JP6351205B2 - 高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents
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Description
本発明は、高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートに関し、詳細には、ラジエータ等の熱交換器における高温圧縮空気や冷媒の通路構成材として好適に使用される高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートに関する。更に本発明は、前記高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品に関する。
アルミニウム合金は軽量かつ高熱伝導性を備えており、適切な処理により高耐食性が実現できるため、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、ヒータ、インタークーラ等の自動車用熱交換器の構成材料として用いられている。例えば、自動車用熱交換器のチューブ材としては、３００３合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金を心材として、その片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材、又は、Ａｌ−Ｚｎ系合金の犠牲陽極材をクラッドした２層クラッド材や、更に、心材の他方の片面にＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材をクラッドした３層クラッド材である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。熱交換器は通常、アルミニウム合金ブレージングシートにコルゲート成形したフィンを組み合わせて、６００℃程度の高温でろう付して接合することによって製造される。
この熱交換器のチューブの内外に腐食性を有する液体が存在すると、孔食発生によるチューブの貫通や、均一腐食によるチューブの板厚減少が生じ、耐圧強度が低下した結果チューブ材が破裂するおそれがある。そして、チューブに貫通や破裂が発生すると、内部を循環している空気や冷却水、冷媒の漏洩が生じる危険性がある。この熱交換器における腐食性液体としては、例えば、ラジエータのチューブ内部には冷却水が流れており、チューブ外部は外環境からの腐食性物質、例えば融雪塩等が付着することから、チューブの内外共に腐食環境にあるといえる。
従来、熱交換器のチューブにおける腐食対策としては、チューブの内側については犠牲陽極材をクラッドして防食し、チューブの外側についてはチューブ自体に犠牲層をクラッドすることはせず、フィンの構成材料であるアルミニウム合金にＺｎを添加する等して孔食電位を卑化し、フィンによる犠牲防食作用を利用している。
ところで、最近の自動車に使用される新しい熱交換器のチューブについては、より一層の軽量化を実現するための薄肉化に関する要求が高くなっている。このチューブの薄肉化の要求に対応するため、チューブ材の板厚を薄くしていくと、深さがさほど大きくない腐食孔であっても致命的なものとなり得る。これは、フィンによる犠牲防食のみではチューブ外側のろう材の防食が不十分であることを意味する。従って、薄肉化を考慮する場合、フィンがろう付されるチューブの外面に対しては、従来からあるフィンとのろう付機能に加えて、犠牲防食機能を具備させる必要が生じる。
ここで、チューブ片面にろう付機能と犠牲防食効果の両方の機能を持たせるための手段としては、心材とろう材の間に犠牲防食効果を有する中間層材をクラッドした、ろう材／中間層材（Ｚｎによる犠牲防食効果あり）／心材／犠牲陽極材からなる４層材を用いることが考えられる。かかる４層材のブレージングシートとして、例えば、特許文献１及び２に記載のブレージングシートがある。
特許文献１に記載されたブレージングシートは、心材とろう材との間にＡｌ−Ｚｎ系合金の中間層材を有しており、更に心材の中間層材を有さない面には犠牲陽極材がクラッドされているので、チューブの両面に犠牲防食効果を有する。
また、特許文献２に記載されたブレージングシートは、同じく心材とろう材との間にＡｌ−Ｚｎ系合金の中間層材を有しており、更に心材の中間層材を有さない面には、選択的に犠牲陽極材をクラッドしても良いとされているので、チューブの両面に犠牲防食効果を持たせることも可能である。
また、特許文献２に記載されたブレージングシートは、同じく心材とろう材との間にＡｌ−Ｚｎ系合金の中間層材を有しており、更に心材の中間層材を有さない面には、選択的に犠牲陽極材をクラッドしても良いとされているので、チューブの両面に犠牲防食効果を持たせることも可能である。
しかしながら、本発明者等によれば、従来のろう材／中間層材／心材／犠牲陽極材からなる４層材のブレージングシートは、板厚を薄く設定した場合における耐食性が不十分である。これら４層材のブレージングシートは、ろう付加熱中に心材に対してその両面からＺｎが拡散するため、板厚を薄くすると、心材の板厚全体にＺｎが拡散するおそれがある。そうなると、心材とろう材表面とのＺｎ濃度差、或いは、心材と犠牲陽極材表面とのＺｎ濃度差が小さくなるため、犠牲防食効果が十分でなくなるからである。この点、上記の特許文献１、２についてみると、これらの先行技術においては、ブレージングシートの板厚については述べられておらず、具体的な実施例の板厚は１．０ｍｍ以上の厚肉材のみであり、板厚を薄くした場合の心材へのＺｎ拡散といった問題点について何ら考慮されていない。
このように、アルミニウム合金ブレージングシートを、例えば熱交換器のチューブ材であって、その内外面の双方が厳しい腐食環境にあり、しかも板厚が薄いものに適用する際において、双方の面に十分な犠牲防食効果を具備させ、かつ、片面にはろう付機能を具備させることは、従来の技術では困難であった。
本発明は、かかる問題点を解消するべく完成されたものであって、アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、板厚が小さい場合においても両面で十分な犠牲防食効果を発揮し、かつ、その片面にはろう付機能を有し、ろう付時における溶融ろうによる侵食のない良好なろう付性を発揮する高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート、並びに、これを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品の提供を目的とする。
本発明者等は上記課題について鋭意研究を重ねた結果、ろう材／中間層材／心材／犠牲陽極材からなる４層材のブレージングシートの各構成について、それぞれについて特定の合金組成を有する材料を設定し、それらをクラッドしたものがその課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
具体的には、本発明は、心材と、前記心材の一方の面にクラッドされた中間層材と、前記中間層材にクラッドされたろう材と、前記心材の他方の面にクラッドされた犠牲陽極材と、を備えるアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、前記心材は、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％(以下、％とする)、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．５〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記中間層材は、Ｚｎ：０．５〜８．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記ろう材は、Ｓｉ：２．５〜１３．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜１．２ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記犠牲陽極材は、Ｚｎ：０．５〜８．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなることを特徴とする、高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートである。
以下、本発明に係る高耐食性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の好適な実施態様について、詳細に説明する。まず、本発明に係る高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートを構成する、心材、中間層材、ろう材、犠牲陽極材の各構成について説明する。尚、以下の説明において、材料組成を示す「％」とはｍａｓｓ％の意義である。
Ａ．心材
心材には、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。本発明の心材に用いるアルミニウム合金は、ＪＩＳ ３０００系合金、例えばＪＩＳ ３００３合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金が好適に用いられる。以下、各成分について説明する。
心材には、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。本発明の心材に用いるアルミニウム合金は、ＪＩＳ ３０００系合金、例えばＪＩＳ ３００３合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金が好適に用いられる。以下、各成分について説明する。
Ｓｉは、Ｆｅ、Ｍｎと共にＡｌ−Ｆｅ―Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させ、或いは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させる必須の構成元素である。Ｓｉ含有量は、０．０５〜１．５％である。０．０５％未満では上記効果が不十分となり、１．５％を超えると心材の融点が低下して溶融が生じるおそれが高くなる。Ｓｉの好ましい含有量は、０．１〜１．２％である。
Ｆｅは、Ｓｉ、ＭｎとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させる必須の構成元素である。Ｆｅの添加量は、０．０５〜２．０％である。含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。一方、２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｆｅの好ましい含有量は、０．１〜１．５％以下である。
Ｍｎは、Ｓｉと共にＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させ、或いは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させる必須の構成元素である。Ｍｎ含有量は、０．５〜２．０％である。０．５％未満では上記効果が不十分となり、２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｍｎの好ましい含有量は、０．８〜１．８％である。
また、心材は、Ｃｕ：０．０５〜１．５％、Ｍｇ：０．０５〜０．５％、Ｔｉ０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、及び、Ｖ：０．０５〜０．３％から選択される１種以上を選択的添加元素として含有しても良い。
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｃｕ含有量は、０．０５〜１．５％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が不十分となり、１．５％を超えると鋳造時におけるアルミニウム合金の割れ発生のおそれが高くなる。Ｃｕの好ましい含有量は、０．３〜１．０％とする。
Ｍｇは、Ｍｇ２Ｓｉの析出により強度を向上させるので含有させても良い。Ｍｇ含有量は、０．０５〜０．５％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が不十分となり、０．５％を超えるとろう付が困難となる。Ｍｇ含有量は、より好ましくは０．１〜０．４％とする。
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が不十分となる。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い添加元素である。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｃｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い添加元素である。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
これら選択的添加元素であるＣｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶは、心材中に必要により少なくとも１種が添加されていれば良い。更に、上記必須元素及び選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％含有していても良い。
Ｂ．中間層材
中間層材には、Ｚｎ：０．５〜８．０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
中間層材には、Ｚｎ：０．５〜８．０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
Ｚｎは、ろう付加熱時にろう材表面へ拡散し、ろう付加熱後のろう材表面の孔食電位を卑にすることができ、ろう材表面と心材との電位差を形成することで犠牲陽極効果により耐食性を向上することができる。Ｚｎの含有量は０．５〜８．０％である。０．５％未満では、犠牲陽極効果による耐食性向上の効果が十分に得られない。一方、８．０％を超えると、腐食速度が速くなり早期に犠牲防食層が消失して耐食性が低下する。Ｚｎの好ましい含有量は、１．０〜６．０％である。
Ｓｉは、ＦｅとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、またＭｎを同時に含有している場合にはＦｅ、ＭｎとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させ、或いは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させる。Ｓｉの含有量は、０．０５〜１．５％である。含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。一方、１．５％を超えると中間層材の融点が低下してろう付時に溶融が生じるおそれが高くなる。Ｓｉの好ましい含有量は、０．１〜１．２％である。
Ｆｅは、ＳｉとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、またＭｎを同時に含有している場合にはＳｉ、ＭｎとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させる。Ｆｅの添加量は、０．０５〜２．０％である。含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。一方、２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｆｅの好ましい含有量は、０．１〜１．５％以下である。
また、中間層材は、Ｍｎ:０．０５〜０．５％、Ｍｇ:０．０５〜０．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％から選択される１種以上を選択的添加元素として更に含有しても良い。
Ｍｎは、Ｓｉ、ＦｅとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成する。この金属間化合物は分散強化により強度を向上させるが、この金属間化合物は同時に腐食速度をも増大させる。特に、中間層材はろう材と隣接しているため、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し易いことから、Ｍｎはその含有量を適切な範囲とする必要がある。そして、Ｍｎの含有量は、０．５％以下が好ましい。０．５％を超えると金属間化合物の影響により腐食速度が速くなり早期に犠牲防食層が消失して耐食性が低下する。一方、０．０５％未満では、強度向上の効果が十分でない。なお、耐食性の面からＭｎの含有量は０．１％以下に規制されることがより好ましく、更に好ましくは０．０１％以下である。また、耐食性の面からＭｎの好ましい含有量に下限値は無いが、含有量が０．００１％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。
Ｍｇは、Ｍｇ２Ｓｉの析出により強度を向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｍｇ含有量は、０．０５〜０．５％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が不十分となり、０．５％を超えるとろう付が困難となる。Ｍｇ含有量は、より好ましくは０．１〜０．４％とする。
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では、上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、より好ましくは０．０５〜０．２％とする。
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い添加元素である。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｃｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い添加元素である。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、より好ましくは０．０５〜０．２％とする。
これら選択的添加元素であるＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶは、中間層材中に必要により少なくとも１種が添加されていれば良い。更に、上記必須元素及び選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％含有していても良い。
Ｃ．ろう材
ろう材には、Ｓｉ：２．５〜１３．０％、Ｆｅ：０．０５〜１．２％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
ろう材には、Ｓｉ：２．５〜１３．０％、Ｆｅ：０．０５〜１．２％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
Ｓｉはろう材の必須構成元素であり、その添加によりろう材の融点を低下させ液相を生じさせ、これによってろう付を可能にする。Ｓｉ含有量は２．５〜１３．０％である。２．５％未満では、生じる液相が僅かでありろう付が機能し難くなる。一方、１３．０％を超えると、例えばフィン等の相手材へ拡散するＳｉ量が過剰となり、相手材への侵食が発生してしまう。Ｓｉの好ましい含有量は、３．５〜１２．０％である。
ＦｅはＡｌ−Ｆｅ系やＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し易いために、ろう付に有効となるＳｉ量を低下させ、ろう付性の低下を招く。即ち、Ｆｅはろう付性を確保する上でその濃度を規制すべき元素である。Ｆｅ含有量は、０．０５〜１．２％である。０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高を招く。一方、１．０％を超えると、上記作用によりろう付が不十分となる。Ｆｅの好ましい含有量は、０．１〜０．５％である。
また、本発明において、ろう材は、Ｃｕ：０．０５〜０．６％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｎａ：０．００１〜０．０５％、Ｓｒ：０．００１〜０．０５％から選択される１種以上を選択的添加元素として更に含有しても良い。
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｃｕ含有量は、０．０５〜０．６％とするのが好ましい。０．０５％未満では上記効果が不十分となり、一方、０．６％を超えると、表面の孔食電位が貴になってしまい、犠牲防食効果を損失して耐食性が低下する。Ｃｕのより好ましい含有量は、０．１〜０．４％である。
Ｍｎは、強度と耐食性を向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｍｎの含有量は、０．０５〜２．０％とするのが好ましい。２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。一方、０．０５％未満では、その効果が十分得られない。Ｍｎ含有量は、より好ましくは０．０５〜１．８％とする。
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い添加元素である。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３％とするのが好ましい。０．０５％未満では、上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い添加元素である。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｃｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３％が好ましい。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．１〜０．２％とする。
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３％である。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、好ましくは０．１〜０．２％である。
以上の選択的添加元素であるＭｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖは、ろう材中に必要により少なくとも１種が添加されていれば良い。また、上記必須元素及び選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％含有していても良い。
Ｄ．犠牲陽極材
犠牲陽極材には、Ｚｎ：０．５〜８．０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
犠牲陽極材には、Ｚｎ：０．５〜８．０％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％、Ｆｅ：０．０５〜２．０％を必須元素として含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が用いられる。
Ｚｎは孔食電位を卑にすることができ、心材との電位差を形成することで犠牲陽極効果により耐食性を向上することができる。Ｚｎの含有量は０．５〜８．０％である。０．５％未満では、犠牲陽極効果による耐食性向上の効果が十分に得られない。一方、８．０％を超えると、腐食速度が速くなり早期に犠牲防食層が消失して耐食性が低下する。Ｚｎの好ましい含有量は、２．１〜６．０％である。
Ｓｉは、ＦｅとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、またＭｎを同時に含有している場合にはＦｅ、ＭｎとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させ、或いは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させる。Ｓｉの含有量は、０．０５〜１．５％である。含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。一方、１．５％を超えるとろう付時に溶融を生じるおそれが高くなる。Ｓｉの好ましい含有量は、０．１〜１．２％である。
Ｆｅは、ＳｉとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、またＭｎを同時に含有している場合にはＳｉ、ＭｎとともにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化により強度を向上させる。Ｆｅの添加量は、０．０５〜２．０％である。含有量が０．０５％未満では、高純度アルミニウム地金を使用しなければならずコスト高となる。一方、２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｆｅの好ましい含有量は、０．１〜１．５％以下である。
また、犠牲陽極材は、Ｍｇ:０．０５〜３．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、Ｔｉ：０．０５〜０．３％、Ｚｒ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％から選択される１種以上を選択的添加元素として更に含有しても良い。
Ｍｇは、Ｍｇ２Ｓｉの析出により犠牲陽極材の強度を向上させる。また、犠牲陽極材自身の強度を向上させるだけでなく、ろう付することにより犠牲陽極材から心材にＭｇが拡散して心材の強度も向上させる。これらの理由から、Ｍｇを含有させても良い。Ｍｇの含有量は、０．０５〜３．０％が好ましい。０．０５％未満ではそれらの効果が十分得られない場合があり、３．０％を超えるとクラッド熱間圧延工程において犠牲陽極材と心材との圧着が困難となる。Ｍｇ含有量は、０．１〜２．０％とするのがより好ましい。なお、Ｍｇはノコロックろう付におけるフラックスを劣化させてろう付性を阻害するため、犠牲陽極材が０．５％以上のＭｇを含有する場合はチューブ材同士の接合にはノコロックろう付を採用できない。この場合には、例えばチューブ材同士の接合には溶接等の手段を用いる必要がある。
Ｍｎは、強度と耐食性を向上させるので含有させても良い。Ｍｎの含有量は、０．０５〜２．０％である。２．０％を超えると鋳造時に巨大金属間化合物が形成され易くなり、塑性加工性を低下させ、また犠牲陽極層の電位を貴にするため、犠牲陽極効果を阻害して耐食性を低下させる。一方、０．０５％未満では、その効果が十分得られない。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０５〜１．８％である。
Ｔｉは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い。Ｔｉ含有量は、０．０５〜０．３％である。０．０５％未満では、上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０５〜０．２％である。
Ｚｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い。Ｚｒ含有量は、０．０５〜０．３％である。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｚｒ含有量は、好ましくは０．１〜０．２％である。
Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させると共にＡｌ−Ｃｒ系の金属間化合物を析出させてろう付後の結晶粒を粗大化する作用を有するので含有させても良い。Ｃｒ含有量は、０．０５〜０．３％である。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１〜０．２％である。
Ｖは、固溶強化により強度を向上させると共に耐食性も向上させるので含有させても良い。Ｖ含有量は、０．０５〜０．３％である。０．０５％未満では上記効果が得られない。０．３％を超えると巨大金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性を低下させる。Ｖ含有量は、好ましくは０．０５〜０．２％である。
これらＭｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶは、中間層材中に必要により少なくとも１種が添加されていれば良い。更に、上記必須元素及び選択的添加元素の他に不可避的不純物を、各々０．０５％以下、全体で０．１５％含有していても良い。
以上のように組成調整が適切になされた、心材、中間層材、ろう材、犠牲陽極材をクラッドした本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、両面に十分な犠牲防食効果を備えつつも片面のろう付機能も確保されたものである。そして、板厚が薄い場合において、本発明の効果は最大限に発揮される。具体的には、アルミニウム合金ブレージングシートの全体の板厚が４５０μｍ以下の場合において、本発明の効果が最大限に発揮される。上記の通り、従来、アルミニウム合金ブレージングシートの板厚を４５０μｍ以下とした場合、フィンによる犠牲防食のみでは不十分であるが、本発明ではフィンの有無によらずに十分な犠牲防食効果が発揮される。本発明の効果を最大限に発揮するための、より好ましい板厚は、３６０μｍ以下である。尚、板厚が４５０μｍより大きい場合には、フィンによる犠牲防食だけでも十分な効果があり、本発明の有効性が薄らぐこととなる。
また、既に述べたように、板厚が薄い場合には、心材の板厚全体にＺｎが拡散し、心材と犠牲陽極材表面とのＺｎ濃度差による犠牲防食効果が十分でなくなり、耐食性が不十分となるおそれがある。そのため、本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートにおいては、ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎ量が多くなるようにすることが好ましい。具体的には、ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎ量が０．３％以上であれば、心材の板厚全体にＺｎが拡散しても、十分な耐食性を有することができる。ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎ量が０．３％未満の場合は、心材の板厚全体にＺｎが拡散した場合には、十分な耐食性を有することができない。
ここで、ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎ量は、ろう付前の犠牲陽極材のＺｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値によって決まる。この値は、ろう付前のアルミニウム合金ブレージングシートの犠牲陽極材に含まれるＺｎの総量を意味する。Ｚｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値が４０以上であれば、ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎは０．３％以上となる。Ｚｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値が４０未満の場合は、ろう付後の犠牲陽極材の表面Ｚｎは０．３％未満となってしまう。Ｚｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値は、より好ましくは５０以上である。尚、犠牲陽極材の厚さについては特に制限は無いが、本願発明が薄肉材に対応可能であることを考慮すれば、８０μｍ以下とするのが好ましい。また、製造による犠牲陽極材の厚さのバラツキを考慮すれば、１０μｍ以上とするのが好ましい。
尚、板厚が薄い場合の心材へのＺｎ拡散による耐食性低下は、ろう材表面についても同様のことが言える。もっとも、ろう材表面の耐食性については、不十分であるもののフィンによる犠牲防食効果を付加的に作用させることができる。従って、ろう付後のろう材の表面Ｚｎ量や、中間層材のＺｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値については、特に制限する必要は無い。
また、本発明に係る高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートにおいては、犠牲陽極材の厚さについては規定するものの、ろう材層及び中間層材の厚さには特に制限はない。但し、例えば自動車用熱交換器のチューブ材として使う場合には、クラッド率にして２〜３０％程度で設定されることが多い。
本発明の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートの製造工程は、上記のアルミニウム合金心材、中間層材、犠牲陽極材、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材をそれぞれ鋳造して鋳塊となす鋳造工程と；鋳造した犠牲陽極材、中間層材及びＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材をそれぞれ熱間圧延する熱間圧延工程と；熱間圧延した犠牲陽極材を心材用鋳塊の一方の面に重ね合わせ、熱間圧延したＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を心材用鋳塊の他方の面に重ね合わせて、これらを加熱して熱間圧延を行ってクラッド材とする熱間クラッド圧延工程と；得られたクラッド材を冷間圧延する冷間圧延工程と；冷間圧延の途中又は冷間圧延の後に焼鈍を行う焼鈍工程と；を備える。
鋳造工程における条件に特に制限は無いが、通常は水冷式の半連続鋳造によって行われる。熱間圧延工程及び熱間クラッド圧延工程において、その加熱温度は通常は４００〜５６０℃程度で行うのが好ましい。４００℃未満では塑性加工性が乏しいため圧延時にコバ割れ等を生じる場合があり、また熱間クラッド圧延の場合は心材に対してろう材、中間層材、犠牲陽極材の圧着が困難となり、正常に熱間圧延を行うことができない場合がある。一方、５６０℃より高温の場合には、加熱中にろう材が溶融してしまうおそれがある。
焼鈍工程は圧延中の加工ひずみを低減させる目的で、通常は１００〜５６０℃程度で行うのが好ましい。１００℃未満ではその効果が十分でない場合があり、５６０℃を超えるとろう材が溶融してしまうおそれがある。なお、焼鈍工程にはバッチ式の炉を用いても、連続式の炉を用いても良い。また、焼鈍工程は冷間圧延工程の途中又は冷間圧延工程の後に少なくとも１回以上行われるものであるが、その実施回数に上限は無い。
アルミニウム合金心材を鋳造して得られる鋳塊を、熱間クラッド圧延工程の前に均質化処理工程に供しても良い。均質化処理工程は、通常は４５０〜６２０℃で行うことが好ましい。温度が４５０℃未満ではその効果が十分でない場合があり、６２０℃を超えると心材鋳塊の溶融を生じてしまうおそれがある。
以上説明した本発明に係る高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートは、自動車用熱交換器の流路形成部品、即ち、チューブの製造に好適である。この際、例えば、ブレージングシートを図１に示すようなＢ型断面形状に織り込んだものを、フラックスを塗布して６００℃程度に加熱することによりろう付することでチューブとすることができる。
本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、例えば熱交換器のチューブ材であって、チューブ内外の両面が厳しい腐食環境にあるものに対しても効果的な防食性能を有する。そして、チューブの肉厚を薄くした場合であっても、防食性能は維持される。そして、その片面にはろう付機能が付与されている。本発明に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、フィン接合率、耐エロージョン性等ろう付性にも優れ、更に軽量性や良好な熱伝導性の観点から、自動車用の熱交換器チューブ材として好適に用いられる。
以下、本発明の実施形態について、実施例と比較例に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、表１に示す合金組成を有するろう材、表２に示す合金組成を有する中間層材、表３に示す合金組成を有する心材、表４に示す合金組成を有する犠牲陽極材をそれぞれ製造した後、クラッドしてアルミニウム合金ブレージングシートとした。
各合金は、ＤＣ鋳造により鋳造し、各々両面を面削して仕上げた。面削後の鋳塊厚さは、いずれも４００ｍｍとした。そして、ろう材、中間層材及び犠牲陽極材については、最終板厚で狙いの厚さとなるクラッド率を計算し、それに必要な合わせ時の厚さとなるよう、５２０℃で３時間の加熱工程に供した後、所定の厚さまで熱間圧延した。
これらの合金を用い、心材合金の一方の面には表２の中間層材を、他方の面には表４の犠牲陽極材を組み合わせ、更に中間層材には、表１のろう材合金を組み合わせた。また、一部のものにおいては中間層材を用いず、心材合金の一方の面に表１のろう材を、他方の面に表４の犠牲陽極材を組み合わせた。これらの合わせ材を５２０℃で３時間の条件で加熱工程に供した後、熱間クラッド圧延工程にかけ、３．５ｍｍ厚さの４層又は３層クラッド材を作製した。この４層又は３層クラッド材に冷間圧延、４００℃で５時間保持の中間焼鈍、並びに、最終冷間圧延を施して、Ｈ１ｎ調質のブレージングシート試料を作製した。中間焼鈍後の冷間圧延率は、いずれも４０％とした。
本実施形態における各実施例、比較例のブレージングシートについての、心材、ろう材、中間層材、犠牲陽極材の合金の組み合わせ、最終板厚、及び最終板厚における各層の厚さについて表５に示す。また、犠牲陽極材のＺｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値についても表５に示す。
上記の製造工程においては、ブレージングシートの製造性の評価も行った。この製造工程において問題が発生せず、０．３ｍｍの最終板厚まで圧延できた場合は製造性を「○」とし、鋳造時や圧延時に割れが生じて０．３ｍｍの最終板厚まで圧延できなかった場合は製造性を「×」として製造性を評価した。この製造性の評価結果も表５に示す。
そして、製造した実施例、比較例のブレージングシート試料について、以下の方法にてろう付性、ろう付後における引張強さ、ろう付後における犠牲陽極材表面Ｚｎ量、ろう材側耐食性、犠牲材側耐食性に関する評価・測定を行った。
（ろう付性の評価）
厚さ０．０７ｍｍ、調質Ｈ１４、合金成分が３００３合金に１．０％のＺｎを添加した組成を有するフィン材を用意し、これをコルゲート成形して熱交換器フィン材とした。このフィン材を上記ブレージングシート試料のろう材面に配置し、５％のフッ化物フラックス水溶液中に浸漬し、６００℃で３分のろう付加熱に供して、ミニコア試料を作製した。このミニコア試料のフィン接合率が９５％以上であり、かつ、ブレージングシート試料及びフィンに溶融が生じていない場合をろう付性が合格「○」とし、フィン接合率が９５％未満である場合、ブレージングシート試料に溶融が生じた場合、フィンに溶融が生じた場合の少なくといずれかに該当する場合をろう付性が不合格「×」とした。
厚さ０．０７ｍｍ、調質Ｈ１４、合金成分が３００３合金に１．０％のＺｎを添加した組成を有するフィン材を用意し、これをコルゲート成形して熱交換器フィン材とした。このフィン材を上記ブレージングシート試料のろう材面に配置し、５％のフッ化物フラックス水溶液中に浸漬し、６００℃で３分のろう付加熱に供して、ミニコア試料を作製した。このミニコア試料のフィン接合率が９５％以上であり、かつ、ブレージングシート試料及びフィンに溶融が生じていない場合をろう付性が合格「○」とし、フィン接合率が９５％未満である場合、ブレージングシート試料に溶融が生じた場合、フィンに溶融が生じた場合の少なくといずれかに該当する場合をろう付性が不合格「×」とした。
（ろう付後における引張強さの測定）
６００℃で３分の熱処理（ろう付加熱に相当）を施したブレージングシート試料を、引張速度１０ｍｍ／分、ゲージ長５０ｍｍの条件で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って引張試験に供した。得られた応力−ひずみ曲線から引張強さを読み取った。その結果、引張強さが１２０ＭＰａ以上の場合を合格「○」とし、それ未満を不合格「×」とした。
６００℃で３分の熱処理（ろう付加熱に相当）を施したブレージングシート試料を、引張速度１０ｍｍ／分、ゲージ長５０ｍｍの条件で、ＪＩＳ Ｚ２２４１に従って引張試験に供した。得られた応力−ひずみ曲線から引張強さを読み取った。その結果、引張強さが１２０ＭＰａ以上の場合を合格「○」とし、それ未満を不合格「×」とした。
（ろう付後における犠牲陽極材表面Ｚｎ量の測定）
ブレージングシート試料の犠牲陽極材同士を重ね合わせ、６００℃で３分の熱処理（ろう付加熱に相当）を施し、Ｚｎ量測定用試料とした。これの圧延方向断面を樹脂埋めし、研磨により鏡面に仕上、ＥＰＭＡにてライン定量分析することにより犠牲陽極材表面のＺｎ量を測定した。
ブレージングシート試料の犠牲陽極材同士を重ね合わせ、６００℃で３分の熱処理（ろう付加熱に相当）を施し、Ｚｎ量測定用試料とした。これの圧延方向断面を樹脂埋めし、研磨により鏡面に仕上、ＥＰＭＡにてライン定量分析することにより犠牲陽極材表面のＺｎ量を測定した。
（ろう材側耐食性の評価）
ろう付性の評価にて用いたものと同じミニコア試料を用い、ブレージングシートの犠牲陽極材表面を絶縁樹脂でマスキングしてろう材面を試験面とし、ＪＩＳ−Ｈ８５０２に基づいて５００時間及び１０００時間のＣＡＳＳ試験に供した。その結果、１０００時間でブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものをＣＡＳＳの耐食性合格「○」とし、５００時間では腐食貫通が生じなかったが１０００時間では生じたものを耐食性不十分「△」とし、５００時間で腐食貫通が生じたものをＣＡＳＳの耐食性不合格「×」とした。
ろう付性の評価にて用いたものと同じミニコア試料を用い、ブレージングシートの犠牲陽極材表面を絶縁樹脂でマスキングしてろう材面を試験面とし、ＪＩＳ−Ｈ８５０２に基づいて５００時間及び１０００時間のＣＡＳＳ試験に供した。その結果、１０００時間でブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものをＣＡＳＳの耐食性合格「○」とし、５００時間では腐食貫通が生じなかったが１０００時間では生じたものを耐食性不十分「△」とし、５００時間で腐食貫通が生じたものをＣＡＳＳの耐食性不合格「×」とした。
（犠牲材側耐食性の評価）
上記Ｚｎ量測定用試料のろう材側を絶縁樹脂によってマスキングし、犠牲陽極材面を試験面とした。この合せ試料を、Ｃｌ−５００ｐｐｍ、ＳＯ４ ２−１００ｐｐｍ、Ｃｕ２＋１０ｐｐｍを含有する８８℃の高温水中で８時間浸漬し、次いで室温で１６時間放置する工程を１サイクルとするサイクル浸漬試験に３ヶ月間及び６ヶ月間供した。その結果、６ヶ月間でブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものを耐食性優秀「◎」とし、３ヶ月間では腐食貫通が生じなかったが、６ヶ月間では生じたものを耐食性合格「○」とし、３ヶ月間で腐食貫通が生じたものを不合格「×」とした。
上記Ｚｎ量測定用試料のろう材側を絶縁樹脂によってマスキングし、犠牲陽極材面を試験面とした。この合せ試料を、Ｃｌ−５００ｐｐｍ、ＳＯ４ ２−１００ｐｐｍ、Ｃｕ２＋１０ｐｐｍを含有する８８℃の高温水中で８時間浸漬し、次いで室温で１６時間放置する工程を１サイクルとするサイクル浸漬試験に３ヶ月間及び６ヶ月間供した。その結果、６ヶ月間でブレージングシートに腐食貫通の生じなかったものを耐食性優秀「◎」とし、３ヶ月間では腐食貫通が生じなかったが、６ヶ月間では生じたものを耐食性合格「○」とし、３ヶ月間で腐食貫通が生じたものを不合格「×」とした。
以上の評価結果を表５に示した。尚、製造性「×」のものについては試料を製造できなかったため、これらの評価は行なっていない。また、ろう付性評価において、評価が後述する「×」となったものについては、評価不可能な項目があるため、その他の評価を省略した。
ここで、各試験による測定結果及び評価結果について検討する。まず、実施例である試験Ｎｏ．１〜１３、４７〜５６についてみると、これらはブレージングシートの各構成（ろう材、中間層材、心材、犠牲陽極材）の組成について、本発明で規定する条件を満すものであり、製造性、ろう付性、ろう付後の引張強さ及び耐食性のいずれも合格であった。また、犠牲陽極材のＺｎ量（ｍａｓｓ％）×厚さ（μｍ）の値を４０（ｍａｓｓ％×μｍ）としたことで、犠牲陽極材側の耐食性も良好であった。これに対して比較例である試験Ｎｏ．１４〜４６は、ブレージングシートの各構成について本発明で規定する条件を具備しないことから、製造性、ろう付性、ろう付後の引張強さ及び耐食性のいずれかにおいて好ましいものではなかった。具体的には以下のような結果であった。
（ろう材の組成について）
試験Ｎｏ．１４は、ろう材のＳｉ成分が少な過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１５は、ろう材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１６は、ろう材のＦｅ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１７は、ろう材のＣｕ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１８は、ろう材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１９は、ろう材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２０は、ろう材のＮａ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２１は、ろう材のＳｒ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１４は、ろう材のＳｉ成分が少な過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１５は、ろう材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１６は、ろう材のＦｅ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１７は、ろう材のＣｕ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１８は、ろう材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．１９は、ろう材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２０は、ろう材のＮａ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２１は、ろう材のＳｒ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
（中間層材の組成について）
試験Ｎｏ．２２は、中間層材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２３は、中間層材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２４は、中間層材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２５は、中間層材のＭｎ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２６は、中間層材のＺｎ成分が少な過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２７は、中間層材のＺｎ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２８は、中間層材のＭｇ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２９〜３１は、中間層材を有していないため、ろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２２は、中間層材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２３は、中間層材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２４は、中間層材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２５は、中間層材のＭｎ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２６は、中間層材のＺｎ成分が少な過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２７は、中間層材のＺｎ成分が多過ぎたためろう材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２８は、中間層材のＭｇ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．２９〜３１は、中間層材を有していないため、ろう材側での耐食性が不合格であった。
（心材の組成について）
試験Ｎｏ．３２は、心材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３３は、心材のＭｇ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３４は、心材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３５は、心材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３６は、心材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３７は、心材のＣｕ成分が多過ぎたため鋳造時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３８は、心材のＭｎ成分が少な過ぎたためろう付加熱後の引張強さが不合格であった。
試験Ｎｏ．３２は、心材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３３は、心材のＭｇ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３４は、心材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３５は、心材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３６は、心材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３７は、心材のＣｕ成分が多過ぎたため鋳造時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３８は、心材のＭｎ成分が少な過ぎたためろう付加熱後の引張強さが不合格であった。
（犠牲陽極材の組成について）
試験Ｎｏ．３９は、犠牲陽極材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４０は、犠牲陽極材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４１は、犠牲陽極材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４２は、犠牲陽極材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４３は、犠牲陽極材のＺｎ成分が少な過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４４は、犠牲陽極材のＺｎ成分が多過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４５は、犠牲陽極材のＭｇ成分が少多過ぎたため熱間クラッド圧延時に心材と犠牲陽極材とが圧着されず、製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．３９は、犠牲陽極材のＳｉ成分が多過ぎたためろう付性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４０は、犠牲陽極材のＦｅ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４１は、犠牲陽極材のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４２は、犠牲陽極材のＭｎ成分が多過ぎたため圧延時に割れが生じ、ブレージングシートを作製することができず製造性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４３は、犠牲陽極材のＺｎ成分が少な過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４４は、犠牲陽極材のＺｎ成分が多過ぎたため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
試験Ｎｏ．４５は、犠牲陽極材のＭｇ成分が少多過ぎたため熱間クラッド圧延時に心材と犠牲陽極材とが圧着されず、製造性が不合格であった。
また、本発明においては、犠牲陽極材のＺｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値について、これが４０（％×μｍ）以上であるものが好ましいとしている。この点、試験Ｎｏ．４６は、犠牲陽極材のＺｎ量（％）×厚さ（μｍ）の値が４０（％×μｍ）未満であるため犠牲陽極材側での耐食性が不合格であった。
更に、試験Ｎｏ．５７〜５９は、ブレージングシートの板厚が本発明の効果が最大限に発揮されるとする条件よりも厚いもの（４５０μｍ以上）とする参考例である。これらの参考例の結果をみると、中間層材が本発明で規定する条件を満たしていなかったり、中間層材を有さなかったりする場合でも、板厚が厚い場合には耐食性に劣ることもなくその他の特性も十分であるので、本発明に対する劣等性は小さい。このことから、本発明は板厚の薄いブレージングシートの構成として特に有効であることがわかる。
本発明により、例えば、チューブの内外両面が腐食環境にあり、かつ、薄肉である熱交換器のチューブ材用アルミニウム合金ブレージングシートを提供できる。この高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートは、チューブの内外両面に犠牲防食効果を備え、かつ、その片面にはろう付機能を有することが可能であり、フィン接合率、耐エロージョン性等のろう付性、軽量性、熱伝導性に優れる。更に、このような高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器の流路形成部品も提供される。
Claims (5)
- 心材と、
前記心材の一方の面にクラッドされた中間層材と、
前記中間層材にクラッドされたろう材と、
前記心材の他方の面にクラッドされた犠牲陽極材と、を備える高耐食性アルミニウム合金ブレージングシートにおいて、
前記心材は、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．５〜１．８ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記中間層材は、Ｚｎ：０．５〜８．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記ろう材は、Ｓｉ：２．５〜１３．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜１．２ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記犠牲陽極材は、Ｚｎ：０．５〜８．０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
アルミニウム合金ブレージングシート全体の厚さが４５０μｍ以下であり、
更に、犠牲陽極材のＺｎ量（ｍａｓｓ％）×厚さ（μｍ）の値が８４（ｍａｓｓ％×μｍ）以上であることを特徴とする、高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。 - 心材は、更に、Ｃｕ:０．０５〜１．５ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０５〜０．５ｍａｓｓ％、Ｔｉ０．０５〜０．３ｓｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％から選択される１種以上を含有する、請求項１に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- 中間層材は、更に、Ｍｎ：０．０５〜０．５ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０５〜０．５ｍａｓｓ％、Ｔｉ０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％から選択される１種以上を含有する、請求項１又は２に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- ろう材は、更に、Ｃｕ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｖ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｎａ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％、Ｓｒ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％から選択される１種以上を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
- 犠牲陽極材は、更に、Ｍｇ：０．０５〜３．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ:０．０５〜２．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ０．０５〜０．３ｓｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％及びＶ：０．０５〜０．３ｍａｓｓ％から選択される１種以上を含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高耐食性アルミニウム合金ブレージングシート。
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