特許 6233916 アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材

(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】6233916

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20171113BHJP

   C22F 1/043 20060101ALI20171113BHJP

   C22F 1/053 20060101ALI20171113BHJP

   B23K 35/28 20060101ALI20171113BHJP

   B23K 35/22 20060101ALI20171113BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20171113BHJP

   B23K 1/19 20060101ALI20171113BHJP

   B23K 31/02 20060101ALI20171113BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20171113BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20171113BHJP

   B23K 101/14 20060101ALN20171113BHJP

   B23K 103/10 20060101ALN20171113BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/00 D

   C22C21/00 E

   C22C21/00 J

   C22F1/043

   C22F1/053

   B23K35/28 310B

   B23K35/22 310E

   B23K1/00 S

   B23K1/00 330L

   B23K1/19 E

   B23K31/02 310H

   F28F21/08 B

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 627

   !C22F1/00 630M

   !C22F1/00 640A

   !C22F1/00 640C

   !C22F1/00 651A

   !C22F1/00 681

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   B23K101:14

   B23K103:10

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-86989(P2013-86989)

(22)【出願日】2013年4月17日

(65)【公開番号】特開2014-210949(P2014-210949A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年4月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(74)【代理人】

【識別番号】100076439

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 敏三

(74)【代理人】

【識別番号】100161469

【弁理士】

【氏名又は名称】赤羽 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100131288

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 尚祐

(72)【発明者】

【氏名】大谷 良行

(72)【発明者】

【氏名】菅野 能昌

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲

(72)【発明者】

【氏名】新倉 昭男

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１９００８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３４１０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０２３７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９７３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９３３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４２８２３（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】

Ｓｉ ３．０〜７．０ｍａｓｓ％（以下、単に％と記す。）、Ｆｅ ０．８〜１．５％、Ｚｎ １．０〜８．０％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるろう材であって、ろう材中に円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物が１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個存在することを特徴とするアルミニウム合金ろう材。

【請求項2】

Ｓｉ ３．０〜７．０ｍａｓｓ％（以下、単に％と記す。）、Ｆｅ ０．８〜１．５％、Ｚｎ １．０〜８．０％を含み、Ｃｕ ０．１〜０．６％、Ｍｎ ０．２〜０．８％、Ｍｇ ０．０５〜０．３％、Ｔｉ ０．０５〜０．３％、Ｚｒ ０．０５〜０．３％、Ｃｒ ０．０５〜０．３％、Ｖ ０．０５〜０．３％の内１種または２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるろう材であって、ろう材中に円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物が１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個存在することを特徴とするアルミニウム合金ろう材。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ろう材を、Ｃｕ ０．１〜０．８％、Ｍｎ ０．２〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金心材の片面もしくは両面にクラッドしてなるアルミニウム合金複合材。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ろう材を、Ｃｕ ０．１〜０．８％、Ｍｎ ０．２〜２．０％を含有し、さらにＳｉ ０．１〜０．８％、Ｍｇ ０．０５〜０．５％、Ｔｉ ０．０５〜０．３％を１種または２種以上含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金心材の片面もしくは両面にクラッドしてなるアルミニウム合金複合材。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のアルミニウム合金組成を与える合金成分を配合後、鋳造する際に、５００〜２０００℃／秒の冷却速度で鋳造することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。

【請求項6】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材あるいはアルミニウム合金複合材を用いてろう付してなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。

【請求項7】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材あるいはアルミニウム合金複合材を用いてろう付により熱交換器を組み立てた後、該熱交換器を１５０℃以上２５０℃未満の温度範囲に３０秒間以上保持し、さらに２５０℃以上４５０℃以下の温度範囲に３０秒間以上保持してなる工程を含んでなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材に関し、特に、カーエアコン用コンデンサ、エバポレータ、オイルクーラー、ラジエータ、インタークーラなどの自動車用途において有用な熱交換器用アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミニウム合金は軽量で熱伝導性に優れていること、適切な処理により高耐食性が実現できること、ならびに、ブレージングシートを利用したろう付けによって効率的な接合が可能であることから、自動車などの熱交換器用材料として用いられてきた。しかし、近年、自動車の高性能化或いは環境対応として、より軽量で高耐久性を有するように熱交換器の性能向上が求められており、これに対応できるアルミニウム合金材料技術が要求されている。
このような自動車用熱交換器の一形態として、ろう材、心材及び犠牲防食層をクラッドした３層ブレージングシートを成形加工したチューブと、単層の外部フィン材をコルゲート成形した外部フィンとを組み合わせ、ろう付け接合したものが用いられている。このチューブは冷媒などの流体を流通させる目的のものであるから、孔食による冷媒のリークが生じると熱交換器として致命傷となる。チューブの孔食を抑制する有力な防食手法としては、クラッド圧延等の方法でチューブ表面にＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材層を形成し、該Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ層による犠牲防食効果による心材の防食方法が採用されている。

【0003】

近年、更なる軽量化を目的として、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材の耐食性をさらに向上させる手法が提案されている。その手法の１つとしてＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金にＦｅを添加し、耐食性を向上させる種々の手法が提案されている。
特許文献１では、心材の片面にろう材をクラッドしたアルミニウム合金クラッド材であって、前記心材は、Ｍｎ：０．３ｍａｓｓ％（以下、単に％と記す。）を超え２．０％以下、Ｃｕ：０．１％〜１．０％、Ｓｉ：０．１％〜１．１％、Ｆｅ：０．３％以下を含有し、Ｍｇの含有量を０．５％以下に規制し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金で構成され、前記ろう材は、Ｓｉ：６．０％〜１３．０％、Ｆｅ：０．３％以下を含有したＡｌ−Ｓｉ系合金から構成される熱交換器用アルミニウム合金クラッド材が提案されている。また、真空ろう付けによる場合は、このＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材に２．０％以下のＭｇを含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材としてもよいことが提案されている。この特許文献１の提案では、ろう材のＦｅ添加量が少ないために、耐食性向上効果が十分ではない。
特許文献２では、Ｓｉを５ｗｔ％超え１５ｗｔ％以下、Ｆｅを０．４〜２ｗｔ％、Ｎｉを０．２〜２ｗｔ％含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる熱交換器用防食アルミニウム合金ろう材が記載されており、アルミニウム合金心材の片面に前記ろう材がクラッドされ、他の片面にＡｌ−Ｚｎ系合金犠牲材がクラッドされた熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材が提案されている。この提案では、ろう材中での化合物のサイズやその分布が規定されていないために、耐食性向上効果が十分ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１９００８９号公報

【特許文献2】特開２００２−８６２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、耐久寿命、特に耐食性に優れた熱交換器用として有用なアルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金ろう材に所定量のＦｅを添加するとともに所定のアルミニウム合金組成とし、鋳造時の冷却速度を制御あるいはろう付加熱後に熱処理を施すことで、所定の大きさのＦｅ系化合物を適正に析出、分散させることによって、アルミニウム合金複合材の耐食性を大幅に向上できることを見出した。本発明は、この知見に基づいて完成するに至ったものである。

【0007】

すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。
（１）Ｓｉ ３．０〜７．０ｍａｓｓ％（以下、単に％と記す。）、Ｆｅ ０．８〜１．５％、Ｚｎ １．０〜８．０％を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるろう材であって、ろう材中に円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物が１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個存在することを特徴とするアルミニウム合金ろう材。
（２）Ｓｉ ３．０〜７．０％、Ｆｅ ０．８〜１．５％、Ｚｎ １．０〜８．０％を含み、Ｃｕ ０．１〜０．６％、Ｍｎ ０．２〜０．８％、Ｍｇ ０．０５〜０．３％、Ｔｉ ０．０５〜０．３％、Ｚｒ ０．０５〜０．３％、Ｃｒ ０．０５〜０．３％、Ｖ ０．０５〜０．３％の内１種または２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるろう材であって、ろう材中に円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物が１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個存在することを特徴とするアルミニウム合金ろう材。
（３）（１）又は（２）項に記載のアルミニウム合金ろう材を、Ｃｕ ０．１〜０．８％、Ｍｎ ０．２〜２．０％を含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金心材の片面もしくは両面にクラッドしてなるアルミニウム合金複合材。
（４）（１）又は（２）項に記載のアルミニウム合金ろう材を、Ｃｕ ０．１〜０．８％、Ｍｎ ０．２〜２．０％を含有し、さらにＳｉ ０．１〜０．８％、Ｍｇ ０．０５〜０．５％、Ｔｉ ０．０５〜０．３％を１種または２種以上含有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金心材の片面もしくは両面にクラッドしてなるアルミニウム合金複合材。
（５）（１）又は（２）項に記載のアルミニウム合金組成を与える合金成分を配合後、鋳造する際に、５００〜２０００℃／秒の冷却速度で鋳造することを特徴とする（１）又は（２）項に記載のアルミニウム合金ろう材の製造方法。
（６）（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材あるいはアルミニウム合金複合材を用いてろう付してなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。
（７）（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ろう材あるいはアルミニウム合金複合材を用いてろう付により熱交換器を組み立てた後、該熱交換器を１５０℃以上２５０℃未満の温度範囲に３０秒間以上保持し、さらに２５０℃以上４５０℃以下の温度範囲に３０秒間以上保持してなる工程を含んでなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るアルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材を用いた熱交換器は、腐食が均一に進行し、耐久寿命、特に耐食性に優れる。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１．ろう材
本発明のアルミニウム合金ろう材においてＳｉは、３．０〜７．０％含有される。Ｓｉはろう付加熱によって一部が溶融し、各部材をろう付接合する。Ｓｉが３．０％未満では、溶融量が不十分でろう付性に劣り、一方、Ｓｉが７．０％を超えると、ろう材全体が溶融・再凝固するため、鋳造時に形成したＦｅ系化合物の分布が不均一になる。このため、Ｓｉ含有量は、３．０〜７．０％とした。好ましいＳｉ含有量は、３．５〜５．５％である。
本発明のアルミニウム合金ろう材においてＦｅは、０．８〜１．５％含有される。一般に、Ｆｅはアルミニウムの腐食速度を増大させる作用がある。本発明のアルミニウム合金ろう材によれば、前記所定のＦｅ系化合物を均一に分布させることによって、腐食が分散し、結果として貫通寿命が向上する。Ｆｅが０．８ｍａｓｓ％未満では、この効果が不十分であり、一方、Ｆｅが１．５％を超えると、腐食速度が増大しすぎる。このため、Ｆｅ含有量は、０．８〜１．５％とした。好ましいＦｅ含有量は、０．９〜１．２％である。
本発明のアルミニウム合金ろう材においてＺｎは、１．０〜８．０％含有される。Ｚｎは、アルミニウムの孔食電位を低くし、犠牲防食効果を奏する。Ｚｎが１．０％未満では、この効果が不十分であり、一方、Ｚｎが８．０％を超えると、腐食速度が増大しすぎる。このため、Ｚｎ含有量は、１．０〜８．０％とした。好ましいＺｎ含有量は、２．０〜５．０％である。

【0010】

本発明のアルミニウム合金ろう材においては、前記必須添加元素（Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｎ）に加えて、副添加元素として、Ｃｕ ０．１〜０．６％、Ｍｎ ０．２〜０．８％、Ｍｇ ０．０５〜０．３％、Ｔｉ ０．０５〜０．３％、Ｚｒ ０．０５〜０．３％、Ｃｒ ０．０５〜０．３％、Ｖ ０．０５〜０．３％の内１種または２種以上を含んでもよい。
Ｃｕは、共晶部に濃縮し電位を貴化させ、共晶部の優先腐食を防止でき、結果的に腐食深さを浅くするという効果がある。Ｃｕが０．１％未満ではこの効果が少なく、一方、０．６％を超えると腐食速度が増大しすぎる。好ましいＣｕ含有量は、０．２〜０．４％である。
Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ系化合物を形成し腐食の分散に寄与するという効果がある。Ｍｎが０．２％未満ではこの効果が少なく、一方、０．８％を超えると腐食速度が増大しすぎる。好ましいＭｎ含有量は、０．４〜０．６％である。
Ｍｇは、Ｍｇ_２Ｓｉとして微細析出することで強度の向上に寄与する。このＭｇ添加の効果を得るためには、０．０５％以上のＭｇの含有が好ましい。一方、過剰にＭｇが含有されれば、ろう付性を阻害したり、粒界腐食が発生し耐食性を低下させたりする恐れがある。これら過剰なＭｇの含有による悪影響を回避するためには、Ｍｇ含有量の上限は０．３％とするのが好ましい。さらに好ましいＭｇ含有量は、０．０８〜０．２％である。
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖは、いずれも結晶粒を微細化させろう付性を向上させ、さらに、濃淡層（濃淡層については、後述の心材の説明中で説明する。）を形成することによって、深さ方向への腐食の進行を抑制する働きがある。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖそれぞれの含有量が０．０５％未満ではこの効果が少なく、一方、０．３％を越えると巨大晶出物が生成し鋳造割れを引き起こす恐れがある。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖの好ましい含有量は、それぞれ０．０８〜０．２％である。

【0011】

本発明のアルミニウム合金ろう材には、円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物が１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個存在する。Ｆｅ系化合物を均一に分布させる場合、その大きさと密度を適正に制御することが本発明の特徴の１つである。Ｆｅ系化合物が微細すぎると、腐食分散効果が不十分であり、逆に、Ｆｅ系化合物が粗大すぎると、腐食速度が増大する。Ｆｅ系化合物の分布が粗すぎると、腐食分散効果が不十分であり、逆に、Ｆｅ系化合物の分布が密すぎると、腐食速度が増大する。
また、本発明のアルミニウム合金ろう材においては、円相当径５μｍを超えるＦｅ系化合物は１ｍｍ^２当たり１×１０^２個以下とするのが好ましい。
ここで、Ｆｅ系化合物の粒子径を円相当径で表わす。円相当径とは、各粒子の投影面積に等しい面積を有する円の直径を意味する。
Ｆｅ系化合物としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ系化合物等が挙げられる。

【0012】

本発明のアルミニウム合金ろう材は、５００〜２０００℃／秒の冷却速度で鋳造し、製造することが好ましい。一般的にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材は、冷却中にα相と共晶相とに分かれて凝固する。半連続鋳造における冷却速度は通常１〜２０℃／秒であり、この冷却速度ではＦｅ系化合物の大部分が共晶相に集まる。本発明者らは、α相と共晶相にＦｅ系化合物を均一に分布させるためには、５００℃／秒以上の冷却速度が必要であることを見い出した。また、工業生産的に２０００℃／秒を超える冷却速度を得るのは難しいため、これを上限とした。
本発明においては、このように鋳造時の冷却速度を適正に制御することによって、アルミニウム合金ろう材中に、所望の円相当径０．５〜５μｍのＦｅ系化合物を１ｍｍ^２当たり１×１０^３〜２×１０^４個の密度で形成させることができる。
なお、本発明のアルミニウム合金ろう材は、Ｚｎを含有するので、ろう材としての作用と併せて、犠牲（陽極）材としての作用も同時に有している。

【0013】

２．心材
本発明のアルミニウム合金複合材に用いる心材には、Ｃｕが０．１〜０．８％含有されることが好ましい。Ｃｕは、アルミニウムの電位を貴にし、犠牲防食効果を高める働きがある。この効果を十分に得るためには、Ｃｕの添加量の下限は０．１％であることが好ましい。一方、材料製造時の熱履歴およびろう付加熱によって、アルミニウム合金中にＣｕ系金属間化合物として析出する。このＣｕ系金属間化合物はカソード反応を促進させるため、ろう材の腐食速度が増大する。したがって、Ｃｕ添加量の上限は０．８％とするのが好ましい。さらに好ましいＣｕ含有量は、０．３〜０．６％である。
本発明に用いるアルミニウム合金複合材の心材には、Ｍｎが０．２〜２．０％含有されることが好ましい。ＭｎはＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物として晶出又は析出して、ろう付加熱後の強度の向上に寄与する元素である。また、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物は、Ｆｅを取り込むために、過剰なＦｅによる耐食性阻害効果を抑制する働きがある。これらの効果を得るためには、０．２％以上のＭｎを添加することが好ましい。但し、Ｍｎ量が２．０％を超えれば、巨大な金属間化合物が晶出し、加工性や製造性を阻害する恐れがある。したがって、Ｍｎ量の上限は２．０％とするのが好ましい。さらに好ましいＭｎ含有量は、０．６〜１．６％である。

【0014】

本発明に用いるアルミニウム合金複合材の心材には、Ｓｉが０．１〜０．８％含有されることが好ましい。Ｓｉは、マトリックスに固溶したり、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を生成したりすることによって、ろう付後の強度を向上させる元素である。さらに、Ｓｉの添加は、心材の電位を貴にして、心材とろう材の電位差を大きくする働きがあり、これにより外部耐食性が向上する。これらのＳｉ添加の効果を得るためには、０．１％以上のＳｉの含有が好ましい。一方、過剰にＳｉが含有されれば、耐食性を低下させる恐れがあると共に、合金の融点を低下させてろう付時に材料の溶融を招いてしまう。これら過剰なＳｉの含有による悪影響を回避するためには、Ｓｉ量の上限は０．８％とするのが好ましい。さらに好ましいＳｉ含有量は、０．２〜０．６％である。
本発明に用いるアルミニウム合金複合材の心材には、Ｍｇが０．０５〜０．５％含有されることが好ましい。Ｍｇは、Ｍｇ_２Ｓｉとして微細析出することで強度の向上に寄与する。このＭｇ添加の効果を得るためには、０．０５％以上のＭｇの含有が好ましい。一方、過剰にＭｇが含有されれば、ろう付性を阻害したり、粒界腐食が発生し耐食性を低下させたりする恐れがある。これら過剰なＭｇの含有による悪影響を回避するためには、Ｍｇ量の上限は０．５％とするのが好ましい。さらに好ましいＭｇ含有量は、０．１〜０．３％である。
本発明に用いるアルミニウム合金複合材の心材には、Ｔｉが０．０５〜０．３％含有されることが好ましい。Ｔｉは、耐食性、特に耐孔食性の向上に寄与する。すなわち、アルミニウム合金中に添加されたＴｉは、その濃度の高い領域と濃度の低い領域とに分かれ、それらが板厚方向に交互に積層状に分布する（これを濃淡層ともいう）。そして、Ｔｉ濃度の低い領域がＴｉ濃度の高い領域よりも優先的に腐食することにより、腐食形態が層状となり、その結果板厚方向への腐食の進行が妨げられ、耐孔食性が向上する。このような耐孔食性向上の効果を十分に得るためには、Ｔｉ量が０．０５％以上であることが好ましい。一方、Ｔｉ添加量が０．３％を超えれば、鋳造時に粗大な化合物が生成されて加工性や製造性を阻害する恐れがある。したがって、Ｔｉ量の上限は０．３％とするのが好ましい。さらに好ましいＴｉ含有量は、０．０８〜０．２％である。
本発明に用いるアルミニウム合金複合材の心材には、不可避量のＦｅを含有してもよい。この心材中のＦｅの含有量は、好ましくは０．４％以下である。

【0015】

本発明のアルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材の製造方法については、アルミニウム合金ろう材の鋳造時の冷却速度が前記所定の範囲内とされていればよく、他には特に制限はない。従って、ろう材の鋳造工程以降は通常の工程を採用することができ、特に制限されるものではない。例えば、一般的には次のような工程で本発明のアルミニウム合金複合材を製造することができる。
前記所定の合金組成を有するアルミニウム合金心材の鋳塊の両面を面削して、所定の鋳造時の冷却速度で別途調製したアルミニウム合金ろう材からなるろう材層（クラッド層）を前記面削した心材の片面もしくは両面に重ね合わせる。これに４００〜５５０℃で１〜１０時間の予備加熱（焼鈍）を行い、熱間圧延により板厚を５ｍｍ程度まで減少させる。さらに、冷間圧延および３００〜４５０℃で１〜１０時間の最終焼鈍を行って、厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度のアルミニウム合金複合材（クラッド材）とする。
本発明の複合材は、その厚さとして０．１〜１．０ｍｍが好ましい。また、ろう材層のクラッド率は５〜３０％であることが好ましい。

【0016】

本発明のアルミニウム合金製熱交換器は、前記本発明のアルミニウム合金ろう材又はアルミニウム合金複合材を用いてろう付により製造される。
本発明のアルミニウム合金製熱交換器を、本発明のアルミニウム合金複合材を用いてろう付け組み立てする場合には、例えば、該複合材のろう材側を外側として該複合材を曲成した後、ろう付けにより接合しチューブ形状とし、このチューブ状の複合材を、別体のアルミニウム合金フィン材とろう付けして熱交換器を組み立てる。
また、本発明のアルミニウム合金製熱交換器を、本発明のアルミニウム合金ろう材を用いてろう付け組み立てする場合には、例えば、好ましくは前記所定の合金組成を有するアルミニウム合金心材を曲成した後、本発明のアルミニウム合金ろう材を用いてろう付けにより接合しチューブ形状とし、このチューブ状の心材（複合材）を、別体のアルミニウム合金フィン材と、該チューブ状の心材にクラッドされたろう材又はさらに別途準備した本発明のアルミニウム合金ろう材を用いてろう付けして熱交換器を組み立てる。

【0017】

本発明の熱交換器は、本発明のアルミニウム合金ろう材又はアルミニウム合金複合材を用いてろう付により組み立てた後に、１５０℃以上、２５０℃未満の温度範囲に３０秒間以上保持（以下、第１の熱処理という。）し、さらに２５０℃以上、４５０℃以下の温度範囲に３０秒間以上保持（以下、第２の熱処理という。）して製造することが好ましい。
ろう付け接合後の１５０℃以上、２５０℃未満の温度範囲での保持は、過飽和固溶度の高い状態で金属間化合物を微細析出させるために有効である。第１の熱処理の温度が、この温度範囲より低温では析出速度が遅く、一方、より高温では過飽和固溶度が低いために十分な析出が起こらない。このため、第１の熱処理の温度範囲は、１５０℃以上、２５０℃未満が好ましい。また、保持時間が３０秒間未満では、金属間化合物の析出が十分ではないため、第１の熱処理の保持時間は３０秒間以下が好ましい。この保持時間は、一定温度における保持でもよいし、冷却中、昇温中の通過時間の合計でもよい。
その後の第２の熱処理の温度範囲は、２５０℃以上、４５０℃以下が好ましい。この第２の熱処理では、第１の熱処理において微細析出した金属間化合物を核として析出が起こるため、析出に要する過飽和固溶度は、第１の熱処理よりも低く、金属間化合物を十分に成長させるために有効である。この第２の熱処理の温度が、この温度範囲より低温では金属間化合物の成長速度が遅く、一方、より高温では金属間化合物が再固溶してしまう。このため、温度範囲は、２５０℃以上、４５０℃以下が好ましい。また、保持時間が３０秒間未満では、金属間化合物の成長が十分ではないため、保持時間は３０秒間以上が好ましい。この保持時間は、一定温度における保持でもよいし、冷却中、昇温中の通過時間の合計でもよい。

【実施例】

【0018】

以下に、本発明例と比較例に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0019】

（実施例１）
表１に示す組成のアルミニウム合金ろう材溶湯を、表２に示す冷却速度で、双ベルト式鋳造機により厚さ５ｍｍの薄スラブを連続的に鋳造してロールに巻き取った後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延し、保持温度４５０℃で中間焼鈍を施し、冷間圧延を行って最終板厚０．５ｍｍとし、アルミニウム合金ろう材を得た。

【0020】

このアルミニウム合金ろう材におけるＦｅ系化合物の分布を調査するため、ＴＥＭにより１００００倍で５視野観察し、画像解析により、円相等径０．５〜５μｍおよび５μｍを超えるＦｅ系化合物の数を測定して、それぞれ密度（個／ｍｍ^２）を求めた。
さらに、このアルミニウム合金ろう材単体にろう付加熱時の入熱を想定した、６００℃、３分間のろう付相当加熱処理を施した後、ＪＩＳ Ｈ８６０１に準じるＣＡＳＳ試験を２００時間実施した。試験後、３０％ＨＮＯ_３に１０分間浸漬し腐食生成物を除去した後、焦点深度法による腐食深さ測定を行った。
表２に結果を示す。

【0021】

【表1】

【0022】

【表2】

【0023】

実施例１〜１５では、アルミニウム合金ろう材の合金成分およびろう材中の０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が本発明で規定する範囲内であるために、腐食深さが浅く、耐食性に優れている。
これに対して、比較例１、２は、０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が低すぎるため、腐食深さが深い。比較例３は、Ｓｉ量が少なすぎるため、溶融が不十分で腐食深さが深い。比較例４は、Ｓｉ量が多すぎるために、溶融しすぎてしまうために腐食深さが深い。比較例５は、Ｆｅ量が少なすぎるために、０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が少なく、腐食が集中し腐食深さが深い。比較例６は、Ｆｅ量が多すぎるために、腐食速度が速くなってしまい腐食深さが深い。比較例７は、Ｚｎ濃度が低すぎるために、腐食が集中し、腐食深さが深い。比較例８は、Ｚｎ量が多すぎるために、腐食速度が速くなってしまい腐食深さが深い。

【0024】

（実施例２）
表３に示す組成のアルミニウム合金ろう材溶湯を、表４に示す冷却速度で、双ベルト式鋳造機により厚さ５ｍｍの薄スラブを連続的に鋳造してロールに巻き取った後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延し、保持温度４５０℃で中間焼鈍を施し、冷間圧延を行って最終板厚０．５ｍｍとし、アルミニウム合金ろう材を得た。
このアルミニウム合金ろう材におけるＦｅ系化合物の分布を、実施例１と同様にして調査した。
さらに、このアルミニウム合金ろう材を、実施例１と同様にして、ろう材単体にろう付相当加熱処理を施した後、ＪＩＳ Ｈ８６０１に準じるＣＡＳＳ試験を２００時間実施し、腐食深さ測定を行った。
表４に結果を示す。

【0025】

【表3】

【0026】

【表4】

【0027】

実施例１６〜４３では、アルミニウム合金ろう材の合金成分およびろう材中の０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が本発明で規定する範囲内であるために、腐食深さが浅く、耐食性に優れている。
これに対して、比較例９〜１５は、０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が低すぎるため、腐食深さが深い。

【0028】

（実施例３）
表１に示す組成のアルミニウム合金ろう材溶湯を、表６に示す冷却速度で、双ベルト式鋳造機により厚さ５ｍｍの薄スラブを連続的に鋳造してロールに巻き取った。別に、表５に示す組成のアルミニウム合金心材を、それぞれ、通常の半連続鋳造を行い、得られた鋳塊の両面を１０ｍｍずつ面削し、６００℃、３時間の均質化処理を行った後、熱間圧延で、４０〜４５ｍｍまで圧延した。次いで、該面削後の心材の片面もしくは両面に厚さ５ｍｍの前記板状のろう材を、表６に示すように重ね合わせ、５００℃で６時間の予備加熱を行い、熱間圧延により板厚５ｍｍまで圧延し、更に板厚０．５ｍｍまで冷間圧延を行い、３５０℃で３時間の最終焼鈍を行なって、厚さ０．５ｍｍの板状アルミニウム合金複合材（クラッド材）を作製した。ろう材の厚さは０．０５ｍｍ、クラッド率１０％であった。

【0029】

ろう材中のＦｅ系化合物の分布を調査するため、ＴＥＭにより１００００倍で５視野観察し、画像解析により、円相等径０．５〜５μｍおよび５μｍを超えるＦｅ系化合物の数を測定して、それぞれ密度（個／ｍｍ^２）を求めた。

【0030】

さらに、このアルミニウム合金複合材を、厚さ０．１ｍｍのＡｌ−０．４％Ｓｉ−０．４％Ｆｅ−１．０％Ｍｎ−１．５％Ｚｎ合金をコルゲート加工したフィンと６００℃、３分間のろう付加熱処理により接合して、熱交換器を模した接合体を得た。
この接合体について、ＪＩＳ Ｈ８６０１に準じるＣＡＳＳ試験を２００時間実施した。試験後、３０％ＨＮＯ_３に１０分間浸漬し腐食生成物を除去した後、焦点深度法による腐食深さ測定を行った。
表６に結果を示す。

【0031】

【表5】

【0032】

【表6】

【0033】

実施例４４〜８２では、アルミニウム合金ろう材の合金成分およびろう材中の０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が本発明で規定する範囲内であるために、腐食深さが浅く、耐食性に優れている。これらの実施例の中でも、心材のアルミニウム合金組成が本発明の好ましい範囲内にある場合に、特に良好な耐食性を示した。
これに対して、比較例１６、１７は、ろう材中の０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が低すぎるため、腐食深さが深い。比較例１８は、ろう材中のＳｉ量が少なすぎるため、溶融が不十分で腐食深さが深い。比較例１９は、ろう材中のＳｉ量が多すぎるために、溶融しすぎてしまうために腐食深さが深い。比較例２０は、ろう材中のＦｅ量が少なすぎるために、０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が少なく、腐食が集中し腐食深さが深い。比較例２１は、ろう材中のＦｅ量が多すぎるために、腐食速度が速くなってしまい腐食深さが深い。比較例２２は、ろう材中のＺｎ濃度が低すぎるために、腐食が集中し、腐食深さが深い。比較例２３は、ろう材中のＺｎ量が多すぎるために、腐食速度が速くなってしまい腐食深さが深い。

【0034】

（実施例４）
表１に示す組成のアルミニウム合金ろう材溶湯を、表７に示す冷却速度で、双ベルト式鋳造機により厚さ５ｍｍの薄スラブを連続的に鋳造してロールに巻き取った。別に、表５に示す組成のアルミニウム合金心材を、通常の半連続鋳造を行い、得られた鋳塊の両面を１０ｍｍずつ面削し、６００℃、３時間の均質化処理を行った後、熱間圧延で、４５ｍｍまで圧延した。次いで、該面削後の心材の片面に厚さ５ｍｍの前記板状のろう材を、表７に示すように重ね合わせ、５００℃で６時間の予備加熱を行い、熱間圧延により板厚５ｍｍまで圧延し、更に板厚０．５ｍｍまで冷間圧延を行い、３５０℃で３時間の最終焼鈍を行なって、厚さ０．５ｍｍの板状アルミニウム合金複合材（クラッド材）を作製した。ろう材の厚さは０．０５ｍｍ、クラッド率１０％であった。

【0035】

ろう材中のＦｅ系化合物の分布を調査するため、ＴＥＭにより１００００倍で５視野観察し、画像解析により、円相等径０．５〜５μｍおよび５μｍを超えるＦｅ系化合物の数を測定して、それぞれ密度（個／ｍｍ^２）を求めた。

【0036】

さらに、このアルミニウム合金複合材を、厚さ０．１ｍｍのＡｌ−０．４％Ｓｉ−０．４％Ｆｅ−１．０％Ｍｎ−１．５％Ｚｎ合金をコルゲート加工したフィンと６００℃、３分間のろう付加熱処理により接合した後、表７に示す条件で第１の熱処理（１）及び第２の熱処理（２）を行って、熱交換器を模した接合体を得た。
この接合体について、ＪＩＳ Ｈ８６０１に準じるＣＡＳＳ試験を２００時間実施した。試験後、３０％ＨＮＯ_３に１０分間浸漬し腐食生成物を除去した後、焦点深度法による腐食深さ測定を行った。
表７に結果を示す。

【0037】

【表7】

【0038】

実施例８３〜８８では、アルミニウム合金ろう材の合金成分およびろう材中の０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が本発明で規定する範囲内であり、腐食深さが浅く、耐食性に優れている。この中でも、ろう付加熱による組み立て後に適切な熱処理を行った実施例８３、８４は特に耐食性に優れている。
これに対して、比較例２４〜２９は、０．５〜５μｍのＦｅ系化合物密度が低すぎるため、腐食深さが深い。