【課題を解決するための手段】
【0006】
すなわち、本発明の電縫溶接チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートのうち、第1の本発明は、チューブ成形前の板厚をt、チューブ成形後の溶接径をDとしたとき、t/D×100(%)が2.0%以下となる電縫溶接チューブに供される電縫溶接チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートであって、
前記電縫溶接チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートの芯材が、不可避不純物以外にCu、Si、およびFeから選択される少なくとも1種の元素を含有
し、その含有の際の含有量が、質量%で、Mn:1.0〜1.8%、Si:0.4〜1.2%、Fe:0.1〜0.4%、Cu:0.5〜1.5%の範囲内で、残部がAlと不可避不純物からなるAl−Mn系合金
であり、
前記板厚が0.20mm未満であり、0.2%耐力が190〜230MPaであり、
600℃×3分間とするろう付相当熱処理直後の引張強さが170MPa以上であることを特徴とする。
【0008】
第2の本発明の電縫溶接チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートは、前記第1の本発明において、芯材と、前記芯材の表面にクラッドされた犠牲材とを有し、
前記犠牲材が、質量%で、Zn:3.0%以上、Mg:1.0%以上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする
。
【0009】
第
3の本発明の電縫溶接チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートは、第1
または第2の本発明において、芯材と、前記芯材の表面にクラッドされた犠牲材とを有し、
前記芯材が、質量%で、Mn:1.0〜1.8%、Si:0.4〜1.2%、Fe:0.1〜0.4%、Cu:0.5〜1.5%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる組成を有するAl−Mn系合金からなり、
前記犠牲材が、質量%で、Zn:4.1〜7.5%、Mg:1.2〜2.5%、Si:0.1〜0.4%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物から
なる組成を有することを特徴とする
【0010】
第
4の本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、前記第1〜第
3の本発明のいずれかにおいて、前記芯材の片面にAl−Si系またはAl−Si−Zn系ろう材がクラッドされていることを特徴とする。
第
5の本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、前記第1〜第
4の本発明のいずれかにおいて、80℃×7日時効後の引張強さが210MPa以上であることを特徴とする。
【0011】
第6の本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、前記第4または第5の本発明において、前記芯材の片面にAl−Si系またはAl−Si−Zn系ろう材がクラッドされていることを特徴とする。
【0012】
以下、本発明で規定される各種特性および成分などの限定理由について説明する。なお、各成分量はいずれも質量%で示される。
【0013】
1.板厚:0.20mm未満
ブレージングシートのチューブ加工前の板厚が0.20mm以上では、薄肉化が不十分であり、熱交換器の軽量化および小型化に対する効果が少ない。このため、板厚を0.20mm未満に定める。なお、同様の理由により、板厚は、0.19mm以下に定めることが好ましい。また、電縫溶接チューブの強度を確保する観点から、板厚は、0.10mm以上に定めるのが望ましい。
【0014】
2.0.2%耐力:190〜230MPa
チューブ加工前のブレージングシートの0.2%耐力は、成形性を左右する因子であり、大きくなるほどスプリングバック量が増加し、また、座屈が発生しやすくなり、電縫溶接チューブの成形時に所定の形状を得ることが困難になる。0.2%耐力が230MPaを超えると、上記の理由から電縫溶接チューブを造管することが困難になる。0.2%耐力が190MPa未満では、早期に塑性変形することにより所定の形状を得ることが困難になる。このため、ブレージングシートの0.2%耐力を190〜230MPaに定める。なお、同様の理由により、ブレージングシートの0.2%耐力は、下限を195MPa、上限を225MPaに定めるのがさらに望ましい。
【0015】
3.ろう付後の引張強さ:170MPa以上
ブレージングシートの薄肉化に当たっては、薄肉化による肉厚減少分に見合うろう付後の材料の高強度化が必要である。しかしながら、ブレージングシートのろう付後の引張強さが170MPa未満であると、熱交換器に使用した際に充分な強度を得ることが困難であり、実用性に乏しい。したがって、ブレージングシートのろう付後の引張強さは、170MPa以上に定めるのが望ましく、180MPa以上に定めることが一層望ましい。ここで、ろう付温度は操業状態によって異なるが、標準的な条件(600℃×3分)において得られる特性として規定している。
【0016】
上記ブレージングシートは、芯材と、芯材の表面に犠牲材がクラッドされたものとすることができる。犠牲材は芯材の片面にクラッドし、芯材の他方の面に、ろう材をクラッドしたものにすることができる。以下、各材の成分などについて詳述する。
【0017】
4.芯材
芯材は、Cu、Si、およびFeから選択される少なくとも1種の元素を含有したAl−Mn系合金とすることができ、具体的には、以下の成分を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものとすることができる。
【0018】
Mn:1.0〜1.8%
Mnは、マトリックス中にAl−Mn−Si系、Al−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系化合物を微細に析出し、材料の強度を高める効果がある。しかし、その含有量が1.0%未満ではその効果が充分に発揮されず、1.8%を超えると鋳造時に巨大な金属間化合物を生成するため材料の成形性が低下してしまう。このため、Mn含有量は、1.0〜1.8%が望ましく、より望ましくは1.1〜1.8%であり、さらに望ましくは1.2〜1.7%である。
【0019】
Si:0.
4〜1.2%
Siは、ろう付時に犠牲材から拡散したMgと微細なMg−Si化合物を形成することで強度を高める効果や、時効硬化性を高める効果がある。また、マトリックス中にAl−Mn−Si系、Al−Mn−Fe−Si系化合物を微細に形成し、材料強度を高める効果がある。しかし、その含有量が0.
4%未満ではその効果が充分に発揮されず、1.2%を超えると材料の融点が低下してしまう。このため、Siの含有量は、0.
4〜1.2%が望ましく、より望ましくは0.5から1.1%であり、さらに望ましくは0.6〜1.1%である。
【0020】
Fe:0.1〜0.4%
Feは、マトリックス中に粗大なAl−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系化合物を形成してろう付後の結晶粒径を小さくすることにより、ろう付時の犠牲材から芯材へのMg拡散を促進させることで強度を高める効果がある。しかし、その含有量が0.1%未満ではその効果が充分に発揮されず、0.4%を超えると耐食性が低下してしまう。このため、Feの含有量は、0.1〜0.4%が望ましく、より望ましくは0.15〜0.4%であり、さらに望ましくは0.2〜0.38%である。
【0021】
Cu:0.5〜1.5%
Cuは、マトリックス中に固溶し、材料の強度を高める効果や、芯材に添加した場合、芯材の電位を貴として犠牲材との電位差が大きくなるため、ブレージングシートの耐食性を向上させる効果がある。しかし、その含有量が0.5%未満ではその効果が充分に発揮されず、1.5%を超えると材料の融点が低下してしまう。このため、Cuの含有量は、0.5〜1.5%が望ましく、より望ましくは0.6〜1.2%であり、さらに望ましくは0.7〜1.1%である。
【0022】
5.犠牲材
犠牲材は、Zn:3.0%以上、Mg:1.0%以上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものとすることができ、より具体的には、以下の成分を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものとすることができる。
【0023】
Zn:4.1〜7.5%、
Znは、ろう付熱処理後のごく短時間のうちにMgと微細なMg−Zn化合物を形成してろう付後の強度を高める効果がある。また、電位を卑にするため犠牲材に添加した場合、芯材との電位差が大きくなり、ブレージングシートの耐食性を向上させる効果(腐食深さを低減する効果)がある。しかし、その含有量が4.1%未満ではその効果が充分に発揮されず、7.5%を超えると融点が低下したり、また、腐食速度が増加し犠牲材層が早期に消失する結果、腐食深さが増加してしまう。このため、Znの含有量は、4.1〜7.5%が望ましく、より望ましくは4.5〜7.0%であり、さらに望ましくは4.8〜6.8%である。
【0024】
Mg:1.2〜2.5%
Mgは、ろう付熱処理時に芯材へ拡散して、MgとSiが共存する領域において、Siと微細なMg−Si化合物を形成して材料の強度を向上させる効果がある。しかし、その含有量が1.2%未満ではその効果が充分に発揮されず、2.5%を超えるとろう付性が低下してしまう。このため、Mgの含有量は、1.2〜2.5%が望ましく、より望ましくは1.2〜2.2%であり、さらに望ましくは1.3〜2.0%である。
【0025】
Si:0.1〜0.4%
Siは、Mgと微細なMg−Si化合物を形成することで材料の強度を向上させる効果がある。しかし、その含有量が0.1%未満ではその効果が充分に発揮されず、0.4%を超えると犠牲材の融点が低下してろう付時に犠牲材が溶融してしまう。このため、Siの含有量は、0.1〜0.4%が望ましく、より望ましくは0.13〜0.35%であり、さらに望ましくは0.15〜0.32%である。
【0026】
6.ろう材
ろう材の組成としては特に限定されるものではなく、Al−Si系合金、Al−Si−Zn系合金の一般的にろう材として使用されているものを適用することができる。例えば、JIS A4045合金、A4343合金、A4047合金などが挙げられる。また、これらJIS A4045合金、A4343合金、A4047合金などにZnを含有する合金、またMg、Cu、Liなどを含有する合金を用いることもできる。