(57)【要約】【課題】  成形時にろう材の剥離等が生じることが無く、低コストで生産性に優れた自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材を提供する。【解決手段】  アルミニウム合金芯材２の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物３か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物４が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、ろう付用組成物３、またはフラックス組成物４を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布した構成としている【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金芯材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、
前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、
前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項２】
アルミニウム合金芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材が貼り合わせられたクラッド材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、
前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、
前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項３】
アルミニウム合金芯材の片面に犠牲陽極材が貼り合わされ、他面にＡｌ-Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金ろう材が貼り合わせられたクラッド材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、
前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、
前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項４】
前記犠牲陽極材が、質量％で、Ｚｎ：８％以下、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、更に、Ｃｕ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、その他不可避不純物からなり、前記アルミニウム合金芯材よりも電気化学的に卑である犠牲陽極材であることを特徴とする請求項３に記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項５】
前記アルミニウム合金芯材が、質量％で、Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．２％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、
更に、Ｃｕ：０．７％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｚｎ：８％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、
その他不可避不純物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項６】
前記フラックスの塗布量が３〜５０ｇ／ｍ２の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【請求項７】
前記Ａｌ-Ｓｉ系粉末合金ろう材、Ａｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金粉末ろう材及びＳｉ粉末の合計塗布量が１〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ラジエータやカーエアコン等に用いられる自動車熱交換器は、チューブ材とフィン材、ヘッダープレート、サイドサポート材等の各部材が組み合わされてなる。
【０００３】
チューブ材としては、アルミニウム合金芯材の片面に犠牲材、他方の面にろう材を貼り合わせたクラッド材が用いられており、このクラッド材をロールフォーミングによって成形した電縫溶接管や、ろう材により通路を形成するタイプのチューブ材、また、押出多穴管等が使用されている。また、カーエアコン用のチューブ材等では、熱交換効率を高めるためにチューブ内部にインナフィンを挿入する場合がある。
エバポレータやオイルクーラ等では、アルミニウム合金芯材の両面にろう材を貼り合わせたクラッド材をプレス加工して重ね合わせた、所謂ドロンカップタイプの熱交換器がある。
【０００４】
また、フィン材としては、ベア材や、アルミニウム合金芯材の両面にろう材をクラッドしたクラッドフィン材がある。
ヘッダープレートには、アルミニウム合金芯材の片面あるいは両面にろう材を貼り合わせたクラッド材が用いられている。
サイドサポートには、アルミニウム合金芯材の片面にろう材を貼り合わせたクラッド材が用いられている。
【０００５】
上述の材料を用いて、それぞれ成形加工を行った後、それぞれの部材を組み付け、フラックスを塗布した後にろう付処理を行うことにより、熱交換器が得られる。
【０００６】
アルミニウム合金材からなる部材に粉末ろう材を供給してろう付処理を行い、熱交換器を製造する技術については、各種提案がなされており、例えば特許文献１及び２に記載されたものがある。
【０００７】
また、アルミニウム合金材等の被処理材に、ろう材等の塗布材を塗布する技術として、例えば特許文献３及び４に記載されたものがある。
【特許文献１】特開平６−４７５２９号公報
【特許文献２】特開平６−１１４５４４号公報
【特許文献３】特開２０００−６１６２９号公報
【特許文献４】特開２００３−２８５１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のアルミニウム合金材では、芯材の表面にろう材を含む混合物を塗布した後、成形加工を行い、成形した各部材を組み付け、次いでろう付処理を行う方法とし、これによって熱交換器が得られるというものである。
しかしながら、特許文献１に記載のアルミニウム合金材は、芯材の表面全体にろう材を含む混合物を塗布したものであり、ろう付接合部以外の位置にも前記混合物が塗布されるため、ろう材が無駄となり、製造コストが上昇するおそれがある。
また、ろう付接合部以外の位置にもろう材が塗布されているため、ドロンカップタイプのエバポレータ用プレート材や、ヘッダープレート、サイドサポート等のように成形加工が過酷な部材にこの方法を用いた場合、前記混合物を塗布した塗膜が成形加工時に剥離し、金型内に残存して材料に転写することにより成形品の減肉や金型の磨耗が生じたり、塗膜が機械内に落下することにより部品の磨耗や機械停止が生じる等、重大な問題を引起すおそれがある。
【０００９】
特許文献２に記載のアルミニウム合金材では、芯材を成形加工した後、成形した各部材のろう付接合部となる所定の位置にろう材を含む混合物を塗布し、次いで各部材を組み付けてろう付処理を行うことにより、熱交換器が得られるというものである。
しかしながら、特許文献２に記載のアルミニウム合金材は、芯材を成形加工した後に、ろう材を含む混合物を部分的に塗布するものであり、用いる成形型によって塗布する方法が異なるため、塗布工程における生産性が低下する等の問題がある。
【００１０】
特許文献３に記載のアルミニウム合金材では、芯材を成形加工した後、成形した各部材のろう付接合部となる所定の位置にろう材を塗布するものである。
また、特許文献４に記載の塗布材の塗布方法では、貼り薬等の成形加工済フィルム等に塗布材を塗布するものである。
特許文献３及び４の何れも、成形加工後に、アルミニウム合金材等の被処理材に、部分的にろう材等の塗布材を塗布するものであり、塗布工程における生産性が低下する等の問題がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、成形時にろう材の剥離等が生じることが無く、低コストで生産性に優れた自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材及びそれを用いた自動車熱交換器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】
【００１２】
そこで、本発明者らは、上述のような観点から、粉末ろう材やＳｉ粉末、フラックス等の無駄が少なく、また、成形時の塗膜剥離等の問題を解決し、さらに生産コストの安価な自動車熱交換器用アルミニウム合金材、及びこれを用いた自動車熱交換器の研究を行った。
この結果、アルミニウム合金芯材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末あるいはＳｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックス（例えば、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合されたもの）と、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布されたアルミニウム合金芯材において、前記ろう付用組成物またはフラックス組成物が、加工後に必要な所定の位置のみに予め塗布されていることで解決可能であるとの見解に至った。
（１）請求項１に記載の発明
アルミニウム合金芯材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（２）請求項２に記載の発明
アルミニウム合金芯材の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材が貼り合わせられたクラッド材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（３）請求項３に記載の発明
アルミニウム合金芯材の片面に犠牲陽極材が貼り合わされ、他面にＡｌ-Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金ろう材が貼り合わせられたクラッド材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布したことを特徴とする自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（４）請求項４に記載の発明
前記犠牲陽極材が、質量％で、Ｚｎ：８％以下、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、更に、Ｃｕ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、その他不可避不純物からなり、前記アルミニウム合金芯材よりも電気化学的に卑である犠牲陽極材であることを特徴とする（３）に記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（５）請求項５に記載の発明
前記アルミニウム合金芯材が、質量％で、Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．２％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、更に、Ｃｕ：０．７％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｚｎ：８％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、その他不可避不純物からなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（６）請求項６に記載の発明
前記フラックスの塗布量が３〜５０ｇ／ｍ２の範囲内であることを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
（７）請求項７に記載の発明
前記Ａｌ-Ｓｉ系粉末合金ろう材、Ａｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金粉末ろう材及びＳｉ粉末の合計塗布量が１〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内であることを特徴とする（１）乃至（６）の何れかに記載の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材は、アルミニウム合金芯材の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布した構成としている。
これにより、粉末ろう材、Ｓｉ粉末やフラックス等の無駄が少なくなり、また、成形時の塗膜剥離等を低減することができる。
従って、高品質の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材を、安価に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材１（以下、高強度アルミ合金材１と略称することがある）は、アルミニウム合金芯材２の片面（図１では一面２ａ）または両面（図１では、一面２ａ、他面２ｂ）に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物３か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物４が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記ろう付用組成物、またはフラックス組成物を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布して概略構成される。
【００１５】
また、本実施形態の高強度アルミ合金材１は、アルミニウム合金芯材２が、質量％で、Ｍｎ：０．２％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．２％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、更に、Ｃｕ：０．７％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｚｎ：８％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、その他不可避不純物からなる構成としても良い。
【００１６】
また、本実施形態の高強度アルミ合金材１は、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものとしても良い。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の高強度アルミ合金材１は、アルミニウム合金芯材２の一面２ａ上において選択された所定の位置にろう付用組成物３が塗布されており、他面２ｂにおいて、一面２ａに配されたろう付用組成物３に表裏で対応する位置にフラックス組成物４が塗布されてなる。図示例では、長方形状に塗布されたろう付用組成物３が、一面２ａの８箇所に整列して配され、他面２ｂには、同様にしてフラックス組成物４が配されている。
なお、ろう付用組成物３やフラックス組成物４を塗布する位置や形状、数はこれに限定されるものでは無く、高強度アルミ合金材１を用いる部材の形状やろう付位置によって、適宜決定することができ、以下に詳細を説明する。
【００１８】
図２に、本実施形態の高強度アルミ合金材１が用いられる熱交換器の一例を示す。
本実施形態の高強度アルミ合金材１は、図２に示すようなラジエータ（熱交換器）１０を構成する各部材に用いることができ、このラジエータ１０は、例えば自動車のラジエータ等に用いられ、ヘッダー１１と、チューブ１２と、フィン１３と、サイドサポート１４とから概略構成されている。ラジエータ１０は、ろう付接合によってヘッダー１１、チューブ１２及びフィン１３が各々一体化され、更に樹脂タンクが機械的接合（かしめ加工）により取り付けられて概略構成されている。
【００１９】
そして、ラジエータ１０において、ヘッダー１１とチューブ１２とは、ヘッダー１１の下面に複数整列形成されたスロット（差込孔）１１ａに各チューブ１２の端部を差し込み、差込部分の周りに配置したろう付用組成物３（図１参照）を用いて両者を相互にろう付するとともに、チューブ１２とフィン１３とは、チューブ１２の表面に塗布したろう付用組成物３（図１参照）を用いて、両者を相互にろう付けすることで組み立てられている。
【００２０】
ここで、ろう付用組成物３またはフラックス組成物４は、ヘッダー１１の上下面の内、チューブ１２とろう付接合される位置にのみ予め塗布されている。本実施形態の高強度アルミ合金材１は、ろう付接合される位置にのみ、ろう付用組成物３またはフラックス組成物４が片面または両面（一面２ａ、他面２ｂ）に予め塗布されてなるものであり、高強度アルミ合金材１を成形してヘッダー１１等の部材を得る際に無駄なろう材が生じず、また、成形加工後に塗布を行うような工程も無いため、生産コストを低減することができる。また、ろう付接合する位置以外にはろう付用組成物３またはフラックス組成物４が塗布されていないため、金型等による成形加工時の塗膜剥離等を低減することができる。
【００２１】
図１に示す高強度アルミ合金材１では、ろう付用組成物３が長方形状で８箇所に配されているが、本例では高強度アルミ合金材１から、図２に示すラジエータ１０のヘッダー１１を計８個、成形して得られるようになっている。また、８箇所に塗布して配された各々のろう付用組成物３またはフラックス生成物４は、ヘッダー１１に形成されたスロット１１ａの周辺部のみに配されるように、予め所定の位置に塗布されている。
一方、高強度アルミ合金材１の、ろう付用組成部３またはフラックス組成物４が塗布されていない領域は、ヘッダー１１におけるスロット１１ａ周辺部以外の位置に配されるようになっている。
本実施形態の高強度アルミ合金材１を用いて成形したヘッダー１１は、チューブ１０とのろう付接合が必要な所定の位置のみ、ろう付用組成物３またはフラックス組成物４が配されており、曲げ等の大きな機械加工等が施される位置には上述の組成物が配されていない。これにより、ろう材を無駄にすることがなく、また、成形時の塗膜剥離等を低減できる。
【００２２】
本実施形態の高強度アルミ合金材１は、ヘッダー１１、チューブ１２及びフィン１３をなす材料として用いることができるが、これに限定されるものでは無く、サイドサポート１４等、自動車熱交換器における各種部材をなす材料として用いることができる。
【００２３】
以下、本実施形態の高強度アルミ合金材１を構成するアルミニウム合金芯材２、ろう付用組成物３、フラックス組成物４について詳しく説明する。
【００２４】
［アルミニウム合金芯材］
アルミ合金芯材２の組成限定理由について、以下に説明する。
【００２５】
「Ｍｎ」
マンガン（Ｍｎ）は、他の合金成分（具体的にはＳｉ）と化合してＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物を形成し、この金属間化合物が晶出若しくは析出されて、ろう付け後の機械的強度が向上する。
また、金属間化合物の形成によってマトリックスのＳｉの固溶度を低くし、これによりマトリックスの融点を向上させることができ、耐熱性を高めることができる。
Ｍｎの組成比は、質量％で０．２％以上３．０％以下の範囲が好ましい。
Ｍｎの組成比が０．２％未満だと、機械的強度の向上効果が得られにくい。
また、Ｍｎの組成比が３．０％を越えると、圧延時に表面及び端部で割れ等が発生するおそれがある。また、巨大晶出物の出現により、鋳造性や圧延性を著しく低下させる。
【００２６】
「Ｓｉ」
ケイ素（Ｓｉ）は、ＡｌおよびＭｎとともに、金属間化合物であるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物を形成し、分散あるいはマトリックス中に固溶して強度を向上させる。
また、上述の化合物の形成により、ろう付後のＭｎ固溶度を低下させ、熱伝導性を向上させる。
Ｓｉの組成比は、質量％で０．２％以上１．５％以下の範囲が好ましい。
Ｓｉの組成比が０．２％未満だと、アルミニウム合金芯材２の強度向上効果が得られにくい。
また、Ｓｉの組成比が１．５％を越えると、アルミニウム合金芯材２の融点が低下してろう付け時に溶融してしまう。また、巨大晶出物の出現により、鋳造性や圧延性を著しく低下させる。
【００２７】
「Ｆｅ」
鉄（Ｆｅ）は、金属間化合物として晶出または析出し、ろう付後の強度を向上させる。
Ｆｅの組成比は、質量％で０．０５％以上２．５％以下の範囲が好ましい。
Ｆｅの組成比が０．０５％未満だと、ろう付後の強度向上効果が得られにくい。
Ｆｅの組成比が２．５％を超えると、腐食速度が速くなりすぎる。また、巨大晶出物の出現により、鋳造性や圧延性を著しく低下させる。
【００２８】
本実施形態のアルミニウム合金芯材２の成分組成は、上述の成分を基本組成とするものであるが、更に、強度特性等の向上を目的として、以下に説明する添加元素を１種または２種以上、積極的に含有した成分組成としても良い
【００２９】
「Ｃｕ」
銅（Ｃｕ）は、マトリックス中に固溶して強度を向上させる。
Ｃｕの組成比は、質量％で０．７％以下とすることが好ましい。
Ｃｕの組成比が０．７％を越えると、腐食速度が速くなりすぎ、また、融点が低下し、ろう付時に溶融する。また、犠牲陽極材として用いた場合、電位が貴になりすぎて、クラッド材の耐孔食性を低下させる。
なお、Ｃｕの組成比を０．１％未満とした場合には、強度向上効果が不十分となるため、これ以上の組成比とすることが好ましい。
【００３０】
「Ｍｇ」
マグネシウム（Ｍｇ）は、Ｃｕと同様、マトリックスに固溶して強度を向上させる。
Ｍｇの組成比は、質量％で０．５％以下とすることが好ましい。
Ｍｇの組成比が０．５％を越えると、アルミニウム合金芯材のろう付性を低下させる。
なお、Ｍｇの組成比を０．０５％未満とした場合には、強度向上効果が不十分となるため、これ以上の組成比とすることが好ましい。
【００３１】
「Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ」
クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）は、ろう付後に微細な金属間化合物として分散析出し、強度を向上させる。
Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒの組成比は、それぞれ質量％で、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｚｒ：０．２％以下とすることが好ましい。
Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒの組成比が上述を超えると、加工性が低下し、また、自己耐食性及び熱伝導性が低下する。
なお、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒの組成比を、それぞれ、Ｃｒ：０．０１％未満、Ｖ：０．０１％未満、Ｔｉ：０．０５％未満、Ｚｒ：０．０５％未満とした場合には、強度向上効果が不十分となるため、各々、これ以上の組成比とすることが好ましい。
【００３２】
「Ｚｎ」
亜鉛（Ｚｎ）は、アルミニウム合金芯材の表面や、被接合部材との電位差が大きくなりすぎないようにするため添加される。
Ｚｎの組成比は、質量％で８％以下とすることが好ましい。
Ｚｎの組成比が８％を超えると、腐食速度が速くなりすぎ、自己耐食性が低下する。
なお、Ｚｎの組成比を０．５％未満とした場合には、上述の効果が不十分となるため、これ以上の組成比とすることが好ましい。
【００３３】
［ろう付用組成物］
ろう付用組成物３は、上述したように、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなる。
前記Ａｌ-Ｓｉ系粉末合金ろう材、Ａｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金粉末ろう材及びＳｉ粉末の合計塗布量は、１〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内とすることが好ましい。合計塗布量を上述の範囲とすることにより、良好なろう付性が得られる。
【００３４】
フラックスとしては、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、あるいは混合した成分の粉末を用いることが好ましい。
ろう付用組成物３に含有され、アルミニウム合金芯材２に塗布されるフラックスの量は、３〜５０ｇ／ｍ２の範囲内とすることが好ましい。フラックスの塗布量を上述の範囲とすることにより、良好なろう付性が得られる。
なお、バインダとしては、アクリル系樹脂バインダ等を用いることができる。
【００３５】
［フラックス組成物］
フラックス組成物４は、フラックスとバインダとが混合されてなる。
フラックスとしては、上述したＫ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、あるいは混合した成分の粉末を用いることが好ましい。
また、フラックス組成物４に含有され、アルミニウム合金芯材に塗布されるフラックスの量についても、上述と同様、３〜５０ｇ／ｍ２の範囲内とすることが好ましい。
また、バインダについても、ろう付用組成物３と同様、アクリル系樹脂バインダ等を用いることができる。
【００３６】
上述したろう付用組成物、フラックス組成物及び単体のフラックスをアルミニウム合金芯材またはクラッド材に塗布する方法としては、ロールコートやダイコート、オフセット塗布等、何れの手法を用いても良い。連続的に搬送される板や条に、幅方向および長手方向に所定の間隔をもって塗布する方法とすれば良い。
【００３７】
図２に示すような、本実施形態の高強度アルミ合金材１が用いられるラジエータ１０の構造によれば、チューブ１２を差し込むためのスロット１１ａが下面に設けられたヘッダー１１において、ろう付用組成物３により、ヘッダー１１にチューブ１２が接合されている。そして、ラジエータ１０のろう付を行う際は、各部材を組み付けた後、窒素雰囲気中等の適当な雰囲気で適温に加熱してろう材を溶解させる。
ろう付熱処理は、５８０℃乃至６１０℃程度で行うことが好ましく、保持時間は１分乃至１０分程度が好ましい。
ろう付時の温度が５８０℃未満だと、ろう材及びアルミ合金基材の一部溶解が進まず、良好なろう付を行うことが困難になる。
ろう付時の温度が６１０℃を超えると、著しい侵食が生じる虞がある。
【００３８】
上述の、本実施形態の高強度アルミ合金材１を用いたラジエータ１０によれば、ヘッダー１１に形成されたスロット１１ａ周辺部の位置にのみ、ろう付用組成物３が予め塗布されているものであるため、高強度アルミ合金材１を成形加工してヘッダー１１を得る場合、無駄なろう材が生じず、また、成形加工後に塗布を行うような工程も無いため、生産コストを低減することができる。
また、ろう付接合する位置以外にはろう付用組成物３が塗布されていないため、金型等による成形加工時の塗膜剥離等を低減することができる。
【００３９】
以上、説明したように、本実施形態の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材１によれば、アルミニウム合金芯材２の片面または両面に、Ａｌ-Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末、Ｓｉ粉末の内の１種または２種以上と、フラックスと、バインダとが混合されてなるろう付用組成物３か、またはフラックスとバインダとが混合されてなるフラックス組成物４が塗布された自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材において、前記フラックスが、Ｋ１−３ＡｌＦ４−６、ＺｎＦ２、ＺｎＣｌ２、ＫＺｎＦ３、Ｋ２ＳｉＦ６の内から選択される単独、または混合したものであり、ろう付用組成物３、またはフラックス組成物２を、加工後に必要な所定の位置のみに塗布した構成としている。
これにより、粉末ろう材、Ｓｉ粉末やフラックス等の無駄が少なくなり、また、成形時の塗膜剥離等を低減することができる。
従って、高品質の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材１を、安価に製造することが可能となる。
【００４０】
なお、本発明の高強度アルミ合金材は、上述の構成に限定されず、例えば、アルミニウム合金芯材２の一面２ａ及び他面２ｂの内の片面あるいは両面に、質量％で、Ｚｎ：８％以下、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上１．５％以下、Ｆｅ：０．０５％以上２．５％以下を含有し、更に、Ｃｕ：０．２％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｍｇ：０．５％以下、Ｃｒ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下の内の１種または２種以上を含有し、その他不可避不純物からなり、アルミニウム合金芯材２よりも電気化学的に卑である犠牲陽極材（図示略）を貼り合わせてなるクラッド材として構成しても良い。
上述の犠牲陽極材の成分組成の限定理由については、アルミニウム合金芯材２の成分組成と同様であり、詳細を省略する。
【００４１】
また、本発明の高強度アルミ合金材は、アルミニウム合金芯材の片面にＡｌ-Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金ろう材を貼り合わせてクラッド材とし、他方の面にフラックスを塗布した構成とした場合に、前記フラックスが、加工に必要な所定の位置のみに配された構成としても良い。
この場合にも、前記Ａｌ-Ｓｉ系合金ろう材及びＡｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金ろう材の合計貼り合わせ量を１〜１５０ｇ／ｍ２の範囲内とし、また、前記フラックスの塗布量を３〜５０ｇ／ｍ２の範囲内とすることにより、良好なろう付性が得られる。
【００４２】
また、本発明の高強度アルミ合金材は、アルミニウム合金芯材の片面に前記犠牲陽極材が貼り合わされ、他面にＡｌ-Ｓｉ系合金ろう材あるいはＡｌ-Ｓｉ-Ｚｎ系合金ろう材が貼り合わせられたクラッド材として構成しても良い。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明に係る自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の実施例について説明する。
【００４４】
［作製工程］
表１に示すような成分組成のアルミニウム合金を鋳造し、中間焼鈍、冷間圧延処理を行うことにより、厚さ１．０ｍｍの圧延材（アルミニウム合金芯材またはクラッド材）を作製した。
ろう付用組成物、フラックス組成物として、表２に示すような成分組成のものを用い、表３に示す組み合わせ形態で塗布を行い、アルミ合金材とした。この際、図１に示すように、アルミニウム合金芯材へのろう付用組成物、フラックス組成物の位置を、８箇所に整列させて両面に配し、本発明に係る高強度アルミ合金材（実施例）を得た。
また、アルミニウム合金芯材またはクラッド材の表面全体に、ろう付用組成物、フラックス組成物を配した点を除き、上述の実施例と同様にして、従来のアルミ合金材（比較例）を得た。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
【表２】
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【００４７】
【表３】
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【００４８】
［成形性の評価］
各実施例及び比較例のサンプルを用いて、図３に示すプレス成形工程により、図２に示すラジエータ１０のヘッダー１１のプレス成形加工を行い、成形性の評価を行った。この際、各実施例のサンプルでは、１枚の高強度アルミ合金材（図１参照）から計８個のヘッダー１１を得るとともに、前記ろう付用組成物、フラックス組成物の塗布位置（計８箇所）がスロット１１ａ周辺部に配された構成とした。
プレス成形においては、ドロー工程（図３（ａ））、トリム工程（図３（ｂ））、曲げ工程（図３（ｃ））、ピアス工程（図３（ｄ））の順で成形処理を行った後、目視確認により、以下の基準で成形性を判定した（○×で標記）。
（１）○：塗膜剥離が無かった。 
（２）△：塗膜剥離が若干確認された。
（３）×：塗膜剥離が多数確認された。
【００４９】
［ろう付性の評価］
各実施例及び比較例のアルミ合金材を用い、図３に示す工程で自動車ラジエータ用のヘッダーを作成した後、チューブと組み合わせてろう付処理を行い、以下の基準でろう付性を判定した。
なお、ろう付熱処理については、窒素ガス雰囲気中において６０５℃の温度で３        分間保持した後、−１００℃／分の冷却速度で室温（２５℃）まで冷却して行った。
（１）○：接合部の残存数／接合部の全数の割合が１００％であった。
（２）×：接合部の残存数／接合部の全数の割合が１００％未満であった。
【００５０】
各実施例及び比較例の評価試験結果の一覧を表３に示す。
【００５１】
表３に示す結果より、実施例１〜１２の本発明に係る高強度アルミ合金材のサンプルは、成形性及びろう付性の両方の評価項目が全て○の判定であり、予め所定の位置にろう材を配し、成形加工を行う本発明の高強度アルミ合金材が優れた特性を有していることが明らかとなった。
なお、実施例１２に示すサンプルは、実施例１〜１１のサンプルが加工率４１．５％で成形加工されているのに対し、形状変更を施すことによって、加工率を４９．７％として成形加工したものである。この場合にも、他の実施例サンプルと同様、本発明の高強度アルミ合金材では、塗膜の剥離等が無く、良好な成形品を得ることができた。
なお、本例で述べる加工率とは、材料の減板厚率として換算した数値であり、最も減板厚率が高い部分のデータを用いた。
【００５２】
これに対し、比較例１〜１２の従来のアルミ合金材のサンプルは、何れも成形性及びろう付性の評価項目が全て×の判定となった。
また、実施例１２と同様にして、加工率を４９．７％としてサンプルを加工した比較例１２では、加工率が４１．５％となっている他の比較例サンプル（比較例１）に比べ、塗膜の剥離が著しくなり、ろう付性も大きく低下した。
となった。
【００５３】
上記結果により、アルミニウム合金芯材の片面または両面に、ろう付材料を予め配している本発明の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材が、高い成形性とろう付性を有していることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の自動車熱交換器用アルミニウム合金材の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の自動車熱交換器用アルミニウム合金材を用いてなる自動車熱交換器の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の自動車熱交換器用アルミニウム合金材の一実施例を示す図であり、プレス成形加工の各工程を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…自動車熱交換器用アルミニウム合金材（高強度アルミ合金材）、２…アルミニウム合金芯材、２ａ…一面、２ｂ…他面、３…ろう付用組成物、４…フラックス組成物、１０…熱交換器、１１…ヘッダー、１３…チューブ、１４…フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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