アルミニウム合金ブレージングシート
【課題】ろう付の際にフラックスの塗布が不要となるアルミニウム合金ブレージングシートを提供する。
【解決手段】心材１１にろう材１２がクラッドされてブレージングシート１０を構成している。心材１１とろう材１２との界面には、フッ化物系のフラックス１３が分布している。点在しているフラックス１３の長さＬ１〜Ｌ４の合計、及び断面積ａ１〜ａ４の合計は、それぞれブレージングシート１０の長さＬに対して所定の範囲内にあることが好ましい。
【解決手段】心材１１にろう材１２がクラッドされてブレージングシート１０を構成している。心材１１とろう材１２との界面には、フッ化物系のフラックス１３が分布している。点在しているフラックス１３の長さＬ１〜Ｌ４の合計、及び断面積ａ１〜ａ４の合計は、それぞれブレージングシート１０の長さＬに対して所定の範囲内にあることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用熱交換器などに用いるアルミニウム合金ブレージングシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金のろう付は、ろう材をクラッドしたブレージングシートで組んだ部材を不活性ガス雰囲気中で６００℃程度に加熱し行われる。その際、酸化皮膜を破壊する為に、フラックスが塗布されている。このフラックスには、塩化物系、フッ化物系などがあるが、近年では例えば後洗浄の不要な非腐食性フラックス（特許文献１参照）、例えばフッ化物系フラックスが使用されている。フラックスは、部材の組み立て後に水や溶剤で溶いた状態で塗布されたり、乾燥粉体で塗布されたり、部材組み立て前のブレージングシートにバインダに混ぜた状態で塗布される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらフラックスの塗布方法は、いずれも問題があった。
【０００５】
部材組み立て後の塗布では、フラックスが飛び散ることにより、作業環境が劣悪になるという問題があった。
【０００６】
また、部材組み立て前のバインダを用いる方法は、バインダがろう付炉内で気体となって飛ぶ為、ろう付炉が傷むという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ろう付の際にフラックスの塗布が不要となるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
アルミニウム合金からなる心材層と、を備え、
前記ろう材層と前記心材層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
こととしてもよい。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材層と、
前記ろう材層と前記心材層との間に介在し、Ｃｕ：１ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含み、Ｍｇ：０．５ｍａｓｓ％以下で、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、全板厚の０．１〜２％となる厚さを有するインサート層と、を備え、
前記ろう材層と前記インサート層との界面、及び前記心材層と前記インサート層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
ことを特徴とする。
【００１１】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において前記ろう材層と前記インサート層との界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
こととしてもよい。
【００１２】
前記インサート層が、Ｃｕ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１〜４．５ｍａｓｓ％のいずれか２種又は３種を含有する、
こととしてもよい。
【００１３】
前記インサート層が、更にＭｇ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３ｍａｓｓ％以下のうちいずれか１種類又は２種以上を含有する、
こととしてもよい。
【００１４】
前記ろう材層が、Ｓｉ：２〜１３ｍａｓｓ％を含有し、
前記心材層が、Ｍｎ：０．１〜２ｍａｓｓ％を含有し、更にＳｉ：０．１〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１〜６ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５ｍａｓｓ％以下に規制される、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アルミニウム合金ブレージングシートを用いるろう付において従来必要だったろう付前のフラックスの塗布を行わずにろう付が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいてフラックスが点在する様子を示す顕微鏡写真である。
【図２】心材とろう材との界面に点在するフラックスを模式的に示す断面図である。
【図３】ろう付試験に用いられる試験片を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
【００１８】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材層とその隣接する層の間にフッ化物系フラックスが含有されるものである。この含有されたフラックスは、ろう付の際に５６０〜５７０℃程度でろう材の前に溶融し、ろうが溶融すると表面に移動してろう材と相手材の酸化皮膜を破壊し、接合をなす。その為、フラックスの塗布が不要になる。
【００１９】
ろう材層とその隣接する層の間に含有されるフッ化物系フラックスは、ＫＡｌＦ４、ＫＡｌＦ３・Ｈ２Ｏ、Ｋ２ＡｌＦ５・Ｈ２Ｏ、ＣｓＡｌＦ４などの単体又は混合物である。なお、酸化皮膜の破壊を更に促進する為に、これらの成分のフラックスを部材の上から更に塗布しても構わない。
【００２０】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、図１に示すように、ろう材層とその隣接する層の界面上にフラックスが挟み込まれて点在する。
【００２１】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材層とその隣接する層の間に含有されるフラックスが、アルミニウム合金ブレージングシートの板厚方向の断面において、界面上に５．０〜５０％の長さの割合で存在していることが好適である。フラックスの界面における長さでの存在割合が５．０％よりも少ないと、フラックスが均等に供給されず、ろう付に不具合を生じるおそれがある。また、フラックスの界面における長さでの存在割合が５０％を超えると、ろう材とその隣接する層の金属的に結合している部分が少なくなり、部材を加工する際にろう材が剥離するおそれがある。
【００２２】
図２に示すブレージングシート１０を例として説明する。図２では、心材１１とろう材１２とがクラッドされてブレージングシート１０を構成している。また、長さＬの範囲における心材１１とろう材１２との界面に、例えば４つのフラックス１３が点在している。４つのフラックス１３の長さをＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４とする。一般化してフラックス１３の個数をｉ（図２ではｉ＝４、Ｌｉ＝Ｌ４）とすると、下記（１）式が成り立つことが好ましい。なお、ｉ≦３でも同様である。
５．０％≦（Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋Ｌｉ）／Ｌ≦５０％ ・・・（１）
【００２３】
更に本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、板厚方向の断面において界面上に、界面長さ１ｍｍあたりの合計が５０〜５０００μｍ２存在していることが好適である。５０μｍ２未満ではフラックスの量が足りず、ろう付に寄与しないおそれがある。また、５０００μｍ２を超えると、界面がもろくなり材料を加工する際にろう材が剥離するおそれがある。
【００２４】
図２の例では、４つのフラックス１３の断面積ををａ１、ａ２、ａ３及びａ４とする。上記と同様にフラックス１３の個数をｉ（図２ではｉ＝４、ａｉ＝ａ４）とすると、下記（２）式が成り立つことが好ましい。なお、ｉ≦３でも同様である。
５０μｍ２≦（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａｉ）／Ｌ≦５０００μｍ２ ・・・（２）
【００２５】
また、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材層とＡｌ−Ｍｎ系合金心材層との間に、全板厚の２．０％以下のインサート層が存在し、そのインサート層は少なくともＣｕ：１．０ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１．０ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含有し、Ｍｇ：０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されたアルミニウム合金からなっても良い。
【００２６】
このインサート層は、アルミニウム合金ブレージングシートのろう材層とその隣接する層の間にフラックスを含有させる際の製造方法に由来する。
【００２７】
本発明であるアルミニウム合金ブレージングシートは、通常のアルミニウム合金ブレージングシートと同様の手順を踏んで製造される。すなわち、まず、心材となる鋳塊をＤＣ（Direct Chill）鋳造により製造し、均質化処理として５００〜６００℃程度に加熱し、冷却後に面削を行う。また、ろう材やインサート層となるアルミニウム合金鋳塊をＤＣ鋳造により製造し、面削後に熱間圧延、必要に応じて更に冷間圧延を行う。その後、心材となる鋳塊とろう材、インサート層となる圧延板を重ねて加熱した後、４５０〜５５０℃で熱間圧延を行い、その後、冷間圧延と焼鈍を行う、という手順で製造される。
【００２８】
しかしながら、このなかの熱間圧延前の合わせ加熱の方法が、通常のアルミニウム合金とは異なる。本発明のフラックスは、心材やろう材となるアルミニウム合金鋳塊や圧延板を重ねる際に同時にろう材とその隣接する層の間に塗布される。ここで、従来のアルミニウム合金と同様に、このまま熱間圧延を行ってクラッドしようとすると、フラックスが周辺の酸素や水蒸気と反応し、劣化してしまうことがある。更には、このフラックスが障害となり、熱間圧延で層と層が接合せずに剥離してしまうことがある。
【００２９】
そこで、本発明では、次の２つの方法のうちいずれかを行う。１つが、ろう材と心材の間にフラックスを塗布し、熱間圧延を行う前工程の合わせ加熱でろう材を半溶融状態とし、ろう材と心材を接合してフラックスを熱間圧延前に材料中に閉じ込める方法である。この方法での合わせ加熱の温度は、ろう材の液相率が５．０〜３５％となる温度とすることが望ましい。液相率が５．０％未満では、液相の生成量が少なすぎ、フラックスが十分に材料中に閉じ込められないおそれがある。液相率が３５％を超えると、ろう材の形が崩れてしまい、製品の品質を損ねるおそれがある。
なお、加熱中における実際の液相率を測定することは、極めて困難である。そこで、本発明で示される液相率は平衡計算によって求めるものとする。具体的には、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃなどの熱力学平衡計算ソフトによって合金組成と加熱時の最高到達温度から計算される。
【００３０】
もう１つが、Ａｌ−Ｓｉ系合金よりも固相線温度の低いインサート層をろう材と心材の間に配し、このインサート層とろう材及び心材の間にフラックスを塗布し、熱間圧延を行う前工程の合わせ加熱でインサート層を溶融させてろう材とインサート層を接合し、フラックスを熱間圧延前に材料中に閉じ込める方法である。これらの方法によって、熱間圧延中のフラックスの劣化、及び熱間圧延での隣接する層と層の剥離を確実に防ぐことができる。この方法での合わせ加熱の温度は、インサート層が固液共存状態となり、その時の液相率が５．０〜３５％となる温度であり、且つろう材の固相線温度未満の温度とすることが望ましい。液相率が５．０％未満では、液相の生成量が少なすぎ、フラックスが十分に材料中に閉じ込められないおそれがある。液相率が３５％を超えると、液相が過剰に生成して板の側面に流れ出し、製品の品質を損ねるおそれがある。
【００３１】
また、この合わせ加熱を行う炉内はアルゴンや窒素などの不活性ガス雰囲気とし、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下、露点が−１５℃以下となるよう管理されることが望ましい。これにより、合わせ加熱時のフラックスの劣化を防ぎ、更に心材、ろう材、インサート層の接合を向上させより確実に材料中にフラックスを閉じ込めることができる。
【００３２】
この合わせ加熱を行う時間は、ろう材又はインサート層の平衡液相率が５．０％以上となる時間が１０ｍｉｎ以上２０ｈ以下となるように保持を行うことが望ましい。接合前のインサート層の平衡液相率が５．０％以上となる時間が、１０ｍｉｎ未満では十分に接合がなされず、合わせ加熱の炉から取り出し後〜熱間圧延前にフラックスが高温で大気に過剰に晒され劣化するおそれがある。また２０ｈを越える合わせ加熱を行うと、半溶融しているろう材又はインサート層が変形をし、平坦性が損なわれるおそれがある。
なお、この合わせ加熱段階では、接合面のうちの１０％以上の割合で接合がなされれば、十分に熱間圧延前のフラックスの劣化を防げる。２０％以上の割合で接合がなされていれば、更に望ましい。また、接合している割合が高いほど圧延も容易になるが、接合率が１０％程度であったとしても圧延中に圧着され、欠陥のないアルミニウム合金ブレージングシートが得られる。
【００３３】
インサート層の元素分布は、製造時の拡散によりインサート層中で変化している。従って、規定されるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｇの含有量は、製造後の最大値で定めている。
【００３４】
Ｃｕ濃度は６．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。６．０ｍａｓｓ％を超えると、ろう付中に心材のエロージョンを誘発するおそれがある。
【００３５】
Ｚｎ濃度は６．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。６．０ｍａｓｓ％を超えると、ろう付中に心材のエロージョンを誘発するおそれがある。
【００３６】
Ｍｇ濃度は０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されることが望ましい。０．５０ｍａｓｓ％を超えると、フラックスと反応し、十分にフラックスが作用しなくなるおそれがある。
【００３７】
上記の元素分布のクラッド材を得るには、インサート層として具体的には例えばＣｕ：２．０〜１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１．０〜４．５ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：２．０〜１０ｍａｓｓ％以下のうちいずれか２種類又は３種類を含有するアルミニウム合金を用いればよい。
【００３８】
Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚｎの含有量がそれぞれ下限未満だとＡｌ−Ｓｉろう材の固相線温度の５７７℃でも十分な液相が供給されず、合わせ加熱工程で十分な接合がなされない。また、含有量が上限を超えると、製造後のインサート層中の各元素濃度が望ましい値を超えるおそれがある。
【００３９】
また、インサート層として用いるアルミニウム合金は、更にＭｇ：０．５０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３０ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３０ｍａｓｓ％以下のうちの１種又は２種以上を含有しても良い。Ｍｇは、合わせ加熱時の接合、およびクラッド材となった後のろう付のいずれにも悪影響を与える為、インサート層には原則添加しないことが望ましいが、強度の微調整などの為に止むを得ず添加する際は、０．５０ｍａｓｓ％以下とする必要がある。
【００４０】
また、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒは、周りの層との強度の微調整などの為にインサート層に添加しても良いが、規定を超えるといずれも粗大な晶出物を形成し、圧延やクラッド材の耐食性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４１】
また、本発明のクラッド材で使用されるろう材は、Ｓｉ：２．０〜１３ｍａｓｓ％を含有することが望ましい。２．０ｍａｓｓ％未満では十分にろうが供給されない。また、１３ｍａｓｓ％を超えると、Ｓｉ晶出物が材料中に多量に生成し、圧延が難しい。
なお、前記ろう材は更にＺｎ：０．１０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１０〜２．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有しても良い。
【００４２】
更に、本発明で使用される心材は、Ｍｎ：０．１０〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、Ｓｉ：０．１０〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１０〜６．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されることが望ましい。
【００４３】
Ｍｎは、心材の強度を向上させる作用がある。０．１０ｍａｓｓ％未満ではその効果は薄く、２．０ｍａｓｓ％を超えると晶出物が多量に生成し、圧延が難しい。
【００４４】
Ｓｉは、心材の強度を向上させる作用がある。１．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【００４５】
Ｃｕは、心材の強度を向上させる作用がある。１．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【００４６】
Ｆｅは、心材の強度を向上させる作用がある。１．０ｍａｓｓ％を超えると晶出物が多量に生成し、耐食性に悪影響を与えるおそれがある。
【００４７】
Ｚｎは、心材の電位を調整する作用がある。６．０ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【実施例】
【００４８】
以下にこの発明の実施例を比較例とともに記す。なお以下の実施例は、この発明の効果を説明するためのものであり、実施例記載のプロセス及び条件がこの発明の技術的範囲を制限するものではない。
【００４９】
［実施例１］実施例１〜９、比較例１〜３
表１、２に、クラッド材製造に用いた合金の成分を示す。表２に示す成分の合金鋳塊を調製した後、面削し、熱間圧延を実施し、表３に示す厚さとした。また、表１に示す合金鋳塊を調製した後、面削加工を実施し、表３に示す厚さとした。なお、鋳塊サイズは幅１０００ｍｍ×長さ２０００ｍｍとした。
【００５０】
表１、２に示す合金材の間にＫＡｌＦ４からなるフッ化物系フラックスを塗布した後に積層し、鉄バンドで固定してから合わせ加熱を行った。合わせ加熱は、窒素雰囲気中で実施し、室温より４０℃／ｈで昇温し、５８０℃で３ｈ保持し、５００℃まで冷却した。なお、比較例１では、合金材間にフラックスを塗布せず、また、合わせ加熱時の保持温度を５３０℃とした。そして、開始温度５００℃で熱間圧延を行い３．０ｍｍまで圧延された後に、冷間圧延で厚さ１．０ｍｍまで圧延し、更に３８０℃で３時間焼鈍しクラッド材として供した。
【００５１】
このようにして得られたクラッド材の両端から５０００ｍｍの位置に対して断面観察を行った、クラッド材の巾方向に対して中央で１箇所、板幅に対して１／４分割した点に対して長手方向端部に近い位置の２箇所の計３箇所、、各々Ｌ−ＳＴ断面（圧延方向に平行な断面）で２５ｍｍの長さにわたって観察を実施した。表３に、断面観察によって測定したクラッド界面上のフラックスの存在割合と、界面長さ１ｍｍあたりに存在するフラックスの断面積の値を示す。
【００５２】
ろう付試験は、図３に示した逆Ｔ字型の試験片２０を用いた。図３に示すように、下板２１にクラッド材を用い、上板２２にＡ３００３合金板を組み合わせ、フラックスを塗布せずにろう付を行った。ろう付には酸素濃度が５０ｐｐｍ以下、露点が−５０度以下に管理された窒素雰囲気炉を用いた。
【００５３】
ろう付後、外観よりフィレットの充填距離を測定し、その長さからフィレットが形成されている割合を求めた。図３の例では、長さＭのろう付を行った結果２箇所のフィレット２３が形成されており、それぞれの長さはｍ１及びｍ２である。一般化してフィレットの個数をｉ（図３ではｉ＝２、ｍｉ＝ｍ２）とすると、フィレットが形成されている割合（充填長さ割合）は下記（３）式で求められる。なお、ｉ＝１でも同様である。
充填長さ割合＝（ｍ１＋ｍ２＋・・・＋ｍｉ）／Ｍ ・・・（３）
【００５４】
上記（３）式による充填長さ割合から、全長にわたってフィレットが形成している場合を○、フィレット未形成部分が２割以下ある場合を△、フィレット未形成部分が２割を超える場合を×とし、ろう付性を評価した。結果を表３に示す。
【００５５】
また、折り曲げ試験は、材料を９０°に折り曲げて、表面を観察した。表面に異常が無い場合を○、表面にひびが生じた場合を△、ろう材の剥離が生じた場合を×とし、折り曲げ性を評価した。結果を表３に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
実施例１〜９では、本発明の規定範囲内であったため良好なろう付ができ、また加工を行っても異常が起きなかった。
【００６０】
比較例１では、フラックスが含有されていないため、ろう付できなかった。
【００６１】
比較例２では、フラックスが規定より少ない為、ろう付が不十分となった。
【００６２】
比較例３では、フラックスが界面に規定より多量に存在した為、加工によりろう材が剥離してしまった。
【００６３】
［実施例２］実施例１０〜３０、比較例４〜１４
表４〜６に、クラッド材製造に用いた合金の成分を示す。実施例２における合金Ｎｏ．は実施例１とは独立している。表５、６に示す成分の合金鋳塊を調製した後、面削し、熱間圧延を実施し、表７に示す厚さとした。また、表４に示す合金鋳塊を調製した後、面削加工を実施し、表７に示す厚さとした。なお、鋳塊サイズは幅１０００ｍｍ×長さ２０００ｍｍとした。表４、５に示す合金材の間に表６に示す合金をインサート材として挟み込み、ＣｓＡｌＦ４からなるフッ化物系フラックスをそれぞれの材料の間に塗布した後に積層し、鉄バンドで固定してから合わせ加熱を行った。合わせ加熱は、窒素雰囲気中で実施し、室温より４０℃／ｈで昇温し、表７に示す所定の温度で３ｈ保持し、５００℃まで冷却した。そして、開始温度５００℃で熱間圧延を行い３ｍｍまで圧延された後に、冷間圧延で厚さ１ｍｍまで圧延し、更に３８０℃で３ｈ焼鈍し、クラッド材として供した。
【００６４】
このようにして得られたクラッド材について、実施例１と同様に、断面観察を行った後、ろう付試験と折り曲げ試験を実施した。表７に、断面観察によって測定したクラッド界面上のフラックスの存在割合と、界面長さ１ｍｍあたりに存在するフラックスの断面積の値を示す。また、この断面に対してＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）元素分析を板厚方向に行い、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇのインサート内での最大値を測定した。この値を表７に示す。
【００６５】
ろう付試験は、実施例１と同様の手順で行った。上記（３）式による充填長さ割合から、全長にわたってフィレットが形成している場合を○、フィレット未形成部分が２割以下ある場合を△、フィレット未形成部分が２割を超える場合を×とし、ろう付性を評価した。結果を表７に示す。
【００６６】
また、折り曲げ試験は、材料を９０°に折り曲げて、表面を観察した。表面に異常が無い場合を○、表面にひびが生じた場合を△、ろう材の剥離が生じた場合を×とし、折り曲げ性を評価した。結果を表７に示す。
【００６７】
【表４】
【００６８】
【表５】
【００６９】
【表６】
【００７０】
【表７】
【００７１】
実施例１０〜３０では、本発明の規定範囲内であったため良好なろう付ができ、また加工を行っても異常が起きなかった。
【００７２】
比較例４では、フラックスが規定より少ない為、ろう付が不十分となった。
【００７３】
比較例５では、フラックスが界面に規定より多量に存在した為、加工によりろう材が剥離してしまった。
【００７４】
比較例６では、インサートが規定より厚かったため、ろう付中にエロージョンが発生してしまった。以下、ろう付中にエロージョンが発生した例については表７で「（Ｅ）」を付して示す。
【００７５】
比較例７では、インサートのＣｕ濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００７６】
比較例８では、インサートのＭｇ濃度が高かった為、フラックスが十分に機能せず、ろう付が不十分となった。
【００７７】
比較例９では、インサートのＺｎ濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００７８】
比較例１０では、ろう材のＳｉ濃度が低かった為、ろうが不足しろう付が不十分となった。
【００７９】
比較例１１、１２、１４では、それぞれ心材のＳｉ、Ｃｕ、およびＭｇの濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００８０】
比較例１３では、心材中のＭｇ濃度が高かった為、フラックスが十分に機能せず、ろう付が不十分となった。
【符号の説明】
【００８１】
１０ ブレージングシート
１１ 心材
１２ ろう材
１３ フラックス
２０ 試験片
２１ 下板
２２ 上板
２３ フィレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用熱交換器などに用いるアルミニウム合金ブレージングシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金のろう付は、ろう材をクラッドしたブレージングシートで組んだ部材を不活性ガス雰囲気中で６００℃程度に加熱し行われる。その際、酸化皮膜を破壊する為に、フラックスが塗布されている。このフラックスには、塩化物系、フッ化物系などがあるが、近年では例えば後洗浄の不要な非腐食性フラックス（特許文献１参照）、例えばフッ化物系フラックスが使用されている。フラックスは、部材の組み立て後に水や溶剤で溶いた状態で塗布されたり、乾燥粉体で塗布されたり、部材組み立て前のブレージングシートにバインダに混ぜた状態で塗布される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらフラックスの塗布方法は、いずれも問題があった。
【０００５】
部材組み立て後の塗布では、フラックスが飛び散ることにより、作業環境が劣悪になるという問題があった。
【０００６】
また、部材組み立て前のバインダを用いる方法は、バインダがろう付炉内で気体となって飛ぶ為、ろう付炉が傷むという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ろう付の際にフラックスの塗布が不要となるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
アルミニウム合金からなる心材層と、を備え、
前記ろう材層と前記心材層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
こととしてもよい。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るアルミニウム合金ブレージングシートは、
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材層と、
前記ろう材層と前記心材層との間に介在し、Ｃｕ：１ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含み、Ｍｇ：０．５ｍａｓｓ％以下で、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、全板厚の０．１〜２％となる厚さを有するインサート層と、を備え、
前記ろう材層と前記インサート層との界面、及び前記心材層と前記インサート層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
ことを特徴とする。
【００１１】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において前記ろう材層と前記インサート層との界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
こととしてもよい。
【００１２】
前記インサート層が、Ｃｕ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１〜４．５ｍａｓｓ％のいずれか２種又は３種を含有する、
こととしてもよい。
【００１３】
前記インサート層が、更にＭｇ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３ｍａｓｓ％以下のうちいずれか１種類又は２種以上を含有する、
こととしてもよい。
【００１４】
前記ろう材層が、Ｓｉ：２〜１３ｍａｓｓ％を含有し、
前記心材層が、Ｍｎ：０．１〜２ｍａｓｓ％を含有し、更にＳｉ：０．１〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１〜６ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５ｍａｓｓ％以下に規制される、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アルミニウム合金ブレージングシートを用いるろう付において従来必要だったろう付前のフラックスの塗布を行わずにろう付が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいてフラックスが点在する様子を示す顕微鏡写真である。
【図２】心材とろう材との界面に点在するフラックスを模式的に示す断面図である。
【図３】ろう付試験に用いられる試験片を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
【００１８】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材層とその隣接する層の間にフッ化物系フラックスが含有されるものである。この含有されたフラックスは、ろう付の際に５６０〜５７０℃程度でろう材の前に溶融し、ろうが溶融すると表面に移動してろう材と相手材の酸化皮膜を破壊し、接合をなす。その為、フラックスの塗布が不要になる。
【００１９】
ろう材層とその隣接する層の間に含有されるフッ化物系フラックスは、ＫＡｌＦ４、ＫＡｌＦ３・Ｈ２Ｏ、Ｋ２ＡｌＦ５・Ｈ２Ｏ、ＣｓＡｌＦ４などの単体又は混合物である。なお、酸化皮膜の破壊を更に促進する為に、これらの成分のフラックスを部材の上から更に塗布しても構わない。
【００２０】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、図１に示すように、ろう材層とその隣接する層の界面上にフラックスが挟み込まれて点在する。
【００２１】
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう材層とその隣接する層の間に含有されるフラックスが、アルミニウム合金ブレージングシートの板厚方向の断面において、界面上に５．０〜５０％の長さの割合で存在していることが好適である。フラックスの界面における長さでの存在割合が５．０％よりも少ないと、フラックスが均等に供給されず、ろう付に不具合を生じるおそれがある。また、フラックスの界面における長さでの存在割合が５０％を超えると、ろう材とその隣接する層の金属的に結合している部分が少なくなり、部材を加工する際にろう材が剥離するおそれがある。
【００２２】
図２に示すブレージングシート１０を例として説明する。図２では、心材１１とろう材１２とがクラッドされてブレージングシート１０を構成している。また、長さＬの範囲における心材１１とろう材１２との界面に、例えば４つのフラックス１３が点在している。４つのフラックス１３の長さをＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４とする。一般化してフラックス１３の個数をｉ（図２ではｉ＝４、Ｌｉ＝Ｌ４）とすると、下記（１）式が成り立つことが好ましい。なお、ｉ≦３でも同様である。
５．０％≦（Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋Ｌｉ）／Ｌ≦５０％ ・・・（１）
【００２３】
更に本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、板厚方向の断面において界面上に、界面長さ１ｍｍあたりの合計が５０〜５０００μｍ２存在していることが好適である。５０μｍ２未満ではフラックスの量が足りず、ろう付に寄与しないおそれがある。また、５０００μｍ２を超えると、界面がもろくなり材料を加工する際にろう材が剥離するおそれがある。
【００２４】
図２の例では、４つのフラックス１３の断面積ををａ１、ａ２、ａ３及びａ４とする。上記と同様にフラックス１３の個数をｉ（図２ではｉ＝４、ａｉ＝ａ４）とすると、下記（２）式が成り立つことが好ましい。なお、ｉ≦３でも同様である。
５０μｍ２≦（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａｉ）／Ｌ≦５０００μｍ２ ・・・（２）
【００２５】
また、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材層とＡｌ−Ｍｎ系合金心材層との間に、全板厚の２．０％以下のインサート層が存在し、そのインサート層は少なくともＣｕ：１．０ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１．０ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含有し、Ｍｇ：０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されたアルミニウム合金からなっても良い。
【００２６】
このインサート層は、アルミニウム合金ブレージングシートのろう材層とその隣接する層の間にフラックスを含有させる際の製造方法に由来する。
【００２７】
本発明であるアルミニウム合金ブレージングシートは、通常のアルミニウム合金ブレージングシートと同様の手順を踏んで製造される。すなわち、まず、心材となる鋳塊をＤＣ（Direct Chill）鋳造により製造し、均質化処理として５００〜６００℃程度に加熱し、冷却後に面削を行う。また、ろう材やインサート層となるアルミニウム合金鋳塊をＤＣ鋳造により製造し、面削後に熱間圧延、必要に応じて更に冷間圧延を行う。その後、心材となる鋳塊とろう材、インサート層となる圧延板を重ねて加熱した後、４５０〜５５０℃で熱間圧延を行い、その後、冷間圧延と焼鈍を行う、という手順で製造される。
【００２８】
しかしながら、このなかの熱間圧延前の合わせ加熱の方法が、通常のアルミニウム合金とは異なる。本発明のフラックスは、心材やろう材となるアルミニウム合金鋳塊や圧延板を重ねる際に同時にろう材とその隣接する層の間に塗布される。ここで、従来のアルミニウム合金と同様に、このまま熱間圧延を行ってクラッドしようとすると、フラックスが周辺の酸素や水蒸気と反応し、劣化してしまうことがある。更には、このフラックスが障害となり、熱間圧延で層と層が接合せずに剥離してしまうことがある。
【００２９】
そこで、本発明では、次の２つの方法のうちいずれかを行う。１つが、ろう材と心材の間にフラックスを塗布し、熱間圧延を行う前工程の合わせ加熱でろう材を半溶融状態とし、ろう材と心材を接合してフラックスを熱間圧延前に材料中に閉じ込める方法である。この方法での合わせ加熱の温度は、ろう材の液相率が５．０〜３５％となる温度とすることが望ましい。液相率が５．０％未満では、液相の生成量が少なすぎ、フラックスが十分に材料中に閉じ込められないおそれがある。液相率が３５％を超えると、ろう材の形が崩れてしまい、製品の品質を損ねるおそれがある。
なお、加熱中における実際の液相率を測定することは、極めて困難である。そこで、本発明で示される液相率は平衡計算によって求めるものとする。具体的には、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃなどの熱力学平衡計算ソフトによって合金組成と加熱時の最高到達温度から計算される。
【００３０】
もう１つが、Ａｌ−Ｓｉ系合金よりも固相線温度の低いインサート層をろう材と心材の間に配し、このインサート層とろう材及び心材の間にフラックスを塗布し、熱間圧延を行う前工程の合わせ加熱でインサート層を溶融させてろう材とインサート層を接合し、フラックスを熱間圧延前に材料中に閉じ込める方法である。これらの方法によって、熱間圧延中のフラックスの劣化、及び熱間圧延での隣接する層と層の剥離を確実に防ぐことができる。この方法での合わせ加熱の温度は、インサート層が固液共存状態となり、その時の液相率が５．０〜３５％となる温度であり、且つろう材の固相線温度未満の温度とすることが望ましい。液相率が５．０％未満では、液相の生成量が少なすぎ、フラックスが十分に材料中に閉じ込められないおそれがある。液相率が３５％を超えると、液相が過剰に生成して板の側面に流れ出し、製品の品質を損ねるおそれがある。
【００３１】
また、この合わせ加熱を行う炉内はアルゴンや窒素などの不活性ガス雰囲気とし、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下、露点が−１５℃以下となるよう管理されることが望ましい。これにより、合わせ加熱時のフラックスの劣化を防ぎ、更に心材、ろう材、インサート層の接合を向上させより確実に材料中にフラックスを閉じ込めることができる。
【００３２】
この合わせ加熱を行う時間は、ろう材又はインサート層の平衡液相率が５．０％以上となる時間が１０ｍｉｎ以上２０ｈ以下となるように保持を行うことが望ましい。接合前のインサート層の平衡液相率が５．０％以上となる時間が、１０ｍｉｎ未満では十分に接合がなされず、合わせ加熱の炉から取り出し後〜熱間圧延前にフラックスが高温で大気に過剰に晒され劣化するおそれがある。また２０ｈを越える合わせ加熱を行うと、半溶融しているろう材又はインサート層が変形をし、平坦性が損なわれるおそれがある。
なお、この合わせ加熱段階では、接合面のうちの１０％以上の割合で接合がなされれば、十分に熱間圧延前のフラックスの劣化を防げる。２０％以上の割合で接合がなされていれば、更に望ましい。また、接合している割合が高いほど圧延も容易になるが、接合率が１０％程度であったとしても圧延中に圧着され、欠陥のないアルミニウム合金ブレージングシートが得られる。
【００３３】
インサート層の元素分布は、製造時の拡散によりインサート層中で変化している。従って、規定されるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｇの含有量は、製造後の最大値で定めている。
【００３４】
Ｃｕ濃度は６．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。６．０ｍａｓｓ％を超えると、ろう付中に心材のエロージョンを誘発するおそれがある。
【００３５】
Ｚｎ濃度は６．０ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。６．０ｍａｓｓ％を超えると、ろう付中に心材のエロージョンを誘発するおそれがある。
【００３６】
Ｍｇ濃度は０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されることが望ましい。０．５０ｍａｓｓ％を超えると、フラックスと反応し、十分にフラックスが作用しなくなるおそれがある。
【００３７】
上記の元素分布のクラッド材を得るには、インサート層として具体的には例えばＣｕ：２．０〜１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１．０〜４．５ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：２．０〜１０ｍａｓｓ％以下のうちいずれか２種類又は３種類を含有するアルミニウム合金を用いればよい。
【００３８】
Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚｎの含有量がそれぞれ下限未満だとＡｌ−Ｓｉろう材の固相線温度の５７７℃でも十分な液相が供給されず、合わせ加熱工程で十分な接合がなされない。また、含有量が上限を超えると、製造後のインサート層中の各元素濃度が望ましい値を超えるおそれがある。
【００３９】
また、インサート層として用いるアルミニウム合金は、更にＭｇ：０．５０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３０ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３０ｍａｓｓ％以下のうちの１種又は２種以上を含有しても良い。Ｍｇは、合わせ加熱時の接合、およびクラッド材となった後のろう付のいずれにも悪影響を与える為、インサート層には原則添加しないことが望ましいが、強度の微調整などの為に止むを得ず添加する際は、０．５０ｍａｓｓ％以下とする必要がある。
【００４０】
また、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒは、周りの層との強度の微調整などの為にインサート層に添加しても良いが、規定を超えるといずれも粗大な晶出物を形成し、圧延やクラッド材の耐食性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４１】
また、本発明のクラッド材で使用されるろう材は、Ｓｉ：２．０〜１３ｍａｓｓ％を含有することが望ましい。２．０ｍａｓｓ％未満では十分にろうが供給されない。また、１３ｍａｓｓ％を超えると、Ｓｉ晶出物が材料中に多量に生成し、圧延が難しい。
なお、前記ろう材は更にＺｎ：０．１０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１０〜２．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有しても良い。
【００４２】
更に、本発明で使用される心材は、Ｍｎ：０．１０〜２．０ｍａｓｓ％を含有し、Ｓｉ：０．１０〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１０〜１．０ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１０〜６．０ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３０ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５０ｍａｓｓ％以下に規制されることが望ましい。
【００４３】
Ｍｎは、心材の強度を向上させる作用がある。０．１０ｍａｓｓ％未満ではその効果は薄く、２．０ｍａｓｓ％を超えると晶出物が多量に生成し、圧延が難しい。
【００４４】
Ｓｉは、心材の強度を向上させる作用がある。１．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【００４５】
Ｃｕは、心材の強度を向上させる作用がある。１．２ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【００４６】
Ｆｅは、心材の強度を向上させる作用がある。１．０ｍａｓｓ％を超えると晶出物が多量に生成し、耐食性に悪影響を与えるおそれがある。
【００４７】
Ｚｎは、心材の電位を調整する作用がある。６．０ｍａｓｓ％を超えるとろう付中に心材にエロージョンが発生するおそれがある。
【実施例】
【００４８】
以下にこの発明の実施例を比較例とともに記す。なお以下の実施例は、この発明の効果を説明するためのものであり、実施例記載のプロセス及び条件がこの発明の技術的範囲を制限するものではない。
【００４９】
［実施例１］実施例１〜９、比較例１〜３
表１、２に、クラッド材製造に用いた合金の成分を示す。表２に示す成分の合金鋳塊を調製した後、面削し、熱間圧延を実施し、表３に示す厚さとした。また、表１に示す合金鋳塊を調製した後、面削加工を実施し、表３に示す厚さとした。なお、鋳塊サイズは幅１０００ｍｍ×長さ２０００ｍｍとした。
【００５０】
表１、２に示す合金材の間にＫＡｌＦ４からなるフッ化物系フラックスを塗布した後に積層し、鉄バンドで固定してから合わせ加熱を行った。合わせ加熱は、窒素雰囲気中で実施し、室温より４０℃／ｈで昇温し、５８０℃で３ｈ保持し、５００℃まで冷却した。なお、比較例１では、合金材間にフラックスを塗布せず、また、合わせ加熱時の保持温度を５３０℃とした。そして、開始温度５００℃で熱間圧延を行い３．０ｍｍまで圧延された後に、冷間圧延で厚さ１．０ｍｍまで圧延し、更に３８０℃で３時間焼鈍しクラッド材として供した。
【００５１】
このようにして得られたクラッド材の両端から５０００ｍｍの位置に対して断面観察を行った、クラッド材の巾方向に対して中央で１箇所、板幅に対して１／４分割した点に対して長手方向端部に近い位置の２箇所の計３箇所、、各々Ｌ−ＳＴ断面（圧延方向に平行な断面）で２５ｍｍの長さにわたって観察を実施した。表３に、断面観察によって測定したクラッド界面上のフラックスの存在割合と、界面長さ１ｍｍあたりに存在するフラックスの断面積の値を示す。
【００５２】
ろう付試験は、図３に示した逆Ｔ字型の試験片２０を用いた。図３に示すように、下板２１にクラッド材を用い、上板２２にＡ３００３合金板を組み合わせ、フラックスを塗布せずにろう付を行った。ろう付には酸素濃度が５０ｐｐｍ以下、露点が−５０度以下に管理された窒素雰囲気炉を用いた。
【００５３】
ろう付後、外観よりフィレットの充填距離を測定し、その長さからフィレットが形成されている割合を求めた。図３の例では、長さＭのろう付を行った結果２箇所のフィレット２３が形成されており、それぞれの長さはｍ１及びｍ２である。一般化してフィレットの個数をｉ（図３ではｉ＝２、ｍｉ＝ｍ２）とすると、フィレットが形成されている割合（充填長さ割合）は下記（３）式で求められる。なお、ｉ＝１でも同様である。
充填長さ割合＝（ｍ１＋ｍ２＋・・・＋ｍｉ）／Ｍ ・・・（３）
【００５４】
上記（３）式による充填長さ割合から、全長にわたってフィレットが形成している場合を○、フィレット未形成部分が２割以下ある場合を△、フィレット未形成部分が２割を超える場合を×とし、ろう付性を評価した。結果を表３に示す。
【００５５】
また、折り曲げ試験は、材料を９０°に折り曲げて、表面を観察した。表面に異常が無い場合を○、表面にひびが生じた場合を△、ろう材の剥離が生じた場合を×とし、折り曲げ性を評価した。結果を表３に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
実施例１〜９では、本発明の規定範囲内であったため良好なろう付ができ、また加工を行っても異常が起きなかった。
【００６０】
比較例１では、フラックスが含有されていないため、ろう付できなかった。
【００６１】
比較例２では、フラックスが規定より少ない為、ろう付が不十分となった。
【００６２】
比較例３では、フラックスが界面に規定より多量に存在した為、加工によりろう材が剥離してしまった。
【００６３】
［実施例２］実施例１０〜３０、比較例４〜１４
表４〜６に、クラッド材製造に用いた合金の成分を示す。実施例２における合金Ｎｏ．は実施例１とは独立している。表５、６に示す成分の合金鋳塊を調製した後、面削し、熱間圧延を実施し、表７に示す厚さとした。また、表４に示す合金鋳塊を調製した後、面削加工を実施し、表７に示す厚さとした。なお、鋳塊サイズは幅１０００ｍｍ×長さ２０００ｍｍとした。表４、５に示す合金材の間に表６に示す合金をインサート材として挟み込み、ＣｓＡｌＦ４からなるフッ化物系フラックスをそれぞれの材料の間に塗布した後に積層し、鉄バンドで固定してから合わせ加熱を行った。合わせ加熱は、窒素雰囲気中で実施し、室温より４０℃／ｈで昇温し、表７に示す所定の温度で３ｈ保持し、５００℃まで冷却した。そして、開始温度５００℃で熱間圧延を行い３ｍｍまで圧延された後に、冷間圧延で厚さ１ｍｍまで圧延し、更に３８０℃で３ｈ焼鈍し、クラッド材として供した。
【００６４】
このようにして得られたクラッド材について、実施例１と同様に、断面観察を行った後、ろう付試験と折り曲げ試験を実施した。表７に、断面観察によって測定したクラッド界面上のフラックスの存在割合と、界面長さ１ｍｍあたりに存在するフラックスの断面積の値を示す。また、この断面に対してＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）元素分析を板厚方向に行い、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇのインサート内での最大値を測定した。この値を表７に示す。
【００６５】
ろう付試験は、実施例１と同様の手順で行った。上記（３）式による充填長さ割合から、全長にわたってフィレットが形成している場合を○、フィレット未形成部分が２割以下ある場合を△、フィレット未形成部分が２割を超える場合を×とし、ろう付性を評価した。結果を表７に示す。
【００６６】
また、折り曲げ試験は、材料を９０°に折り曲げて、表面を観察した。表面に異常が無い場合を○、表面にひびが生じた場合を△、ろう材の剥離が生じた場合を×とし、折り曲げ性を評価した。結果を表７に示す。
【００６７】
【表４】
【００６８】
【表５】
【００６９】
【表６】
【００７０】
【表７】
【００７１】
実施例１０〜３０では、本発明の規定範囲内であったため良好なろう付ができ、また加工を行っても異常が起きなかった。
【００７２】
比較例４では、フラックスが規定より少ない為、ろう付が不十分となった。
【００７３】
比較例５では、フラックスが界面に規定より多量に存在した為、加工によりろう材が剥離してしまった。
【００７４】
比較例６では、インサートが規定より厚かったため、ろう付中にエロージョンが発生してしまった。以下、ろう付中にエロージョンが発生した例については表７で「（Ｅ）」を付して示す。
【００７５】
比較例７では、インサートのＣｕ濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００７６】
比較例８では、インサートのＭｇ濃度が高かった為、フラックスが十分に機能せず、ろう付が不十分となった。
【００７７】
比較例９では、インサートのＺｎ濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００７８】
比較例１０では、ろう材のＳｉ濃度が低かった為、ろうが不足しろう付が不十分となった。
【００７９】
比較例１１、１２、１４では、それぞれ心材のＳｉ、Ｃｕ、およびＭｇの濃度が高かった為、ろう付中にエロージョンが発生した。
【００８０】
比較例１３では、心材中のＭｇ濃度が高かった為、フラックスが十分に機能せず、ろう付が不十分となった。
【符号の説明】
【００８１】
１０ ブレージングシート
１１ 心材
１２ ろう材
１３ フラックス
２０ 試験片
２１ 下板
２２ 上板
２３ フィレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
アルミニウム合金からなる心材層と、を備え、
前記ろう材層と前記心材層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
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。
【請求項２】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項３】
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材層と、
前記ろう材層と前記心材層との間に介在し、Ｃｕ：１ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含み、Ｍｇ：０．５ｍａｓｓ％以下で、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、全板厚の０．１〜２％となる厚さを有するインサート層と、を備え、
前記ろう材層と前記インサート層との界面、及び前記心材層と前記インサート層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
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。
【請求項４】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において前記ろう材層と前記インサート層との界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
ことを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項５】
前記インサート層が、Ｃｕ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１〜４．５ｍａｓｓ％のいずれか２種又は３種を含有する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項６】
前記インサート層が、更にＭｇ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３ｍａｓｓ％以下のうちいずれか１種類又は２種以上を含有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項７】
前記ろう材層が、Ｓｉ：２〜１３ｍａｓｓ％を含有し、
前記心材層が、Ｍｎ：０．１〜２ｍａｓｓ％を含有し、更にＳｉ：０．１〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１〜６ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５ｍａｓｓ％以下に規制される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項１】
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
アルミニウム合金からなる心材層と、を備え、
前記ろう材層と前記心材層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
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。
【請求項２】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項３】
Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材層と、
Ａｌ−Ｍｎ系合金からなる心材層と、
前記ろう材層と前記心材層との間に介在し、Ｃｕ：１ｍａｓｓ％以上、Ｚｎ：１ｍａｓｓ％以上の１種又は２種を含み、Ｍｇ：０．５ｍａｓｓ％以下で、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、全板厚の０．１〜２％となる厚さを有するインサート層と、を備え、
前記ろう材層と前記インサート層との界面、及び前記心材層と前記インサート層との界面にフッ化物系フラックスが分布している、
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。
【請求項４】
前記フッ化物系フラックスが、板厚方向の断面において前記ろう材層と前記インサート層との界面上の５〜５０％の長さ割合で存在し、且つ面積が界面長さ１ｍｍあたり５０〜５０００μｍ２で存在する、
ことを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項５】
前記インサート層が、Ｃｕ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｚｎ：１〜６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：１〜４．５ｍａｓｓ％のいずれか２種又は３種を含有する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項６】
前記インサート層が、更にＭｇ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：１．８ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｚｒ：０．３ｍａｓｓ％以下のうちいずれか１種類又は２種以上を含有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【請求項７】
前記ろう材層が、Ｓｉ：２〜１３ｍａｓｓ％を含有し、
前記心材層が、Ｍｎ：０．１〜２ｍａｓｓ％を含有し、更にＳｉ：０．１〜１．２ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．１〜６ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｒ：０．０２〜０．３ｍａｓｓ％のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、Ｍｇが０．５ｍａｓｓ％以下に規制される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
【図２】
【図３】
【図１】
【図３】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−９４８３７（Ｐ２０１３−９４８３７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１４４７（Ｐ２０１１−２４１４４７）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
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