ろう付け用アルミニウム合金複合材
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はろう付け用アルミニウム合金複合材に係り、特に高強度、高耐食性及びろう付け性に優れ、またノコロックろう付け法により組立てられるラジエータのチューブ材に用いた場合に著しい効果が期待されるろう付け用アルミニウム合金複合材に関するものである。
（従来の技術及び解決しようとする課題）
ろう付け用アルミニウム合金複合材は、ろう付けラジエータのチューブ材などに用いられるが、従来より、Al−Mn系合金の3003を芯材とし、これにAl−Si系ろう材をクラッドしたブレージングシートが用いられてきた。
しかし乍ら、3003を芯材とするブレージングシートはろう付け後強度が12kgf/mm2程度であり、また耐食性も充分とは言い難い。
この点、芯材合金にMgを添加すれば強度は向上するものの、ろう材による芯材のエロージョンが大きくなり、ろう付け性、耐食性の低下を招くという問題がある。特にろう付け方法の主流になりつつあるノコロックろう付けを適用した場合においては、芯材中のMg含有量が0.2％を超えるとろう付け性の低下が著しく、Mgの芯材中への添加が規制されている。
このように、従来技術では、高強度と高耐食性及びろう付け性を兼ね備えたろう付け用アルミニウム合金複合材を得ることは困難である。したがって、自動車用ラジエータのような熱交換器の用途においては軽量化、コストダウンを目的として素材の薄肉化が指向されており、高強度、高耐食性及びろう付け性を有するろう付け用アルミニウム合金複合材が要請されているが、このような要請に未だ応えることができないのが実情である。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消して前記要請に応えるべくなされたものであって、特にノコロックろう付け法によってもろう付け性、耐食性を阻害することなく、高強度の熱交換器用素材として適する高強度、高耐食性及びろう付け性に優れたろう付け用アルミニウム合金複合材を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、本発明者らは、芯材中のMg量を低減して且つ強度の向上を可能とし、併せてろう付け性及び耐食性の低下をもたらさない方策について鋭意研究を重ねた。
その結果、不純物としてのMgの含有量が0.2％以下、好ましくは0.1％以下のアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面に皮材としてMg0.3〜2.5％を含むアルミニウム合金をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材を見い出すに至ったのである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
（作用）
本発明のろう付け用アルミニウム合金複合材の構成は、第１図に示すように、Al−Si系ろう材と接する芯材には、不純物として含まれるMgが0.2％以下、好ましくは0.1％以下に規制されたアルミニウム合金を用い、またろう材としてAl−Si系を用い、この反対面側（皮材）にはMgを所定量（0.3〜2.5％、但し、芯材がSiを実質的に含有しないときは1.5％超〜2.5％）含有するアルミニウム合金をクラッドした構成である。
このような構成のアルミニウム合金複合材は、以下に説明するような作用を有し、所期の効果が得られる。
すなわち、ろう付け時においては、ろう付け性は芯材のMg含有量が低く規制されているため、阻害されることはない。しかも、ろう付け加熱時にはろう材中のSiが芯材中に拡散し、また反対面（皮材）のクラッド層からは芯材中にMgが拡散してくる結果、芯材部においてMgSiを生成し、ろう付け後の強度が向上するのである。
この場合、ろう材と接する芯材中のMg濃度は、反対面にクラッドされた皮材から拡散によりMgが供給されるため、芯材中で最も低く、ろう付け性を阻害することなく強度が向上できる。一方、反対面の皮材表面はMg濃度が最も高く、Si濃度は最も低くなるため、耐食性の低下は殆どない。芯材中にMnを適宜添加すれば更に強度、耐食性、ろう付け性が向上し、Siを適宜添加すれば更に強度が向上する。更に、Cu、Cr、Zr等を適宜添加すればMnと略同様の効果が得られ、Mgも規制範囲内で含有させると強度向上効果が得られる。
芯材の反対面にクラッドされる皮材にはMg含有Al合金を用いるが、ラジエータチューブのような用途では、犠牲電極として作用させることもでき、耐食性を著しく向上できる。また、皮材にZnを適宜添加すれば、犠牲電極作用を更に向上できる。
このように、芯材は、ろう付け時、ろう材からのSiの拡散を規制すると共に、反対面側にクラッドされる皮材からのMgの拡散も規制する作用がある。
本発明に係るアルミニウム合金複合材は、以上の作用を有するものであるが、以下に各成分の限定理由を説明する。
芯材 ろう付け前のアルミニウム合金芯材中に含まれる不純物としてのMgの許容量を最大0.2％とし、好ましくは0.1％以下に規定したのは、ろう付け性の低下を防止するためであり、それ以上のMgが含有すると、特にノコロック法によるろう付けにおいてろう付け性の低下が生じるため、好ましくない。
なお、芯材のアルミニウム合金としては、Mg＜0.1％、Mn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金、あるいは、Mg≦0.2％、Mn:0.2〜1.5％及びSi:0.3〜1.3％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金とする。
アルミニウム合金芯材中にMnを添加することにより耐食性、ろう付け性及び強度の向上を図ることができる。好ましい添加量は0.2〜1.5％である。0.2％未満では効果が不十分であり、1.5％を超えて含有されると巨大化合物を生成し、加工性の低下を生じるため、好ましくない。
同様に、更に必要に応じてCu、Cr、Zr等の少なくとも１種を添加することにより、更に強度、耐食性及びろう付け性の向上を図ることができる。また、皮材を犠牲電極として活用する場合にはこれらの元素を芯材に添加すると効果的である。好ましい添加量としては、Cu0.5％以下、Cr0.3％以下、Zr0.2％以下であり、それぞれ上限値を超えると効果は飽和し、加工性の低下を生じるため、好ましくない。
また、芯材中にSiを添加することにより、ろう材からのSiの供給が不十分な場合でも強度の向上を図ることができる。好ましい添加量は0.3〜1.3％である。0.3％未満では強度向上の効果が不十分であり、1.3％を超えると芯材の融点が低下してくるため、好ましくない。Siを添加する場合はMg量を最大0.2％とすることができる。
勿論、上記MnとSiを併せて添加することができ、更に必要に応じて上記Cu、Cr、Zr等の少なくとも１種を添加することができる。
芯材は、ろう付け時にろう材からSiの拡散を規制すると共に、反対面側にクラッドされた皮材からのMgの拡散も規制する。芯材の厚さとしては、上記の効果が得られ且つ強度向上が最大となる厚みが最適である。好ましい芯材の厚さは、ろう材の厚さの2.5倍以上で、且つ0.1〜1mmである。
皮材 芯材を挾んでろう材の反対面側にクラッドされる皮材にはMg含有アルミニウム合金が用いられるが、ラジエータチューブのような用途では、犠牲陽極として作用させることもでき、耐食性が著しく向上できる。皮材に含まれるMgの含有量としては、ろう付け後において芯材とろう材の界面のMg濃度が0.1〜0.02％程度が好ましく、このようなMg濃度が得られる皮材中のMg含有量としては板厚、ろう付け条件等により異なるものの0.3〜2.5％（但し、芯材がSiを実質的に含有しないときは1.5％超〜2.5％）の範囲である。Mg含有量が0.3％未満では強度向上効果が不十分となり、2.5％を超えるとクラッドが困難となるので好ましくない。複合材の板厚が更に厚くなると、反対面側にクラッドされた皮材中にMn、Cu、Cr、Zr等を添加して強度向上を図ることもできる。添加量としてはそれぞれ芯材中の添加範囲と同じである。
皮材を犠牲陽極として活用する場合には、芯材中にMn、Cu、Cr等の電位を貴にする元素を添加するのが有効であるが、更に積極的に皮材の電位を卑にするために皮材にZnを添加することもできる。Znは添加量としては２％以下が好ましく、それを超えて含有するとろう付け時に炉の汚染を生じることがあり、好ましくない。
ろう材 ろう材としてはAl−Si系合金を用い、従来と同様である。例えば、A4343合金、4004合金等が使用できる。
その他 複合材の厚さとしては、ラジエータチューブ材の場合には0.4mm程度であれば、ろう材反対面側にクラッドされた皮材からのMgの拡散により充分に強度向上効果が得られる。
なお、本発明は、Mgによるろう付け性阻害作用が著しいノコロック法ろう付けに適用した場合にその効果が最大となるが、他の雰囲気ろう付け、フラックスろう付け、真空ろう付け等のろう付け方法にも適用できるのは云うまでもない。
更に、第２図に示すように、Mg含有アルミニウム合金（皮材）の両面に、Mgを含有せずSiを0.3〜1.3％を含有するアルミニウム合金（芯材）で両面クラッドすることにより、ろう材層を有しないろう付け用アルミニウム合金複合材として応用できる。同様に、第３図に示すように、Mg含有アルミニウム合金（皮材）の外側を、Mgを含まないアルミニウム合金（芯材）で両面クラッドし、更にその外側にAl−Si系ろう材をクラッドすれば、両面ろう材を有するブレージングシートとして使用することもできる。
ラジエータチューブ材の組立に際しては、適宜方法により製管でき、前記ろう材を外面としてシーム溶接する等により製管する。
また、ラジエータのチューブ材の内面耐食性を向上させるためには、皮材を芯材に対し犠牲陽極的に作用させることが最も有効である。ノコロックろう付けは、大気圧下で行われるため、Znの蒸発は殆どないが、ろう付け加熱により芯材に拡散し、表面濃度が低下する。ラジエータのチューブ材の内面クーラント側耐食性を皮材の犠牲陽極効果により著しく向上させるには、皮材表面と芯材の孔食電位の差が30mV以上必要である。反面、孔食電位の差が120mV以上になると、皮材の消耗速度が大きく、長期にわたり犠牲陽極効果が維持できない。皮材と芯材の孔食電位の差は、皮材組成、芯材組成、ろう付け条件により変化するが、ノコロックろう付け後において、30〜120mVの範囲にあれば、長期にわたり優れた耐食性が得られる。
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例）
実施例１〜４のために、第１表に示す化学組成を有するアルミニウム合金（芯材、皮材、ろう材）を準備した。
ここで、同表中、No.1〜No.10が芯材用合金であり、No.11〜No.22が反対面側にクラッドされる皮材、No.23〜No.24がろう材である。
なお、No.7はMg0.2％であるがSiが添加されておらず、No.8はSi量が多く、No.10はCu量が多いので、それぞれ比較例である。
また、No.23のろう材は4343合金であり、ノコロック法ろう付け、雰囲気ろう付け及びフラックスろう付けに使用されているものである。No.24のろう材は4004合金であり、真空ろう付けに使用されているものである。
これらのアルミニウム合金を第２表及び第３表に示す組み合わせにて第１図に示す構成のろう付け用アルミニウム合金複合材を試作した。
実施例１ 第２表及び第３表に示した組み合わせのろう付け用アルミニウム合金複合材のうち、No.23のろう材を使用したものについて、ろう材面にノコロック用フラックスを5g/m2塗布し、乾燥した後、融点−40℃のＮガス雰囲気中で600℃×５分間加熱を行った。また、No.24のろう材を使用したものについては、５×10-5Torrの真空中で595℃×３分間の加熱を行った。
ろう付け性の評価結果を第４表及び第５表に示す。なお、ろう付け性は流動係数で評価した。
各表より、本発明例はいずれもろう付け性が優れていることがわかる。特にノコロックろう付けの場合でもろう付け性が優れている。
実施例２ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材を室温で７日間放置した後、引張試験を行った。その結果を第４表及び第５表に示すように、本発明例はいずれもろう付け後強度が優に12kgf/mm2を超える高強度を有している。
実施例３ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材について、ろう材側の耐食性をCASS試験により評価した。CASS試験250時間後の評価結果を第４表及び第５表に示す。各表の「ろう材側耐食性」に示すように、本発明例はいずれも優れた耐食性を有していることがわかる。
実施例４ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材について、ろう材反対面側にクラッドされた皮材側の耐食性を人工水（Cl-:300ppm、SO4-2:100ppm、Cu:5ppm）中で88℃×８時間→室温×16時間の温度条件で30日間の浸漬試験により評価した。浸漬試験後の評価結果を第４表及び第５表に示す。各表の「皮材側耐食性」に示すように、本発明例はいずれも優れた耐食性を有していることがわかる。
以上の実施例１〜４から、各本発明例は、ろう付け性、耐食性を損なうことなく高強度を呈することが明らかである。なお、第２〜第５表には、Siを実質的に含まない芯材（第１表の合金No.1〜４）とMg量が1.5％以下の皮材（第１表の合金No.11、12、15〜19）の組み合せを参考例として掲載した。
実施例５ 第６表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を常法により準備した。なお、No.20は4343合金ろう材であって、ノコロック法ろう付け、雰囲気ろう付け及びフラックスろう付けに使用されているのもである。
これらを第７表に示す組み合わせにて、実施例１〜４に示した要領でろう付け用ラジエータのチューブ材を試作した。
これらのチューブ材のろう材面にノコロック用フラックスを5g/m2塗布し、乾燥した後、融点−40℃のＮガス雰囲気中で600℃×５分間加熱を行った。
ろう付け性、強度及び耐食性（ろう材側耐食性、皮材側耐食性）の評価結果を第８表に示す。なお、それらの評価方法は実施例１〜４の場合と同様である。
また、皮材側の耐食試験の後に皮材の重量減少を測定した。その結果も第８表に併記する。
第８表より明らかなように、本発明例はいずれもろう付け性、強度とも優れ、耐食性も優れている。
また、上記重量減少は、クラッド層の消耗スピードを示すパラメータであるが、本発明例は重量減少が少なく、したがって、消耗速度が小さいことがわかる。
実施例６ 実施例５と同一条件で加熱したラジエータのチューブ材の皮材表面の孔食電位と、皮材をエメリー研磨紙で機械的に除去した芯材の孔食電位を以下の条件でそれぞれ測定した。
＜測定条件＞電解液:3.5NaClN2ガス吹き込みによる脱気温度:25℃測定法：ポテンショスタットを使用した電位走査法（掃引速度10mV/min）
測定した芯材と皮材の孔食電位の差を第８表に併記する。
第８表より、本発明例における芯材と皮材の孔食電位の差は30〜120mVの範囲にあり、ラジエータのチューブ材の内面耐食性を長期にわたり維持することができることがわかる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、ノコロックろう付け法によってもろう付け性、耐食性を阻害することなく高強度ろう付け用アルミニウム合金複合材が得られるので、特に自動車用熱交換器等に使用した場合には、薄肉軽量化、コストダウン等に顕著な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るろう付け用アルミニウム合金複合材の構成を示す説明図、
第２図及び第３図はそれぞれ本発明の応用例に係るろう付け用アルミニウム合金複合材の構成を示す説明図である。
（産業上の利用分野）
本発明はろう付け用アルミニウム合金複合材に係り、特に高強度、高耐食性及びろう付け性に優れ、またノコロックろう付け法により組立てられるラジエータのチューブ材に用いた場合に著しい効果が期待されるろう付け用アルミニウム合金複合材に関するものである。
（従来の技術及び解決しようとする課題）
ろう付け用アルミニウム合金複合材は、ろう付けラジエータのチューブ材などに用いられるが、従来より、Al−Mn系合金の3003を芯材とし、これにAl−Si系ろう材をクラッドしたブレージングシートが用いられてきた。
しかし乍ら、3003を芯材とするブレージングシートはろう付け後強度が12kgf/mm2程度であり、また耐食性も充分とは言い難い。
この点、芯材合金にMgを添加すれば強度は向上するものの、ろう材による芯材のエロージョンが大きくなり、ろう付け性、耐食性の低下を招くという問題がある。特にろう付け方法の主流になりつつあるノコロックろう付けを適用した場合においては、芯材中のMg含有量が0.2％を超えるとろう付け性の低下が著しく、Mgの芯材中への添加が規制されている。
このように、従来技術では、高強度と高耐食性及びろう付け性を兼ね備えたろう付け用アルミニウム合金複合材を得ることは困難である。したがって、自動車用ラジエータのような熱交換器の用途においては軽量化、コストダウンを目的として素材の薄肉化が指向されており、高強度、高耐食性及びろう付け性を有するろう付け用アルミニウム合金複合材が要請されているが、このような要請に未だ応えることができないのが実情である。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消して前記要請に応えるべくなされたものであって、特にノコロックろう付け法によってもろう付け性、耐食性を阻害することなく、高強度の熱交換器用素材として適する高強度、高耐食性及びろう付け性に優れたろう付け用アルミニウム合金複合材を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、本発明者らは、芯材中のMg量を低減して且つ強度の向上を可能とし、併せてろう付け性及び耐食性の低下をもたらさない方策について鋭意研究を重ねた。
その結果、不純物としてのMgの含有量が0.2％以下、好ましくは0.1％以下のアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面に皮材としてMg0.3〜2.5％を含むアルミニウム合金をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材を見い出すに至ったのである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
（作用）
本発明のろう付け用アルミニウム合金複合材の構成は、第１図に示すように、Al−Si系ろう材と接する芯材には、不純物として含まれるMgが0.2％以下、好ましくは0.1％以下に規制されたアルミニウム合金を用い、またろう材としてAl−Si系を用い、この反対面側（皮材）にはMgを所定量（0.3〜2.5％、但し、芯材がSiを実質的に含有しないときは1.5％超〜2.5％）含有するアルミニウム合金をクラッドした構成である。
このような構成のアルミニウム合金複合材は、以下に説明するような作用を有し、所期の効果が得られる。
すなわち、ろう付け時においては、ろう付け性は芯材のMg含有量が低く規制されているため、阻害されることはない。しかも、ろう付け加熱時にはろう材中のSiが芯材中に拡散し、また反対面（皮材）のクラッド層からは芯材中にMgが拡散してくる結果、芯材部においてMgSiを生成し、ろう付け後の強度が向上するのである。
この場合、ろう材と接する芯材中のMg濃度は、反対面にクラッドされた皮材から拡散によりMgが供給されるため、芯材中で最も低く、ろう付け性を阻害することなく強度が向上できる。一方、反対面の皮材表面はMg濃度が最も高く、Si濃度は最も低くなるため、耐食性の低下は殆どない。芯材中にMnを適宜添加すれば更に強度、耐食性、ろう付け性が向上し、Siを適宜添加すれば更に強度が向上する。更に、Cu、Cr、Zr等を適宜添加すればMnと略同様の効果が得られ、Mgも規制範囲内で含有させると強度向上効果が得られる。
芯材の反対面にクラッドされる皮材にはMg含有Al合金を用いるが、ラジエータチューブのような用途では、犠牲電極として作用させることもでき、耐食性を著しく向上できる。また、皮材にZnを適宜添加すれば、犠牲電極作用を更に向上できる。
このように、芯材は、ろう付け時、ろう材からのSiの拡散を規制すると共に、反対面側にクラッドされる皮材からのMgの拡散も規制する作用がある。
本発明に係るアルミニウム合金複合材は、以上の作用を有するものであるが、以下に各成分の限定理由を説明する。
芯材 ろう付け前のアルミニウム合金芯材中に含まれる不純物としてのMgの許容量を最大0.2％とし、好ましくは0.1％以下に規定したのは、ろう付け性の低下を防止するためであり、それ以上のMgが含有すると、特にノコロック法によるろう付けにおいてろう付け性の低下が生じるため、好ましくない。
なお、芯材のアルミニウム合金としては、Mg＜0.1％、Mn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金、あるいは、Mg≦0.2％、Mn:0.2〜1.5％及びSi:0.3〜1.3％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金とする。
アルミニウム合金芯材中にMnを添加することにより耐食性、ろう付け性及び強度の向上を図ることができる。好ましい添加量は0.2〜1.5％である。0.2％未満では効果が不十分であり、1.5％を超えて含有されると巨大化合物を生成し、加工性の低下を生じるため、好ましくない。
同様に、更に必要に応じてCu、Cr、Zr等の少なくとも１種を添加することにより、更に強度、耐食性及びろう付け性の向上を図ることができる。また、皮材を犠牲電極として活用する場合にはこれらの元素を芯材に添加すると効果的である。好ましい添加量としては、Cu0.5％以下、Cr0.3％以下、Zr0.2％以下であり、それぞれ上限値を超えると効果は飽和し、加工性の低下を生じるため、好ましくない。
また、芯材中にSiを添加することにより、ろう材からのSiの供給が不十分な場合でも強度の向上を図ることができる。好ましい添加量は0.3〜1.3％である。0.3％未満では強度向上の効果が不十分であり、1.3％を超えると芯材の融点が低下してくるため、好ましくない。Siを添加する場合はMg量を最大0.2％とすることができる。
勿論、上記MnとSiを併せて添加することができ、更に必要に応じて上記Cu、Cr、Zr等の少なくとも１種を添加することができる。
芯材は、ろう付け時にろう材からSiの拡散を規制すると共に、反対面側にクラッドされた皮材からのMgの拡散も規制する。芯材の厚さとしては、上記の効果が得られ且つ強度向上が最大となる厚みが最適である。好ましい芯材の厚さは、ろう材の厚さの2.5倍以上で、且つ0.1〜1mmである。
皮材 芯材を挾んでろう材の反対面側にクラッドされる皮材にはMg含有アルミニウム合金が用いられるが、ラジエータチューブのような用途では、犠牲陽極として作用させることもでき、耐食性が著しく向上できる。皮材に含まれるMgの含有量としては、ろう付け後において芯材とろう材の界面のMg濃度が0.1〜0.02％程度が好ましく、このようなMg濃度が得られる皮材中のMg含有量としては板厚、ろう付け条件等により異なるものの0.3〜2.5％（但し、芯材がSiを実質的に含有しないときは1.5％超〜2.5％）の範囲である。Mg含有量が0.3％未満では強度向上効果が不十分となり、2.5％を超えるとクラッドが困難となるので好ましくない。複合材の板厚が更に厚くなると、反対面側にクラッドされた皮材中にMn、Cu、Cr、Zr等を添加して強度向上を図ることもできる。添加量としてはそれぞれ芯材中の添加範囲と同じである。
皮材を犠牲陽極として活用する場合には、芯材中にMn、Cu、Cr等の電位を貴にする元素を添加するのが有効であるが、更に積極的に皮材の電位を卑にするために皮材にZnを添加することもできる。Znは添加量としては２％以下が好ましく、それを超えて含有するとろう付け時に炉の汚染を生じることがあり、好ましくない。
ろう材 ろう材としてはAl−Si系合金を用い、従来と同様である。例えば、A4343合金、4004合金等が使用できる。
その他 複合材の厚さとしては、ラジエータチューブ材の場合には0.4mm程度であれば、ろう材反対面側にクラッドされた皮材からのMgの拡散により充分に強度向上効果が得られる。
なお、本発明は、Mgによるろう付け性阻害作用が著しいノコロック法ろう付けに適用した場合にその効果が最大となるが、他の雰囲気ろう付け、フラックスろう付け、真空ろう付け等のろう付け方法にも適用できるのは云うまでもない。
更に、第２図に示すように、Mg含有アルミニウム合金（皮材）の両面に、Mgを含有せずSiを0.3〜1.3％を含有するアルミニウム合金（芯材）で両面クラッドすることにより、ろう材層を有しないろう付け用アルミニウム合金複合材として応用できる。同様に、第３図に示すように、Mg含有アルミニウム合金（皮材）の外側を、Mgを含まないアルミニウム合金（芯材）で両面クラッドし、更にその外側にAl−Si系ろう材をクラッドすれば、両面ろう材を有するブレージングシートとして使用することもできる。
ラジエータチューブ材の組立に際しては、適宜方法により製管でき、前記ろう材を外面としてシーム溶接する等により製管する。
また、ラジエータのチューブ材の内面耐食性を向上させるためには、皮材を芯材に対し犠牲陽極的に作用させることが最も有効である。ノコロックろう付けは、大気圧下で行われるため、Znの蒸発は殆どないが、ろう付け加熱により芯材に拡散し、表面濃度が低下する。ラジエータのチューブ材の内面クーラント側耐食性を皮材の犠牲陽極効果により著しく向上させるには、皮材表面と芯材の孔食電位の差が30mV以上必要である。反面、孔食電位の差が120mV以上になると、皮材の消耗速度が大きく、長期にわたり犠牲陽極効果が維持できない。皮材と芯材の孔食電位の差は、皮材組成、芯材組成、ろう付け条件により変化するが、ノコロックろう付け後において、30〜120mVの範囲にあれば、長期にわたり優れた耐食性が得られる。
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例）
実施例１〜４のために、第１表に示す化学組成を有するアルミニウム合金（芯材、皮材、ろう材）を準備した。
ここで、同表中、No.1〜No.10が芯材用合金であり、No.11〜No.22が反対面側にクラッドされる皮材、No.23〜No.24がろう材である。
なお、No.7はMg0.2％であるがSiが添加されておらず、No.8はSi量が多く、No.10はCu量が多いので、それぞれ比較例である。
また、No.23のろう材は4343合金であり、ノコロック法ろう付け、雰囲気ろう付け及びフラックスろう付けに使用されているものである。No.24のろう材は4004合金であり、真空ろう付けに使用されているものである。
これらのアルミニウム合金を第２表及び第３表に示す組み合わせにて第１図に示す構成のろう付け用アルミニウム合金複合材を試作した。
実施例１ 第２表及び第３表に示した組み合わせのろう付け用アルミニウム合金複合材のうち、No.23のろう材を使用したものについて、ろう材面にノコロック用フラックスを5g/m2塗布し、乾燥した後、融点−40℃のＮガス雰囲気中で600℃×５分間加熱を行った。また、No.24のろう材を使用したものについては、５×10-5Torrの真空中で595℃×３分間の加熱を行った。
ろう付け性の評価結果を第４表及び第５表に示す。なお、ろう付け性は流動係数で評価した。
各表より、本発明例はいずれもろう付け性が優れていることがわかる。特にノコロックろう付けの場合でもろう付け性が優れている。
実施例２ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材を室温で７日間放置した後、引張試験を行った。その結果を第４表及び第５表に示すように、本発明例はいずれもろう付け後強度が優に12kgf/mm2を超える高強度を有している。
実施例３ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材について、ろう材側の耐食性をCASS試験により評価した。CASS試験250時間後の評価結果を第４表及び第５表に示す。各表の「ろう材側耐食性」に示すように、本発明例はいずれも優れた耐食性を有していることがわかる。
実施例４ 実施例１と同一条件で加熱したろう付け用アルミニウム合金複合材について、ろう材反対面側にクラッドされた皮材側の耐食性を人工水（Cl-:300ppm、SO4-2:100ppm、Cu:5ppm）中で88℃×８時間→室温×16時間の温度条件で30日間の浸漬試験により評価した。浸漬試験後の評価結果を第４表及び第５表に示す。各表の「皮材側耐食性」に示すように、本発明例はいずれも優れた耐食性を有していることがわかる。
以上の実施例１〜４から、各本発明例は、ろう付け性、耐食性を損なうことなく高強度を呈することが明らかである。なお、第２〜第５表には、Siを実質的に含まない芯材（第１表の合金No.1〜４）とMg量が1.5％以下の皮材（第１表の合金No.11、12、15〜19）の組み合せを参考例として掲載した。
実施例５ 第６表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を常法により準備した。なお、No.20は4343合金ろう材であって、ノコロック法ろう付け、雰囲気ろう付け及びフラックスろう付けに使用されているのもである。
これらを第７表に示す組み合わせにて、実施例１〜４に示した要領でろう付け用ラジエータのチューブ材を試作した。
これらのチューブ材のろう材面にノコロック用フラックスを5g/m2塗布し、乾燥した後、融点−40℃のＮガス雰囲気中で600℃×５分間加熱を行った。
ろう付け性、強度及び耐食性（ろう材側耐食性、皮材側耐食性）の評価結果を第８表に示す。なお、それらの評価方法は実施例１〜４の場合と同様である。
また、皮材側の耐食試験の後に皮材の重量減少を測定した。その結果も第８表に併記する。
第８表より明らかなように、本発明例はいずれもろう付け性、強度とも優れ、耐食性も優れている。
また、上記重量減少は、クラッド層の消耗スピードを示すパラメータであるが、本発明例は重量減少が少なく、したがって、消耗速度が小さいことがわかる。
実施例６ 実施例５と同一条件で加熱したラジエータのチューブ材の皮材表面の孔食電位と、皮材をエメリー研磨紙で機械的に除去した芯材の孔食電位を以下の条件でそれぞれ測定した。
＜測定条件＞電解液:3.5NaClN2ガス吹き込みによる脱気温度:25℃測定法：ポテンショスタットを使用した電位走査法（掃引速度10mV/min）
測定した芯材と皮材の孔食電位の差を第８表に併記する。
第８表より、本発明例における芯材と皮材の孔食電位の差は30〜120mVの範囲にあり、ラジエータのチューブ材の内面耐食性を長期にわたり維持することができることがわかる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、ノコロックろう付け法によってもろう付け性、耐食性を阻害することなく高強度ろう付け用アルミニウム合金複合材が得られるので、特に自動車用熱交換器等に使用した場合には、薄肉軽量化、コストダウン等に顕著な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るろう付け用アルミニウム合金複合材の構成を示す説明図、
第２図及び第３図はそれぞれ本発明の応用例に係るろう付け用アルミニウム合金複合材の構成を示す説明図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】重量％で（以下、同じ）、Mg＜0.1％、Mn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金を用いたアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面にMg:1.5超〜2.5％を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金（皮材）をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項２】Mg≦0.2％、Mn:0.2〜1.5％及びSi:0.3〜1.3％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金を用いたアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面にMg:0.3〜2.5％を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金（皮材）をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項３】皮材として、Mg:1.5超〜2.5％を含み、更にZn:2％以下を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項１に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項４】皮材として、Mg:0.3〜2.5％を含み、更にZn:2％以下を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項２に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項５】皮材として、Mg:1.5超〜2.5％及びMn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項１記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項６】皮材として、Mg:0.3〜2.5％及びMn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項２に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のアルミニウム合金複合材を用いてノコロックろう付け法を用いて組み立てたラジエータのチューブ材。
【請求項８】前記ろう材を外面にしてシーム溶接による製管される請求項７記載のチューブ材。
【請求項９】ノコロックらう付け後において、芯材、皮材及びろう材の孔食電位の関係が（貴）芯材＞皮材（卑）であり、かつ、芯材と皮材の孔食電位の差が30〜120mVである請求項７に記載のチューブ材。
【請求項１】重量％で（以下、同じ）、Mg＜0.1％、Mn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金を用いたアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面にMg:1.5超〜2.5％を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金（皮材）をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項２】Mg≦0.2％、Mn:0.2〜1.5％及びSi:0.3〜1.3％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金を用いたアルミニウム合金芯材の片面にAl−Si系ろう材をクラッドし、反対面にMg:0.3〜2.5％を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金（皮材）をクラッドしたことを特徴とするろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項３】皮材として、Mg:1.5超〜2.5％を含み、更にZn:2％以下を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項１に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項４】皮材として、Mg:0.3〜2.5％を含み、更にZn:2％以下を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項２に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項５】皮材として、Mg:1.5超〜2.5％及びMn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項１記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項６】皮材として、Mg:0.3〜2.5％及びMn:0.2〜1.5％を含み、更に必要によりCu:0.5％以下、Cr:0.3％以下及びZr:0.2％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部実質的にAlからなるアルミニウム合金をクラッドした請求項２に記載のろう付け用アルミニウム合金複合材。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のアルミニウム合金複合材を用いてノコロックろう付け法を用いて組み立てたラジエータのチューブ材。
【請求項８】前記ろう材を外面にしてシーム溶接による製管される請求項７記載のチューブ材。
【請求項９】ノコロックらう付け後において、芯材、皮材及びろう材の孔食電位の関係が（貴）芯材＞皮材（卑）であり、かつ、芯材と皮材の孔食電位の差が30〜120mVである請求項７に記載のチューブ材。
【第１図】
【第２図】
【第３図】
【第２図】
【第３図】
【特許番号】第２５６４１９０号
【登録日】平成８年（１９９６）９月１９日
【発行日】平成８年（１９９６）１２月１８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１−２０８７１６
【出願日】平成１年（１９８９）８月１１日
【公開番号】特開平２−１７５０９３
【公開日】平成２年（１９９０）７月６日
【前置審査】 前置審査
【出願人】（９９９９９９９９９）株式会社神戸製鋼所
【出願人】（９９９９９９９９９）日本電装株式会社
【参考文献】
【文献】特開 昭６１−１９９５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−６２８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−９４５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−５８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５８−１１３３６７（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成８年（１９９６）９月１９日
【発行日】平成８年（１９９６）１２月１８日
【国際特許分類】
【出願日】平成１年（１９８９）８月１１日
【公開番号】特開平２−１７５０９３
【公開日】平成２年（１９９０）７月６日
【前置審査】 前置審査
【出願人】（９９９９９９９９９）株式会社神戸製鋼所
【出願人】（９９９９９９９９９）日本電装株式会社
【参考文献】
【文献】特開 昭６１−１９９５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−６２８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−９４５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−５８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５８−１１３３６７（ＪＰ，Ａ）
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