(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ：２．５質量％を超え、３．５質量％以下を含有し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなる心材と、この心材の一方の面に設けられたろう材と、前記心材の他方の面に３０μｍ以上の厚さで設けられ１．８質量％以下のＺｎを含有するアルミニウム合金からなる犠牲陽極材と、を有するアルミニウム合金ブレージングシートであって、
５９０℃で２分間のろう付加熱後に２００℃雰囲気中に３００時間保持した後の２００℃雰囲気中における引張強度が１４０ＭＰａ以上であり、
前記犠牲陽極材は、クラッド率が２０％以下であり、前記犠牲陽極材のＺｎ含有量をＸ［質量％］、厚さをＹ［μｍ］としたときに、５０≦５×Ｘ＋Ｙ≦１６９の関係式を満たすことを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項２】
前記心材は、更に、Ｆｅ：０．２乃至１．５質量％を含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項３】
前記心材は、更に、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項４】
前記心材は、更に、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項５】
前記心材は、更に、Ｍｎ：０．１乃至１．５質量％を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項６】
前記心材は、更に、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項７】
前記心材は、更に、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％からなる群から選択された１種以上を含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項８】
前記心材は、更に、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｆｅ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｎ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％を含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項９】
前記心材は、更に、Ｓｎ：０．０１乃至０．１０質量％、Ｃｄ：０．０１乃至０．１０質量％及びＩｎ：０．０１乃至０．１０質量％からなる群から選択された１種以上を含有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の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、心材がアルミニウム合金からなり、その両面に夫々ろう材及び犠牲陽極材が形成されたアルミニウム合金ブレージングシートに関し、特に、高温経時後においても高強度及び高耐食性が得ら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】
従来、自動車用等の例えばコンデンサ、エバポレータ及びインタークーラ等の熱交換器は、熱伝導率が高いことから、アルミニウム合金からなる材料により製造される。即ち、心材がアルミニウム合金からなる板材が、流体通路を有するように管状にロール成形されたチューブ材、又は必要に応じて更にプレス成形された（扁平管状の）プレート材を複数本並置し、このチューブ材間又はプレート材間に、アルミニウム又はアルミニウム合金製の薄板がコルゲート状に成形されたフィン材を配置し、フィン材とチューブ材又はプレート材とをろう付することにより、熱交換器が製造される。
【０００３】
この管状のチューブ材及びプレート材の外面は、フィン材とろう付される。よって、チューブ材及びプレート材用の材料としては、アルミニウム合金からなる心材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたアルミニウム合金材が使用されている。また、チューブ材及びプレート材の内面は、熱交換器に組み立てられた際に、常時、冷媒に接触することになる。よって、例えば孔食性を有する冷媒を使用する場合においては、耐食性が求められることから、更に、心材の他方の面に、耐食性向上のための犠牲陽極材をクラッドしたアルミニウム合金ブレージングシートが使用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１乃至３には、上記アルミニウム合金ブレージングシートが開示されており、ＪＩＳ  ３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系）の心材を使用する技術が開示されている。そして、心材に０．１乃至２．５質量％のＣｕと、Ｓｉ及びＭｇを適量添加することにより、心材の強度を高めている。
【０００５】
また、特許文献４において、本願出願人は、Ｃｕ：２．５質量％を超え、３．５質量％以下を含有するブレージングシート用のアルミニウム合金材を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２９１３５３号公報（段落００１０〜００１５、段落００２５）
【特許文献２】特開平５−３３９６６６号公報（段落０００５〜００１３）
【特許文献３】特開平４−２０２７３５号公報（第２頁右上第１２行〜同頁左下第１７行）
【特許文献４】特開２００８−２３１５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術には以下のような問題点がある。即ち、上記特許文献１乃至３のように、心材としてＡｌ−Ｍｎ系のアルミニウム合金を使用したアルミニウム合金ブレージングシートは、熱交換器に組み立てた際に、その使用温度が概ね１００℃以下である。よって、例えば１５０℃以上の高温下で長時間使用される近時の熱交換器において、特許文献１乃至３においては、心材の強度が十分に確保できず、使用できる条件に限界がある。
【０００８】
しかし、近時、熱交換器には、小型化及び高性能化がますます要求されるようになっており、これにより、熱交換器の使用条件は、高温高圧化の傾向にある。従って、例えば２００℃以上の高温で長時間使用した場合においても、高強度を維持できる材料の開発が求められている。また、熱交換器の使用条件の変化から、高温経時後に高耐食性を維持できることも要求されている。
【０００９】
特許文献４においては、２００℃以上の高温下で使用される場合においても、高強度を維持できることが記載されているものの、その実施例に開示されているように、犠牲陽極材中にＺｎを多く含有する。よって、心材と犠牲陽極材との間に生じる電位差が大きくなり、高温環境下で使用された場合に、耐食性を十分に確保できない虞がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、高温経時後においても高強度及び高耐食性が得られ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】
【００１１】
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、Ｃｕ：２．５質量％を超え、３．５質量％以下を含有し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなる心材と、この心材の一方の面に設けられたろう材と、前記心材の他方の面に３０μｍ以上の厚さで設けられ１．８質量％以下のＺｎを含有するアルミニウム合金からなる犠牲陽極材と、を有するアルミニウム合金ブレージングシートであって、５９０℃で２分間のろう付加熱後に２００℃雰囲気中に３００時間保持した後の２００℃雰囲気中における引張強度が１４０ＭＰａ以上であり、前記犠牲陽極材は、クラッド率が２０％以下であり、前記犠牲陽極材のＺｎ含有量をＸ［質量％］、厚さをＹ［μｍ］としたときに、５０≦５×Ｘ＋Ｙ≦１６９の関係式を満たすことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材は、例えば、更に、Ｆｅ：０．２乃至１．５質量％、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｍｎ：０．１乃至１．５質量％及びＮｉ：０．０５乃至１．５０質量％の１種以上を含有することができる。また、前記心材は、更に、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％からなる群から選択された１種以上を含有する。
【００１３】
又は、アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材は、例えば更に、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｆｅ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｎ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％を含有する。
【００１４】
上述のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材は、例えば更に、Ｓｎ：０．０１乃至０．１０質量％、Ｃｄ：０．０１乃至０．１０質量％及びＩｎ：０．０１乃至０．１０質量％からなる群から選択された１種以上を含有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、心材中の適量のＣｕにより、高温経時後においても、高強度が得られ、犠牲陽極材中のＺｎの含有量がその厚さを基準とした範囲で適正化されているため、犠牲陽極材中のＺｎ量と厚さとの間で最適なバランスを図って、高温経時後においても、高い耐食性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アルミニウム合金ブレージングシートを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係るアルミニウム合金ブレージングシート（以下、ブレージングシートと称することもある）について説明する。先ず、本発明に係る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。図１はアルミニウム合金ブレージングシートを示す断面図である。図１に示すように、アルミニウム合金ブレージングシートＢは、アルミニウム合金からなる心材Ｃを有し、その一方の面にろう材Ｆがクラッドされている。また、他方の面にはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる犠牲陽極材Ｓがクラッドされている。
【００１８】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいては、心材Ｃは、Ｃｕ：２．５質量％を超え、３．５質量％以下を含有し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなる。このように、心材の金属組織中にＣｕを固溶させ、また、Ｃｕの析出による析出強化により、心材の強度向上が得られる。
【００１９】
心材Ｃにクラッドされたろう材Ｆは、一般的に使用されているアルミニウム合金からなるろう材を使用することができる。ろう材用のアルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ（Ｂｉ）系合金等を挙げることができる。
【００２０】
本発明においては、心材Ｃの他面にクラッドされた犠牲陽極材Ｓは、純アルミニウム又は２質量％未満のＺｎを含有するアルミニウム合金からなり、その厚さが３０μｍ以上となるように設けられている。この犠牲陽極材Ｓは、ブレージングシートＢの全板厚に対するクラッド率が２０％以下であり、Ｚｎ含有量をＸ［質量％］、厚さをＹ［μｍ］としたときに、５０≦５Ｘ＋Ｙの関係式を満たす。
【００２１】
上記アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、心材は、必要に応じて、更に、Ｆｅ：０．２乃至１．５質量％、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｍｎ：０．１乃至１．５質量％及びＮｉ：０．０５乃至１．５０質量％の１種以上を含有し、更に、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％からなる群から選択された１種以上を含有する。
【００２２】
又は、心材は、例えば更に、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｆｅ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｎ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％を含有する。
【００２３】
また、上記アルミニウム合金ブレージングシートの心材は、必要に応じて、更に、Ｓｎ：０．０１乃至０．１０質量％、Ｃｄ：０．０１乃至０．１０質量％及びＩｎ：０．０１乃至０．１０質量％からなる群から選択された１種以上を含有することができる。
【００２４】
以下、本発明における数値限定理由について説明する。先ず、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの必須の構成において、その数値限定理由を説明する。
【００２５】
「心材中のＣｕ：２．５質量％を超え、３．５質量％以下」
Ｃｕは、アルミニウム合金組織への固溶・析出強化により、心材の強度を向上させる。また、Ｃｕを添加することにより、高温経時における心材の強度低下が抑制される。更に、心材中にＣｕを添加することにより、心材とろう材との間において、心材の電位をろう材の電位よりも貴とすることができ、ろう材が心材（アルミニウム合金材）を犠牲防食することにより、熱交換器に組み立てた際に、管状のチューブ材又はプレート材のろう材面側における耐食性も向上させることができる。この心材中のＣｕの含有量が２．５質量％以下であると、十分な高温経時後の強度が得られない。一方、Ｃｕの添加量が３．５質量％を超えると、アルミニウム合金材の融点が低下し、ろう付時の高温により心材が溶融する虞がある。また、Ｃｕの含有量の増加と共に、ろう付前の素材（アルミニウム合金材）の伸びが低下して、成形加工性が低下する。従って、本発明においては、心材中のＣｕの含有量は２．５質量％を超え、３．５質量％以下と規定する。
【００２６】
「５９０℃で２分間のろう付加熱後に２００℃雰囲気中に３００時間保持した後の２００℃雰囲気中における引張強度：１４０ＭＰａ以上」
上記のとおり、本発明においては、心材中にＣｕを含有させることにより、高温経時後におけるブレージングシートの強度を確保している。この場合の高温とは、ろう付時における高温と、熱交換器の使用温度が高いことを意味している。本発明においては、アルミニウム合金ブレージングシートの強度を、ろう付後に高温環境下に保持した後の引張強度で規定する。即ち、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、５９０℃で２分間のろう付加熱後に２００℃雰囲気中に３００時間保持した後において、その引張強度が１４０ＭＰａ以上である。
【００２７】
本発明においては、ブレージングシートの犠牲陽極材Ｓ（以下、犠牲材という）としては、アルミニウム又はＺｎを含有するアルミニウム合金、例えば、純アルミニウム、Ａｌ−Ｚｎ系合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を使用することができ、必要に応じて、これらに更にＭｎ、Ｓｉ等を添加することができ、以下の構成を有する。
【００２８】
「犠牲陽極材の厚さ：３０μｍ以上」
犠牲陽極材は、耐食性を得るために、心材におけるろう材がクラッドされた面に対して反対側の面にクラッドされる。この犠牲陽極材は、心材との間において、電位が卑となることにより、熱交換器に組み立てた際に、管状のチューブ材又はプレート材の腐食環境面における耐食性を向上させることができる。しかし、犠牲陽極材の厚さが３０μｍ未満であると、耐食性を十分に向上させることができず、逆に、心材からのＣｕ拡散が犠牲陽極材の表面に達して表面電位を貴化させることにより、高温経時後における犠牲防食作用が低下する。よって、本発明においては、犠牲陽極材は厚さが３０μｍ以上となるようにクラッドする。
【００２９】
「犠牲陽極材中のＺｎ：２質量％未満」
本発明においては、犠牲陽極材中のＺｎは、最も重要な成分である。即ち、Ｚｎの含有によりアルミニウム合金の電位が卑となり、高温経時後における犠牲防食作用が向上する。但し、本発明のブレージングシートは、心材が多量のＣｕを含有するため、犠牲陽極材中にＺｎを添加しなくても、心材と犠牲陽極材との間に十分な電位差があり、高温経時後における犠牲防食作用を確保できる。一方、犠牲陽極材が２質量％を超えるＺｎを含有しても、高温経時後における犠牲防食作用の効果は飽和する。他方、心材と犠牲陽極材との電位差が過剰に大きくなる結果、犠牲陽極材の腐食速度が速くなりすぎて、却って犠牲防食作用が損なわれる虞がある。よって、本発明においては、犠牲陽極材中のＺｎの含有量を２質量％未満と規定する。
【００３０】
「犠牲陽極材のクラッド率：２０％以下」
上記したように、本発明においては、犠牲陽極材の材料としてアルミニウム又はＺｎを含有するアルミニウム合金、例えば、純アルミニウム、Ａｌ−Ｚｎ系合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を使用するが、これらのアルミニウム又はアルミニウム合金は、いずれも心材よりも強度が小さく、従って、犠牲陽極材を心材にクラッドすることにより、ブレージングシート全体の強度は低下する。本発明においては、上記高温経時後の１４０ＭＰａ以上の引張強度を得るために、犠牲陽極材のクラッド率を２０％以下と規定する。犠牲陽極材のクラッド率が２０％を超えると、所望の高温経時後の強度が得られなくなる。なお、本発明において、クラッド率とは、ブレージングシート全体の厚さに対する犠牲陽極材の厚さを意味している。
【００３１】
「犠牲陽極材のＺｎ含有量Ｘと犠牲陽極材の厚さＹとの間の関係式：５０≦５Ｘ＋Ｙ」
本発明のブレージングシートにおいては、高温経時後の強度を得るために心材に多量の（２．５質量％を超え、３．５質量％以下の）Ｃｕを含有させており、これにより、ろう付時に犠牲陽極材にＣｕが多く拡散する。よって、犠牲陽極作用による耐食性を十分に得るために、上記のように犠牲陽極材の厚さ及び犠牲陽極材中のＺｎ量を規定している。本発明においては、これらの規定に加えて、犠牲陽極材の厚さと犠牲陽極材中のＺｎ量との間に最適なバランスを図ることにより、高温経時後において、高い耐食性が得られる。即ち、本発明においては、犠牲陽極材中のＺｎ量をＸ、犠牲陽極材の厚さをＹとしたときに、数値５Ｘ＋Ｙを５０以上と規定する。数値５Ｘ＋Ｙが５０未満であると、心材から拡散したＣｕが犠牲陽極材の表面に達して表面電位を貴化させ、Ｚｎを含有させた犠牲陽極材の電位卑化による耐食性の向上効果よりも、耐食性の低下の方が大きくなる。よって、高温経時後の耐食性が低下する。
【００３２】
次に、本発明のブレージングシートについて、心材中の添加成分の数値限定理由について説明する。
【００３３】
「心材中のＦｅ：０．２乃至１．５質量％」
Ｆｅは、アルミニウム合金中に金属間化合物として晶出・析出して分散強化に寄与する。また、晶出・析出した金属間化合物は、再結晶の核となって再結晶を促進させるので、グレイン組織を微細にする効果を有し、アルミニウム合金材の成形加工性を向上させる。Ｆｅの含有量が０．２質量％未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、Ｆｅの含有量が１．５質量％を超えると、金属間化合物の晶出・析出量が増加してアルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。従って、本発明のブレージングシートは、Ｆｅを０．２乃至１．５質量％含有することが好ましい。
【００３４】
「Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％」
Ｓｉは、アルミニウム合金中に固溶・析出して強度を向上させる。Ｓｉの含有量が０．１５質量％未満では、十分な強度向上効果が得られない。一方、Ｓｉの含有量が１．００質量％を超えると、前記したＣｕと合わせて、アルミニウム合金材の融点が更に低下し、ろう付時の高温により心材が溶融する虞がある。よって、Ｓｉの含有量は０．１５乃至１．００質量％であることが好ましい。
【００３５】
「Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％」
Ｍｇは、アルミニウム合金に添加することにより、アルミニウム合金中に固溶・析出して、前記したＣｕ及びＳｉと同様に、強度を向上させる。特に、Ｓｉと同時に添加した場合においては、金属間化合物の生成・析出により、析出強化に寄与する。Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、Ｍｇの含有量が０．６０質量％を超えると、非腐食性フラックスを用いた雰囲気下でのろう付において、ろう付性を阻害する場合がある。また、ろう付前の素材（アルミニウム合金材）の伸びが低下して、成形加工性が低下する場合がある。よって、本発明においては、Ｍｇの含有量は０．０５乃至０．６０質量％であることが好ましい。
【００３６】
「Ｍｎ：０．１乃至１．５質量％」
Ｍｎは、アルミニウム合金中に金属間化合物として晶出・析出して分散強化に寄与する。Ｍｎの含有量が０．１質量％未満では、分散強化の効果が十分に得られない。一方、Ｍｎの添加量が１．５質量％を超えると、粗大な晶出物の量が増加し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。よって、本発明においては、Ｍｎの含有量は０．１乃至１．５質量％であることが好ましい。
【００３７】
「Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％」
Ｎｉは、アルミニウム合金中で金属間化合物として存在して分散強化に寄与する。Ｎｉの含有量が０．０５質量％未満では、分散強化の効果が十分に得られない。一方、Ｎｉの含有量が１．５０質量％を超えると、金属間化合物が増加し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。よって、本発明においては、Ｎｉの含有量は０．０５乃至１．５０質量％であることが好ましい。
【００３８】
「Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％」
Ｃｒは、アルミニウム合金中に微細な金属間化合物を生成して、その強度を向上させる。Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満では、この強度向上の効果が十分に得られない。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大な金属間化合物が生成し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。従って、本発明においては、Ｃｒの含有量は０．０５乃至０．３０質量％であることが好ましい。
【００３９】
「Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％」
Ｔｉは、アルミニウム合金中に微細な金属間化合物を生成して、その強度を向上させる。Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、強度向上の効果が十分に得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大な金属間化合物が生成し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。従って、本発明においては、Ｔｉの含有量は０．０５乃至０．３０質量％であることが好ましい。
【００４０】
「Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％」
Ｚｒは、アルミニウム合金中に微細な金属間化合物を生成して、その強度を向上させる。Ｚｒの含有量が０．０５質量％未満では、強度向上の効果が十分に得られない。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大な金属間化合物が生成し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。従って、本発明においては、Ｚｒの含有量は０．０５乃至０．３０質量％であることが好ましい。
【００４１】
「Ｖ：０．０５乃至０．３０質量％」
Ｖは、アルミニウム合金中に微細な金属間化合物を生成して、その強度を向上させる。Ｖの含有量が０．０５質量％未満では、強度向上の効果が十分に得られない。一方、Ｖの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大な金属間化合物が生成し、アルミニウム合金材の成形加工性を低下させる場合がある。従って、本発明においては、Ｖの含有量は０．０５乃至０．３０質量％であることが好ましい。
【００４２】
「Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｆｅ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｎ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％及びＶ：０．０５乃至０．３０質量％」
本発明においては、上記Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ及びＺｒは、複合して含有させる場合においては、夫々の含有量を、Ｓｉ：０．１５乃至１．００質量％、Ｆｅ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｎ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｍｇ：０．０５乃至０．６０質量％、Ｎｉ：０．０５乃至１．５０質量％、Ｃｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５乃至０．３０質量％、Ｖ：０．０５乃至０．３０質量％とした場合においても、上記全ての効果を奏する。
【００４３】
「Ｓｎ：０．０１乃至０．１０質量％」
Ｓｎは、アルミニウム合金中で、高温時におけるＣｕの析出を促進して強度向上に寄与する。Ｓｎの含有量が０．０１質量％未満では、その効果が十分に得られない。Ｓｎの含有量が０．１０質量％を超えると、その効果が飽和する一方、多量のＳｎを含有させたことにより、ブレージングシートの製造コストが増加する。従って、本発明においては、Ｓｎの含有量は０．０１乃至０．１０質量％であることが好ましい。
【００４４】
「Ｃｄ：０．０１乃至０．１０質量％」
Ｃｄは、Ｓｎと同様に、アルミニウム合金中で、高温時におけるＣｕの析出を促進して強度向上に寄与する。Ｃｄの含有量が０．０１質量％未満では、その効果が十分に得られない。Ｃｄの含有量が０．１質量％を超えると、その効果が飽和する一方、多量のＣｄを含有させたことにより、ブレージングシートの製造コストが増加する。従って、本発明においては、Ｃｄの含有量は０．０１乃至０．１０質量％であることが好ましい。
【００４５】
「Ｉｎ：０．０１乃至０．１０質量％」
Ｉｎは、Ｓｎ及びＣｄと同様に、アルミニウム合金中で、高温時におけるＣｕの析出を促進して強度向上に寄与する。Ｉｎの含有量が０．０１質量％未満では、その効果が十分に得られない。Ｉｎの含有量が０．１０質量％を超えると、その効果が飽和する一方、多量のＩｎを含有させたことにより、ブレージングシートの製造コストが増加する。従って、本発明においては、Ｉｎの含有量は０．０１乃至０．１０質量％であることが好ましい。
【００４６】
本発明においては、前記Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｄ及びＩｎは、夫々、上記含有量の下限値未満の不純物レベル程度含有してもよく、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにより得られる高温経時後の高強度及び高耐食性を何等妨げるものではない。
【００４７】
なお、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいては、使用環境や用途等に応じ、心材Ｃとろう材Ｆとの間に中間材を設けてもよい。中間材としては、純アルミニウム及びＪＩＳ  Ａ７０００系のアルミニウム合金等を用いることができ、特に、犠牲陽極材Ｓと同一組成のアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００４８】
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の一例を説明する。先ず、所定の組成を有する心材用、ろう材用及び犠牲材用の純アルミニウム又はアルミニウム合金を、夫々連続鋳塊により、溶解、鋳造し、必要に応じて面削、均質化熱処理を施して、心材用鋳塊、ろう材用鋳塊及び犠牲材用鋳塊を得る。ろう材用鋳塊及び犠牲材用鋳塊については、夫々所定の厚さになるように、更に熱間圧延又は切断して、ろう材用アルミニウム合金板及び犠牲材用アルミニウム合金板を得る。なお、必要に応じて、心材用の鋳塊も所定の厚さに熱間圧延又は切断して心材用アルミニウム合金板としてもよい。
【００４９】
次に、このようにして得られた心材用アルミニウム合金板の一方の面にろう材用アルミニウム合金板を所定のクラッド率になるように重ね合わせ、他方の面に犠牲材用アルミニウム合金板を所定のクラッド率になるように重ね合わせ、４００℃以上の温度で加熱後、熱間圧延により圧着して板状とする。その後、粗鈍、冷間圧延、中間焼鈍及び冷間圧延を施し、必要に応じて仕上げ焼鈍を行うことにより、所定の板厚を有するアルミニウム合金ブレージングシートを製造することができる。
【００５０】
以上の製造方法は、本発明の実施形態に係るブレージングシートを製造するための一例であり、必ずしもこの製造方法に限定されるものではない。
【００５１】
以上、説明したアルミニウム合金ブレージングシートは、心材のＣｕの含有量が適切に規定され、更に、犠牲陽極材は、そのＺｎ含有量と厚さとの間で最適なバランスが保たれている。よって、高温経時後においても、アルミニウム合金ブレージングシートの高強度を維持でき、犠牲陽極材が設けられた面において、優れた耐食性が得られる。そして、アルミニウム合金ブレージングシートは、心材中に更にＳｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｉｎからなる群から選択された１種以上を適量含有させることにより、更なる高強度又は優れた成形加工性が得られる。
【００５２】
このようなブレージングシートは、ろう付によって製造される自動車用熱交換器のプレート材やチューブ材等として好適に使用することができる。これにより、特に１５０℃以上の高温経時後において、十分な強度と耐食性を有する熱交換器を製造することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明による効果について、本発明の範囲を満足する実施例をその比較例と比較して説明する。先ず、心材用、ろう材用、犠牲陽極材用のアルミニウム合金の夫々について、連続鋳造により、溶解、鋳造した後、均質化熱処理及び熱間圧延を施して、アルミニウム合金板を得た。心材用のアルミニウム合金の組成を表１−１及び表１−２に示す。また、犠牲陽極材用のアルミニウム合金の組成を表２に示す。ろう材用のアルミニウム合金としては、Ｓｉ：１０．０質量％及びＦｅ：０．２質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金を使用した。
【００５４】
【表１−１】
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【００５５】
【表１−２】
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【００５６】
【表２】
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【００５７】
次に、心材用アルミニウム合金板の一方の面にろう材用アルミニウム合金板を重ね合わせ、他方の面に犠牲陽極材用のアルミニウム合金板を重ね合わせ、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍を施して、アルミニウム合金ブレージングシートを作製した。なお、各ブレージングシートは、最終的な板厚が１．６ｍｍとなるように、各工程における加工率を調節した。これらの各ブレージングシートはＯ材に調質されている。
【００５８】
そして、各ブレージングシートに対して、成形加工性評価、高温経時後の強度及び耐食性の評価を行った。各試験方法を以下に示す。
【００５９】
＜成形加工性＞
成形加工性の評価は、引張試験機によって素材伸びを測定することにより行った。各ブレージングシートからＪＩＳ  Ｚ２２０１に規定されている５号試験片を切り出し、各試験片について常温で引張試験を行い、その素材伸びを測定した。そして、素材伸びが２６％以上であったものを成形加工性が良好と評価した。
【００６０】
＜高温経時後の強度及び耐食性＞
本実施例においては、ろう付による高温加熱後に高温環境下に長時間保持することにより、高温経時後の各試験片の強度及び耐食性を評価した。試験片としては、各実施例及び比較例のブレージングシートを、幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍの短冊状に切り出し、ろう材側の表面に市販の非腐食性フラックス（ＦＬ−７、森田化学工業株式会社）を５ｇ／ｍ２塗布し、乾燥させたものを使用した。そして、各試験片の長手方向が鉛直となるようにつり下げた状態で、窒素雰囲気中、５９０℃の加熱温度で２分間保持してろう付加熱を行った。
【００６１】
次に、ろう付加熱後の試験片からＪＩＳ  Ｚ２２０１に規定されている５号試験片を切り出し、各試験片を２００℃の環境下に３００時間保持した。その後、各試験片について、２００℃の高温下で引張試験機により引張強度を測定した。そして、引張強度が１４０ＭＰａ以上であったものを高温経時後の強度が良好であると評価した。
【００６２】
耐食性の評価は、前記ろう付加熱後の短冊状の試験片から幅６０ｍｍ×長さ７０ｍｍの試験片を切り出し、これを２００℃の環境化に３００時間保持した。その後、犠牲陽極材側の表面の幅５０ｍｍ×長さ６０ｍｍの領域を試験面として、この領域以外の表面及び端面をシールテープにより覆った。そして、各試験片について、ＡＳＴＭ  Ｇ８５に規定されているＳＷＡＴＴ試験を行い、２０日経過後の試験面における最大腐食深さを測定した。そして、最大腐食深さが犠牲陽極材の厚さ以下であり、腐食が心材にまで達していなかったものを耐食性が良好であると評価した。更に、耐食性が良好な試験片に関して、犠牲陽極材の腐食幅を測定し、腐食幅が１ｍｍ以下であったものを自己耐食性が良好（○）、腐食幅が１ｍｍを超えたものを自己耐食性が不良（×）と評価した。
【００６３】
（第１実施例）
第１実施例は、表１−１及び表１−２に示す種々の組成を有するＮｏ．１乃至４５の心材用アルミニウム合金板に対して、表２に示す合金Ｎｏ．Ａの犠牲陽極材用アルミニウム合金板をクラッドして作製されたブレージングシートについての実施例である。本第１実施例においては、板厚が１．６ｍｍのブレージングシートにおいて、犠牲陽極材の厚さを１６０μｍ（クラッド率：１０％）とし、ろう材の厚さを１６０μｍ（クラッド率：１０％）とした。そして、各実施例及び比較例のブレージングシートについて、上記各評価試験を実施した。各試験結果を表３−１及び表３−２に示す。
【００６４】
【表３−１】
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【００６５】
【表３−２】
0005743642.tif 000006
【００６６】
表３−１に示すように、実施例Ｎｏ．Ａ１乃至Ｎｏ．Ａ３１は、心材の組成及び犠牲陽極材の構成が本発明の範囲を満足するので、ブレージングシートの成形性、強度及び耐食性のいずれも良好であった。
【００６７】
これに対して、表３−２に示すように、比較例Ｎｏ．Ａ３２乃至Ｎｏ．Ａ４２は、心材の組成が本発明の範囲を満足していないことにより、成形性又は強度が低下するか、又はろう付けすることができなかった。即ち、比較例Ｎｏ．Ａ３２は、心材中のＣｕ不足により、高温経時後の強度が十分に得られず、比較例Ｎｏ．Ａ３３は、心材中のＣｕ量が過剰となり、ろう付け時の高温により心材が溶融し、ブレージングシートをろう付けすることができなかった。同様に比較例Ｎｏ．Ａ３４も、心材中のＳｉ量が過剰となり、ろう付け時の高温により心材が溶融した。
【００６８】
比較例Ｎｏ．Ａ３５乃至Ａ４２は、心材中のＦｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ又はＶの量が多く、ブレージングシートの伸びが低下して成形加工性が低下した。このうち、心材中にＭｇを多く含む比較例Ｎｏ．３７は、ろう付け性も低下した。
【００６９】
比較例Ｎｏ．Ａ４３乃至Ａ４５は、心材中のＳｎ、Ｃｄ又はＩｎ量が多く、これらの成分を含むことによるＣｕの析出が促進される効果が飽和し、ブレージングシートの強度を実施例以上に高めることができなかった。
【００７０】
（第２実施例）
第２実施例は、請求項１の範囲を満足する組成を有する１種類の心材用アルミニウム合金板に対して、犠牲材の組成及び構成を変化させた場合の実施例である。本第２実施例においては、先ず、表１の合金Ｎｏ．１の心材を使用し、これに表２に示す種々の組成を有する犠牲陽極材をクラッドした。このとき、犠牲陽極材の厚さを変化させることにより、犠牲陽極材のクラッド率を変化させた。なお、ろう材のクラッド率は、第１実施例と同じく１０％である。本第２実施例における犠牲陽極材の構成と、各評価試験結果を表４に示す。
【００７１】
【表４】
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【００７２】
表４に示すように、実施例Ｎｏ．Ｂ１乃至Ｂ８は、心材の組成及び犠牲陽極材の構成が本発明の範囲を満足するので、ブレージングシートの成形性、強度及び耐食性のいずれも良好であった。
【００７３】
これに対して、比較例Ｎｏ．Ｂ９及びＢ１０は、Ｚｎを２．５質量％と多く含有する犠牲陽極材を使用したことにより、犠牲陽極材の自己耐食性が低下した。
【００７４】
比較例Ｎｏ．Ｂ１１乃至Ｂ１６は、犠牲陽極材のＺｎ含有量及び厚さにより算出される値５Ｘ＋Ｙが本発明の範囲の範囲未満であったため、心材から犠牲陽極材の表面に達したＣｕにより犠牲陽極材が貴化され、Ｚｎの含有による電位卑化よりも貴化の程度が大きくなって、高温経時後における耐食性が低下した。
【００７５】
比較例Ｎｏ．Ｂ１７は、犠牲陽極材の厚さが４００μｍと厚く、クラッド率（２５％）が本発明の範囲を超えたため、高温経時後におけるブレージングシートの強度が低下した。
【符号の説明】
【００７６】
Ｂ：ブレージングシート、Ｃ：心材、Ｆ：ろう材、Ｓ：犠牲陽極材
【図１】
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