(57)【要約】【目的】  板材を曲成してなるアルミニウムのチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた熱交換器において、チューブ材の耐食性が改善されて、優れた耐食性をそなえたアルミニウム製熱交換器が提供される。当該アルミニウム製熱交換器は、とくにコンデンサ、エバポレータなどの自動車用熱交換器として好適に使用できる。【構成】  チューブ材が芯材と該芯材にＡｌ−Ｚｎ合金層をクラッドした２層クラッド板から成形され、該Ａｌ−Ｚｎ合金層はチューブ材の外表面側にクラッドされて前記アルミニウムフィン材とろう付け接合されており、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の高濃度腐食水における電位より卑であることを特徴とする。但し、一般腐食水とはＮａＣｌ１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ０．３ｇ／ｌを含む水溶液、高濃度腐食水とは該水溶液を濃縮してＮａＣｌ濃度を３０倍にした水溶液をいう。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を曲成してなるアルミニウム（アルミニウム合金を含む、以下同じ）のチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた熱交換器において、チューブ材が芯材と該芯材にＡｌ−Ｚｎ合金層をクラッドした２層クラッド板から成形され、該Ａｌ−Ｚｎ合金層はチューブ材の外表面側にクラッドされて前記アルミニウムフィン材とろう付け接合されており、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の高濃度腐食水における電位より卑であることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。但し、一般腐食水とはＮａＣｌ１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ０．３ｇ／ｌを含む水溶液、高濃度腐食水とは該水溶液を濃縮してＮａＣｌ濃度を３０倍にした水溶液をいう。
【請求項２】
前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層とアルミニウムフィン材とのろう付け部の一般腐食水における電位が前記チューブ材の芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層とアルミニウムフィン材とのろう付け部の一般腐食水における電位が前記チューブ材の芯材の高濃度腐食水における電位以下であることを特徴とする請求項１記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項３】
前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層が、Ｚｎ２．０〜７．５％（質量％、以下同じ）を含有することを特徴とする請求項１または２記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項４】
前記チューブ材の芯材がＡｌ−Ｍｎ系合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｍｎ系合金が１．５％を越えるＭｎを含有するものであることを特徴とする請求項４記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項６】
前記チューブ材の厚さが１００〜３００μｍであり、犠牲陽極材の厚さはチューブ材の厚さの１０〜４０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項７】
前記チューブ材の内表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項８】
前記チューブ材が、前記２層クラッド板の芯材にさらにＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドした３層クラッド板から成形され、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材はチューブ材の内表面にクラッドされ、チューブ材の内表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項９】
前記チューブ材の厚さが１００〜３００μｍであり、犠牲陽極材の厚さはチューブ材の厚さの１０〜４０％、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材の厚さはチューブ材の厚さの５〜３０％であることを特徴とする請求項９記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項１０】
前記チューブ材の外表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかにた記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項１１】
前記チューブ材の外表面にアルミニウムフィン材を粉末ろうを用いてろう付け接合したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項１２】
前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材、アルミニウムフィン材の少なくともいずれか一方にＺｎ０．３〜３．０％を含有することを特徴とする請求項１０または１１記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【請求項１３】
前記アルミニウムフィン材がＺｎ０．３〜３．０％を含有することを特徴とする請求項１２記載の耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器、詳しくは、板材を曲成してなるアルミニウム（アルミニウム合金を含む）のチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた自動車用熱交換器において、チューブ材の耐食性を向上させたアルミニウム製熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ、エバポレータなど、自動車用のアルミニウム製熱交換器は、一般に、内部を冷媒が流れるチューブと、外部と熱交換を行うフィンとをろう付け接合することにより製造されている。熱交換器の耐食性を確保するためには、チューブ材の外表面の防食が重要であり、従来、チューブ材の外表面の防食は、フィン材の犠牲腐食による方法やチューブ材表面にＺｎ拡散層を形成する方法が採用されている。
【０００３】
しかしながら、フィン材の犠牲腐食による方法では、エバポレータなどの低塩素水が腐食環境となる場合には、チューブとフィンとの接合部より離れると防食に必要な電位が得難いため、チューブに対する十分な防食が達成されないという難点がある。
【０００４】
チューブ材表面にＺｎ拡散層を形成してチューブ外表面の犠牲腐食作用によりチューブ材を防食する方法においては、チューブ材表面にＺｎ拡散層を形成する場合、チューブ材として押出チューブが採用される場合にはＺｎ溶射が用いられ、このチューブに対してＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたブレージングシートからなるフィンがろう付け接合される。また、チューブ材として板材を曲成してなるチューブが採用される場合には、通常、Ｚｎを含有するＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を板材の表面にクラッドし、これを曲成してなるチューブ材とろう材をクラッドしないベアフィンがろう付け接合される（例えば、特許文献１参照）。ブレージングシートからなるフィンでなくベアフィンを用いるのは、ベアフィンを使用した方が、表面処理性、熱伝導性およびろう付け性の点で有利であるためである。
【０００５】
最近、車両の軽量化の進行による熱交換器の軽量化の要求に伴って、熱交換器用材料の薄肉化が強く要求されており、この観点からみた場合、チューブ材として押出チューブを用いる方法では大幅な薄肉化を達成することは困難である。チューブ材として板材を曲成してなるチューブが採用すれば、薄肉化が可能となるが、Ｚｎ拡散層の消耗が速く必ずしも十分な耐食性を確保することができない場合が多い。
【０００６】
チューブ材とフィン材とがろう付け接合されたアルミニウム製熱交換器の腐食について、その概要を考察すると、図１に示すように、例えば、Ａｌ−Ｍｎ系合金からなるベアフィン１は、アルミニウム合金芯材４にＺｎを含有するＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしてなる板材を曲成して形成されたチューブ材２と組み合わせて、ろう付け加熱することにより、チューブ材２の表層部にＺｎ拡散相３が形成されるとともに、ろう材３が溶融してフィレットＦが形成されて、ろう付け接合される。
【０００７】
チューブ材２の防食の観点からは、チューブ材２の表層部の電位がチューブ材２の芯材４の電位より卑であることが必要である。通常は、チューブ材表層部の電位を下げるために、上記のように、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材３にＺｎを添加し、ろう付け加熱時にチューブ材２の表層部にＺｎ拡散層３を形成する手法が行われている。しかしながら、この場合、Ｚｎと同時に拡散したＳｉによって、一般腐食水中におけるＺｎ拡散層の消耗が速くなるため、とくに、ろう付け部の直下あるいはその近傍において早期の貫通腐食が生じ易いことが判明した。
【０００８】
Ｚｎ拡散層を形成する手法に代えて、チューブ材として、Ａ３００３やＡ３１０３相当のＡｌ−Ｍｎ系合金からなる芯材の外表面にＡｌ−Ｚｎ合金をクラッドした板材を曲成してなるチューブ材を使用し、チューブ材の外表面に形成されたＡｌ−Ｚｎ合金層にアルミニウムフイン材をろう付け接合することにより、腐食速度の小さい犠牲腐食層を形成して、上記の問題点を解決しようとする手法も提案されている（特許文献２参照）が、自動車用アルミニウム熱交換器の使用環境によっては、必ずしも十分な耐食性を示さない場合があることが経験されている。
【特許文献１】特開２００１−７１１７２号公報
【特許文献２】特開２００１−５０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らは、チューブ材として薄肉化の達成が可能となる板材を曲成してなるアルミニウムのチューブ材を使用し、このチューブ材とアルミニウムフィン材とのろう付け接合により組み立てられるアルミニウム製熱交換器について、実際の使用環境において優れた耐食性を与えるために、チューブ材の耐食性向上策について種々の試験、検討を行ってきたが、その過程において、つぎのことを見出した。
【００１０】
すなわち、一般的には、アルミニウム製熱交換器のろう付け部やその構成部材の耐食性評価においては、ＣＡＳＳ試験などの連続噴霧による方法など、同じ濃度の腐食液により防食特性の評価を行っているが、自動車用アルミニウム熱交換器の実際の使用環境では、乾湿が繰り返されるので腐食水の濃度は一様ではなく、例えば、フィンのろう付け部近傍では付着水の集中が起こり易いため塩素などの集中が予測される。アルミニウムは腐食水の塩素濃度によって異なる電位を示すので、実際の使用環境に対応した塩素濃度の濃縮も考慮しなければ十分な耐食性を達成することができず、実用上の耐食性を評価するためには、このことを考慮した耐食性評価を行うことが必要がある。
【００１１】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その目的は、板材を曲成してなるアルミニウムのチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた熱交換器において、実用上改善された耐食性をそなえたチューブ材をそなえ、とくに自動車用熱交換器として好適に使用できる耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための請求項１による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、板材を曲成してなるアルミニウムのチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた熱交換器において、チューブ材が芯材と該芯材にＡｌ−Ｚｎ合金層をクラッドした２層クラッド板から成形され、該Ａｌ−Ｚｎ合金層はチューブ材の外表面側にクラッドされて前記アルミニウムフィン材とろう付け接合されており、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、前記Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が前記芯材の高濃度腐食水における電位より卑であることを特徴とする。但し、一般腐食水とはＮａＣｌ１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ０．３ｇ／ｌを含む水溶液、高濃度腐食水とは該水溶液を濃縮してＮａＣｌ濃度を３０倍にした水溶液をいう。
【００１３】
請求項２による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１において、前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層とアルミニウムフィン材とのろう付け部の一般腐食水における電位が前記チューブ材の芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層とアルミニウムフィン材とのろう付け部の一般腐食水における電位が前記チューブ材の芯材の高濃度腐食水における電位以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１または２において、前記チューブ材のＡｌ−Ｚｎ合金層が、Ｚｎ２．０〜７．５％を含有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記チューブ材の芯材がＡｌ−Ｍｎ系合金であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項４において、前記Ａｌ−Ｍｎ系合金が１．５％を越えるＭｎを含有するものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記チューブ材の厚さが１００〜３００μｍであり、犠牲陽極材の厚さはチューブ材の厚さの１０〜４０％であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記チューブ材の内表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記チューブ材が、前記２層クラッド板の芯材にさらにＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドした３層クラッド板から成形され、チューブ材の内表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項８において、前記チューブ材の厚さが１００〜３００μｍであり、犠牲陽極材の厚さはチューブ材の厚さの１０〜４０％、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材の厚さはチューブ材の厚さの５〜３０％であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記チューブ材の外表面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムフィン材をろう付け接合したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１〜９のいずれかにおいて、前記チューブ材の外表面にアルミニウムフィン材を粉末ろうを用いてろう付け接合したことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１０または１１において、前記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材、アルミニウムフィン材の少なくともいずれか一方にＺｎ０．３〜３．０％を含有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１３による耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器は、請求項１２において、前記アルミニウムフィン材がＺｎ０．３〜３．０％を含有するとを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、板材を曲成してなるアルミニウムのチューブ材の外表面にアルミニウムフィン材をろう付け接合して組み立てた熱交換器において、チューブ材の耐食性が改善されて、優れた耐食性をそなえたアルミニウム製熱交換器が提供される。当該アルミニウム製熱交換器は、とくにコンデンサ、エバポレータなどの自動車用熱交換器として好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
チューブ材として、Ａｌ−１．２％Ｍｎ合金を芯材とし、芯材の外表面にＡｌ−２．２％Ｚｎ合金をクラッドした板材（厚さ０．１５ｍｍ）（試験材Ｎｏ．１）、およびＡｌ−１．２％Ｍｎ合金を芯材とし、芯材の外表面にＡｌ−７．５％Ｓｉ−５．０％Ｚｎ合金をクラッドした板材（厚さ０．１５ｍｍ）（試験材Ｎｏ．２）をそれぞれ、Ａｌ−Ｍｎ系合金芯材にＡｌ−Ｓｉ合金ろう材をクラッドしてコルゲート状に成形してなるフィン材と組み合わせ、フッ化物系フラックスを用いる不活性ガス雰囲気ろう付けを行って、ろう付け接合し、作製されたろう付け品について定電位電解試験を行った。
【００２７】
負荷した電位は−５７０ｍＶ  ｖｓ  Ａｇ／ＡｇＣｌ、電解に用いた腐食液はＮａＣｌを１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 を０．３ｇ／ｌ添加した液である。試験結果は、図２に示すように、Ａｌ−Ｚｎ合金をクラッドした試験材Ｎｏ．１の方がＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金をクラッドした試験材Ｎｏ．２より耐食性が良好となっている。Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金をクラッドした試験材Ｎｏ．２ではＳｉの影響によりＺｎ拡散層の早期腐食が生じたものと推定され、耐食性については、Ｓｉを含有しないＡｌ−Ｚｎ合金層をクラッドしたチューブ材の優位性が確認される。
【００２８】
つぎに、チューブ材の芯材として一般的なＡ３００３合金（Ａｌ−Ｍｎ系合金）の一般腐食水中の電位と、一般腐食水を濃縮した濃縮水中の電位の変化について説明する。腐食水としては、ＮａＣｌを１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 を０．３ｇ／ｌ添加した液を基準液とし、この基準液を濃縮して塩素濃度を増加させた液中で電位を測定した。その結果を図３に示す。この場合、塩素の溶解度は約２６％であり、それ以上は溶解しないので、最大で３０倍である。
【００２９】
図３に示すように、Ａ３００３合金芯材は、基準液では−６２０ｍＶの電位を示す。一般腐食水中では、芯材にクラッドされる犠牲陽極材の電位が芯材の電位より１００ｍＶ以上卑であれば犠牲陽極効果を発揮し得るから、一般腐食水中での犠牲陽極材の電位は−７２０ｍＶ以下であることが必要である。
【００３０】
一般腐食水を濃縮してＮａＣｌ濃度を３０倍にした高濃度腐食水中においては、Ａ３００３合金の電位は−７８０ｍＶを示し、一般腐食水中での電位に比べて１６０ｍＶも低下する。従って、高濃度の腐食水を想定した腐食環境において十分な耐食性を得るためには、犠牲陽極材の一般腐食水における電位がＡ３００３合金芯材の高濃度腐食水における電位より卑、すなわち−７８０ｍＶ以下であることが必要となる。
【００３１】
以上の結果から、チューブ材が芯材と芯材の外表面にクラッドされたＡｌ−Ｚｎ合金層からなり、このＡｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が芯材の一般腐食水における電位より１００ｍＶ以上卑で、Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が芯材の高濃度腐食水における電位以下とする構成により、チューブ材に優れた耐食性を与えることができることがわかる。
【００３２】
Ａ３００３合金芯材に、Ｚｎ含有量を変えたＡｌ−Ｚｎ合金をクラッドしたチューブ材をろう付け温度（６００℃）に加熱し、加熱後の前記一般腐食水中での自然電極電位を測定した結果を図４に示す。図４に示すように、一般腐食水中において、Ａｌ−Ｚｎ合金犠牲陽極材がＡ３００３合金芯材より電位が１００ｍＶ以上卑、すなわち−７２０ｍＶ以下となるためには、犠牲陽極材のＺｎ濃度を１．０％以上とすることが必要である。
【００３３】
また、図３に示すように、一般腐食水を濃縮してＮａＣｌ濃度を３０倍にした高濃度腐食水中において、Ａ３００３合金の電位は−７８０ｍＶであるから、高濃度の腐食水を想定した腐食環境において十分な耐食性を得るための犠牲陽極材の一般腐食水における電位は−７８０ｍＶ以下であり、従って、そのための犠牲陽極材のＺｎ濃度は２．０％以上である。Ｚｎ濃度が７．５％を越えると、ろう付け部に優先腐食が生じるおそれがあるから、Ａｌ−Ｚｎ合金犠牲陽極材のＺｎ濃度の適正範囲は２．０〜７．５％の範囲とするのが好ましい。
【００３４】
本発明においては、チューブ材の芯材として、Ｍｎ１．０〜２．０％またはＭｎ１．０〜２．０％、Ｃｕ０．０５〜０．６％を含有し、さらにＳｉ１．０％以下、Ｆｅ０．７％以下、Ｚｎ０．１％以下を不純物として含むアルミニウム合金、または該アルミニウム合金にＴｉ０．２％以下やＭｇ０．５％以下を含むアルミニウム合金が適用できる。
【００３５】
チューブ材にクラッドされる犠牲陽極材としては、Ｚｎ２．０〜７．５％を含有し、さらにＳｉ２．０％以下、Ｆｅ０．４％以下、Ｃｕ０．２％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｍｇ０．３％以下、Ｔｉ０．２％以下を含み得るアルミニウム合金が適用できる。
【００３６】
芯材として、Ｍｎ１．５％を越え２．０％以下、より好ましくはＭｎ１．６〜２．０％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金、犠牲陽極材として、Ｚｎ２．０〜７．５％、より好ましくはＺｎ２．５〜７．５％を含有するＡｌ−Ｚｎ系合金を組み合わせるのがさらに好ましく、この組み合わせにおいて、Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が芯材の一般腐食水における電位より１５０ｍＶ以上卑で、Ａｌ−Ｚｎ合金層の一般腐食水における電位が芯材の高濃度腐食水における電位より５０ｍＶ以上卑となるから、チューブ材の耐食性が大きく改善されて、優れた耐食性を有するアルミニウム製熱交換器を得ることができる。
【００３７】
芯材に添加されたＭｎは、芯材の電位を貴にするように機能し、Ｍｎの添加量が多いほど、芯材の電位の貴化は大きくなる。Ｍｎは、ろう付け加熱を行っても、ほとんど拡散しないから、芯材と犠牲陽極材の界面からほとんど移動しない。一方、犠牲陽極材に添加されたＺｎは、ろう付け加熱により芯材側へ拡散し、表面から深さ方向に拡散層が形成されて、表面から深さ方向に濃度勾配、すなわち電位勾配が生じ、チューブ材の表面が防食される。Ｍｎは、前記のとおり、ろう付け加熱を行う前の界面（以下、前界面）から芯材側にのみ分布することとなるため、電位勾配は前界面で急激に上昇し、表面から進行してきた腐食は前界面で一旦停止する。この効果を得るためには、芯材にＭｎを１．５％を越え、好ましくは１．６％以上添加するのが好ましい。
【００３８】
本発明においては、チューブ材が、アルミニウム合金芯材にＡｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）をクラッドした２層クラッド板を、Ａｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）が外表面側となるよう曲げ成形することにより形成され、チューブ材の外表面側のＡｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）にアルミニウムフィン材を組み付けてろう付け接合してなる熱交換器、または、アルミニウム合金芯材の片面にＡｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）をクラッドし、他の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をクラッドした３層クラッド板を、Ａｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）が外表面側となり、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材が内表面側となるよう曲げ成形することにより形成され、チューブ材の外表面側のＡｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）にアルミニウムフィン材を組み付けるとともに、内表面側にもアルミニウムフィン材を組み付けてろう付け接合してなる熱交換器に適用した場合に有効である。
【００３９】
この場合、２層クラッド材から成形されたチューブ材を用いる場合には、チューブ材の厚さを１００〜３００μｍとし、犠牲陽極材の厚さをチューブ材の厚さの１０〜４０％とすることにより効果的に耐食性が発揮され、３層クラッド材から成形されたチューブ材を用いる場合には、チューブ材の厚さを１００〜３００μｍとし、犠牲陽極材の厚さをチューブ材の厚さの１０〜４０％、ろう材の厚さをチューブ材の厚さの５〜３０％とすることにより効果的に耐食性が発揮される。
【００４０】
２層クラッド材から成形されるチューブ材の形態としては、例えば、図６に示すように、チューブ材５が芯材７と芯材７にＡｌ−Ｚｎ合金層８をクラッドした２層クラッド板を曲成し、両端部同士を図６のＡ部においてかしめるなど、機械的に結合することにより成形されるものが挙げられる。
【００４１】
３層クラッド材から成形されるチューブ材の形態としては、図７に示すように、チューブ材６が前記２層クラッド板の芯材７にさらにＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材９をクラッドした３層クラッド板を曲成し、アルミニウムフィン１０を装着して、両端部同士を図７のＢ部においてかしめるなど、機械的に結合することにより成形されるものが挙げられる。
【００４２】
フィン材とチューブ材とのろう付け部における腐食について説明する。フィン材としては、Ａｌ−Ｍｎ合金芯材にＡ４０４５合金ろう材をクラッドしたブレージングシートをコルゲート成形したもの、チューブ材としては、Ａ３００３合金芯材にＡｌ−２．０％Ｚｎ合金をクラッドした板材を使用した。
【００４３】
これらを組付けてフッ化物系フラックスを用いる不活性ガス雰囲気ろう付けを行って、ろう付け接合した。ろう付け部の電位測定は一般的には困難であるから、ろう付け部を電解試験して共晶相を腐食させ、そこからα相のみを取り出して電位を測定する方法を用いた。測定されたα相の電位は約−７００ｍＶであった。腐食水としては、前記と同様、ＮａＣｌを１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 を０．３ｇ／ｌ添加した液を使用した。一般腐食水でのチューブフィン材のろう材へのＺｎ添加量とα相の自然電位との関係を図５に示す。
【００４４】
フィン材として、Ａｌ−Ｍｎ合金芯材に、Ａ４０４５合金にＺｎを１．０％添加したろう材をクラッドしたブレージングシートを用い、同様にしてα相の電位を測定したところ−７５０ｍＶであり、図５に示すように、フィン材のろう材へのＺｎの添加がろう材のα相の電位を下げ、フィン材の犠牲腐食効果を向上させることが確認された。
【００４５】
チューブ材の芯材を十分に防食するためには、チューブ材の芯材と犠牲腐食材の場合と同様、フィン材のろう材のα相の電位が、チューブ材のＡ３００３合金芯材の一般腐食水中での電位より１００ｍＶ卑であることが必要であるから、図５に示すように、フィン材のろう材に０．３％以上のＺｎを添加しなければならない。また、腐食水の濃縮を考慮すると、図５に示すように、フィン材のろう材へのＺｎ添加は１．８％以上とするのが好ましい。
【００４６】
一方、フィン材のろう材のα相の電位が、チューブ材の犠牲腐食材の電位に比べて著しく貴になると、チューブ材の犠牲腐食材の消耗が激しくなってチューブ材の腐食寿命が低下する。フィン材のろう材のＺｎ濃度の適正範囲は、チューブ材の犠牲腐食材のＺｎ量によって異なるから、種々の腐食環境を想定し、チューブ材の犠牲腐食材のＺｎ量を１．０％、２．０％、５．０％、７．５％と変えて前記と同様の測定を行った結果、フィン材のろう材に０．３〜３．０％、好ましくは１．０〜３．０％のＺｎを添加した場合に良好な耐食性が得られることが認められた。
【００４７】
フィン材のろう材へのＺｎ添加量を４．０％とした場合には、ろうによるフィン材の芯材の溶解量が多くなり、ろう付け温度を下げても、正常なろう付け部を形成し難くなる。また、フィン材のろう材中のＺｎは、ろう付け加熱中にフィン材の芯材中に拡散して減少するから、これを防ぐために、フィン材の芯材中に、フィン材のろう材と同等以上（０．３〜３．０％）のＺｎを添加しておくことがより好ましい。
【００４８】
以上の例では、フィン材として、Ａｌ−Ｍｎ合金芯材にＡｌ−Ｓｉ系のＡ４０４５合金ろう材をクラッドしたブレージングシートを適用した場合について説明したが、フィン材としてＡｌ−Ｍｎ系合金フィン材（ベアフィン）を用い、ろう付け部に粉末ろうを適用してろう付け接合を行ってもよい。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。なお、これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５０】
実施例１
チューブ材の芯材用アルミニウム合金として、Ｓｉ０．５％、Ｆｅ０．６％、Ｍｎ１．２％、Ｃｕ０．１％、Ｚｎ０．０５％、Ｔｉ０．０２％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、チューブ材の犠牲陽極材用アルミニウム合金として、Ｚｎ２．５％、Ｓｉ０．４％、Ｆｅ０．５％、Ｃｕ０．１％、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金を半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を均質化処理後、熱間圧延し、これらを重ね合わせて熱間圧延を行いクラッド材とした後、さらに冷間圧延、中間焼鈍を経て、仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．１５ｍｍのチューブ材（板材）（試験材Ｎｏ．１）とした。
【００５１】
チューブ材の芯材用アルミニウム合金として、上記芯材用アルミニウム合金の熱間圧延材を使用し、チューブ材の犠牲陽極材用アルミニウム合金として、Ｚｎ５．０％、Ｓｉ７．５％、Ｆｅ０．４％、Ｃｕ０．２％、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金を半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を均質化処理後、熱間圧延し、これを芯材用アルミニウム合金の熱間圧延材と重ね合わせて熱間圧延を行いクラッド材とした後、さらに冷間圧延、中間焼鈍を経て、仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．１５ｍｍのチューブ材（板材）（試験材Ｎｏ．２）とした。
【００５２】
一方、フィン材の芯材用アルミニウム合金として、Ｓｉ０．３％、Ｆｅ０．３％、Ｍｎ１．０％、Ｃｕ０．１％、Ｚｎ１．０％、Ｔｉ０．０１％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、フィン材のろう材用アルミニウム合金として、Ａ４０４５合金（Ｓｉ１０％、Ｆｅ０．４％、Ｃｕ０．１％、Ｍｎ０．０２％、Ｚｎ１．０％、残部Ａｌと不可避不純物）を半連続鋳造により造塊し、芯材用アルミニウム合金鋳塊については均質化処理した後、熱間圧延し、ろう材用アルミニウム合金については熱間圧延した後、両者を重ね合わせて熱間圧延を行ってクラッド材とし、さらに冷間圧延、中間焼鈍を経て、仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．１０ｍｍのクラッドフィン材（Ｈ１４材）とした。
【００５３】
得られたクラッドフィン材をコルゲート成形し、このコルゲートフィンと試験材Ｎｏ．１およびＮｏ．２のチューブ材とを組付けてミニコア（熱交換器コアのミニチュアモデル）を作製し、ろう付け接合した。ろう付けは、フッ化物系フラックスを用いるろう付け条件と同様、フッ化物系フラックス（濃度３％）を塗布した後、窒素ガス雰囲気中で６００℃で５分間加熱する条件で行った。
【００５４】
ろう付け接合されたミニコアについて、前記の定電位電解試験（負荷電位：−５７０ｍＶ  ｖｓ  Ａｇ／ＡｇＣｌ、腐食液：ＮａＣｌ１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ０．３ｇ／ｌを添加した水溶液）を行った結果、チューブ材として、試験材Ｎｏ．１を適用したものは４日間の試験でも貫通腐食が生じなかったが、試験材Ｎｏ．２を適用したものでは３日間の試験で貫通腐食が生じた。
【００５５】
実施例２
チューブ材の芯材用アルミニウム合金として、Ｓｉ０．７５％、Ｆｅ０．１８％、Ｍｎ１．６５％、Ｃｕ０．３％、Ｚｎ０．０５％、Ｔｉ０．１４％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、チューブ材の犠牲陽極材用アルミニウム合金として、Ｚｎ２．９％、Ｓｉ０．４％、Ｆｅ０．４％、Ｃｕ０．１％、残部Ａｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金を半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を均質化処理後、熱間圧延し、これらを重ね合わせて熱間圧延を行いクラッド材とした後、さらに冷間圧延、中間焼鈍を経て、仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．２ｍｍのチューブ材（板材）（試験材Ｎｏ．３）とした。なお、犠牲陽極材層厚さは全体厚さの２０％とした。
【００５６】
一方、フィン材の芯材用アルミニウム合金として、Ｓｉ０．４％、Ｆｅ０．３％、Ｍｎ１．２％、Ｃｕ０．１％、Ｚｎ１．１５％、Ｃｒ０．０８％、Ｔｉ０．０１％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、フィン材のろう材用アルミニウム合金として、Ａ４０４５合金（Ｓｉ１０％、Ｆｅ０．４％、Ｃｕ０．１％、Ｍｎ０．０２％、Ｚｎ１．０％、残部Ａｌと不可避不純物）を半連続鋳造により造塊し、芯材用アルミニウム合金鋳塊については均質化処理した後、熱間圧延し、ろう材用アルミニウム合金については熱間圧延した後、両者を重ね合わせて熱間圧延を行ってクラッド材とし、さらに冷間圧延、中間焼鈍を経て、仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．０５ｍｍのクラッドフィン材（Ｈ１４材）とした。
【００５７】
得られたクラッドフィン材をコルゲート成形し、このコルゲートフィンと試験材Ｎｏ．３のチューブ材とを組付けてミニコア（熱交換器コアのミニチュアモデル）を作製し、ろう付け接合した。ろう付けは、フッ化物系フラックスを用いるろう付け条件と同様、フッ化物系フラックス（濃度３％）を塗布した後、窒素ガス雰囲気中で６００℃で５分間加熱する条件で行った。
【００５８】
ろう付け接合されたミニコアについて、前記の定電位電解試験（負荷電位：−５７０ｍＶ  ｖｓ  Ａｇ／ＡｇＣｌ、腐食液：ＮａＣｌ１０ｇ／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ０．３ｇ／ｌを添加した水溶液）を行った結果、チューブ材として、試験材Ｎｏ．３を適用したものは６日間の試験でも貫通腐食が生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】アルミニウム製熱交換器におけるチューブ材とフィン材とのろう付け接合部を示す一部断面図である。
【図２】本発明の熱交換器のチューブ材についての定電位電解試験の結果を、従来のチューブ材と対比して示す図である。
【図３】Ａ３００３合金についての自然電位と腐食液の濃度との関係を示す図である。
【図４】Ａｌ−Ｚｎ合金をクラッドしたチューブ材についての、ろう付け加熱した後の自然電位とＡｌ−Ｚｎ合金のＺｎ濃度との関係を示す図である。
【図５】ろう材をクラッドしたフィン材について、ろう付け後のろう付け部のα相の自然電位とろう材のＺｎ濃度との関係を示す図である。
【図６】本発明のチューブ材の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明のチューブ材の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    フィン材
２    チューブ材
３    ろう材（亜鉛拡散層）
４    芯材
Ｆ    フィレット
５    チューブ材
６    チューブ材
７    芯材
８    Ａｌ−Ｚｎ合金層（犠牲陽極材）
９    Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材
１０  アルミニウムフィン
【図１】
2005016937.tif 000002
【図２】
2005016937.tif 000003
【図３】
2005016937.tif 000004
【図４】
2005016937.tif 000005
【図５】
2005016937.tif 000006
【図６】
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【図７】
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