(57)【要約】【解決手段】  真空ろう付け用の５層シートは、３ＸＸＸアルミニウム合金からなるコア層と、前記コア層に接合された５ＸＸＸアルミニウム合金からなる２つの中間ライナー層とを有する。中間ライナー層のＭｇ量を増やすことにより、強度の向上、ろう付け性の向上及び耐食性の付与がもたらされる。また、シートの亜鉛含有量を少なくすることで、真空ろう付けが促進される。【選択図】  図１
2019112721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複層シート材料であって、
０．１〜２．０重量％のＳｉと、最大０．７重量％のＦｅと、０．１〜２．０重量％のＣｕと、０．８〜１．８重量％のＭｎと、０．０５〜１．２重量％のＭｇと、最大０．１０重量％のＣｒと、最大０．１０重量％のＺｎと、０．１０〜０．２０重量％のＴｉ及び０．１０〜０．２０重量％のＺｒの一種又は二種と、を含む３ＸＸＸアルミニウム合金からなるコア層と、
前記コア層の第１の側に接合された５ＸＸＸアルミニウム合金からなる第１中間ライナー層と、
前記第１中間ライナー層の遠位側である、前記コア層の第２の側に接合された５ＸＸＸアルミニウム合金からなる第２中間ライナー層と、
前記第１中間ラーナー層の前記コア層遠位側に接合された４ＸＸＸアルミニウム合金からなる第１ろう付け層と、
前記第２中間ライナー層の前記コア層遠位側に接合された４ＸＸＸアルミニウム合金からなる第２ろう付け層と、を含み、
前記第１中間ライナー層及び前記第２中間ライナー層が、０．１〜０．４０重量％のＳｉと、０．１〜０．５重量％のＦｅと、最大０．０５重量％のＣｕと、最大０．３重量％のＭｎと、０．１〜１．１０重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部アルミニウム及び不純物であるアルミニウム合金から形成される、複層シート材料。
【請求項２】
コア層は、予備熱間圧延熱処理によって処理される、請求項１の材料。
【請求項３】
第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、最大０．２重量％のＺｎを有する、請求項１の材料。
【請求項４】
第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、０．１６〜２．５重量％のＭｇを有する、請求項１の材料。
【請求項５】
コア層は、０．１〜１．０重量％のＳｉと、最大０．６重量％のＦｅと、０．３〜０．８重量％のＣｕと、１．０〜１．６重量％のＭｎと、０．１〜０．６重量％のＭｇと、最大０．０３重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．１〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である、請求項１の材料。
【請求項６】
コア層は、０．０５〜０．１重量％のＳｉと、０．１〜０．２重量％のＦｅと、０．４〜０．６重量％のＣｕと、１．０〜１．３重量％のＭｎと、０．１〜０．３重量％のＭｇと、０．００２〜０．００６重量％のＣｒと、０．０１〜０．０２重量％のＺｎと、０．１５〜０．１８重量％のＴｉと、を含む、請求項５の材料。
【請求項７】
コア層は、０．５〜０．９重量％のＳｉと、０．３〜０．７重量％のＦｅと、０．４〜０．７重量％のＣｕと、１．０〜１．５重量％のＭｎと、０．２〜０．５重量％のＭｇと、を含む、請求項５の材料。
【請求項８】
Ｚｎは不純物の量を超えない量で存在する、請求項３の材料。
【請求項９】
中間ライナー層の少なくとも１つは、０．２〜０．４重量％のＳｉと、０．１〜０．２重量％のＦｅと、０．０１〜０．０４重量％のＣｕと、０．０１〜０．０５重量％のＭｎと、０．３〜０．５重量％のＭｇと、０．０１〜０．０４重量％のＣｒと、０．０１〜０．０４重量％のＺｎと、０．０２〜０．０８重量％のＴｉと、を含む、請求項１の材料。
【請求項１０】
中間ライナー層の少なくとも１つは、０．１〜０．１８重量％のＳｉと、０．１３〜０．２重量％のＦｅと、０．００１〜０．０１重量％のＣｕと、０．００１〜０．００５重量％のＭｎと、０．４〜０．７重量％のＭｇと、０．００１〜０．００６重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含む、請求項１の材料。
【請求項１１】
中間ライナー層の少なくとも１つは、０．１〜０．１８重量％のＳｉと、０．１３〜０．２重量％のＦｅと、０．００１〜０．００３重量％のＣｕと、０．００１〜０．００５重量％のＭｎと、０．５〜１．０５重量％のＭｇと、０．００１〜０．００５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含む、請求項１の材料。
【請求項１２】
第１ろう付け層は、９．０〜１１．０重量％のＳｉと、最大１．０重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、最大０．２０重量％のＭｎと、０．５〜２．５重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＺｎと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である、請求項１の材料。
【請求項１３】
第２ろう付け層は、１１．５〜１２．５重量％のＳｉと、０．１〜０．３重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、０．０１〜０．１重量％のＭｎと、０．１〜０．２重量％のＭｇと、０．００１〜０．０１重量％のＣｒと、０．０１〜０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である、請求項１の材料。
【請求項１４】
第２ろう付け層は、１１．５〜１２．５重量％のＳｉと、０．１〜０．３重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、０．０１〜０．１重量％のＭｎと、０．１〜０．２重量％のＭｇと、０．００１〜０．０１重量％のＣｒと、０．０１〜０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である、請求項１２の材料。
【請求項１５】
第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、請求項１４の第１ろう付け層及び第２ろう付け層である、請求項６の材料。
【請求項１６】
第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、請求項１４の第１ろう付け層及び第２のろう付け層である、請求項７の材料。
【請求項１７】
ろう付け層のクラッド比は８〜１８％であり、中間ライナー層のクラッド比は８〜１８％である、請求項１の材料。
【請求項１８】
ろう付け用のシート材料であって、
均質化処理された３ｘｘｘアルミニウム合金のコアと、
前記コアの第１の側に第１中間ライナーと、
前記コアの第２の側に第２中間ライナーと、
前記第１中間ライナーの上に第１ろう付けライナーと、
前記第２の中間ライナーの上に第２ろう付けライナーとを含み、
第１中間ライナー及び第２中間ライナーが、０．１〜０．４０重量％のＳｉと、０．１０〜０．５重量％のＦｅと、最大０．０５重量％のＣｕと、最大０．３重量％のＭｎと、０．３〜１．１０重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．０５〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部アルミニウム及び不純物のアルミニウム合金から形成され、
第１ろう付けライナー及び第２ろう付けライナーは各々が、４ｘｘｘアルミニウム合金から形成される、シート材料。
【請求項１９】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．１２〜０．４重量％のＳｉを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２０】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．４重量％のＦｅを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２１】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．０３重量％のＣｕを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２２】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．３重量％のＭｎを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２３】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．３〜１．０重量％のＭｇを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２４】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＣｒを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２５】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＺｎを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２６】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．３重量％のＦｅを含む、請求項１８のシート材料。
【請求項２７】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、０．０８〜０．１６重量％のＴｉを含む、請求項１８のシート材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の記載＞
本出願は、２０１５年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／１２１１４８号、発明の名称「真空ろう付け用の複層ろう付けシート」の優先権を主張し、引用を以てその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
＜分野＞
本発明は、シート材料に関し、より具体的には、複層を有する圧延シート材料及び圧延接合シート材料であって、例えば自動車やトラックのオイルクーラー等の熱交換器の製造工程でろう付けされるシート材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
アルミニウム合金から作られる複層ろう付けシート(multi-layer brazing sheet)は、雰囲気制御ろう付け（ＣＡＢ）で用いられることが知られているが、真空ろう付けでの使用には制限がある。例えば、亜鉛は、腐食から保護するために、複層ろう付けシートのライナー又は中間ライナー層として使用されるが、亜鉛は、真空ろう付け炉を汚染し、真空ろう付け工程に悪影響を及ぼす。米国特許第７，２５５，９３２号に開示された複層シート構造は、コアの熱処理又は均質化処理を必要とせず、コアと中間ライナーとの間の界面として連続した高密度のＭｎ含有分散質バンドを促進して腐食保護を高めるものである。代わりとなるろう付けシートの構造及び組成並びにこれらを作製する方法が依然として望まれている。
【発明の概要】
【０００４】
＜要旨＞
開示される主題は、コア層と、前記コア層の第１の側に接合された第１中間ライナー層と、前記第１中間ライナー層の遠位側である前記コア層の第２の側に接合された第２中間ライナー層と、前記第１中間ラーナー層の前記コア層遠位側に接合された第１ろう付け層と、前記第２中間ライナー層の前記コア層遠位側に接合された第２ろう付け層とを有する複層シート材料であって、
前記コア層が、０．１〜２．０重量％のＳｉと、最大０．７重量％のＦｅと、０．１〜２．０重量％のＣｕと、０．８〜１．８重量％のＭｎと、０．０５〜１．２重量％のＭｇと、最大０．１０重量％のＣｒと、最大０．１０重量％のＺｎと、０．１０〜０．２０重量％のＴｉ及び０．１０〜０．２０重量％のＺｒの一種又は二種と、を有する３ＸＸＸアルミニウム合金からなり、
前記第１中間ライナー層及び前記第２中間ライナー層が、０．１〜０．４０重量％のＳｉと、０．１〜０．５重量％のＦｅと、最大０．０５重量％のＣｕと、最大０．３重量％のＭｎと、０．１〜１．１０重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部アルミニウム及び不純物である５ＸＸＸアルミニウム合金から形成され、
前記第１ろう付け層及び第２ろう付け層が、４ＸＸＸアルミニウム合金からなる、複層シート材料に関する。
【０００５】
他の態様において、コア層は、予備熱間圧延(pre-hot rolling)熱処理によって処理される。
【０００６】
他の態様において、第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、最大０．２重量％のＺｎを有する。
【０００７】
他の態様において、第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、０．１６〜２．５重量％のＭｇを有する。
【０００８】
他の態様において、コア層は、０．１〜１．０重量％のＳｉと、最大０．６重量％のＦｅと、０．３〜０．８重量％のＣｕと、１．０〜１．６重量％のＭｎと、０．１〜０．６重量％のＭｇと、最大０．０３重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．１〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である。
【０００９】
他の態様において、コア層は、０．０５〜０．１重量％のＳｉと、０．１〜０．２重量％のＦｅと、０．４〜０．６重量％のＣｕと、１．０〜１．３重量％のＭｎと、０．１〜０．３重量％のＭｇと、０．００２〜０．００６重量％のＣｒと、０．０１〜０．０２重量％のＺｎと、０．１５〜０．１８重量％のＴｉと、を含む。
【００１０】
他の態様において、コア層は、０．５〜０．９重量％のＳｉと、０．３〜０．７重量％のＦｅと、０．４〜０．７重量％のＣｕと、１．０〜１．５重量％のＭｎと、０．２〜０．５重量％のＭｇと、を含む。
【００１１】
他の態様において、Ｚｎは不純物の量を超えない量で存在する。
【００１２】
他の態様において、中間ライナー層の少なくとも１つは、０．２〜０．４重量％のＳｉと、０．１〜０．２重量％のＦｅと、０．０１〜０．０４重量％のＣｕと、０．０１〜０．０５重量％のＭｎと、０．３〜０．５重量％のＭｇと、０．０１〜０．０４重量％のＣｒと、０．０１〜０．０４重量％のＺｎと、０．０２〜０．０８重量％のＴｉと、を含む。
【００１３】
他の態様において、中間ライナー層の少なくとも１つは、０．１〜０．１８重量％のＳｉと、０．１３〜０．２重量％のＦｅと、０．００１〜０．０１重量％のＣｕと、０．００１〜０．００５重量％のＭｎと、０．４〜０．７重量％のＭｇと、０．００１〜０．００６重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含む。
【００１４】
他の態様において、中間ライナー層の少なくとも１つは、０．１〜０．１８重量％のＳｉと、０．１３〜０．２重量％のＦｅと、０．００１〜０．００３重量％のＣｕと、０．００１〜０．００５重量％のＭｎと、０．５〜１．０５重量％のＭｇと、０．００１〜０．００５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含む。
【００１５】
他の態様において、第１ろう付け層は、９．０〜１１．０重量％のＳｉと、最大１．０重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、最大０．２０重量％のＭｎと、０．５〜２．５重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＺｎと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である。
【００１６】
他の態様において、第２ろう付け層は、１１．５〜１２．５重量％のＳｉと、０．１〜０．３重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、０．０１〜０．１重量％のＭｎと、０．１〜０．２重量％のＭｇと、０．００１〜０．０１重量％のＣｒと、０．０１〜０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である。
【００１７】
他の態様において、第２ろう付け層は、１１．５〜１２．５重量％のＳｉと、０．１〜０．３重量％のＦｅと、０．１〜０．３重量％のＣｕと、０．０１〜０．１重量％のＭｎと、０．１〜０．２重量％のＭｇと、０．００１〜０．０１重量％のＣｒと、０．０１〜０．０５重量％のＺｎと、０．０１〜０．０２重量％のＴｉと、を含み、残部Ａｌ及び不純物である。
【００１８】
他の態様において、第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、請求項１４の第１ろう付け層及び第２ろう付け層である。
【００１９】
他の態様において、第１ろう付け層及び第２ろう付け層は、請求項１４の第１ろう付け層及び第２のろう付け層である。
【００２０】
他の態様において、ろう付け層のクラッド比は８〜１８％であり、中間ライナー層のクラッド比は８〜１８％である。
【００２１】
他の態様において、ろう付け用のシート材料は、均質化処理された３ｘｘｘアルミニウム合金のコアと、前記コアの第１の側に第１中間ライナーと、前記コアの第２の側に第２中間ライナーと、前記第１中間ライナーの上に第１ろう付けライナーと、前記第２の中間ライナーの上に第２ろう付けライナーとを含み、第１中間ライナー及び第２中間ライナーが、０．１〜０．４０重量％のＳｉと、０．１０〜０．５重量％のＦｅと、最大０．０５重量％のＣｕと、最大０．３重量％のＭｎと、０．３〜１．１０重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．０５〜０．２重量％のＴｉとを含み、残部アルミニウム及び不純物のアルミニウム合金から形成され、前記第１ろう付けライナー及び第２ろう付けライナーは各々が４ｘｘｘアルミニウム合金から形成される。
【００２２】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．１２〜０．４重量％のＳｉを含む。
【００２３】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．４重量％のＦｅを含む。
【００２４】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．０３重量％のＣｕを含む。
【００２５】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．３重量％のＭｎを含む。
【００２６】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．３〜１．０重量％のＭｇを含む。
【００２７】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＣｒを含む。
【００２８】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＺｎを含む。
【００２９】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．３重量％のＦｅを含む。
【００３０】
他の態様において、第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、０．０８〜０．１６重量％のＴｉを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本開示をより完全に理解するために、参照として、例示的な実施形態について、添付の図面と併せて以下に詳細に説明する。
【００３２】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態による複層シート材料の概略図である。
【００３３】
【図２】図２Ａ〜図２Ｄは、３層シート材料の断面の写真であって、図２Ａはろう付け前の粒子組織(particle structure)、図２Ｂはろう付け前の結晶粒組織(grain structure)、図２Ｃはろう付け後の粒子組織、図２Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３４】
【図３】図３Ａ〜図３Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図３Ａはろう付け前の粒子組織、図３Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図３Ｃはろう付け後の粒子組織、図３Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３５】
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図４Ａはろう付け前の粒子組織、図４Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図４Ｃはろう付け後の粒子組織、図４Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３６】
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図５Ａはろう付け前の粒子組織、図５Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図５Ｃはろう付け後の粒子組織、図５Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３７】
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図６Ａはろう付け前の粒子組織、図６Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図６Ｃはろう付け後の粒子組織、図６Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３８】
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図７Ａはろう付け前の粒子組織、図７Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図７Ｃはろう付け後の粒子組織、図７Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００３９】
【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、本開示の例示的実施形態に係る５層シート材料の断面の写真であって、図８Ａはろう付け前の粒子組織、図８Ｂはろう付け前の結晶粒組織、図８Ｃはろう付け後の粒子組織、図８Ｄはろう付け後の結晶粒組織を示す。
【００４０】
【図９】図９Ａ〜図９Ｄは、３層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図９Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図９Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図９Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図９Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４１】
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１０Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１０Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１０Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１０Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４２】
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１１Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１１Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１１Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１１Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４３】
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１２Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１２Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１２Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１２Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４４】
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１３Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１３Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１３Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１３Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４５】
【図１４】図１４Ａ〜図１４Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１４Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１４Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１４Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１４Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４６】
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｄは、本開示の他の実施形態に係る５層シート材料について、予備歪み後のろう付け後状態における材料の断面の写真であって、図１５Ａは伸びが２．５％のときのミクロ組織、図１５Ｂは伸びが５％のときのミクロ組織、図１５Ｃは伸びが７．５％のときのミクロ組織、図１５Ｄは伸びが１０％のときのミクロ組織を示す。
【００４７】
【図１６】図１６Ａは、３層シート材料のろう付け後状態の表面の写真であって、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった後の材料表面の写真である。  図１６Ｂ〜図１６Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料のろう付け後状態の表面の写真であって、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった後の材料表面の写真である。
【００４８】
【図１７】図１７Ａは、３層シート材料について、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった後の材料の一側の断面の写真である。  図１７Ｂ〜図１７Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料について、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった後の材料の一側の断面の写真である。
【００４９】
【図１８】図１８Ａは、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった３層シート材料について、図１７Ａのシート材料の前記一側とは他方の側の断面の写真である。  図１８Ｂ〜図１８Ｆは、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった５層シート材料について、図１７Ｂの前記一側とは他方の側の断面の写真である。
【００５０】
【図１９】図１９Ａは、３層シート材料について、ＯＹ試験後の材料の表面の写真である。  図１９Ｂ〜図１９Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料について、ＯＹ試験後の材料の表面の写真であって、腐食ピットにマークが付されている。
【００５１】
【図２０】図２０Ａは、３層シート材料のろう付け後の断面の写真である。  図２０Ｂ〜図２０Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料のろう付け後の断面の写真であって、ＯＹ試験後に腐食ピットを生じた領域を示す。
【００５２】
【図２１】図２１Ａは、３層シート材料のろう付け後の断面の写真である。  図２１Ｂ〜図２１Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料のろう付け後の断面の写真であって、ＯＹ試験後に腐食ピットを生じた領域を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本開示の一態様は、真空ろう付けプロセスにおいて、亜鉛を含まないろう付けシートがろう付け炉の亜鉛汚染を回避することである。本開示の幾つかの実施形態において、亜鉛を含有しない中間ライナーか又は亜鉛を不純物としてのみ含有する中間ライナーは、真空ろう付け用の複層材料において良好な強度と腐食保護をもたらすことができる。さらに、幾つかの実施形態において、中間ライナーは、熱間圧延およびロール圧接プロセスにおいて、コアに対して良好な接合能力を有する。複層シート１０の構造が図１に概略的に示されており、該複層シートは、５層のアルミニウム合金層を有し、具体的には、３ＸＸＸ系のコア層１２と、５ＸＸＸ系の中間ライナー層１４、１６と、４ＸＸＸ系のろう付けライナー層(braze liner layer)１８、２０とを有する。
【００５４】
本開示では、中間ライナー層１４、１６の組成を決定するために次のファクターが考慮された。ａ）純粋アルミニウムのアノード電気化学特性を維持するために、銅、マンガン等の合金元素を少なく保つこと。ｂ）アノード特性を向上させ、強度を高め、真空ろう付けにおけるろう付け性を改善するために、マグネシウムを添加すること。Ｍｇが中間ライナー層１４、１６に含まれると、中間ライナー層１４、１６とコア１２との間の流動応力差(flow stress difference)を減少させることができ、これにより、熱間圧延工程におけるロール圧接性を改善することができる。要約すると、Ｍｇ含有合金からなる中間ライナー層１４、１６は、強度、耐食性、良好なロール圧接特性、良好なろう付け性、良好なエロージョン挙動(erosion behavior)などをもたらすことができる。
【００５５】
本開示の一実施形態によれば、コア１２は、３ｘｘｘ合金であってよく、前記合金は、０．１〜１．０重量％のＳｉと、最大０．７重量％のＦｅと、０．１〜１．０重量％のＣｕと、０．８〜１．８重量％のＭｎと、０．０５〜１．２重量％のＭｇと、最大０．１０重量％のＣｒと、最大０．１０重量％のＺｎと、０．１０〜０．２０重量％のＴｉ及び０．１０〜０．２０重量％Ｚｒの一種又は二種と、を含む。
【００５６】
幾つかの実施形態において、コア１２合金は、熱間圧延の前熱処理、例えば均質化処理によって処理され、材料は、良好な成形性を有することができる。均質化処理されたコアは、耐食性のためのブラウンバンド(brown band)を形成することはできないが、幾つかの実施形態において、中間ライナーが犠牲防食作用(sacrificial protection)を有する。
【００５７】
幾つかの実施形態において、真空ろう付け用材料の場合、４ｘｘｘろう付けライナーは、通常、４１０４、４１７４合金等のようにマグネシウムを含有する。すなわち、０．３〜２．５重量％のＭｇを含むあらゆる４ｘｘｘ合金であってよい。
【実施例】
【００５８】
図１の例と同様、５つの層１２、１４、１６、１８、２０を有する６種類の例示的な複層シート１０、すなわち、５層の組成の組合せが異なる試料Ｂ１２−００８４乃至Ｂ１２−００８９を作製した。以下の表に示されるように、コア層１２がコア１及びコア２、中間ライナー層１４及び１６が１／Ｌ−１乃至１／Ｌ−４、ろう付けライナー層１８及び１９がＢＳライナー１及びＢＳライナー２である。層１２、１４、１６、１８、２０の代用組成が表１に示されている。表２に示される６種類の５層試料は、各試料に用いられる具体的なコア層１２と、中間ライナー層１４、１６を示している。５層試料について、ろう付けライナー層１８は、シート１０の一方の側に形成されて、表の中で「ＢＳライナー１」として示されており、ろう付けライナー層２０は、シート１０の他方の側に形成されて、表の中で「ＢＳライナー２」として示されている。５層構造は、複層シート１０の腐食特性を向上させるために作製され、３層シート（試料Ｂ０８−０２１０）は、５層シート１０との比較試験のために作製された。
【００５９】
試験と評価のために、２種類のコア合金、コア１とコア２を使用した。試験では、４種類の中間ライナー合金（１／Ｌ−１乃至１／Ｌ−４）を使用した。各試料（３層試料及び５層試料の両方）の設計ゲージは０．５ｍｍであり、５層試料におけるろう付けライナーのクラッド比は１１．５％、中間ライナー層のクラッド比は１２％であった。実験に用いた試料は全てＯテンパーが施された。
【００６０】
【表１】
2019112721.tif 000003
【００６１】
供試試料について、ろう付け前及びろう付け後の引張特性、腐食電位、様々なレベルの予備歪みを加えた後のエロージョン挙動、ＳＷＡＡＴ及びＯＹ腐食特性などを評価するために実験室試験を行なった。その結果を次の表に示す。ろう付け後の引張特性の試験は、７日間の自然時効後に実施した。ろう付け前及びろう付け後の引張特性を以下の表２に示す。
【００６２】
【表２】
2019112721.tif 000004
【００６３】
表２から分かるように、５種類の層材料Ｂ１２−００８５、−００８６、−００８７及び−００８９は、３層の試料よりも、ろう付け前引張強度は低いが、ろう付け後の引張強度は高い。これらの特性は、熱交換器構成要素を形成するための成形性が良好で、これら用途に対して高い強度をもたらすことができる。
【００６４】
耐食性の試験を行ない、その結果を表３に示す。腐食電位の試験は、ろう付け後の試料に対して行なった。試料表面をエッチングによって除去し、中間ライナー及びコアの試料を得た。試験はＡＳＴＭ  Ｇ６９に準拠して実施し、結果は２回測定の平均によって求めた。
【００６５】
【表３】
2019112721.tif 000005
【００６６】
腐食試験の実験結果は、中間層１４、１６によって以下の特性がもたらされることを示している：ａ）３層材料よりも、ろう付け前の強度は低いが、ろう付け後の強度は高い。ｂ）再結晶挙動が良好で、小さい予備歪みではエロージョン挙動が有意に向上する。ｃ）犠牲腐食によりコアを保護することにより、複層材料１０の腐食寿命が向上する。
【００６７】
＜試料の検査−ミクロ組織＞
図２Ａ〜図２Ｄ乃至図８Ａ〜図８Ｄは、上記した各試料について、ろう付け前の粒子組織、ろう付け前の結晶粒組織、ろう付け後の粒子組織、及びろう付け後の結晶粒組織を示す。より具体的には、図２Ａ〜図２Ｄは、コア層１１と、第１のろう付けライナー（表１のＢＳライナー１）１３と、第２のろう付けライナー（表１のＢＳライナー２）１５とを有する０．５ｍｍゲージの３層シート材料試料５１（表２及び３中、コア１を有するＢ０８−０２１０として示される試料）の断面を示しており、図２Ａはろう付け前の粒子組織５１Ａ、図２Ｂはろう付け前の結晶粒組織５１Ｂ、図２Ｃはろう付け後の粒子組織５１Ｃ、図２Ｄはろう付け後の結晶粒組織５１Ｄを示す。なお、図２Ａ〜図２Ｄは、実際の画像の複製であるので、シート材料５１が状態５１Ａ及び５１Ｂにおける層１１、１３、１５は識別可能であるが、図１の５層材料１０のような説明図の線画で図式的に示される場合には、明確に区別されることができない。層１１、１３、１５の視覚認識を補助するために、図２Ａに示される材料５１の像に隣接する位置に、点線が描かれている。図２Ａでは、説明を容易にするために、層１１、１３、１５には、点線の隣りに層の参照番号が付されているが、図２Ｂでは、参照番号が付されていないにも拘わらず、これら層の存在が観察することができる。ろう付け後の状態５１Ｃ及び５１Ｄは、ろう付けライナー層１３、１５の縮小(diminishment)を示している。図２Ｄ（ろう付け後）では、コア１１のＢＳライナー２の１３の側にエロージョンが観察される。
【００６８】
図３Ａ〜図３Ｄは、コア層１１２と、中間ライナー層１１４、１１６と、ろう付けライナー層１１８、１２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料１１０（表２及び３中、コア１合金及び１／Ｌ−１（中間ライナー１）を有するＢ１２−００８４として示される試料）の断面を示しており、図３Ａはろう付け前の粒子組織１１０Ａ、図３Ｂはろう付け前の結晶粒組織１１０Ｂ、図３Ｃはろう付け後の粒子組織１１０Ｃ、図３Ｄはろう付け後の結晶粒組織１１０Ｄを示す。なお、図３Ａ〜図３Ｄは、実際の画像の複製であるので、層１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０は識別可能であるが、図１の５層材料１０のような説明図の線画で図式的に示される場合には、明確に区別されることができない。層１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０の視覚認識を補助するために、図３Ａに示される材料１１０の像に隣接する位置に点線が描かれている。図３Ａでは、説明を容易にするために、層１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０は、点線の隣りに層の参照番号が付されているが、図３Ｂでは、参照番号が付されていないにも拘わらず、これら層の存在が観察できる。ろう付け後の状態１１０Ｃ及び１１０Ｄは、ろう付けライナー層１１８、１２０の縮小を示すが、コア１１２並びに中間ライナー層１１４及び１１６は容易に識別可能である。これと同じ傾向が図４Ａ〜図４Ｄ乃至図８Ａ〜図８Ｄでも示されるが、以下では明示的に記載することを省略する。図３Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、５層材料１１０の状態１１０Ｄにおけるエロージョン挙動が、図２Ｄに示されるものよりも大きく向上していることが観察される。
【００６９】
図４Ａ〜図４Ｄは、コア層２１２と、中間ライナー層２１４、２１６と、ろう付けライナー層２１８、２２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料２１０（表２及び３中、コア１合金及び１／Ｌ−３を有するＢ１２−００８５として示される試料）の断面を示しており、図４Ａはろう付け前の粒子組織２１０Ａ、図４Ｂはろう付け前の結晶粒組織２１０Ｂ、図４Ｃはろう付け後の粒子組織２１０Ｃ、図４Ｄはろう付け後の結晶粒組織２１０Ｄを示す。図４Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、５層材料２１０の状態２１０Ｄにおけるエロージョン挙動が、図２Ｄに示されるものよりも向上していることが観察される。一部のエロージョンは、層２１８（ＢＳライナー２）側に観察されるが、有意の量ではない。
【００７０】
図５Ａ〜図５Ｄは、コア層３１２と、中間ライナー層３１４、３１６と、ろう付けライナー層３１８、３２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料３１０（表２及び３中、コア２合金及び１／Ｌ−１を有するＢ１２−００８６として示される試料）の断面を示しており、図５Ａはろう付け前の粒子組織３１０Ａ、図５Ｂはろう付け前の結晶粒組織３１０Ｂ、図５Ｃはろう付け後の粒子組織３１０Ｃ、図５Ｄはろう付け後の結晶粒組織３１０Ｄを示す。図５Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、５層材料３１０の状態３１０Ｄにおけるエロージョン挙動が、図２Ｄに示されるものよりも向上していることが観察される。一部のエロージョンは、層３１８（ＢＳライナー２）側に観察されるが、有意の量ではない。
【００７１】
図６Ａ〜図６Ｄは、コア層４１２と、中間ライナー層４１４、４１６と、ろう付けライナー層４１８、４２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料４１０（表２及び３中、コア２合金及び１／Ｌ−２を有するＢ１２−００８７として示される試料）の断面を示しており、図６Ａはろう付け前の粒子組織４１０Ａ、図６Ｂはろう付け前の結晶粒組織４１０Ｂ、図６Ｃはろう付け後の粒子組織４１０Ｃ、図６Ｄはろう付け後の結晶粒組織４１０Ｄを示す。図６Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、５層材料４１０の状態４１０Ｄにおけるエロージョン挙動が、図２Ｄに示されるものよりも向上していることが観察される。
【００７２】
図７Ａ〜図７Ｄは、コア層５１２と、中間ライナー層５１４、５１６と、ろう付けライナー層５１８、５２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料５１０（表２及び３中、コア２合金及び１／Ｌ−４を有するＢ１２−００８８として示される試料）の断面を示しており、図７Ａはろう付け前の粒子組織５１０Ａ、図７Ｂはろう付け前の結晶粒組織５１０Ｂ、図７Ｃはろう付け後の粒子組織５１０Ｃ、図７Ｄはろう付け後の結晶粒組織５１０Ｄを示す。図７Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、一部のエロージョンが、層５１８（ＢＳライナー２）側に観察されるが、５層材料５１０の状態５１０Ｄにおけるエロージョン挙動は、図２Ｄに示されるものよりも向上していることが観察される。
【００７３】
図８Ａ〜図８Ｄは、コア層６１２と、中間ライナー層６１４、６１６と、ろう付けライナー層６１８、６２０とを有する０．５ｍｍゲージの５層シート材料試料６１０（表２及び３中、コア２合金及び１／Ｌ−３を有するＢ１２−００８９として示される試料）の断面を示しており、図８Ａはろう付け前の粒子組織６１０Ａ、図８Ｂはろう付け前の結晶粒組織６１０Ｂ、図８Ｃはろう付け後の粒子組織６１０Ｃ、図８Ｄはろう付け後の結晶粒組織６１０Ｄを示す。図８Ｄに示されるろう付け後の結晶粒組織を図２Ｄに示されるものと比較すると、ろう付け後のミクロ組織は、５層材料６１０の状態６１０Ｄにおけるエロージョン挙動が、図２Ｄに示されるものよりも向上していることが観察される。一部のエロージョンは、層６１８（ＢＳライナー２）側に観察されるが、有意の量ではない。
【００７４】
＜予備歪み後のエロージョン挙動＞
図９Ａ〜図９Ｄ乃至図１５Ａ〜図１５Ｄは、上記した各試料に、２．５％、５％、７．５％及び１０％の予備歪みを加えた後にろう付けを施した各試料のろう付け後のミクロ組織である。より具体的には、図９Ａ〜図９Ｄは、図２Ａの層１１、１３、１５と同様な識別可能な３つの層を有する０．６３ｍｍゲージのシート材料試料７１（表３中、コア１を有するＢ０９−０２６９として示される試料）の断面を示す。ろう付け後の状態では、コア２１だけが識別可能であり、ろう付けライナー層は縮小した。図９Ａには、コア２１のそれぞれの側に接合されたろう付けライナー層が示されており、２１ＢＳ１はＢＳライナー１のことであり、２１ＢＳ２はＢＳライナー２のことである。これは、図９Ｂ〜図９Ｄでも同じであるが、これらの図では簡略化のために表示は省略している。図９Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織７１Ａ、図９Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織７１Ｂ、図９Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織７１Ｃ、図９Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織７１Ｄを示す。図９Ａ〜図９Ｄに示されるエロージョンレベルは、コア１の３層材料では一般的なレベルである。２．５％及び５％のような低い予備歪みでは、ろう付け工程中に激しいエロージョンが起こった。
【００７５】
図１０Ａ〜図１０Ｄは、図３Ａの材料１１０の層１１２、１１４、１１６、１１８、１２０と同様な５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料７１０（表２及び表３中、コア１及び１／Ｌ−１を有するＢ１２−００８４として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア７１２と中間ライナー層７１４、７１６が識別可能である。図１０Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織７１０Ａ、図１０Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織７１０Ｂ、図１０Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織７１０Ｃ、図１０Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織７１０Ｄを示す。図示されるように、それぞれの予備歪みレベルに対応するエロージョンレベルは、図９Ａに示される３層材料７１が呈したレベルよりもはるかに良好である。
【００７６】
図１１Ａ〜図１１Ｄは、図４Ａに示される５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料８１０（表２及び表３中、コア１及び１／Ｌ−３を有するＢ１２−００８５として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア８１２と中間ライナー層８１４、８１６が識別可能である。図１１Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織８１０Ａ、図１１Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織８１０Ｂ、図１１Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織８１０Ｃ、図１１Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織８１０Ｄを示す。図示されるように、それぞれの予備歪みレベルに対応するエロージョンレベルは、図９Ａに示される３層材料７１が呈したレベルよりもはるかに良好である。
【００７７】
図１２Ａ〜図１２Ｄは、図５Ａに示される５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料９１０（表２及び表３中、コア２及び１／Ｌ−１を有するＢ１２−００８６として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア９１２と中間ライナー層９１４、９１６が識別可能である。図１２Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織９１０Ａ、図１２Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織９１０Ｂ、図１２Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織９１０Ｃ、図１２Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織９１０Ｄを示す。図示されるように、それぞれの予備歪みレベルに対するエロージョンレベルは、図９Ａに示される３層材料７１が呈したレベルよりもはるかに良好である。
【００７８】
図１３Ａ〜図１３Ｄは、図６Ａに示される５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料１０１０（表２及び表３中、コア２及び１／Ｌ−２を有するＢ１２−００８７として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア１０１２と中間ライナー層１０１４、１０１６が識別可能である。図１３Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織１０１０Ａ、図１３Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織１０１０Ｂ、図１３Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織１０１０Ｃ、図１３Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織１０１０Ｄを示す。図示されるように、それぞれの予備歪みレベルに対するエロージョンレベルは、図９Ａに示される３層材料７１が呈したレベルよりもはるかに良好である。
【００７９】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、図７Ａに示される５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料１１１０（表２及び表３中、コア２及び１／Ｌ−４を有するＢ１２−００８８として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア１１１２と中間ライナー層１１１４、１１１６が識別可能である。図１４Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織１１１０Ａ、図１４Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織１１１０Ｂ、図１４Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織１１１０Ｃ、図１４Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織１１１０Ｄを示す。図示されるように、シート材料１１１０は、２．５％及び５％の予備歪みでエロージョンを呈する。
【００８０】
図１５Ａ〜図１５Ｄは、図８Ａに示される５つの層を有する０．５ｍｍゲージのシート材料試料１２１０（表２及び表３中、コア２及び１／Ｌ−３を有するＢ１２−００８９として示される試料）について、ろう付け前の状態の断面を示す。ろう付け後では、コア１２１２と中間ライナー層１２１４、１２１６が識別可能である。図１５Ａは２．５％の予備歪み後のミクロ組織１２１０Ａ、図１５Ｂは５％の予備歪み後のミクロ組織１２１０Ｂ、図１５Ｃは７．５％の予備歪み後のミクロ組織１２１０Ｃ、図１５Ｄは１０％の予備歪み後のミクロ組織１２１０Ｄを示す。図示されるように、それぞれの予備歪みレベルに対するエロージョンレベルは、図９Ａに示される３層材料７１が呈したレベルよりもはるかに良好である。
【００８１】
＜ＳＷＡＡＴ＞
図１６Ａは、３０日間のＳＷＡＡＴ試験を行なった３層シート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）について、ＢＳライナー１（表１に記載）を有する側の面のろう付け後の状態を示す。
【００８２】
図１６Ｂ〜図１６Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料１３１０、１４１０、１５１０、１６１０及び１７１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８４、Ｂ１２−００８５、Ｂ１２−００８６、Ｂ１２−００８７及びＢ１２−００８９に対応）について、ろう付け後、３０日間のＳＷＡＡＴ試験が行なわれた後の表面を示している。図１６Ｂ〜図１６Ｆに示される表面は、ＢＳライナー１側である。３層材料５１の試料の断面には、激しい腐食攻撃が認められ、これについては後で説明する。試料には、Ｉの印が付されてあり、「Ｃ」の線が中心を表し、「Ｅ」の線がエッジを表す。試料は、断面図を得るために切断されている。５層試料は全て、中間ライナー１４、１６が腐食して、コア１２（図１）に対する犠牲防食作用を示した。これは、以下の図面にも示される。
【００８３】
図１７Ａは、ろう付け後に３０日間のＳＷＡＡＴ試験が行なわれた３層シート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）のＢＳライナー１側の断面を示している。
【００８４】
図１７Ｂ〜図１７Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料１８１０、１９１０、２０１０、２１１０及び２２１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８４、Ｂ１２−００８５、Ｂ１２−００８６、Ｂ１２−００８７及びＢ１２−００８９に対応）について、ろう付け後に３０日間のＳＷＡＡＴ試験が行なわれた後の状態を示している。図１７Ｂ〜図１７Ｆに示される断面は、ＢＳライナー１側である。３層材料５１の試料の断面には、激しい腐食攻撃が認められる。５層シート材料１８１０（試料Ｂ１２−００８４）は、中間ライナー１８１４、１８１６がコア１８１２に対して、材料１９１０（試料Ｂ１２−００８５）は、中間ライナー１９１４、１９１６がコア１９１２に対して、材料２０１０（試料Ｂ１２−００８６）は、中間ライナー２０１４、２０１６がコア２０１２に対して、材料２１１０（試料Ｂ１２−００８７）は、中間ライナー２１１４、２１１６がコア２１１２を保護し、材料２２１０（試料Ｂ１２−００８９）は、中間ライナー２２１４、２２１６がコア２２１２に対して、それぞれ、犠牲防食作用を有している。
【００８５】
図１８Ａは、３０日間のＳＷＡＡＴ試験が行なわれた３層シート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）のＢＳライナー２側の断面を示している。
【００８６】
図１８Ｂ〜図１８Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料２３１０、２４１０、２５１０、２６１０及び２７１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８４、Ｂ１２−００８５、Ｂ１２−００８６、Ｂ１２−００８７及びＢ１２−００８９に対応）について、ろう付け後に３０日間のＳＷＡＡＴ試験が行なわれた後の状態を示している。図１８Ｂ〜図１８Ｆに示される断面は、ＢＳライナー２側である。３層材料５１の試料の断面には、激しい腐食攻撃が認められる。５層シート材料２３１０（試料Ｂ１２−００８４）は、中間ライナー２３１４、２３１６がコア２３１２に対して、材料２４１０（試料Ｂ１２−００８５）は、中間ライナー２４１４、２４１６がコア２４１２に対して、材料２５１０（試料Ｂ１２−００８６）は、中間ライナー２５１４、２５１６がコア２５１２に対して、材料２６１０（試料Ｂ１２−００８７）は、中間ライナー２６１４、２６１６がコア２６１２に対して、材料２７１０（試料Ｂ１２−００８９）は、中間ライナー２７１４、２７１６がコア２７１２に対して、それぞれ、犠牲防食作用を有している。
【００８７】
図１９Ａは、ろう付け後にＯＹ試験を２．５ｍ／秒の流速で２００時間行なったシート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）について、ＢＳライナー１（表１に記載）を有する側の側面を示しており、腐食ピットＰには、「Ｉ」のマークが付されている（なお、ピットの相対位置の観察と検査を容易にするために、例えば、ピットＰのマークが付された線に沿って切断された断面を利用して、ピットの位置を、手書きの円、線及び文字で示している）。
【００８８】
図１９Ｂ〜図１９Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料２９１０、３０１０、３１１０、３２１０及び３３１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８６、Ｂ１２−００８４、Ｂ１２−００８７、Ｂ１２−００８５及びＢ１２−００８９に対応）について、ろう付け後にＯＹ試験が２．５ｍ／秒の流速で２００時間行なわれたもので、ＢＳライナー１を有する側の状態を示しており、腐食ピットＰには、「Ｉ」のマークが付されている。
【００８９】
図２０Ａは、ろう付け後にＯＹ試験が行なわれた３層シート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）について、ＢＳライナー１側の断面を示しており、コア１１には腐食ピットＰを有する領域が示されている。
【００９０】
図２０Ｂ〜図２０Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料３４１０、３５１０、３６１０、３７１０及び３８１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８６（コア２、１／Ｌ−１）、Ｂ１２−００８４（コア１、１／Ｌ−１）、Ｂ１２−００８７（コア２、１／Ｌ−２）、Ｂ１２−００８５（コア２、１／Ｌ−３）及びＢ１２−００８９（コア２、１／Ｌ−３）に対応）について、ろう付け後に、ＯＹ試験が２．５ｍ／秒の流速で２００時間行なわれたもので、ＢＳライナー１（表１に記載）を有する側を示している。図２０Ａと比較すると、図２０Ｂの中間ライナー層３４１４、３４１６（中間ライナー１）と図２０Ｃの中間ライナー層３５１４、３５１６（中間ライナー１）はコアに対する保護が十分でないが、図２０Ｄの中間ライナー層３６１４、３６１６（１／Ｌ−２）はコア３６１２に対して、図２０Ｅの中間ライナー層３７１４、３７１６（１／Ｌ−２）はコア３７１２に対して、図２０Ｆの中間ライナー層３８１４、３８１６（１／Ｌ−３）はコア３８１２に対して、それぞれ、犠牲防食作用を有している。
【００９１】
図２１Ａは、ろう付け後にＯＹ試験が行なわれた３層シート材料５１（表２及び３に記載された材料Ｂ０８−２１０）について、ＢＳライナー２（表１に記載）を有する面の断面を示しており、腐食ピットを有する領域が示されている。腐食は、ＢＳライナー１側よりもＢＳライナー２側の方がひどく、シートには、腐食ピットＰによる穿孔が発生した。
【００９２】
図２１Ｂ〜図２１Ｆは、本開示の実施形態に係る５層シート材料３９１０、４０１０、４１１０、４２１０及び４３１０（それぞれ、表２及び３の試料Ｂ１２−００８６（コア２、１／Ｌ−１）、Ｂ１２−００８４（コア１、１／Ｌ−１）、Ｂ１２−００８７（コア２、１／Ｌ−２）、Ｂ１２−００８５（コア２、１／Ｌ−３）及びＢ１２−００８９（コア２、１／Ｌ−３）に対応）について、ろう付け後に、ＯＹ試験が２．５ｍ／秒の流速で２００時間行なわれたもので、ＢＳライナー２（表１に記載）を有する側を示している。図２１Ａと比較すると、図２１Ｂの中間ライナー層３９１４、３９１６（中間ライナー１）と図２１Ｃの中間ライナー層４０１４、４０１６（中間ライナー１）は、図２１Ｄ〜図２１Ｆの中間ライナーと同様、それぞれが犠牲腐食することにより、コア３９１２とコア４０１２を十分に保護している。なお、図２１Ｄ〜図２１Ｆを参照すると、図２１Ｄの中間ライナー層４１１４、４１１６（１／Ｌ−２）はコア４１１２に対して、図２１Ｅの中間ライナー層４２１４、４２１６（１／Ｌ−３）はコア４２１２に対して、図２１Ｆの中間ライナー層４３１４、４３１６（１／Ｌ−３）はコア４３１２に対して、それぞれ、犠牲防食作用を有している。有意な腐食が明白であるので、５層試料は、３層試料よりも実質的な向上がある。上記から理解されるように、ＯＹ試験における腐食攻撃は、ＢＳライナー２側がより激しく、その腐食ピットは、３層材料５１では穿孔が起こっている。材料４２１０及び４３１０（図２１Ｅ及び図２１Ｆに示される試料Ｂ１２−００８５及びＢ１２−００８９）のボトム部に腐食ピットが認められるが、これは、試料の裏面に貼られたテープから進入したＯＹ水によるものと考えられる。
【００９３】
実験結果を総合すると、５層材料１０に設けられた中間ライナー層１４、１６により、以下の特性がもたらされることを示している。ａ）３層材料よりも、ろう付け前の強度は低いが、ろう付け後の強度は高い（この特性は、例えば、熱交換器コンポーネントの成形に良好な成形性をもたらし、例えば、熱交換器等の最終製品に高い強度を付与する）。ｂ）低い予備歪みでコア１２のエロージョン挙動が有意に向上する。ｃ）コアに対する犠牲防食作用により、材料１０の腐食寿命が向上する。コア１と１／Ｌ−３を有する５層材料、例えば、図２１Ｅにおける材料４２１０は、コア１の３層材料５１よりも、ろう付け後の強度が僅かに高く、エロージョン挙動及び腐食特性が良好である。コア２と１／Ｌ−３を有する５層材料、例えば、図２１Ｆにおける材料４３１０は、コア１の３層材料５１よりも、ろう付け後の強度が２０％以上高く、エロージョン挙動及び腐食特性が良好である。
【００９４】
この明細書に記載された実施形態は、単に例示であって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された主題の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更をなし得るであろう。そのような変形及び変更はすべて、開示の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月1日(2019.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう付け用のシート材料であって、
均質化処理された３ｘｘｘアルミニウム合金のコアと、
前記コアの第１の側に第１中間ライナーと、
前記コアの第２の側に第２中間ライナーと、
前記第１中間ライナーの上に第１ろう付けライナーと、
前記第２の中間ライナーの上に第２ろう付けライナーとを含み、
第１中間ライナー及び第２中間ライナーが、０．１〜０．４０重量％のＳｉと、０．１０〜０．５重量％のＦｅと、最大０．０５重量％のＣｕと、最大０．３重量％のＭｎと、０．３〜１．１０重量％のＭｇと、最大０．０５重量％のＣｒと、最大０．０５重量％のＺｎと、０．０５〜０．２重量％のＴｉと、を含み、残部アルミニウム及び不純物のアルミニウム合金から形成され、
第１ろう付けライナー及び第２ろう付けライナーは各々が、４ｘｘｘアルミニウム合金から形成される、シート材料。
【請求項２】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．１２〜０．４重量％のＳｉを含む、請求項１のシート材料。
【請求項３】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．４重量％のＦｅを含む、請求項１のシート材料。
【請求項４】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．０３重量％のＣｕを含む、請求項１のシート材料。
【請求項５】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、最大０．３重量％のＭｎを含む、請求項１のシート材料。
【請求項６】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、０．３〜１．０重量％のＭｇを含む、請求項１のシート材料。
【請求項７】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＣｒを含む、請求項１のシート材料。
【請求項８】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．０３重量％のＺｎを含む、請求項１のシート材料。
【請求項９】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、最大０．３重量％のＦｅを含む、請求項１のシート材料。
【請求項１０】
第１中間ライナー及び第２中間ライナーは、各々が、０．０８〜０．１６重量％のＴｉを含む、請求項１のシート材料。
【外国語明細書】
2019112721000001.pdf