(57)【要約】【課題】成形性と耐エロージョン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、及びその製造方法を提供する。【解決手段】質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下を含有し、ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、ろう付後の合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲とされている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下、
Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下、
Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下
を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなる自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材であって、
ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、
ろう付後のアルミニウム合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲であることを特徴とする、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
【請求項２】
質量％で、さらに、
Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下、
Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下、
Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下、
Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下、
Ｖ：０．０１％以上０．１％以下、
Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下
の内の１種又は２種以上を含有したことをと特徴とする、請求項１に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
【請求項３】
質量％で、
Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下、
Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下、
Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下
を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材に鋳造した後、直ちにコイル状に巻回する熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法であって、
前記コイル状に巻回される直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、
前記コイル状に巻回したアルミニウム合金材を１５℃／ｈｒ以上の平均冷却速度で冷却した後、巻回状態を解き、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことにより、０．１ｍｍ以下の最終板厚とすることを特徴とする、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項４】
質量％で、さらに、
Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下、
Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下、
Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下、
Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下、
Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下、
Ｖ：０．０１％以上０．１％以下、
Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下
の内の１種又は２種以上を含有したアルミニウム合金溶湯を用いることをと特徴とする、請求項３に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム合金溶湯を用いてアルミニウム合金材を鋳造する際の凝固速度を１５〜１０００℃／ｓｅｃの範囲とすることを特徴とする、請求項３又は４に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項６】
前記コイル状に巻回されたアルミニウム合金材を冷却した後、１８０〜５５０℃の温度で前記焼鈍を行ない、最終工程が終了した後のアルミニウム合金材のろう付前の組織を繊維状組織として形成するとともに、ろう付後の結晶粒径を３００μｍ以上として形成することを特徴とする、請求項３〜５の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項７】
前記焼鈍を１〜１０ｈｒの時間で行なうことを特徴とする、請求項６に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項８】
前記冷間圧延及び焼鈍を行なった後、最終工程として前記焼鈍を行なうことを特徴とする、請求項３〜７の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項９】
前記冷間圧延及び焼鈍を行なった後、最終工程として前記冷間圧延を５０％以下の最終圧延率で行うことを特徴とする、請求項３〜７の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【請求項１０】
請求項３〜９の何れか１項に記載の製造方法で得られる、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
【請求項１１】
請求項１〜２又は請求項１０の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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が用いられてなる自動車熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ろう付によって製造されるラジエータやカーヒータ、カーエアコン等の高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミニウム合金材からなる熱交換器は、自動車のラジエータやカーヒータ、オイルクーラ、インタークーラ、カーエアコンのエバポレータやコンデンサ等の他、油圧機器や産業機械用の熱交換器として、幅広く使用されている。このようなアルミニウム製熱交換器は、一般的にろう付によって製造され、冷媒等の作動流体が流れるチューブとフィン材が接合されてなる。このため、熱交換器に用いられるアルミニウム材料としては、ろう付時の高温変形や溶融ろうによるエロージョン（ろう侵食）を防止するため、耐高温座屈性が要求される。
【０００３】
一般に、自動車用熱交換器において、ラジエータ用のフィン材等の材料としては、Ａｌ−Ｍｎ系合金やＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金が用いられており、さらに、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ等を添加して電気化学的に卑にすることにより、犠牲陽極効果を付与する方法が採用されている。
【０００４】
また、近年、自動車の軽量化により、自動車熱交換器もまた軽量化が求められており、これに対応すべくフィン材にも薄肉化、高強度化が求められている。このような要求の中で、自動車熱交換器用アルミニウム合金材の耐垂下性や犠牲陽極効果を向上させるため、Ｍｎ及びＳｉを適量含有し、熱間圧延温度や中間焼鈍温度、又は最終冷間圧延率を規定する方法がある。また、ＭｎやＳｉを含有したアルミニウム合金材の製造方法の規定により、強度や耐垂下性を向上させる方法がある。
【０００５】
また、上述のような自動車熱交換器用のアルミニウム合金材に関し、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｕの各成分の内の１種又は２種以上を規定量含有し、連続鋳造圧延法によって得られる、金属間化合物の析出が抑制された特有の組織を活かして、アルミニウム材料の高強度化を図る方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎの各成分を規定量含有し、冷却速度を適正値として冷却した後、冷間圧延及びアニーリングを行ない、次いで、最終冷間圧延を行なうことにより、アルミニウム合金材のろう付後の強度及びろう付性の熱伝導性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
また、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｉの各成分を規定量含有し、冷間圧延工程においてバッヂ式の中間焼鈍処理を２８０〜４５０℃の温度で行い、最終中間焼鈍後の冷間圧延率を１０〜６０％とすることにより、アルミニウム合金材の強度や耐垂下性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開平８−１４３９９８号公報
【特許文献２】特表２００２−５２１５６４号公報
【特許文献３】特開２００３−０３４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１〜３の何れの方法においても、アルミニウム合金材の更なる高強度化は困難であり、また、軽量化や薄肉化において限界があった。
まず、特許文献１〜３に記載のアルミニウム合金材では、例えば、板厚が０．１ｍｍ以下に薄肉化されてフィン材に用いられた場合、フィン材の成形性や溶融ろうによるエロージョンが発生するという問題がある。
また、自動車熱交換器用のフィン材は、通常、コルゲート成形によって波形に成形され、チューブ材にろう付されて用いられる。フィン材が薄肉化されると、コルゲート加工後のフィン材の山高さが不揃いになりやすく、また、ろうによる侵食が顕著になるので、例えば、ろう侵食がフィン材を貫通すると、熱交換器として必要な強度が得られず、ひいては熱交換器としての構造を保持するのが困難になるという問題がある。
【０００９】
上述のようなアルミニウム合金材が用いられたフィン材の成形性を改善する方法として、例えば、成形前のフィン材組織を繊維状組織としたり、再結晶が完了していない条件で最終焼鈍を行なう方法等が考えられる。しかしながら、ろう付前のアルミニウム合金材を繊維状組織とした場合、ろう付後の組織が微細化して耐エロージョン性が低下するという問題がある。
【００１０】
また、溶融ろうによるエロージョンを抑制する方法として、例えば、ろう付後の結晶粒径を粗大化する方法等が考えられる。しかしながら、ろう付後の組織を粗大化させた場合には、ろう付前の組織が粗大化あるいは再結晶粒が部分的に存在する状態となるため、フィン材の波高さが不揃いになったり、また、最終圧延における変形が不均一となり、フィン材そのものがうねるような形状となってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ろう付後の強度が高く、また、優れた犠牲陽極効果を有する、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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、及びその製造方法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】
本出願人は、高い強度特性と耐エロージョン性、成形性を併せ持つ自動車熱交換器用アルミニウム合金材が得られる製造方法について鋭意研究した結果、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅの各成分をそれぞれ規定量含有したアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材とした後にコイル状に巻回する製造方法において、板材をコイル状に巻回する直前の温度、及び巻回後の冷却速度を適正値とし、冷間圧延及び少なくとも２回以上の焼鈍を行なって０．１ｍｍ以下の最終板厚とすることにより、上記強度特性、耐エロージョン性及び成形性を向上させる効果が顕著となることを知見し、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下に関する。
【００１３】
（１）請求項１に記載の発明
質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下（より好ましくは０．８％以上１．０％以下）、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下（より好ましくは１．０％以上１．８％以下）、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下（より好ましくは０．４％以上０．６％以下）、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下（より好ましくは０．３％以上１．０％以下）を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなる自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材であって、ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、ろう付後のアルミニウム合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲であることを特徴とする、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
（２）請求項２に記載の発明
質量％で、さらに、Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下（より好ましくは０．０１％以上０．１％以下）、Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下）、Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下（より好ましくは０．０２％以上０．２％以下）、Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｖ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下（より好ましくは０．２％以上０．５％以下）の内の１種又は２種以上を含有したことをと特徴とする、請求項１に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
【００１４】
（３）請求項３に記載の発明
質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下（より好ましくは０．８％以上１．０％以下）、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下（より好ましくは１．０％以上１．８％以下）、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下（より好ましくは０．４％以上０．６％以下）、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下（より好ましくは０．３％以上１．０％以下）を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材に鋳造した後、直ちにコイル状に巻回する熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法であって、前記コイル状に巻回される直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、前記コイル状に巻回したアルミニウム合金材を１５℃／ｈｒ以上の平均冷却速度で冷却した後、巻回状態を解き、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことにより、０．１ｍｍ以下の最終板厚とすることを特徴とする、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【００１５】
（４）請求項４に記載の発明
質量％で、さらに、Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下（より好ましくは０．０１％以上０．１％以下）、Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下）、Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下（より好ましくは０．０２％以上０．２％以下）、Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｖ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下（より好ましくは０．２％以上０．５％以下）の内の１種又は２種以上を含有したアルミニウム合金溶湯を用いることをと特徴とする、請求項３に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【００１６】
（５）請求項５に記載の発明
前記アルミニウム合金溶湯を用いてアルミニウム合金材を鋳造する際の凝固速度を１５〜１０００℃／ｓｅｃ（より好ましくは１００〜２５０℃／ｓｅｃ）の範囲とすることを特徴とする、請求項３又は４に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
（６）請求項６に記載の発明
前記コイル状に巻回されたアルミニウム合金材を冷却した後、１８０〜５５０℃の温度で前記焼鈍を行ない、最終工程が終了した後のアルミニウム合金材のろう付前の組織を繊維状組織として形成するとともに、ろう付後の結晶粒径を３００μｍ以上として形成することを特徴とする、請求項３〜５の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
（７）請求項７に記載の発明
前記焼鈍を１〜１０ｈｒの時間で行なうことを特徴とする、請求項６に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
（８）請求項８に記載の発明
前記冷間圧延及び焼鈍を行なった後、最終工程として前記焼鈍を行なうことを特徴とする、請求項３〜７の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
（９）請求項９に記載の発明
前記冷間圧延及び焼鈍を行なった後、最終工程として前記冷間圧延を５０％以下（より好ましくは１０〜３５％）の最終圧延率で行うことを特徴とする、請求項３〜７の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法。
【００１７】
（１０）請求項１０に記載の発明
請求項３〜９の何れか１項に記載の製造方法で得られる、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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。
（１１）請求項１１に記載の発明
請求項１〜２又は請求項１０の何れか１項に記載の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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が用いられてなる自動車熱交換器。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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によれば、質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなり、ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、ろう付後のアルミニウム合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲とされている。
上記構成により、アルミニウム合金材の強度特性や耐エロージョン性を向上させることが可能となり、また、このようなアルミニウム合金材を用い、ろう付によって自動車熱交換器用部材を構成することにより、例えばフィン材等を薄肉に構成した場合であっても、溶融ろうが侵食するのが抑制され、孔食が生じにくくなり、熱交換器の腐食が進行した際の耐久強度も格段に向上する。
【００１９】
また、本発明の成形性と耐エロージョン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の製造方法によれば、上記範囲の成分を含有するアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材に鋳造した後、直ちにコイル状に巻回する方法とし、また、前記コイル状に巻回される直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、前記コイル状に巻回したアルミニウム合金材を１５℃／ｈｒ以上の平均冷却速度で冷却した後、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことによって０．１ｍｍ以下の最終板厚とする方法としている。
上記方法でアルミニウム合金材を製造することにより、アルミニウム合金材組織中の晶出物の成長を抑制することができ、また、析出の進行も抑えることができるので、強度特性や耐エロージョン性を向上させることが可能となる。このようなアルミニウム合金材を用い、ろう付によって自動車熱交換器用部材を製造することにより、例えばフィン材等を薄肉に構成した場合であっても、溶融ろうが侵食するのが抑制され、孔食が生じにくくなり、熱交換器の腐食が進行した際の耐久強度も格段に向上する。
従って、高い強度特性と耐エロージョン性、成形性を併せ持つ自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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（以下、アルミニウム合金材あるいは自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材と略称することがある）、及びその製造方法の実施の形態について説明する。
【００２１】
［自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材］
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、質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下（より好ましくは０．８％以上１．０％以下）、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下（より好ましくは１．０％以上１．８％以下）、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下（より好ましくは０．４％以上０．６％以下）、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下（より好ましくは０．３％以上１．０％以下）を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなる自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材であって、ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、ろう付後のアルミニウム合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲とされ、概略構成されている。
【００２２】
また、本発明のアルミニウム合金材は、質量％で、さらに、Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下（より好ましくは０．０１％以上０．１％以下）、Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下）、Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下（より好ましくは０．０２％以上０．２％以下）、Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｖ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下（より好ましくは０．２％以上０．５％以下）の内の１種又は２種以上を含有した構成とすることができる。
【００２３】
＜アルミニウム合金材の成分組成＞
以下、本発明で規定するアルミニウム合金材の成分組成の数値限定理由について詳述する。
【００２４】
「Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下（より好ましくは０．８％以上１．０％以下）」
ケイ素（Ｓｉ）は、Ｍｎと共存してＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物として分散あるいはマトリックスに固溶することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させる効果を有する。
Ｓｉの含有量は、質量％で０．３％以上１．２％以下の範囲とすることが好ましく、０．８％以上１．０％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｓｉの含有量が１．２％を超えると、アルミニウム合金材の融点が低下し、ろう付処理工程において溶融してしまう虞があるとともに、熱伝導性が低下する。
Ｓｉの含有量が０．３％未満だと、上述の強度向上効果が充分に得られなくなる。
【００２５】
「Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下（より好ましくは１．０％以上１．８％以下）」
鉄（Ｆｅ）は、金属間化合物として晶出又は析出し、ろう付後のアルミニウム合金材の強度を向上させる効果を有する。また、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物を形成して、マトリックス中のＭｎやＳｉ固溶度が低下するため、ろう付後の電気伝導度が低下することなく強度を向上させることができ、マトリックスの融点を上昇させることができる。
Ｆｅの含有量は、質量％で０．７％以上２．０％以下の範囲とすることが好ましく、１．０％以上１．８％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｆｅの含有量が２．０％を超えると、アルミニウム合金材の腐食速度が速くなりすぎるとともに、巨大晶出物を出現させ、鋳造性や圧延性を低下させてしまう虞がある。
Ｆｅの含有量が０．７％未満だと、上述のような強度向上及び融点上昇の効果が充分に得られなくなる。
【００２６】
「Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下（より好ましくは０．４％以上０．６％以下）」
マンガン（Ｍｎ）は、金属間化合物として晶出又は析出し、ろう付後のアルミニウム合金材の強度を向上させる効果を有する。また、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物を形成してマトリックス中のＳｉ固溶度を低下させ、マトリックスの融点を上昇させることができる。
Ｍｎの含有量は、質量％で０．２％以上０．８％以下の範囲とすることが好ましく、０．４％以上０．６％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｍｎの含有量が０．８％を超えると、アルミニウム合金材の鋳造性や加工性（圧延性）が低下する虞が有る。
Ｍｎの含有量が０．２％未満だと、上述のような上述のような強度向上及び融点上昇の効果が充分に得られなくなる。
【００２７】
「Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下（より好ましくは０．３％以上１．０％以下）」
亜鉛（Ｚｎ）は、アルミニウム合金材の電位を卑（マイナス）にすることにより、アルミニウム合金材を用いてフィン材を構成した際に、チューブ材に対する犠牲陽極効果を向上させる。
Ｚｎの含有量は、質量％で０．１％以上１．０％以下の範囲とすることが好ましく、０．３％以上１．０％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｚｎの含有量が１．０％を超えると、腐食速度が速くなりすぎて自己耐食性が低下する。
Ｚｎの含有量が０．１％未満だと、上述のような犠牲陽極効果が充分に得られなくなる。
【００２８】
本実施形態のアルミニウム合金材の製造方法では、上記Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎの各成分の他、さらに、以下に示すＳｃ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉの内の１種又は２種以上を含有したアルミニウム合金溶湯を用いることができる。
【００２９】
「Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下（より好ましくは０．０１％以上０．１％以下）」
スカンジウム（Ｓｃ）は、ろう付熱処理によって固溶したＳｃがアルミニウム合金材の強度を向上させるとともに、微細なＡｌ３Ｓｃが時効析出することにより、ろう付後のアルミニウム合金材の強度を向上させる。また、ろう付熱処理の際の昇温過程において、再結晶粒径が粗大化するため、溶融ろうによるエロージョンを抑制することができる。
Ｓｃの含有量は、質量％で０．０００１％以上１．０％以下の範囲とすることが好ましく、０．０１％以上０．１％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｓｃの含有量を、１．０％を超えて添加しても、上述したろう付後の強度向上効果及びエロージョン抑制効果が飽和する。
Ｓｃの含有量が０．０００１％未満だと、上記効果が不充分となる。
【００３０】
「Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下）」
銅（Ｃｕ）は、マトリックス中に固溶してアルミニウム合金材の強度を向上させる効果を有する。
Ｃｕの含有量は、質量％で０．０５％以上０．８％以下の範囲とすることが好ましく、０．０５％以上０．２０％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｃｕの含有量が０．８％を超えると、アルミニウム合金材の電位が貴（プラス）となり、犠牲陽極効果が低下するとともに、アルミニウム合金材の融点が低下することにより、ろう付処理時に溶融してしまう虞がある。
Ｃｕの含有量が０．０５％未満だと、上述のような強度向上効果が不充分となる。
【００３１】
「Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下（より好ましくは０．０２％以上０．２％以下）」
マグネシウム（Ｍｇ）は、マトリックスに固溶してアルミニウム合金材の強度を向上させる効果を有する。
Ｍｇの含有量は、質量％で０．０１％以上０．５％以下の範囲とすることが好ましく、０．０２％以上０．２％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｍｇの含有量が０．５％を超えると、ろう付性が阻害される。
Ｍｇの含有量が０．０５％未満だと、上記強度向上の効果が充分に得られなくなる。
【００３２】
「Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）」
「Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）」
「Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）」
「Ｖ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）」
ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）は、アルミニウム合金材に添加することにより、ろう付後に微細な金属間化合物として分散し、強度を向上させる効果を有する。
Ｚｒの含有量は、質量％で０．００１％以上０．３％以下の範囲とすることが好ましく、０．０５％以上０．２％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｔｉの含有量は、質量％で０．０１％以上０．２５％以下の範囲とすることが好ましく、０．０５％以上０．２％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｃｒの含有量は、質量％で０．０１％以上０．１％以下の範囲とすることが好ましく、０．０１％以上０．０５％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｖの含有量は、０．０１％以上０．１％以下の範囲とすることが好ましく、０．０１％以上０．０５％以下の範囲とすることがより好ましい。
ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）の各成分をアルミニウム合金材に添加する場合、添加量が上記上限を超えると、自己耐食性が低下するとともに、加工性が低下する。また、添加量が上記下限未満だと、上述のようなろう付後の強度向上効果が充分に得られなくなる。
以上のように、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｖは、何れも、ろう付後のアルミニウム合金材の強度を向上させる元素なので、これらの内の１種又は２種以上の元素を添加すれば良い。
【００３３】
「Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下（より好ましくは０．２％以上０．５％以下）」
ニッケル（Ｎｉ）は、アルミニウム合金材に添加することにより、金属間化合物として晶出又は析出し、ろう付後の強度を向上させる効果を有する。
Ｎｉの含有量は、質量％で０．０１％以上２．０％以下の範囲とすることが好ましく、０．２％以上０．５％以下の範囲とすることがより好ましい。
Ｎｉの含有量が２．０％を超えると、自己耐食性が低下する。
Ｎｉの含有量が０．０１％未満だと、ろう付後の強度向上効果が充分に得られなくなる。
【００３４】
＜ろう付前及びろう付後のアルミニウム合金材特性＞
本発明のアルミニウム合金材は、ろう付前及びろう付後のアルミニウム合金材特性を以下のように規定している。
【００３５】
「合金材組織」
アルミニウム合金材がろう付される前の組織としては、合金材組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下繊維状組織とされていることが好ましい。これにより、アルミニウム合金材の成形性を向上させることができ、例えば、このようなアルミニウム合金材を用いて自動車熱交換器のフィン材を成形した場合には、フィンの山高さ等の寸法や形状が均一になる等の効果が得られる。
アルミニウム合金材がろう付される前の、組織に占める繊維状組織の割合が１０％超９０％未満の範囲だと、合金材組織内に再結晶組織及び繊維状組織の両方が少なからず混在する状態となるため、成形性が低下する。例えば、このような繊維状組織の割合が１０％超９０％未満の範囲とされたアルミニウム合金材を用いて自動車熱交換器のフィン材を成形した場合には、フィンのコルゲート成形（波型＋ルーバー加工）時に、加工形状がミクロ的に不均一となり、フィンの山高さが不揃いになりやすくなる。このように、フィンの山高さが不揃いになると、フィン材のろう付接合率が低下し、ひいては熱交換器のコアの強度や耐久寿命が低下してしまう。
【００３６】
なお、アルミニウム合金材のろう付前の組織において、繊維状組織が１００％である場合を除き、組織内に再結晶組織が出現するが、この際の再結晶粒の大きさは２０００μｍ以下であることが好ましく、１０００μｍ以下であることがより好ましく、７５０μｍ以下であることが最も好ましい。アルミニウム合金材のろう付前の組織において再結晶組織が含まれる場合、再結晶粒の大きさを上記範囲内に制限することにより、優れた成形性を得ることが可能となる。
【００３７】
また、アルミニウム合金材がろう付された後の組織は、再結晶状態とされていることが好ましく、完全な再結晶状態であることがより好ましい。ろう付熱処理によって合金材の組織を完全に再結晶させることにより、充分なろう付性が得られる。
【００３８】
「電気伝導度」
アルミニウム合金材がろう付される前の電気伝導度は、４３〜５３％（ＩＡＣＳ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄｅｒｄ）の範囲であることが好ましい。電気伝導度を上記範囲として合金材の固溶度を高く保持することにより、ろう付熱処理時に微細な析出物を合金材内に分散させることができ、ろう付後の強度を向上させる効果がある。
また、アルミニウム合金材がろう付された後の電気伝導度は、４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲とする。本発明のアルミニウム合金材では、成分組成を上述の範囲に規定することにより、ろう付熱処理時に元素の析出が進行するので、ろう付後に高い電気伝導度が得られ、アルミニウム合金材が用いられる熱交換器の性能を向上させることが可能となる。
【００３９】
「合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子」
本発明では、アルミニウム合金材がろう付される前の、該合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が、３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であることが好ましい。
また、アルミニウム合金材がろう付された後の、該合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が、３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲とされていることが好ましい。
ろう付前の析出物（分散粒子）の大きさと数は、ろう付熱処理時の合金材の再結晶粒径に影響する。本発明では、ろう付前及びろう付後の合金材表面における、円相当径０．１〜５μｍの分散粒子の数を上記範囲とすることにより、再結晶の核を制御でき、また、再結晶粒成長時のピン止め効果等により、粗大な結晶粒径を得ることが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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によれば、質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなり、ろう付前のアルミニウム合金材特性が、組織に占める繊維状組織の割合が９０％以上もしくは１０％以下とされ、電気伝導度が４３〜５３％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０２〜５×１０４個／ｍｍ２の範囲であるとともに、ろう付後のアルミニウム合金材特性が、組織が再結晶状態とされ、電気伝導度が４５〜５５％（ＩＡＣＳ）の範囲であり、アルミニウム合金材表面における円相当径０．１〜５μｍの分散粒子が３×１０３〜５×１０５個／ｍｍ２の範囲とされている。
上記構成により、アルミニウム合金材の強度特性や耐エロージョン性を向上させることが可能となり、また、このようなアルミニウム合金材を用い、ろう付によって自動車熱交換器用部材を構成することにより、例えばフィン材等を薄肉に構成した場合であっても、溶融ろうが侵食するのが抑制され、孔食が生じにくくなり、熱交換器の腐食が進行した際の耐久強度も格段に向上する。
【００４１】
［自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法］
本発明のアルミニウム合金材の製造方法は、質量％で、Ｓｉ：０．３％以上１．２％以下（より好ましくは０．８％以上１．０％以下）、Ｆｅ：０．７％以上２．０％以下（より好ましくは１．０％以上１．８％以下）、Ｍｎ：０．２％以上０．８％以下（より好ましくは０．４％以上０．６％以下）、Ｚｎ：０．１％以上１．０％以下（より好ましくは０．３％以上１．０％以下）を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材に鋳造した後、直ちにコイル状に巻回する製造方法であり、前記コイル状に巻回される直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、前記コイル状に巻回したアルミニウム合金材を１５℃／ｈｒ以上の平均冷却速度で冷却した後、巻回状態を解き、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことにより、０．１ｍｍ以下の最終板厚とする方法である。
【００４２】
また、本発明のアルミニウム合金材の製造方法は、質量％で、さらに、Ｓｃ：０．０００１％以上１．０％以下（より好ましくは０．０１％以上０．１％以下）、Ｃｕ：０．０５％以上０．８％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２０％以下）、Ｍｇ：０．０１％以上０．５％以下（より好ましくは０．０２％以上０．２％以下）、Ｚｒ：０．００１％以上０．３％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｔｉ：０．０１％以上０．２５％以下（より好ましくは０．０５％以上０．２％以下）、Ｃｒ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｖ：０．０１％以上０．１％以下（より好ましくは０．０１％以上０．０５％以下）、Ｎｉ：０．０１％以上２．０％以下（より好ましくは０．２％以上０．５％以下）の内の１種又は２種以上を含有したアルミニウム合金溶湯を用いた方法とするこができる。
【００４３】
「連続鋳造圧延法による鋳造後の板厚：２〜１２ｍｍ」
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、連続鋳造圧延法による鋳造後の板厚を、２〜１２ｍｍとすることが好ましい。
鋳造後のアルミニウム合金材の板厚が２ｍｍ未満だと、実質的に安定的な板形状となる合金材が得られなくなる虞がある。
鋳造後のアルミニウム合金材の板厚が１２ｍｍを超えると、詳細を後述する凝固速度が低下するとともに、コイル状に巻回する前に冷却するのが困難となる。
【００４４】
「コイル状に巻回される直前の温度：５３０℃以下」
「平均冷却速度：１５℃／ｈｒ以上」
本発明に係るアルミニウム合金材の製造方法では、コイル状に巻回する直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とすることが好ましく、５００℃以下とすることがより好ましく、４６０℃以下とすることが最も好ましい（図１を参照）。
また、コイル状に巻回したアルミニウム合金材の平均冷却速度は、１５℃／ｈｒ以上とすることが好ましく、２０℃／ｈｒ以上とすることがより好ましく、２５℃／ｈｒ以上とすることが最も好ましい。
【００４５】
一般に、双ロール法や双ベルト法、双ブロック法等の連続鋳造圧延法を用いてアルミニウム合金材を圧延処理する際、連続的に鋳造した高温の板材を巻き取り、コイル状に巻回する方法が採用される。この場合には、所定量の板材（アルミニウム合金材）を巻き取った後、コイル（板材）を巻取り機から取り外し、空冷法で冷却する。例えば、上記特許文献２には、板材をベルトキャスターによってコイル状に巻取り、圧延処理を施した後、放冷する方法が記載されている（特許文献２の段落［００３３］を参照）。
連続鋳造圧延法は、溶湯を急速に凝固させる方法であるが、従来の方法では、鋳造によって板状とした後、コイル状に巻回する際の温度が非常に高く、また、巻回された後の冷却速度が遅いために、アルミニウム合金材の組織中に微細に晶出又は析出させた金属間化合物が粗大化してしまう。このため、ろう付後の強度が低下したり、また、ろう付処理時の再結晶においてピン止め効果が作用せず、結晶粒径が細かくなって耐エロージョン性が低下する等の問題がある。
本発明に係るアルミニウム合金材の製造方法では、上述のように、コイル状に巻回する直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、コイル状に巻回したアルミニウム合金材の平均冷却速度を１５℃／ｈｒ以上とすることにより、晶出物サイズの成長を抑制できるとともに、析出の進行も抑えることができ、強度や耐エロージョン性を向上させることができる。
【００４６】
「凝固速度：１５〜１０００℃／ｓｅｃ」
アルミニウム合金溶湯を急冷して鋳造する際の凝固速度は、１５〜１０００℃／ｓｅｃの範囲とすることが好ましい。
凝固速度が１５℃／ｓｅｃ未満だと、晶出物が粗大化する虞がある。一方、凝固速度を１０００℃／ｓｅｃ超とした場合でも、その効果が飽和する。
また、凝固速度は、１００〜２５０℃／ｓｅｃの範囲とすることがより好ましい。
【００４７】
「焼鈍温度：１８０〜５５０℃」
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、コイル状に巻回されたアルミニウム合金材を冷却した後、１８０〜５５０℃の温度で焼鈍を行なうことが好ましい。
本発明では、晶出物や析出物の大きさを制御するため、鋳造〜巻取り（巻回）〜冷却後の板材（コイル）に対する熱処理（焼鈍）温度の上限を５５０℃とした。
また、中間焼鈍温度が１８０℃未満だと、アルミニウム合金材がほとんど軟化せず、焼鈍を行なっても圧延性がほとんど向上しないため、下限を１８０℃とした。
また、アルミニウム合金材に対して上記温度範囲の焼鈍を施す処理時間は、１〜１０ｈｒの範囲とすることが好ましい。
本発明の製造方法では、アルミニウム合金材を冷間圧延する際、途中の各板厚において、適宜、１８０〜５５０℃の上記温度範囲で焼鈍を行う。そして、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことにより、最終的に、０．１ｍｍ以下の板厚とする。
【００４８】
本発明のアルミニウム合金材の製造方法においては、コイル状に巻回される直前の温度の上限を５３０℃に規定し、また、巻回状態を解いた後に行なう焼鈍温度の上限を５５０℃に規定している。これは、金属間化合物の粗大化を抑制することにより、ろう付後の強度の低下や耐エロージョン性の低下を防止するためである。
ここで、本発明では、焼鈍温度の上限を５５０℃とし、コイル状に巻回する直前の温度の上限である５３０℃に比べて高い温度としているが、これらの上限温度は、各工程における金属間化合物の析出挙動が異なることに基づいて規定している。つまり、巻回直前の温度を高くした場合には、材料中に歪み（転位）が少なく析出のサイトが限定されるため、金属間化合物が粗大化しやすくなる一方、焼鈍時には材料中に転位が存在することから、これが析出サイトとなって金属間化合物のサイトが増加するため、焼鈍温度が高い場合であっても、金属間化合物の粗大化を抑制することができる。従って、コイル状に巻回する直前の温度よりも、焼鈍温度を高くすることが可能となる。
【００４９】
「アルミニウム合金材の組織」
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、上記各条件によって圧延又は焼鈍が行われる最終工程の後のアルミニウム合金材の組織、つまり、アルミニウム合金材を用いて自動車熱交換器部材をろう付によって製造する前の、組織に占める繊維状組織の割合を９０％以上もしくは１０％以下としている。また、アルミニウム合金材をろう付した後の組織の結晶粒径を３００μｍ以上としている。
アルミニウム合金材のろう付前の組織において、繊維状組織の割合を９０％以上もしくは１０％以下とすることにより、アルミニウム合金材によって構成されるフィン材等の自動車熱交換器部材の圧延性及び成形性を確保することができる。また、アルミニウム合金材のろう付前の組織内に再結晶組織が含まれる場合には、再結晶粒の大きさを２０００μｍ以下、より好ましくは１０００μｍ以下、最も好ましくは７５０μｍ以下とすることにより、優れた成形性を得ることが可能となる。
【００５０】
また、ろう付後（つまり、自動車熱交換器部材の製造後）の再結晶組織の結晶粒径を３００μｍ以上とすることにより、溶融ろうに対する耐エロージョン性を確保することができる。アルミニウム合金材をろう付した後の再結晶組織の結晶粒径が３００μｍ未満だと、ろうの侵食により、自動車熱交換器部材、例えばフィン材を構成した場合、該フィン材の座屈が生じる虞がある。
【００５１】
「最終圧延率：５０％以下」
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、最終工程として冷間圧延処理を行なう場合、この冷間圧延処理（最終冷間圧延処理）による最終圧延率を５０％以下とすることが好ましい。
最終圧延率は、フィン材等、アルミニウム合金材からなる熱交換器用部材の成形性等を考慮しながら、適宜調整することが可能であるが、最終圧延率が５０％を超えると強度が高くなりすぎる虞がある。
また、板厚が０．１ｍｍ以下の材料において、焼鈍後の圧延率を１０％未満とすることは実質的に困難であること等から、最終圧延率を１０〜３５％の範囲とすることがより好ましい。
また、本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、最終工程として、冷間圧延処理（最終冷間圧延処理）を行なわずに、焼鈍（最終焼鈍）を行なう方法とすることもでき、適宜採用することが可能である。
【００５２】
本発明のアルミニウム合金材の製造方法では、溶湯からの製造条件において、合金成分組成、鋳造時の凝固速度及び凝固後の冷却速度、冷間圧延前及び圧延途中で実施される焼鈍の各条件を調整することにより、アルミニウム合金材の組織や導電率を制御することができる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法によれば、上記範囲の成分を含有するアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造圧延法によって板厚２〜１２ｍｍの板材に鋳造した後、直ちにコイル状に巻回する方法とし、また、前記コイル状に巻回される直前のアルミニウム合金材の温度を５３０℃以下とし、前記コイル状に巻回したアルミニウム合金材を１５℃／ｈｒ以上の平均冷却速度で冷却した後、少なくとも２回以上の冷間圧延、及び、少なくとも２回以上の焼鈍を行うことによって０．１ｍｍ以下の最終板厚とする方法としている。
上記方法でアルミニウム合金材を製造することにより、アルミニウム合金材組織中の晶出物の成長を抑制することができ、また、析出の進行も抑えることができるので、強度特性や耐エロージョン性を向上させることが可能となる。このようなアルミニウム合金材を用い、ろう付によって自動車熱交換器用部材を製造することにより、例えばフィン材等を薄肉に構成した場合であっても、溶融ろうが侵食するのが抑制され、孔食が生じにくくなり、熱交換器の腐食が進行した際の耐久強度も格段に向上する。
従って、高い強度特性と耐エロージョン性、成形性を併せ持つ自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材が得られる。
【００５４】
上述のような、本発明の製造方法で析出物を微細化させたアルミニウム合金材で自動車熱交換器のフィン材を構成することにより、フィン材の腐食耐久性を大幅に向上させることが可能となる。特に、Ｆｅを含有するアルミニウム合金材からなるフィン材は、Ｆｅが局部カソードサイトとなることで孔食状の腐食が生じやすく、薄肉とされたフィン材では貫通穴を生じやすい。例え、熱交換器自体の腐食初期の耐久強度に問題が無い場合でも、フィン材に貫通孔が生じやすくなることにより、熱交換器自体の耐久強度が低下してしまう虞がある。
本発明に係るアルミニウム合金材の製造方法では、上述の方法によって晶出部や析出物を微細化することにより、フィン材中に微細な孔食の起点が増加し、孔食が生じにくくなるので、熱交換器の腐食進行後の耐久強度も格段に向上する。
【００５５】
［自動車熱交換器］
図２に、本発明の自動車熱交換器用アルミニウム合金材が用いられる一例として、アルミニウム合金材からなるフィン材が備えられた自動車用のラジエータ（熱交換器）１０の分解斜視図を示す。
図２において、符号１はフィン材、符号１２はチューブ、符号１３はヘッダ、符号１４はサイドサポートである。図１に示すラジエータ１０は、ろう付接合によってチューブ１２、フィン１およびヘッダ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製造される。
本実施形態のラジエータ１０は、本発明に係るアルミニウム合金材が用いられてなるフィン材１を使用するものなので、耐久強度に優れたものとなる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を示して、本発明の、ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン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の製造方法を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
以下に、アルミニウム合金材の作製工程及び評価試験項目について説明する。
【００５７】
［作製工程］
本実施例では、下記表１に示す成分組成のアルミニウム合金を用い、下記表２に示す製造条件でアルミニウム合金材を作製した。
まず、各成分組成のアルミニウム合金を溶解し、得られたアルミニウム合金溶湯に、脱ガスやフィルターによる介在物除去等の溶湯処理を施した。そして、ロール径が６００ｍｍ（直径）の双ロール式連続鋳造圧延機を用い、アルミニウム合金溶湯を幅１０００ｍｍの板材に鋳造した。この際の凝固速度は、図１に示すような水冷ロール３４内の水の流量によって制御した。
また、図１の概略図に示すように、鋳造後の板材の巻取り装置３１までの間に、空冷ファン３２及びミスト供給部３３を設置し、巻回される前の板材の温度を制御した。
また、巻回後の冷却速度としては、５００ｋｇの板材を巻き取った後、巻取り装置３１からコイル状の巻回アルミニウム合金材３０を取り外し、ファンで空冷することにより、１５０℃までの平均冷却速度を制御した。
そして、０．０５ｍｍの板厚まで冷間圧延を行なった後に最終工程として焼鈍を実施するか、あるいは、最終工程として１０〜４０％の最終圧延率で０．０５ｍｍの板厚まで冷間圧延を実施することにより、各実施例及び比較例のアルミニウム合金材サンプルとした。
【００５８】
次いで、各サンプルのアルミニウム合金材を用い、図２の概略図に示す例のようなフィン材（符号１参照）を作製した。
なお、ろう付後の結晶粒径は、短冊状に切り出した上記フィン材に６００℃×３ｍｉｎのろう付相当熱処理を施した後、５０℃の５％ＮａＯＨ水溶液中でエッチングし、切断法によって圧延方向の結晶粒径を測定した。
【００５９】
［評価方法］
上記作製工程で得られた本発明に係るアルミニウム合金材からなるフィン材、及び従来のフィン材（比較例）を用い、以下のような評価試験を行った。
【００６０】
「ろう付後の強度」
上記フィン材単体にろう付熱処理を施した後、引張試験を行うことにより、フィン材の強度を測定した。このフィン材は、ＪＩＳ５号引張試験片（幅２５ｍｍ×長さ６０ｍｍ）であり、これを試験片として用い、引張試験機として島津社製：ＡＧ−ＧＩ  １０ｋＮを使用して、引張速度２ｍｍ／分で引張試験を行うことにより、ろう付後の引張強度（耐力：ＭＰａ）を測定した。
【００６１】
「フィン材の成形性」
フィンの山高さ９ｍｍ、フィンピッチ１．８ｍｍとしてアルミニウム合金材（板材）をコルゲート成形し、フィンの山高さのばらつき度で評価した。フィンの山高さのばらつき度は、成形定常域の内、連続するフィン１０山分の標準偏差σによって評価した。
【００６２】
「耐エロージョン性」
上述のようにして得られたフィン材を、以下に示す仕様のブレージングシート（チューブ材）のろう材面に組み付け、フラックスを塗布した後、高純度窒素ガス雰囲気中においてろう付相当熱処理を行った。この、ろう付相当熱処理は、５９０〜６００℃の温度で５分間保持して行った。
上記ろう付処理後に、コア（フィン材／チューブ材）断面を、光学顕微鏡を用いて観察し、ろうによる最大侵食深さを測定し、耐エロージョン性を評価した。
【００６３】
（ブレージングシート仕様）
（１）板厚：０．３０ｍｍ
（２）クラッド率：ろう材…１０％、芯材…９０％
（３）調質：Ｈ１４
【００６４】
「コア耐久性低下率：耐食性」
以下に示すような仕様のチューブ材用合金、ヘッダプレート用合金、サイドサポート用合金をそれぞれ成形し、フィン材と組み合わせた後、フラックスを塗布して、高純度窒素ガス雰囲気中においてろう付処理を行った。そして、樹脂製のタンクと組み合わせることにより、チューブ幅が１６ｍｍ、コアサイズが３２０ｍｍ（Ｌ）×３５０ｍｍ（Ｗ）とされたラジエータを作製した。
このラジエータについて、ろう付処理の後、特に何も処理を施さなかったサンプル、及び、２０日間の腐食試験ＳＷＡＡＴ（ＡＳＴＭ  Ｇ８５−０２）を施したサンプルに対し、それぞれ繰り返し耐圧試験を行い、破断が生じるまでの回数の低下率を測定した。なお、耐圧試験は、水圧によって繰り返し圧力を付加できる耐圧試験装置を用い、水圧を０〜１．８ｋｇ／ｃｍ２の範囲、圧力の繰り返し付加周期を０．１Ｈｚとして行なった。
【００６５】
（各部材の仕様）
（１）チューブ材
ａ．合金：Ａｌ−１０％Ｓｉ（４０４５）／Ａｌ−１％Ｍｎ−０．１５％Ｃｕ（３００３）／Ａｌ−１％Ｚｎ（７０７２）
ｂ．板厚：０．３０ｍｍ
ｃ．クラッド率：ろう材…１０％、芯材…８０％、犠牲材…１０％、
ｄ．調質：Ｈ１４
（２）ヘッダプレート材
ａ．合金：Ａｌ−１０％Ｓｉ（４０４５）／Ａｌ−１％Ｍｎ−０．１５％Ｃｕ（３００３）／Ａｌ−１％Ｚｎ（７０７２）
ｂ．板厚：１．６ｍｍ
ｃ．クラッド率：ろう材…１０％、芯材…８０％、犠牲材…１０％、
ｄ．調質：Ｏ材
（３）サイドサポート材
ａ．合金：Ａｌ−１０％Ｓｉ（４０４５）／Ａｌ−１％Ｍｎ−０．１５％Ｃｕ（３００３）
ｂ．板厚：１．２ｍｍ
ｃ．クラッド率：ろう材…１０％、芯材…９０％
ｄ．調質：Ｏ材
【００６６】
「ろう付前及びろう付後のアルミニウム合金材特性」
ろう付前及びろう付後のアルミニウム合金材特性について、以下の方法によって測定した。
まず、ろう付前の繊維状組織の割合については、１５％ＨＣｌ：１５％ＨＮＯ３：５％ＨＦの各々を混合した水溶液を用いてアルミニウム合金材をエッチングし、この際の組織を、８倍の実体顕微鏡写真を計１０視野（視野合計８００ｍｍ２）撮影した後、画像回析装置を用いて繊維状組織の比率を求めた。
また、ろう付後の組織の再結晶については、ＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｐａｔｔｅｒｎ）法を用い、粒界を含むパターンを認識できなかった点数の割合が１０％以下である場合について、再結晶しているものとして評価した。
また、電気伝導度については、アルミニウム合金材を所定板厚まで圧延後、ダブルブリッジ法を用いてろう付前の電気伝導度を測定し、また、合金材単体でろう付相当熱処理を施した後、同様にして電気伝導度を測定した。
また、ろう付前後のアルミニウム合金材表面における分散粒子の大きさ及び数については、２０００倍のＳＥＭ観察写真を計１０視野（視野合計０．０３５ｍｍ２）撮影し、画像回析装置を用いて分散粒子粒径（円相当径）分布を測定することにより求めた。
【００６７】
各サンプルにおいて、フィン材に用いたアルミニウム合金材の成分組成一覧を表１に示し、製造条件の一覧を表２に示すとともに、評価結果の一覧を表３に示す。
【００６８】
【表１】
2008308760.tif 000002
【００６９】
【表２】
2008308760.tif 000003
【００７０】
【表３】
2008308760.tif 000004
【００７１】
［評価結果］
表３に示すように、本発明で規定する成分組成を有するアルミニウム合金溶湯を用い、本発明で規定する製造条件で作製した実施例１〜１３のアルミニウム合金材は、ろう付後の引張強さが全て１３７ＭＰａ以上であり、また、フィン山高さばらつき度の標準偏差σが全て０．１５以下であった。また、ろう侵食深さが全て２０μｍ以下であり、コア耐久性低下率が全て４０％以下であった。
【００７２】
これに対し、アルミニウム合金溶湯の成分組成又は合金材の製造条件の何れかが、本発明の規定範囲外となっている比較例１〜１３のアルミニウム合金材は、上述したろう付後の引張強さ、フィン山高さばらつき度、ろう侵食深さ又はコア耐久性低下率の何れかの評価が劣る結果となった。
【００７３】
比較例１のアルミニウム合金材は、Ｓｉの含有量が少なく、また、鋳造板厚及び巻回前の温度が本発明の規定範囲外であるため、ろう付前の合金材の繊維状組織が少なく、また、電気伝導度及び分散粒子個数が規定範囲外となっており、さらに、ろう付後の合金材の分散粒子個数が規定範囲外となっている。この結果、ろう付後の引張強さ、フィン山高さばらつき度及びろう侵食深さの評価が劣っている。
比較例２のアルミニウム合金材は、Ｓｉの含有量が多すぎ、また、鋳造板厚及び凝固速度が本発明の規定範囲外であるため、ろう付前の合金材の繊維状組織が少なく、また、分散粒子個数が規定範囲外となっている。この結果、ろう付後の引張強さ、フィン山高さばらつき度及びろう侵食深さの評価が劣っている。
【００７４】
比較例３のアルミニウム合金材は、Ｆｅの含有量が少なく、また、コイル冷却速度が本発明の規定範囲外であるため、ろう付前の合金材の分散粒子個数が規定範囲外となっている。この結果、ろう付後の引張強さ及びろう侵食深さの評価が劣っている。
比較例４のアルミニウム合金材は、Ｆｅの含有量が多すぎ、本発明の規定範囲外であるため、ろう付前の合金材の分散粒子個数が規定範囲外となっている。この結果、ろう侵食深さ及びコア耐久性低下率の評価が劣っている。
【００７５】
比較例５のアルミニウム合金材は、Ｍｎの含有量が少なく、本発明の規定範囲外となっているため、ろう付後の引張強さの評価が劣る結果となっている。
比較例６のアルミニウム合金材は、Ｍｎの含有量が多すぎ、本発明の規定範囲外となっているため、圧延時に表面にクラックが入り、その後の評価が出来なかった。
【００７６】
比較例７のアルミニウム合金材は、Ｍｇの含有量が多すぎ、本発明の規定範囲外であるため、ろう付前の合金材電気伝導度が規定範囲外となっている。この結果、ろう付性が非常に劣り、ろう侵食深さの評価が出来ず、また、規定のラジエータの作製が困難だったため、コア耐久性低下率の評価が出来なかった。
比較例８のアルミニウム合金材は、Ｎｉの含有量が多すぎ、本発明の規定範囲外であるため、ろう付後の合金材の分散粒子個数が規定範囲外となっている。この結果、コア耐久性低下率の評価が劣る結果となっている。
【００７７】
比較例９のアルミニウム合金材は、Ｚｎの含有量が多すぎ、本発明の規定範囲外となっているため、コア耐久性低下率の評価が劣る結果となっている。
比較例１０のアルミニウム合金材は、Ｚｎの含有量が少なく、本発明の規定範囲外となっているため、チューブに穴あきが生じる結果となった。
【００７８】
比較例１１のアルミニウム合金材は、巻回状態を解いた後に行なう焼鈍処理において、１回目の中間焼鈍の温度が５７０℃と、本発明で規定する焼鈍温度の上限を超えている。この結果、ろう付前の分散粒子の個数が２．５×１０２個／ｍｍ２、ろう付後の分散粒子の個数が２．０×１０３個／ｍｍ２となり、ろう付後の引張強さの評価が劣っている。
【００７９】
比較例１２のアルミニウム合金材は、ろう付前の繊維状組織の割合が５０％であり、本発明の規定範囲外となっているため、フィンの山高さばらつき度の評価、及びコア耐久性低下率が劣る結果となっている。
比較例１３のアルミニウム合金材は、ろう付前の繊維状組織の割合が２０％であり、本発明の規定範囲外となっているため、フィンの山高さばらつき度の評価、及びコア耐久性低下率が劣る結果となっている。
【００８０】
上記結果により、本発明の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法によって得られるアルミニウム合金材が、ろう付後の強度、犠牲陽極効果、成形性、及び耐エロージョン性等の各特性に優れていることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法の一例を説明する図であり、アルミニウム合金材の製造工程を示す概略図である。
【図２】本発明の自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材の製造方法で得られるアルミニウム合金材が用いられてなるラジエータ（自動車熱交換器）を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…フィン材（自動車熱交換器部材）、１２…チューブ、１３…ヘッダ、１４…サイドサポート、１０…ラジエータ（自動車熱交換器）
【図１】
2008308760.tif 000005
【図２】
2008308760.tif 000006