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JP2011068933A - 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 - Google Patents

熱交換器用アルミニウム合金クラッド材 Download PDF

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JP2011068933A
JP2011068933A JP2009219775A JP2009219775A JP2011068933A JP 2011068933 A JP2011068933 A JP 2011068933A JP 2009219775 A JP2009219775 A JP 2009219775A JP 2009219775 A JP2009219775 A JP 2009219775A JP 2011068933 A JP2011068933 A JP 2011068933A
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aluminum alloy
sacrificial
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JP2009219775A
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Seiji Yoshida
誠司 吉田
Shinji Sakashita
真司 阪下
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

【課題】ろう付け後強度が高く、耐孔食性およびろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材を提供する。
【解決手段】熱交換器用アルミニウム合金クラッド材1aは、芯材2と、芯材2の一面側に形成された犠牲材3と、芯材2の他面側に形成されたAl−Si系合金からなるろう材4とを備え、犠牲材3が、Ca:0.001〜0.01質量%、Zn:2.0〜10.0質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、芯材2が、Si:0.1〜1.5質量%、Mn:0.3〜2.0質量%、Cu:0.1〜1.0質量%、Ti:0.02〜0.30質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車、各種産業機器等の熱交換器に使用されるアルミニウム合金クラッド材に関する。
一般に、自動車用熱交換器に使用されるアルミニウム合金クラッド材には、芯材の片面および両面にろう材、犠牲材(芯材に対する犠牲防食材)を配したものが使用されている。現在、かかる熱交換器用アルミニウム合金クラッド材には、自動車の軽量化のため、高強度や高耐食性を持ちながらも、全板厚が0.3mm以下程度となるような薄肉化が求められている。
熱交換器用アルミニウム合金クラッド材におけるろう材は、熱交換器を製作するとき、クラッド材でチューブを製造する場合のろう付け接合のために、芯材にクラッドされるものである。また、犠牲材は、例えば、クラッド材で構成されたチューブの内部を流れる流体と接して犠牲陽極材として作用し、芯材の孔食や隙間腐食の発生を防止するものである。
例えば、特許文献1には、犠牲材(犠牲陽極材)中のZn、Mn量をZn:1.0〜6.0質量%,Mn:0.2〜2.0質量%と規定し、犠牲材中のAl−Mn系金属間化合物の粒径や分布を制御することで、犠牲材の腐食電流値を低減して耐食性を高めた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材(特許文献1では複合材)が開示されている。
特開平11−61306号公報
しかしながら、自動車用熱交換器においては、自動車の軽量化、小型化およびコストダウンのために、更なる軽量化が求められており、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材においても軽量化、つまり薄肉化の要請がますます強まっている。そして、従来の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材においては耐食性の改善が行われているものの、薄肉化により、今までに発生しなかった熱交換器として使用が不可能になってしまう孔あき(チューブ内面から外面に貫通する孔)が発生してしまうことがある。このように、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材には、薄肉化対応のために、更なる高い耐食性が要望されている。また、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材には、その加工のために優れたろう付け性等も合わせて要望されている。
一般的に、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材においては、その高強度化を目的とし、アルミニウム合金にMn、Fe、Si、Cuなどの合金元素が添加される。そして、このような熱交換器用アルミニウム合金クラッド材では、例えば、特許文献1のように、Al−Mn系の金属間化合物の制御のみでは、薄肉化により十分な耐食性を確保できない。特に、孔状の腐食(孔食)が形成されるような使用状況、たとえば、自動車のラジエータチューブなどに使用される際には、比較的短期間に孔あきが発生してしまう恐れがある。また、介在物の制御等が必要になり、生産も困難になってくる。
そこで、本発明は、前記した問題に鑑みてなされたもので、その目的はろう付け後強度が高く、耐孔食性およびろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材を提供することにある。
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材(以下、適宜、「クラッド材」という)は、芯材と、前記芯材の一面側に形成された犠牲材と、前記芯材の他面側に形成されたAl−Si系合金からなるろう材とを備えた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材であって、前記犠牲材が、Ca:0.001〜0.01質量%、Zn:2.0〜10.0質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、前記芯材が、Si:0.1〜1.5質量%、Mn:0.3〜2.0質量%、Cu:0.1〜1.0質量%、Ti:0.02〜0.30質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。
このような構成によれば、犠牲材がCa、Znを所定量含有し、芯材がSi、Mn、Cu、Tiを所定量含有することで、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材の耐孔食性、ろう付け性が向上すると共に、ろう付け後強度が高くなる。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材は、前記犠牲材がさらに、Mn:0.3〜2.0質量%およびSi:0.1〜1.0質量%の少なくとも1種を含有することを特徴とする。
このような構成によれば、犠牲材がさらにMnおよびSiの少なくとも1種を所定量含有することで、犠牲材の強度が向上すると共に、耐孔食性が維持される。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材は、前記犠牲材がさらに、Cr:0.01〜0.3質量%含有することを特徴とする。
このような構成によれば、犠牲材がさらにCrを所定量含有することで、犠牲材の耐孔食性が向上する。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材は、前記芯材がさらに、Mg:0.05〜0.7質量%含有することを特徴とする。
このような構成によれば、芯材がさらにMgを所定量含有することで、MgSi化合物が形成され、芯材の強度が向上すると共に、ろう付け性が維持される。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材は、前記芯材と前記ろう材との間に、Mgを含有しないアルミニウム合金からなる中間材を設けたことを特徴とする。
このような構成によれば、芯材とろう材との間に中間材を設けたことで、芯材にMgが含有される場合には、Mgがろう材に熱拡散するのが抑制されるため、ろう付け性が維持される。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材によれば、ろう付け後強度が高くなり、耐孔食性およびろう付け性を向上させることができる。
(a)、(b)は、本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材の構成を示す断面図である。
本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金クラッド材(以下、適宜、クラッド材という)の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1(a)に示すように、クラッド材1aは、芯材2の一面側に犠牲材3を、芯材2の他面側にろう材4をクラッドして3層構造体としたものを基本構成とする。また、このクラッド材は、芯材の一面側の最表面に犠牲材3、他面側の最表面にろう材4が形成されていればよく、図1(b)に示すように、芯材2の一面側に犠牲材3と、芯材2の他面側に中間材5、ろう材4を形成した4層のクラッド材1bでもよい。さらに、図示しないが、犠牲材3、ろう材4、中間材5の層数を増やした5層以上のクラッド材でもよい。
以下に、クラッド材1a、1bを構成する芯材2、犠牲材3、ろう材4および中間材5における合金成分の意義およびその数値限定理由について説明する。
《芯材》
芯材2は、Si:0.1〜1.5質量%、Mn:0.3〜2.0質量%、Cu:0.1〜1.0質量%、Ti:0.02〜0.30質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる。
<Si:0.1〜1.5質量%>
Siは、芯材2の強度を向上させる効果がある。そして、芯材2がMgを含有する場合には、MgSiを形成し、強度をさらに向上させる効果がある。しかし、Siの含有量が0.1質量%未満では強度が向上せず、ろう付け後強度が不十分となる。一方、1.5質量%を超えて含有すると融点の低下を招き、ろう付け時に芯材2が溶融してしまう。従って、Siの含有量は0.1〜1.5質量%とする。なお、好ましくは0.5〜1.2質量%である。
<Mn:0.3〜2.0質量%>
Mnは、芯材2の強度を向上させる効果がある。Mnは芯材2の中に固溶し、芯材2の強度を向上させる。しかし、Mnの含有量が0.3質量%未満では強度が向上せず、ろう付け後強度が不十分となる。一方、2.0質量%を超えて含有すると粗大な析出物を形成し加工性が低下し割れが発生するだけでなく、孔食が芯材2に達した際にはカソードサイトとして振る舞い、孔食(腐食)を促進してしまう。従って、Mnの含有量は0.3〜2.0質量%とする。なお、好ましくは0.5〜1.2質量%である。
<Cu:0.1〜1.0質量%>
Cuは、芯材2の強度を向上させる効果がある。しかし、Cuの含有量が0.1質量%未満では犠牲材3に対する芯材2の電位差が十分に確保されず、孔食が芯材2に達すると孔食(腐食)が進展してしまう。一方、1.0質量%を超えて含有すると融点の低下を招き、ろう付け時に芯材2は溶融してしまう。従って、Cuの含有量は0.1〜1.0質量%とする。なお、好ましくは0.6〜1.0質量%である。
<Ti:0.02〜0.30質量%>
Tiは、芯材2に層状に分布し、腐食形態を層状化するため耐食性を向上させる効果がある。しかし、Tiの含有量が0.02質量%未満では腐食形態が層状化する効果が発揮されない。一方、0.30質量%を超えて含有するとAl−Ti系の粗大な金属間化合物を生じて成形・加工時の割れの原因となる。従って、Tiの含有量は0.02〜0.30質量%とする。なお、好ましくは0.02〜0.20質量%である。
<残部:Alおよび不可避的不純物>
芯材2は、残部がAlおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物として、例えば、Zr、B、Feがあげられる。これら不可避的不純物は合計で0.5質量%まで含有していても、本発明の効果を妨げることはない。したがって、不可避的不純物の含有量の合計は0.5質量%まで許される。
芯材2は、前記組成に加えて、強度向上のために、Mg:0.05〜0.7質量%をさらに含有することが好ましい。
<Mg:0.05〜0.7質量%>
Mgは、MgSiを形成し芯材2の強度を向上させる効果がある。しかし、Mgの含有量が0.05質量%未満では強度が向上せず、ろう付け後強度が不十分となる。一方、0.7質量%を超えて含有すると、一般的なフラックスを用いるろう付け(ノコロック法)時にフラックスの成分とMgが反応し、ろう付け性が低下しやすい。従って、Mgの含有量は0.05〜0.7質量%が好ましい。なお、より好ましくは0.1〜0.5質量%である。
《犠牲材》
犠牲材3は、Ca:0.001〜0.01質量%、Zn:2.0〜10.0質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる。
<Ca:0.001〜0.01質量%>
Caは、犠牲材3において発生する孔食起点のpH低下を抑制し、孔食進展を抑制させる効果がある。しかし、Caの含有量が0.001質量%未満では十分な耐孔食性は発現されない。一方、Caの含有量が0.01質量%を超えると圧延の際に割れが生じてしまう。従って、Caの含有量は0.001〜0.01質量%とする。なお、好ましくは0.005〜0.01質量%である。
<Zn:2.0〜10.0質量%>
Znは、犠牲陽極材である犠牲材3の電位を卑にし、芯材2に対する犠牲陽極効果を向上させ、芯材2に孔食が発生するのを抑制する効果がある。しかし、Znの含有量が2.0質量%未満では十分な犠牲陽極効果が得られず、粒界腐食も発生していき、耐孔食性(耐腐食性)が低下してしまう。一方、Znの含有量が10.0質量%を超えて含有するとクラッド圧延時に割れが発生するだけでなく、自己腐食性が増大する。従って、Znの含有量は2.0〜10.0質量%とする。なお、好ましくは4.0〜9.0質量%である。
<残部:Alおよび不可避的不純物>
犠牲材3は、残部がAlおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物として、たとえば、Ti、Zr、B、Feがあげられる。これら不可避的不純物は合計で0.5質量%まで含有していても、本発明の効果を妨げることはない。したがって、不可避的不純物の含有量の合計は0.5質量%まで許される。
犠牲材3は、前記組成に加えて、Mn:0.3〜2.0質量%およびSi:0.1〜1.0質量%の少なくとも1種をさらに含有してもよい。
<Mn:0.3〜2.0質量%>
Mnは、犠牲材3の強度を向上させる効果がある。Mnは犠牲材3の中に固溶し、犠牲材3の強度を向上させる。しかし、Mnの含有量が0.3質量%未満では強度が向上せず割れが発生しやすい。一方、2.0質量%を超えて含有すると粗大な析出物を形成し、犠牲材3の中でカソードサイトとして振る舞い、孔食(腐食)を促進しやすい。従って、Mnの含有量は0.3〜2.0質量%が好ましい。なお、より好ましくは0.5〜1.2質量%である。
<Si:0.1〜1.0質量%>
Siは、犠牲材3の強度を向上させる効果がある。しかし、Siの含有量が0.1質量%未満では強度が向上せず割れが発生しやすい。一方、Siの含有量が多いほうが犠牲材3の強度を向上させるが、Siの含有量が1.0質量%を超えて含有すると粗大な析出物を形成し、粒界腐食感受性が増大しやすい。従って、Siの含有量は0.1〜1.0質量%が好ましい。なお、より好ましくは0.1〜0.7質量%である。
犠牲材3は、前記組成に加えて、Cr:0.01〜0.3質量%をさらに含有してもよい。
<Cr:0.01〜0.3質量%>
Crは、犠牲材3においてAlとの微細な析出物を形成し、微細なカソードサイトとして振舞う。Cr添加により微細分散した孔食起点のカソードサイトを増やし、深さ方向への腐食進展を抑制させる。しかし、Crの含有量が0.01質量%未満ではカソードサイトの分散が十分でなく、効果が発現しにくい。一方、Crの含有量が0.3質量%を超えて含有すると粗大な析出物を形成し、カソードサイトの分散が十分でなく、かえって耐孔食性を低下させやすい。従って、Crの含有量は0.01〜0.3質量%が好ましい。なお、より好ましくは0.05〜0.2質量%である。
《ろう材》
ろう材4は、Al−Si系合金からなり、Al−Si系合金としては、一般的なJIS合金、例えば4343合金、4045合金等が挙げられる。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。すなわち、Al−Si系合金としては、Al−Si系合金、またはAl−Si−Zn系合金が挙げられる。また、Si、Znの他、例えば、Fe、Cu、Mn、Mg等を含有してもよい。
Al−Si系合金は、不可避的不純物として、例えば、Ti、Zr、B、Feが含有されている。このような不可避的不純物を、例えば、Tiを0.05質量%以下、Zrを0.2質量%以下、Bを0.1質量%以下、Feを0.2質量%以下(いずれも0質量%を含まない)等の範囲で含有していても、本発明の効果を妨げるものではない。したがって、このような不可避的不純物の含有は許容される。なお、ろう材4において、このような不可避的不純物の含有量が合計で0.4質量%まで許容できる。
図1(b)に示すように、本発明に係るクラッド材1bは、前記芯材2、犠牲材3およびろう材4を備え、芯材2とろう材4の間には、Mgを含有しないアルミニウム合金からなる中間材5を設けることが好ましい。このような中間材5を芯材2とろう材4との間に設けることにより、芯材2がMgを含有する場合には、芯材2に含有されるMgがろう材4に熱拡散するのを防ぐ効果があり、ろう付け性の低下を防ぐことができる。
《中間材》
中間材5は、Mgを含有しないアルミニウム合金からなり、純AlやJIS規定の3000系合金(例えば、3003合金)等が好ましい。また、強度向上およびろう材4の電位差確保のために、Mgを含有しないアルミニウム合金に必要に応じてSi、Mn、Cu、Ti等を添加することができる。その組成例としては、Al−1質量%Si−1質量%Cu−1.6質量%Mnなどが挙げられる。こうような中間材5によって、芯材2のMgのろう材4への熱拡散を防止することができる。また、添加元素により、ろう材4よりも電位を貴に保つことができ、芯材2の孔食(腐食)を防止することができる。
Mgを含有しないアルミニウム合金は、不可避的不純物として、例えば、Zr、B、Feが含有されている。このような不可避的不純物を、例えば、Zrを0.2質量%以下、Bを0.1質量%以下、Feを0.2質量%以下(いずれも0質量%を含まない)等の範囲で含有していても、本発明の効果を妨げるものではない。したがって、このような不可避的不純物の含有は許容される。なお、中間材5において、このような不可避的不純物の含有量が合計で0.4質量%まで許容できる。
本発明に係るクラッド材1a(1b)は、例えば、以下のような製造方法により製造できる。
まず、芯材用アルミニウム合金、犠牲材用アルミニウム合金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、造塊、鋳造して鋳塊を製造し、必要に応じて面削および均質化熱処理をおこなって、芯材用鋳塊、犠牲材用鋳塊およびろう材用鋳塊を製造する。各々の鋳塊は、それぞれ所望の厚さに熱間圧延して、または、それぞれ所望の厚さに機械的にスライスして、芯材用部材、犠牲材用部材およびろう材用部材とする。中間材を設ける場合には、前記と同様に中間材用部材を製造する。
次に、芯材用部材の一面側に犠牲材用部材、その他面側にろう材用部材(必要に応じて、中間材用部材)を重ね合わせ、この重ね合わせたものに熱処理(再加熱)を行い、熱間圧延により圧着する。その後、冷間圧延、中間焼鈍を行い、さらに冷間圧延を行う。なお、その後、仕上げ焼鈍をしても構わない。
なお、クラッド材1a(1b)を製造するにあたり、前記工程に悪影響を与えない範囲においては、各工程の間や前後に、たとえば、ゆがみ矯正処理等のほかの工程を含めても構わない。
次に、熱交換器用アルミニウム合金クラッド材について、本発明の要件をみたす実施例と、満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。
《供試材の製造》
表1のような化学組成を有する犠牲材用のアルミニウム合金を連続鋳造により、溶解、造塊し、700〜760℃の鋳造温度にて鋳造して鋳塊を製造したあと、550℃(6時間以下)で均質化処理を行った後、400℃以上で熱間圧延して犠牲材用部材を製造した。
また、表2のような化学組成を有する芯材用のアルミニウム合金を連続鋳造により、溶解、造塊し、700℃の鋳造温度にて鋳造して鋳塊を製造したあと、530℃(6時間以下)で均質化処理を行った後、熱間圧延して芯材用部材を製造した。
さらに、表4のような化学組成を有する中間材用のアルミニウム合金を、芯材用部材と同様にして中間材用部材を製造した。
そして、Al−11質量%Si合金のろう材用アルミニウム合金を、一般的な条件の下で鋳造し、均質化処理したあと、熱間圧延することにより、ろう材用部材を製造した。
製造した芯材用部材の一面側に犠牲材用部材を重ね、その他面側にろう材用部材を重ねて、400〜550℃にて熱間圧延、その後冷間圧延、中間焼鈍を行い、さらに冷間圧延して、表3に示すNo.1〜24のクラッド材を製造した。なお、クラッド材の板厚は0.25mm、犠牲材の板厚は0.03mm、芯材の板厚0.19mmとした。
同様に、芯材用部材の一面側に犠牲材用部材を重ね、その他面側にろう材用部材および中間材用部材を重ねて、400〜550℃にて熱間圧延、その後冷間圧延して表5に示すNo.25〜30の中間材を含むクラッド材を製造した。なお、クラッド材の板厚は0.30mm、犠牲材の板厚は0.03mm、芯材の板厚は0.19mm、中間材の板厚は0.05mmとした。
このようにして製造したクラッド材について、以下のような手順でろう付け後の引張り強さ(ろう付け後強度)、ろう付け性および耐孔食性の評価を行った。
〈ろう付け後の引張り強さ〉
ろう付け後の引張り強さは、引張り試験により破断する強さによって評価した。N雰囲気中に600℃×3分の条件にて加熱後(ろう付け後)、圧延方向に平行な方向に試験片を切り出し、引張り試験を行った。ろう付け後の引っ張り強さが160MPa未満を不良(××)、160MPa以上180MPa未満をやや不良(×)、180MPa以上を良好(○)と評価した。その結果を表3および表5に示す。
〈ろう付け性〉
ろう付け性の評価は、すきま充填試験法(アルミニウムブレージングハンドブック(平成4年1月発行)、軽金属構造溶接協会、133頁に記載の「すきま充填試験法」参照)にて、すきま充填長さを計測し、ろう付け性として評価した。上板にクラッド材、下板にアルミ材(3003合金、板厚は1.0mm)を用い、1.0mmφのスペーサを用いた。フッ化物系フラックスを上板クラッド材のろう材面に5g/m塗布し、窒素雰囲気下で600℃×5分保持のろう付試験を行った。すきま充填長さが20mm以下を不良(×)、20mm超えるものを良好(○)として評価した。その結果を表3および表5に示す。
〈耐孔食性〉
耐孔食性の評価は、最大孔食深さを測定することにより行った。最大孔食深さは、以下のようにして測定した。クラッド材を縦幅50mmおよび横幅50mmの寸法で切り出し、冷却水模擬液としてのOY水(Cl:195質量ppm、SO 2−:60質量ppm、Cu2+:1質量ppm、Fe3+:30質量ppm、pH:3.0)に浸漬し、88℃で8時間保持(室温から88℃への加熱時間を含む)した後、室温で16時間保持(88℃から室温への自然冷却時間を含む)するサイクルの浸漬試験を1ヶ月間行い、試験後の犠牲材側の腐食深さ(最大孔食深さ)を測定した。
最大孔食深さの測定は、前記浸漬試験後のサンプルの表面に生じた腐食生成物を除去した後、各クラッド材に生じた孔食深さを焦点深度法で50点/枚測定し、測定した50点のうち、最も深い孔食を最大孔食深さとした。最大孔食深さが、40μm以下の場合には耐孔食性が良好、40μmを超える場合には耐孔食性が不良と評価した。その結果を表3および表5に示す。
Figure 2011068933
Figure 2011068933
Figure 2011068933
Figure 2011068933
Figure 2011068933
表3に示すように、実施例(No.1〜16)は、本発明の要件を満たしているため、ろう付け後強度が高くなり、ろう付け性および耐孔食性が優れていた。
一方、比較例(No.17)は、犠牲材中のMnが少ないため割れが発生し、そして、芯材中のSi、MnおよびMgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のCaおよびZnが少なく、Crが多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.18)は、犠牲材中のMnが少ないため割れが発生し、そして、芯材中のMnおよびTiが多く、Mgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のCaおよびZnが少なく、Crが多い、そして、芯材中のMnも多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.19)は、犠牲材中のCaが多く、Siが少ないため割れが発生し、そして、芯材中にMgを含まず、Mnも少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa以上180MPa未満で破断した。また、芯材中のSiが多いため、ろう付け性が劣っていた。さらに、犠牲材中にZnを含まず、Mnが多い、そして、芯材中のCuおよびTiが少ないため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.20)は、犠牲材中のCaが多く、Siが少ないため割れが発生し、そして、芯材中のMnが多いため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuおよびMgが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中にZnを含まず、Mnも多い、そして、芯材中のMnが多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.21)は、犠牲材中のMnが少ないため割れが発生し、そして、芯材中にMgを含まず、Mnも少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa以上180MPa未満で破断した。また、芯材中のSiが多いため、ろう付け性が劣っていた。さらに、犠牲材中のZnが少なく、SiおよびCrが多い、そして、芯材中のCuおよびTiが少ないため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.22)は、犠牲材中のMnが少ないため割れが発生し、そして、芯材中のMnおよびTiが多く、Mgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のZnが少なく、SiおよびCrが多い、そして、芯材中のMnが多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.23)は、犠牲材中のCaおよびZnが多いため割れが発生し、そして、芯材中のSi、MnおよびMgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のZnおよびSiが多く、Crが少ないため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.24)は、犠牲材中のCaおよびZnが多いため割れが発生し、そして、芯材中のMnが多いため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuおよびMgが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のZnおよびSiが多く、Crが少ない、そして、芯材中のMnが多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
表5に示すように、実施例(No.25〜28)は、本発明の要件を満たしているため、ろう付け後強度が高くなり、ろう付け性および耐孔食性が優れていた。
一方、比較例(No.29)は、犠牲材中のMnが少ないため割れが発生し、そして、芯材中のSi、MnおよびMgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のCaおよびZnが少なく、Crが多いため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
比較例(No.30)は、犠牲材中のCaおよびZnが多いため割れが発生し、そして、芯材中のSi、MnおよびMgが少ないため、ろう付け後強度が低く、160MPa未満で破断した。また、芯材中のCuが多いため、芯材が溶融しろう付けできなかった。さらに、犠牲材中のZnおよびSiが多く、Crが少ないため、孔食が進展し耐孔食性が劣っていた。
1a、1b クラッド材
2 芯材
3 犠牲材
4 ろう材
5 中間材

Claims (5)

  1. 芯材と、前記芯材の一面側に形成された犠牲材と、前記芯材の他面側に形成されたAl−Si系合金からなるろう材とを備えた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材であって、
    前記犠牲材が、Ca:0.001〜0.01質量%、Zn:2.0〜10.0質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、
    前記芯材が、Si:0.1〜1.5質量%、Mn:0.3〜2.0質量%、Cu:0.1〜1.0質量%、Ti:0.02〜0.30質量%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
  2. 前記犠牲材がさらに、Mn:0.3〜2.0質量%およびSi:0.1〜1.0質量%の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1に記載の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
  3. 前記犠牲材がさらに、Cr:0.01〜0.3質量%含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
  4. 前記芯材がさらに、Mg:0.05〜0.7質量%含有する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熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
  5. 前記芯材と前記ろう材との間に、Mgを含有しないアルミニウム合金からなる中間材を設けた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熱交換器用アルミニウム合金クラッド材。
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