(57)【要約】【課題】熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートについて、耐食性に優れた特性を得る。【解決手段】アルミニウム合金よりなる芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッドし、他の面に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において、犠牲陽極材が犠牲陽極材のマトリックスより貴な金属間化合物を生成する元素を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成され、マトリックス中に粒子径（円相当直径、以下同じ）０．５〜０．９μｍの前記金属間化合物が１ｍｍ２当り２×１０３〜２×１０５個存在するようにさせる。【効果】耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートが得られる。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金よりなる芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッドし、他の面に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において、犠牲陽極材が犠牲陽極材のマトリックスより貴な金属間化合物を生成する元素を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成され、マトリックス中に粒子径（円相当直径、以下同じ）０．５〜０．９μｍの前記金属間化合物が１ｍｍ２当り２×１０３〜２×１０５個存在することを特徴とする耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項２】
前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１〜１．２％（重量％、以下同じ）、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項１記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項３】
前記犠牲陽極材が、さらにＭｇ：０．１〜２．５％を含有することを特徴とする請求項２記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項４】
前記犠牲陽極材が、さらにＺｎ：０．１〜１０％、Ｉｎ：０．０１〜０．３％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする請求項２又は３記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項５】
前記犠牲陽極材が、さらにＣｒ：０．３％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｔｉ：０．３％以下、Ｚｒ：０．３％以下のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項２〜４記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項６】
請求項１〜５記載の犠牲陽極材の製造方法において、溶湯から冷却速度：１５〜１０００℃／ｓで連続鋳造圧延して製造することを特徴とする耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性、特に耐アルカリ腐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートに関し、さらに詳しくはラジエータやヒータコアなどの主に自動車用熱交換器に使用されるチューブ材、ヘッダープレート材として使用されるアルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のラジエータやヒータコアのチューブ材、ヘッダープレート材としては、アルミニウム合金よりなる芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッドし、他の面に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。
【０００３】
このアルミニウム合金ブレージングシート材は、ラジエータやヒータコアなどのアルミニウム製熱交換器として使用された場合、冷媒が低温でかつ中性〜弱酸性でＣｌイオンを含む溶液の時には犠牲陽極材は優れた犠牲陽極効果を発揮するが、近年、弱アルカリ性であるＬＬＣ（ロングライフクーラント）を含む冷却水が使用されており、この場合には犠牲陽極材の効果が働かずに短期間で貫通孔が発生し、防食効果が十分に発揮されない不具合が多発している。
【０００４】
本発明者らはアルカリ環境下におけるブレージングシートの腐食機構に関する研究において、中性〜アルカリ溶液中では、犠牲材の腐食によって芯材面が局部的に露出した場合、カソード部表面（芯材面）が強アルカリ化し、カソード部でもアルミニウムの溶解が起こることを確認している。このためアルカリ溶液中では局部的に露出した芯材部から孔食が進みやすく比較的短期間に貫通孔が発生する傾向にある。
【０００５】
このようなブレージングシートのアルカリ環境下での耐食性を向上させるため、本発明者らは犠牲材中に犠牲材のマトリックスより貴な金属間化合物を生成させ、犠牲材中に局部カソードを作ることによって、芯材のアルカリ腐食を抑制することを見出した。さらに、局部カソード点となる犠牲材中の金属間化合物は微細なものが多数存在する時に効果が高いことを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の知見に基づき、耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートのうち、請求項１記載の発明は、アルミニウム合金よりなる芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッドし、他の面に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において、犠牲陽極材が犠牲陽極材のマトリックスより貴な金属間化合物を生成する元素を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金で構成され、マトリックス中に粒子径（円相当直径、以下同じ）０．５〜０．９μｍの前記化合物が１ｍｍ２当り２×１０３〜２×１０５個存在することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの発明は、請求項１記載の発明において、前記犠牲陽極材が、Ｓｉ：０．１〜１．２％（重量％、以下同じ）、Ｍｎ：０．１〜２．５％、Ｆｅ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの発明は、請求項２記載の発明において、前記犠牲陽極材が、さらにＭｇ：０．１〜２．５％を含有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記犠牲陽極材が、さらにＺｎ：０．１〜１０％、Ｉｎ：０．０１〜０．３％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの発明は、請求項２〜４記載の発明において、前記犠牲陽極材が、さらにＣｒ：０．３％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｔｉ：０．３％以下、Ｚｒ：０．３％以下のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法の発明は、請求項１〜５記載の犠牲陽極材の製造方法において、溶湯から冷却速度：１５〜１０００℃／ｓで連続鋳造圧延して製造することを特徴とする。
【００１３】
以下に、本発明で限定する事項について説明する。
犠牲陽極材中の金属間化合物は０．５〜０．９μｍの大きさのものが１ｍｍ２当り２×１０３〜２×１０５個存在することが好ましい。この金属間化合物が局部カソード点となることによって、芯材のアルカリ腐食を抑制することができる。１ｍｍ２当りの個数が２×１０３個未満だとカソード点が少なくなり、芯材のアルカリ腐食抑制力が低下する。一方１ｍｍ２当りの個数が２×１０５個を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。また、犠牲陽極材のマトリックスより貴な金属間化合物とは、Ａｌ−Ｆｅ系化合物、Ａｌ−Ｎｉ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系化合物、Ａｌ−Ｍｎ系化合物などである。
【００１４】
上記の金属間化合物を生成、分散させるには、各添加元素の成分範囲を以下のように限定するのが望ましい。
【００１５】
Ｓｉの成分範囲は０．１〜１．２％であり、下限未満だとその効果が小さく、上限を越えると犠牲材の自己耐食性が低下するとともに、犠牲材の融点が低下し、ろう付時に局部溶融等の不具合が生じる可能性がある。
【００１６】
Ｍｎの成分範囲は０．１〜２．５％であり、下限未満だとその効果が小さく、上限を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。
【００１７】
Ｆｅの成分範囲は０．１〜２．０％であり、下限未満だとその効果が小さく、上限を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。
【００１８】
Ｎｉの成分範囲は０．１〜２．０％であり、下限未満だとその効果が小さく、上限を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。
【００１９】
Ｍｇの成分範囲は０．１〜２．５％であり、下限未満だとその効果が小さく、上限を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。
【００２０】
Ｚｎ、Ｉｎは犠牲材マトリックスの電位を卑にする効果があり、犠牲材中に存在する電位的に貴な上記化合物と犠牲材マトリックスとの電位差を大きくする効果がある。Ｚｎは０．１％未満だとその効果が小さく、１０％を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。Ｉｎは０．０１％未満だとその効果が小さく、０．３％を越えると犠牲材の自己耐食性が低下する。
【００２１】
Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒは上記のＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ等と微細な金属間化合物を生成するとともに、Ａｌの酸化皮膜の生成を抑制し、腐食の起点を増加させる効果がある。いずれも０．３％を越えると犠牲材の自己耐食性が低下するとともに、圧延性が低下する。
【００２２】
犠牲陽極材を溶湯から冷却速度：１５〜１０００℃／ｓで連続鋳造圧延して製造すると、冷却速度が速いため、微細な金属間化合物を多数、分散させることができる。なお、冷却速度を１０００℃／ｓより速く設定することは現実的に困難であるため、冷却速度は１５〜１０００℃／ｓに設定する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のブレージングシートは、アルミニウム合金よりなる芯材の片面にアルミニウム合金ろう材をクラッドし、他の面に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であるが、芯材及びろう材の合金成分は限定されるものではない。また、犠牲陽極材は、金属間化合物が０．５〜０．９μｍの大きさのものが１ｍｍ２当り２×１０３〜２×１０５個存在していれば、製造方法は連続鋳造圧延法に限定されない。なお、ろう材、犠牲陽極材のクラッド率についても特に限定されるものではないが、５〜２０％とするのが望ましい。
【００２４】
【実施例】
表１に示す組成のアルミニウム合金を用い、連続鋳造圧延法により、所定の板厚の犠牲陽極材を作製した。また、表１に示した比較材５、６組成のアルミニウム合金を用い、ＤＣ鋳造法、熱間圧延により、所定の板厚の犠牲陽極材を作製した。ついで、３００３合金（Ａｌ−１．２％Ｍｎ−０．１５％Ｃｕ）の芯材、４３４３合金（Ａｌ−７．５％Ｓｉ）のろう材と熱間クラッド圧延し、中間焼鈍をはさみながら冷間圧延を行い、板厚０．２０ｍｍのブレージングシートを得た。クラッド率は犠牲陽極材が１５％（犠牲材板厚０．０３ｍｍ）、ろう材が１０％である。
【００２５】
犠牲陽極材の金属間化合物の個数については、圧延方向に平行な板厚断面で、観察を行い、５００倍×２５視野（約０．１８ｍｍ２）のＳＥＭ画像内において、材料表面に存在する金属間化合物の分散量を画像解析したものである
【００２６】
耐食性に関しては、ブレージングシート単体（サイズ：１８０ｍｍｌ×２５ｍｍｗ×ｔ）にて、フッ化物系のフラックスを塗布後、窒素ガス雰囲気中で６００℃×３ｍｉｎのろう付相当の熱処理を実施した。その後、ろう材側をマスキングし、以下に示す腐食試験を行った。
【００２７】
腐食試験（酸性）
［腐食液］Ｃｌ−：１９５ｐｐｍ、ＳＯ４−：６０ｐｐｍ、Ｆｅ３＋：３０ｐｐｍ、Ｃｕ２＋：１ｐｐｍを含む溶液（酢酸にてｐＨ３に調整）
［試験サイクル］１サイクル：８８℃×８ｈ→室温×１６ｈ
［試験期間］２週間
【００２８】
腐食試験（アルカリ性）
［腐食液］市販のＬＬＣを蒸留水にて、３０％濃度に希釈した溶液（苛性ソーダにてｐＨ１０に調整）
［試験サイクル］１サイクル：８８℃×８ｈ→室温×１６ｈ
［試験期間］２週間
【００２９】
腐食試験の結果を表１に示すが、本発明材は、いずれも最大孔食深さ０．０３ｍｍ以下（犠牲材内）であり、優れた耐孔食性を示した。
【００３０】
【表１】
2004050195.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法によれば、アルカリ環境下においても優れた耐食性を有するブレージングシートが得られる。