特許 6227462 アルミニウム合金クラッド材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227462

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】アルミニウム合金クラッド材

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20171030BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/00 E

   C22C21/00 J

   C22C21/00 K

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-74535(P2014-74535)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-196866(P2015-196866A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123249

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 雄二

(72)【発明者】

【氏名】泉 孝裕

(72)【発明者】

【氏名】木村 申平

(72)【発明者】

【氏名】鶴野 招弘

(72)【発明者】

【氏名】植田 利樹

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０４７３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０６３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８０８７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／００−２１／１８

Ｃ２２Ｆ １／０４− １／０５７

Ｂ２３Ｋ ３５／００−３５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

心材と、前記心材の一方の面に設けられた犠材と、前記心材の他方の面に設けられたろう材と、を備えるアルミニウム合金クラッド材であって、
前記アルミニウム合金クラッド材の板厚は、０．２ｍｍ未満であり、
前記心材は、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｃｕ：０．５〜１．５質量％、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、
前記犠材は、Ｚｎ：２．５〜７．０質量％、Ｍｇ：１．５〜３．０質量％、Ｓｉ：０．２〜０．９質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、
前記心材の厚さと前記犠材の厚さとの合計に対する前記犠材の厚さの比率が２２．５〜５０％であることを特徴とするアルミニウム合金クラッド材。

【請求項2】

前記犠材は、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金クラッド材。

【請求項3】

前記犠材は、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金クラッド材。

【請求項4】

前記犠材は、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有するとともに、ＣｒとＺｒの含有量は前記した上限値を超えないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金クラッド材。

【請求項5】

前記心材は、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金クラッド材。

【請求項6】

前記心材は、Ｍｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有するとともに、ＭｇとＣｒとＺｒの含有量は前記した上限値を超えないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金クラッド材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車用熱交換器等に使用されるアルミニウム合金クラッド材に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車に搭載されるラジエータ等の熱交換器におけるチューブ材には、心材に犠材を積層（クラッド）した構成の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）が用いられている。
従来から、このクラッド材について、様々な技術が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、クラッド材の犠材に所定量のＭｇを添加させることで、クラッド材のろう付性を低下させることなくろう付後強度を向上させるという技術が開示されている。詳細には、この技術は、犠材に添加したＭｇと、ろう材に存在するＳｉが、ろう付加熱時に心材に拡散し、心材の内部でＭｇ_２Ｓｉを生成させることで、クラッド材のろう付後強度を向上させるとともに、犠材に添加したＭｇがろう材まで到達しないことにより、ろう付性の低下を回避させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２５６４１９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、自動車用熱交換器は軽量、小型化の傾向にあり、それに伴い熱交換器の質量の多くを占めるチューブ材の薄肉化が望まれている。
ここで、チューブ材を構成するクラッド材の薄肉化を図ろうとすると、必然的に、クラッド材を構成する心材および犠材を薄くしなければならなくなる。特許文献１に開示されているような従来の成分組成のクラッド材は、ろう付後強度が１８０ＭＰａ程度であるものの、板厚が０．４ｍｍ程度と厚めであり、薄肉化に対応することが困難となる。また、犠材を薄くすると、ろう付加熱中の元素拡散が耐食性に及ぼす影響が大きくなるために、従来の成分組成では耐食性の確保が困難となる。
つまり、従来の成分構成のクラッド材では、クラッド材の薄肉化が望まれているという状況の下、「ろう付後強度の確保」と「耐食性の確保」との両立という点において改善の余地があった。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであって、薄肉材においても、ろう付後強度および耐食性に優れるアルミニウム合金クラッド材を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、クラッド材の心材および犠材の成分組成について鋭意検討した結果、０．２ｍｍ未満の厚さの薄肉材であっても、「ろう付後強度の確保」と「耐食性の確保」とを両立させることが可能な成分組成および心材と犠材の合計の厚さに対する犠材の厚さの比率を見出した。

【0008】

すなわち、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、心材と、前記心材の一方の面に設けられた犠材と、前記心材の他方の面に設けられたろう材と、を備えるアルミニウム合金クラッド材であって、前記アルミニウム合金クラッド材の板厚は、０．２ｍｍ未満であり、前記心材は、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｃｕ：０．５〜１．５質量％、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、前記犠材は、Ｚｎ：２．５〜７．０質量％、Ｍｇ：１．５〜３．０質量％、Ｓｉ：０．２〜０．９質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなり、前記心材の厚さと前記犠材の厚さとの合計に対する前記犠材の厚さの比率が２２．５〜５０％であることを特徴とする。

【0009】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、心材が所定量のＳｉ、Ｃｕ、Ｍｎを含有することにより、ろう付後強度が向上する。また、犠材が所定量のＭｇとＳｉを含有することにより、ろう付後強度が向上し、所定量のＺｎを含有することにより、耐食性が向上する。さらに、クラッド材の板厚を所定厚さとすることにより、クラッド材の薄肉化の要望に対応でき、心材と犠材の合計の厚さに対する犠材の厚さの比率を所定範囲とすることにより、薄肉材であっても、心材と犠材が発揮する効果を適切に維持することができる。

【0010】

また、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、前記犠材が、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％をさらに含有することが好ましい。

【0011】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、犠材が所定量のＭｎをさらに含有することにより、ろう付後強度がより向上する。

【0012】

また、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、前記犠材が、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有することが好ましい。

【0013】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、犠材が所定量のＴｉをさらに含有することにより、耐食性がより向上する。

【0014】

また、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、前記犠材が、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有するとともに、ＣｒとＺｒの含有量は前記した上限値を超えないことが好ましい。

【0015】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、犠材がＣｒ、Ｚｒのうち１種以上をさらに含有することにより、ろう付後強度や耐食性がより向上する。

【0016】

また、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、前記心材が、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有することが好ましい。

【0017】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、心材が所定量のＴｉをさらに含有することにより、耐食性がより向上する。

【0018】

また、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材は、前記心材が、Ｍｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有するとともに、ＭｇとＣｒとＺｒの含有量は前記した上限値を超えないことが好ましい。

【0019】

このアルミニウム合金クラッド材によれば、心材が所定量のＭｇ、Ｃｒ、Ｚｒのうち１種以上をさらに含有することにより、ろう付後強度がより向上する。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るアルミニウム合金クラッド材によれば、薄肉材においても、優れたろう付後強度および耐食性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る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。

【図2】実施例におけるろう付性の評価試験を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

［アルミニウム合金クラッド材］
アルミニウム合金クラッド材とは、自動車の熱交換器のチューブ材等に用いられる板材である。そして、図１に示すように、クラッド材１は、心材２の一方の面に犠材３をクラッドし、もう一方の面にろう材４をクラッドしたものである。
なお、アルミニウム合金クラッド材１は、心材２とろう材４との間に中間層（図示せず）を設けていてもよい。
次に、クラッド材１の心材２、犠材３、およびろう材４について説明する。

【0024】

［心材］
心材は、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｃｕ：０．５〜１．５質量％、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。

【0025】

また、心材は、上記成分以外にも、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有してもよい。また、心材は、Ｍｇ：０．０５〜０．５０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有してもよい。
なお、心材が、Ｍｇ、ＣｒおよびＺｒのうち複数を含有する場合、各成分は、それぞれの含有量の上限値を超えないことが好ましい。ただし、前記所定範囲の含有量の成分を１つでも心材が含有する場合、その他の成分は前記下限値未満であっても、前記所定範囲の含有量で含有された成分については、後記する効果を発揮することができる。

【0026】

（心材のＳｉ：０．１〜１．２質量％）
Ｓｉは、固溶強化、Ｍｎと分散粒子を形成することによる分散強化、Ｍｇと析出相を形成することによる析出強化によって、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｓｉの含有量が０．１質量％未満では、前記したろう付後の強度向上の効果が不十分である。一方、Ｓｉの含有量が１．２質量％を超えると、心材の固相線温度が低下し、ろう付時に溶融を生じさせてしまう。
したがって、心材のＳｉの含有量は、０．１〜１．２質量％である。

【0027】

（心材のＣｕ：０．５〜１．５質量％）
Ｃｕは、固溶強化によりろう付後の強度向上に寄与する。
Ｃｕの含有量が０．５質量％未満では、ろう付後の強度向上の効果が不十分である。一方、Ｃｕの含有量が１．５質量％を超えると、心材の固相線温度が低下し、ろう付時に溶融を生じさせてしまう。
したがって、心材のＣｕの含有量は、０．５〜１．５質量％である。

【0028】

（心材のＭｎ：０．５〜２．０質量％）
Ｍｎは、Ｓｉと分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｍｎの含有量が０．５質量％未満では、分散強化によるろう付後の強度向上の効果が不十分である。一方、Ｍｎの含有量が２．０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、チューブ成形時に割れが発生し易くなる。
したがって、心材のＭｎの含有量は、０．５〜２．０質量％である。

【0029】

（心材のＴｉ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｔｉは、アルミニウム合金中において層状に分布することにより、クラッド材の電位分布もＴｉの濃淡に対応した分布となることから、腐食形態が層状化し、板厚方向への腐食進行速度を低減することができるため、耐食性の向上に寄与する。
Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、Ｔｉの層状分布が不十分であり、耐食性の向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｔｉ金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、心材にＴｉを含有させる場合、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0030】

（心材のＭｇ：０．０５〜０．５０質量％）
Ｍｇは、ろう付後にＳｉと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｍｇの含有量が０．０５質量％未満では、Ｓｉとの析出相の形成による強度向上の効果が不十分である。一方、Ｍｇの含有量が０．５０質量％を超えると、ろう付時にフラックスとＭｇが反応し高融点化合物を形成することで、フラックスの機能を損なわせる結果、ろう付性が低下する。
したがって、心材にＭｇを含有させる場合、Ｍｇの含有量は、０．０５〜０．５０質量％である。

【0031】

（心材のＣｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｃｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｃｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満ではその効果が充分でなく、０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｃｒ金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、チューブ成形時に割れが発生し易くなる。
したがって、心材にＣｒを含有させる場合、Ｃｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0032】

（心材のＺｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｚｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｚｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｚｒの含有量が０．０５質量％未満ではその効果が充分でなく、０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成し、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、心材にＺｒを含有させる場合、Ｚｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0033】

（心材の残部：Ａｌおよび不可避的不純物）
心材の成分は前記の他に残部が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は、例えば、Ｆｅ、Ｚｎ等が挙げられる。また、前記した成分のうち、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒは、前記所定の含有量となるように積極的に添加される場合だけではなく、不可避的不純物として含有される場合もある。
これらの不可避的不純物について、Ｆｅは０．５質量％未満、それ以外の元素は０．０５質量％未満（好ましくは０．０３質量％以下）の含有量であれば、本発明の効果を妨げず、心材に含有することは許容される。

【0034】

［犠材］
犠材（犠牲材または犠牲陽極材ともいう）は、Ｚｎ：２．５〜７．０質量％、Ｍｇ：１．５〜３．０質量％、Ｓｉ：０．２〜０．９質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる。

【0035】

また、犠材は、上記成分以外にも、Ｍｎ：０．５〜２．０質量％をさらに含有してもよい。また、犠材は、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％をさらに含有してもよい。また、犠材は、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、のうち１種以上をさらに含有してもよい。
なお、犠材が、ＣｒおよびＺｒのうち２つとも含有する場合、各成分は、それぞれの含有量の上限値を超えないことが好ましい。ただし、前記所定範囲の含有量の成分を１つでも犠材が含有する場合、他方の成分は前記下限値未満であっても、前記所定範囲の含有量で含有された成分については、後記する効果を発揮することができる。

【0036】

（犠材のＺｎ：２．５〜７．０質量％）
Ｚｎは、犠材の電位を卑化させることで、心材との電位差を生じさせることにより、耐食性の向上に寄与する。
Ｚｎの含有量が２．５質量％未満では、心材との電位差が小さくなり、耐食性を確保するのが困難になる。一方、Ｚｎの含有量が７．０質量％を超えると、固相線温度が低下しろう付時に犠材が溶融する。
したがって、犠材のＺｎの含有量は、２．５〜７．０質量％である。

【0037】

なお、Ｚｎの添加による耐食性の向上の効果を確実なものとするためには、Ｚｎの含有量は３．０質量％以上が好ましく、犠材の溶融の回避を確実なものとするためには、Ｚｎの含有量は６．５質量％以下が好ましい。

【0038】

（犠材のＭｇ：１．５〜３．０質量％）
Ｍｇは、ろう付時に心材に拡散して、Ｓｉと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｍｇの含有量が１．５質量％未満では、Ｓｉとの析出相の形成による強度向上の効果が不十分である。一方、Ｍｇの含有量が３．０質量％を超えると、心材と犠材との圧着性が低下する。
したがって、犠材のＭｇの含有量は、１．５〜３．０質量％である。

【0039】

なお、Ｍｇの添加によるろう付後の強度向上の効果を確実なものとするためには、Ｍｇの含有量は１．８質量％以上が好ましく、圧着性の低下の回避を確実なものとするためには、Ｍｇの含有量は２．８質量％以下が好ましい。

【0040】

（犠材のＳｉ：０．２〜０．９質量％）
Ｓｉは、犠材中のＭｇと析出相を形成し析出強化することで、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｓｉの含有量が０．２質量％未満では、Ｍｇとの析出相の形成による強度向上の効果が不十分である。一方、Ｓｉの含有量が０．９質量％を超えると、固相線温度が低下しろう付時に犠材が溶融する。
したがって、犠材のＳｉの含有量は、０．２〜０．９質量％である。

【0041】

なお、Ｓｉの添加によるろう付後の強度向上の効果を確実なものとするためには、Ｓｉの含有量は０．３質量％以上が好ましく、犠材の溶融の回避を確実なものとするためには、Ｓｉの含有量は０．６質量％以下が好ましい。

【0042】

（犠材のＭｎ：０．５〜２．０質量％）
Ｍｎは、固溶体強化により、ろう付後の強度向上に寄与する。
Ｍｎの含有量が０．５質量％未満だと上記の効果が得られず、２．０質量％を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物を形成し、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、犠材にＭｎを含有させる場合、Ｍｎの含有量は、０．５〜２．０質量％である。

【0043】

（犠材のＴｉ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｔｉは、アルミニウム合金中において層状に分布することにより、腐食形態が層状化し、板厚方向への腐食進行速度を低減することができるため、耐食性の向上に寄与する。
Ｔｉの含有量が０．０５質量％未満では、耐食性向上の効果が十分には得られない。一方、Ｔｉの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｔｉ金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、犠材にＴｉを含有させる場合、Ｔｉの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0044】

（犠材のＣｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｃｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｃｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後の強度向上と、結晶粒微細化による耐食性向上に寄与する。
Ｃｒの含有量が０．０５質量％未満では、強度、耐食性向上の効果が不十分である。一方、Ｃｒの含有量が０．３０質量％を超えると、粗大Ａｌ_３Ｃｒ化合物を形成し延性を低下させ、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、犠材にＣｒを含有させる場合、犠材のＣｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0045】

（犠材のＺｒ：０．０５〜０．３０質量％）
Ｚｒは、ＡｌとＡｌ_３Ｚｒ分散粒子を形成して分散強化することで、ろう付後の強度向上と、結晶粒微細化による耐食性向上に寄与する。
Ｚｒの含有量が０．０５質量％未満では、強度向上の効果が十分には得られない。一方、Ｚｒの含有量が０．３０質量％を超えると、鋳造時に粗大なＡｌ_３Ｚｒ金属間化合物を形成し、加工性が低下するため、加工性が低下し圧延時に割れが発生する。
したがって、犠材にＺｒを含有させる場合、Ｚｒの含有量は、０．０５〜０．３０質量％である。

【0046】

（犠材の残部：Ａｌおよび不可避不純物）
犠材の成分は前記の他、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は、例えば、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ等が挙げられる。また、前記した成分のうち、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒは、前記所定の含有量となるように積極的に添加される場合だけではなく、不可避的不純物として含有される場合もある。
これらの不可避的不純物について、Ｆｅは０．５質量％未満、それ以外の元素は０．０５質量％未満（好ましくは０．０３質量％以下）の含有量であれば、本発明の効果を妨げず、犠材に含有することは許容される。

【0047】

［ろう材］
ろう材は、アルミニウム合金からなる。このアルミニウム合金としては、特に限定されないが、一般的なＪＩＳ合金、例えば４３４３、４０４５等が挙げられる（ＪＩＳ Ｚ３２６３：２００２参照）。そして、アルミニウム合金とは、Ｓｉを含有した合金の他に、Ｚｎを含有した合金も含むものが挙げられる。すなわち、アルミニウム合金としては、通常使用されているＡｌ−Ｓｉ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金であればどのようなものでもよい。
また、真空ろう付用に用いられるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系合金を使用することも可能である。さらに、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｂｉの他、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含有してもよい。
なお、ろう材として、具体的には、Ｓｉ：７．０〜１２．０質量％、Ｚｎ：０．５〜６．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるものを用いることができる。

【0048】

［クラッド材の板厚および犠材の厚さの比率］
（クラッド材の板厚）
本発明は、薄肉化に対応可能なクラッド材の提供を１つの課題としている。ここで、クラッド材の板厚が０．２ｍｍ未満の場合において、従来の成分組成のクラッド材ではろう付後強度および耐食性の確保が困難になる、というもう１つの課題が明確に現れることとなる。つまり、本発明は、板厚が０．２ｍｍ未満のクラッド材に適用することにより、薄肉化に対応可能となるという効果を発揮しつつ、ろう付後強度および耐食性に優れるという効果を発揮することができる。したがって、クラッド材の板厚は、０．２ｍｍ未満である。

【0049】

なお、薄肉化という効果を確実なものとするためには、クラッド材の板厚は０．１７ｍｍ以下が好ましい。

【0050】

（犠材の厚さの比率）
心材の厚さと犠材の厚さとの合計に対する犠材の厚さの比率は、（犠材の厚さ）／（心材の厚さ＋犠材の厚さ）×１００％で表される。
犠材の前記比率が２２．５％未満では、本発明が対象とする０．２ｍｍ未満のクラッド材において、犠材の厚さがかなり薄くなってしまうことにより、耐食性とろう付後強度を確保するのが困難となってしまう。一方、犠材の前記比率が５０％を超えると、心材と犠材との圧着性の確保が困難となる。
したがって、犠材の前記比率は、２２．５％以上５０％以下である。

【0051】

なお、耐食性の確保という効果を確実なものとするために、犠材の前記比率は２５％以上が好ましく、製造可能性を確実なものとするために、犠材の前記比率は４０％以下が好ましい。

【0052】

［アルミニウム合金クラッド材の製造方法］
まず、アルミニウム合金クラッド材の材料である心材、犠材、およびろう材を製造する。この心材、犠材、およびろう材の製造方法は特に限定されない。例えば、前記した組成の心材用アルミニウム合金を所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理することで、心材を製造することができる。また、前記した組成の犠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所定の鋳造温度で鋳造した後、得られた鋳塊を必要に応じて面削し、均質化熱処理する。そして、所定の板厚まで熱間圧延することで、犠材、およびろう材を製造することができる。

【0053】

その後、心材の一側面に犠材を重ね、他側面にろう材を重ね、熱間圧延を施すことによりそれぞれを圧着・圧延させて板材とする。そして、当該板材に対し、冷間圧延を施すことで、アルミニウム合金クラッド材を製造する。当該板材は必要に応じて冷間圧延途中、または冷間圧延後に焼鈍工程を経ても良い。

【0054】

本発明に係るアルミニウム合金クラッド材およびその製造方法は、以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、明示していない条件等については、従来公知のものであればよく、前記条件によって得られる効果を奏する限りにおいて、限定されないことは言うまでもない。

【実施例】

【0055】

次に、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材について、本発明の要件を満たす実施例と、本発明の要件を満たさない比較例と、を対比して具体的に説明する。

【0056】

［心材の製造］
表１に示す成分を有する心材Ｎｏ．１〜２０の心材用アルミニウム合金を、連続鋳造法により造塊し、面削、均質化処理を行い、心材用の板材を得た。
なお、表１に示す心材の残部は、Ａｌおよび不可避的不純物である。

【0057】

【表1】

【0058】

［犠材の製造］
表２に示す成分を有する犠材Ｎｏ．１〜２８の犠材用アルミニウム合金を、連続鋳造法により造塊し、必要に応じて面削、均質化処理を行い、所定の板厚まで熱間圧延し、犠材用の板材を得た。
なお、表２に示す犠材の残部は、Ａｌおよび不可避的不純物である。

【0059】

【表2】

【0060】

［ろう材用の製造］
ろう材用アルミニウム合金を、連続鋳造法により造塊し、必要に応じて面削、均質化処理を行い、所定の板厚まで熱間圧延し、ろう材用の板材を得た。
なお、ろう材用アルミニウム合金の組成は、Ｓｉ：１０．０質量％、残部：Ａｌおよび不可避的不純物、というものであった。

【0061】

［アルミニウム合金クラッド材の製造］
製造した心材Ｎｏ．１〜２０のうちのいずれかの心材用板材の一側面に、犠材Ｎｏ．１〜２８のうちのいずれかの犠材用板材を心材の厚さと犠材の厚さとの合計に対する犠材の厚さの比率が所定の割合となるように所定の板厚のものを重ね合わせるとともに、心材用板材の他側面に、所定の板厚のろう材用板材を重ね合わせ、熱間圧延により圧着・圧延して板材とした。その後、当該板材に対し、冷間圧延、中間焼鈍、仕上圧延、仕上焼鈍を行い、所定の板厚のクラッド材（供試材）とした。

【0062】

次に、前記作製した供試材について、ろう付後強度、ろう付性、犠材側耐食性の評価を下記に示す方法で行った。

【0063】

［ろう付後強度評価］
ろう付後強度は、以下のようにして評価した。まず、供試材について、窒素雰囲気の下、６００℃で５分間保持のろう付を模擬した熱処理を施した。その後、室温で７日間保持し、引張方向が圧延方向と平行となるように、ＪＩＳ５号試験片に加工して、室温にて引張試験を実施することによりろう付後強度を測定した。
ろう付後強度は、引張強さが２００ＭＰａ以上のものを極めて良好（◎）と評価し、２００ＭＰａ未満１８０ＭＰａ以上のものを良好(○)と評価し、１８０ＭＰａ未満のものを不良(×)と評価した。

【0064】

［ろう付性評価］
ろう付性は、竹本正ら著、「アルミニウムブレージングハンドブック（改訂版）」、軽金属溶接構造協会（２００３年３月発行）の１３２〜１３６頁に記載されている評価方法により評価した。図２に示すように、ろう材面が上向きとなるように水平に置いた下板（供試材（縦幅２５ｍｍ×横幅６０ｍｍ））と、この下板に対して垂直に立てて配置した上板（３００３−Ｏ材（厚さ２．０ｍｍ×縦幅２５ｍｍ×横幅５５ｍｍ））との間に、φ２ｍｍのステンレス製スペーサを挟んで、一定のクリアランスを設定した。なお、下板の供試材は、ろう材面側にフラックス（森田化学工業株製ＦＬ−７）を５ｇ／ｍ²塗布した。そして、窒素雰囲気下、６００℃で５分間という条件の加熱処理を行った後、下板と上板のすき間がフィレットにより充填された長さ（間隙充填長さ）をノギスで測定してろう付性を数値化した。
間隙充填長さが２５ｍｍ以上のものを極めて良好（◎）と評価し、２５ｍｍ未満１５ｍｍ以上のものを良好（○）と評価し、１５ｍｍ未満のものを不良（×）と評価した。

【0065】

［犠材側耐食性評価］
犠材側耐食性は、供試材（縦幅６０ｍｍ×横幅５０ｍｍ）について、窒素雰囲気の下、６００℃×５分間のろう付相当の加熱を行なった後に、ろう材側の全面をマスキング用シールで覆い、犠材側を試験面とした。そして、ＯＹ水浸漬試験を行い、腐食深さを測定することにより評価した。
この水浸漬試験とは、８８℃のＯＹ水に８時間浸漬し（使用時を想定）、室温のＯＹ水に１６時間浸漬（保管時を想定）するという一連の作業を１サイクルとし、これを９０サイクル繰り返した後の最大腐食深さを測定するというものである。なお、ＯＹ（Ｏｌｄ Ｙｏｋｏｈａｍａ ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒ）水とは、代表的な日本の河川に含有される塩素イオン及び硫酸イオン等を模擬した腐食試験液であり、このＯＹ水の組成（Ｃｌ⁻：１９５ｐｐｍ、ＳＯ_４^２−：６０ｐｐｍ、Ｃｕ^２＋：１ｐｐｍ、Ｆｅ^３＋：３０ｐｐｍ）が規定されている（Ｙ．Ａｎｄｏ．ｅｔ．ａｌ．，ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ８７０１８０（１９８７））。
犠材側耐食性は、試験後の腐食深さが犠材厚さ以下のものを極めて良好（◎）、犠材厚さを超えて全板厚の半分未満のものを良好（○）、全板厚の半分以上のものを不良（×）とした。

【0066】

表３、４には、心材、犠材、ろう材の種類や厚さ等、および、評価試験の結果を示す。なお、表３、４の「犠／（心＋犠）」とは、「心材の厚さと犠材の厚さとの合計に対する犠材の厚さの比率」のことである。また、表３、４において、本発明の要件を満たさないものは、数値に下線を引いて示す。

【0067】

【表3】

【0068】

【表4】

【0069】

［結果の検討］
表３に示すように、供試材Ｎｏ．１〜３３は、本発明の要件を満たしているため、板厚が０．２ｍｍ未満にもかかわらず、ろう付後強度評価、耐食性評価（犠材側耐食性評価）のいずれもが良好以上の評価となった。加えて、供試材Ｎｏ．１〜３３は、ろう付性評価についても良好以上の評価となった。

【0070】

一方、表４に示すように、供試材Ｎｏ．３４〜５５は、本発明の構成を満たさないため、以下の結果となった。
供試材Ｎｏ．３４は、犠材のＭｇ含有量が少なかったため、ろう付後強度評価が不良となった。供試材Ｎｏ．３５は、犠材のＭｇ含有量が多かったため、圧着性が低下し製造できなかった。供試材Ｎｏ．３６は、犠材のＺｎ含有量が少なかったため、犠牲防食効果が充分に発揮されず耐食性評価が不良となった。供試材Ｎｏ．３７は、犠材のＺｎ含有量が多かったため、ろう付時に犠材が溶融した。

【0071】

供試材Ｎｏ．３８は、犠材のＳｉ含有量が多かったため、ろう付時に犠材が溶融してしまった。供試材Ｎｏ．３９は、犠材のＳｉ含有量が少なかったため、ろう付後強度が不良であった。
供試材Ｎｏ．４０は、犠材のＣｒ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。供試材Ｎｏ．４１は、犠材のＭｎ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。供試材Ｎｏ．４２は、犠材のＴｉ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。供試材Ｎｏ．４３は、犠材のＺｒ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。

【0072】

供試材Ｎｏ．４４は、心材のＭｇ含有量が多かったため、充填長さが不良であった。供試材Ｎｏ．４５は、心材のＴｉ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。

【0073】

供試材Ｎｏ．４６は、心材のＳｉ含有量が少なかったため、ろう付後強度評価が不良となった。供試材Ｎｏ．４７は、心材のＭｎ含有量が少なかったため、ろう付後強度評価が不良となった。供試材Ｎｏ．４８は、心材のＣｒ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。供試材Ｎｏ．４９は、心材のＺｒ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。供試材Ｎｏ．５０は、心材のＭｎ含有量が多かったため、圧延時に割れが発生し、供試材の作製ができなかった。

【0074】

供試材Ｎｏ．５１は心材のＳｉ含有量が多かったため、ろう付時に心材が溶融してしまった。供試材Ｎｏ．５２は心材のＣｕ含有量が多かったため、ろう付時に心材が溶融してしまった。供試材Ｎｏ．５３は心材のＣｕ含有量が少なかったため、ろう付後強度が不良であった。

【0075】

供試材Ｎｏ．５４は、犠／（心＋犠）の値が高かったため、製造できなかった。供試材Ｎｏ．５５は、犠／（心＋犠）の値が低かったため、犠材が発揮するろう付後強度および耐食性の向上という効果を十分に得られず、ろう付後強度評価および犠材側耐食性評価が不良という結果となった。

【0076】

以上より、本発明に係るアルミニウム合金クラッド材によれば、０．２ｍｍ未満という薄肉化に対応しつつ、優れたろう付後強度および耐食性を確保できることがわかった。

【符号の説明】

【0077】

１ アルミニウム合金クラッド材
２ 心材
３ 犠材
４ ろう材

【図1】

【図2】