特開 2023-43056 アルミニウム合金合わせ材及び熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023043056

(43)【公開日】2023-03-28

(54)【発明の名称】アルミニウム合金合わせ材及び熱交換器

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20230320BHJP

   B23K 35/22 20060101ALI20230320BHJP

   B23K 35/28 20060101ALI20230320BHJP

   C22F 1/04 20060101ALN20230320BHJP

   C22F 1/043 20060101ALN20230320BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20230320BHJP

【ＦＩ】

C22C21/00 E

C22C21/00 D

B23K35/22 310E

B23K35/28 310B

C22F1/04 B

C22F1/043

C22F1/00 627

C22F1/00 623

C22F1/00 630K

C22F1/00 630M

C22F1/00 640A

C22F1/00 641A

C22F1/00 651A

C22F1/00 682

C22F1/00 683

C22F1/00 685Z

C22F1/00 686A

C22F1/00 691B

C22F1/00 691C

C22F1/00 694A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021150549

(22)【出願日】2021-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(74)【代理人】

【識別番号】110002538

【氏名又は名称】弁理士法人あしたば国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】戸谷 友貴

(72)【発明者】

【氏名】土公 武宜

(57)【要約】

【解決課題】成形性、ろう付け性及び耐食性を並立することができるろう付用のアルミニウム合金材を提供すること。
【解決手段】心材と、該心材の一方の面又は両面にクラッドされている皮材と、を有し、該心材は、０．３０～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％のＭｎと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該皮材は、２．００～３．００質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％のＺｎと、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、該心材の平均結晶粒径が２５～１２５μｍであり、加熱試験において、皮材厚残存率（（加熱試験後の皮材の厚み／加熱試験前の皮材の厚み）×１００）が９０．０％以上であり、調質がＯ材であること、を特徴とするアルミニウム合金合わせ材。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

心材と、該心材の一方の面又は両面にクラッドされている皮材と、を有し、
該心材は、０．３０～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％のＭｎと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該皮材は、２．００～３．００質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％のＺｎと、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該心材の平均結晶粒径が２５～１２５μｍであり、
３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、６００±３℃で５±３分間保持する加熱試験において、皮材厚残存率（（加熱試験後の皮材の厚み／加熱試験前の皮材の厚み）×１００）が９０．０％以上であり、
調質がＯ材であること、
を特徴とするアルミニウム合金合わせ材。

【請求項2】

前記心材と、前記心材の一方の面にクラッドされている前記皮材と、からなる２層材であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項3】

前記心材と、前記心材の両面にクラッドされている前記皮材と、からなる３層材であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項4】

前記心材と、前記心材の一方の面にクラッドされている前記皮材と、前記心材の他方の面にクラッドされているろう材と、からなる３層材であり、
該ろう材が、６．００～１３．００質量％のＳｉを含有し、Ｆｅ含有量が０．８０質量％以下であり、Ｃｕが０．２５質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなること、
を特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項5】

前記ろう材が、更に、４．００質量％以下のＺｎを含有し、Ｍｎが０．３０質量％以下に規制されていることを特徴とする請求項４記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項6】

前記皮材が、更に、１．５０質量％以下のＭｎ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＶ、及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１～５いずれか１項記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項7】

前記心材が、更に、０．２０質量％以下のＳｉ、０．３０質量％以下のＭｇ、０．３０質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＺｒ、及び０．３０質量％以下のＣｒのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１～６いずれか１項記載のアルミニウム合金合わせ材。

【請求項8】

請求項１～７いずれか１項記載のアルミニウム合金合わせ材の成形体を、２以上組み合わせ、ろう付加熱することにより得られた熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形性、耐食性及びろう付け性に優れたアルミニウム合金合わせ材であり、自動車用のアルミニウム製熱交換器等のろう付工法で製造される熱交換器に使用されるアルミニウム合金合わせ材に関する。
さらに詳しくは、単層で加熱接合機能を有するアルミニウム合金材を皮材に用いた、成形性、ろう付け性及び耐食性に優れたアルミニウム合金合わせ材を提供するものである関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用等のアルミニウム合金製熱交換器の製造には、アルミニウム合金ブレージングシート等を用い、ブレージングシートを所定の部品形状に成形し、各部品を組みあわせ熱交換器コアに組み付けた後、ろう付工程により一体化する工法が通常用いられている。

【0003】

ブレージングシートから部品形状への加工度が大きい場合、成形性を確保するために、Ｏ材調質のブレージングシートが用いられるが、Ｏ材調質のブレージングシートでは、成形性、ろう付け性及び耐食性の並立が難しかった。

【0004】

ろう付け性及び耐食性を両立させるアルミニウム合金ブレージングシートとして、例えば、特許文献１には、アルミニウム合金の心材と、当該心材の一方の面にクラッドされた第１ろう材と、他方の面にクラッドされた第２ろう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、前記心材が、Ｆｅ：０．０５～１．５０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．３０～２．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、前記第１ろう材が、Ｓｉ：１．５０～４．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０５～１．５０ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１．００～６．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材が、Ｓｉ：４．００～１３．００ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０３～１．００ｍａｓｓ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる犠牲陽極作用とろう付機能を有するアルミニウム合金からなり、前記第２ろう材中において、０．５～８０．０μｍの円相当径を有するＡｌ－Ｓｉ－Ｆｅ系金属間化合物が２０００個／ｍｍ^２以下存在することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１４５４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

熱交換器コアに組み付けたブレージングシートの成形体を一体構造とするために、心材の片面又は両面に４３４３合金や４０４５合金等のアルミニウム合金ろう材を使用したブレージングシートの場合、成形加工時に導入された加工ひずみが、ろう付加熱途中にろう材が溶融するまでに再結晶することで消失すればよいが、加工ひずみがろうが溶融するまで残存していると、溶融したろう材が心材の加工ひずみを経路として拡散しやすいため、エロージョン現象が発生しやすくなり、ろう付け性が低くなるとともに耐食性も低くなってしまうという問題があった。

【0007】

特に、近年熱交換器の軽量化が求められており、熱交換器を軽量化するために部材を薄肉化した場合、部材の強度を高める必要があり、そのため、心材用アルミニウム合金にＣｕを含有させることや、Ｍｎ含有量を多くすることなどが提案されている。しかしながら、Ｃｕを含有させる場合、Ｃｕの含有量が多過ぎると心材の融点が低下するために、ろう付時に心材が溶融され易くなるという問題がある。また、Ｍｎを含有させる場合、心材中に微細な析出物を生じさせるため、心材が再結晶し難くなり、ろう付時に成形加工部に蓄積したひずみがろう付時に残存し易くなってしまい、エロージョン現象が発生し易くなるという問題がある。

【0008】

特許文献１に開示されているアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう付け性及び耐食性に優れているものの、成形性、ろう付け性及び耐食性を並立するとの要求に対し、更なる改良が求められている。

【0009】

従って、本発明の目的は、成形性、ろう付け性及び耐食性を並立することができるろう付用のアルミニウム合金材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、成形性、ろう付け性及び耐食性のいずれもを向上させるために、合金組成を厳密に制御し、且つ、冷間圧延及び焼鈍処理の条件等の製造条件を厳密に制御することにより、皮材を単層で加熱接合可能でろう付接合による板厚減少を抑制可能なものとし、且つ、心材中の金属間化合物を微細にし、その分布状態を適切にし、結晶粒組織を調節することで、成形性、ろう付け性及び耐食性に優れたアルミニウム合金材となることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【0011】

すなわち、本発明（１）は、心材と、該心材の一方の面又は両面にクラッドされている皮材と、を有し、
該心材は、０．３０～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％のＭｎと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該皮材は、２．００～３．００質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％のＺｎと、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該心材の平均結晶粒径が２５～１２５μｍであり、
３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、６００±３℃で５±３分間保持する加熱試験において、皮材厚残存率（（加熱試験後の皮材の厚み／加熱試験前の皮材の厚み）×１００）が９０．０％以上であり、
調質がＯ材であること、
を特徴とするアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0012】

また、本発明（２）は、前記心材と、前記心材の一方の面にクラッドされている前記皮材と、からなる２層材であることを特徴とする（１）のアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0013】

また、本発明（３）は、前記心材と、前記心材の両面にクラッドされている前記皮材と、からなる３層材であることを特徴とする（１）のアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0014】

また、本発明（４）は、前記心材と、前記心材の一方の面にクラッドされている前記皮材と、前記心材の他方の面にクラッドされているろう材と、からなる３層材であり、
該ろう材が、６．００～１３．００質量％のＳｉを含有し、Ｆｅ含有量が０．８０質量％以下であり、Ｃｕが０．２５質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避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（１）のアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0015】

また、本発明（５）は、前記ろう材が、更に、４．００質量％以下のＺｎを含有し、Ｍｎが０．３０質量％以下に規制されていることを特徴とする（４）のアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0016】

また、本発明（６）は、前記皮材が、更に、１．５０質量％以下のＭｎ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＶ、及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）～（５）いずれかのアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0017】

また、本発明（７）は、前記心材が、更に、０．２０質量％以下のＳｉ、０．３０質量％以下のＭｇ、０．３０質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＺｒ、及び０．３０質量％以下のＣｒのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）～（６）いずれかのアルミニウム合金合わせ材を提供するものである。

【0018】

また、本発明（８）は、（１）～（７）いずれかのアルミニウム合金合わせ材の成形体を、２以上組み合わせ、ろう付加熱することにより得られた熱交換器を提供するものである。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、成形性、ろう付け性及び耐食性を並立することができるろう付用のアルミニウム合金合わせ材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明のアルミニウム合金合わせ材の形態例の成形体を組み合わせた様子を示す模式的な断面図である。

【図2】本発明のアルミニウム合金合わせ材の他の形態例の成形体を組み合わせた様子を示す模式的な断面図である。

【図3】実施例（０．５ｍｍ材）の心材の断面のミクロ組織写真である。

【図4】実施例（１．０ｍｍ材）の心材の断面のミクロ組織写真である。

【図5】ドロップ試験を示す模式図である。

【図6】実施例（０．５ｍｍ材）及び実施例（１．０ｍｍ材）の逆Ｔ字試験後の接合部断面組織観察写真である。

【図7】実施例（０．５ｍｍ材）のアルミニウム合金合わせ材の断面のミクロ組織写真である。

【図8】実施例（１．０ｍｍ材）のアルミニウム合金合わせ材の断面のミクロ組織写真である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明のアルミニウム合金合わせ材について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明のアルミニウム合金合わせ材の形態例を、各部品の形状に成形し、次いで、それら成形体を組み合わせて、組み合わせ体を作製した様子を示す模式的な断面図である。また、図２は、本発明のアルミニウム合金合わせ材の他の形態例を、各部品の形状に成形し、次いで、それら成形体を組み合わせて、組み合わせ体を作製した様子を示す模式的な断面図である。図１中、組み合わせ体１は、心材２ａと心材２ａの一方の面にクラッドされている皮材３ａとからなる２層材のアルミニウム合金合わせ材４ａ、及び心材２ｂと心材２ｂの一方の面にクラッドされている皮材３ｂとからなる２層材のアルミニウム合金合わせ材４ｂを、流路を形成するそれぞれの部品形状に成形して、成形体６ａ及び成形体６ｂを作製し、次いで、成形体６ａの皮材３ａと成形体６ｂの皮材３ｂとを対向させて、組み合わせたものである。この組み合わせ体１をろう付加熱すると、ろう付加熱工程で、皮材３ａ及び皮材３ｂ中に液相が発生し、固相から液相に変わる際に体積膨張が生じるので、皮材中で発生した液相が皮材表面に浸み出してくる。そして、皮材３ａ及び皮材３ｂの表面に浸み出してきた液相により、アルミニウム合金合わせ材４ａとアルミニウム合金合わせ材４ｂが接合される。このとき、皮材３ａ及び皮材３ｂは、Ｓｉ含有量が少ないので溶融しないため、ろう付加熱後も、母相が残存し元の形状が保たれ、Ｚｎを含有する皮材が残存するので、ろう付加熱後に、皮材３ａ及び皮材３ｂは、犠牲防食材として機能する。

【0022】

図２中、組み合わせ体１１は、心材１２ａと心材１２ａの一方の面にクラッドされている皮材１３ａと心材１２ａの他方の面にクラッドされている皮材１５ａとからなる３層材のアルミニウム合金合わせ材１４ａ、及び心材１２ｂと心材１２ｂの一方の面にクラッドされている皮材１３ｂと心材１２ｂの他方の面にクラッドされている皮材１５ｂとからなる３層材のアルミニウム合金合わせ材１４ｂを、流路を形成するそれぞれの部品形状に成形し、成形体１６ａ及び成形体１６ｂを作製し、次いで、成形体１６ａの皮材１３ａと成形体１６ｂの皮材１３ｂとを、また、成形体１６ａの皮材１５ａと成形体１６ｂの皮材１５ｂとを、それぞれ対向させて、組み合わせたものである。この組み合わせ体１１をろう付加熱すると、ろう付加熱工程で、皮材１３ａ、皮材１３ｂ、皮材１５ａ及び皮材１５ｂ中に液相が発生し、固相から液相に変わる際に体積膨張が生じるので、皮材中で発生した液相が皮材表面に浸み出してくる。そして、皮材１３ａ、皮材１３ｂ、皮材１５ａ及び皮材１５ｂの表面に浸み出してきた液相により、アルミニウム合金合わせ材１４ａとアルミニウム合金合わせ材１４ｂが接合される。このとき、皮材１３ａ、皮材１３ｂ、皮材１５ａ及び皮材１５ｂは、Ｓｉ含有量が少ないので溶融しないため、ろう付加熱後も、母相が残存し元の形状が保たれ、Ｚｎを含有する皮材が残存するので、皮材１３ａ、皮材１３ｂ、皮材１５ａ及び皮材１５ｂは、ろう付加熱後に、犠牲防食材として機能する。

【0023】

図２中、組み合わせ体２１は、心材２２ａと心材２２ａの一方の面にクラッドされている皮材２３ａと心材２２ａの他方の面にクラッドされているろう材２５ａとからなる３層材のアルミニウム合金合わせ材２４ａ、及び心材２２ｂと心材２２ｂの一方の面にクラッドされている皮材２３ｂと心材２２ｂの他方の面にクラッドされているろう材２５ｂとからなる３層材のアルミニウム合金合わせ材２４ｂを、流路を形成するそれぞれの部品形状に成形し、成形体２６ａ及び成形体２６ｂを作製し、次いで、成形体２６ａの皮材２３ａと成形体２６ｂの皮材２３ｂとを、成形体２６ａのろう材２５ａと成形体２６ｂのろう材２５ｂとを、それぞれ対向させて、組み合わせたものである。この組み合わせ体２１をろう付加熱すると、ろう付加熱工程で、皮材２３ａ及び皮材２３ｂ中に液相が発生し、固相から液相に変わる際に体積膨張が生じるので、皮材中で発生した液相が皮材表面に浸み出してくる。そして、皮材２３ａ及び皮材２３ｂの表面に浸み出してきた液相により、アルミニウム合金合わせ材２４ａの皮材２３ａ側とアルミニウム合金合わせ材２４ｂの皮材２３ｂ側が接合される。また、ろう付加熱工程で、ろう材２５ａ及びろう材２５ｂが溶融し液相ろうが生じ、生じた液相ろうにより、アルミニウム合金合わせ材２４ａのろう材２５ａ側とアルミニウム合金合わせ材２４ｂのろう材２５ｂ側が接合される。このとき、皮材２３ａ及び皮材２３ｂは、Ｓｉ含有量が少ないので溶融しないため、ろう付加熱後も、母相が残存し元の形状が保たれ、Ｚｎを含有する皮材が残存するので、皮材２３ａ及び皮材２３ｂは、ろう付加熱後に、犠牲防食材として機能する。

【0024】

本発明のアルミニウム合金合わせ材は、心材と、該心材の一方の面又は両面にクラッドされている皮材と、を有し、
該心材は、０．３０～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％のＭｎと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該皮材は、２．００～３．００質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％のＺｎと、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、６００±３℃で５±３分間保持する加熱試験において、皮材厚残存率（（加熱試験後の皮材の厚み／加熱試験前の皮材の厚み）×１００）が９０．０％以上であり、
該心材の平均結晶粒径が２５～１２５μｍであり、
調質がＯ材であること、
を特徴とするアルミニウム合金合わせ材である。

【0025】

本発明のアルミニウム合金合わせ材は、心材と、心材の一方の面又は両面にクラッドされている皮材と、を有する。つまり、本発明のアルミニウム合金合わせ材は、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る心材の少なくとも一方の面に、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材がクラッドされており、且つ、該心材の他方の面には、何もクラッドされていなくてもよく、あるいは、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材又は本発明のアルミニウム合金合わせ材に係るろう材がクラッドされていてもよい。本発明のアルミニウム合金合わせ材の形態としては、（１）心材と、心材の一方の面にクラッドされている皮材と、からなる２層材であるアルミニウム合金合わせ材、（２）心材と、心材の両面にクラッドされている皮材と、からなる３層材であるアルミニウム合金合わせ材、（３）心材と、心材の一方の面にクラッドされている皮材と、心材の他方の面にクラッドされているろう材と、からなる３層材のアルミニウム合金合わせ材が挙げられる。なお、本発明のアルミニウム合金合わせ材が、心材の両面に皮材を有する場合、２つの皮材は、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材の規定範囲であれば、組成が同一であっても、組成が異なってもよい。

【0026】

本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る心材は、０．３０～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％のＭｎと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。

【0027】

心材中のＦｅは、アルミニウム合金中に金属間化合物を生成させ、再結晶粒を微細化する効果を有し、本発明では、心材の再結晶粒を微細化して、成形性を向上させる。心材中のＦｅ含有量は、０．３０～０．７０質量％、好ましくは０．４５～０．７０質量％である。心材中のＦｅ含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金合わせ材の成形性が高くなる。一方、心材中のＦｅ含有量が、上記範囲未満だと、Ｏ材処理時に生成する結晶粒が粗大化し、結晶粒の大きさが本発明に規定の範囲に入らない。また、心材中のＦｅ含有量が、上記範囲を超えると、粗大な金属間化合物を生じ、そこを起点に成形時の割れが発生し易くなる。

【0028】

心材中のＣｕは、アルミニウム合金の強度を向上させ、また、合金の電位を貴にして、電位が卑な合金の犠牲防食効果により守られ、材料の耐食性を向上させために添加される元素である。心材中のＣｕ含有量は、０．０３～０．２０質量％、好ましくは０．０５～０．１８質量％である。心材中のＣｕ含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金合わせ材の耐食性が高くなる。一方、心材中のＣｕ含有量が、上記範囲未満だと、上記Ｃｕの添加効果が十分ではなく、また、上記範囲を超えると、焼鈍処理やろう付加熱中に心材合金に添加されたＣｕが皮材に拡散し、皮材のＣｕ量が増加して電位が貴になるため、皮材による犠牲防食作用が働かなくなる。

【0029】

心材中のＭｎは、アルミニウム合金の強度を向上するために添加される元素である。心材中のＭｎ含有量は、１．００～１．５０質量％、好ましくは１．００～１．４０質量％である。心材中のＭｎ含有量が上記範囲にあることにより、アルミニウム合金合わせ材の強度が高くなる。一方、心材中のＭｎ含有量が、上記範囲未満だと、強度向上効果が十分でなく、また、上記範囲を超えると、アルミニウム合金中に微細な析出物を形成し、再結晶粒を粗大化させるため、結晶粒の大きさが本発明に規定の範囲に入らない。

【0030】

心材は、０．２０質量％以下のＳｉ、０．３０質量％以下のＭｇ、０．３０質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＺｒ及び０．３０質量％以下のＣｒのうちいずれか１種又は２種以上含有してもよい。これらの元素は、強度を向上させる働き等を有する。

【0031】

Ｓｉはアルミニウム合金中に不可避的に含有される元素である。心材が０．２０質量％以下のＳｉを含有することにより、強度が高くなる。Ｓｉは、Ｍｎと共に微細な析出物を形成するが、Ｓｉの含有量が０．２０質量％を越えると、析出物の量が増え過ぎて、焼鈍時に析出物のピン止め効果により、再結晶粒が粗大化し易くなり、結晶粒の大きさが本発明に規定の範囲に入らない。

【0032】

心材が０．３０質量％以下のＭｇを含有することにより、Ｍｇ－Ｓｉの析出により強度が向上する。Ｍｇはろう付加熱時にフラックスと反応し、ろう付け性を阻害するため、Ｍｇの含有量の上限は０．３０質量％である。

【0033】

心材が０．３０質量％以下のＺｎを含有することにより、Ｚｎを含有するスクラップ材を利用することができるようになる。Ｚｎは合金の電位を卑にするため、心材中のＺｎ含有量が多過ぎると、心材が犠牲防食により守られ難くなるため、Ｚｎの含有量の上限は０．３０質量％である。

【0034】

心材が、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＺｒ、及び０．３０質量％以下のＣｒのうちのいずれか１種又は２種以上を含有することにより、固溶強化により強度が向上する。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒは強度向上と結晶粒径制御のために添加させる元素であるが、含有量が多いと、いずれも粗大な金属間化合物を鋳造時に発生し、アルミニウム合金合わせ材の成形性が低くなる。そのため、Ｔｉ含有量は０．３０質量％以下であり、Ｚｒ含有量は０．３０質量％以下であり、Ｃｒ含有量は０．３０質量％以下である。

【0035】

心材中に上記元素の他に含有される不可避的不純物元素は、個々の元素の含有量が０．０５質量％以下、それらの合計が０．１５質量％以下である。

【0036】

本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材は、２．００～３．００質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％のＺｎと、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材同士が対向するように、２以上の本発明のアルミニウム合金合わせ材を組み合わせて、組み合わせ体をろう付け加熱するろう付加熱工程で、皮材中に液相が発生し、固相から液相に変わる際に体積膨張が生じるので、皮材中で発生した液相が皮材表面に浸み出してくる。そして、皮材の表面に浸み出してきた液相により、本発明のアルミニウム合金合わせ材同士が接合される。このとき、皮材は、Ｓｉ含有量が少ないので溶融しないため、ろう付加熱後も、母相が残存し元の形状が保たれ、Ｚｎを含有する皮材が残存するので、皮材は、ろう付加熱後に、犠牲防食材として機能する。つまり、本発明のアルミニウム合金合わせ材において、皮材は、ろう付けのときに、ろうを供給すると共に、ろう付け後は、犠牲防食材として機能する。つまり、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材は、犠牲防食機能を有し且つ単層での加熱接合が可能なクラッド層である。

【0037】

皮材中のＳｉ含有量は、２．００～３．００質量％、好ましくは２．１０～２．８０質量％である。皮材中のＳｉ含有量が上記範囲にあることにより、ろう付け性及び防食性を両立することができる。一方、皮材中のＳｉ含有量が、上記範囲未満だと、ろう付時に発生する溶融ろうが十分でなく、ろう付け性が悪くなり、また、上記範囲を超えると、皮材自体が減少し、皮材が持つ犠牲防食層としての機能が低下して、アルミニウム合金合わせ材の耐食性が低下する。

【0038】

皮材中のＦｅ含有量は、０．１０～０．４０質量％、好ましくは０．１０～０．３０質量％である。皮材中のＦｅ含有量が上記範囲にあることにより、ろう付け性が良好となる。一方、皮材中のＦｅ含有量が、上記範囲未満だと、アルミ地金コストが高くなり過ぎ、また、上記範囲を超えると、ろう付加熱中にＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の金属間化合物を形成する量が多くなり過ぎるので、ろうを形成するためのＳｉを消耗し、ろう付け性を阻害する。

【0039】

皮材中のＺｎ含有量は、０．８０～５．００質量％、好ましくは２．５０～４．００質量％である。皮材中のＺｎ含有量が上記範囲にあることにより、皮材が犠牲防食機能を発揮し、アルミニウム合金合わせ材の犠牲防食効果が高くなる。一方、心材中のＺｎ含有量が、上記範囲未満だと、犠牲防食効果が不十分となり、また、上記範囲を超えると、皮材から発生するろう量が増え、皮材の犠牲防食機能が低くなる。

【0040】

本発明のアルミニウム合金合わせ材では、皮材中のＦｅ含有量が、０．１０～０．４０質量％、好ましくは０．１０～０．３０質量％であり、且つ、Ｚｎ含有量は、０．８０～５．００質量％、好ましくは２．５０～４．００質量％であることにより、皮材による安定した犠牲防食作用が得られる。上記範囲で含有されるＦｅにより金属間化合物が生成し、ろう付加熱に伴う再結晶の際に結晶粒サイズが安定する。そして、皮材から生じた液相は粒界に沿って材料表面に現れるため、結晶粒サイズが安定することで液相が材料全体から均一に生じる。Ｚｎは液相に拡散するため、液相を均一に表出させることでＺｎが均一に存在し、局部腐食が抑制される。

【0041】

皮材中のＣｕ含有量は、０．２０質量％以下に規制されている。Ｃｕは皮材において、浸み出すろうを形成する働きがＳｉとほぼ同じである。そのため、皮材中のＣｕの含有量が多過ぎると、皮材自体が減少するので、皮材中のＣｕ含有量は、０．２０質量％以下に規制される。なお、皮材中のＣｕ含有量の下限は、特に制限されず、０．００質量％であってもよい。また、皮材中のＣｕ含有量が０．２０質量％を超えると、皮材の犠牲防食効果が低くなってしまう。

【0042】

皮材は、１．５０質量％以下のＭｎ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＶ、及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上を含有してもよい。これらの元素は、皮材の強度を高めることで、アルミニウム合金合わせ材全体の強度を高める効果や結晶粒を制御する目的で添加される。

【0043】

皮材中に上記元素の他に含有される不可避的不純物元素は、個々の元素の含有量が０．０５質量％以下、それらの合計が０．１５質量％以下である。

【0044】

本発明のアルミニウム合金合わせ材が、片側の面にろう材を有する形態において、片側の面にろう材を配する理由は、ろうの供給量がある程度以上必要な熱交換器を製造する場合に、ろうの供給量を確保するためである。例えば、ろう材側にベアのコルゲートフィンが接合される場合や、押出多穴管が接合される場合等に、本発明のアルミニウム合金合わせ材のうち、片側の面にろう材を有する形態が用いられる。

【0045】

本発明のアルミニウム合金合わせ材が、ろう材を有する場合、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係るろう材は、６．００～１３．００質量％のＳｉを含有し、Ｆｅ含有量が０．８０質量％以下であり、Ｃｕが０．２５質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。

【0046】

ろう材中のＳｉ含有量は、６．００～１３．００質量％である。ろう材中のＳｉ含有量が上記範囲にあることにより、ろう材の融点が低くなり液相を生じさせ、これによってろう付を可能にする。ろう材中のＦｅ含有量は、０．８０質量％以下である。ろう材中のＦｅ含有量が上記範囲にあることにより、ろう付け性が良好となる。なお、ろう材中のＳｉ及びＦｅ含有量は、上記範囲で適宜選択される。

【0047】

本発明のアルミニウム合金板では、心材とろう材との電位差により、心材が優先腐食しないように、ろう材中のＣｕ含有量は、０．２５質量％以下に規制される。ろう材中のＣｕ含有量が０．２５質量％を超えると、心材とろう材との電位差により、心材が優先腐食する。

【0048】

ろう材は、４．００質量％以下のＺｎを含有してもよい。ろう材が４．００質量％以下のＺｎを含有することにより、ろう付中にろう材中のＺｎが心材に拡散することで心材表面から内部に向けての電位勾配を構成し、心材の耐食性を向上させる。一方、ろう材中のＺｎ含有量が４．００質量％を超えると、ろう付け接合部のろうが優先腐食し、熱交換器全体としての耐食性が低下する。

【0049】

ろう材は、０．３０質量％以下のＭｎを含有してもよい。ろう材を心材の片面に配置するのは、ろうの供給によるろう付が目的であるが、ろう材中のＭｎ含有量が０．３０質量％を超えると、ろうの流動性が低下し、ろう付け性が低下する。そのため、ろう材中のＭｎ含有量は、０．３０質量％以下とする。

【0050】

ろう材中に上記元素の他に含有される不可避的不純物元素は、個々の元素の含有量が０．０５質量％以下、それらの合計が０．１５質量％以下である。

【0051】

本発明のアルミニウム合金合わせ材は、３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、６００±３℃で５±３分間保持する加熱試験において、皮材厚残存率（（加熱試験後の皮材の厚み（ｍｍ）／加熱試験前の皮材の厚み（ｍｍ））×１００）が９０．０％以上である。皮材は、ろう付け後は、犠牲防食材として機能するが、上記加熱試験における皮材残存率が上記範囲未満だと、皮材の犠牲防食性が不十分となり、アルミニウム合金合わせ材の耐食性が低くなる。

【0052】

なお、本発明において、皮材の厚みは、板の断面を光学顕微鏡で観察することにより測定される。このとき、必要に応じて、エッチングを行ってもよい。また、３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、６００±３℃で５±３分間保持する加熱試験であるが、先ず、試験試料である本発明のアルミニウム合金合わせ材を、不活性ガス雰囲気中で加熱して昇温し、６００±３℃の保持温度まで加熱し、次いで、６００±３℃で５±３分間保持し、次いで、室温まで冷却する加熱試験を行い、次いで、加熱試験前後の試験試料について、板厚方向切った断面（圧延面に垂直な面）における皮材の厚みを測定する。なお、加熱試験の昇温条件は、３００℃から４００℃までを平均昇温速度８０℃／分以下で昇温し、次いで、６００℃まで昇温する条件、好ましくは３００℃から４００℃までを平均昇温速度７５℃／分以下、好ましくは７０℃／分以下で昇温し、４００℃から５８０℃までを８±３分で昇温し、５８０℃から保持温度までを１０分以内で昇温する条件である。また、３００℃から４００℃までを平均昇温速度は４０℃／分以上が好ましい。

【0053】

本発明のアルミニウム合金合わせ材において、上記加熱試験における皮材厚残存率は、皮材の組成を本発明に規定の範囲とし、且つ、本発明のアルミニウム合金合わせ材を製造するときに、皮材のＳｉ含有量を２．００～３．００質量％とすることにより、９０％以上に調節される。

【0054】

本発明のアルミニウム合金合わせ材の調質はＯ材である。アルミニウム合金合わせ材の調質がＯ材であることにより、アルミニウム合金合わせ材の成形性が良好となる。

【0055】

本発明のアルミニウム合金合わせ材おいて、心材の平均結晶粒径は、２５～１２５μｍ、好ましくは４０～１２０μｍである。通常、Ｏ材調質のアルミニウム合金合わせ材では、結晶粒径が小さいほど成形性が向上する。しかし、結晶粒径が小さ過ぎると、発生した液相が結晶粒界に沿って心材に拡散するため、ろう付け性（ろう付時の耐変形性）が低くなる。そこで、本発明のアルミニウム合金合わせ材では、心材の平均結晶粒径が上記範囲に調節されていることにより、成形性及びろう付け性が良好となる。一方、心材の平均結晶粒径が、上記範囲未満だと、ろう付け性が悪くなり、また、上記範囲を超えると、成形後に心材の結晶粒組織模様が微細な凹凸となって、板表面に浮き出てくる、いわゆる肌荒れ現象が大きくなり、そのために、皮材で発生した少ない液相がうまく接合部に回らずにろう付け性が低くなる。

【0056】

なお、本発明において、心材の平均結晶粒径は、心材の板厚方向の中心部まで試験材料を研磨した後、陽極酸化法にてエッチングし、光学顕微鏡によって偏光像を観察し、得られた結晶粒組織観察像ミクロ組織からＡＳＴＭの結晶粒図より求められる。

【0057】

本発明のアルミニウム合金合わせ材において、心材の平均結晶粒径は、心材の組成を本発明に規定の範囲とし、且つ、本発明のアルミニウム合金合わせ材を製造するときに、心材を５７０℃以上６２０℃以下で均質化処理し、板厚６ｍｍ以下までの熱間クラッド圧延工程と、熱間クラッド圧延したクラッド材を冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延工程の途中及び冷間圧延工程の後の一方又は両方においてクラッド材を焼鈍する１回以上の焼鈍工程と、を行い、最終焼鈍温度を３３０～４２０℃とすることでＯ材調質にすることにより、２５～１２５μｍ、好ましくは４０～１２０μｍに調節される。

【0058】

本発明のアルミニウム合金合わせ材の板厚は、特に制限されないが、通常、０．３～３．０ｍｍで用いられる。アルミニウム合金合わせ材の板厚が、０．３ｍｍ未満の場合、皮材から供給される液相ろうが少なくなり、未接合部を生じることがあり、また、３．０ｍｍを超えると、Ｏ材処理前の最終冷間圧延率が十分に確保できずに、所定の結晶粒径が得難くなることがある。本発明のアルミニウム合金合わせ材の板厚は、好ましくは０．４～２．０ｍｍである。

【0059】

本発明のアルミニウム合金合わせ材の皮材のクラッド率は、特に制限されないが、好ましくは５～２５％である。皮材のクラッド率が、５％未満の場合、皮材から供給される液相ろうが少なくなり、未接合部を生じることがあり、また、２５％を超えると、皮材が板材に占める割合が大きくなり、強度が低くなることがある。また、本発明のアルミニウム合金合わせ材の皮材のクラッド厚さは、５０～３００μｍの範囲で、板厚と熱交換器の種類に合わせ適宜選択される。

【0060】

本発明のアルミニウム合金合わせ材を製造する方法としては、以下の製造方法が挙げられる。先ず、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る心材の組成のアルミニウム合金鋳塊を作製し、心材用のアルミニウム合金鋳塊を所定の厚さにする。また、本発明のアルミニウム合金合わせ材に係る皮材の組成を有するアルミニウム合金鋳塊を、必要に応じて本発明のアルミニウム合金合わせ材に係るろう材の組成を有するアルミニウム合金鋳塊を作製し、熱間圧延等により所定の厚さにする。

【0061】

心材用のアルミニウム合金鋳塊は、０．３０～０．７０質量％、好ましくは０．４５～０．７０質量％のＦｅと、０．０３～０．２０質量％、好ましくは０．０５～０．１８質量％のＣｕと、１．００～１．５０質量％、好ましくは１．００～１．４０質量％のＭｎと、任意に、０．２０質量％以下のＳｉ、０．３０質量％以下のＭｇ、０．３０質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＺｒ及び０．３０質量％以下のＣｒのうちいずれか１種又は２種以上と、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。このとき、心材用のアルミニウム合金鋳塊を、５７０～６２０℃で均質化処理することが好ましい。この温度域での均質化により心材の結晶粒径を均一化することで、得られる製品板の特性ばらつきを抑制することができる。５７０～６２０℃で均質化処理することで、Ｍｎを含有する析出物を粗大化し、最終焼鈍時に生じる析出物による再結晶のピン止め効果を減じ、心材の平均結晶粒径を本発明に規定の範囲に調節することができる。均質化処理温度が５７０℃未満の場合には、Ｍｎを含有する析出物が過度となり固溶Ｍｎ量を減じ、最終焼鈍時に析出物によるピン止め効果が起こらず、平均結晶粒径が過度に微細となる。均質化処理温度６２０℃以上の場合には、心材が溶融する場合がある。また、均質化処理後に鋳塊を面削し、所定の厚さとする。面削後の厚さは皮材、ろう材のクラッド率で決定される。

【0062】

皮材用のアルミニウム合金鋳塊は、２．００～３．００質量％、好ましくは２．１０～２．８０質量％のＳｉと、０．１０～０．４０質量％、好ましくは０．１０～０．３０質量％のＦｅと、０．８０～５．００質量％、好ましくは２．５０～４．００質量％のＺｎと、任意に、１．５０質量％以下のＭｎ、０．２０質量％以下のＴｉ、０．２０質量％以下のＺｒ、０．２０質量％以下のＣｒ、０．２０質量％以下のＶ、及び０．１０質量％以下のＢｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、を含有し、Ｃｕが０．２０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。皮材用のアルミニウム合金鋳塊の熱間圧延前の加熱温度は、４００～５２０℃、好ましくは４２０～５００℃である。この加熱温度が４００℃未満では、塑性加工性が乏しいため圧延時に割れを生じる場合がある。一方、この加熱温度が５００℃を超える場合には、加熱にかかるエネルギーが大きく、コストがかかる。また、熱間圧延前の加熱時間は０．５～３０時間、好ましくは１～２９時間である。この加熱時間が０．５時間未満では、材料温度が不均一になり、割れの原因となる。一方、この加熱時間が３０時間を超えると生産性が著しく低下する。

【0063】

ろう材用のアルミニウム合金鋳塊は、６．００～１３．００質量％のＳｉと、任意に、４．００質量％以下のＺｎと、を含有し、Ｆｅ含有量が０．８０質量％以下であり、Ｃｕが０．２５質量％以下に規制されており、Ｍｎが０．３０質量％以下に規制されており、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。ろう材用のアルミニウム合金鋳塊の熱間圧延前の加熱温度は、４００～５２０℃、好ましくは４２０～５００℃である。この加熱温度が４００℃未満では、塑性加工性が乏しいため圧延時に割れを生じる場合がある。一方、この加熱温度が５００℃を超える場合には、加熱にかかるエネルギーが大きく、コストがかかる。また、熱間圧延前の加熱時間は０．５～３０時間、好ましくは１～２９時間とする。この加熱時間が０．５時間未満では、材料温度が不均一になり、割れの原因となる。一方、この加熱時間が３０時間を超えると生産性が著しく低下する。

【0064】

次いで、心材用のアルミニウム合金鋳塊に、皮材用のアルミニウム合金熱間圧延板を、必要に応じて更にろう材用のアルミニウム合金熱間圧延板を組み合わせ、熱間圧延にて合わせ材とする。合わせ材の熱間圧延前の加熱温度は、４００～５２０℃、好ましくは４２０～５００℃である。この加熱温度が４００℃未満では、塑性加工性が乏しいため圧延時に割れを生じる場合があり、また、合わせ材が十分に接合されずに皮材またはろう材が剥がれてしまい、クラッド材が得られないことも発生しやすくなる。一方、この加熱温度が５００℃を超える場合には、加熱にかかるエネルギーが大きく、コストがかかる。また、熱間圧延前の加熱時間は０．５～３０時間、好ましくは１～２９時間である。この加熱時間が０．５時間未満では、材料温度が不均一になり、割れの原因となる。一方、この加熱時間が３０時間を超えると生産性が著しく低下する。合わせ材の熱間圧延終了時の板厚は、６ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下である。板厚が６ｍｍを超えると、冷間圧延のパス数が多くなり、製造性が悪化する。板厚の下限は特に定めるものではないが、最終の板厚に対して２倍以上が好ましい。最終板厚に対して２倍以下の場合、冷間圧延での歪み量が小さく、最終焼鈍処理で再結晶させるために必要な温度が高くなり、製造性が悪化する。

【0065】

次いで、得られた熱間圧延合わせ材に、１回又は２回以上の冷間圧延と、少なくとも焼鈍処理として、最終の冷間圧延後に最終焼鈍処理と、を行い、本発明のアルミニウム合金板を得る。

【0066】

心材用のアルミニウム合金鋳塊は、Ｍｎを含有しているため、高温で均質化処理を行うことでＭｎを含有する析出物を粗大化し、最終焼鈍時に生じる析出粒子による再結晶のピン止め効果を減じ、心材の平均結晶粒径を、本発明に規定の範囲に調節することができる。

【0067】

また、熱間圧延後から最終焼鈍処理までの間に中間焼鈍処理を行っても構わない。中間焼鈍処理は、熱間圧延前に生じた微細な析出物を粗大化させ、また、固溶しているＭｎ等の元素を析出させて、最終焼鈍処理時の再結晶粒を微細にするために行われる。

【0068】

最終焼鈍処理前の冷間圧延の圧延率を５０％以上とすることにより、冷間圧延によるひずみの蓄積量が大きくなり結晶粒が微細化し易くなる。一方、冷間圧延によるひずみの蓄積量が小さいと結晶粒が微細化し難くなる。また、最終焼鈍処理の加熱温度を３３０～４２０℃とすることにより、再結晶組織を得ることで、ろう付加熱過程での再結晶粒の過度な微細化を防ぎ、ろう浸透を抑制する。そして、所定の組成を有する心材用のアルミニウム合金鋳塊及び皮材用のアルミニウム合金鋳塊を用い、必要に応じて更にろう材用のアルミニウム合金鋳塊を用い、且つ、アルミニウム合金合わせ材を製造する製造工程において、上記冷間圧延及び最終焼鈍処理の条件を採用することにより、成形性、ろう付け性及び耐食性を並立することができる本発明のアルミニウム合金合わせ材を得ることができる。

【0069】

本発明のアルミニウム合金合わせ材では、皮材を接合層として用いることで、心材へのろうの拡散を防止している。これは本発明の最も重要なポイントである。

【0070】

通常、ろう材として用いられるＡｌ－Ｓｉ合金は、ろう付加熱中に、アルミニウム合金のマトリクス中に分散する主添加元素成分であるＳｉの晶析出物粒子や金属間化合物の界面が、球状に溶融して液相となる。通常のろう材は、Ｓｉ含有量が５～１３質量％と多いため、Ｓｉの晶析出物粒子や金属間化合物の量が多く、ろう付加熱の工程で、これらのＳｉの晶析出物粒子や金属間化合物の界面から液相が生じ、その液相が接合部に流動して接合フィレットを形成する。そのため、ろう材は元の形状を保たなくなる。

【0071】

それに対して、本発明のアルミニウム合金合わせ材では、皮材中のＳｉ含有量が少ないため、発生する液相の総量が少なくなるので、母相が残存し元の形状が保たれる。発生した液相は母相中の拡散や粒界に沿って拡散するが、固相から液相に変わる際に体積膨張が生じ、周囲が拘束されていない材料表面に浸み出してくるため、Ｓｉ含有量が少なくても接合が可能となる。そして、このような皮材では、ろう付加熱時に形成される液相の量が少ないため、心材の結晶粒径が微細であっても、ろう材が心材の結晶粒界に拡散する量がわずかとなる。そのため、従来のブレージングシートでは困難であった微細な心材の結晶粒径でもろう付けを可能とした。

【0072】

本発明の熱交換器は、２以上の本発明のアルミニウム合金合わせ材を、各部品の形状に成形し、それらを組み合わせ、組み合わせ体をろう付加熱することにより得られた熱交換器である。ろう付加熱の際の加熱温度は、好ましくは５８０～６２０℃、特に好ましくは５９０～６１０℃である。ろう付加熱の際の加熱保持時間は、好ましくは０～１０分間である。ろう付加熱の際の雰囲気は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気である。

【0073】

以下に、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。

【実施例0074】

表１に示す板厚０．５ｍｍ及び表２に示す板厚１．０ｍｍの３層構造のろう付用アルミニウム合金合わせ材を製造した。表中の皮材が心材の一方の面にクラッドされており、心材の他方の面には、ろう材がクラッドされている。
これらの合わせ材を、以下の工程で製造した。皮材及びろう材用の鋳塊を、ＤＣ鋳造後面削を行い、皮材用鋳塊及びろう材用鋳塊を作製した。また、心材用鋳塊を、ＤＣ鋳造工程で製造した後、６００℃にて１０時間の均質化処理を実施し、その後面削を行い、心材用鋳塊を作製した。
次いで、熱間圧延工程により、目標のクラッド率が得られる板厚の皮材用圧延板及びろう材用圧延板とし、心材鋳塊と組み合わせ、厚さ５０５ｍｍの合わせ前の状態とし、熱間圧延工程でクラッド圧延した。熱間圧延の終了板厚は３．５ｍｍであった。
得られた熱間圧延材を、それぞれ板厚０．５ｍｍ及び板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行い、３６５℃にて２時間の最終焼鈍処理を行い、Ｏ材とした。
得られたアルミニウム合金合わせ材の機械的特性及び心材の結晶粒径を表３に示す。引張試験にはＪＩＳ－１３Ｂ相当の引張試験片を用いた。
また、心材の結晶粒径の測定を行った。図３（板厚０．５ｍｍ材）及び図４（板厚１．０ｍｍ材）に、得られたミクロ組織写真を示す。結晶粒径については、心材の板厚方向の中心部まで材料を研磨後、エッチングを施し、得られたミクロ組織からＡＳＴＭの結晶粒図より求めた。
その結果、板厚０．５ｍｍ及び板厚１．０ｍｍ材の伸びは３０％を超えており、優れた成形性を示している。また、引張強度は、いずれも１１０ＭＰａを超えており、十分な強度を有している。

【0075】

次いで、板厚０．５ｍｍ及び板厚１．０ｍｍ材のそれぞれについて、不活性ガス雰囲気中で、３００℃から４００℃までを６２℃／分の昇温速度で、４００℃から５８０℃までを９．３分で昇温し、５８０℃から６００℃までが１．６分となるように昇温し、６００±３℃の保持温度まで加熱し、次いで、６００±３℃で３．６分間保持し、次いで、室温まで冷却するろう付相当加熱を行い、図５に示す逆Ｔ字試験による接合性、及び自然電位測定による耐食性評価を行った。なお、該ろう付相当加熱は、皮材厚残存率を測定するための加熱試験の加熱条件と同じである。
逆Ｔ字試験による３００３材との継ぎ手接合部断面組織観察結果を図６に示す。板厚０．５ｍｍ材、板厚１．０ｍｍ材ともに、３００３材との接合部において均一なフィレットが形成されており、十分なろう付接合性を有している。
自然電位測定結果を表４に、ろう付前後での断面組織観察結果を図７（板厚０．５ｍｍ材）及び図８（板厚１．０ｍｍ材）に示す。図７（板厚０．５ｍｍ材）及び図８（板厚１．０ｍｍ材）の各上段がろう付加熱前、下段がろう付加熱後である。また、それぞれの写真の下側が皮材であり、上側がろう材合金である。また、ろう付相当加熱による皮材厚残存率を表４に示す。
ろう付相当加熱後の皮材においては、心材より十分に電位が卑であり、また合金層が確保されており、優れた犠牲防食効果を有することが分かる。また、皮材残存率は、いずれも９０％以上であり、犠牲防食材として機能する皮材が十分残存していることが分かる。

【0076】

【表1】

【0077】

【表2】

【0078】

【表3】

【0079】

【表4】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】