合金からなる芯材の一面に表−１に示すＡｌ合金からなるろう材をクラッドすると共に芯材の他面にＡ７０７２犠牲材をクラッドしたブレージングシートを用意した。尚、このブレージングシートは、ろう材／芯材／犠牲材＝０．１／０．８／０．１の割合からなる０．４０ｍｍの厚さである。
【００２３】
そして、このブレージングシートを用いてドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユーブとＡｌ−Ｍｎ合金製フィンとをフッ化物系のフラックスを用いて窒素雰囲気下で６００℃に５分間保持し、ろう付けした。
得られたものについて、チューブの耐蝕性や熱電導性（電気電導度）を調べると共に、ブレージングシートの機械的強度（引っ張り強さ）を調べたので、その結果を表−３に示す。
【００２４】
0003599126.tif 000004
〔実施例３〕
表−１に示すＡｌ合金からなる芯材の片面に表−１に示すＡｌ合金からなるろう材をクラッドしたブレージングシートを用意した。尚、このブレージングシートは、ろう材／芯材＝０．１／０．９の割合からなる０．４０ｍｍの厚さである。
【００２５】
そして、このブレージングシートを用いてドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユーブとＡｌ−Ｍｎ合金製フィンとをフッ化物系のフラックスを用いて窒素雰囲気下で６００℃に５分間保持し、ろう付けした。
得られたものについて、チューブの耐蝕性や熱電導性（電気電導度）を調べると共に、ブレージングシートの機械的強度（引っ張り強さ）を調べたので、その結果を表−４に示す。
【００２６】
0003599126.tif 000005
【００２７】
【効果】
熱交換効率や耐蝕性に富み、機械的強度に優れた熱交換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドロンカップ型熱交換器の説明図
【図１】
0003599126.tif 000006