(57)【要約】【課題】生産性および耐食性に優れ、側材用部材の表面状態および平坦度の制御が容易であり、密着不良が生じにくい熱交換器用クラッド材に使用される側材の製造方法、熱交換器用クラッド材の製造方法および熱交換器用クラッド材を提供する。【解決手段】芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、側材の少なくとも１層がろう材であり、ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される側材の製造方法であって、ろう材を含む前記側材の少なくとも１層が芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行なうことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材の少なくとも１層がろう材であり、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、
前記ろう材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、
前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、
前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行なうことを特徴とする側材の製造方法。
【請求項２】
芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材がろう材と、前記芯材と前記ろう材との間に設けられた中間材とを備え、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、
前記ろう材および前記中間材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、
前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、
前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行うことを特徴とする側材の製造方法。
【請求項３】
前記スライス工程において、前記側材用鋳塊を、水平に設置されている当該側材用鋳塊の設置面に対し平行にスライスすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の側材の製造方法。
【請求項４】
前記鋳造工程の後で、かつ、前記スライス工程の前に、鋳造された側材用鋳塊に、更に均質化熱処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項５】
前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項６】
前記表面平滑化処理を、切削法、研削法および研磨法から選択された１種以上の方法で行うことを特徴とする請求項５に記載の側材の製造方法。
【請求項７】
前記側材の少なくとも１層が、長手方向１ｍ当たりの平坦度が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項８】
前記側材の少なくとも１層が、表面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜１．０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項９】
前記側材の少なくとも１層が、厚さが１０〜２５０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の製造方法で製造された側材と、前記側材を重ね合わせるための芯材とを準備する準備工程と、
前記芯材および前記側材を所定配置に重ね合わせて重ね合わせ材とする重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ材に均質化熱処理を行う均質化熱処理工程と、
前記均質化熱処理工程の後に熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むことを特徴とする熱交換器用クラッド材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱交換器用クラッド材の製造方法によって製造されたことを特徴とする熱交換器用クラッド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド材、特に、自動車等の熱交換器に用いられる熱交換器用クラッド材（ブレージングシート）に使用される側材の製造方法、熱交換器用クラッド材の製造方法および熱交換器用クラッド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用のインタークーラー、オイルクーラー、ラジエーター、コンデンサー、エバポレーター、ヒーターコア等に用いられる熱交換器用クラッド材は、側材が圧延されて使用されている。
例えば、特許文献１には、従来の一般的な熱交換器用クラッド材の製造方法が以下のように記載されている。まず、芯材用アルミニウム合金、側材（特許文献１では、犠牲陽極材およびろう材）用アルミニウム合金を連続鋳造により溶解、鋳造し、必要に応じて均質化熱処理する。また、側材用アルミニウム合金の鋳塊については、それぞれ所定厚さまで熱間圧延する（図６のＳ１１ａ、Ｓ１１ｂ参照、均質化熱処理は均熱と記載する）。ついで、芯材用アルミニウム合金鋳塊（芯材）と、側材用熱間圧延板（側材）を重ね合わせて（図６のＳ１２参照）、常法に従って熱間圧延（クラッド熱延、図６のＳ１３参照）によりクラッド材とする。
【特許文献１】特開２００５−２３２５０７号公報（段落００３７、００３９、００４０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の一般的なクラッド材の製造方法においては、以下に示す問題があった。
（１）側材として熱間圧延板を使用するため、クラッド材の製造工程が多く、また、熱間圧延の回数が多くなり、生産性が低下するという問題があった。
【０００４】
（２）芯材用鋳塊はフライス盤等により面削処理されることが多く、その表面は面削加工面である。一方、側材用熱間圧延板は、圧延方向に沿って生じる圧延目が形成されたロール加工面である。したがって、芯材用鋳塊と、側材用熱間圧延板とでは、その表面状態が異なり、両者を重ね合わせてクラッド熱延した際に、芯材と側材との密着不良が生じやすいという問題があった。そして、芯材と側材の密着性を向上させるためには、クラッド熱延において軽圧下での多パス圧延が必要となり、クラッド熱延での生産性が低下することとなる。
【０００５】
（３）側材として熱間圧延板を使用すると、圧延板の表面状態および平坦度（特に長手方向の平坦度）の制御は圧延ロールのみで行うことになり、また、熱間圧延により圧延板表面に厚い酸化皮膜が形成されるため、表面状態および平坦度の制御が困難であり、芯材と側材との密着不良が防止できないという問題があった。
【０００６】
（４）芯材と側材との密着不良が生じると、クラッド材の生産性の低下の問題と共に、所定のクラッド率が得られないという問題、合わせてフクレなどの品質異常が発生するという品質低下の問題、さらには、密着不良によって耐食性が低下するという問題も発生する。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性に優れ、側材の表面状態および平坦度の制御が容易であり、密着不良が生じにくく、耐食性に優れた熱交換器用クラッド材に使用される側材の製造方法、熱交換器用クラッド材の製造方法および熱交換器用クラッド材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１の側材の製造方法は、芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材の少なくとも１層がろう材であり、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、前記ろう材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行なうことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の側材の製造方法は、芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材がろう材と、前記芯材と前記ろう材との間に設けられた中間材とを備え、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、前記ろう材および前記中間材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行うことを特徴とする。
【００１０】
これらのような製造方法によれば、側材用部材としてスライスした側材を使用するため、従来のクラッド材のように熱間圧延によって側材用部材の厚さを減少させる必要がなくなる。これにより、従来に比べて熱間圧延の回数が減少し、作業工程の省略化を図ることができると共に、表面状態および平坦度を容易に制御でき、酸化皮膜厚が減少する。
【００１１】
請求項３の側材の製造方法は、前記スライス工程において、前記側材用鋳塊を、水平に設置されている当該側材用鋳塊の設置面に対し平行にスライスすることを特徴とする。
このような製造方法によれば、スライスの際に生じる切断塊（スライス塊）の自重、形状による変位（例えば、切断塊が倒れようとする力等）の影響が極小化され、スライスされた側材の平坦性が向上し、芯材との密着性がより向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【００１２】
請求項４の側材の製造方法は、前記鋳造工程の後で、かつ、前記スライス工程の前に、鋳造された側材用鋳塊に、更に均質化熱処理を行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材用鋳塊の内部応力が除去され、スライスされた側材の平坦性が向上し、芯材との密着性がより向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【００１３】
請求項５の側材の製造方法は、前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材の表面状態および平坦性が向上し、芯材との密着性が向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【００１４】
請求項６の側材の製造方法は、前記表面平滑化処理を、切削法、研削法および研磨法から選択された１種以上の方法で行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材の表面状態および平坦性が向上し、芯材との密着性が向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【００１５】
請求項７の側材の製造方法は、前記側材の少なくとも１層が、長手方向１ｍ当たりの平坦度が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
このような製造方法によれば、平坦度を所定値以下に制御することで、平坦性がより向上し、芯材との密着性がより向上する。また、圧着性がより向上し、圧着パス数が減少する。
【００１６】
請求項８の側材の製造方法は、前記側材の少なくとも１層が、表面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜１．０μｍの範囲であることを特徴とする。
このような製造方法によれば、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくく、密着性および圧着性がさらに向上する。
【００１７】
請求項９の側材の製造方法は、前記側材の少なくとも１層が、厚さが１０〜２５０ｍｍであることを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材の厚さを特定の範囲に規定することにより、熱交換器用クラッド材のクラッド率が適切に調整される。
【００１８】
請求項１０の熱交換器用クラッド材の製造方法は、前記記載の製造方法で製造された側材と、前記側材を重ね合わせるための芯材とを準備する準備工程と、前記芯材および前記側材を所定配置に重ね合わせて重ね合わせ材とする重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ材に均質化熱処理を行う均質化熱処理工程と、前記均質化熱処理工程の後に熱間圧延を行う熱間圧延工程と、前記熱間圧延工程の後に冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
このような製造方法によれば、側材の表面状態および平坦度を容易に制御できるため、芯材に側材を重ね合わせる際に、密着性および圧着性が向上する。そのため、熱間圧延工程において、圧着パス数を減らすことができ、歩留り、生産性が向上する。また、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくいため、耐食性が向上する。
【００２０】
請求項１１の熱交換器用クラッド材は、前記の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
このような熱交換器用クラッド材によれば、芯材と各側材との密着性および圧着性が向上し、また、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくいため、耐食性が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１または請求項２に係る側材の製造方法によれば、側材用部材としてスライスした側材を使用するため、従来のクラッド材のように熱間圧延によって側材用部材の厚さを減少させる必要がなくなり、従来に比べて熱間圧延の回数が減少し、作業工程の省略化を図ることができる。また、表面状態および平坦度を容易に制御でき、酸化皮膜厚が減り、密着不良が生じにくく、耐食性に優れた熱交換器用クラッド材が製造できる。
【００２２】
請求項３に係る側材の製造方法によれば、平坦性がより向上した側材を得ることができ、芯材との密着性および圧着性がより向上するため、密着不良がより一層生じにくい。請求項４に係る側材の製造方法によれば、側材用鋳塊に均質化熱処理を行うことで、スライスされた側材の平坦性がより向上するため、密着不良がより一層生じにくい。
【００２３】
請求項５または請求項６に係る側材の製造方法では、側材に表面平滑化処理を行うので、密着不良がより一層生じにくい。
【００２４】
請求項７に係る側材の製造方法では、平坦度を制御することで、芯材との密着性および圧着性がより向上するため、密着不良がより一層生じにくい。請求項８に係る側材の製造方法では、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくく、密着性および圧着性がさらに向上する。請求項９に係る側材の製造方法では、側材の厚さを規定したので、適切なクラッド率を有する熱交換器用クラッド材が製造できる。
【００２５】
請求項１０に係る熱交換器用クラッド材の製造方法では、側材用部材として、前記の方法により製造した側材を使用したので、側材用部材の表面状態および平坦度の制御が容易となり、密着不良が生じにくく、耐食性に優れた熱交換器用クラッド材が製造できる。また、製造コストの低い熱交換器用クラッド材を製造することができる。
【００２６】
請求項１１に係る熱交換器用クラッド材では、芯材と各側材との密着性および圧着性が向上し、また、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくいため、耐食性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、図面を参照して本発明に係る側材の製造方法およびこの側材を用いた熱交換器用クラッド材の製造方法について詳細に説明する。なお、参照する図面において、図１（ａ）、図１（ｂ）は、熱交換器用クラッド材の製造方法のフローを示す図、図２は、熱交換器用クラッド材の構成を示す断面図、図３は、側材鋳造工程または芯材鋳造工程の概略を示す模式図、図４（ａ）、図４（ｂ）は、側材のスライス方法の概略を示す模式図、図５（ａ）は、重ね合せ材の構成を示す模式図、図５（ｂ）は、熱間圧延工程の概略を示す模式図である。
【００２８】
≪側材製造工程≫
≪側材の製造方法（側材製造工程）≫
側材の製造方法は、図１に示すように、熱交換器用クラッド材に使用される芯材の片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材を製造するための側材製造工程Ｓ１ａである。
この側材製造工程Ｓ１ａは、まず、芯材とは成分組成の異なる側材用金属を溶解する溶解工程と、この溶解工程で溶解された側材用金属を、鋳造して側材用鋳塊にする鋳造工程と、この側材用鋳塊を所定厚さにスライスして、側材の少なくとも１層とするスライス工程とを備えるものである。
なお、必要に応じて、鋳造工程の後に、後述する均質化熱処理を行ってもよく、また、スライス工程の後に、後述する表面平滑化処理（図１の面削）を行ってもよい。
【００２９】
＜クラッド材の構成＞
側材は、芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなる熱交換器用クラッド材に使用されるものであり、熱交換器用クラッド材の側材の層数は何ら限定されることはない。例えば、図２（ａ）に示すように、芯材２の片面に1つのろう材３をクラッドした２層の熱交換器用クラッド材１ａ、図２（ｂ）に示すように、芯材２の両面にろう材３を1つずつクラッドした３層の熱交換器用クラッド材１ｂ、図２（ｃ）に示すように、芯材２の片面に中間材４、ろう材３をクラッドした３層の熱交換器用クラッド材１ｃ、図２（ｄ）に示すように、芯材２の両面に中間材４、ろう材３をクラッドした５層の熱交換器用クラッド材１ｄ等を挙げることができる。
しかしながら、図示しないが、さらに側材（ろう材、中間材）の層数を増やした６層以上の熱交換器用クラッド材にも好適に適用することが可能であることはいうまでもない。
なお、ろう材３を使用する場合は、そのろう材３が最表面側に位置するように配置される。
【００３０】
（溶解工程）
溶解工程では、芯材とは成分組成の異なる側材用金属を溶解する。
側材用金属としては、熱交換器用クラッド材１ａ〜１ｄがろう材を備えるときに、ろう材用として、４０００系のＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金を用いることができる。ここで、Ａｌ−Ｓｉ系合金とは、Ｓｉの他に、Ｚｎを含有した合金も含むものである。Ａｌ−Ｓｉ系合金としては、例えば、Ａｌ−７〜１３質量％Ｓｉ系合金、またはＡｌ−７〜１３質量％Ｓｉ−２〜７質量％Ｚｎ系合金等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、ろう材として用いられる合金であれば、全て適用することができる。
【００３１】
側材用金属としては、熱交換器用クラッド材１ｃ、１ｄが中間材を備えるときに、中間材用として、１０００系の純アルミニウムまたは７０００系のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金等を用いることができ、さらに、Ａｌ−Ｍｎ系合金を用いることができる。ここで、Ａｌ−Ｍｎ系合金とは、Ｍｎの他に、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉを含有した合金も含むものである。Ａｌ−Ｍｎ系合金としては、例えば、Ａｌ−０．５〜１．２質量％Ｍｎ−０．５〜１．２質量％Ｃｕ−０．５〜１．２質量％Ｓｉ系合金、Ａｌ−０．５〜１．２質量％Ｍｎ−０．５〜１．２質量％Ｃｕ−０．５〜１．２質量％Ｓｉ−０．０５〜０．３質量％Ｔｉ系合金を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、中間材として用いられる合金であれば、全て適用することができる。
前記した金属の成分組成の調整は、用いる熱交換器用クラッド材の用途等に応じて適宜決めることができる。
【００３２】
（鋳造工程）
鋳造方法としては、半連続鋳造法を用いることができる。
半連続鋳造法は、図３に示すような鋳造装置１０が用いられ、底部が開放された金属製の水冷鋳型１１に、上方より金属（ここでは側材用金属）の溶湯Ｍを注入し、水冷鋳型１１の底部より凝固した金属を連続的に取り出し、所定厚さＴ1の側材用鋳塊１７を得るものである。このとき、溶湯Ｍは、桶１２から、ノズル１３、フロート１４およびグラススクリーン１５を介して、水冷鋳型１１に供給される。水冷鋳型１１に供給された溶湯Ｍは、冷却水Ｗで冷却された水冷鋳型１１の内壁面に接することにより凝固し凝固殻１６となる。さらに、水冷鋳型１１の下部から冷却水Ｗが、直接、凝固殻１６の表面に噴射され、連続的に側材用鋳塊１７が製造される。
【００３３】
ここで、側材用鋳塊１７の厚さＴ1は、２００〜７００ｍｍが好ましい。また、側材用鋳塊１７の幅、長さは特に限定されるものではないが、生産性を考慮すると、幅１０００〜２５００ｍｍ、長さは３０００〜１００００ｍｍが好ましい。
なお、半連続鋳造法は、縦向き、横向きのどちらで行ってもよい。
【００３４】
（スライス工程）
スライス方法としては、スラブスライス法を用いることができる。
スラブスライス法は、図４（ａ）に示すように、前記した半連続鋳造法で製造した側材用鋳塊１７を、図示しない帯鋸切断機等によってスライスすることによって、所定厚さＴ２の側材３５が製造される。ここで、側材３５の厚さＴ２は、１０〜２５０ｍｍが好ましい。厚さＴ２が前記範囲外であると、熱交換器用クラッド材のクラッド率が不適切なものとなりやすい。また、図４（ｂ）に示すように、側材用鋳塊１７を、水平に設置されている当該側材用鋳塊の設置面３５ａに対し、平行にスライスするのが好ましい。
ここで、設置面３５ａとは、側材用鋳塊１７のスライス装置の設置台に接する面のことである。
このようにすることにより、スライスの際に生じる切断塊（スライス塊）の自重、形状による変位（例えば、切断塊が倒れようとする力等）の影響が極小化され、スライスされた側材３５の平坦性がより向上する。
スライスの方法としては、丸鋸切断機により切断してもよく、また、レーザーや水圧等により切断してもよい。
【００３５】
また、図１（ｂ）に示すように、前記鋳造方法で鋳造された側材用鋳塊１７に、適宜必要に応じて、側材用鋳塊１７をスライスする前に、内部応力の除去のための均質化熱処理を行ってもよい。
均質化熱処理を行うことにより、側材用鋳塊１７の内部応力が除去され、スライスされた側材の平坦性がより向上する。ここで均質化熱処理の温度、時間は特に限定されるものではないが、処理温度は、３５０〜６００℃、処理時間は１〜１０時間とするのが好ましい。
【００３６】
均質化熱処理の処理温度が３５０℃未満であると、内部応力の除去量が小さく、鋳造中に偏析した溶質元素の均質化も不十分となり、敢えて熱処理を施した効果は小さい。一方、処理温度が６００℃を超えると、鋳塊表面の一部が溶解するバーニングと呼ばれる現象が生じ、熱交換器用クラッド材の表面欠陥の原因になりやすい。また、処理時間が１時間未満であると、内部応力の除去効果が小さく、また均質化も不十分となりやすい。なお、処理時間は、生産性を考慮すると１０時間以下が好ましい。
【００３７】
前記製造方法で製造された側材３５は、適宜必要に応じて、芯材と重ね合わせる前に、表面に形成された晶出物や酸化物を除去するための表面平滑化処理を行ってもよい。
表面平滑化処理法としては、エンドミル切削やダイヤモンドバイト切削等の切削法、表面を砥石等で削る研削法、バフ研磨等の研磨法等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
このように、側材用鋳塊１７のスライスや表面平滑化処理を施すことにより、平坦性の評価において、長手方向１ｍ当たりの平坦度を１ｍｍ以下、望ましくは０．５ｍｍ以下、表面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜１．０μｍ、望ましくは０．１〜０．７μｍとする側材を得ることができる。平坦度が前記範囲を超えると、熱交換器用クラッド材に密着不良が発生しやすくなる。表面粗度が前記範囲未満であると、加工が困難となりやすい。表面粗度が前記範囲を超えると、熱交換器用クラッド材に密着不良が発生しやすくなる。
【００３９】
また、このような側材３５を用いることにより、外面耐食性の試験としてＣＡＳＳ試験（塩水噴霧試験：ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１）を１５００時間、内面耐食性の試験として浸漬試験（Ｎａ＋：１１８ｐｐｍ、Ｃｌ−：５８ｐｐｍ、ＳＯ４２−：６０ｐｐｍ、Ｃｕ２＋：１ｐｐｍ、Ｆｅ３＋：３０ｐｐｍ）を８０℃で２０００時間行った後、試験後の腐食深さが６０μｍ以下となる熱交換器用クラッド材となる。
【００４０】
なお、側材３５の少なくとも１層が、前記製造方法により製造され、他の層は、従来の製造方法により製造されていてもよい。
【００４１】
≪クラッド材の製造工程≫
本発明に係る熱交換器用クラッド材の製造方法は、図１に示すように、前記の製造方法で製造された側材と、側材を重ね合わせるための芯材とを準備する準備工程である側材製造工程Ｓ１ａおよび芯材製造工程Ｓ１ｂにより、側材および芯材が製造される。その後、重ね合わせ工程Ｓ２により、この芯材および側材を所定配置に重ね合わせて重ね合わせ材とし、均質化熱処理工程Ｓ３により、この重ね合わせ材に均質化熱処理を行う。そして、均質化熱処理工程Ｓ３の後に熱間圧延工程Ｓ４により熱間圧延を行い、熱間圧延工程Ｓ４の後に冷間圧延工程Ｓ５により冷間圧延を行うこととした。
なお、側材および芯材のどちらを先に製造して準備しておいてもよく、また、側材製造工程Ｓ１ａおよび芯材製造工程Ｓ１ｂは同時に進行して準備してもよい。
【００４２】
＜側材製造工程＞
側材製造工程Ｓ１ａは、前記したとおりであるので、ここでは省略する。
＜芯材製造工程＞
図１に示すように、芯材製造工程Ｓ１ｂは、芯材用金属を溶解する溶解工程と、溶解工程で溶解された芯材用金属を鋳造して芯材用鋳塊を製造する鋳造工程とを含むこととした。
なお、必要に応じて、表面平滑化処理（図１の面削）および均質化熱処理の少なくとも１つを行ってもよい。
【００４３】
（溶解工程）
溶解工程では、側材とは成分組成の異なる芯材用金属を溶解する。
芯材用金属としては、２０００系のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、３０００系のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、芯材として用いられる合金であれば、全て適用することができる。
前記した金属の成分組成の調整は、用いる熱交換器用クラッド材の用途等に応じて適宜決めることができる。
【００４４】
（鋳造工程）
鋳造方法としては、前記に説明した半連続鋳造法を用いることができる。
ここで、芯材用鋳塊２５の厚さＴ1（図３参照）は、２００〜７００ｍｍが好ましい。厚さＴ1が前記範囲外であると、熱交換器用クラッド材のクラッド率が不適切なものとなりやすい。また、芯材用鋳塊２５の幅、長さは特に限定されるものではないが、生産性を考慮すると、幅１０００〜２５００ｍｍ、長さは３０００〜１００００ｍｍが好ましい。
前記鋳造方法で鋳造された芯材用鋳塊２５に、適宜必要に応じて、前記した側材３５と重ね合わせる前に、表面に形成された晶出物や酸化物を除去するための表面平滑化処理および内部応力の除去のための均質化熱処理の少なくとも１つを行ってもよい。
【００４５】
表面平滑化処理を行うことにより、平坦性の評価において、長手方向１ｍ当たりの平坦度を１ｍｍ以下、望ましくは０．５ｍｍ以下、表面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜１．５μｍ、望ましくは０．１〜０．７μｍとする芯材を得ることができる。平坦度が前記範囲を超えると、熱交換器用クラッド材に密着不良が発生しやすくなる。表面粗度が前記範囲未満であると、加工が困難となりやすい。表面粗度が前記範囲を超えると、熱交換器用クラッド材に密着不良が発生しやすくなる。また、均質化熱処理を行うことにより、芯材用鋳塊２５の内部応力が除去され、芯材の平坦性がより向上する。ここで均質化熱処理の温度、時間は特に限定されるものではないが、処理温度は、３５０〜６００℃、処理時間は１〜１０時間とするのが好ましい。
【００４６】
均質化熱処理の処理温度が３５０℃未満であると、内部応力の除去量が小さく、鋳造中に偏析した溶質元素の均質化も不十分となり、敢えて熱処理を施した効果は小さい。一方、処理温度が６００℃を超えると、鋳塊表面の一部が溶解するバーニングと呼ばれる現象が生じ、熱交換器用クラッド材の表面欠陥の原因になりやすい。また、処理時間が１時間未満であると、内部応力の除去効果が小さく、また均質化も不十分となりやすい。なお、処理時間は、生産性を考慮すると１０時間以下が好ましい。
【００４７】
＜重ね合わせ工程＞
重ね合わせ工程Ｓ２は、図５（ａ）に示すように、前記工程で製造された芯材用鋳塊２５（図３参照）の先端および後端を切断して所定長さとした芯材２６の片面または両面（図示せず）に１つの側材３５、または、複数の側材（図示せず）を所定配置に重ね合わせて重ね合わせ材４０とする。ここで、所定配置とは、製品としての熱交換器用クラッド材、例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に示すような熱交換器用クラッド材１ａ〜１ｄにおける芯材２、ろう材３、中間材４の配置に対応することを意味する。また、重ね合わせ方法は、従来公知の、例えば、芯材２６および側材３５の両端部をバンド掛けする方法が用いられる。バンド掛けする方法以外に溶接止めするなどの方法を用いても問題ない。
なお、重ね合わせたときの各隙間は、最大で１０ｍｍ以内、望ましくは、５ｍｍ以内とするのが好ましい。
【００４８】
＜均質化熱処理工程＞
このようにして製造した重ね合わせ材４０は、内部組織を均一化するため、および、熱間圧延を行い易いように柔らかくするために均質化熱処理を施す（Ｓ３）。
＜熱間圧延工程＞
熱間圧延工程Ｓ４は、図５（ｂ）に示すように、前記重ね合わせ材４０のバンドを切断し、重ね合わせ材４０を熱間圧延して熱交換器用クラッド材１ａを製造する。ここで、熱間圧延方法は、従来公知の圧延法で行う。そして使用する圧延機は、図５（ｂ）では４段式圧延機５０を記載したが、図示しない、２段圧延機または４段以上の圧延機を使用してもよい。また、図５（ｂ）では１列のロールスタンドを備えた４段式圧延機５０を記載したが、図示しない、複数列のロールスタンドを備えた圧延機を使用して、所定厚さの熱交換器用クラッド材１ａが得られるまで、熱間圧延を繰り返し行ってもよい。
【００４９】
＜冷間圧延工程＞
このようにして製造された熱交換器用クラッド材１ａは、その後、冷間圧延処理を行う（Ｓ５）。冷間圧延処理としては、一例として、３０〜９９％の圧下率で行うことができる。
【００５０】
また、必要に応じて所望の機械的特性などを付与するために、常法により、熱処理（焼鈍処理）、歪み矯正処理、時効硬化処理などを行ったり、所定の形状に加工し、または所定の大きさに裁断等したりしてもよい。一例として、焼鈍処理として、冷間圧延前に行う荒焼鈍、冷間圧延間に行う中間焼鈍、最終冷間圧延後に行う最終焼鈍を連続炉またはバッチ炉で２００〜５００℃×０〜１０時間で行ったりすることを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、これらの処理によって得られる効果（機械的特性）を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることはいうまでもない。
本発明に係る熱交換器用クラッド材は、前記説明した熱交換器用クラッド材の製造方法の各工程により、製造される。
【００５１】
以上のように、本発明に係る側材の製造方法、熱交換器用クラッド材の製造方法および熱交換器用クラッド材によれば、側材の表面状態および平坦度を容易に制御できるため、平坦性、平滑性を向上させることができ、さらに酸化皮膜厚を減らすことができる。
また、密着性、圧着性が向上するため、圧着パス数を減らすことができ、歩留まり、生産性を向上させることができる。
さらに、芯材や各側材との間に隙間が形成されにくく、耐食性を向上させることができる。
【００５２】
以上、本発明に係る側材の製造方法、熱交換器用クラッド材および熱交換器用クラッド材の製造方法について説明してきたが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。また、本発明の技術的範囲は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において広く変更、改変することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る熱交換器用クラッド材の製造方法のフローを示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る熱交換器用クラッド材の構成を示す断面図である。
【図３】側材鋳造工程または芯材鋳造工程の概略を示す模式図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、側材のスライス方法の概略を示す模式図である。
【図５】（ａ）は重ね合わせ材の構成を示す模式図、（ｂ）は熱間圧延工程の概略を示す模式図である。
【図６】従来のクラッド材の製造方法のフローを示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｓ１ａ  側材製造工程
Ｓ１ｂ  芯材製造工程
Ｓ２    重ね合わせ工程
Ｓ３    均質化熱処理工程
Ｓ４    熱間圧延工程
Ｓ５    冷間圧延工程
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  熱交換器用クラッド材
２      芯材
３      ろう材
４      中間材
１７    側材用鋳塊
３５    側材
３５ａ  設置面
２５    芯材用鋳塊
２６    芯材
４０    重ね合わせ材
【図１】
2007262566.tif 000003
【図２】
2007262566.tif 000004
【図３】
2007262566.tif 000005
【図４】
2007262566.tif 000006
【図５】
2007262566.tif 000007
【図６】
2007262566.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月9日(2007.5.9)
【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】
芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材の少なくとも１層がろう材であり、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、
前記ろう材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、
前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、
前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行い、
前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする側材の製造方法。
【請求項２】
芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材がろう材と、前記芯材と前記ろう材との間に設けられた中間材とを備え、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、
前記ろう材および前記中間材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、
前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、
前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行うことを特徴とする側材の製造方法。
【請求項３】
前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の側材の製造方法。
【請求項４】
前記表面平滑化処理を、切削法、研削法および研磨法から選択された１種以上の方法で行うことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の側材の製造方法。
【請求項５】
前記スライス工程において、前記側材用鋳塊を、水平に設置されている当該側材用鋳塊の設置面に対し平行にスライスすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項６】
前記鋳造工程の後で、かつ、前記スライス工程の前に、鋳造された側材用鋳塊に、更に均質化熱処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項７】
前記側材の少なくとも１層が、長手方向１ｍ当たりの平坦度が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項８】
前記側材の少なくとも１層が、表面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５〜１．０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項９】
前記側材の少なくとも１層が、厚さが１０〜２５０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の側材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の製造方法で製造された側材と、前記側材を重ね合わせるための芯材とを準備する準備工程と、
前記芯材および前記側材を所定配置に重ね合わせて重ね合わせ材とする重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ材に均質化熱処理を行う均質化熱処理工程と、
前記均質化熱処理工程の後に熱間圧延を行う熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程の後に冷間圧延を行う冷間圧延工程とを含むことを特徴とする熱交換器用クラッド材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の熱交換器用クラッド材の製造方法によって製造されたことを特徴とする熱交換器用クラッド材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１の側材の製造方法は、芯材とその片面または両面に重ね合わされた１層以上の側材とからなり、前記側材の少なくとも１層がろう材であり、前記ろう材が最表面側に位置するように設けられた熱交換器用クラッド材に使用される前記側材の製造方法であって、前記ろう材を含む前記側材の少なくとも１層が前記芯材とは成分組成の異なる側材用金属であり、その側材用金属を溶解する溶解工程と、前記溶解工程で溶解された側材用金属を鋳造して側材用鋳塊を製造する鋳造工程と、前記側材用鋳塊を所定厚さにスライスするスライス工程とをこの順に行い、前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
これらのような製造方法によれば、側材用部材としてスライスした側材を使用するため、従来のクラッド材のように熱間圧延によって側材用部材の厚さを減少させる必要がなくなる。これにより、従来に比べて熱間圧延の回数が減少し、作業工程の省略化を図ることができると共に、表面状態および平坦度を容易に制御でき、酸化皮膜厚が減少する。そして、請求項１の側材の製造方法では、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことにより、側材の表面状態および平坦性が向上し、芯材との密着性が向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３の側材の製造方法は、請求項２の側材の製造方法において、前記スライス工程の後に、スライスされた所定厚さの側材の表面に、更に表面平滑化処理を行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材の表面状態および平坦性が向上し、芯材との密着性が向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項４の側材の製造方法は、前記表面平滑化処理を、切削法、研削法および研磨法から選択された１種以上の方法で行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材の表面状態および平坦性が向上し、芯材との密着性が向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項５の側材の製造方法は、前記スライス工程において、前記側材用鋳塊を、水平に設置されている当該側材用鋳塊の設置面に対し平行にスライスすることを特徴とする。
このような製造方法によれば、スライスの際に生じる切断塊（スライス塊）の自重、形状による変位（例えば、切断塊が倒れようとする力等）の影響が極小化され、スライスされた側材の平坦性が向上し、芯材との密着性がより向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項６の側材の製造方法は、前記鋳造工程の後で、かつ、前記スライス工程の前に、鋳造された側材用鋳塊に、更に均質化熱処理を行うことを特徴とする。
このような製造方法によれば、側材用鋳塊の内部応力が除去され、スライスされた側材の平坦性が向上し、芯材との密着性がより向上する。また、圧着性が向上し、圧着パス数が減少する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の請求項１または請求項２に係る側材の製造方法によれば、側材用部材としてスライスした側材を使用するため、従来のクラッド材のように熱間圧延によって側材用部材の厚さを減少させる必要がなくなり、従来に比べて熱間圧延の回数が減少し、作業工程の省略化を図ることができる。また、表面状態および平坦度を容易に制御でき、酸化皮膜厚が減り、密着不良が生じにくく、耐食性に優れた熱交換器用クラッド材が製造できる。なお、請求項１の側材の製造方法では、側材に表面平滑化処理を行うので、密着不良がより一層生じにくくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項３に係る側材の製造方法によれば、請求項２の側材の製造方法において、側材に表面平滑化処理を行うので、密着不良がより一層生じにくい。請求項４に係る側材の製造方法によれば、切削法、研削法および研磨法から選択された１種以上の方法で側材に表面平滑化処理を行うので、密着不良がより一層生じにくい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項５に係る側材の製造方法によれば、平坦性がより向上した側材を得ることができ、芯材との密着性および圧着性がより向上するため、密着不良がより一層生じにくい。請求項６に係る側材の製造方法によれば、側材用鋳塊に均質化熱処理を行うことで、スライスされた側材の平坦性がより向上するため、密着不良がより一層生じにくい。